KR20080033790A

KR20080033790A - 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인

Info

Publication number: KR20080033790A
Application number: KR1020060099961A
Authority: KR
Inventors: 최현석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-17

Abstract

입력축으로부터 직접 회전 동력이 입력되는 제1 입력경로와, 상기 제1 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 감속 출력하는 제1 중간 출력경로와, 상기 제1 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 역회전 출력하는 제2 중간 출력경로를 구비하는 제1 유성기어셋트로 이루어지는 제1 변속부와; 제2, 3 유성기어셋트의 작동요소 일부가 상호 연결되어 5개의 회전요소를 보유하면서 입력축으로부터 가변적으로 입력이 이루어지는 제3, 4 입력경로와, 상기 제1,2 중간 출력 경로로부터 가변적으로 회전 동력이 입력되는 중간 입력경로와, 변속이 이루어진 최종 회전동력을 출력하는 출력 경로를 구비하여 이루어지는 제2 변속부와; 상기 제1,2 변속부의 회전요소 중 일부의 회전요소를 가변적으로 연결하는 다수의 클러치와; 상기 제1,2 변속부의 회전요소 중 일부의 회전요소를 가변적으로 변속기 하우징에 연결하는 다수의 브레이크를 포함하여 이루어지는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인을 제공하여 동력 전달 성능을 향상시키고 연비를 저감시킬 수 있도록 한 것이다.

자동 변속기. 클러치. 유성기어셋트

Description

차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인{10 - SHIFT GEAR TRAIN IN AN AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 자동 변속기의 기어 트레인을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 기어 트레인에 적용되는 마찰요소의 작동표.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 기어 트레인의 속도선도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 자동 변속기의 기어 트레인을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 기어 트레인에 적용되는 마찰요소의 작동표이다.

본 발명은 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인에 관한 것이다.

통상적으로 자동 변속기의 다단 변속 메커니즘은, 복수의 유성기어세트를 조합하여 구현되고 있으며, 이러한 복수의 유성기어세트가 조합된 기어 트레인은 토 크 컨버터로부터 회전 동력을 입력받아 이를 변속하여 출력축에 전달하는 기능을 하게 된다.

이러한 자당 변속기에 있어서는 구현 가능한 변속단이 많을수록 보다 적절한 변속비의 설계가 가능할 뿐만 아니라 동력성능 및 연비 면에서 우수한 차량을 구현할 수 있기 때문에 보다 많은 변속단을 구현하는 자동변속기는 꾸준한 연구의 관심이 되고 있다.

그리고 동일 변속단을 구현한다고 하더라도 유성기어세트의 조합 방법에 따라 기어 트레인의 내구성, 동력전달효율, 크기 등이 달라지게 되어, 보다 견고하고, 동력손실이 없으며 보다 컴팩트한 파워 트레인 구성을 발명하기 위한 노력이 항시 진행되고 있다.

특히, 변속단이 많을수록 운전자가 변속을 자주 해주어야 하는 불편이 발생하는 수동 변속기와는 달리 자동 변속기는 운전 상태에 따라 제어유닛이 기어 트레인의 작동을 제어함으로써 변속을 수행하게 되므로, 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 기어 트레인의 구성을 찾는 노력이 계속되고 있다.

이러한 관점에서 볼 때, 현재 통상적으로 사용되고 있는 자동 변속기는 4속 및 5속 자동 변속기가 주류를 이루고 있으나, 최근에는 6속 자동 변속기가 개발되어 차량에 적용되는 한편으로 8속 이상의 자동 변속기 개발이 활발하게 진행되고 있는 실정이다.

이에 따라 본 발명자는 상기와 같은 자동 변속기의 개발에 부응하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 본 발명의 본 발명의 목적은 1개의 단순 유성기어셋와 1개의 복합 유성기어셋트를 다수의 클러치와 브레이크로 조합하여 전진 10속 및 후진 2속까지 구현할 수 있도록 함으로써, 동력 전달 성능을 향상시키고 연비를 저감시킬 수 있도록 한 차량용 8속 자동 변속기의 기어 트레인을 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 입력축으로부터 직접 회전 동력이 입력되는 제1 입력경로와, 상기 제1 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 감속 출력하는 제1 중간 출력경로와, 상기 제1 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 역회전 출력하는 제2 중간 출력경로를 구비하는 제1 유성기어셋트로 이루어지는 제1 변속부와;

제2, 3 유성기어셋트의 작동요소 일부가 상호 연결되어 5개의 회전요소를 보유하면서 입력축으로부터 가변적으로 입력이 이루어지는 제3, 4 입력경로와, 상기 제1,2 중간 출력 경로로부터 가변적으로 회전 동력이 입력되는 중간 입력경로와, 변속이 이루어진 최종 회전동력을 출력하는 출력 경로를 구비하여 이루어지는 제2 변속부와;

상기 제1,2 변속부의 회전요소 중 일부의 회전요소를 가변적으로 연결하는 다수의 클러치와;

상기 제1,2 변속부의 회전요소 중 일부의 회전요소를 가변적으로 변속기 하우징에 연결하는 다수의 브레이크를 포함하여 이루어지는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 기어 트레인의 구성도로서, 더블 피니언형 제1 유성기어셋트(PG1)로 이루어지는 제1 변속부(T1)와, 더블 피니언형 제2,3 유성기어셋트(PG2)(PG3)의 조합으로 이루어지는 제2 변속부(T2)를 포함하여 이루어짐으로써, 입력축(IS)으로부터 입력되는 회전이 상기 제1, 2 변속부(T1)(T2)를 거치면서 변속되어 출력기어(OG)로 출력된다.

상기에서 입력축(IS)은 입력부재로서 토크 컨버터의 터빈축을 의미하며, 이는 엔진의 크랭크 축으로부터의 회전 동력이 토크 컨버터를 통해 토크 변환이 이루어지면서 입력되고, 출력기어(OG)는 출력부재로서 공지의 차동장치를 통해 좌우 구동륜을 구동시키게 된다.

상기 제1 변속부(T1)를 구성하고 있는 제1 유성기어셋트(PG1)는 1개의 입력경로를 통해 입력이 이루어지고, 2개의 중간 출력경로를 통해 감속 또는 역회전의 출력이 이루어지게 된다.

즉, 상기 제1 변속부(T1)를 구성하고 있는 제1 유성기어셋트(PG1)의 3개의 회전요소 중 제1 회전요소(N1)는 항시 입력축(IS)과 직접적으로 연결되어 항시 입력요소로 작동하고, 제2 회전요소(N2)는 변속기 하우징(H)과 가변적으로 연결되어 고정요소로 작동함과 동시에 출력요소로 작동할 수 있도록 형성하며, 제3 회전요소(N3)는 변속기 하우징(H)과 가변적으로 연결되어 고정요소로 작동함과 동시에 출력요소로 작동할 수 있도록 형성하였다.

상기와 같은 작동이 이루어지도록 하기 위하여 본 발명에서는 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 회전요소(N1)인 선기어(S1)를 입력축(IS)과 직접적으로 연결하여 항시 입력이 이루어지는 제1 입력 경로(IP1)를 형성하도록 하였다.

또한, 제2 회전요소(N2)인 링기어(R1)는 변속기 하우징(H)과의 사이에 제1 브레이크(B1)를 개재시켜 연결하여 선택적인 고정요소로 작동함과 동시에 선택적으로 감속의 출력이 이루어질 수 있도록 제1 중간 출력 경로(MOP1)를 형성하게 된다.

그리고 제3 회전요소(N3)인 유성 캐리어(PC1)는 변속기 하우징(H)과의 사이에 제2 브레이크(B2)를 개재시켜 연결하여 선택적인 고정요소로 작동함과 동시에 선택적으로 역회전의 출력이 이루어질 수 있도록 제2 중간 출력 경로(MOP2)를 형성하게 된다.

이에 따라 상기 제1 회전요소(N1)를 통해 입력이 이루어지고 있는 상태에서 제1 브레이크(B1)의 작동으로 제2 회전요소(N2)가 고정요소로 작동하면 제3 회전요소(N3)를 통해 역회전 회전 동력이 제2 중간 출력 경로(MOP2)를 통해 출력되고, 제2 브레이(B2)의 작동으로 제3 회전요소(N3)가 고정요소로 작동하면 제2 회전요소(N2)를 통해 감속된 회전 동력이 제1 중간 출력 경로(MOP1)를 통해 출력이 이루어지게 된다.

제2 변속부(T2)를 구성하고 있는 제2,3 유성기어셋트(PG2)(PG3)는 5개의 회전요소(N4 ∼N8)를 구성하기 위하여 피니언(LP)(SP2)(SP3)을 지지하는 유성 캐리어(PC2)를 공유하게 되는데, 중앙의 롱 피니언(LP)에는 제2 유성기어셋트(PG2)의 선기어(S2)와 제3 유성기어셋트(PG3)의 링기어(R3)가 치합되고, 상기 롱 피니 언(LP)의 외주측으로 치합되는 숏 피니언(SP2)에는 제2 유성기어셋트(PG2)의 링기어(R2)가 치합되며, 상기 롱 피니언(LP)의 내주측으로 치합되는 숏 피니언(SP3)에는 제3 유성기어셋트(PG3)의 선기어(S3)가 치합된다.

이에 따라 제4 회전요소(N4)는 제2 유성기어셋트(PG2)의 선기어(S2), 제5 회전요소(N5)는 제2 유성기어셋트(PG2)의 링기어(R2), 제6 회전요소(N6)는 제2,3 유성기어셋트(PG2)(PG3)의 공통 유성 캐리어(PC23), 제7 회전요소(N7)는 제3 유성기어셋트(PG3)의 링기어(R3), 제8 회전요소(N8)는 제3 유성기어셋트(PG2)의 선기어(S2)로 구성된다.

그리고 상기에서 제4 회전요소(N4)제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)에 의한 중간 입력경로(MIP)를 통해 상기 제2 중간 출력 경로(MOP2)와 제1 중간 출력 경로(MOP1)와 연결되어 선택적인 중간 입력요소로 작동하게 되고, 제5 회전요소(N5)는 제4 브레이크(B4)를 개재시켜 변속기 하우징(H)과 연결되어 선택적인 고정요소로 작동하게 된다.

또한, 제6 회전요소(N6)는 입력축(IS)과 제4 클러치(C4)를 개재시켜 가변적으로 연결되면서 제3 입력 경로(IP3)를 형성함과 동시에 제2 브레이크(B2)를 개재시켜 변속기 하우징(H)과 연결되어 선택적인 고정요소로도 작동하게 되며, 제7 회전요소(N7)는 출력경로(OP)최종 출력부재인 출력기어(OG)와 연결되어 출력요소로 작동하며, 제8 회전요소(N8)는 입력축(IS)과 제1 클러치(C1)를 개재시켜 가변적으로 연결되면서 제2 입력 경로(IP2)를 형성하게 된다.

상기에서 제1,2,3,4 클러치(C1∼C4)와 제1,2,3,4 브레이크(B1∼B4)는 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압 마찰 결합 유닛으로 이루어지는 것이 통상적이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 기어 트레인은 도 2에서와 같이 마찰요소가 작동하면서 변속을 행하게 되는데, [●]는 작동, [○}는 작동 또는 비작동을 표시하고, 빈칸의 경우에는 "작동 해제"를 표시하며, 본 발명의 기어 트레인은 각 변속단에서 2개 또는 3개의 마찰요소가 작동하면서 변속이 이루어짐을 알 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 기어 트레인의 변속선도를 도시한 것으로서, 하측의 가로선이 회전속도 "0"을 나타내고, 하측의 가로선이 회전속도"1.0" 즉, 입력축(IS)과 동일 회전속도를 나타낸다.

그리고 제1 변속부(T1)의 각 세로선은 좌측으로부터 차례로 제1 회전요소(N1)인 선기어(S1), 제2 회전요소(N2)인 링기어(R1), 제3 회전요소(N3)인 유성 캐리어(PC1)로 설정되며, 이들 간격은 제1 유성기어셋트(PG1)의 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)에 따라 결정된다.

또한, 제2 변속부(T2)의 5개의 세로선은 좌측으로부터 제4 회전요소(N4)인 제2 유성기어셋트(PG2)의 선기어(S2), 제5 회전요소(N5)인 제2 유성기어셋트(PG2)의 링기어(R2), 제6 회전요소(N6)인 제2, 3 유성기어셋트(PG2)(PG3)의 공통 유성 캐리어(PC23), 제7 회전요소(N7)인 제3 유성기어셋트(PG3)의 링기어(R3), 제8 회전요소(N8)인 제3 유성기어셋트(PG3)의 선기어(S2)로 설정되며, 이들 간격은 제2, 3 유성기어셋트(PG2)(PG3)의 기어비에 따라 결정되고, 상기와 같은 변속선도는 기어 트레인의 당업자라면 모두 잘 알고 있는 내용이므로 상세한 설명은 생략하기로 한 다.

[전진 1속]

전진 1속에서는 도 2에서와 같이 제 1, 2 클러치(C1)(C2)와 제1 브레이크(B1)가 작동 제어된다.

그러면 제1 변속부(T1)에서는 제1 회전요소(N1)로 입력이 이루어지는 상태에서 제1 브레이크(B1)의 작동으로 제2 회전요소(N2)가 고정요소로 작동하게 되는 바, 제3 회전요소(N3)를 통해 역회전 출력이 이루어진다.

그리고 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제1 클러치(C1)의 작동으로 제8 회전요소(N8)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제2 클러치(C2)의 작동으로 제4 회전요소(N4)를 통해 역회전 입력이 이루어지게 됨으로써, 제1 변속선(SD1)을 형성하게 되며, 이의 제1 변속선(SD1)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D1 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 1속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 2속]

전진 2속에서는 상기 전진 1속에서 작동하던 마찰요소 중 제2 클러치(C1)과 제1 브레이크(B2)의 작동이 해제되고 제3 브레이크(B3)가 작동 제어된다.

그러면 상기 전진 1속과는 달리 제1 변속부(T1)는 아무런 변속 작동을 하지 않게 되지만, 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제1 클러치(C1)의 작동으로 제8 회전요소(N8)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제3 브레이크(B3)의 작동으로 제6 회전요소(N6)가 고정요소로 작동함으로써, 제2 변속선(SD2)을 형성하게 되며, 이의 제2 변속선(SD2)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D2 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 2속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 3속]

전진 3속에서는 상기 전진 2속에서 작동하던 마찰요소 중 제3 브레이크(B3)의 작동은 해제되고, 제4 클러치(B4)가 작동 제어된다.

그러면 상기 전진 2속에서와 같이 제1 변속부(T1)에서는 아무런 변속 작동은 하지 않게 되지만, 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제1 클러치(C1)의 작동으로 제8 회전요소(N8)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제4 브레이크(B4)의 작동으로 제5 회전요소(N5)가 고정요소로 작동함으로써, 제3 변속선(SD3)을 형성하게 되며, 이의 제3 변속선(SD3)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D3 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 3속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 4속]

전진 4속에서는 상기 전진 3속에서 작동하던 제4 브레이크(B4)의 작동이 해제되고, 제2 클러치(C2)와 제2 크레이크(B2)가 작동 제어된다.

그러면 제1 변속부(T1)에서는 제1 회전요소(N1)로 입력이 이루어지는 상태에서 제2 브레이크(B2)의 작동으로 제3 회전요소(N3)가 고정요소가 되면서 출력요소인 제2 회전요소(N2)를 통해 감속 출력이 이루어진다.

그러나 상기의 출력은 제3 클러치(C3)가 작동하지 않으므로 제2 변속부(T20로 전달되지 않으며, 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제1 클러치(C1)의 작동으로 제8 회전요소(N8)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제2 클러 치(C2)가 작동되면서 제1 변속부(T1)에서 고정요소로 작동하고 있는 제3 회전요소(N3)와 연결되는 바, 제4 회전요소(N4)가 고정요소로 작동하면서 제4 변속선(SD4)을 형성하게 되며, 이의 제4 변속선(SD4)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D4 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 4속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 5속]

전진 5속에서는 상기 전진 4속에서 작동하던 마찰요소 중 제2 클러치(C2)의 작동이 해제되고, 제3 클러치(C3)가 작동 제어된다.

그리고 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제1 클러치(C1)의 작동으로 제8 회전요소(N8)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제3 클러치(C3)의 작동으로 상기 제2 회전요소(N2)의 회전 동력이 제4 회전요소(N4)로 입력이 이루어지게 되는 바, 제5 변속선(SD5)을 형성하게 되며, 이의 제5 변속선(SD5)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D5 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 5속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 6속]

전진 6속에서는 상기 전진 5속에서 작동하던 마찰요소 중 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)의 작동이 해제되고, 제4 클러치(C4)가 작동 제어된다.

그러면 제1 변속부(T1)에서는 아무런 변속 작동은 하지 않게 되지만, 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제1 클러치(C1)의 작동으로 제8 회전요소(N8)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제4 클러치(C4)의 입력축(IS)의 회전 동력이 제6 회전요소(N6)로도 입력이 이루어지게 되는바, 제2 변속부(T2) 전체가 직결의 상태가 되면서 제6 변속선(SD6)을 형성하게 되며, 이의 제6 변속선(SD6)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D6 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 6속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 입력 그대로를 출력하게 되는 것이다.

[전진 7속]

전진 7속에서는 상기 전진 6속에서 작동하던 마찰요소 중 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)가 작동 제어된다.

그리고 제2 변속부(T2)에서는 상기 제2 회전요소(N2)의 회전 동력이 제3 클러치(C3)의 작동으로 제4 회전요소(N4)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제4 클러치(C4)의 작동으로 입력축(IS)의 회전 동력이 제6 작동요소(N6)로 입력됨으로써, 제7 변속선(SD7)을 형성하게 되며, 이의 제7 변속선(SD7)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D7 만큼의 출력이 이루어지면서 오버 드라이브 상태인 전진 7속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 8속]

전진 8속에서는 상기 전진 7속에서 작동하던 마찰요소 중 제3 클러치(C3)의 작동이 해제되고, 제2 클러치(C2)가 작동 제어된다.

그러나 상기의 출력은 제3 클러치(C3)가 작동하지 않으므로 제2 변속부(T20로 전달되지 않으며, 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제4 클러치(C4)의 작동으로 제6 회전요소(N6)로 입력되고 있는 상태에서 제4 회전요소(N4)가 상기 제2 클러치(C2)의 작동에 의해 제1 변속부(T1)에서 고정요소로 작동하고 있는 제3 회전요소(N3)와 연결되는 바, 제4 회전요소(N4)가 고정요소로 작동하면서 제8 변속선(SD8)을 형성하게 되며, 이의 제8 변속선(SD8)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D8 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 8속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 9속]

전진 9속에서는 상기 전진 8속에서 작동하던 마찰요소 중 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)의 작동이 해제되고, 제4 클러치(C4)가 작동 제어된다.

그러면 제1 변속부(T1)에서는 아무런 변속 작동은 하지 않게 되지만, 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제4 클러치(C4)의 작동으로 제6 회전요소(N6)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제4 브레이크(B4)의 작동으로 제5 작동요 소(N5)가 고정요소로 작용함으로써, 제9 변속선(SD9)을 형성하게 되며, 이의 제9 변속선(SD9)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D9 만큼의 출력이 이루어지면서 전진 9속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[전진 10속]

전진 10속에서는 상기 전진 9속에서 작동하던 마찰요소 중 제4 브레이크(B4)의 작동이 해제되고, 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)가 작동 제어된다.

그리고 제2 변속부(T2)에서는 입력축(IS)의 회전 동력이 제4 클러치(C4)의 작동으로 제4 회전요소(N4)로 입력되고 있는 상태에서 상기 제2 클러치(C2)의 작동으로 제4 회전요소(N4)를 통해 역회전 입력이 이루어지게 됨으로써, 제10 변속선(SD10)을 형성하게 되며, 이의 제1 변속선(SD10)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 D10 만큼의 출력이 이루어지면서 최고 변속단인 전진 10속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[후진 1속]

후진 1속에서는 제3 클러치(C3)와 제2,3 브레이크(B2)(B3)가 작동 제어된다.

그리고 제2 변속부(T2)에서는 상기 제3 클러치(C3)의 작동으로 상기 제2 회전요소(N2)의 회전 동력이 제4 회전요소(N4)로 입력이 이루어지는 상태에서 제3 브레이크(B3)의 작동으로 제6 회전요소(N6)가 고정요소로 작동함으로써, 후진 제1 변속선(RSD1)을 형성하게 되며, 이의 후진 제1 변속선(RSD1)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 RS1 만큼의 출력이 이루어지면서 후진 1속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

[후진 2속]

후진 1속에서는 상기 후진 1속의 상태에서 제3 브레이크(B3)의 작동이 해제되고, 제4 브레이크(B4)가 작동 제어된다.

그러면 제1 변속부(T1)에서는 상기 후진 1속과 마찬가지로 제1 회전요소(N1)로 입력이 이루어지는 상태에서 제2 브레이크(B2)의 작동으로 제3 회전요소(N3)가 고정요소가 되면서 출력요소인 제2 회전요소(N2)를 통해 감속 출력이 이루어진다.

그리고 제2 변속부(T2)에서는 상기 제3 클러치(C3)의 작동으로 상기 제2 회전요소(N2)의 회전 동력이 제4 회전요소(N4)로 입력이 이루어지는 상태에서 제4 브레이크(B4)의 작동으로 제5 회전요소(N5)가 고정요소로 작동함으로써, 후진 제2 변속선(RSD2)을 형성하게 되며, 이의 후진 제2 변속선(RSD2)과 출력요소인 제7 회전요소(N7)를 연결하는 RS2 만큼의 출력이 이루어지면서 후진 2속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

도4는 본 발명에 의한 제 2실시예를 도시한 것으로서, 이는 상기와 같은 제1 실시예의 트레인에 있어서, 제4 회전요소(N4)에 제5 브레이크(B5)를 추가 배치한 것이다.

이러한 제2 실시예는 상기 제1 실시예와 동일한 변속 변속과정을 통해 변속이 이루어지는데, 전진 4속과 전진 8속에서 제1 실시예에서는 제4 회전요소(N4)를 고정요소로 작동시키기 위하여 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)를 작동시키고 있으나, 제2 실시예에서는 도 5에서와 같이 제5 브레이크(B5)를 작동시킴으로써, 제4 회전요소(N4)가 고정요소로 작동할 수 있도록 한 것이다.

상기에서 본 발명의 기어 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 발명에 의하면 1개의 단순 유성기어셋와 1개의 복합 유성기어셋트를 다수의 클러치와 브레이크로 조합하여 전진 10속 및 후진 2속을 구현할 수 있도록 함으로써, 동력 전달 성능을 향상시키고 연비를 저감시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims

입력축으로부터 직접 회전 동력이 입력되는 제1 입력경로와, 상기 제1 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 감속 출력하는 제1 중간 출력경로와, 상기 제1 입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 역회전 출력하는 제2 중간 출력경로를 구비하는 제1 유성기어셋트로 이루어지는 제1 변속부와;

제2, 3 유성기어셋트의 작동요소 일부가 상호 연결되어 5개의 회전요소를 보유하면서 입력축으로부터 가변적으로 입력이 이루어지는 제3, 4 입력경로와, 상기 제1,2 중간 출력 경로로부터 가변적으로 회전 동력이 입력되는 중간 입력경로와, 변속이 이루어진 최종 회전동력을 출력하는 출력 경로를 구비하여 이루어지는 제2 변속부와;

상기 제1,2 변속부의 회전요소 중 일부의 회전요소를 가변적으로 연결하는 다수의 클러치와;

상기 제1,2 변속부의 회전요소 중 일부의 회전요소를 가변적으로 변속기 하우징에 연결하는 다수의 브레이크를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 제1 변속부를 형성하는 제1 유성기어셋트는 더블 피니언 유성기어셋트로서, 선기어로 이루어지는 제1 회전요소와; 링기어로 이루어지는 제2 회전요소와; 유성 캐리어로 이루어지는 제3 회전요소를 보유하되,

상기 제1 회전요소는 제1 입력경로를 통해 입력축과 직접 연결되고, 제2 회전요소는 가변적인 고정요소로 작동함과 동시에 제1 중간 출력 경로를 형성하며, 제3 회전요소는 가변적인 고정요소로 작동함과 동시에 제2 중간 출력 경로를 형성함을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항에 있어서, 제2 변속부는 더블 피니언 유성기어셋트인 제2,3 유성기어셋트의 조합으로 5개의 회전요소를 보유하되, 상기 회전요소는

제2 유성기어셋트의 선기어로 이루어지는 제4 회전요소와; 제2 유성기어셋트의 링기어로 이루어지는 제5 회전요소와; 제2, 3 유성기어셋트의 공통 유성 캐리어로 이루어지는 제6 회전요소와; 제3 유성기어셋트의 링기어로 이루어지는 제7 회전요소와; 제3 유성기어셋트의 선기어로 이루어지는 제8 회전요소로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.
제1항 또는 제3항에 있어서, 제4 회전요소는 중간 입력경로를 통해 제1,2 중간 출력경로와 선택적으로 연결되며, 제5 작동요소는 변속기 하우징과 가변적으로 연결되고, 제6 회전요소는 제3 중간 입력경로를 통해 입력축과 가변적으로 연결되고, 상기 제6 회전요소는 출력 경로를 통해 출력부재인 출력기어와 연결되며, 제8 회전요소는 제2 입력경로를 통해 입력축과 선택적으로 연결됨을 특징으로 하는 차량용 8속 자동 변속기의 기어 트레인.
더블 피니언 유성기어셋트로서, 선기어로 이루어지는 제1 회전요소와; 링기어로 이루어지는 제2 회전요소와; 유성 캐리어로 이루어지는 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어셋트로 이루어지되,

상기 제1 회전요소는 제1 입력경로를 통해 입력축과 직접 연결되고, 제2 회전요소는 가변적인 고정요소로 작동함과 동시에 제1 중간 출력 경로를 형성하며, 제3 회전요소는 가변적인 고정요소로 작동함과 동시에 제2 중간 출력 경로를 형성하는 제1 변속부와;

더블 피니언 유성기어셋트인 제2, 3유성기어셋트의 조합에 의하여 제2 유성기어셋트의 선기어로 이루어지는 제4 회전요소와; 제2 유성기어셋트의 링기어로 이루어지는 제5 회전요소와; 제2, 3 유성기어셋트의 공통 유성 캐리어로 이루어지는 제6 회전요소와; 제3 유성기어셋트의 링기어로 이루어지는 제7 회전요소와; 제3 유성기어셋트의 선기어로 이루어지는 제8 회전요소를 보유하되,

상기 제4 회전요소는 중간 입력경로를 통해 제1,2 중간 출력경로와 선택적으로 연결되며, 상기 제5 작동요소는 변속기 하우징과 가변적으로 연결되고, 제6 회전요소는 제3 중간 입력경로를 통해 입력축과 가변적으로 연결되고, 상기 제7 회전요소는 출력 경로를 통해 출력부재인 출력기어와 연결되며, 상기 제8 회전요소는 제2 입력경로를 통해 입력축과 선택적으로 연결되는 제2 변속부와;

상기 제1,2 변속부의 회전요소 중 일부의 회전요소를 가변적으로 연결하는 다수의 클러치와;

상기 제1,2 변속부의 회전요소 중 일부의 회전요소를 가변적으로 변속기 하 우징에 연결하는 다수의 브레이크를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.
제5항에 있어서, 클러치는

제2 입력경로를 형성하는 제1 클러치와;

제2 중간 입력 경로를 형성하는 제2 클러치와;

제1 중간 입력 경로를 형성하는 제3 클러치와;

제3 중간 입력경로를 형성하는 제4 클러치로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.
제5항에 있어서, 브레이크는

제2 회전요소를 변속기 하우징과 연결하여 주는 제1 브레이크와;

제3 회전요소를 변속기 하우징과 연결하여 주는 제2 브레이크와;

제6 작동요소를 변속기 하우징과 연결하여 주는 제3 브레이크와;

제5 작동요소를 변속기 하우징과 연결하여 주는 제4 브레이크로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.
제5항에 있어서, 제4 회전요소는 중간 입력경로를 통해 제1,2 중간 출력경로와 선택적으로 연결됨과 동시에 변속기 하우징과 가변적으로 연결됨을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.
더블 피니언 유성기어셋트로서, 선기어로 이루어지는 제1 회전요소와, 링기어로 이루어지는 제2 회전요소와, 유성 캐리어로 이루어지는 제3 회전요소를 보유하는 제1 유성기어셋트로 이루어지는 제1 변속부와;

더블 피니언 유성기어셋트인 제2,3 유성기어셋트의 조합으로 제2 유성기어셋트의 선기어로 이루어지는 제4 회전요소와, 제2 유성기어셋트의 링기어로 이루어지는 제5 회전요소와, 제2, 3 유성기어셋트의 공통 유성 캐리어로 이루어지는 제6 회전요소와, 제3 유성기어셋트의 링기어로 이루어지는 제7 회전요소와, 제3 유성기어셋트의 선기어로 이루어지는 제8 회전요소를 보유하는 제2 변속부와;

입력축과 상기 제8 회전요소를 연결하는 제1 클러치와, 상기 제3 회전요소와 제4 회전요소를 연결하는 제2 클러치와, 제2 회전요소와 제4 회전요소를 연결하는 제3 클러치와, 입력축과 제6 회전요소를 연결하는 제4 클러치를 포함하는 다수의 클러치와;

상기 제2 회전요소를 변속기 하우징과 연결하는 제1 브레이크와, 상기 제3 회전요소를 변속기 하우징과 연결하는 제2 브레이크와, 상기 제6 회전요소를 변속기 하우징과 연결하는 제3 브레이크와, 상기 제5 회전요소를 변속기 하우징과 연결하는 제4 브레이크를 포함하는 다수의 브레이크를 포함하여 이루어지되,

상기 제1 회전요소는 항시 입력요소로 작동할 수 있도록 입력축과 직접적으로 연결되고, 제7 회전요소는 항시 출력요소로 작동할 수 있도록 출력기어와 연결 구성됨을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.
제9항에 있어서, 제4 회전요소와 변속기 하우징 사이에 제5 브레이크를 추가 배치함을 특징으로 하는 차량용 10속 자동 변속기의 기어 트레인.