JP2014047921A - 車両用自動変速機の油圧供給システム - Google Patents

車両用自動変速機の油圧供給システム Download PDF

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Abstract

【課題】高圧用オイルポンプの故障または作動停止時、低圧用オイルポンプで正常な運転ができる車両用自動変速機の油圧供給システムを提供する。
【解決手段】オイルを第１吸入流路１４を通じて吸入し第１低圧流路１６に吐出する低圧用オイルポンプ２と、第１低圧流路からの流路を開閉する第１スイッチバルブ１０と、第１スイッチバルブに第２低圧流路１８を通じて供給される油圧を調圧して第３低圧流路２４を通じて低圧部４に供給する低圧用レギュレーターバルブ１２と、第１低圧流路からの供給油圧を昇圧させる高圧用オイルポンプ６と、第１低圧流路と高圧流路２８との連結を断接する第２スイッチバルブ２６と、高圧流路から供給される油圧と、第２スイッチバルブを通じて低圧用オイルポンプから供給される油圧を調圧して高圧部に供給する高圧用レギュレーターバルブ３０と、オイルパンと第１低圧流路を相互連結する第２吸入流路３８とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用自動変速機の油圧供給システムに関するものであって、より詳しくは高圧用オイルポンプの作動停止時、低圧用オイルポンプの油圧を用いて自動変速機の正常的な運転ができるようにして、安全性および信頼性を向上させることができるようにした車両用自動変速機の油圧供給システムに関するものである。
最近、世界的な高油価と排気ガス排出規制が強化されることによって、自動車メーカーは燃費を向上させることができる技術開発に総力を傾けている。
自動変速機における燃費改善は動力伝達効率の向上によって達成でき、前記動力伝達効率の向上はオイルポンプの不必要な消費動力を最少化することによって実現できる。
前記のように燃費改善のために最近は自動変速機に低圧用オイルポンプと高圧用オイルポンプを別途に備えて、前記低圧用オイルポンプで生成された油圧は低圧部（トルクコンバーター、冷却、潤滑）に供給されるようにし、前記高圧用オイルポンプで生成された油圧は高圧部（変速時選択的に作動する摩擦部材）に供給されるようにしている。
より具体的には自動変速機の通常の油圧は、前記低圧部が要求する油圧を基準に生成（即ち、低圧用オイルポンプで生成）し、高圧部が要求する一部の油圧のみを高圧用オイルポンプで生成して、前記高圧部に供給するようになっている。
これにより、オイルポンプ駆動のための消費動力を最少化することによって、燃費向上を達成することができ、これと共にオイルポンプにかかる負荷を減少させて、騒音および振動減少と耐久性向上を図ることができる。
しかし、従来の油圧供給システムでは低圧用オイルポンプで生成された油圧が高圧用オイルポンプに供給されて、高圧用オイルポンプで高圧の油圧として生成されるので、高圧用オイルポンプが故障すれば高圧部に供給される油圧が足りなくて、車両の走行が不可能になるという問題点がある。
本発明の実施形態は、高圧用オイルポンプの故障または作動停止時、低圧用オイルポンプの油圧で油圧供給システムの正常的な運転ができるようにして、安全性および信頼性を向上させることができるようにした車両用自動変速機の油圧供給システムを提供することを目的とする。
本発明の一つまたは複数の実施形態による車両用自動変速機の油圧供給システムは、オイルパンに貯蔵されたオイルを用いて低圧の油圧および高圧の油圧を生成し、前記低圧の油圧と高圧の油圧をそれぞれ低圧部と高圧部に供給するようになっている。
前記油圧供給システムは、前記オイルパンに貯蔵されたオイルを第１吸入流路を通じて吸入し、油圧を生成して第１低圧流路に吐出する低圧用オイルポンプと、前記第１低圧流路から油圧が供給される流路を選択的に開閉する第１スイッチバルブと、前記第１スイッチバルブに第２低圧流路を通じて連結されており、第２低圧流路を通じて供給される油圧を安定した油圧に制御し、前記安定した油圧を第３低圧流路を通じて低圧部に供給する低圧用レギュレーターバルブと、前記第１低圧流路を通じて前記低圧用オイルポンプから供給される油圧を昇圧させ、前記昇圧された油圧を高圧流路に吐出する高圧用オイルポンプと、前記第１低圧流路と高圧流路の間に配置されており、選択的に前記第１低圧流路と高圧流路を連結するかまたは第１低圧流路と高圧流路を連結させない第２スイッチバルブと、前記高圧流路を通じて前記高圧用オイルポンプから供給される油圧と、前記第２スイッチバルブを通じて前記低圧用オイルポンプから供給される油圧を安定した高圧の油圧に制御し、前記安定した高圧の油圧を高圧部に供給する高圧用レギュレーターバルブと、前記オイルパンと前記第１低圧流路を相互連結する第２吸入流路と、を含むことができる。
前記低圧用オイルポンプはエンジンによって駆動される機械式オイルポンプであり、前記高圧用オイルポンプは電動機によって駆動される電動式オイルポンプであっても良い。
前記第１スイッチバルブおよび第２スイッチバルブは、オン／オフソレノイドバルブである第１ソレノイドバルブの制御圧によって制御できる。
前記低圧用レギュレーターバルブは、前記第２低圧流路から供給される油圧の一部を第１再循環流路を通じて再循環させて前記第２低圧流路の油圧を安定するように調節し、前記安定した油圧を第３低圧流路に供給することができる。
前記第１再循環流路は、前記第１吸入流路と連結できる。
前記低圧用レギュレーターバルブは、一側に配置される弾性部材の弾性力と、他側に供給される前記第２低圧流路の油圧によって制御できる。
前記高圧用レギュレーターバルブは、前記第２スイッチバルブを通じて前記第１低圧流路と選択的に連結され、前記高圧流路と直接連結されて、前記第１低圧流路または前記高圧流路から供給される油圧の一部を第２再循環流路を通じて再循環させて油圧を安定するように調節することができる。
前記第２再循環流路は、前記第３低圧流路と連結できる。
前記高圧用レギュレーターバルブは、第２ソレノイドバルブの制御圧、弾性部材の弾性力、そして前記第２ソレノイドバルブの制御圧に対抗する前記第１低圧流路または前記高圧流路から供給される油圧によって制御できる。
前記第２ソレノイドバルブは、比例制御ソレノイドバルブであっても良い。
前記第２吸入流路には、逆流を防止するチェックバルブを備えることができる。
本発明の実施形態によれば、前記低圧用オイルポンプは低圧の油圧を生成し、前記高圧用オイルポンプは前記低圧用オイルポンプから供給される油圧の一部を高圧に昇圧して高圧の油圧を生成することによって、オイルポンプの動力損失を最少化し、耐久性が向上し、オイルポンプの騒音および振動を低減する。
また、前記高圧用オイルポンプの非作動時にも前記低圧用オイルポンプによって油圧供給システムが正常に作動することにより、安定性および信頼性を向上させることができる。
そして、前記高圧用オイルポンプが独立的に高圧の油圧を生成できるので、ＩＳＧ装置が備えられた車両にも適用できる。
本発明の実施形態による油圧供給システムにおける低圧用オイルポンプおよび高圧用オイルポンプの正常作動状態を示した構成図である。 本発明の実施形態による油圧供給システムにおける高圧用オイルポンプの非正常作動状態を示した構成図である。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
但し、本実施形態を明確に説明するために、説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付与して説明する。
以下の説明において構成の名称を第１、第２などに区分したことはその構成の名称が同一で、これを区分するためであって、必ずしもその順序に限定されるわけではない。
図１は本発明の実施形態による油圧供給システムにおける低圧用オイルポンプおよび高圧用オイルポンプの正常作動状態を示した構成図である。
図１を参照すれば、本発明の実施形態による油圧供給システムは低圧用オイルポンプ２で生成された低圧の油圧をトルクコンバーターＴ／Ｃ、冷却部、潤滑部などのような低圧部４に供給し、高圧用オイルポンプ６で生成された高圧の油圧を変速に関係する摩擦部材を作動させるための高圧部８に供給することができるように構成される。
前記で低圧の油圧はトルクコンバーターＴ／Ｃの作動と冷却および潤滑を円滑にする程度の低い圧力を意味し、高圧の油圧は変速時選択的に作動する複数の摩擦部材を円滑に作動させることができる程度の相対的に高い圧力を意味する。
前記低圧の油圧は低圧用オイルポンプ２で生成されて、第１スイッチバルブ１０と低圧用レギュレーターバルブ１２を通じて低圧部４に供給される。
前記低圧用オイルポンプ２は、当業者によく知られているように、エンジンの回転動力によって駆動される機械式ポンプからなることができる。前記低圧用オイルポンプ２は第１吸入流路１４を通じてオイルパンＰと連結され、前記低圧用オイルポンプ２によって生成された低圧の油圧は第１低圧流路１６に吐出される。
前記第１スイッチバルブ１０はスプールバルブからなり、オン／オフ制御される第１ソレノイドバルブＳＯＬ１によって制御されながら前記第１低圧流路１６の油圧を選択的に前記低圧用レギュレーターバルブ１２に伝達する。
つまり、前記第１ソレノイドバルブＳＯＬ１がスイッチングオフされると、前記第１スイッチバルブ１０は前記第１低圧流路１６の油圧を第２低圧流路１８を通じて前記低圧用レギュレーターバルブ１２に供給する。これとは異なり、前記第１ソレノイドバルブＳＯＬ１がスイッチングオンされると、前記第１スイッチバルブ１０は前記第１低圧流路１６を第２低圧流路１８に連結しない。
前記低圧用レギュレーターバルブ１２は、第２低圧流路１８を通じて前記第１スイッチバルブ１０と連結され、第１再循環流路２０を通じて前記第１吸入流路１４と連結される。したがって前記低圧用レギュレーターバルブ１２は、前記第１スイッチバルブ１０から供給される油圧の一部を前記第１再循環流路２０を通じて第１吸入流路１４に再循環させながら油圧を調節する。
つまり、前記低圧用レギュレーターバルブ１２は、一側に配置される弾性部材２２の弾性力と、前記弾性部材２２の反対側に供給される前記第２低圧流路１８の圧力によって制御されながら油圧を調節し、前記調節された油圧を第３低圧流路２４を通じて低圧部４に伝達する。前記弾性部材２２の弾性力は低圧部４で要求される圧力に応じて設定される。
そして前記第１低圧流路１６と連結される第２スイッチバルブ２６は、前記第１低圧流路１６の油圧を選択的に高圧部８に伝達する。
このために、前記第２スイッチバルブ２６はスプールバルブからなり、オン／オフ制御される前記第１ソレノイドバルブＳＯＬ１によって制御されながら前記第１低圧流路１６の油圧を選択的に前記高圧部８に伝達する。
つまり、前記第１ソレノイドバルブＳＯＬ１がスイッチングオフされると、前記第２スイッチバルブ２６は前記第１低圧流路１６を高圧部８に連結しない。これとは異なり、前記第１ソレノイドバルブＳＯＬ１がスイッチングオンされると、前記第２スイッチバルブ２６は前記第１低圧流路１６の油圧を高圧部８に伝達する。
前記高圧用オイルポンプ６は、電動機によって駆動される電動式ポンプからなる。そして前記高圧用オイルポンプ６は前記第１低圧流路１６を通じて供給される低圧の油圧を高圧の油圧に昇圧させ、前記高圧の油圧を高圧流路２８に吐出する。そして前記高圧用オイルポンプ６から高圧流路２８に吐出された油圧は高圧用レギュレーターバルブ３０で安定した高圧の油圧に制御され、前記安定した高圧の油圧は高圧部８に供給される。
前記高圧用レギュレーターバルブ３０は高圧流路２８と連結され、第２再循環流路３２を通じて前記第３低圧流路２４と連結される。これにより、前記高圧用レギュレーターバルブ３０は前記高圧流路２８を通じて供給される油圧の一部を前記第２再循環流路３２を通じて第３低圧流路２４に再循環させながら圧力を調節する。
このために前記高圧用レギュレーターバルブ３０は通常のスプールバルブからなる。また前記高圧用レギュレーターバルブ３０は比例制御が遂行できる第２ソレノイドバルブＳＯＬ２の制御圧、弾性部材３４の弾性力、そして前記第２ソレノイドバルブＳＯＬ２の制御圧に対抗する高圧流路２８の圧力によって制御される。前記弾性部材３４の弾性力は高圧流路２８に要求される圧力に応じて設定される。
前記第２再循環流路３２を第３低圧流路２４に連結したことは、高圧用オイルポンプ６が単独で作動する時、低圧部４に油圧を供給することができるようにするためである。
そして前記高圧用オイルポンプ６は、第２吸入流路３８を通じてオイルパンＰと連結される。前記第２吸入流路３８には逆流を防止するチェックバルブ３６が配置される。これにより、前記低圧用オイルポンプ２から前記高圧用オイルポンプ６に油圧が供給されない時、前記高圧用オイルポンプ６は直接オイルパンＰからオイルを吸入して、高圧の油圧を生成する。
本発明の実施形態による油圧供給システムで前記低圧用オイルポンプ２と高圧用オイルポンプ６が正常に作動する時には、図１に示されているように、前記低圧用オイルポンプ２で生成された低圧の油圧は低圧部４に供給され、高圧用オイルポンプ６で生成された高圧の油圧は高圧部８に供給される。
この時、前記第１ソレノイドバルブＳＯＬ１がスイッチングオフされ、前記低圧用オイルポンプ２によって生成された低圧の油圧は前記第１スイッチバルブ１０を通じて低圧用レギュレーターバルブ１２に供給されて、安定した低圧の油圧に制御され、低圧部４に供給される。
また、前記低圧用オイルポンプ２で生成された低圧の油圧の一部は前記高圧用オイルポンプ６によって高圧の油圧に昇圧され、前記高圧の油圧は前記高圧用レギュレーターバルブ３０によって安定した高圧の油圧に制御されて高圧部８に供給される。
図２は本発明の実施形態による油圧供給システムにおける高圧用オイルポンプの非正常作動状態を示した構成図である。
つまり、図２には高圧用オイルポンプ６が故障するかバッテリー電力不足によって作動しない時のオイルの流れが示されている。この場合、前記第１ソレノイドバルブＳＯＬ１はスイッチングオンされる。
この時、前記低圧用オイルポンプ２で生成された油圧は、第１スイッチバルブ１０によって前記低圧用レギュレーターバルブ１２に供給されず、前記第２スイッチバルブ２６によって前記高圧流路２８に供給される。そして前記高圧流路２８に供給された油圧は、前記高圧用レギュレーターバルブ３０の制御によって高圧の油圧に調節されて、高圧部８に供給される。したがって、高圧部８が円滑に作動できる。
この時、前記高圧用レギュレーターバルブ３０から第２再循環流路３２を通じて第３低圧流路２４に再循環される油圧は、低圧部４に供給されて前記低圧部４が円滑に作動するようにする。
つまり、前記高圧用オイルポンプ６の非作動時にも低圧用オイルポンプ２によって油圧供給システムが正常に作動することによって、２つのオイルポンプ２、６を有する油圧供給システムの安全性および信頼性を向上させることができる。
特に、ＩＳＧ（Ｉｄｌｅ Ｓｔｏｐ ＆ Ｇｏ）装置が備えられた車両が一時停車した場合、エンジンの始動が停止した状態で高圧部８に高圧の油圧を供給しなければならない必要性がある場合がある。この時、前記高圧用オイルポンプ６が作動して、第２吸入流路３８を通じてオイルパンＰのオイルをポンピングして高圧の油圧を生成することによって、前記高圧部８に予備油圧を供給することができる。
つまり、エンジン始動が停止して前記低圧用オイルポンプ２が作動しなくても、前記高圧用オイルポンプ６の単独作動で高圧部８に高圧の油圧を供給することができる。
以上に本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。
２ 低圧用オイルポンプ
４ 低圧部
６ 高圧用オイルポンプ
８ 高圧部
１０ 第１スイッチバルブ
１２ 低圧用レギュレーターバルブ
１４ 第１吸入流路
１６ 第１低圧流路
１８ 第２低圧流路
２０ 第１再循環流路
２２、３４ 弾性部材
２４ 第３低圧流路
２６ 第２スイッチバルブ
２８ 高圧流路
３０ 高圧用レギュレーターバルブ
３２ 第２再循環流路
３６ チェックバルブ
３８ 第２吸入流路
ＳＯＬ１ 第１ソレノイドバルブ
ＳＯＬ２ 第２ソレノイドバルブ

Claims (11)

  1. オイルパンに貯蔵されたオイルを用いて低圧の油圧および高圧の油圧を生成し、前記低圧の油圧と高圧の油圧をそれぞれ低圧部と高圧部に供給する車両用自動変速機の油圧供給システムにおいて、
    前記オイルパンに貯蔵されたオイルを第１吸入流路を通じて吸入し、油圧を生成して第１低圧流路に吐出する低圧用オイルポンプと、
    前記第１低圧流路から油圧が供給される流路を選択的に開閉する第１スイッチバルブと、
    前記第１スイッチバルブに第２低圧流路を通じて連結されており、第２低圧流路を通じて供給される油圧を安定した油圧に制御し、前記安定した油圧を第３低圧流路を通じて低圧部に供給する低圧用レギュレーターバルブと、
    前記第１低圧流路を通じて前記低圧用オイルポンプから供給される油圧を昇圧させ、前記昇圧された油圧を高圧流路に吐出する高圧用オイルポンプと、
    前記第１低圧流路と高圧流路の間に配置されており、選択的に前記第１低圧流路と高圧流路を連結するかまたは第１低圧流路と高圧流路を連結させない第２スイッチバルブと、
    前記高圧流路を通じて前記高圧用オイルポンプから供給される油圧と、前記第２スイッチバルブを通じて前記低圧用オイルポンプから供給される油圧を安定した高圧の油圧に制御し、前記安定した高圧の油圧を高圧部に供給する高圧用レギュレーターバルブと、
    前記オイルパンと前記第１低圧流路を相互連結する第２吸入流路と、
    を含む車両用自動変速機の油圧供給システム。
  2. 前記低圧用オイルポンプはエンジンによって駆動される機械式オイルポンプであり、前記高圧用オイルポンプは電動機によって駆動される電動式オイルポンプであることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  3. 前記第１スイッチバルブおよび第２スイッチバルブは、オン／オフソレノイドバルブである第１ソレノイドバルブの制御圧によって制御されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  4. 前記低圧用レギュレーターバルブは、前記第２低圧流路から供給される油圧の一部を第１再循環流路を通じて再循環させて前記第２低圧流路の油圧を安定するように調節し、前記安定した油圧を第３低圧流路に供給することを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  5. 前記第１再循環流路は、前記第１吸入流路と連結されることを特徴とする、請求項４に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  6. 前記低圧用レギュレーターバルブは、一側に配置される弾性部材の弾性力と、他側に供給される前記第２低圧流路の油圧によって制御されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  7. 前記高圧用レギュレーターバルブは、前記第２スイッチバルブを通じて前記第１低圧流路と選択的に連結され、前記高圧流路と直接連結されて、前記第１低圧流路または前記高圧流路から供給される油圧の一部を第２再循環流路を通じて再循環させて油圧を安定するように調節することを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  8. 前記第２再循環流路は、前記第３低圧流路と連結されることを特徴とする、請求項７に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  9. 前記高圧用レギュレーターバルブは、第２ソレノイドバルブの制御圧、弾性部材の弾性力、そして前記第２ソレノイドバルブの制御圧に対抗する前記第１低圧流路または前記高圧流路から供給される油圧によって制御されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  10. 前記第２ソレノイドバルブは、比例制御ソレノイドバルブであることを特徴とする、請求項９に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
  11. 前記第２吸入流路には、逆流を防止するチェックバルブが備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧供給システム。
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