KR20050087334A - 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인 - Google Patents

차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인 Download PDF

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KR20050087334A
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Abstract

제1,2,3클러치를 전방에 배치하고, 제1,2클러치는 클러치 리테이너를 상호 공유시키며, 그 후방에서, 제1,2브레이크는 브레이크 리테이너를 공유함으로써, 전체적인 변속기의 전장을 축소할 수 있도록;
싱글 피니언 유성기어셋트와 라비뉴 유성기어셋트를 상호 조합하여 이루어지는 자동 변속기의 파워 트레인에서,
제1선기어는 변속기 케이스에 고정하고, 제2선기어는 변속기 케이스와 제1유성 캐리어에 제2브레이크와 제2클러치를 통하여 각각 가변 연결하고, 제3선기어는 제1클러치를 통하여 제1유성 캐리어와 가변 연결하고, 제1링기어는 제3클러치를 통하여 제3유성 캐리어와 가변 연결하고, 제2유성 캐리어는 변속기 케이스에 병열 배치되는 제1브레이크와 원웨이 클러치(OWC)와 연결하고, 제3링기어를 상시 출력기어와 연결하여 7개의 작동요소를 보유하도록 조합하되,
상기 작동요소 중 제1작동요소는 제6작동요소와 선택적으로 연결되도록 작동하며, 제2작동요소는 상기 출력요소로 작동하도록 하며, 제3작동요소는 선택적으로 입력요소 또는 고정요소로 작동하도록 하고, 제4작동요소는 선택적으로 고정요소 또는 제6작동요소와 연결되도록 작동하며, 제5작동요소는 상시 입력요소로 작동하도록 하며, 제7작동요소는 상시 고정요소로 작동하도록 하여 구성함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인를 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인{A SIX-SPEED POWER TRAIN OF AN AUTOMATIC TRANSMISSION FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되어 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 관한 것이다.
예컨대, 자동 변속기의 다단 변속기어 메카니즘은, 복수의 유성기어셋트의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 복수의 유성기어셋트가 조합된 파워 트레인은 엔진 토크를 변환하여 전달하는 토크 컨버터로부터 회전 동력이 입력되면 이를 다단으로 변속하여 출력측으로 전달하는 기능을 수행하게 된다.
이러한 자동 변속기의 파워 트레인은 많은 변속단을 보유할수록 동력 성능 및 연료 소비율면에서 유리하기 때문에 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 파워 트레인이 요구되고 있다.
그리고 동일 수의 변속단을 구현하더라도 유성기어셋트의 조합 방법에 따라 내구성 및 동력 전달 효율, 그리고 크기 및 중량 등이 크게 달라지기 때문에, 보다 견고하고 동력 손실을 최소화하면서도 컴팩트화 할 수 있는 파워 트레인의 개발을 위한 노력이 계속되고 있다.
유성기어셋트를 이용하는 파워 트레인을 개발함에 있어서는 어떤 새로운 유성기어셋트를 개발하는 것이 아니라, 기존에 나와 있는 싱글 피니온 유성기어셋트, 더블 피니온 유성기어셋트 혹은 싱글 및 더블 피니온 유성기어셋트를 조합한 라비뉴 타입의 유성기어셋트를 어떻게 조합하고, 이에 수반되는 클러치와 브레이크, 그리고 원웨이 클러치를 어느 위치에 몇 개를 배치하여 가능한 동력 손실이 없이 원하는 변속단과 이에 따르는 변속비를 구현하여 변속기 성능을 향상시키는 데에 그 목표를 두고 다양한 연구되고 있다.
특히, 수동 변속기의 경우에는 변속단이 지나치게 많으면 운전자가 자주 변속을 해주어야 하는 불편함이 있으나, 자동 변속기의 경우에 있어서는 운전 상태에 따라 트랜스밋션 제어유닛이 자동으로 파워 트레인의 작동을 제어하여 변속을 수행하게 되는 바, 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 파워 트레인을 개발하는 것은 매우 중요한 가치가 있다고 할 수 있다.
이러한 추세에 부응하기 위하여 4속 및 5속 파워 트레인에 관한 다양한 연구가 진행되고 있음과 아울러, 최근에는 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있는 자동 변속기의 파워 트레인이 제공되고 있다.
그 일례로서는 도 7에서와 같이, 전방에 1개의 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 후방에 1개의 라비뉴 타입의 라비뉴 유성기어셋트(LPG)를 조합하되, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1선기어(S1)는 변속기 케이스(1)에 고정되고, 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제3링기어(R3)는 출력기어(OUT)가 장착되어 출력요소로 작동하게 된다.
그리고 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1링기어(R1)는 입력축(3)과 직접 연결되며, 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2,3 유성기어(P2,P3)를 연결하는 제3유성 캐리어(PC3)는 제3클러치(C3)를 개재시켜 입력축(3)과 가변적으로 연결된다.
또한, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1유성기어(P1)를 연결하는 제1유성 캐리어(PC1)는 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2선기어(S2)와의 사이에 제2클러치(C2)를 개재시켜 상호 가변적으로 연결되고, 이는 다시 제3선기어(S3)와의 사이에 제1클러치(C1)를 개재시켜 상호 가변적으로 연결된다.
또, 상기 제2선기어(S2)는 제2브레이크(B2)를 개재시켜 변속기 케이스(1)와 연결되고, 상기 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2유성기어(P2)를 연결하는 제2유성 캐리어(PC2)는 변속기 케이스(1)에 병열 배치되는 제1브레이크(B1)와 원웨이 클러치(OWC)를 개재시켜 상기 변속기 케이스(1)에 연결된다.
이러한 파워 트레인은 도 8에서와 같이, 전진 제1속에서는 제1클러치(C1)와 원웨이 클러치(OWC)가 작동하고, 제2속에서는 제1클러치(C1)와 제2브레이크(B2)가 작동하며, 제3속에서는 제1클러치(C1)와 제2클러치(C2)가 작동하고, 제4속에서는 제1클러치(C1)와 제3클러치(C3)가 작동하며, 제5속에서는 제2,3클러치(C2)(C3)가 작동하고, 제6속에서는 제3클러치(C3)와 제2브레이크(B2)가 작동하며, 후진 변속단에서는 제2클러치(C2)와 제1브레이크(B1)가 작동하면서 전진 6속과 후진 1속의 변속단을 구현하게 된다.
그러나 상기와 같은 파워 트레인에 있어서는, 도 7에서와 같이, 제3클러치가 변속기내 후방에 별도로 배치되어 작동 유로의 형성에 불리하다는 문제점을 내포하고 있다.
그리고 제1브레이크의 후방에서 유압이 공급되는 바, 제2브레이크까지의 작동 유로가 길어져 응답성이 떨어지며, 제1,2,3클러치가 각각 분리되어 상호간에 공유요소를 둘 수 없어 변속기의 전장이 길어지는 등의 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 제1,2,3클러치를 전방에 배치하고, 제1,2클러치는 클러치 리테이너를 상호 공유시키며, 그 후방에서, 제1,2브레이크는 브레이크 리테이너를 공유함으로써, 전체적인 변속기의 전장을 축소할 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인을 제공하는 것이다.
또한, 변속기의 전장 축소 및 리액션 샤프트와 인풋 샤프트를 이용하여 작동 유로를 단축함으로써, 클러치 및 브레이크의 응답성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 전방에 제1선기어, 제1유성 캐리어 및 제1링기어로 된 싱글 피니언 유성기어셋트와 그 후방에서 제2,3선기어, 제2,3유성 캐리어 및 제3링기어로 된 라비뉴 유성기어셋트를 상호 조합하여 이루어지는 자동 변속기의 파워 트레인에 있어서,
제1선기어는 변속기 케이스에 고정하고, 제2선기어는 변속기 케이스와 제1유성 캐리어에 제2브레이크와 제2클러치를 통하여 각각 가변 연결하고, 제3선기어는 제1클러치를 통하여 제1유성 캐리어와 가변 연결하고, 제1링기어는 제3클러치를 통하여 제3유성 캐리어와 가변 연결하고, 제2유성 캐리어는 변속기 케이스에 병열 배치되는 제1브레이크와 원웨이 클러치(OWC)와 연결하고, 제3링기어를 상시 출력기어와 연결하여 7개의 작동요소를 보유하도록 조합하되,
상기 작동요소 중 제1작동요소는 제6작동요소와 선택적으로 연결되도록 작동하며, 제2작동요소는 상기 출력요소로 작동하도록 하며, 제3작동요소는 선택적으로 입력요소 또는 고정요소로 작동하도록 하고, 제4작동요소는 선택적으로 고정요소 또는 제6작동요소와 연결되도록 작동하며, 제5작동요소는 상시 입력요소로 작동하도록 하며, 제7작동요소는 상시 고정요소로 작동하도록 하여 구성함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파워 트레인의 개략도로써, 본 발명의 파워 트레인은 토크 컨버터를 통하여 엔진 출력측에 접속되는 입력축(3)상의 전방에 제1선기어(S1), 제1유성 캐리어(PC1) 및 제1링기어(R1)로 된 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 그 후방에서 제2,3선기어(S2,S3), 제2,3유성 캐리어(PC2,PC3) 및 제3링기어(R3)로 된 라비뉴 유성기어셋트(LPG)가 상호 조합되어 배치된다.
상기 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)는 제1선기어(S1)와, 제1링기어(R1)와, 이들 제1선기어(S1)와 제1링기어(R1) 사이에 치합되는 제1유성기어(P1)을 회전 가능하게 지지하여 주는 제1유성 캐리어(PC1)를 포함한다.
상기 라비뉴 유성기어셋트(LPG)는 제2선기어(S2)와, 제3선기어(S3), 제3링기어(R3)와, 제2선기어(S2)와 제3링기어(R3) 사이에 치합되는 제2유성기어(P2)을 회전 가능하게 지지하여 주는 제2유성 캐리어(PC2) 및 상기 제3링기어(R3)와 치합되는 제2유성기어(P2)과 상기 제3선기어(S3) 사이에 치합되는 제3유성기어(P3)를 상기 제2유성기어(P2)와 함께 회전 가능하게 지지하여 주는 제3유성 캐리어(PC3)를 포함한다.
상기 유성기어셋트의 배열은 변속기 전측에 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)가 배치되고, 변속기 후측에 라비뉴 유성기어셋트(LPG)가 배치되며, 상기 작동요소들 중 제1작동요소를 제3선기어(S3)로 하고, 제2작동요소를 제3링기어(R3)로 하고, 제3작동요소는 제2,3유성 캐리어로, 제4작동요소는 제2선기어(S2)로, 제5작동요소는 제1링기어(R1)로 하며, 제6작동요소는 제1유성 캐리어(PC1)로, 제7작동요소는 제1선기어(S1)로 하는 경우, 상기 작동요소 중 제1작동요소는 제6작동요소와 선택적으로 연결되도록 작동하며, 제2작동요소는 상기 출력요소로 작동하도록 하며, 제3작동요소는 선택적으로 입력요소 또는 고정요소로 작동하도록 하고, 제4작동요소는 선택적으로 고정요소 또는 제6작동요소와 연결되도록 작동하며, 제5작동요소는 상시 입력요소로 작동하도록 하며, 제7작동요소는 상시 고정요소로 작동하도록 하여 구성한다.
즉, 제3선기어(S3)는 제1유성 캐리어(PC1)와의 사이에 제1클러치(C1)를 개재시켜 가변적으로 연결하고, 제3링기어(R3)는 상시 출력기어와 연결되어 상기 출력요소로 작동하며, 제2유성 캐리어(PC2)는 변속기 케이스(1)에 병열 배치되는 제1브레이크(B1)와 원웨이 클러치(OWC)와 연결되며, 동시에 제3유성 캐리어는 제1링기어(R1)와의 사이에는 제3클러치(C3)를 개재시켜 가변적으로 연결된다.
그리고 제2선기어(S2)는 변속기 케이스(1)와 제1유성 캐리어(PC1)와의 사이에 제2브레이크(B2)와 제2클러치(C2)를 각각 개재시켜 가변적으로 연결되고, 제1링기어(R1)는 입력축(3)과 고정적으로 연결되어 항시 입력요소로 작동하고, 제1유성 캐리어(PC1)는 상기에 언급되었으며. 제1선기어(S1)는 변속기 케이스(1)에 고정되어 상시 고정요소로 작용한다.
상기의 구성에 의하여 제1, 제2, 제3클러치(C1,C2,C3)는, 도 2 또는 도 3에서와 같이, 변속기 내 전측 즉, 앞쪽에 위치하며, 제1, 제2브레이크(B1,B2)는 원웨이 클러치(OWC)와 함께, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG) 사이에 배치된다.
이 때, 상기 제1,2클러치(C1,C2)는 변속기 내부의 전측에서 상호 이웃하게 배치되어 클러치 리테이너(5)를 상호 공유하게 되며, 그 후측에서 상기 제1,2브레이크(B1,B2)는 변속기 케이스(1) 내부에서 상호 이웃하게 배치되어 브레이크 리테이너(7)를 상호 공유하게 된다.
또한, 상기 제1,2클러치(C1,C2)에는 변속기 내 오일펌프에 고정되는 리액션 샤프트(9)를 통하여 유압이 공급되도록 하고, 제3클러치(C3)에는 인풋 샤프트(11)를 통하여 유압이 공급되도록 구성된다.
여기서, 상기 도 2와 도 3은 본 발명 파워 트레인의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 내부 구성을 개략적으로 나타내는 부분 단면도로써, 도 2의 경우, 제1클러치(C1)와 제2클러치(C2)가 상호 변속기 케이스(1) 내에서, 하나의 클러치 리테이너(5)를 공유하되, 길이방향으로 나란하게 배치되며, 변속기 전방에 상기 제1클러치(C1)가 배치되고, 그 후방에 제2클러치(C2)가 배치되는 경우이며, 도 3의 경우는 제1클러치(C1)와 제2클러치(C2)가 상호 변속기 케이스(1) 내에서, 하나의 클러치 리테이너(5)를 공유하되, 내외측 방향으로 배치되며, 변속기의 내측으로 상기 제1클러치(C1)가 배치되고, 그 외측으로 제2클러치(C2)가 배치되는 경우를 도시하였다.
이와 같이, 2개의 클러치와 2개의 브레이크를 상호 공유요소를 통하여 장착함으로써 변속기의 전장을 획기적으로 줄일 수 있는 것이다.
상기와 같이 이루어지는 구성되는 파워 트레인은 도 4의 작동 요소표와 같이, 전진 1속에서는 제1클러치(C1)와 원웨이 클러치(OWC), 전진 2속에서는 제1클러치(C1)와 제2브레이크(B2), 전진 3속에서는 제1 클러치(C1)와 제2클러치(C2), 전진 4속에서는 제1클러치(C1)와 제3클러치(C3), 전진 5속에서는 제2, 3클러치(C2)(C3), 전진 6속에서는 제3클러치(C3)와 제2브레이크(B2), 후진에서는 제2클러치(C2)와 제1브레이크(B1)를 작동시킴으로써, 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현하게 된다.
상기와 같은 본 발명의 파워 트레인은 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)를 조합하되, 제1선기어(S1)는 변속기 케이스(1)에 고정하고, 제2선기어(S2)는 변속기 케이스(1)와 제1유성 캐리어(PC1)에 제2브레이크(B2)와 제2클러치(C2)를 통하여 각각 가변 연결하고, 제3선기어(S3)는 제1클러치(C1)를 통하여 제1유성 캐리어(PC1)와 가변 연결하고, 제1링기어(R1)는 제3클러치(C3)를 통하여 제3유성 캐리어(PC3)와 가변 연결하고, 제2유성 캐리어(PC2)는 변속기 케이스(1)에 병열 배치되는 제1브레이크(B1)와 원웨이 클러치(OWC)와 연결하고, 제3링기어(R3)는 상시 출력기어와 연결되는 바, 도 5에서와 같이 7개의 작동요소를 갖게 된다.
이에 따라 제1작용요소를 나타내는 제1노드(N1)는 제3선기어(S3), 제2작용요소를 나타내는 제2노드(N2)는 제3링기어(R3), 제3작용요소를 나타내는 제3노드(N3)는 제2, 3유성 캐리어(PC2,PC3), 제4작용요소를 나타내는 제4노드(N4)는 제2선기어(S2), 제5작용요소를 나타내는 제5노드(N5)는 제1링기어(R1), 제6작용요소를 나타내는 제6노드(N6)는 제1유성 캐리어(PC1), 제7작용요소를 나타내는 제7노드(N7)는 제1선기어(S1)로 설정된다.
도 5와 도 6은 본 발명의 파워 트레인에 대한 변속 과정을 가시적으로 도시하기 위하여 본 발명에 의한 파워 트레인의 전진 1속 내지 6속 및 후진 변속선도로써, 전진 1속에서는 제1클러치(C1)와 원웨이 클러치(OWC)가 작동하게 된다
그러면, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1링기어(R1)인 제5노드(N5)를 통해 입력이 이루어지면, 제1유성 캐리어(PC1)인 제6노드(N6)를 통해 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제3선기어(S3)로 입력이 전달되는 상태에서 제3노드(N3)와 제7노드(N7)가 고정요소로 작동하면서 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 상호 보완 작용에 의하여 도 5의 제1속 도면에서와 같은 속도선을 형성하게 되며, 출력요소인 제2노드(N2)를 통해 D1 만큼 출력이 이루어지면서 전진 1속의 변속이 이루어지게 된다.
전진 2속에서는 상기 제1속의 상태에서 제2브레이크(B2)가 작동 제어된다.
그러면, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1링기어(R1)인 제5노드(N5)를 통해 입력이 이루어지면, 제1유성 캐리어(PC1)인 제6노드(N6)를 통해 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제3선기어(S3)로 입력이 전달되는 상태에서 제4노드(N4)와 제7노드(N7)가 고정요소로 작동하면서 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 상호 보완 작용에 의하여 도 5의 제2속 도면에서와 같은 속도선을 형성하게 되며, 출력요소인 제2노드(N2)를 통해 D2만큼 출력이 이루어지면서 전진 2속의 변속이 이루어지게 된다.
전진 3속에서는 상기 제2속의 상태에서 제2브레이크(B2)의 작동이 해제되고, 제2클러치(C2)가 작동 제어된다.
그러면, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1링기어(R1)인 제5노드(N5)를 통해 입력이 이루어지면, 제1유성 캐리어(PC1)인 제6노드(N6)를 통해 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제3선기어(S3)로 입력이 전달되는 상태에서 라비뉴 유성기어셋트(LPG)만 모두 직결 상태가 되면서 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)로의 입력이 그대로 출력되어 도 5의 3속 도면에서와 같은 속도선을 형성하게 되며, 출력요소인 제2노드(N2)를 통해 D3만큼 출력이 이루어지면서 전진 3의 변속이 이루어지게 된다.
전진 4속에서는 상기 제3속의 상태에서 제2클러치(C2)의 작동이 해제되고, 제3클러치(C3)가 작동 제어된다.
그러면, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1링기어(R1)인 제5노드(N5)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2, 3유성 캐리어(PC2,PC3)인 제3노드(N3)가 사실상 직결 된 상태로 입력이 이루어지면, 제1유성 캐리어(PC1)인 제6노드(N6)를 통해 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제3선기어(S3)로 입력이 전달되며, 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2, 3유성 캐리어(PC2,PC3)인 제3노드(N3)는 사실상 고정요소로 작동된다.
이에 따라 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)는 상호 보완 작용에 의하여 도 6의 제4속 도면에서와 같은 속도선을 형성하게 되며, 출력요소인 제2노드(N2)를 통해 D4만큼 출력이 이루어지면서 전진 4속의 변속이 이루어지게 된다.
전진 5속에서는 상기 제4속의 상태에서 제1클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제2 클러치(C2)가 작동 제어된다.
그러면, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1링기어(R1)인 제5노드(N5)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2, 3유성 캐리어(PC2,PC3)인 제3노드(N3)가 사실상 직결 된 상태를 유지하여 입력이 이루어지면, 제1유성 캐리어(PC1)인 제6노드(N6)를 통해 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2선기어(S2)로 입력이 전달되며, 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2, 3유성 캐리어(PC2,PC3)인 제3노드(N3)는 사실상 고정요소로 작동된다.
이에 따라 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)는 상호 보완 작용에 의하여 도 6의 제5속 도면에서와 같은 속도선을 형성하게 되며, 출력요소인 제2노드(N2)를 통해 D5만큼 출력이 이루어지면서 전진 5속의 변속이 이루어지게 된다.
전진 6속에서는 상기 제5속의 상태에서 제2클러치(C2)의 작동이 해제되고, 제2브레이크(B2)가 작동 제어된다.
그러면, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)는 사실상 동력 전달이 이루어지지 않아 상호 보완 작동하지 않게 되며, 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2, 3유성 캐리어(PC2,PC3)인 제3노드(N3)로 입력이 이루어지면, 제2선기어(S2)인 제4노드(N4)가 고정요소로 작동하면서, 도 6의 제6속 도면에서와 같은 속도선을 형성하게 되며, 출력요소인 제2노드(N2)를 통해 D6만큼 출력이 이루어지면서 전진 6속의 변속이 이루어지게 된다.
그리고 후진 변속단에서는 제2클러치(C2)와 제1브레이크(B1)를 작동 제어하게 된다.
그러면, 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)의 제1링기어(R1)인 제5노드(N5)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2, 3유성 캐리어(PC2,PC3)인 제3노드(N3)가 사실상 직결 된 상태를 유지하여 입력이 이루어지면, 제1유성 캐리어(PC1)인 제6노드(N6)를 통해 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2선기어(S2)로 입력이 전달되며, 라비뉴 유성기어셋트(LPG)의 제2, 3유성 캐리어(PC2,PC3)인 제3노드(N3)는 고정요소로 작동된다.
이에 따라 싱글 피니언 유성기어셋트(SPG)와 라비뉴 유성기어셋트(LPG)는 상호 보완 작용에 의하여 도 6의 후진속 도면에서와 같은 속도선을 형성하게 되며, 출력요소인 제2노드(N2)를 통해 R만큼 출력이 이루어지면서 후진 변속이 이루어지게 된다.
상기에서 각 유성기어셋트에 대한 속도선에 대해서는 당업자라면 충분히 구할 수 있는 공지 부분이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 변속이 이루어지는 본 발명의 파워 트레인은 그 기어비가 전진 1속에서는 4.201, 전진 2속에서는 2.334, 전진 3속에서는 1.512, 전진 4속에서는 1.139, 전진 5속에서는 0.870, 전진 6속에서는 0.694로 설정되어 각 변속단의 단간비를 최적화 할 수 있게 된다.
상기에서 본 발명의 파워 트레인에 대한 바람직한 실시예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명의 파워 트레인은, 제1,2,3클러치를 전방에 배치하고, 제1,2클러치는 클러치 리테이너를 상호 공유시키며, 그 후방에서 제1,2브레이크는 브레이크 리테이너를 공유함으로써, 전체적인 변속기의 전장을 축소할 수 있도록 함과 동시에 작동 유로의 형성이 유리하도록 하며, 변속기의 전장 축소 및 리액션 샤프트와 인풋 샤프트를 이용하여 작동 유로를 단축함으로써, 클러치 및 브레이크의 응답성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파워 트레인의 개략도,
도 2는 본 발명 파워 트레인의 일 실시예에 따른 내부 구성을 개략적으로 나타내는 부분 단면도,
도 3은 본 발명 파워 트레인의 다른 실시예에 따른 내부 구성을 개략적으로 나타내는 부분 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 파워 트레인의 작동 요소표,
도 5는 본 발명에 의한 파워 트레인의 전진 1속 내지 3속 변속선도,
도 6은 본 발명에 의한 파워 트레인의 전진 4속 내지 6속 및 후진 변속선도,
도 7은 종래 파워 트레인의 개략도, 및
도 8은 도 7에 의한 파워 트레인의 작동 요소표이다.

Claims (14)

  1. 전방에 제1선기어, 제1유성 캐리어 및 제1링기어로 된 싱글 피니언 유성기어셋트와 그 후방에서 제2,3선기어, 제2,3유성 캐리어 및 제3링기어로 된 라비뉴 유성기어셋트를 상호 조합하여 이루어지는 자동 변속기의 파워 트레인에 있어서,
    제1선기어는 변속기 케이스에 고정하고, 제2선기어는 변속기 케이스와 제1유성 캐리어에 제2브레이크와 제2클러치를 통하여 각각 가변 연결하고, 제3선기어는 제1클러치를 통하여 제1유성 캐리어와 가변 연결하고, 제1링기어는 제3클러치를 통하여 제3유성 캐리어와 가변 연결하고, 제2유성 캐리어는 변속기 케이스에 병열 배치되는 제1브레이크와 원웨이 클러치(OWC)와 연결하고, 제3링기어를 상시 출력기어와 연결하여 7개의 작동요소를 보유하도록 조합하되,
    상기 작동요소 중 제1작동요소는 제6작동요소와 선택적으로 연결되도록 작동하며, 제2작동요소는 상기 출력요소로 작동하도록 하며, 제3작동요소는 선택적으로 입력요소 또는 고정요소로 작동하도록 하고, 제4작동요소는 선택적으로 고정요소 또는 제6작동요소와 연결되도록 작동하며, 제5작동요소는 상시 입력요소로 작동하도록 하며, 제7작동요소는 상시 고정요소로 작동하도록 하여 구성함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  2. 제1항에 있어서, 제1작동요소는 제3선기어, 제2작동요소는 제3링기어, 제3작동요소는 제2,3유성 캐리어, 제4작동요소는 제2선기어, 제5작동요소는 제1링기어, 제6작동요소는 제1유성 캐리어, 및 제7작동요소는 제1선기어로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1작동요소는 제1클러치를 통하여 제6작동요소와 가변 연결하고, 제2작동요소는 상시 출력기어와 연결하고, 제3작동요소는 변속기 케이스에 병열 배치되는 제1브레이크와 원웨이 클러치(OWC)와 연결하고, 제4작동요소는 변속기 케이스와 제6작동요소에 제2브레이크와 제2클러치를 통하여 각각 가변 연결하고, 제5작동요소는 제3클러치를 통하여 제3작동요소와 가변 연결하고, 제7작동요소는 상시 변속기 케이스에 고정하여 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1,2,3클러치는 변속기 내부의 전측에 배치되고, 그 후방에서, 상기 제1,2브레이크가 상호 이웃하여 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1,2클러치는 변속기 내부의 전측에서 상호 이웃하여 배치되어 클러치 리테이너를 상호 공유하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1,2브레이크는 변속기 케이스 내부에서 상호 이웃하여 배치되어 브레이크 리테이너를 상호 공유하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1,2클러치에는 변속기 내 오일펌프에 고정되는 리액션 샤프트를 통하여 유압이 공급되고, 제3클러치에는 인풋 샤프트를 통하여 유압이 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  8. 전방에 제1선기어, 제1유성 캐리어 및 제1링기어로 된 싱글 피니언 유성기어셋트와 그 후방에서 제2,3선기어, 제2,3유성 캐리어 및 제3링기어로 된 라비뉴 유성기어셋트를 상호 조합하여 이루어지는 자동 변속기의 파워 트레인에 있어서,
    상기 제3선기어는 제1작동요소로 하고, 제3링기어는 제2작동요소로 하고, 제2,3유성 캐리어는 제3작동요소로 하고, 제2선기어는 제4작동요소로 하고, 제1링기어는 제5작동요소로 하고, 제1유성 캐리어는 제6작동요소로 하고, 제1선기어는 제7작동요소로 하여;
    제1작동요소는 제1클러치를 통하여 제6작동요소와 가변 연결하고, 제2작동요소는 상시 출력기어와 연결하고, 제3작동요소는 변속기 케이스에 병열 배치되는 제1브레이크와 원웨이 클러치(OWC)와 연결하고, 제4작동요소는 변속기 케이스와 제6작동요소에 제2브레이크와 제2클러치를 통하여 각각 가변 연결하고, 제5작동요소는 제3클러치를 통하여 제3작동요소와 가변 연결하고, 제7작동요소는 상시 변속기 케이스에 고정하여 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1,2,3클러치는 변속기 내부의 전측에 배치되고, 그 후방에서, 상기 제1,2브레이크가 상호 이웃하여 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1,2클러치는 변속기 내부의 전측에서 상호 이웃하여 배치되어 클러치 리테이너를 상호 공유하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1,2브레이크는 변속기 케이스 내부에서 상호 이웃하여 배치되어 브레이크 리테이너를 상호 공유하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제1,2클러치에는 변속기 내 오일펌프에 고정되는 리액션 샤프트를 통하여 유압이 공급되고, 제3클러치에는 인풋 샤프트를 통하여 유압이 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  13. 전방에 제1선기어, 제1유성 캐리어 및 제1링기어로 된 싱글 피니언 유성기어셋트와 그 후방에서 제2,3선기어, 제2,3유성 캐리어 및 제3링기어로 된 라비뉴 유성기어셋트를 상호 조합하여 이루어지는 자동 변속기의 파워 트레인에 있어서,
    제1선기어는 변속기 케이스에 고정하고, 제2선기어는 변속기 케이스와 제1유성 캐리어에 제2브레이크와 제2클러치를 통하여 각각 가변 연결하고, 제3선기어는 제1클러치를 통하여 제1유성 캐리어와 가변 연결하고, 제1링기어는 제3클러치를 통하여 제3유성 캐리어와 가변 연결하고, 제2유성 캐리어는 변속기 케이스에 병열 배치되는 제1브레이크와 원웨이 클러치(OWC)와 연결하고, 제3링기어를 상시 출력기어와 연결하여 7개의 작동요소를 보유하도록 조합하되,
    상기 제1,2,3클러치는 변속기 내부의 전측에 배치되고, 그 후방에서, 상기 제1,2브레이크가 상호 이웃하여 배치되며, 상기 제1,2클러치는 변속기 내부의 전측에서 상호 이웃하여 배치되어 클러치 리테이너를 상호 공유하고, 상기 제1,2브레이크는 변속기 케이스 내부에서 상호 이웃하여 배치되어 브레이크 리테이너를 상호 공유하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1,2클러치에는 변속기 내 오일펌프에 고정되는 리액션 샤프트를 통하여 유압이 공급되고, 제3클러치에는 인풋 샤프트를 통하여 유압이 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
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