KR20090056495A - 자동 변속기의 파워 트레인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단순유성기어셋트 1개와, 더블 피니언 유성기어셋트와 싱글 피니언 유성기어셋트를 상호 구속하는 복합유성기어셋트 1개, 클러치 3개 및, 브레이크 2개를 조합하는 간단한 구조로서 전진 6속과 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1유성기어셋트(PG-1)는 입력축(10)과 직접 연결되는 제1링기어(R1)와, 변속기 케이스(30)에 항시 연결되어 구속되는 제1선기어(S1) 및, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)에 항시 연결되고 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)에 선택적으로 연결되는 제1캐리어(C1)를 구비하고; 제2유성기어셋트(PG-2)는 상기 제1캐리어(C1)에 선택적으로 연결되고 상기 제3선기어(S3)에 선택적으로 연결되는 제2캐리어(C2)와, 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)와 항시 연결되고 상기 입력축(10)과 선택적으로 연결되는 제2링기어(R2)를 구비하며; 제3유성기어셋트(PG-3)는 출력축(20)과 항시 연결되는 제3링기어(R3)를 구비하고; 상기 제2캐리어(C2)와 상기 제3선기어(S3) 사이를 선택적으로 연결하여 이들의 회전수를 등속비로 전이하는 제1클러치(C-1)와, 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제3선기어(S3) 사이를 선택적으로 연결하여 상기 입력축(10)의 회전수를 감속비로 전이하는 제2클러치(C-2) 및, 상기 입력축(10)과 상기 제3캐리어(C3) 사이를 선택적으로 연결하여 상기 입력축(10)의 회전수를 등속비로 전이하는 제3클러치(C-3)를 구비하며; 상기 제3캐리어(C3)를 상기 변속기 케이 스(30)에 대해 선택적으로 구속하는 제1브레이크(B-1)와 상기 제3선기어(S3)를 상기 변속기 케이스(30)에 대해 선택적으로 구속하는 제2브레이크(B-2)를 구비한다.

자동 변속기, 6속, 파워 트레인, 유성기어셋트, 클러치, 브레이크

Description

자동 변속기의 파워 트레인{power train of automatic transmission}

본 발명은 자동 변속기의 파워 트레인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현하는 자동 변속기의 파워 트레인에 관한 것이다.

자동 변속기는 엔진의 동력을 주행부하에 적합하도록 변화시키기 위하여 다양한 형태의 구조가 시도되어 왔으나, 대체로 유성기어를 포함한 기어열과, 이 기어열을 조작하는 유압제어장치를 포함하는 구성으로 일반화되어 있다.

상기 기어열은 유압제어장치에 의해 조작되는 클러치나 브레이크 등의 마찰요소의 작동 조합에 의해 특정의 변속단을 형성하도록 되어 있어서, 차량의 주행상태 및 운전자의 조작에 의해 상기 유압제어장치를 자동적으로 조작하면, 원하는 변속단으로의 변속이 이루어지도록 되어 있다.

자동 변속기의 변속단은 다단으로 형성될수록 엔진에서 출력되는 동력을 보다 높은 효율로 구동륜에 전달할 수 있어서, 연비 및 가속성능의 향상과 변속품질의 향상을 꾀할 수 있다.

종래에 6속 이상의 변속단을 구현하기 위해 자동 변속기의 기어열에 사용되는 유성기어셋트로는 라비뉴타입(Ravigneaux Type)이 많이 사용되는데, 라비뉴타입의 유성기어셋트는 캐리어가 롱피니언과 숏피니언을 동시에 지지하는 구조가 되어야 하므로, 캐리어 제작상의 어려움이 있고, 공간상의 제약으로 4쌍 이상의 피니언을 지지하기 어려워서 고토크의 동력을 전달하기 위해서는 치폭을 늘리거나 피니언을 크게 해야만 하므로 변속기의 대형화를 초래하는 단점이 있다.

또한, 상기 라비뉴타입 유성기어셋트는 캐리어와 링기어의 동력 전달 경로를 확보하는 상태에서, 롱피니언과 숏피니언에 각각 치합되는 두 선기어를 마찰요소를 통해 동력을 단속할 수 있는 구조로 하려면, 필연적으로 상기 두 선기어를 중첩되는 중공 샤프트 구조로 형성해야 하고, 어느 한 선기어는 나머지 한 선기어의 내측을 완전히 관통해야 하므로, 중첩되는 두 중공 샤프트 구조에 의해 변속기의 부피 및 전체 길이가 커지게 하는 단점이 있고, 또한 상기 두 개의 중첩된 중공 샤프트 구조는 변속기의 중심축으로부터 반경방향으로 전달되는 오일의 유동경로를 형성하는 데에 큰 장애요인으로 작용하여 변속기 내부의 윤활성이 떨어지는 구조적인 문제점을 가지고 있다.

한편, 자동 변속기의 부피 및 전체 길이를 축소하고 구조를 간단히 하여 차량에의 탑재성을 향상시키고, 중량을 저감하며 제조원가를 저감시키도록 하는 요청은 상시 존재한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 단순유성기어셋트 1개와, 더블 피니언 유성기어셋트와 싱글 피니언 유성기어셋트를 상호 구속하는 복합유성기어셋트 1개, 클러치 3개 및, 브레이크 2개를 조합하는 간단한 구조로서 전진 6속과 후진 1속의 변속단을 구현하여 자동 변속기의 부피와 전체 길이를 축소할 수 있도록 하고, 자동 변속기의 중량 저감과 제조 원가의 절감을 도모함과 더불어 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있도록 하는 자동 변속기의 파워 트레인을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적으로 달성하기 위한 본 발명은, 제1유성기어셋트와 제2유성기어셋트 및 제3유성기어셋트를 상호 조합하여 구성되는 자동 변속기의 파워 트레인에 있어서, 상기 제1유성기어셋트는 입력축과 직접 연결되는 제1링기어와, 변속기 케이스에 항시 연결되어 구속되는 제1선기어 및, 상기 제2유성기어셋트의 제2선기어에 항시 연결되고 상기 제3유성기어셋트의 제3선기어에 선택적으로 연결되는 제1캐리어를 구비하고;

상기 제2유성기어셋트는 상기 제1캐리어에 선택적으로 연결되고 상기 제3선기어에 선택적으로 연결되는 제2캐리어와, 상기 제3유성기어셋트의 제3캐리어와 항시 연결되고 상기 입력축과 선택적으로 연결되는 제2링기어를 구비하며;

상기 제3유성기어셋트는 출력축과 항시 연결되는 제3링기어를 구비하고;

상기 제2캐리어와 상기 제3선기어 사이를 선택적으로 연결하여 이들의 회전수를 등속비로 전이하는 제1클러치와, 상기 제1캐리어와 상기 제3선기어 사이를 선택적으로 연결하여 상기 입력축의 회전수를 감속비로 전이하는 제2클러치 및, 상기 입력축과 상기 제3캐리어 사이를 선택적으로 연결하여 상기 입력축의 회전수를 등속비로 전이하는 제3클러치를 구비하며;

상기 제3캐리어를 상기 변속기 케이스에 대해 선택적으로 구속하는 제1브레이크와 상기 제3선기어를 상기 변속기 케이스에 대해 선택적으로 구속하는 제2브레이크를 구비한다.

본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에 의하면, 간단한 구조로 전진 6속 및 후진 1속의 다단의 변속단을 구현하며, 자동 변속기의 부피 및 전체길이를 축소하여 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, D 레인지 각 변속단별 변속 제어에 있어, 1속에서 4속까지 하나의 클러치를 작동상태로 하고, D 레인지 4속에서 6속까지 다른 하나의 클러치를 작동상태로 하여, 변속시 하나의 마찰요소만을 해제하고 다른 하나의 마찰요소를 체결하는 제어를 통해 변속 제어를 용이하게 할 뿐만 아니라, 2단 스킵 변속도 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

또한, D 레인지 1속에서 원웨이클러치가 작동요소를 고정요소로 전환시켜 주는 역할을 하게 되므로, D 레인지 1속에서 2속으로 변속시 새롭게 체결되는 작동요 소에 체결압만을 제공하게 되면, 원웨이클러치에 의해 고정된 작동요소에서는 자동 해방이 이루어지므로, 변속 제어에 용이함을 줄 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 출력축이 입력축과 동일축선상으로 배치될 수 있어, 파워 트레인을 엔진룸내에서 종방향으로 배치할 경우, 출력축은 별도의 추진축을 매개로 후륜으로 동력전달이 가능하게 되므로, 전기관 후륜구동(FR)의 차량에 용이하게 적용할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 설명한다.

도 1과 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인은 엔진으로부터 토크 컨버터를 통하여 엔진의 회전력을 전달받는 입력축(10)과, 상기 입력축(10)의 회전을 감속회전으로 출력하는 감속유성기어셋트, 상기 입력축(10)과 상기 감속유성기어로부터 각각 비감속회전과 감속회전을 선택적으로 입력받아 출력축(20)으로 다단의 변속회전을 출력하는 복합유성기어셋트를 구비한다.

본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에 있어, 상기 감속유성기어셋트는 1개의 유성기어셋트로서, 3개의 작동요소를 가지는 바, 상기 감속유성기어셋트는 변속기 케이스(30)에 항시 구속되어 고정요소로 작용하는 제1작동요소(N1)와, 상기 복합유성기어셋트에 항시 연결되어 감속회전의 전이 출력요소로 작용하는 제2작동요소(N2) 및, 상기 입력축(10)과 항시 연결되어 입력요소로 작용하는 제3작동 요소(N3)를 구비한다.

본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에 있어, 상기 복합유성기어셋트는 2개의 유성기어셋트를 상호 조합하여 4개 또는 5개의 작동요소를 가지는 바, 상기 복합유성기어셋트는 상기 제2작동요소(N2)와 항시 연결되어 감속회전의 전이 입력요소로 작용하는 제4작동요소(N4)와, 상기 출력축(20)과 항시 연결되어 출력요소로 작용하는 제5작동요소(N5), 상기 복합유성기어셋트의 작동요소중 어느 한 쌍의 작동요소를 항시 공유하고, 상기 입력축(10)과 선택적으로 연결되어 비감속회전의 전이 입력요소로 작용하거나, 상기 변속기 케이스(30)에 선택적으로 구속되어 고정요소로 작용하는 제6작동요소(N6) 및, 상기 복합유성기어셋트의 작동요소중 다른 한 쌍의 작동요소를 변속단에 따라 선택적으로 공유하는 가변 연결요소로 작용하고, 상기 제2작동요소(N2)와 선택적으로 연결되어 감속회전의 전이 입력요소로 작용하거나, 상기 변속기 케이스(30)에 선택적으로 구속되어 고정요소로 작용하는 제7작동요소(N7)를 구비한다.

이 경우, 상기 감속유성기어셋트는 싱글피니언의 제1유성기어셋트(PG-1)이고, 상기 복합유성기어셋트는 더블피니언의 제2유성기어셋트(PG-2)와 싱글피니언의 제3유성기어셋트(PG-3)로서 적어도 한 쌍의 작동요소를 상호 공유하여 이루어진다.

그리고, 상기 입력축(10)이 연결되는 엔진측으로부터 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2) 및 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 순으로 배치되고, 상기 입력축(10)과 상기 출력축(20)은 동축상으로 상호 이격되게 배치된다.

또한, 상기 제7작동요소(N7)는 제1클러치(C-1)를 매개로 선택적으로 연결되고, 상기 제2작동요소(N2)와 상기 제7작동요소(N7)는 제2클러치(C-2)를 매개로 선택적으로 연결되며, 상기 입력축(10)과 상기 제6작동요소(N6)는 제3클러치(C-3)를 매개로 선택적으로 연결되고, 상기 제6작동요소(N6)는 제1브레이크(B-1)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 대해 선택적으로 구속되며, 상기 제7작동요소(N7)는 제2브레이크(B-2)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 대해 선택적으로 구속된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1작동요소(N1)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1선기어(S1)로 이루어지고, 상기 제2작동요소(N2)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1캐리어(C1)로 이루어지며, 상기 제3작동요소(N3)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)로 이루어지고, 상기 제4작동요소(N4)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 이루어지며, 상기 제5작동요소(N5)는 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3링기어(R3)로 이루어지고, 상기 제6작동요소(N6)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2링기어(R2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3) 사이를 항시 연결하여 이루어지고, 상기 제7작동요소(N7)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2캐리어(C2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3) 사이를 선택적으로 연결하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에 대한 구성을 보다 상세하게 설명한다.

상기 제1유성기어셋트(PG-1)는 상기 입력축(10)과 직접 연결되어 상기 입력축(10)의 회전수를 등속비로 전이받는 제1링기어(R1)와, 변속기 케이스(30)에 항시 연결되어 구속되는 제1선기어(S1) 및, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)에 항시 연결되어 상기 입력축(10)의 회전수를 감속비로 전이하고 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)에 선택적으로 연결되어 상기 입력축(10)의 회전수를 감속비로 전이하는 제1캐리어(C1)를 구비한다.

상기 제2유성기어셋트(PG-2)는 상기 제1캐리어(C1)에 선택적으로 연결되고 상기 제3선기어(S3)에 선택적으로 연결되는 제2캐리어(C2)와, 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)와 항시 연결되고 상기 입력축(10)과 선택적으로 연결되는 제2링기어(R2)를 구비한다.

상기 제3유성기어셋트(PG-3)는 출력축(20)과 항시 연결되는 제3링기어(R3)를 구비하는 데, 상기 제3캐리어(C3)는 상기 제2링기어(R2)와 연결됨과 더불어 상기 제3클러치(C-3)를 매개로 상기 입력축(10)과 연결되고, 상기 제3선기어(S3)는 상기 제1클러치(C-1)를 매개로 상기 제2캐리어(C2)와 연결됨과 더불어 상기 제2클러치(C-2)를 매개로 상기 제1캐리어(C1)와 연결된다.

그리고, 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인은 상기 제2캐리어(C2)와 상기 제3선기어(S3) 사이를 선택적으로 연결하여 이들의 회전수를 등속비로 전이하는 제1클러치(C-1)와, 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제3선기어(S3) 사이를 선택적으로 연결하여 상기 입력축(10)의 회전수를 감속비로 전이하는 제2클러치(C-2) 및, 상기 입력축(10)과 상기 제3캐리어(C3) 사이를 선택적으로 연결하여 상기 입력축(10)의 회전수를 등속비로 전이하는 제3클러치(C-3)를 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인은 상기 제3캐리어(C3)를 상기 변속기 케이스(30)에 대해 선택적으로 구속하는 제1브레이크(B-1)와 상기 제3선기어(S3)를 상기 변속기 케이스(30)에 대해 선택적으로 구속하는 제2브레이크(B-2)를 구비한다.

여기서, 상기 제2클러치(C-2)는 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제2선기어(S2) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되어 상기 제3선기어(S3)에 연결되고, 상기 제1클러치(C-1)는 상기 제2클러치(C-2)와 상기 제3선기어(S3) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되어 상기 제2캐리어(C2)에 연결되며, 상기 제3클러치(C-3)는 상기 입력축(10)과 상기 제1링기어(R1) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되어 상기 제2링기어(R2)와 상기 제3캐리어(C3)에 각각 연결된다.

그리고, 상기 제1브레이크(B-1)는 상기 변속기 케이스(30)와 상기 제3캐리어(C3) 사이에 설치되고, 원웨이클러치(OWC)는 상기 제1브레이크(B-1)와 상기 제3캐리어(C3) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되며, 상기 제2브레이크(B-2)는 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제3선기어(S3) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되어 상기 변속기 케이스(30)에 연결된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, D 레인지 1속에서 상기 제1클러치(C-1)와 상기 원웨이클러치(OWC)가 작동하고, D 레인지 2속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제2브레이크(B-2)가 작동(이때 상기 원웨이클러치(OWC)는 자연스럽게 해제된다.)하며, D 레인지 3속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제2브레이크(B-2)가 해제되면서 상기 제2클러치(C-2)가 작동하고, D 레인지 4속에서 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제2클러치(C-2)가 해제되면서 상기 제3클러치(C-3)가 작동하며, D 레인지 5속에서 상기 제3클러치(C-3)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제1클러치(C-1)가 해제되면서 상기 제2클러치(C-2)가 작동하고, D 레인지 6속에서 상기 제3클러치(C-3)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제2클러치(C-2)가 해제되면서 상기 제2브레이크(B-2)가 작동하며, R 레인지에서 상기 제2클러치(C-2)와 상기 제1브레이크(B-1)가 작동하여 변속이 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에서 각 변속단별 변속과정을 레버 해석에 의한 속도의 비로 설명하기로 한다.

- D 레인지 1속

도 4에 도시된 바와 같이, D 레인지 1속에서는 상기 제1클러치(C-1)와 상기 원웨이클러치(OWC)가 각각 체결요소로서 동작한다.

상기 입력축(10)을 통해 상기 제1링기어(R1)로 입력이 이루어지면, 상기 제1선기어(S1)를 고정요소로 하여 상기 제1캐리어(C1)를 통해 감속되어 상기 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2선기어(S2)로 전이된 입력은 상기 제2링기어(R2)와 상기 제3캐리어(C3)를 각각 고정요소로 하여 상기 제3링기어(R3)를 통해 감속되어 상기 출력축(20)으로 출력된다.

즉, 상기 입력축(10)을 통해 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)로 입력되는 속도는 상기 제1선기어(S1)가 고정요소로 작용함에 따라 상기 제1캐리어(C1)를 통해 1차 감속후 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2선기어(S2)로 전이된 속도는 상기 제2링기어(R2)가 상기 원웨이클러 치(OWC)의 작동에 의해 고정요소로 작용함에 따라 상기 제2캐리어(C2)를 통해 2차 감속후 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)로 전이되며, 상기 제3선기어(S3)로 전이된 속도는 상기 제3캐리어(C3)가 상기 원웨이 클러치(OWC)의 작동에 의해 고정요소로 작용함에 따라 상기 제3링기어(R3)에서 3차 감속후 상기 출력축(20)을 통해 D 레인지 1속으로 출력된다.

- D 레인지 2속

도 5에 도시된 바와 같이, D 레인지 2속에서는 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제2브레이크(B-2)가 체결요소로서 동작한다. 이때, 상기 원웨이클러치(OWC)는 자연스럽게 해제된다.

상기 입력축(10)을 통해 상기 제1링기어(R1)로 입력이 이루어지면, 상기 제1선기어(S1)를 고정요소로 하여 상기 제1캐리어(C1)를 통해 감속되어 상기 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2선기어(S2)로 전이된 입력은 상기 제2캐리어(C2)와 상기 제3선기어(S3)를 각각 고정요소로 하여 상기 제3링기어(R3)를 통해 감속되어 상기 출력축(20)으로 출력된다.

즉, 상기 입력축(10)을 통해 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)로 입력되는 속도는 상기 제1선기어(S1)가 고정요소로 작용함에 따라 상기 제1캐리어(C1)를 통해 1차 감속후 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2선기어(S2)로 전이된 속도는 상기 제2캐리어(C2)를 고정요소로 하여 상기 제2링기어(R2)를 통해 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)로 전이되고, 상기 제3캐리어(C3)로 전이된 속도는 상기 제3선기어(S3)를 고정요소로 하여 상기 제3링기어(R3)를 거쳐 상기 출력축(20)을 통해 D 레인지 2속으로 출력된다.

- D 레인지 3속

도 6에 도시된 바와 같이, D 레인지 3속에서는 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제2브레이크(B-2)가 해제되면서 상기 제2클러치(C-2)가 체결요소로서 동작한다.

상기 입력축(10)을 통해 상기 제1링기어(R1)로 입력이 이루어지면, 상기 제1선기어(S1)를 고정요소로 하여 상기 제1캐리어(C1)를 통해 1차 감속되어 상기 제2선기어(S2)와 상기 제3선기어(S3)로 동시에 전이되고, 상기 제2선기어(S2)와 상기 제3선기어(S3)로 동시에 전이된 입력은 상기 제3링기어(R3)를 통해 1차 감속된 수준이 그대로 유지된 상태에서 상기 출력축(20)으로 출력된다.

즉, 상기 제3링기어(R3)를 통한 출력은 상기 제1캐리어(C1)에서 감속된 수준을 그대로 유지하는 상태의 D 레인지 3속으로 출력된다.

- D 레인지 4속

도 7에 도시된 바와 같이, D 레인지 4속에서는 상기 제1클러치(C-1)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제2클러치(C-2)가 해제되면서 상기 제3클러치(C-3)가 체결요소로서 동작한다.

상기 입력축(10)을 통해 상기 제1링기어(R1)로 입력이 이루어지면, 상기 제1선기어(S1)를 고정요소로 하여 상기 제1캐리어(C1)를 통해 감속되어 상기 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2링기어(R2)와 상기 제3캐리어(C3)에는 각각 상기 입력축(10)의 입력이 그대로 전이된다.

이에 따라, 상기 제3링기어(R3)를 통해 상기 출력축(20)으로 출력되는 속도는 상기 입력축(10)의 속도 보다 작고 상기 제1캐리어(C1)의 속도 보다는 큰 상태가 된다.

즉, 상기 입력축(10)을 통해 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)로 입력되는 속도는 상기 제1선기어(S1)가 고정요소로 작용함에 따라 상기 제1캐리어(C1)를 통해 1차 감속후 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2링기어(R2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)에는 상기 제3클러치(C-3)의 작동을 매개로 상기 입력축(10)의 입력이 등속으로 그대로 전이된다.

이 결과, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 감속비로 전이된 입력과 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2링기어(R2)에 등가 전이된 입력은 상기 제2캐리어(C2)를 통해 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)로 전이되고, 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)로 전이된 입력과 상기 제3캐리어(C3)에 등가 전이된 입력은 상기 제3링기어(R3)를 거쳐 상기 출력축(20)을 통해 D 레인지 4속으로 출력된다.

- D 레인지 5속

도 8에 도시된 바와 같이, D 레인지 5속에서는 상기 제3클러치(C-3)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제1클러치(C-1)가 해제되면서 상기 제2클러치(C-2)가 체결요소로서 동작한다.

상기 입력축(10)을 통해 상기 제1링기어(R1)로 입력이 이루어지면, 상기 제1 선기어(S1)를 고정요소로 하여 상기 제1캐리어(C1)를 통해 감속되어 상기 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2링기어(R2)와 상기 제3캐리어(C3)에는 각각 상기 입력축(10)의 입력이 그대로 전이된다.

이에 따라 상기 제3링기어(R3)를 통해 상기 출력축(20)으로 출력되는 속도는 상기 입력축(10)의 속도 보다 큰 상태가 된다.

즉, 상기 입력축(10)을 통해 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)로 입력되는 속도는 상기 제1선기어(S1)가 고정요소로 작용함에 따라 상기 제1캐리어(C1)를 통해 1차 감속후 상기 제2클러치(C-2)를 매개로 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)로 전이되고, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2링기어(R2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)에는 각각 상기 입력축(10)의 입력이 등속으로 그대로 전이된다.

이 결과, 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)로 감속비로 전이된 입력과 상기 제3캐리어(C3)에 등가 전이된 입력은 상기 제3링기어(R3)를 거쳐 상기 출력축(20)을 통해 D 레인지 5속으로 오버 드라이브 출력된다.

이때, 상기 제1클러치(C-1)는 해제된 상태이므로, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2캐리어(C2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)는 각각 속도가 상이하게 출력된다.

- D 레인지 6속

도 9에 도시된 바와 같이, D 레인지 6속에서는 상기 제3클러치(C-3)의 작동이 유지된 상태에서 상기 제2클러치(C-2)가 해제되면서 상기 제2브레이크(B-2)가 체결요소로서 동작한다.

상기 입력축(10)을 통해 상기 제1링기어(R1)로 입력이 이루어지면, 상기 제1선기어(S1)를 고정요소로 하여 상기 제1캐리어(C1)를 통해 감속되어 상기 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2링기어(R2)와 상기 제3캐리어(C3)에는 각각 상기 입력축(10)의 입력이 그대로 전이되며, 상기 제3선기어(S3)는 상기 제2브레이크(B-2)에 의해 구속된다.

이에 따라 상기 제3링기어(R3)를 통해 상기 출력축(20)으로 출력되는 속도는 상기 입력축(10)의 속도 보다 큰 상태가 된다.

즉, 상기 입력축(10)을 통해 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)로 입력되는 속도는 상기 제1선기어(S1)가 고정요소로 작용함에 따라 상기 제1캐리어(C1)를 통해 1차 감속후 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 전이되고, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2링기어(R2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)에는 상기 제3클러치(C-3)의 작동을 매개로 상기 입력축(10)의 입력이 등속으로 그대로 전이된다.

이 결과, 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3)에 등가 전이된 입력은 상기 제3선기어(S3)를 고정요소로 하여 상기 제3링기어(R3)를 거쳐 상기 출력축(20)을 통해 D 레인지 6속으로 오버 드라이브 출력된다.

이때, 상기 제1클러치(C-1)는 해제된 상태이므로, 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2캐리어(C2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3)는 각각 속도가 상이하게 출력된다.

- R 레인지

도 10에 도시된 바와 같이, R 레인지에서는 상기 제2클러치(C-2)와 상기 제1브레이크(B-1)가 각각 체결요소로서 동작한다.

상기 입력축(10)을 통해 상기 제1링기어(R1)로 입력이 이루어지면, 상기 제1선기어(S1)를 고정요소로 하여 상기 제1캐리어(C1)를 통해 감속되어 상기 제2선기어(S2)로 전이됨과 더불어 상기 제2클러치(C-2)의 작동을 매개로 상기 제3선기어(S3)로 전이된다.

이때, 상기 제2링기어(R2)와 상기 제3캐리어(C3)는 각각 상기 제1브레이크(B-1)의 작동에 의해 고정요소로 작용함에 따라 상기 제3링기어(R3)를 통해 역전되어 상기 출력축(20)으로 출력된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에 대한 구성을 도시한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에 대한 각 작동요소별 구성관계를 도시한 레버 해석도.

도 3은 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에 대한 각 변속단별 마찰요소의 작동상태를 도시한 작동 요소표.

도 4 내지 도 10은 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인에 대한 각 변속단별 속도관계를 각각 도시한 레버 해석도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-입력축 20-출력축

30-변속기 케이스

Claims (11)

1. 입력축(10)의 회전을 감속회전으로 출력하는 감속유성기어셋트와,

   상기 입력축(10)과 상기 감속유성기어로부터 각각 비감속회전과 감속회전을 선택적으로 입력받아 출력축(20)으로 다단의 변속회전을 출력하는 복합유성기어셋트를 구비하고;

   상기 감속유성기어셋트는 변속기 케이스(30)에 항시 구속되어 고정요소로 작용하는 제1작동요소(N1)와, 상기 복합유성기어셋트에 항시 연결되어 감속회전의 전이 출력요소로 작용하는 제2작동요소(N2) 및, 상기 입력축(10)과 항시 연결되어 입력요소로 작용하는 제3작동요소(N3)를 구비하며;

   상기 복합유성기어셋트는 상기 제2작동요소(N2)와 항시 연결되어 감속회전의 전이 입력요소로 작용하는 제4작동요소(N4)와, 상기 출력축(20)과 항시 연결되어 출력요소로 작용하는 제5작동요소(N5), 상기 복합유성기어셋트의 작동요소중 한 쌍의 작동요소를 항시 공유하고, 상기 입력축(10)과 선택적으로 연결되어 비감속회전의 전이 입력요소로 작용하거나, 상기 변속기 케이스(30)에 선택적으로 구속되어 고정요소로 작용하는 제6작동요소(N6) 및, 상기 복합유성기어셋트의 작동요소중 다른 한 쌍의 작동요소를 선택적으로 공유하고, 상기 제2작동요소(N2)와 선택적으로 연결되어 감속회전의 전이 입력요소로 작용하거나, 상기 변속기 케이스(30)에 선택적으로 구속되어 고정요소로 작용하는 제7작동요소(N7)를 구비하는 자동 변속기의 파워 트레인.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 감속유성기어셋트는 싱글피니언의 제1유성기어셋트(PG-1)이고, 상기 복합유성기어셋트는 더블피니언의 제2유성기어셋트(PG-2)와 싱글피니언의 제3유성기어셋트(PG-3)로서 적어도 한 쌍의 작동요소를 상호 공유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 입력축(10)으로부터 상기 제1유성기어셋트(PG-1)와 상기 제2유성기어셋트(PG-2) 및 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 순으로 배치되고, 상기 입력축(10)과 상기 출력축(20)은 동축상으로 상호 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 제7작동요소(N7)는 제1클러치(C-1)를 매개로 선택적으로 연결되고, 상기 제2작동요소(N2)와 상기 제7작동요소(N7)는 제2클러치(C-2)를 매개로 선택적으로 연결되며, 상기 입력축(10)과 상기 제6작동요소(N6)는 제3클러치(C-3)를 매개로 선택적으로 연결되고, 상기 제6작동요소(N6)는 제1브레이크(B-1)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 대해 선택적으로 구속되며, 상기 제7작동요소(N7)는 제2브레이크(B-2)를 매개로 상기 변속기 케이스(30)에 대해 선택적으로 구속되는 것을 특징 으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제1작동요소(N1)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1선기어(S1)로 이루어지고, 상기 제2작동요소(N2)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1캐리어(C1)로 이루어지며, 상기 제3작동요소(N3)는 상기 제1유성기어셋트(PG-1)의 제1링기어(R1)로 이루어지고, 상기 제4작동요소(N4)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2선기어(S2)로 이루어지며, 상기 제5작동요소(N5)는 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3링기어(R3)로 이루어지고, 상기 제6작동요소(N6)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2링기어(R2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3캐리어(C3) 사이를 항시 연결하여 이루어지고, 상기 제7작동요소(N7)는 상기 제2유성기어셋트(PG-2)의 제2캐리어(C2)와 상기 제3유성기어셋트(PG-3)의 제3선기어(S3) 사이를 선택적으로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제2클러치(C-2)는 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제2선기어(S2) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되어 상기 제3선기어(S3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 제1클러치(C-1)는 상기 제2클러치(C-2)와 상기 제3선기어(S3) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되어 상기 제2캐리어(C2)에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
8. 청구항 5에 있어서,

   상기 제3클러치(C-3)는 상기 입력축(10)과 상기 제1링기어(R1) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되어 상기 제2링기어(R2)와 상기 제3캐리어(C3)에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
9. 청구항 5에 있어서,

   상기 제1브레이크(B-1)는 상기 변속기 케이스(30)와 상기 제3캐리어(C3) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 제1브레이크(B-1)와 상기 제3캐리어(C3) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되는 원웨이클러치(OWC)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.
11. 청구항 5에 있어서,

    상기 제2브레이크(B-2)는 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제3선기어(S3) 사이를 연결하는 경로에 대해 병렬로 설치되어 상기 변속기 케이스(30)에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 파워 트레인.

Images