KR100235333B1

KR100235333B1 - 자동변속기의 오일공급시스템

Info

Publication number: KR100235333B1
Application number: KR1019970082140A
Authority: KR
Inventors: 장창욱
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-12-15
Also published as: KR19990061849A

Abstract

토크 컨버터내에서 순환되어 각 클러치 및 윤활요소로 공급되는 오일의 온도에 따라 오일의 공급경로를 변환시킬 수 있도록 한 자동변속기의 오일공급시스템에 대해 개시한다. 이 오일공급시스템은 엔진 구동에 따라 함께 구동되는 오일펌프(60)로부터 압송된 오일을 일정한 메인라인압으로 조정하여 각 유로에 공급하는 레귤레이터밸브(80)와, 레귤레이터밸브(80)로부터 조정된 유압을 일정하게 유지하여 토크 컨버터(100)로 공급하는 토크 컨버터 컨트롤밸브(85)와, 토크 컨버터(100)로 유입되는 오일의 유로를 변경하도록 댐퍼클러치 조정 솔레노이드밸브(150)의 듀티제어에 의해서 전후로 슬라이딩가능한 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)와, 토크 컨버터(100) 내에서 순환되면서 발생되는 마찰저항에 의해서 고온으로 변화된 오일을 냉각시켜 변속부의 각 클러치와 윤활요소로 저온의 오일을 공급하는 오일냉각기(300)와, 토크 컨버터(100)로부터 오일냉각기(300)로 공급되는 오일을 저온일 때만 바이패스시키는 소정의 바이패스수단을 구비한다.

Description

자동변속기의 오일공급시스템

본 발명은 자동변속기의 오일공급시스템에 관한 것으로써, 특히 자동변속기의 토크 컨버터로부터 순환되는 오일의 온도에 따라 오일냉각기로 공급되는 오일의 공급경로를 변환시켜 저온 공회전시 N 레인지 상태의 차량이 전진하는 것을 방지하도록 한 자동변속기의 오일공급시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동변속기는 유성기어세트중 한 회전요소를 고정시키는 클러치 또는 브레이크부재와 같은 마찰요소에 유압을 공급하여 선택적으로 작동시킴으로써 치차 변속장치내의 임의의 회전요소를 변속기의 출력축에 연결하기도 하고 변속기의 케이싱에 대하여 고정하기도하여, 차량의 운전상태(예컨대 차속 및 스로틀밸브의 개도상태)에 따라 변속이 자동적으로 이루어지도록 한 것이다.

이와 같은 종래 자동변속기는 복수의 회전요소를 가지는 유성기어세트가 복수개로 조합되어 있고, 회전요소중 한 요소를 고정시키는 클러치기구 및 브레이크기구와 같은 마찰요소가 채용되어 있으며, 이들 마찰요소에 선택적으로 유압을 공급하여 선택적으로 작동시키는 복수의 제어밸브가 채용되어 있다. 또한, 각 변속단에서 차속 및 스로틀밸브의 개도상태 등을 감지하는 센서기구 등의 신호를 연산하는 트랜스 컨트롤 유니트(TCU)의 전자제어에 의해서 이들 제어밸브는 포트변환이 이루어져 각 마찰요소에 선택적으로 유압을 공급하도록 되어 있다.

이러한 자동변속기의 일 예가 도1에 개략적으로 도시되어 있다. 이는 엔진의 구동과 함께 구동되어 라인압을 생성하며 클러치(10)(20)(30) 및/또는 브레이크(40)(50)에 라인압을 공급하는 오일펌프(60)와; 변속레버의 조작으로 라인압을 진압관로 또는 후진압관로로 선택적으로 분배시켜서 각 클러치(10)(20)(30) 또는 브레이크(40)(50)에 공급시키는 매뉴얼 밸브(70)와; 오일펌프(60)에서 발생한 유압을 일정압인 라인압으로 조절하고 토오크 컨버터(100)에 유압을 공급하는 레귤레이터 밸브(80)와; 트랜스 컨트롤 유니트의 신호에 따라 듀티(duty) 제어되어 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)를 포트변환시키는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드밸브(제 5솔레노이드밸브; 150)를 구비한다.

그리고 엔진 및 변속부에 부착된 각종 센서로부터 입력된 차량 운행 상태의 정보(예컨대, 차속 및 스로틀 밸브의 개도)를 연산하는 트랜스 컨트롤 유니트에 따라 ON/OFF 또는 듀티제어되는 제 1,2,3,4솔레노이드밸브(110,120,130,140)와, 이들 솔레노이드밸브의 제어에 따라 유로를 개폐시켜서 각 클러치(20,30) 및 브레이크(40,50)에 유압을 공급하는 제1,2,3,4압력제어밸브(115,125,135,145)를 구비한다.

상기와 같은 종래 자동변속기의 오일 공급경로는 도 2에 도시된 바와 같이, 오일이 엔진의 구동과 함께 구동되는 오일펌프(60)에서 압송되어 레귤레이터밸브(80)에서 압력이 조정된 다음에 토크 컨버터 컨트롤밸브(85)를 거쳐서 토크 컨버터(100)내로 유입된다.

이어서, 토크 컨버터(100)내로 유입된 오일은 토크 컨버터(100)내의 펌프 및 터빈을 순환하면서 발생되는 마찰저항으로 인해 소정의 온도로 가열되므로, 오일냉각기(300)를 거쳐서 냉각된 다음에 각 클러치 및 윤활요소에 공급된다.

한편, 이러한 오일의 공급경로를 갖는 종래 자동변속기는 다음과 같은 문제점을 갖는다.

상기한 종래 자동변속기의 문제점을 기술하기 앞서, 오일냉각기를 거쳐 클러치내에 전달되는 유압을 설명하기 위하여 리어 클러치 내부를 먼저 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 리테이너(25) 내에 슬라이딩가능하도록 수용되고 소정의 스프링(23)에 의해서 탄성바이어스되는 피스톤(24)과, 이 피스톤(24)을 기준으로하여 분리되는 리테이너(25) 내부의 피스톤유압실(22) 및 원심유압실(28)과, 피스톤(24)의 슬라이딩동작에 따라 클러치동작되는 허브(26)를 구비한다.

따라서, 종래 자동변속기의 문제점은 N 레인지 상태에서 운전자가 엔진의 정상온도를 유지하기 위하여 공회전시키는 레이싱(racing)과정에서 액셀레이터를 밟게 되면, 리어 클러치(20) 내의 피스톤 유압실(22)에 잔류된 유압이 피스톤(24)을 밀어 허브(26)측으로 슬라이딩시켜 전진 클러치작동을 갖게 되므로, 차량이 전진하게 되어 전방의 시설물 또는 다른 차량에 부딪히는 안전사고가 발생하게 된다.

물론, 리어 클러치(20)내에 피스톤 유압실(22)의 잔압으로 인한 안전사고를 방지하기 위하여 원심유압실(28)로 유압을 공급하여 잔압을 상쇄시키도록 되어 있으나, 이 원심유압실(28)로 유압이 공급되기전에 토크 컨버터(100)를 거친 고온의 오일이 오일냉각기(300)를 거쳐서 통과되도록 되어 있다.

따라서, 상기한 오일이 오일냉각기(300)를 거쳐 통과하기 위한 소요시간은 대략 10초정도이므로, 피스톤 유압실(22) 내의 잔압에 대하여 신속하게 응답할수 없는 문제점이 있다.

또한, 상기한 오일냉각기(300)를 통과하여 클러치 및 윤활부로 공급되는 오일이 오일냉각기를 거치지 않고 별도로 공급되는 유로(310) 내에 오리피스(302)가 마련되어 있으나, 이는 주 목적이 오일냉각기(300) 내에 이물질로 인해 유로가 막힐 경우 이를 보조하기 위하여 마련된 것이다.

그런데, 상기한 오리피스(302)는 그 목적에 따라 일정 내경이상으로 마련될 수 없으므로, 오일냉각기(300)의 문제점과 동일하게 외부이물질에 의한 막힘현상이 우려된다.

그리고, 오리피스(302)의 내경을 일정이상으로 할 경우, 고온의 오일이 냉각되지 않은 상태에서 공급될 우려가 있는 또 다른 문제점을 갖게 된다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 창출된 것으로써, 그 목적은 다음과 같다.

첫째, 시동후 레이싱과정에서 클러치 내의 원심유압실에 신속하게 오일이 공급되도록 함으로써, 차량의 돌발 전진현상을 방지하도록 한 자동변속기의 오일공급시스템을 제공하는 데 있다.

둘째, 기존 오일냉각기를 거치지 않도록 오일을 바이패스시키는 유로가 오일의 온도변화에 따라 개폐되도록 함으로써, 이물질로 인한 오리피스의 막힘현상을 방지하도록 한 자동변속기의 오일공급시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 자동변속기를 나타낸 회로도,

도 2는 종래 자동변속기의 ＂N 레인지＂ 상태의 일부를 나타낸 유압회로도,

도 3은 일반적인 자동변속기내의 클러치를 나타낸 부분 절개 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 자동변속기의 오일공급시스템을 나타낸 유압회로도,

도 5는 본 발명의 오일 변화에 따라 개폐되는 써모밸브의 바람직한 실시예를 나타낸 것으로,

도 5a는 본 발명 오일이 고온일 때 써모밸브의 상태를 나타낸 것이고,

도 5b는 본 발명 오일이 저온일 때 써모밸브의 상태를 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 토크 컨버터 300 : 오일냉각기

310 : 유로 320 : 써모밸브

322 : 써모스텟 플레이트 324 : 오리피스

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 자동변속기의 오일공급시스템은 토크 컨버터로부터 공급되는 고온의 오일을 냉각시켜 각 클러치 및 윤활요소로 공급하는 오일냉각기와, 상기 오일냉각기의 양측으로 마련되는 소정의 내경을 갖는 유로와, 상기 유로의 내부에 수용되고 상기 토크 컨버터로부터 공급되는 오일의 온도에 따라 선택적으로 상기 유로를 개폐시켜 오일이 오일냉각기를 거치지 않도록 바이패스시키는 써모밸브를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 자동변속기의 오일공급시스템을 상세히 설명하기로 하되, 종래 자동변속기의 오일공급시스템과 동일한 기계요소는 동일한 기능을 수행하므로 동일부호를 갖는다.

본 발명에 따른 자동변속기의 오일공급시스템은, 도 4 및 도 5를 참조, 엔진 구동에 따라 함께 구동되는 오일펌프(60)로부터 압송된 오일을 일정한 메인라인압으로 조정하여 각 유로에 공급하는 레귤레이터밸브(80)와, 레귤레이터밸브(80)로부터 조정된 유압을 일정하게 유지하여 토크 컨버터(100)로 공급하는 토크 컨버터 컨트롤밸브(85)와, 토크 컨버터(100)로 유입되는 오일의 유로를 변경하도록 댐퍼클러치 조정 솔레노이드밸브(150)의 듀티제어에 의해서 전후로 슬라이딩가능한 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)와, 토크 컨버터(100) 내에서 순환되면서 발생되는 마찰저항에 의해서 고온으로 변화된 오일을 냉각시켜 변속부의 각 클러치와 윤활요소로 저온의 오일을 공급하는 오일냉각기(300)와, 토크 컨버터(100)로부터 오일냉각기(300)로 공급되는 오일을 저온일 때만 바이패스시키는 소정의 바이패스수단을 구비한다.

그외에도, 상기한 오일이 밸브 보디내에 각각의 압력으로 이송되는 유로(222,224,226,228)등이 마련되어 있다.

그중 유로(222)는 레귤레이터밸브(80)로부터 조정된 오일의 유압이 토크 컨버터 컨트롤밸브(85)로 이송되는 구간이고, 유로(224)는 토크 컨버터 컨트롤밸브(85)로부터 일정압으로 조정된 유압이 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)로 이송되는 구간이며, 유로(226)는 토크 컨버터(100)로부터의 유압이 오일냉각기(300)로 이송되는 구간이고, 유로(228)는 오일냉각기(300)를 거치면서 냉각되어 각 클러치 및 윤활요소로 이송되는 구간이다.

더욱 상세하게 설명하면, 바이패스수단은 유로(226)과 유로(228)을 상호 연결하는 별도의 유로(310)가 마련되고, 그 유로(310)의 내부에 온도변화에 따라 개폐가능한 써모밸브(320)가 수용되는 구조를 갖는다.

또, 써모밸브(320)는 오일의 온도 고저에 따라 유로(310)의 개방이 조정되도록 이송되는 오일의 온도가 고온일때는 닫히고, 저온의 오일이 이송되면 유로의 개방량이 많아지는 구조를 가지는 것으로, 이에 적합하도록 온도변화에 따라 자체 변형되는 써모스텟 플레이트(322)와, 그 유로 내에 소정 내경을 갖는 오리피스(324)가 마련됨이 바람직하다.

그리고, 상기한 오리피스(324)는 외부이물질에 의해 막힘현상을 방지하도록 그 내경이 일정 내경이상으로 마련되고, 써모스텟 플레이트(322)는 오일의 온도가 저온일 때 외측으로 회동되어 오리피스(324)로부터 소정간격 이격되고 고온일 때 오리피스(324)측으로 근접되게 변형되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일반적으로 각 유로에 이송되는 오일의 공급경로를 설명하면, 오일펌프(60)로부터 압송된 오일의 유압이 레귤레이터밸브(80)를 거치면서 일정 유압으로 조정되고, 이 유압은 유로(222)를 통해 토크 컨버터 컨트롤밸브(85)로 이송된다.

이후에 토크 컨버터 컨트롤밸브(85)에서 유압을 일정하게 조정하여 유로(224)를 통해서 토크 컨버터(100)측으로 이송시키면, 유압의 경로를 결정하는 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)를 통해서 토크 컨버터(100) 내로 공급된다.

토크 컨버터(100) 내로 유입된 오일은 그 내부의 오일순환과정이 반복됨에 따라 그 유체의 순환에 의한 마찰저항을 받게되고, 이 마찰저항에 따라 고온으로 변화되어 다시 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)로 재이송된다.

이어서, 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)로부터 이송되는 고온의 오일은 유로(226)을 거쳐 오일냉각기(300)를 통해서 저온의 오일로 냉각되어 각 클러치 및 윤활요소로 공급되는 과정은 종래의 것과 동일한 오일공급과정을 갖는다.

한편, 이러한 오일공급과정을 갖기 전(즉, 엔진의 시동직후 오일의 온도가 고온으로 변화되기전)의 오일 순환과정은 다음과 같다.

엔진의 구동에 따라 함께 구동되는 오일펌프(60)로부터 오일이 압송되어 각 유로를 통해서 레귤레이터밸브(80)와 토크 컨버터 컨트롤밸브(85) 및 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)를 거쳐서 토크 컨버터(100)내로 유입되는 과정은 앞서 기술한 바와 동일하다.

그후에 토크 컨버터(100)로부터 댐퍼클러치 컨트롤밸브(90)를 거쳐 이송되는 오일의 온도가 저온일 때 유로(310)내의 써모밸브(320)가 개방되므로, 오일이 오일냉각기(300)를 거치지 않고 곧바로 바이패스되어 유로(228)를 통해 각 클러치 및 윤활요소로 공급된다.

이때, 써모밸브(320)는 써모스텟 플레이트(322)가 오일의 온도에 따라 자체 변형되므로, 오일의 온도가 저온일 때, 오리피스(324)의 내경이 확대 개방되어 저온의 오일이 유로(310)을 통해서 유로(228)로 바이패스된다.

그러므로, 상기한 유로(228)로 바이패스되는 오일의 작동과정을 동 도면 도 3을 다시 참조하여 설명하면, 그 유로(228)로 이송되는 오일은 ＂N 레인지＂상태에서 리어클러치(20)의 원심유압실(28)로 신속하게 공급되어 그 리어클러치의 피스톤 유압실(22)에 잔류된 잔압을 상쇄시키는 응답성이 향상되므로, ＂N 레인지＂ 상태에서 레이싱과정의 차량 전진현상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 어느정도의 시간이 경과된후에 토크 컨버터(100)내의 반복순환과정에서 오일의 온도가 고온이 될 때, 써모스텟 플레이트(322)가 다시 변형되어 원위치(오리피스(324)측)로 복귀되어 오리피스(324)의 내경이 다시 닫히게 된다.

그러므로, 오일의 온도가 고온일때는 앞서 기술한 바와 같이, 유로(310)를 통해 바이패스되지 못하고 오일냉각기(300)를 거쳐서 저온의 오일로 냉각되어 유로(228)로 공급된다.

이상과 같이 설명한 본 발명 자동변속기의 오일공급시스템은 토크 컨버터내에서 순환되어 각 클러치 및 윤활요소로 공급되는 오일의 온도에 따라 오일의 공급경로를 변환시킬 수 있도록 한 것으로, 이에 따르면 ＂N 레인지＂상태에서 레이싱과정중의 차량전진현상과 오일이 이송되는 유로내의 막힘현상을 예방하는 유용한 효과를 갖는다.

Claims

토크 컨버터로부터 공급되는 고온의 오일을 냉각시켜 각 클러치 및 윤활요소로 공급하는 오일냉각기와,

상기 오일냉각기의 양측으로 마련되는 소정의 내경을 갖는 유로와,

상기 유로의 내부에 수용되고 상기 토크 컨버터로부터 공급되는 오일의 온도에 따라 선택적으로 상기 유로를 개폐시켜 오일이 오일냉각기를 거치지 않도록 바이패스시키는 써모밸브를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 오일공급시스템.
제 1항에 있어서, 상기 써모밸브는 상기 유로의 내부에 소정 내경을 가지는 오리피스가 마련되고, 상기 오일의 온도변화에 따라 소정각도로 회동되어 상기 오리피스의 내경을 가변 개폐시키는 써모스텟 플레이트를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 오일공급시스템.