KR101963834B1 - 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기 - Google Patents

유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량이 저속 주행시 유압모터를 이용하여 동력을 출력하고, 고속 주행시 토크컨버터를 이용하여 고속 주행이 가능하도록 구성되어 연료소비를 줄이고 저속주행성능을 향상시킨 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기는, 차량 엔진의 회전축에 연결된 유압펌프; 상기 유압펌프로부터 유압이 공급되어 회전 동작되는 토크컨버터; 상기 토크컨버터의 출력축으로부터 동력이 전달되면서 전진 클러치조립체와 후진 클러치조립체로 이루어진 변속클러치부; 상기 변속클러치부로부터 전달된 동력을 출력하는 구동기어유닛과, 상기 구동기어유닛과 연결되어 유압에 의해 상기 구동기어유닛을 회전 동작시키는 유압모터를 포함하는 구동기어부; 및 상기 유압펌프, 상기 토크컨버터 및 상기 유압모터의 동작을 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기{Hydraulic Hybrid Transmission with control of Hydraulic Motor}
본 발명은 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지게차와 중장비와 같이 저속 주행시 큰 토크가 요구되는 차량에 있어서, 저속 주행시에는 유압을 이용하여 큰 토크를 얻을 수 있고, 고속 주행시에는 토크컨버터를 이용하여 엔진의 출력을 효율적으로 이용할 수 있는 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기에 관한 것이다.
일반 차량과 달리 포크 레인과 지게차 등의 중장비(이하 '차량'이라 한다)는 고속주행을 목적으로 하는 차량이 아니기 때문에 다수의 변속단이 요구되지 않는 대신, 구동력을 증가시키기 위해 변속기에 토크컨버터가 설치되어 사용되거나 고용량의 유압 모터가 설치된다.
일반적으로 차량은 엔진의 회전축과 연결된 유압펌프로부터 적정량의 유체가 토크컨버터로 공급되면, 유체에 의해 토크컨버터가 구동되면서 동력이 발생되고, 이러한 동력은 전, 후진 변속클러치와 기어조합을 가지는 변속기를 통해 변속된 다음, 구동차축을 통해 휠 축으로 전달되도록 구성된다.
그러나 위와 같이 토크컨버터와 기어의 조합을 이용한 종래의 변속기는 저속구간에서 토크컨버터의 슬립이 발생하면서 동력손실이 매우 크고, 적정의 토크를 내기 위해서는 상대적으로 엔진 회전수를 상승시켜야하기 때문에 연료 손실이 매우 많으며, 이 때문에 소음도 많이 발생하고, 저속 주행을 위한 속도 제어도 일정하지 않은 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 유압펌프, 모터 및 기계식 변속기를 조합한 기계유압식 무단변속기가 개발되어 사용되고 있다.
상기와 같은 기계유압식 무단변속기는, 엔진에 연결된 유압 펌프와 트랜스미션 입력축에 유압 모터가 설치되고, 유압모터와 연결된 기어, 변속을 위한 복수의 클러치 세트, 유성기어 장치부 및 전, 후진 클러치부를 통해 출력축으로 동력이 전달되도록 구성된다.
이러한 기계유압식 무단변속기는, 기계식 변속기를 사용하기 때문에 변속 시 충격이 큰 단점이 있고, 유압모터와 펌프가 차량의 주행을 위한 전 구간을 담당하기 때문에 유압모터와 펌프의 용량이 상대적으로 커질 수밖에 없으며, 이에 더해 유압을 제어하기 위한 다양한 구성이 포함되어야 하므로 변속기의 설계에 있어 공간적인 제약이 크게 작용하던 문제가 있다.
이에 더해 고압/고용량의 피스톤 펌프와 모터가 사용되기 때문에 유압제어장치가 고압/고용량 제어를 위한 복잡하고 정확한 제어 구성이 적용되어야 하고, 이 때문에 변속기의 가격이 크게 상승되는 문제가 있다.
KR 10-2014-0034547 A (2014. 03. 20.) KR 10-1150703 B1 (2012. 05. 22.) KR 10-2013-0002463 A (2013. 01. 08.) KR 10-1077895 B1 (2011. 10. 24.)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 중장비에 적용되는 변속기가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량의 저속 주행시 유압모터를 이용하여 동력을 출력하고, 고속 주행시 토크컨버터를 이용하여 고속 주행이 가능하도록 구성하여 연료소비를 줄이고 저속주행성능을 향상시킬 수 있는 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기는, 차량 엔진의 회전축에 연결된 유압펌프; 상기 유압펌프로부터 유압이 공급되어 회전 동작되는 토크컨버터; 상기 토크컨버터의 출력축으로부터 동력이 전달되면서 전진 클러치조립체와 후진 클러치조립체로 이루어진 변속클러치부; 상기 변속클러치부로부터 전달된 동력을 출력하는 구동기어유닛과, 상기 구동기어유닛과 연결되어 유압에 의해 상기 구동기어유닛을 회전 동작시키는 유압모터를 포함하는 구동기어부; 및 상기 유압펌프, 상기 토크컨버터 및 상기 유압모터의 동작을 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 제어부가 상기 유압모터 속도를 제어하는 유량제어밸브; 및 상기 유압모터의 회전방향을 제어하는 방향제어밸브를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 유량제어밸브와 방향제어밸브를 제어하여 상기 유압모터의 속도와 회전 방향을 제어하는 것을 또 특징으로 한다.
이에 더해 본 발명은 상기 제어부가 상기 유압모터의 출력토크를 결정하는 제1 압력제어밸브; 상기 토크컨버터에 유체를 공급하는 토크컨버터 압력제어밸브; 및 상기 변속클러치부에 압력을 공급하는 제2 압력제어밸브를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 압력제어밸브, 컨버터밸브 및 제2 압력제어밸브를 제어하여 상기 유압모터와 상기 토크컨버터의 출력토크를 제어하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어부에 차량에 구비되는 유압동력 출력부를 냉각하는 냉각기로 유체를 공급하는 제3 압력제어밸브가 더 포함되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 제어부가 상기 차량이 5~10km 이하의 속도로 주행하는 저속 주행인 경우에는 상기 유압모터만으로 유압을 공급하여 상기 구동기어유닛을 회전 구동하여 주행 속도와 출력토크를 조절하고, 상기 차량이 11km 이상의 속도로 주행하는 경우에는 상기 유압모터로의 유압 공급을 차단한 상태에서 상기 토크컨버터로 유압을 공급하여 상기 구동기어유닛을 회전 구동시켜 주행 속도와 출력토크를 조절하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 저속 구간에 대한 유압모터와 토크컨버터의 결합 출력에 의한 효율 증대로 연료 절감 및 저속 성능 향상을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존 유압식 트랜스미션(Hydro Static Transmission) 시스템보다 고속 주행성능을 향상시킬 수 있고, 변속기의 제조비용을 절감할 수 있으며, 변속기내에 설치가 가능하여 차량내 설치 공간의 제약이 적은 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기의 예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기가 적용된 차량의 유체의 흐름을 보인 유압회로도.
도 3은 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 통해 저속 전진 주행시 유체의 흐름을 보인 유압회로도.
도 4는 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 통해 고속 전진 주행시 유체의 흐름을 보인 유압회로도.
도 5는 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 통해 저속 후진 주행시 유체의 흐름을 보인 유압회로도.
도 6은 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 통해 고속 후진 주행시 유체의 흐름을 보인 유압회로도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.
본 발명은 차량의 저속 주행시 유압모터를 이용하여 동력을 출력하고, 고속 주행시 토크컨버터를 이용하여 고속 주행이 가능하도록 구성하여 연료소비를 줄이고 저속주행성능을 향상시킬 수 있는 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 유압펌프(10)에서 발생하는 유체가 공급되는 트랜스미션부(2), 유체로 인해 발생된 동력이 전달되는 구동부(3), 유압펌프(10)에서 발생하는 유체를 공급하여 외부 동력으로 사용하기 위해 유로를 전환하는 밸브모듈(4) 및 밸브모듈(4)을 통해 공급되는 유체를 이용하여 리프트 등의 유압실린더가 구동되는 유압동력 출력부(5)를 포함한다.
그리고 트랜스미션부(2)는 유압펌프(10), 토크컨버터(20), 변속클러치부(30), 구동기어부(40) 및 제어부(50)를 포함한다.
유압펌프(10)는 차량 엔진(1)의 회전축(1A)에 연결되어 회전 동력을 전달받아 적정량의 유체를 후술하는 토크컨버터(20)와 유압모터(42)로 공급하는 구성이다.
이러한 유압펌프(10)에는, 도 1에 도시된 바와 같이 제1, 2 유압라인(11, 12)이 설치되고, 이 중에서 제1 유압라인(11)에는 토크컨버터(20)가 연결되며, 제2 유압라인(12)에는 유압모터(42)가 연결된다.
그리고 제1, 2 유압라인(11, 12)을 통해 토크컨버터(20)와 유압모터(42)로 공급된 유체는 회수라인(도면부호 없음)을 통해 유압펌프(10) 쪽으로 재공급되도록 유로가 구성되고, 이에 의해 유체가 유압펌프(10)를 통해 토크컨버터(20), 변속클러치부(30) 및 유압모터(42) 쪽으로 분배되어 흐른 다음, 유로를 따라 유압펌프(10)로 재유입되면서 순환된다.
토크컨터버(20)는 엔진(1)의 회전축(1A)으로부터 동력을 전달받아 구동되는 유압펌프(10)로부터 적정량의 유체가 공급되면, 유체에 의해 회전 동작되면서 동력을 발생시키는 구성이다.
이러한 토크컨버터(20)는 원동축에 의해 구동되는 펌프날개차와, 피동축을 회전시키는 터빈날개차 및 안내날개를 포함하고, 이러한 토크컨버터(20)는 공지된 다양한 구조의 토크컨버터 중에서 용이하게 선택되어 구성된다.
변속클러치부(30)는 토크컨버터(20)의 출력측(도면부호 없음)과 연결되어 토크컨버터(20)에서 발생한 동력을 1단 또는 2단의 전진 또는 후진 클러치 조립체와 연결하여 후술하는 구동기어유닛(41)으로 전달하는 구성이다.
이러한 변속클러치부(30)는, 도 1에 도시된 바와 같이 1, 2단 구조로 이루어지는 전, 후진 클러치조립체(31, 32)를 포함하고, 이러한 변속클러치부(30)의 출력측(도면부호 없음)은 후술하는 구동기어부(40)와 연결된다.
그리고 변속클러치부(30)에는 유압펌프(10)로부터 적정량의 유체가 공급되도록 유압라인이 연결되고, 이러한 유압라인을 통해 유압펌프(10)로부터 공급되는 유압에 의해 전, 후진 방향의 전환과 1, 2단 변속이 이루어진다.
이러한 전, 후진 클러치조립체(31, 32)를 포함하는 변속클러치부(30)는 공지된 다양한 구조의 변속클러치 중에서 용이하게 선택되어 구성된다.
구동기어유닛(41)은 토크컨버터(20)에서 전달되는 동력이 변속클러치부(30)에 의해 전달되어 구동부(도시하지 않음)로 출력되도록 하는 구성이다.
이러한 구동기어유닛(41)에는 변속클러치부(30)와 연결되어 회전 동작되는 구동기어유닛(41)과, 구동기어유닛(41)의 일측에 설치되면서 유압에 의해 구동기어유닛(41)을 회전 구동하는 유압모터(42)를 포함한다.
이때 유압모터(42)는 유압펌프(10)로부터 유체가 공급되면, 유체가 공급되는 유로의 방향에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 동작되면서 회전 동력을 발생시키는 장치로, 이러한 유압모터(42)는 트랜스미션부(2)의 출력측 구동기어유닛(41)과 연결되도록 설치된다.
제어부(50)는 유압펌프(10)를 통해 발생하는 유압을 토크컨버터(20), 변속클러치부(30) 및 유압모터(42)로 분배하여 공급하는 구성이다.
이러한 제어부(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이 유압모터(42) 속도를 제어하기 위해 유압모터(42)로 공급되는 유량을 제어하는 유량제어밸브(51)와, 유압모터(42)로 공급되는 유체의 유입 방향을 전환하여 유압모터(42)의 회전방향을 전환하는 방향제어밸브(52)를 포함한다.
이에 더해 제어부(50)에는 유압모터(42)의 출력토크를 결정하기 위해 공급되는 유체의 압력을 제어하는 제1 압력제어밸브(53)와, 토크컨버터(20)에 유체를 공급하는 토크컨버터 압력제어밸브(54B)와, 변속클러치부(30)에 유체를 공급하여 변속하는 제2 압력제어밸브(55A, 55B) 및 차량에 구비되는 유압동력 출력부(5)를 냉각하는 냉각기(6)로 유체를 공급하는 제3 압력제어밸브(도시하지 않음)를 포함한다.
이때 제2 압력제어밸브(55A, 55B)는 2개의 압력제어밸브로 이루어지면서 변속클러치부(30)의 전, 후진 클러치조립체(31, 32)에 각각 설치되고, 이러한 2개의 제2 압력제어밸브(55A, 55B)에 의해 전, 후진 클러치조립체(31, 32)로 공급되는 유체가 단속된다. 이에 더해 클러치로 공급되는 유체의 유량을 제어하여 결과적으로 전, 후진 클러치조립체(31, 32)로 공급되는 유체의 압력을 조절하는 클러치 압력제어밸브(54A)가 더 구비된다.
상기와 같은 구성의 제어부(50)에 따르면, 엔진(1)의 회전축(1A)에 의해 발생되는 회전 동력에 의해 유압펌프(10)가 구동되면, 제어부(50)가 토크컨버터(20)와 유압모터(42) 중에서 선택하여 유체를 공급하는데, 이때 제어부(50)는 차량의 속도가 5~10km 이하의 저속 주행인 경우에는 유체를 유압모터(42)로 공급하고, 11km 이상의 주행(고속주행)인 경우에는 유체를 토크컨버터(20)로 공급한다.
그리고 제어부(50)의 제어에 의해 유체가 유압모터(42)로 공급되는 경우에는 제어부(50)가 유량제어밸브(51)를 이용하여 유압모터(42)로 공급되는 유체의 유량을 제어하고, 이와 동시에 방향제어밸브(52)를 제어하여 유압모터(42)로 유체가 유입되는 방향을 전환하며, 이에 의해 유압모터(42)에 의한 회전 속도와 방향이 제어된다.
또한, 화물 등을 적재하여 차량이 저속 주행인 경우에는 속도에 비해 상대적으로 높은 토크가 요구되고, 따라서 이 경우에는 제어부(50)가 유로를 전환하여 유체가 토크컨버터(20)와 유압모터(42)로 2 : 8 ~ 4 : 6의 비율로 적절하게 분배하여 공급하고, 이에 의해 유압모터(42)에서 발생하는 토크와 토크컨버터(20)에서 발생하는 토크가 더해져 구동기어유닛(41)을 통해 더욱 높은 토크가 출력된다.
이때 제어부(50)의 제어에 의해 유체가 토크컨버터(20)로 공급되는 경우에는 변속클러치부(30)로 유체가 함께 공급되면서 변속단과 전, 후진 이동 주행 방향이 선택된다. 이와 동시에 제어부(50)가 토크컨버터 압력제어밸브(54B)를 제어하여 압력을 조절하며, 이에 의해 토크컨버터(20)로 유체가 공급되어 토크컨버터(20)의 터빈을 통해 적절한 토크가 출력된다.
이렇게 토크컨버터(20)를 통해 출력된 토크는 전, 후진 클러치조립체(31, 32)를 지나 유압모터(42)와 합쳐져 출력되는데, 이때 토크컨버터(20)의 공급압력을 낮추어 공급유량을 줄이면 토크컨버터(20)는 출력토크를 거의 발생시키지 않은 채 회전하게 되고, 이와 반대로 공급압력을 증가시켜 공급유량을 늘리게 되면 토크컨버터(20)의 출력토크가 증가하게 된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 트랜스미션내 유압모터와 토크컨버터가 구비된 유압하이브리드 변속기를 이하에서는 저속, 고속 주행과 전, 후진 주행에 따라 유체가 공급되는 예에 따라 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 통해 저속 전진 주행시 유체의 흐름을 보인 유압회로도이고, 도 4는 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 통해 고속 전진 주행시 유체의 흐름을 보인 유압회로도이며, 도 5는 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 통해 저속 후진 주행시 유체의 흐름을 보인 유압회로도이고, 도 6은 본 발명에 따른 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기를 통해 고속 후진 주행시 유체의 흐름을 보인 유압회로도이다.
<저속 전진 주행시>
5~10km 이하의 저속 전진 주행시에는, 도 3에 도시된 바와 같이 유압펌프(10)에서 공급되는 유체가 제1, 2 유압라인(11, 12)을 따라 분배되어 흐르고, 이 중 제1 유압라인(11)을 통해 흐르는 유체는 변속클러치부(30)와 브레이크부(도면부호 없음)로 공급된다.
이때 변속클러치부(30)에는 전진 클러치조립체(31)로 유체가 흐르도록 1개의 제2 압력제어밸브(55A)가 제어되면서 전진 주행과 더불어 유압모터(42)에서 발생하는 동력이 구동기어유닛(41)으로 전달되도록 제어된다.
또한, 제2 유압라인(12)을 통해 공급되는 유체는, 유량제어밸브(51)를 통해 유량이 적절하게 조절된 다음, 방향제어밸브(52)에 의해 유압모터(42)의 전진 주행 방향(시계방향)으로 유체가 공급되도록 유로가 선택된 상태에서 이들 유량제어밸브(51)와 방향제어밸브(52)를 통해 제1 압력제어밸브(53) 쪽으로 공급된다.
이때 제1 압력제어밸브(53)는 유압모터(42)의 출력 토크를 결정한 다음, 유압모터(42)로 적정 압력의 유체를 공급하게 되고, 이렇게 공급되는 유체에 의해 유압모터(42)가 회전되면서 시계방향으로 회전 동력이 발생된다.
이렇게 유압모터(42)로 공급된 유체는 다시 방향제어밸브(52)를 경유하여 제1 유압라인(11)을 따라 변속클러치부(30)와 토크컨버터(20)로 공급된다.
그리고 토크컨버터 압력제어밸브(54B)를 통해 유체가 토크컨버터(20)에 공급되고 나머지 유체는 릴리프된다.
또한, 토크컨버터를 통과한 유체는 냉각기(6)로 공급되고 트랜스미션내 유로를 통하여 탱크로 다시 회수된다.
<고속 전진 주행시>
11km 이상의 고속 전진 주행시에는, 도 4에 도시된 바와 같이 유압펌프(10)에서 공급되는 유체가 제1, 2 유압라인(11, 12)을 통해 분배되어 공급되되, 제2 유압라인(12)으로 공급되는 유체는 방향제어밸브(52)에 의해 전환된 유로를 따라 제1 압력제어밸브(53)와 유압모터(42) 쪽으로 유체가 공급되지 않고 곧바로 제1 유압라인(11)으로 합류되고, 제1 유압라인(11)으로 공급되는 유체는 변속클러치부(30)와 브레이크부(도면부호 없음)에 더하여 컨버터밸브(54)에 의해 토크컨버터(20) 쪽으로 유체가 공급되면서 토크컨버터(20)에서 회전 동력이 발생된다.
이때 변속클러치부(30)로 공급되는 유체는 저속 전진 주행과 같이 제2 압력제어밸브(55A)에 의해 전진 클러치조립체(31) 쪽으로만 유체가 흐르도록 제어된다.
그리고 제1 유압라인(11)을 따라 토크컨버터(20), 변속클러치부(30) 및 브레이크부를 경유하도록 공급되는 유체는 회수 탱크(도면부호 없음)로 회수된 다음, 다시 유압펌프(10)로 공급되면서 유로를 따라 순환된다.
<저속 후진 주행시>
5~10km 이하의 저속 후진 주행시에는, 도 5에 도시된 바와 같이 유압펌프(10)에서 공급되는 유체가 제1, 2 유압라인(11, 12)을 따라 분배되어 공급되고, 이 중 제1 유압라인(11)을 통해 공급되는 유체는 변속클러치부(30)와 브레이크부(도면부호 없음)로 공급된다.
이때 변속클러치부(30)에는 또 다른 제2 압력제어밸브(55B)에 의해 후진 클러치조립체(32) 쪽으로 유체가 공급되도록 제어되고, 이에 의해 유압모터(42)에서 발생하는 동력이 구동기어유닛(41)으로 전달되도록 제어된다.
또한, 제2 유압라인(12)을 통해 공급되는 유체는, 유량제어밸브(51)를 통해 유량이 적절하게 조절된 다음, 방향제어밸브(52)에 의해 유압모터(42)의 후진 주행 방향(반시계방향)으로 유체가 공급되도록 유로가 선택된 상태에서 이들 유량제어밸브(51)와 방향제어밸브(52)를 통해 제1 압력제어밸브(53) 쪽으로 공급된다.
이때 제1 압력제어밸브(53)는 유압모터(42)의 출력 토크를 결정한 다음, 유압모터(42)로 적정 압력의 유체를 공급하게 되고, 이렇게 공급되는 유체에 의해 유압모터(42)가 회전되면서 반시계방향으로 회전 동력이 발생된다.
이렇게 유압모터(42)로 공급된 유체는 다시 방향제어밸브(52)를 경유하여 제1 유압라인(11)을 따라 변속클러치부(30)와 토크컨버터(20)로 공급된다.
그리고 토크컨버터 압력제어밸브(54B)를 통해 유체가 토크컨버터(20)에 공급되고 나머지 유체는 릴리프된다.
또한, 토크컨버터를 통과한 유체는 냉각기(6)로 공급되고 트랜스미션내 유로를 통하여 탱크로 다시 회수된다.
<고속 후진 주행시>
11km 이상의 고속 후진 주행시에는, 도 6에 도시된 바와 같이 유압펌프(10)에서 공급되는 유체가 제1, 2 유압라인(11, 12)을 통해 공급되되, 제2 유압라인(12)으로 공급되는 유체는 방향제어밸브(52)에 의해 전환된 유로를 따라 제1 압력제어밸브(53)와 유압모터(42) 쪽으로 유체가 공급되지 않고 곧바로 제1 유압라인(11)으로 합류되고, 제1 유압라인(11)으로 공급되는 유체는 변속클러치부(30)와 브레이크부(도면부호 없음)에 더하여 컨버터밸브(54)에 의해 토크컨버터(20) 쪽으로 유체가 공급되면서 토크컨버터(20)에서 회전 동력이 발생된다.
이때 변속클러치부(30)로 공급되는 유체는 저속 후진 주행과 같이 제2 압력제어밸브(55B)에 의해 후진 클러치조립체(32) 쪽으로만 유체가 공급된다.
그리고 제1 유압라인(11)을 따라 토크컨버터(20), 변속클러치부(30) 및 브레이크부를 경유하여 공급된 유체는 회수 탱크(도면부호 없음)로 회수된 다음, 다시 유압펌프(10)로 공급되면서 유로를 따라 순환된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 저속 구간에 대한 유압모터와 토크컨버터의 결합 출력에 의한 효율 증대로 연료 절감 및 저속 성능 향상을 기대할 수 있고, 기존 유압식 트랜스미션 시스템보다 고속 주행성능을 향상시킬 수 있으며, 변속기의 제조비용이 절감된다.
위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 당업자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.
1: 엔진 1A: 회전축
2: 트랜스미션부 3: 구동부
4: 밸브모듈 5: 유압동력 출력부
6: 냉각기 10: 유압펌프
11: 제1 유압라인 12: 제2 유압라인
20: 토크컨버터 30: 변속클러치부
31: 전진 클러치조립체 32: 후진 클러치조립체
40: 구동기어부 41: 구동기어유닛
42: 유압모터 50: 제어부
51: 유량제어밸브 52: 방향제어밸브
53: 제1 압력제어밸브 54A: 클러치 압력제어밸브
54B: 토크컨버터 압력제어밸브
55A, 55B: 제2 압력제어밸브

Claims (5)

  1. 차량용 변속기에 있어서,
    차량 엔진(1)의 회전축(1A)에 연결된 유압펌프(10);
    상기 유압펌프(10)로부터 유압이 공급되어 회전 동작되는 토크컨버터(20);
    상기 토크컨버터(20)의 출력축(21)으로부터 동력이 전달되면서 전진 클러치조립체(31)와 후진 클러치조립체(32)로 이루어진 변속클러치부(30);
    상기 변속클러치부(30)로부터 전달된 동력을 출력하는 구동기어유닛(41)과, 상기 구동기어유닛(41)과 연결되어 유압에 의해 상기 구동기어유닛(41)을 회전 동작시키는 유압모터(42)를 포함하는 구동기어부(40); 및
    상기 유압펌프(10), 상기 토크컨버터(20) 및 상기 유압모터(42)의 동작을 선택적으로 제어하는 제어부(50);
    를 포함하고,
    상기 제어부(50)는,
    상기 유압모터(42)의 속도를 제어하는 유량제어밸브(51);
    상기 유압모터(42)의 회전방향을 제어하는 방향제어밸브(52);
    상기 유압모터(42)의 출력토크를 결정하는 제1 압력제어밸브(53);
    상기 토크컨버터(20)에 유체를 공급하는 토크컨버터 압력제어밸브(54B); 및
    상기 변속클러치부(30)에 압력을 공급하는 제2 압력제어밸브(55A, 55B);
    를 포함하여, 상기 유량제어밸브(51)와 방향제어밸브(52)를 제어하여 상기 유압모터(42)의 속도와 회전 방향을 제어하고, 상기 제1 압력제어밸브(53), 컨버터밸브(54) 및 제2 압력제어밸브(55A, 55B)를 제어하여 상기 유압모터(42)와 상기 토크컨버터(20)의 출력토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(50)는,
    상기 차량에 구비되는 유압동력 출력부를 냉각하는 냉각기(6)로 유체를 공급하는 제3 압력제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(50)는,
    상기 차량이 5~10km 이하의 속도로 주행하는 저속 주행인 경우에는 상기 유압모터(42)만으로 유압을 공급하여 상기 구동기어유닛(41)을 회전 구동하여 주행 속도와 출력토크를 조절하고,
    상기 차량이 11km 이상의 속도로 주행하는 경우에는 상기 유압모터(42)로의 유압 공급을 차단한 상태에서 상기 토크컨버터(20)로 유압을 공급하여 상기 구동기어유닛(41)을 회전 구동시켜 주행 속도와 출력토크를 조절하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기.
KR1020180010643A 2017-12-19 2018-01-29 유압모터의 단속기능을 구비한 유압하이브리드 변속기 KR101963834B1 (ko)

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