KR20160071101A

KR20160071101A - 차량용 자동변속기의 유성기어트레인

Info

Publication number: KR20160071101A
Application number: KR1020140178387A
Authority: KR
Inventors: 조원민; 국재창; 노명훈; 지성욱; 서강수; 황성욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-06-21
Also published as: US20160169338A1; US9482320B2; KR101664062B1; CN105697683B; CN105697683A

Abstract

차량용 자동변속기의 유성기어트레인이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 자동변속기의 유성기어트레인은 엔진의 동력을 전달받는 입력축; 변속된 동력을 출력하는 출력축; 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트; 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트; 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트; 및 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하며, 상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축; 상기 제1 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제2 회전축; 상기 제1 링기어, 제2 선기어, 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제3 회전축; 상기 제2 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축 또는 제2 회전축에 선택적으로 연결되는 제4 회전축; 상기 제2 링기어와 제3 선기어를 포함하여 이루어지는 제5 회전축; 상기 제3 유성캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제5 회전축에 선택적으로 연결되는 제6 회전축; 상기 제4 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축; 상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축에 선택적으로 연결되는 제8 회전축; 상기 회전축과 회전축 및 상기 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결되는 부분에 구성되는 6개의 마찰요소를 포함한다.

Description

차량용 자동변속기의 유성기어트레인{PLANETARY GEAR TRAIN OF AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 자동변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최소한의 구성으로 전진 10속을 구현하여 동력 전달 성능을 향상시키고, 연비를 저감시킬 수 있도록 하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인에 관한 것이다.

최근의 유가 상승은 연비 개선을 향한 무한 경쟁에 돌입하게 하는 요인이 되고 있다.

이에 따라, 엔진의 경우에는 다운 사이징(Down Sizing)을 통해 중량 저감 및 연비를 개선할 수 있는 연구가 이루어지고, 자동변속기의 경우에는 다단화를 통해 운전성 및 연비 경쟁력을 동시에 확보할 수 있는 연구가 이루어지고 있다.

그러나 자동변속기는 변속단이 증가하면 할수록 내부 부품수가 증가되어 탑재성 및 원가, 중량, 전달효율 등이 오히려 악화될 수 있다.

따라서 다단화를 통한 연비 개선효과를 증대시키기 위해서는 적은 부품수로 최대한의 효율을 이끌어 낼 수 있는 유성기어트레인의 개발이 중요하다고 할 수 있다.

이러한 측면에서 최근에는 8속 및 9속 자동변속기를 구현하는 추세이며, 그 이상의 변속단을 구현할 수 있는 유성기어트레인의 연구 개발도 활발하게 진행되고 있다.

본 발명의 실시 예는 최소한의 구성으로 전진 10속 및 후진 1속의 변속단을 구현하여 다단화에 따른 동력전달성능 향상과 연비 개선 효과를 얻을 수 있으며, 엔진의 낮은 회전수 영역에서의 운전점 사용으로 차량의 정숙 주행성을 향상시킬 수 있는 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진의 동력을 전달받는 입력축; 변속된 동력을 출력하는 출력축; 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트; 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트; 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트; 및 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하며, 상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축; 상기 제1 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제2 회전축; 상기 제1 링기어, 제2 선기어, 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제3 회전축; 상기 제2 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축 또는 제2 회전축에 선택적으로 연결되는 제4 회전축; 상기 제2 링기어와 제3 선기어를 포함하여 이루어지는 제5 회전축; 상기 제3 유성캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제5 회전축에 선택적으로 연결되는 제6 회전축; 상기 제4 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축; 상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축에 선택적으로 연결되는 제8 회전축; 상기 회전축과 회전축 및 상기 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결되는 부분에 구성되는 6개의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는 모두 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는 엔진측으로부터 순차적으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 6개의 마찰요소는 상기 제2 회전축과 제4 회전축 사이에 개재되는 제1 클러치; 상기 제1 회전축과 제4 회전축 사이에 개재되는 제2 클러치; 상기 제5 회전축과 제6 회전축 사이에 개재되는 제3 클러치; 상기 제1 회전축과 제8 회전축 사이에 개재되는 제4 클러치; 상기 제3 회전축과 변속기 하우징 사이에 개재되는 제1 브레이크; 상기 제1 회전축과 변속기 하우징 사이에 개재되는 제2 브레이크를 포함할 수 있다.

또한, 상기 6개의 마찰요소의 선택적 작동에 의하여 구현되는 변속단은 상기 제2, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제1 변속단; 상기 제3, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제2 변속단; 상기 제1, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제3 변속단; 상기 제1, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제4 변속단; 상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제5 변속단; 상기 제1, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제6 변속단; 상기 제1, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제7 변속단; 상기 제3, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제8 변속단; 상기 제2, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제9 변속단; 상기 제2, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제10 변속단; 상기 제2, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 단순유성기어세트로 이루어지는 4개의 유성기어세트를 6개의 마찰요소로 조합하여 전진 10속의 변속단을 구현하여 동력전달성능 및 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 자동 변속기의 다단화로 엔진의 회전수에 알맞은 변속단을 구현할 수 있기 때문에 주행 정숙성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인에 적용되는 각 마찰요소의 각 변속단별 작동표이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 통하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.

하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인은 동일 축선상에 배치되는 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)와, 입력축(IS)과, 출력축(OS)과, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)의 각 회전요소를 상호 직접 연결하는 8개의 회전축(TM1 ~ TM8)과, 6개의 마찰요소(C1 ~ C4)(B1 ~ B2)와, 변속기 하우징(H)을 구비하고 있다.

이에 따라, 입력축(IS)으로부터 입력되는 회전동력이 상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)의 상호 보완작동에 의해 변속되어 출력축(OS)을 통해 출력된다.

그리고 상기 각 단순 유성기어세트는 엔진측으로부터 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)의 순서로 배치된다.

상기 입력축(IS)은 입력부재로서, 엔진의 크랭크 샤프트로부터의 회전동력이 토크 컨버터를 통해 토크 변환이 이루어져 입력된다.

상기 출력축(OS)은 출력부재로서, 상기 입력축(IS)과 동일축선상으로 배치되어 변속된 구동력을 차동장치를 통해 구동축으로 전달한다.

상기 제1 유성기어세트(PG1)는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 선기어(S1)와, 상기 제1 선기어(S1)와 외접으로 맞물리는 제1 피니언(P1)을 지지하는 제1 유성 캐리어(PC1)와, 상기 제1 피니언(P1)과 내접으로 맞물리는 제1 링기어(R1)를 회전요소로 포함한다.

상기 제2 유성기어세트(PG2)는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제2 선기어(S2), 상기 제2 선기어(S2)와 외접으로 맞물리는 제2 피니언(P2)을 지지하는 제2 유성 캐리어(PC2), 상기 제2 피니언(P2)과 내접으로 맞물리는 제2 링기어(R2)를 포함한다.

상기 제3 유성기어세트(PG3)와 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제3 선기어(S3), 상기 제3 선기어(S3)와 외접으로 맞물리는 제3 피니언(P3)을 지지하는 제3 유성 캐리어(PC3), 상기 제3 피니언(P3)과 내접으로 맞물리는 제3 링기어(R3)를 포함한다.

상기 제4 유성기어세트(PG4)와 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제4 선기어(S4), 상기 제4 선기어(S4)와 외접으로 맞물리는 제4 피니언(P4)을 지지하는 제4 유성 캐리어(PC4), 상기 제4 피니언(P4)과 내접으로 맞물리는 제4 링기어(R4)를 포함한다.

그리고 상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG3)는 적어도 하나 이상의 회전요소가 상호 직접 연결되어 총 8개의 회전축(TM1 ~ TM8)을 보유하면서 작동한다.

이때, 상기 제3, 제4 유성기어세트(PG3)(PG4)는 각각 2개씩의 회전요소가 상호 직접 연결됨으로써, 4개의 회전요소를 보유하는 하나의 복합 유성기어세트로 작동한다.

상기 8개의 회전축(TM1 ~ TM8)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1 회전축(TM1)은 제1 선기어(S1)를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결된다.

상기 제2 회전축(TM2)은 제1 유성캐리어(PC1)를 포함하여 이루어지며, 입력축(IS)과 직접 연결되어 항상 입력요소로 작동된다.

상기 제3 회전축(TM3)은 제1 링기어(R1), 제2 선기어(S2), 제4 선기어(S4)를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결된다.

상기 제4 회전축(TM4)은 제2 유성캐리어(PC2)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축(TM1)과 제2 회전축(TM2)에 선택적으로 연결된다.

상기 제5 회전축(TM5)은 제2 링기어(R2)와 제3 선기어(S3)를 포함하여 이루어진다.

상기 제6 회전축(TM6)은 제3 유성캐리어(PC3)와 제4 링기어(R4)를 포함하여 이루어지며, 상기 제5 회전축(TM5)에 선택적으로 연결된다.

상기 제7 회전축(TM7)은 제4 유성캐리어(PC4)를 포함하여 이루어지며, 출력축(OS)과 직접 연결된다.

상기 제8 회전축(TM8)은 제3 링기어(R3)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축(TM1)에 선택적으로 연결된다.

그리고 상기 회전축(TM1 ~ TM8)중, 회전축끼리 상호 선택적으로 연결되는 부위에는 마찰요소인 4개의 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)가 배치된다.

또한, 상기 회전축(TM1 ~ TM8) 중, 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결되는 부위에는 마찰요소인 2개의 브레이크(B1)(B2)가 배치된다.

상기 6개의 마차요소(C1 ~ C4)(B1 ~ B2)의 배치 위치를 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1 클러치(C1)는 제2 회전축(TM2)과 제4 회전축(TM4) 사이에 개재되어 제2 회전축(TM2)과 제4 회전축(TM4)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제2 클러치(C2)는 제1 회전축(TM1)과 제4 회전축(TM4) 사이에 개재되어 제1 회전축(TM1)과 제4 회전축(TM4)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제3 클러치(C3)는 제5 회전축(TM5)과 제6 회전축(TM6) 사이에 개재되어 제5 회전축(TM5)과 제6 회전축(TM6)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제4 클러치(C4)는 제1 회전축(TM1)과 제8 회전축(TM8) 사이에 개재되어 제1 회전축(TM1)과 제8 회전축(TM8)이 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제1 브레이크(B1)는 제3 회전축(TM3)과 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 제3 회전축(TM3)이 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 한다.

상기 제2 브레이크(B2)는 제1 회전축(TM1)과 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 상기 제1 회전축(TM1)이 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 한다.

상기에서 제1, 제2, 제3, 제4 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)와 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)로 이루어지는 각 마찰요소는 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압마찰결합유닛으로 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인에 적용되는 각 마찰요소의 각 변속단별 작동표이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유성기어트레인은 각 변속단에서 3개의 마찰요소가 작동하면서 변속이 이루어진다.

전진 1속 변속단(1ST)은 제2, 제4 클러치(C2)(C4)와 제2 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 2속 변속단(2ND)은 제3, 제4 클러치(C3)(C4)와 제2 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 3속 변속단(3RD)은 제1, 제4 클러치(C1)(C4)와 제2 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 4속 변속단(4TH)은 제1, 제3 클러치(C1)(C3)와 제2 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 5속 변속단(5TH)은 제1, 제2, 제3 클러치(C1)(C2)(C3)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 6속 변속단(6TH)은 제1, 제3 클러치(C1)(C3)와 제1 브레이크(B1)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 7속 변속단(7TH)은 제1, 제4 클러치(C1)(C4)와 제1 브레이크(B1)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 8속 변속단(8TH)은 제3, 제4 클러치(C3)(C4)와 제1 브레이크(B1)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 9속 변속단(9TH)은 제2, 제4 클러치(C2)(C4)와 제1 브레이크(B1)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 10속 변속단(10TH)은 제2, 제3 클러치(C2)(C3)와 제1 브레이크(B1)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

후진 변속단(REV)은 제2, 제3 클러치(C2)(C3)와 제2 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

상기의 변속과정을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

전진 1속 변속단(1ST)에서는 제2, 제4 클러치(C2)(C4)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동되면, 제1 회전축(TM1)이 제2, 제4 클러치(C3)(C4)의 작동에 의하여 제4, 제8 회전축(TM4)(TM8)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 1속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

전진 2속 변속단(2ND)에서는 제3, 제4 클러치(C3)(C4)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동되면, 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 회전축(TM6)에 연결되고, 제1 회전축(TM1)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 2속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

전진 3속 변속단(3RD)에서는 제1, 제4 클러치(C1)(C4)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동되면, 제2 회전축(TM2)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)과 연결되고, 제1 회전축(TM1)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 3속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

전진 4속 변속단(4TH)에서는 제1, 제3 클러치(C1)(C3)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동되면, 제2 회전축(TM2)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)과 연결되고, 제5 회전축(TM5)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 제6 회전축(TM6)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제1 회전축(TM1)이 제2 브레이크(B2)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 4속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

전진 5속 변속단(5TH)에서는 제1, 제2, 제3 클러치(C1)(C2)(C3)가 동시에 작동되면, 제2 회전축(TM2)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)에 연결되고, 제1 회전축(TM1)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)에 연결되며, 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 회전축(TM6)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어짐으로써, 전체가 직결의 상태가 되면서 입력 그대로를 출력하는 전진 5속의 변속이 이루어진다.

전진 6속 변속단(6TH)에서는 제1, 제3 클러치(C1)(C3)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동되면, 제2 회전축(TM2)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)과 연결되고, 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 회전축(TM6)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제3 회전축(TM3)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 6속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

전진 7속 변속단(7TH)에서는 제1, 제4 클러치(C1)(C4)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동되면, 제2 회전축(TM2)이 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)과 연결되고, 제1 회전축(TM1)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제3 회전축(TM3)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 7속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

전진 8속 변속단(8TH)에서는 제3, 제4 클러치(C3)(C4)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동되면, 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 회전축(TM6)과 연결되고, 제1 회전축(TM1)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제3 회전축(TM3)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 8속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

전진 9속 변속단(9TH)에서는 제2, 제4 클러치(C2)(C4)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동되면, 제1 회전축(TM1)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)과 연결되고, 제1 회전축(TM1)이 제4 클러치(C4)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제3 회전축(TM3)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 9속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

전진 10속 변속단(10TH)에서는 제2, 제3 클러치(C2)(C3)와 제1 브레이크(B1)가 동시에 작동되면, 제1 회전축(TM1)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)에 연결되고, 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 회전축(TM6)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제3 회전축(TM3)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 전진 10속의 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

후진 변속단(REV)은 제2, 제3 클러치(C2)(C3)와 제2 브레이크(B2)가 동시에 작동되면, 제1 회전축(TM1)이 제2 클러치(C2)의 작동에 의하여 제4 회전축(TM4)에 연결되고, 제5 회전축(TM5)이 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제6 회전축(TM6)에 연결된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제1 회전축(TM1)이 제1 브레이크(B1)의 작동에 의하여 고정요소로 작동되면서 후진 변속이 이루어져 제7 회전축(TM7)으로 출력된다.

상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인은 4개의 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)를 4개의 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)와 2개의 브레이크(B1)(B2)의 작동 제어를 통하여 전진 10속 및 후진 1속의 변속단을 실현할 수 있다.

또한, 자동 변속기의 다단화로 동력전달효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 각 변속단별 3개의 마찰요소가 작동되도록 함으로써, 작동하지 않는 마찰요소의 숫자를 최소화하여 마찰 드래그 손실을 줄임으로써, 동력전달효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유성기어트레인의 구성도로써, 도 3에 도시된 유성기어트레인은 상기에서 설명한 본 발명의 실시 예와 비교하여 제3 클러치(C3)의 연결관계가 상이하다.

즉, 본 발명의 상기한 실시 예와 비교하여 다른 실시 예에 적용되는 제3 클러치(C3)는 제3 유성기어세트(PG3)의 직결을 위한 마찰요소로써, 연결관계는 제6 회전축(TM6)과 제8 회전축(TM8) 사이, 즉, 제3 유성캐리어(PC3)와 제3 링기어(R3)를 상호 선택적으로 연결하도록 구성되는 차이점이 있다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시 예는 상기한 제3 클러치(C3)의 연결구성만 다를 뿐, 작동 효과가 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

B1,B2... 제1, 제2 브레이크
C1,C2,C3,C4... 제1, 제2, 제3, 제4 클러치
PG1,PG2,PG3,PG4... 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트
S1,S2,S3,S4... 제1, 제2, 제3, 제4 선기어
PC1,PC2,PC3,PC4... 제1, 제2, 제3, 제4 유성캐리어
R1,R2,R3,R4... 제1, 제2, 제3, 제4 링기어
IS... 입력축
OS... 출력축
TM1,TM2,TM3,TM4,TM5,TM6,TM7,TM8...제1,제2,제3,제4,제5,제6,제7,제8 회전축

Claims

엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트;
제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트;
제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트; 및
제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하며,
상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제1 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제2 회전축;
상기 제1 링기어, 제2 선기어, 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제3 회전축;
상기 제2 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축 또는 제2 회전축에 선택적으로 연결되는 제4 회전축;
상기 제2 링기어와 제3 선기어를 포함하여 이루어지는 제5 회전축;
상기 제3 유성캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제5 회전축에 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제4 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축;
상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축에 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
상기 회전축과 회전축 및 상기 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결되는 부분에 구성되는 6개의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제1항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
모두 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
엔진측으로부터 순차적으로 배치되는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제1항에 있어서,
상기 6개의 마찰요소는
상기 제2 회전축과 제4 회전축 사이에 개재되는 제1 클러치;
상기 제1 회전축과 제4 회전축 사이에 개재되는 제2 클러치;
상기 제5 회전축과 제6 회전축 사이에 개재되는 제3 클러치;
상기 제1 회전축과 제8 회전축 사이에 개재되는 제4 클러치;
상기 제3 회전축과 변속기 하우징 사이에 개재되는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징 사이에 개재되는 제2 브레이크를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제4항에 있어서,
상기 6개의 마찰요소의 선택적 작동에 의하여 구현되는 변속단은
상기 제2, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제1 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제2 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제3 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제4 변속단;
상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제5 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제6 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제7 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제8 변속단;
상기 제2, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제9 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제10 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
엔진의 동력을 전달받는 입력축과, 변속된 동력을 출력하는 출력축과, 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트와, 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트와, 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트와, 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하며,
상기 입력축은 상기 제1 유성캐리어에 직접 연결되고,
상기 출력축은 상기 제4 유성캐리어에 직접 연결되고,
상기 제1 링기어와 제2 선기어 및 제4 선기어가 직접 연결되고,
상기 제2 링기어와 제3 선기어가 직접 연결되고,
상기 제3 유성캐리어와 제4 링기어가 직접 연결되고,
상기 제1 유성캐리어와 제2 유성캐리어를 선택적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 제1 선기어와 제2 유성캐리어를 선택적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 제3 선기어와 제3 유성캐리어를 선택적으로 연결하는 제3 클러치;
상기 제1 선기어와 제3 링기어를 선택적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제1 링기어와 제2 선기어 및 제4 선기어를 변속기 하우징에 선택적으로 연결하는 제1 브레이크;
상기 제1 선기어를 변속기 하우징에 선택적으로 연결하는 제2 브레이크;
를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제6항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
모두 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
엔진측으로부터 순차적으로 배치되는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제6항에 있어서,
상기 클러치와 브레이크의 선택적 작동에 의하여 구현되는 변속단은
상기 제2, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제1 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제2 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제3 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제4 변속단;
상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제5 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제6 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제7 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제8 변속단;
상기 제2, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제9 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제10 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 동력을 출력하는 출력축;
제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트;
제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트;
제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트; 및
제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하며,
상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제1 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 입력축과 직접 연결되는 제2 회전축;
상기 제1 링기어, 제2 선기어, 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징에 선택적으로 연결되는 제3 회전축;
상기 제2 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축 또는 제2 회전축에 선택적으로 연결되는 제4 회전축;
상기 제2 링기어와 제3 선기어를 포함하여 이루어지는 제5 회전축;
상기 제3 유성캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지는 제6 회전축;
상기 제4 유성캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 출력축과 직접 연결되는 제7 회전축;
상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 회전축 또는 제6 회전축에 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
상기 회전축과 회전축 및 상기 회전축과 변속기 하우징을 선택적으로 연결되는 부분에 구성되는 6개의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제10항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
모두 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
엔진측으로부터 순차적으로 배치되는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제10항에 있어서,
상기 6개의 마찰요소는
상기 제2 회전축과 제4 회전축 사이에 개재되는 제1 클러치;
상기 제1 회전축과 제4 회전축 사이에 개재되는 제2 클러치;
상기 제6 회전축과 제8 회전축 사이에 개재되는 제3 클러치;
상기 제1 회전축과 제8 회전축 사이에 개재되는 제4 클러치;
상기 제3 회전축과 변속기 하우징 사이에 개재되는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징 사이에 개재되는 제2 브레이크를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제13항에 있어서,
상기 6개의 마찰요소의 선택적 작동에 의하여 구현되는 변속단은
상기 제2, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제1 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제2 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제3 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제4 변속단;
상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제5 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제6 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제7 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제8 변속단;
상기 제2, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제9 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제10 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
엔진의 동력을 전달받는 입력축과, 변속된 동력을 출력하는 출력축과, 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 제1 유성기어세트와, 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 제2 유성기어세트와, 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 제3 유성기어세트와, 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 제4 유성기어세트를 포함하며,
상기 입력축은 상기 제1 유성캐리어에 직접 연결되고,
상기 출력축은 상기 제4 유성캐리어에 직접 연결되고,
상기 제1 링기어와 제2 선기어 및 제4 선기어가 직접 연결되고,
상기 제2 링기어와 제3 선기어가 직접 연결되고,
상기 제3 유성캐리어와 제4 링기어가 직접 연결되고,
상기 제1 유성캐리어와 제2 유성캐리어를 선택적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 제1 선기어와 제2 유성캐리어를 선택적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 제3 링기어와 제3 유성캐리어를 선택적으로 연결하는 제3 클러치;
상기 제1 선기어와 제3 링기어를 선택적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제1 링기어와 제2 선기어 및 제4 선기어를 변속기 하우징에 선택적으로 연결하는 제1 브레이크;
상기 제1 선기어를 변속기 하우징에 선택적으로 연결하는 제2 브레이크;
를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제15항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
모두 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
엔진측으로부터 순차적으로 배치되는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제15항에 있어서,
상기 클러치와 브레이크의 선택적 작동에 의하여 구현되는 변속단은
상기 제2, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제1 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제2 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제3 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제4 변속단;
상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제5 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제6 변속단;
상기 제1, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제7 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제8 변속단;
상기 제2, 제4 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제9 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 제10 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.