KR20000066792A - 무단 변속기의 유압 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 TCU 페일시 변속비를 최대치 및 최소치의 중간치로 제어하여 적당한 변속비와 토오크비로 차량의 주행을 가능케 하는 무단 변속기의 유압 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 무단 변속기의 유압 제어 시스템은 벨트로 연결되는 구동 풀리 및 종동 풀리에 공급되는 라인압을 제어하는 레귤레이터 밸브, 이 레귤레이터 밸브로부터 라인압을 공급받아 전, 후진시 각각 작동되는 포워드 클러치 및 리버스 브레이크에 공급하는 매뉴얼 밸브, 레귤레이터 밸브로부터 공급되는 라인압을 구동 풀리에 조절 공급하여 변속비를 제어하는 변속비 제어 밸브를 포함한다. 또한 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되어, 정상 전진시 변속비 제어 밸브에서 공급되는 유압을 구동 풀리에 공급하고, 정상 후진시 매뉴얼 밸브에서 공급되는 유압을 리버스 브레이크에 공급하며, TCU 페일시 구동 및 종동 풀리를 작동시키는 유압 실린더의 상호 단면적에 비례하는 유압을 공급하도록 변속비 제어 밸브를 경유하여 구동 풀리로 공급되는 유량을 결정하는 페일 세이프 밸브를 더 포함하여 구성된다.

Description

무단 변속기의 유압 제어 시스템{HYDRAULIC CONTROL SYSTEM OF CVT}

본 발명은 무단 변속기의 유압 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벨트-풀리 시스템을 적용한 무단 변속기를 제어하는 트랜스밋션 제어 유닛(TCU)의 페일시 구동 및 종동 풀리의 추력을 1:1로 제어하여 변속비를 최대치 또는 최소치의 중간치로 제어하는 무단 변속기의 유압 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 무단 변속기를 제어하는 유압 제어 시스템은 종동 풀리에 직접 라인압을 공급하고, 구동 풀리에는 변속비 제어 밸브를 경유시켜 압력 제어된 유압을 공급하여 변속비를 변화시키도록 구성되어 있다. 또한 주행중 TCU 페일시에도 안전한 주행을 가능하게 하는 페일 세이프(fail safe) 수단을 구비하고 있다.

이러한 페일 세이프 수단 중에는 변속비 제어 밸브를 페일 모드로 작동시켜 이 변속비 제어 밸브로 공급되는 라인압을 구동 풀리에 직접 공급하도록 구성된 것이 있다.

이 경우, TCU가 페일되면, 라인압은 변속비 제어 밸브를 통하여 구동 풀리에 직접 공급되어 구동 풀리의 벨트 직경을 가장 크게 제어하고, 이에 따라 종동 풀리가 가장 작은 직경으로 제어되어 변속비는 최대치로 고정된다. 이와는 반대로 구동 풀리에 작용하던 라인압을 배출시키면 구동 풀리의 직경이 가장 작게 되고, 이에 따라 종동 풀리의 직경이 가장 크게 제어되어 변속비는 최소치로 고정된다.

그러나 이러한 무단 변속기의 유압 제어 시스템은 TCU 페일로 인하여 변속비가 최대치로 고정되는 경우, 고속 주행시 갑작스런 감속으로 인하여 위험 상황을 발생시킬 수 있고, 변속비가 최소치로 고정되는 경우에는 구동력 부족으로 큰 부하를 요구하는 차량의 주행을 어렵게 하는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 단점을 극복하고, TCU 페일시 변속비를 최대치 및 최소치의 중간치로 제어하여, 적당한 변속비와 토오크비로 차량의 주행을 가능케 하는 무단 변속기의 유압 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무단 변속기의 유압 제어 시스템의 구성도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1:레귤레이터 밸브, 3:매뉴얼 밸브, 5:변속비 제어 밸브, 7:페일 세이프 밸브, 11,13:구동, 종동 풀리, 23:포워드 클러치, 25:리버스 브레이크, S:솔레노이드 밸브

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 무단 변속기의 유압 제어 시스템은, 벨트로 연결되어 무단 변속하는 구동 풀리 및 종동 풀리에 공급되는 라인압을 제어하는 레귤레이터 밸브, 이 레귤레이터 밸브로부터 라인압을 공급받아 전, 후진시 각각 작동되는 포워드 클러치 및 리버스 브레이크에 공급하는 매뉴얼 밸브, 레귤레이터 밸브로부터 공급되는 라인압을 구동 풀리에 조절 공급하여 변속비를 제어하는 변속비 제어 밸브를 포함하며,

솔레노이드 밸브에 의하여 제어되어, 정상 전진시 변속비 제어 밸브에서 공급되는 유압을 구동 풀리에 공급하고, 정상 후진시 매뉴얼 밸브에서 공급되는 유압을 리버스 브레이크에 공급하며, TCU 페일시 구동 및 종동 풀리를 작동시키는 유압 실린더의 상호 단면적에 비례하는 유압을 공급하도록 변속비 제어 밸브를 경유하여 구동 풀리로 공급되는 유량을 결정하는 페일 세이프 밸브를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무단 변속기의 유압 제어 시스템의 구성도로서, 이 시스템은 레귤레이터 밸브(1), 매뉴얼 밸브(3), 변속비 제어 밸브(5), 그리고 페일 세이프 밸브(7)를 포함하고 있다.

레귤레이터 밸브(1)는 제1솔레노이드 밸브(S1)에 의하여 제어되어, 오일펌프(9)에서 발생된 유압을 라인압으로 제어하여 구동 풀리(11), 종동 풀리(13), 그리고 매뉴얼 밸브(3)에 공급하도록 통상적인 구조로 이루어져 있다. 따라서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한 이 라인압을 토크 컨버터 피이드 밸브(15, torque converter feed valve)와 제2솔레노이드 밸브(S2)에 의하여 제어되는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(17)를 통하여 토크 컨버터(19)에 공급하는 구성 또한 통상적인 것이 사용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

매뉴얼 밸브(3)는 다른 레귤레이터 밸브(21)를 통하여 공급받은 유압을 전, 후진 변속 모드에 상응하도록 포워드 클러치(23)와 리버스 브레이크(25)에 각각 공급하도록 구성되어 있다. 다른 레귤레이터 밸브(21)는 상기한 제1솔레노이드 밸브(S1)에 의하여 제어된다.

변속비 제어 밸브(5)는, 종동 풀리(13)가 라인압에 의하여 직접 제어되는 것과는 달리, 레귤레이터 밸브(1)로부터 공급되는 라인압을 구동 풀리(11)에 조절 공급하여 변속비를 제어하기 위하여 제3솔레노이드 밸브(S3)에 의하여 작동되도록 구성 및 연결되어 있다. 한편 이 제3솔레노이드 밸브(S3)를 포함한 제1,2솔레노이드 밸브(S1,S2)는, 상기 다른 레귤레이터 밸브(21)에서 공급되어 솔레노이드 피이드 밸브(27)에 의하여 제어 공급되는 유압을 제어압으로 사용한다. 또한 제1,2,3솔레노이드 밸브(S1,S2,S3)는 노말 오픈(Normal Open, 노말 하이: Normal High)형으로 이루어진다.

그리고 페일 세이프 밸브(7)는 별도의 솔레노이드 밸브(S)에 의하여 제어되어, 정상 전진시에는 변속비 제어 밸브(5)에서 공급되는 유압을 구동 풀리(11)에 공급하고, 정상 후진시에는 매뉴얼 밸브(3)에서 공급되는 유압을 리버스 브레이크(25)에 공급하도록 형성되어 있다. 이것이 페일 세이프 밸브(7)의 리버스 인히비터 기능이다. 상기 솔레노이드 밸브(S)는 노말 클로즈(Normal Close, 노말 하이: Normal High)형으로 구성된다.

또한 페일 세이프 밸브(7)는 TCU 페일시 구동 풀리(11)와 종동 풀리(13)를 작동시키는 유압 실린더(미도시)의 상호 단면적에 비례하는 유압을 구동 풀리(11)에 공급하도록 변속비 제어 밸브(5)를 경유하여 구동 풀리(11)로 공급되는 유량을 결정하도록 구성되어 있다. 이것이 본 실시예의 특징적인 페일 세이프 기능이다.

본 실시예에서 구동 풀리(11)와 종동 풀리(11)를 작동시키는 유압 실린더 면적이 2:1이므로 페일 세이프 밸브(7)를 통과하여 구동 풀리(11)에 작용하는 유압은 종동 풀리(13)에 작용하는 유압의 2배가 되어야 구동 풀리(11)와 종동 풀리(13)의 추력비가 1:1이 되어, 가장 넓은 변속비와 토크비를 보장하게 된다. 따라서 페일 세이프 밸브(7)의 공급측 유로 단면적과 출구측 유로 단면적은 변속비를 중간치로 얻을 수 있도록 설정되어야 한다.

이를 실현할 수 있는 페일 세이프 밸브(7)는 제1,2,3,4,5,6,7포트(29, 31,33,35,37,39,41)와 탄성부재(43)에 지지되는 밸브스풀(45)을 포함하여 구성되어 있다.

제1,2포트(29,31)는 변속비 제어 밸브(5)에 연결되고, 제3포트(33)는 제1,2포트(29,31)로 공급되는 유압을 구동 풀리(11)에 공급하도록 연결되며, 제4,5포트(35,37)는 매뉴얼 밸브(3)에 연결되고, 제6포트(39)는 제4,5포트(35,37)로 공급되는 유압을 리버스 브레이크(25)에 공급하도록 연결되며, 그리고 제7포트(41)는 탄성부재(43)에 저항하는 유압을 밸브스풀(45)에 작용시키도록 솔레노이드 밸브(S)의 제어압이 작용하도록 연결된다.

밸브스풀(45)은 솔레노이드 밸브(S) 제어압에 저항하도록 개재되는 탄성부재(43)에 의하여 그 일측이 지지되어, 제1,2포트(39,41)와 제3포트(43)의 연통시, 제4,5포트(45,47)와 제6포트(49)를 차단시키고, 제1,2포트(39,41)와 제3포트(43)의 차단시, 제4,5포트(45,47)와 제6포트(49)를 연통시키도록 구성되어 있다.

특히, TCU 페일시, 중간치의 변속비를 얻을 수 있는 유압을 형성하기 위하여 연통되는 제1,3포트(29,33)는 페일 세이프 밸브(7)에서 공급측 및 출구측 유로에 해당하므로 이들 유로의 단면적, 즉 제1,3포트(29,33)의 단면적은 같은 크기로 형성되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 무단 변속기의 유압 제어 시스템의 작용은 다음과 같다.

레귤레이터 밸브(1), 매뉴얼 밸브(3), 변속비 제어 밸브(5), 토크 컨버터 피이드 밸브(15), 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(17), 다른 레귤레이터 밸브(21), 솔레노이드 피이드 밸브(27)들 각각의 작용 효과는 통상적인 자동변속기 및 무단 변속기를 제어하는 유압 제어 시스템에 상응하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 본 실시예의 특징인 솔레노이드 밸브(S)에 의하여 제어되는 페일 세이프 밸브(7)를 중심으로 각 운전상황에 따라 나누어 설명한다.

(정상 전진 및 일정속도 이상으로 주행시)

TCU는 솔레노이드 밸브(S)를 온으로 제어하여, 페일 세이프 밸브(7)의 밸브스풀(45)을 도 1에서 상측 상태로 제어한다(우측으로 이동시킨 상태).

따라서 변속비 제어 밸브(5)에서 공급되는 유압은 페일 세이프 밸브(7)의 제1,2포트(29,31)와 제3포트(33)를 통하여 구동 풀리(11)로 공급되어 정상적으로 작동시킨다. 이때 매뉴얼 밸브(3)에서 공급되는 라인압은 페일 세이프 밸브(7)의 제5포트(37)에 차단되어 리버스 브레이크(25)로 공급되지 못하여, 후진을 불가능케 한다.

(정상 후진시 및 일정속도 이하로 주생시 )

TCU는 솔레노이드 밸브(S)를 오프로 제어하여, 페일 세이프 밸브(7)의 밸브스풀(45)을 도 1에서 하측 상태로 제어한다(좌측으로 이동시킨 상태).

따라서 변속비 제어 밸브(5)에서 공급되는 유압은 페일 세이프 밸브(7)의 제1포트(29)만을 통하여 구동 풀리(11)로 공급되어 변속비를 고정시키고, 매뉴얼 밸브(3)에서 공급되는 라인압은 페일 세이프 밸브(7)의 제4,5포트(35,37)와 제6포트(39)를 통하여 리버스 브레이크(25)로 정상 공급되어 후진을 가능케 한다.

(페일시)

TCU가 페일되면, 솔레노이드 밸브(S)는 오프로 작동되어, 페일 세이프 밸브(7)의 밸브스풀(45)을 도 1에서 하측 상태로 제어한다(좌측으로 이동시킨 상태).

따라서 변속비 제어 밸브(5)에서 공급되는 유압은 페일 세이프 밸브(7)의 제1포트(29)만을 통하여 구동 풀리(11)로 공급되어 변속비를 고정시키고, 매뉴얼 밸브(3)에서 공급되는 라인압은 페일 세이프 밸브(7)의 제4,5포트(35,37)와 제6포트(39)를 통하여 리버스 브레이크(25)로 정상 공급되어 후진을 가능케 한다. 이때 제1포트(29)를 통하여 공급되는 유압은 구동 풀리(11)와 종동 풀리(13)의 추력이 1:1이 되도록 유량을 조절한다.

본 발명에 따른 무단 변속기의 유압 제어 시스템은 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되는 페일 세이프 밸브를 상기와 같이 구성하므로 TCU 페일시 구동 풀리와 종동 풀리의 추력을 1:1이 되게 하여 변속비를 최대치 및 최소치의 중간치로 제어하여 적당한 변속비와 토오크비로 차량의 주행을 가능케 한다.

Claims (2)

1. 벨트로 연결되어 무단 변속하는 구동 풀리(11) 및 종동 풀리(13)에 공급되는 라인압을 제어하는 레귤레이터 밸브(1),

   상기 레귤레이터 밸브(1)로부터 라인압을 공급받아 전, 후진시 각각 작동되는 포워드 클러치(23) 및 리버스 브레이크(25)에 공급하는 매뉴얼 밸브(3),

   상기 레귤레이터 밸브(1)로부터 공급되는 라인압을 상기 구동 풀리(11)에 조절 공급하여 변속비를 제어하는 변속비 제어 밸브(5)를 포함하는 무단 변속기의 유압 제어 시스템에 있어서,

   솔레노이드 밸브(S)에 의하여 제어되어,

   정상 전진시, 상기 변속비 제어 밸브(3)에서 공급되는 유압을 상기 구동 풀리(11)에 공급하고,

   정상 후진시 상기 매뉴얼 밸브(3)에서 공급되는 유압을 리버스 브레이크(25)에 공급하며,

   TCU 페일시 상기 구동 및 종동 풀리(11,13)를 작동시키는 유압 실린더의 상호 단면적에 비례하는 유압을 구동 풀리에 공급하도록 상기 변속비 제어 밸브(5)를 경유하여 상기 구동 풀리(11)로 공급되는 유압의 유량을 결정하는 페일 세이프 밸브(7)를 더욱 포함하는 무단 변속기의 유압 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 페일 세이프 밸브(7)는, 상기 변속비 제어 밸브(5)에 연결되는 제1,2포트(29,31),

   상기 제1,2포트(29,31)로 공급되는 유압을 상기 구동 풀리(11)에 공급하도록 연결되는 제3포트(33),

   상기 매뉴얼 밸브(3)에 연결되는 제4,5포트(35,37),

   상기 제4,5포트(35,37)로 공급되는 유압을 리버스 브레이크(25)에 공급하도록 연결되는 제6포트(39),

   상기 제1,2포트(29,31)와 제3포트(33)의 연통시 제4,5포트(35,37)와 제6포트(39)를 차단시키고, 상기 제1,2포트(29,31)와 제3포트(33)의 차단시 제4,5포트(35,37)와 제6포트(39)를 연통시키도록 구성되어 그 일측에 탄성부재(43)를 개재하는 밸브스풀(45),

   상기 탄성부재(43)에 저항하는 유압을 상기 밸브스풀(45)에 작용시키도록 솔레노이드 밸브(S)의 제어압이 작용하는 제7포트(41)를 포함하는 무단 변속기용 유압 제어 시스템.