KR20140146908A - 토크 컨버터의 유압제어회로 - Google Patents

Abstract

토크 컨버터의 유압제어회로가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 토크 컨버터의 유압제어회로는 가속 시 토크 컨버터의 토크를 증배하고, 고속 시에는 레귤레이터 밸브로부터 공급되는 라인압을 감압시키는 토크 컨버터 컨트롤 밸브; 상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브로부터 공급되는 유압과, 비례제어 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 제어압에 의하여 제어되면서 댐퍼 클러치의 결합 및 해제압을 제어하는 토크 컨버터 압력제어밸브; 비례제어 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어되면서 댐퍼 클러치의 유압 공급과 배출 유로를 절환하는 락업 스위치 밸브; 상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브와 상기 락업 스위치 밸브를 연결하는 관로 상에 선택적으로 라인압을 공급하는 스위치 밸브를 포함한다.

Description

토크 컨버터의 유압제어회로{A HYDRAULIC CONTROL APPARATUS FOR HYDRAULIC TORQUE CONVERTER}

본 발명은 차량용 자동변속기에 적용되는 토크 컨버터의 유압제어회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토크 컨버터에 내장된 댐퍼 클러치의 직결 제어 시, 라인압이 직접 토크 컨버터에 공급되도록 하여 댐퍼 클러치의 제어 안정성을 향상시키고, 고 유온 시의 제어 영역을 확대시킬 수 있도록 한 토크 컨버터의 유압제어회로에 관한 것이다.

차량에 적용되는 토크 컨버터는 토크를 기계적으로 직접 전달할 수 있는 댐퍼 클러치(Damper Clutch)를 보유하고 있다.

상기 댐퍼 클러치는 토크 컨버터의 입력측 회전부재인 프론트 커버(front cover)와 출력측 회전부재인 터빈(turbine) 사이에 배치된다.

상기 프론트 커버와 터빈 사이의 공간부는 상기 프론트 커버 측의 비작동측 챔버(disengagement side oil chamber)와 터빈측의 작동측 챔버(engagement side oil chamber)로 분할되어 있다.

이에 따라, 상기 록업 클러치는 상기 비작동측 챔버의 유압과 작동측 챔버의 유압의 차이에 의하여 작동 및 비작동 제어된다.

즉, 비작동측 챔버의 유체가 드레인되고, 작동측 챔버에 유체가 공급되면, 비작동측 챔버와 비교하여 작동측 챔버의 유압이 높아지는 정영역의 상태가 되면서 댐퍼 클러치의 마찰부재가 프론트 커버에 마찰 결합되면서 댐퍼 클러치의 작동 제어가 이루어지게 된다.

이와 같은 댐퍼 클러치의 작동 제어 과정에서, 종래에는 토크 컨버터로 공급되는 유압을 토크 컨버터 컨트롤 밸브를 통한 공급에만 의존하게 되는 바, 라인압이 먼저 정상 압력으로 제어된 후에 댐퍼 클러치의 작동 제어가 이루어지게 된다.

즉, 댐퍼 클러치 작동 제어가 늦어지면서 댐퍼 클러치 제어 안정성이 저하되고, 고 유온 시, 댐퍼 클러치 제어 영역이 축소된다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 실시예는 토크 컨버터에 내장된 댐퍼 클러치의 직결 제어 시, 라인압이 직접 토크 컨버터에 공급되도록 하여 댐퍼 클러치의 제어 안정성을 향상시키고, 고 유온시의 제어 영역을 확대시킬 수 있도록 한 토크 컨버터의 유압제어회로를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 가속 시 토크 컨버터의 토크를 증배하고, 고속 시에는 레귤레이터 밸브로부터 공급되는 라인압을 감압시키는 토크 컨버터 컨트롤 밸브; 상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브로부터 공급되는 유압과, 비례제어 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 제어압에 의하여 제어되면서 댐퍼 클러치의 결합 및 해제압을 제어하는 토크 컨버터 압력제어밸브; 비례제어 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어되면서 댐퍼 클러치의 유압 공급과 배출 유로를 절환하는 락업 스위치 밸브; 상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브와 상기 락업 스위치 밸브를 연결하는 관로 상에 선택적으로 라인압을 공급하는 스위치 밸브를 포함하는 토크 컨버터의 유압제어회로를 제공할 수 있다.

또한, 상기 스위치 밸브는 비례제어 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 밸브스풀이 좌우측으로 이동하면서 유로를 절환하는 스풀밸브로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 스위치 밸브는 비례 제어 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제1포트와, 라인압 관로와 연결되는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 공급되는 유압을 선택적으로 상기 토크 컨터버 컨트롤 밸브와 락업 스위치 밸브를 연결하는 관로로 공급하는 제3 포트를 구비하는 밸브보디와; 상기 제1포트로 공급되는 제어압에 작용하는 제1랜드와, 상기 제2 포트와 제3 포트를 선택적으로 개폐하는 제2랜드와, 상기 제2랜드와 밸브보디 사이에 배치되는 탄성부재를 구비하는 밸브스풀을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예는 댐퍼 클러치의 작동 제어 초기에 라인압이 댐퍼 클러치의 작동 제어를 위하여 정상적인 압력 이상으로 상승하기 이전에 라인압의 일부가 댐퍼 클러치로 공급됨으로써, 댐퍼 클러치를 신속하게 작동시킬 수 있다.

이에 따라, 댐퍼 클러치의 제어 안정성을 높일 수 있으며, 유온에 관계없이 댐퍼 클러치의 작동 영역을 확대할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일반적인 토크 컨버터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압제어회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유압제어회로에 적용되는 스위치 밸브의 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 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 발명이 적용되는 일반적인 토크 컨버터의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 토크 컨버터(TC)는 프론트 커버(2), 임펠러(4), 터빈(6), 스테이터(8)를 포함하여 이루어진다.

상기 프론트 커버(2)는 엔진의 크랭크 축(미도시)에 연결되어 엔진과 함께 회전한다.

상기 임펠러(4)는 상기 프론트 커버(2)에 연결되어 함께 회전한다.

상기 터빈(6)은 상기 임펠러(4)와 마주하여 배치되며, 상기 임펠러(4)로부터 공급되는 유체에 의하여 회전하면서 터빈 허브(10)를 통해 변속기의 입력축인 피동축(12)을 구동시킨다.

상기 스테이터(8)는 상기 임펠러(4)와 터빈(6) 사이에서 일방향 클러치(14)에 의해 일방향으로만 회전할 수 있도록 배치되어 터빈(6)으로부터 나오는 유체(자동 변속기용 오일)의 흐름을 바꾸어 임펠러(4)측으로 전달한다.

상기에서 스테이터(8)는 프론트 커버(2)와 동일한 회전 중심을 갖는다.

그리고 엔진과 변속기를 직접 연결하는 수단으로 사용되는 댐퍼 클러치(16)는 프론트 커버(2)와 터빈(6) 사이에 배치된다.

상기 댐퍼 클러치(16)는 클러치 피스톤(18), 댐퍼(20), 코일 스프링(22)을 포함한다.

상기 클러치 피스톤(18)은 상기 터빈(6)과 프론트 커버(2) 사이에서 이동이 가능하게 배치된다.

또한, 상기 클러치 피스톤(18)과 임펠러(4) 사이의 공간, 즉 토크 컨버터(TC)의 입출력요소인 임펠러(4)와 터빈(6) 사이의 공간부가 작동측 챔버(24)로 형성된다.

상기 댐퍼(20)는 상기 클러치 피스톤(18)과 터빈(6) 사이에 배치되며, 내주측에서 리벳(26)에 의하여 상기 터빈(6) 및 터빈 허브(10)에 고정되어 상기 댐퍼(20)가 회전하면 터빈 허브(10) 및 피동축(12)이 함께 회전한다.

상기 코일 스프링(22)은 상기 클러치 피스톤(18)과 댐퍼(20)의 외주단 사이에 배치되며, 상기 클러치 피스톤(18)과 댐퍼(20) 사이에 일정범위내의 상대 회전을 허용하면서 일체로 회전한다.

상기 클러치 피스톤(18)은 상기 프론트 커버(2)에 대향하는 면에 마찰부재(28)가 고정되어 있고, 상기 마찰부재(28)는 내구성 및 내마모성이 좋고, 열전도율이 비교적 적은 재질로 형성된다.

상기 프론트 커버(2)와 터빈 허브(10)의 사이에는 제1 유로(30)가 형성되며, 상기 제1 유로(30)는 상기 프론트 커버(2)와 클러치 피스톤(18) 사이의 공간부에 형성되는 배압실인 비작동측 챔버(32)와 연결된다.

또한, 상기 임펠러(4)와 스테이터(8) 사이에는 제2 유로(34)가 형성되고, 상기 터빈 허브(10)와 스테이터(8) 사이에는 제3 유로(36)가 형성된다.

상기 제2 유로(34)와 제3 유로(36)는 상기 작동측 챔버(24)와 연결되는 유로이기 때문에 상기 작동측 챔버(24)에 의해 상호 연결된다.

상기와 같이 구성되는 토크 컨버터(TC)에서, 댐퍼 클러치(16)는 작동측 챔버(24)내의 유압과 비작동측 챔버(32)의 유압과의 차이에 의하여 프론트 커버(2)에 마찰 결합시키는 유체 클러치이며, 완전 결합에 의하여 임펠러(4)와 터빈(6)이 일체로 회전하게 된다.

상기와 같이 댐퍼 클러치(16)를 제어할 수 있는 유압제어회로에 대하여 하기에서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압제어회로를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 토크 컨버터(TC)로 공급 또는 배출되는 유압은 토크 컨버터 컨트롤 밸브(50), 토크 컨버터 압력제어밸브(60), 락업 스위치 밸브(70), 스위치 밸브(80)에 의하여 제어된다.

상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브(50)는 스풀밸브로 이루어지며, 비례제어 솔레노이드 밸브(VFS1)로부터 공급되는 제어압에 의하여 제어되면서 가속 시, 토크 컨버터(TC)의 토크를 증배하고, 고속 시에는 연비 향상을 위하여 레귤레이터 밸브(REV)로부터 토크 컨버터(TC)로 공급되는 라인압을 감압시켜 공급한다.

상기 댐퍼 클러치 압력제어밸브(60)는 스풀밸브로 이루어지며, 상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브(50)로부터 공급되는 유압과, 비례제어 솔레노이드 밸브(VFS)로부터 공급되는 제어압에 의하여 제어되면서 댐퍼 클러치(16)의 결합 및 해제압을 제어하게 된다.

상기 락업 스위치 밸브(70)는 스풀밸브로 이루어지며, 비례제어 솔레노이드 밸브(VFS)의 제어압에 의하여 제어되면서 댐퍼 클러치(16)의 유압 공급과 배출 유로를 절환하게 된다.

상기 스위치 밸브(80)는 스풀밸브로 이루어지며, 비례제어 솔레노이드 밸브(VFS)로부터 공급되는 제어압에 의하여 제어되면서 선택적으로 댐퍼 클러치(16)의 작동 유압을 배출하게 된다.

상기와 같은 밸브들(50)(60)(70)(80)중에서 본 발명과 직접적으로 관계하는 스위치 밸브(80)를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 스위치 밸브(80)는 제1, 제2, 제3 포트(801)(802)(803)와 배출포트(EX)를 보유하는 밸브보디와, 제1, 제2 랜드(811)(812)를 보유하는 밸브스풀(810)과 1개의 탄성부재(820)를 포함한다

상기 제1 포트(801)는 비례제어 솔레노이드 밸브(VFS)로부터 공급되는 제어압을 공급받을 수 있도록 연결된다.

상기 제2 포트(802)는 라인압 관로(미도시)와 연결된다.

상기 제3 포트(803)는 상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브(50)와 락업 스위치 밸브(70)를 연결하는 관로(804)와 연결된다.

그리고 상기 관로(804)와 상기 제3포트(803)를 연결하는 관로(805)상에는 오리피스(OR)가 배치된다.

상기 배출포트(EX)는 누유되는 유압을 배출한다.

상기 제1랜드(811)는 상기 제1포트(801)로 공급되는 제어압에 작용한다.

상기 제2랜드(812)는 선택적으로 상기 제2 포트(802)와 제3 포트(803)를 개폐한다.

그리고 탄성부재(820)는 압축 코일 스프링으로 이루어지며, 상기 제2 랜드(812)와 밸브보디 사이에 배치되어 항상 밸브스풀(810)을 제1포트(801)측으로 밀어주는 탄성력을 제공하게 된다.

상기 구성에 의하여 평상시에는 도 2에서와 같이 상기 탄성부재(820)의 탄성력에 의하여 밸브스풀(810)이 도면에서 우측으로 이동되어 제2 포트(802)와 제3 포트(803)를 폐쇄한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유압제어회로에 적용되는 스위치 밸브만을 발췌하여 도시한 것으로서, 댐퍼 클러치(16)를 작동 제어할 때 스위치 밸브의 작동도이다.

도 3을 참조하면, 댐퍼 클러치(16)의 작동 제어를 위하여 비례제어 솔레노이드 밸브(VFS)의 제어가 시작되면, 상기 비례제어 솔레노이드 밸브(VFS)의 제어압이 스위치 밸브(80)의 제어압으로 공급된다.

그러면 상기 스위치 밸브(80)의 밸브스풀(810)이 제1 포트(801)로 공급되는 제어압에 의하여 도면에서 좌측으로 이동하여 상기 제2 포트(802)와 제3 포트(803)를 연통시킨다.

이에 따라 상기 제2 포트(802)로 공급되는 라인압이 제3 포트(803)를 통해 상기 토크 컨터버 컨트롤 밸브(50)와 락업 스위치 밸브(70)를 연결하는 관로(804)로 공급됨으로써, 토크 컨버터(TC)에 라인압이 공급하게 되며, 이의 라인압에 의하여 댐퍼 클러치(16)가 작동하게 된다.

상기와 같이 댐퍼 클러치(16)의 작동 제어 초기에 라인압이 공급되도록 하면, 라인압이 댐퍼 클러치(16)의 작동 제어를 위하여 정상적인 압력 이상으로 상승하기 이전에 라인압의 일부가 댐퍼 클러치(16)로 공급됨으로써, 댐퍼 클러치(16)를 조기에 작동시키게 된다.

이에 따라 댐퍼 클러치(16)의 제어 안정성을 높일 수 있으며, 유온에 관계없이 댐퍼 클러치(16)의 작동 영역을 확대할 수 있게 된다.

상기에서 오리피스(OR)는 라인압이 토크 컨버터(TC)로 공급될 때 라인압이 급격하게 저하되는 것을 방지한다.

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.

16...댐퍼 클러치 24...작동측 챔버
30...제1유로 32...비작동측 챔버
34...제2유로 36...제3유로
50...토크 컨버터 컨트롤 밸브 60...토크 컨버터 압력제어밸브
70...락업 스위치 밸브 80...스위치 밸브

Claims (4)

1. 가속 시 토크 컨버터의 토크를 증배하고, 고속 시에는 레귤레이터 밸브로부터 공급되는 라인압을 감압시키는 토크 컨버터 컨트롤 밸브;
   상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브로부터 공급되는 유압과, 비례제어 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 제어압에 의하여 제어되면서 댐퍼 클러치의 결합 및 해제압을 제어하는 토크 컨버터 압력제어밸브;
   비례제어 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어되면서 댐퍼 클러치의 유압 공급과 배출 유로를 절환하는 락업 스위치 밸브;
   상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브와 상기 락업 스위치 밸브를 연결하는 관로 상에 선택적으로 라인압을 공급하는 스위치 밸브;
   를 포함하는 토크 컨버터의 유압제어회로.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스위치 밸브는
   비례제어 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 밸브스풀이 좌우측으로 이동하면서 유로를 절환하는 스풀밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터의 유압제어회로.
3. 제1항에 있어서,
   상기 스위치 밸브는
   비례 제어 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제1포트와, 라인압 관로와 연결되는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 공급되는 유압을 선택적으로 상기 토크 컨터버 컨트롤 밸브와 락업 스위치 밸브를 연결하는 관로로 공급하는 제3 포트를 구비하는 밸브보디와;
   상기 제1포트로 공급되는 제어압에 작용하는 제1랜드와, 상기 제2 포트와 제3 포트를 선택적으로 개폐하는 제2랜드와, 상기 제2랜드와 밸브보디 사이에 배치되는 탄성부재를 구비하는 밸브스풀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터의 유압제어회로.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제3 포트는
   상기 토크 컨버터 컨트롤 밸브와 락업 스위치 밸브를 연결하는 관로에 별도의 관로를 통하여 연결되며, 상기 별도의 관로 상에는 오리피스가 구성되는 것을 특징으로 하는 토크 컨버터의 유압제어회로.

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