KR20180009975A - 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템 - Google Patents

차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템 Download PDF

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신용욱
김현철
손우철
조창연
장우진
조원민
심휴태
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현대자동차주식회사
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Abstract

차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템은 저압용 오일팬에 저장된 유체를 저압용 오일펌프로 펌핑하여 생성된 저압의 유압을 기어 윤활부와 클러치 냉각/윤활부에 직접 공급함과 동시에 스위칭 밸브를 통해 유량을 분배 조절하여 공급하고, 상기 저압용 오일펌프로부터 공급되는 저압의 유압의 일부는 쿨러에서 냉각되어 기어 윤활부와 클러치 냉각/윤활부로 공급될 수 있도록 구성되는 저압 공급루트와, 고압용 오일 팬에 저장된 오일을 고압용 오일펌프로 펌핑하여 생성된 고압의 유압 일부는 각 클러치 압력 제어 솔레노이드 밸브를 통해 제어하여 각 클러치에 공급하는 클러치 제어부와, 상기 고압의 유압 일부는 기어 액추에이터 압력 제어 솔레노이드 밸브를 통해 제어하여 각각의 기어 액추에이터에 공급하는 기어 제어부로 이루어지는 고압 공급루트를 각각 독립적으로 구성한다.

Description

차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템{OIL PRESSURE SUPPLY SYSTEM OF DUAL CLUTCH TRANSMISSION}
본 발명은 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 많은 유량이 요구되는 기어 및 클러치의 윤활부와 고압의 유압이 요구되는 기어 및 클러치의 제어부에 공급되는 유압을 각각 독립적으로 공급되도록 한 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템에 관한 것이다.
차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 생존이 달린 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 달성하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다.
상기 미래형 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 더블 클러치 변속기(DCT : Dual Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.
상기에서 본 발명과 관련되는 DCT는 자동 변속기내에 2개의 클러치 기구(clutch device)와, 기본적인 수동 변속기의 기어 트레인을 보유하며, 엔진으로부터 입력되는 회전력을 2개의 클러치를 이용하여 2개의 입력축에 선택적으로 전달하여 변속한 후 출력한다.
이러한 DCT는 5단 이상의 고단 변속기를 컴팩트(compact)하게 구현하기 위해 시도되고 있으며, 2개의 클러치와 동기장치(synchronizing device)들을 컨트롤러에 의해 제어함으로써, 운전자의 수동적인 변속을 불필요하게 하는 AMT(Auto Manual Transmission)로 구현되고 있다.
이에 따라, DCT는 유성기어 타입의 자동 변속기와 비교하여 동력전달 효율이 우수하고, 다단화에 따른 부품의 변경 및 추가가 용이하다는 장점이 연비 규제와 다단화 효율의 중요성에 부응할 수 있기 때문에 더욱 각광을 받고 있다.
이러한 DCT는 작동 부분에 따라 다른 유압과 유량을 필요로 함으로써, 작동 부분에 따른 유압 및 유량 공급이 이루어질 수 있도록 하는 것이 요구되고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 많은 유량이 요구되는 기어 및 클러치의 윤활부와 고압의 유압이 요구되는 기어 및 클러치의 제어부에 공급되는 유압을 각각 독립적으로 공급되도록 한 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 저압용 오일팬에 저장된 유체를 저압용 오일펌프로 펌핑하여 생성된 저압의 유압을 기어 윤활부와 클러치 냉각/윤활부에 직접 공급함과 동시에 스위칭 밸브를 통해 유량을 분배 조절하여 공급하고, 상기 저압용 오일펌프로부터 공급되는 저압의 유압의 일부는 쿨러에서 냉각되어 기어 윤활부와 클러치 냉각/윤활부로 공급될 수 있도록 구성되는 저압 공급루트와, 고압용 오일 팬에 저장된 오일을 고압용 오일펌프로 펌핑하여 생성된 고압의 유압 일부는 각 클러치 압력 제어 솔레노이드 밸브를 통해 제어하여 각 클러치에 공급하는 클러치 제어부와, 상기 고압의 유압 일부는 기어 액추에이터 압력 제어 솔레노이드 밸브를 통해 제어하여 각각의 기어 액추에이터에 공급하는 기어 제어부로 이루어지는 고압 공급루트를 각각 독립적으로 구성한 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 기어 제어부의 기어 액추에이터 압력 제어 솔레노이드 밸브와 기어 액추에이터 사이에는 상기 기어 액추에이터 압력 제어 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 유압의 유량 분배 조절이 이루어져 기어 액추에이터로 공급될 수 있도록 하는 기어 액추에이터 유량 제어 솔레노이드 밸브가 배치될 수 있다.
또한, 상기 저압용 오일펌프의 상류 측에는 부직포 타입으로 이루어지는 흡입 필터를 배치할 수 있다.
또한, 상기 쿨러의 상류와 하류 사이에는 오리피스와 릴리프 밸브가 배치될 수 있다.
또한, 상기 릴리프 밸브는 상류측에서 하류 측으로만 유로가 형성되는 일방향 밸브로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 저압용 오일펌프의 토출유로와 스위칭 밸브의 분배 유로를 연결하는 바이패스 유로 상에는 각각 오리피스가 배치될 수 있다.
또한, 상기 고압용 오일펌프의 상류측에는 제1 고압용 필터가 배치되고, 하류 측에는 제2 고압용 필터와 일방향 밸브가 직렬 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 고압용 필터는 메쉬필터로 이루어지고, 상기 제2 필터는 압력필터로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 클러치 제어부의 클러치 압력 제어 솔레노이드 밸브의 상류측에는 페일 세이프 솔레노이드 밸브가 배치될 수 있다.
또한, 상기 고압용 오일펌프의 유압을 클러치 제어부와 기어 제어부로 공급하는 공급 유로에는 어큐믈레이터와 라인 릴리프 밸브, 및 압력 센서가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 DCT의 유압공급시스템을 저압 공급루트와 고압 공급루트가 독립적으로 구성하여 저압용 오일펌프에서 생성된 저압의 유압이 기어 윤활부 및 클러치 냉각/윤활부로 공급될 수 있도록 하고, 고압용 오일펌프에서 생성된 저압의 유압이 기어 제어부 및 클러치 제어부로 공급될 수 있도록 하였다.
이에 따라 기어/클러치 제어부만 독립 폐회로 이루어짐으로써, 각 솔레노이드 밸브의 청정도를 유지할 수 있으며, 발열요소인 크러치 윤활유를 기어 윤활 오입과 같이 사용함으로써, 처닝 손실을 최소화할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템에 적용되는 저압 공급루트의 유압 계통도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템에 적용되는 고압 공급루트의 유압 계통도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 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 유압공급시스템의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 실시 예에 따른 유압공급시스템은 저압 공급루트(LS)와 고압 공급루트(HS)가 독립적으로 구성된다.
상기에서 저압 공급루트(LS)는 저압용 오일펌프(EOP1)에서 생성된 저압의 유압이 기어 윤활부(GL) 및 클러치 냉각/윤활부(CCL)로 공급될 수 있도록 구성되고, 고압 공급루트(HS)는 고압용 오일펌프(EOP2)에서 생성된 저압의 유압이 기어 제어부(GC) 및 클러치 제어부(CC)로 공급될 수 있도록 구성된다.
상기에서 저압의 유압은 변속에 관련되는 변속기어와 엔진의 동력을 단속하는 클러치의 냉각 및 윤활을 원활하게 하는 정도의 낮은 압력으로 제어되어 공급되는 유압의 많은 유량을 의미하며, 고압의 유압은 엔진의 동력을 단속하는 클러치를 원활하게 작동시키고, 변속을 위한 싱크로메시 기구를 작동시킬 수 있는 정도의 상대적으로 높은 압력으로 제어되어 공급되는 유압을 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템에 적용되는 저압 공급루트의 유압 계통도이다.
도 2를 참조하면, 저압 공급루트(LS)는 저압 오일팬(OP1)에서 저압용 필터(LF)를 통해 흡입되는 유체를 저압용 오일펌프(EOP1)에서 일정 압력이 생성되도록 펌핑하여 토출유로(2)를 통해 스위칭 밸브(SWV)로 공급하면, 상기 스위칭 밸브(SWV)가 마그넷(MG)의 제어에 의하여 유량을 분배 조절하여 분배 유로(4)(6)를 통해 기어 윤활부(GL)와 클러치 냉각/윤활부(CCL)로 공급된다.
그리고 상기 토출 유로(2)와 분배 유로(4)(6)는 바이패스 유로(8)(10)를 통해 상호 연결되어 저압용 오일펌프(EOP1)의 유압이 직접 기어 윤활부(GL)와 클러치 냉각/윤활부(CCL)에 공급될 수 있다.
또한, 상기 토출유로(2)의 상류측에서 분기된 분기 유로(12)와 상기 바이패스 유로(8)(10)중 어느 하나의 바이패스 유로(8) 사이에 쿨러(CL)와 클러치 보호용 릴리프 밸브(CRV)가 병렬 배치된다.
상기에서 클러치 보호용 릴리프 밸브(CRV)는 분기 유로(12)에서 바이패스 유로(8)만으로 유량이 공급될 수 있도록 배치된다.
또한, 상기 바이패스 유로(8)(10)와 분기 유로(12) 사이의 토출 유로(2)상에는 제1 오리피스(OR1)가 배치되어 상기 저압용 오일펌프(EOP1)에서 공급되는 유량의 일부가 항상 분기 유로(12)로 공급될 수 있도록 함으로써, 쿨러(CL)측으로도 항상 유량이 공급될 수 있도록 하였다.
또한, 상기 바이패스 유로(8)(10)상에는 제2, 제3 오리피스(OR2)(OR3)가 배치되어 저압용 오일펌프(EOP1)로부터 공급되는 유압이 기어 윤활부(GL)와 클러치 냉각/윤활부(CCL)에 공급될 때 안정되게 공급될 수 있도록 하였다.
상기와 같은 저압 공급루트(LS)에 사용되는 유체는 습식 DCT 전용유가 바람직하며, 저압용 필터(LF)는 부직포 타입이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템에 적용되는 고압 공급루트의 유압 계통도이다.
도 3을 참조하면, 고압 공급루트(HS)는 고압 오일팬(OP2)에서 제1 고압용 필터(HF1)를 통해 흡입되는 유체를 고압용 오일펌프(EOP2)에서 고압으로 펌핑된 유압은 제2 고압용 필터(HF2)와 일방향 밸브(OV)를 통과 한 후, 공급 유로(14)를 통해 상기 클러치 제어부(CC)와 기어 제어부(GC)로 공급된다.
또한, 상기 공급 유로(14)상에는 어큐믈레이터(ACC), 라인 릴리프 밸브(RRV), 제1 압력센서(PS1)가 배치된다.
상기에서 어큐믈레이터(ACC)는 상기 고압용 오일펌프(EOP2)로부터 공급되는 유압을 저장하고 있다가 필요시 공급하며, 상기 라인 릴리프 밸브(RRV)는 공급 유로(14)상의 유압이 일정 압력이라로 유지될 수 있도록 하며, 상기 압력센서(PS)는 공급 유로(14)상의 압력을 검출하여 미도시한 트랜스밋션 제어유닛에 전달한다.
상기 클러치 제어부(CC)는 상기 공급 유로(14)로부터 공급되는 유압이 페일 세이프 솔레노이드 밸브(FS-SOL)를 통과한 후, 제1, 제2 클러치 압력 제어 솔레노이드 밸브(CP-SOL1)(CP-SOL2)로 공급된다.
그러면 상기 제1, 제2 클러치 압력 제어 솔레노이드 밸브(CP-SOL1)(CP-SOL2)에서 압력이 제어되면서 선택적으로 제1, 제2 클러치(C1)(C2)를 작동 제어한다.
상기 기어 제어부(GC)는 상기 공급 유로(14)로부터 공급되는 유압이 기어 액추에이터 압력 제어 솔레노이드 밸브(GAP-SOL)에서 압력이 제어된 후, 기어 액추에이터 유량 제어 솔레노이드 밸브(GAL-SOL)로 공급된다.
그러면 상기 기어 액추에이터 유량 제어 솔레노이드 밸브(GAL-SOL)에서 제어된 유압은 싱크로메시를 조작하는 기어 액추에이터(ACT)의 2개의 쳄버 중 어느 하나의 쳄버에 유압을 공급하고, 다른 쳄버내의 유압을 리턴시킨다.
상기에서 기어 액추에이터 유량 제어 솔레노이드 밸브(GAL-SOL)와 기어 액추에이터(ACT)는 적용 변속기의 고정 변속단에 따라 그 숫자가 결정되며, 기어 액추에이터 유량 제어 솔레노이드 밸브(GAL-SOL)와 기어 액추에이터(ACT) 1 세트당 2개의 변속단을 제어할 수 있다.
상기와 같은 고압 공급루트(HS)에 적용되는 제1 고압용 필터(HF1)는 메쉬 필터로 이루어지고, 제2 고압용 필터(HF2)는 압력 필터로 이루어지는 것이 바람직하며, 작동유체는 제어용 저점도 전용유가 바람직하다.
또한, 상기 고압 공급루트(HS)는 고압용 오일펌프(EOP2)와 어큐믈레이터(ACC)를 적용하여 유압이 일정 압력 이하(대략 40bar 정도)일 때, 고압용 오일펌프(EOP2)가 작동하여 어큐믈레이터(ACC)와 각 솔레노이드 밸브에 작동압을 공급하고, 설정압(대략 60bar 정도) 이상이 되면 고압용 오일펌프(EOP2)의 작동을 정지시키고, 어큐믈레이터(ACC)에 저장된 유압을 각 솔레노이드 밸브로 공급한다.
상기에서 저압용 오일펌프(EOP1)와 고압용 오일펌프(EOP2)는 모터(M1)(M2)에 의하여 각각 독립적으로 구동되는 전동식 오일펌프로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 의한 유압공급시스템은 DCT에 있어서, 저압 공급루트(LS)와 고압 공급루트(HS)가 독립적으로 구성하여 저압용 오일펌프(EOP1)에서 생성된 저압의 유압이 기어 윤활부(GL) 및 클러치 냉각/윤활부(CCL)로 공급될 수 있도록 하고, 고압용 오일펌프(EOP2)에서 생성된 저압의 유압이 기어 제어부(GC) 및 클러치 제어부(CC)로 공급될 수 있도록 하였다.
이에 따라 기어/클러치 제어부만 독립 폐회로 이루어짐으로써, 각 솔레노이드 밸브의 청정도를 유지할 수 있으며, 발열요소인 크러치 윤활유를 기어 윤활 오입과 같이 사용함으로써, 처닝 손실을 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
CC... 클러치 제어부
CCL... 클러치 냉각/윤활부
GC... 기어 제어부
GL... 기어 윤활부
EOP1... 저압용 오일펌프
EOP2... 고압용 오일펌프
LS... 저압 공급루트
HS... 고압 공급루트

Claims (10)

  1. 저압용 오일팬에 저장된 유체를 저압용 오일펌프로 펌핑하여 생성된 저압의 유압을 기어 윤활부와 클러치 냉각/윤활부에 직접 공급함과 동시에 스위칭 밸브를 통해 유량을 분배 조절하여 공급하고, 상기 저압용 오일펌프로부터 공급되는 저압의 유압의 일부는 쿨러에서 냉각되어 기어 윤활부와 클러치 냉각/윤활부로 공급될 수 있도록 구성되는 저압 공급루트와,
    고압용 오일 팬에 저장된 오일을 고압용 오일펌프로 펌핑하여 생성된 고압의 유압 일부는 각 클러치 압력 제어 솔레노이드 밸브를 통해 제어하여 각 클러치에 공급하는 클러치 제어부와, 상기 고압의 유압 일부는 기어 액추에이터 압력 제어 솔레노이드 밸브를 통해 제어하여 각각의 기어 액추에이터에 공급하는 기어 제어부로 이루어지는 고압 공급루트를 각각 독립적으로 구성한 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기어 제어부의 기어 액추에이터 압력 제어 솔레노이드 밸브와 기어 액추에이터 사이에는 상기 기어 액추에이터 압력 제어 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 유압의 유량 분배 조절이 이루어져 기어 액추에이터로 공급될 수 있도록 하는 기어 액추에이터 유량 제어 솔레노이드 밸브가 배치되는 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압 공급시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저압용 오일펌프의 상류 측에는 부직포 타입으로 이루어지는 흡입 필터를 배치한 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쿨러의 상류와 하류 사이에는 오리피스와 릴리프 밸브가 배치되는 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 릴리프 밸브는
    상류측에서 하류 측으로만 유로가 형성되는 일방향 밸브로 이루어지는 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저압용 오일펌프의 토출유로와 스위칭 밸브의 분배 유로를 연결하는 바이패스 유로 상에는 각각 오리피스가 배치되는 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고압용 오일펌프의 상류측에는 제1 고압용 필터가 배치되고, 하류 측에는 제2 고압용 필터와 일방향 밸브가 직렬 배치되는 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 고압용 필터는 메쉬필터로 이루어지고,
    상기 제2 필터는 압력필터로 이루어지는 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 제어부의 클러치 압력 제어 솔레노이드 밸브의 상류 측에는 페일 세이프 솔레노이드 밸브가 배치되는 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고압용 오일펌프의 유압을 클러치 제어부와 기어 제어부로 공급하는 공급 유로에는 어큐믈레이터와 라인 릴리프 밸브, 및 압력 센서가 배치되는 차량용 듀얼 클러치 변속기의 유압공급시스템.
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