KR20060067154A - 8속 자동 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존의 7속 자동 변속기에서 사용되는 원웨이 클러치를 사용하지 않고 유성 기어 세트의 사용 숫자를 줄여 8속을 구현할 수 있도록 하는 8속 자동 변속기에 관한 것으로서, 제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)는 제 1 유성 기어(PG1)와 제 2 유성 기어(PG2)의 캐리어(C)를 공유하고 제 1 유성 기어(PG1)와 제 2 유성 기어(PG2)의 선기어(S)를 공용하도록 구성되며, 제 2 복합 유성 기어 세트(CPG2)는 제 3 유성 기어(PG3)와 제 4 유성 기어(PG4)의 선기어(S)를 공용하고 제 3 유성 기어(PG3)의 링기어(R)와 제 4 유성 기어(PG4)의 캐리어(C)를 연결하여 구성되며, 상기 제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)에는 제 1 클러치(C1), 제 3 클러치(C3), 제 1 브레이크(B1) 및 제 3 브레이크(B3)가 연결되며 제 2 복합 유성 기어 세트(CPG2)측으로는 제 2 클러치(C2), 제 4 클러치(C4), 제 2 브레이크(B2) 및 제 4 브레이크(B4)가 연결되어 구성된다.
차량, 자동 변속기, 8속

Description

8속 자동 변속기 {A automatic transmission for 8th speed}
도 1은 종래의 기술에 의한 7속 자동 변속기의 구동 회로를 나타내는 도면.
도 2는 종래의 기술에 의한 7속 자동 변속기의 변속시 동작 요소를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명에서 사용 의한 8속 자동 변속기의 구동 회로를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 의한 8속 자동 변속기의 변속시 동작 요소를 나타내는 그래프.
도 5는 각각의 변속단이 사용될 때의 변속기의 각 구성요소들의 상대 회전 속도를 나타내는 그래프.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
CPG1 : 제 1 복합 유성 기어 세트 PG1 : 제 1 유성 기어
PG2 : 제 2 유성 기어
CPG2 : 제 2 복합 유성 기어 세트 PG3 : 제 3 유성 기어
PG4 : 제 4 유성 기어
본 발명은 자동 변속기에 관한 것으로서, 특히 기존의 7속 자동 변속기에서 사용되는 원웨이 클러치를 사용하지 않고 유성 기어 세트의 사용 숫자를 줄여 8속을 구현할 수 있도록 하는 8속 자동 변속기에 관한 것이다.
차량의 변속기는 엔진과 구동축 사이 또는 엔진과 차동기어사이에 설치되어 엔진의 동력을 차량의 주행상태에 알맞는 회전력과 속도로 바꾸어 구동바퀴에 전달하는 장치이다.
자동변속기에서는 차량의 유연한 발진, 가속 및 등반시 토크 증대 효과와 변속 또는 급격한 저항 변화시 충격을 흡수하는 특성을 지닌 토크 컨버터를 사용한다. 토크 컨버터는 펌프(pump), 터빈(turbine), 스테이터(stator)의 세 부분으로 이루어지는데 펌프는 엔진에, 터빈은 변속기 입력축에 연결되며 스테이터는 원웨이클러치(oneway clutch)를 통해 변속기 케이스에 부착되어 있다.
즉 차량의 변속기는 엔진의 시동을 가능하도록 무부하 상태(중립)로 만들어주며, 또한 차량의 주행 상태에 알맞는 구동력을 엔진으로부터 제공할 수 있도록 해준다. 또한 한쪽 방향으로만 회전하는 엔진의 회전력을 전환하여 차량을 후진시킬 수 있는 기능도 가지고 있다. 그러나 차량의 주행 상태에 알맞는 구동력을 적절히 제공하기 위해서는 기존의 4단 자동 변속기는 한계가 있다.
따라서 가용할 수 있는 속도단을 많이 제공할 수 있는 자동 변속 기구의 발명은 자동변속기를 장착한 차량의 가속 성능과 연비 성능을 개선할 수 있는 중요한 요소가 된다.
여러 경쟁 회사에서는 차량 자동변속기의 속도단을 증가시키고 있고, 그 일예가 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 종래의 기술에 의한 7속 자동 변속기의 구동 회로를 나타내는 도면으로서, 복합 유성기어, 단순 유성기어, 클러치, 브레이크 및 원웨이 클러치를 이용하여 구성되어 있음을 도시하고 있다.
또한, 도 2는 종래의 기술에 의한 7속 자동 변속기의 변속시 동작 요소를 나타내는 그래프로서, 자동 변속기는 다음과 같이 동작하게 된다.
1) 1 -> 2 속 변환시
제 3 클러치(C3)와 제 2 브레이크(B2)가 동작하고 있고, 제 1 브레이크(B1)가 추가로 동작하면서, 제 3 브레이크(B3)의 동작은 정지된다.
2) 2 -> 3 속 변환시
제 3 클러치(C3)와 제 2 브레이크(B2)가 동작하고 있고, 제 1 클러치(C1)가 추가로 동작하면서 제 1 브레이크(B1)의 동작은 정지된다.
3) 3 -> 4 속 변환시
제 1 클러치(C1)와 제 2 브레이크(B2)가 동작하고 있고, 제 2 클러치(C2)가 추가로 동작하면 제 3 클러치(C3)의 동작은 정지된다.
4) 4 -> 5 속 변환시
제 1 클러치(C1)와 제 2 클러치(C2)가 동작하고 있고, 제 3 클러치(C3)가 추가로 동작하면서 제 2 브레이크(B2)의 동작은 정지된다.
5) 5 -> 6 속 변환시
제 2 클러치(C2)와 제 3 클러치(C3)가 동작하고 있고, 제 1 브레이크(B1)가 추가로 동작하면서 제 1 클러치(C1)의 동작은 정지된다.
6) 6 -> 7 속 변환시
제 2 클러치(C2)와 제 3 클러치(C3)가 동작하고 있고, 제 3 브레이크(B2)가 추가로 동작하면서 제 1 브레이크(B1)의 동작은 정지된다.
7) 후진 1속 -> 후진 2속 변환시
제 3 클러치(C3)와 제 4 브레이크(B4)가 동작하고 있고, 제 1 클러치(C1)가 추가로 동작하면서 제 1 브레이크(B1)의 동작은 정지된다.
8) 후진 2속 -> 후진 3속 변환시
제 3 클러치(C3)와 제 4 브레이크(B4)가 동작하고 있고, 제 3 브레이크(B3)가 추가로 동작하면서 제 1 클러치(C1)의 동작은 정지된다.
상기와 같이 동작하는 7속 자동 변속기는 도면에 도시되어 있는 바와 같이 1개의 복합유성기어 세트(PG1)와 2개의 단순유성기어 세트(PG2, PG3)를 갖추고 있음을 알 수 있다. 또한 원웨이 클러치(F1)가 추가로 구성되어 있음을 알 수 있다.
상기와 같이 전진 7속과 후진 3속을 구현하기 위한 기어세트가 모두 3개이기 때문에 마찰 요소인 기어 세트에 의해 유압 제어 효율과 연비가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 기존의 7속 자동 변속기의 원웨이 클러치를 사용하지 않고 유성기어 세트의 사용 숫자를 줄이면서 속도단을 증가시켜 유압제어 효율과 연비를 향상시킬 수 있는 8속 자동 변속 기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 8속 자동 변속기의 구동 회로를 나타내는 도면으로서, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)는 제 1 유성 기어(PG1)와 제 2 유성 기어(PG2)의 캐리어(C)를 공유하고 제 1 유성 기어(PG1)와 제 2 유성 기어(PG2)의 선기어(S)를 공용하도록 구성되며, 제 2 복합 유성 기어 세트(CPG2)는 제 3 유성 기어(PG3)와 제 4 유성 기어(PG4)의 선기어(S)를 공용하고 제 3 유성 기어(PG3)의 링기어(R)와 제 4 유성 기어(PG4)의 캐리어(C)를 연결하여 구성되며, 상기 제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)에는 제 1 클러치(C1), 제 3 클러치(C3), 제 1 브레이크(B1) 및 제 3 브레이크(B3)가 연결되며 제 2 복합 유성 기어 세트(CPG2)측으로는 제 2 클러치(C2), 제 4 클러치(C4), 제 2 브레이크(B2) 및 제 4 브레이크(B4)가 연결되어 구성되는 8속 자동 변속기를 제공한다.
도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용하는 8속 자동 변속기를 사용한 차량의 엔진을 시동한 상태에서, 자동 변속기의 시프트 레버가 중립(N) 또는 주차(P) 상태로 설정되어 있는 상태에서는 입력축(IN)을 통한 동력의 전달이 이루어지지 않으므로 별도의 동작은 나타나지 않게 된다.
이러한 상태에서 운전자가 차량의 전진을 위하여 시프트 레버를 D 레인지로 변환시키면, 변속기는 1 속으로 설정되어 제 2 브레이크(B2)와 제 3 브레이크(B3)가 동작되도록 하고 입력축(IN)을 통한 동력은 제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)로 전달된다.
제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)를 구성하는 제 1 유성 기어(PG1)와 제 2 유성 기어(PG2)는 캐리어(C)를 공유하고 있어, 전달된 동력은 제 2 복합 유성 기어 세트(CPG2)를 구성하는 제 4 유성 기어(PG4)의 캐리어(C)와 제 3 유성 기어(PG3)의 선기어(S)를 통해 출력되어 출력축(OUT)을 회전시킨다.
도 4는 본 발명에 의한 8속 자동 변속기의 변속시 동작 요소를 나타내는 그래프로서, 차량의 주행에 의해 속도가 증가하여 변속기의 변속 단수가 증가되면 변속기를 구성하는 구성요소는 다음과 같이 동작하게 된다.
변속기가 1속에서 2속으로 설정되면, 제 2 브레이크(B2)의 동작이 계속되면서 제 1 브레이크(B1)의 동작이 추가되고, 제 3 브레이크(B3)의 동작은 해제된다.
변속기가 2속에서 3속으로 설정되면, 제 2 브레이크(B2)의 동작이 계속되면서 제 1 클러치(C1)의 동작이 추가되고, 제 1 브레이크(B1)의 동작은 해제된다.
변속기가 3속에서 4속으로 설정되면, 제 2 브레이크(B2)의 동작이 계속되면서 제 2 클러치(C2)의 동작이 추가되고 제 1 클러치(C1)의 동작은 해제된다.
변속기가 4속에서 5속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 1 클러치(C1)의 동작이 추가되고, 제 2 브레이크(B2)의 동작은 해제된다.
변속기가 5속에서 6속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 1 브레이크(B1)의 동작이 추가되고 제 1 클러치(C1)의 동작이 해제된다.
변속기가 6속에서 7속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 3 브레이크(B3)의 동작이 추가되고 제 1 브레이크(B1)의 동작이 해제된다.
변속기가 7속에서 8속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 3 클러치(C3)의 동작이 추가되고 제 3 브레이크(B3)의 동작이 해제된다.
변속기의 업시프트 시에는 상기와 같이 동작하게 되고, 다운 시프트 시에는 상기 동작의 역순으로 동작하게 되며, 변속기의 스킵 시프트 시에는 다음과 같이 동작하게 된다.
변속기가 8속에서 6속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 1 브레이크(B1)의 동작이 추가되고 제 3 클러치(C3)의 동작이 해제된다.
변속기가 7속에서 5속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 1 클러치(C1)의 동작이 추가되고 제 3 클러치(C3)의 동작이 해제된다.
변속기가 6속에서 4속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 2 브레이크(B2)의 동작이 추가되고 제 1 브레이크(B1)의 동작이 해제된다.
변속기가 5속에서 3속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 2 브레이크(B2)의 동작이 추가되고 제 2 클러치(C2)의 동작이 해제된다.
변속기가 4속에서 2속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 1 브레이크(B1)의 동작이 추가되고 제 2 클러치(C2)의 동작이 해제된다.
변속기가 3속에서 1속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 3 브레이크(B3)의 동작이 추가되고 제 1 클러치(C1)의 동작이 해제된다.
변속기가 8속에서 5속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 1 클러치(C1)의 동작이 추가되고 제 3 클러치(C3)의 동작이 해제된다.
변속기가 7속에서 4속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 2 브레이크(B2)의 동작이 추가되고 제 2 브레이크(B2)의 동작이 해제된다.
변속기가 6속에서 3속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 2 브레이크(B2)와 제 1 클러치(C1)의 동작이 추가되고 제 1 브레이크(B1)와 제 2 클러치(C2)의 동작이 해제된다.
변속기가 5속에서 2속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 1 브레이크(B1)와 제 2 브레이크(B2)의 동작이 추가되고 제 1 클러치(C1)와 제 2 클러치(C2)의 동작이 해제된다.
변속기가 4속에서 1속으로 설정되면, 제 2 클러치(C2)의 동작이 계속되면서 제 3 브레이크(B3)의 동작이 추가되고 제 2 클러치(C2)의 동작이 해제된다.
도 5는 각각의 변속단이 사용될 때의 변속기의 각 구성요소들의 상대 회전 속도를 나타내는 그래프로서, 제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)와 제 2 복합 유성 기어 세트(CPG2)를 구성하는 각각의 선기어(S)와 링기어(R)의 잇수가 30개와 70개인 경우의 상대 회전 속도를 나타낸다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 7속 자동 변속기에서 사용되는 원웨이 클러치를 사용하지 않고 유성 기어 세트의 사용 숫자를 줄여 8속을 구현하여 유압제어 효율과 연비를 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims (1)

  1. 제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)는 제 1 유성 기어(PG1)와 제 2 유성 기어(PG2)의 캐리어(C)를 공유하고 제 1 유성 기어(PG1)와 제 2 유성 기어(PG2)의 선기어(S)를 공용하도록 구성되며, 제 2 복합 유성 기어 세트(CPG2)는 제 3 유성 기어(PG3)와 제 4 유성 기어(PG4)의 선기어(S)를 공용하고 제 3 유성 기어(PG3)의 링기어(R)와 제 4 유성 기어(PG4)의 캐리어(C)를 연결하여 구성되며, 상기 제 1 복합 유성 기어 세트(CPG1)에는 제 1 클러치(C1), 제 3 클러치(C3), 제 1 브레이크(B1) 및 제 3 브레이크(B3)가 연결되며 제 2 복합 유성 기어 세트(CPG2)측으로는 제 2 클러치(C2), 제 4 클러치(C4), 제 2 브레이크(B2) 및 제 4 브레이크(B4)가 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 8속 자동 변속기.
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