KR20210089482A - 차량용 자동변속기의 유압공급시스템 - Google Patents

Abstract

차량용 자동변속기의 유압공급시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 자동변속기의 유압공급시스템은 소용량의 제2 오일펌프의 단독 구동 시에도 고압부에 유량이 공급됨과 동시에 저압부에도 유량이 공급되도록 함으로써, 저압부에도 항상 유압이 공급될 수 있도록, 오일 팬에 저장된 유체를 저압의 유압 및 고압의 유압으로 생성하여 저압부와 고압부로 공급하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 있어서, 상기 오일 팬에 저장된 유체를 흡입하여 유압을 생성하여 저압부 및 고압부로 공급하는 제1 오일펌프; 상기 제1 오일펌프로부터 공급되는 유압을 승압시켜 고압부로 공급하는 제2 오일펌프; 상기 저압부의 상류측에 배치되어 상기 제1 오일펌프와 제2 오일펌프로부터 공급되는 유압을 제어하여 저압부로 전달될 수 있도록 하는 레귤레이터 밸브; 및 상기 제1 오일펌프로부터 생성된 유압이 저압부 및 고압부에 전달되도록 하는 다수의 유로를 포함한다.

Description

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

본 발명은 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소용량의 오일펌프의 단독 구동 시에도 고압부에 유량이 공급됨과 동시에 저압부에도 유량이 공급되도록 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 관한 것이다.

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

자동변속기에 있어서의 연비 개선은 동력 전달 효율의 향상을 통하여 달성할 수 있으며, 상기 동력 전달 효율의 향상은 오일펌프의 불필요한 소비 동력을 최소화하여 구현할 수 있다.

상기와 같이 연비 개선을 위하여 최근에는 자동변속기에 적용되는 오일펌프를 제1, 제2 오일펌프로 분리 구성하여 상기 제1 오일펌프에서 생성된 유압은 저압부(토크 컨버터, 냉각, 윤활)로 공급되도록 하고, 상기 제1 오일펌프에서 생성된 유압의 일부를 상기 제2 오일펌프에서 승압시켜 고압부(일반 자동변속기에서는 변속 시, 선택적으로 작동되는 마찰부재, 무단 변속기에서의 마찰부재와 풀리)로 공급되도록 하고 있다.

보다 구체적으로는 상기 저압부를 기준으로 전체적인 유압을 생성하는 구성을 갖도록 하고, 동시에 고압부가 요구하는 일부의 유압만을 고압으로 제어하여 고압부로 공급하는 구성으로 이루어진다.

이에 따라 오일펌프 구동을 위한 소비 동력을 최소화함으로써, 연비 향상을 달성할 수 있으며, 더불어 오일펌프에 걸리는 부하를 감소시켜 소음 및 진동 감소와 내구성 향상을 도모할 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 유압공급시스템에서는 소용량의 제2 오일펌프가 단독 구동될 때, 상기 제2 오일펌프에서 생성된 유압이 저압부로 공급되지 않도록 구성되어 저압부의 유압 부족 현상이 발생된다는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 소용량의 오일펌프의 단독 구동 시에도 고압부에 유량이 공급됨과 동시에 저압부에도 유량이 공급되도록 함으로써, 저압부에도 항상 유압이 공급될 수 있도록 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 오일 팬에 저장된 유체를 저압의 유압 및 고압의 유압으로 생성하여 저압부와 고압부로 공급하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 있어서, 상기 오일 팬에 저장된 유체를 흡입하여 유압을 생성하여 저압부 및 고압부로 공급하는 제1 오일펌프; 상기 제1 오일펌프로부터 공급되는 유압을 승압시켜 고압부로 공급하는 제2 오일펌프; 상기 저압부의 상류측에 배치되어 상기 제1 오일펌프와 제2 오일펌프로부터 공급되는 유압을 제어하여 저압부로 전달될 수 있도록 하는 레귤레이터 밸브; 및 상기 제1 오일펌프로부터 생성된 유압이 저압부 및 고압부에 전달되도록 하는 다수의 유로를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템이 제공될 수 있다.

상기 다수의 유로는 상기 오일팬과 제1 오일펌프를 연결하는 제1 유로; 상기 제1 오일펌프와 레귤레이터 밸브를 연결하는 제2 유로; 상기 레귤레이터 밸브와 저압부를 연결하는 제3 유로; 상기 제2 유로와 제2 오일펌프를 연결하는 제4 유로; 상기 제2 오일펌프와 고압부 및 레귤레이터 밸브를 연결하는 제5 유로; 상기 제4 유로와 제5 유로를 연결하는 제6 유로; 및 상기 제1 유로와 제4 유로를 연결하는 제7 유로를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제4 유로가 분기된 이후의 제2 유로 상에는 제1 원웨이 밸브가 배치되고, 상기 제5 유로의 상류측에는 제2 원웨이 밸브가 배치되고, 상기 제7 유로상에는 제3 원웨이 밸브가 배치되고, 상기 제6 유로상에는 체크 밸브가 배치될 수 있다.

상기 제1 오일펌프는 엔진에 의하여 구동되는 기계식 오일펌프이고, 상기 제2 오일펌프는 전동기에 의하여 구동되는 전동식 오일펌프일 수 있다.

또한, 상기 레귤레이터 밸브는 솔레노이드 밸브의 제어압 및 탄성부재의 탄성력과, 반대측에서 작용하는 상기 제5 유로로부터 공급되는 유압에 의하여 제어될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 유압 제어시스템은 소용량의 제2 오일펌프가 대용량의 제1 오일펌프로부터 공급되는 유압의 일부를 고압으로 승압하여 공급할 수 있도록 함으로써, 오일펌프 전체에 대한 동력손실을 최소화하고, 내구성이 향상되며, 오일펌프의 소음 및 진동 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유압 제어시스템은 제1 오일펌프의 작동이 정지되어 있는 상태에서, 필요에 따라 제2 오일펌프를 독립적으로 작동시켜 고압의 유압을 생성할 수 있으므로 ISG 차량에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유압 제어시스템은 제1 오일펌프의 작동이 정지되어 있는 상태에서, 제2 오일펌프를 작동시킬 때, 저압부로도 유압이 공급될 수 있도록 하여 토크 컨버터에 유압이 공급되고, 냉각 및 윤활작용이 정상적으로 이루어지면서 정상적인 운전이 가능하여 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 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 유압공급시스템의 모식도로서, 제1, 제2 오일펌프가 동시에 작동될 때의 유압 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 제1 오일펌프가 작동될 때의 유압 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 제2 오일펌프가 작동될 때의 유압 흐름도이다.

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 위하여 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 대용량의 제1 오일펌프(2)에서 생성된 저압의 유압은 토크 컨버터(T/C), 냉각부, 윤활부 등과 같은 저압부(4)로 공급되고, 소용량의 제2 오일펌프(6)에서 생성된 고압의 유압은 변속에 관계하는 마찰부재와 무단변속기의 경우 구동 및 종동풀리 등을 작동시키기 위한 고압부(8)로 공급될 수 있도록 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 마찰부재와 무단변속기의 경우 구동 및 종동풀리 등을 원활하게 작동시킬 수 있는 정도의 상대적으로 높은 압력으로 제어되어 공급되는 유압을 의미한다.

상기 제1 오일펌프(2)는 공지에서와 같이 엔진의 회전동력에 의하여 구동되는 기계식 펌프로 이루어진다. 상기 제1 오일펌프(2)는 제1 유로(10)를 통해 오일 팬(P)과 연결되며, 상기 제1 오일펌프(2)에 의하여 생성된 저압의 유압은 제2 유로(12)로 토출된다.

상기 제2 유로(12)는 레귤레이터 밸브(14)와 연결되며, 상기 제2 유로(12)를 통해 레귤레이터 밸브(14)로 공급된 저압의 유압은 레귤레이터 밸브(14)에 의하여 안정되게 제어되어 제3 유로(16)를 통해 저압부(4)로 공급된다.

상기 제2 오일펌프(6)는 전동기에 의하여 구동되는 전동식 펌프로 이루어진다. 그리고 상기 제2 오일펌프(6)는 상기 제2 유로(12)에서 분기된 제4 유로(18)를 통해 공급되는 저압의 유압을 고압으로 승압시켜 제5 유로(20)로 토출된다.

상기 제2 오일펌프(6)에서 제5 유로(20)로 토출된 유압은 고압부(8)로 직접 공급됨과 동시에 상기 레귤레이터 밸브(14)에서 안정되게 제어되어 저압부(4)로 공급된다.

상기 제4 유로(18)는 제6 유로(22)를 통해 제5 유로(20)와 연결됨과 동시에 제7 유로(24)를 통해 제1 유로(10)와 연결된다.

상기 제2 유로(12), 제5 유로(22), 제7 유로(24)상에는 제1, 제2, 제3 원웨이 밸브(OWV1)(OWV2)(OWV3)가 배치되며, 상기 제1 원웨이 밸브(OWV1)는 제4 유로(18)가 분기된 이후의 제2 유로(12) 하류측에 배치되어 레귤레이터 밸브(14)로 공급되었던 유압이 제4 유로(18)로 역류되는 것을 방지하고, 제2 원웨이 밸브(OWV2)는 제5 유로(20)의 상류측에 배치되어 고압부(8)로 공급되었던 유압이 제2 오일펌프(6)로 역류되는 것을 방지하고, 제3 원웨이 밸브(OWV3)는 제4 유로(18)로 공급되었던 유압이 제1 유로(10)로 역류되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제4 유로(18)와 제5 유로(20)를 연결하는 제6 유로(22)상에는 체크 밸브(CV)가 배치되며, 상기 체크 밸브(CV)는 제5 유로(20)로부터 제4 유로(18)로 역류되는 것을 방지함과 동시에 제4 유로(18)의 유압이 제5 유로(20)의 유압 보다 설정값 이상으로 높을 때 개방될 수 있도록 구성된다.

상기 레귤레이터 밸브(14)는 제1 오일펌프(2)로부터 공급되는 유압과 제2 오일펌프(6)로부터 공급되는 유압을 선택적으로 저압부(4)로 공급하거나, 제1 오일펌프(2)로부터 공급되는 유압과 제2 오일펌프(6)로부터 공급되는 유압을 동시에 저압부(4)로 공급할 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 상기 레귤레이터 밸브(14)는 통상의 스풀밸브로 이루어진다. 또한, 상기 레귤레이터 밸브(14)는 비례 제어가 이루어지는 솔레노이드 밸브(SOL)의 제어압 및 탄성부재(26)의 탄성력과, 상기 솔레노이드 밸브(SOL)의 제어압과 탄성부재(26)의 탄성력에 대항할 수 있도록 반대측에 공급되는 제5 유로(20)의 압력 차이에 따라 제어될 수 있도록 구성된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 제1, 제2 오일펌프가 작동될 때의 유압 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 통상적인 주행 상태에서는 도시하지 않은 엔진이 작동하고 있기 때문에 제1 오일펌프(2)는 엔진에 의하여 구동되고, 제2 오일펌프(4)도 도시하지 않은 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 따라 구동된다.

이에 따라 제1 오일펌프(2)에서 생성된 유압의 일부는 제1 원웨이 밸브(OWV1)을 포함하는 제2 유로(12), 레귤레이터 밸브(14), 제3 유로(16)를 통해 저압부(4)로 공급된다.

그리고 제1 오일펌프(2)에서 생성된 유압의 일부는 제4 유로(18), 제2 오일펌프(6), 제2 원웨이 밸브(OWC2)를 포함하는 제5 유로(20)를 통해 고압부(8)로 공급된다.

이때, 제5 유로(20)로 공급된 유압은 제4 유로(18)의 유압 보다 고압으로 형성되지만, 체크 밸브(CV)에 의하여 제4 유로(18)로 역류되지 않는다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 제1 오일펌프가 작동될 때의 유압 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 많은 유량이 필요로 하는 운전 조건에서는 제1 오일펌프(2)만이 작동되는데, 제1 오일펌프(2)가 작동되면, 제1 오일펌프(2)에서 생성된 유압의 일부는 제1 원웨이 밸브(OWV1)을 포함하는 제2 유로(12), 레귤레이터 밸브(14), 제3 유로(16)를 통해 저압부(4)로 공급된다.

그리고 제1 오일펌프(2)에서 생성되어 제4 유로(18)로 공급된 유압은 제5 유압(20)의 유압 보다 고압으로 형성되기 때문에 체크 밸브(CV)를 포함하는 제6 유로(22)와, 제5 유로(20)를 통해 고압부(8)로 공급된다.

이때, 제5 유로(20)로 공급된 유압은 제2 원웨이 밸브(OEV2)에 의하여 제2 오일펌프(6)로 역류되지 않는다.

따라서 제2 오일펌프(6)를 역구동하여 회생 구동이 가능하다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유압공급시스템의 모식도로서, 제2 오일펌프가 작동될 때의 유압 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 아이들링 정지나 타력 운전의 경우에는 엔진이 구동되지 않으므로 제1 오일펌프(4)의 작동은 정지되고, 제2 오일펌프(6)만이 작동된다.

그러면 오일팬(P)의 유체는 제3 원웨이 밸브(OWV3)를 포함하는 제7 유로(24)와 제4 유로(18)를 통해 제2 오일펌프(6)로 흡입되고, 제2 오일펌프(6)에서 생성된 유압은 제5 유로(20)를 통해 고압부(8)로 공급됨과 동시에 레귤레이터 밸브(14)를 통해 저압부(4)로 공급된다.

상기에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유압 제어시스템은 필요에 따라 상기 제2 오일펌프(6)가 제1 오일펌프(2)로부터 공급되는 유압의 일부를 고압으로 승압하여 공급할 수 있도록 함으로써, 오일펌프 전체에 대한 동력손실을 최소화하고, 내구성이 향상되며, 오일펌프의 소음 및 진동 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유압 제어시스템은 제1 오일펌프의 작동이 정지되어 있는 상태에서 필요에 따라 제2 오일펌프(6)를 독립적으로 작동시켜 고압의 유압을 생성할 수 있으므로 ISG 차량에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유압 제어시스템은 제1 오일펌프(2)의 작동이 정지되어 있는 상태에서 제2 오일펌프(6)를 작동시킬 때, 저압부(4)로도 유압이 공급될 수 있도록 함으로써, 토크 컨버터에 유압이 공급되고, 냉각 및 윤활작용이 정상적으로 이루어지면서 정상적인 운전이 가능하여 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 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.

2... 제1 오일펌프
4... 저압부
6... 제2 오일펌프
8... 고압부
10, 12, 16, 18, 20, 22, 24... 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 유로
14... 레귤레이터 밸브
CV... 체크 밸브
OWV1, OWV2, OWV3... 제1, 제2, 제3 원웨이 밸브
SOL... 솔레노이드 밸브

Claims (5)

1. 오일 팬에 저장된 유체를 저압의 유압 및 고압의 유압으로 생성하여 저압부와 고압부로 공급하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템에 있어서,
   상기 오일 팬에 저장된 유체를 흡입하여 유압을 생성하여 저압부 및 고압부로 공급하는 제1 오일펌프;
   상기 제1 오일펌프로부터 공급되는 유압을 승압시켜 고압부로 공급하는 제2 오일펌프;
   상기 저압부의 상류측에 배치되어 상기 제1 오일펌프와 제2 오일펌프로부터 공급되는 유압을 제어하여 저압부로 전달될 수 있도록 하는 레귤레이터 밸브; 및
   상기 제1 오일펌프로부터 생성된 유압이 저압부 및 고압부에 전달되도록 하는 다수의 유로:
   를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 유로는
   상기 오일팬과 제1 오일펌프를 연결하는 제1 유로;
   상기 제1 오일펌프와 레귤레이터 밸브를 연결하는 제2 유로;
   상기 레귤레이터 밸브와 저압부를 연결하는 제3 유로;
   상기 제2 유로와 제2 오일펌프를 연결하는 제4 유로;
   상기 제2 오일펌프와 고압부 및 레귤레이터 밸브를 연결하는 제5 유로;
   상기 제4 유로와 제5 유로를 연결하는 제6 유로; 및
   상기 제1 유로와 제4 유로를 연결하는 제7 유로;
   를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제4 유로가 분기된 이후의 제2 유로 상에는 제1 원웨이 밸브가 배치되고,
   상기 제5 유로의 상류측에는 제2 원웨이 밸브가 배치되고,
   상기 제7 유로 상에는 제3 원웨이 밸브가 배치되고,
   상기 제6 유로 상에는 체크 밸브가 배치되는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 오일펌프는 엔진에 의하여 구동되는 기계식 오일펌프이고,
   상기 제2 오일펌프는 전동기에 의하여 구동되는 전동식 오일펌프인 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 레귤레이터 밸브는
   솔레노이드 밸브의 제어압 및 탄성부재의 탄성력과, 반대측에서 작용하는 상기 제5 유로로부터 공급되는 유압에 의하여 제어되는 차량용 자동변속기의 유압공급시스템.

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