KR20210143359A - Cvt 유압 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전후진장치의 마찰요소로 공급되는 오일의 작동압을 조절하는 압력조절밸브; 상기 압력조절밸브로부터의 파일럿압과 리턴스프링의 탄성력에 의해, 상기 마찰요소로 공급되었던 오일이 배출되는 경로를 전환할 수 있도록 설치된 전환밸브를 포함하여 구성되고, 상기 전환밸브에 의해 전환되는 오일 배출 경로들은 오일의 유동저항이 서로 다르게 구성된다.
Description
본 발명은 CVT의 유압 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압에 의해 CVT의 전진과 후진을 전환하는 기술에 관련된 것이다.
벨트를 베리에이터(Variator)로 사용하는 CVT(CONTIUOUS VARIABLE TRANSMISSION)는 구동풀리와 종동풀리의 풀리비를 변경시켜서 변속비를 연속적으로 변환시키고, 상기 구동풀리나 종동풀리에 연결된 전후진장치의 회전요소들을 클러치나 브레이크와 같은 마찰요소로 제어할 수 있도록 유압을 제공하여, 전진과 후진 상태를 전환할 수 있도록 한다.
유압을 제공받으면, 상기 전후진장치가 CVT의 전진 상태를 구현하도록 하는 마찰요소를 전진마찰요소, 상기 전후진장치가 CVT의 후진 상태를 구현하도록 하는 마찰요소를 후진마찰요소라고 할 때, 상기 전진마찰요소나 후진마찰요소에 유압을 공급하여 전진 상태(D단) 또는 후진 상태(R단)를 구현한 후, 중립인 N단으로 전환하였을 때, 유압이 공급되었던 상기 전진마찰요소나 후진마찰요소에서는 적절한 속도로 유압이 해제되어야 한다.
상기 유압이 해제되는 속도가 너무 빠르면, 구동륜에 전달되던 토크가 갑자기 해제되어 차량에 울컥임과 같은 충격이 발생하게 되며, 너무 느리면, N단에서도 차량의 움직임이 발생할 수 있다.
이와 같은 현상은 상기 전진마찰요소나 후진마찰요소에 공급되는 오일의 온도에 따른 점도 변화에 따라 크게 좌우된다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 CVT의 전진마찰요소나 후진마찰요소에 공급되었던 유압이 N단 전환 시, 유온에 따른 오일의 점도 변화에도 불구하고 적절한 속도로 배출될 수 있도록 함으로써, 불필요한 차량의 움직임이나 충격이 발생하지 않도록 한 CVT 유압 제어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 CVT 유압 제어 장치는,
전후진장치의 마찰요소로 공급되는 오일의 작동압을 조절하는 압력조절밸브;
상기 압력조절밸브로부터의 파일럿압과 리턴스프링의 탄성력에 의해, 상기 마찰요소로 공급되었던 오일이 배출되는 경로를 전환할 수 있도록 설치된 전환밸브;
를 포함하여 구성되고,
상기 전환밸브에 의해 전환되는 오일 배출 경로들은 오일의 유동저항이 서로 다르게 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 압력조절밸브는 솔레노이드밸브로 구성되고;
상기 압력조절밸브를 제어하는 컨트롤러는 상기 오일의 유온에 따라 상기 전환밸브로 공급되는 파일럿압을 조절하도록 구성될 수 있다.
상기 전환밸브는 상기 압력조절밸브로부터의 작동압이 공급되는 제1포트와, 상기 마찰요소에 연결되는 제2포트 및 상기 마찰요소로부터 배출되는 오일을 배출시키는 제3포트를 구비하고, 상기 제2포트와 제3포트를 연통시키는 제1상태와 상기 제1포트와 제2포트를 연통시키는 제2상태를 전환할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 전환밸브는 상기 리턴스프링에 의해 상기 제1상태를 형성하고, 상기 압력조절밸브로부터의 파일럿압에 의해 상기 리턴스프링의 탄성력을 극복하고 상기 제2상태를 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 유온이 소정의 기준온도 이상일 때, 상기 압력조절밸브를 제어하여, 상기 전환밸브를 제2상태로 전환시키는 파일럿압을 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 전환밸브가 제1상태일 때 형성되는 오일 배출 경로는 상기 전환밸브가 제2상태일 때 형성되는 오일 배출 경로보다 오일의 유동 저항이 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
상기 전환밸브는 변속레버에 의해 조작되는 매뉴얼밸브를 통해, 상기 압력조절밸브로부터의 작동압을 상기 마찰요소로 공급할 수 있도록, 상기 매뉴얼밸브와 마찰요소 사이에 설치될 수 있다.
상기 전환밸브는 상기 마찰요소로부터 배출되는 오일을 변속레버에 의해 조작되는 매뉴얼밸브를 통해 전달받은 후 배출시키도록, 상기 매뉴얼밸브에 연결될 수 있다.
상기 전후진장치의 마찰요소는 전진 상태를 구현하기 위한 전진마찰요소와 후진 상태를 구현하기 위한 후진마찰요소로 구성되고;
상기 전환밸브는 상기 전진마찰요소와 후진마찰요소들 중 적어도 하나 이상의 오일이 배출되는 경로를 전환할 수 있도록, 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다.
본 발명은 CVT의 전진마찰요소나 후진마찰요소에 공급되었던 유압이 N단 전환 시, 유온에 따른 오일의 점도 변화에도 불구하고 적절한 속도로 배출될 수 있도록 함으로써, 불필요한 차량의 움직임이나 충격이 발생하지 않도록 하며, 이와 같은 기능을 매우 저렴한 비용으로 구현할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 CVT 유압 제어 장치의 제1실시예를 도시한 것으로서, 후진단인 R단을 구현하는 상태를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 실시예가 고온 조건에서 중립인 N단으로 전환하여 후진마찰요소로부터 오일이 배출되는 것을 설명한 도면,
도 3은 도 1의 실시예가 저온 조건에서 중립인 N단으로 전환하여 후진마찰요소로부터 오일이 배출되는 것을 설명한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 CVT 유압 제어 장치의 제2실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 CVT 유압 제어 장치의 제3실시예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 CVT의 예를 설명한 도면이다.
도 2는 도 1의 실시예가 고온 조건에서 중립인 N단으로 전환하여 후진마찰요소로부터 오일이 배출되는 것을 설명한 도면,
도 3은 도 1의 실시예가 저온 조건에서 중립인 N단으로 전환하여 후진마찰요소로부터 오일이 배출되는 것을 설명한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 CVT 유압 제어 장치의 제2실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 CVT 유압 제어 장치의 제3실시예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 CVT의 예를 설명한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 CVT의 구조를 예시한 것으로서, 엔진 등과 같은 동력원으로부터 토크컨버터(TC)를 통해 동력이 입력되면, 유성기어장치(PG)를 포함하는 전후진장치(1)를 통과하여 구동풀리(3)로 전달되고, 상기 구동풀리(3)로 전달된 동력은 벨트(5)를 통해 피동풀리(7)로 전달된 후, 디퍼렌셜(9)을 통해 구동륜으로 인출되도록 구성된다.
상기 전후진장치(1)에서는 상기 유성기어장치(PG)의 링기어(R)를 고정시킬 수 있는 후진마찰요소(R_FE)와 선기어(S)와 캐리어(C)를 연결시킬 수 있는 전진마찰요소(F_FE)를 구비하고 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 모든 실시예들은 공통적으로, 전후진장치(1)의 마찰요소(FE)로 공급되는 오일의 작동압을 조절하는 압력조절밸브(11); 상기 압력조절밸브(11)로부터의 파일럿압과 리턴스프링(13)의 탄성력에 의해, 상기 마찰요소(FE)로 공급되었던 오일이 배출되는 경로를 전환할 수 있도록 설치된 전환밸브(TV)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 전환밸브(TV)에 의해 전환되는 오일 배출 경로들은 오일의 유동저항이 서로 다르게 구성된다.
즉, 본 발명은 D단 또는 R단에서 전후진장치(1)의 마찰요소에 공급되어 전진 또는 후진을 구현하는 데에 사용되었던 유압이, N단 전환에 의해, 해제되고 오일이 배출될 때, 상기 전환밸브(TV)에 의해 유동저항이 서로 다른 경로를 통해 배출되도록 함으로써, 오일의 점도 변화 등에 의해 달라질 수 있는 마찰요소의 유압 해제 속도를 적절히 조절할 수 있도록 함으로써, 불필요한 차량의 움직임이나 충격이 발생하지 않도록 하는 것이다.
상기한 바와 같이, 전후진장치(1)는 종래 CVT를 구성하는 구동풀리(3)나 종동풀리에 연결되는 유성기어장치(PG)와 이 유성기어장치(PG)의 회전요소들을 구속하거나 연결시키는 브레이크나 클러치 등과 같은 마찰요소(FE)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 마찰요소(FE)는 유압이 제공됨에 의해 전진을 구현할 수 있도록 하는 전진마찰요소(F_FE)와, 유압이 제공됨에 의해 후진을 구현할 수 있도록 하는 후진마찰요소(R_FE)로 구성될 수 있다.
상기 압력조절밸브(11)는 솔레노이드밸브로 구성되고, 상기 압력조절밸브(11)를 제어하는 컨트롤러(CLR)는 상기 오일의 유온에 따라 상기 전환밸브(TV)로 공급되는 파일럿압을 조절하도록 구성된다.
상기 압력조절밸브(11)는 종래의 CVT 유압 제어 장치와 마찬가지로 오일펌프와 레귤레이터밸브에 의해 형성된 라인압을 제공받아, 상기 컨트롤러(CLR)의 전기적 신호에 의해 구동되어, 상기 마찰요소에 적절한 유압을 조절하여 제공하도록 구성된다.
상기 압력조절밸브(11)는 중립인 N단으로부터 전진을 위한 D단 또는 후진을 위한 R단으로 전환할 때, 상기 전진마찰요소(F_FE) 또는 후진마찰요소(R_FE)로 공급되는 유압을 적절하게 조절하여 공급함으로써, 충격이 발생하지 않고 부드러운 전환이 가능하도록 한다.
참고로, 여기서 상기와 같이 상기 압력조절밸브(11)가 상기 전진마찰요소(F_FE) 또는 후진마찰요소(R_FE)로 공급하는 유압을 작동압이라 하고, 상기 전환밸브(TV)를 조작하기 위해 공급하는 유압을 파일럿압이라고 하며, 도 1은 상기 작동압과 파일럿압이 동시에 공급되는 상황이며, 도 2는 상기 파일럿압만 공급되는 상황이다.
상기 전환밸브(TV)는 상기 압력조절밸브(11)로부터의 작동압이 공급되는 제1포트(P1)와, 상기 마찰요소에 연결되는 제2포트(P2) 및 상기 마찰요소로부터 배출되는 오일을 배출시키는 제3포트(P3)를 구비하고, 상기 제2포트(P2)와 제3포트(P3)를 연통시키는 제1상태와 상기 제1포트(P1)와 제2포트(P2)를 연통시키는 제2상태를 전환할 수 있도록 구성된다.
상기 전환밸브(TV)는 상기 리턴스프링(13)에 의해 상기 제1상태를 형성하고, 상기 압력조절밸브(11)로부터의 파일럿압에 의해 상기 리턴스프링(13)의 탄성력을 극복하고 상기 제2상태를 형성하도록 구성되어 있다.
상기 컨트롤러(CLR)는 상기 유온이 소정의 기준온도 이상일 때, 상기 압력조절밸브(11)를 제어하여, 상기 전환밸브(TV)를 제2상태로 전환시키는 파일럿압을 형성하도록 구성된다.
상기 컨트롤러(CLR)는 별도의 유온센서로부터 직접 유온 정보를 입력 받거나 다른 제어기 등으로부터 유온에 대한 정보를 전달받을 수 있으며, 상기 기준온도는 상기 마찰요소로부터 오일이 배출될 때, 일반적인 오일 배출 속도보다 느려져서 N단에서 불필요한 차량의 움직임이 발생될 수 있는지 없는지를 구분할 수 있는 수준으로 설정되며, 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정되는 것이 바람직할 것이다.
상기 전환밸브(TV)가 제1상태일 때 형성되는 오일 배출 경로는 상기 전환밸브(TV)가 제2상태일 때 형성되는 오일 배출 경로보다 오일의 유동 저항이 상대적으로 작게 형성된다.
즉, 유온이 상기 기준온도 미만이어서, 상기 파일럿압이 작용하지 않아, 상기 전환밸브(TV)가 제1상태일 때 형성되는 오일 배출 경로는 상기 전환밸브(TV)가 제2상태일 때 형성되는 오일 배출 경로보다 오일의 유동 저항이 작아서, 오일의 점도가 비교적 높은 저온 상황에서도 오일의 배출이 보다 원활하게 이루어지도록 함으로써, 상기 마찰요소의 입장에서는 상기 기준온도 이상의 상황에서 상기 전환밸브(TV)가 제2상태일 때 유압이 해제되는 속도나, 상기 기준온도 미만의 상황에서 상기 전환밸브(TV)가 제1상태일 때 유압이 해제되는 속도가 거의 비슷하게 형성되게 되는 것이다.
따라서, 상기 제2상태일 때 형성되는 오일 배출 경로는 유온이 상기 기준온도 이상으로 정상적인 상황에서, N단 전환 시, 상기 마찰요소의 유압이 해제되는 속도가 너무 빠르지 않아 충격이 발생하지 않을 정도의 유동 저항을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 오일 배출 경로의 유동 저항 크기는, 각 경로의 최소 유동 단면적을 조절하여 구현할 수 있을 것이다. 즉, 예컨대, 상기 전환밸브(TV)가 제2상태일 때 형성되는 오일 배출 경로 중 적어도 일부에는, 제1상태일 때 형성되는 오일 배출 경로의 어느 부분 보다도 단면적이 작은 오리피스 등을 구비하여 구현할 수 있을 것이다.
물론, 상기와 같은 오리피스의 구조는 상기 전환밸브(TV)가 제2상태일 때 형성되는 오일 배출 경로상의 어느 위치에도 설치될 수 있을 것이다.
이상은 본 발명의 모든 실시예에 공통된 사항이고, 도 1 내지 도 3의 제1실시예의 경우, 상기 전환밸브(TV)가 변속레버(TL)에 의해 조작되는 매뉴얼밸브(MV)를 통해, 상기 압력조절밸브(11)로부터의 작동압을 상기 마찰요소로 공급할 수 있도록, 상기 매뉴얼밸브(MV)와 마찰요소 사이에 설치된 구성이다.
참고로, 상기 매뉴얼밸브(MV)는 주차 상태인 P단을 선택하는 상태 등이 더 추가될 수 있다.
한편, 상기 전환밸브(TV)는 상기 전진마찰요소(F_FE)와 후진마찰요소(R_FE)들 중 적어도 하나 이상의 오일이 배출되는 경로를 전환할 수 있도록, 적어도 하나 이상이 구비될 수 있는 바, 도 4의 제2실시예는 상기 후진마찰요소(R_FE) 뿐만 아니라 전진마찰요소(F_FE)에서 배출되는 오일의 배출 경로도 전환할 수 있도록 추가의 전환밸브(TV_A)가 구비되어, 총 2개의 전환밸브가 포함된 구성이다.
또한, 도 5는 본 발명의 제3실시예로서, 상기 전환밸브(TV)가 상기 마찰요소로부터 배출되는 오일을 변속레버(TL)에 의해 조작되는 매뉴얼밸브(MV)를 통해 전달받은 후 배출시키도록, 상기 매뉴얼밸브(MV)에 연결된 구성이다.
이하에서는, 도 1 내지 도 3의 제1실시예를 기준으로 본 발명의 작용을 살펴본다.
도 1은 매뉴얼밸브(MV)가 R단을 선택한 상태로서, 상기 압력조절밸브(11)의 작동압을 상기 후진마찰요소(R_FE)에 공급하고 있어서, 차량의 후진을 구현하고 있는 상태이다.
이때, 상기 압력조절밸브(11)에서 상기 전환밸브(TV)로 공급되는 파일럿압은 상기 전환밸브(TV)가 제2상태를 형성하도록 하여, 상기 매뉴얼밸브(MV)를 통한 유압이 상기 제1포트(P1)와 제2포트(P2)를 통해 상기 후진마찰요소(R_FE)로 제공되도록 한다.
상기와 같은 후진 상태로부터 운전자가 변속레버(TL)를 조작하여, 상기 매뉴얼밸브(MV)가 N단으로 전환되면, 도 2와 같은 상태 또는 도 3과 같은 상태로 전환된다.
즉, 유온이 상기 기준온도 이상인 상대적인 고온 조건인 경우에는 도 2와 같은 상태가 되도록 상기 컨트롤러(CLR)가 상기 압력조절밸브(11)를 구동하여 파일럿압이 상기 전환밸브(TV)가 계속해서 제2상태를 유지하도록 하고, 유온이 상기 기준온도 미만인 저온 조건인 경우에는 상기 파일럿압을 제공하지 않거나 상기 리턴스프링(13)의 탄성력을 극복할 수 없는 수준으로만 작용하도록 하여, 상기 전환밸브(TV)가 도 3과 같이 제1상태를 형성하도록 하는 것이다.
상기 전환밸브(TV)가 제1상태를 형성할 때 형성되는 상기 후진마찰요소(R_FE)의 오일이 배출되는 오일 배출 경로는, 상기 전환밸브(TV)가 제2상태를 형성할 때 형성되는 오일 배출 경로에 비하여 유동 저항이 작으므로 상대적으로 오일의 점도가 더 높은 저온 상황에서도 상기 후진마찰요소(R_FE)의 오일이 원활하게 배출됨으로써, N단에서 차량의 불필요한 움직임이 발생하는 것이 효과적으로 방지되게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 전후진장치
3; 구동풀리
5; 벨트
7; 피동풀리
9; 디퍼렌셜
11; 압력조절밸브
13; 리턴스프링
FE; 마찰요소
TC; 토크컨버터
PG; 유성기어장치
F_FE; 전진마찰요소
R_FE; 후진마찰요소
CLR; 컨트롤러
TV; 전환밸브
P1; 제1포트
P2; 제2포트
P3; 제3포트
MV; 매뉴얼밸브
TL; 변속레버
3; 구동풀리
5; 벨트
7; 피동풀리
9; 디퍼렌셜
11; 압력조절밸브
13; 리턴스프링
FE; 마찰요소
TC; 토크컨버터
PG; 유성기어장치
F_FE; 전진마찰요소
R_FE; 후진마찰요소
CLR; 컨트롤러
TV; 전환밸브
P1; 제1포트
P2; 제2포트
P3; 제3포트
MV; 매뉴얼밸브
TL; 변속레버
Claims (9)
- 전후진장치의 마찰요소로 공급되는 오일의 작동압을 조절하는 압력조절밸브;
상기 압력조절밸브로부터의 파일럿압과 리턴스프링의 탄성력에 의해, 상기 마찰요소로 공급되었던 오일이 배출되는 경로를 전환할 수 있도록 설치된 전환밸브;
를 포함하여 구성되고,
상기 전환밸브에 의해 전환되는 오일 배출 경로들은 오일의 유동저항이 서로 다르게 구성된 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 압력조절밸브는 솔레노이드밸브로 구성되고;
상기 압력조절밸브를 제어하는 컨트롤러는 상기 오일의 유온에 따라 상기 전환밸브로 공급되는 파일럿압을 조절하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 전환밸브는 상기 압력조절밸브로부터의 작동압이 공급되는 제1포트와, 상기 마찰요소에 연결되는 제2포트 및 상기 마찰요소로부터 배출되는 오일을 배출시키는 제3포트를 구비하고, 상기 제2포트와 제3포트를 연통시키는 제1상태와 상기 제1포트와 제2포트를 연통시키는 제2상태를 전환할 수 있도록 구성된 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 전환밸브는 상기 리턴스프링에 의해 상기 제1상태를 형성하고, 상기 압력조절밸브로부터의 파일럿압에 의해 상기 리턴스프링의 탄성력을 극복하고 상기 제2상태를 형성하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 유온이 소정의 기준온도 이상일 때, 상기 압력조절밸브를 제어하여, 상기 전환밸브를 제2상태로 전환시키는 파일럿압을 형성하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 전환밸브가 제1상태일 때 형성되는 오일 배출 경로는 상기 전환밸브가 제2상태일 때 형성되는 오일 배출 경로보다 오일의 유동 저항이 상대적으로 작게 형성되는 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전환밸브는 변속레버에 의해 조작되는 매뉴얼밸브를 통해, 상기 압력조절밸브로부터의 작동압을 상기 마찰요소로 공급할 수 있도록, 상기 매뉴얼밸브와 마찰요소 사이에 설치된 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전환밸브는 상기 마찰요소로부터 배출되는 오일을 변속레버에 의해 조작되는 매뉴얼밸브를 통해 전달받은 후 배출시키도록, 상기 매뉴얼밸브에 연결된 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전후진장치의 마찰요소는 전진 상태를 구현하기 위한 전진마찰요소와 후진 상태를 구현하기 위한 후진마찰요소로 구성되고;
상기 전환밸브는 상기 전진마찰요소와 후진마찰요소들 중 적어도 하나 이상의 오일이 배출되는 경로를 전환할 수 있도록, 적어도 하나 이상이 구비되는 것
을 특징으로 하는 CVT 유압 제어 장치.
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