KR101712169B1

KR101712169B1 - 차량용 자동변속기의 록업 클러치 컨트롤 시스템

Info

Publication number: KR101712169B1
Application number: KR1020170000379A
Authority: KR
Inventors: 김선홍
Original assignee: 김선홍
Priority date: 2017-01-02
Filing date: 2017-01-02
Publication date: 2017-03-03

Abstract

본 발명은 6속 또는 8속의 자동변속기에서 연비 향상을 위해 슬립 록업 제어를 적용할 수 있으며, 이 제어 적용시 토크 컨버터(torque converter)의 내부에 수용된 유체가 일정한 온도 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있는 차량용 자동변속기의 록업 클러치 컨트롤 시스템을 제공한다.
본 발명의 차량용 자동변속기의 록업 클러치 컨트롤 시스템은, 토크 컨버터와 록업 클러치 컨트롤 밸브 사이에 유압 라인으로 연결되며, 제3 솔레노이드 제어압에 의해 작동하는 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)를 포함하며, 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브는 토크 컨버터 내의 유체의 온도가 설정치보다 높을 때, 토크 컨버터와 연결되는 유압라인과 상기 록업 클러치 컨트롤 밸브를 유압라인(244)으로 연결하고, 록업 클러치 컨트롤 밸브는 록업 클러치가 작동할 때, 상기 록업 클러치 작동압을 순환시키기 위해 유압라인(245)에서 유압라인(243)으로 작동압을 공급하고 토크 컨버터(170)의 내부를 순환유동시킨 후 유압라인(244)과 연결되는 유압라인(246)을 통해 상기 록업 클러치 작동압을 쿨러로 순환시켜 유체를 냉각시킨다.

Description

차량용 자동변속기의 록업 클러치 컨트롤 시스템{Lock-up clutch control system of automatic transmission for vehicle}

본 발명은 6속 또는 8속의 자동변속기에서 연비 향상을 위해 슬립 록업 제어를 적용할 수 있으며, 이 제어에 적용시 토크 컨버터(torque converter)의 내부에 수용된 유체가 일정한 온도 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있는 차량용 자동변속기의 록업 클러치 컨트롤 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기에 사용되는 토크 컨버터는 유체의 흐름을 이용하여 동력을 전달하는 장치이며 임펠러(Impeller), 터빈(Turbine), 및 스테이터(Stator)를 포함한다.

토크 컨버터는 유체를 매개로 하여 동력을 전달하므로 에너지 손실이 상대적으로 크기 때문에 자동변속기를 구비하는 차량의 연비가 저하되는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 토크 컨버터에는 록업 클러치(lock-up clutch)가 적용된다. 록업 클러치는 차량의 구동조건(예를 들면, 엔진회전수와 스로틀 개도(throttle opening))에 따라 엔진의 구동력을 변속기로 직접 연결하여 전달하는 역할을 한다. 즉, 차량 구동조건에 따라 록업 클러치의 해방 및 작동이 반복적으로 이루어진다.

기존의 록업 클러치 제어 방법으로 록업 클러치 작동압(lock-up clutch apply pressure)은 라인압으로 일정하게 두고 유압공급 유로방향을 절환시켜 토크 컨버터 작동압(torque converter operating pressure)(즉, 록업 클러치 해방압(lock-up clutch release pressure))을 제어할 수 있도록 되어있다. 록업 클러치의 해방 상태(즉, 토크 컨버터 상태)에서는, 설정된 압력을 토크 컨버터 작동압으로 공급하고, 록업 클러치 작동압은 쿨러(cooler)로 연결한다. 한편, 록업 클러치 작동 제어 또는 미소 슬립(slip) 제어 상태에서는, 목표하는 슬립량(엔진회전수와 터빈회전수의 차이)을 제어하기 위해 록업 클러치 작동공급압으로 제어한다. 그리고, 록업 클러치 완전 직결 상태에서는, 유체 클러치 측의 압으로 록업 클러치 작동압을 설정된 압력으로 제어하고 토크 컨버터 록업 클러치 해방시 공급하던 유압회로의 유압이 해방되도록 한다.

이러한 기존의 록업 클러치 컨트롤 시스템은 록업 클러치가 작동하고 있는 상태에서 록업 클러치 작동압은 라인공급압으로 제어되어 있어 유체 클러치의 내부를 유동할 수 없게 되어 유체의 온도가 상승하고 내부 부품의 열화가 발생되면 토크 컨버터의 내구성이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.

한국등록특허공보 제10-0680641호(2007. 02. 02 등록)

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 토크 컨버터 내부의 유체 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지하고 동시에 과열로 인한 내부 부품의 열화를 방지하여 토크 컨버터의 내구성을 향상시키는 차량용 자동변속기의 록업 클러치 컨트롤 시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 솔레노이드 공급압을 공급받으며, 공급된 솔레노이드 공급압을 스로틀 개도에　따라 제1 솔레노이드 제어압으로 변환하여 출력하는 라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 공급압을 공급받으며, 공급된 솔레노이드 공급압을 제2 솔레노이드 제어압으로 변환하여 출력하는 록업 컨트롤 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 공급압을 공급받으며, 공급된 솔레노이드 공급압을 제3 솔레노이드 제어압으로 변환하여 출력하는 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190), 라인압을 공급받을 수 있도록 형성되며, 공급된 라인압을 상기 제1 솔레노이드 제어압에 따라 제1 제어압으로 변환하여 출력하는 제1 레귤레이터 밸브, 상기 제1 제어압을 공급받을 수 있도록 형성되며, 공급된 제1 제어압을 상기 제1 솔레노이드 제어압에 따라 제2 제어압으로 변환하여 출력하는 제2 레귤레이터 밸브, 상기 제2 제어압을 공급받을 수 있도록 형성되며, 공급된 제2 제어압을 상기 제2 솔레노이드 제어압에 따라 제3 제어압으로 변환하여 출력하며, 상기 제2 제어압 및 상기 제3 제어압을 검출압으로 이용하여 작동하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브, 상기 제2 솔레노이드 제어압의 크기에 따라, 상기 제2 제어압을 록업 클러치 작동압으로 공급하고 상기 제3 제어압을 록업 클러치 해방압으로 공급하도록 작동하거나, 상기 제2 제어압을 록업 클러치 해방압으로 공급하고 공급된 록업 클러치 해방압이 록업 클러치를 경유하여 배출되도록 작동하는 록업 클러치 컨트롤 밸브, 그리고 상기 토크 컨버터(170)와 상기 록업 클러치 컨트롤 밸브(160) 사이에 또 다른 유압 라인(303, 244)으로 연결되며, 상기 제3 솔레노이드 제어압에 의해 작동하는 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)를 포함하며,

상기 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)는 토크 컨버터 내의 유체의 온도가 설정치보다 높을 때, 토크 컨버터(170)와 연결되는 유압라인(303)과 상기 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)를 유압라인(244)으로 연결하고,

상기 록업 클러치 컨트롤 밸브는

상기 록업 클러치가 작동할 때, 상기 록업 클러치 작동압을 순환시키기 위해 유압라인(245)에서 유압라인(243)으로 작동압을 공급하고 토크 컨버터(170)의 내부를 순환유동시킨 후 유압라인(244)과 연결되는 유압라인(246)을 통해 상기 록업 클러치 작동압을 쿨러로 순환시켜 유체를 냉각시키는 록업 클러치 컨트롤 시스템을 제공한다.

상기 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)는 상기 토크 컨버터 내의 온도가 설정치 보다 작은 경우에는 스프링의 탄성력에 의해 밸브 스풀을 이동시켜 상기 토크 컨버터와 연결되는 유압라인(303)과 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)와 연결되는 유압라인(244)을 차단하는 것이 바람직하다.

온도센서가 토크 컨버터의 내부의 온도를 측정하여 트랜스밋션 컨트롤 유닛에 전송하고, 상기 트랜스밋션 컨트롤 유닛은 상기 온도센서의 측정값과 설정치를 비교하여 상기 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)를 제어하여 제3 솔레노이드 제어압(Psc3)을 생성시킬 수 있다.

상기 설정치 온도는 120℃ 이상인 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 실시예는 토크 컨버터 내부의 유체 온도가 설정치 이상으로 지나치게 상승하는 경우에 토크 컨버터 내부의 유체가 순환라인을 통해 쿨러로 전달되어 순환되면서 유동이 발생하여 유체의 온도의 상승 및 내부 부품이 열화되는 것을 방지하여 토크 컨버터의 내구성을 향상시키는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예의 록업 클러치 컨트롤 시스템을 개략적으로 도시한 것이며 록업 클러치가 작동된 상태의 유압회로 및 구성도이다.
도 2는 도 1의 록업 클러치 컨트롤 시스템에서 록업 클러치 해방 상태에서 록업 클러치 컨트롤 밸브의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브의 비작동 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브의 작동 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 록업 클러치 컨트롤 시스템(Lock-up clutch control system)은, 라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브(110, Line pressure control solenoid valve), 록업 컨트롤 솔레노이드 밸브(120, Lock-up control solenoid valve), 제1 레귤레이터 밸브(130, First regulator valve), 제2 레귤레이터 밸브(140, second regulator valve), 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150, Torque converter control valve), 그리고 록업 클러치 컨트롤 밸브(160, Lock-up switch valve)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 의한 록업 클러치 컨트롤 시스템(Lock-up clutch control system)은 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)와 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)를 더 포함한다.

라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브(110)는 솔레노이드 공급압(Ps)을 공급받으며, 공급된 솔레노이드 공급압(Ps)을 스로틀 개도(throttle opening)에　따라 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)으로 변환하여 출력한다.

도 1을 참조하면, 솔레노이드 공급압(Ps)은 참조번호 201로 표시된 유압 라인을 통해서 라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브(110)로 공급된다. 한편, 라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브(110)로부터 출력된 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)은 참조번호 203의 유압 라인을 통해서 제1 레귤레이터 밸브(130)로 공급된다. 또한, 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)은 유압 라인(203)으로부터 분기되는 참조번호 205의 유압 라인을 통해서 제2 레귤레이터 밸브(140)로 공급된다.

라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브(110)는 스로틀 개도에 따라 라인압이 적절히 제어될 수 있도록 하는 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)을 출력한다. 이때, 스로틀 개도는 스로틀 포지션 센서(throttle position sensor)의 신호를 기초로 검출될 수 있다. 예를 들어, 라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브(110)는 스로틀 개도에 비례하는 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)을 생성하도록 작동할 수 있다.

록업 컨트롤 솔레노이드 밸브(120)도 유압 라인(201)을 통하여 역시 솔레노이드 공급압(Ps)을 공급받으며, 공급된 솔레노이드 공급압(Ps)을 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)으로 변환하여 출력한다.

록업 컨트롤 솔레노이드 밸브(120)로부터 출력되는 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)은 참조번호 207의 유압 라인을 통하여 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)로 공급된다. 또한, 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)은 유압 라인(207)으로부터 분기되는 참조번호 209의 유압 라인을 통하여 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)로 공급된다.

록업 컨트롤 솔레노이드 밸브(120)는 스로틀 개도와 엔진 회전수에 기초하여 적절한 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)을 생성한다. 즉, 록업 컨트롤 솔레노이드 밸브(120)는 스로틀 개도와 엔진 회전수에 기초하여 록업 클러치가 적절히 작동하도록 제어하기 위한 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)을 생성한다. 스로틀 개도와 엔진 회전수에 기초하는 록업 클러치 제어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 임의의 방법 중 어느 하나로 할 수 있음은 물론이다.

라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브(110)와 록업 컨트롤 솔레노이드 밸브(120)는 유체의 압력을 제어하는 통상의 솔레노이드 밸브로 할 수 있으며, 예를 들어, PWM(pulse width modulation) 솔레노이드 밸브 또는 가변압 솔레노이드 밸브(VFS; Variable Force Solenoid valve)로 할 수 있다. 예를 들어, 솔레노이드 공급압은 자동변속기의 유압장치의 파일럿 밸브(pilot valve)나 리듀싱 밸브(reducing valve)로부터 공급되는 압력으로 할 수 있다.

제1 레귤레이터 밸브(130)는 라인압을 공급받을 수 있으며, 공급된 라인압을 상기 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)에 따라 제1 제어압(Pc1)으로 변환하여 출력한다. 라인압은 참조번호 211의 유압 라인을 통하여 제1 레귤레이터 밸브(130)로 공급되며, 제1 레귤레이터 밸브(130)로부터 출력되는 제1 제어압(Pc1)은 참조번호 213의 유압 라인을 통하여 제2 레귤레이터 밸브(140)로 공급된다.

오일 펌프(215, Oil pump)는 오일 팬(217, Oil pan)의 오일을 펌핑(pumping)하여 배출함으로써 라인압을 형성한다. 라인압은 참조번호 219의 유압 라인을 통하여 오일 펌프(215)로부터 배출되며, 라인압은 유압 라인(211)을 통해 제1 레귤레이터 밸브(130)로 공급된다. 또한, 라인압은 유압 라인(219)으로부터 분기되는 참조번호 221의 유압 라인을 통하여 제1 레귤레이터 밸브(130)의 검출압으로 공급된다. 즉, 제1 레귤레이터 밸브(130)의 작동은 유압 라인(221)을 통하여 공급되는 유압의 크기에 영향을 받게 된다.

참조번호 214의 유압 라인은 유압을 오일 팬(217)으로 리턴(return)시키는 라인이다.

제1 레귤레이터 밸브(130)는 밸브 스풀(131, Valve spool)과 이 밸브 스풀(131)을 탄성적으로 지지하는 스프링(133, Coil spring)을 포함한다. 제1 레귤레이터 밸브(130)의 밸브 스풀(131)의 위치는, 스프링(133)에 의한 힘, 유압 라인(203)을 통해서 공급되는 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)에 의한 힘, 및 유압 라인(211)을 통해서 공급되는 검출압에 의한 힘에 따라 결정된다. 제1 제어압(Pc1)은 제1 레귤레이터 밸브(130)의 밸브 스풀(131)의 위치에 대응하여 제어된다.

제2 레귤레이터 밸브(140)는 제1 제어압(Pc1)을 공급받으며, 공급된 제1 제어압(Pc1)을 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)에 따라 제2 제어압(Pc2)으로 변환하여 출력한다.

제2 레귤레이터 밸브(140)로부터 출력되는 제2 제어압(Pc2)은 참조번호 223의 유압 라인을 통하여 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)로 공급된다.

참조번호 224의 유압 라인은 유압을 오일 팬(217)으로 리턴(return)시키기 위한 라인이다.

제2 레귤레이터 밸브(140)는 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)과 제2 제어압(Pc2)을 검출압으로 이용하여 작동한다. 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)은 유압 라인(205)를 통하여 제2 레귤레이터 밸브(140)의 검출압으로 공급된다. 그리고 제2 제어압(Pc2)은 유압 라인(223)에서 분기되는 참조번호 231의 유압 라인을 통하여 제2 레귤레이터 밸브(140)의 검출압으로 공급된다. 즉, 제2 레귤레이터 밸브(140)의 작동은 유압 라인(205, 231)을 통하여 공급되는 유압의 크기에 영향을 받는다.

제2 레귤레이터 밸브(140)는 밸브 스풀(141)과 이 밸브 스풀(141)에 탄성력을 가하는 스프링(143)을 포함한다. 제2 레귤레이터 밸브(140)의 밸브 스풀(141)의 위치는, 스프링(143)에 의한 힘, 제1 솔레노이드 제어압(Psc1)에 따른 검출압에 의한 힘, 제2 제어압(Pc2)에 따른 검출압에 의한 힘에 따라 결정된다. 제2 제어압(Pc2)은 제2 레귤레이터 밸브(140)의 밸브 스풀(141)의 위치에 대응하여 제어된다.

토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)는 제2 제어압(Pc2)을 공급받을 수 있도록 이루어지며, 공급된 제2 제어압(Pc2)을 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)에 따라 제3 제어압(Pc3)으로 변환하여 출력한다. 이때, 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)는 제2 제어압(Pc2)과 제3 제어압(Pc3)을 검출압으로 이용하여 작동한다. 즉, 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)의 작동은 유압 라인(237, 207)을 통해 공급되는 유압의 크기에 영향을 받는다.

제2 제어압(Pc2)은 유압 라인(223)을 통해 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)로 공급된다. 한편, 유압 라인(223)으로부터 분기되는 참조번호 231의 유압 라인이 형성되며, 유압 라인(231)은 오일 쿨러(229)로 연결된다.

제3 제어압(Pc3)은 참조번호 233의 유압 라인을 통하여 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)로 공급되며, 제3 제어압(Pc3)은 유압 라인(233)으로부터 분기되는 참조번호 235의 유압 라인을 통하여 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)의 검출압으로 공급된다.

한편, 상기한 바와 같이, 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)은 유압 라인(207)을 통해 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)의 검출압으로 공급되며, 제2 제어압(Pc2)은 유압 라인(223)으로부터 분기되는 참조번호 237의 유압 라인을 통하여 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)로 공급된다.

토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)는 밸브 스풀(151)과 이 밸브 스풀(151)을 탄성력을 제공하는 스프링(153)을 포함한다. 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)의 밸브 스풀(151)의 위치는, 스프링(153)에 의한 힘, 제2 제어압(Pc2)에 따른 검출압에 의한 힘, 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)에 따른 검출압에 의한 힘, 및 제3 제어압(Pc3)에 따른 검출압에 의한 힘에 따라 결정된다. 그리고, 제3 제어압(Pc3)은 토크 컨버터 컨트롤 밸브(150)의 밸브 스풀(151)의 위치에 대응하여 제어된다.

록업 클러치 컨트롤 밸브(160)는 제2 제어압(Pc2) 및 제3 제어압(Pc3)이 선택적으로 토크 컨버터(170, Torque converter)로 공급되거나 배출되도록 작동한다. 토크 컨버터(170)는 유체 커플링(hydraulic coupling)을 통하여 동력을 전달하는 장치이며 기계적 연결을 위한 록업 클러치(171)를 포함한다.

록업 클러치 컨트롤 밸브(160)는 2개의 유압 라인(241, 243)을 통해 토크 컨버터(170)에 연결된다. 참조번호 241의 유압 라인은 록업 클러치 해방압(lock-clutch release pressure)을 공급하기 위한 라인이고, 참조번호 243의 유압 라인은 록업 클러치 작동압(lock-up clutch apply pressure)을 공급하기 위한 라인이다.

그리고 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)는 제2 배출 유압라인(244)을 통해 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)에 연결된다. 또한, 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)는 배출 라인인 또 다른 유압라인(303)을 통해 토크 컨버터(170)에 연결된다. 참조번호 303의 유압 라인은 록업 클러치(171)가 작동하고 토크 컨버터(170)의 오일이 일정한 온도 이상으로 상승할 때, 유압라인(243)으로 공급되는 록업 클러치 작동압을 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)를 통해 배출시키는 유로이다.

토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)는 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)와 유압라인(301)으로 연결된다.

한편, 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)는 유압라인(201)에서 분지된 유압라인(202)으로 연결되어 솔레노이드 공급압(Ps)을 공급받아 제3 솔레노이드 제어압(Psc3)으로 변환한다.

토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)로부터 출력되는 제3 솔레노이드 제어압(Psc3)은 참조번호 301의 유압 라인을 통해 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)로 공급되어 검출압으로 작용한다.

토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)는 토크 컨버터(170) 내에 공급된 유체(ATF)의 온도에 따라 제어될 수 있다. 즉, 토크 컨버터(170)로 공급된 오일은 토크 컨버터가 작동할 때 그의 온도를 별도의 온도센서(T, 도 5 참조)에 의해 측정될 수 있다. 이렇게 온도센서(T)에 의해 측정된 토크 컨버터 내부 오일의 온도 값은 트랜스미션 컨트롤 유닛(C)에 전송될 수 있다. 트랜스 밋션 컨트롤 유닛(C)은 온도센서(T)에서 측정된 온도에 따라 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)를 제어할 수 있다.

즉, 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)는 토크 컨버터(170)에 공급된 오일의 온도에 기초하여 적절한 제3 솔레노이드 제어압(Psc3)을 생성한다.

토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)는 유체의 압력을 제어하는 통상의 솔레노이드 밸브로 할 수 있으며, 예를 들어, PWM(pulse width modulation) 솔레노이드 밸브 또는 가변압 솔레노이드 밸브(VFS; Variable Force Solenoid valve)로 할 수 있다. 예를 들어, 솔레노이드 공급압은 자동변속기의 유압장치의 파일럿 밸브(pilot valve)나 리듀싱 밸브(reducing valve)로부터 공급되는 압력으로 할 수 있다.

토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)는 밸브 스풀(181, Valve spool)과 이 밸브 스풀(181)을 탄성적으로 지지하는 스프링(183, Spring)을 포함한다. 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)의 밸브 스풀(181)의 위치는, 스프링(183)의 탄성력, 유압 라인(301)을 통해서 공급되는 제3 솔레노이드 제어압(Psc3)에 의해 결정된다.

다시 설명하면, 참조번호 303의 유압라인은 토크 컨버터(170)와 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)를 연결하고, 참조번호 244의 유압라인은 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)와 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)를 연결한다. 그리고 참조번호 246의 유압라인은 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)와 유압라인(227)에 연결되어 쿨러(229)로 연결된다. 록업 클러치 해방압이 유압 라인(241)을 통해 공급되어 토크 컨버터(170)를 경유하여 유압 라인(243)을 통해 배출되는 경우에는, 록업 클러치(171)가 해방 상태에 있게 된다. 록업 클러치(171)가 해방되는 경우 토크 컨버터가 유체 커플링으로 작동하게 되므로, 록업 클러치 해방압을 토크 컨버터 작동압(torque converter operation pressure)라고도 한다.

반면, 록업 클러치 작동압이 유압 라인(243)을 통해서 토크 컨버터(170)로 공급되고 록업 클러치 해방압이 유압 라인(241)을 통해서 배출되는 경우, 록업 클러치(171)가 작동 제어되는 상태에 있게 된다.

록업 클러치 컨트롤 밸브(160)는, 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)의 세기에 따라 제2 제어압(Pc2)을 록업 클러치 작동압으로 공급하고 제3 제어압(Pc3)을 록업 클러치 해방압으로 공급하도록 작동하거나, 제2 제어압(Pc2)을 록업 클러치 해방압으로 공급하고 공급된 록업 클러치 해방압이 록업 클러치(171)를 경유하여 배출되도록 작동한다.

록업 클러치 컨트롤 밸브(160)는, 유압 라인(223)으로부터 분기되는 참조번호 245의 유압 라인을 통하여 제2 제어압(Pc2)을 공급받을 수 있고, 유압 라인(233)을 통해서 제3 제어압(Pc3)을 공급받을 수 있다.

록업 클러치 컨트롤 밸브(160)는 밸브 스풀(161)과 이 밸브 스풀(161)에 탄성력을 가하는 스프링(163)을 포함한다. 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)의 밸브 스풀(161)의 위치는, 유압 라인(209)를 통하여 유입되는 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)에 의한 힘과 스프링(163)에 의한 힘에 따라 결정된다. 제2 제어압(Pc2) 및 제3 제어압(Pc3)은 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)의 밸브 스풀(161)의 위치에 따라 선택적으로 토크 컨버터(170)로 공급되는 것이다.

이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 록업 클러치(171)의 작동 시와 해방 시의 유압 흐름에 대해 설명한다.

먼저, 록업 클러치(171)의 작동 시의 유압 흐름에 대해 설명한다.

제2 솔레노이드 제어압(Psc2)에 의한 힘이 스프링(163)에 의한 힘 보다 큰 경우, 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)의 밸브 스풀(161)은 도 1에 도시된 상태로 위치하게 된다. 이 경우, 유압 라인(245)은 유압 라인(243)에 연결되고, 유압 라인(233)은 유압 라인(241)에 연결된다. 결과적으로, 유압 라인(245)을 통해 공급되는 제2 제어압(Pc2)은 유압 라인(243)을 통해 록업 클러치 작동압으로 공급된다. 그리고, 유압 라인(233)을 통해서 공급되는 제3 제어압(Pc3)은 유압 라인(241)을 통해서 록업 클러치 해방압으로 작용한다. 따라서 록업 클러치 작동 제어가 가능하게 된다.

이때, 온도 센서(T)가 토크 컨버터(170) 내의 유체의 온도를 측정하여 측정된 온도값을 트랜스밋션 컨트롤 유닛(C)에 전송한다(도 5 참조). 트랜스밋션 컨트롤 유닛(C)은 측정된 온도값과 설정값을 비교하여 측정된 온도값이 설정값(예를 들면, 120℃ 이상) 이상인 경우, 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)를 제어하여 제3 제어압(Psc3)이 생성되도록 한다. 제3 제어압(Psc3)은 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)의 밸브 스풀(181)을 이동시켜 스프링(183)을 밀어 도 4에 도시한 상태로 배치시킨다.

그러면 참조 번호 303의 유압라인과 참조 번호 244의 유압라인이 연결되고, 참조번호 244의 유압라인은 참조번호 246의 유압라인을 통해 참조 번호 277의 유압라인에 연결되어 토크 컨버터(170)로 유입된 유체를 순환시킬 수 있다.

이러한 과정에서 록업 클러치(171)가 연속적으로 작동하는 과정에서 토크 컨버터의 유입된 유체의 온도가 일정한 온도 이상인 경우 록업 클러치 작동압이 순환되면서 유체클러치의 내부 유동이 발생되어 유체와 내부부품의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 내부 부품의 열화방지로 토크 컨버터의 내구성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 제2 솔레노이드 제어압(Psc2)에 의한 힘이 스프링(163)에 의한 힘 보다 작은 경우, 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)의 밸브 스풀(161)은 도 2에 도시된 바와 같이 위치하게 된다. 그리고 이 경우 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)의 밸브 스풀(181)은 도 3과 같이 위치하게 된다. 이는 토크 컨버터(170) 내의 유체가 설정치 이하의 온도를 유지하면서 안정적으로 작동하는 상태이다.

이 경우, 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)의 유압 라인(245)은 유압 라인(241)에 연결되고, 유압 라인(227)은 유압 라인(243)에 연결된다. 그리고 유압라인(244)는 유압라인(246)과 연결된 상태를 유지한다.

결과적으로, 유압 라인(245)를 통해 공급되는 제2 제어압(Pc2)이 유압 라인(241)을 통해 록업 클러치 해방압으로 공급되고, 공급된 록업 클러치 해방압은 록업 클러치(171)를 경유한 후에 유압 라인(243)과 유압 라인(227)을 통해 오일 쿨러(229)로 배출된다. 따라서 록업 클러치(171)가 해방 상태로 된다.

그리고 토크 컨버터에 공급된 유체의 온도가 설정치의 범위 이내인 경우(예를 들면 120℃ 이하인 경우)에는 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)의 밸브 스풀(181)이 도 3에 도시한 상태로 위치한다, 이 경우에는 스프링(183)의 탄성력이 제3 제어압(Psc3)보다 더 크게 작용하는 것을 의미한다. 물론 이때에는 트랜스 밋션 컨트롤 유닛(C)이 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)를 제어하여 제3 제어압(Psc3)의 압력이 스프링(183)의 탄성력보다 작게 된다.

이러한 경우에는 토크 컨버터(170)에서 배출되는 유압라인(303)이 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)에서 참조 부호 244의 유압라인과 차단된다.

이러한 본 발명은 토크 컨버터(170) 내부에 공급된 온도가 설정치 이상으로 상승하는 경우 유체의 열화를 방지하여 내구성을 증대시키는 것을 물론 토크 컨버터의 작동의 안정성을 증대시킬 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

110. 라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브,
120. 록업 컨트롤 솔레노이드 밸브,
130. 제1 레귤레이터 밸브,
140. 제2 레귤레이터 밸브,
150. 토크 컨버터 컨트롤 밸브,
160. 록업 클러치 컨트롤 밸브,
170. 토크 컨버터,
171. 록업 클러치,
180. 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브,
190. 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브

Claims

솔레노이드 공급압을 공급받으며, 공급된 솔레노이드 공급압을 스로틀 개도에　따라 제1 솔레노이드 제어압으로 변환하여 출력하는 라인압 컨트롤 솔레노이드 밸브,
상기 솔레노이드 공급압을 공급받으며, 공급된 솔레노이드 공급압을 제2 솔레노이드 제어압으로 변환하여 출력하는 록업 컨트롤 솔레노이드 밸브,
상기 솔레노이드 공급압을 공급받으며, 공급된 솔레노이드 공급압을 제3 솔레노이드 제어압으로 변환하여 출력하는 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190),
라인압을 공급받을 수 있도록 형성되며, 공급된 라인압을 상기 제1 솔레노이드 제어압에 따라 제1 제어압으로 변환하여 출력하는 제1 레귤레이터 밸브,
상기 제1 제어압을 공급받을 수 있도록 형성되며, 공급된 제1 제어압을 상기 제1 솔레노이드 제어압에 따라 제2 제어압으로 변환하여 출력하는 제2 레귤레이터 밸브,
상기 제2 제어압을 공급받을 수 있도록 형성되며, 공급된 제2 제어압을 상기 제2 솔레노이드 제어압에 따라 제3 제어압으로 변환하여 출력하며, 상기 제2 제어압 및 상기 제3 제어압을 검출압으로 이용하여 작동하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브,
상기 제2 솔레노이드 제어압의 크기에 따라, 상기 제2 제어압을 록업 클러치 작동압으로 공급하고 상기 제3 제어압을 록업 클러치 해방압으로 공급하도록 작동하거나, 상기 제2 제어압을 록업 클러치 해방압으로 공급하고 공급된 록업 클러치 해방압이 록업 클러치를 경유하여 배출되도록 작동하는 록업 클러치 컨트롤 밸브, 그리고
상기 토크 컨버터(170)와 상기 록업 클러치 컨트롤 밸브(160) 사이에 유압 라인(303, 244)으로 연결되며, 상기 제3 솔레노이드 제어압에 의해 작동하는 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)를 포함하며,
상기 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)는 토크 컨버터 내의 오일의 온도가 설정치보다 높을 때, 토크 컨버터(170)와 연결되는 유압라인(303)과 상기 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)를 유압라인(244)으로 연결하여 오일을 순환시키고,
상기 록업 클러치 컨트롤 밸브는
상기 록업 클러치가 작동할 때, 상기 록업 클러치 작동압을 순환시키기 위해 유압라인(245)에서 유압라인(243)으로 작동압을 공급하고 토크 컨버터(170)의 내부를 순환유동시킨 후 유압라인(244)과 연결되는 유압라인(246)을 통해 상기 록업 클러치 작동압을 쿨러로 순환시켜 유체를 냉각시키는 록업 클러치 컨트롤 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 토크 컨버터 유로 컨트롤 밸브(180)는
상기 토크 컨버터 내의 온도가 설정치 보다 작은 경우에는 스프링의 탄성력에 의해 밸브 스풀을 이동시켜 상기 토크 컨버터와 연결되는 유압라인(303)과 록업 클러치 컨트롤 밸브(160)와 연결되는 유압라인(244)을 차단하는 록업 클러치 컨트롤 시스템.
청구항 1에 있어서,
온도센서가 토크 컨버터의 내부의 온도를 측정하여 트랜스밋션 컨트롤 유닛에 전송하고,
상기 트랜스밋션 컨트롤 유닛은 상기 온도센서의 측정값과 설정치를 비교하여 상기 토크 컨버터 유로 컨트롤 솔레노이드 밸브(190)를 제어하여 제3 솔레노이드 제어압(Psc3)을 생성시키는 록업 클러치 컨트롤 시스템.
청구항 1 또는 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 설정치 온도는 120℃ 이상인 록업 클러치 컨트롤 시스템.