KR101514156B1 - 자동차의 클러치용 유압 구동장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 2개의 고속 제어밸브를 사용하여 목표 토크에 도달하는 시간을 100ms 이내로 줄임으로써 응답성을 높이고, 토크의 정확성도 ±5% 이내로 높임으로써 차량의 위기 대처 및 조향 성능 개선에 능동적으로 대처할 수 있는, 자동차의 클러치용 유압 구동장치에 관한 것으로서,
전원이 인가되면 유압을 발생시키는 전동 펌프와, 상기한 전동 펌프에 순방향으로 연결되어 있는 체크 밸브와, 상기한 체크 밸브와 클러치팩의 사이에 연결되어 있으며 한쌍의 방향전환밸브로 이루어진 방향절환 밸브부와, 상기한 방향절환 밸브부에 연결되어 있는 댐핑 밸브와, 상기한 방향제어 밸브부에 연결되어 있는 압력탱크와, 상기한 방향전환 밸브부와 댐핑 밸브의 사이에 연결되어 있는 제1 압력센서와, 상기한 방향전환 밸브부와 클러치팩의 사이에 연결되어 있는 제2 압력센서와, 상기한 제1 압력센서 및 제2 압력센서에 연결되어 있으며 상기한 전동 모터와 방향제어 밸브부를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.

Description

자동차의 클러치용 유압 구동장치{Hydraulic driving device for clutch of vehicle}

이 발명은 자동차의 클러치용 유압 구동장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 2개의 고속 제어밸브를 사용하여 목표 토크에 도달하는 시간을 100ms 이내로 줄임으로써 응답성을 높이고, 토크의 정확성도 ±5% 이내로 높임으로써 차량의 위기 대처 및 조향 성능 개선에 능동적으로 대처할 수 있는, 자동차의 클러치용 유압 구동장치에 관한 것이다.

자동차에서 변속을 하기 위해 동력을 차단 및 연결하는데 클러치가 사용된다. 상기한 클러치는 건식 클러치와 습식 클러치가 있으며, 건식 클러치에는 단판식 클러치, 복판식 클러치, 다판 클러치 등이 있다. 또한, 구동 방식에 따라 유압식, 전동식, 볼램프식 등이 있다.

일반적으로 자동차의 클러치용 유압 구동장치는 유압을 이용하여 축 방향으로 피스톤의 움직임을 일으키는 원리를 사용한다.

자동차의 클러치용 유압 구동장치에 관한 기술로서, 유압 펌프로부터 토출되는 유압을 방향전환 밸브를 거쳐서 클러치의 실린더로 전달하는 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 특1998-066255호(공개일자 1998년 10월 15일)의 "변속기 압력 제어장치"에서 개시된 바 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 공개번호 특1998-066255를 포함한 종래의 자동차의 클러치용 유압 구동장치는, 목표 토크에 도달하는 시간이 200ms 수준이어서 상대적으로 응답성이 낮고 토크의 정확성도 ±15% 정도로 높은 편이 아니기 때문에 차량의 위기 대처 및 조향 성능 개선에 능동적으로 대응하기가 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 2개의 고속 제어밸브를 사용하여 목표 토크에 도달하는 시간을 100ms 이내로 줄임으로써 응답성을 높이고, 토크의 정확성도 ±5% 이내로 높임으로써 차량의 위기 대처 및 조향 성능 개선에 능동적으로 대처할 수 있는, 자동차의 클러치용 유압 구동장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 전원이 인가되면 유압을 발생시키는 전동 펌프와, 상기한 전동 펌프에 순방향으로 연결되어 있는 체크 밸브와, 상기한 체크 밸브와 클러치팩의 사이에 연결되어 있으며 한쌍의 방향전환밸브로 이루어진 방향절환 밸브부와, 상기한 방향절환 밸브부에 연결되어 있는 댐핑 밸브와, 상기한 방향제어 밸브부에 연결되어 있는 압력탱크와, 상기한 방향전환 밸브부와 댐핑 밸브의 사이에 연결되어 있는 제1 압력센서와, 상기한 방향전환 밸브부와 클러치팩의 사이에 연결되어 있는 제2 압력센서와, 상기한 제1 압력센서 및 제2 압력센서에 연결되어 있으며 상기한 전동 모터와 방향제어 밸브부를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 방향제어 밸브부는, 상기한 체크 밸브에 연결되어 있으며 정상상태에서 폐쇄되어 있는 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브와, 상기한 제2 밸브에 연결되어 있으며 정상상태에서 개방되어 있는 노말 오픈 타입의 제1 밸브를 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 방향제어 밸브부는 제1 밸브와 제2 밸브의 접속점이 클러치팩과 연결되어 있고 제1 밸브에 압력탱크가 연결되어 있으면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 방향제어 밸브부의 제1 밸브 및 제2 밸브는 5ms 이내에 유압을 제어하는 것이 가능한 고속 밸브로서 30bar 이내에서 제어가능한 것을 사용하면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 컨트롤러는 클러치팩을 통하여 동력을 전달하고자 하는 경우에, 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브를 열고, 노말 오픈 타입의 제1 밸브를 닫아서 클러치팩의 실린더에 공급되는 유압을 증가시키면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 컨트롤러에 의해 제어되는 클러치 토크 전달 관계식은 다음과 같이 설정되면 바람직하다.

Pr = [Ks * Int(V) + Dp * V + Ms * dV/dt] / Ar

여기서, Pr은 압력(Pa)이고, Ks는 스프링 상수(N/m)이며, Dp는 감쇠(N/(m/s))이고, V는 속도(m/s)이고, Ms는 질량(㎏)이고, Ar은 클러치 피스톤 면적(㎡)이다.

이 발명의 구성은, 상기한 컨트롤러는 클러치팩을 통한 동력전달을 차단하고자 하는 경우에, 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브가 닫혀진 상태를 유지하도록 하고, 노말 오픈 타입의 제1 밸브를 열어서 클러치팩의 실린더에 있던 유압이 유압탱크로 배출되도록 하면 바람직하다.

이 발명은, 2개의 고속 제어밸브를 사용하여 목표 토크에 도달하는 시간을 100ms 이내로 줄임으로써 응답성을 높이고, 토크의 정확성도 ±5% 이내로 높임으로써 차량의 위기 대처 및 조향 성능 개선에 능동적으로 대처할 수 있는, 효과를 갖는다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 클러치용 유압 구동장치의 구성도이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 클러치용 유압 구동장치의 구성도이다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 클러치용 유압 구동장치의 구성은, 전원이 인가되면 유압을 발생시키는 전동 펌프(1)와, 상기한 전동 펌프(1)에 연결되어 있는 레귤레이터(2)와, 상기한 전동 펌프(1)에 순방향으로 연결되어 있는 체크 밸브(3)와, 상기한 체크 밸브(3)에 연결되어 있으며 한쌍의 방향전환밸브로 이루어진 방향절환 밸브부(4)와, 상기한 방향절환 밸브부(4)에 연결되어 있는 댐핑 밸브(5)와, 상기한 방향제어 밸브부(4)에 연결되어 있는 압력탱크(10)와, 상기한 방향절환 밸브부(4)에 연결되어 있는 클러치팩(6)과, 상기한 방향전환 밸브부(4)와 댐핑 밸브(5)의 사이에 연결되어 있는 제1 압력센서(7)와, 상기한 방향전환 밸브부(4)와 클러치팩(6)의 사이에 연결되어 있는 제2 압력센서(8)와, 상기한 제1 압력센서(7) 및 제2 압력센서(8)에 연결되어 있으며 상기한 전동 모터(1)와 방향제어 밸브부(4)를 제어하는 컨트롤러(9)를 포함하여 이루어진다.

상기한 전동 펌프(1)는 모터와 펌프로 구성된다.

상기한 방향제어 밸브부(4)는, 상기한 체크 밸브(3)에 연결되어 있는 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브(42)와, 상기한 제2 밸브(42)에 연결되어 있는 노말 오픈 타입의 제1 밸브(41)를 포함하여 이루어진다.

상기한 방향제어 밸브부(4)는 제1 밸브(41)와 제2 밸브(42)의 접속점이 클러치팩(6)과 연결되어 있고 제1 밸브(41)에 압력탱크(10)가 연결되어 있는 구조로 이루어진다.

상기한 제1 밸브(41) 및 제2 밸브(42)는 5ms 이내에 유압을 제어하는 것이 가능한 고속 밸브로서 30bar 이내에서 제어가능한 것을 사용한다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 클러치용 유압 구동장치의 작용은 다음과 같다.

클러치팩(6)을 통하여 동력을 전달하고자 하는 경우에, 컨트롤러(9)는 정상상태에서 폐쇄되어 있는 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브(42)를 열고, 정상상태에서 개방되어 있는 노말 오픈 타입의 제1 밸브(41)를 닫아서 클러치팩(6)의 실린더에 공급되는 유압을 증가시킨다.

이때 컨트롤러(9)에 의해 제어되는 클러치 토크 전달 관계식은 다음과 같다.

Pr = [Ks * Int(V) + Dp * V + Ms * dV/dt] / Ar

여기서, Pr은 압력(Pa)이고, Ks는 스프링 상수(N/m)이며, Dp는 감쇠(N/(m/s))이고, V는 속도(m/s)이고, Ms는 질량(㎏)이고, Ar은 클러치 피스톤 면적(㎡)이다.

이와 같이 클러치팩(6)의 실린더에 공급된 유압이 증가된 상태에서 제2 밸브(42)를 닫으면, 현재의 유압 상태를 유지하게 된다.

이와 반대로 클러치팩(6)을 통한 동력전달을 차단하고자 하는 경우에, 컨트롤러(9)는 정상상태에서 폐쇄되어 있는 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브(42)가 닫혀진 상태를 유지하도록 하고, 정상상태에서 개방되어 있는 노말 오픈 타입의 제1 밸브(41)를 열어서 클러치팩(6)의 실린더에 있던 유압이 유압탱크(10)로 배출되도록 한다.

상기한 제2 밸브(42)와 제1 밸브(41)는 고속밸브로서 목표 토크에 도달하는 시간을 100ms 이내로 줄일 수가 있어서 응답성이 향상되며, 컨트롤러(9)의 제어에 의하여 토크의 정확성도 ±5% 이내로 높일 수가 있음으로써 차량의 위기 대처 및 조향 성능 개선에 능동적으로 대처할 수 있게 된다.

1 : 전동 펌프 2 : 레귤레이터
3 : 체크 밸브 4 : 방향전환 밸브
5 : 댐핑 밸브 6 : 클러치팩
7 : 제1 압력센서 8 : 제2 압력센서
9 : 컨트롤러

Claims (7)

1. 전원이 인가되면 유압을 발생시키는 전동 펌프와,
   상기한 전동 펌프에 순방향으로 연결되어 있는 체크 밸브와,
   상기한 체크 밸브와 클러치팩의 사이에 연결되어 있으며 한쌍의 방향전환밸브로 이루어진 방향절환 밸브부와,
   상기한 방향절환 밸브부에 연결되어 있는 댐핑 밸브와, 상기한 방향제어 밸브부에 연결되어 있는 압력탱크와,
   상기한 방향전환 밸브부와 댐핑 밸브의 사이에 연결되어 있는 제1 압력센서와,
   상기한 방향전환 밸브부와 클러치팩의 사이에 연결되어 있는 제2 압력센서와,
   상기한 제1 압력센서 및 제2 압력센서에 연결되어 있으며 상기한 전동 모터와 방향제어 밸브부를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지며,
   상기한 방향제어 밸브부는,
   상기한 체크 밸브에 연결되어 있으며 정상상태에서 폐쇄되어 있는 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브와,
   상기한 제2 밸브에 연결되어 있으며 정상상태에서 개방되어 있는 노말 오픈 타입의 제1 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 클러치용 유압 구동장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기한 방향제어 밸브부는 제1 밸브와 제2 밸브의 접속점이 클러치팩과 연결되어 있고 제1 밸브에 압력탱크가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 클러치용 유압 구동장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기한 방향제어 밸브부의 제1 밸브 및 제2 밸브는 5ms 이내에 유압을 제어하는 것이 가능한 고속 밸브로서 30bar 이내에서 제어가능한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차의 클러치용 유압 구동장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기한 컨트롤러는 클러치팩을 통하여 동력을 전달하고자 하는 경우에, 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브를 열고, 노말 오픈 타입의 제1 밸브를 닫아서 클러치팩의 실린더에 공급되는 유압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 클러치용 유압 구동장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기한 컨트롤러에 의해 제어되는 클러치 토크 전달 관계식은 다음과 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 클러치용 유압 구동장치.
   Pr = [Ks * Int(V) + Dp * V + Ms * dV/dt] / Ar
   여기서, Pr은 압력(Pa)이고, Ks는 스프링 상수(N/m)이며, Dp는 감쇠(N/(m/s))이고, V는 속도(m/s)이고, Ms는 질량(㎏)이고, Ar은 클러치 피스톤 면적(㎡)이다.
7. 제 1항에 있어서,
   상기한 컨트롤러는 클러치팩을 통한 동력전달을 차단하고자 하는 경우에, 노말 클로우즈 타입의 제2 밸브가 닫혀진 상태를 유지하도록 하고, 노말 오픈 타입의 제1 밸브를 열어서 클러치팩의 실린더에 있던 유압이 유압탱크로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 클러치용 유압 구동장치.

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