KR20080049089A - 구동장치 - Google Patents

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KR20080049089A
KR20080049089A KR1020087007774A KR20087007774A KR20080049089A KR 20080049089 A KR20080049089 A KR 20080049089A KR 1020087007774 A KR1020087007774 A KR 1020087007774A KR 20087007774 A KR20087007774 A KR 20087007774A KR 20080049089 A KR20080049089 A KR 20080049089A
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clutch
motor
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check valve
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마사토시 아다치
준 이치야나기
마사토 후지카와
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도요다 지도샤 가부시끼가이샤
아이신에이더블류 가부시키가이샤
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Abstract

서로 병렬로 제공되는 엔진의 동력에 의해 운전되는 기계식 오일펌프와 모터의 동력에 의해 운전되는 모터오일펌프(EOP), 및 상기 여하한의 펌프들로부터 오일을 펌핑하여 상기 오일을 변속기에 포함된 클러치로 공급하는 펌프들의 배출측에 있는 체크밸브들을 포함하는 구동장치에 있어서, 배출구(68)와 연통되는 공기를 해제시키기 위한 관통구멍(68a)은 상기 기계식 오일펌프(MOP)의 케이스(61) 내에 형성된다. 이는 기계식 오일펌프(MOP)의 구동이 엔진의 시동과 함께 개시될 때에 포획된 공기를 신속하게 배출시켜, 내부 압력을 체크밸브를 개방하는 데 필요한 압력으로 신속하게 증가시킴으로써, 오일을 체크밸브를 통해 변속기의 클러치로 공급하여 상기 클러치를 신속하게 작동시킬 수 있게 된다.

Description

구동장치{DRIVING DEVICE}
본 발명은 디바이스 상에 탑재된 변속기에 포함된 클러치를 구동시키는 데 사용되는 구동장치에 관한 것이다.
종래에는 자동변속기에 포함된 클러치를 구동하기 위해 유압회로로서 자동차에 탑재되고, 엔진의 공회전 정지 시에 운전을 정지시키는 기계식 펌프의 출력측에 배치된 제1체크밸브, 및 상기 기계식 펌프와 병렬로 제공되어 공회전 정지 시에 운전되는 모터펌프의 출력측에 배치된 제2체크밸브를 포함한 이러한 유형의 구동장치가 제안되어 왔다(예컨대, 일본특허공개공보 제2005-90659호 참조). 이러한 장치에 있어서, 제1체크밸브는 공회전 정지 시에 운전되는 모터펌프로부터 배출되는 오일이 기계식 펌프 안으로 유동하는 것을 막고, 제2체크밸브는 상기 기계식 펌프로부터 배출되는 오일이 상기 모터펌프 안으로 유동하는 것을 막아, 상기 기계식 펌프와 모터펌프의 크기를 줄일 수 있게 된다.
상술된 구동장치에 있어서, 예컨대 오일은 때때로 기계식 펌프의 운전이 개시될 때 클러치로 신속하게 공급될 수 없어, 상기 클러치의 신속한 인게이지먼트(engagement)를 막게 된다. 기계식 펌프의 운전이 엔진의 정지와 함께 정지되는 경우에는, 시간이 경과함에 따라 기계식 펌프 주위의 오일통로에 공기가 포획되곤 한다. 기계식 펌프의 운전이 포획되어 있는 공기와 함께 개시된다면, 공기를 배출하여 제1체크밸브를 개방하는 데 필요한 압력에 도달하는 데 시간이 걸리므로, 충분한 유압이 클러치에 작용하기 전까지 지연이 발생한다.
본 발명의 구동장치는 이러한 문제들을 해결하여, 변속기에 포함된 클러치를 보다 신속하게 작동시키는 것을 목적으로 한다.
상기 목적과 기타 관련된 목적들의 적어도 일부는 후술하는 구성을 갖는 본 발명의 구동장치에 의해 성취된다.
본 발명은 자동차 상에 탑재된 변속기에 포함된 클러치를 구동하는 데 사용되는 구동장치에 관한 것이다. 상기 구동장치는 상기 클러치로 공급될 작동유체(working fluid)를 펌핑하는 제1펌프; 상기 제1펌프의 출력측에 제공되는 제1체크밸브; 및 상기 제1펌프와 상기 제1체크밸브 사이의 채널에 형성되어, 상기 제1펌프의 구동과 함께 상기 채널 내에 포획된 공기를 배출시킬 수 있는 공기배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구동장치에 있어서, 제1펌프의 구동과 함께 채널 내에 포함된 공기를 배출할 수 있는 공기배출부는 상기 제1펌프와 제1체크밸브 사이의 채널 내에 형성되므로, 제1펌프의 운전이 개시되면, 상기 제1펌프와 제1체크밸브 사이에 포획된 공기가 상기 공기배출부로부터 배출될 수 있다. 이것은 압력을 제1펌프로부터 제1체크밸브를 개방하는 데 필요한 압력까지 신속하게 증가시키고, 작동유체를 클러치로 신속하게 공급되도록 한다.
본 발명의 구동장치의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 구동장치는 상기 제1펌프와 병렬로 제공되어, 상기 클러치로 공급될 작동유체를 펌핑하는 제2펌프; 및 상기 제2펌프의 출력측에 제공된 제2체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 제2펌프는 전력을 공급받아 구동되는 모터펌프이다.
본 발명의 구동장치의 또다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 변속기는 상기 자동차 상에 탑재된 모터의 회전축과 차축에 결합된 구동축에 연결되고, 상기 클러치의 인게이지먼트 상태는 상기 축들의 동력을 변속하기 위해 기어변속단계를 전환하도록 변경되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서 변속기(30)의 브레이크를 구동하는 구동장치(40)를 포함하는 자동차(10)의 구성을 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 변속기(30)의 구성을 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 일 실시예에 따른 구동장치(40)의 구성을 개략적으로 도시한 도면; 및
도 4는 기계식 오일펌프(MOP)의 단면 구성의 일 례의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최적의 방법을 일 실시예를 참조하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예로서 변속기(30)의 브레이크를 구동하는 구동장치(40)를 포함하는 자동차(10)의 구성을 개략적으로 보여준다. 본 실시예의 자 동차(10)는 연료에 의해 동력을 출력하는 내연기관으로서의 엔진(12), 상기 엔진(12)의 크랭크축(13)에 연결된 캐리어를 구비한 유성기어(14), 상기 유성기어(14)의 선기어에 연결된 모터(16), 상기 변속기(30)를 통해 상기 유성기어(14)의 링기어에 결합된 구동축(26)에 연결된 모터(18), 및 인버터(22, 24)를 통해 두 모터(16, 18)와 전력을 주고받는 배터리(20)를 포함한다. 상기 구동축(26)은 차동기어(28)를 통해 차륜(29a, 29b)에 연결되고, 상기 구동축(26)으로 출력되는 동력은 주행을 위한 동력으로 사용된다.
본 실시예의 자동차(10)에 있어서, 상기 엔진(12) 및 두 모터(16, 18)는, 운전자의 액셀러레이터 조작에 기초하여 필요한 요구토크가 구동축(26)으로 출력되도록 운전 및 제어된다. 상기 엔진(12) 및 두 모터(16, 18)의 운전 제어는, 엔진(12)이 운전되어 상기 배터리(20)의 충방전의 유무에 의해 상기 엔진(12)으로부터 출력되는 동력이 상기 두 모터(16, 18)와 유성기어(14)에 의한 토크변환을 겪게 됨으로써 상기 구동축(26)으로 요구토크를 출력하게 되도록 상기 엔진(12) 및 두 모터(16, 18)가 운전 및 제어되는 엔진운전모드와, 상기 엔진(12)의 운전이 정지되어, 요구토크가 상기 모터(18)로부터의 동력에 의해서만 구동축(26)으로 출력되도록 제어가 수행되는 모터운전모드를 포함한다.
상기 변속기(30)는 모터(18)의 회전축(18a)과 구동축(26)의 연결과 연결해제를 수행하도록 구성되고, 제2단계로 감소되는 모터(18)의 회전축(18a)의 회전속도에 의해 상기 구동축(26)에 대한 상기 축들의 연결을 변속할 수 있다. 상기 변속기(30)의 구성의 일 례가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 변속기(30)는 이중 피니언유성기어기구(30a), 단일피니언유성기어기구(30b) 및 두 브레이크(B1, B2)로 구성된다. 상기 이중피니언유성기어기구(30a)는 외부기어로서 선기어(31), 상기 선기어(31)와 동심으로 배치된 내부기어로서 링기어(32), 상기 선기어(31)와 메싱되는 복수의 제1피니언기어(33a), 상기 제1피니언기어(33a)와 링기어(32)와 메싱되는 복수의 제2피니언기어(33b) 및 상기 복수의 제1피니언기어(33a)와 복수의 제2피니언기어(33b)를 결합하여 회전가능하면서도 선회가능하게 유지시키는 캐리어(34)를 포함하며, 상기 선기어(31)는 브레이크(B1)를 턴 온/오프시켜 자유롭게 회전 또는 정지될 수 있다. 상기 단일피니언유성기어기구(30b)는 외부기어로서 선기어(35), 상기 선기어(35)와 동심으로 배치된 내부기어로서 링기어(36), 상기 선기어(35)와 링기어(36)와 메싱되는 복수의 피니언기어(37) 및 상기 복수의 피니언기어(37)를 회전가능하면서도 선회가능하게 유지시키는 캐리어(38)를 포함하고, 상기 선기어(35)는 상기 모터(18)의 회전축(18a)에 결합되며, 상기 캐리어(38)는 상기 구동축(26)에 결합되고, 상기 링기어(36)는 브레이크(B2)를 턴 온/오프시켜 자유롭게 회전 또는 정지될 수 있다. 상기 이중피니언유성기어기구(30a) 및 단일피니언유성기어기구(30b)는 링기어(32), 링기어(36), 캐리어(34) 및 캐리어(38)에 의해 결합된다. 상기 변속기(30)는 브레이크(B1)를 턴 오프시키고 브레이크(B2)를 턴 온시켜, 상기 모터(18)의 회전축(18a)의 회전속도를 비교적 높은 저감기어비로 감소시키고, 상기 회전을 구동축(26)으로 전달하며(이 상태를 Lo 기어 상태라고 함), 상기 브레이크(B1)를 턴 온시키고 브레이크(B2)를 턴오프시켜, 상기 모터(18)의 회전축(18a)의 회전속도를 비교적 낮은 저감기어비로 감소시키고, 상기 회전을 구동 축(26)으로 전달하게 된다(이 상태를 Hi 기어 상태라고 함).
상기 변속기(30)의 브레이크(B1, B2)는 상기 실시예의 구동축(40)으로서 유압회로로부터의 유압에 의해 턴 온/오프된다. 도 3은 본 실시예의 구동장치(40)의 일 구성예의 일 례를 보여준다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 구동장치(40)는 엔진(22)으로부터의 동력에 의해 오일탱크(42) 내에 저장된 오일을 흡입 및 펌핑하는 기계식 오일펌프(MOP), 상기 기계식 오일펌프(MOP)와 병렬로 제공되어 모터(44)로부터의 동력에 의해 오일탱크(42) 내에 저장된 오일을 흡입 및 펌핑하는 모터오일펌프(EOP), 상기 기계식 오일펌프(MOP)의 배출측과 상기 모터오일펌프(EOP)의 배출측에 제공된 체크밸브(46, 48), 기계식 오일펌프(MOP)와 모터오일펌프(EOP)로부터 펌핑된 오일 압력(라인압력)의 두 레벨들간에 전환될 수 있는 압력제어밸브(52)와 3-웨이 솔레노이드(51), 리니어 솔레노이드(54, 55), 제어밸브(56, 57), 라인압력을 조정할 수 있는 압력과 함께 독립적으로 브레이크(B1, B2) 상에 작용하는 어큐뮬레이터(58, 59), 및 상기 라인압력을 감소시켜 상기 압력을 3-웨이 솔레노이드(51)와 리니어 솔레노이드(54, 55)의 각각의 입력구로 공급하는 모듈레이터 밸브(53)로 구성된다. 상기 모터오일펌프(EOP)는, 기계식 오일펌프(MOP)가 엔진(12)의 운전과 함께 운전될 때 그 운전을 정지시키기 위하여 도시되지 않은 전자제어유닛에 의해 제어되고, 상기 기계식 오일펌프(MOP)의 운전이 상기 엔진(12)의 운전 정지와 함께 정지될 때 운전된다. 상기 체크밸브(46, 48)는 기계식 오일펌프(MOP)의 배출측에 그리고 상기 모터오일펌프(EOP)의 배출측에 제공되므로, 상기 체크밸브(46)는 상기 모터오일펌프(EOP)의 운전에 의해 펌핑되는 오일이 기계식 오일펌 프(MOP) 안으로 유동하는 것을 억제할 수 있고, 상기 체크밸브(48)는 상기 기계식 오일펌프(MOP)의 운전에 의해 펌핑되는 오일이 상기 모터오일펌프(EOP) 안으로 유동하는 것을 억제할 수 있게 된다.
상기 기계식 오일펌프(MOP)는 엔진(22)의 크랭크축(13)에 연결되어 그 토크에 의해 운전되도록 구성된다. 도 4는 기계식 오일펌프(MOP)의 단면 구성의 일 례를 보여준다. 도시된 바와 같이, 상기 기계식 오일펌프(MOP)는 케이스(61) 내에 하우징된 트로코이드 펌프(trochoid pump)로서 구성되고, 내주부에 내부 티스(teeth)와 함께 형성된 외측 회전자(62) 및 외주부에 외측 티스(teeth)와 함께 형성되어 상기 외측 회전자(62)의 회전 중심에 대하여 이심적인(eccentric) 회전 중심을 갖는 내측 회전자(64)로 구성되며, 상기 내측 회전자(64)에 탑재된 엔진(22)의 크랭크축(13)(도 3 참조)의 회전과 함께 흡입구(66)를 통해 오일을 흡입하여 상기 오일을 배출구(68)를 통해 공급할 수 있다. 상기 케이스(61)는 배출구(68)와 연통되는 공기배출용 관통구멍(68a)으로 형성된다. 상기 관통구멍(68a)은 기계식 오일펌프(MOP) 내에 포획된 공기의 배출을 촉진시켜 오일의 배출을 억제하기 위하여 설계된 직경(예컨대, φ0.6)을 가진다. 따라서, 기계식 오일펌프(MOP)가 엔진(22)의 시동과 함께 구동하기 시작할 때에 포획된 공기는 상기 관통구멍(68a)을 통해 상기 케이스(61) 밖으로 배출된다. 상기 케이스(61) 외부의 공간은 오일탱크(42)(도 3 참조)와 연통되고, 상기 관통구멍(68a)을 통해 공기와 함께 배출되는 약간의 오일이 다시 상기 오일탱크(42) 안으로 저장된다.
이렇게 구성된 본 실시예의 구동장치(40)의 운전을 설명하기로 한다. 이하, 운전모드가 모터운전모드에서 엔진모터운전모드로 전환되는 경우를 살펴보기로 한다. 이 경우, 기계식 오일펌프(MOP)는 엔진의 시동과 함께 운전을 개시한다. 이 때, 공기가 기계식 오일펌프(MOP) 내에 포획되는 경우에도, 상기 기계식 오일펌프(MOP)의 운전과 함께 관통구멍(68a)을 통해 상기 케이스(61) 밖으로 신속하게 공기가 배출된다. 이는 기계식 오일펌프(MOP)의 배출측의 압력을 체크밸브(46)를 개방하는 데 필요한 압력으로 신속하게 증가시키므로, 상기 기계식 오일펌프(MOP)로부터 배출되는 오일이 체크밸브(46)를 통해 변속기(30)의 필수 브레이크로 신속하게 공급된다. 따라서, 기계식 오일펌프(MOP)가 운전될 때 변속기(30)의 운전 지연이 발생하지 않게 된다.
상술된 실시예의 구동장치(40)에 따르면, 배출구(68)와 연통되는 관통구멍(68a)은 기계식 오일펌프(MOP)의 케이스(61) 내에 형성되므로, 상기 기계식 오일펌프(MOP)의 운전이 개시될 때에 포획되는 공기가 상기 관통구멍(68a)을 통해 상기 케이스(61) 밖으로 신속하게 배출될 수 있다. 따라서, 상기 기계식 오일펌프(MOP)의 배출측의 압력이 과도한 성능을 갖는 펌프를 이용하지 않고도 체크밸브(48)를 개방하는 데 필요한 압력으로 신속하게 증가될 수 있고, 상기 기계식 오일펌프(MOP)로부터 배출되는 오일이 변속기(30)의 필수 브레이크로 신속하게 공급되어, 상기 브레이크를 신속하게 작동시킬 수 있게 된다.
본 실시예의 구동장치(40)에 있어서, 상기 배출구(68)와 연통되는 공기배출용 관통구멍(68a)은 상기 기계식 오일펌프(MOP)의 케이스(61) 내에 형성되지만, 이와 유사하게 배출구와 연통되는 공기배출용 관통구멍이 상기 모터오일펌프(EOP)의 케이스 내에 형성될 수도 있다.
상술된 실시예 및 그 수정예들은 모든 실시형태에 있어서 예시적인 것이지 제한적인 것은 아니다. 본 발명의 주된 특성의 기술적 사상이나 범위에서 벗어나지 않으면서도 수많은 기타 수정예, 변경예 및 변형예들이 가능하다는 점은 자명하다.
본 발명의 기술은 변속기용 구동장치의 제조 산업에 적용가능한 것이 바람직하다.

Claims (8)

  1. 자동차 상에 탑재된 변속기에 포함된 클러치를 구동하는 데 사용되는 구동장치에 있어서,
    상기 클러치로 공급될 작동유체를 펌핑하는 제1펌프;
    상기 제1펌프의 출력측에 제공되는 제1체크밸브; 및
    상기 제1펌프와 상기 제1체크밸브 사이의 채널에 형성되어, 상기 제1펌프의 구동과 함께 상기 채널 내에 포획된 공기를 배출시킬 수 있는 공기배출부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기배출부는, 공기의 배출을 촉진시켜 상기 작동유체의 배출을 억제하기 위하여 결정된 직경을 갖는 관통구멍인 것을 특징으로 하는 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1펌프는 상기 자동차 상에 탑재된 내연기관으로부터의 동력에 의해 구동되는 기계식 펌프인 것을 특징으로 하는 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1펌프와 병렬로 제공되어, 상기 클러치로 공급될 작동유체를 펌핑하 는 제2펌프; 및
    상기 제2펌프의 출력측에 제공된 제2체크밸브를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1펌프는 상기 자동차 상에 탑재된 내연기관으로부터의 동력에 의해 구동되는 기계식 펌프이고, 상기 제2펌프는 전력을 공급받아 구동되는 모터펌프인 것을 특징으로 하는 구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 변속기는 상기 자동차 상에 탑재된 모터의 회전축과 차축에 결합된 구동축에 연결되고, 상기 클러치의 인게이지먼트 상태는 상기 축들의 동력을 변속하기 위해 기어변속단계를 전환하도록 변경되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1펌프와 병렬로 제공되어, 상기 클러치로 공급될 작동유체를 펌핑하는 제2펌프; 및
    상기 제2펌프의 출력측에 제공된 제2체크밸브를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1펌프는 상기 자동차 상에 탑재된 내연기관으로부터의 동력에 의해 구동되는 기계식 펌프이고, 상기 제2펌프는 전력을 공급받아 구동되는 모터펌프인 것을 특징으로 하는 구동장치.
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