KR100376858B1 - 자동변속기의 유압제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것으로, 오일펌프로부터 토출되는 작동유를 일정 수준의 라인압으로 조압하는 레귤레이터밸브측에 압력을 축적할 수 있는 어큐뮬레이터를 마련하고서, 변속시 해당 작동요소에서 소요되는 라인압을 어큐뮬레이터에서 축적하고 있는 작동유로부터 공급할 수 있도록 함으로써, 이 경우에 한해 이루어지는 오일펌프의 무부하상태 구동을 통해 불필요한 엔진의 동력손실을 줄일 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 오일펌프(10)로부터 토출된 작동유를 일정 수준의 라인압으로 조압하는 레귤레이터밸브(12)에 연결되어 이로부터 조압된 라인압을 일정 수준까지 축적하는 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)를 구비하고서, 이 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에 축적된 라인압을 압력제어 솔레노이드밸브(14)를 통해 작동요소(18)에 공급하여 상기 오일펌프(10)를 무부하상태로 구동시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동변속기의 유압제어장치{pressure control system for automatic transmission}

본 발명은 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오일펌프로부터 생성되어 레귤레이터밸브에 의해 조압되는 라인압을 소정의 어큐뮬레이터에 저장하고서, 변속시 해당 작동요소에서 필요한 라인압을 어큐뮬레이터에서 축적하고 있는 작동유로부터 공급할 수 있도록 함으로써, 이 경우에 한해 이루어지는 오일펌프의 무부하상태 구동을 통해 불필요한 엔진의 동력손실을 줄일 수 있도록 하는 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기는 주행중 엔진으로부터 출력되는 구동력을 주행상태에 따라 다단계로 변화시킬 수 있도록 하는 장치인 바, 이는 다단의 변속단을 형성하는 유성기어장치에서 해당 마찰요소를 작동시킴으로써 가능한 것이다.

또한, 상기 자동변속기의 구성을 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같은 바, 즉 상기 자동변속기는 엔진의 크랭크축과 변속기 사이에 위치하여 엔진으로부터 발생된 토오크를 증배시켜 변속기의 입력축으로 전달하는 토오크컨버터와; 선기어와 캐리어 및 링기어 등 다수의 기어류에 의해 소정의 기어열을 이룸과 더불어, 변속시 상기 해당 기어열과 변속기의 입력축 내지 변속기의 케이스 사이를 연결하여 동력의 전달 및 작동의 제한을 선택적으로 실시하는 다수의 마찰요소(유압 및 기구적으로 작동되는 클러치와 브레이크류의 기계요소)를 포함하고서 다단의 변속단을 형성하는 유성기어장치; 수동변속시 선택된 변속모드 내지 자동변속시 기 설정된 변속패턴으로의 동작을 위해 상기 유성기어장치의 해당 마찰요소에 대한 유압의 공급 및 해제를 절환시키는 소정의 방향절환 및 압력제어용 밸브류와, 이 밸브류를 설치함과 더불어 해당 마찰요소로의 유로를 형성하는 밸브바디를 포함하는 유압제어장치 및; 변속시 선택된 변속모드 내지 기설정된 변속패턴으로의 동작을 위해 상기 유압제어장치의 특정 밸브류들을 각각 온/오프제어 내지 듀티 제어하기 위해 해당 제어신호를 출력하는 변속제어장치로 이루어진다.

여기서, 상기 자동변속기의 유압제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터 구동력을 전달받아 동작되는 오일펌프(10)와, 이 오일펌프(10)로부터 토출되는 유량을 일정한 압력(이하 라인압으로 기재함)으로 조압하는 레귤레이터밸브(12), 이 레귤레이터밸브(12)로부터 조압된 라인압으로 압력제어를 행하는 압력제어 솔레노이드밸브(14), 이 압력제어 솔레노이드밸브(14)에 의해 압력제어된 작동유를 공급 내지 차단시키는 스위칭용 제어밸브(16) 및, 이 제어밸브(16)에 의해 공급되는 작동유에 의해 체결 및 해방이 이루어지는 클러치나 브레이크류의 작동요소(18)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제어밸브(16)로부터 작동요소(18)에 이르는 관로상에는 유압의 변동을 흡수하도록 된 어큐뮬레이터(20)가 설치되어 있다.

따라서, 주행중 상기 유압제어장치는 다단의 유성기어장치의 해당 작동요소(18)에 라인압을 공급 내지 차단시켜 주행상태에 부합하는 변속단이 자동적으로 출력될 수 있도록 한다.

그런데, 상기와 같이 구성되는 자동변속기의 유압제어장치에서 상기 오일펌프(10)는 대기압 상태의 작동유를 엔진의 동작시 끊임없이 토출하여 레귤레이터밸브(12)에 송출해야 하고, 이 레귤레이터밸브(12)에서는 오일펌프(10)로부터 토출된작동유를 라인압으로 조압시켜야만 하므로, 상기 오일펌프(10)의 측면에서 볼 때 상기 레귤레이터밸브(12)는 부하로 작용하는 것일 뿐만 아니라, 상기 레귤레이터밸브(12)는 오일펌프(10)의 효율을 저하시키게 되는 원인이 되고 있는 실정이다.

또한, 상기 레귤레이터밸브(12)에서 조압되는 라인압의 정도는 유성기어장치의 해당 마찰요소에서 필요로 하는 최대 부하압을 고려하는 수준인 바, 이와 같은 최대 부하압을 고려한 라인압은 정상 주행시에는 항상 필요로 하는 것이 아니고 특정한 경우에 한해서 필요한 것이므로, 정상 주행시 최대 부하압을 고려하여 조압된 라인압은 변속시 잉여압력이 되므로 엔진 구동력의 효율적인 활용의 측면에서 고려할 때 손실의 요인으로 작용하고 있다.

이에 따라, 근래에 들어서는 상기 레귤레이터밸브(12)에 인가되는 신호압을 가변적으로 제어하여 다양한 크기의 라인압을 생성하도록 하는 이른 바 라인압 가변제어장치가 제안되었는 바, 이 라인압 가변제어장치는 고가의 솔레노이드밸브가 필요로 할 뿐만 아니라, 이를 변속단에 따라 적절하게 제어해야 하므로 변속제어가 복잡해 진다는 단점이 있다.

또한, 상기 라인압 가변제어장치는 오일펌프(10)의 부하압과 부하유량을 최적의 상태(무부하상태)로 제어하기에는 곤란한 구조적인 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 오일펌프로부터 토출되는 작동유를 일정 수준의 라인압으로 조압하는 레귤레이터밸브측에 압력을 축적할 수 있는 어큐뮬레이터를 마련하고서, 변속시 해당 작동요소에서 소요되는 라인압을 어큐뮬레이터에서 축적하고 있는 작동유로부터 공급할 수 있도록 함으로써, 이 경우에 한해 이루어지는 오일펌프의 무부하상태 구동을 통해 불필요한 엔진의 동력손실을 줄일 수 있도록 하는 자동변속기의 유압제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오일펌프로부터 토출된 작동유를 일정 수준의 라인압으로 조압하는 레귤레이터밸브에 연결되어 이로부터 조압된 라인압을 일정 수준까지 축적하는 에너지 축적용 어큐뮬레이터를 구비하고서, 이 에너지 축적용 어큐뮬레이터에 축적된 라인압을 압력제어 솔레노이드밸브를 통해 작동요소에 공급하여 상기 오일펌프를 무부하상태로 구동시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터에는 오일펌프의 부하상태의 구동시 레귤레이터밸브로부터 조압된 라인압을 압력제어 솔레노이드밸브와 에너지 축적용 어큐뮬레이터로 동시에 공급하도록 함과 더불어, 상기 오일펌프의 무부하상태의 구동시 에너지 축적용 어큐뮬레이터에 축적된 라인압만을 상기 압력제어 솔레노이드밸브에 공급하도록 하는 방향전환밸브가 부가된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 자동변속기의 유압제어장치를 개략적으로 도시한 블럭도.

도 2는 본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어장치에서 부하시의 상태를 개략적으로 도시한 블럭도

도 3은 도 2에 도시된 자동변속기의 유압제어장치에서 무부하시의 상태를 개략적으로 도시한 블럭도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-오일펌프 12-레귤레이터밸브

14-압력제어 솔레노이드밸브 16-제어밸브

18-작동요소 20-어큐뮬레이터

22-에너지 축적용 어큐뮬레이터 22a-압력감지용 센서

24-방향전환밸브 26-제어유니트

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어장치에서 부하시의 상태를 개략적으로 도시한 블럭도이고, 도 3은 도 2에 도시된 자동변속기의 유압제어장치에서 무부하시의 상태를 개략적으로 도시한 블럭도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 자동변속기의 유압제어장치를 도시한 도 1에서와 동일한 참조부위에는동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터 구동력을 전달받아 동작이 이루어지는 오일펌프(10)와, 이 오일펌프(10)로부터 토출되는 유량을 일정한 수준의 라인압으로 조압하는 레귤레이터밸브(12), 이 레귤레이터밸브(12)로부터 조압된 라인압으로 압력제어를 행하는 압력제어 솔레노이드밸브(14), 이 압력제어 솔레노이드밸브(14)에 의해 압력제어된 작동유를 공급 내지 차단시키는 스위칭용 제어밸브(16) 및, 이 제어밸브(16)에 의해 공급되는 작동유에 의해 체결 및 해방이 이루어지는 클러치나 브레이크류의 작동요소(18)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제어밸브(16)로부터 작동요소(18)에 이르는 관로상에는 유압의 변동을 흡수하도록 된 어큐뮬레이터(20)가 설치되어 있다.

또한, 상기 레귤레이터밸브(12)와 압력제어 솔레노이드밸브(14) 사이에는 상기 레귤레이터밸브(12)로부터 조압된 라인압의 작동유를 일정 수준까지 축적할 수 있는 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)가 구비되어 있고, 상기 레귤레이터밸브(12)와 압력제어 솔레노이드밸브(14) 내지 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22) 사이에는 라인압의 공급경로를 절환시킬 수 있는 방향전환밸브(24)가 마련되어 있다.

여기서, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)는 라인압을 가지는 작동유를 일정 수준에 이르기까지 축적할 수 있는 정도의 용적을 가지는 것으로서, 상기 오일펌프(10)의 구동에 의해 토출되는 작동유에 라인압을 부여하는 레귤레이터밸브(12)의 조압작용없이도 소정 기간에 걸쳐 작동요소(18)의 체결을 위한 라인압을 안정된 상태에서 지속적으로 공급할 수 있게 해 주는 것이다.

즉, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)는 이에 축적된 라인압을 가지는 작동유를 레귤레이터밸브(12)의 조압작용없이도 작동요소(18)에 공급하는 경우에 있어, 상기 오일펌프(10)를 이른 바 무부하상태로 구동시킬 수 있도록 하는 것이다.

그리고, 상기 방향전환밸브(24)는 오일펌프(10)의 작동에 의해 레귤레이터밸브(12)로 공급되어 라인압 수준으로 조압되는 작동유를 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)의 완전 축적이 종료되는 시점까지 상기 압력제어 솔레노이드밸브(14)와 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)로 동시에 공급할 수 있도록 함과 더불어, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에서 라인압을 가지는 작동유의 완전 축적이 종료된 시점부터는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)로부터 압력제어 솔레노이드밸브(14)에 직접 라인압을 공급할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 방향전환밸브(24)는 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에서 작동유의 완전 축적이 종료된 시점에서 상기 레귤레이터밸브(12)로부터 공급되는 라인압은 도 3에 굵은 점선으로 도시된 바와 같이, 바로 드레인시킬 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에는 내부에 축적되는 라인압을 가지는 작동유가 제한 용량까지 축적되는 시점과 완전 소모되는 시점을 각각 감지하는 압력감지용 센서(22a)가 구비되어 있고, 이 압력감지용 센서(22a)는 제어유니트(26)와 연결되어, 상기 압력제어 솔레노이드밸브(14)는 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)내의 라인압을 가지는 작동유의 축적상태를 감지하여 제어유니트(26)에 출력하도록 되어 있다.

그리고, 상기 제어유니트(26)는 방향전환밸브(24)와 연결되어 이의 작동을 제어하도록 되어 있는 바, 상기 제어유니트(26)는 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)의 내부압력이 완전 축적된 상태인 경우에 상기 방향전환밸브(24)의 동작을 제어하여 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)로부터 라인압이 압력제어 솔레노이드밸브(14)로 공급될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에서 라인압을 가지는 작동유가 완전 축적이 되는 시점까지는 상기 레귤레이터밸브(12)로부터 조압된 라인압이 방향전환밸브(24)를 통해 압력제어 솔레노이드밸브(14)와 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)로 동시에 공급되고, 이 상태에서 상기 오일펌프(10)는 부하상태로 구동하게 된다.

그리고, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에서 라인압을 가지는 작동유가 완전 축적이 종료된 시점에는 상기 압력감지용 센서(22a)가 이를 감지하여 제어유니트(26)로 신호보내게 되고, 이 제어유니트(26)는 상기 방향전환밸브(24)의 동작을 제어하여 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에 축적된 라인압이 상기 압력제어 솔레노이드밸브(14)로 공급되어 해당 작동요소(18)를 체결 내지 해방시킬 수 있게 한다.

이 경우에 있어, 상기 레귤레이터밸브(12)와 압력제어 솔레노이드밸브(14) 사이는 차단되므로, 상기 오일펌프(10)는 무부하상태로 구동될 수 있어 엔진으로부터 전달되는 구동력중 오일펌프(10)에서 소비되는 동력을 배제할 수 있으므로, 기관 전체의 동력효율의 측면에서 고려할 때 유리함이 있게 된다.

한편, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)를 통해 압력제어 솔레노이드밸브(14)로 공급되는 라인압이 소진되는 경우에는 이를 상기 압력감지용 센서(22a)가 감지하여 제어유니트(26)로 출력하게 되고, 이 제어유니트(26)는 방향전환밸브(24)의 동작을 제어하여 다시 도 2의 상태로 유압제어장치를 작동할 수 있으므로, 상기 작동요소(18)에는 원활한 라인압의 공급이 가능하고, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에는 다시 라인압의 축적이 이루어질 수 있게 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어장치에 의하면, 상기 레귤레이터밸브(12)와 압력제어 솔레노이드밸브(14) 사이에 별도로 라인압을 가지는 작동유의 축적이 가능한 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)를 구비함으로써, 상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에 축적된 라인압을 매개로 해당 작동요소(18)의 체결 및 해방을 가능하게 함과 더불어, 이 경우에 있어 상기 오일펌프(10)를 무부하상태로 구동시킬 수 있으므로, 기관의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같이 오일펌프(10)를 부하상태 내지 무부하상태로 시킬 수 있게 되면, 최소한 무부하 구동상태에서는 최대 부하압으로 설정되는 라인압의 조압에 의한 불필요한 동력의 손실을 방지할 수 있게 된다.

또한, 종래와 같이 라인압 가변제어장치의 구성에 필요한 고가의 솔레노이드밸브 없이도 본 발명의 유압제어장치를 활용한다면 어느 정도의 수준까지 동력의 효율적인 활용이 가능해 지게 된다.

Claims (4)

1. 오일펌프(10)로부터 토출된 작동유를 일정 수준의 라인압으로 조압하는 레귤레이터밸브(12)에 연결되어 이로부터 조압된 라인압을 가지는 작동유를 일정 수준까지 축적하는 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)를 구비하고서, 이 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에 축적된 라인압을 압력제어 솔레노이드밸브(14)를 통해 작동요소(18)에 공급하여 상기 오일펌프(10)를 무부하상태로 구동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에는 내부에 축적되는 라인압을 가지는 작동유가 제한 용량까지 축적되는 시점과 완전 소모되는 시점을 각각 감지하는 압력감지용 센서(22a)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에는 오일펌프(10)의 부하상태의 구동시 레귤레이터밸브(12)로부터 조압된 라인압을 압력제어 솔레노이드밸브(14)와 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)로 동시에 공급하도록 함과 더불어, 상기오일펌프(10)의 무부하상태의 구동시 에너지 축적용 어큐뮬레이터(22)에 축적된 라인압만을 상기 압력제어 솔레노이드밸브(14)에 공급하도록 하는 방향전환밸브(24)가 부가된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 방향전환밸브(24)에는 압력감지용 센서(22a)로부터 입력신호를 받아 라인압의 공급경로를 변경시키는 제어신호를 출력하는 제어유니트(26)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.