KR101714531B1 - 무단 변속 트랜스미션용 클러치 및 토크 컨버터 제어 - Google Patents

무단 변속 트랜스미션용 클러치 및 토크 컨버터 제어 Download PDF

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지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
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Abstract

CVT용 클러치 및 토크 컨버터 제어를 갖는 유압 제어 시스템은 압력 레귤레이터 서브시스템, 쿨러 서브시스템, 수동 밸브 조립체 및 TCC와 상기 쿨러 서브시스템에 연결된 토크 컨버터 제어 밸브 조립체를 구비한다. 상기 압력 레귤레이터 서브시스템, 상기 수동 밸브 조립체 및 상기 토크 컨버터 클러치 제어 밸브 조립체에는 부스트 밸브 조립체가 연결된다. 클러치 제어 솔레노이드는 부스트 밸브를 부스트 위치로 그리고 제어 밸브를 해제 위치로 이동시키고, 상기 수동 밸브 조립체에 제공된 유압 유체의 압력을 제어하도록 구성된다. TCC 제어 솔레노이드는 상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 그리고 상기 토크 컨버터 클러치 제어 밸브 조립체에 제공된 유압 유체의 압력을 제어하도록 구성된다.

Description

무단 변속 트랜스미션용 클러치 및 토크 컨버터 제어{CLUTCH AND TORQUE CONVERTER CONTROL FOR A CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은 무단 변속 트랜스미션용 제어 시스템으로서, 더욱 상세하게 무단 변속 트랜스미션을 위한 클러치 부스트 모드 및 결함 제어를 갖는 전자 유압 클러치 및 토크 컨버터 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적인 무단 변속 트랜스미션(CVT)은, CVT 내의 구성요소에 냉각 및 윤활을 제공하고, 구동 클러치 또는 토크 컨버터 클러치와 같은 토크 전달 장치와, 벨브 풀리 위치를 동작하도록 채용된 유압 제어 시스템을 구비한다. 일반적으로, 종래의 유압 제어 시스템은 오일과 같은 가압된 유체를 밸브 바디 내의 복수의 밸브 및 솔레노이드에 제공하는 메인 펌프를 구비한다. 메인 펌프는 자동차의 엔진에 의해 구동된다. 밸브와 솔레노이드는 유압 유체 회로를 통해 가압된 유압 유체를 각종 서브시스템, 즉 윤활 서브시스템, 쿨러 서브시스템, 토크 컨버터 클러치 제어 서브시스템, 및 CVT의 벨트를 이동시키는 풀리와 토크 전달 장치를 결합하는 액추에이터를 구비하는 시프트 액추에이터 서브시스템으로 지향시키도록 작동가능하다. 풀리로 전달되는 가압된 유압 유체는 상이한 기어비를 얻기 위해 입력 및 출력 배리에이터(variators)에 대한 벨트를 위치설정하는데 이용된다.
기존의 유압 제어 시스템이 그 의도된 목적으로 유용하지만, 특히 효율, 응답성 및 스무스함의 관점에서의 개선된 성능을 나타내는 CVT 내의 신규하고 개선된 유압 제어 시스템 구성에 대한 필요성이 거듭되고 있다. 따라서, 유압 작동식 CVT에서 이용되는 개선되고 비용 효율적인 유압 제어 시스템에 대한 필요성이 있다.
CVT용 클러치 및 토크 컨버터 제어를 갖는 유압 제어 시스템이 제공된다. 상기 유압 제어 시스템은 가압된 유압 유체를 제공하는 압력 레귤레이터 서브시스템, 상기 가압된 유압 유체의 온도를 감소시키기 위한 쿨러 서브시스템, 상기 가압된 유압 유체를 전진 클러치 및 후진 클러치와 선택적으로 연통하도록 구성된 수동 밸브 조립체, 및 TCC와 상기 쿨러 서브시스템에 연결된 토크 컨버터 제어 밸브 조립체를 구비한다. 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체는 가압된 유압 유체가 토크 컨버터 클러치(TCC)의 인가측과 연통하게 하는 인가 위치와, 가압된 유압 유체가 상기 TCC의 해제측과 연통한 다음, 상기 쿨러 서브시스템에 연통하게 하는 해제 위치 사이에서 이동가능한 제어 밸브를 구비한다. 상기 압력 레귤레이터 서브시스템, 상기 수동 밸브 조립체 및 상기 토크 컨버터 클러치 제어 밸브 조립체에는 부스트 밸브 조립체가 연결된다. 상기 부스트 밸브 조립체는 상기 압력 레귤레이터 서브시스템으로부터의 가압된 유압 유체가 상기 수동 밸브와 연통하게 하는 부스트 위치(boost position)와, 상기 압력 레귤레이터 서브시스템으로부터의 가압된 유압 유체가 상기 쿨러 서브시스템을 통해 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체와 연통하게 하는 페일세이프 위치(failsafe position) 사이에서 이동가능한 부스트 밸브를 구비한다. 상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 그리고 상기 제어 밸브를 상기 해제 위치로 이동시키고, 상기 수동 밸브 조립체에 제공된 상기 유압 유체의 압력을 제어하도록 클러치 제어 솔레노이드가 구성된다. 상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 이동시키고, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체에 제공된 상기 유압 유체의 압력을 제어하도록 TCC 제어 솔레노이드가 구성된다.
본 발명의 일 관점에서, 압력 레귤레이터 밸브 조립체는 상기 클러치 제어 솔레노이드 및 상기 압력 레귤레이터 서브시스템의 하류와, 상기 부스트 밸브 조립체의 상류에 배치되며, 상기 클러치 압력 레귤레이터 밸브 조립체는 상기 클러치 제어 솔레노이드로부터의 출력에 근거하여 상기 부스트 밸브 조립체에 제공된 상기 압력 레귤레이터 서브시스템으로부터의 유압 유체의 압력을 조절한다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 부스트 밸브는, 상기 부스트 밸브가 상기 페일세이프 위치에 있을 때 상기 클러치 제어 솔레노이드로부터의 조절되고 가압된 유압 유체가 상기 수동 밸브와 연통하게 한다.
본 발명의 또 다른 관점에서, TCC 압력 레귤레이터 밸브 조립체는, 상기 TCC 제어 솔레노이드 및 상기 압력 레귤레이터 서브시스템의 하류와, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체의 상류에 배치되며, 상기 TCC 압력 레귤레이터 밸브 조립체는 상기 TCC 제어 솔레노이드로부터의 출력에 근거하여 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체에 제공된 상기 압력 레귤레이터 서브시스템으로부터의 유압 유체의 압력을 조절한다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 클러치 제어 솔레노이드는 통상적으로 높다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 TCC 제어 솔레노이드는 통상적으로 낮다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 클러치 제어 솔레노이드는 상기 TCC 제어 솔레노이드가 페일(fail)이면 상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 이동시킨다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 제어 밸브는 제1 스프링에 의해 상기 인가 위치로 바이어스된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 부스트 밸브는 제2 스프링에 의해 상기 페일세이프 위치로 바이어스된다.
본 발명의 또 다른 관점 및 이번은 하기의 설명과 첨부한 도면을 참조하면 맹백해질 것이며, 유사한 참조부호는 동일한 구성요소, 요소 또는 특징부를 지칭한다.
본원의 도면은 단지 도시를 목적으로 하며, 본 개시내용의 범위를 제한할 의도의 것이 아니다.
도 1a는 본 발명의 원리에 따른 클러치 및 토크 컨버터 제어 시스템을 갖는 예시적인 파워트레인에 대한 다이아그램,
도 2는 본 발명의 원리에 따른 유압 제어 시스템의 일부에 대한 다이아그램,
도 3은 클러치 부스트 작동 조건 동안의 유압 제어 시스템 내의 구성요소의 결합을 도시한 그래프,
도 4는 클러치 부스트 결함 모드 작동 조건 동안의 유압 제어 시스템 내의 구성요소의 결합을 도시한 그래프,
도 5는 TCC 인가 작동 모드 동안의 유압 제어 시스템 내의 구성요소의 결합을 도시한 그래프,
도 6은 TCC 해제 작동 모드 동안의 유압 제어 시스템 내의 구성요소의 결합을 도시한 그래프.
도 1을 참조하면, 참조부호 "5"로 자동차를 도시 및 지칭한다. 자동차(5)는 승용차로서 도시되지만, 자동차(5)는 트럭, 밴, 스포츠-유틸리티 차량 등과 같은 임의 타입의 차량일 수 있다. 자동차(5)는 예시적인 파워트레인(10)을 구비한다. 처음으로, 후륜 구동 파워트레인이 도시되어 있지만, 자동차(5)는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 전륜 구동 파워트레인을 구비할 수 있다. 일반적으로, 파워트레인(10)은 트랜스미션(14)에 상호연결된 엔진(12)을 구비한다.
엔진(12)은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서, 종래의 내연기관, 또는 전기 엔진, 하이브리드 엔진 또는 임의 다른 타입의 원동기일 수 있다. 엔진(12)은 토크 컨버터(16)를 통해 트랜스미션(14)에 구동 토크를 공급한다. 토크 컨버터(16)는 토크 컨버터 클러치(18)를 구비하여, 적용 또는 결합시에 엔진(12)의 출력부를 트랜스미션(14)의 입력부에 기계적으로 결합한다.
트랜스미션(14)은 바람직하게 무단 변속 트랜스미션이며, 트랜스미션(14)의 각종 부품을 봉입하여 보호하는 일반적인 주조, 금속 하우징(19)을 갖는다. 하우징(19)은 이러한 부품을 위치설정 및 지지하는 각종 개구부, 통로, 숄더 및 플랜지를 구비한다. 일반적으로 언급하면, 트랜스미션(14)은 트랜스미션 입력 샤프트(20)와 트랜스미션 출력 샤프트(22)를 구비한다. 트랜스미션 입력 샤프트(20)와 트랜스미션 출력 샤프트(22) 사이에는 기어, 클러치 및 풀리의 동력흐름(powerflow) 구성체(24)가 배치된다. 트랜스미션 입력 샤프트(20)는 토크 컨버터(16)를 통해 엔진(12)과 기능적으로 상호연결되며, 엔진(12)으로부터의 입력 토크 또는 동력을 수용한다. 트랜스미션 출력 샤프트(22)는, 예컨대 프롭샤프트, 차동 조립체(30) 및 휠(33)에 연결된 구동 액슬(32)을 구비하는 최종 구동 유닛(26)과 바람직하게 연결된다. 트랜스미션 입력 샤프트(20)는 전력흐름 구성체(24)에 결합되어 그에 구동 토크를 제공한다.
일반적으로, 전력흐름 구성체(24)는 전진 클러치(34), 후진 클러치 또는 브레이크(36) 및 풀리 조립체(38)를 구비한다. 또한, 전력흐름 구성체(24)는 복수의 기어 세트, 복수의 샤프트 및 추가적인 클러치 또는 브레이크를 구비할 수 있다. 복수의 기어 세트는 복수의 클러치/브레이크의 선택적인 작동을 통해 복수의 샤프트에 연결되거나 또는 그에 선택적으로 연결가능한 개별적인 상호맞물림 기어(예컨대, 유성 기어 세트)를 구비할 수 있다. 복수의 샤프트는 레이샤프트 또는 카운터샤프트, 슬리 및 센터 샤프트, 리버스 또는 아이들 샤프트, 혹은 그 조합을 구비할 수 있다. 전진 클러치(34)가 전진 구동 모드를 개시하도록 선택적으로 결합가능한 한편, 후진 클러치 또는 브레이크(36)는 후진 구동 모드를 개시하도록 선택적으로 결합가능하다. 풀리 조립체(38)는 1차 풀리와 2차 풀리(미도시) 사이에 감긴 체인 또는 벨트를 구비하는 무단 유닛이다. 풀리의 평행이동은 트랜스미션(14)의 출력비 또는 기어비를 연속적으로 변경하는 벨트 또는 체인의 운동과 연관성이 있다.
트랜스미션(14)은 트랜스미션 제어 모듈(40)을 구비한다. 바람직하게, 트랜스미션 제어 모듈(40)은 사전프로그램된 디지털 컴퓨터 또는 프로세서, 컨트롤 로직 또는 회로, 데이터를 저장하는데 이용되는 메모리 및 적어도 하나의 I/O 주변기기를 갖는 전자 제어 장치이다. 컨트롤 로직은 데이터를 모니터링하고, 조작하고, 생성하기 위한 복수의 로직 루틴과, 제어 신호를 구비 또는 가능하게 한다. 트랜스미션 제어 모듈(40)은 유압 제어 시스템(100)을 통해 전진 클러치(34), 후진 클러치 또는 브레이크(36), 풀리 조립체(38) 및 토크 컨버터 클러치(18)의 작동을 제어한다. 또 다른 예에서, 트랜스미션 제어 모듈(40)은 엔진 제어 모듈(ECM) 또는 하이브리드 제어 모듈, 혹은 임의 다른 타입의 제어기이다.
유압 제어 시스템(100)은 유체 경로 및 밸브 보어를 통해 유압 제어 시스템(100)의 대부분의 구성요소를 포함하여 수용하는 밸브 바디(101) 내에 배치된다. 이러한 구성요소는, 이에 한정되지는 않지만, 압력 조절 밸브, 방향 밸브, 솔레노이드 등을 포함한다. 밸브 바디(101)는 후륜 구동 트랜스미션 내의 트랜스미션 하우징(19)의 하부 또는 전륜 구동 트랜스미션 내의 트랜스미션 하우징(19)의 전방에 부착에 부착될 수 있다. 유압 제어 시스템(100)은 클러치/브레이크(34, 36, 18)를 선택적으로 결합하여, 엔진 구동식 펌프(104) 또는 어큐뮬레이터(미도시)로부터의 압력 하에서 섬프(102)로부터의 유압 유체를 선택적으로 연통시킴으로써 트랜스미션(14)에 냉각 및 윤활을 제공하도록 작동가능하다. 펌프(104)는 엔진(12)에 의해, 또는 보조 엔진 혹은 전기 모터에 의해 구동될 수 있다.
도 2를 참조하면, 유압 제어 시스템(100)의 일부가 도시된다. 일반적으로, 유압 제어 시스템(100)은 압력 레귤레이터 서브시스템(106), 액추에이터 피드 서브시스템(108) 및 클러치 및 토크 컨버터 클러치 제어 서브시스템(110)을 구비하는 복수의 상호연결되거나 또는 유압식으로 연통하는 서브시스템을 구비한다. 또한, 유압 제어 시스템(100)은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 윤활 서브시스템(lubrication subsystem) 또는 풀리 혹은 비제어 서브시스템(pulley or ratio control subsystem)과 같은 각종 다른 서브시스템 또는 모듈을 구비할 수 있다.
압력 레귤레이터 서브시스템(106)은 유압 제어 시스템(100) 전체를 통해 가압된 유압 유체(예컨대, 트랜스미션 오일)를 제공하여 조절하도록 작동가능하다. 압력 레귤레이터 서브시스템(106)은 섬프(102)로부터 유압 유체를 유도한다. 섬프(102)는 트랜스미션의 각종 부품 및 영역으로부터 유압 유체를 회수하여 수집하는 트랜스미션 하우징(19)의 하부에 바람직하게 배치된 탱크 또는 저장기이다. 유압 유체는 섬프(102)로부터 강제되어, 펌프(104)를 거쳐 유압 제어 시스템(100) 전체를 통해 연통된다. 펌프(104)는, 예컨대 기어 펌프, 베인 펌프, 제로터 펌프 또는 임의의 다른 포지티브 변위 펌프일 수 있다. 또한, 압력 레귤레이터 서브시스템(106)은 전기 엔진, 배터리 또는 다른 원동기(미도시) 혹은 어큐뮬레이터에 의해 바람직하게 구동되는 보조 펌프(미도시)를 구비하는 변형된 유압 유체 공급원을 구비할 수 있다. 펌프(104)로부터의 유압 유체는 압력 레귤레이터 밸브(112)에 의해 제어된다. 압력 레귤레이터 밸브(112)는 펌프(104)로부터의 유압 유체의 압력을 조절하고, 컨버터 피드 라인(114)에 가압된 유압 유체를 공급한다. 또한, 압력 레귤레이터 서브시스템(106)은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 각종 다른 밸브 및 솔레노이드를 구비할 수 있다.
액추에이터 피드 서브시스템(108)은 유압 제어 시스템(100) 전체를 통해 각종 제어 장치 또는 액추에이터(예컨대, 솔레노이드)에 유압 유체를 제공한다. 액추에이터 피드 서브시스템(108)은 액추에이터에 공급된 유압 유체의 압력을 제어 또는 제한하는 피드 리미트 밸브(115)를 구비한다.
클러치 및 토크 컨버터 클러치 제어 서브시스템(110)은 전진 및 후진 클러치(34, 36)의 결합, 토크 컨버터 클러치(18)의 결합 및 토크 컨버터(16)의 냉각을 제어한다. 일반적으로, 클러치 및 토크 컨버터 클러치 제어 서브시스템(110)은 부스트 밸브 조립체(120), 클러치 압력 조절 밸브 조립체(122), 수동 밸브 조립체(124), 토크 컨버터 클러치(TCC) 압력 조절 밸브 조립체(126), 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128), 클러치 제어 솔레노이드(130) 및 TCC 제어 솔레노이드(132)를 구비한다.
부스트 밸브 조립체(120)는 도 1의 좌측에서 우측으로 연속적으로 넘버링된 포트(120A-I)를 구비한다. 포트(120A, 120F)는 섬프(102) 또는 배기 백필 회로(exhaust backfill circuit)(미도시)와 연통하는 배기 포트이다. 포트(120B)는 신호 라인(140)을 거쳐 클러치 제어 솔레노이드(130)에 연결되거나, 또는 그와 유체 연통한다. 포트(120C)는 액추에이터 피드 라인(142)을 거쳐 액추에이터 피드 서브시스템(108)에 연결된다. 포트(120D)는 유체 라인(144)을 거쳐 수동 밸브 조립체(124)에 연결된다. 포트(120E)는 유체 라인(144)을 거쳐 클러치 압력 조절 밸브 조립체(122)에 연결된다. 포트(120G)는 유체 라인(148)을 거쳐 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128)에 연결된다. 포트(120H)는 컨버터 피드 라인(114)에 연결되어 그로부터 가압된 유압 유체를 수용한다. 포트(120I)는 신호 라인(150)을 거쳐 TCC 솔레노이드(132)에 연결된다.
부스트 밸브 조립체(120)는 밸브 바디(101) 내에 형성된 보어(154) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 스풀 밸브(152)를 더 구비한다. 스풀 밸브(152)는 도 2에 도시한 바와 같이 좌측으로 이동되는 스풀 밸브(152)를 갖는 부스트 위치와, 우측으로 이동되는 스풀 밸브(152)를 갖는 페일세이프 위치 사이에서 이동가능하다. 코일형 스프링과 같은 바이어싱 부재(156)는 스풀 밸브(152)를 페일세이프 위치로 바이어스한다. 신호 라인(140)을 거쳐 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 또는 신호 라인(150)을 거쳐 TCC 솔레노이드(132)로부터의 유압 유체는 스풀 밸브(152)를 부스트 위치로 이동시킨다. 부스트 위치에서, 포트(120C)는 포트(120D)와 연통하고, 포트(120E)는 차단되고, 포트(120G)는 포트(120F)를 통해 배기되고, 포트(120H)는 차단된다. 페일세이프 위치에서, 포트(120E)는 포트(120D)와 연통하고, 포트(120H)는 포트(120G)와 연통한다.
클러치 압력 조절 밸브 조립체(122)는 부스트 밸브 조립체(120)를 통해 수동 밸브 조립체(124)에 연통된 유압 유체 압력을 조절한다. 클러치 압력 조절 밸브 조립체(122)는 도 2의 좌측에서 우측으로 넘버링된 유체 포트(122A-D)를 구비한다. 포트(122A)는 신호 라인(140)에 연결된다. 포트(122B, 122D)는 유체 라인(146)에 연결된다. 유체 포트(122C)는 액추에이터 피드 라인(142)에 연결되어 그로부터의 유압 유체를 수용한다. 클러치 압력 조절 밸브 조립체(122) 내에는 조절 밸브(158)가 위치설정된다. 조절 밸브(158)는 포트(122C)로부터 포트(122B)로, 그에 따른 수동 밸브 조립체(124)로 연통된 유압 유체의 압력을 조절한다. 조절 밸브(158)는 포트(122A)를 거쳐 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터 송신된 압력 신호에 의해 위치설정된다. 클러치 제어 솔레노이드(130)는 조절 밸브(158)에 작용하도록 포트(122A)에 가압된 유압 유체를 보냄으로서 유체 압력을 커맨드한다. 그와 동시에, 포트(122B)로부터의 유압 유체는 포트(122D)를 거쳐 조절 밸브(158)에 대해 피드백하고, 조절 밸브(158)의 대향 측부에 작용한다. 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터 커맨드된 압력, 유압 라인(146) 내의 압력 및 스프링(160) 사이의 압력 밸런스는 조절 밸브(158)가 포트(122C, 122B)들 사이로 이동하여 선택적인 연통을 허용함에 따라 성취된다.
수동 밸브 조립체(124)는 유체 라인(144), 리버스 라인(162)과 연통하고, 구동 라인(164)과 연통한다. 자동차의 작동자에 의한 레인지 셀렉터(range selector)의 운동은 후진 위치와 구동 위치를 구비하는 각종 위치들 사이의 수동밸브(166)를 평행이동시킨다. 구동 위치에서, 유체 라인(144)은 구동 라인(164)과 연통한다. 후진 위치에서, 피드 라인(144)은 리버스 라인(163)과 연통한다. 구동 라인(164)은 구동 클러치 액추에이터(168)와 연통하고, 리버스 라인(162)은 후진 클러치 액추에이터(170)와 연통한다. 구동 클러치 액추에이터(168)는 전진 클러치(34)와 선택적으로 결합하고, 후진 클러치 액추에이터(170)는 후진 클러치 또는 브레이크(36)와 선택적으로 결합한다.
TCC 압력 조절 밸브 조립체(126)는 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(130)에 연통된 유압 유체 압력을 조절한다. TCC 압력 조절 밸브 조립체(126)는 도 2의 좌측에서 우측으로 넘버링된 유체 포트(126A-D)를 구비한다. 포트(126A)는 신호 라인(150)에 연결된다. 유체 포트(122B)는 액추에이터 피드 라인(142)에 연결되어, 그로부터의 유압 유체를 수용한다. 포트(122C, 122D)는 유체 라인(172)에 연결된다. TCC 압력 조절 밸브 조립체(126) 내에는 조절 밸브(174)가 위치설정된다. 조절 밸브(174)는 포트(126B)로부터 포트(126C)로 그리고 그에 따라 유체 라인(172)을 거쳐 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128)로 연통된 유압 유체의 압력을 조절한다. 조절 밸브(174)는 포트(126A)를 거쳐 TCC 제어 솔레노이드(132)로부터 송신된 압력 신호에 의해 위치설정된다. TCC 제어 솔레노이드(132)는 조절 밸브(174)에 작용하도록 포트(126A)에 가압된 유압 유체를 보냄으로써 유압 유체를 커맨드한다. 그와 동시에, 포트(126C)로부터의 유압 유체는 포트(126D)를 거쳐 조절 밸브(174)에 대해 피드백하여, 조절 밸브(174)의 대향 측부에 작용한다. TCC 제어 솔레노이드(132)로부터 커맨드된 압력, 유체 라인(172) 내의 압력 및 스프링(176) 사이의 압력 밸런스는 조절 밸브(174)가 포트(126B, 126C)들 사이로 이동하여 선택적인 연통을 허용함에 따라 성취된다.
토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128)는 토크 컨버터(16) 내의 토크 컨버터 클러치(18)의 결합을 제어한다. 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128)는 도 2의 좌측에서 우측으로 넘버링된 포트(128A-I)를 구비한다. 포트(128A)는 신호 라인(140)에 연결된다. 포트(128B)는 유체 라인(148)에 연결된다. 포트(128C)는 TCC 해제 라인(180)에 연결된다. TCC 해제 라인(180)은 블로우-오프 밸브(182)와, 토크 컨버터 클러치(18)의 해제측과 연통한다. 포트(128D, 128E)는 컨버터 피드 라인(114)의 평행한 브랜치(114A, 114B)와 연통한다. 포트(128F)는 쿨러 라인(184)과 연통한다. 쿨러 라인(184)은 서로 직렬로 배치된 쿨러(186) 및 필터(188)와 연통한다. 쿨러(186)는 당해 기술에 공지된 바와 같이 쿨러(186)를 통해 흐르는 유압 유체의 온도를 감소시킨다. 블로우-오프 밸브(190)는 필터(188)와 평행하게 배치된다. 쿨러(186)와 필터(188)로부터의 유압 유체는 배기 백필 회로(192)를 통해 섬프(102)와 연통한다. 포트(128G)는 TCC 인가 라인(194)에 연결된다. TCC 인가 라인(194)은 토크 컨버터 클러치(18)의 인가측과 연통한다. 포트(128H)는 유체 라인(172)을 거쳐 TCC 압력 레귤레이터 밸브 조립체(126)와 연통한다. 포트(128I)는 섬프(102) 또는 배기 백필 회로와 연통하는 배기 포트이다.
토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128)는 밸브 바디(101) 내에 형성된 보어(198) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 스풀 밸브(196)를 구비한다. 스풀 밸브(196)는 도 2에 도시한 바와 같이 좌측으로 이동된 스풀 밸브(196)를 갖는 인가 위치와, 우측으로 이동된 스풀 밸브(196)를 갖는 해제 위치 사이에서 이동가능하다. 코일형 스프링과 같은 바이어싱 부재(200)는 스풀 밸브(196)를 인가 위치로 바이어스한다. 신호 라인(140)을 거쳐 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 유압 유체는 스풀 밸브(196)를 해제 위치로 이동시킨다. 인가 위치에서, 포트(128B)는 포트(128C)와 연통하고, 포트(128D)는 차단되고, 포트(128E)는 포트(128F)와 연통하고, 포트(128H)는 포트(128G)와 연통한다. 해제 위치에서, 포트(128B)는 차단되고, 포트(128C)는 포트(128D)와 연통하고, 포트(128E)는 차단되고, 포트(128F)는 포트(128G)와 연통하고, 포트(128H)는 차단된다.
클러치 제어 솔레노이드(130)는 액추에이터 피드 라인(142)을 거쳐 액추에이터 피드 서브시스템(108)로부터 신호 라인(140)으로 가압된 유압 유체를 선택적으로 연통함으로써 클러치 압력 레귤레이터 밸브 조립체(122)의 위치를 제어하고, 부스트 밸브 조립체(120)와 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128)를 이동시키도록 구성된다. 바람직하게, 클러치 제어 솔레노이드(130)는 통상적으로 높은 솔레노이드(normally high solenoid)이다. 클러치 제어 솔레노이드(130)는 트랜스미션 제어 모듈(40)과 전기 연통한다.
TCC 제어 솔레노이드(132)는 액추에이터 피드 라인(142)을 거쳐 액추에이터 피드 서브시스템(108)로부터 신호 라인(150)으로 가압된 유압 유체를 선택적으로 연통함으로써 TCC 압력 레귤레이터 밸브 조립체(126)의 위치를 제어하고, 부스트 밸브 조립체(120)를 이동시키도록 구성된다. 바람직하게, TCC 제어 솔레노이드(132)는 통상적으로 낮은 솔레노이드(normally low solenoid)이다. TCC 제어 솔레노이드(132)는 트랜스미션 제어 모듈(40)과 전기 연통한다.
도 3을 참조하고, 도 2를 계속하여 참조하면, 클러치 부스트 작동 조건 동안의 클러치 및 토크 컨버터 제어 서브시스템(110)의 구성요소에 대한 결합을 나타낸 그래프가 도시된다. 이 그래프는 액추에이터 피드 라인(142)의 압력 출력, 클러치(168)에서의 압력, 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 출력 압력 및 TCC 제어 솔레노이드(132)로부터의 출력 압력 대 시간을 정량적으로 나타낸다. 클러치(168)를 결합하기 위해, 클러치 제어 솔레노이드(130)는 시간 "A"에서의 출력 압력을 증대시키므로, 클러치 압력 조절 밸브 조립체(122)로부터의 출력 압력을 조절한다. TCC 제어 솔레노이드(132)는 폐쇄되고, 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 압력은 부스프 밸브(152)를 부스트 모드로 이동시키기에 불충분하다. 이에 따라, 클러치(168)에서의 압력은 클러치 압력 조절 밸브 조립체(122)에 의해 조절되고, 시간 "A"로부터 시간 "B"로의 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 출력 압력에 비례한다. 시간 "C"에서, 부스트 모드는 TCC 제어 솔레노이드(132)로부터의 출력 압력을 커맨드함으로써 개시된다. 클러치 제어 솔레노이드(130) 및 TCC 제어 솔레노이드(132)로부터의 조합된 출력 압력은 부스트 밸브(152)를 부스트 위치로 이동시키고, 액추에이터 피드 압력(142)은 부스트 밸브 조립체(120)를 통해 수동 밸브(124)로 그리고 클러치 액추에이터(168)로 지향된다. TCC 제어 솔레노이드(132)의 출력 압력은 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 도움없이 부스트 밸브(152)를 부스트 위치로 이동시키기에 충분하다.
도 4를 참조하고, 도 2를 계속하여 참조하면, TCC 제어 솔레노이드(132)의 결함 모드 작동 조건 동안의 클러치 및 토크 컨버터 제어 서브시스템(110)의 구성요소에 대한 결합을 나타낸 그래프가 도시된다. 이 그래프는 액추에이터 피드 라인(142)의 압력 출력, 클러치(168)에서의 압력, 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 출력 압력 및 TCC 제어 솔레노이드(132)로부터의 출력 압력 대 시간을 정량적으로 나타낸다. 일반적으로, (기계적 또는 전기적 결합으로 인한) TCC 제어 솔레노이드(132) 또는 TCM(40)이 결함이 생기는 예상 밖의 이벤트에서, 클러치 제어 솔레노이드(130)는 포트(120B)를 통해 작용함으로써 부스트 밸브(152)를 부스트 위치로 이동하도록 작동가능하다. 예컨대, 클러치(168)를 결합하기 위해, 클러치 제어 솔레노이드(130)는 시간 "D"에서의 출력 압력을 증대시키므로, 클러치 압력 조절 밸브 조립체(122)로부터의 출력 압력을 조절한다. TCC 제어 솔레노이드(132)는 폐쇄되고, 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 압력은 부스프 밸브(152)를 부스트 모드로 이동시키기에 불충분하다. 이에 따라, 클러치(168)에서의 압력은 클러치 압력 조절 밸브 조립체(122)에 의해 조절되고, 시간 "D"로부터 시간 "E"로의 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 출력 압력에 비례한다. 시간 "E" 전의 일부 시간에서, TCC 제어 솔레노이드(132)가 결함(페일)되면, 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 출력 압력은 계속하여 증가되도록 커맨드된다. 시간 "E"에서, 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 압력 출력이 바이어싱 부재(156)를 극복하여 부스트 밸브(152)를 부스트 위치로 이동시킬 때 부스트 모드가 개시된다.
도 5를 참조하고, 도 2를 계속하여 참조하면, TCC 인가 작동 조건 동안의 클러치 및 토크 컨버터 제어 서브시스템(110)의 구성요소에 대한 결합을 나타낸 그래프가 도시된다. 이 그래프는 액추에이터 피드 라인(142)의 압력 출력, 클러치(168)에서의 압력, 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 출력 압력 및 TCC 제어 솔레노이드(132)로부터의 출력 압력 대 시간을 정량적으로 나타낸다. 시간 "F"에서, TCC 제어 솔레노이드(132)는 부스트 밸브(152)를 부스트 위치로 이동시키도록 제1 압력으로 커맨드된다. 시간 "G"에서, 클러치 제어 솔레노이드(130)는 액추에이터 피드 라인(142)의 압력이 클러치(168)를 결합 유치하고, 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128)가 인가 위치로 이동함에 따라 폐쇄하도록 커맨드된다. 시간 "H"에서, TCC 제어 솔레노이드(132)는 TCC 압력 조절 밸브 조립체(126)로부터의 비례적인 출력 압력을 커맨드하는 제2 압력으로 커맨드된다. TCC 압력 조절 밸브 조립체(126)로부터의 출력 압력은 TCC(18)를 결합하도록 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(128)를 통해 토크 컨버터(16)로 연통된다.
도 6을 참조하고, 도 2를 계속하여 참조하면, TCC 해제 작동 조건 동안의 클러치 및 토크 컨버터 제어 서브시스템(110)의 구성요소에 대한 결합을 나타낸 그래프가 도시된다. 이 그래프는 액추에이터 피드 라인(142)의 압력 출력, 클러치(168)에서의 압력, 클러치 제어 솔레노이드(130)로부터의 출력 압력, TCC 제어 솔레노이드(132)로부터의 출력 압력 및 TCC 압력 조절 밸브 조립체(126)로부터의 출력 압력 대 시간을 정량적으로 나타낸다. TCC(18)를 해제하기 위해, TCC 제어 솔레노이드(132)로부터의 출력 압력은 시간 "I" 내지 시간 "J"에서 부스트 모드를 유지하는 압력값으로 감소된다. TCC 압력 조절 밸브 조립체(126)로부터의 출력 압력은 이러한 시간 간격 동안에 O(zero)로 비례적으로 낙하하여, TCC(18)를 해제한다. 마지막으로, 시간 "K"에서, 클러치 제어 솔레노이드(130)는 토크 컨버터 제어 밸브(196)를 해제 위치로 이동시키기에 충분한 압력 레벨로 커맨드된다.
본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 다른 오리피스 및 체크 볼 구성, 즉 충전 및 배기를 위한 단일 오리피스 또는 단일 오리피스를 통한 충전 및 2개의 오리피스를 통한 배기를 포함하는 다른 오리피스 및 체크 볼 구성이 이용될 수 있다. 마찬가지로, 개별적인 유체 라인이 기술되었지만, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 유체 라인, 흐름 경로, 통로 등은 다른 형상, 사이즈, 단면을 포함할 수 있고, 추가적이거나 더 적은 브랜치를 가질 수 있다.
본 발명의 설명은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명의 일반적인 관점으로부터 벗어나지 않는 변경이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 이와 같은 변경은 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어난 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (10)

  1. 자동차 내의 파워트레인용 유압 제어 시스템으로서, 상기 파워트레인은 무단 변속 트랜스미션과 연결가능한 토크 컨버터 클러치(torque converter clutch: TCC)를 갖는 토크 컨버터를 갖고, 상기 트랜스미션은 전진 클러치와 후진 클러치를 갖는, 상기 유압 제어 시스템에 있어서,
    가압된 유압 유체를 제공하는 압력 레귤레이터 서브시스템(pressure regulator subsystem);
    상기 가압된 유압 유체의 온도를 감소시키는 쿨러 서브시스템(cooler subsystem);
    상기 가압된 유압 유체를 상기 전진 클러치와 상기 후진 클러치에 선택적으로 연통시키도록 구성된 수동 밸브 조립체(manual valve assembly);
    상기 TCC와 상기 쿨러 서브시스템에 연결된 토크 컨버터 제어 밸브 조립체(torque converter control valve assembly)로서, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체는 가압된 유압 유체가 상기 TCC의 인가측과 연통하게 하는 인가 위치(apply position)와, 가압된 유압 유체가 상기 TCC의 해제측과 연통한 다음, 상기 쿨러 서브시스템에 연통하게 하는 해제 위치(release position) 사이에서 이동가능한 제어 밸브를 구비하는, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체;
    상기 압력 레귤레이터 서브시스템, 상기 수동 밸브 조립체 및 상기 토크 컨버터 클러치 제어 밸브 조립체에 연결되는 부스트 밸브 조립체(boost valve assembly)로서, 상기 부스트 밸브 조립체는 상기 압력 레귤레이터 서브시스템으로부터의 가압된 유압 유체가 상기 수동 밸브와 연통하게 하는 부스트 위치(boost position)와, 상기 압력 레귤레이터 서브시스템으로부터의 가압된 유압 유체가 상기 쿨러 서브시스템을 통해 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체와 연통하게 하는 페일세이프 위치(failsafe position) 사이에서 이동가능한 부스트 밸브를 구비하는, 상기 부스트 밸브 조립체;
    상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 그리고 상기 제어 밸브를 상기 해제 위치로 이동시키고, 상기 수동 밸브 조립체에 제공된 상기 유압 유체의 압력을 제어하도록 구성된 클러치 제어 솔레노이드; 및
    상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 이동시키고, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체에 제공된 상기 유압 유체의 압력을 제어하도록 구성된 TCC 제어 솔레노이드
    를 포함하는,
    유압 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 제어 솔레노이드 및 상기 압력 레귤레이터 서브시스템의 하류와, 상기 부스트 밸브 조립체의 상류에 배치된 클러치 압력 레귤레이터 밸브 조립체를 더 포함하며,
    상기 클러치 압력 레귤레이터 밸브 조립체는 상기 클러치 제어 솔레노이드로부터의 출력에 근거하여 상기 부스트 밸브 조립체에 제공된 상기 압력 레귤레이터 서브시스템으로부터의 유압 유체의 압력을 조절하는,
    유압 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부스트 밸브는, 상기 부스트 밸브가 상기 페일세이프 위치에 있을 때 상기 클러치 제어 솔레노이드로부터의 조절되고 가압된 유압 유체가 상기 수동 밸브와 연통하게 하는,
    유압 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 TCC 제어 솔레노이드 및 상기 압력 레귤레이터 서브시스템의 하류와, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체의 상류에 배치된 TCC 압력 레귤레이터 밸브 조립체를 더 포함하며,
    상기 TCC 압력 레귤레이터 밸브 조립체는 상기 TCC 제어 솔레노이드로부터의 출력에 근거하여 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체에 제공된 상기 압력 레귤레이터 서브시스템으로부터의 유압 유체의 압력을 조절하는,
    유압 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 제어 솔레노이드는 통상적으로 높은,
    유압 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 TCC 제어 솔레노이드는 통상적으로 낮은,
    유압 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 제어 솔레노이드는, 상기 TCC 제어 솔레노이드가 페일(fail)이면 상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 이동시키는,
    유압 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 밸브는 제1 스프링에 의해 상기 인가 위치로 바이어스되는,
    유압 제어 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 부스트 밸브는 제2 스프링에 의해 상기 페일세이프 위치로 바이어스되는,
    유압 제어 시스템.
  10. 자동차 내의 파워트레인용 유압 제어 시스템으로서, 상기 파워트레인은 무단 변속 트랜스미션과 연결가능한 토크 컨버터 클러치(TCC)를 갖는 토크 컨버터를 갖고, 상기 트랜스미션은 전진 클러치와 후진 클러치를 갖는, 상기 유압 제어 시스템에 있어서,
    가압된 유압 유체를 제공하는 압력 레귤레이터 서브시스템;
    상기 가압된 유압 유체의 온도를 감소시키는 쿨러 서브시스템;
    상기 가압된 유압 유체를 상기 전진 클러치와 상기 후진 클러치에 선택적으로 연통시키도록 구성된 수동 밸브 조립체;
    제1 피드 입구, 상기 압력 레귤레이터 서브시스템에 연결된 제2 피드 입구, 상기 TCC의 인가측에 연결된 인가 포트, 상기 TCC의 해제측에 연결된 해제 포트, 상기 쿨러 서브시스템에 연결된 쿨러 포트, 및 페일세이프 포트를 갖는 토크 컨버터 제어 밸브 조립체로서, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체는 상기 제1 피드 입구가 상기 인가 포트와 연통하는 인가 위치(apply position)와, 상기 제2 피드 입구가 상기 해제 포트와 연통하고 상기 인가 포트가 상기 쿨러 포트와 연통하는 해제 위치(release position) 사이에서 이동가능한 제어 밸브를 구비하는, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체;
    상기 압력 레귤레이터 서브시스템과 연결된 제1 입구 포트, 상기 압력 레귤레이터 서브시스템과 연결된 제2 입구 포트, 상기 수동 밸브와 연결된 수동 밸브 출구 포트, 및 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체의 상기 페일세이프 포트에 연결된 페일세이프 포트를 갖는 부스트 밸브 조립체로서, 상기 부스트 밸브 조립체는 상기 제1 입구 포트가 상기 수동 밸브 출구 포트와 연통하는 부스트 위치(boost position)와, 상기 제2 입구 포트가 상기 페일세이프 포트와 연통하는 페일세이프 위치(failsafe position) 사이에서 이동가능한 부스트 밸브를 구비하는, 상기 부스트 밸브 조립체;
    상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 그리고 상기 제어 밸브를 상기 해제 위치로 이동시키고, 상기 수동 밸브 조립체에 제공된 상기 유압 유체의 압력을 제어하도록 구성된 클러치 제어 솔레노이드; 및
    상기 부스트 밸브를 상기 부스트 위치로 이동시키고, 상기 토크 컨버터 제어 밸브 조립체에 제공된 상기 유압 유체의 압력을 제어하도록 구성된 TCC 제어 솔레노이드
    를 포함하는,
    유압 제어 시스템.
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