KR19990028323U - Engine pressure control device of belt continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
본 고안은 비례압력해제밸브와 같은 전자밸브를 이용한 엔진 피톳압의 실시간 제어를 통해 무단변속기를 최적으로 제어할 수 있는 벨트식 무단변속기의 엔진 피톳압 제어장치에 관한 것으로서, 이 엔진 피톳압 제어장치는 ECU(170)로부터 전달되는 엔진 회전수에 의해서 구한 목표값을 바탕으로 최적의 엔진 피톳압을 형성하도록 제어하는 제어기(180)와, 이 제어기(180)에서 전달되는 출력신호에 따라 작동되어 유압라인(190)을 통해 유입되는 라인압을 제어하여 파일럿압을 형성한 다음, 유압라인(192)을 통해 클러치압제어밸브로 공급하는 비례압력해제밸브(200)를 포함하는 구성을 지니고 있다.The present invention relates to an engine piston pressure control device of a belt type continuously variable transmission that can optimally control a continuously variable transmission by real-time control of engine piston pressure using a solenoid valve such as a proportional pressure release valve. The controller 180 controls to form an optimum engine pressure based on the target value determined by the engine speed transmitted from the ECU 170, and is operated according to the output signal transmitted from the controller 180. After forming the pilot pressure by controlling the line pressure flowing through the line 190, and has a configuration including a proportional pressure release valve 200 to supply to the clutch pressure control valve through the hydraulic line (192).
Description
본 고안은 벨트식 무단변속기의 유압제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 비례압력해제밸브와 같은 전자밸브를 이용한 엔진 피톳압의 실시간 제어를 통해 무단변속기를 최적으로 제어할 수 있는 벨트식 무단변속기의 엔진 피톳압 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic control device of a belt continuously variable transmission, and more particularly, a beltless stepless control that can optimally control the continuously variable transmission through real-time control of engine pressure using a solenoid valve such as a proportional pressure release valve. The present invention relates to an engine pressure control device of a transmission.
현재, 자동차에서 사용하고 있는 변속기는 변속방식에 따라 수동변속기와 자동변속기로 구분되며 자동변속기는 다시 유단자동변속기와 무단자동변속기(continuously variable transmission; CVT)로 구분된다. 이러한 변속기는 엔진의 회전력을 변환시켜 구동바퀴로 전달하는 기능 이외에도, 정차시 엔진의 공회전을 가능하게 하며, 구동바퀴의 회전방향을 전환시켜 후진을 가능케 한다.Currently, the transmissions used in automobiles are classified into manual transmissions and automatic transmissions according to the transmission method, and automatic transmissions are divided into a stepped automatic transmission and a continuously variable transmission (CVT). In addition to the function of converting the rotational force of the engine and transmitting it to the driving wheel, the transmission enables idling of the engine when the vehicle is stopped and enables the reverse by changing the rotational direction of the driving wheel.
기존의 수동변속기나 유단자동변속기에서는 엔진의 회전속도에 따른 변속비가 극히 제한되어 있기 때문에 일정한 변속범위들간의 변속을 이루게 되므로 변속단이 존재하여 변속충격등이 발생하게 된다. 그러나, 무단변속기에서는 주어진 범위내의 모든 변속비를 연속적으로 선택할 수 있으므로, 무단변속기를 장착한 차량에서는 엔진이 요구되는 회전운전점에서 운전되도록 주행조건에 대한 변속비를 구현하여 최대출력 및 최저연비점으로 운전가능하게 된다.In the existing manual transmission or stepped automatic transmission, since the transmission ratio is very limited according to the rotational speed of the engine, since the shift is made between certain shift ranges, a shift stage exists and a shift shock occurs. However, in the continuously variable transmission, all transmission ratios within a given range can be selected continuously. Therefore, in a vehicle equipped with the continuously variable transmission, the transmission ratio for driving conditions is implemented so that the engine operates at the required rotational driving point. It becomes possible.
또한, 변속이 진행되는 동안에도 동력전달이 차단되지 않으므로 변속충격이 거의 없다. 자동차용 무단변속기로는 고무벨트나 체인을 이용하여 풀리의 유효직경을 변화시킴으로써, 무단으로 변속하는 방식이 채용되고 있다. 벨트 구동방식이나 체인 구동방식은 모두 양측 풀리의 폭을 변화시키는 것에 의하여 속도비를 무단계로 변화시키는 것으로, 각 풀리의 폭은 주로 유압을 통해 조정한다. 구동풀리의 유효직경이 작을 때에는 종동풀리의 유효직경이 증대되어 저속의 변속단을 얻을 수 있으며, 반대로, 구동풀리의 유효직경이 클 때에는 종동풀리의 유효직경이 감소되면서 고속의 변속단을 얻을 수 있다. 통상, 변속비는 0.5∼2.5의 사이를 무단계로 변환하게 된다.In addition, since transmission of power is not interrupted even during shifting, there is almost no shift shock. As a continuously variable transmission for automobiles, a method of continuously changing speed is adopted by changing the effective diameter of a pulley using a rubber belt or a chain. Both the belt drive system and the chain drive system change the speed ratio steplessly by changing the width of both pulleys, and the width of each pulley is adjusted mainly by hydraulic pressure. When the effective diameter of the driving pulley is small, the effective diameter of the driven pulley is increased to obtain a low speed shift stage. On the contrary, when the effective diameter of the driving pulley is large, the effective diameter of the driven pulley is reduced, and the high speed transmission stage is obtained. have. Usually, the speed ratio is converted steplessly between 0.5 and 2.5.
도 1은 벨트식 무단변속기의 기어 트레인을 개략적으로 도시한 구성도이다. 크랭크축의 일단에는 플라이 휘일(2)이 고정되어 있으며, 이 플라이 휘일(2)을 통해 전달되는 엔진의 구동력은 토션댐퍼(4)를 통해 구동축(10)으로 전달된다. 구동축(10)에는 직결축(6)이 고정되어 있고, 이 직결축(8)의 단부에는 각종 마찰계합요소를 제어하는 유압제어장치에 오일을 공급하기 위한 오일펌프(8)가 설치되어 있다.1 is a configuration diagram schematically showing a gear train of a belt continuously variable transmission. The flywheel 2 is fixed to one end of the crankshaft, and the driving force of the engine transmitted through the flywheel 2 is transmitted to the drive shaft 10 through the torsion damper 4. The direct coupling shaft 6 is fixed to the drive shaft 10, and an oil pump 8 for supplying oil to the hydraulic control device for controlling various frictional engagement elements is provided at the end of the direct coupling shaft 8.
토션댐퍼(4)를 통해 구동축(10)으로 전달된 엔진의 구동력은 캐리어(32)를 통해 유성기어세트(30)로 전달된다. 유성기어세트(30)는 입력축(40)과 연결되어 있는 선기어(34)와, 이 선기어(34)와 외접하는 더블 피니언(36, 36') 및 이 더블 피니언(36, 36')과 내접하는 링기어(38)로 이루어져 있다. 캐리어(32)는 전진 클러치(42)와 작동적으로 연결되며, 링기어(38)는 후진 클러치(44)와 작동적으로 연결된다.The driving force of the engine transmitted to the drive shaft 10 through the torsion damper 4 is transmitted to the planetary gear set 30 through the carrier 32. The planetary gear set 30 is inscribed with a sun gear 34 connected to the input shaft 40, a double pinion 36 and 36 'external to the sun gear 34 and the double pinion 36 and 36'. Ring gear 38. The carrier 32 is operatively connected with the forward clutch 42, and the ring gear 38 is operatively connected with the reverse clutch 44.
전진시에 계합되어 유성기어세트(30)의 캐리어(32)를 통해 전달된 엔진의 구동력을 전달하는 전진 클러치(42)는 후술하는 구동풀리(50)와 연결된다. 후진시에 계합되어 후진을 가능케 하는 후진 클러치(44)의 일측면은 변속기 하우징(20)에 고정되어 있다.The forward clutch 42, which is engaged at the time of forward movement and transmits the driving force of the engine transmitted through the carrier 32 of the planetary gear set 30, is connected to the drive pulley 50 to be described later. One side of the reverse clutch 44 which engages in reverse and enables reverse, is fixed to the transmission housing 20.
상기 입력축(40)의 단부에 일체로 구성되며 상기 직결축(6)을 중심으로 회전가능하게 설치되는 구동풀리(50)가 갖추어져 있다. 구동풀리(50)는 캐리어(32)와 유성기어세트(30)부터 입력된 구동력을 벨트(14)를 개재하여 종동풀리(56)로 전달한다. 종동풀리(56)로 전달된 동력은 출력축(58)과 중간 피니언(60) 및 아이들러 기어(62)를 통해 아이들러 샤프트(64)로 전달되며, 아이들러 샤프트(64)로 전달된 구동력은 종감속 피니언(36, 36')과 종감속 기어(68)를 거쳐 차동기어(70)로 전달된 다음, 좌우측 구동바퀴로 보내짐으로써, 차량의 주행을 가능케 한다.A driving pulley 50 is integrally formed at the end of the input shaft 40 and rotatably installed about the direct coupling shaft 6. The driving pulley 50 transmits the driving force input from the carrier 32 and the planetary gear set 30 to the driven pulley 56 via the belt 14. Power transmitted to the driven pulley 56 is transmitted to the idler shaft 64 through the output shaft 58, the intermediate pinion 60 and the idler gear 62, and the driving force transmitted to the idler shaft 64 is It is transmitted to the differential gear 70 via 36 and 36 'and the longitudinal reduction gear 68 and then to the left and right driving wheels, thereby enabling the vehicle to travel.
이러한 구성의 무단변속기에 있어서, 변속레버가 주차(P) 또는 중립(N)에 위치되어 있는 경우에, 전진 클러치(42)와 후진 클러치(44)는 모두 해방된 상태를 유지한다. 다만, 주차(P)위치에서 종동풀리(52)는 주차 로크 등에 의해 기계적으로 고정되어 차량이 움직이지 않도록 제지한다.In the continuously variable transmission of this configuration, when the shift lever is positioned at the parking P or the neutral N, both the forward clutch 42 and the reverse clutch 44 are kept in the released state. However, in the parking (P) position, the driven pulley 52 is mechanically fixed by the parking lock or the like to restrain the vehicle from moving.
운전자가 선택레버를 전진주행(D)이나 속도제한 또는 부하운전(L)을 선택하게 되면, 전진 클러치(42)가 계합되고 후진 클러치(44)는 해방상태를 유지하게 된다. 전진 클러치(42)의 계합으로 캐리어(32)는 커넥터(46)를 개재하여 구동풀리(50)과 연결된다. 즉, 유성기어세트가 일체적으로 회전되면서 구동축(10)을 통해 전달되는 엔진의 회전력이 구동풀리(50)로 전달된다. 구동풀리(50)의 회전력은 벨트(14)를 개재하여 종동풀리(56)로 전달되며, 종동풀리(56)로 전달된 동력은 차례대로, 출력축(58), 중간 피니언(60), 아이들러 기어(62) 및 아이들러 샤프트(64)를 거쳐 종감속 피니언(36, 36')과 종감속 기어(68)로 전달된 후에, 차동기어(70)를 통해 좌우측 구동바퀴로 전달된다.When the driver selects the advance lever D, the speed limit, or the load operation L as the selection lever, the forward clutch 42 is engaged and the reverse clutch 44 is maintained in the released state. By engaging the forward clutch 42, the carrier 32 is connected to the drive pulley 50 via the connector 46. That is, while the planetary gear set is integrally rotated, the rotational force of the engine transmitted through the drive shaft 10 is transmitted to the drive pulley 50. The rotational force of the driving pulley 50 is transmitted to the driven pulley 56 via the belt 14, and the power transmitted to the driven pulley 56 is in turn, the output shaft 58, the intermediate pinion 60, the idler gear. After transmission to the deceleration pinion 36, 36 ′ and the reduction gear 68 via the 62 and idler shaft 64, it is transmitted to the left and right drive wheels through the differential gear 70.
만일, 선택레버가 후진(R)에 위치되면, 유압제어장치의 제어에 의해서 전진 클러치(42)가 해방되고 후진 클러치(44)는 유압에 의해 계합된다. 그에 따라서, 후진 클러치(44)는 변속기 하우징(20)에 대해 링기어(38)를 고정시켜 반력을 제공한다.If the selection lever is located in the reverse direction R, the forward clutch 42 is released by the control of the hydraulic control device and the reverse clutch 44 is engaged by the hydraulic pressure. Accordingly, the reverse clutch 44 secures the ring gear 38 with respect to the transmission housing 20 to provide a reaction force.
링기어(38)가 변속기 하우징(20)에 대해 고정됨에 따라, 링기어(38)에 치합되어 있는 피니언(36)은 캐리어(32)의 회전방향과 반대로 회전되며, 선기어(34)와 치합되어 있는 피니언(36')은 캐리어(32)의 회전방향과 같은 방향으로 회전된다. 그 결과, 선기어(34)는 캐리어(32)의 회전방향과 반대로 회전되므로, 구동풀리(50)와 일체로 구성되는 입력축(40)이 구동축(10)의 회전방향과 반대로 회전하게 되어 차량의 후진을 가능케 한다.As the ring gear 38 is fixed relative to the transmission housing 20, the pinion 36 engaged with the ring gear 38 is rotated in the opposite direction to the rotational direction of the carrier 32 and engaged with the sun gear 34. The pinion 36 ′ is rotated in the same direction as the rotation direction of the carrier 32. As a result, since the sun gear 34 is rotated in the opposite direction to the rotational direction of the carrier 32, the input shaft 40 integrally formed with the drive pulley 50 is rotated in the opposite direction to the rotational direction of the drive shaft 10 so that the vehicle reverses. Makes it possible.
도 2는 종래의 유압제어장치를 도시한 회로도이다. 이것은 미국특허 제 4,400,164호에 개시된 벨트식 무단변속기의 유압제어장치로서, 개략적인 구성을 보면, 오일펌프(8)에 의해서 흡인되는 오일의 압력을 적절히 제어하여 소정의 라인압을 형성한 다음, 종동풀리(52)를 작동시키는 제 2유압 실린더(56)로 보내는 축력제어밸브(120)와, 캠(131)의 작동에 따라 축력제어밸브(120)에서 공급되는 오일을 구동풀리(50)를 작동시키는 제 2유압 실린더(56)로 보내는 변속비제어밸브(140)가 구비되어 있다.Figure 2 is a circuit diagram showing a conventional hydraulic control device. This is a hydraulic control device of a belt continuously variable transmission disclosed in US Patent No. 4,400,164. In a schematic configuration, the oil pressure drawn by the oil pump 8 is properly controlled to form a predetermined line pressure, and then driven. The driving pulley 50 operates the oil supplied from the axial force control valve 120 according to the operation of the cam 131 and the axial force control valve 120 which is sent to the second hydraulic cylinder 56 which operates the pulley 52. The gear ratio ratio control valve 140 to the second hydraulic cylinder 56 to be provided is provided.
변속비제어밸브(140)에 의해 구동풀리(50)의 제 1유압 실린더(54)에 오일이 공급되면서 구동풀리(50)의 유효직경이 변화되면, 이 변화량량은 로드(117) 및 레버(151)를 통해 축력제어밸브(120)로 전달되어 종동풀리(56)의 제 2유압 실린더(56)로 공급되는 라인압을 기계적으로 제어하게 된다.When the effective diameter of the drive pulley 50 is changed while oil is supplied to the first hydraulic cylinder 54 of the drive pulley 50 by the speed ratio control valve 140, the amount of change is the rod 117 and the lever 151. Is transmitted to the axial force control valve 120 to mechanically control the line pressure supplied to the second hydraulic cylinder 56 of the driven pulley 56.
이를 보다 상세히 설명하면, 종동풀리(56)의 벨트 접촉면에 작용하는 축방향 압축력(축력이라 약칭함)의 크기에 의해 구동풀리(50)로부터 종동풀리(56)로 전달할 수 있는 최대 토오크의 크기가 결정되며, 벨트(14)와 풀리(50, 56)간의 미끄러짐이 없이 전달 가능한 최대 토오크 값이 주어진 엔진출력 및 변속비 하에서 입력축(40)으로부터 출력축(58)으로 전달되는 토오크 보다 크도록 축력을 제어한다. 이와 같은 기계유압 제어방식에서는 엔진 회전수와 변속비를 입력신호로 하여 축력을 제어하게 된다.In more detail, the maximum torque that can be transmitted from the driving pulley 50 to the driven pulley 56 by the magnitude of the axial compressive force (abbreviated as axial force) acting on the belt contact surface of the driven pulley 56 is And control the axial force such that the maximum torque value that can be transmitted without slipping between the belt 14 and the pulleys 50, 56 is greater than the torque transmitted from the input shaft 40 to the output shaft 58 under a given engine output and transmission ratio. . In such a mechanical hydraulic pressure control method, the axial force is controlled using the engine speed and the speed ratio as input signals.
여기에서, 구동풀리(50)는 입력축(40)과 일체로 형성되어 있는 고정판(50a) 및 볼스플라인 결합에 의해 입력축(40)을 따라 길이방향으로 미끄럼 이동할 수 있도록 장착된 이동판(50b)으로 구성되어 있으며, 이동판(50b)은 제 1유압 실린더(54)의 피스톤 역할을 한다. 제 1유압 실린더(54)에는 제 1유압실(54a)이 형성되어 있으며, 이 제 1유압실(54a)을 구성하는 챔버(123)에는 오일구멍(124)이 형성되어 있다. 그러므로, 입력축(40)의 회전에 따라 원심력이 증대되면, 제 1유압실(54a)내부의 오일은 오일구멍(124)을 통해 피톳튜브(125)로 배출된 다음, 유압라인(26)을 통해 변속비제어밸브(120)에 형성된 포트(122)와 축력제어밸브(140)에 형성된 포트(146)로 공급된다.Here, the driving pulley 50 is a fixed plate 50a which is formed integrally with the input shaft 40 and a moving plate 50b mounted to be slid in the longitudinal direction along the input shaft 40 by ball spline coupling. The moving plate 50b serves as a piston of the first hydraulic cylinder 54. The 1st hydraulic chamber 54a is formed in the 1st hydraulic cylinder 54, and the oil hole 124 is formed in the chamber 123 which comprises this 1st hydraulic chamber 54a. Therefore, when the centrifugal force is increased by the rotation of the input shaft 40, the oil in the first hydraulic chamber 54a is discharged to the pipe tube 125 through the oil hole 124, and then through the hydraulic line 26 It is supplied to the port 122 formed in the speed ratio control valve 120 and the port 146 formed in the axial force control valve 140.
벨트(14)를 개재하여 구동풀리(50)와 함께 회전하는 종동풀리(52)는 출력축(58)과 일체로 형성되어 있는 고정판(52a) 및 볼스플라인 결합에 의해 출력축(58)을 따라 길이방향으로 미끄럼 이동할 수 있도록 장착된 이동판(52b)으로 구성되어 있으며, 이동판(52b)은 제 2유압 실린더(56)와 일체로 형성되어 있다. 제 2유압실(56a)은 피스톤(111)에 의해 감싸져 있으며, 유압라인(113)을 통해 작동유체인 오일이 공급 및 배출된다.The driven pulley 52 which rotates together with the drive pulley 50 via the belt 14 is longitudinally along the output shaft 58 by the fixing plate 52a and the ball spline which are integrally formed with the output shaft 58. It consists of a moving plate 52b mounted so as to be slidable, and the moving plate 52b is integrally formed with the second hydraulic cylinder 56. The second hydraulic chamber 56a is surrounded by the piston 111, and oil, which is a working fluid, is supplied and discharged through the hydraulic line 113.
구동풀리(50)를 구성하는 이동판(50b)에는 압축 스프링(129)에 의해 가압되어 있는 센싱 슈(18)가 배치되어 있으며, 센싱 슈(18)의 변위에 따라 로드(117)가 이동되면서 레버(151)를 가압하게 된다. 그에 따라, 레버(151)는 회전축(150)을 중심으로 회전되면서 스프링(147)을 통해 축력제어밸브(140)에 내장된 제 2스풀(141)을 이동시킨다.The sensing shoe 18 pressurized by the compression spring 129 is disposed on the moving plate 50b constituting the driving pulley 50, and the rod 117 is moved according to the displacement of the sensing shoe 18. The lever 151 is pressed. Accordingly, the lever 151 rotates about the rotation shaft 150 to move the second spool 141 embedded in the axial force control valve 140 through the spring 147.
오일펌프(8)가 작동되면, 오일탱크(116)에 저장되어 있던 오일이 흡인되면서 오일휠터(119)를 통과한 다음, 오일은 다시 유압라인(144)을 경유하여 축력제어밸브(140)로 공급된다. 축력제어밸브(140)는 오일펌프(8)에 의해 압송된 오일의 압력을 조절하는 것으로, 내부에는 스프링(147)에 의해 가압된 상태의 제 2스풀(141)이 설치되어 있다. 제 2스풀(141)에는 확대단부(142)가 형성되어 있어, 오일펌프(8)에 의해 펌핑되는 오일의 압력이 과도하게 높은 경우에는 공간부(143)로 유입된 고압의 오일이 확대단부(142)의 우측면에 작용하게 되며, 제 2스풀(141)은 스프링(147)의 힘을 이기고 도면에서 좌측으로 밀리게 된다. 그 결과, 유압라인(144)을 통해 유입된 오일의 일부가 리턴라인(145)을 따라 오일탱크(116)로 복귀됨으로써, 라인압을 일정하게 유지하게 된다.When the oil pump 8 is operated, the oil stored in the oil tank 116 is sucked through the oil filter 119, and then the oil is returned to the axial force control valve 140 via the hydraulic line 144. Supplied. The axial force control valve 140 regulates the pressure of the oil pumped by the oil pump 8, and the second spool 141 is pressurized by the spring 147 therein. An enlarged end 142 is formed in the second spool 141. When the pressure of the oil pumped by the oil pump 8 is excessively high, the high pressure oil introduced into the space 143 is expanded. It acts on the right side of the 142, the second spool 141 is pushed to the left in the drawing to overcome the force of the spring 147. As a result, a part of the oil introduced through the hydraulic line 144 is returned to the oil tank 116 along the return line 145, thereby maintaining a constant line pressure.
축력제어밸브(140)에 내장되어 있는 제 2스풀(141)은 구동풀리(50)의 회전속도에 의해서도 영향을 받는다. 즉, 구동풀리(50)의 회전속도가 증대되어 챔버(123)에 가해지는 원심력이 커지게 되면, 제 1유압실(54a)내의 오일이 오일구멍(124)을 통해 피톳튜브(25)로 배출된다. 배출된 오일은 유압라인(126)을 통해서 축력제어밸브(140)의 공간부(146)로 유입된다. 이와 함께, 유압라인(126)을 통해 변속비제어밸브(120)의 공간부(122)로도 오일이 공급됨으로써, 상기 축력제어밸브(140)와 변속비제어밸브(120)를 작동시키는 피톳압을 형성하게 된다. 이해를 돕기 위하여, 본 명세서에서는 피톳압이 형성된 유압라인을 연속 X로 표시하였으며, 라인압은 연속사선으로 표시하는 한편, 구동풀리 작동압은 연속 Ⅰ로 각각 구분하여 표시하였다.The second spool 141 embedded in the axial force control valve 140 is also affected by the rotational speed of the driving pulley 50. That is, when the rotational speed of the driving pulley 50 is increased to increase the centrifugal force applied to the chamber 123, the oil in the first hydraulic chamber 54a is discharged to the piston tube 25 through the oil hole 124. do. The discharged oil is introduced into the space part 146 of the axial force control valve 140 through the hydraulic line 126. In addition, the oil is also supplied to the space portion 122 of the speed ratio control valve 120 through the hydraulic line 126 to form a pressure pressure for operating the force control valve 140 and the speed ratio control valve 120. do. For the sake of clarity, in the present specification, the hydraulic line in which the pneumatic pressure is formed is indicated by the continuous X, the line pressure is indicated by the continuous diagonal line, and the driving pulley operating pressure is separately indicated by the continuous I.
무단변속기의 변속비를 제어하는 변속비제어밸브(120)내에는 제 1스풀(121)이 내장되어 있다. 이 제 1스풀(121)의 일단은 유압라인(126)을 통해 공간부(122)로 유입된 오일에 의해 가압되어 있으며, 타단은 스프링(127)을 개재하여 피스톤(128)에 의해 가압되어 있다. 피스톤(128)은 캠(131)에 의해 연동되는 종동자(133)의 일단에 부착되어 있다. 따라서, 회전축(132)을 중심으로 캠(131)이 회전하게 되면, 종동자(133)가 길이방향을 따라 직선으로 이동되면서 피스톤(128)을 개재하여 제 1스풀(121)을 가압하게 된다.The first spool 121 is embedded in the speed ratio control valve 120 that controls the speed ratio of the continuously variable transmission. One end of the first spool 121 is pressurized by the oil introduced into the space 122 through the hydraulic line 126, and the other end is pressurized by the piston 128 via the spring 127. . The piston 128 is attached to one end of the follower 133 which is interlocked by the cam 131. Therefore, when the cam 131 is rotated about the rotation shaft 132, the follower 133 is moved in a straight line along the longitudinal direction to press the first spool 121 via the piston 128.
이러한 구성의 유압제어장치에 있어서, 변속비의 제어는 다음과 같이 이루어진다.In the hydraulic control apparatus of such a configuration, control of the transmission ratio is performed as follows.
무단변속기가 주어진 변속비를 유지하는 동안에는 구동풀리(50)의 이동판(50b) 및 종동풀리(52)의 이동판(52b)은 정지된 상태를 유지하며, 변속비제어밸브(120)에 내장되어 있는 스프링(127)의 힘은 축력제어밸브(140)의 공간부(122)를 통해 작용하는 피톳압 및 공간부(161)를 통해 작용하는 구동풀리 작동압과 동일하게 유지된다.While the continuously variable transmission maintains a given speed ratio, the moving plate 50b of the drive pulley 50 and the moving plate 52b of the driven pulley 52 remain stopped and are built in the speed ratio control valve 120. The force of the spring 127 is maintained equal to the pneumatic pressure acting through the space portion 122 of the axial force control valve 140 and the driving pulley operating pressure acting through the space portion 161.
이러한 상태에서, 구동풀리(50)의 회전속도가 점차 증대되면, 유압라인(126)을 통해 공간부(122)에 가해지는 피톳압이 증대됨으로써, 제 1스풀(121)은 스프링(127)의 힘을 이기고 좌측으로 이동되면서 유로를 개방하게 되어, 유압라인(144 및 106)을 통해서 제 1유압 실린더(54)의 제 1유압실(54a)에 오일이 공급되기 시작한다. 제 1유압실(54a)로 유입된 오일은 구동풀리(50)의 이동판(50b)을 가압하게 되고, 이동판(50b)은 입력축(40)을 따라 길이방향으로 이동되면서 벨트(14)의 직경비를 점차 증대시키게 된다.In this state, when the rotational speed of the driving pulley 50 is gradually increased, the pressure applied to the space 122 through the hydraulic line 126 is increased, whereby the first spool 121 is connected to the spring 127. The flow path is opened while being moved to the left side after defeating the force, and oil is supplied to the first hydraulic chamber 54a of the first hydraulic cylinder 54 through the hydraulic lines 144 and 106. The oil flowing into the first hydraulic chamber 54a pressurizes the moving plate 50b of the driving pulley 50, and the moving plate 50b moves along the input shaft 40 in the longitudinal direction of the belt 14. The diameter ratio is gradually increased.
제 1스풀(121)이 좌측으로 이동되는 동안에, 센싱 슈(18)와 로드(117)의 작동에 의해서 레버(151)가 회동하게 되며, 레버(151)의 회동으로 제 1스풀(121)이 밀리면서 유로를 개방하게 된다. 그 결과, 축력제어밸브(140)로 유입된 오일의 일부가 리턴라인(145)을 통해 배출되고, 유압라인(144 및 162)을 통해서 변속비제어밸브(120)에 형성된 공간부(161)의 압력이 저하됨으로써, 공간부(122)의 증대된 압력을 보상하는 한편, 유압라인(113)을 통해 제 2유압 실린더(56)의 제 2유압실(56a)로 공급되는 라인압이 저하된다. 압력의 저하로 종동풀리(52)의 이동판(52b)은 출력축(58)을 따라 길이방향으로 이동되며, 종동풀리(52)의 유효직경의 증가는 구동풀리(50)에서의 유효직경의 감소로 이어짐으로써, 출력축(58)의 회전속도가 증대되어 차량의 가속이 이루어진다.While the first spool 121 is moved to the left side, the lever 151 is rotated by the operation of the sensing shoe 18 and the rod 117, and the first spool 121 is rotated by the rotation of the lever 151. As it is pushed, the flow path is opened. As a result, a part of the oil introduced into the axial force control valve 140 is discharged through the return line 145 and the pressure of the space portion 161 formed in the speed ratio control valve 120 through the hydraulic lines 144 and 162. As a result, the pressure of the space 122 is increased and the line pressure supplied to the second hydraulic chamber 56a of the second hydraulic cylinder 56 through the hydraulic line 113 is reduced. The moving plate 52b of the driven pulley 52 is moved in the longitudinal direction along the output shaft 58 due to the drop in pressure, and the increase in the effective diameter of the driven pulley 52 decreases the effective diameter in the drive pulley 50. By this, the rotational speed of the output shaft 58 is increased to accelerate the vehicle.
이와 같은 구성의 종래 무단변속기에 있어서, 엔진 피톳압을 발생하는 장치를 보면, 클러치(4)를 개재하여 엔진과 직결된 입력축(40)의 끝단에 회전수에 상당하는 원심력을 발생시키는 챔버(90)를 설치한 다음, 입력축(40)의 회전에 따라 작용하는 원심력에 의해서 발생된 챔버(90)내부의 압력을 피톳튜브(92)를 통해 필요부에 공급하게 된다. 입력축(40)에는 펌프 하우징(80)이 설치되어 있으며, 이 펌프 하우징(80)에는 구동기어(82) 및 종동기어(84)로 구성된 펌프가 내장되어 있어 오일을 압축한다.In the conventional continuously variable transmission having such a configuration, when the engine generating pressure is generated, the chamber 90 generates centrifugal force corresponding to the rotational speed at the end of the input shaft 40 directly connected to the engine via the clutch 4. ), And then, the pressure inside the chamber 90 generated by the centrifugal force acting upon the rotation of the input shaft 40 is supplied to the required portion through the pipe tube 92. The pump shaft 80 is installed in the input shaft 40. The pump housing 80 includes a pump composed of a drive gear 82 and a driven gear 84 to compress oil.
이러한 구성을 지닌 종래의 기계 유압식 무단변속기의 유압제어장치는 유체의 운동 특성상 엔진 회전수와 발생 압력간의 관계식 정립이 힘들고, 엔진 회전수 변화에 대한 발생압력 변화간의 시간 지연이 생겨 실시간으로 제어하는 것이 불가능하다. 또한, 유압 시스템의 튜닝시에 많은 시간 및 비용이 소요되는 문제가 있다.The hydraulic control device of the conventional mechanical hydraulic continuously variable transmission having such a configuration is difficult to establish a relation between the engine speed and the generated pressure due to the motion characteristics of the fluid, and it is possible to control in real time due to the time delay between the generated pressure changes to the engine speed change. impossible. In addition, there is a problem that takes a lot of time and money when tuning the hydraulic system.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 고안은 비례압력해제밸브와 같은 전자밸브를 이용하여 무단변속기의 엔진 피톳압을 전자적으로 제어하여 엔진 회전수 변화에 대한 발생압력 변화간의 시간지연을 막아 실시간 제어를 가능케 하며, 차량의 상태(주행, 정차, 후진 및 공회전) 및 엔진 회전수에 상응하는 파일럿압을 생성하여 필요부위로 공급하는 한편, 다른 엔진 및 차량에 적용하는 경우에 튜닝시간과 비용을 절감할 수 있는 벨트식 무단변속기의 엔진 피톳압 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention uses an solenoid valve, such as a proportional pressure release valve, to electronically control the engine pumping pressure of the continuously variable transmission to prevent time delay between changes in pressure generated by the engine speed change, thereby real-time control. It generates and supplies pilot pressure corresponding to the vehicle's condition (driving, stopping, reversing and idling) and engine speed to the required area, while reducing tuning time and cost when applied to other engines and vehicles. It is an object of the present invention to provide an engine driven pressure control device of a belt continuously variable transmission.
도 1은 일반적인 벨트식 무단변속기의 기어 트레인을 도시한 구성도,1 is a block diagram showing a gear train of a general belt continuously variable transmission,
도 2는 종래의 엔진 피톳압 발생치가 포함된 무단변속기의 유압제어장치를 도시한 회로도,2 is a circuit diagram showing a hydraulic control apparatus of a continuously variable transmission including a conventional engine pressure generating value;
도 3은 본 고안에 따른 엔진 피톳압 제어장치를 도시한 회로도,3 is a circuit diagram showing an engine pressure control device according to the present invention,
도 4는 본 고안에 따른 엔진 피톳압 제어장치의 블록도.Figure 4 is a block diagram of the engine pressure control device according to the present invention.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣
2:플라이 휘일 4:토션댐퍼2: fly wheel 4: torsion damper
6:직결축 8:오일펌프6: Direct shaft 8: Oil pump
14:벨트 20:변속기 하우징14: belt 20: transmission housing
30:유성기어세트 32:캐리어30: planetary gear set 32: carrier
34:선기어 36, 36':피니언34: Sun gear 36, 36 ': Pinion
38:링기어 40:입력축38: ring gear 40: input shaft
42, 44:진진, 후진 클러치 46:커넥터42, 44: Forward, reverse clutch 46: Connector
50, 52:구동, 종동풀리 54, 56:제 1, 2유압 실린더50, 52: Drive, driven pulley 54, 56: 1st, 2 hydraulic cylinder
54a:제 1유압실 56a:제 2유압실54a: 1st hydraulic chamber 56a: 2nd hydraulic chamber
58:출력축 60:중간 피니언58: output shaft 60: middle pinion
62:아이들 기어 64:아이들 샤프트62: children gear 64: children shaft
66:종감속 피니언 68:종감속기어66: reduction gear pinion 68: reduction gear
70:차동기어 117:로드70: differential gear 117: rod
118:센싱 슈 120:변속비제어밸브118: sensing shoe 120: speed ratio control valve
128:피스톤 131:캠128: Piston 131: cam
133:종동자 140:축력제어밸브133: follower 140: axial force control valve
151:레버 170:ECU151: Lever 170: ECU
180:제어기 200:비례압력해제밸브180: controller 200: proportional pressure release valve
상술한 본 고안의 목적은 엔진의 구동력이 전달되는 입력축과, 이 입력축에 설치된 구동풀리와, 벨트를 개재하여 구동풀리로부터 전달되는 회전력을 출력축으로 보내는 종동풀리와, 구동풀리의 이동판을 입력축의 길이방향을 따라 미끄럼 이동시키는 제 1유압 실린더와, 종동풀리의 이동판을 출력축의 길이방향을 따라 미끄럼 이동시키는 제 2유압 실린더와, 오일펌프에서 압송된 오일의 압력을 일정하게 제어하여 라인압을 형성함과 동시에 제 2유압 실린더에 라인압을 공급하여 벨트의 가압력을 변화시키는 축력제어밸브와, 유압라인을 통해 축력제어밸브로부터 유입된 오일을 제 1유압 실린더의 제 1유압실로 공급하는 변속비제어밸브를 구비하는 벨트식 무단변속기에 있어서, ECU로부터 전달되는 엔진 회전수에 의해서 구한 목표값을 바탕으로 최적의 엔진 피톳압을 형성하도록 제어하는 제어기와, 이 제어기(180)에서 전달되는 출력신호에 따라 작동되어 유압라인을 통해 유입되는 라인압을 제어하여 파일럿압을 형성한 다음, 유압라인을 통해 클러치압제어밸브로 공급하는 비례압력해제밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단변속기의 엔진 피톳압 제어장치에 의해 달성된다.The object of the present invention described above is to provide an input shaft through which the driving force of the engine is transmitted, a driving pulley installed on the input shaft, a driven pulley which transmits the rotational force transmitted from the driving pulley via a belt to the output shaft, and a moving plate of the driving pulley. A first hydraulic cylinder for sliding along the longitudinal direction, a second hydraulic cylinder for sliding the driven plate of the driven pulley along the longitudinal direction of the output shaft, and a line pressure by constantly controlling the pressure of the oil pumped from the oil pump At the same time, the axial force control valve for supplying line pressure to the second hydraulic cylinder to change the pressing force of the belt, and the shift ratio control for supplying oil introduced from the axial force control valve through the hydraulic line to the first hydraulic chamber of the first hydraulic cylinder. Belt-type continuously variable transmission with a valve, based on the target value determined by the engine speed transmitted from the ECU The controller controls to form an engine pumping pressure, and is operated according to the output signal transmitted from the controller 180 to control the line pressure flowing through the hydraulic line to form a pilot pressure, and then the clutch pressure through the hydraulic line. It is achieved by the engine driven pressure control device of the belt type CVT, characterized in that it comprises a proportional pressure release valve for supplying the control valve.
이하, 첨부한 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 벨트식 무단변속기의 엔진 피톳압 제어장치에 대하여 설명하기로 한다.(도 1 및 도 2에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.)Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 3 to 4 will be described for the engine pressure control apparatus of the belt-type continuously variable transmission according to a preferred embodiment of the present invention (same as the conventional structure described in Figures 1 and 2). Parts shall be marked with the same code.)
도 3은 본 고안에 따른 엔진 피톳압 제어장치를 도시한 회로도이고, 도 4는 본 고안에 따른 엔진 피톳압 제어장치의 블록도이다.3 is a circuit diagram illustrating an engine pressure control apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of the engine pressure control apparatus according to the present invention.
클러치를 개재하여 엔진과 직결된 입력축의 끝단에 회전수에 상당하는 원심력을 발생시키는 챔버에 의해서 피톳압을 얻는 종래의 구조와는 달리, 본 고안의 바람직한 실시예에서는 ECU에서 전달되는 엔진 회전수를 바탕으로 제어기(180)는 최적의 피톳압을 도출한 다음, 이 설정값을 바탕으로 제어로직에 의거 해당 제어신호를 비례압력해제밸브(200)로 보내 전자 제어하는 방식을 채용하였다.Unlike the conventional structure in which the pumping pressure is obtained by the chamber which generates centrifugal force corresponding to the rotational speed at the end of the input shaft directly connected to the engine via the clutch, in the preferred embodiment of the present invention, the engine speed transmitted from the ECU is Based on this setting value, the controller 180 derives the optimum pressure, and then employs a method of electronic control by sending the control signal to the proportional pressure release valve 200 based on the control logic.
파일럿압의 제어를 위해 본 발명에서 채용한 비례압력해제밸브(200)는 내부에 다수의 랜드를 지닌 스풀(210)이 설치되어 있다. 또한, 이 밸브(200)에는 스프링(212)의 탄성력과 유압라인(190)을 통해 작용하는 라인압의 크기에 따라 스풀(210)이 미끄럼 이동되면서 개폐하는 제 1 내지 제 4포트(202∼208)가 형성되어 있다. 비례압력해제밸브(200)의 제 1포트(202)는 유압라인(192)을 통해 2차 제어대상 밸브(230)로 파일럿압을 공급하게 되며, 제 2포트(204)는 유압라인(190)을 통해 축력제어밸브(도 2의 140)의 배출포트(140a)로부터 라인압이 유입된다. 제 3포트(206)와 제 4포트(208)는 배출포트로서, 제 4포트(208)를 빠져 나온 오일은 리턴라인(194)을 통해 오일탱크(116)로 배출된다.Proportional pressure release valve 200 employed in the present invention for the control of the pilot pressure is provided with a spool 210 having a plurality of lands therein. In addition, the valve 200 has the first to fourth ports 202 to 208 that are opened and closed while sliding the spool 210 according to the elastic force of the spring 212 and the line pressure acting on the hydraulic line 190. ) Is formed. The first port 202 of the proportional pressure release valve 200 supplies the pilot pressure to the secondary control valve 230 through the hydraulic line 192, the second port 204 is the hydraulic line 190 Line pressure is introduced from the discharge port 140a of the axial force control valve (140 of FIG. 2) through the valve. The third port 206 and the fourth port 208 are discharge ports, and oil exiting the fourth port 208 is discharged to the oil tank 116 through the return line 194.
또한, 비례압력해제밸브(200)의 내부에는 스풀(210)과 대향으로 솔레노이드(216)가 배치되어 있다. 이 솔레노이드(216)는 제어기(180)로부터 전달되는 제어신호에 따라 자화되면서 내부의 플런저(214)를 가압하는 것으로, 플런저(214)의 이동에 따라 스프링(212)이 압축되면서 스풀(210)이 비례압력해제밸브(200)의 내벽을 따라 미끄럼 이동되어 제 1 내지 제 4포트(202∼208)를 선택적으로 개방하게 된다.In addition, the solenoid 216 is disposed inside the proportional pressure release valve 200 to face the spool 210. The solenoid 216 pressurizes the plunger 214 while being magnetized according to the control signal transmitted from the controller 180. As the spring 212 is compressed according to the movement of the plunger 214, the spool 210 is pressed. It slides along the inner wall of the proportional pressure release valve 200 to selectively open the first to fourth ports 202 to 208.
즉, 솔레노이드(216)에 전기가 공급되지 않는 경우에, 비례압력해제밸브(200)의 제 1랜드(210a)와 제 2랜드(210b)는 도 4에 실선으로 도시한 바와 같이, 스프링(218)에 의해서 당겨진 상태로 제 1포트(202) 및 제 2포트(204)를 막고 있는 한편, 제 3포트(206)와 제 4포트(208)를 개방시켜 제 3포트(206)로 유입되는 오일을 유압라인(194)을 통해 오일탱크(116)로 배출시킨다.That is, when electricity is not supplied to the solenoid 216, the first land 210a and the second land 210b of the proportional pressure release valve 200 are springs 218 as shown in solid lines in FIG. 4. The oil flowing into the third port 206 by opening the third port 206 and the fourth port 208 while blocking the first port 202 and the second port 204 while being pulled by To the oil tank 116 through the hydraulic line (194).
제어기(180)로부터의 출력신호가 솔레노이드(216)로 전달되면, 솔레노이드(216)가 자화되면서 스풀(210)을 밀게 되어 도 4에 가상선으로 도시한 바와 같이, 비례감압밸브(200)의 내벽을 따라 미끄럼 이동된다. 스풀(210)의 이동에 따라, 제 1랜드(210a)와 제 2랜드(210b)는 제 1포트(202)와 제 2포트(204)를 개방시킴과 동시에, 제 3포트(206)와 제 4포트(208)를 막는다. 이때, 제 1랜드(210a)와 제 2랜드(210b)는 짧은 시간 내에 지속적으로 이들 포트(202∼208)들을 개폐하기 때문에, 실제로는 유압라인(190)을 통해 축력제어밸브(140)에서 공급되는 라인압이 유압라인(192)을 통해 클러치압제어밸브와 같은 2차제어대상 밸브(230)로 공급되는 한편, 그 중에 일부가 유압라인(194)을 통해 오일탱크(116)로도 배출됨으로써, 파일럿압이 적절하게 조절되는 것이 가능하다.When the output signal from the controller 180 is transmitted to the solenoid 216, the solenoid 216 is magnetized to push the spool 210, as shown in the virtual line in Figure 4, the inner wall of the proportional pressure reducing valve 200 Is sliding along. As the spool 210 moves, the first land 210a and the second land 210b open the first port 202 and the second port 204, and at the same time, the third port 206 and the third port 206 are formed. Block four ports (208). At this time, since the first land 210a and the second land 210b continuously open and close these ports 202 to 208 within a short time, they are actually supplied from the axial force control valve 140 through the hydraulic line 190. While the line pressure is supplied to the secondary control target valve 230 such as the clutch pressure control valve via the hydraulic line 192, some of them are also discharged to the oil tank 116 through the hydraulic line 194, It is possible to adjust the pilot pressure appropriately.
다음에, 도 4는 본 고안에 따른 유압제어장치의 블록도이다.Next, Figure 4 is a block diagram of a hydraulic control apparatus according to the present invention.
엔진의 동력을 전달하는 클러치(4)의 슬립량은 차량의 운전상태에 따라서 가변된다. 제어기(180)는 엔진제어유닛(이하, ECU라 칭함)로부터 전달받은 엔진회전수 검출신호를 바탕으로 현재의 운전상황에 따른 클러치(4)의 목표 슬립량을 구한 다음에, 입력축의 회전수를 검출하여 실제 슬립량을 구한다.The slip amount of the clutch 4 which transmits the power of the engine varies according to the driving state of the vehicle. The controller 180 calculates the target slip amount of the clutch 4 according to the current driving situation based on the engine speed detection signal transmitted from the engine control unit (hereinafter referred to as ECU), and then calculates the rotation speed of the input shaft. By detecting, the actual slip amount is obtained.
이들 목표 슬립량과 실제 슬립량과의 편차에 기초해서 제어기(180)는 비례압력해제밸브(200)에 내장된 솔레노이드(216)의 듀티율을 연산한 다음, 이 듀티율에 기초하여 솔레노이드(216)에 파일럿 제어신호를 보낸다. 그에 따라, 스풀(210)이 이동되면서 유압라인(190)을 통해 유입되는 라인압을 적절히 조절하여 파일럿압을 형성한 다음, 유압라인(192)을 통해 2차제어대상 밸브(230)로 공급하게 된다.Based on the deviation between the target slip amount and the actual slip amount, the controller 180 calculates the duty ratio of the solenoid 216 incorporated in the proportional pressure release valve 200, and then calculates the duty ratio of the solenoid 216 based on the duty ratio. Send a pilot control signal. Accordingly, the spool 210 is moved to form a pilot pressure by appropriately adjusting the line pressure introduced through the hydraulic line 190, and then supply the secondary control valve 230 through the hydraulic line 192. do.
이러한 기능을 지닌 본 고안의 유압제어장치에서는 급작스런 변속 요구시(변속비 변화율이 큰 경우)에 주어진 시간내에 목표 축력과 변속비에 도달할 수 있도록 구동풀리 작동압은 물론, 유량을 조정하는 기능을 제어로직에 반영하여 용이하게 구현할 수 있으며, 당업자에게 있어서 이러한 기술은 주지의 사실이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.The hydraulic control device of the present invention with this function controls the function of adjusting the driving pulley working pressure as well as the flow rate to reach the target axial force and the speed ratio within a given time in case of sudden shift demand (when the speed ratio change rate is large). It can be easily implemented by reflecting in the above, and those skilled in the art will be omitted since detailed description thereof.
이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 비례압력해제밸브와 같은 전자밸브를 이용하여 무단변속기의 엔진 피톳압을 전자적으로 제어하여 엔진 회전수 변화에 대한 발생압력 변화간의 시간지연을 막아 실시간으로 제어할 수 있으며, 다른 엔진 및 차량에 적용하는 경우에 튜닝시간과 비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 전자제어 시스템의 최대 장점인 실시간 미세제어가 가능하고 소프트 웨어의 튜닝(tuning)만으로도 여러 차종의 엔진에 적용할 수 있으며, 변속비나 출발기구 제어와 같은 다른 제어 시스템과의 연계성 및 호환성이 큰 이점이 있다.According to the present invention described above, by using the solenoid valve, such as the proportional pressure release valve, the engine pumping pressure of the continuously variable transmission can be controlled electronically to prevent the time delay between the change in the pressure generated by the engine speed change in real time control. In addition, the tuning time and cost can be reduced when applied to other engines and vehicles. In addition, real-time fine control, which is the biggest advantage of electronic control system, is possible and can be applied to engines of various models only by tuning of software, and it has high linkage and compatibility with other control systems such as transmission ratio and starting mechanism control. There is an advantage.
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