KR20120116372A - 트윈 클러치 변속기용 유압 공급 시스템 - Google Patents

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KR20120116372A
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에릭 뮐러
만프레드 홈
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 다수의 유압 시프트 실린더를 제어하기 위한 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트윈 클러치 변속기의 변속단들을 변속 전환하는 시프트 실린더들을 제어하기 위한 제어 장치에 관한 것이다. 본원의 제어 장치는 제어 압력을 공급받을 수 있는 제어 입력부; 시스템 압력을 공급받을 수 있는 시스템 압력 입력부; 2개의 출력부; 그리고 적어도 하나의 리턴 출력부;를 구비한 제1 슬라이드 밸브와 이 슬라이드 밸브의 출력부들에 연결되어 상기 시프트 실린더들을 선택적으로 작동시킬 수 있는 밸브 장치를 포함하되, 상기 제어 입력부에 위치하는 압력에 따라서 선택적으로 상기 두 출력부들 중 일측 출력부는 상기 시스템 입력부와 연결되고, 타측 출력부는 상기 리턴 출력부와 연결된다.

Description

트윈 클러치 변속기용 유압 공급 시스템{HYDRAULIC SUPPLY SYSTEM FOR TWIN CLUTCH GEARBOX}
본 발명은 다수의 유압 시프트 실린더를 제어하기 위한 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트윈 클러치 변속기의 변속단들을 변속 전환하는 시프트 실린더를 제어하기 위한 상기 제어 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 트윈 클러치 변속기용으로 상기 제어 장치를 포함하는 유압 공급 시스템에 관한 것이다.
DE 101 439 29 A1으로부터 전기 유압식 변속기 컨트롤 장치가 공지되어 있다. 상기 변속기 컨트롤 장치를 이용하여 자동 변속기의 클러치, 브레이크 및/또는 변속 기구에 존재하는 시프트 실린더에 유압이 공급될 수 있다. 변속기 컨트롤 장치의 구성 부품들은 유동 경로가 형성되어 있는 모듈 몸체에 고정되어 있다. 상기 모듈 몸체에 장착되는, 예컨대 슬라이드 밸브로서 형성된 컨트롤 밸브는 유동 경로를 관류하는 유압 매체를 제어한다. 상기 컨트롤 밸브는 마찬가지로 모듈 몸체에 장착되어 있는 솔레노이드 컨트롤 밸브들에 의해 제어된다.
상기 변속기 컨트롤 장치의 구조는 비교적 복잡하다. 무엇보다 작동 실린더를 제어하기 위해서 다수의 컨트롤 밸브 또는 슬라이드 밸브 그리고 예컨대 전자석식으로 작동되는 컨트롤 장치들이 요구된다.
그러므로 본 발명의 목적은 그 구조가 간단하면서 다수의 유압 시프트 실린더를 제어하기 위한, 보다 상세하게는 트윈 클러치 변속기의 변속단들을 변속 전환하는 시프트 실린더들을 제어하기 위한 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적은 다수의 유압 시프트 실린더들을 제어하기 위한, 보다 상세하게는 트윈 클러치 변속기의 변속단들을 변속 전환하는 시프트 실린더들을 제어하기 위한 제어 장치를 이용하여 달성된다. 이와 관련하여 상기 제어 장치는 제어 압력을 공급받을 수 있는 제어 입력부; 시스템 압력을 공급받을 수 있는 시스템 압력 입력부; 2개의 출력부; 그리고 적어도 하나의 리턴 출력부;를 구비한 제1 슬라이드 밸브와 이 슬라이드 밸브의 출력부들에 연결되어 상기 시프트 실린더들을 선택적으로 작동시킬 수 있는 밸브 장치를 포함하고 있되, 상기 제어 입력부에 위치하는 압력에 따라 선택적으로 상기 두 출력부들 중 일측 출력부는 상기 시스템 압력 입력부와 연결되고 타측 출력부는 리턴 출력부와 연결된다.
일반적으로 4/3-방향 제어 밸브로서 형성되어 있는 제1 슬라이드 밸브와 이 슬라이드 밸브에 연결된 밸브 장치를 통해 본 발명에 따른 제어 장치를 구성하기 위한 상이하면서도 간단한 가능성들이 개시된다.
본 발명에 따른 제어 장치의 바람직한 제1 실시예에 따라, 밸브 장치는 입력부들과 출력부들 그리고 슬라이더들을 구비한 슬라이드 밸브들에 의해 형성된다. 상기 슬라이드 밸브는 제어 압력을 공급받는 여부에 따라 제1 혹은 제2 위치로 이동될 수 있되, 슬라이드 밸브의 각각의 입력부에는 2개의 출력부가 할당되어 있으며, 이들 출력부들 중 일측 출력부는 슬라이더의 제1 위치에서 그리고 타측 출력부는 슬라이더의 제2 위치에서 입력부와 연결된다. 또한, 상기 슬라이드 밸브들과 관련하여, 후행하는 단계의 슬라이드 밸브의 입력부가 선행하는 단계의 슬라이드 밸브의 출력부와 연결되어 있는 방식으로 상기 슬라이드 밸브들이 캐스케이드의 단계들에 연속해서 배치되어 있되, 제1 슬라이드 밸브는 제1 단계를 형성하고, 최종 단계의 슬라이드 밸브들의 출력부들은 각각의 시프트 실린더와 연결되어 있으며, 그리고 컨트롤 장치들이 제공되어 있되, 이들 컨트롤 장치들 각각은 일측 단계의 슬라이드 밸브들에 할당되어 있으며, 그럼으로써 일측 단계의 모든 슬라이드 밸브들은 동시에 제어 압력을 공급받을 수 있다.
그에 따라 달성되는 점에서, 각각의 시프트 실린더에 그 자체의 컨트롤 장치를 할당할 필요가 없으며, 그럼으로써 오로지 단계들의 수에 상응하는 수의 컨트롤 장치들을 이용하여 이들 컨트롤 장치의 수보다 많은 수의 유압 시프트 실린더들 각각을 선택적으로 변위시키거나 작동시킬 수 있다.
바람직하게는 캐스케이드의 제2 단계는 2개의 입력부 및 4개의 출력부를 구비한 슬라이드 밸브를, 제3 단계는 각각 2개의 입력부 및 4개의 출력부를 구비한 2개의 슬라이드 밸브를 포함하는 방식으로 구성된다. 이러한 방식으로 n개의 컨트롤 장치들을 이용하여 2n개의 시프트 실린더를 선택적으로 작동시키게 된다.
바람직하게는 상기 컨트롤 장치들 중에 적어도 몇몇은 전자석으로 작동될 수 있는 컨트롤 밸브에 의해 형성된다.
이와 관련하여 바람직하기로는 파일럿 압력 라인은 스로틀을 통해 컨트롤 밸브; 및 슬라이드 밸브의 컨트롤 체임버; 사이의 연결 라인과 연통된다.
본 발명에 따라 트윈 클러치 변속기의 변속단들을 변속 전환하는 다수의 유압 시프트 실린더들을 제어하기 위한 제어 장치에 따라, 바람직하게는 제3 단계에 있어 제2 단계의 슬라이드 밸브의 일측 입력부와 연결될 수 있는 상기 제3 단계의 출력부들은 트윈 클러치 변속기의 변속단들의 제1 그룹을 변속 전환시키는 시프트 실린더들과 연결되어 있으며, 그리고 상기 제2 단계의 슬라이드 밸브의 타측 입력부와 연결될 수 있는 상기 제3 단계의 출력부들은 변속단들의 제2 그룹을 변속 전환시킬 수 있는 시프트 실린더들과 연결되어 있다.
전술한 본원의 제어 장치의 바람직한 실시예에 따라, 제2 단계의 슬라이드 밸브를 작동시키기 위한 컨트롤 장치는 유압 라인에 상기 슬라이드 밸브의 컨트롤 체임버를 연통함으로써 형성되며, 상기 유압 라인을 통해서는 트윈 클러치 변속기의 클러치들 중 일측 클러치가 압력을 공급받아 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 제어 장치의 추가의 실시예에 따라, 각각 2개의 시프트 실린더가 상호간에 반대방향으로 작용하면서 시프트 부재용 시프팅 유닛으로 통합되어 있고, 밸브 장치는 제어 압력을 공급받을 수 있는 다중 방향 제어 밸브를 포함하되, 상기 다중 방향 제어 밸브는 시프팅 유닛의 시프트 실린더들 중 각각의 일측 시프트 실린더에 할당된 개별 출력부들과 작동 유닛의 시프트 실린더들 중 각각의 타측 시프트 실린더들에 공통으로 할당된 하나의 콜렉팅 출력부를 구비하고 있으며, 또한, 상기 다중 방향 제어 밸브는 제1 슬라이드 밸브의 각각의 위치에 따라 시스템 압력을 선택적으로 상기 개별 출력부들 중 어느 하나로 안내하면서, 이때 모든 여타의 시프트 실린더들을 리턴 출력부와 연결시키거나 혹은 선택적으로 상기 개별 출력부들 중 어느 하나를 상기 리턴 출력부와 연결시키며, 그리고 모든 타측의 출력부들에 시스템 압력을 공급한다.
바람직하게는 전술한 밸브 장치는 회전식 슬라이드 밸브를 포함하며, 이 회전 슬라이드 밸브의 회전 슬라이더는 선택적으로 제1 슬라이드 밸브의 일측 출력부와 연결되는 일측 입력부를 선택적으로 상기 개별 출력부들 중 어느 하나와 연결시키며, 그리고 상기 회전식 슬라이드 밸브의 콜렉팅 출력부는 동시에 상기 회전식 슬라이드 밸브에 있어 상기 제1 슬라이드 밸브의 타측 출력부와 연결되는 그 타측 입력부를 형성한다.
전술한 종류의 제어 장치를 구비한 트윈 클러치 변속기용 유압 공급 시스템은 펌프에 의해 압력을 공급받을 수 있으면서 압력 조절 밸브에 연결되어 있는 라인; 냉각 라인을 리턴 라인과 연통시키는 바이패스 라인; 그리고 이 바이패스 라인 내에 배치되어 냉각기에서의 배압이 증가할 시에 그에 따라 상기 바이패스 라인의 유동 횡단면을 보다 증가시키면서 개방시키는 압력 제한 밸브;를 포함하며, 이와 관련하여 상기 압력 조절 밸브는 컨트롤 장치들과 연결되는 제어 압력 라인을 연결하기 위한 제어 압력 연결부와 냉각기에 의해 안내되는 냉각 라인을 통해 리턴 라인과 연통되어 있는 리턴 연결부를 구비하고 있다.
바람직하게는 상기 리턴 라인을 관류하는 유압 매체의 적어도 일 부분이 클러치들을 냉각시키기 위해 이용된다.
본 발명은 대개 하위의 유닛들의 작동을 제어하기 위해 선택적으로 제어 가능한 다수의 시프트 실린더들, 유압 밸브들 등이 필요한 영역에서 사용될 수 있다.
본 발명은 다음에서 개략적으로 도시한 도들에 따라 실례로서 보다 상세하게 설명된다.
본 발명에 따르면, 그 구조가 간단하면서 다수의 유압 시프트 실린더를 제어하기 위한 제어 장치가 제공된다.
도1은 컨트롤 장치를 구비한 트윈 클러치 변속기를 나타내는 기본 개략도.
도2는 트윈 클러치 변속기를 작동시키기 위한 유압 시스템의 제1 실시예를 나타내는 회로도.
도3은 트윈 클러치 변속기를 작동시키기 위한 유압 시스템의 추가의 실시예를 나타내는 회로도.
도4는 본 발명에 따른 제어 장치의 변경된 실시예를 나타내는 유압 회로도.
도5는 4개의 상이한 위치에 위치하는 회전식 밸브를 나타내는 개략도.
도6은 도5에 따른 회전식 밸브를 이용하여 제어하는 시프팅 유닛들의 제1 상태를 나타내는 개략도.
도7은 시스템에 있어서 도6과 비교하여 변경된 그 시프팅 상태를 나타내는 개략도.
도8은 도2에 상응하지만 회전식 밸브를 이용한 실시예를 나타내는 회로도.
도1에 따라 트윈 클러치 변속기는 예컨대 내연기관에 의해 구동되는 구동축(6)을 포함하며, 이 구동축은 2개의 입력축들(8, 10)과 스플라인 방식으로 체결되어 있다. 상기 구동축(6)에서 상기 입력축들(8, 10)로 전달되는 토크 흐름은 각각의 클러치(K1, K2)를 통해 선택적으로 제어될 수 있다. 상기 입력축(8)과 출력축(12) 사이에는 기어쌍들을 통해 상이한 변속비의 전환이 이루어질 수 있으며, 상기 기어쌍들 중에 본원에는 오로지 하나의 기어쌍만이 도시되어 있다. 마찬가지로 상기 입력축(10)과 상기 출력축(12) 사이에는 상이한 기어쌍들이 변속 전환될 수 있으며, 상기 기어쌍들 중 본원에 오로지 하나의 기어쌍만이 도시되어 있다. 상기 클러치들(K1, K2)을 작동시키기 위해 작동 실린더들(14, 16)이 제공되어 있다. 기어쌍들을 변속 전환시키기 위해, 예컨대 상기 입력축(8) 혹은 입력축(10) 상에 배치되어; 항시 출력축과 스플라인 방식으로 체결된 각각의 기어와 맞물리는; 기어를 각각의 입력축(8, 10)과 스플라인 방식으로 체결시키기 위해, 시프트 실린더들(SZ1, SZ2)이 제공되어 있다.
상기 입력축(8) 상에 배치되는 기어들은 예컨대 각각 짝수의 변속단 및 후진 변속단을 변속 전환시키는 기어들이다. 상기 입력축(10)과 체결되어 있는 기어들은 각각 홀수의 변속단을 변속 전환시킨다. 그러므로 상기 트윈 클러치 변속기는 전체적으로 17 및 18로 도면 부호 표시된 2개의 부분 변속기들로 구성되되, 이들 부분 변속기들은 하나의 공통의 출력축(12)과 상호 작용하며, 상기 부분 변속기들 중 일측의 부분 변속기는 예컨대 짝수의 변속단 기어들과 후진 변속단 기어를 포함하며, 타측 부분 변속기는 홀수의 변속단 기어들을 포함하고 있다.
상기 트윈 클러치 변속기의 구조 및 기능은 공지되어 있으므로 본원에서는 보다 상세하게 설명되지 않는다.
상기 작동 실린더 및 시프트 실린더들을 제어하는데 전기 유압 유닛(20)이 이용되는데, 이 전기 유압 유닛은 유압 공급 장치, 유압 라인, 라인들을 개폐하기 위한 밸브들 그리고 전기 작동식 밸브들을 포함하고 있다.
상기 전기 유압 유닛(20)의 유압 출력 라인들(22)은 상기 작동 실린더들과 연결되어 있다. 솔레노이드 밸브들의 자석과 연결되어 있는 상기 전기 유압 유닛의 전기 입력부들은 전자 컨트롤 장치(24)의 출력부들과 연결되어 있으며, 상기 전자 컨트롤 장치(24)의 입력부들(26)은 센서들과 연결되어 있다. 이들 센서들의 출력 신호는 상기 컨트롤 장치(24) 내에 저장된 사전 지정된 프로그램에 상응하게 상기 트윈 클러치 변속기의 작동을 결정한다.
도2는 전기 유압 유닛(20)의 제1 실시예를 도시하고 있되, 다음에서는 상기 전기 유압 유닛에 있어서 오로지 본 발명의 실제적인 구성 부품만이 설명된다.
도2에 따라 펌프(30)는 라인(32) 내에서 그리고 파일럿 압력 밸브(36)에 의해 안내되는 라인(38) 내에서 시스템 압력을 생성하며, 이 시스템 압력으로부터 상기 파일럿 압력 밸브(36)를 이용하여 라인(52) 내에 파일럿 압력이 유도된다. 상기 시스템 압력 라인(38)은 리턴 배출구와 컨트롤 연결부를 포함하는 압력 조절 밸브(40)의 입력부와 연결되어 있다. 상기 리턴 배출구에는 냉각 라인(42)이 연결되어 있으며, 이 냉각 라인(42)은 냉각기(44)로 이어져 있다. 또한, 상기 냉각기의 배출구는 리턴 라인(46)에 연결된다. 바이패스 라인(48)은 상기 냉각기(44)의 흐름 상부에서 상기 냉각 라인(42)을 상기 리턴 라인(46)과 연통시킨다. 상기 바이패스 라인(48) 내에는, 상기 냉각 라인(42) 내의 압력이 상기 리턴 라인(46) 내의 압력을 초과하게 되면 더욱 많이 개방되는 압력 제한 밸브(50)가 배치되어 있다.
상기 압력 조절 밸브(40)의 컨트롤 연결부는 라인(53)과 연결되어 있으며, 이 라인(53)으로부터 컨트롤 밸브(54)로 이어지는 라인이 분기된다. 상기 컨트롤 밸브는 바람직하게는 전자석으로 작동되는 비례 밸브로서 형성되어 있으면서 자신의 작동에 상응하게 상기 라인(53)을 리턴 라인과 연통시킨다. 상기 라인(53)은 스로틀(56)을 통해 파일럿 압력 라인(52)과 연통되어 있다. 상기 컨트롤 밸브(54)를 이용하여 압력 조절 밸브(40)를 통해 시스템 압력이 조정된다.
상기 파일럿 압력 라인(52)으로부터는 상이한 라인들이 분기되는데, 이 분기된 라인들은 중간에 스로틀(56)이 배치된 상태에서 각각 컨트롤 밸브들(58, 60, 62)의 입력부들과 연결되고, 슬라이드 밸브들(64, 66, 681, 682)의 컨트롤 체임버 내로 개방되어 있다.
상기 컨트롤 밸브(58)는 바람직하게는 전자석으로 작동되는 비례 밸브로서 형성되어 있다. 상기 컨트롤 밸브들(60, 62)은 바람직하게는 간단한 시프트 밸브이다. 이들 컨트롤 밸브를 이용하여 상기 파일럿 압력 라인(52)은 각각 컨트롤 밸브들에 의해 개방되는 횡단면에 상응하게 리턴 라인과 연통될 수 있으며, 그럼으로써 각각의 컨트롤 체임버 내의 압력은 강하된다.
상기 슬라이드 밸브들은 각각의 슬라이더를 포함하며, 이 슬라이더는 일측의 선단측에서 유압의 제어 압력을 공급받고 타측의 선단측에서는 스프링에 작용한다. 상기 슬라이더 케이스는 각각 유입구들과 배출구들을 포함하되, 슬라이더의 각각의 위치에 따라 일측의 유입구는 자신에게 할당된 2개의 배출구들 중에 어느 하나와 연결된다. 도2로부터 알 수 있듯이, 상기 슬라이드 밸브(64)는 2개의 배출구를 포함하며, 이들 배출구들 중 좌측 배출구는 컨트롤 체임버 내의 압력이 무압일 시에 상기 라인(32) 내에 존재하는 시스템 압력을 공급받으며, 우측 배출구는 컨트롤 체임버에 그에 상응하게 높은 제어 압력이 공급될 시에 시스템 압력을 공급받는다. 자명한 사실에서, 상기 슬라이드 밸브에 의해 각각 추가로 유도되는 압력은 제어 압력의 레벨에 따라 달라진다. 상기 슬라이드 밸브(64)의 두 배출구들은 상기 슬라이드 밸브(66)의 2개의 유입구들과 연결되어 있으며, 상기 슬라이드 밸브(66)는 4개의 배출구들을 구비하되, 이들 배출구들 중 좌측 2개의 배출구는 상기 슬라이드 밸브(681)의 유입구들과 연결되어 있고, 우측 2개의 배출구들은 상기 슬라이드 밸브(682)의 유입구들과 연결되어 있다. 상기 슬라이드 밸브들(681, 682)은 4개의 배출구들을 구비하고 있되, 이들 배출구들 중 각각 좌측 2개는 좌측 유입구와 연결되고 우측 2개는 우측 유입구에 할당되어 있다. 상기 슬라이드 밸브들(681, 682)의 총 8개의 배출구들은 시프트 실린더들(SZ1 내지 SZ8)과 연결되어 있으며, 이들 시프트 실린더들을 이용하여서는 상기 트윈 클러치 변속기(도1)의 변속단들이 변속 전환된다.
그러므로 상기 슬라이드 밸브들은 캐스케이드 모양으로 3개의 단계에서 연속해서 배치되어 있되, 상기 슬라이드 밸브(64)는 제1 단계를, 상기 슬라이드 밸브(66)는 제2 단계를, 그리고 상기 슬라이드 밸브들(681 및 682)은 제3 단계를 형성한다. 자명한 사실에서 상기 슬라이드 밸브들(681 및 682)은 그에 상응하게 길게 형성될 필요가 있는 하나의 슬라이드 밸브로 통합될 수도 있거나, 혹은 상기 슬라이드 밸브들(66 및 68)은 상기 슬라이드 밸브(64)에 상응하는 각각 2개의 슬라이드 밸브들에 의해 형성될 수도 있다.
아무런 문제 없이 이해될 수 있는 것과 같이, 상기 컨트롤 밸브들(58, 60, 62)의 대응하는 작동에 의해 각각의 시프트 실린더들(SZ1 내지 SZ8) 중 각각 하나는 선택적으로 압력을 공급받을 수 있다. 만일 예를 들어 상기 시프트 실린더(SZ1)가 압력을 공급받아야 한다면, 모든 컨트롤 밸브들은 폐쇄되어야 하며, 그럼으로써 모든 슬라이드 밸브들의 컨트롤 체임버들은 가압된 상태가 된다. 예를 들어, 상기 슬라이드 밸브(64)의 컨트롤 체임버가 무압 상태이고, 상기 슬라이드 밸브(66)의 컨트롤 체임버가 무압 상태이며 그리고 상기 슬라이드 밸브(681)의 컨트롤 체임버는 압력을 공급받은 상태라면, 상기 시프트 실린더(SZ7)는 시스템 압력을 공급받는다.
그러므로 기술한 배치를 이용하여 오로지 3개의 컨트롤 밸브들(58, 60, 62)을 이용하여 8개의 시프트 실린더들을 선택적으로 제어할 수 있다.
상기 압력 제한 밸브(50)의 기능은 하기와 같다:
만일 냉각기(44)의 유동 저항이 사전 지정된 값을 초과한다면, 상기 압력 제한 밸브(50)는 개방되며, 그럼으로써 유압 매체의 일부가 우회하여 바이패스 라인(48)을 관류하여 냉각기(44)에 접촉하여 흐르게 된다. 상기 냉각기(44)의 유동 저항은 유압 매체의 점도를 바탕으로 온도에 따라 달라지기 때문에, 자동으로 상기 유압 매체의 소요에 적합한 냉각이 이루어지게 된다. 상기 유압 매체가 저온이라면, 냉각기를 통한 배압은 높다. 그럼으로써 이미 상기 냉각기를 관류하는 부피 흐름이 약간이라도 있으면 상기 압력 제한 밸브(50)는 개방된다. 그와 반대로 유압 매체가 고온이고, 상기 유압 매체의 보다 강한 냉각이 요구될 때에는 냉각기를 통한 배압은 보다 낮아지며, 그럼으로써 냉각기를 관류하는 부피 흐름이 보다 높아질 시에 비로소 상기 압력 제한 밸브(50)가 개방된다. 그러므로 상기 압력 제한 밸브(50)를 이용하여 상기 유압 매체의 소요에 적합한 냉각이 달성된다.
상기 클러치들(K1 및 K2)은 하나의 공통의 파일럿 슬라이드 밸브(70)를 통해 제어된다. 이 파일럿 슬라이드 밸브의 위치는 비례 밸브로서 형성된 전자석 컨트롤 밸브(72)에 의해 제어된다. 상기 클러치들(K1 및 K2)의 작동 실린더(14 및 16)의 압력 공급은 상기 파일럿 슬라이드 밸브(70)를 통과하여 개별적으로 그에 할당된 슬라이드 밸브들(74 및 76)을 통해 이루어지되, 상기 슬라이드 밸브들(74 및 76)의 위치는 비례 밸브로서 형성된 전자석 컨트롤 밸브들(78 및 80)을 통해 이루어진다. 상기 클러치들의 제어는 공지되어 있으므로, 본원에서는 보다 상세하게 설명되지 않는다.
도2에서 추가로 알 수 있듯이, 모든 컨트롤 밸브들을 이용하여 파일럿 압력 라인(52) 내에 존재하는 제어 압력은 제어되는 슬라이드 밸브들의 컨트롤 체임버들에 직접적으로 인가되거나 혹은 컨트롤 체임버가 각각의 컨트롤 밸브의 개방에 의해 감압되되, 상기 파일럿 압력 라인(52);과 상기 슬라이드 밸브(74, 76)의 컨트롤 체임버 및 컨트롤 밸브(78, 80) 간의 각각의 연결 라인; 사이에 스로틀이 배치되어 있다. 바람직하게는 리턴 라인(46)을 관류하는 유압 매체는 곧바로 저장 용기 내로 환류되는 것이 아니라, 상기 리턴 라인의 배출구(82)로부터 유출된 매체는 상기 클러치들을 냉각시키는데 이용된다.
도2에는 일점 쇄선을 통해 하우징이 명시되어 있다. 상기 하우징 내에는 각각의 라인 경로가 형성되어 있으며, 그리고 상기 하우징 내에 혹은 그에 인접하여 각각의 밸브들이 배치되어 있다. 상기 컨트롤 밸브들의 전자석은 도1에 따라 컨트롤 장치(24)의 출력부들과 연결되어 있다. 상기 하우징 또는 모듈 유닛으로부터 개시되는 라인들(도1의 출력 라인들(22))은 클러치들, 냉각기, 시프트 실린더들로 이어져서 상기 클러치들을 냉각시킨다. 유압 매체 저장 용기로부터 안내되어 나오는 라인은 펌프(30)로 이어지며, 이 펌프는 별도의 유닛으로서 상기 하우징에 장착되어 있다.
전술한 본원의 제어 장치는 다양한 방식으로 변경될 수 있다. 상기 압력 조절 밸브(40)는 바람직하게는 펌프에 바로 근접하여 위치한다. 상기 슬라이드 밸브들은 압력을 공급받지 않는 자신들의 배출구가 리턴 라인 쪽으로 개방되어 있는 방식으로 설계될 수 있다. 파일럿 제어가 이루어지지 않는다고 하면 파일럿 압력 밸브는 생략될 수 있다.
도3은 유압 시스템과 관련하여 도2와 비교하여 변경된 실시예를 도시하고 있다. 본질적인 변경 내용에 따라 상기 컨트롤 밸브(60)가 생략되며, 상기 슬라이드 밸브(66)의 컨트롤 체임버는 클러치(K1)에 공급되는 유압을 이용하여 직접 제어된다.
추가로 앞서 설명한 바와 같이, 트윈 클러치 변속기(도1)의 원리는 다음과 같다: 부분 변속기들 중 일측 부분 변속기 내에 짝수의 변속단들을 형성하며, 타측 부분 변속기 내에 홀수의 변속단들을 형성한다. 상기 두 부분 변속기 각각에는 상기 클러치들(K1 및 K2) 중 어느 하나가 할당되어 있다. 예를 들어 짝수의 변속단으로 차량이 운행되고 있는 동안이라면, 바로 다음에 후행하거나 혹은 선행되는 홀수의 변속단이 사전 선택된다. 이는 짝수의 변속단들을 갖는 부분 변속기의 클러치가 체결되어 있는 동안 이루어진다. 이와 유사하게 홀수의 변속단으로 주행되고 있다면 짝수의 변속단들 중 어느 하나가 사전 선택된다.
예를 들어 상기 클러치(K1)가 짝수의 변속단들에 할당된 클러치라고 하면, 다시 말해 클러치(K1)가 체결되어 있고 짝수의 변속단으로 주행중이라면, 클러치(K1)가 체결된 상태에서 홀수의 변속단들 중 오로지 하나의 홀수 변속단만이 사전 선택될 수 있는데, 다시 말해 해당하는 시프트 실린더들 중에 하나의 시프트 실린더가 작동될 수 있다. 도3에 도시한 바와 같이, 만일 상기 클러치(K1)에 공급된 유압 매체의 압력이 상기 슬라이드 밸브(66)의 컨트롤 체임버로 공급되면, 상기 슬라이드 밸브(66)의 슬라이더는 우측의 위치에 위치하며, 그럼으로써 상기 슬라이드 밸브들(681 및 682)의 배출구들 중 오로지 우측에 위치하는 2개의 배출구만이 상기 슬라이드 밸브들(64, 681 및 682)의 컨트롤 체임버의 압력 공급 여부에 따라 선택적으로 압력을 공급받을 수 있게 된다. 그에 따라 상기 시프트 실린더들(SZ1, SZ2; 혹은 SZ5, SZ6) 중 어느 하나가 작동될 수 있다. 상기 시프트 실린더들은 홀수의 변속단들을 포함하는 변속기 부분에 할당된다. 그와 반대로 상기 클러치(K1)가 무압 상태라면 타측의 시프트 실린더들 중에 하나가 작동될 수 있다.
그러므로 도3에 따른 실시예에서는 도2의 실시예와 비교하여 하나의 컨트롤 밸브가 절감될 수 있다.
다음에서는, 도4 내지 도8에 따라 다수의 유압 시프트 실린더를 제어하기 위한 본 발명에 따른 추가의 제어 장치가 설명된다. 이와 관련하여 도2 및 도3의 구성 부품과 유사한 구성 부품에 대해서는 도2 및 도3에서와 동일한 도면 부호가 이용된다.
본 발명에 따른 제어 장치의 유압 컨셉을 도시하고 있는 도4에 따라, 4개의 시프팅 유닛들(901 내지 904)이 개폐되며, 이들 시프팅 유닛들은 상호간에 반대방향으로 작용하는 각각 2개의 시프트 실린더(SZ1 내지 SZ8)를 포함한다. 각각의 시프팅 유닛(90)은 중앙의 중립 위치로부터 바람직하게는 좌측 및 우측으로 변위 가능한 시프트 포크(92)를 포함하고 있다.
도4는 변속단 분배를 제어하기 위한 제어 모드의 실시예를 도시하고 있다. 이와 관련하여 시프트 실린더들을 제어하기 위해 도2 및 도3의 제1 슬라이드 밸브(64)에 상응하는 4/3-방향 제어 밸브가 제공되어 있다. 상기 슬라이드 밸브(64)는 시스템 압력을 공급받을 수 있는 입력부(94), 제어 압력을 공급받을 수 있는 제어 입력부(96), 리턴 출력부(98) 그리고 2개의 출력부들(100 및 102)을 포함하고 있으며, 상기 2개의 출력부들 각각은 상기 제어 입력부(96)의 압력 공급 여부에 따라 상기 시스템 압력 입력부(94)나 혹은 상기 리턴 출력부(98)와 연결된다.
상기 제1 슬라이드 밸브(64)의 두 출력부들(100 및 102)은 6/4 방향 제어 밸브(104)와 연결되어 있으며, 이 6/4 방향 제어 밸브의 출력부들(106, 108, 110, 112)은 상기 시프트 실린더들(SZ5, SZ6, SZ7, SZ8)과 연결되어 있다. 상기 6/4 방향 제어 밸브(104)의 추가의 출력부는 동시에 입력부(100)를 형성하면서 콜렉팅 출력부로서 시프트 실린더들(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)과 함께 연결되어 있다. 그러므로 도시한 실시예에서 도4에 따라 좌측 방향으로 작용하는 시프트 실린더들은 상기 6/4 방향 제어 밸브의 개별 출력부들과 연결되어 있으며, 그와 반대로 우측 방향으로 작용하는 시프트 실린더들은 상기 콜렉팅 출력부와 연결되어 있다.
상기 6/4 방향 제어 밸브(104)의 구조와 관련하여 제공되는 점에서, 상기 6/4 방향 제어 밸브는 시스템 압력을 상기 시프트 실린더들(SZ5, SZ6, SZ7, SZ8) 중 어느 하나에 공급함으로써 대응하는 시프트 포크가 좌측 방향으로 변위되거나, 혹은 시스템 압력을 7개 시프트 실린더 각각에 공급하여 8개의 시프트 실린더를 상기 리턴 출력부(98)와 연결시킨다. 그런 다음 해당하는 시프트 포크는 우측 방향으로 변위된다.
도시한 컨셉의 장점은 전자석 밸브(도시한 실시예 도5)의 수가 적으며 도시한 실시예에서 8개의 시프트 실린더를 오로지 5개의 압력 연결부만을 이용하여 제어할 수 있다는 점에 있다. 이와 관련하여 상기 8개의 시프트 실린더들 중에 각각 2개는 하나의 시프트 포크를 작동시킨다.
도5는 6/4 방향 제어 밸브로서 적합하며 그 구조가 단순하고 전체적으로 116으로 도면 부호 표시된 회전식 슬라이드 밸브와 관련하여 4가지 위치에 따른 상기 회전식 슬라이드 밸브의 상태를 도시하고 있다.
상기 회전식 슬라이드 밸브(116)는 하우징(118)을 포함하고 있되, 이 하우징 내부에는 회전 슬라이더(120)가 회전 가능하게 배치되어 있다. 상기 하우징은 추가로 총 6개의 연결부를 포함하되, 이들 연결부들 중에 도5에 따라 상부에 위치하는 4개의 연결부는 출력부들(106, 108, 110, 112)에 상응하며 추가의 출력부는 도4의 슬라이드 밸브(64)의 출력부(100)와 연결된 입력부 또는 콜렉팅 출력부(122)에 상응하며, 그리고 나머지 연결부는 도4의 슬라이드 밸브(64)의 출력부(102)와 연결되어 있는 입력부(124)를 형성한다.
상기 회전 슬라이더(120)는 도5에 도시한 4개의 상이한 위치로 회전될 수 있으며, 이들 위치에서 상기 회전 슬라이더(120)는 상기 입력부(124)를 선택적으로 출력부들(106, 108, 110, 112) 중 하나와 연결시킨다. P1으로는 도5에서 예컨대 시스템 압력에 상응하는 압력 레벨을 식별 표시하였다. P2로는 충분히 무압상태로 리턴 연결부(98)와 연결되는 압력 상태를 표시하였다. 상기 압력 레벨(P2)은 영(0)일 필요는 없다. 중요한 점에서 상기 두 압력 레벨은 상이하기만 하면 된다.
직접 알 수 있듯이, 도시한 4개의 위치에서 상기 시프트 실린더들(SZ5 내지 SZ8)(도4) 각각은 시스템 압력(P1)을 공급받으며, 그와 반대로 각각의 모든 타측의 7개의 시프트 실린더들은 도시한 실시예에서 보다 낮은 압력(P2)을 공급받은 상태이거나 무압 상태이다.
만일 상기 슬라이드 밸브(64)를 개폐 전환함으로써 상기 입력부(124)가 상기 리턴 출력부(98)와 연결되고, 상기 입력부(122)는 시스템 압력을 공급받는다면, 관계는 전환된다; 상기 시프트 실린더들(SZ5 내지 SZ8) 각각은 저압을 공급받으며, 그와 반대로 모든 타측 시프트 실린더들은 시스템 압력을 공급받은 상태가 된다.
도6 및 도7은 전술한 관계를 실례에 따라 도시하고 있다. 도6 및 도7 내에서 어둡게 표시된 라인들은 각각 시스템 압력을 공급받는 반면에, 밝게 표시된 라인들은 보다 낮은 리턴 압력을 공급받은 상태가 된다.
도시한 실시예에서, 도6에 따른 위치에서 시프트 실린더(SZ2)는 시스템 압력을 공급받는 반면에, 그와 반대로 모든 타측 시프트 실린더들은 무압 상태이다. 그에 따라 도시한 실시예에서 상기 시프트 실린더(SZ2)는 시프트 포크(923)를 우측 방향으로 이동시키며, 그럼으로써 도시한 실시예에서 트윈 클러치 변속기의 제1속 변속단 기어가 맞물리게 된다. 타측 작동 유닛들의 시프트 실린더들은 각각 동일한 저압을 공급받으며, 그럼으로써 각각의 시프트 포크들은 중립 위치에 위치하게 된다.
도7의 상태에서, 상기 슬라이드 밸브(64)는 개폐 전환되며, 그럼으로써 상기 시프트 실린더(SZ2)는 이젠 보다 낮은 압력 상태가 되고, 상기 시프트 실린더(SZ7)는 나머지 시프트 실린더들과 함께 시스템 압력 상태에 위치한다. 상기 시프트 포크(923)는 제1속 변속단 기어의 맞물림을 해제하기 위해 좌측 방향으로 이동된다. 타측의 시프팅 유닛들의 시프트 실린더들은 동일한 높은 시스템 압력을 공급받으며, 그럼으로써 그들의 시프트 포크들은 중립 위치에 위치하게 된다.
6/4 방향 제어 밸브를 형성하는 회전식 슬라이드 밸브(116)와 같이 회전식 슬라이드 밸브는 예컨대 스텝 서보 모터를 이용하여 간단하게 작동될 수 있되, 각각의 최종 위치들(도5의 위치 1과 4)은 정지 위치일 수 있으며, 그리고 중간 위치들은 제어되거나 조절되면서 개시되고 바람직하게는 모니터링 된다. 스텝 모터를 이용함으로써 추가적으로 상기 위치들(2 및 3)을 조정하기 위한 위치 센서나 경로 센서는 절감될 수 있다.
상기 회전 슬라이더(120)를 회전시키기 위한 추가의 가능성은 축방향 슬라이더와 전자석 밸브를 통합시키는 것에 있다.
도8은 도2의 도식에 상응하지만 회전식 슬라이드 밸브(116)를 이용하는 전체 유압 회로도를 도시하고 있다. 도로부터 알 수 있듯이, 도3의 슬라이드 밸브들(66 및 68) 대신에 스텝 모터(126)에 의해 제어되는 회전식 슬라이드 밸브(116)가 사용되고 있다.
추가의 본 발명의 실시예들에 따라서 트윈 클러치 변속기의 마찰면들은 냉각제 흐름을 이용하여 냉각될 수 있되, 상기 냉각제 흐름은 압력이 인가된 성분과 제트 펌프를 이용하여 오일팬으로부터 흡인된 성분으로 구성될 수 있다. 이와 관련하여 도2, 도3 및 도8에는 압력 공급 라인(84)에 의해 압력을 공급받는 상기 제트 펌프(83)가 개략적으로 도시되어 있으며, 그리고 냉각제는 배출구(82) 및 대응하는 공급 라인을 통해 클러치들(K1 및 K2)의 마찰 라이닝에 공급되되, 상기 공급 라인(84)을 통해 설정 가능한 부피 흐름에 따라서 체크 밸브(85)의 작용에 대항하여 상기 오일팬(86)으로부터 추가로 냉각제가 흡인된다. 이와 관련하여 상기 공급 라인(84)을 통한 부피 흐름의 조정은 상기 클러치들(K1, K2)의 마찰 성능에 따라 이루어질 수 있다. 상기 마찰 성능을 결정하기 위한 파라미터로서 예컨대 클러치들의 슬립, 전달되는 토크, 클러치들로부터 재순환되는 냉각제의 온도 등이 고려될 수 있다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
6: 구동축 8: 입력축
10: 입력축 12: 출력축
14: 작동 실린더 16: 작동 실린더
17: 부분 변속기 18: 부분 변속기
20: 전기 유압 유닛 22: 출력 라인
24: 컨트롤 장치 26: 입력부(들)
30: 펌프 32: 라인
36: 파일럿 압력 밸브 38: 라인
40: 압력 조절 밸브 42: 냉각 라인
44: 냉각기 46: 리턴 라인
48: 바이패스 라인 50: 압력 제한 밸브
52: 파일럿 압력 라인 53: 라인
54: 컨트롤 밸브 56: 스로틀
58: 컨트롤 밸브 60: 컨트롤 밸브
62: 컨트롤 밸브 64: 슬라이드 밸브
66: 슬라이드 밸브 68: 슬라이드 밸브
681: 슬라이드 밸브 682: 슬라이드 밸브
70: 파일럿 슬라이드 밸브 72: 컨트롤 밸브
74: 슬라이드 밸브 76: 컨트롤 밸브
78: 컨트롤 밸브 80: 컨트롤 밸브
82: 배출구 83: 제트 펌프
84: 공급 라인 85: 체크 밸브
86: 오일팬 90: 시프팅 유닛
901: 시프팅 유닛 902: 시프팅 유닛
903: 시프팅 유닛 904: 시프팅 유닛
921: 시프트 포크 922: 시프트 포크
923: 시프트 포크 924: 시프트 포크
94: 시스템 압력 입력부 96: 제어 입력부
98: 리턴 출력부 100: 출력부
102: 출력부 104: 6/4 방향 제어 밸브
106: 출력부 108: 출력부
110: 출력부 112: 출력부
116: 회전식 슬라이드 밸브 118: 하우징
120: 회전 슬라이더
122: 시프트 밸브 SZ5 내지 SZ8로 향하는 출력부
124: 입력부 126: 스텝 모터
K1: 클러치 K2: 클러치
SZ1: 시프트 실린더 SZ2: 시프트 실린더
SZ3: 시프트 실린더 SZ4: 시프트 실린더
SZ5: 시프트 실린더 SZ6: 시프트 실린더
SZ7: 시프트 실린더 SZ8: 시프트 실린더
P1: 시스템 압력 P2: 탱크 압력

Claims (3)

  1. 제어 장치를 포함하는 트윈 클러치 변속기용 유압 공급 시스템으로서,
    펌프(30)에 의해 압력을 공급받을 수 있으면서 압력 조절 밸브(40)에 연결되어 있는 라인(38); 냉각 라인을 리턴 라인과 연통시키는 바이패스 라인(48); 그리고 상기 바이패스 라인(48) 내에 배치되어 있으면서 냉각기에서 배압이 증가할 시에 상기 바이패스 라인의 유동 횡단면을 증가시키면서 개방시키는 압력 제한 밸브(50);를 포함하고,
    상기 압력 조절 밸브(40)는 하나 또는 복수의 컨트롤 장치들(58, 60, 62)과 연결되는 파일럿 압력 라인(52)용 연결부;와 냉각기(44)에 의해 안내되는 냉각 라인(42)을 통해 리턴 라인(46)과 연결되어 있는 리턴 연결부;를 포함하고,
    상기 제어 장치는 다수의 유압 시프트 실린더들(SZ1 내지 SZ8)을 제어하기 위한 것이고,
    제어 압력을 공급받을 수 있는 제어 입력부(96); 시스템 압력을 공급받을 수 있는 시스템 압력 입력부(94); 2개의 출력부들(100, 102) 그리고 적어도 하나의 리턴 출력부(98)를 구비하되 제어 입력부에 위치하는 압력에 따라 선택적으로 상기 2개의 출력부들 중 일측 출력부는 상기 시스템 압력 입력부와 연결되고, 타측 출력부는 상기 리턴 출력부와 연결되어 있는 제1 슬라이드 밸브(64), 그리고 상기 슬라이드 밸브의 출력부들에 연결되어 상기 시프트 실런더들을 선택적으로 작동시킬 수 있는 밸브 장치(66, 68, 104, 116)를 포함하고,
    각각 2개의 시프트 실린더들은 상호간에 반대방향으로 작용하면서 각각의 시프트 부재(92)를 구비한 시프팅 유닛(90) 내에 통합되어 있으며,
    상기 밸브 장치는 제어 압력을 공급받을 수 있는 다중 방향 제어 밸브(104, 116)를 포함하되, 이 다중 방향 제어 밸브는 상기 시프팅 유닛의 시프트 실린더들 중 각각의 일측의 시프트 실린더에 할당된 개별 출력부들(106, 108, 110, 112)과 상기 작동 유닛들의 시프트 실린더들 중 각각의 타측의 시프트 실린더들에 공통으로 할당된 하나의 콜렉팅 출력부(122)를 구비하고 있으며,
    상기 다중 방향 제어 밸브는 상기 제1 슬라이드 밸브(64)의 각각의 위치에 따라 시스템 압력을 선택적으로 상기 개별 출력부들 중 어느 하나로 유도하고 이 때 모든 타측의 시프트 실린더들을 리턴 출력부와 연결시키거나 혹은 상기 개별 출력부들 중 어느 하나를 선택적으로 상기 리턴 출력부와 연결시키며, 이 때 모든 타측의 출력부들은 시스템 압력을 공급받는,
    트윈 클러치 변속기용 유압 공급 시스템
  2. 제1항에 있어서, 상기 리턴 라인을 관류하는 유압 매체의 적어도 일부가 클러치들(K1, K2)을 냉각시키기 위해 이용되는 유압 공급 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 작동유를 공급받는 라인(84)은 무압의 오일팬(86)으로 공급되기 전에 제트 펌프(83)가 중간에 배치되어 냉각을 위해 적어도 하나의 클러치(K1, K2)로 공급되되, 상기 제트 펌프(83)는 상기 라인(84) 내에서 운반되는 작동유의 부피 흐름에 따라서 오일팬(86)과 연결되는 체크 밸브(85)의 작용에 대항하여 적어도 하나의 클러치(K1, K2)를 냉각시키기 위해 추가의 냉각제를 흡인하는 것을 특징으로 하는 유압 공급 시스템.
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