KR20160003493A - 차량용 자동변속기의 유압공급시스템 - Google Patents

Abstract

차량용 자동변속기의 유압공급시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 자동변속기의 유압공급시스템은 엔진에 의하여 구동되면서 오일팬에 저장된 오일을 저압의 유압으로 생성하여 제1 저압유로로 토출하는 저압용 오일펌프; 전동모터에 의하여 구동되면서 상기 제1 저압유로의 유압 일부를 고압으로 승압시켜 제1 고압유로로 토출하는 고압용 오일펌프; 상기 제1 저압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 배출하면서 유압을 조절하여 제2 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브; 및 상기 제1 고압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 그 압력에 따라 하나의 재순환 유로를 통해 저압부로 재순환시키거나, 두 개의 재순환 유로를 통해 저압부로 재순환시키면서 유압을 조절하여 제2 고압유로를 통해 고압부로 공급하는 고압용 레귤레이터 밸브를 포함한다.

Description

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

본 발명은 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압용 레귤레이터 밸브로부터 배출되는 압력을 검출하여 최적화된 회전수로 전동모터를 제어할 수 있는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것이다.

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

자동변속기에 있어서의 연비 개선은 오일펌프의 불필요한 소비 동력을 최소화하여 구현할 수 있다.

상기와 같이 연비 개선을 위하여 최근에는 자동 변속기에 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.

즉, 상기와 같이 2개의 오일펌프를 보유하는 자동변속기는 상기 저압부를 기준으로 전체적인 유압을 생성하고, 동시에 상기 유압의 일부만을 고압부에서 요구하는 고압으로 제어하여 공급할 수 있도록 구성된다.

그러나 종래 유압공급시스템에 있어서는 잉여 유량에 대한 검출 없이 단순히 목표 압력 도달 여부만을 검출하기 때문에 최적화된 회전수로 전동모터를 제어할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 2개의 오일펌프가 적용된 자동변속기의 유압공급시스템에서, 1개의 압력센서에 의하여 제공되는 정보를 이용하여 유량을 최적화할 수 있도록 전동모터를 제어하고, 고 RPM에서 불필요한 유량손실을 최소화하여 전달효율을 향상시킬 수 있는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진에 의하여 구동되면서 오일팬에 저장된 오일을 저압의 유압으로 생성하여 제1 저압유로로 토출하는 저압용 오일펌프; 전동모터에 의하여 구동되면서 상기 제1 저압유로의 유압 일부를 고압으로 승압시켜 제1 고압유로로 토출하는 고압용 오일펌프; 상기 제1 저압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 배출하면서 유압을 조절하여 제2 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브; 및 상기 제1 고압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 그 압력에 따라 하나의 재순환 유로를 통해 저압부로 재순환시키거나, 두 개의 재순환 유로를 통해 저압부로 재순환시키면서 유압을 조절하여 제2 고압유로를 통해 고압부로 공급하는 고압용 레귤레이터 밸브를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기 고압용 레귤레이터 밸브는 상기 제1 고압유로로부터 유압을 공급받는 제1 포트와, 상기 제1 포트로 공급된 유압을 제2 고압유로로 공급하는 제2 포트와, 상기 제1 포트로 공급된 유압의 일부를 제1 재순환 유로로 공급하는 제3 포트와, 상기 제1 포트로 공급된 유압의 일부를 제2 재순환 유로로 공급하는 제4 포트와, 상기 제2 포트로 공급되는 유압의 일부를 제어압으로 공급받는 제5 포트와, 상기 제5포트의 반대측에 위치하여 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제6 포트를 보유하는 밸브보디; 상기 제5 포트로 공급되는 제어압이 작용하는 제1 랜드와, 상기 제3 포트의 개구 면적을 제어하는 제2 랜드와, 상기 제1, 제2 포트와 제3 포트의 개구 면적을 제어하는 제3 랜드와, 상기 제1, 제2 포트와 제4 포트의 개구 면적을 제어하는 제4 랜드와, 상기 제6포트로 공급되는 제어압이 작용하는 제5 랜드를 보유하는 밸브스풀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 재순환 유로는 고압용 레귤레이터 밸브의 제3 포트와 제1 저압유로를 연결하며, 유로 상에 오리피스가 배치되고, 상기 제2 재순환 유로는 고압용 레귤레이터 밸브의 제4 포트와 제2 저압유로를 연결하는 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 오리피스와 고압용 레귤레이터 밸브 사이의 제1 재순환 유로 상에 압력센서가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 2개의 오일펌프가 적용된 자동변속기의 유압공급시스템에서, 1개의 압력센서에 의하여 제공되는 정보를 이용하여 유량을 최적화할 수 있도록 전동모터를 제어함으로써, 고 RPM에서 불필요한 유량손실을 최소화할 수 있으며, 전달효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 유압공급시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템에 적용되는 고압용 레귤레이터 밸브의 단면도로서, 1차 평형 상태도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템에 적용되는 고압용 레귤레이터 밸브의 단면도로서, 2차 평형 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시 예를 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 실시 예에 따른 자동변속기의 유압공급시스템에 대한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 실시 예에 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 변속시 선택적으로 작동하는 다수의 마찰부재들을 원활하게 작동시킬 수 있는 정도의 높은 압력으로 제어되어 공급되는 유압을 의미한다.

상기 저압용 오일펌프(2)에서 생성된 유압은 저압용 레귤레이터 밸브(10)에서 안정된 유압으로 제어되어 상기 저압부(4)로 공급되는데, 상기 저압용 오일 펌프(2)는 흡입유로(12)를 통해 오일 팬(P)과 연결되며, 상기 저압용 오일펌프(2)에 의하여 생성된 저압의 유압은 제1 저압유로(14)로 토출된다.

상기 저압용 오일펌프(2)는 공지에서와 같이 엔진의 회전동력에 의하여 구동되는 기계식 펌프로 이루어지며, 상기 저압용 레귤레이터 밸브(10)는 제1 저압유로(14)를 통해 공급되는 유압을 흡입유로(12)로 재순환시키거나 배출시키면서 유압을 조절한다.

상기에서 저압용 레귤레이터 밸브(10)는 서로 반대측에 작용하는 상기 고압부(8)의 일부 유압과 탄성부재(16)의 탄성력의 상호 보완작용에 의하여 제어되거나, 상기 고압부(8)의 일부 유압 또는 탄성부재(16)의 탄성력에 의하여 제어될 수 있다.

그리고 상기 저압용 레귤레이터 밸브(10)에서 제어된 유압은 제2 저압유로(18)를 통해 저압부(4)로 공급된다.

상기 고압용 오일펌프(6)는 전동모터(M)에 의하여 구동되는 전동식 펌프로 이루어지며, 상기 제1 저압유로(14)를 통해 공급되는 저압의 유압을 고압으로 승압시켜 제1 고압유로(20)로 토출한다.

그리고 상기 고압용 오일펌프(6)에서 고압유로(20)로 토출된 유압은 고압용 레귤레이터 밸브(22)에서 안정된 고압의 유압으로 제어되어 고압부(8)로 공급된다.

상기 고압용 레귤레이터 밸브(18)는 재순환 또는 배출되는 유압에 따라 서로 반대측에서 작용하는 상기 고압부(8)의 일부 유압과 솔레노이드 밸브(SOL)의 제어압에 의하여 될 수 있다.

그리고 상기 고압용 레귤레이터 밸브(22)는 제1 고압유로(20)를 통해 공급되는 유압을 재순환 또는 배출시키기 위하여 제1, 제2 재순환 유로(24)(26)가 연결되며, 상기 제1 재순환 유로(24)상에는 압력센서(S)가 배치되고, 상기 압력센서(S)의 하류 측에 오리피스(OR)가 배치된다.

이에 따라 상기 압력센서(S)에서 검출되는 제1 재순환 유로(22)의 유압에 따라 상기 솔레노이드 밸브(SOL)를 제어함과 동시에 고압용 오일펌프(6)를 구동하는 전동모터를 제어하여 고압부(8)로 공급되는 유압의 과다 상승을 방지할 수 있다.

그리고 상기 고압용 레귤레이터 밸브(22)에서 제어된 유압은 제2 고압유로(28)를 통해 저압부(8)로 공급된다.

도 1에서는 상기 제1 재순환 유로(24)를 제1 저압유로(14)와 연결하고, 제2 재순환 유로(26)를 제2 저압유로(18)와 연결되도록 도시하고 있으나, 이는 고압용 레귤레이터 밸브(22)로부터 배출되는 유압을 저압부 측으로 재순환시키는 실시 예로서 도시한 것으로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예로서 고압용 레귤레이터 밸브(22)로부터 배출되는 유압을 그대로 배출시킬 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템에 적용되는 고압용 레귤레이터 밸브의 단면도로서, 1차 평형 상태도(대략 16bar)이다.

도 2를 참조하면, 상기 고압용 레귤레이터 밸브(22)는 스풀밸브로서, 밸브보디와 상기 밸브보디 내에 좌우 슬라이드 가능하게 배치되는 밸브스풀로 이루어진다.

상기에서 밸브보디는 상기 제1 고압유로(20)로부터 유압을 공급받는 제1 포트(220)와, 상기 제1 포트(220)로 공급된 유압을 제2 고압유로(28)로 공급하는 제2 포트(222)와, 상기 제1 포트(220)로 공급된 유압의 일부를 제1 재순환 유로(24)로 공급하는 제3 포트(224)와, 상기 제1 포트(220)로 공급된 유압의 일부를 제2 재순환 유로(26)로 공급하는 제4 포트(226)와, 상기 제2 포트(222)로 공급되는 유압의 일부를 제어압으로 공급받는 제5 포트(228)와, 상기 제5포트(228)의 반대측에 위치하여 솔레노이드 밸브(SOL)의 제어압을 공급받는 제6 포트(230)를 포함하여 이루어진다.

그리고 밸브스풀은 상기 제5 포트(228)로 공급되는 제어압이 작용하는 제1 랜드(232)와, 상기 제3 포트(224)의 개구 면적을 제어하는 제2 랜드(234)와, 상기 제1, 제2 포트(220)(222)와 제3 포트(224)의 개구 면적을 제어하는 제3 랜드(236)와, 상기 제1, 제2 포트(220)(222)와 제4 포트(226)의 개구 면적을 제어하는 제4 랜드(238)와, 상기 제6포트(230)로 공급되는 제어압이 작용하는 제5 랜드(240)를 포함하여 이루어진다.

상기 구성에 의하여 고압용 레귤레이터 밸브(22)는 고압용 오일펌프(6)로부터 고압의 유압이 제1 포트(220)로 공급된다.

상기 제1 포트(220)로 공급되는 유압이 제3 포트(224)를 통해 배출되기 시작하면 제1 재순환 유로(24)에 배치된 압력센서(S)에서 유압을 모니터링하며, 압력센서(S)에서 계측된 압력이 설정치 보다 높아진 경우에는 유량이 필요 이상으로 많다는 신호이므로 고압용 오일펌프(6)를 구동하는 전동모터(M)의 회전수 다운 제어를 실시함과 동시에 솔레노이드 밸브(SOL)를 제어하여 고압부(8)로 공급되는 유압을 제어한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템에 적용되는 고압용 레귤레이터 밸브의 단면도로서, 2차 평형 상태도이다.

도 3을 참조하면, 상기 도 2와 같은 1차 평형 상태에서 고압부(8)의 유압 제어과정에서 고압용 오일펌프(6)를 구동하는 전동모터(M)의 회전수가 불완전할 때 생기는 압력의 과다 상승시에는 전동 모터(M)의 회전수를 낮추어 유압의 과다 생성을 억제한다.

그리고 상기와 같은 전동모터(M)의 회전수 다운 제어에도 불구하고 압력이 상승(대략 16.8 bar)되면, 솔레노이드 밸브(SOL)를 제어하여 상기 제1, 제2 포트(220)(222)가 제3 포트(224)와 제4 포트(226)와 연결되도록 함으로써, 제1 포트(220)로 공급되는 유압이 제3, 제4 포트(224)(226)를 통해 재순환 또는 배출되도록 하여 유압을 낮추는 제어를 실시하는 제2 평형 상태의 제어가 이루어진다.

즉, 상기 제2 평형 상태의 제어는 전동모터(M)의 회전수 제어가 불완전하여 발생되는 압력 과다 상승을 막기 위한 페일 세이프 개념의 제어이다.

또한, 상기에서 압력센서(S)는 개발시에는 필요할 수 있으나, 양산시에는 삭제할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템은 고압용 오일펌프(6)를 구동하는 전동모터(M)의 회전수 제어를 통해 높은 회전수에서 불필요한 유량 손실을 최소화하여 전달효율 향상을 도모할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 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... 저압용 레귤레이터 밸브 12... 흡입유로
14, 18... 제1, 제2 저압유로 20, 28... 제1, 제2 고압유로
22... 고압용 레귤레이터 밸브 24, 26... 제1, 제2 재순환 유로
M... 전동모터 OR... 오리피스
S... 압력센서 SOL... 솔레노이드 밸브

Claims (4)

1. 엔진에 의하여 구동되면서 오일팬에 저장된 오일을 저압의 유압으로 생성하여 제1 저압유로로 토출하는 저압용 오일펌프;
   전동모터에 의하여 구동되면서 상기 제1 저압유로의 유압 일부를 고압으로 승압시켜 제1 고압유로로 토출하는 고압용 오일펌프;
   상기 제1 저압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 배출하면서 유압을 조절하여 제2 저압유로를 통해 저압부로 공급하는 저압용 레귤레이터 밸브; 및
   상기 제1 고압유로를 통해 공급되는 유압의 일부를 그 압력에 따라 하나의 재순환 유로를 통해 저압부로 재순환시키거나, 두 개의 재순환 유로를 통해 저압부로 재순환시키면서 유압을 조절하여 제2 고압유로를 통해 고압부로 공급하는 고압용 레귤레이터 밸브를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고압용 레귤레이터 밸브는
   상기 제1 고압유로로부터 유압을 공급받는 제1 포트와, 상기 제1 포트로 공급된 유압을 제2 고압유로로 공급하는 제2 포트와, 상기 제1 포트로 공급된 유압의 일부를 제1 재순환 유로로 공급하는 제3 포트와, 상기 제1 포트로 공급된 유압의 일부를 제2 재순환 유로로 공급하는 제4 포트와, 상기 제2 포트로 공급되는 유압의 일부를 제어압으로 공급받는 제5 포트와, 상기 제5포트의 반대측에 위치하여 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제6 포트를 보유하는 밸브보디;
   상기 제5 포트로 공급되는 제어압이 작용하는 제1 랜드와, 상기 제3 포트의 개구 면적을 제어하는 제2 랜드와, 상기 제1, 제2 포트와 제3 포트의 개구 면적을 제어하는 제3 랜드와, 상기 제1, 제2 포트와 제4 포트의 개구 면적을 제어하는 제4 랜드와, 상기 제6포트로 공급되는 제어압이 작용하는 제5 랜드를 보유하는 밸브스풀을 포함하는 차량용 자동 변속기의 유압공급시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 재순환 유로는 고압용 레귤레이터 밸브의 제3 포트와 제1 저압유로를 연결하며, 유로 상에 오리피스가 배치되고,
   상기 제2 재순환 유로는 고압용 레귤레이터 밸브의 제4 포트와 제2 저압유로를 연결하는 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압공급시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 오리피스와 고압용 레귤레이터 밸브 사이의 제1 재순환 유로 상에 압력센서가 구비되는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.

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