KR101646268B1

KR101646268B1 - 하이브리드 차량용 8속 변속기

Info

Publication number: KR101646268B1
Application number: KR1020100051639A
Authority: KR
Inventors: 심휴태; 서강수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2016-08-08
Also published as: KR20110131938A

Abstract

본 발명은 전진 8속의 변속단을 구현하면서도 변속기의 전장을 비교적 짧게 구성할 수 있도록 하고, 내부의 구성부품들의 크기도 적절한 수준 이상으로 형성할 수 있도록 하여 그 내구성을 확보할 수 있도록 한 하이브리드 차량용 8속 변속기를 제공한다.

Description

하이브리드 차량용 8속 변속기{Eight Speed Step Transmission for Hybrid Vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량용 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전진 8속의 변속단을 구현하는 하이브리드 차량용 변속기의 구조에 관한 것이다.

변속기의 변속단 수가 많아지면, 보다 효율적인 동력의 사용이 가능하여 차량의 연비를 향상시키는 데에 기여할 수 있지만, 변속기의 전장이 길어지기 쉬워서 차량에의 탑재성이 불리해질 염려가 있으며, 탑재성을 고려하여 내부부품들의 크기를 지나치게 축소하면 내구성이 떨어질 염려가 있다.

한편, 하이브리드 차량은 통상 ISG(Idle Stop & Go)기능을 가지는데, 차량의 정차시 엔진이 정지되고, 차량의 출발시에는 바로 엔진을 작동시키기 보다는 모터에 의해 차량의 출발이 이루어지도록 하므로, 종래와 같이 엔진의 동력에 의해 구동되는 오일펌프에 의해서는 변속기에 필요한 오일의 유압을 원활히 공급할 수 없으므로, 별도의 전동식 오일펌프를 구비하는 경우가 많다.

그러나, 상기한 바와 같은 별도의 전동식 오일펌프를 구비하면, 부품수의 증가와 차량의 중량증대 등의 제반 문제를 수반하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전진 8속의 변속단을 구현하면서도 변속기의 전장을 비교적 짧게 구성할 수 있도록 하고, 내부의 구성부품들의 크기도 적절한 수준 이상으로 형성할 수 있도록 하여 그 내구성을 확보할 수 있도록 한 하이브리드 차량용 8속 변속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량용 8속 변속기는

동력을 공급받는 제1입력축과;

상기 제1입력축과 평행하게 배치되고 동력을 인출하는 출력축과;

상기 출력축과 동심축을 이루며 축방향을 따라 인접하여 배치된 제2입력축과;

상기 제1입력축에 축방향을 따라 구비된 제1유성기어장치 및 제2유성기어장치와;

상기 출력축에 구비된 제3유성기어장치와;

상기 제2입력축에 구비된 모터와;

상기 제1유성기어장치와 제2유성기어장치의 회전요소들을 상기 제3유성기어장치의 회전요소들에 연결하는 제1트랜스퍼기구 및 제2트랜스퍼기구와;

상기 제2입력축을 상기 제1입력축에 연결하는 제3트랜스퍼기구와;

상기 제1 내지 제3유성기어장치들 중 상기 제1유성기어장치 및 제2유성기어장치의 회전요소들에만 연결된 다수의 마찰작동요소;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 하이브리드 차량용 8속 변속기는

서로 평행하게 배치되고 상호 체인으로 연결된 제1입력축 및 제2입력축과;

상기 제1입력축에 축방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1유성기어장치 및 제2유성기어장치와;

상기 제2입력축에 구비된 모터와;

상기 제2입력축과 동심축을 이루어 배치된 출력축과;

상기 출력축에 배치되고 어느 한 회전요소가 상기 출력축에 직결된 제3유성기어장치와;

상기 출력축에 구비된 출력기어에 연결된 디퍼렌셜;

을 포함하여 구성되고,

상기 제1입력축에는 상기 체인으로부터 제1유성기어장치와 제2유성기어장치가 차례로 배치되고;

상기 제2입력축에는 상기 체인으로부터 상기 제1유성기어장치가 배치된 방향으로 상기 모터가 배치되며;

상기 출력축은 상기 제2입력축의 모터 쪽에 인접하게 배치되고;

상기 출력축에는 상기 제3유성기어세트와 출력기어가 상기 모터로부터 차례로 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전진 8속의 변속단을 구현하면서도 변속기의 전장을 비교적 짧게 구성할 수 있도록 하고, 내부의 구성부품들의 크기도 적절한 수준 이상으로 형성할 수 있도록 하여 그 내구성을 확보할 수 있도록 하며, 별도의 ISG(Idle Stop and Go) 구현을 위한 전동모터를 구비하지 않고도 ISG 기능의 구현이 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 8속 변속기의 실시예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 8속 변속기의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 8속 변속기의 각 변속단 구현시의 마찰작동요소의 동작상태를 정리한 작동모드표,
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 8속 변속기의 각 변속단을 구현하는 것을 설명한 레버해석도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 실시예들은 동력을 공급받는 제1입력축(1)과; 상기 제1입력축(1)과 평행하게 배치되고 동력을 인출하는 출력축(3)과; 상기 출력축(3)과 동심축을 이루며 축방향을 따라 인접하여 배치된 제2입력축(5)과; 상기 제1입력축(1)에 축방향을 따라 구비된 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)와; 상기 출력축(3)에 구비된 제3유성기어장치(PG3)와; 상기 제2입력축(5)에 구비된 모터(7)와; 상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소들을 상기 제3유성기어장치(PG3)의 회전요소들에 연결하는 제1트랜스퍼기구 및 제2트랜스퍼기구와; 상기 제2입력축(5)을 상기 제1입력축(1)에 연결하는 제3트랜스퍼기구와; 상기 제1 내지 제3유성기어장치(PG3)들 중 상기 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소들에만 연결된 다수의 마찰작동요소를 포함하여 구성된다.

참고로, 도 1의 실시예와 도 2의 실시예는 후술하는 오일펌프(9)의 구비 여부만 다른 구성이다.

물론, 상기 제1입력축(1)은 엔진 등과 같은 동력원으로부터 회전력이 공급되도록 연결되며, 상기 모터의 구동력은 상기 제2입력축(5)으로부터 상기 제3트랜스퍼기구를 통하여 상기 제1입력축(1)으로 전달될 수 있도록 되어 있다.

상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소는 변속기케이스(11)에 영구 고정되고, 제2회전요소는 상기 제1입력축(1)에 영구 연결되며, 제3회전요소는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소에 영구 연결된다.

상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소는 상기 제1트랜스퍼기구를 통해 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소에 선택적으로 연결되고, 제3회전요소는 상기 제2트랜스퍼기구를 통해 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제2회전요소에 영구 연결된다.

상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소는 상기 출력축(3)에 영구 연결되고, 상기 모터(7)의 로터(13)는 상기 제2입력축(5)에 영구 연결된다.

상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소는 상기 제1트랜스퍼기구를 통해 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소에 선택적으로 연결되고, 상기 변속기케이스(11)에 선택적으로 고정된다.

상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소는 상기 제1트랜스퍼기구를 통해 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소에 선택적으로 연결되고, 상기 변속기케이스(11)에 선택적으로 고정된다.

상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소는 상기 제1입력축(1)과 선택적으로 연결되고, 상기 변속기케이스(11)에 선택적으로 고정된다.

본 실시예들에서 상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)는 각각 더블피니언 유성기어장치로 이루어지고, 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 각각 제1선기어(S1), 제1캐리어(C1) 및 제1링기어(R1)이며, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 각각 제2선기어(S2), 제2캐리어(C2) 및 제2링기어(R2)이다.

상기 제3유성기어장치(PG3)는 싱글피니언 유성기어장치로 이루어지며, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 각각 제3선기어(S3), 제3캐리어(C3) 및 제3링기어(R3)이다.

상기 제1트랜스퍼기구는 서로 외접하는 제1트랜스퍼구동기어(15) 및 제1트랜스퍼피동기어(17)로 이루어지고, 상기 제2트랜스퍼기구는 서로 외접하는 제2트랜스퍼구동기어(19) 및 제2트랜스퍼피동기어(21)로 이루어지며, 상기 제3트랜스퍼기구는 체인(23)으로 구성되어 있다.

물론, 상기 제3트랜스퍼기구도 기어에 의해 구성할 수 있을 것이다.

상기 다수의 마찰작동요소는 상기 제2캐리어(C2)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제1클러치(CL1)와, 상기 제1링기어(R1)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제2클러치(CL2)와, 상기 제2링기어(R2)와 상기 제1입력축(1) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제3클러치(CL3)와, 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제4클러치(CL4)와, 상기 제2링기어(R2)를 상기 변속기케이스(11)에 고정하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 제1브레이크(BK1)와, 상기 제1트랜스퍼구동기어(15)를 상기 변속기케이스(11)에 고정하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 제2브레이크(BK2)로 이루어진다.

한편, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)와 상기 변속기케이스(11) 사이에는 원웨이클러치(F1)가 구비되어 상기 제2링기어(R2)의 일방향 회전만 허용하도록 되어 있다.

도 2의 실시예에는 상기 제2입력축(5)에 상기 모터(7)에 인접하여 오일펌프(9)가 더 구비되고, 상기 오일펌프(9)의 구동축은 상기 모터의 로터(13)에 영구 연결되어 있다.

따라서, ISG기능의 구현시, 상기 모터(7)의 구동에 따라 상기 오일펌프(9)에서 발생된 유압으로 상기 변속기에 필요한 오일의 유압을 공급할 수 있으므로, 별도의 전동식 오일펌프를 구비하지 않아도 된다. 물론, 상기 오일펌프(9)는 상기 모터(7)가 구동되지 않아도 상기 제1입력축(1)에 연결되는 엔진 등에 의해서도 상기 체인(23)에 의해 동력을 전달받아 지속적으로 작동된다.

한편, 상기 모터(7)의 스테이터(25)는 상기 변속기케이스(11)에 고정되어 있다.

도 1과 도 2에 도시된 실시예들을 상기와 다소 다른 표현으로 살펴보면, 본 발명 실시예들은 서로 평행하게 배치되고 상호 체인(23)으로 연결된 제1입력축(1) 및 제2입력축(5)과; 상기 제1입력축(1)에 축방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)와; 상기 제2입력축(5)에 구비된 모터(7)와; 상기 제2입력축(5)과 동심축을 이루어 배치된 출력축(3)과; 상기 출력축(3)에 배치되고 어느 한 회전요소가 상기 출력축(3)에 직결된 제3유성기어장치(PG3)와; 상기 출력축(3)에 구비된 출력기어(27)에 연결된 디퍼렌셜(29)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1입력축(1)에는 상기 체인(23)으로부터 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)가 차례로 배치되고, 상기 제2입력축(5)에는 상기 체인(23)으로부터 상기 제1유성기어장치(PG1)가 배치된 방향으로 상기 모터(7)가 배치되며, 상기 출력축(3)은 상기 제2입력축(5)의 모터(7) 쪽에 인접하게 배치되고, 상기 출력축(3)에는 상기 제3유성기어세트와 출력기어(27)가 상기 모터(7)로부터 차례로 배치된 구조이다.

상기와 같이 디퍼렌셜(29)을 출력기어(27)에 바로 연결하도록 함으로써, 도 1과 도 2에 도시된 본 발명 실시예들은 실질적으로는 전륜구동 차량에 탑재하는 트랜스액슬(transaxle)의 형태를 가지고 있다.

상기 출력축(3)에 배치된 제3유성기어장치(PG3)는 상기 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)로부터 제1트랜스퍼기구 및 제2트랜스퍼기구를 통하여 동력을 전달받도록 구성되고, 상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2) 및 제3유성기어장치(PG3) 중 상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소들에만 6개의 마찰작동요소가 구비된다.

상기 제1트랜스퍼기구는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 회전요소 및 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소에 선택적으로 연결될 수 있도록 구비된 제1트랜스퍼구동기어(15)와, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 한 회전요소에 연결된 제1트랜스퍼피동기어(17)로 이루어진다.

상기 제2트랜스퍼기구는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 한 회전요소에 직결된 제2트랜스퍼구동기어(19)와, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 회전요소들 중 상기 출력축(3)과 상기 제1트랜스퍼피동기어(17)에 연결되지 않은 나머지 한 회전요소에 직결된 제2트랜스퍼피동기어(21)로 이루어진다.

상기 제1유성기어장치(PG1)는 회전요소로서 제1선기어(S1), 제1캐리어(C1) 및 제1링기어(R1)를 구비한 더블피니언 유성기어장치로 이루어지고, 상기 제2유성기어장치(PG2)는 회전요소로서 제2선기어(S2), 제2캐리어(C2) 및 제2링기어(R2)를 구비한 더블피니언 유성기어장치로 이루어지며, 상기 제3유성기어장치(PG3)는 회전요소로서 제3선기어(S3), 제3캐리어(C3) 및 제3링기어(R3)를 구비한 싱글피니언 유성기어장치로 이루어지며, 상기 제1링기어(R1)는 상기 제2선기어(S2)에 상시 연결되어 있다.

상기 제1트랜스퍼구동기어(15)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1캐리어(C1)와 제1링기어(R1) 및 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2캐리어(C2)에 각각 선택적으로 연결되도록 설치되고, 상기 제1트랜스퍼피동기어(17)는 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3선기어(S3)에 직결되며, 상기 제2트랜스퍼구동기어(19)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)에 직결되고, 상기 제2트랜스퍼피동기어(21)는 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3캐리어(C3)에 직결된 구조이다.

상기 제2트랜스퍼구동기어(19)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)의 외측에 반경방향을 따라 나란히 배치되고, 상기 제2트랜스퍼피동기어(21)는 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3링기어(R3)의 외측에 반경방향을 따라 나란히 배치된 구조로서, 변속기의 전장 즉, 축방향 길이를 최소화 할 수 있도록 하는 데에 도움이 되도록 한다.

상기 6개의 마찰작동요소는 상기 제2캐리어(C2)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제1클러치(CL1)와, 상기 제1링기어(R1)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제2클러치(CL2)와, 상기 제2링기어(R2)와 상기 제1입력축(1) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제3클러치(CL3)와, 상기 제1캐리어(C1)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제4클러치(CL4)와, 상기 제2링기어(R2)를 상기 변속기케이스(11)에 고정하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 제1브레이크(BK1)와, 상기 제1트랜스퍼구동기어(15)를 상기 변속기케이스(11)에 고정하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 제2브레이크(BK2)로 이루어진다.

상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)와 상기 변속기케이스(11) 사이에는 원웨이클러치(F1)가 구비되며, 상기 도 2의 실시예에서는 제2입력축(5)의 모터(7)와 체인(23) 사이에 상기 모터(7)에 의해 구동되는 오일펌프(9)가 더 구비된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 하이브리드 차량용 8속 변속기는 도 3에 도시된 작동모드표에 따라 도 4에 도시된 레버해석도와 같이 8속의 전진 변속단과 후진 변속단을 구현한다.

전진 1속의 변속단에서는 상기 제1선기어(S1)는 고정되어 있으므로 제1입력축(1)에 직결된 제1캐리어(C1)의 회전력은 제1링기어(R1)로 감속되어 제2선기어(S2)로 공급되고, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)는 상기 제1브레이크(BK1)에 의해 고정되어 있어서, 상기 제2선기어(S2)의 회전력은 제2캐리어(C2)로 전달되고, 상기 제1클러치(CL1)가 체결되어 있으므로, 상기 제2캐리어(C2)의 회전력은 상기 제1트랜스퍼구동기어(15)와 제1트랜스퍼피동기어(17)를 통해 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3선기어(S3)로 전달된다.

상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3캐리어(C3)는 상기 제2트랜스퍼피동기어(21)에 직결되고 상기 제2트랜스퍼피동기어(21)는 제2트랜스퍼구동기어(19)에 치합되어 있으며, 상기 제2트랜스퍼구동기어(19)는 상기 제2링기어(R2)에 직결된 상태로 상기 제1브레이크(BK1)에 의해 고정된 상태를 유지하고, 상기 제3선기어(S3)의 회전력은 상기 제3링기어(R3)를 통해 상기 출력축(3)으로 전달되어, 상기 출력기어(27)가 상기 디퍼렌셜(29)을 구동하도록 한다.

전진 2속의 변속단에서는, 상기 제1클러치(CL1)와 제2브레이크(BK2)가 체결된 상태로서, 상기 제1입력축(1)의 회전력은 제1캐리어(C1)와 제1링기어(R1)를 거쳐 제2선기어(S2)로 공급되고, 상기 제1클러치(CL1)와 제2브레이크(BK2)가 체결되어 상기 제2캐리어(C2)가 고정되므로 상기 제2선기어(S2)의 회전력은 상기 제2링기어(R2)를 구동시키고, 상기 제2링기어(R2)에 직결된 제2트랜스퍼구동기어(19)는 제2트랜스퍼피동기어(21)를 구동하여 제3캐리어(C3)를 회전시키며, 이때 상기 제3선기어(S3)는 상기 제1트랜스퍼피동기어(17) 및 제1트랜스퍼구동기어(15)와 함께 상기 제2브레이크(BK2)에 의해 고정되어 있으므로, 상기 제3캐리어(C3)의 회전력은 상기 제3링기어(R3)로 증속되어 출력된다.

전진 3속 변속단은 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2)가 체결된 상태로서, 상기 제1링기어(R1)와 제2캐리어(C2)가 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2)를 통해 일체로 연결되므로, 상기 제1링기어(R1)와 제2선기어(S2)의 상시 연결상태와 함께, 결과적으로는 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)와 제2캐리어(C2)가 직결되어, 제2유성기어장치(PG2)가 일체로 회전하는 상태가 되므로, 상기 입력축으로 공급된 회전력은 상기 제1캐리어(C1)로부터 제1링기어(R1)로 감속된 상태로 그대로 상기 제2유성기어장치(PG2)를 통해 상기 제2트랜스퍼구동기어(19)와 제2트랜스퍼피동기어(21)를 구동한다.

이때, 상기 제1클러치(CL1)에 의해 상기 제1트랜스퍼구동기어(15)도 상기 제2유성기어장치(PG2)와 일체로 회전되므로, 결과적으로 상기 제3유성기어세트의 제3선기어(S3)와 제3캐리어(C3)도 직결된 결과를 가져오게 되어, 제3유성기어세트 전체가 일체로 회전되어 상기 출력축(3)을 통해 상기 출력기어(27)를 구동하게 된다.

전진 4속의 변속단은 제1클러치(CL1)와 제4클러치(CL4)를 체결하여 구현되는 바, 상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)는 상시 연결되어 있는 상기 제1링기어(R1)와 제2선기어(S2) 이외에, 제1캐리어(C1)와 제2캐리어(C2)가 상기 제1클러치(CL1) 및 제4클러치(CL4)에 의해 직결되어, 상기 제1입력축(1)으로부터 제1캐리어(C1)로 전달된 동력은 제4클러치(CL4)를 통해 제1트랜스퍼구동기어(15)를 구동하고, 이 동력은 상기 제1클러치(CL1)를 통해 제2캐리어(C2)를 구동하며, 동시에 상기 제1링기어(R1)로 전달된 동력은 상기 제2선기어(S2)로 전달되어, 상기 제2링기어(R2)는 상기 제2캐리어(C2)와 제2선기어(S2)의 회전에 의해 회전된다.

따라서, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3선기어(S3)는 상기 제1트랜스퍼피동기어(17)에 의해 구동되고 제3캐리어(C3)는 상기 제2트랜스퍼피동기어(21)에 의해 구동되어, 제3링기어(R3)로 4속의 출력을 인출하게 된다.

전진 5속의 변속단은 상기 제1클러치(CL1)와 제3클러치(CL3)를 체결하여 구현하며, 상기 제1입력축(1)으로부터 제1캐리어(C1)와 제1링기어(R1)를 통해 감속되어 제2선기어(S2)로 공급된 회전력은 제2캐리어(C2)와 제1클러치(CL1)를 통해 제1트랜스퍼구동기어(15) 및 제1트랜스퍼피동기어(17)로 전달되며, 이와 동시에 상기 제1입력축(1)으로부터 상기 제3클러치(CL3)를 통해 상기 제2링기어(R2)로 직접 공급된 회전력은 상기 제2트랜스퍼구동기어(19)와 제2트랜스퍼티동기어를 구동한다.

따라서, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3선기어(S3)와 제3캐리어(C3)가 각각 제1트랜스퍼피동기어(17) 및 제2트랜스퍼피동기어(21)에 의해 구동되어, 상기 제3링기어(R3)로 5속의 출력이 인출되게 된다.

전진 6속의 변속단은 상기 제3클러치(CL3)와 제4클러치(CL4)를 체결하여 구현하는 바, 상기 제3클러치(CL3)에 의해 상기 제2링기어(R2)와 제2트랜스퍼구동기어(19)는 상기 제1입력축(1)과 동일하게 회전되고, 상기 제4클러치(CL4)에 의해 상기 제1트랜스퍼구동기어(15)도 상기 제1입력축(1)과 동일하게 회전하게 된다.

결과적으로 상기 제3선기어(S3)와 제3캐리어(C3)가 동일한 속도로 회전하므로, 제3유성기어세트는 일체화 된 것과 마찬가지가 되어 상기 제3링기어(R3)도 동일한 회전속도로 출력하여 제1입력축(1) 속도와 출력축(3) 속도의 비가 1:1의 변속비를 이루는 6속의 변속 출력이 얻어지게 된다.

전진 7속의 변속단은 상기 제2클러치(CL2)와 제3클러치(CL3)를 체결하여 구현하는 바, 상기 제2클러치(CL2)에 의해 상기 제1캐리어(C1)로 전달된 상기 제1입력축(1)으로부터의 회전력은 상기 제1링기어(R1)로 감속된 상태로 상기 제1트랜스퍼구동기어(15)로 전달되고, 이에 의해 상기 제1트랜스퍼피동기어(17)에 직결된 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3선기어(S3)가 구동되며, 동시에 상기 제3클러치(CL3)의 체결에 의해 상기 제1입력축(1)의 동력은 상기 제2링기어(R2) 및 제2트랜스퍼구동기어(19)로 전달되어, 상기 제2트랜스퍼피동기어(21)에 직결된 상기 제3캐리어(C3)가 구동되도록 한다.

따라서, 상기 제3링기어(R3)는 상기 제3선기어(S3)와 제3캐리어(C3)의 회전에 따라 이들보다 더 증속된 7속의 출력을 상기 출력축(3) 및 출력기어(27)로 인출하도록 한다.

전진 8속의 변속단은 상기 제3클러치(CL3)와 상기 제2브레이크(BK2)의 체결에 의해 구현되는 바, 상기 제2브레이크(BK2)의 체결에 의해 상기 제1트랜스퍼구동기어(15)가 고정되므로 상기 제3선기어(S3)가 고정된 상태가 되며, 상기 제3클러치(CL3)의 체결에 의해 상기 제1입력축(1)의 회전력은 그대로 상기 제2링기어(R2)와 제2트랜스퍼구동기어(19), 제2트랜스퍼피동기어(21) 및 제3캐리어(C3)로 전달되고, 상기 제3캐리어(C3)의 회전력은 증속되어 상기 제3링기어(R3)로 8속의 출력을 인출하게 된다.

후진 변속단은 제2클러치(CL2)와 제1브레이크(BK1)를 체결하여 구현되는 바, 상기 제1브레이크(BK1)의 체결에 의해 상기 제2링기어(R2)와 제2트랜스퍼구동기어(19)가 고정되므로, 결과적으로 제3캐리어(C3)가 고정되며, 상기 제2클러치(CL2)의 체결에 의해 상기 제1입력축(1)의 회전력이 상기 제1링기어(R1)로 감속되어 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 및 제1트랜스퍼피동기어(17)를 거쳐 상기 제3선기어(S3)를 구동하면, 상기 제3링기어(R3)는 상기 제3선기어(S3)의 회전에 대하여 반대방향으로 역전된 후진 변속단의 출력을 인출하게 된다.

한편, 도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예들을 도시한 것으로서, 도 5의 실시예는 다른 구성들은 모두 도 1의 실시예에 상응하되, 상기 제1입력축(1)에 상기 제2입력축(5)의 모터(7)이외에 별도의 모터인 제2모터(8)가 더 구비된 점이 다르고, 도 6의 실시예는 도 2의 실시예에 상응하되 제2모터(8)가 제1입력축(1)에 더 추가된 점이 다르다.

상기한 바와 같이 제2입력축(5)에 구비된 모터(7)이외에 별도의 제2모터(8)를 상기 제1입력축(1)에 추가하여 함께 작용시키면, 본 발명의 변속기는 종래의 전형적인 하이브리드 변속기가 구현하는 모든 종류의 변속모드를 구현할 수 있는 full hybrid 변속기로서 작용할 수 있게 된다.

1; 제1입력축
3; 출력축
5; 제2입력축
PG1; 제1유성기어장치
PG2; 제2유성기어장치
PG3; 제3유성기어장치
7; 모터
8; 제2모터
9; 오일펌프
11; 변속기케이스
15; 제1트랜스퍼구동기어
17; 제1트랜스퍼피동기어
19; 제2트랜스퍼구동기어
21; 제2트랜스퍼피동기어
23; 체인
F1; 원웨이클러치
25; 스테이터
27; 출력기어
29; 디퍼렌셜

Claims

동력을 공급받는 제1입력축(1)과;
상기 제1입력축(1)과 평행하게 배치되고 동력을 인출하는 출력축(3)과;
상기 출력축(3)과 동심축을 이루며 축방향을 따라 인접하여 배치된 제2입력축(5)과;
상기 제1입력축(1)에 축방향을 따라 구비된 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)와;
상기 출력축(3)에 구비된 제3유성기어장치(PG3)와;
상기 제2입력축(5)에 구비된 모터(7)와;
상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소들을 상기 제3유성기어장치(PG3)의 회전요소들에 연결하는 제1트랜스퍼기구 및 제2트랜스퍼기구와;
상기 제2입력축(5)을 상기 제1입력축(1)에 연결하는 제3트랜스퍼기구와;
상기 제1 내지 제3유성기어장치(PG1)(PG2)(PG3)들 중 상기 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소들에만 연결된 다수의 마찰작동요소;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소는 변속기케이스(11)에 영구 고정되고, 제2회전요소는 상기 제1입력축(1)에 영구 연결되며, 제3회전요소는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소에 영구 연결되고;
상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소는 상기 제1트랜스퍼기구를 통해 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소에 선택적으로 연결되고, 제3회전요소는 상기 제2트랜스퍼기구를 통해 상기 제3유성기어장치의 제2회전요소에 영구 연결되며;
상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3회전요소는 상기 출력축(3)에 영구 연결되고;
상기 모터(7)의 로터는 상기 제2입력축(5)에 영구 연결된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 2에 있어서,
상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소는 상기 제1트랜스퍼기구를 통해 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소에 선택적으로 연결되고, 상기 변속기케이스(11)에 선택적으로 고정되며;
상기 제1유성기어장치(PG1)의 제3회전요소는 상기 제1트랜스퍼기구를 통해 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소에 선택적으로 연결되고, 상기 변속기케이스(11)에 선택적으로 고정되며;
상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소는 상기 제1입력축(1)과 선택적으로 연결되고, 상기 변속기케이스(11)에 선택적으로 고정된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 3에 있어서,
상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)는 각각 더블피니언 유성기어장치로 이루어지고;
상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 각각 제1선기어(S1), 제1캐리어(C1) 및 제1링기어(R1)이며;
상기 제2유성기어장치(PG2)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 각각 제2선기어(S2), 제2캐리어(C2) 및 제2링기어(R2)이고;
상기 제3유성기어장치(PG3)는 싱글피니언 유성기어장치로 이루어지며;
상기 제3유성기어장치(PG3)의 제1회전요소 내지 제3회전요소는 각각 제3선기어(S3), 제3캐리어(C3) 및 제3링기어(R3)인 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 4에 있어서,
상기 제1트랜스퍼기구는 서로 외접하는 제1트랜스퍼구동기어(15) 및 제1트랜스퍼피동기어(17)로 이루어지고;
상기 제2트랜스퍼기구는 서로 외접하는 제2트랜스퍼구동기어(19) 및 제2트랜스퍼피동기어(21)로 이루어지며;
상기 제3트랜스퍼기구는 체인(23)으로 이루어진 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 5에 있어서, 상기 다수의 마찰작동요소는
상기 제2캐리어(C2)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제1클러치(CL1)와;
상기 제1링기어(R1)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제2클러치(CL2)와;
상기 제2링기어(R2)와 상기 제1입력축(1) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제3클러치(CL3)와;
상기 제1캐리어(C1)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제4클러치(CL4)와;
상기 제2링기어(R2)를 상기 변속기케이스(11)에 고정하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 제1브레이크(BK1)와;
상기 제1트랜스퍼구동기어(15)를 상기 변속기케이스(11)에 고정하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 제2브레이크(BK2);
로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 6에 있어서,
상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)와 상기 변속기케이스(11) 사이에는 원웨이클러치(F1)가 구비된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 1 내지 청구항 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2입력축(5)에는 상기 모터(7)에 인접하여 오일펌프(9)가 더 구비되고;
상기 오일펌프(9)의 구동축은 상기 모터(7)의 로터에 영구 연결된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 1 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1입력축(1)에는 상기 제2입력축(5)의 모터 이외에 별도의 모터인 제2모터(8)가 더 구비된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
서로 평행하게 배치되고 상호 체인으로 연결된 제1입력축(1) 및 제2입력축(5)과;
상기 제1입력축(1)에 축방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)와;
상기 제2입력축(5)에 구비된 모터(7)와;
상기 제2입력축(5)과 동심축을 이루어 배치된 출력축(3)과;
상기 출력축(3)에 배치되고 어느 한 회전요소가 상기 출력축(3)에 직결된 제3유성기어장치(PG3)와;
상기 출력축(3)에 구비된 출력기어에 연결된 디퍼렌셜(29);
을 포함하여 구성되고,
상기 제1입력축(1)에는 상기 체인으로부터 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)가 차례로 배치되고;
상기 제2입력축(5)에는 상기 체인(23)으로부터 상기 제1유성기어장치(PG1)가 배치된 방향으로 상기 모터(7)가 배치되며;
상기 출력축(3)은 상기 제2입력축의 모터(7) 쪽에 인접하게 배치되고;
상기 출력축(3)에는 상기 제3유성기어세트와 출력기어가 상기 모터(7)로부터 차례로 배치된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 10에 있어서,
상기 출력축(3)에 배치된 제3유성기어장치(PG3)는 상기 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)로부터 제1트랜스퍼기구 및 제2트랜스퍼기구를 통하여 동력을 전달받도록 구성되고;
상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2) 및 제3유성기어장치(PG3) 중 상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소들에만 6개의 마찰작동요소가 구비된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 11에 있어서,
상기 제1트랜스퍼기구는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 회전요소 및 제2유성기어장치(PG2)의 회전요소에 선택적으로 연결될 수 있도록 구비된 제1트랜스퍼구동기어(15)와, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 한 회전요소에 연결된 제1트랜스퍼피동기어(17)로 이루어지며;
상기 제2트랜스퍼기구는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 한 회전요소에 직결된 제2트랜스퍼구동기어(19)와, 상기 제3유성기어장치(PG3)의 회전요소들 중 상기 출력축(3)과 상기 제1트랜스퍼피동기어(17)에 연결되지 않은 나머지 한 회전요소에 직결된 제2트랜스퍼피동기어(21)로 이루어진 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 12에 있어서,
상기 제1유성기어장치(PG1)는 회전요소로서 제1선기어(S1), 제1캐리어(C1) 및 제1링기어(R1)를 구비한 더블피니언 유성기어장치로 이루어지고;
상기 제2유성기어장치(PG2)는 회전요소로서 제2선기어(S2), 제2캐리어(C2) 및 제2링기어(R2)를 구비한 더블피니언 유성기어장치로 이루어지며;
상기 제3유성기어장치(PG3)는 회전요소로서 제3선기어(S3), 제3캐리어(C3) 및 제3링기어(R3)를 구비한 싱글피니언 유성기어장치로 이루어지고;
상기 제1링기어(R1)는 상기 제2선기어(S2)와 직결된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 13에 있어서,
상기 제1트랜스퍼구동기어(15)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1캐리어(C1)와 제1링기어(R1) 및 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2캐리어(C2)에 각각 선택적으로 연결되도록 설치되고;
상기 제1트랜스퍼피동기어(17)는 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3선기어(S3)에 직결되며;
상기 제2트랜스퍼구동기어(19)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)에 직결되고;
상기 제2트랜스퍼피동기어(21)는 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3캐리어(C3)에 직결된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 14에 있어서,
상기 제2트랜스퍼구동기어(19)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)의 외측에 반경방향을 따라 나란히 배치되고;
상기 제2트랜스퍼피동기어(21)는 상기 제3유성기어장치(PG3)의 제3링기어(R3)의 외측에 반경방향을 따라 나란히 배치된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 14에 있어서, 상기 6개의 마찰작동요소는
상기 제2캐리어(C2)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제1클러치(CL1)와;
상기 제1링기어(R1)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제2클러치(CL2)와;
상기 제2링기어(R2)와 상기 제1입력축(1) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제3클러치(CL3)와;
상기 제1캐리어(C1)와 상기 제1트랜스퍼구동기어(15) 사이를 단속 가능하도록 설치된 제4클러치(CL4)와;
상기 제2링기어(R2)를 상기 변속기케이스(11)에 고정하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 제1브레이크(BK1)와;
상기 제1트랜스퍼구동기어(15)를 상기 변속기케이스(11)에 고정하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 제2브레이크(BK2)로 이루어진 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 16항에 있어서,
상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)와 상기 변속기케이스(11) 사이에는 원웨이클러치(F1)가 구비된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 10 내지 청구항 17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2입력축(5)의 모터(7)와 체인 사이에는 상기 모터(7)에 의해 구동되는 오일펌프(9)가 더 구비된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.
청구항 10 내지 청구항 17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1입력축(1)에는 상기 제2입력축(5)의 모터(7) 이외에 별도의 모터인 제2모터(8)가 더 구비된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 8속 변속기.