KR20140085801A - 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템 - Google Patents

Abstract

하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템은 오일팬에 저장된 오일을 흡입유로를 통해 흡입하여 토출하는 오일펌프; 상기 오일팬과 흡입유로 사이에 배치되어 오일에 포함된 불순물을 여과하는 오일필터; 상기 오일펌프로부터 공급되는 유압을 안정된 라인압으로 제어하는 프라이머리 레귤레이터 밸브; 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브로부터 공급되는 유압을 안정된 윤활압으로 제어하는 세컨들리 레귤레이터 밸브; 운전 존건에 따라 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브와 세컨들리 레귤레이터 밸브에 제어압을 공급하는 솔레노이드 밸브; 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브의 제어과정에서 배출되는 유압을 상기 흡입유로로 재순환시키는 제1 재순환 유로; 상기 세컨들리 레귤레이터 밸브의 제어과정에서 배출되는 유압을 상기 흡입유로로 재순환시키는 제2 재순환 유로를 포함한다.

Description

하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템{OIL PRESSURE SUPPLY SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION FOR HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재순환되는 유량을 오일필터를 거치지 않고 전기식 오일펌프로 흡입되도록 함으로써, 오일의 여과시 발생되는 압력강하에 따른 전기식 오일펌프의 부하를 최소화하여 연비를 개선하고, 오일필터의 구조를 단순화하여 중량 및 원가를 절감할 수 있도록 한 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것이다.

하이브리드 차량이라고 함은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동하는 것을 의미하는 것으로, 대부분의 경우에는 연료를 사용하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 전기 모터로 구성된 시스템을 말한다.

상기와 같은 하이브리드 차량은 연비향상 효과가 가장 크게 이루어지고 있는 부분은 차량이 가속을 할 때 전기모터를 이용한 동력 보조와 자동 변속 제어를 통한 엔진의 최적 운전을 수행함으로써, 기존의 가솔린 엔진과 자동 변속기를 탑재한 차량에 비하여 우수한 연비를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이러한 하이브리드 차량은 엔진의 출력측에 엔진 클러치를 두고 그 후측으로 전기 모터를 포함하는 자동 변속기를 배치하고, 이의 자동 변속기로부터 출력되는 동력으로 구동륜을 구동시킬 수 있도록 구성하고 있다.

그리고 상기 전기 모터는 모터 컨트롤 유닛을 통해 제어되며, 하이브리드 차량을 전체적으로 총합 제어하는 하이브리드 제어유닛은 엔진 제어유닛과 트랜스밋션 제어유닛, 그리고 배터리 관리 시스템과 운전자가 직접 조작하는 여러 기구와 전기적으로 연결되어 현재의 차량 운전상태를 입력받아 모터 컨트롤 유닛을 제어하게 되는 것이다.

이에 따라 하이브리드 차량은 초기 발진시 전기 모터의 동력에 의하여 EV 주행 모드로 주행 후, 엔진 클러치의 체결을 통해 HEV 주행 모드(모터 + 엔진)로 변경되어 주행이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 하이브리드 차량에 적용되는 자동 변속기는 변속기어 메카니즘인 기어 트레인과, 차량의 주행상태에 따라 상기 기어 트레인의 작동요소 중 어느 하나의 작동요소를 선택적으로 작동시키기 위한 유압 제어시스템을 보유하게 된다.

이러한 하이브리드 차량에 있어서, 본 발명은 자동 변속기의 유압제어시스템에 관계한다.

도 1은 일반적인 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 유압 공급수단을 형성하는 2개의 오일펌프(2)(4)는 메인 오일펌프(2)와 서브 오일펌프(4)로서, 상기 메인 오일펌프(2)는 엔진에 의해 구동되는 기계식 오일펌프이고, 서브 오일펌프(4)는 별도의 구동모터에 의하여 구동되는 전자식 오일펌프이다.

이에 따라 오일팬(6)에 저장되어 있는 오일은 제1, 제2 흡입유로(8)(10)를 통해 상기 2개의 오일펌프 또는 어느 하나의 오일펌프에 의하여 펌핑되어 라인압 유로(12)로 토출된다.

상기 라인압 유로(12)로 토출된 유압은 프라이머리 레귤레이터 밸브(14)에 의하여 안정된 유압의 라인압으로 제어되어 일부는 마찰부재를 제어할 수 있는 변속 제어부로 공급되고, 일부는 세컨들리 레귤레이터 밸브(16)에 의하여 제어되어 쿨러(18)를 통해 윤활 유압으로 공급된다.

상기에서 프라이머리 레귤레이터 밸브(14)와 세컨들리 레귤레이터 밸브(16)는 라인압 제어용 솔레노이드 밸브(SOL)에 의하여 제어된다.

상기 프라이머리 레귤레이터 밸브(14)와 세컨들리 레귤레이터 밸브(16)에서 재순환되는 유압은 제1, 제2 재순환 유로(20)(22)를 통해 상기 제1 흡입유로(8)로 리턴되어 상기 메인 오일펌프(2)를 통해 다시 펌핑되어 라인압 유로(12)로 토출된다.

그리고 상기와 같이 제1, 제2 흡입유로(8)(10)를 통해 각각의 오일펌프(2)(4)에 의하여 펌핑되는 오일은 반드시 오일필터(24)를 통과하면서 불순물등이 여과된다.

이를 위하여 상기 오일필터(24)는 도 2에서와 같이, 필터가 내장된 본체(26)의 하측에는 오일팬(6)에 저장되어 있는 오일이 흡입되는 오일 흡입구(28)가 형성되고, 상측에는 상기 제1 흡입유로(8)와 연결되는 제1 토출구(30)와, 상기 제2 흡입유로(10)와 연결되는 제2 토출구(32)를 보유한다.

그러나 상기와 같은 유압공급수단은 2개의 오일펌프(2)(4)를 적용하고 있는 바, 생산원가 및 중량면에서 많은 불리함이 있다.

이에 따라 최근에는 엔진 시동시 항상 구동되는 기계식 메인 오일펌프(2) 대신에 필요에 따라 용이하게 펌핑 유량을 제어할 수 있는 전자식 오일펌프(4)만을 적용하는 기술이 개발되고 있다.

그러나 도 1과 같은 유압공급시스템에 있어서, 전자식 오일펌프(4)만을 적용하는 경우에는 리턴되는 오일이 모두 오일 팬(6)으로 배출된 상태에서 오일을 다시 전자식 오일펌프(4)에서 오일필터(24)를 통해 흡입하여 펌핑하여야 한다.

이와같이 재순환되는 유압이 직접 오일펌프(4)로 공급되지 않고, 처음과 같이 다시 펌핑하는 경우에는 오일이 오일펌프(24)를 통과하는 동안에 압력이 강하되어 오일펌프(4)의 작동 부하로 작용한다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 실시예는 재순환되는 유량을 오일필터를 거치지 않고 전기식 오일펌프로 흡입되도록 함으로써, 오일의 여과시 발생되는 압력강하에 따른 전기식 오일펌프의 부하를 최소화하여 연비를 개선하고, 오일필터의 구조를 단순화하여 중량 및 원가를 절감할 수 있도록 한 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 오일팬에 저장된 오일을 흡입유로를 통해 흡입하여 토출하는 오일펌프; 상기 오일팬과 흡입유로 사이에 배치되어 오일에 포함된 불순물을 여과하는 오일필터; 상기 오일펌프로부터 공급되는 유압을 안정된 라인압으로 제어하는 프라이머리 레귤레이터 밸브; 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브로부터 공급되는 유압을 안정된 윤활압으로 제어하는 세컨들리 레귤레이터 밸브; 운전 존건에 따라 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브와 세컨들리 레귤레이터 밸브에 제어압을 공급하는 솔레노이드 밸브; 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브의 제어과정에서 배출되는 유압을 상기 흡입유로로 재순환시키는 제1 재순환 유로; 상기 세컨들리 레귤레이터 밸브의 제어과정에서 배출되는 유압을 상기 흡입유로로 재순환시키는 제2 재순환 유로를 포함하는 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기 오일필터는 필터가 내장된 본체의 하측에 오일팬으로부터 오일을 흡입하는 흡입구가 형성되고, 상측에 여과된 오일이 유출되는 유출구가 형성되며, 상기 유출구의 단부에 3개의 유로를 갖는 3웨이 밸브가 배치될 수 있다.

또한, 상기 3웨이 밸브는 상기 유출구와 연결되는 필터 연결부와; 상기 제1, 제2 재순환 유로와 연결되는 재순환 유로 연결부와; 상기 오일펌프와 연결되는 펌프 연결부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 프라이머리 레귤레이터 밸브와 세컨들리 레귤레이터 밸브로부터 상기 제1, 제2 재순환 유로를 통해 재순환되는 유압이 오일필터를 통하지 않고 직접 오일펌프로 공급될 수 있도록 구성함으로써, 오일펌프로 공급되는 오일의 일부가 오일필터를 거치지 않게 되어 오일의 압력 강하를 최소화할 수 있게 된다.

이에 따라 오일펌프의 구동 부하를 줄일 수 있으며, 연비를 개선할 수 있으며, 오일필터의 구성이 단순화되면서 중량 및 원가를 절감할 수 있다.

도 1은 일반적인 하이브리드 차량용 유압제어시스템의 유압공급부에 대한 발췌도.
도 2는 도 1과 같은 유압제어시스템에 적용되는 오일필터의 외관도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량용 유압제어시스템의 유압 공급부에 대한 발췌도.
도 4는 도 3에 적용되는 오일펌프의 외관도.

이하, 본 발명의 하나의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

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 3은 본 발명의 실시예에 따른 유압공급시스템의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 유압공급수단을 형성하는 오일펌프(2)는 구동모터(M)에 의하여 구동되는 전자식 오일펌프이다.

상기 오일펌프(102)는 오일팬(104)에 저장되어 있는 오일을 오일필터(106)와 흡입유로(108)를 통해 펌핑하여 고압의 유압으로 생성한 후 라인압 유로(110)로 토출한다.

상기 라인압 유로(110)로 토출된 유압은 프라이머리 레귤레이터 밸브(112)에 의하여 안정된 유압의 라인압으로 제어되어 일부는 마찰부재를 제어할 수 있는 변속 제어부로 공급되고, 일부는 세컨들리 레귤레이터 밸브(114)에 의하여 제어되어 쿨러(116)를 통해 윤활 유압으로 공급된다.

상기에서 프라이머리 레귤레이터 밸브(112)와 세컨들리 레귤레이터 밸브(114)는 스풀밸브로서, 내장된 밸브스풀을 소정의 방향으로 탄성 지지하는 탄성부재의 탄성력과 상기 라인압 제어용 솔레노이드 밸브(SOL)의 제어압에 의하여 제어된다.

상기에서 라인압 제어용 솔레노이드 밸브(SOL)는 미도시된 리듀싱 밸브로부터 기본 제어압을 공급받으며, 운전 조건에 따라 제어하여 상기 기본 제어압을 제어하여 프라이머리 레귤레이터 밸브(112)와 세컨들리 레귤레이터 밸브(114)의 제어압으로 공급한다.

그리고 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브(114)에서는 상호 반대측에서 작용하는 상기 탄성부재의 탄성력과, 라인압 제어용 솔레노이드 밸브(SOL)의 제어압의 크기에 따라 상호 보완 작동하면서 상기 라인압 유로(110)로부터 공급되는 유압의 일부를 제1 재순환 유로(116)를 통해 재순환시키면서 라인압을 제어한다.

또한, 상기 세컨들리 레귤레이터 밸브(114)에서는 상호 반대측에서 작용하는 상기 탄성부재의 탄성력과, 라인압 제어용 솔레노이드 밸브(SOL)의 제어압의 크기에 따라 상호 보완 작동하면서 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브(14)로부터 공급되는 유압의 일부를 제2 재순환 유로(118)를 통해 재순환시키면서 윤활압을 제어한다.

그리고 상기 제1, 제2 재순환 유로(118)(120)는 상기 흡입유로(108)에 연결되며, 상기 제1 제2 재순환 유로(118)(120)로 리턴되는 유압은 다시 오일펌프(102)를 통해 펌핑되어 라인압 유로(110)로 토출된다.

도 4는 본 발명에 적용되는 오일필터의 외관도이다.

도 4를 참조하면, 오일필터(106)는 필터가 내장된 본체(122)의 하측에 오일팬(104)으로부터 오일을 흡입하는 흡입구(124)가 형성되고, 상측에는 여과된 오일이 유출되는 유출구(126)가 형성된다.

그리고 상기 유출구(128)의 상단부에는 필터 연결부(128)와, 재순환 유로 연결부(130)와, 오일펌프 연결부(132)를 갖는 3웨이 연결구(134)가 배치된다.

이에 따라 상기 필터 연결부(128)는 상기 유출구(126)에 연결되고, 상기 재순환 유로 연결부(130)는 상기 제1, 제2 재순환 유로(118)(120)와 연결되며, 상기 오일펌프 연결부(132)는 상기 오일펌프(102)와 연결된다.

따라서 상기 제1, 제2 재순환 유로(118)(120)를 통해 재순환되는 유압이 오일필터(106)를 통하지 않고 직접 오일펌프(102)로 공급될 수 있다.

이와 같이 재순환되는 유압이 직접 오일펌프(102)로 공급됨으로써, 오일펌프(102)로 공급되는 오일의 일부가 오일필터(106)를 거치지 않게 되어 오일의 압력 강하를 최소화할 수 있게 된다.

이에 따라 오일펌프(102)의 구동 부하를 줄일 수 있으며, 연비를 개선할 수 있으며, 오일필터(106)의 구성이 단순화되면서 중량 및 원가를 절감할 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.

102... 오일펌프 104... 오일팬
106... 오일필터 108... 흡입유로
110... 라인압 유로 112... 프라이머리 레귤레이터 밸브
114... 세컨들리 레귤레이터 밸브 118,120... 제1,제2 재순환 유로
122... 필터 본체 124... 흡입구
126... 유출구 128... 필터 연결부
130... 재순환 유로 연결부 132... 펌프 연결부
134... 3웨이 연결구

Claims (3)

1. 오일팬에 저장된 오일을 흡입유로를 통해 흡입하여 토출하는 오일펌프;
   상기 오일팬과 흡입유로 사이에 배치되어 오일에 포함된 불순물을 여과하는 오일필터;
   상기 오일펌프로부터 공급되는 유압을 안정된 라인압으로 제어하는 프라이머리 레귤레이터 밸브;
   상기 프라이머리 레귤레이터 밸브로부터 공급되는 유압을 안정된 윤활압으로 제어하는 세컨들리 레귤레이터 밸브;
   운전 존건에 따라 상기 프라이머리 레귤레이터 밸브와 세컨들리 레귤레이터 밸브에 제어압을 공급하는 솔레노이드 밸브;
   상기 프라이머리 레귤레이터 밸브의 제어과정에서 배출되는 유압을 상기 흡입유로로 재순환시키는 제1 재순환 유로;
   상기 세컨들리 레귤레이터 밸브의 제어과정에서 배출되는 유압을 상기 흡입유로로 재순환시키는 제2 재순환 유로를 포함하는 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일필터는
   필터가 내장된 본체의 하측에 오일팬으로부터 오일을 흡입하는 흡입구가 형성되고, 상측에 여과된 오일이 유출되는 유출구가 형성되며, 상기 유출구의 단부에 3개의 유로를 갖는 3웨이 밸브가 배치되는 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 3웨이 밸브는
   상기 유출구와 연결되는 필터 연결부와;
   상기 제1, 제2 재순환 유로와 연결되는 재순환 유로 연결부와;
   상기 오일펌프와 연결되는 펌프 연결부를 포함하는 하이브리드 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.

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