KR20050006151A - 유압 시스템 및 자동 트랜스미션 - Google Patents

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KR20050006151A
KR20050006151A KR10-2004-7016170A KR20047016170A KR20050006151A KR 20050006151 A KR20050006151 A KR 20050006151A KR 20047016170 A KR20047016170 A KR 20047016170A KR 20050006151 A KR20050006151 A KR 20050006151A
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에릭 멀러
레인하드 스테흐르
만프레드 홈
미첼 레우쉬엘
놀베르트 인델코프에르
안드레아스 엔그리쉬
마틴 보르네흠
크리스티안 라우인게르
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룩라멜렌운트쿠플룽스바우베타일리궁스카게
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Abstract

본 발명은 소비 장치에 부피 흐름을 공급하는 펌프와 같은 다중 송출식, 특히 이중 송출식 유압 공급 유닛을 포함하는 유압 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 개별 펌프 흐름들 간의 스위칭을 위해 및/또는 개별 펌프 흐름들의 상호 연결을 위해 밸브 장치가 제공되는 것을 특징으로 한다.

Description

유압 시스템 및 자동 트랜스미션{HYDRAULIC SYSTEM AND AUTOMATIC GEARBOX}
근대의 자동차에는 안전성과 안락감의 개선을 위해 유압 시스템이 사용되고 있는데, 상기 유압 시스템에서는 하나 이상의 압력 공급 유닛이 하나 이상의 정해진 소비 장치에 압력을 공급한다. 공지되어 있는 유압 시스템들은 출력 밀도가 높고, 출력 대 중량비가 낮으며, 높은 다이내믹을 가지는 반면, 전기 제어식 구동기에 비해 더 많은 에너지를 필요로 하기 때문에 더 많은 연료 소비를 야기한다. 예컨대 자동 트랜스미션에 의한 압력 공급을 위해 기존에는 대부분 단일 송출식 펌프가 사용되었다. 단일 송출식이라는 것은 펌프가 하나의 펌프 흐름(pump flow)을 이송한다는 것을 의미한다. 그와 반대로 다중 송출식 펌프는 서로 종속되지 않는 다수의 펌프 흐름을 이송할 수 있다. 즉, 펌프 흐름들이 동시에 연결된다.
본 발명은 소비 장치에 부피 흐름을 공급하는 펌프와 같은 다중 송출식, 특히 이중 송출식 유압 공급 유닛을 포함하는 유압 시스템에 관한 것이다. 또한 본 발명은 자동차용 자동 트랜스미션에 관한 것이다.
도 1은 자동 트랜스미션의 제어를 위한, 본 발명에 따른 유압 시스템의 유압 회로도이다.
도 2는 밸브 장치 및 추가 흐름 제어 밸브를 구비한 이중 송출식 펌프를 제어하기 위한 블록선도이다.
도 3은 2개의 상이한 압력 중 하나에 따라 스위칭되는 이중 송출식 펌프를 제어하기 위한 블록선도이다.
도 4는 부피 흐름 우회기를 구비한 이중 송출식 펌프를 제어하기 위한 블록선도이다.
도 5는 직렬 연결된 2개의 밸브를 구비한 이중 송출식 펌프를 제어하기 위한 블록선도이다.
본 발명의 목적은 공지되어 있는 유압 시스템에서의 손실을 감소시키는 것이다. 이 경우, 유압 시스템 내에 설치된 유압 공급 유닛은 광범위한 유압 조건들외에도 자동차 산업에서의 요구 조건에 부합하여야 한다.
상기 목적은 소비 장치에 부피 흐름을 공급하는 펌프와 같은 다중 송출식, 특히 이중 송출식 유압 공급 유닛을 포함하는 유압 시스템에 있어서, 개별 펌프 흐름들간의 스위칭을 위해 및/또는 개별 펌프 흐름들의 상호 연결을 위해 밸브 장치가 제공됨으로써 달성된다. 상기 밸브 장치는 개별 펌프 흐름들이 의도한 대로 제어될 수 있게 한다. 필요에 따라서는 단 1개의 밸브 장치를 이용하여 하나 이상의 펌프 흐름을 목적에 맞게 제어할 수 있다.
유압 시스템의 한 바람직한 실시예는, 개별 펌프 흐름들이 리턴 밸브를 통해 결합되거나 분리되는 것을 특징으로 한다. 리턴 밸브에 의해 하나 이상의 펌프 흐름이 목적에 맞게 방출될 수 있기 때문에, 경우에 따라서는 펌프 흐름들 중 적어도 하나만 소비 장치로 이송된다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 리턴 밸브에 의해 하나 이상의 다른 펌프 흐름과 분리되는 하나 이상의 펌프 흐름이 밸브 장치를 통해 방출될 수 있는 것을 특징으로 한다. 밸브 장치의 위치에 따라 소비 장치에 공급되는 펌프 흐름이 단 1개일 수도 있고 다수일 수도 있다. 리턴 밸브는 모든 펌프 흐름이 방출되는 것을 막는다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 밸브 장치가 스프링 장치에 의해 초기 응력을 받은 면을 포함하며, 상기 면은 소비 장치로부터 유압 공급 유닛의 유입측으로 이르는 피드백 라인에 동압력(dynamic pressure)을 가한다. 밸브 장치를 제어하기 위해 피드백 동압력을 사용함으로써, 피드백 동압력이 사전 설정된 최소값에 미달되면 밸브 장치가 유압 공급 유닛 공급 방식을 단일 송출 공급으로부터 이중 송출 공급으로 전환하는 것이 보증된다. 피드백 동압력이 사전 설정된 최대값을 초과하면, 밸브 장치는 유압 공급 유닛의 공급 방식을 최소한 이중 송출에서 최소한 단일 송출로 전환한다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 유압 공급 유닛의 유입측과 밸브 장치 사이에 유압 저항이 배치되는 것을 특징으로 한다. 상기 유압 저항은 밸브 장치의 제어에 사용된 피드백 동압력을 발생시키는데 이용된다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 밸브 장치가 2/2-방향전환 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 2/2-방향전환 밸브는 한 상태에서는 펌프 흐름의 배출측과 유압 공급 유닛의 유입측 사이에 제공된 연결을 허용하고, 다른 상태에서는 연결을 차단한다. 2/2-방향전환 밸브는 두 펌프 흐름을 필요에 따라 개별적으로 또는 공동으로 소비 장치에 전달할 수 있게 해 준다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 밸브 장치가 3개의 스위칭 단계를 가지는 것을 특징으로 한다. 제 1 스위칭 단계에서는 냉각 회로가 제공되지 않고 하나의 펌프 흐름만 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되며, 제 2 스위칭 단계에서는 냉각 회로가 제공되지 않고 2개 이상의 펌프 흐름이 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되며, 제 3 스위칭 단계에서는 냉각 회로가 제공되고 2개 이상의 펌프 흐름이 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달된다. 3개의 스위칭 단계는 필요에 따라 제어 가능한 밸브 장치가 예컨대 클러치의 냉각을 개시 및 중단하는 데에도 사용될 수 있게 한다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 밸브 장치가 추가의 스위칭 단계를 가지는 것을 특징으로 한다. 추가 스위칭 단계에서는 냉각 회로가 제공되지 않고 안전 밸브가 작동된다. 안전 밸브는 예컨대 전달된 매체의 과열을 방지하는데 사용되거나, 클러치를 위한 여분의 개방 메커니즘을 나타낸다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 제 1 압력, 특히 자동 트랜스미션의 조정 압력이 제 2 압력, 특히 자동 트랜스미션의 접촉 압력과 스프링력의 합보다 작거나 같은 경우에는 단 하나의 펌프 흐름만 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되도록, 그리고 제 1 압력, 특히 자동 트랜스미션의 조정 압력이 제 2 압력, 특히 자동 트랜스미션의 접촉 압력과 스프링력의 합보다 큰 경우에는 2개 이상의 펌프 흐름이 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되도록 밸브 장치가, 특히 2/2-방향전환 밸브로서, 설계되는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 필요에 따라 하나 이상의 추가 펌프 흐름이 연결될 수 있다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 밸브 장치가 리프터를 가지며, 상기 리프터의 한 쪽 단부면에는 제 1 압력이 가해지고 다른 한 쪽 단부면에는 제 2 압력과 스프링력이 가해지는 것을 특징으로 한다. 리프터는 상기 리프터에 작용하는 압력들에 따라 움직이면서 하나 이상의 펌프 흐름들을 위한 유동 경로를 개방시킨다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 밸브 장치가 전술한 펌프 흐름의 연결 또는 분리(제 1 밸브 기능) 외에도 밸브 리프터가 또 다른 제어 방식으로 개구들을 개방하거나 폐쇄하는 또 다른 밸브 기능들을 구현하는 것을 특징으로한다. 밸브의 이러한 추가 기능들에는 예컨대 유압 클러치의 압력 공급 또는 무단 변속 트랜스미션의 원추형 풀리들로의 압력 공급이 포함될 수 있다. 제 1 밸브 기능과 추가 밸브 기능의 결합은 비용 이득을 의미한다. 왜냐하면 2개의 풀리와 보어 대신 하나의 풀리 및 보어만 제조하거나 가공하면 되기 때문이다. 제 1 밸브 기능과 추가 밸브 기능의 결합은 또한, 추가 밸브 기능에 의해 부피 흐름 수요가 제어되고 펌프 흐름의 연결을 통해 동일 밸브 내에서 상기 수요가 충족되는 기능적 이득을 의미한다. 제 1 밸브 기능과 추가 밸브 기능의 결합은 또한, 밸브 리프터의 상이한 이동시 상기 밸브 기능들이 부분적으로 무관하게 이루어질 수 있는 기능적 이득을 의미한다. 예컨대 추가 밸브 기능은 2단 기어용 클러치의 압력 공급이 될 수 있고, 클러치가 작동하지 않는 경우에는 밸브 리프터가 계속 밀려서 추가의 펌프 흐름이 연결될 수 있다. 이러한 제어 그리고 특히 밸브 리프터가 계속 밀려지는 동작은 공지된 방식으로, 예컨대 낮은 전자 제어 압력이 밸브 리프터의 한 쪽 단부에 가해짐으로써 이루어질 수 있다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 밸브 장치가 2개 이상의 밸브를 포함하고, 상기 밸브들이 스위칭됨으로써 펌프 흐름들 중 하나 이상이 소비 장치에 전달되는 것을 특징으로 한다. 2개의 밸브는 전술한 것처럼 또 다른 기능들(예: 각각의 클러치에 압력을 가하는 기능)을 구현한다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 2개의 밸브가 직렬로 접속되는 것을 특징으로 한다. 상기 두 밸브 중 하나가 스위칭되면, 펌프 흐름들 중 하나 이상이 소비 장치에 전달된다. 하나 이상의 다른 펌프 흐름은 유압 공급 유닛의 입력측으로 공급된다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 유압 공급 유닛의 출력측과 소비 장치 사이에 부피 흐름 제어 밸브가 배치되는 것을 특징으로 한다. 부피 흐름 제어 밸브는 소비 장치로 공급되는 부피 흐름을 제어하는데 사용된다. 과잉 부피 흐름은 유압 공급 유닛의 입력측으로 되돌아간다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 개별 펌프단들의 연결/분리가 수요량에 따라 실시되는 것을 특징으로 한다. 예컨대 스위칭이 이루어지는 고정 속도 임계값이 정해질 수 있다. 이 경우, 펌프 흐름의 분리시 항상 필요한 수요는 여전히 충족된다는 사실에 주의해야 한다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 개별 펌프 흐름들 사이의 비율이 비대칭을 이루는 것을 특징으로 한다. 그로 인해, 1개의 유압 공급 유닛에 의해 3 개 이상의 상이한 부피 흐름이 전달될 수 있다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 제 1 펌프 흐름이 유압 공급 유닛의 전체 전달 흐름의 약 1/3을 포함하고, 제 2 펌프 흐름이 약 2/3를 포함하는 것을 특징으로 한다. 적절한 제어 로직에 의해 필요에 따라 두 펌프 흐름이 함께 유압 공급 유닛의 전체 전달 흐름의 100%를 공급하거나, 하나의 펌프 흐름만 33% 내지 66%를 공급할 수 있다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 유압 공급 유닛이 베인 펌프(vane pump) 또는 내치차 펌프(internal gear pump)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유압 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 유압 공급 유닛의 입력측과 밸브 장치 사이에 유압 저항이 배치되고, 상기 유압 저항은 베인 펌프에 통합되는 분사 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다. 분사 펌프는 높은 회전수에서 바람직하게 기계식으로 구동되는 펌프의 충분한 충전을 보증하는데 사용된다.
전술한 목적은 자동차의 자동 트랜스미션에서 전술한 유압 시스템에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 유압 시스템은 조향 시스템 또는 앤티롤링 시스템(anti-rolling system)에도 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점들, 특징들 및 세부 사항들은 하기의 설명에 제시되어 있으며, 하기에는 도면을 참고로 여러 실시예들이 상세하게 기술된다.
오늘날의 승용차용 자동트랜스미션은 스타팅 과정, 기어비 변경 및 전진/후진 주행을 위한 회전 풀리 세트 클러치의 작동 및 냉각과 윤활을 유압식으로 제어한다. 이를 위해 압력 공급 유닛 및 유압 제어 장치가 필요하다.
자동 트랜스미션의 압력 공급을 위해 기존에는 대부분 단일 송출식 펌프가 사용되어왔다. 이러한 펌프들은 그 전달 부피가 오직 회전수에 비례하는 특징이 있다. 이 점에 있어서, 펌프 크기의 설계시 예컨대 낮은 회전수에서의 고속 조정과 같은 극단적 상황이 종종 설계에 결정적인 영향을 미친다는 단점이 있다. 그러한 경우 제공된 부피 흐름이 다른 수많은 주행 상황에서 불필요하게 된다. 상기 펌프의 효율은 그다지 좋지 않은데, 그 이유는 예컨대 기계 구동식 펌프의 속도가 가장 높을 때 불필요하게 많은 유압 출력이 발생되기 때문이다. 한 편, 예컨대 최고 속도에서는 펌프와 같은 유압식 부품들의 부하가 불필요하게 증대된다.
본 발명에 의하면, 수요에 따라 필요한 부피 흐름이 발생되는 펌프 개념이 제공된다. 그 결과, 유압 출력 손실뿐만 아니라 펌프 부하도 감소될 수 있다. 본 발명에 따른 유압 시스템에서는 시스템 압력이 감소될 수 있다는 점이 유리하게 작용하는데, 그 이유는 시스템 압력이 높으면 통상 누출량이 현저히 증가하기 때문이다. 개별 펌프 흐름들의 제어는 바람직하게 순 부피 흐름이 동일하게 유지되는 방식으로 수행된다. 회전수가 같을 때 오일이 가열된 상태보다 오일이 냉각된 상태에서 더 적은 부피 흐름이 발생하는 경향이 있는데, 그 이유는 오일 온도가 더 낮을 수록 누출량이 더 적고, 그에 따라 부피 흐름 수요도 감소되기 때문이다.
펌프에 의해 제공된 부피 흐름의 일부가 트랜스미션의 냉각에도 사용되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 외부 온도가 낮을 때에는, 즉각적으로 필요한 양만 냉각기를 관류함으로써 열손실이 감소되도록 부피 흐름을 감소시키는 것이 바람직하다. 트랜스미션의 온도가 매우 높은 경우에는, 열 방출량을 높이기 위해 필요한 것보다 많은 부피 흐름을 발생시키는 것이 바람직하다.
또한 펌프에 의해 제공된 부피 흐름의 일부가 예컨대 마찰 클러치와 같이 과열의 위험이 있는 트랜스미션의 개별 부품들을 냉각시키는 데에도 사용되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 마찰력이 작은 경우에는 부피 흐름을 중단시키는 것이 바람직한 반면, 마찰력이 클 경우(오르막길에서 스타트시)에는 마찰 클러치를 통해 필요한 양의 냉각 오일을 주입하여 상기 마찰 클러치가 과열되지 않도록 해야 한다.
도 1에는 구동 풀리(driving pulley) 세트(1)와 피동 풀리(driven pulley) 세트(2)를 구비한 자동 트랜스미션을 위한 유압 제어 장치가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 유압 시스템은 또한 후진 주행용 클러치(4)의 제어 및 전진 주행용 클러치(5)의 제어에도 사용된다. 풀리 세트들(1, 2) 및 클러치(4, 5)의 작동은 펌프(8)에 의해 이루어지며, 상기 펌프 내에서 제 1 펌프 흐름(9) 및 제 2 펌프 흐름(10)이 발생된다. 상기 두 펌프 흐름(9, 10)은 체크 밸브(12)를 통해 합쳐진다. 이를 위해, 소비 장치(1, 2, 4, 5)의 방향으로 펌프 흐름(9)만 전달되거나 두 펌프 흐름(9, 10)이 함께 전달되도록 상기 두 펌프 흐름(9, 10)간의 스위칭을 위한 추가 밸브(14)가 사용된다.
도 2에는 2개의 펌프 흐름을 목적한대로 제어하기 위한 한 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 펌프(18), 예컨대 베인 펌프는 제 1 펌프 흐름(10)을 제 2 펌프 흐름(20)에 대해 평행하게 전달하도록 구성 및 설계되어 있다. 상기 두 펌프 흐름(19, 20)은 펌프(18)의 배출측에서 라인(22)을 통해 서로 연결되고, 상기 라인(22) 내에는 체크 밸브(23)가 배치된다. 체크 밸브(23)는 라인(24)을 통해 소비 장치(25)로 제 1 펌프 흐름(19)만 전달되는 방식으로 또는 제 1 펌프 흐름(19)과 제 2 펌프 흐름(20) 모두 전달되는 방식으로 상기 라인(22) 내에 배치된다. 라인(24) 내에는 펌프(18)의 출력측과 소비 장치(25) 사이에 측정 오리피스(26)가 배치된다. 측정 오리피스(6)는 파선 화살표(28)로 표시된 것처럼, 소비 장치(25)에 공급되는 부피 흐름을 제어하기 위해 소비 장치(25)의 입력측과 출력측 사이에 배치된 흐름 제어 밸브(29)에 속한다. 흐름 제어 밸브(29)로는 비례제어식 2/2-방향전환 밸브가 사용된다. 소비 장치(25)에 전달된 부피 흐름이 조정 가능한 최대값을 초과하면, 흐름 제어 밸브가 도 2에 도시된 상태에서 제 2 상태로 스위칭된다. 제 2 상태(도시되지 않음)에서는 흐름 제어 밸브(29)가 펌프(18)의 배출측으로부터 소비 장치의 라인(24)을 지나 피드백 라인(30)으로 이어지는 연결을 허용하고, 상기 피드백 라인(30)은 탱크(31)로 연장된다.
추가 밸브 장치(34)의 제어를 위해 피드백 라인(30) 내 압력이 사용된다는 것이 화살표(32)로 표시되어 있다. 추가 밸브 장치(34)로는 비례제어식 2/2-방향전환 밸브가 사용되며, 상기 밸브는 펌프(18)의 제 2 펌프 흐름(20)의 배출측과 피드백 라인(30) 사이의 연결 라인(35)을 차단하거나 차단이 해제되도록 한다(도시되지 않음). 유압 저항(36)에 의해 피드백 라인(30) 내 압력이 밸브 장치(34) 앞에서 막힌다(정체된다).
도 2에 도시된 유압 시스템에서는, 목적에 맞게 소비 장치(25)로 펌프 흐름 "19"만 전달하거나 펌프 흐름 "19"와 "20"을 모두 전달하는데 밸브 장치(34)가 사용된다. 밸브 장치(34)를 스프링에 맞대어 접속시키기 위해, 화살표(32)로 표시된 것처럼, 라인(30) 내 동압력이 사용된다. 피드백 라인(30)을 통해 탱크(31) 내로 및/또는 펌프(18)의 유입측으로 다시 되돌아온 유압 오일 부피 흐름은 부피 흐름에 따라 동압력을 발생시키는 유압 저항(36)에 직면한다. 유압 저항(36)으로는 예컨대 베인 펌프 내에 사용된 분사 펌프가 설치될 수 있다. 회전속도가 높을 때 펌프의 충분한 충전을 보증하기 위해서는 베인 펌프 내에 상기 분사 펌프가 필요하다. 도 2에 유압 저항(36)이 오리피스 플레이트(orifice plate)로 도시되어 있다.
이중 송출식 펌프(18)는 예컨대 자동차 내연기관의 크랭크축에 의해 구동되고, 따라서 회전속도에 따른 유압 오일 부피 흐름을 전달한다. 2개의 펌프 흐름(19, 20)이 체크 밸브(23)를 통해 결합되어 도 2에 도시된 컨트롤 밸브(34) 상태에서 라인(24)을 통해 측정 오리피스(26)를 지나 소비 장치(25)에 공급된다. 소비 장치로는, 도 1에 도시된 것처럼, 변속비의 조정을 위한 풀리 세트 또는 자동 트랜스미션 내 클러치가 해당된다. 피드백 라인(30)을 통해 소비 장치(25)로부터 되돌아오는 유압 오일은 유압 저항(36)을 통해 다시 펌프(18)로 공급된다.
펌프(18)의 회전속도가 증가하면, 더 많은 유압 오일이 전달되어 소비 장치(25)로 공급된다. 그렇게 되면 피드백 라인(30)을 통해 펌프(18)의 흡기 장치로역류하는 유압 오일의 양도 그에 상응하게 증가한다. 그로 인해 유압 저항(36)에서의 역류압이 증가됨에 따라 밸브 장치(34)가 펌프(18)의 제 2 펌프 흐름(20)을 피드백 라인(30) 내에서 역류하는 유압 오일과 단락시킨다. 그 결과, 펌프 흐름(20)의 압력이 피드백 라인(30) 내 역류압으로 감소되어 체크 밸브(23)가 닫힌다. 그렇게 되면 펌프(18)의 제 2 펌프 흐름(20)이 순환 상태로 되어 본래 피드백 라인(30) 내에 존재하고 있던 역류압에 반해서만 전달되어야 한다. 그로 인해 펌프(18)의 전력 소비가 감소된다.
펌프(18)의 회전속도가 증가하고, 그에 따라 소비 장치(25)에 전달된 부피 흐름이 증가하면, 측정 오리피스(26)에 연결된 부피 흐름 제어 밸브(29)가 소비 장치(25)로의 부피 흐름을 제한한다. 도 2에 도시된 유압 시스템은, 필요한 경우에만 제 2 펌프 흐름(20)의 연결이 이루어진다는 장점을 제공한다. 소비 장치(25)가 더 많은 유압 오일을 필요로 함에 따라 흐름 제어 밸브(29) 및 피드백 라인(30)을 통해 탱크(31) 또는 펌프(18) 유입측으로 유입 오일이 되돌아가지 않거나, 되돌아가는 유입 오일의 양이 적으면, 유압 저항(36)에 의해 부피 흐름이 감소되고, 그 결과 피드백 라인(30) 내 역류압도 감소된다. 그로 인해 밸브 장치(34)가 닫히고, 도 2에 도시된 것처럼 제 2 펌프 흐름(20)의 유압 오일 부피 흐름이 다시 소비 장치(25)로 공급된다. 그 결과, 유압 오일에 대한 수요가 확실하게 증가된다. 소비 장치(25)의 요구량이 다시 감소하면 그에 상응하게 더 많은 유압 오일이 복귀되어, 제 2 펌프 흐름(20)이 다시 무압 순환 상태로 스위칭된다.
도 3에는 유압 회로도의 일부가 도시되어 있으며, 여기에는 필요에 따라 부피 흐름을 발생시키기 위한 밸브 장치가 도면부호 "37"로 표시되어 있다. 상기 밸브 장치(37)는 라인(39)을 통해 2개의 펌프 흐름(41, 42)을 가진 펌프의 배출측과 연결되는 밸브 하우징(38)을 포함한다. 상기 두 펌프 흐름(41, 42)은 체크 밸브(46)가 내부에 배치되어 있는 라인(45)을 통해 서로 연결된다. 펌프 흐름(41, 42)의 배출측이 (도시되지 않은) 소비 장치와 연결되는 것이 화살표(47)로 표시되어 있다. 펌프 흐름(41, 42)의 유입측은 유압 탱크(49)와 연결되어 있다. 유압 탱크(49)로부터 밸브 하우징(38)으로 라인(50)이 연장된다. 밸브 하우징(38) 내에서는 스프링에 대하여 밸브 리프터(52)에 초기 응력이 가해진다. 상기 리프터(52)의 스프링(53)쪽 단부면에 압력 "P1"이 가해진다. 상기 리프터(52)의 스프링(53) 반대쪽 단부면에는 압력 "P2"가 가해진다.
도 3에 도시된 밸브 장치(37) 상태에서는 펌프 흐름(42)이 라인(50)을 통해 회로 내에서 공급되고, 소비 장치에는 도달되지 않는다. 소비 장치에는 라인(47)을 통해 펌프 흐름 "41"만이 도달된다. 체크 밸브(46)에 의해, 펌프 흐름(41)이 라인(39)을 통해 밸브 하우징(38) 내로 도달되지 않는 것이 보증된다. 밸브 리프터(52)가 움직이면 라인(39)이 폐쇄되고, 그러면 라인(45) 내 체크 밸브(46)가 펌프 흐름(41)으로의 연결을 허용할 때까지 펌프 흐름(42)의 배출구에서의 압력이 상승한다. 그리고 나서 상기 두 펌프 흐름(41, 42)이 소비 장치에 전달된다. 제 1 상수와 조정 압력(P2)의 곱이 제 2 상수와 압착력(P1)의 곱에 탄성력을 합한 것보다 크면, 펌프 흐름 "42"가 펌프 흐름 "41"에 연결된다. 상기 압력(P1 및/또는 P2)은 선택적으로 부피 흐름을 필요로 하는 기능의 유압식 제어에서 제어되는 압력이거나, 또는 컨트롤 밸브 당 전기 제어 장치에 의해 발생한 압력일 수 있다.
도 4에 도시되어 있는 유압 시스템의 회로도에서는 탱크(55)로부터 제 1 펌프 흐름(56) 및 제 2 펌프 흐름(57)이 베인 펌프에 공급된다. 상기 두 펌프 흐름(56, 57)은 체크 밸브(58)에 의해 서로 연결되어 있다. 제 1 펌프 흐름(56)의 배출측은 라인(60)을 통해 밸브 장치(63)의 밸브 하우징(62)과 연결되어 있다. 제 2 펌프 흐름(57)은 라인(61)을 통해 밸브 하우징(62)과 연결되어 있다. 밸브 장치(63)의 밸브 하우징(62) 내에는 밸브 리프터(64)가 이동 가능하게 수용되어 있다. 밸브 리프터는, 리프터의 위치에 따라 오일 채널들이 폐쇄되거나 개방됨으로써 좌측의 도시되지 않은 영역 내에서 또 다른 기능들을 구현할 수 있다. 밸브 하우징(62)에서 시작된 화살표(65)는 (도시되지 않은) 소비 장치로의 연결을 의미한다. 또한 상기 밸브 하우징(62)에서부터 탱크(55) 내부로 통하는 피드백 라인(66)이 시작된다.
도 4에 도시된 리프터(64) 상태에서는 제 1 펌프 흐름(56)이 라인들(60, 65)을 통해 소비 장치에 전달된다. 제 2 펌프 흐름(57)은 라인(61) 및 피드백 라인(66)을 통해 다시 탱크(55) 내로 전달된다. 밸브 리프터(64)가 오른쪽으로 움직이면, 라인(61)과 피드백 라인(66) 사이의 연결이 차단되어 제 2 펌프 흐름(57)의 배출측 압력이 체크 밸브(58)가 열릴 때까지 상승하고, 두 펌프 흐름(56, 57)이 함께 라인(60, 65)을 통해 소비 장치에 전달된다.
도 5에 도시된 유압 시스템의 회로도에서는 탱크(68)로부터 유압 오일을 포함한 제 1 펌프 흐름(71) 및 제 2 펌프 흐름(72)이 공급된다. 상기 두 펌프 흐름(71, 72)은 체크 밸브(73)에 의해 서로 연결되어 있다. (도시되지 않은) 소비 장치로 통하는 라인이 화살표(74)로 표시되어 있다. 제 2 펌프 흐름(72)의 배출측과 제 1 밸브의 밸브 하우징(76)의 연결이 화살표(75)로 표시되어 있다. 밸브 하우징(76) 내에는 밸브 리프터(77)가 이동 가능하게 수용되어 있다. 제 1 밸브의 밸브 하우징(76)은 라인(78)을 통해 제 2 밸브의 밸브 하우징(79)과 연결되어 있다. 제 2 밸브의 밸브 하우징(79) 내에는 밸브 리프터(80)가 이동 가능하게 수용되어 있다. 제 2 밸브의 밸브 하우징(79)은 피드백 라인(81)을 통해 탱크(68)와 연결되어 있다.
오일 채널들이 폐쇄되거나 개방됨에 따라, 도시된 밸브들은 각각 좌측의 도시되지 않은 영역 내에서 상기 리프터와 함께 또 다른 기능들을 구현할 수 있다. 예컨대 클러치에 압력을 가하거나, 특히 냉각 장치와 같이 부피 흐름을 필요로 하는 소비 장치를 제어할 수 있다.
도 5에 도시된, 관련 밸브 하우징(76, 79) 내에 있는 밸브 리프터(77, 80)의 상태에 따라 제 2 펌프 흐름(72)이 라인들(75, 78, 81)을 통해 다시 탱크(68)로, 즉 순환 회로 내로 전달된다. 두 펌프 흐름(71, 72) 사이의 연결은 체크 밸브(73)에 의해 차단된다. 밸브 리프터(77, 80) 중 하나가 관련 한계 지점에 대해 우측으로 이동되면, 탱크(68) 내로의 복귀가 차단된다. 그 결과, 제 2 펌프 흐름(72)의 배출측 압력이 상승한다. 제 2 펌프 흐름(72)의 배출측 압력의 상승은 체크 밸브(73)가 열릴 때까지 지속되고, 두 펌프 흐름(71, 72)이 함께 라인(74)을 통해 소비 장치로 전달된다. 밸브 하우징(76, 79)을 포함하는 두 밸브는 서로 직렬로 연결된다.
본 출원서와 함께 제출된 특허 청구항은 포괄적인 특허권 보호의 획득을 위한 선례가 없는 작성 제안이다. 출원인 측은 지금까지 명세서 및/또는 도면에만 공개된 추가의 특징 조합을 청구하는 것을 보류하고 있다.
종속항에서 사용된 재인용은 독립 청구항의 대상을 각각의 종속항의 특징들을 통해 추가로 설명함을 가리키는 것이며, 재인용된 종속항의 특징 조합의 독립적이고 구체적인 특허권의 획득을 포기하는 것을 의미하지는 않는다.
종속항의 대상은 종래 기술의 관점에서 우선권일에 독자적이고 독립적인 발명을 형성할 수 있기 때문에, 출원인은 독립 청구항의 대상을 위한 발명 및 분할 선언을 보류하고 있다. 또한 상기 종속항의 대상은 선행 종속항의 대상에 종속되지 않는 형태를 가진 독립적인 발명을 형성할 수 있다.
본 발명은 명세서의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 오히려 본 명세서의 범주 내에서 다수의 변경 및 수정, 특히 예컨대 일반적인 명세서와 실시예 및 청구항에 기술되고 도면에 제시되는 특징들이나 요소들 또는 공정 단계들과 함께(결합되어) 조합 또는 변형됨으로써 전문가에 의해 문제 해결의 관점에서 추론될 수 있고 조합 가능한 특징들을 통해 새로운 대상 또는 새로운 공정단계 내지는 공정 단계 시퀀스를 도출하는 변형물, 구성 요소 및 조합물 및/또는 재료들의 다양한 변경 및 수정이 가능하며, 아울러 이들은 제조 방법, 검사 방법 및 작업 방법과도 관련된다.

Claims (19)

  1. 소비 장치에 부피 흐름을 공급하는 펌프와 같은 다중 송출식, 특히 이중 송출식 유압 공급 유닛을 구비한 유압 시스템에 있어서,
    개별 펌프 흐름들간의 스위칭 및/또는 개별 펌프 흐름들의 결합을 위한 밸브 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 개별 펌프 흐름들은 체크 밸브를 통해 결합되거나 분리되는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 체크 밸브에 의해 하나 이상의 다른 펌프 흐름과 분리되는 하나 이상의 펌프 흐름이 상기 밸브 장치를 통해 방출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 밸브 장치는 스프링 장치에 의해 초기 응력을 받은 면을 포함하며, 상기 면은 상기 소비 장치로부터 유압 공급 유닛의 유입측으로 연장되는 피드백 라인에 동압력(dynamic pressure)을 가하는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 유압 공급 유닛의 유입측과 상기 밸브 장치 사이에 유압 저항이 배치되는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 장치가 2/2-방향전환 밸브를 포함하며, 상기 2/2-방향전환 밸브는 한 상태에서는 펌프 흐름의 배출측과 유압 공급 유닛의 유입측 사이의 연결을 가능하게 하고, 다른 상태에서는 상기 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 장치가 3개의 스위칭 단계를 가지며, 제 1 스위칭 단계에서는 냉각 회로가 제공되지 않고 하나의 펌프 흐름만 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되고, 제 2 스위칭 단계에서는 냉각 회로가 제공되지 않고 2개 이상의 펌프 흐름이 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되며, 제 3 스위칭 단계에서는 냉각 회로가 제공되고 2개 이상의 펌프 흐름이 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 밸브 장치가 추가의 스위칭 단계를 가지는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  9. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 장치는, 제 1 압력, 특히 자동 트랜스미션의 조정 압력이 제 2 압력, 특히 자동 트랜스미션의 접촉 압력과 스프링력의 합보다 작거나 같은 경우에는 단 하나의 펌프 흐름만 상기 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되도록, 그리고 제 1 압력, 특히 자동 트랜스미션의 조정 압력이 제 2 압력, 특히 자동 트랜스미션의 접촉 압력과 스프링력의 합보다 큰 경우에는 2개 이상의 펌프 흐름이 유압 공급 유닛으로부터 소비 장치로 전달되도록, 특히 2/2-방향전환 밸브로서, 설계되는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 밸브 장치는 밸브 리프터를 포함하며, 상기 리프터의 한 쪽 단부면에는 제 1 압력이 가해지고 다른 한 쪽 단부면에는 제 2 압력과 탄성력이 가해지는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  11. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 장치는 하나 이상의 밸브를 포함하고, 상기 밸브의 스위칭에 의해 상기 펌프 흐름들 중 하나 이상이 소비 장치에 전달되며, 상기 밸브는 또 하나의추가 기능을 구현하는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    2개 이상의 밸브가 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압 공급 유닛의 출력측과 소비 장치 사이에 부피 흐름 제어 밸브가 배치되는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개별 펌프 흐름들의 연결/분리가 수요량에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개별 펌프 흐름들 사이의 비율이 비대칭을 이루는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    제 1 펌프 흐름이 상기 유압 공급 유닛의 전체 전달 흐름의 약 1/3을 포함하고, 제 2 펌프 흐름이 약 2/3를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압 공급 유닛이 베인 펌프(vane pump) 또는 내치차 펌프(internal gear pump)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 유압 공급 유닛의 입력측과 상기 밸브 장치 사이에 유압 저항이 배치되고, 상기 유압 저항은 베인 펌프에 통합되는 분사 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압 시스템.
  19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 따른 유압 시스템을 구비한 자동차용 자동 트랜스미션.
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