KR20140120204A

KR20140120204A - 차량용 자동변속기의 유압공급시스템

Info

Publication number: KR20140120204A
Application number: KR1020130036027A
Authority: KR
Inventors: 조세환; 황진영; 위태환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-10-13
Also published as: CN104100707B; CN104100707A; US20140294618A1; US9435326B2; KR101461876B1; DE102013113342B4; DE102013113342A1

Abstract

차량용 자동변속기의 유압공급시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 자동변속기의 유압공급시스템은 저압용 전동모터에 의하여 구동되면서 저압의 유압을 생성하여 제1 저압유로에 공급하는 저압용 오일펌프; 상기 제1 저압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 유압의 크기에 따라 제1 재순환 유로를 통해 가변적으로 재순환시키면서 제1 저압유로의 유압을 제어하여 제2 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브; 고압용 전동모터에 의하여 구동되면서 상기 제1 저압유로의 유압의 일부를 고압의 유압으로 승압시켜 고압유로를 통해 고압부로 공급하는 고압용 오일펌프; 상기 고압유로 상에 배치되어 상기 고압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 유압의 크기에 따라 제2, 제3 재순환 유로를 통해 가변적으로 재순환시키면서 고압유로의 유압을 제어하여 고압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브를 포함한다.

Description

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

본 발명은 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압부의 유압이 불필요하게 오버라이드 되는 것을 방지할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압공급시스템에 관한 것이다.

최근 세계적인 고유가와 배기가스 배출 규제가 강화됨에 따라 자동차 메이커들은 연비를 향상시킬 수 있는 기술 개발에 총력을 기울이고 있다.

자동변속기에 있어서의 연비 개선은 동력 전달 효율의 향상을 통하여 달성될 수 있으며, 상기 동력 전달 효율의 향상은 오일펌프의 불필요한 소비 동력을 최소화함으로써, 구현될 수 있다.

연비 개선을 위하여 최근에는 자동변속기에 저압용 오일펌프와 고압용 오일펌프를 별도로 구비하여 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.

상기와 같이 2개의 오일펌프를 보유하는 자동변속기는 상기 저압부를 기준으로 전체적인 유압을 생성하고, 상기 저압부의 유압 일부를 승압하여 고압부에서 요구하는 고압으로 제어하여 공급할 수 있도록 구성된다.

보다 구체적으로는 저압용 오일펌프에서 생성된 저압의 유압은 저압용 레귤레이터 밸브에서 제어되어 토크 컨버터, 냉각부, 윤활부 등과 같은 저압부로 공급되고, 고압용 오일펌프에서 생성된 고압의 유압은 고압용 레귤레이터 밸브에서 제어되어 변속에 관계하는 마찰부재를 작동시키기 위한 고압부로 공급될 수 있도록 구성된다.

그러나 종래의 유압공급시스템은 고압부에 공급되는 유압이 단순히 상기 고압용 레귤레이터 밸브에 의해서만 제어될 수 있도록 구성되어 있기 때문에 불필요하게 유압이 오버라이드 되는 경우가 있다.

특히, 저온 시, 고압용 레귤레이터 밸브의 재순환 유로 상의 오리피스의 배출특성이 악화되거나, 고압부 목표압 하향 시, 순간적인 배출유량 증대 시, 모터의 RPM 감속 응답성 저하 시에 고압부 유압이 오버라이드 될 수 있다.

상기와 같이 고압부에 유압이 오버라이드 되는 경우에는 고압부를 구성하는 마찰요소의 고장을 유발하는 등, 고압부의 내구성에 악영향을 미친다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 실시예는 고압부의 유압이 불필요하게 오버라이드 되는 것을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압공급시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 저압용 전동모터에 의하여 구동되면서 저압의 유압을 생성하여 제1 저압유로에 공급하는 저압용 오일펌프; 상기 제1 저압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 유압의 크기에 따라 제1 재순환 유로를 통해 가변적으로 재순환시키면서 제1 저압유로의 유압을 제어하여 제2 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브; 고압용 전동모터에 의하여 구동되면서 상기 제1 저압유로의 유압의 일부를 고압의 유압으로 승압시켜 고압유로를 통해 고압부로 공급하는 고압용 오일펌프; 상기 고압유로 상에 배치되어 상기 고압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 유압의 크기에 따라 제2, 제3 재순환 유로를 통해 가변적으로 재순환시키면서 고압유로의 유압을 제어하여 고압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제1 재순환 유로는 상기 저압용 레귤레이터 밸브로부터 재순환되는 유압이 흡입유로로 유입되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 고압용 레귤레이터 밸브는 상기 고압유로의 유압이 규정값 이하일 때, 제2 재순환 유로를 통해 재순환이 이루어지고, 상기 고압유로의 유압이 규정값 이상일 때, 제2, 제3 재순환 유로를 통해 동시에 재순환이 이루어지도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 재순환 유로와 제3 재순환 유로는 상기 고압용 레귤레이터 밸브로부터 재순환되는 유압이 제1 저압유로로 유입되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 재순환 유로 상에는 오리피스가 배치되고, 상기 오리피스와 고압용 레귤레이터 밸브 사이에는 압력센서가 배치될 수 있다.

또한, 상기 고압용 레귤레이터 밸브는 상기 고압유로의 유압이 공급되는 제1포트와, 상기 고압유로의 유압이 제어압으로 공급되는 제2포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압의 일부를 선택적으로 제2 재순환 유로로 공급하는 제3포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압의 일부를 선택적으로 제3 재순환 유로로 공급하는 제4포트와, 상기 제2포트의 반대측으로 제2 솔레노이드 밸브의 제어압이 공급되는 제5포트를 포함하는 밸브보디; 및 상기 제2포트로 공급되는 유압에 의해 작용하면서 상기 제3포트의 개구면적을 조절하는 제1랜드와, 상기 제1포트로 공급되는 유압이 상기 제3포트와 제4포트로 동시에 공급될 수 있도록 상기 제1포트를 분할하는 제2랜드와, 상기 제4포트를 선택적으로 개폐하는 제3랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3랜드와 밸브보디 사이에 배치되는 탄성부재를 보유하는 밸브스풀을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 고압용 레귤레이터 밸브에 2개의 재순환 유로를 형성하고, 상기 2개의 재순환 유로 중 어느 하나의 재순환 유로에 오리피스와 압력센서를 배치함으로써, 고압유로의 유압이 규정값 이하일 때에는 상기 오리피스와 압력센서가 배치된 재순환 유로를 통해 재순환이 이루어지면서 고압부 유압의 오버라이드를 방지할 수 있다.

또한, 저온 시, 오리피스 배출 특성이 악화되거나, 고압용 전동모터의 RPM의 하향 제어 시, 응답성 저하로 고압부의 유압이 규정값 이상으로 형성되는 경우에는 2개의 재순환 유로를 통해 동시에 재순환이 이루어지도록 하여 고압부 유압의 오버라이드를 방지할 수 있다.

또한, 변속 종료 후, 라인압 가변에 의해 고압부에 잉여 유량이 과다한 경우에도 신속하게 재순환시킬 수 있다.

이에 따라 고압부 유압의 오버라이드를 방지함으로써, 고압부의 고장 유발을 방지하고, 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압공급시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압공급시스템에 적용되는 고압용 레귤레이터 밸브의 단면도로서,
2A는 정상적으로 고압부 압력이 상승할 때의 유압 배출 상태를 나타내고, 2B는 비정상적으로 고압부 압력이 상승할 때의 유압 배출 상태를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

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 자동변속기의 유압공급시스템의 구성도이다.

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

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

상기에서 저압용 오일펌프(2)는 저압용 전동모터(M1)에 의하여 구동되며, 상기 고압용 오일펌프(6)는 고압용 전동모터(M2)에 의하여 구동되도록 구성된다.

그리고 상기 저압용 전동모터(M1)와 고압용 전동모터(M2)는 도시하지 않은 트랜스밋션 제어유닛에 의하여 제어되면서 상기 저압용 오일펌프(2)와 고압용 오일펌프(6)를 독립적으로 구동시킨다.

상기 저압용 오일펌프(2)는 오일 팬(P)에 저장된 오일을 흡입유로(12)를 통해 흡입하여 제1 저압유로(14)로 저압의 유압으로 토출하며, 상기 제1 저압유로(14)로 공급된 유압은 저압용 레귤레이터 밸브(16)에서 안정된 유압으로 제어되어 제2 저압유로(18)를 통해 상기 저압부(4)로 공급된다.

상기 저압용 레귤레이터 밸브(16)는 스풀밸브로서, 일측으로 제2 저압유로(18)의 유압이 제어압으로 작용하고, 반대측에는 상기 제2 저압유로(18)의 유압에 대항하는 탄성부재(20)의 탄성력과 제1 솔레노이드 밸브(SOL1)의 제어압이 작용한다.

이에 따라, 상기 저압용 레귤레이터 밸브(16)는 서로 대항하는 제어압의 크기에 따라 상기 제1 저압유로(14)를 통해 공급되는 유압의 일부를 제1 재순환 유로(22)를 통해 상기 흡입유로(12)로 재순환시키면서 유압을 조절한다.

상기 고압용 오일펌프(6)는 상기 제1 저압유로(14)의 유압의 일부를 흡입하여 고압유로(24)로 고압의 유압으로 토출하며, 상기 고압유로(24)로 공급된 유압은 고압용 레귤레이터 밸브(26)에서 안정된 유압으로 제어되어 상기 고압부(8)로 공급된다.

상기 고압용 레귤레이터 밸브(26)는 스풀밸브로서, 일측으로 고압유로(24)의 유압이 제어압으로 작용하고, 반대측에는 상기 고압유로(24)의 유압에 대항하는 탄성부재(28)의 탄성력과 제2 솔레노이드 밸브(SOL2)의 제어압이 작용한다.

이에 따라, 상기 고압용 레귤레이터 밸브(26)는 서로 대항하는 제어압의 크기에 따라 상기 고압유로(24)를 통해 공급되는 유압의 일부를 제2 재순환 유로(30)를 통해 상기 제1 저압유로(14)로 재순환시키거나 제2, 제3 재순환 유로(30)(32)로 재순환시키면서 유압을 조절한다.

상기 제2 재순환 유로(30)에는 오리피스(OR)가 구성되고, 상기 오리피스(OR)와 고압용 레귤레이터 밸브(26) 사이에는 압력센서(S)가 구성된다.

상기 제2 재순환 유로(30)를 통해 제1 저압유로(14)로 재순환되는 유량이 오리피스(OR)에 의하여 일정하게 재순환됨으로써, 제1 저압유로(14)의 유량이 크게 변화하지 않고 안정을 유지하며, 상기 제2 재순환 유로(30)의 유량도 큰 변화 없이 일정하게 유지된다.

상기 압력센서(S)는 안정된 제2 재순환 유로(30)의 유량에 의한 유압을 검출하여 트랜스밋션 제어유닛(미도시)에 전달한다.

그러면 상기 트랜스밋션 제어유닛은 상기 압력센서(S)에서 검출된 압력 정보에 따라 저압용 및 고압용 전동모터(M1)(M2)의 회전수를 독립적으로 제어한다.

도 1에서 미설명 부호 34는 리듀싱 밸브로서, 상기 고압유로(24)를 통해 공급되는 유압을 감압시켜 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브(SOL1)(SOL2)의 제어압으로 공급할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압공급시스템에 적용되는 고압용 레귤레이터 밸브의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 고압용 레귤레이터 밸브(26)는 스풀밸브로서 밸브보디와 밸브스풀로 이루어진다.

상기 밸브보디는 고압유로(24)의 유압이 공급되는 제1포트(50)와, 상기 고압유로(24)의 유압이 제어압으로 공급되는 제2포트(52)와, 상기 제1포트(50)로 공급되는 유압의 일부를 선택적으로 제2 재순환 유로(30)로 공급하는 제3포트(54), 상기 제1포트(50)로 공급되는 유압의 일부를 선택적으로 제3 재순환 유로(32)로 공급하는 제4포트(56), 상기 제2포트(52)의 반대측으로 제2 솔레노이드 밸브(SOL2)의 제어압이 공급되는 제5포트(58)를 포함하여 이루어진다.

상기 밸브스풀은 상기 제2포트(52)로 공급되는 유압에 의해 작용하면서 상기 제3포트(54)의 개구면적을 조절하는 제1랜드(60)와, 상기 제1포트(50)로 공급되는 유압이 상기 제3포트(54)와 제4포트(56)로 공급될 수 있도록 얇게 형성되어 상기 제1포트(50)를 양측으로 분할하는 제2랜드(62)와, 상기 제4포트(56)를 선택적으로 개폐하는 제3랜드(64)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3랜드(64)와 밸브보디 사이에 배치되는 탄성부재(28)를 보유한다.

이에 따라, 상기 고압용 레귤레이터 밸브(26)는 제2포트(52)를 통해 공급되는 제어압이 규정값 이하로 공급되면, 도 2A에서와 같이 제1포트(50)를 제3포트(54)와 연결시켜 상기 제1포트(50)로 공급된 유압의 일부가 제2 재순환 유로(30)를 통해 배출된다.

상기 제2 재순환 유로(30)로 배출되는 유량은 오리피스(OR)에 의하여 안정되어 제1 저압유로(14)로 재순환하게 된다.

그리고 상기 고압용 레귤레이터 밸브(26)는 제2포트(52)를 통해 공급되는 제어압이 규정값 이상으로 공급되면, 도 2B에서와 같이 제1포트(50)를 제3포트(54)와 제4포트(56)에 동시에 연결시킨다.

이에 따라, 제1포트(50)로 공급된 유압의 일부가 제3포트(54)와 제4포트(56)를 통해 제2, 제3 재순환 유로(30)(32)로 배출된다.

그러면 상기 제3 재순환 유로(32)는 아무런 저항 없이 제1 저압유로(14)와 연결되기 때문에 유압이 신속하게 배출되어 고압유로(24)의 유압을 순간적으로 낮추어 고압부(8) 유압의 오버라이드를 방지할 수 있다.

즉, 저온 시, 제2 재순환 유로(30) 상의 오리피스(OR)의 배출 특성이 악화되거나, 고압용 전동모터(M2)의 회전속도 하향 제어가 늦어져 고압유로(24)에 규정값 이상의 고압이 형성되더라도 신속하게 제2, 제3 재순환 유로(30)(32)를 통해 배출이 이루어져 고압부(8) 유압의 오버라이드를 방지할 수 있다.

또한, 변속 종료 후, 라인압 가변과 같이 고압부(8)에 잉여 유량이 과다하게 발생되는 경우에도 신속하게 재순환시킬 수 있다.

상기와 같은 작동에 의하여 고압부(8)의 유압력 오버라이드를 방지함으로써, 고압부(8)의 고장 유발을 방지하여 내구성을 향상시킬 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
12... 흡입유로
14, 18... 제1, 제2 저압유로
16 ... 저압용 레귤레이터 밸브
26 ... 고압용 레귤레이터 밸브
20, 28... 탄성부재
24... 고압유로
22, 30, 32 ... 제1, 제2, 제3 재순환 유로
M1... 저압용 전동모터
M2... 고압용 전동모터
OR... 오리피스
S... 압력센서

Claims

저압용 전동모터에 의하여 구동되면서 저압의 유압을 생성하여 제1 저압유로에 공급하는 저압용 오일펌프;
상기 제1 저압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 유압의 크기에 따라 제1 재순환 유로를 통해 가변적으로 재순환시키면서 제1 저압유로의 유압을 제어하여 제2 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브;
고압용 전동모터에 의하여 구동되면서 상기 제1 저압유로의 유압의 일부를 고압의 유압으로 승압시켜 고압유로를 통해 고압부로 공급하는 고압용 오일펌프;
상기 고압유로 상에 배치되어 상기 고압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 유압의 크기에 따라 제2, 제3 재순환 유로를 통해 가변적으로 재순환시키면서 고압유로의 유압을 제어하여 고압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브;
를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 재순환 유로는
상기 저압용 레귤레이터 밸브로부터 재순환되는 유압이 흡입유로로 유입되도록 구성되는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 고압용 레귤레이터 밸브는
상기 고압유로의 유압이 규정값 이하일 때, 제2 재순환 유로를 통해 재순환이 이루어지고, 상기 고압유로의 유압이 규정값 이상일 때, 제2, 제3 재순환 유로를 통해 동시에 재순환이 이루어지도록 구성되는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제3항에 있어서,
상기 제2 재순환 유로와 제3 재순환 유로는
상기 고압용 레귤레이터 밸브로부터 재순환되는 유압이 제1 저압유로로 유입되도록 구성되는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
제3항에 있어서,
상기 제2 재순환 유로 상에는
오리피스가 배치되고, 상기 오리피스와 고압용 레귤레이터 밸브 사이에는 압력센서가 배치되는 차량용 자동변속기의 유압 공급시스템.
제1항에 있어서,
상기 고압용 레귤레이터 밸브는
상기 고압유로의 유압이 공급되는 제1포트와, 상기 고압유로의 유압이 제어압으로 공급되는 제2포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압의 일부를 선택적으로 제2 재순환 유로로 공급하는 제3포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압의 일부를 선택적으로 제3 재순환 유로로 공급하는 제4포트와, 상기 제2포트의 반대측으로 제2 솔레노이드 밸브의 제어압이 공급되는 제5포트를 포함하는 밸브보디; 및
상기 제2포트로 공급되는 유압에 의해 작용하면서 상기 제3포트의 개구면적을 조절하는 제1랜드와, 상기 제1포트로 공급되는 유압이 상기 제3포트와 제4포트로 동시에 공급될 수 있도록 상기 제1포트를 분할하는 제2랜드와, 상기 제4포트를 선택적으로 개폐하는 제3랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3랜드와 밸브보디 사이에 배치되는 탄성부재를 보유하는 밸브스풀을 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.