KR20140032033A

KR20140032033A - 차량용 자동변속기의 유압공급시스템

Info

Publication number: KR20140032033A
Application number: KR1020120097303A
Authority: KR
Inventors: 황진영; 조세환; 위태환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-03-14
Also published as: JP2014047920A; CN103671006A; US20140060679A1; DE102012113140A1; US9291078B2; CN103671006B

Abstract

차량용 자동변속기의 유압공급시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 자동변속기의 유압공급시스템은 오일 팬에 저장된 오일을 저압의 유압 및 고압의 유압으로 생성하여 저압부와 고압부로 공급하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 있어서, 상기 오일 팬에 저장된 오일을 제1 흡입유로를 통해 흡입하여 제1 저압유로로 토출하는 저압용 오일펌프; 상기 제1 저압유로로부터 공급되는 유압의 유로를 변환하는 스위치 밸브; 상기 스위치 밸브로부터 제2 저압유로를 통해 공급받는 유압을 안정된 유압으로 제어하여 제3 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브; 상기 제1 저압유로를 통해 상기 저압용 오일펌프로부터 공급되는 유압을 승압시켜 고압유로로 토출하는 고압용 오일펌프; 상기 고압유로를 통해 상기 고압용 오일펌프로부터 공급되는 유압과, 상기 스위치 밸브를 통해 선택적으로 공급되는 상기 저압용 오일펌프의 유압을 안정된 고압의 유압으로 제어하여 고압부로 공급하는 고압용 레귤레이터 밸브; 상기 오일 팬과 상기 제1 저압유로를 연결하며, 일측에 역류를 방지하는 첵밸브를 갖는 제2 흡입유로를 포함한다.

Description

차량용 자동변속기의 유압공급시스템{OIL PRESSURE SUPPLY SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압용 오일펌프의 작동 정지 시, 저압용 오일펌프의 유압으로 정상적인 운전이 가능하도록 하여 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것이다.

최근 세계적인 고유가와 배기가스 배출 규제 등이 점점 강화됨으로써, 자동차 메이커들은 친환경의 일환으로 연비를 향상시킬 수 있는 기술 개발에 총력을 기울이고 있다.

자동변속기에 있어서의 연비 개선은 동력 전달 효율의 향상을 통하여 달성할 수 있으며, 상기 동력 전달 효율의 향상은 오일펌프의 불필요한 소비 동력을 최소화하여 구현할 수 있다.

상기와 같이 연비 개선을 위하여 최근에는 자동변속기에 적용되는 오일펌프를 저압용 오일펌프와 고압용 오일펌프로 분리 구성하여 상기 저압용 오일펌프에서 생성된 유압은 저압부(토크 컨버터, 냉각, 윤활)로 공급되도록 하고, 상기 고압용 오일펌프에서 생성된 유압은 고압부(변속시 선택적으로 작동되는 마찰부재)로 공급되도록 하고 있다.

보다 구체적으로는 상기 저압부를 기준으로 전체적인 유압을 생성하는 구성을 갖도록 하고, 동시에 고압부가 요구하는 일부의 유압만을 고압으로 제어하여 고압부로 공급하는 구성으로 이루어진다.

이에 따라 오일펌프 구동을 위한 소비 동력을 최소화함으로써, 연비 향상을 달성할 수 있으며, 더불어 오일펌프에 걸리는 부하를 감소시켜 소음 및 진동 감소와 내구성 향상을 도모할 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 유압공급시스템에서는 저압용 오일펌프에서 생성된 유압이 고압용 오일펌프로 공급되어 고압으로 제어되는 구성으로 이루어지기 때문에 고압용 오일펌프의 고장 시, 고압부로 공급되는 유압이 부족하여 운전이 불가능하게 된다는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 고압용 오일펌프의 고장 또는 작동 정지시 저압용 오일펌프의 유압으로 정상적인 운전이 가능하도록 하여 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동변속기의 유압공급시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 오일 팬에 저장된 오일을 저압의 유압 및 고압의 유압으로 생성하여 저압부와 고압부로 공급하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 있어서, 상기 오일 팬에 저장된 오일을 제1 흡입유로를 통해 흡입하여 제1 저압유로로 토출하는 저압용 오일펌프; 상기 제1 저압유로로부터 공급되는 유압의 유로를 변환하는 스위치 밸브; 상기 스위치 밸브로부터 제2 저압유로를 통해 공급받는 유압을 안정된 유압으로 제어하여 제3 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브; 상기 제1 저압유로를 통해 상기 저압용 오일펌프로부터 공급되는 유압을 승압시켜 고압유로로 토출하는 고압용 오일펌프; 상기 고압유로를 통해 상기 고압용 오일펌프로부터 공급되는 유압과, 상기 스위치 밸브를 통해 선택적으로 공급되는 상기 저압용 오일펌프의 유압을 안정된 고압의 유압으로 제어하여 고압부로 공급하는 고압용 레귤레이터 밸브; 상기 오일 팬과 상기 제1 저압유로를 연결하며, 일측에 역류를 방지하는 첵밸브를 갖는 제2 흡입유로를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기 저압용 오일펌프는 엔진에 의하여 구동되는 기계식 오일펌프이고, 상기 고압용 오일펌프는 전동기에 의하여 구동되는 전동식 오일펌프일 수 있다.

또한, 상기 스위치 밸브는 온 오프 솔레노이드 밸브로 이루어지는 제1 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어될 수 있다.

또한, 상기 스위치 밸브는 1개의 유입포트와 2개의 유출포트에 설치되며, 상기 유입포트로 공급되는 유압이 상기 2개의 어느 하나의 유출포트에 선택적으로 공급할 수 있도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 저압용 레귤레이터 밸브는 상기 제1 저압유로와 연결되고, 상기 제1 저압유로로부터 공급되는 유압의 일부를 제1 재순환유로를 통해 재순환시켜 상기 제1 저압유로의 유압을 안정되게 조절하여 제2 저압유로로 공급할 수 있다.

또한, 상기 제1 재순환 유로는 상기 제1 흡입유로와 연결될 수 있다.

또한, 상기 저압용 레귤레이터 밸브는 일측에 배치되는 탄성부재의 탄성력과, 타측으로 공급되는 상기 제2 저압유로의 유압에 의하여 제어될 수 있다.

또한, 상기 고압용 레귤레이터 밸브는 상기 스위치 밸브를 통해 상기 제1 저압유로와 선택적으로 연결되고, 상기 고압유로와 직접 연결되어 상기 제1 저압유로와 상기 고압유로부터 공급되는 유압의 일부를 제2 재순환 유로를 통해 재순환시켜 유압을 안정되게 조절할 수 있다.

또한, 상기 제1 재순환 유로는 상기 제3 저압유로와 연결될 수 있다.

또한, 상기 고압용 레귤이터 밸브는 제2 솔레노이드 밸브의 제어압 및 탄성부재의 탄성력과, 반대측에서 작용하는 상기 제1 저압유로와 상기 고압유로로부터 공급되는 유압에 의하여 제어될 수 있다.

또한, 상기 제2 솔레노이드 밸브는 비례 제어 솔레노이드 밸브로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예는 저압용 오일펌프와 고압용 오일펌프가 적용되는 자동변속기의 유압공급시스템에서, 상기 저압용 오일펌프는 저압의 유압을 생성하고, 상기 고압용 오일펌프는 상기 저압용 오일펌프로부터 공급되는 유압의 일부를 고압으로 승압하여 생성함으로써, 오일펌프 전체에 대한 동력손실을 최소화하고, 내구성이 향상되며, 오일펌프의 소음 및 진동 저감한다.

상기 저압용 오일펌프는 저압을 기준으로 유압을 전체적으로 생성하고, 상기 고압용 오일펌프는 필요한 만큼의 유압을 저압에서 고압으로 승압하여 생성함으로써, 오일펌프 전체에 대한 동력손실을 최소화하고, 내구성이 향상되며, 오일펌프의 소음 및 진동 저감한다.

또한, 상기 고압용 오일펌프의 비작동시에도 상기 저압용 오일펌프에 의하여 정상적인 운전이 가능하여 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 고압용 오일펌프가 독립적으로 고압의 유압을 생성할 수 있으므로 ISG 차량에도 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 저압 및 고압용 오일펌프의 정상 작동시의 상태도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 고압용 오일펌프의 비정상 작동시의 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

단, 본 실시예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하여 설명한다.

하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 저압 및 고압용 오일펌프의 정상 작동시의 상태도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 실시예에 따른 유압공급시스템은 저압용 오일펌프(2)에서 생성된 저압의 유압은 토크 컨버터(T/C), 냉각부, 윤활부 등과 같은 저압부(4)로 공급되고, 고압용 오일펌프(6)에서 생성된 고압의 유압은 변속에 관계하는 마찰부재를 작동시키기 위한 고압부(8)로 공급될 수 있도록 구성된다.

상기에서 저압의 유압은 토크 컨버터(T/C)의 작동과 냉각 및 윤활을 원활하게 하는 정도의 낮은 압력으로 제어되어 공급되는 유압을 의미하며, 고압의 유압은 변속시 선택적으로 작동하는 다수의 마찰부재들을 원활하게 작동시킬 수 있는 정도의 상대적으로 높은 압력으로 제어되어 공급되는 유압을 의미한다.

상기 저압 유압은 저압용 오일펌프(2)에서 생성되어 스위치 밸브(10)와 저압용 레귤레이터 밸브(12)를 통해 저압부(4)로 공급된다.

상기 저압용 오일펌프(2)는 공지에서와 같이 엔진의 회전동력에 의하여 구동되는 기계식 펌프로 이루어진다. 상기 저압용 오일펌프(2)는 제1 흡입유로(14)를 통해 오일 팬(P)과 연결되며, 상기 저압용 오일펌프(2)에 의하여 생성된 저압의 유압은 제1 저압유로(16)로 토출된다.

상기 스위치 밸브(10)는 스풀밸브로 이루어지며, 온 오프 제어되는 제1 솔레노이드 밸브(SOL1)에 의하여 제어되면서 상기 제1 저압유로(16)의 유압을 선택적으로 상기 저압용 레귤레이터 밸브(12)로 전달하거나 상기 고압부(8)에 전달할 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 상기 스위치 밸브(10)는 1개의 유입포트(100)와 2개의 유출포트(102)(104)에 구성된다, 상기에서 유입포트(100)는 상기 제1 저압유로(16)와 연통되며, 일측의 유출포트(102)는 저압용 레귤레이터 밸브(12)와 연통되고, 타측의 유출포트(104)는 고압부(8)와 연결된다.

상기 저압용 레귤레이터 밸브(12)는 제2 저압유로(18)를 통해 상기 스위치 밸브(10)와 연결되고, 제1 재순환 유로(20)를 통해 상기 제1 흡입유로(14)와 연결된다. 따라서 상기 저압용 레귤레이터 밸브(12)는 상기 스위치 밸브(10)로부터 공급되는 저압의 유압의 일부를 상기 제1 재순환 유로(20)를 통해 제1 흡입유로(14)로 재순환시키면서 유압을 조절한다.

즉, 상기 저압용 레귤레이터 밸브(12)는 일측에 배치되는 탄성부재(22)의 탄성력과, 상기 탄성부재(22)의 반대측으로 공급되는 상기 제2 저압유로(18)의 압력 차이에 따라 제어되면서 유압을 조절하여 제3 저압유로(24)를 통해 저압부(4)에 전달한다. 상기에서 탄성부재(22)의 탄성력은 저압부(4)에서 요구되는 압력에 따라 설정된다.

상기 고압용 오일펌프(6)는 전동기에 의하여 구동되는 전동식 펌프로 이루어진다. 그리고 상기 고압용 오일펌프(6)는 상기 제1 저압유로(16)를 통해 공급되는 저압의 유압을 고압으로 승압시켜 고압유로(26)로 토출한다. 그리고 상기 고압용 오일펌프(6)에서 고압유로(26)로 토출된 유압은 고압용 레귤레이터 밸브(28)에서 안정된 고압의 유압으로 제어되어 고압부(8)로 공급된다.

상기 고압용 레귤레이터 밸브(28)는 고압유로(26)와 연결되고, 제2 재순환 유로(30)를 통해 상기 제3 저압유로(24)와 연결된다. 이에 따라 상기 고압용 레귤레이터 밸브(28)는 상기 고압유로(26)를 통해 공급되는 유압의 일부를 상기 제2 재순환 유로(30)를 통해 재순환시키면서 압력을 조절한다.

이를 위하여 상기 고압용 레귤레이터 밸브(28)는 통상의 스풀밸브로 이루어진다. 또한 상기 고압용 레귤레이터 밸브(28)는 비례 제어가 이루어지는 제2 솔레노이드 밸브(SOL2)의 제어압 및 탄성부재(36)의 탄성력과, 상기 제2 솔레노이드 밸브(SOL2)의 제어압 반대측으로 공급되는 고압유로(26)의 압력 차이에 따라 제어될 수 있도록 구성된다. 상기에서 탄성부재(36)의 탄성력은 고압유로(26)에 요구되는 압력에 따라 설정된다.

상기에서 제2 재순환 유로(30)를 제3 저압유로(24)에 연결한 것은 고압용 오일펌프(6)가 단독으로 작동될 때, 저압부(4)측에 유압이 공급되어 원활한 작동이 이루어지도록 하기 위함이다.

그리고 상기 고압용 오일펌프(6)는 일측에 역류를 방지하는 첵 밸브(38)가 배치된 제2 흡입유로(40)를 통해 오일 팬(P)과 연결된다. 이에 따라 상기 고압용 오일펌프(6)는 상기 저압용 오일펌프(2)로부터 유압이 공급되지 않을 때 직접 오일 팬(P)으로부터 오일을 흡입하여 고압의 유압을 생성한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 유압공급시스템은 상기 저압용 오일펌프(2)와 고압용 오일펌프(6)가 정상적으로 작동할 때에는 도 1에서와 같이, 상기 저압용 오일펌프(2)에서 생성된 저압의 유압이 저압부(4)에 공급되고, 고압용 오일펌프(6)에서 생성된 고압의 유압은 고압부(8)로 공급된다.

이때 상기 저압용 오일펌프(2)에 의해 생성된 저압의 유압은 상기 제1 솔레노이드 밸브(SOL1)가 온 제어에 의해 상기 스위치 밸브(10)를 통해 저압용 레귤레이터 밸브(12)로 공급되어 안정된 저압의 유압으로 제어되며, 상기 고압용 오일펌프(6)에 의하여 생성된 고압의 유압은 상기 제2 솔레노이드 밸브(SOL2)에 의하여 비례 제어되는 고압용 레귤레이터 밸브(30)에 의하여 안정된 고압의 유압으로 제어된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 고압용 오일펌프의 비작동시 상태도이다.

즉, 고압용 오일펌프(6)가 고장 및 배터리 등에 의하여 작동되지 않을 때의 유량 흐름을 나타낸 것으로서, 이때에는 상기 제1 솔레노이드 밸브(SOL1)를 오프 제어된다.

그러면 상기 저압용 오일펌프(2)에서 생성된 유압은 상기 스위치 밸브(10)의 유로 변환에 의하여 상기 고압유로(26)로 공급된다. 그리고 상기 고압유로(26)로 공급된 유압은 상기 고압용 레귤레이터 밸브(28)의 제어에 의하여 고압의 유압으로 조절되어 고압부(8)로 공급됨으로써, 고압부(8)의 작동이 원활하게 이루어지도록 한다.

따라서 상기 고압용 오일펌프(6)의 비작동시에도 저압용 오일펌프(2)에 의하여 정상적인 운전이 가능하도록 함으로써, 2개의 오일펌프(2)(6)를 보유하는 유압공급시스템에 있어서의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고 ISG(Idle Stop & Go) 차량에서와 같이, 차량의 주행 중 일시 정차시에 엔진의 시동이 정지된 상태에서 고압부(8)에 고압의 유압을 공급해야 할 필요성이 있는 경우에는 상기 고압용 오일펌프(6)가 작동하면서 제2 흡입유로(40)를 통해 오일 팬(P)의 오일을 펌핑하여 고압의 유압을 생성하여 고압부(8)에 예비 유압으로 공급한다.

즉, 엔진 시동이 정지되어 상기 저압용 오일펌프(2)가 작동하지 않더라도 상기 고압용 오일펌프(6)의 단독 작동으로 고압부(8)에는 고압의 유압을 공급할 수 있다.

상기에서와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 저압용 오일펌프(2)는 저압의 유압을 생성하고, 상기 고압용 오일펌프(6)는 상기 저압용 오일펌프(2)로부터 공급되는 유압의 일부를 고압으로 승압하여 생성함으로써, 오일펌프 전체에 대한 동력손실을 최소화하고, 내구성이 향상되며, 오일펌프의 소음 및 진동 저감한다.

또한, 상기 고압용 오일펌프(6)의 비작동시에도 상기 저압용 오일펌프(2)에 의하여 정상적인 운전이 가능하여 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 고압용 오일펌프(6)가 독립적으로 고압의 유압을 생성할 수 있으므로 ISG 차량에도 적용할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

2... 저압용 오일펌프
4... 저압부
6... 고압용 오일펌프
8... 고압부
10... 스위치 밸브
12... 저압용 레귤레이터 밸브
14, 40... 제1, 제2 흡입유로
16,18,24... 제1,제2, 제3 저압유로
20,30... 제1, 제2 재순환 유로
22,36... 탄성부재
26... 고압유로
28... 고압용 레귤레이 밸브
38... 첵밸브
SOL1, SOL2... 제1, 제2 솔레노이드 밸브

Claims

오일 팬에 저장된 오일을 저압의 유압 및 고압의 유압으로 생성하여 저압부와 고압부로 공급하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 있어서,
상기 오일 팬에 저장된 오일을 제1 흡입유로를 통해 흡입하여 제1 저압유로로 토출하는 저압용 오일펌프;
상기 제1 저압유로로부터 공급되는 유압의 유로를 변환하는 스위치 밸브;
상기 스위치 밸브로부터 제2 저압유로를 통해 공급받는 유압을 안정된 유압으로 제어하여 제3 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브;
상기 제1 저압유로를 통해 상기 저압용 오일펌프로부터 공급되는 유압을 승압시켜 고압유로로 토출하는 고압용 오일펌프;
상기 고압유로를 통해 상기 고압용 오일펌프로부터 공급되는 유압과, 상기 스위치 밸브를 통해 선택적으로 공급되는 상기 저압용 오일펌프의 유압을 안정된 고압의 유압으로 제어하여 고압부로 공급하는 고압용 레귤레이터 밸브;
상기 오일 팬과 상기 제1 저압유로를 연결하며, 일측에 역류를 방지하는 첵밸브를 갖는 제2 흡입유로를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 저압용 오일펌프는 엔진에 의하여 구동되는 기계식 오일펌프이고,
상기 고압용 오일펌프는 전동기에 의하여 구동되는 전동식 오일펌프인 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 스위치 밸브는
온 오프 솔레노이드 밸브로 이루어지는 제1 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 스위치 밸브는
1개의 유입포트와 2개의 유출포트에 설치되며, 상기 유입포트로 공급되는 유압이 상기 2개의 어느 하나의 유출포트에 선택적으로 공급할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 저압용 레귤레이터 밸브는
상기 제1 저압유로와 연결되고, 상기 제1 저압유로로부터 공급되는 유압의 일부를 제1 재순환유로를 통해 재순환시켜 상기 제1 저압유로의 유압을 안정되게 조절하여 제2 저압유로로 공급하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1 재순환 유로는
상기 제1 흡입유로와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 저압용 레귤레이터 밸브는
일측에 배치되는 탄성부재의 탄성력과, 타측으로 공급되는 상기 제2 저압유로의 유압에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 고압용 레귤레이터 밸브는
상기 스위치 밸브를 통해 상기 제1 저압유로와 선택적으로 연결되고, 상기 고압유로와 직접 연결되어 상기 제1 저압유로와 상기 고압유로부터 공급되는 유압의 일부를 제2 재순환 유로를 통해 재순환시켜 유압을 안정되게 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제8항에 있어서,
상기 제1 재순환 유로는
상기 제3 저압유로와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 고압용 레귤이터 밸브는
제2 솔레노이드 밸브의 제어압 및 탄성부재의 탄성력과, 반대측에서 작용하는 상기 제1 저압유로와 상기 고압유로로부터 공급되는 유압에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제10항에 있어서,
상기 제2 솔레노이드 밸브는
비례 제어 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.