KR101875640B1 - 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 펌프는 일단부가 흡입 라인과 연결되고, 타단부는 토출 라인과 연결되는 피스톤 하우징, 상기 피스톤 하우징의 내부에서 일단부에서 타단부 사이를 왕복해서 움직이도록 배치되고, 상기 피스톤 하우징의 내부 일단부에 흡입 챔버를 형성하고 타단부에 압축 챔버를 형성하는 피스톤, 상기 피스톤의 일단부에서 연장되는 피스톤로드, 상기 피스톤로드를 밀거나 당기도록 배치되는 구동부, 상기 토출 라인의 일측에 배치되어 오일이 상기 토출챔버 측으로 역류하는 것을 방지하는 제1 체크밸브, 상기 흡입 챔버로부터 연장되어 상기 토출 라인에서 상기 제1 체크밸브의 상류측으로 연결되는 충진 라인, 및 상기 충진 라인의 일측에 배치되어 상기 토출 라인에서 상기 흡입 챔버 측으로 오일이 역류하는 것을 방지하는 제2 체크밸브를 포함할 수 있다.

Description

솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기{AUTOMATIC TRANSMISSION HAVING SOLENOID PUMP}
본 발명은 자동 변속기에 대한 것으로, 보다 상세하게는 엔진이 멈춘 상태에서 변속기의 UD클러치에 유압을 공급하여 발진감을 향상시키고 전동 펌프의 부하를 줄일 수 있는 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기에 관한 것이다.
최근에, 공회전 제한장치(Idle Stop & G)는 연비 절감 및 이산화탄소 배기 가스 절감을 목적으로 장착되고, 주행 중 차량 정지 후(아이들, Idle) 설정시간이 경과되면 자동으로 엔진을 정지시킨다.
그리고, 엔진 정지 후 운전자의 주행 의지가 감지되면(예를 들면, 엑셀페달을 밟거나 브레이크 페달을 밟았다가 떼는 경우) 이그니션키 조작없이 자동으로 엔진을 재시동한다.
예를 들어 신호 대기시 브레이크 페달이 입력되어 차량이 정지되면 ISG가 작동됨으로써 운전자의 편의성을 향상시킨다.
이러한 ISG는 엔진이 정지되면 기계식 오일펌프는 정지되지만 자동변속기 유압을 지속적으로 공급하기 위해, 설정된 전동오일펌프 구동 목표 RPM을 전동오일펌프 제어장치로 송출한다.
이를 통하여, UD(Under Drive) 클러치는 체결 상태를 유지하고 있으며, 밸브바디로부터 UD 클러치에 이르는 유로는 ATF(Automatic Transmission Fluid)로 충전된 상태가 된다.
즉, 연료소모를 줄이기 위해서 ISG시스템이 적용되는 경우에, 재시동시 부드러운 발진감을 위해서는 엔진이 정지되더라도, 클러치에 유압을 인가하여 클러치 체결상태를 유지하는 기술이 필요하다.
전술한 바와 같이, 전동식 오일펌프를 이용하여 유압을 형성하지만, 전동식 오일펌프의 용량증가에 대한 비용상승을 줄이기 위해서, 솔레노이드밸브를 이용하여 유량을 펌핑하는 기술이 도입되고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
대한민국 공개특허 10-2008-0055393 대한민국 등록특허 10-1534656
본 발명의 목적은 공회전 방지장치가 작동되어 엔진이 멈춘 상태에서 UD클러치에 유압을 공급함으로써 재시동 발진감을 향상시키고, 전동식 유압펌프의 부하를 줄일 수 있는 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기에 의하면, 변속기의 작동요소, 회전력소스의 회전력을 이용하여 오일을 상기 작동요소 측으로 펌핑하는 오일펌프, 및 상기 오일펌프를 바이패스하는 바이패스라인에 설치되고, 엔진이 멈춘 상태에서 상기 작동요소 측으로 오일을 펌핑하는 솔레노이드 펌프를 포함할 수 있다.
상기 솔레노이드 펌프는, 일단부는 흡입 라인과 연결되고, 타단부는 토출 라인과 연결되는 피스톤 하우징, 상기 피스톤 하우징의 내부에서 일단부에서 타단부 사이를 왕복해서 움직이도록 배치되고, 상기 피스톤 하우징의 내부 일단부에 흡입 챔버를 형성하고 타단부에 압축 챔버를 형성하는 피스톤, 상기 피스톤의 일단부에서 연장되는 피스톤로드, 상기 피스톤로드를 밀거나 당기도록 배치되는 구동부, 상기 토출 라인의 일측에 배치되어 오일이 상기 토출챔버 측으로 역류하는 것을 방지하는 제1 체크밸브, 상기 흡입 챔버로부터 연장되어 상기 토출 라인에서 상기 제1 체크밸브의 상류측으로 연결되는 충진 라인, 및 상기 충진 라인의 일측에 배치되어 상기 토출 라인에서 상기 흡입 챔버 측으로 오일이 역류하는 것을 방지하는 제2 체크밸브를 포함할 수 있다.
상기 구동부에 의해서 밀거나 당겨진 상기 피스톤을 리턴시키는 리턴부재를 더 포함할 수 있다.
상기 리턴부재는 상기 피스톤을 탄성적으로 지지하는 스프링일 수 있다.
상기 리턴부재는 상기 압축 챔버에 배치되어, 상기 피스톤을 일단부 방향으로 탄성지지할 수 있다.
상기 구동부는 상기 피스톤 하우징의 일단부 측에 배치되고, 작동시 상기 피스톤로드를 밀도록 배치될 수 있다.
상기 구동부는 전자기력에 의해서 작동되는 솔레노이드 타입일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 펌프는 일단부가 흡입 라인과 연결되고, 타단부는 토출 라인과 연결되는 피스톤 하우징, 상기 피스톤 하우징의 내부에서 일단부에서 타단부 사이를 왕복해서 움직이도록 배치되고, 상기 피스톤 하우징의 내부 일단부에 흡입 챔버를 형성하고 타단부에 압축 챔버를 형성하는 피스톤, 상기 피스톤의 일단부에서 연장되는 피스톤로드, 상기 피스톤로드를 밀거나 당기도록 배치되는 구동부, 상기 토출 라인의 일측에 배치되어 오일이 상기 토출챔버 측으로 역류하는 것을 방지하는 제1 체크밸브, 상기 흡입 챔버로부터 연장되어 상기 토출 라인에서 상기 제1 체크밸브의 상류측으로 연결되는 충진 라인, 및 상기 충진 라인의 일측에 배치되어 상기 토출 라인에서 상기 흡입 챔버 측으로 오일이 역류하는 것을 방지하는 제2 체크밸브를 포함할 수 있다.
상기 구동부에 의해서 밀거나 당겨진 상기 피스톤을 리턴시키는 리턴부재를 더 포함할 수 있다.
상기 구동부는 전자기력에 의해서 작동되는 솔레노이드 타입일 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 솔레노이드 펌프는 변속기의 클러치에 유압을 인가하여, 클러치의 체결상태를 효과적으로 유지함으로써, ISG(idle stop and go)시스템이 적용된 차량에서, 재시동시 부드러운 발진감을 구현할 수 있다.
또한, 솔레노이드 펌프를 통해서 기존에 설치된 전동식 오일펌프의 부하 및 용량을 줄여서 원가 상승 요인을 보완할 수 있으며, 보다 안정적인 오일펌핑구조를 구현할 수 있다.
뿐만 아니라, 솔레노이드 펌프는 오일펌핑 동작과 동시에 오일을 흡입하는 구조를 가지고 있으며, 부품구조가 단순하여 원가절감을 구현할 수 있고, 새로운 구조를 통해서 상품성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 펌프를 구비한 자동변속기의 일부 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 펌프를 보여주는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 펌프의 작동상태를 보여주는 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 자동변속기(100)는 유성기어세트(110), 클러치(120), 브레이크(130), 및 유압제어장치(140)를 포함한다. 상기 유성기어세트(110)는 회전요소로써 선기어, 유성기어, 링기어, 및 캐리어를 포함한다.
상기 클러치(120) 또는 상기 브레이크(130)는 변속기의 작동요소이고, 작동요소 중 상기 브레이크(130)는 상기 선기어, 상기 유성기어, 상기 링기어, 또는 상기 캐리어를 포함하는 회전요소들을 선택적으로 고정시키는 기능을 수행하고, 작동요소 중 상기 클러치(120)는 상기 회전요소들 사이의 고정연결을 선택적으로 해제하는 기능을 수행한다.
본 발명에서, 유성기어세트(110), 상기 브레이크(130), 및 상기 클러치(120)의 구조 및 기능에 대해서는 공지기술을 참조하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 유압제어장치(140)는 제어부에 의해서 제어되어 상기 클러치(120)나 상기 브레이크(130)로 유압을 공급하여 상기 클러치(120)나 상기 브레이크(130)를 작동시키는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 펌프를 구비한 자동변속기의 일부 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 자동변속기(100)는 오일 탱크(230), 오일펌프(225), 회전력소스(220), 가변 솔레노이드밸브(215), 방향 전환 밸브(205), UD클러치(200), 및 솔레노이드 펌프(210)를 포함한다.
상기 회전력소스(220)는 엔진 또는 전동모터로써 상기 오일펌프(225)에 회전력을 제공하고, 상기 오일펌프(225)는 상기 오일 탱크(230)에 담긴 오일을 상기 가변 솔레노이드밸브(215)로 전달한다.
상기 가변 솔레노이드밸브(215)는 제어부(미도시)의 제어동작에 따라서 작동되어 오일을 상기 방향 전환 밸브(205)를 통해서 상기 UD클러치(200)로 전달하여 변속기의 변속단을 제어한다. 상기 방향 전환 밸브(205)는 상기 오일펌프(225)의 토출압을 전자적으로 제어할 수 있다.
여기서, 상기 가변 솔레노이드밸브(215)는 작동상태에 따라서 상기 오일펌프(225)에서 펌핑되는 오일을 상기 오일 탱크(230) 측으로 바이패스시킬 수 있으며, 이러한 내용은 공지기술을 참조한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 오일탱크(230)의 상류측에서 분기되어 상기 방향 전환 밸브(205) 측으로 별도의 바이패스라인이 형성되고, 이 바이패스라인에 상기 솔레노이드 펌프(210)가 구비된다. 상기 솔레노이드 펌프(210)의 구조는 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
상기 솔레노이드 펌프(210)는 엔진이 정지한 상태에서 작동되어, 상기 UD클러치(200)로 유압을 안정적으로 공급하고, 재시동 발진감을 향상시키고, 전동식 유압펌프의 부하를 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 펌프를 보여주는 구성도이다.
도 3을 참조하면, 솔레노이드 펌프(210)는 오일저장탱크(230), 제어부(300), UD클러치(200), 흡입 라인(305), 흡입 챔버(360), 펌핑 피스톤(355), 피스톤 하우징(350), 압축 챔버(345), 리턴스프링(340), 토출 라인(335), 제1 체크밸브(330), 충진 라인(325), 제2 체크밸브(320), 솔레노이드(310), 및 피스톤로드(315)를 포함한다.
상기 피스톤 하우징(350) 안에는 피스톤(355)이 배치되는 공간이 형성되고, 상기 공간의 타단부에는 리턴스프링(340)이 배치되고, 상기 피스톤 하우징(350)의 일단부 외측에 상기 솔레노이드(310)가 배치된다.
상기 피스톤 하우징(350) 안에 상기 펌핑 피스톤(355)이 배치되고, 상기 피스톤로드(315)는 상기 펌핑 피스톤(355)의 일단면에서 외측으로 연장되어 상기 솔레노이드(310)의 안쪽으로 삽입된다.
상기 피스톤 하우징(350) 안에는 상기 펌핑 피스톤(355)을 중심으로 타측에 압축 챔버(345)가 형성되고, 일측에 흡입 챔버(360)가 형성되고, 상기 흡입 챔버(360)의 타측은 오일 흡입 라인(305)과 연결되고, 상기 압축 챔버(345)는 상기 토출 라인(335)과 연결된다.
상기 토출 라인(335)의 일측에는 상기 제1 체크밸브(330)가 배치되고, 상기 충진 라인(325)은 상기 제1 체크밸브(330)의 상류측 상기 토출 라인(335)에서 분기되어, 상기 흡입 챔버(360)의 일측과 연결된다. 아울러, 상기 충진 라인(325)의 일측에는 상기 제2 체크밸브(320)가 배치된다.
상기 제1 체크밸브(330)는 상기 UD클러치(200) 측에서 오일이 역류되는 것을 방지하고, 상기 제2 체크밸브(320)는 상기 충진 라인(325)을 통해서 상기 토출 라인(335)에서 상기 흡입 챔버(360) 측으로 오일이 역류하는 것을 방지한다.
상기 제어부(300)는 운행조건에 따라서 상기 솔레노이드(310)를 제어하고, 상기 솔레노이드(310)는 상기 펌핑 피스톤(355)을 밀거나 당기는 기능을 수행하며, 상기 리턴스프링(340)은 상기 펌핑 피스톤(355)을 탄성적으로 밀어내는 기능을 수행한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 펌프의 작동상태를 보여주는 구성도이다.
먼저, 도 3의 상태에서, 상기 솔레노이드(310)가 온되어, 상기 피스톤로드(315)를 통해서 상기 펌핑 피스톤(355)을 왼쪽으로 밀어내면, 도 4와 같이, 상기 피스톤 하우징(350) 안에서 상기 펌핑 피스톤(355)이 왼쪽으로 이동한다.
여기서, 상기 압축 챔버(345)에 충진된 오일은 상기 토출 라인(335)의 상기 제1 체크밸브(330)를 통해서 상기 UD클러치(200)로 공급된다.
아울러, 상기 흡입 챔버(360)가 팽창되면서 상기 흡입 챔버(360)는 상기 흡입 라인(305)을 통해서 오일을 흡입한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 솔레노이드(310)가 오프되면, 상기 리턴스프링(340)에 의해서 상기 펌핑 피스톤(355)이 오른쪽으로 후퇴하면, 상기 압축 챔버(345)가 팽창된다. 그리고, 상기 충진 라인(325)의 상기 제2 체크밸브(320)를 통해서 상기 흡입 챔버(360)의 오일이 상기 압축 챔버(345)에 충진된다.
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: 변속기 110: 유성기어세트
120: 클러치 130: 브레이크
140: 유압제어장치 200: UD클러치
205: 방향 전환 밸브 210: 솔레노이드 펌프
215: 가변 솔레노이드밸브 225: 오일펌프
220: 회전력소스(모터, 또는 엔진)
230: 오일 탱크 300: 제어부
305: 흡입 라인 310: 솔레노이드
315: 피스톤로드 320: 제2 체크밸브
325: 충진 라인 330: 제1 체크밸브
335: 토출 라인 340: 리턴스프링(또는, 리턴부재)
345: 압축 챔버 350: 피스톤 하우징
355: 펌핑 피스톤 360: 흡입 챔버

Claims (10)

  1. 변속기의 작동요소;
    회전력소스의 회전력을 이용하여 오일을 상기 작동요소 측으로 펌핑하는 오일펌프; 및
    상기 오일펌프를 바이패스하는 바이패스라인에 설치되고, 엔진이 멈춘 상태에서 상기 작동요소 측으로 오일을 펌핑하는 솔레노이드 펌프를 포함하고,
    상기 솔레노이드 펌프는,
    일단부는 흡입 라인과 연결되고, 타단부는 토출 라인과 연결되는 피스톤 하우징;
    상기 피스톤 하우징의 내부에서 일단부에서 타단부 사이를 왕복해서 움직이도록 배치되고, 상기 피스톤 하우징의 내부 일단부에 흡입 챔버를 형성하고 타단부에 압축 챔버를 형성하는 피스톤;
    상기 피스톤의 일단부에서 연장되는 피스톤로드;
    상기 피스톤로드를 밀거나 당기도록 배치되는 구동부;
    상기 토출 라인의 일측에 배치되어 오일이 상기 압축 챔버 측으로 역류하는 것을 방지하는 제1 체크밸브;
    상기 흡입 챔버로부터 연장되어 상기 토출 라인에서 상기 제1 체크밸브의 상류측으로 연결되는 충진 라인; 및
    상기 충진 라인의 일측에 배치되어 상기 토출 라인에서 상기 흡입 챔버 측으로 오일이 역류하는 것을 방지하는 제2 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부에 의해서 밀거나 당겨진 상기 피스톤을 리턴시키는 리턴부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리턴부재는 상기 피스톤을 탄성적으로 지지하는 스프링인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 리턴부재는 상기 압축 챔버에 배치되어, 상기 피스톤을 일단부 방향으로 탄성지지하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 피스톤 하우징의 일단부 측에 배치되고, 작동시 상기 피스톤로드를 밀도록 배치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는 전자기력에 의해서 작동되는 솔레노이드 타입인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프를 갖는 자동변속기.
  8. 일단부가 흡입 라인과 연결되고, 타단부는 토출 라인과 연결되는 피스톤 하우징;
    상기 피스톤 하우징의 내부에서 일단부에서 타단부 사이를 왕복해서 움직이도록 배치되고, 상기 피스톤 하우징의 내부 일단부에 흡입 챔버를 형성하고 타단부에 압축 챔버를 형성하는 피스톤;
    상기 피스톤의 일단부에서 연장되는 피스톤로드;
    상기 피스톤로드를 밀거나 당기도록 배치되는 구동부;
    상기 토출 라인의 일측에 배치되어 오일이 상기 압축 챔버 측으로 역류하는 것을 방지하는 제1 체크밸브;
    상기 흡입 챔버로부터 연장되어 상기 토출 라인에서 상기 제1 체크밸브의 상류측으로 연결되는 충진 라인; 및
    상기 충진 라인의 일측에 배치되어 상기 토출 라인에서 상기 흡입 챔버 측으로 오일이 역류하는 것을 방지하는 제2 체크밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동부에 의해서 밀거나 당겨진 상기 피스톤을 리턴시키는 리턴부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 구동부는 전자기력에 의해서 작동되는 솔레노이드 타입인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 펌프.
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