KR100551080B1

KR100551080B1 - 자동 변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브

Info

Publication number: KR100551080B1
Application number: KR1020030102146A
Authority: KR
Inventors: 김영권
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2006-02-10
Also published as: KR20050069750A

Abstract

본 발명의 자동변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브는, 오일펌프로부터 유압을 공급받는 제1포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압을 오일팬으로 리턴시키는 제2포트와, 상기 토크 컨버터에 유압을 공급하는 제3포트와, 제어압이 제공되는 제4포트가 형성되는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디에 내장되어 상기 포트들을 개폐하여 토크 컨버터로 공급되는 유압을 제어하는 밸브스풀과, 상기 밸브스풀의 일측에 설치되어 아이들 상태일 때 상기 밸브스풀을 밀어 토크 컨버터로 공급되는 유량을 줄이는 솔레노이드를 포함하여 구성됨으로써, 아이들 상태에서는 토크 컨버터 내의 회전유량을 줄여 임펠러의 부하를 줄여서 연비를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

자동 변속기, 토크컨버터, 토크컨버터 압력조절밸브, 댐퍼클러치 조절밸브, 솔레노이드

Description

자동 변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브 {TORQUE CONVERTER PRESSURE CONTROL VALVE OF AUTOMATIC TRANSMISSION }

도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기의 유압제어 시스템을 나타낸 일부 유압 회로도,

도 2는 종래 기술에 따른 토크 컨버터 압력조절밸브의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어 시스템을 나타낸 일부 유압회로도,

도 4는 본 발명에 따른 토크 컨버터 압력조절밸브의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 오일펌프 4 : 토크 컨버터

6 : 토크 컨버터 압력조절밸브 8 : 댐퍼 클러치

10 : 댐퍼 클러치 조절밸브 30 : 밸브바디

32 : 제1포트 34 : 제2포트

36 : 제3포트 38 : 제4포트

40 : 밸브스풀 50 : 솔레노이드

52 : 바디 54 : 작동로드

56 : 코일 58 : 스프링

본 발명은 자동 변속기의 유압제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 아이들 시 토크 컨버터의 내압을 줄임으로써, 임펠러의 축동력(Brake Horsepower)을 줄여 연비를 향상시킬 자동변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기는 엔진의 구동에 따라 동작되어 토크를 증배시켜 변속기의 입력축으로 전달하는 토크 컨버터와; 이 토크 컨버터로부터 입력되는 구동력을 클러치와 브레이크류의 다수개 마찰요소를 매개로 입력요소와 반력요소 및 출력요소로 각각 활용하여 다단의 변속단을 형성하도록 선기어와 캐리어 및 링기어 등 다수의 기어류에 의해 소정의 기어열을 이루는 유성기어장치; 엔진의 구동에 따라 동작되어 상기 토크 컨버터와, 다수개의 마찰요소의 작동 및, 변속기내 각종 윤활부위에 대한 윤활에 필요한 정격유량을 토출하는 오일 펌프; 이 오일 펌프로부터 토출되는 작동유를 매개로 수동변속시 선택된 변속모드 내지 자동변속시 기 설정된 변속패턴으로의 동작을 위해 상기 토오크 컨버터와 유성기어장치의 해당 마찰요소에 대한 유압의 공급 및 해제를 각각 절환시킴과 더불어, 변속시 압력제어를 통해 변속감의 향상을 도모하도록 소정의 방향절환 및 압력제어용 밸브류를 설치하고서 해당 마찰요소로의 유로를 형성하는 밸브바디를 갖춘 유압제어장치 및; 변속시 선 택된 변속모드 내지 기 설정된 변속패턴으로의 동작을 위해 엔진과 유성기어장치 등으로부터 각종 주행정보를 입력받아 상기 유압제어장치의 작동에 필요한 제어신호, 즉 상기 유압제어장치의 특정 밸브류들을 각각 온/오프 제어 내지 듀티 제어하기 위한 해당 제어신호를 출력하는 변속제어장치를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 유압제어장치는 상기 오일 펌프의 구동에 따라 토출되는 유량을 엔진의 입력 토오크와 변속기의 운전 조건에 따라 일정한 압력(이하 라인압으로 기재함)으로 유지시킴과 더불어 변속 레인지의 모드 절환시 라인압의 정도를 가변화시키는 라인압 조압 및 조절수단과; 이 라인압 조압 및 조절수단으로부터 공급되는 라인압을 변속기의 각 윤활부위와 토오크 컨버터측으로 공급하여 토오크 컨버터의 작동은 물론 댐퍼 클러치의 작동 및 해제를 도모하는 토오크 컨버터 및 댐퍼클러치 제어수단; 주행중 스로틀 밸브의 개도와 차속 및 선택된 변속단에 따라 해당 마찰요소의 체결 내지 해방을 도모하도록 셀렉트레버의 선택에 따라 연동하는 매뉴얼 밸브로부터 해당 마찰요소에 작동압의 공급을 위한 유로를 형성하는 유로절환수단 및; 이 유로전환수단에 의해 형성된 유로를 통해 상기 매뉴얼 밸브로부터 해당 마찰요소로 공급되는 작동압을 적절하게 제어하여 변속시 발생되는 충격을 완화시켜 변속 품질의 향상을 도모하도록 압력제어를 시행하는 압력제어수단을 부가하여 이루어진다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기의 유압 제어장치의 일부 회로도이다.

상기 유압제어장치의 구성 요소 중 하나인 토크 컨버터 및 댐퍼클러치 제어수단은 오일펌프(102)로부터 라인압을 제공받아 상기 토크 컨버터(104)의 내압을 일정하게 조절하는 토크 컨버터 압력조절어밸브(106)와, 이 토크 컨버터 압력조절밸브(106)로부터 압력이 조절된 작동유의 유동을 제어하여 상기 토크 컨버터(104)에 설치된 댐퍼클러치(108)를 작동 내지 해제시키는 댐퍼클러치 조절밸브(110)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 댐퍼클러치(108)의 작동 내지 해제시 상기 댐퍼클러치 조절밸브(110)는 각기 상이한 작동압을 공급받도록 되어 있는 데, 먼저 상기 댐퍼클러치(108)의 해제시 댐퍼클러치 조절밸브(110)는 상기 토크 컨버터 압력조절밸브(106)로부터 조절된 압력을 받도록 되어 있고, 상기 댐퍼클러치(108)의 작동시 댐퍼클러치 제어밸브(110)는 댐퍼클러치제어 솔레노이드밸브(112)의 제어에 따라 공급되는 라인압을 받도록 되어 있다.

상기 토크 컨버터 압력조절밸브(106)는 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브바디(120)에 형성되어 오일펌프(102)로부터 유압을 공급받는 제1포트(122)와, 상기 토크 컨버터(104)로 공급되는 유압이 높을 때 유압을 오일팬(140)으로 리턴시키는 제2포트(124)와, 상기 제1포트(122)로 공급되는 유압을 상기 토크 컨버터(104)로 제공하여 토크 컨버터(104)에 내압을 발생시키는 제3포트(126)와, 상기 제3포트(126)와 연결되는 라인(130)에 연통되어 밸브 바디(120)에 내장된 밸브 스풀(132)을 제어하는 제어압이 제공되는 제4포트(128)로 구성된다.

그리고, 상기 밸브 스풀(132)에는 상기 제2포트(124)를 막거나 열어주는 제1랜드(134)와, 상기 제어압을 제공받는 제2랜드(136)가 형성되고, 상기 제1랜드(134)와 밸브바디(120)의 한쪽 끝부분 사이에는 상기 밸브 스풀(132)에 일 정 탄성력을 제공하는 스프링(138)이 설치된다.

이와 같이 구성되는 토크 컨버터 유압조절밸브(106)는 오일펌프(102)로부터 제1포트(122)를 통해 유압이 제공되면 제3포트(126)를 통해 토크 컨버터(104)로 공급되어 토크 컨버터(104)에 내압을 발생시킨다.

그리고, 오일펌프(102)에서 제공되는 유압의 압력이 높으면 상기 제4포트(128)를 통해 제공되는 제어압에 의해 상기 밸브 스풀(132)이 직선 이동되면서 상기 스프링(138)의 탄성력을 극복하고 상기 제2포트(124)를 일정 정도 열어 유압을 리턴시켜 상기 토크 컨버터(104)로 항상 일정한 유압이 제공되도록 한다.

즉, 종래 기술에 따른 토크 컨버터 유압조절장치는 제1포트(122)로 유입되는 유압과 스프링(138)의 상호 보완적인 작동에 의하여 밸브 스풀(132)이 좌/우측으로 이동되면 그 이동량에 따라 리턴되는 유압에 따라 토크 컨버터(104)에 제공되는 압력이 조절되어 상기 토크 컨버터(104)의 내압이 항상 일정하게 유지된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 유압 제어장치는 상기 토크 컨버터 내압이 항상 일정하기 유지되기 때문에 아이들 상태와 같이 토크 컨버터의 손실이 되는 경우에도 토크 컨버터의 내압에 의해 축동력이 유지하지 해야되고 이에 따라 엔진의 손실이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 토크 컨버터에 솔레노이드를 설치하여 아이들 상태에서는 토크 컨버터 내의 회전유량을 줄여 임펠러의 부하를 줄여서 연비를 향상시킬 수 있는 자동변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 자동 변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브는 오일펌프로부터 유압을 공급받는 제1포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압을 오일팬으로 리턴시키는 제2포트와, 상기 토크 컨버터에 유압을 공급하는 제3포트와, 제어압이 제공되는 제4포트가 형성되는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디에 내장되어 상기 포트들을 개폐하여 토크 컨버터로 공급되는 유압을 제어하는 밸브스풀과, 상기 밸브스풀의 일측에 설치되어 아이들 상태일 때 상기 밸브스풀을 밀어 토크 컨버터로 공급되는 유량을 줄이는 솔레노이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 유압제어장치를 나타낸 일부 유압 회로도이다.

본 발명에 따른 유압제어장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 오일펌프(2)로부터 라인압을 제공받아 상기 토크 컨버터(4)의 내압을 일정하게 조절하는 토크 컨버터 압력조절밸브(6)와, 이 토크 컨버터 압력조절밸브(6)로부터 압력이 조절된 작동유의 유동을 제어하여 상기 토크 컨버터(4)에 설치된 댐퍼클러치(8)를 작동 내지 해제시키는 댐퍼클러치 조절밸브(10)를 포함하여 구성된다.

상기 토크 컨버터(4)는 엔진의 크랭크 축에 고정되어 함께 회전하는 임펠러(12)와, 변속기의 입력축에 스플라인 결합되어 임펠러(12)와 대향 배치되는 터어빈(14)과, 상기 임펠러(12)와 터어빈(14) 사이에 위치하여 오일의 흐름을 바꾸어주는 스테이터(16) 등으로 구성된다.

상기 댐퍼클러치 조절밸브(10)는 먼저 상기 댐퍼클러치(8)의 해제시 상기 토크 컨버터 압력조절밸브(6)로부터 조절된 압력을 받도록 되어 있고, 상기 댐퍼클러치(8)의 작동시 댐퍼클러치제어 솔레노이드밸브(18)의 제어에 따라 공급되는 라인압을 받도록 되어 있다.

상기 토크 컨버터 압력조절밸브(6)는 다수의 포트가 형성되는 밸브바디(30)와, 상기 밸브바디(30)에 직선 이동 가능하게 배치되어 상기 포트를 개폐하여 토크 컨버터(4)로 공급되는 유압을 제어하는 밸브스풀(40)과, 상기 밸브스풀(40)의 일측에 설치되어 아이들 상태 또는 차량의 정지 전 저속 상태일 때 밸브스풀(40)을 밀어 토크 컨버터(4)로 공급되는 유량을 줄이는 솔레노이드(50)로 구성된다.

상기 밸브바디(30)에는 오일펌프(2)로부터 유압을 공급받는 제1포트(32)와, 상기 제1포트(32)로 공급되는 유압을 오일팬(20)으로 리턴시키는 제2포트(34)와, 상기 제1포트(32)로 공급되는 유압을 상기 토크 컨버터(4)로 제공하여 토크 컨버터에 내압을 발생시키는 제3포트(36)와, 상기 제3포트(36)와 연결되는 라인(42)에 연통되어 밸브바디(30)에 내장된 밸브스풀(40)을 제어하는 제어압이 제공되는 제4포트(38)로 구성된다.

상기 밸브스풀(40)에는 상기 제2포트(34)를 막거나 열어주는 제1랜드(46)와, 상기 제어압을 제공받는 제2랜드(48)가 형성된다.

그리고, 상기 솔레노이드(50)는 상기 밸브스풀(40)의 일측에 배치되는 바디(52)와, 상기 바디(52) 내부에 직선 이동 가능하게 배치되고 상기 밸브스풀(40)의 한쪽 끝부분에 접촉되어 배치되는 작동로드와(54), 상기 바디(52)의 내주면에 배치되어 전원의 온/오프에 따라 상기 작동로드(54)를 직선 이동시키는 코일(56)과, 상기 작동로드(54)의 다른쪽 끝부분과 상기 바디(52) 사이에 배치되어 작동로드(54)에 일정 탄성력을 제공하는 스프링(58)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 토크 컨버터 압력 조절밸브(6)의 작동을 다음에서 설명한다. 차량 시동 후 주행 중일 경우에는 솔레노이드(50)로의 전원공급이 차단된 상태로 되어 압력 조절밸브(6)가 상기에서 설명한 종래의 압력 조절밸브와 동일하게 작동한다.

즉, 오일펌프(2)로부터 제1포트(32)로 유압이 공급되면 상기 제3포트(36)를 거쳐 상기 토크 컨버터(4)로 공급되어 상기 토크 컨버터(4)에 내압을 발생시킨다. 이러한 작동 중 제1포트(32)로 공급되는 압력이 커지면 상기 제4포트(38)를 통해 제어압이 제공되어 상기 밸브스풀(40)이 스프링(58)의 탄성력을 극복하고 밀리면 제1포트(32)로 제공된 유압이 제2포트(34)를 통해 오일팬(20)으로 리턴되면서 상기 토크 컨버터(4)의 내압을 일정하게 유지한다.

이러한 작동 중 차량이 아이들 상태로 전환되거나 정지 전 저속 상태로 되면 상기 솔레노이드(50)의 코일(56)로 전원이 인가되고, 이에 따라 작동로드(54)가 도 면에서 보아 좌측방향으로 이동되면 제2포트(34)를 개방한다. 그러면, 상기 제1포트(32)로 공급되는 유압이 제2포트(34)를 통해 리턴되어 상기 토크 컨버터(4)의 순환유량이 줄어들고 이에 따라 임펠러(12)가 운동량을 전달할 유체가 그 만큼 줄어들게 되어 임펠러(12)의 부하가 줄어들어 아이들 연비를 향상시킬 수 있다.

즉, 이에 대해 자세히 설명하면, 엔진의 아이들 작동시 토크 컨버터(4)는 임펠러(12)만 작동하므로 정지된 터빈(14)은 고정유로로 봐도 무방하기 때문에 엔진이 토크 컨버터(4)의 임펠러(12)만 구동한다고 볼 수 있다.

이러한 경우 임펠러(12)는 무익한 일을 계속하는 하나의 원심펌프로 볼 수 있고 일반적 유체기계의 특성상 유량이 줄어들면 축동력이 줄어들며, 이는 엔진의 손실을 줄일 수 있다고 볼 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이, 아이들 작동시 토크 컨버터로 공급되는 유량을 줄이면 엔진의 손실을 저감시킬 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 자동 변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브는, 솔레노이드를 설치하여 아이들시 토크 컨버터로 제공되는 유량을 줄임으로써 임펠러의 부하를 줄여서 엔진의 연비를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

오일펌프로부터 유압을 공급받는 제1포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압을 오일팬으로 리턴시키는 제2포트와, 상기 토크 컨버터에 유압을 공급하는 제3포트와, 제어압이 제공되는 제4포트가 형성되는 밸브 바디와;

상기 밸브 바디에 내장되어 상기 포트들을 개폐하여 토크 컨버터로 공급되는 유압을 제어하는 밸브스풀과;

상기 밸브스풀의 일측에 설치되어 아이들 상태일 때 상기 밸브스풀을 밀어 토크 컨버터로 공급되는 유량을 줄이는 솔레노이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브스풀의 일측에 배치되는 바디와;

상기 바디 내부에 직선 이동 가능하게 배치되고 상기 밸브스풀의 한쪽 끝부분에 접촉되어 배치되는 작동로드와;

상기 바디의 내주면에 배치되어 아이들시 상기 작동로드를 직선 이동시키는 코일과;

상기 작동로드의 다른쪽 끝부분과 상기 바디 사이에 배치되어 상기 작동로드에 일정 탄성력을 제공하는 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 토크 컨버터 압력조절밸브.