KR20130060044A - 자동변속기의 유압제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두 개의 오일펌프가 구비된 자동변속기의 유압제어장치에 있어서, 고압부의 유압을 저압부의 유압에 비해 우선적으로 목표유압에 도달시키는 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압제어장치는, 오일탱크로부터 공급받은 오일을 펌핑하여 저압부를 형성시키는 제1오일펌프; 상기 제1오일펌프를 경유한 오일을 펌핑하여 고압부를 형성시키는 제2오일펌프; 상기 저압부의 오일 중 일부를 공급받는 토크컨버터; 상기 저압부의 오일 중 다른 일부를 공급받는 윤활부; 상기 고압부의 오일을 전달받는 파워트레인; 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 선택적으로 오일을 공급하도록 상기 제1오일펌프와 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부의 사이에 개재되는 유로절환밸브; 및 상기 유로절환밸브가 선택적으로 개폐되도록 상기 고압부의 오일을 공급시키는 피드백라인; 을 포함할 수 있다.

Description

자동변속기의 유압제어장치 {HYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR TRANSMISSION}
본 발명은 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 개의 오일펌프가 구비된 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동변속기는 토크컨버터 및 파워트레인을 포함한다. 또한, 상기 파워트레인은 상기 토크컨버터와 연결되어 다단 변속을 구현한다. 나아가, 이러한 자동변속기에 작동유압을 제공하기 위한 전동식 오일펌프(Electric Oil Pump) 및 자동변속기의 작동을 제어하기 위한 TCU(Transmission Control Unit)가 구비된다.
최근에는 연비의 개선을 위해 두 개의 오일펌프가 구비된 자동변속기의 유압제어장치가 적용되고 있다. 이러한 두 개의 오일펌프가 구비된 자동변속기의 유압제어장치에서는 오일탱크로부터 공급된 오일이 두 개의 오일펌프를 순차적으로 경유하며 승압된다. 또한, 하나의 오일펌프를 경유한 오일은 저압부를 형성시키고, 다른 하나의 오일펌프를 더 경유한 오일은 고압부를 형성시킨다. 나아가, 상기 저압부의 오일은 토크컨버터 및 윤활부로 공급되고, 상기 고압부의 오일은 파워트레인으로 공급되어 브레이크 및 클러치를 작동시킨다.
한편, 두 개의 오일펌프가 구비된 자동변속기의 유압제어장치에 있어서, 상기 저압부에 유압을 공급시키기 위해 상기 고압부의 유압이 순간적으로 저하되면, 브레이크 및 클러치에 부하가 발생되고 내구성이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 두 개의 오일펌프가 구비된 자동변속기의 유압제어장치에 있어서, 고압부의 유압을 저압부의 유압에 비해 우선적으로 목표유압에 도달시키는 자동변속기의 유압제어장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압제어장치는, 오일탱크로의 오일을 펌핑하여 저압부를 형성시키는 제1오일펌프; 상기 제1오일펌프를 경유한 오일을 펌핑하여 고압부를 형성시키는 제2오일펌프; 상기 저압부의 오일 중 일부를 공급받는 토크컨버터; 상기 저압부의 오일 중 다른 일부를 공급받는 윤활부; 상기 고압부의 오일을 전달받는 파워트레인; 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 선택적으로 오일을 공급하도록 상기 제1오일펌프와 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부의 사이에 개재되는 유로절환밸브; 및 상기 유로절환밸브가 선택적으로 개폐되도록 상기 고압부의 오일을 공급시키는 피드백라인; 을 포함할 수 있다.
상기 토크컨버터 및 상기 윤활부로 공급되는 오일의 압력이 설정치로 유지되도록 상기 제1오일펌프와 상기 유로절환밸브 사이에 개재되는 제1레귤레이팅밸브; 및 상기 파워트레인으로 공급되는 오일의 압력이 설정치로 유지되도록 상기 제2오일펌프와 상기 파워트레인 사이에 개재되는 제2레귤레이팅밸브; 를 더 포함할 수 있다.
상기 제1,2레귤레이팅밸브와 연결되어 상기 설정치를 가변시키는 가변제어솔레노이드밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제1,2오일펌프는 전동식 오일펌프일 수 있다.
상기 제1오일펌프와 제2오일펌프를 연결하는 유로에서 분기되어 상기 제1레귤레이팅밸브에 유압을 공급시키는 제1저압공급유로; 상기 제1레귤레이팅밸브를 경유한 오일을 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 선택적으로 공급시키는 제2저압공급유로; 상기 제1레귤레이팅밸브를 경유한 오일을 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 항시 공급시키는 오리피스; 상기 제2저압공급유로 및 상기 오리피스를 경유한 오일이 통합되어 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 공급되도록 형성되는 제3저압공급유로; 상기 제2오일펌프에서 펌핑된 오일을 상기 제2레귤레이팅밸브에 공급시키는 제1고압공급유로; 및 상기 제2레귤레이팅밸브를 경유한 오일을 상기 파워트레인에 공급시키는 제2고압공급유로; 를 더 포함할 수 있다.
상기 제2저압공급유로는 상기 오리피스를 우회할 수 있다.
상기 유로절환밸브는 상기 제2저압공급유로 상에 구비될 수 있다.
상기 제2저압공급유로는 상기 유로절환밸브가 개폐됨으로써 선택적으로 연결될 수 있다.
상기 피드백라인은 상기 제2고압공급유로에서 분기되어 상기 유로절환밸브와 연결될 수 있다.
상기 고압부의 압력이 설정치 이상일 경우, 상기 피드백라인을 통하여 상기 고압부의 유압이 공급됨으로써 상기 유로절환밸브가 개방될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 고압부의 유압을 저압부의 유압에 비해 우선적으로 목표유압에 도달시킴으로써, 고압부의 순간적인 유압 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 브레이크 및 클러치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유로절환밸브가 폐쇄된 자동변속기의 유압제어장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유로절환밸브가 개방된 자동변속기의 유압제어장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유로절환밸브가 폐쇄된 자동변속기의 유압제어장치의 구성도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유로절환밸브가 개방된 자동변속기의 유압제어장치의 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압제어장치(10)는 파워트레인(300), 토크컨버터(400), 윤활부(450), 오일탱크(600), 제1오일펌프(100), 제2오일펌프(150), 제1레귤레이팅밸브(200), 제2레귤레이팅밸브(250), 가변제어솔레노이드밸브(500), 유로절환밸브(125) 및 피드백라인(180)을 포함한다.
파워트레인(300)은 엔진의 출력을 휠로 전달하는 장치로서 클러치, 브레이크, 변속기, 추진축, 유성기어세트 및 구동축 등으로 구성된다. 이러한 파워트레인(300)은 일반적인 자동변속기에 구비되는 장치이며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 당업자)에게 자명하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
토크컨버터(400)는 유체를 사용하여 동력을 전달하는 장치로서 토크를 증폭시키는 기능을 수행한다. 이러한 토크컨버터(400)는 일반적인 자동변속기에 구비되는 장치이며, 당업자에게 자명하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
윤활부(450)는 엔진(도시하지 않음) 및 파워트레인(300) 등의 구동계를 윤활시키기 위해 오일을 공급시킨다.
오일탱크(600)에는 유압제어장치(10)를 작동시키는 유압을 형성하기 위한 오일이 저장된다.
제1오일펌프(100)는 오일탱크(600)의 오일을 펌핑함으로써 저압부(20)를 형성시킨다. 또한, 제2오일펌프(150)는 제1오일펌프(100)에서 펌핑된 오일을 공급받아 다시 한번 펌핌함으로써 고압부(30)를 형성시킨다. 나아가, 상기 저압부(20)의 오일은 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)에 공급되고, 상기 고압부(30)의 오일은 파워트레인(300)에 공급된다. 상기 파워트레인(300)에 공급된 고압부(30)의 오일은 파워트레인(300)에 구비된 클러치(도시하지 않음) 및 브레이크(도시하지 않음)를 작동시키기 위한 유압을 형성한다. 한편, 제1오일펌프(100) 및 제2오일펌프(150)는 모터(도시하지 않음)에 의해 작동되는 전동식 오일펌프일 수 있다.
제1레귤레이팅밸브(200)는 제1오일펌프(100)와 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)의 사이에 구비됨으로써, 토크컨버터(400)로 공급되는 유압을 일정하게 유지시킨다. 즉, 제1오일펌프(100)에서 펌핑된 오일은 제1레귤레이팅밸브(200)를 거쳐 토크컨버터(400)로 공급된다.
제2레귤레이팅밸브(250)는 제2오일펌프(150)와 파워트레인(300)의 사이에 구비됨으로써, 파워트레인(300)으로 공급되는 유압을 일정하게 유지시킨다. 즉, 제2오일펌프(150)에서 펌핑된 오일은 제2레귤레이팅밸브(250)를 거쳐 토크컨버터(400)로 공급된다.
가변제어솔레노이드밸브(500)는 제1레귤레이팅밸브(200) 및 제2레귤레이팅밸브(250)의 목표유압을 변경시킬 수 있도록 연결된다. 즉, 가변제어솔레노이드밸브(500)의 제어압에 따라 상기 일정하게 유지되는 유압의 설정치가 변경될 수 있다.
유로절환밸브(125)는 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)에 선택적으로 오일이 공급되도록 제1레귤레이팅밸브(200)와 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)의 사이에 개재된다.
피드백라인(180)은 상기 고압부(30)의 오일을 유로절환밸브(125)에 선택적으로 공급시킨다. 또한, 상기 고압부(30)의 유압이 설정치 이상일 경우, 유로절환밸브(125)로 오일이 공급된다. 나아가, 유로절환밸브(125)는 상기 고압부(30)로부터 오일을 공급받음으로써 개방되고, 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)에 오일이 공급된다.
또한, 유압제어장치(10)는 제1저압공급유로(110), 제2저압공급유로(120), 오리피스(130), 제3저압공급유로(140), 제1고압공급유로(160) 및 제2고압공급유로(170)를 더 포함한다.
제1저압공급유로(110)는 제1오일펌프(100)와 제2오일펌프(150)를 연결하는 유로에서 분기되어 제1레귤레이팅밸브(200)와 연결된다. 즉, 제1오일펌프(100)에서 펌핑된 오일의 일부는 제2오일펌프(150)로 공급되고, 다른 일부는 제1레귤레이팅밸브(200)로 공급된다.
제2저압공급유로(120)는 제1레귤레이팅밸브(200)를 경유한 오일이 통과하도록 형성된다. 또한, 오리피스(130)는 제2저압공급유로(120)에서 분기되어 형성된다. 나아가, 제2저압공급유로(120)는 오리피스(130)를 우회하도록 형성된다.
제2저압공급유로(120) 상에는 유로절환밸브(125)가 구비된다. 즉, 제2저압공급유로(120)는 유로절환밸브(125)의 개폐에 의해 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)와 선택적으로 연결된다. 한편, 오리피스(130)는 단면적을 감소시킨 통로로써, 단면적에 비해 그 길이가 비교적 짧은 통로를 말한다. 이러한 오리피스(130)는 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)에 최소한의 오일이 항시 공급되도록 형성된다.
제3저압공급유로(140)는 오리피스(130)를 우회한 제2저압공급유로(120)와 오리피스(130)가 다시 통합되도록 형성된다. 즉, 제2저압공급유로(120) 및 오리피스(130)를 통과한 오일은 제3저압공급유로(140)에서 통합되어 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)에 공급된다. 또한, 제3저압공급유로(140)는 분기되어 토크컨버터(400) 및 윤활부(450)에 각각 오일을 공급시킬 수 있다.
제1고압공급유로(160)는 제2오일펌프(150)와 제2레귤레이팅밸브(250)를 연결한다. 즉, 제2오일펌프(150)에서 펌핑된 오일을 제2레귤레이팅밸브(250)에 공급시킨다.
제2고압공급유로(170)는 제2레귤레이팅밸브(250)와 파워트레인(300)을 연결한다. 즉, 제2레귤레이팅밸브(250)를 경유한 오일을 파워트레인(300)에 공급시킨다. 또한, 피드백라인(180)은 제2고압공급유로(170)에서 분기된다. 나아가, 상기 고압부(30)의 유압이 설정치 이상으로 높아지면, 제2고압공급유로(170)의 오일이 피드백라인(180)을 통하여 유로절환밸브(125)에 공급되어 유로절환밸브(125)의 작동유압을 형성한다.
도 1에서는 상기 고압부(30)의 유압이 설정치보다 작을 경우, 유로절환밸브(125)가 폐쇄된 상태가 도시되었다.
상기 고압부(30)의 유압이 설정치보다 작으면, 유로절환밸브(125)는 폐쇄되고, 제1오일펌프(100)를 경유한 오일 중 오리피스(130)를 통과하는 최소한의 오일을 제외한 모든 오일은 제2오일펌프(150)에 공급된다. 따라서, 제2오일펌프(150)의 펌핑에 의해 상기 고압부(30)의 유압을 우선적으로 설정치까지 상승시킬 수 있다.
도 2에서는 상기 고압부(30)의 유압이 설정치 이상일 경우, 유로절환밸브(125)가 개방된 상태가 도시되었다.
상기 고압부(30)의 유압이 우선적으로 상승되어 설정치 이상이 되면, 피드백라인(180)을 통하여 유로절환밸브(125)가 개방되고, 제2저압공급유로(120)가 연결된다. 즉, 제1오일펌프(100)를 경유한 오일은 제2저압공급유로(120) 및 오리피스(130)를 통하여 윤활부(450) 및 토크컨버터(400)에 공급된다.
유로절환밸브(125)는 밸브관통유로(127) 및 탄성부재(129)를 포함한다.
밸브관통유로(127)는 유로절환밸브(125)가 관통되도록 형성된다. 또한, 밸브관통유로(127)의 위치가 제2저압공급유로(120)와 일치될 때, 제2저압공급유로(120)가 연결된다. 나아가, 유로절환밸브(125)는 피드백라인(180)을 통하여 유압을 공급받으면, 그 일단이 가압되어 밸브관통유로(127)와 제2저압공급유로(120)의 위치가 일치되도록 이동된다.
탄성부재(129)는 유로절환밸브(125)의 다른 일단에 구비된다. 즉, 피드백라인(180)을 통한 유압공급이 중단되면, 탄성부재(129)의 탄성력에 의해 유로절환밸브(125)가 원위치된다. 또한, 밸브관통유로(127)와 제2저압공급유로(120)의 위치가 일치되지 않음으로써 제2저압공급유로(120)가 단절된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 고압부(30)의 유압을 저압부(20)의 유압에 비해 우선적으로 목표유압에 도달시킴으로써, 저압부(20)에 유압을 공급시킴으로 인해 발생되는 고압부(30)의 순간적인 유압 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 브레이크 및 클러치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 유압제어장치 20: 저압부
30: 고압부 100: 제1오일펌프
110: 제1저압공급유로 120: 제2저압공급유로
125: 유로절환밸브 127: 밸브관통유로
129: 탄성부재 130: 오리피스
140: 제3저압공급유로 150: 제2오일펌프
160: 제1고압공급유로 170: 제2고압공급유로
180: 피드백라인 200: 제1레귤레이팅밸브
250: 제2레귤레이팅밸브 300: 파워트레인
400; 토크컨버터 450: 윤활부
500: 가변제어솔레노이드밸브 600: 오일탱크

Claims (10)

  1. 오일탱크의 오일을 펌핑하여 저압부를 형성시키는 제1오일펌프;
    상기 제1오일펌프를 경유한 오일을 펌핑하여 고압부를 형성시키는 제2오일펌프;
    상기 저압부의 오일 중 일부를 공급받는 토크컨버터;
    상기 저압부의 오일 중 다른 일부를 공급받는 윤활부;
    상기 고압부의 오일을 전달받는 파워트레인;
    상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 선택적으로 오일을 공급하도록 상기 제1오일펌프와 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부의 사이에 개재되는 유로절환밸브; 및
    상기 유로절환밸브가 선택적으로 개폐되도록 상기 고압부의 오일을 공급시키는 피드백라인;
    을 포함하는 자동변속기의 유압제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토크컨버터 및 상기 윤활부로 공급되는 오일의 압력이 설정치로 유지되도록 상기 제1오일펌프와 상기 유로절환밸브 사이에 개재되는 제1레귤레이팅밸브; 및
    상기 파워트레인으로 공급되는 오일의 압력이 설정치로 유지되도록 상기 제2오일펌프와 상기 파워트레인 사이에 개재되는 제2레귤레이팅밸브;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1,2레귤레이팅밸브와 연결되어 상기 설정치를 가변시키는 가변제어솔레노이드밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2오일펌프는 전동식 오일펌프인 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1오일펌프와 제2오일펌프를 연결하는 유로에서 분기되어 상기 제1레귤레이팅밸브에 유압을 공급시키는 제1저압공급유로;
    상기 제1레귤레이팅밸브를 경유한 오일을 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 선택적으로 공급시키는 제2저압공급유로;
    상기 제1레귤레이팅밸브를 경유한 오일을 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 항시 공급시키는 오리피스;
    상기 제2저압공급유로 및 상기 오리피스를 경유한 오일이 통합되어 상기 토크컨버터 및 상기 윤활부에 공급되도록 형성되는 제3저압공급유로;
    상기 제2오일펌프에서 펌핑된 오일을 상기 제2레귤레이팅밸브에 공급시키는 제1고압공급유로; 및
    상기 제2레귤레이팅밸브를 경유한 오일을 상기 파워트레인에 공급시키는 제2고압공급유로;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2저압공급유로는 상기 오리피스를 우회하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 유로절환밸브는 상기 제2저압공급유로 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2저압공급유로는 상기 유로절환밸브가 개폐됨으로써 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 피드백라인은 상기 제2고압공급유로에서 분기되어 상기 유로절환밸브와 연결되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고압부의 압력이 설정치 이상일 경우, 상기 피드백라인을 통하여 상기 고압부의 유압이 공급됨으로써 상기 유로절환밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
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