KR100350121B1 - 무단 변속기의 오일펌프 구동장치 - Google Patents

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Abstract

오일펌프의 토출 유량을 필요 유량과 동일하게 하여 불필요한 오일펌프 구동으로 인한 동력 손실을 최소화로 연비를 향상시킬 수 있도록 한 무단 변속기의 오일펌프 구동장치를 제공할 목적으로;
무단 변속기의 입력축에 의해 구동되면서 무단 변속기의 풀리 직경을 가변하는데 사용되는 유압을 생성하는 오일펌프의 구동장치를 형성함에 있어서,
상기 입력축상에 고정 및 이동 풀리를 구비하여 배치되는 구동 풀리와; 상기 입력축과 평행하게 배치되는 오일펌프 축상에 고정 및 이동 풀리를 구비하여 배치되는 피동 풀리와; 상기 구동 및 피동 풀리를 연결하는 벨트를 포함하는 무단 변속 기구로 이루어지되,
상기 구동 풀리는 탄성부재에 의해 추력이 제어되고, 피동 풀리는 유압에 의해 추력이 제어되도록 구성한 무단 변속기의 오일펌프 구동장치를 제공한다.

Description

무단 변속기의 오일펌프 구동장치{DRIVE SYSTEM OF OIL PUMP FOR CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은 차량용 무단 변속기에 적용되어 무단 변속에 필요한 유압을 생성하는 오일펌프의 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 회전수에 따라 가변적으로 유압을 생성할 수 있도록 하여 불필요한 동력 손실을 최소화할 수 있도록 한 오일펌프 구동장치에 관한 것이다.
예컨대, 차량의 변속기에는 엔진의 회전력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속기에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속기와, 차량의 주행 조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속기와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속기로 대별된다.
상기와 같은 변속기에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동 변속기의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달 성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속기에 관계하며, 이의 무단 변속기는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경 변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.
이러한 무단 변속기에 있어서, 구동 및 피동축 풀리는 고정측 풀리와 이동측 풀리로 이루어져 가변측 풀리의 후측에 형성된 유압 쳄버에 작용하는 유압에 의해 구동 토크에 알맞은 수준으로 가변측 풀리가 금속 벨트 측면에 추력을 가하게 되며, 이들 풀리의 직경 변환에 따라 무단 변속이 이루어지게 되는 것이다.
이와 같이 벨트 풀리의 직경 가변에 동력원으로 사용되는 유압은 무단 변속기 자체내에 배치된 오일펌프에 의해 생성되는데, 이러한 오일펌프를 구동함에 있어서, 종래에는 도 4에서와 같이, 구동축(100)에 오일펌프 구동 스프로켓(102)를 배치하고, 오일펌프 축(104)에는 피동 스프로켓(106)를 배치하여 상호 체인(108)으로 연결함으로써, 체인 구동에 의하여 오일펌프를 구동시킬 수 있도록 구성하고 있는 것이 통상적이다.
그리고 다른 예로서는 기어 전동 수단을 이용하는 구동장치가 주로 사용되어 무단 변속기의 구동축 회전력을 가감없이 그대로 전달받아 오일펌프를 구동하거나 대략 1.25배 정도 증속시켜 오일펌프를 구동토록 하고 있다.
그러나 상기와 같이 오일펌프를 구동시키면, 고정 용량형으로 이루어지기 때문에 저속 영역에서는 필요 유량을 만족시킬 수 있다는 장점은 있으나, 도 5에서와 같이, 고속에서 토출 유량이 많아져 남는 유량만큼의 동력 손실이 이루어진다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 오일펌프의 토출 유량을 필요 유량과 동일하게 하여 불필요한 오일펌프 구동으로 인한 동력 손실을 최소화로 연비를 향상시킬 수 있도록 한 무단 변속기의 오일펌프 구동장치를 제공함에 있다.
도 1은 오일펌프의 적용된 부위를 보이기 위한 무단 변속기의 일실시예도.
도 2는 본 발명의 요부 구성도.
도 3은 본 발명의 작용 효과를 설명하기 위한 그래프 선도.
도 4는 종래 구동장치의 일예도.
도 5는 종래 오일펌프에 의한 토출 유량을 보인 그래프 선도이다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은, 무단 변속기의 입력축에 의해 구동되면서 무단 변속기의 풀리 직경을 가변하는데 사용되는 유압을 생성하는 오일펌프의 구동장치를 형성함에 있어서,
상기 입력축상에 고정 및 이동 풀리를 구비하여 배치되는 구동 풀리와; 상기 입력축과 평행하게 배치되는 오일펌프 축상에 고정 및 이동 풀리를 구비하여 배치되는 피동 풀리와; 상기 구동 및 피동 풀리를 연결하는 벨트를 포함하는 무단 변속 기구로 이루어지되,
상기 구동 풀리는 탄성부재에 의해 추력이 제어되고, 피동 풀리는 유압에 의해 추력이 제어되도록 구성한 무단 변속기의 오일펌프 구동장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 적용 부위를 나타내기 위한 무단 변속기의 구성도로서, 엔진(E/G)의 회전 동력을 토오크 컨버터(2)을 통해 전달받는 입력축(4)은 동일축선상으로 배치되는 제1 축(6)과의 사이에 전, 후진 제어 기구(8)인 더블 피니언 유성기어셋트를 두고 연결되는데, 입력축(4)은 상기 전, 후진 제어 기구(8)의 유성 캐리어(10)에 연결되고, 이 유성 캐리어(10)는 클러치(C1)을 개재시켜 선기어(12)와 직결되어 있는 제1축(6)과 연결된다.
그리고 전, 후진 제어 기구(8)의 링기어(14)는 브레이크(B)를 개재시켜 변속기 하우징(16)과 연결하되, 상기 클러치(C)와 브레이크(B)의 작동에 따라 전,후진이 제어된다.
또한 상기 제1축(6)의 말단부와 이 제1축(6)과 일정 간격을 두고 이격되어 있는 제2축(18)에는 직경이 가변되는 구동 및 종동 풀리(20)(22)와, 상기 풀리를 상호 연결하여 주는 벨트(24)를 포함하는 무단 변속 기구(26)가 배치된다.
상기에서 구동 및 종동 풀리(20)(22)는 직경의 변화에 의하여 무단 변속이 이루어지게 되며, 회전속도 변화 조건은, 구동 풀리(20)와 종동 풀리(22)의 외경이 동일하면 동속이고, 구동 풀리(20)의 외경이 종동 풀리(22의 직경 보다 큰 경우에는 증속, 구동 풀리(20)의 직경이 종동 풀리(22)의 직경보다 작은 경우에는 감속이 이루어지는 것으로서, 이러한 동작이 연속적으로 이루어져 무단 변속이 가능해지는 것이다.
그리고 상기의 과정을 거쳐 무단 변속이 이루어지는 출력은 중간축(28)과 디프렌셜(30)를 통해 구동축을 구동시키게 되는 것이다.
이러한 무단 변속기에 있어서, 오일펌프(40)는 도 1과 같이 입력축(4)과 이웃해서 배치되어 있다.
이러한 오일펌프(40)의 구동장치를 형성함에 있어서, 본 발명은 도 2에서와 같이, 벨트식 무단 변속 기구(42)를 이용한 것이다.
즉, 입력축(4)상에 구동 풀리(44)를 배치하고, 오일펌프 축(46)상에 피동 풀리(48)를 배치하여 벨트(V)에 의해 구동되도록 하되, 구동 풀리(44)는 탄성부재(50)에 의해 추력이 제어되고, 피동 풀리(48)는 유압에 의해 추력이 제어되도록 구성하였다.
이를 위하여 상기 구동 풀리(44)는 입력축(4)에 일체 또는 고정적으로 배치되는 고정풀리(52)와 입력축(4)에서 축방향 이동이 가능하도록 배치되는 이동 풀리(54)로 이루어지되, 이의 이동 풀리(54)와 변속기 하우징(16) 사이에는 탄성부재(50)가 배치되는 구성을 갖는다.
그리고 피동 풀리(48)는 오일펌프 축(46)에 일체 또는 고정적으로 배치되는 고정풀리(56)와 오일펌프 축(46)에서 축방향 이동이 가능하도록 배치되는 이동 풀리(58)로 이루어지되, 이의 이동 풀리(58)측에는 케이싱 부재(60)가 설치되어 이들 사이에 유압 쳄버(62)를 형성하고 있으며, 이 유압 쳄버(62)는 오일펌프 축(46)에 형성된 유로(64)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 구성되어 있다.
그리고 상기 피동 풀리(48)의 유압 쳄버(62)에 유압을 공급함에 있어서는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의해 제어되면서 유로를 개폐하는 솔레노이드 밸브(66)와, 상기 솔레노이드 밸브(68)로부터 공급되는 유압에 의해 포트 변환이 이루어지면서 상기 유압 쳄버(62)에 유압을 공급하거나 배출하는 방향 전환 밸브(70)를 포함하여 이루어진다.
상기에서 솔레노이드 밸브(66)는 공지 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 하며, 방향 전환 밸브(70)의 밸브 보디는 상기 솔레노이드 밸브(68)로부터 제어압을 공급받는 제1포트(72)와, 작동압을 공급받는 제2포트(74)와, 상기 제2포트(74)로 공급되는 유압을 유압 쳄버(62)로 공급하는 제3포트(76)와, 상기 제3포트(74)로 공급되는 유압의 일부를 제1 포트(72)의 반대측에 제어압으로 공급하는 제4포트(78)를 보유하게 된다.
그리고 상기 밸브 보디에 내장되는 밸브 스풀은 상기 제1포트(72)로 공급되는 유압에 작용하며, 탄성부재(80)에 의해 탄지되는 제1랜드(82)와, 상기 제4포트(78)로 공급되는 유압에 작용하며, 상기 제1랜드(82)와 함께 제2, 3포트(74)(76)을 연통시키는 제2랜드(84)를 포함하여 이루어진다.
이에 따라 솔레노이드 밸브(68)로부터 제어압이 공급되면 밸브 스풀의 제1랜드(82)는 탄성부재(80)의 탄발력과 제어압을 동시에 받게 되는 바, 도면에서 좌측으로 이동하면서 제2포트(74)와 제3포트(76)를 개방시켜 유압 쳄버(62)이 유압이 공급되도록 하는데, 이때에는 솔레노이드 밸브(68)의 듀티율에 따른 제어압의 크기에 따라 그 압이 결정된다.
이와 같이 유압이 유압 쳄버(62)로 공급된다는 것은 이동 풀리(58)가 고정풀리(56)측으로 전진하게 되는 바, 피동 풀리(42)의 직경이 커지면서 감속이 이루어지면서 오일펌프(40)의 오일 토출량이 작아지게 된다.
그리고 반대로 솔레노이드 밸브(68)가 제어가 이루어지지 않을 때에는 제어압이 공급되지 않은 바, 제2 포트(74)로 공급되는 유압과 제4포트(78)로 공급되는 유압에 의하여 밸브 스풀이 도면의 우측으로 이동하면서 제2 포트(74)의 가구 면적을 줄임으로써, 유압 쳄버(62)로 공급되는 제어압은 작아지게 되는 것이다.
그러면 피동 풀리(44)가 고정풀리(56)와 멀어지면서 피동 풀리(42)의 직경이 작아지면서 증속되어 토출 유량이 커지게 되는 것이다.
그리고 상기 트랜스밋션 제어유닛(TCU)은 엔진 회전수 센서(84)와 출력 회전수(86)로부터 정보를 입력받아 기입력되어진 데이터와 비교 판단하여 상기 솔레노이드 밸브(68)의 듀티율을 제어함으로써, 도 3에서와 같이 필요한 유량만큼 실제 오일펌프의 토출 유량을 제어하게 되는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 엔진의 회전수 및 출력 회전수에 따라 오일펌프의 회전수를 가변 조절함으로써, 불필요한 유압 생성에 따른 동력 손실을 최소화하여 연비를 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

  1. 무단 변속기의 입력축에 의해 구동되면서 무단 변속기의 풀리 직경을 가변하는데 사용되는 유압을 생성하는 오일펌프의 구동장치를 형성함에 있어서,
    상기 입력축상에 고정 및 이동 풀리를 구비하여 탄성부재에 의해 추력이 제어되도록 배치되는 구동 풀리와; 상기 입력축과 평행하게 배치되는 오일펌프 축상에 고정 및 이동 풀리를 구비하여 유압에 의해 추력이 제어되도록 배치되는 피동 풀리와; 상기 구동 및 피동 풀리를 연결하는 벨트를 포함하는 무단 변속 기구로 이루어지되,
    상기 피동풀리의 유압을 제어하는 유압 제어 기구는 엔진 회전수 센서 및 출력 회전수 센서의 정보에 따른 트랜스밋션 제어유닛에 의해 제어되면서 유로를 개폐하는 솔레노이드 밸브와,
    상기 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 유압에 의해 포트 변환이 이루어지면서 상기 유압 쳄버에 유압을 공급하거나 배출하는 방향 전환 밸브를 포함하여 이루어지는 무단 변속기의 오일펌프 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 방향 전환 밸브는 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제1포트와, 작동압을 공급받는 제2포트와, 상기 제2포트로 공급되는 유압을 유압 쳄버로 공급하는 제3포트와, 상기 제3포트로 공급되는 유압의 일부를 제1 포트의 반대측에 제어압으로 공급하는 제4포트를 보유하는 밸브 보디와;
    상기 제1포트로 공급되는 유압에 작용하며, 탄성부재에 의해 탄지되는 제1랜드와, 상기 제4포트로 공급되는 유압에 작용하며, 상기 제1랜드와 함께 제2, 3포트를 연통시키는 제2랜드를 보유하는 밸브 스풀을 포함하여 이루어지는 무단 변속기의 오일펌프 구동장치.
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