KR20140046240A

KR20140046240A - 차량용 자동변속기의 유성기어트레인

Info

Publication number: KR20140046240A
Application number: KR1020120112464A
Authority: KR
Inventors: 심휴태; 서강수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-04-18
Also published as: DE102012113193B4; KR101394033B1; JP2014077535A; CN103727186A; JP6151015B2; DE102012113193A1; CN103727186B

Abstract

차량용 자동변속기의 유성기어트레인이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 자동변속기의 유성기어트레인은 엔진의 동력을 전달받는 입력축; 변속된 회전동력을 출력하는 출력축; 제1, 제2 유성기어세트의 조합에 의해 5개의 회전축을 보유하면서 1개의 입력경로와 2개의 가변입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 회전 정지를 포함하여 6개의 변속단으로 1차 변속하여 출력하는 제1 복합유성기어세트; 제3, 제4 유성기어세트의 조합에 의해 상기 제1 복합유성기어셋트의 어느 한 회전축과 직접 연결되는 회전축을 포함하여 4개의 회전축을 보유하면서 상기 제1 복합유성기어세트로부터 입력되는 회전동력과 1개의 가변 입력경로를 통해 상기 입력축의 회전동력을 전달받아 전진 11속 및 후진 1속의 변속단으로 2차 변속하여 최종 출력하는 제2 복합유성기어세트; 상기 제1, 제2 복합유성기어세트의 각 회전요소 중, 2개의 회전요소를 연결하거나 1개의 회전요소로 이루어지는 8개의 회전축; 및 상기 회전축 사이 또는 선택된 회전축과 상기 입력축 사이에 개재되어 동력을 단속하는 4개의 클러치와, 상기 회전축 중, 선택된 회전축을 변속기 하우징에 가변적으로 연결하는 3개의 브레이크로 이루어지는 7개의 마찰부재를 포함한다.

Description

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

본 발명은 차량용 자동변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동력 전달 성능을 향상시키고 연비를 저감시킬 수 있도록 하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인에 관한 것이다.

통상적으로 자동변속기의 다단 변속 메커니즘은, 다수의 유성기어세트를 조합하여 구현된다. 이러한 유성기어트레인은 토크 컨버터로부터 전달되는 회전동력을 다단으로 자동 변속하여 출력축에 전달하는 기능을 한다.

자동 변속은 구현 가능한 변속단이 많을수록 보다 적절한 변속비의 설계가 가능할 뿐만 아니라 동력성능 및 연비 면에서 우수한 차량을 구현할 수 있도록 해준다. 이에 따라, 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 자동변속기용 유성기어트레인의 꾸준한 연구가 이루어지고 있다.

상기와 같은 유성기어트레인은 동일 변속단을 구현하더라도 회전요소(선기어, 유성 캐리어, 링기어)의 연결 구성에 따라 상이한 작동 메카니즘을 갖는다.

또한, 유성기어트레인은 그 연결 구성에 따라 내구성, 동력전달효율, 크기 등이 달라지는 특성이 있다. 이에, 자동변속기 분야에서는 보다 견고하고, 동력손실이 없으며, 콤팩트(Compact)한 기어트레인의 제작을 위해 연구 개발이 지속되고 있다.

이러한 측면에서, 현재 통상적으로 사용되고 있는 자동변속기는 4속 및 5속 자동변속기가 주류를 이루고 있으나, 최근에는 6속 자동변속기가 상용화되고 있는 추세이며, 그 이상의 변속단을 구현할 수 있는 유성기어트레인의 연구 개발도 활발하게 진행되고 있다.

본 발명의 실시 예는 다수의 유성기어세트와 다수의 마찰부재의 조합으로 전진 11속 및 후진 1속의 변속단을 구현하되, 각 변속단에서 3개의 마찰부재가 작동되면서 최소한의 유성기어셋트가 작동하면서 변속이 이루어지도록 함으로써, 동력 전달 성능을 향상시키고 연비를 저감시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진의 동력을 전달받는 입력축; 변속된 회전동력을 출력하는 출력축; 제1, 제2 유성기어세트의 조합에 의해 5개의 회전축을 보유하면서 1개의 입력경로와 2개의 가변입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 회전 정지를 포함하여 6개의 변속단으로 1차 변속하여 출력하는 제1 복합유성기어세트; 제3, 제4 유성기어세트의 조합에 의해 상기 제1 복합유성기어셋트의 어느 한 회전축과 직접 연결되는 회전축을 포함하여 4개의 회전축을 보유하면서 상기 제1 복합유성기어세트로부터 입력되는 회전동력과 1개의 가변 입력경로를 통해 상기 입력축의 회전동력을 전달받아 전진 11속 및 후진 1속의 변속단으로 2차 변속하여 최종 출력하는 제2 복합유성기어세트; 상기 제1, 제2 복합유성기어세트의 각 회전요소 중, 2개의 회전요소를 연결하거나 1개의 회전요소로 이루어지는 8개의 회전축; 및 상기 회전축 사이 또는 선택된 회전축과 상기 입력축 사이에 개재되어 동력을 단속하는 4개의 클러치와, 상기 회전축 중, 선택된 회전축을 변속기 하우징에 가변적으로 연결하는 3개의 브레이크로 이루어지는 7개의 마찰부재를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인을 제공할 수 있다.

상기 제1 복합유성기어세트는 제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제1 유성기어세트; 제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제2 유성기어세트; 상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되거나, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제1 회전축; 상기 제1 유성캐리어와 제2 링기어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되거나, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제2 회전축; 상기 제1 링기어를 포함하여 이루어지며, 출력요소로 작동하는 제3 회전축; 상기 제2 유성 캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 회전축과 선택적으로 연결되는 제4 회전축; 상기 입력축과 직접 연결되어 항상 상시 입력요소로 작동하는 제5 회전축을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 복합유성기어세트는 제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제3 유성기어세트; 제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제4 유성기어세트; 상기 제3, 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 중간 입력경로를 형성하는 제3 회전축; 상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제6 회전축; 상기 제1 유성 캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 최종 출력요소로 작동하는 제7 회전축; 상기 제4 유성 캐리어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되는 제8 회전축을 포함할 수 있다.

또한, 상기 7개의 마찰부재는 상기 제3 회전축과 제4 회전축을 가변적으로 연결하는 제1 클러치; 상기 입력축과 제2 회전축을 가변적으로 연결하는 제2 클러치; 상기 입력축과 제8 회전축을 가변적으로 연결하는 제3 클러치; 상기 입력축과 제1 회전축을 가변적으로 연결하는 제4 클러치; 상기 제2 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제1 브레이크; 상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제2 브레이크; 상기 제6 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제3 브레이크를 포함할 수 있다.

또한, 상기 7개의 마찰부재 중 3개의 마찰부재를 동시에 작동시켜 이루어지는 변속단은 상기 제1 클러치와 제1, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 1속 변속단; 상기 제1 클러치와, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 2속 변속단; 상기 제1, 제2 클러치와, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 3속 변속단; 상기 제2 클러치와, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 4속 변속단; 상기 제2, 제3 클러치와, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 5속 변속단; 상기 제2, 제3 클러치와, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 6속 변속단; 상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 7속 변속단; 상기 제1, 제3 클러치와, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 8속 변속단; 상기 제1, 제3 클러치와, 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 9속 변속단; 상기 제3 클러치와, 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 10속 변속단과; 상기 제3, 제4 클러치와, 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 11속 변속단; 상기 제4 클러치와, 제1, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함할 수 있다.

또한, 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어셋트는 전진 1속에서 제2, 제3 유성기어세트가 작동되고, 전진 2속에서 제1, 제2, 제3 유성기어세트가 작동되며, 전진 3속에서 제3 유성기어세트가 작동되고, 전진 4속에서 제1, 제3 유성기어세트가 작동되며, 전진 5속에서 제3, 제4 유성기어세트가 작동되고, 전진 6속에서 제1, 제4 유성기어세트가 작동되며, 전진 7속에서 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트가 일체가 되어 동력전달부재로 작동되고, 전진 8속에서 제1, 제2, 제4 유성기어세트가 작동되며, 전진 9속에서 제2, 제4 유성기어세트가 작동되고, 전진 10속에서 제4 유성기어세트가 작동되며, 전진 11속에서 제1, 제4 유성기어세트가 작동되고, 후진 변속에서 제1, 제3 유성기어세트가 작동되면서 구현될 수 있다.

또한, 엔진의 동력을 전달받는 입력축; 변속된 회전동력을 출력하는 출력축; 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제1, 2 유성기어세트의 조합으로 이루어지는 제2 유성기어세트의 조합으로 이루어지는 제1 복합유성기어세트; 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제3, 4 유성기어세트의 조합으로 이루어지는 제2 복합 유성기어세트; 상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되거나, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제1 회전축; 상기 제1 유성캐리어와 제2 링기어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되거나, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제2 회전축; 상기 제1 링기어 및 제3,4 선기어를 포함하여 이루어지며, 출력요소로 작동하는 제3 회전축; 상기 제2 유성 캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 회전축과 선택적으로 연결되는 제4 회전축; 상기 입력축과 직접 연결되어 상시 입력요소로 작동하는 제5 회전축; 상기 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 복합유성기어세트의 출력측과 직접 연결되는 제5 회전축; 상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제6 회전축; 상기 제3 유성 캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 최종 출력요소로 작동하는 제7 회전축; 상기 제4 유성 캐리어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되는 제8 회전축; 상기 제3 회전축과 제4 회전축을 가변적으로 연결하는 제1 클러치; 상기 입력축과 제2 회전축을 가변적으로 연결하는 제2 클러치; 상기 입력축과 제8 회전축을 가변적으로 연결하는 제3 클러치; 상기 입력축과 제1 회전축을 가변적으로 연결하는 제4 클러치; 상기 제2 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제1 브레이크; 상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제2 브레이크; 상기 제6 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제3 브레이크를 포함할 수 있다.

또한, 상기 7개의 마찰부재 중 3개의 마찰부재를 동시에 작동시켜 이루어지는 변속단은 상기 제1 클러치와 제1, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 1속 변속단; 상기 제1 클러치와, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 2속 변속단; 상기 제1, 제2 클러치와, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 3속 변속단; 상기 제2 클러치와, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 4속 변속단; 상기 제2, 제3 클러치와, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 5속 변속단; 상기 제2, 제3 클러치와, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 6속 변속단; 상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 7속 변속단; 상기 제1, 제3 클러치와, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 8속 변속단; 상기 제1, 제3 클러치와, 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 9속 변속단; 상기 제3 클러치와, 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 10속 변속단; 상기 제3, 제4 클러치와, 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 11속 변속단; 상기 제4 클러치와, 제1, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단을 포함할 수 있다.

또한, 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는 전진 1속에서 제2, 제3 유성기어세트가 작동되고, 전진 2속에서 제1, 제2, 제3 유성기어세트가 작동되며, 전진 3속에서 제3 유성기어세트가 작동되고, 전진 4속에서 제1, 제3 유성기어세트가 작동되며, 전진 5속에서 제3, 제4 유성기어세트가 작동되고, 전진 6속에서 제1, 제4 유성기어세트가 작동되며, 전진 7속에서 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트가 일체가 되어 동력전달부재로 작동되고, 전진 8속에서 제1, 제2, 제4 유성기어세트가 작동되며, 전진 9속에서 제2, 제4 유성기어세트가 작동되고, 전진 10속에서 제4 유성기어세트가 작동되며, 전진 11속에서 제1, 제4 유성기어세트가 작동되고, 후진 변속에서 제1, 제3 유성기어세트가 작동되면서 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 단순유성기어세트로 이루어지는 4개의 유성기어세트를 7개의 마찰부재로 조합하여 전진 11속의 변속단을 구현하여 동력전달성능 및 연비를 향상시킬 수 있다.

그리고 각 변속단별 3개의 마찰부재가 작동하면서 초소한의 유성기어세트만이 작동되도록 함으로써, 동력 손실을 줄일 수 있다.

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

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

단, 본 실시예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여함을 전제로 한다.

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 실시예에 따른 유성기어트레인의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 유성기어트레인은 동일 축선상에 배치되는 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)와, 입력축(IS)과, 출력축(OS)와, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)의 각 회전요소를 상호 직접 연결하는 8개의 회전축(TM1 ~ TM8)과, 7개의 마찰부재(C1 ~ C4)(B1 ~ B3)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 후방측으로부터 엔진측으로 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)의 순으로 배치된다.

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

상기 출력축(OS)은 출력부재로서 차동장치를 통해 구동륜을 구동시키도록 구동력을 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)(PG4)는 2개의 복합 유성기어세트(Compound Planetary Gear Set; CPG1,CPG2)로 조합되어 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 전진 9속의 변속단으로 출력한다.

상기 제1 복합유성기어세트(CPG1)는 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)가 조합되고, 상기 제2 복합유성기어세트(CPG2)는 제3, 제4 유성기어세트(PG3)(PG4)가 조합된다.

상기 제1 복합유성기어세트(CPG1)는 제1 유성캐리어(PC1)와 제2 링기어(R2)가 직접 연결되어 5개의 회전요소로 작동한다.

상기 제2 복합유성기어세트(CPG2)는 제3 선기어(S3)와 제4 선기어(S4)가 직접 연결되고, 제3 유성캐리어(PC3)와 제4 링기어(R4)가 직접 연결되어 4개의 회전요소로 작동한다.

그리고 상기 제1 복합 유성기어세트(CPG1)의 어느 한 회전요소와 제2 복합유성기어세트(CPG2)의 어느 한 회전요소가 직접 연결됨으로써, 총 8개의 회전축(TM1 ~ TM8)을 보유한다.

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

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

상기 제2 회전축(TM2)은 제1 유성캐리어(PC1)와 제2 링기어(R2)를 포함하여 이루어지며, 입력축(IS)과 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결된다.

상기 제3 회전축(TM3)은 제1 링기어(R1)와 제3, 4 선기어(S3)(S4)를 포함하여 이루어진다.

상기 제4 회전축(TM4)은 제2 유성캐리어(PC2)를 포함하여 이루어지며, 제3 회전축(TM3)과 선택적으로 연결된다.

상기 제5 회전축(TM5)은 제2 선기어(S2)를 포함하여 이루어지며, 입력축(IS)과 직접 연결된다.

상기 제6 회전축(TM6)은 제3 링기어(R3)를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결된다.

상기 제7 회전축(TM7)은 제3 유성 캐리어(PC3)와 제4 링기어(S4)를 포함하여 이루어지며, 출력축(OS)과 직접 연결된다.

상기 제8 회전축(TM8)은 제4 유성캐리어(PC4)를 포함하여 이루어지며, 입력축(IS)과 선택적으로 연결된다.

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

또한, 상기 회전축(TM1 ~TM8) 중, 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결되어 부위에는 마찰부재인 3개의 브레이크(B1)(B2)(B3)가 배치된다.

상기 제1 클러치(C1)는 제3 회전축(TM3)과 제4 회전축(TM4) 사이에 개재되어 제3,제4 회전축(TM3)(TM4)가 선택적으로 일체가 되도록 한다.

상기 제2 클러치(C2)는 입력축(IS)과 제2 회전축(TM2) 사이에 개재되어 제2 회전축(TM2)이 선택적인 입력요소로 작동할 수 있도록 한다.

상기 제3 클러치(C3)는 입력축(IS)과 제8 회전축(TM8) 사이에 개재되어 제8 회전축(TM8)이 선택적인 입력요소로 작동할 수 있도록 한다.

상기 제4 클러치(C4)는 입력축(IS)과 제1 회전축(TM1) 사이에 개재되어 제1 회전축(TM1)이 선택적인 입력요소로 작동할 수 있도록 한다.

상기 제1 브레이크(B1)는 제2 회전축(TM2)과 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 제2 회전축(TM2)이 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 한다.

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

상기 제3 브레이크(B3)는 상기 제6 회전축(TM6)과 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 제6 회전축(TM6)이 선택적인 고정요소로 작동할 수 있도록 한다.

또한, 상기 제2 회전축(TM2)과 변속기 하우징(H) 사이에는 상기 제1 브레이크(B1)와 병렬로 배치되는 원웨이 클러치(F1)를 더욱 포함할 수 있다.

상기 구성에 의하여 제1 복합유성기어세트(CPG1)에는 제1, 제2, 제3 클러치(C1)(C2)(C3)와 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)가 적용된다.

이에 따라 제1 복합유성기어세트(CPG1)은 1개의 상시 입력경로(IP)와, 제1,2 가변 입력경로(VIP1)(VIP2)를 통해 입력되는 회전동력을 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)와 제1 클러치(C1)의 작동에 의하여 1개의 중간출력경로(MOP)를 통해 6개의 변속단으로 제2 복합유성기어세트(CPG2)로 전달하게 된다.

이때, 상기 6개의 변속단은 2개의 감속, 1개의 고정, 1개의 동속, 1개의 증속, 1개의 역회전 변속이 이루어진다.

그리고 상기 제2 복합유성기어세트(CPG2)에는 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)가 적용된다.

이에 따라 제2 복합유성기어세트(CPG2)는 중간입력경로(MIP)과 제3 가변입력경로(VIP3)를 통해 입력되는 회전동력을 제3 브레이크(B3)의 작동에 의하여 전진 11속 및 후진 1속으로 변속하여 최종 출력경로(OP)를 통해 출력한다.

상기에서 제1, 제2, 제3, 제4 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)와 제1, 제2, 제3 브레이크(B1)(B2)(B3)로 이루어지는 각 마찰부재는 유압에 의하여 마찰 결합되는 다판식 유압마찰결합유닛으로 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유성기어트레인에 적용되는 각 마찰부재의 각 변속단별 작동표이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유성기어트레인은 각 변속단에서 3개의 마찰부재가 작동하면서 변속이 이루어진다.

전진 1속 변속단(1ST)은 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)와, 제3 브레이크(B3)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 2속 변속단(2ND)은 제1 클러치(C1)와, 제2 브레이크(B2)와, 제3 브레이크(B3)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 3속 변속단(3RD)은 제1 클러치(C1)와, 제2 클러치(C2)와, 제3 브레이크(B3)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 4속 변속단(4TH)은 제2 클러치(C2)와, 제2 브레이크(B2)와, 제3 브레이크(B3)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 5속 변속단(5TH)은 제2 클러치(C2)와, 제3 클러치(C3)와, 제3 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 6속 변속단(6TH)은 제2 클러치(C2)와, 제3 클러치(C3)와, 제2 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 7속 변속단(7TH)은 제1 클러치(C1)와, 제2 클러치(C2)와, 제3 클러치(C3)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 8속 변속단(8TH)은 제1 클러치(C1)와, 제3 클러치(C3)와, 제2 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 9속 변속단(9TH)은 제1 클러치(C1)와, 제3 클러치(C3)와, 제1 브레이크(B1)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 10속 변속단(10TH)은 제3 클러치(C3)와, 제1 브레이크(B1)와, 제2 브레이크(B2)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

전진 11속 변속단(11TH)은 제3 클러치(C3)와, 제4 클러치(C4)와, 제1 브레이크(B1)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

후진 변속단(REV)은 제4 클러치(C4)와, 제1 브레이크(B1)와, 제3 브레이크(B3)의 동시 작동에 의하여 달성된다.

상기 전진 1속에서 제1 클러치(C1)와 제2, 제3 브레이크(B2)(B3)가 작동된다고 설명하고 있으나, 일반적인 주행시에는 제1 브레이크(B1) 대신 원웨이 클러치(F1)가 작동될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유성기어트레인의 변속선도이며, 본 발명의 제1 실시예에 의한 유성기어트레인의 변속과정을 레버 해석법으로 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 하측의 가로선은 회전속도 "0"을 나타내고, 상측의 가로선은 회전속도 "1.0" 즉, 입력축(IS)과 동일 회전속도를 나타낸다.

제1 복합유성기어세트(CPG1)의 4개의 세로선은 좌측으로부터 차례로 제1, 제2, 제3, 제4 회전축(TM1)(TM2)(TM3,TM4)(TM5)으로 설정된다.

여기서, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 회전축(TM1)(TM2)(TM3,TM4)(TM5) 사이의 간격은 제1, 제2 유성기어세트(PG1)(PG2)의 각 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)에 따라 설정된다.

상기에서 TM3,TM4는 제1 클러치(C1)의 작동시 하나의 회전축이 되므로 하나의 세로선에 배치된 것이다.

제2 복합유성기어세트(CPG2)의 4개의 세로선은 좌측으로부터 차례로 제6, 제7, 제8, 제3 회전축(TM5)(TM7)(TM8)(TM3)으로 설정된다.

여기서, 상기 제6, 제7, 제8, 제3 회전축(TM6)(TM7)(TM8)(TM3) 사이의 간격은 제3, 제4 유성기어세트(PG3)(PG4)의 각 기어비(선기어의 잇수/링기어의 잇수)에 따라 설정된다.

이하, 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유성기어트레인의 각 변속단별 변속과정을 설명한다.

[전진 1속]

도 2를 참조하면, 전진 1속 변속단(1ST)에서는 제1 클러치(C1) 및 제1, 제3 브레이크(1)(B3)가 작동된다.

그러면 도 3에서와 같이, 제1 복합유성기어세트(CPG1)에서는 제5 회전축(TM5)으로 입력이 이루어지는 상태에서 제1 브레이크(B1)의 작동으로 제2 회전축(TM2)이 고정요소로 작동한다.

이에 따라 제1 복합유성기어세트(CPG1)에서는 제1 감속 속도선(T1)을 형성하면서 제3 회전축(TM3)을 통해 제1 감속비로 출력된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제3 브레이크(B3)의 작동으로 제6 회전축(TM6)이 고정요소로 작동하여 제1 변속선(SP1)을 형성한다.

그러면 상기 제1 변속선(SP1)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D1 만큼의 출력이 이루어져 전진 1속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 1속에서는 상기 제2, 제3 유성기어세트(PG2)(PG3)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 2속]

전진 2속 변속단(2ND)에서는 상기 전진 1속의 상태에서 작동하던 제1 브레이크(B1)의 작동이 해제되고, 제2 브레이크(B2)가 작동된다.

그러면 도 3에서와 같이, 제1 복합유성기어세트(CPG1)에서는 제5 회전축(TM5)으로 입력이 이루어지는 상태에서 제2 브레이크(B2)의 작동으로 제1 회전축(TM1)이 고정요소로 작동한다.

이에 따라 제1 복합유성기어세트(CPG1)에서는 제2 감속 속도선(T2)을 형성하면서 제3 회전축(TM3)을 통해 제2 감속비로 출력된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제3 브레이크(B3)의 작동으로 제6 회전축(TM6)이 고정요소로 작동하여 제2 변속선(SP2)을 형성한다.

그러면 상기 제2 변속선(SP2)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D3 만큼의 출력이 이루어져 전진 2속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 2속에서는 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG2)(PG3)(PG4)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 3속]

전진 3속에서는 상기 전진 2속의 상태에서 작동하던 제2 브레이크(B2)의 작동이 해제되고, 제2 클러치(C2)가 작동된다.

그러면 제1 복합유성기어세트(CPG1)에서는 제5 회전축(TM5)으로 입력이 이루어지고 있는 상태에서 제2 클러치(C2)의 작동에 의해 제2 회전축(TM2)으로 동시 입력이 이루어지게 되는 바, 제1 복합유성기어세트(CPG1) 전체가 직결의 상태가 되어 직결 속도선(T3)과 같이 입력 그대로 제3 회전축(TM3)을 통해 출력된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제3 브레이크(B3)의 작동으로 제6 회전축(TM6)이 고정요소로 작동하여 제3 변속선(SP3)을 형성한다.

그러면 상기 제3 변속선(SP3)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D3 만큼의 출력이 이루어져 전진 3속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 3속에서는 제3 유성기어세트(PG3)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 4속]

전진 4속에서는 상기 전진 3속의 상태에서 작동하던 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제2 브레이크(B2)가 작동된다.

그러면 제1 복합유성기어세트(CPG1)에서는 제5 회전축(TM5)으로 입력이 이루어지고 있는 상태에서 제2 클러치(C2)의 작동으로 제2 회전축(TM2)으로 동시 입력이 이루어진다.

그러나 제1 클러치(C1)의 작동이 해제된 상태에서 제2 회전축(TM2)으로 입력이 이루어지고, 제2 브레이크(B2)의 작동에 의해 제1 회전축(TM1)이 고정요소로 작동하게 되는 바, 증속 속도선(TM4)과 같이 증속된 상태에서 제3 회전축(TM3)을 통해 출력된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제3 브레이크(B3)의 작동으로 제6 회전축(TM6)이 고정요소로 작동하여 제4 변속선(SP4)을 형성한다.

그러면 상기 제4 변속선(SP4)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D4 만큼의 출력이 이루어져 전진 4속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 4속에서는 제1, 제3 유성기어세트(PG1)(PG3)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 5속]

전진 5속에서는 상기 전진 4속의 상태에서 작동하던 제2 브레이크(B2)의 작동이 해제되고, 제3 클러치(C3)가 작동된다.

그러나 제1 복합 유성기어세트(CPG1)에서는 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)와 같은 관련 마찰부재가 작동하지 않으므로 변속에 영향을 미치지 않는다.

하지만, 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)로 입력이 이루어지는 상태에서 제3 브레이크(B3)의 작동으로 제6 회전축(TM6)이 고정요소로 작동하여 제5 변속선(SP5)을 형성한다.

그러면 상기 제5 변속선(SP5)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D5 만큼의 출력이 이루어져 전진 5속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 4속에서는 제3, 제4 유성기어세트(PG3)(PG4)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 6속]

전진 6속에서는 상기 전진 5속의 상태에서 작동하던 제3 브레이크(B3)의 작동이 해제되고, 제2 브레이크(B2)가 작동된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 증속 입력이 이루어지는 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동으로 제8 회전축(TM)으로 입력축(IS)의 회전동력이 입력되는 바, 제6 변속선(SP6)을 형성한다.

그러면 상기 제6 변속선(SP6)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D6 만큼의 출력이 이루어져 전진 6속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 6속에서는 제1, 제4 유성기어세트(PG1)(PG4의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 7속]

전진 7속에서는 상기 전진 6속의 상태에서 작동하던 제2 브레이크(B)의 작동이 해제되고, 제1 클러치(C1)가 작동된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)로 입력이 이루어지게 되는 바, 전체가 직결의 상태가 되어 제7 변속선(SP7)과 같이 입대로인 D7 만큼 출력이 이루어져 전진 7속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 7속에서는 제1, 제2 복합유성기어셋트(CPG1)(CPG2)는 변속 작동없이 엔진의 회전동력을 전달하는 출력축(OS)으로 전달하는 역할만 한다.

[전진 8속]

전진 8속에서는 상기 전진 7속의 상태에서 작동하던 제2 클러치(C2)의 작동이 해제되고, 제2 브레이크(B2)가 작동된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 상기 제2 감속 입력이 이루어지는 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)로 입력이 이루어지게 되는 바, 제8 변속선(SP8)을 형성한다.

그러면 상기 제8 변속선(SP8)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D8 만큼의 출력이 이루어져 전진 8속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 8속에서는 제1, 제2, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG4)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 9속]

전진 9속에서는 상기 전진 8속의 상태에서 작동하던 제2 브레이크(B2)의 작동이 해제되고 제1 브레이크(B1)가 작동 제어된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 제1 감속 입력이 이루어지는 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)로 입력이 이루어지게 되는 바, 제9 변속선(SP9)을 형성한다.

그러면 상기 제9 변속선(SP9)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D9 만큼의 출력이 이루어져 전진 9속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 9속에서는 제2, 제4 유성기어세트(PG2)(PG4)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 10속]

전진 10속에서는 상기 전진 9속의 상태에서 작동하던 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되고 제2 브레이크(B2)가 작동 제어된다.

그러면 제1 복합유성기어세트(CPG1)에서는 제5 회전축(TM5)으로 입력이 이루어지는 상태에서 제1, 제2 브레이크(B1)(B2)가 동시에 작동하게 되는 바, 제3 회전축(TM3)이 고정된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제8 회전축(TM8)을 통해 입력이 이루어지는 상태에서 제3 회전축(TM3)이 고정되는 바, 제10 변속선(SP10)을 형성한다.

그러면 상기 제10 변속선(SP10)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D10 만큼의 출력이 이루어져 전진 10속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 10속에서는 제4 유성기어세트(PG4)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[전진 11속]

전진 11속에서는 상기 전진 10속의 상태에서 작동하던 제3 클러치(C3)의 작동이 해제되고 제4 클러치(C4)가 작동 제어된다.

그러면 도 3에서와 같이, 제1 복합유성기어세트(CPG1)에서는 제5 회전축(TM5)으로 입력이 이루어지는 상태에서 제4 클러치(C4)의 작동에 의해 제1 회전축(TM1)으로 동시 입력이 이루어진다.

이에 따라 제1 복합 유성기어세트(CPG1)에서는 제5 회전축(TM5)의 입력은 변속에 아무런 영향을 미치지 않고, 제1 회전축(TM1)으로 입력이 이루어지는 상태에서 제1 브레이크(B1)의 작동으로 역회전 속도선(T5)을 형성하면서 제3 회전축(TM3)을 통해 역회전 출력이 이루어진다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 역회전 입력이 이루어지는 상태에서 제3 클러치(C3)의 작동에 의하여 제8 회전축(TM8)로 입력이 이루어지게 되는 바, 제11 변속선(SP11)을 형성한다.

그러면 상기 제11 변속선(SP11)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 D11 만큼의 출력이 이루어져 전진 11속의 변속이 이루어진다.

이에 따라 전진 11속에서는 제1, 제4 유성기어세트(PG1)(PG4)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

[후진]

후진 변속단에서는 제1 클러치(C4)와 제1, 제3 브레이크(B1)(B3)가 작동된다.

그리고 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제3 회전축(TM3)을 통해 역회전 입력이 이루어지는 상태에서 제3 브레이크(B3)의 작동에 의하여 제6 회전축(TM6)가 고정요소로 작동하는 바, 후진 변속선(SR)을 형성한다.

그러면 상기 후진 변속선(SR)과 출력요소인 제7 회전축(TM7)의 세로선이 교차되는 REV 만큼의 출력이 이루어져 후진 변속이 이루어진다.

이에 따라 후진 변속단에서는 제1, 제3 유성기어세트(PG1)(PG3)의 작동에 의하여 변속이 이루어진다.

상기와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 4개의 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)를 2개의 복합유성기어세트(CPG1)(CPG2)로 조합하고, 4개의 클러치(C1)(C2)(C3)(C4)와 3개의 브레이크(B1)(B2)(B3)의 작동 제어를 통하여 전진 11속 및 후진 1속의 변속단을 실현할 수 있다.

즉, 상기 제1 복합유성기어셋트(CPG1)에서는 2개의 감속, 1개의 동속, 1개의 증속, 1개의 고정, 1개의 역회전으로 1차 변속하여 출력하며, 상기 제2 복합유성기어세트(CPG2)에서는 상기 제1 복합유성기어세트(CPG1)로부터 6개의 출력을 선택적으로 전달받아 전진 11속 및 후진 1속으로 2차 변속하여 출력하게 된다.

이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 유성기어트레인은 자동변속기의 다단화로 동력전달효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.

그리고 각 변속단별 3개의 마찰부재가 작동되도록 함으로써, 작동하지 않는 마찰부재의 숫자를 최소화하여 마찰 드래그 손실을 줄임으로써, 동력전달효율 및 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어트레인에 의하면, 각 변속단별 변속과정에서 4개의 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)가 모두 작동하시는 것이 아니라, 최소 1개 최대 3개의 유성기어세트가 작동하면서 변속이 이루어지게 된다.

즉, 전진 1속은 제2, 제3 유성기어세트(PG2)(PG3)가 작동되면서 구현되고,

전진 2속은 제1, 제2, 제3 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)가 작동되면서 구현되며,

전진 3속은 제3 유성기어세트(PG3)가 작동되면서 구현되고,

전진 4속은 제1, 제3 유성기어세트(PG1)(PG3)가 작동되면서 구현되며,

전진 5속은 제3, 제4 유성기어세트(PG3)(PG4)가 작동되면서 구현되며,

전진 6속은 제1, 제4 유성기어세트(PG1)(PG4)가 작동되면서 구현되고,

전진 7속은 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG3)(PG4)가 동력전달부재로 작동되면서 구현되며,

전진 8속은 제1, 제2, 제4 유성기어세트(PG1)(PG2)(PG4)가 작동되면서 구현되고,

전진 9속은 제2, 제4 유성기어세트(PG2)(PG4)가 작동되면서 구현되며,

전진 10속은 제4 유성기어세트(PG4)가 작동되면서 구현되고,

전진 11속은 제1, 제4 유성기어세트(PG1)(PG4)가 작동되면서 구현되며,

후진은 제1, 제3 유성기어세트(PG1)(PG3)가 작동되면서 구현된다.

즉, 유성기어세트의 각 변속단별 작동 숫자를 최소화하여 동력손실을 최소화하였다.

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.

CPG1, CPG2... 제1, 제2 복합유성기어세트
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
MIP... 중간 입력경로 MOP... 중간 출력경로
TM1,TM2,TM3,TM4,TM5,TM6,TM7,TM8...제1,제2,제3,제4,제5,제6,제7,제8회전축
VIP1, VIP2, VIP3... 제1,2,3 가변 입력경로

Claims

엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 회전동력을 출력하는 출력축;
제1, 제2 유성기어세트의 조합에 의해 5개의 회전축을 보유하면서 1개의 입력경로와 2개의 가변입력경로를 통해 입력되는 회전동력을 회전 정지를 포함하여 6개의 변속단으로 1차 변속하여 출력하는 제1 복합유성기어세트;
제3, 제4 유성기어세트의 조합에 의해 상기 제1 복합유성기어셋트의 어느 한 회전축과 직접 연결되는 회전축을 포함하여 4개의 회전축을 보유하면서 상기 제1 복합유성기어세트로부터 입력되는 회전동력과 1개의 가변 입력경로를 통해 상기 입력축의 회전동력을 전달받아 전진 11속 및 후진 1속의 변속단으로 2차 변속하여 최종 출력하는 제2 복합유성기어세트;
상기 제1, 제2 복합유성기어세트의 각 회전요소 중, 2개의 회전요소를 연결하거나 1개의 회전요소로 이루어지는 8개의 회전축; 및
상기 회전축 사이 또는 선택된 회전축과 상기 입력축 사이에 개재되어 동력을 단속하는 4개의 클러치와, 상기 회전축 중, 선택된 회전축을 변속기 하우징에 가변적으로 연결하는 3개의 브레이크로 이루어지는 7개의 마찰부재;
를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제1항에 있어서,
상기 제1 복합유성기어세트는
제1 선기어, 제1 유성캐리어, 제1 링기어를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제1 유성기어세트;
제2 선기어, 제2 유성캐리어, 제2 링기어를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제2 유성기어세트;
상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되거나, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제1 유성캐리어와 제2 링기어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되거나, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제2 회전축;
상기 제1 링기어를 포함하여 이루어지며, 출력요소로 작동하는 제3 회전축;
상기 제2 유성 캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 회전축과 선택적으로 연결되는 제4 회전축;
상기 입력축과 직접 연결되어 항상 상시 입력요소로 작동하는 제5 회전축;
을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제1항에 있어서,
상기 제2 복합유성기어세트는
제3 선기어, 제3 유성캐리어, 제3 링기어를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제3 유성기어세트;
제4 선기어, 제4 유성캐리어, 제4 링기어를 보유하는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제4 유성기어세트;
상기 제3, 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 중간 입력경로를 형성하는 제3 회전축;
상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제1 유성 캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 최종 출력요소로 작동하는 제7 회전축; 및
상기 제4 유성 캐리어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제1항 내지 제3항에 있어서,
상기 7개의 마찰부재는
상기 제3 회전축과 제4 회전축을 가변적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 입력축과 제2 회전축을 가변적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 입력축과 제8 회전축을 가변적으로 연결하는 제3 클러치;
상기 입력축과 제1 회전축을 가변적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제2 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제2 브레이크; 및
상기 제6 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제3 브레이크;
를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제4항에 있어서,
상기 7개의 마찰부재 중 3개의 마찰부재를 동시에 작동시켜 이루어지는 변속단은
상기 제1 클러치와 제1, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 1속 변속단;
상기 제1 클러치와, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 2속 변속단;
상기 제1, 제2 클러치와, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 3속 변속단;
상기 제2 클러치와, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 4속 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 5속 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 6속 변속단;
상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 7속 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 8속 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와, 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 9속 변속단;
상기 제3 클러치와, 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 10속 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와, 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 11속 변속단; 및
상기 제4 클러치와, 제1, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단;
을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제1항 내지 제3항에 있어서,
제1, 제2, 제3, 제4 유성기어셋트는
전진 1속에서 제2, 제3 유성기어세트가 작동되고,
전진 2속에서 제1, 제2, 제3 유성기어세트가 작동되며,
전진 3속에서 제3 유성기어세트가 작동되고,
전진 4속에서 제1, 제3 유성기어세트가 작동되며,
전진 5속에서 제3, 제4 유성기어세트가 작동되고,
전진 6속에서 제1, 제4 유성기어세트가 작동되며,
전진 7속에서 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트가 일체가 되어 동력전달부재로 작동되고,
전진 8속에서 제1, 제2, 제4 유성기어세트가 작동되며,
전진 9속에서 제2, 제4 유성기어세트가 작동되고,
전진 10속에서 제4 유성기어세트가 작동되며,
전진 11속에서 제1, 제4 유성기어세트가 작동되고,
후진 변속에서 제1, 제3 유성기어세트가 작동되면서 구현되는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
엔진의 동력을 전달받는 입력축;
변속된 회전동력을 출력하는 출력축;
싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제1, 2 유성기어세트의 조합으로 이루어지는 제2 유성기어세트의 조합으로 이루어지는 제1 복합유성기어세트;
싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 제3, 4 유성기어세트의 조합으로 이루어지는 제2 복합 유성기어세트;
상기 제1 선기어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되거나, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제1 회전축;
상기 제1 유성캐리어와 제2 링기어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되거나, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제2 회전축;
상기 제1 링기어 및 제3,4 선기어를 포함하여 이루어지며, 출력요소로 작동하는 제3 회전축;
상기 제2 유성 캐리어를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 회전축과 선택적으로 연결되는 제4 회전축;
상기 입력축과 직접 연결되어 상시 입력요소로 작동하는 제5 회전축;
상기 제4 선기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 복합유성기어세트의 출력측과 직접 연결되는 제5 회전축;
상기 제3 링기어를 포함하여 이루어지며, 변속기 하우징과 선택적으로 연결되는 제6 회전축;
상기 제3 유성 캐리어와 제4 링기어를 포함하여 이루어지며, 상기 최종 출력요소로 작동하는 제7 회전축;
상기 제4 유성 캐리어를 포함하여 이루어지며, 입력축과 선택적으로 연결되는 제8 회전축;
상기 제3 회전축과 제4 회전축을 가변적으로 연결하는 제1 클러치;
상기 입력축과 제2 회전축을 가변적으로 연결하는 제2 클러치;
상기 입력축과 제8 회전축을 가변적으로 연결하는 제3 클러치;
상기 입력축과 제1 회전축을 가변적으로 연결하는 제4 클러치;
상기 제2 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제1 브레이크;
상기 제1 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제2 브레이크; 및
상기 제6 회전축과 변속기 하우징을 가변적으로 연결하는 제3 브레이크;
를 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제7항에 있어서,
상기 7개의 마찰부재 중 3개의 마찰부재를 동시에 작동시켜 이루어지는 변속단은
상기 제1 클러치와 제1, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 1속 변속단;
상기 제1 클러치와, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 2속 변속단;
상기 제1, 제2 클러치와, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 3속 변속단;
상기 제2 클러치와, 제2, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 4속 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 5속 변속단;
상기 제2, 제3 클러치와, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 6속 변속단;
상기 제1, 제2, 제3 클러치의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 7속 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 8속 변속단;
상기 제1, 제3 클러치와, 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 9속 변속단;
상기 제3 클러치와, 제1, 제2 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 10속 변속단;
상기 제3, 제4 클러치와, 제1 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 전진 11속 변속단;
상기 제4 클러치와, 제1, 제3 브레이크의 동시 작동에 의하여 달성되는 후진 변속단;
을 포함하는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.
제7항에 있어서,
제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트는
전진 1속에서 제2, 제3 유성기어세트가 작동되고,
전진 2속에서 제1, 제2, 제3 유성기어세트가 작동되며,
전진 3속에서 제3 유성기어세트가 작동되고,
전진 4속에서 제1, 제3 유성기어세트가 작동되며,
전진 5속에서 제3, 제4 유성기어세트가 작동되고,
전진 6속에서 제1, 제4 유성기어세트가 작동되며,
전진 7속에서 제1, 제2, 제3, 제4 유성기어세트가 일체가 되어 동력전달부재로 작동되고,
전진 8속에서 제1, 제2, 제4 유성기어세트가 작동되며,
전진 9속에서 제2, 제4 유성기어세트가 작동되고,
전진 10속에서 제4 유성기어세트가 작동되며,
전진 11속에서 제1, 제4 유성기어세트가 작동되고,
후진 변속에서 제1, 제3 유성기어세트가 작동되면서 구현되는 차량용 자동변속기의 유성기어트레인.