KR100242085B1 - 차량용 자동변속기의 오일 과열 방지시스템 - Google Patents

Abstract

변속오일이 설정치 이상의 온도로 가열되었을 때 유압 시스템으로 공급되는 오일의 일부를 바이패스시킴으로써, 차속을 대폭 감속시키고, 오일의 비등을 방지하여 자동변속기의 손상을 최소화할 수 있도록 한 자동 변속기의 오일 과열방지 시스템을 제공할 목적으로;

자동 변속기의 오일팬에 저장되어 있는 변속 오일의 온도를 감지하는 유온센서와; 상기 유온센서의 전기적인 신호에 따라 온/오프 동작되는 전환 컨트롤러와; 상기 전환 컨트롤러의 온동작에 의하여 배터리의 전원을 인가받아 오일펌프로부터 유압 제어시스템으로 공급되는 유압을 제어하는 유압 제어용 밸브와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 자동변속기의 오일 과열방지 시스템을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 오일 과열 방지시스템

본 발명은 차량용 자동변속기에 주입되는 오일의 과열 방지를 위한 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오일이 설정치 이상의 온도로 가열되었을 때 유압 시스템으로 공급되는 오일의 일부를 바이패스시킴으로써, 차속을 대폭 감속시키고, 오일의 비등을 방지하여 자동변속기의 손상을 최소화할 수 있도록 한 오일 과열방지 시스템에 관한 것이다.

예컨데, 차량용 자동 변속기는 유압을 이용하여 차량의 주행 조건에 따라 자동으로 변속이 이루어지게 한 것으로서, 이는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 유성기어셋트와, 차량의 주행상태에 따라 유성기어셋트의 작동요소 중 적어도 하나 이상을 선택하여 작동시키는 오일압을 제어할 수 있는 유압 제어시스템을 포함하고 있다.

그리고 자동 변속기에 주입되는 오일은 차량의 주행중에 회전력을 전달하는 기능과 윤활 및 냉각 등의 고유기능을 수행함은 물론 오일펌프의 작동에 의해 펌핑되어 다수의 밸브를 통해 선택적으로 유성기어셋트의 작동요소를 구동시키는 마찰요소를 작동시키는 기능을 수행하게 된다.

이에 따라 자동 변속기의 오일은 적당한 온도를 유지하면서 안정된 상태로 공급되는 것이 가장 바람직하지만 그 기능상 과부하가 걸리고 공기의 유입으로 인한 기포의 발생으로 스폰지 현상이 발생되며, 이에 따른 유압 회로상의 온도를 상승과 오일압이 급격히 떨어지는 등의 문제점이 발생된다.

특히, 외부 기온이 30℃이상을 상승하는 하절기에 170 ~ 180 KM/H 정도의 고속으로 2시간정도 운행을 하는 경우에는 오일 온도가 설계 상한치인 150℃를 넘고, 기 이후에는 온도가 급상승하여 240℃까지 상승하게 된다.

이는 오일 온도가 급상승하여도 이를 냉각시켜 줄 수 있는 수단이 마련되어 있지 않거나 설사 냉각수단을 구비하였다고 하더라도 오일 온도의 상승을 막을 수 없기 때문이다.

또한, 상기와 같이 온도가 급상승하는 경우에 운전자가에게 인식시켜 주면, 운전자가 이에 신속하게 대응할 수 있으나, 이 또한 구비되어 있지 않기 때문이다.

이에 따라 오일의 고유기능이 급격히 저하되고, 각 마찰요소의 클러치 디스크가 이상 마모되며, 밸브보디의 각 밸브가 팽창하여 소결되는 등의 문제점이 발생된다.

그리고 오일 온도의 급상승으로 인하여 오일이 급격히 팽창하고, 유량이 팽창하여 유량계 가이드를 타고 유출되어 비산되어 엔진 룸을 오염시킴은 물론 배기계와 접촉되면서 백색 연기와 같은 연무현상을 유발케 함은 물론 심한 경우에는 화재 발생을 초래한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 변속오일이 설정치 이상의 온도로 가열되었을 때 유압 시스템으로 공급되는 오일의 일부를 바이패스시킴으로써, 차속을 대폭 감속시키고, 오일의 비등을 방지하여 자동변속기의 손상을 최소화할 수 있도록 한 자동 변속기의 오일 과열방지 시스템을 제공함에 그 특징이 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 자동 변속기의 오일팬에 저장되어 있는 변속 오일의 온도를 감지하는 유온센서와;

상기 유온센서의 전기적인 신호에 따라 온/오프 동작되는 전환 컨트롤러와;

상기 전환 컨트롤러의 온동작에 의하여 배터리의 전원을 인가받아 오일펌프로부터 유압 제어시스템으로 공급되는 유압을 제어하는 유압 제어용 밸브와;

를 포함하여 이루어지는 차량용 자동변속기의 오일 과열 방지시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 시스템의 구성도.

도 2는 오일이 과열되었을 때의 작동 상태도이다.

도 1은 본 발명에 의한 오일 과열방지 시스템의 구성도로서, 부호 2는 자동 변속기(4)의 오일 온도를 감지하는 유온 센서를 지칭한다.

상기에서 유온센서(2)는 전원인 배터리(6)와 퓨즈(8) 및 이그니션 키이(10)를 개재시켜 전기적으로 연결이 이루어지며, 이의 유온 센서(2)는 온도에 따라 다른 신호를 발생할 수 있는 센서가 사용되며, 검출된 오일온도의 정보를 트랜스밋션 제어유닛(TCU)과 전환 컨트롤러(12)로 전달하게 된다.

상기에서 트랜스밋션 제어유닛(TCU)은 상기 유온 센서(2)로부터 전달받은 신호에 따라 미도시한 엔진 제어유닛과 함께 자동변속기가 최적의 상태로 변속이 이루어지도록 하며, 전환 컨트롤러(12)는 상기 유온 센서(2)로부터 입력되는 전기적인 신호에 따라 스위칭 작동을 하게 된다.

즉, 전환 컨트롤러(12)는 솔레노이드(14)와 스위치부(16)로 이루어지는데, 상기 솔레노이드(14)는 유온센서(2)로부터 입력되는 전기적인 신호에 따라 작동이 이루어지게 되며, 스위치부(16)는 솔레노이드(14)의 작동봉 선단에 형성되는 이동단자(18)와, 이그니션 키이(10)의 후측에 연결되어 후술하는 부품들로 전원을 공급할 수 있도록 연결되는 고정단자(20)로 이루어진다.

이에 따라 유온센서(2)로부터 변속오일의 온도가 설정치 이상으로 가열되었다는 신호가 입력되면 솔레노이드(14)가 작동하여 이동단자(18)가 고정 단자(20)와 접촉됨으로써, 통전이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 전환 컨트롤러(12)의 인출부에는 경보수단인 부저(22)와 유압 제어용 밸브(24)가 전기적으로 연결이 이루어진다.

상기에서 경보수단으로 부저(22)를 한정하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 경보램프등 다른 경보수단이 적용될 수 있음은 물론이다.

그리고 유압 제어용 밸브(24)는 솔레노이드(26)와 방향 전환밸브(28)로 이루어지게 되는데, 상기 솔레노이드(26)는 전환 컨트롤러(12)로부터 인가되는 전원에 의하여 동작이 이루어지게 되며, 방향 전환밸브(28)는 상기 솔레노이드(26)의 동작에 따라 작동하는 밸브스풀(30)의 위치에 따라 자동 변속기의 유압 발생수단인 오일펌프(32)로부터 공급되는 유압을 미도시한 유압 제어시스템 또는 오일팬(34)으로 되돌려 보내는 기능을 수행하게 된다.

즉, 방향 전환밸브(28)에 있어서, 상기 밸브 스풀(30)이 내장되는 밸브보디는 상기 오일펌프(32)와 관로(36)로 연결되어 유압을 공급받는 제1 포트(38)와, 상기 관로(36)로부터 분기되는 연통되는 제2 포트(40)와, 선택적으로 상기 제1 포트(38)와 완전 연통 또는 1/2 정도로 연통되어 유압 제어시스템으로 유압을 공급하는 제3 포트(42)와, 선택적으로 상기 제2 포트(40)와 1/2 정도로 연통되어 오일팬(34)으로 유압을 배출시키는 제4포트(44)를 포함하여 이루어진다.

그리고 밸브스풀(30)은 상호 소정의 간격을 두고 이격되어 제1,3 포트(38)(42)의 연통을 제어하는 제1,2 랜드(46)(48)와, 상기 제2 랜드(48)와 함께 제2,4 포트(40)(44)의 연통을 제어하는 제5랜드(50)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면 정상적인 운전 상태에서는 도 1에서와 같이 전환 컨트롤러(12)가 오프 상태를 유지하여 오일펌프(32)로부터 공급되는 유압이 유압제어용 밸브(24)를 통하여 정상적으로 유압제어시스템을 공급되면서 자동변속기의 변속기능을 수행하게 된다.

그러나 고속운전 등 제반조건에 의하여 자동변속기(4)의 변속오일이 과열되어 설계치 이상으로 온도가 상승하면, 유온 센서(2)에서는 이의 신호를 트랜스밋션 제어유닛(TCU)과 전환 컨트롤러(12)로 보내어진다.

그러면 전환 컨트롤러(12)가 도2 에서와 같이, 온동작되면서 배터리(6)의 전원이 부저(22)와 유압제어용 밸브(24)로 인가되면서 부저(22)가 울려 현재 변속오일의 온도가 설계치 이상으로 과열되어 있음을 운전자에게 알리게 된다.

그리고 유압제어용 밸브(24)에서는 솔레노이드(26)가 작동하면서 밸브스풀을 이동시켜 제1포트(38)와 제3 포트(42), 제2포트(40)와 제4 포트(44)가 각각 1/2정도로 연통되도록 한다.

이와 같은 상태로 포트들이 연통되면, 유압 제어시스템으로 공급되던 유압의 일부가 배출됨으로써, 유압 제어시스템으로 공급되는 유압이 현저히 줄어들게 되는 바, 자동 변속기의 작동은 거의 정지상태에 이르면서 감속되어 아주 낮은 속도로 주행할 수 밖에 없게 된다.

이러한 상태에서는 엔진의 회전수를 상승시켜도 자동변속기에 형성되는 유압이 거의 배출됨으로써, 고속 주행이 불가능합니다.

그러면 운전자는 차량을 잠시 주차시켜 변속오일이 냉각된 후에 주행을 다시 시도하면 된다.

도면 중 미설명 부호 52는 오일펌프(32)로부터 압송되는 오일압이 설정치 이상으로 압송될 때 이를 배출시켜 주는 공지의 릴리이프 밸브이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 자동 변속기의 변속오일이 과열되면 이를 운전자가 알 수 있도록 자동적으로 경보하여 주고 해제하고, 구조적으로 차량이 고속 주행이 이루어질 수 없도록 함으로써, 자동변속기의 과열 사태를 미연에 방지하여 내구성을 향상시키며, 변속오일의 비등으로 인한 오버 플로우를 방지하여 엔진룸의 오염이나 화제발생을 미연에 방지할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 자동 변속기의 오일팬에 저장되어 있는 변속 오일의 온도를 감지하는 유온센서와;

   상기 유온센서의 전기적인 신호에 따라 온/오프 동작되는 전환 컨트롤러와;

   상기 전환 컨트롤러의 온동작에 의하여 배터리의 전원을 인가받아 오일펌프로부터 유압 제어시스템으로 공급되는 유압을 제어하는 유압 제어용 밸브와;

   를 포함하여 이루어지는 차량용 자동변속기의 오일 과열방지 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 전환 컨트롤러는 유온센서로부터 입력되는 전기적인 신호에 따라 작동이 이루어지는 솔레노이드와;

   상기 솔레노이드의 작동봉 선단에 형성되는 이동단자와, 상기 이동단자의 연결에 의하여 통전이 이루어지는 고정단자로 이루어지는 스위치부와;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 오일 과열 방지시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 유압 제어용 밸브는 상기 전환 컨트롤러로부터 인가되는 전원에 의하여 동작이 이루어지는 솔레노이드와;

   상기 솔레노이드의 동작에 따라 작동하는 밸브스풀의 위치에 따라 자동 변속기의 유압 발생수단인 오일펌프로부터 공급되는 유압을 제어하는 방향 전환밸브와;

   를 포함하여 이루어지는 차량용 자동변속기의 오일 과열 방지시스템.
4. 청구항 3에 있어서, 방향 전환밸브는 상기 오일펌프와 관로로 연결되어 유압을 공급받는 제1 포트와, 상기 관로로부터 분기되는 연통되는 제2 포트와, 선택적으로 상기 제1 포트와 완전 연통 또는 1/2 정도로 연통되어 유압 제어시스템으로 유압을 공급하는 제3 포트와, 선택적으로 상기 제2 포트와 1/2 정도로 연통되어 오일팬으로 유압을 배출시키는 제4포트로 이루어지는 밸브보디와;

   상호 소정의 간격을 두고 이격되어 제1,3 포트의 연통을 제어하는 제1,2 랜드와, 상기 제2 랜드와 함께 제2,4 포트의 연통을 제어하는 제5랜드로 이루어지는 밸브스풀과;

   를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 오일 과열 방지시스템.
5. 청구항 1에 있어서, 전환 컨트롤러의 후측에 경보수단을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 오일 과열 방지시스템.
6. 청구항 5에 있어서, 경보수단은 경보부저로 형성함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 오일 과열 방지시스템.

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