KR19990087979A - 유압액츄에이터 - Google Patents

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KR19990087979A
KR19990087979A KR1019990015327A KR19990015327A KR19990087979A KR 19990087979 A KR19990087979 A KR 19990087979A KR 1019990015327 A KR1019990015327 A KR 1019990015327A KR 19990015327 A KR19990015327 A KR 19990015327A KR 19990087979 A KR19990087979 A KR 19990087979A
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데이빗안소니 해리스
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니겔 존스 고브
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Abstract

유압 액츄에이터(10)는 압력 어큐뮬레이터(12)를 포함하고, 펌프(16)는 압력 어큐뮬레이터(12)와 저장 부분(14) 사이에 연결되며, 펌프(16)는 저장 부분(14)으로부터 압력 어큐뮬레이터(12)까지 펌프 작용에 의해 유체를 옮기고, 체크 밸브(18,36)는 어큐뮬레이터(12)와 펌프(16) 사이 및 펌프(16)와 저장 부분(14) 사이에 배치되어서 어큐뮬레이터(12)에서 펌프(16)로 유체가 흐르는 것을 방지하고 펌프(16)에서 저장 부분(14)으로 유체가 흐르는 것을 방지하며, 솔레노이드 제어 밸브(20)가 구비되는데, 제 1 위치에서 솔레노이드 제어 밸브(20)는 압력 어큐뮬레이터(12)를 종 실린더(34)와 연결하고 제 2 위치에서 종 실린더(34)를 펌프(16)와 체크 밸브(36) 사이의 한 부분과 연결하여서, 가압하에 유체는 종 실린더(34)에서 어큐뮬레이터(12)로 바로 옮겨진다.

Description

유압 액츄에이터{HYDRAULIC ACTUATION SYSTEMS}
본 발명은 유압 액츄에이터에 관련되고 본 출원인이 제출한 유럽 특허 제 0038113, 0043660, 0059035 및 0101220에 기술한 유형의 자동차를 위한 자동 변속기 또는 반자동 변속기에 사용되는 유압 액츄에이터에 관련된다.
상기 변속기에서, 차량 운전자가 스로틀과 기어 선택 레버를 작동할 때 이 작동에 감응한 전자 유닛에 의해 클러치를 연결하고 분리하는 과정이 제어된다. 일반적으로 클러치의 릴리스 베어링을 작동하는 클러치 릴리스 레버의 위치를 감지함으로써 클러치의 연결 상태가 감시된다. 이것은 클러치 릴리스 레버를 작동하는 종 실린더를 사용함으로써 달성되고, 상기 종 실린더는 실린더 행정 센서를 포함한다.
상기 유압 액츄에이터는 압력 어큐뮬레이터와 펌프를 포함하고 유압 유체 저장 부분으로부터 상기 펌프에 의해 압력 어큐뮬레이터는 채워질 것이다. 상기 유압 액츄에이터는 제어 밸브에 의해 클러치 작동 시스템의 종 실린더에 연결되고, 제어 밸브는 선택적으로 종 실린더를 유압 어큐뮬레이터에 연결하여서 클러치를 분리하거나; 저장 부분으로 배출하여서 클러치가 다시 연결되도록 한다.
이런 유형의 유압 시스템에서, 저장 부분과 종 실린더의 연결에 의해 클러치가 연결될 때, 종 실린더에서 유체 압력은 저장 부분 내 유체 압력으로 떨어지도록 한다. 이 펌프는 압력 어큐뮬레이터를 다시 채우도록 저장 부분으로부터 유체를 옮기기 위해서 작동해야 한다.
그러나, 클러치를 다시 연결할 수 있도록, 종 실린더 내 압력은 클러치 스프링이 클러치를 다시 연결하기에 충분한 정도로 감소될 필요가 있다. 일반적으로, 클러치를 분리하는데 필요한 유압은 40바아(bar) 정도이다. 이 압력을 25바아로 감소시키면 클러치가 다시 연결될 수 있고, 저장 부분 내 유압은 대기압으로 유지된다.
본 발명에 따르면, 유압 액츄에이터는 압력 어큐뮬레이터; 압력 어큐뮬레이터와 저장 부분 사이에 연결되고, 저장 부분에서 압력 어큐뮬레이터까지 유체를 옮기는데 적합한 펌프; 어큐뮬레이터에서 펌프까지 유체의 흐름을 막기 위해서 어큐뮬레이터와 펌프 사이에 배치된 제 1 체크 밸브로 구성되고; 본 발명의 특징에 따르면 제 2 체크 밸브는 펌프로부터 저장 부분까지 유체의 흐름을 막기 위해서 펌프와 저장 부분 사이에 배치되고; 솔레노이드 제어 밸브가 장착되는데 이 솔레노이드 제어 밸브는 제 1 위치에서 압력 어큐뮬레이터를 종 실린더에 연결하고; 제 2 위치에서 종 실린더를 펌프와 제 2 체크 밸브 사이의 한 지점과 연결한다.
전술한 유압 액츄에이터에서, 제 1 위치에 있을 때, 제어 밸브는 종 실린더를 유압 어큐뮬레이터에 연결하여서, 예를 들어 클러치를 분리하는 역할을 하는 종 실린더로 가압 하에 유체를 옮긴다. 제어 밸브가 제 2 위치로 옮겨질 때, 펌프는 종 실린더 밖으로 유체를 옮겨서 종 실린더 내 압력을 감소시키고 클러치를 다시 연결한다. 이 유체는 종 실린더에서 압력 어큐뮬레이터까지 펌프 작용을 받아 이동하여서 압력 어큐뮬레이터를 다시 채운다. 이런 식으로, 펌프를 가로질러 이루어지는 압력 강하는 상당히 감소되어서, 펌프의 에너지 소비는 줄어들 것이다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따르면, 제어 밸브가 제 3 위치에 있을 때, 종 실린더는 한정된 흐름 통로에 의해, 펌프와 제 2 체크 밸브 사이에서 뿐만 아니라 저장 부분에 연결될 것이다. 펌프의 작용으로 인한 종 실린더의 압력 감소율이 불충분하다면, 제어 밸브는 제 3 위치로 전환되어서, 또다른 유체는 저장 부분으로 배출될 것이다. 유리하게도 제어 밸브는 솔레노이드로 작동되는 비례 흐름 제어 밸브인데 밸브의 위치는 솔레노이드를 가로질러 적용되는 전류에 의해 제어된다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참고로 설명된다:
도 1 은 본 발명에 따른 유압 액츄에이터를 나타낸 도면으로, 제 1 위치에서 밸브를 보여준다;
도 2 는 도 1과 유사한 도면으로 제 2 위치에서 밸브를 나타낸다;
도 3 은 도 1과 유사한 도면으로 제 3 위치에서 밸브를 나타낸다.
도 1에 나타난 것처럼, 유압 액츄에이터(10)는 압력 어큐뮬레이터(12)를 포함한다. 압력 어큐뮬레이터(12)는 펌프(16)를 통하여 유압 유체 저장 부분(14)에 연결되고, 상기 펌프에 의해 유압 유체는 저장 부분(14)으로부터 펌프 작용을 받아서 압력 어큐뮬레이터(12)를 채운다. 체크 밸브(18)는 압력 어큐뮬레이터(12)와 펌프(16) 사이에 배치되어서 압력 어큐뮬레이터(12)로부터 펌프(16)까지 유체의 흐름을 방지한다.
솔레노이드로 작동되는 비례 흐름 제어 밸브(20)는 보어(24)를 한정하는 하우징(22)을 포함한다. 이 하우징은 4개의 축 방향으로 분리된 포트(port)(26,28,30,32)를 포함하고; 포트(26)는 보어(24)를 압력 어큐뮬레이터(12)에 연결하며; 포트(28)는 보어(24)를 저장 부분(14)과 펌프(16) 사이의 연결부에 연결하고; 포트(30)는 보어(24)를 저장 부분(14)에 연결하며; 포트(32)는 예를 들어 클러치 작동 메커니즘의 종 실린더(34)에 보어(24)를 연결한다. 환상 그루브(38)는 포트(28,30) 사이의 보어(24)에 형성된다.
체크 밸브(36)는 저장 부분(14)과 펌프(16) 사이, 포트(28)에서 연결부와 저장 부분(14) 사이의 연결부에 배치된다. 상기 체크 밸브(36)는 펌프(16) 및 종 실린더(34)로부터 저장 부분(14)까지 유체의 흐름을 방지한다.
스푸울(40)은 보어(24)에 미끄럼 운동할 수 있게 배치되고, 상기 스푸울(40)은 축 방향으로 이격된 영역(42,44,46)을 포함하고, 이 영역(42,44,46)은 보어(34)의 표면과 미끄럼 맞물린다. 포트(30)를 통하여 저장 부분(14)에 연결된 보어(24)의 단부에 인접한 영역(46)은 영역(46)의 길이를 따라 포트(30)와 인접한 단부에서 축 방향으로 뻗어있는 하나 또는 그 이상의 일정한 각을 이루며 배치된 그루브(48)를 포함하고, 각각의 그루브(48)는 영역(46)에서 원주 그루브(64)로 열려진다.
스푸울(40)은 스프링(65)에 의해, 포트(30)와 인접한 단부에서 떨어져, 보어(24)의 축 방향으로 편향된다. 솔레노이드 액츄에이터(50)는 스프링(65)과 떨어져 스푸울(40)의 단부와 맞물려서, 에너지를 공급받을 때 솔레노이드 액츄에이터는 스프링(65)의 바이어스 하중을 방해하고 포트(30)와 인접한 단부를 향해 보어(24)의 축 방향으로 스푸울(40)을 움직인다. 스푸울(40)의 운동량은 솔레노이드 액츄에이터(50)를 가로질러 적용되는 전류에 따라 달라진다.
이런 식으로, 스푸울(40)의 위치는 제어되어서:
도 1에 나타낸 제 1 위치에서, 포트(26,32)는 스푸울(40)의 영역(42,44) 사이에 배치되어서, 종 실린더(34)는 압력 어큐뮬레이터(12)에 연결될 것이다;
도 2에 나타낸 제 2 위치에서, 포트(26,32)는 영역(44)에 의해 분리될 것이고 포트(32)는 영역(44,46) 사이에서 포트(28)에 연결되며, 종 실린더(34)는 펌프(16)에 연결되고, 이 위치에서 영역(46)의 환상 그루브(48)는 보어(24)의 축 방향 그루브(38)로 노출되지 않는다;
도 3에 나타낸 제 3 위치에서, 포트(28,32)는 영역(44,46) 사이에서 상호 연결되고, 원주 그루브(64)는 환상 그루브(38)로 노출되고 그루브(48)를 따라 종 실린더(34)와 저장 부분(14) 사이에 제한된 흐름 경로를 제공한다.
전술한 시스템에서, 시스템에 에너지의 공급을 중단할 때, 솔레노이드 밸브(20)는 도 3에 나타낸 위치에 있으므로, 종 실린더(34)는 포트(30)와 그루브(48)를 통하여 유압 유체 저장 부분(14)에 연결되어서 유체가 종 실린더(34)로 공급되도록 허용하여서, 클러치 작동 시스템의 마모를 조절한다.
이 시스템에 에너지를 공급할 때, 펌프(16)는 압력 어큐뮬레이터(12)를 채우도록 에너지를 공급받고, 압력 어큐뮬레이터(12)가 원하는 압력에 이르고 나면 펌프에 에너지 공급을 중단하는 장치가 제공된다.
클러치를 분리하기 위해서, 솔레노이드 액츄에이터(50)는 에너지를 공급받아서 도 1에 나타낸 위치로 스푸울(40)을 움직여서, 압력 어큐뮬레이터(12)를 종 실린더(34)에 연결하고, 클러치를 분리하도록 종 실린더(34)에 압력이 적용된다.
클러치를 다시 연결하기 위해서, 솔레노이드 액츄에이터(50)는 에너지를 공급받아서 도 2에 나타낸 위치로 스푸울(40)을 움직이는데, 여기에서 종 실린더(34)는 펌프(16)에 연결된다. 그 후 이 펌프(16)에 에너지를 공급하여서 종 실린더(34) 밖으로 유체를 이동시키고 압력 어큐뮬레이터(12)로 다시 유체를 이동시켜서, 클러치를 재연결하도록 종 실린더(34)를 움직인다. 만일 종 실린더(34)내 압력 감소율이 너무 느리다면, 종 실린더(34)에서 그루브(48)를 통하여 저장 부분(14)까지 압력이 해제될 때, 도 3에 나타낸 위치로 스푸울(40)을 복귀시키도록 솔레노이드 액츄에이터(50)에 에너지가 공급된다.
이런 식으로, 펌프(16)의 유입면에서 압력은 비교적 높게 유지되므로 압력 어큐뮬레이터(12)를 다시 채우는데 사용되는 에너지와 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
압력 어큐뮬레이터(12)가 채워져 원하는 압력에 도달할 때, 펌프(16)와 솔레노이드 액츄에이터(50)는 에너지 공급이 중단되어서 스푸울(40)은 도 3에 나타낸 위치로 되돌아가고, 여기에서 종 실린더(34)는 그루브(48)를 통하여 저장 부분(14)에 연결된다.
전술한 장치에서, 클러치가 다시 연결될 때, 솔레노이드 액츄에이터(50)는 펄스로 전달되어서 스푸울(40)은 도 2와 3에 나타낸 위치 사이에서 진동 운동할 것이다. 이 방법으로 특정 운전 상태에 대해 클러치의 재연결 비율은 정확하게 통제될 것이다. 에너지를 공급하는 전류는 펄스 너비 변조를 이용하여 바뀌어서 솔레노이드 액츄에이터(50)를 가로질러 적용되는 평균 전류를 바꾼다.
본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 다양하게 수정할 수 있다. 예를 들어 전술한 실시예에서, 밸브가 제 3 위치에 있을 때 영역(46)의 하나 또는 그 이상의 축 방향 그루브(48)는 종 실린더(34)와 저장 부분(14) 사이에 제한된 연결부를 제공하고, 이 목적으로 다른 적합한 장치, 예를 들어 제한된 보어가 사용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 압력 어큐뮬레이터(12); 압력 어큐뮬레이터(12)와 저장 부분(14) 사이에 연결되고, 저장 부분(14)에서 압력 어큐뮬레이터(12)로 유체를 이동시키는 펌프(16); 어큐뮬레이터(12)에서 펌프(16)까지 유체의 흐름을 방지하도록 어큐뮬레이터(12)와 펌프(16) 사이에 배치된 제 1 체크 밸브(18)로 구성된 유압 액츄에이터(10)에 있어서, 제 2 체크 밸브(36)는 펌프(16)에서 저장 부분(14)으로 유체가 흐르는 것을 방지하기 위해서 펌프(16)와 저장 부분(14) 사이에 배치되고; 솔레노이드 제어 밸브(20)를 구비하는데, 이 솔레노이드 제어 밸브(20)는 제 1 위치에서 압력 어큐뮬레이터(12)를 종 실린더(34)에 연결하고 제 2 위치에서 종 실린더(34)를 펌프(16)와 제 2 체크 밸브(36) 사이의 한 지점에 연결하는 것을 특징으로 하는 유압 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 3 위치에서 솔레노이드 제어 밸브(20)는 제한된 흐름 경로(48)에 의해 종 실린더(34)를 저장 부분(14)에 연결하는 것을 특징으로 하는 유압 액츄에이터.
  3. 제 2 항에 있어서, 제어 밸브(20)는 솔레노이드로 작동되는 비례 흐름 제어 밸브인 것을 특징으로 하는 유압 액츄에이터.
  4. 제 3 항에 있어서, 제어 밸브(20)는 제 2 위치와 제 3 위치 사이에서 제어 밸브(20)를 진동시키기 위해서 에너지를 공급받는 것을 특징으로 하는 유압 액츄에이터.
  5. 상기 청구항 중 한 항에 있어서, 제어 밸브(20)는 4개의 축 방향으로 이격된 포트(26,28,30,32)를 가지는 보어(24)를 포함하는데;
    제 1 포트(26)는 압력 어큐뮬레이터(12)에 연결되고;
    제 2 포트(28)는 펌프(16)와 제 2 체크 밸브(36) 사이에 연결되며;
    제 3 포트(30)는 저장 부분(14)에 연결되고;
    제 4 포트(32)는 종 실린더(34)에 연결되며;
    스푸울(40)은 보어(24)에 미끄럼 운동할 수 있게 배치되고, 상기 스푸울(40)은 보어(24)의 벽과 맞물리는 축 방향으로 분리된 세 개의 영역(42,44,46)을 포함하며;
    스푸울(40)의 제 1 위치에서, 제 1, 제 4 포트(26,32)가 스푸울(40)의 제 1, 제 2 영역(42,44) 사이에서 상호 연결되고, 제 2 포트(28)는 제 2 영역(44)과 제 3 영역(46) 사이에 배치되며, 제 3 영역(46)은 제 2, 제 3 포트(28,30) 사이에 배치되고; 제 2 위치에서 제 1 포트(26)는 제 2 영역(44)에 의해 제 4 포트(32)로부터 분리되고, 제 2 포트(28)는 제 2, 제 3 영역(44,46) 사이에서 제 4 포트(32)와 상호연결되며, 제 3 포트(30)와 제 4 포트(32)는 제 3 영역(44)에 의해 분리되며; 스푸울(40)의 제 3 위치에서, 제 4 포트(32)는 제 2, 제 3 포트(28,30)에 상호 연결되도록 영역(42,44,46)이 배치되는 것을 특징으로 하는 유압 액츄에이터.
  6. 제 5 항에 있어서, 하나 이상의 그루브(48)가 제 3 영역(46)에 구비되고, 각각의 그루브(48)는 제 1, 제 2 영역(42,44)에서 이격된 단부로부터 제 3 영역(46)의 축 방향으로 뻗어있으며, 상기 그루브(48)는 제 3 영역(46)을 따라 뻗어있고 스푸울(40)이 제 3 위치에 있을 때 보어(24)로 열려져서, 제 4 포트(32)와 제 3 포트(30) 사이에 제한된 흐름 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 유압 액츄에이터.
KR1019990015327A 1998-05-02 1999-04-29 유압액츄에이터 KR19990087979A (ko)

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GB9809496.4 1998-05-02
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