KR101393535B1 - 솔레노이드밸브를 구비한 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드밸브를 구비한 변속기는, 공급되는 유압을 이용하여 변속을 수행하는 작동기구, 상기 작동기구에 유압을 선택적으로 공급하도록 작동상태와 비작동상태를 선택적으로 갖는 솔레노이드밸브, 및 상기 솔레노이드밸브에 인가되는 전류를 제어하여 상기 솔레노이드밸브의 작동과 비작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 동작상태에서, 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류는 최소값과 최대값으로 스위칭제어하되, 상기 최소값은 미리 설정되는 스위칭전류레벨보다 높게 유지시킬 수 있다.
변속을 수행하는 하나의 솔레노이드밸브가 비작동상태에서 작동상태로 전환될 때, 상기 솔레노이드밸브에 인가되는 전류를 최소값와 최대값으로 스위칭 제어하되, 상기 최소값를 스위칭전류레벨보다 높게 유지함으로써, 작동기구로 인가되는 유압의 저하현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

솔레노이드밸브를 구비한 변속기{TRANSMISSION HAVING SOLENOID VALVE}

본 발명은 솔레노이드밸브를 구비한 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속시 비작동상태에서 작동상태로 전환되어 마찰요소인 클러치(또는 브레이크)에 유압을 선택적으로 공급하는 솔레노이드밸브를 구비한 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 수동적으로 이루어지는 수동 변속기와 일정한 패턴에 의해 자동적으로 이루어지는 자동 변속기를 포함한다.

이 중에서 자동 변속기는 토크 컨버터, 작동기구(예로써, 작동기구인 클러치), 유성기어장치, 유압제어기구, 전자제어장치(TCU)를 포함하며, 상기 유압제어기구에는 자동 변속기 내의 압력을 일정하게 유지하기 위한 압력조절용 밸브기구가 마련된다.

작동기구로써, 자동 변속기에는 복수의 다판 클러치가 설치되고, 상기 다판 클러치는 클러치 리테이너에 스플라인 결합되는 다수의 클러치 플레이트와, 클러치 허브에 결합되며, 상기 클러치 플레이트들의 사이에 배치되는 다수의 클러치 디스크가 마련된다.

그리고 상기 다판 클러치의 클러치 플레이트와 클러치 리테이너 사이에는 클러치 실린더가 마련되어, 유압이 인가될 경우 클러치 플레이트를 클러치 디스크에 대해 압착시켜서 동력을 전달한다.

한편, 상술한 압력조절용 밸브기구로 사용되는 솔레노이드 밸브는 내부 구조에 따라 스풀 타입, 볼 타입, 포핏타입 등이 있다. 이 중에서 스풀 타입의 솔레노이드 밸브는 통상의 오일펌프로부터 공급되는 공급압을 스플이 적절하게 조절함으로써 제어압을 얻는다.

이러한 스풀밸브 형태의 솔레노이드밸브는 유압 제어 중에 그 위치가 특정한 위치게 고정되어 일정한 유압을 공급하는 구조인데, 이물질이 스플 중간에 끼일 경우, 제어 전류와 무관하게 비정상적인 유압이 공급될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 동작상태 또는 비동작상태에 따라서 솔레노이드밸브에 공급되는 전류를 제어하여 스플에 이물질이 끼는 것을 방지하여 제어전류를 통해서 정상적으로 유압을 공급할 수 있도록 하는 솔레노이드밸브를 구비한 변속기를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드밸브를 구비한 변속기는, 공급되는 유압을 이용하여 변속을 수행하는 작동기구, 상기 작동기구에 유압을 선택적으로 공급하도록 작동상태와 비작동상태를 선택적으로 갖는 솔레노이드밸브, 및 상기 솔레노이드밸브에 인가되는 전류를 제어하여 상기 솔레노이드밸브의 작동과 비작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 동작상태에서, 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류는 최소값과 최대값으로 스위칭제어하되, 상기 최소값은 미리 설정되는 스위칭전류레벨보다 높게 유지시킬 수 있다.

상기 스위칭전류레벨은, 상기 솔레노이드밸브에 의해서 상기 작동기구로 전달되는 유압이 증가하다가 상기 유압이 최대값으로 순간 급등하는 영역에서 상기 솔레노이드밸브에 인가되는 전류의 크기일 수 있다.

상기 작동상태에서, 상기 제어부는 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류를 일정한 시간영역에서 최소값과 최대값으로 스위칭시키되, 상기 일정한 시간영역 외의 시간에는 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류를 최대값으로 유지할 수 있다.

상기 비작동상태에서, 상기 제어부는 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류를 일정한 시간영역에서 최소값과 최대값으로 스위칭시키되, 상기 일정한 시간영역 외의 시간에는 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류의 최소값으로 유지할 수 있다.

상기 최대값은 미리 설정된 전류값이고, 상기 최소값은 0일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 솔레노이드밸브를 구비한 변속기는, 변속을 수행하는 하나의 솔레노이드밸브가 비작동상태에서 작동상태로 전환될 때, 상기 솔레노이드밸브에 인가되는 전류를 최소값와 최대값으로 스위칭 제어하되, 상기 최소값를 스위칭전류레벨보다 높게 유지함으로써, 작동기구로 인가되는 유압의 저하현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변속기를 구비한 차량의 일부 구성도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 변속기에 구비된 솔레노이드밸브에 인가되는 전류의 특성을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명과 관련된 변속기의 작동기구인 클러치에 인가되는 유압의 특성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 변속기의 솔레노이드밸브에 인가되는 전류에 따른 유압의 크기를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 구비된 솔레노이드밸브에 인가되는 전류의 특성을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변속기의 작동기구인 클러치에 인가되는 유압의 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드밸브를 구비한 변속기의 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 구비되는 솔레노이드밸브의 비작동상태를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 구비되는 솔레노이드밸브의 작동상태를 보여주는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 구비되는 솔레노이드밸브가 변속단에 따라서 작동되는 상태를 보여주는 작동표이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변속기를 구비한 차량의 일부 구성도이다.

도 1을 참조하면, 변속기를 구비한 차량은 엔진(100) 및 변속기(130)를 포함하고, 상기 변속기(130)는 변속제어부(110), 솔레노이드밸브(120), 및 작동기구(140)를 포함한다.

상기 엔진(100)에서 출력되는 회전력은 상기 변속기(130)로 전달되고, 상기 변속제어부(110)(TCU: transmission control unit)가 상기 솔레노이드밸브(120)를 제어하여, 상기 작동기구(140)로 유압을 공급함으로써 변속을 수행한다. 그리고, 입력축으로 입력된 회전력을 증감하여 출력축(미도시)을 통해서 출력시킨다.

상기 변속기(130)에 구비되는 상기 솔레노이드밸브(120)는 하나 이상으로 구비되고, 각각은 서로 다른 작동상태를 갖는다.

상기 변속기(130)에 의해서 변속이 수행되는 구조 및 방법은 공지기술을 참조하며, 이에 대한 설명은 본 발명의 실시예에서 생략한다.

도 2는 본 발명과 관련된 변속기에 구비된 솔레노이드밸브에 인가되는 전류의 특성을 보여주는 그래프이다.

도 2를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 변속단과 전류의 수치를 보여준다.

1단인 상태에서 설정된 하나의 솔레노이드밸브(120)는 비작동상태이고, 2단으로 변속되며, 상기 솔레노이드밸브(120)는 작동상태로 전환된다.

도시한 바와 같이, 비작동상태에서 전류는 0과 최대값를 반복하여 스위칭동작하되, 0인 영역이 길고, 작동상태에서는 전류가 0과 최대값를 반복하여 스위칭동작하되, 최대값인 영역이 길다.

전술한 바와 같이, 전류를 0과 최대값를 반복해서 스위칭하는 이유는 상기 솔레노이드밸브(120)의 스플이 이물질 등에 의해서 고착되는 방지하는 것이다.

도 3은 본 발명과 관련된 변속기의 작동기구인 클러치에 인가되는 유압의 특성을 보여주는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 상기 작동기구인 클러치에 인가되는 유압을 나타낸다.

도시한 바와 같이, 1단에서 2단으로 변속된 후에 유압저하가 발생될 수 있다. 즉, 전류를 0과 최대값를 반복해서 스위칭함으로써 이물질 등에 의해서 상기 솔레노이드밸브(120)의 스플이 고착되는 것을 방지하지만, 상기 작동기구(140)에 공급되는 유압이 순간적으로 저하되는 문제가 발생한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 변속기의 솔레노이드밸브에 인가되는 전류에 따른 유압의 크기를 보여주는 그래프이다.

도 4를 참조하면, 가로축은 전류를 나타내고, 세로축은 유압을 나타낸다.

초기에는 전류가 증가할수록, 유압도 비례해서 증가하고, 상기 전류가 스위칭전류레벨에 도달했을 때, 상기 유압은 급격히 상승하여 최대값에 도달한다.

전술한 바와 같이, 유압이 서서히 증가하다가 급격히 상승하여 최대값에 도달하는 전류의 세기를 스위칭전류레벨이라 부른다.

이와 같이, 유압이 급격히 상승하는 것은 상기 솔레노이드밸브(120)에 인가되는 전류에 따라서 스플이 움직이는 동작에 의해서 발생된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 구비된 솔레노이드밸브에 인가되는 전류의 특성을 보여주는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변속기의 작동기구인 클러치에 인가되는 유압의 특성을 보여주는 그래프이다.

도 5를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 전류 또는 유압을 나타낸다.

도시한 바와 같이, 1단에서 2단으로 변속될 때, 상기 솔레노이드밸브(120)는 작동되지 않는 비작동상태에서 작동되는 작동상태로 전환한다.

상기 비작동상태에서 상기 솔레노이드밸브(120)에는 최소값(0=Imin)와 최대값(비작동상태에서 Imax)를 반복하는 스위칭 제어 전류가 인가된다.

한편, 작동상태에서 상기 솔레노이드밸브(120)에는 최소값(스위칭전류레벨>Imin)와 최대값(작동상태에서 Imax)를 반복하는 스위칭 제어 전류가 인가된다.

상기 솔레노이드밸브(120)의 작동상태에서 최소값은 상기 스위칭전류레벨보다 더 높게 제어된다. 따라서, 유압저하현상이 미연에 방지된다.

도 6을 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 작동기구인 클러치로 인가되는 유압을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 1단에서 2단으로 변속이 완료된 후에 유압저하 현상이 사라졌다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드밸브를 구비한 변속기의 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.

본 발명의 실시예에 따른 변속제어는 상기 변속제어부(110)(TCU 또는 제어부)가 수행하며, 상기 변속제어부(110)는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 일련의 프로그램을 포함한다.

도 7을 참조하면, 제어가 시작되고 S700, 변속중인지가 판단된다 S710.

S710에서 변속 중인 것으로 판단되면, S720이 수행된다. 이는 상기 솔레노이드밸브(120)를 스위칭제어하는 것을 오프하는 것이다.

S710에서 변속 중이 아닌 것으로 판단되면, 작동기구(140)인 클러치가 비작동상태인지 작동상태인지 판단된다 S730.

S730에서 클러치가 비작동상태(이는 상기 솔레노이드밸브(120)의 비작동상태로 간주될 수 있다)로 판단되면, S740이 수행된다. 이는 상기 솔레노이드밸브(120)에 인가되는 전류를 스위칭제어하여 최소값(Imin=0)에서 최대값(Imax=비작동상태에서 최대값)의 전류를 인가한다 S740.

S730에서 클러치가 작동상태(이는 상기 솔레노이드밸브(120)의 작동상태로 간주될 수 있다)로 판단되면, S750이 수행된다. 그리고, 변속이 완료되었는지 판단된다 S750.

S750에서 변속기 완료된 것으로 판단되면, 상기 솔레노이드밸브(120)에 인가되는 전류를 스위칭제어하기 위한 최소값(Imin: 솔레노이드밸브의 작동상태)을 결정한다 S760. 여기서, 최소값(Imin)은 도 4에서 설명된 상기 스위칭전류레벨로 설정될 수 있다.

그리고, 상기 솔레노이드밸브(120)에 인가되는 전류를 최소값(Imin=스위칭전류레벨)과 최대값(Imax) 사이에서 스위칭제어한다.

본 발명의 실시예에서, S720, S740, S770, S750은 S730의 동작과 연결되어, S700으로 리턴된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 구비되는 솔레노이드밸브의 비작동상태를 보여주는 그래프이다.

도 8을 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 솔레노이드밸브의 종류와 전류를 나타낸다.

도시한 바와 같이, 제1솔레노이드밸브(Sol1), 제2솔레노이드밸브(Sol2), 및 제3솔레노이드밸브(Sol3)가 준비되고, 상기 제1,2,3솔레노이드밸브는 모두 비작동상태에 있다.

상기 변속기제어부는 상기 제1,2,3솔레노이드밸브를 번갈아가며 설정된 주기를 가지고 스위칭제어한다. 즉, 제1,2,3솔레노이드밸브에는 전류의 최소값(Imin=0)과 최대값(Imax: 비작동상태에서 최대값)이 스위칭되어 인가된다.

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 제1솔레노이드밸브가 일정한 시간영역(T)에서 최소값과 최대값으로 전류가 스위칭된다. 여기서, 최대값의 지연시간은 T1이고, 최소값의 지연시간은 T2이다.

상기 제1솔레노이드밸브로 설정된 시간영역(T)에서 전류가 스위칭되어 공급되고, 일정한 시간(T3)가 지난 후에, 상기 제2솔레노이드밸브로 전류가 스위칭되어 공급되며, 다시 일정한 시간(T3)이 지난 후에, 상기 제3솔레노이드밸브로 전류가 스위칭되어 공급된다.

전술한 바와 같이, 비작동상태에 있는 제1,2,3솔레노이드밸브로 인가되는 전류를 일정한 주기와 시간을 가지고 번갈아가면 스위칭할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 구비되는 솔레노이드밸브의 작동상태를 보여주는 그래프이다.

도시한 바와 같이, 제1솔레노이드밸브(Sol1), 및 제2솔레노이드밸브(Sol2)가 준비되고, 상기 제1,2솔레노이드밸브는 모두 작동상태에 있다.

상기 변속제어부(110)는 상기 제1,2솔레노이드밸브를 번갈아가며 설정된 주기를 가지고 스위칭 제어한다.

즉, 제1,2솔레노이드밸브에는 전류의 최소값(Imin>스위칭전류레벨)과 최대값(Imax: 작동상태에서 최대값)이 스위칭되어 인가된다.

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 제1솔레노이드밸브가 일정한 시간영역(T)에서 최소값과 최대값으로 전류가 스위칭된다. 여기서, 최소값의 지연시간은 T1이고, 최대값의 지연시간은 T2이다.

상기 제1솔레노이드밸브로 설정된 시간영역(T)에서 전류가 스위칭되어 공급되고, 일정한 시간(T3)가 지난 후에, 상기 제2솔레노이드밸브로 전류가 스위칭되어 공급된다.

전술한 바와 같이, 작동상태에 있는 제1,2솔레노이드밸브로 인가되는 전류를 일정한 주기와 시간을 가지고 번갈아가면 스위칭할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 구비되는 솔레노이드밸브가 변속단에 따라서 작동되는 상태를 보여주는 작동표이다.

도 10을 참조하면, 제1열은 변속단을 나타내고, 제1행의 두 번째, 세 번째, 네 번째는 솔레노이드밸브의 종류를 나타낸다.

도시한 바와 같이, 제1단에서 UD솔레노이드밸브는 작동상태에 있고, 26B솔레노이드밸브, 및 35R솔레노이드밸브는 비작동상태에 있다.

상기 26B솔레노이드밸브의 경우에, 제1단에서 비작동상태에 있고, 제2단에서는 작동상태로 전환된다.

이와 같이, 솔레노이드밸브가 비작동상태에서 작동상태로 전환될 때, 솔레노이드밸브에 인가되는 전류를 최소값와 최대값으로 스위칭제어하되, 최소값를 스위칭전류레벨보다 높게 유지함으로써, 작동기구로 인가되는 유압의 저하현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

100: 엔진
110: 변속제어부
120: 솔레노이드밸브
130: 변속기
140: 작동기구

Claims (6)

1. 공급되는 유압을 이용하여 변속을 수행하는 작동기구;
   상기 작동기구에 유압을 선택적으로 공급하도록 작동상태와 비작동상태를 선택적으로 갖는 솔레노이드밸브; 및
   상기 솔레노이드밸브에 인가되는 전류를 제어하여 상기 솔레노이드밸브의 작동과 비작동을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
   상기 작동상태에서, 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류는 최소값과 최대값으로 스위칭제어하되, 상기 최소값은 미리 설정되는 스위칭전류레벨보다 높게 유지시키고,
   상기 스위칭전류레벨은,
   상기 솔레노이드밸브에 의해서 상기 작동기구로 전달되는 유압이 증가하다가 상기 유압이 최대값으로 순간 급등하는 영역에서 상기 솔레노이드밸브에 인가되는 전류의 크기인 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브를 구비한 변속기.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 작동상태에서,
   상기 제어부는 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류를 일정한 시간영역에서 최소값과 최대값으로 스위칭시키되,
   상기 일정한 시간영역 외의 시간에는 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류를 최대값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브를 구비한 변속기.
4. 제1항에서,
   상기 비작동상태에서,
   상기 제어부는 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류를 일정한 시간영역에서 최소값과 최대값으로 스위칭시키되,
   상기 일정한 시간영역 외의 시간에는 상기 솔레노이드밸브로 인가되는 전류의 최소값으로 유지하는 솔레노이드밸브를 구비한 변속기.
5. 제4항에서,
   상기 최대값은 미리 설정된 전류값이고, 상기 최소값은 0인 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브를 구비한 변속기.
6. 제1항에서,
   상기 작동기구는 클러치인 것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브를 구비한 변속기.

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