KR20190009449A - 차량용 변속기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다단화에 따른 연비 개선 및 엔진 동력성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속기에 관한 것으로, 본 발명에서는 3개의 단순유성기어장치와 1개의 복합유성기어세트를 조합하거나, 5개의 단순유성기어장치를 조합하여, 이들 유성기어장치들의 회전요소들과 다수의 마찰요소를 이용한 선택적 단속 작동에 의해서 회전속도 및 방향이 변화되면서 변속이 이루어지고, 이 같은 변속작용을 통해 적어도 전진 10단 이상 및 후진 1단의 기어비를 구현하여 주행하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 변속기가 소개된다.
Description
본 발명은 다단화에 따른 연비 개선 및 동력성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속기에 관한 것이다.
최근 유가 상승은 전 세계 자동차 제조사에 대한 연비 개선을 향한 무한 경쟁에 돌입하게 하는 요인이 되고 있으며, 이에 엔진의 경우 다운 사이징을 통해 중량 저감 및 연비 개선 노력에 힘을 쏟고 있는 실정이다.
한편, 자동변속기의 경우, 다양한 연비 개선 방법 중 자동변속기의 다단화를 통해 운전성과 연비 경쟁력을 동시에 확보할 수 있다.
하지만, 변속단이 증가하면 할수록 자동변속기를 구성하고 있는 내부 부품수도 증가하게 되어 탑재성, 원가, 중량, 전달 효율이 오히려 악화 될 수 있다.
따라서, 다단화를 통한 연비 개선 효과를 증대시키기 위해서는 적은 부품수로 최대한의 효율을 이끌어 낼 수 있는 기어 트레인 구조를 고안하는 것이 중요하다고 할 수 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 다단화에 따른 연비 개선 및 동력성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 각각 세 개 이상의 회전요소를 갖는 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 제3유성기어장치, 복합유성기어세트를 포함하여 구성하되, 제2유성기어장치의 제1회전요소와 직결되는 제1회전요소와, 복합유성기어세트의 제4회전요소와 직결되는 제2회전요소를 포함하는 제1유성기어장치; 입력축에 직결되는 제2회전요소를 포함하는 제2유성기어장치; 복합유성기어세트의 제3회전요소와 직결되는 제2회전요소와, 복합유성기어세트의 제2회전요소와 직결되는 제3회전요소를 포함하는 제3유성기어장치; 출력축에 직결되는 제2회전요소를 포함하는 복합유성기어세트; 및 상기 유성기어장치들을 이루는 회전요소들 중 적어도 하나 이상에 연결되어, 그 회전요소의 회전을 제어하는 복수의 마찰요소;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1유성기어장치는, 마찰요소에 의해 선택적인 고정요소로 작동되는 제1회전요소와, 마찰요소에 의해 제2유성기어장치의 제2회전요소와 선택적으로 연결되는 제2회전요소와, 마찰요소에 의해 선택적인 고정요소로 작동되는 제3회전요소를 더 포함하고; 상기 제2유성기어장치는, 마찰요소에 의해 복합유성기어세트의 제1회전요소와 선택적으로 연결되는 제2회전요소와, 마찰요소에 의해 제3유성기어장치의 제1회전요소와 선택적으로 연결되고 마찰요소에 의해 복합유성기어세트의 제1회전요소와 선택적으로 연결되는 제3회전요소를 더 포함할 수 있다.
상기 제1유성기어장치 내지 제3유성기어장치에서, 각각의 제1회전요소는 선기어이고, 제2회전요소는 캐리어이며, 제3회전요소는 링기어이고; 상기 복합유성기어세트에서 제1회전요소는 선기어이고, 제2회전요소는 캐리어이며, 제3회전요소 및 제4회전요소는 상기 캐리어와 각각 치합된 링기어일 수 있다.
상기 복합유성기어세트는 제4유성기어장치와 제5유성기어장치를 포함하여 구성하되, 상기 복합유성기어세트의 제1회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 선기어와 제5유성기어장치의 선기어가 직결되어 구성되며; 상기 복합유성기어세트의 제2회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 캐리어와 제5유성기어장치의 캐리어가 직결되어 구성되고; 상기 복합유성기어세트의 제3회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 링기어이며; 상기 복합유성기어세트의 제4회전요소는, 상기 제5유성기어장치의 링기어일 수 있다.
상기 마찰요소는, 상기 제1유성기어장치의 선기어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제1브레이크; 상기 제1유성기어장치의 링기어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제2브레이크; 상기 제2유성기어장치의 캐리어와 제5유성기어장치의 선기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제1클러치; 상기 제1유성기어장치의 캐리어와 제2유성기어장치의 링기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제2클러치; 상기 제2유성기어장치의 링기어와 제3유성기어장치의 선기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제3클러치; 및 상기 제2유성기어장치의 링기어와 제5유성기어장치의 선기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제4클러치;를 포함할 수 있다.
상기 마찰요소는, 상기 제1유성기어장치의 제1회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제1브레이크; 상기 제1유성기어장치의 제3회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제2브레이크; 상기 제2유성기어장치의 제2회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제1클러치; 상기 제1유성기어장치의 제2회전요소와 제2유성기어장치의 제3회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제2클러치; 상기 제2유성기어장치의 제3회전요소와 제3유성기어장치의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제3클러치; 및 상기 제2유성기어장치의 제3회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제4클러치;를 포함할 수 있다.
본 발명의 구성은, 각각 세 개 이상의 회전요소를 갖는 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 제3유성기어장치, 복합유성기어세트를 포함하여 구성하되, 제2유성기어장치의 제2회전요소와 제1클러치에 연결된 입력축; 제1브레이크와, 제1유성기어장치의 제1회전요소 및 제2유성기어장치의 제1회전요소에 연결된 제1축; 제2브레이크와, 제1유성기어장치의 제3회전요소에 연결된 제2축; 제1유성기어장치의 제2회전요소와, 제2클러치 및 복합유성기어세트의 제4회전요소에 연결된 제3축; 제2유성기어장치의 제3회전요소와, 제2클러치와, 제3클러치 및 제4클러치에 연결된 제4축; 제3클러치와, 제3유성기어장치의 제1회전요소에 연결된 제5축; 제3유성기어장치의 제2회전요소 및 복합유성기어세트의 제3회전요소에 연결된 제6축; 제1클러치와 제4클러치 및 복합유성기어세트의 제1회전요소에 연결된 제7축; 및 제3유성기어장치의 제3회전요소 및 복합유성기어세트의 제2회전요소에 연결된 출력축;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1축과 변속기케이스 사이에 제1브레이크가 단속 가능하게 연결되고; 제2축과 변속기케이스 사이에 제2브레이크가 단속 가능하게 연결되며; 입력축과 제7축 사이에 제1클러치가 단속 가능하게 연결되고; 제3축과 제4축 사이에 제2클러치가 단속 가능하게 연결되며; 제4축과 제5축 사이에 제3클러치가 단속 가능하게 연결되고; 제4축과 제7축 사이에 제4클러치가 단속 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제1브레이크는 제1유성기어장치의 제1회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되고; 상기 제2브레이크는 제1유성기어장치의 제3회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되며; 상기 제1클러치는 제2유성기어장치의 제2회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되고; 상기 제2클러치는 제1유성기어장치의 제2회전요소와 제2유성기어장치의 제3회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되며; 상기 제3클러치는 제2유성기어장치의 제3회전요소와 제3유성기어장치의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되고; 상기 제4클러치는 제2유성기어장치의 제3회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 3개의 단순유성기어장치와 1개의 복합유성기어세트를 조합하거나, 5개의 단순유성기어장치를 조합하여, 이들 유성기어장치들의 회전요소들과 다수의 마찰요소를 이용한 선택적 단속 작동에 의해서 회전속도 및 방향이 변화되면서 변속이 이루어지고, 이 같은 변속작용을 통해 적어도 전진 10단 이상 및 후진 1단의 기어비를 구현하여 주행할 수 있다. 따라서, 자동변속기의 변속단을 다단화하여 연비를 개선하는 것은 물론, 동력성능을 향상시키고, 엔진 저 RPM 영역대의 운전점 사용으로 인해 차량의 정숙 주행성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 차량용 변속기의 구조를 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 구조에서 복합유성기어세트의 변형 구조를 예시하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 변속단 별 작동표.
도 2는 도 1에 도시된 구조에서 복합유성기어세트의 변형 구조를 예시하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 변속단 별 작동표.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 차량용 변속기는 크게, 제1유성기어장치(PG1)와, 제2유성기어장치(PG2)와, 제3유성기어장치(PG3) 및 복합유성기어세트(CPG)를 포함하여 구성되며, 이들 유성기어장치에는 3개 이상의 회전요소가 각각 회전 가능하게 구비될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 차량용 변속기의 구조를 예시하여 나타낸 것으로, 첨부된 도면을 참조하면, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소는 선택적인 고정요소로 작동되면서 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소와 직결될 수 있다.
예컨대, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소는 제1선기어(S1)일 수 있는 것으로, 상기 제1선기어(S1)는 마찰요소에 의해 변속기케이스(CS)에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소는 제2선기어(S2)일 수 있는 것으로, 상기 제1선기어(S1)와 제2선기어(S2)는 직결 상태로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)와 후술하는 제3유성기어장치(PG3)는 싱글피니언 유성기어장치로서, 각각의 제1회전요소는 제1,2,3선기어이고, 각각의 제2회전요소는 제1,2,3캐리어이며, 각각의 제3회전요소는 제1,2,3링기어일 수 있다.
또한, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소는 제2유성기어장치의 제2회전요소와 선택적으로 연결되고, 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소와 직결될 수 있다.
예컨대, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소는 제1캐리어(CR1)일 수 있고, 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소는 제2캐리어(CR2)일 수 있는 것으로, 상기 제1캐리어(CR1)와 제2캐리어(CR2)는 마찰요소에 의해 서로에 대해 단속 가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소는 도 1의 경우, 제4-2링기어(R4-2)이고, 도 2의 경우 제4링기어(R4)일 수 있는 것으로, 상기 제1캐리어(CR1)와 제4-2링기어(R4-2)가 직결 상태로 연결되거나, 제1캐리어(CR1)와 제4링기어(R4)가 직결 상태로 연결될 수 있다.
상기 복합유성기어세트(CPG)에 대해 살펴보면, 도 1과 같이 1조의 복합유성기어세트(CPG)로 구성되거나, 도 2와 같이 2조의 유성기어장치가 조합된 복합유성기어세트(CPG)로 구성될 수 있다.
예컨대, 도 1의 경우, 상기 복합유성기어세트(CPG)에서 제1회전요소는 제4선기어(S4)이고, 제2회전요소는 제4캐리어(CR4)이며, 제3회전요소와 제4회전요소는 상기 제4캐리어(CR4)에 각각 치합 구비된 제4-1링기어(R4-1) 및 제4-2링기어(R4-2)일 수 있다.
그리고, 도 2의 경우, 상기 복합유성기어세트(CPG)는 싱글피니언 유성기어장치인 제4유성기어장치(PG4)와 제5유성기어장치(PG5)의 조합에 의해 구성될 수 있다.
즉, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소는, 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제4선기어(S4)와 제5유성기어장치(PG5)의 제5선기어(S5)가 직결되어 구성된 것일 수 있다.
그리고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소는, 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제4캐리어(CR4)와 제5유성기어장치(PG5)의 제5캐리어(CR5)가 직결되어 구성된 것일 수 있다.
또한, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제3회전요소는, 상기 제4유성기어장치(PG4)의 제4링기어(R4)일 수 있고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소는, 상기 제5유성기어장치(PG5)의 제5링기어(R5)일 수 있다.
아울러, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소는 선택적인 고정요소로 작동될 수 있다.
예컨대, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소는 제1링기어(R1)일 수 있는 것으로, 상기 제1링기어(R1)는 마찰요소에 의해 변속기케이스(CS)에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
계속해서, 도 1 및 도 2의 변속기 구조에서, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소는 입력축(INPUT)에 직결될 수 있고, 또한 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소와 선택적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소는 제2캐리어(CR2)일 수 있는 것으로, 상기 제2캐리어(CR2)가 입력축(INPUT)에 직결 상태로 연결되어 상시 입력요소로 작동될 수 있다.
또한, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소는 도 1의 경우 제4선기어(S4)일 수 있는 것으로, 상기 제2캐리어(CR2)와 제4선기어(S4)가 마찰요소에 의해 서로에 대해 단속 가능하게 연결될 수 있고, 도 2의 경우에는 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소가 제5선기어(S5)일 수 있는 것으로, 상기 제2캐리어(CR2)와 제5선기어(S5)가 마찰요소에 의해 서로에 대해 단속 가능하게 연결될 수 있다.
아울러, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소는 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소와 선택적으로 연결될 수 있고, 또한 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소와 선택적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소는 제2링기어(R2)일 수 있고, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소는 제3선기어(S3)일 수 있는 것으로, 상기 제2링기어(R2)와 제3선기어(S3)가 마찰요소에 의해 서로에 대해 단속 가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소는 도 1의 경우 제4선기어(S4)일 수 있는 것으로, 상기 제2링기어(R2)와 제4선기어(S4)가 마찰요소에 의해 서로에 대해 단속 가능하게 연결될 수 있고, 도 2의 경우에는 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소가 제5선기어(S5)일 수 있는 것으로, 상기 제2링기어(R2)와 제5선기어(S5)가 마찰요소에 의해 서로에 대해 단속 가능하게 연결될 수 있다.
다음으로, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제2회전요소는 복합유성기어세트(CPG)의 제3회전요소와 직결될 수 있다.
예컨대, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제2회전요소는 제3캐리어(CR3)이고, 복합유성기어세트(CPG)의 제3회전요소는 도 1의 경우 제4-1링기어(R4-1)일 수 있는 것으로, 상기 제3캐리어(CR3)와 제4-1링기어(R4-1)가 직결 상태로 연결될 수 있고, 도 2의 경우에는 상기 복합유성기어세트의 제3회전요소가 제4링기어(R4)일 수 있는 것으로, 상기 제3캐리어(CR3)와 제4링기어(R4)가 직결 상태로 연결될 수 있다.
아울러, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소는 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소와 직결될 수 있다.
예컨대, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소는 제3링기어(R3)일 수 있고, 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소는 제4캐리어(CR4)일 수 있는 것으로, 상기 제3링기어(R3)와 제4캐리어(CR4)가 직결 상태로 연결될 수 있다.
다음으로, 상기 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소가 출력축(OUTPUT)에 직결될 수 있다.
예컨대, 도 1의 경우 제4캐리어(CR4)가 출력축(OUTPUT)에 직결되고, 도 2의 경우 제5캐리어(CR5)가 출력축(OUTPUT)에 직결 상태로 연결될 수 있다.
아울러, 상기와 같은 구성의 차량용 변속기는, 제1유성기어장치(PG1), 제2유성기어장치(PG2), 제3유성기어장치(PG3), 복합유성기어세트(CPG)가 입력축(INPUT) 및 출력축(OUTPUT)의 축방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 변속기 구조에서는 상기 유성기어장치들을 이루는 회전요소들 중 적어도 하나 이상에 연결되어, 그 회전요소의 회전을 제어하는 복수의 마찰요소를 더 포함하여 구성할 수 있다. 상기 마찰요소는 제1,2브레이크(B1,B2)와, 제1,2,3,4클러치(C1,C2,C3,C4)일 수 있다.
구체적으로, 상기 제1브레이크(B1)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소인 제1선기어(S1)와, 변속기케이스(CS) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제2브레이크(B2)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소인 제1링기어(R1)와, 변속기케이스(CS) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제1클러치(C1)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소인 제2캐리어(CR2)와, 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소인 제4선기어(S4)(도 1 기준) 또는 제5선기어(S5)(도 2 기준) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제2클러치(C2)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소인 제1캐리어(CR1)와, 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소인 제2링기어(R2) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제3클러치(C3)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소인 제2링기어(R2)와, 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소인 제1선기어(S3) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
제4클러치(C4)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소인 제2링기어(R2)와, 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소인 제4선기어(S4)(도 1 기준) 또는 제5선기어(S5)(도 2 기준) 사이에 단속 가능하게 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 변속기는, 입력축(INPUT)과, 제1축(A1) 내지 제7축(A7) 및 출력축(OUTPUT)에 각 유성기어장치들을 이루는 회전요소들과 마찰요소들을 연결하여 구성할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 입력축(INPUT)에는 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소와 제1클러치(C1)의 일단이 연결될 수 있다.
제1축(A1)에는 제1브레이크(B1)와, 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소 및 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소가 연결될 수 있다.
제2축(A2)에는 제2브레이크(B2)와, 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소가 연결될 수 있다.
제3(A3)에는 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소와, 제2클러치(C2)의 일단 및 복합유성기어세트(CPG)의 제4회전요소가 연결될 수 있다.
제4축(A4)축에는 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소와, 제2클러치(C2)의 타단과, 제3클러치(C3)의 일단 및 제4클러치(C4)의 일단이 연결될 수 있다.
제5축(A5)에는 제3클러치(C3)의 타단과, 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소가 연결될 수 있다.
제6축(A6)에는 제3유성기어장치(PG3)의 제2회전요소 및 복합유성기어세트(CPG)의 제3회전요소가 연결될 수 있다.
제7축(A7)에는 제1클러치(C1)의 타단과, 제4클러치(C4)의 타단 및 복합유성기어세트(CPG)의 제1회전요소가 연결될 수 있다.
출력축(OUTPUT)에는 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소 및 복합유성기어세트(CPG)의 제2회전요소가 연결될 수 있다.
그리고, 변속기케이스(CS)에는 제1브레이크(B1) 및 제2브레이크(B2)가 연결될 수 있다.
예컨대, 제1축(A1)과 변속기케이스(CS) 사이에 제1브레이크(B1)가 단속 가능하게 연결될 수 있고, 제2축(A2)과 변속기케이스(CS) 사이에 제2브레이크(B2)가 단속 가능하게 연결될 수 있으며, 입력축(INPUT)과 제7축(A7) 사이에 제1클러치(C1)가 단속 가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 제3축(A3)과 제4축(A4) 사이에 제2클러치(C2)가 단속 가능하게 연결될 수 있고, 제4축(A4)과 제5축(A5) 사이에 제3클러치(C3)가 단속 가능하게 연결될 수 있으며, 제4축(A4)과 제7축(A7) 사이에 제4클러치(C4)가 단속 가능하게 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 변속기의 변속단 별 작동표를 나타낸 것으로, 예컨대 1단 기어비 구현을 위해서는 제1브레이크(B1)와, 제2브레이크(B2) 및 제1클러치(C1)를 연결하고, 나머지 마찰요소는 모두 개방하여 1단 기어비를 형성할 수 있다.
또한, 2단 기어비 구현을 위해서는 제1브레이크(B1)와, 제2브레이크(B2) 및 제4클러치(C4)를 연결하고, 나머지 마찰요소는 모두 개방하여 2단 기어비를 형성할 수 있다. 그리고, 나머지 변속단들 역시 작동표에 도시된 바와 같은 단속작용을 통해 해당 변속단에 해당하는 기어비를 구현하여 주행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 3개의 단순유성기어장치와 1개의 복합유성기어세트(CPG)를 조합하거나, 5개의 단순유성기어장치를 조합하여, 이들 유성기어장치들의 회전요소들과 다수의 마찰요소를 이용한 선택적 단속 작동에 의해서 회전속도 및 방향이 변화되면서 변속이 이루어지고, 이 같은 변속작용을 통해 적어도 전진 10단 이상 및 후진 1단의 기어비를 구현하여 주행할 수 있다. 따라서, 자동변속기의 변속단을 다단화하여 연비를 개선하는 것은 물론, 엔진 저 RPM 영역대의 운전점 사용으로 인해 차량의 동력성능 및 정숙 주행성을 향상시키게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
INPUT : 입력축
OUTPUT : 출력축
PG1 : 제1유성기어장치 PG2 : 제2유성기어장치
PG3 : 제3유성기어장치 PG4 : 제4유성기어장치
PG5 : 제5유성기어장치 CPG : 복합유성기어세트
B1, B2 : 제1,2브레이크 C1 ~ C4 : 제1,2,3,4클러치
A1 ~ A7 : 제1,2,3,4,5,6,7축
CS : 변속기케이스
PG1 : 제1유성기어장치 PG2 : 제2유성기어장치
PG3 : 제3유성기어장치 PG4 : 제4유성기어장치
PG5 : 제5유성기어장치 CPG : 복합유성기어세트
B1, B2 : 제1,2브레이크 C1 ~ C4 : 제1,2,3,4클러치
A1 ~ A7 : 제1,2,3,4,5,6,7축
CS : 변속기케이스
Claims (9)
- 각각 세 개 이상의 회전요소를 갖는 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 제3유성기어장치, 복합유성기어세트를 포함하여 구성하되,
제2유성기어장치의 제1회전요소와 직결되는 제1회전요소와, 복합유성기어세트의 제4회전요소와 직결되는 제2회전요소를 포함하는 제1유성기어장치;
입력축에 직결되는 제2회전요소를 포함하는 제2유성기어장치;
복합유성기어세트의 제3회전요소와 직결되는 제2회전요소와, 복합유성기어세트의 제2회전요소와 직결되는 제3회전요소를 포함하는 제3유성기어장치;
출력축에 직결되는 제2회전요소를 포함하는 복합유성기어세트; 및
상기 유성기어장치들을 이루는 회전요소들 중 적어도 하나 이상에 연결되어, 그 회전요소의 회전을 제어하는 복수의 마찰요소;를 포함하는 차량용 변속기. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1유성기어장치는,
마찰요소에 의해 선택적인 고정요소로 작동되는 제1회전요소와, 마찰요소에 의해 제2유성기어장치의 제2회전요소와 선택적으로 연결되는 제2회전요소와, 마찰요소에 의해 선택적인 고정요소로 작동되는 제3회전요소를 더 포함하고;
상기 제2유성기어장치는,
마찰요소에 의해 복합유성기어세트의 제1회전요소와 선택적으로 연결되는 제2회전요소와, 마찰요소에 의해 제3유성기어장치의 제1회전요소와 선택적으로 연결되고 마찰요소에 의해 복합유성기어세트의 제1회전요소와 선택적으로 연결되는 제3회전요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기. - 청구항 2에 있어서,
상기 제1유성기어장치 내지 제3유성기어장치에서, 각각의 제1회전요소는 선기어이고, 제2회전요소는 캐리어이며, 제3회전요소는 링기어이고;
상기 복합유성기어세트에서 제1회전요소는 선기어이고, 제2회전요소는 캐리어이며, 제3회전요소 및 제4회전요소는 상기 캐리어와 각각 치합된 링기어인 것을 특징으로 하는 차량용 변속기. - 청구항 3에 있어서,
상기 복합유성기어세트는 제4유성기어장치와 제5유성기어장치를 포함하여 구성하되,
상기 복합유성기어세트의 제1회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 선기어와 제5유성기어장치의 선기어가 직결되어 구성되며;
상기 복합유성기어세트의 제2회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 캐리어와 제5유성기어장치의 캐리어가 직결되어 구성되고;
상기 복합유성기어세트의 제3회전요소는, 상기 제4유성기어장치의 링기어이며;
상기 복합유성기어세트의 제4회전요소는, 상기 제5유성기어장치의 링기어인 것을 특징으로 하는 차량용 변속기. - 청구항 4에 있어서,
상기 마찰요소는,
상기 제1유성기어장치의 선기어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제1브레이크;
상기 제1유성기어장치의 링기어와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제2브레이크;
상기 제2유성기어장치의 캐리어와 제5유성기어장치의 선기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제1클러치;
상기 제1유성기어장치의 캐리어와 제2유성기어장치의 링기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제2클러치;
상기 제2유성기어장치의 링기어와 제3유성기어장치의 선기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제3클러치; 및
상기 제2유성기어장치의 링기어와 제5유성기어장치의 선기어 사이에 단속 가능하게 연결된 제4클러치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기. - 청구항 2에 있어서,
상기 마찰요소는,
상기 제1유성기어장치의 제1회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제1브레이크;
상기 제1유성기어장치의 제3회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결된 제2브레이크;
상기 제2유성기어장치의 제2회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제1클러치;
상기 제1유성기어장치의 제2회전요소와 제2유성기어장치의 제3회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제2클러치;
상기 제2유성기어장치의 제3회전요소와 제3유성기어장치의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제3클러치; 및
상기 제2유성기어장치의 제3회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 제4클러치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기. - 각각 세 개 이상의 회전요소를 갖는 제1유성기어장치, 제2유성기어장치, 제3유성기어장치, 복합유성기어세트를 포함하여 구성하되,
제2유성기어장치의 제2회전요소와 제1클러치에 연결된 입력축;
제1브레이크와, 제1유성기어장치의 제1회전요소 및 제2유성기어장치의 제1회전요소에 연결된 제1축;
제2브레이크와, 제1유성기어장치의 제3회전요소에 연결된 제2축;
제1유성기어장치의 제2회전요소와, 제2클러치 및 복합유성기어세트의 제4회전요소에 연결된 제3축;
제2유성기어장치의 제3회전요소와, 제2클러치와, 제3클러치 및 제4클러치에 연결된 제4축;
제3클러치와, 제3유성기어장치의 제1회전요소에 연결된 제5축;
제3유성기어장치의 제2회전요소 및 복합유성기어세트의 제3회전요소에 연결된 제6축;
제1클러치와 제4클러치 및 복합유성기어세트의 제1회전요소에 연결된 제7축; 및
제3유성기어장치의 제3회전요소 및 복합유성기어세트의 제2회전요소에 연결된 출력축;을 포함하는 차량용 변속기. - 청구항 7에 있어서,
제1축과 변속기케이스 사이에 제1브레이크가 단속 가능하게 연결되고;
제2축과 변속기케이스 사이에 제2브레이크가 단속 가능하게 연결되며;
입력축과 제7축 사이에 제1클러치가 단속 가능하게 연결되고;
제3축과 제4축 사이에 제2클러치가 단속 가능하게 연결되며;
제4축과 제5축 사이에 제3클러치가 단속 가능하게 연결되고;
제4축과 제7축 사이에 제4클러치가 단속 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기. - 청구항 8에 있어서,
상기 제1브레이크는 제1유성기어장치의 제1회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되고;
상기 제2브레이크는 제1유성기어장치의 제3회전요소와 변속기케이스 사이에 단속 가능하게 연결되며;
상기 제1클러치는 제2유성기어장치의 제2회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되고;
상기 제2클러치는 제1유성기어장치의 제2회전요소와 제2유성기어장치의 제3회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되며;
상기 제3클러치는 제2유성기어장치의 제3회전요소와 제3유성기어장치의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결되고;
상기 제4클러치는 제2유성기어장치의 제3회전요소와 복합유성기어세트의 제1회전요소 사이에 단속 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
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