KR20160045162A - 차량용 다단 자동변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명차량용 다단 자동변속기에서는 4개의 단순유성기어세트(10,20,30,40), 제1,2,3,4클러치(C1,C2,C3,C4)와 제1,2브레이크(B1,B2)로 이루어진 6개의 마찰부재로 구성된 기어 트레인을 갖춤으로써 엔진 저 RPM 영역대의 운전점 사용으로 차량 정숙 주행성 향상 및 보다 향상된 연비 개선이 이루어지고, 특히 4개의 단순유성기어세트(10,20,30,40)의 각 회전요소에 대한 회전요소에 대한 제1,2,3,4클러치(C1,C2,C3,C4)의 다양한 배열로 전진 10속 후진 1속의 구현이 다양하게 이루어지는 특징을 갖는다.

Description

차량용 다단 자동변속기{Multi Stage Auto Transmission for Vehicle}
본 발명은 자량용 자동변속기에 관한 것으로, 특히 기어 효율 98.6%로 전진 10속 및 후진1속이 구현되는 기어트레인을 갖춘 차량용 다단 자동변속기에 관한 것이다.
최근 환경 규제 강화나 유가 상승은 연비 개선의 필요성을 더욱 요구함으로써 파워트레인(Powertrain)분야에서도 성능개선을 위한 기술 개발 필요성이 대두되고 있다.
이에 부합한 파워트레인(Powertrain)의 기술로, 엔진 다운사이징 기술과 자동변속기의 변속단 다단화 기술이 있다. 상기 엔진 다운사이징은 중량 저감 및 연비 개선에 장점이 있고, 특히 상기 자동변속기 다단화는 4속(또는 5속), 후진1속 자동 변속기 대비 많은 변속단을 이용하여 동력성능 및 연비 면에서 우수한 변속비 설계가 가능함으로써 운전성과 연비 경쟁력이 동시에 확보되는 장점이 있다.
이러한 자동변속기 다단화 예로, 유성기어 3세트 및 마찰요소 6개의 조합에 의한 전진8속과 후진1속 자동변속기, 유성기어 4세트와 마찰요소 4개 및 도그클러치 2개의 조합에 의한 전진9속과 후진1속 자동변속기가 있다.
미국공개특허 US2014/0105923(2014년4월17일)
하지만, 자동변속기는 유성기어세트가 적용된 기어 트레인으로 변속단을 구현함으로써 변속단이 증가하면 할수록 자동변속기를 구성하고 있는 내부 부품수도 증가되는 방식이다. 그러므로, 자동변속기의 다단화에서는 차량 탑재성, 원가, 중량, 동력전달 효율을 오히려 악화시키는 내부 부품수량 증가 없는 기어 트레인 구조로 운전성과 연비 경쟁력 확보를 달성함이 무엇보다 중요할 수밖에 없다.
그러므로, 전진8단, 후진1단 자동변속기 또는 전진9속, 후진1속 자동변속기에 비해 늘어난 변속단으로 연비 개선 효과를 증대시키기 위한 전진10속, 후진1속 자동변속기 개발에는 적은 부품수로 최대한의 효율을 이끌어 낼 수 있는 기어 트레인의 최적 구조가 적용될 수 있어야 한다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 4개의 유성기어세트, 4개의 클러치, 2개의 브레이크를 이용한 기어트레인으로 전진 10속 및 후진1속이 구현됨으로써 엔진 저 RPM 영역대의 운전점 사용으로 차량 정숙 주행성이 향상되고, 특히 기어 효율 98.6%를 구현한 기어트레인으로 보다 향상된 연비 개선이 이루어지는 차량용 다단 자동변속기를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 다단 자동변속기는 제1,2,3회전요소로 이루어지고, 제1 브레이크(B1)가 전방에 배치된 제1 유성기어세트; 제1,2,3회전요소로 이루어지고, 제1 클러치(C1)가 후방에 배치된 제2 유성기어세트; 제1,2,3회전요소로 이루어지고, 제2 클러치(C2)가 후방에 배치된 제3 유성기어세트; 제1,2,3회전요소로 이루어지고, 제3 클러치(C3)가 전방에 배치되며, 제1 브레이크(B3) 및 제4 클러치(C4)가 후방에 배치된 가 후방에 배치된 제4 유성기어세트; 상기 제1 유성기어세트의 제1,2,3회전요소중 제2회전요소가 직결되고, 상기 제2 유성기어세트의 제1,2,3회전요소중 제2회전요소가 직결된 입력축(IN); 상기 제4 유성기어세트의 제1,2,3회전요소중 제2회전요소가 직결되고, 상기 제2 유성기어세트의 제1,2,3회전요소중 제3회전요소가 제4클러치(C4)를 통해 선택적으로 연결된 출력축(OUT); 을 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 다단 자동변속기는 4개의 유성기어세트, 4개의 클러치, 2개의 브레이크를 이용한 기어트레인으로 전진 10속 및 후진1속을 구현함으로써 전진 10속 및 후진1속을 위한 구성요소가 최소화되는 효과가 있다.
또한 본 발명의 다단 자동변속기는 기어 효율 98.6%를 갖는 최적화된 기어 트레인 구조로 전진10속에 따른 연비 개선 및 엔진 저 RPM 영역대의 운전점 사용에 의한 차량 정숙 주행성 향상을 동시에 달성하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 7속 이상의 자동변속기 탑재 비율이 증가되고 있는 경향에서 다단 자동변속기 시장에 빠르게 대응할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 다단 자동변속기의 기어 트레인 구성예이고, 도 2는 본 발명에 따른 기어 트레인에 적용되는 마찰부재의 변속단별 작동도이며, 도 3은 본 발명에 따른 기어 트레인의 레버 다이어그램이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 다단 자동변속기의 기어 트레인 구성을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 기어 트레인에서 입력은 입력부재인 입력축(IN)으로 입력되고, 출력은 출력부재인 출력축(OUT)으로 나가게 된다. 상기 입력축(IN)은 엔진 크랭크 축으로부터의 회전동력이 토크 컨버터를 통해 토크 변환이 이루어지면서 입력되는 토크 컨버터의 터빈축을 의미한다. 상기 출력축(OUT)은 구동륜을 구동시키는 공지의 차동장치로 연결된다.
이를 위해, 상기 기어 트레인은 동일축선상으로 배열된 4개의 유성기어세트(10,20,30,40), 제1,2,3,4클러치(C1,C2,C3,C4)로 이루어진 클러치세트(50), 제1,2브레이크(B1,B2)로 이루어진 브레이크세트(60)를 포함하고, 4개의 유성기어세트와 6개의 마찰부재의 선택적인 작용으로 전진 10속 후진 1속을 구현 한다. 특히, 상기 4개의 유성기어세트(10,20,30,40)는 제1 유성기어세트(10)와 제2 유성기어세트(20)로 구성된 제1 복합유성기어장치와, 제3 유성기어세트(30)와 제4 유성기어세트(40)로 구성된 제2 복합유성기어장치로 구분된다. 상기 제1복합유성기어장치와 상기 제2복합유성기어장치는 적어도 하나의 영구 결합 경로에 의해 연결되고, 적어도 2개의 선택적 결합 경로에 의해 연결된다.
구체적으로, 상기 제1 유성기어세트(10)의 제1회전요소는 제1브레이크(B1)와 고정되고, 상기 제1 유성기어세트(10)의 제2회전요소는 입력축(IN)에 영구 고정되어 제2 유성기어세트(20)의 제2회전요소와 고정 연결되며, 상기 제1 유성기어세트(10)의 제3회전요소는 제3 유성기어세트(30)의 제2회전요소와 고정 연결됨과 더불어 제3클러치(C3)를 통해 제2브레이크(B2)와 가변적으로 연결된다. 상기 제2 유성기어세트(20)의 제1회전요소는 제4 유성기어세트(40)의 제1회전요소와 영구 고정되고, 상기 제2 유성기어세트(20)의 제2회전요소는 입력축(IN)에 영구 고정되어 제1클러치(C1)를 통해 제3 유성기어세트(30)의 제3회전요소와 가변적으로 연결되며, 상기 제2 유성기어세트(20)의 제3회전요소는 제4클러치(C4)를 통해 출력축(OUT)과 가변적으로 연결된다. 상기 제3 유성기어세트(30)의 제1회전요소는 제4 유성기어세트(40)의 제1회전요소와 영구 고정되고, 상기 제3 유성기어세트(30)의 제2회전요소는 제3클러치(C3)를 통해 제4 유성기어세트(40)의 제3회전요소와 가변적으로 연결되며, 상기 제3 유성기어세트(30)의 제3회전요소는 제2,3클러치(C2,C3)를 통해 제4 유성기어세트(40)의 제3회전요소와 가변적으로 연결된다. 상기 제4 유성기어세트(40)의 제1회전요소는 제3 유성기어세트(30)의 제1회전요소와 영구 고정되고, 상기 제4 유성기어세트(40)의 제2회전요소는 출력축(OUT)과 고정 연결되며, 상기 제4 유성기어세트(40)의 제3회전요소는 제2브레이크(B2)와 고정됨과 더불어 제3클러치(C3)를 통해 상기 제1 유성기어세트(10)의 제3회전요소와 가변적으로 연결된다.
그러므로, 상기 제1,2,3,4 유성기어세트(10,20,30,40)는 각각 3개로 이루어진 제1,2,3 회전요소로 구성된다, 일례로, 상기 제1 유성기어세트(10)의 제1,2,3 회전요소는 제1 회전요소인 제1선기어(S1), 제2 회전요소인 제1캐리어(CR1), 제3 회전요소인 제1링기어(R1)이다. 상기 제2 유성기어세트(20)의 제1,2,3 회전요소는 제1 회전요소인 제2선기어(S2), 제2 회전요소인 제2캐리어(CR2), 제3 회전요소인 제2링기어(R2)이다. 상기 제3 유성기어세트(30)의 제1,2,3 회전요소는 제1 회전요소인 제3선기어(S3), 제2 회전요소인 제3캐리어(CR3), 제3 회전요소인 제3링기어(R3)이다. 상기 제4 유성기어세트(40)의 제1,2,3 회전요소는 제1 회전요소인 제4선기어(S4), 제2 회전요소인 제4캐리어(CR4), 제3 회전요소인 제4링기어(R4)이다.
구체적으로, 상기 제1선기어(S1)는 제1브레이크(B1)와 고정된다. 상기 제1캐리어(CR1)는 입력축(IN)에 영구 고정되어 제2캐리어(CR2)와 고정 연결된다. 상기 제1링기어(R1)는 제3캐리어(CR3)와 고정 연결됨과 더불어 제3클러치(C3)를 통해 제2브레이크(B2)와 가변적으로 고정된다. 따라서, 제1,2 유성기어세트(10,20)로 구성된 제1복합유성기어장치와 제3,4 유성기어세트(30,40)로 구성된 제2복합유성기어장치의 영구 결합경로는 제1링기어(R1)와 제3캐리어(CR3)로 형성된다.
구체적으로, 상기 제2선기어(S2)는 제4선기어(S4)와 영구 연결된다. 상기 제2캐리어(CR2)는 입력축(IN)에 영구 고정되고, 제1클러치(C1)를 통해 제3링기어(R3)와 가변적으로 연결된다. 상기 제2링기어(R2)는 제4클러치(C4)를 통해 출력축(OUT)와 가변적으로 연결된다. 따라서, 상기 제2링기어(R2)는 제4캐리어(CR4)와 함께 가변적으로 기어트레인 출력요소로 작용한다.
구체적으로, 상기 제3선기어(S3)는 제4선기어(S4)와 영구 고정된다. 상기 제3캐리어(CR3)는 제3클러치(C3)를 통해 제4링기어(R4)와 가변적으로 연결된다. 상기 제3링기어(R3)는 제2클러치(C2)를 통해 제3캐리어(CR3)와 가변적으로 연결된다.
구체적으로, 상기 제4선기어(S4)는 제3선기어(S3)와 영구 연결된다. 상기 제4캐리어(CR4)는 출력축(OUT)과 고정 연결된다. 상기 제4링기어(R4)는 제2브레이크(B2)와 고정되고, 제3클러치(C3)를 통해 제1링기어(R1)와 가변적으로 연결된다. 따라서, 상기 제4캐리어(CR4)는 기어트레인의 출력요소로 작용한다.
그리고, 6개의 마찰부재를 구성하는 제1,2,3,4 클러치(C1,C2,C3,C4) 및 제1,2 브레이크(B1,B2)는 통상적인 방식인 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압 마찰 결합 유닛으로 이루어진다.
구체적으로, 제1 브레이크(B1)는 제1 유성기어세트(10)의 전방에 배치되며, 제2 브레이크(B2)는 제4 유성기어세트(40)의 후방에 배치되고, 제1 클러치(C1)는 제2 유성기어세트(20)의 후방과 제3 유성기어세트(30)의 전방 사이로 배치되며, 제2,3 클러치(C1,C2)는 제3 유성기어세트(30)의 후방과 제4 유성기어세트(40)의 전방 사이로 배치되고, 제4 클러치(C4)는 제4 유성기어세트(40)의 후방에 배치된다. 이러한 배치가 적용됨으로써 이들 마찰부재에 공급되는 유압유로의 형성이 용이하고, 중량 분포가 균일하여 자동 변속기 전체 중량 밸런스를 향상하게 된다.
구체적으로, 제2 브레이크(B1)는 제1선기어(S1)를 고정시키고, 제2 브레이크(B2)는 제4링기어(R4)를 고정시킨다. 제1클러치(C1)는 제2캐리어(CR2)와 제3링기어(R3)를 가변적으로 연결하고, 제2클러치(C2)는 제3링기어(R3)와 제3캐리어(CR3)를 가변적으로 연결하며, 제3클러치(C3)는 제1링기어(R1)와 제4링기어(R4)를 가변적으로 연결하고, 제4클러치(C4)는 제2링기어(R2)를 출력축(OUT)과 가변적으로 연결한다.
이와 같이, 각 변속단의 구현에 모두 총 3개씩의 작동요소를 결합하여 구현하므로, 작동하지 않는 마찰요소의 수를 줄여서 마찰 드래그 손실을 줄일 수 있는 바, 이는 변속기의 동력 전달효율을 향상시켜 궁극적으로 차량의 연비 향상에 기여할 수 있게 된다.
한편, 도 2는 본 실시예에 따른 기어 트레인에 적용되는 마찰부재의 변속단별 작동 요소를 나타내고, 도 3은 본 발명에 따른 기어 트레인이 도 2의 작동표에 따라 제1클러치(C1) 내지 제4클러치(C4)와 상기 제1브레이크(B1) 내지 제2브레이크(B2)가 작동되어, 전진 1속 내지 10속의 변속단과 후진 1속의 변속단을 구현하는 속도비 관계를 도시함으로써 가시적으로 알 수 있는 레버 해석도를 나타낸다. 상기 레버 해석도에서, 제1,2브레이크(B1,B2)가 위치된 가로선은 회전속도 "0"을 나타내며, 그 상측 가로선은 입력축(IN)과 동일 회전속도인 회전속도 "1.0" 을 나타낸다. 또한, 세로선은 좌측으로부터 순차적으로 제1,2,3,4 유성기어세트(10,20,30,40)의 작동요소로 설정되고, 그 간격은 작동요소 중 상호 직결되는 작동요소의 각 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)에 따라 결정되며, 각 작동요소의 위치 설정은 파워트레인의 당업자라면 충분히 알 수 있는 공지의 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.
전진 1속에서는 제1,2 클러치(C1,C2), 제2 브레이크(B2)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제1클러치(C1)의 작동은 입력축(IN)을 제2캐리어(CR2)에서 제3링기어(R3)로 이어주며, 제2클러치(C2)의 작동은 제3캐리어(CR3)와 제3링기어(R3)를 이어주고, 제2 브레이크(B2)의 작동은 제4링기어(R4)를 고정하여준다. 이로 인하여, 입력축(IN)의 입력은 제1,2 유성기어세트(10,20)의 제1캐리어(CR1)/제2캐리어(CR2)로 각각 이루어지고, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V1 만큼 전진 1속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 1속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 1속의 변속이 완료된다.
전진 2속에서는 전진1속 상태에서 제1클러치(C1)의 해제와 제1 브레이크(B1)의 작동이 이루어짐으로써 제2 클러치(C2), 제1,2 브레이크(B1,B2)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제1클러치(C1)의 해제는 입력축(IN)과 제3링기어(R3)를 끊어주고, 제2 클러치(C2)의 작동은 제3캐리어(CR3)와 제3링기어(R3)를 이어주며, 제1 브레이크(B1)의 작동은 제1선기어(R1)를 고정하여준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V2 만큼 전진 2속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 2속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 2속의 변속이 완료된다.
전진 3속에서는 전진2속 상태에서 제2클러치(C2)의 해제와 제1 클러치(C1)의 작동이 이루어짐으로써 제1 클러치(C1), 제1,2 브레이크(B1,B2)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제2클러치(C2)의 해제는 제3캐리어(CR3)를 끊어주며, 제1 클러치(C1)의 작동은 입력축(IN)을 제2캐리어(CR2)에서 제3링기어(R3)로 이어준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V3 만큼 전진 3속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 3속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 3속의 변속이 완료된다.
전진 4속에서는 전진3속 상태에서 제1클러치(C1)의 해제와 제4 클러치(C4)의 작동이 이루어짐으로써 제4 클러치(C4), 제1,2 브레이크(B1,B2)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제1클러치(C1)의 해제는 입력축(IN)과 제3링기어(R3)를 끊어주고, 제4 클러치(C4)의 작동은 출력축(OUT)을 제2링기어(R2)로 이어준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V4 만큼 전진 4속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 4속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 4속의 변속이 완료된다.
전진 5속에서는 전진4속 상태에서 제2 브레이크(B2)의 해제와 제1 클러치(C1)의 작동이 이루어짐으로써 제1,4 클러치(C1,C4), 제1 브레이크(B1)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제1 클러치(C1)의 작동은 입력축(IN)을 제2캐리어(CR2)에서 제3링기어(R3)로 이어주고, 제2 브레이크(B2)의 해제는 제4링기어(R4)의 고정을 풀어준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V4 만큼 전진 5속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 5속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 5속의 변속이 완료된다.
전진 6속에서는 전진5속 상태에서 제1 클러치(C1)의 해제와 제2 클러치(C2)의 작동이 이루어짐으로써 제2,4 클러치(C2,C4), 제1 브레이크(B1)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제1클러치(C1)의 해제는 입력축(IN)과 제3링기어(R3)를 끊어주고, 제2 클러치(C2)의 작동은 제3캐리어(CR3)와 제3링기어(R3)를 이어준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V6 만큼 전진 6속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 6속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 6속의 변속이 완료된다.
전진 7속에서는 전진6속 상태에서 제1 브레이크(B1)의 해제와 제3 클러치(C3)의 작동이 이루어짐으로써 제2,3,4 클러치(C2,C3,C4)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제1 브레이크(B1)의 해제는 제1선기어(R1)를 풀어주고, 제3 클러치(C3)의 작동은 제1링기어(R1)와 제4링기어(R4)를 연결하여 준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V7 만큼 전진 7속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 7속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 7속의 변속이 완료된다.
전진 8속에서는 전진7속 상태에서 제2 클러치(C2)의 해제와 제1 브레이크(B1)의 작동이 이루어짐으로써 제3,4 클러치(C3,C4), 제1 브레이크(B1)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제2클러치(C2)의 해제는 제3캐리어(CR3)를 끊어주며, 제1 브레이크(B1)의 작동은 제1선기어(R1)를 고정하여준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V8 만큼 전진 8속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 8속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 8속의 변속이 완료된다.
전진 9속에서는 전진8속 상태에서 제4 클러치(C4)의 해제와 제2클러치(C2)의 작동이 이루어짐으로써 제2,3 클러치(C2,C3), 제1 브레이크(B1)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제4 클러치(C4)의 해제는 출력축(OUT)을 제2링기어(R2)와 끊어주고, 제2 클러치(C2)의 작동은 제3캐리어(CR3)와 제3링기어(R3)를 이어준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V9 만큼 전진 9속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 9속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 9속의 변속이 완료된다.
전진 10속에서는 전진9속 상태에서 제2 클러치(C2)의 해제와 제1클러치(C1)의 작동이 이루어짐으로써 제1,3 클러치(C1,C3), 제1 브레이크(B1)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제2클러치(C2)의 해제는 제3캐리어(CR3)를 끊어주며, 제1 클러치(C1)의 작동은 입력축(IN)을 제2캐리어(CR2)에서 제3링기어(R3)로 이어준다. 이로 인하여, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 V10 만큼 전진 10속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 10속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 전진 10속의 변속이 완료된다.
후진에서는 제1,3 클러치(C1,C3), 제2 브레이크(B2)가 작동되어 변속이 이루어진다. 그러면, 제1 클러치(C1)의 작동은 입력축(IN)을 제2캐리어(CR2)에서 제3링기어(R3)로 이어주고, 제3 클러치(C3)의 작동은 제1링기어(R1)와 제4링기어(R4)를 연결하며, 제2 브레이크(B2)의 작동은 제4링기어(R4)를 고정하여준다. 이로 인하여, 입력축(IN)의 입력은 제1,4 유성기어세트(10,40)의 제1캐리어(CR1)/제4링기어(R4)로 각각 이루어지고, 회전요소의 상호 보완작동에 의한 속도선 형성으로 제4 유성기어세트(40)의 제4캐리어(CR4)에서는 가로선의 R1 만큼 후진 1속 출력이 이루어진다. 상기 제4캐리어(CR4)의 후진 1속 출력은 출력축(OUT)을 통해 차동장치로 전달됨으로써 후진 1속의 변속을 완료하게 된다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 다단 자동변속기는 4개의 단순유성기어세트(10,20,30,40), 제1,2,3,4클러치(C1,C2,C3,C4)와 제1,2브레이크(B1,B2)로 이루어진 6개의 마찰부재로 구성된 기어 트레인을 갖추고, 회전요소에 대한 제1,2,3,4클러치(C1,C2,C3,C4)의 다양한 배열로 전진 10속 후진 1속의 구현을 다양하게 할 수 있다.
10 : 제1 유성기어세트 S1; 제1선기어
CR1; 제1캐리어 R1; 제1링기어
20: 제2 유성기어세트 S2; 제2선기어
CR2; 제2캐리어 R2; 제2링기어
30: 제3 유성기어세트 S3; 제3선기어
CR3; 제3캐리어 R3; 제3링기어
40: 제4 유성기어세트 S4; 제4선기어
CR4; 제4캐리어 R4; 제4링기어
50: 클러치세트 C1; 제1클러치
C2; 제2클러치 C3; 제3클러치
C4; 제4클러치
60 : 브레이크세트 B1; 제1브레이크
B2; 제2브레이크
H : 변속기 하우징
IN; 입력축 OUT; 출력축

Claims (8)

  1. 각각 제1,2,3회전요소로 이루어진 제1,2,3,4 유성기어세트; 제1,2,3,4클러치와 제1,2브레이크로 이루어진 마찰부재를 포함하며,
    입력축은 상기 제1 유성기어세트의 제1회전요소와 상기 제2 유성기어세트의 제2회전요소와 고정 연결되어 있고, 상기 제1 유성기어세트의 제3회전요소는 상기 제3 유성기어세트의 제2회전요소와 고정 연결되어 있으며, 상기 제2 유성기어세트의 제1회전요소는 상기 제4 유성기어세트의 제1회전요소와 고정 연결되어 있고, 상기 제3 유성기어세트의 제1회전요소는 상기 제4 유성기어세트의 제1회전요소와 고정 연결되어 있으며, 출력축은 상기 제4 유성기어세트의 제2회전요소와 고정 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동변속기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1브레이크는 상기 제1 유성기어세트의 제1회전요소를 고정하고, 상기 제2브레이크는 상기 제4 유성기어세트의 제3회전요소를 고정하며, 상기 제1클러치는 상기 제2 유성기어세트의 제2회전요소와 상기 제3 유성기어세트의 제3회전요소를 연결하고, 상기 제2클러치는 상기 제3 유성기어세트의 제1회전요소와 제3회전요소를 연결하며, 상기 제3클러치는 상기 제1 유성기어세트의 제3회전요소와 상기 제4 유성기어세트의 제3회전요소를 연결하고, 상기 제4클러치는 상기 제2 유성기어세트의 제3회전요소를 상기 출력축과 연결하는 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동변속기.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 유성기어세트와 상기 제2 유성기어세트는 제1 복합유성기어장치를 구성하고, 상기 제3 유성기어세트와 상기 제4 유성기어세트는 제2 복합유성기어장치를 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동변속기.
  4. 청구항 1내지 3중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유성기어세트의 제1회전요소는 제1선기어이고, 제2 회전요소는 제1캐리어이며, 제3 회전요소는 제1링기어이고; 상기 제2 유성기어세트의 제1회전요소는 제2선기어이고, 제2 회전요소는 제2캐리어이며, 제3 회전요소는 제2링기어이고; 상기 제3 유성기어세트의 제1회전요소는 제3선기어이고, 제2 회전요소는 제3캐리어이며, 제3 회전요소는 제3링기어이며; 상기 제4 유성기어세트의 제1회전요소는 제4선기어이고, 제2 회전요소는 제4캐리어이며, 제3 회전요소는 제4링기어인 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동변속기.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 유성기어세트의 제1선기어, 제1캐리어, 제1링기어중 상기 제1선기어는 상기 제1브레이크와 고정되고, 상기 제1캐리어는 상기 입력축에 영구 고정되어 상기 제2캐리어와 연결되며, 상기 제1링기어는 상기 제3캐리어와 고정 연결됨과 더불어 상기 제3클러치를 통해 상기 제2브레이크와 가변적으로 고정된 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동변속기.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 제2 유성기어세트의 제2선기어, 제2캐리어, 제2링기어중 상기 제2선기어는 상기 제4선기어와 영구 연결되고, 상기 제2캐리어는 상기 입력축에 영구 고정됨과 더불어 상기 제1클러치를 통해 제3링기어와 가변적으로 연결되며, 상기 제2링기어는 상기 제4클러치를 통해 상기 출력축과 가변적으로 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동변속기.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 제3 유성기어세트의 제3선기어, 제3캐리어, 제3링기어중 상기 제3선기어는 상기 제4선기어와 영구 고정되고, 상기 제3캐리어는 상기 제3클러치를 통해 상기 제4링기어와 가변적으로 연결되며, 상기 제3링기어(R3)는 상기 제2클러치를 통해 상기 제3캐리어와 가변적으로 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동변속기.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 제4 유성기어세트의 제4선기어, 제4캐리어, 제4링기어중 상기 제4선기어는 상기 제3선기어와 영구 고정되고, 상기 제4캐리어는 상기 출력축과 고정 연결되며, 상기 제4링기어는 상기 제2브레이크와 고정됨과 더불어 상기 제3클러치를 통해 상기 제1링기어와 가변적으로 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동변속기.
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