KR20190040670A - 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인가되는 유압에 따라 솔레노이드 밸브를 제어함으로써 기어 변속을 위한 작동요소에 오일을 공급하고, 엔진으로부터의 동력을 토크 컨버터에 전달하되, 상기 작동요소와 상기 토크 컨버터로의 오일의 공급을 이원화한 것을 특징으로 하는 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템으로서, 본 발명에 의하면, 자동변속기 제어를 위한 유압시스템을 위해 필요한 유량을 충분히 공급하며, 유압의 손실을 줄일 수 있다.

Description

자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템{OIL PRESSURE CONTROL SYSTEM FOR CONTROLLING AUTO TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기의 제어를 위한 유압제어 시스템에 관한 것이다.

자동변속기는 운전자의 편의를 위해 엔진에서 발생한 동력을 전달하고 기어변속을 자동으로 하는 장치이다. 국내의 자동차 중 약 90%~95% 정도가 자동변속기가 장착되어 있다.

이러한 자동변속기는 엔진에서 발생한 동력을 기어부에 전달하는 역할을 하는 토크 컨버터(Torque Converter), 토크 컨버터에서 발생한 동력을 기어부에 전달하는 역할을 하는 마찰 클러치, 그리고 유성기어 등으로 구성된다.

변속은 마찰클러치를 구성하는 클러치 디스크와 클러치 플레이트가 붙었다 떨어졌다를 반복하며 기어부위에 동력을 전달하는데, 이는 엔진 rpm이 올라가서 변속시점이 되면 유압시스템에 의해서 마찰클러치가 자동으로 조작되게 한다.

도 1은 일반적인 자동변속기를 제어하는 유압제어 시스템을 개략적으로 도시한 것으로서, 솔레노이드 밸브를 제어함으로써 클러치 조작을 위한 작동요소로 오일을 공급하고, 또한 토크 컨버터와 윤활을 위해서도 오일을 공급한다.

오일은 오일 팬(oil-pan)으로부터 하나의 기계식 펌프(MOP)에 의해서 유압시스템에 필요한 오일이 공급되고, 또한 윤활에 필요한 오일 또한 공급한다.

이러할 경우, 차량 및 엔진이 저 rpm으로 구동시 유량이 부족한 문제가 발생하여 시스템에 필요한 유압이 낮아지는 현상이 발생되므로, 저 rpm에서 유압시스템에 필요한 충분한 유량을 만들기 위하여는 펌프의 용량이 커져야하는 문제가 발생된다. 그러면 또 자동변속기 레이아웃 상 펌프가 적용되는 공간으로 인해 전장의 길이가 증가하는 결과를 초래할 수 있다.

또한, 유압이 부족하게 되면 라인압 저하 및 변속시 변속 문제점이 발생될 수가 있다.

그리고, 유압시스템에서 필요한 라인압(통상 16 bar 또는 20 bar)을 만들지만, 토크 컨버터와 윤활에 필요한 유압은 이보다 더 낮은 압력이므로 압력 손실이 커지게 된다.

즉, 고 rpm시에는 생성된 많은 유량을 버려야 하므로 토크 손실이 유발되고, 압력부하를 받는 상태에서 고 회전에 따른 생성된 불필요한 유량은 압력 상승과 토크 손실을 유발하여 변속기 및 차량 효율 측면에서도 불리하게 작용한다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국등록특허공보 제10-0588509호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 자동변속기 제어를 위한 유압시스템을 위해 필요한 유량을 충분히 공급하며, 유압의 손실을 줄일 수 있는 유압제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템은, 인가되는 유압에 따라 솔레노이드 밸브를 제어함으로써 기어 변속을 위한 작동요소에 오일을 공급하고, 엔진으로부터의 동력을 토크 컨버터에 전달하되, 상기 작동요소와 상기 토크 컨버터로의 오일의 공급을 이원화한 것을 특징으로 한다.

상기 토크 컨버터 및 댐퍼 클러치를 제어하는 유량을 공급하는 고압 공급용 오일 펌프 및 상기 작동요소를 제어하기기 위한 유량을 공급하는 저압 공급용 오일 펌프를 포함한다.

그리고, 상기 고압 공급용 오일 펌프 및 상기 저압 공급용 오일 펌프는 전자식 오일 펌프(EOP, Electric Oil Pump)인 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 저압 공급용 오일 펌프는 간접제어 솔레노이드 밸브의 공급압을 생성하는 리듀싱 밸브(Reducing v/v)로 오일을 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고압 공급용 오일 펌프는 라인압을 제어하는 레귤레이터 밸브(Regulator v/v)로 오일을 공급하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 레귤레이터 밸브의 드레인 유로와 상기 토크 컨버터 제어를 위한 TCV(TC압 제어밸브)의 공급유로가 연결된 것을 특징으로 한다.

나아가, 엔진 시동 전 상기 저압 공급용 오일 펌프 및 상기 고압 공급용 오일 펌프를 구동시킴으로써 ISG(Idle Stop and Go) 기능 구현이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템에 의하면, 기존의 기계식 펌프와 달리 전자식 펌프를 이원화함으로써 차량의 상태에 따라 엔진 rpm과 무관하게 EOP를 최적화하여 rpm 제어를 함으로써 유량 손실을 최소화 가능하다.

그리고, 차량의 저 rpm 구동시에도 최적의 유량을 생성하여 변속제어가 가능하고, 저압용 EOP를 활용하여 충분한 윤활유량을 확보 가능하다.

또한, 변속기 레이아웃 상 전장방향의 길이의 축소를 도모할 수 있으며, 차량 및 변속기 효율을 증대할 수 있고, 무부하 손실을 최소화 가능하다.

도 1은 일반적인 자동변속기 유압제어 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템의 응용예를 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템을 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템의 응용예를 도시한 것이다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템을 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 유압제어 시스템은 자동변속기의 변속 제어를 위한 것으로서, 기어 변속을 수행하고, 엔진으로부터의 동력을 토크 컨버터 및 기어부로 전달시키기 위한 시스템이다.

이를 위한 유압제어 시스템은 ECU에 의한 솔레노이드 밸브의 제어에 의해 작동요소로 유압을 인가하여 해당 유압에 따라 변속이 수행되게 제어하고, 또한 토크 컨버터의 제어 및 윤활 기능을 수행한다.

이를 위해서 기계식 오일 펌프(MOP) 대신 전자식 오일 펌프(EOP)를 채용하고, 이를 이원화하여 그 기능을 달리 수행함으로써 저 rpm시 시스템에 필요한 유량이 부족하지 않게 하고, 고 rpm시 유량의 손실이 발생되지 않도록 한다.

이러한 본 발명의 유압제어 시스템은 저압 공급용 EOP 및 고압 공급용 EOP를 포함한다.

저압 공급용 EOP는 유압시스템에 필요한 라인압과 작동요소를 제어하기 위해 필요한 제어압을 생성하며, 기존에 비해 소형화가 가능하다.

고압 공급용 EOP는 토크 컨버터 및 댐퍼 클러치(damp clutch)를 제어하는 유량을 생성하며, 윤활유량 생성을 담당한다.

그 압력은 토크 컨버터에 필요한 유압 수준으로 부하설계를 한다.

그래서, 간접제어 솔레노이드 밸브의 공급압을 생성하는 리듀싱 밸브(Reducing v/v)의 공급은 저압 공급용 EOP의 유량을 사용하며, 통상 Reducing 압 5~6 bar 수준의 압력 생성시 라인압에서 생성하는 것보다 토크 컨버터를 위한 압력에서 생성할 경우 압력 손실을 축소시킬 수가 있다.

그리고, 시스템압 생성을 위한 고압용 EOP의 사용시 윤활유량을 배제하기 때문에, 그 용량을 축소할 수가 있으며 필요한 압력 수준 rpm 제어를 함으로써 유량 및 토크 손실을 최소화할 수 있다.

나아가, ISG(Idle Stop and Go) 기능 구현시, 엔진 시동 전 저압 공급용 EOP와 고압 공급용 EOP를 구동함으로써 빠른 변속 수행과 효율 증대를 기대할 수가 있다.

한편, 토크 컨버터의 경우, 통상 7~9 bar 이내의 압력을 생성하게 되며, 토크 컨버터 제어에 사용되는 스풀 밸브(spool v/v)는 TCV(토크압 생성), TC0PCV(Damper Clutch 락업 제어) 및 LU-Switch 밸브(Lockup시 유로변경) 등이 적용되었다.

다음으로, 도 3과 같이 3 way 토크 컨버터 적용의 경우, 동일한 방법으로 Lockup 제어시 DA압(고압)은 고압 공급용 EOP 유량을 사용하고, 기타 토크 컨버터 In/Out 유량은 저압 공급용 EOP 유량을 사용하게 된다.

이 때 라인압을 제어하는 레귤레이터 밸브(Regulator v/v)의 드레인 유로(Ex)를 TCV(TC압 제어밸브)의 공급유로와 연결하여 저압부의 유량 부족에 의한 윤활유량 부족 등이 발생하지 않도록 한다.

이와 같이 두 개의 EOP만을 적용함으로써 엔진 구동과 관계없이 ISG 기능의 구현이 가능해지고, EOP rpm 제어를 통해 필요한 유량을 최적으로 공급할 수 있어 유량 손실과 토크 부하를 줄일 수가 있다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 인가되는 유압에 따라 솔레노이드 밸브를 제어함으로써 기어 변속을 위한 작동요소에 오일을 공급하고, 엔진으로부터의 동력을 토크 컨버터에 전달하되, 상기 작동요소와 상기 토크 컨버터로의 오일의 공급을 이원화한 것을 특징으로 하는,
   자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 토크 컨버터 및 댐퍼 클러치를 제어하는 유량을 공급하는 고압 공급용 오일 펌프 및 상기 작동요소를 제어하기기 위한 유량을 공급하는 저압 공급용 오일 펌프를 포함하는,
   자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 고압 공급용 오일 펌프 및 상기 저압 공급용 오일 펌프는 전자식 오일 펌프(EOP, Electric Oil Pump)인 것을 특징으로 하는,
   자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 저압 공급용 오일 펌프는 간접제어 솔레노이드 밸브의 공급압을 생성하는 리듀싱 밸브(Reducing v/v)로 오일을 공급하는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 고압 공급용 오일 펌프는 라인압을 제어하는 레귤레이터 밸브(Regulator v/v)로 오일을 공급하는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 레귤레이터 밸브의 드레인 유로와 상기 토크 컨버터 제어를 위한 TCV(TC압 제어밸브)의 공급유로가 연결된 것을 특징으로 하는,
   자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템.
7. 청구항 3에 있어서,
   엔진 시동 전 상기 저압 공급용 오일 펌프 및 상기 고압 공급용 오일 펌프를 구동시킴으로써 ISG(Idle Stop and Go) 기능 구현이 가능한 것을 특징으로 하는,
   자동변속기 제어를 위한 유압제어 시스템.

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