가변 흐름과 가변 압력 및 전기 제어부를 구비한 유압 펌프

申请号 KR1020060116604 申请日 2006-11-23 公开(公告)号 KR1020070054587A 公开(公告)日 2007-05-29
申请人 에스엘더블유 오토모티브 인코포레이티드; 发明人 헌터,더글러스지.; 재노쉬,매튜제이.;
摘要 엔진의 유압 회로(10) 내의 오일 흐름과 유압을 제어하는 가변 흐름 펌프를 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는 펌프 시스템. 상기 시스템은 펌프 부재(50);와 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 제어할 수 있는 작동 부재(51); 및 솔레노이드 밸브부(70)와 압력 조절기 밸브부(80)를 포함하는 솔레노이드 밸브 시스템(60);을 포함한다. 상기 솔레노이드 밸브 시스템(60)은 상기 펌프 부재(50)와 연결되어 작동하고, 상기 압력 조절기 밸브부(80)는 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 선택적으로 제어하는 작동 부재(51)와 연결되어 작동한다. 전자 제어 장치(30)가 상기 솔레노이드 부분(70)과 연결되어 작동하며, 상기 전자 제어 장치(30)는 오일 흐름 및 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브부(70)에 입력 제어 신호를 제공하도록 선택적으로 작동할 수 있다.
펌프 시스템, 솔레노이드 밸브, 전자 제어 장치, 펌프 부재
权利要求
  • 펌프 부재(50);와
    상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 제어할 수 있는 작동 부재(51); 및
    솔레노이드 밸브부(70)와 압력 조절기 밸브부(80)를 포함하는 솔레노이드 밸브 시스템(60);을 포함하고,
    상기 솔레노이드 밸브 시스템(60)은 상기 펌프 부재(50)와 연결되어 작동하고,
    상기 압력 조절기 밸브부(80)는 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 선택적으로 제어하는 작동 부재(51)와 연결되어 작동되는,
    엔진의 유압 회로(10) 내의 오일 흐름과 유압을 제어하는 가변 흐름 펌프를 제어하기 위한 제어 시스템을 구비한 펌프 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브부(70)와 연결되어 작동하는 전자 제어 장치(30)를 더 포함하고, 상기 전자 제어 장치(30)는 오일 흐름 및 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브부(70)에 입력 제어 신호를 제공하도록 선택적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제2항에 있어서,
    상기 전자 제어 장치(30)는 유압 회로(10)의 일부분 내의 압력과 연결되어 작동하고 상기 압력을 관찰하며, 상기 전자 제어 장치(30)는 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 제어하기 위한 유압 회로(10)의 일부분 내의 압력 상태에 반응하여 솔레노이드 밸브부(70)에 입력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제2항에 있어서,
    상기 전자 제어 장치(30)는 엔진 속도(31), 엔진 온도(32), 엔진 부하(33), 및 이들을 조합한 것으로 구성된 그룹에서 선택된 엔진 상태를 관찰하고, 이에 기초하여 유압을 선택적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제2항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브 시스템(60)은 상기 솔레노이드 밸브부(70)에 공급되는 전류에 반응하여 공급 압력을 제어 압력까지 낮게 조절하도록 선택적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 펌프 부재(50)는 베인 펌프이고, 상기 작동 부재(51)는 상기 베인 펌프의 편심 링의 적어도 일부이고, 상기 베인 펌프와 편심 링은 엔진으로의 오일의 흐 름을 제어하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 작동 부재(51)와 연결되어 작동하는 제1편향부재(54)를 더 포함하고, 상기 제1편향부재(54)는 상기 작동 부재(51)가 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 제어하게 하도록 선택적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 압력 조절 밸브부(80)는 흐름 제어 스풀 밸브(81)를 포함하고, 상기 흐름 제어 스풀 밸브(81)는 솔레노이드 밸브부(70)와 연결되어 작동하고, 상기 흐름 제어 스풀 밸브(81)는 작동 밸브(51)에 대해 흐름을 제어하도록 선택적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제8항에 있어서,
    상기 흐름 제어 스풀 밸브(81)의 제1단부와 연결되어 작동하는 제2편향부재(82)를 더 포함하고, 상기 제2편향부재(82)는 정규 동작 중에는 흐름 제어 스풀 밸브(81)에서 압력을 유지하고, 낮은 공급 압력 상태에서는 상기 흐름 제어 스풀 밸브(81)에서 회복 압력을 제공하는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 유압은, 유압을 작동 부재(51)에 가함으로써, 유압 회로 내의 다수의 위치에서 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제10항에 있어서,
    상기 다수의 위치는, 펌프 내의 지점, 엔진에 대한 펌프의 배출 지점, 엔진의 주요 오일 갤러리 내의 지점, 및 이들을 조합한 것으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    유압은 유압 회로(10) 내의 다수의 위치로부터 솔레노이드 밸브 시스템(60)에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제12항에 있어서,
    상기 다수의 위치는, 펌프 내의 지점, 엔진에 대한 펌프의 배출 지점, 엔진의 주요 오일 갤러리 내의 지점, 및 이들을 조합한 것으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브부(70)는, 전기 작동, 유압 작동, 및 이들을 조합한 것 으로 구성되는 그룹에서 선택되는 기술에 의해 선택적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브 시스템(60)은 가변 힘 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 펌프 부재(50);와
    상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 제어할 수 있는 작동 부재(51);와
    솔레노이드 밸브부(70)와 압력 조절기 밸브부(80)를 포함하고, 상기 펌프 부재(50)와 연결되어 작동하며, 상기 압력 조절기 밸브부(80)는 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 선택적으로 제어하는 작동 부재(51)와 연결되어 작동되는, 솔레노이드 밸브 시스템(60);과
    상기 솔레노이드 밸브부(70)와 연결되어 작동하고, 오일 흐름 및 유압을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브부(70)에 입력 제어 신호를 제공하도록 선택적으로 작동할 수 있는, 전자 제어 장치(30);를 포함하는,
    엔진의 유압 회로(10) 내의 오일 흐름과 유압을 제어하는 가변 흐름 펌프를 제어하기 위한 제어 시스템을 구비한 펌프 시스템.
  • 제16항에 있어서,
    상기 전자 제어 장치(30)는 유압 회로(10)의 일부분 내의 압력과 연결되어 작동하고 상기 압력을 관찰하며, 상기 전자 제어 장치(30)는 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 제어하기 위한 유압 회로(10)의 일부분 내의 압력 상태에 반응하여 솔레노이드 밸브부(70)에 입력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제16항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브 시스템(60)은 상기 솔레노이드 밸브부(70)에 공급되는 전류에 반응하여 공급 압력을 제어 압력까지 낮게 조절하도록 선택적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 제16항에 있어서,
    상기 유압은, 유압을 작동 부재(51)에 가함으로써, 유압 회로(10) 내의 다수의 위치에서 제어될 수 있고, 상기 유압은 상기 유압 회로(10) 내의 다수의 위치로부터 솔레노이드 밸브 시스템(60)에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프 시스템.
  • 펌프 부재(50);와
    상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 제어할 수 있는 작동 부재(51) 로서, 상기 펌프 부재(50)는 베인 펌프이고, 상기 작동 부재(51)는 상기 베인 펌프의 편심 링의 적어도 일부이고, 상기 베인 펌프 및 상기 편심 링은 엔진으로의 오일의 흐름을 제어하도록 작동하는, 작동 부재(51);와
    솔레노이드 밸브부(70)와 압력 조절기 밸브부(80)를 포함하고, 상기 펌프 부재(50)와 연결되어 작동하며, 상기 압력 조절기 밸브부(80)는 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성된 흐름을 선택적으로 제어하는 작동 부재(51)와 연결되어 작동되는, 솔레노이드 밸브 시스템(60);과
    상기 솔레노이드 밸브부(70)와 연결되어 작동하고, 오일 흐름 및 유압을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브부(70)에 입력 제어 신호를 제공하도록 선택적으로 작동할 수 있는, 전자 제어 장치(30);를 포함하는,
    엔진의 유압 회로(10) 내의 오일 흐름과 유압을 제어하는 가변 흐름 펌프를 제어하기 위한 제어 시스템을 구비한 펌프 시스템.
  • 说明书全文

    가변 흐름과 가변 압력 및 전기 제어부를 구비한 유압 펌프{HYDRAULIC PUMP WITH VARIABLE FLOW AND VARIABLE PRESSURE AND ELECTRIC CONTROL}

    도 1은 본 발명의 일반적인 내용에 따른 가변 이동 펌프 시스템의 유압을 나타내는 개략도.

    도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 펌프 요소의 단면도.

    도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 솔레노이드 밸브 모듈의 성능 특성을 나타내는 그래프.

    내연기관에서 이동 구성요소에 적당히 윤활유를 공급하여 유압을 제공하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 엔진에서 사용되는 오일 펌프는 엔진의 크랭크축과 연결되어 작동하고(예를 들어, 직접 구동, 체인 구동, 기어 구동 및/또는 이와 유사한 것), 비교적 간단한 고정 압력 조절 시스템을 갖는다. 이러한 시스템이 일반적으로 적절하지만, 몇 가지 단점이 있다. 예를 들어, 특정/주어진 작동 조건에서 엔진이 필요로 하는 압력에 비해 실제 배출압력의 조절이 크지않다. 비제한적인 예로서, 현재 이용되는 펌프 기술은 보통 모든 엔진의 작동상태에서 높은 유압을 제공하며, 이러한 엔진상태 중 일부 상태에서는 더 낮은 유압이 적합할 수 있다.

    공지된 미국특허 제6,896,489에는 가변 이동 베인 펌프의 제어를 제공하는 기계 유압 장치가 도시되어 있고, 이 미국특허의 모든 내용은 참고사항으로 본 특허에 명확하게 포함될 수 있다. 이는 엔진의 유압을 보다 최적으로 제어하는 것을 제공한다. 그러나, 엔진의 요구사항에 따라 달라지는 어떤 추가의 제어 및/또는 변수를 제공하는 것이 더 바람직하다.

    따라서, 직접적으로 및/또는 간접적으로 가변 흐름 펌프의 흐름율을 제어하는 솔레노이드를 작동시키는 엔진 제어를 사용함으로써 가변 흐름 펌프(예를 들어, 베인 펌프)를 제어하는 시스템 및 방법에 대한 요구가 존재한다.

    본 발명의 일반적인 내용에 따르면, 가변 흐름 유압 펌프용 제어 시스템이 제공되며, 이 시스템에서 엔진 제어장치로부터 나오는 전기 입력부는 광범위한 작동상태에서 원하는 레벨로 엔진의 유압을 제어하는 솔레노이드를 작동시킨다.

    제1실시예에 따르면, 엔진의 유압회로 내에서 오일의 흐름과 오일의 압력을 제어하는 가변 흐름 펌프를 제어하는 제어 시스템을 포함하는 펌프 시스템이 제공되며, 이는 (1) 펌프 부재;와 (2) 상기 펌프 부재에 의해 생성되는 흐름을 제어할 수 있는 작동 부재; 및 (3) 솔레노이드 밸브부와 압력 조절기 밸브부를 포함하는 솔레노이드 밸브 시스템;을 포함하고, 상기 솔레노이드 밸브 시스템은 상기 펌프 부재와 연결되어 작동하고, 상기 압력 조절기 밸브부는 상기 펌프 부재(50)에 의해 생성되는 흐름을 선택적으로 제어하는 작동 부재와 연결되어 작동된다.

    제2실시예에 따르면, 엔진의 유압회로 내에서 오일의 흐름과 오일의 압력을 제어하는 가변 흐름 펌프를 제어하는 제어 시스템을 포함하는 펌프 시스템이 제공되며, 이는 (1) 펌프 부재;와 (2) 상기 펌프 부재에 의해 생성되는 흐름을 제어할 수 있는 작동 부재;와 (3) 솔레노이드 밸브부와 압력 조절기 밸브부를 포함하고, 상기 펌프 부재와 연결되어 작동하며, 상기 압력 조절기 밸브부는 상기 펌프 부재에 의해 생성되는 흐름을 선택적으로 제어하는 작동 부재와 연결되어 작동되는, 솔레노이드 밸브 시스템;과 (4) 상기 솔레노이드 밸브부와 연결되어 작동하고, 오일 흐름 및 유압을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브부에 입력 제어 신호를 제공하도록 선택적으로 작동할 수 있는, 전자 제어 장치;를 포함한다.

    제3실시예에 따르면, 엔진의 유압회로 내에서 오일의 흐름과 오일의 압력을 제어하는 가변 흐름 펌프를 제어하는 제어 시스템을 포함하는 펌프 시스템이 제공되며, 이는 (1) 펌프 부재;와 (2) 상기 펌프 부재에 의해 생성되는 흐름을 제어할 수 있는 작동 부재로서, 상기 펌프 부재는 베인 펌프이고, 상기 작동 부재는 상기 베인 펌프의 편심 링의 적어도 일부이고, 상기 베인 펌프 및 상기 편심 링은 엔진으로의 오일의 흐름을 제어하도록 작동하는, 작동 부재;와 (3) 솔레노이드 밸브부d와 압력 조절기 밸브부를 포함하고, 상기 펌프 부재와 연결되어 작동하며, 상기 압력 조절기 밸브부는 상기 펌프 부재에 의해 생성된 흐름을 선택적으로 제어하는 작 동 부재와 연결되어 작동되는, 솔레노이드 밸브 시스템;과 (4) 상기 솔레노이드 밸브부와 연결되어 작동하� �, 오일 흐름 및 유압을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브부에 입력 제어 신호를 제공하도록 선택적으로 작동할 수 있는, 전자 제어 장치;를 포함한다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 전자 제어 장치가 상기 솔레노이드 부분과 연결되어 작동하고, 상기 전자 제어 장치는 오일 흐름 및 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브부에 입력 제어 신호를 제공하도록 선택적으로 작동할 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 유압 회로의 일부분 내의 압력과 연결되어 작동하고 상기 압력을 관찰하며, 상기 전자 제어 장치는 상기 펌프 부재에 의해 생성되는 흐름을 제어하기 위한 유압 회로의 일부분 내의 압력 상태에 반응하여 솔레노이드 밸브부에 입력 신호를 생성한다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 전자 제어 장치는 엔진 속도와, 엔진 온도와, 엔진 부하, 및 이들을 조합한 것으로 구성된 그룹에서 선택된 엔진 상태를 관찰하고, 이에 기초하여 유압을 선택적으로 조절한다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 펌프 부재는 베인 펌프이고, 상기 작동 부재는 상기 베인 펌프의 편심 링의 적어도 일부이고, 상기 베인 펌프와 편심 링은 엔진으로의 오일의 흐름을 제어하도록 작동한다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 솔레노이드 밸브 시스템은 하우징 부재 내에 배치되어 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 솔레노이드 밸브 시스템은 공급 압력을 제어 압력까지 아래로 조절하도록 작동할 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 솔레노이드 밸브 시스템은 상기 솔레노이드 밸브부에 공급되는 전류에 반응하여 제어 압력까지 공급 압력을 아래로 조절하도록 선택적으로 작동할 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 제1편향부재가 상기 작동 부재와 연결되어 작동하고, 상기 제1편향부재는 상기 작동 부재가 상기 펌프 부재에 의해 생성되는 흐름을 제어하게 하도록 선택적으로 작동할 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 압력 조절 밸브부는 흐름 제어 스풀 밸브를 포함하고, 상기 흐름 제어 스풀 밸브는 솔레노이드 밸브부와 연결되어 작동하고, 상기 흐름 제어 스풀 밸브는 작동 밸브에 대해 흐름을 제어하도록 선택적으로 작동할 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 흐름 제어 스풀 밸브의 제1단부와 연결되어 작동하는 제2편향부재를 더 포함하고, 상기 제2편향부재는 정규 동작 중에는 흐름 제어 스풀 밸브에서 압력을 유지하고, 낮은 공급 압력 상태에서는 상기 흐름 제어 스풀 밸브에서 회복 압력을 제공한다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 유압은 유압을 작동 부재에 가함으로써 유압 회로 내의 다수의 위치에서 제어될 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 다수의 위치는 펌프 내의 지점과, 엔진에 대한 펌프의 배출 지점과, 엔진의 주요 오일 갤러리 내의 지점, 및 이들을 조합한 것으로 구성된 그룹에서 선택된다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 유압은 유압 회로 내의 다수의 위치로부터 솔레노이드 밸브 시스템에 공급될 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 다수의 위치는 펌프 내의 지점과, 엔진에 대한 펌프의 배출 지점과, 엔진의 주요 오일 갤러리 내의 지점, 및 이들을 조합한 것으로 구성된 그룹에서 선택된다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 솔레노이드 밸브부는 전기 작동과, 유압 작동, 및 이들을 조합한 것으로 구성되는 그룹에서 선택되는 기술에 의해 선택적으로 작동될 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 솔레노이드 밸브 시스템은 가변 힘 솔레노이드를 포함한다.

    추가된 청구항과 함께 도면과 상세한 설명의 기재를 살펴봄으로써 본 발명을 더 자세히 이해할 수 있다.

    본 발명은 상세한 설명과 수반되는 도면으로부터 더욱 자세히 이해할 수 있다.

    본 발명의 다음과 같은 설명은 단지 예시적인 것이며, 결코 본 발명과 그 적용 및 이용을 제한하는 것이 아니다.

    전체적으로 도면을 참고하면, 구체적으로 도 1 및 도 2를 참고하면, 가변 이동 펌프 요소 또는 가변 출력 펌프 요소 중 어느 하나를 갖는 오일 펌프(40)를 제 어하는 시스템 및 방법이 제공된다. 베인 펌프, 기어 펌프, 피스톤 펌프 등등과 같은 다른 형태의 펌프 시스템이 본 발명에서 사용될 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.

    본 발명의 엔진 시스템에서, 적어도 하나의 윤활 회로(10), 오일통(20), 엔진 제어장치(즉, ECU) 또는 컴퓨터(30), 오일통(20)으로부터 오일을 뽑아내어 윤활회로(10)에 상승된 압력으로 공급하는 오일 펌프(40)가 있다.

    본 발명의 한 특징에 의하면, 윤활회로(10)는 적어도 하나의 오일 필터(11)와 엔진의 크랭크축과 커넥팅로드 및 캠축을 지탱하는 저널 베어링(12)을 포함하며, 가변 압력 변환기(13) 및/또는 오일 냉각기(14)를 포함할 수 있다. 윤활회로(10)는 또한 피스톤 냉각제트, 체인 급유장치, 가변 캠 타이밍 페이저, 실린더 비활성화 시스템과 같은 일반적으로 기술분야에 널리 알려진 아이템을 선택적으로 포함할 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, ECU(30)는 측정된 엔진 속도(31)와, 엔진 온도(32) 및 엔진 부하(33) 즉 토크 내지 스로틀용 전기 입력부를 포함한다. ECU(30)는 또한 변환기(13)로부터 측정된 유압(34)용 전기 입력부를 가질 수 있다. 또한, ECU(30)는 오일 펌프(40)에 대한 전기 제어 신호용 출력부(35)를 구비할 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 오일 펌프(40)는 흡입 통로(42)와, 배출 통로 및 매니폴드(43)를 포함하는 하우징(41)을 포함한다. 오일 펌프(40)는 또한 압력 제거 밸브(44) 및/또는 오일 펌프(40) 내에서 사용하기 위한 배출 오일을 제거하는 내부 오일 필터(45)를 포함할 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 오일 펌프(40)는 가변 흐름 펌프(50)를 포함하고, 이는 편심 링(51)과 같은 위치조절형 요소로 구성되며, 그 위치는 주어진 구동 속도에서 펌프 요소(50)에 의해 배출되는 이론상 흐름율을 결정하고, 편심 링(51)의 대향하는 측면에서 하우징(41)과 함께 두 개의 제어 챔버를 형성하고, 이 챔버는 편심 링(51)의 영역에 제어력을 가할 목적으로 제어도니 압력의 유체를 포함한다. 제1챔버, 예를 들어 감소 챔버(52)는 가변 흐름 펌프 요소(50)의 흐름율을 감소시키도록 편심 링(51)에 가해지는 압력을 포함하고, 제2챔버, 예를들어 증가 챔버(53)는 가변 흐름 펌프 요소(50)의 흐름율을 증가시키도록 편심 링(51)에 가해지는 압력을 포함한다. 가변 흐름 펌프 요소(50)의 흐름율을 증가시키도록 편심 링(51)에 힘을 가하는 스프링(54)이 하우징(41)과 편심 링(51) 사이에 추가로 위치되어 있다. 채널(56)을 통해 오일 펌프 배출 매니폴드(43)로부터 또는 채널(55)을 통해 윤활 회로(10)(예를 들어, 주요 오일 갤러리(15)로부터) 내의 하류에 있는 다른 지점으로부터, 감소 챔버(52)에 유압이 공급될 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 오일 펌프(40)는 또한 솔레노이드 밸브 스테이지(70)와 압력 조절기 밸브 스테이지(80)를 포함하는 솔레노이드 밸브 모듈(60)을 포함한다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 솔레노이드 밸브 스테이지(70)는 솔레노이드(71)와, 스프링(72)과 하우징(73)을 포함한다. 솔레노이드(71)는 전기 와이어(74)의 코일과 철을 함유한 전기자(75)를 포함하며, 이는 코일(74)을 통과하는 전류가 전자장을 생성하도록 구성되어 있고, 이 전자장은 압력 스프링(72)에 대항 하여 전기자를 이동시키고 하우징(73) 내의 밸브 홀(76)을 개방시켜 유체가 통과하여 흐르게 한다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 압력 조절기 밸브 스테이지(80)는 스풀(81), 스프링(82), 및 스풀(81)을 방사상으로 억제하기 위한 내경(83)을 한정하는 영역(즉, 하우징(73) 내부)을 포함한다. 스풀(81)은 외경 내에 두 개의 환형 홈과, 하우징 공급 포트(86)와 연속적으로 유체로 연통하는 스풀 공급 포트(84)와, 하우징 제어 포트(87)와 연속적으로 유체로 연통하는 스풀 제어 포트(85)를 구비한다. 필터(45)를 통해 오일 펌프 배출 매니폴드(43)로부터 또는 채널(61)을 통해 윤활 회로(10)(예를 들어, 보통 주요 오일 갤러리(15)로부터) 내의 하류에 있는 다른 지점으로부터, 하우징 공급 포트(86)에 유압이 공급될 수 있다. 스풀 공급 포트(84)는 또한 제한 오리피스 홀(88)을 통해 유체 챔버(89)와 연속적으로 유체로 연통한다. 스풀 제어 포트(85)는 또한 홀(91)을 통해 유체 챔버(90)와 연속적으로 유체로 연통한다. 스풀(81)은 유체 챔버(90) 내의 제어 압력과, 스프링(82), 및 유체 챔버(89) 내의 공급 압력의 합성력에 의해 내경(83)에 축방향으로 위치되어 있다.

    스풀(81)의 축 위치의 변화는 스풀 제어 포트(85)와 양 하우징 공급 포트(86) 및 하우징 배출 포트(92) 사이에서 유체 연통하도록 개방된 영역을 증가시키거나 감소시킬 것이고, 이는 공급 통로(86) 내의 압력보다 낮은 어떤 레벨까지 스풀 제어 포트(85)와 통로(87) 내의 제어 압력(예를 들어 도 3의 도면부호 61 참고)을 조절하는 효과를 갖는다. 더 낮은 압력 레벨은 스프링(82)의 결합된 길이와 스프링률과 스풀(81)의 각 단부의 영역에 의해 결정된다. 통로(87)를 통해서 챔 버(53)를 증가시키도록 더 낮은 압력 레벨이 공급되고, 여기에서 이 낮은 압력 레벨은 가변 흐름 펌프 요소(50)의 흐름율을 증가시키도록 스프링(54)과 함께 편심 링(51)에 작용한다. 더 낮은 압력 레벨은 스프링(54)과 함께 편심 링(51)에 대해 기준 힘의 역할을 하고, 따라서 만일 감소 챔버(52) 내의 압력이 초과되면, 감소 챔버(52) 내의 압력은 편심 링(51)을 이동시켜 펌프 흐름을 감소시킬 것이고, 펌프 흐름은 증가 챔버(53)와 스프링(54)의 압력과 힘에 있어서 균형을 이룰 때까지 감소 챔버(52) 내의 압력을 감소시킬 것이다.

    즉, 감소 챔버(52) 내의 압력이 기준 압력 보다 더 낮으면, 증가 챔버(53)내의 압력과 스프링(54)은 펌프 흐름을 증가시키도록 편심 링을 이동시킬 것이다. 압력 조절기 밸브 스테이지(80)는 총 세 개의 유체 연통 포트, 즉 공급 포트(84)와 제어 포트(86) 및 배출 포트(92)를 구비하도록 본 발명의 한 특징에 따라 도시되어 있다.

    도 3은 수평 축에 공급 압력(62)(예를 들어 포트(84)와 통로(86))의 함수로서 수직축에 솔레노이드 밸브 제어 압력(61)(예를 들어, 포트(85)와 통로(87))과 ECU 전기 출력 라인/와이어(35)를 통한 솔레노이드 밸브(70)에 대한 전류를 그림으로 보여주고 있다.

    본 발명의 한 특징에 따라, 곡선은 세 개의 특성 영역, 예를 들어 영(zero) 제어 압력 영역(63), 오프셋 제어 압력 영역(64), 가변 제어 압력 영역(65)을 갖고 있다. 영 제어 압력 영역(63)은 솔레노이드 밸브(70)에 대한 모든 전류와 동일하다. 솔레노이드 밸브(70)에 대한 전류가 증가할 때 감소하는 공급 압력에서, 오프 셋 제어 압력 영역(64)으로부터 가변 제어 압력 영역(65)으로의 변동이 발생한다. 압력 조절 스테이지(80)는 공급 압력(62)과 제어 압력(61) 사이에 특징적인 오프셋(66)을 갖는다. 본 발명의 특별한 동작 이론에 구속되지 않고, 공급 압력(62)이 오프셋(66)의 레벨에 아직 도달하지 않았기 때문에 영 제어 압력 영역(63)이 존재한다는 이유가 이 오프셋(66)이고, 제어 압력(61)이 음의 값(예를 들어, 진공)이 될 수 없다는 것을 생각할 수 있다.

    낮은 공급 압력(62)에서, 스프링(82)은 제한적인 통로(88)를 통해 유체 챔버(89)로부터 스풀(81)의 단부에 작용하는 공급 압력(82)에 대해 스풀(81)을 지배적으로 오른쪽으로 고정시키고, 따라서 공급 포트(84)와 제어 포트(86) 사이의 유체 연통의 영역을 폐쇄하고 제어 포트(86)와 배출 포트(92) 사이의 유체 연통의 영역을 개방한다. 공급 압력(62)이 증가함에 따라, 스풀(81)은 스프링(82)에 대항하여 왼쪽으로 이동될 것이며, 결국 제어 포트(86)와 배출 포트(92) 사이의 유체 연통의 영역을 폐쇄할 것이며, 이 지점에서 공급 포트(84)로부터 제어 포트(86)까지 스풀(81)과 하우징 내경(83) 사이에서의 누출을 통해 압력이 제어 포트(86)에서 증가되기 시작할 수 있다. 공급 압력(62)이 계속 증가하게 됨에 따라, 스풀(81)은 공급 포트(84)와 제어 포트(86) 사이의 유체 연통 영역이 개방되는 지점으로 이동되어, 제어 압력(61)이 공급 압력(62)의 레벨까지 증가될 것이다. 이 지점에서, 유체 챔버(90) 내의, 예를 들어 통로(91)를 통해 연통된 제어 압력과 함께 스프링 힘(82)은 유체 챔버(89) 내의 공급 압력의 힘을 극복할 것이고, 스풀(81)을 오른쪽으로 이동시킬 것이다. 스풀(81)은 제어 압력의 힘이 스프링(82)에 의해 스풀(81) 에 가해진 힘의 양 만큼 공급 압력의 힘으로부터 감소되는 평행 상태에 도달할 것이며, 따라서, 오프셋 제어 압력 영역(64) 내의 특징적인 오프셋(66)을 결정하게 된다.

    공급 압력(62)이 계속 증가하게 됨에 따라, 유체 챔버(89) 내의 압력도 따라가게 되고, 결국 하우징(73)에 대항하여 솔레노이드 전기자를 고정하고 있는 스프링(72)을 넘어설 것이며, 따라서 밸브 홀(76)을 개방하고 공급 압력(62)이 더 증가되는 것을 경감시킬 것이다. 밸브 홀(86)이 개방되었을 때, 그리고 제한 통로(88)를 통해 제한된 유체의 흐름이 있을 때, 유체 챔버(89) 내의 압력은 더 이상 공급 포트(84)에서의 공급 압력(62)과 동일하지 않고, 이로부터 감소한다. ECU(30)가 전기 출력부(35)에 의해 선택적으로 솔레노이드 코일(74)을 통해 전류를 보낼 때, 솔레노이드 전기자 또한 전자기장에 의해 스프링(72)에 대항하여 오른쪽으로 힘을 받게되고, 이는 또한 유체 챔버(89) 내의 압력과 제어 압력(61)을 줄이는데 도움이 될 것이다. 예를 들어 가변 힘 솔레노이드와 같이 전류를 증가시키는 것이 밸브의 개방을 증가시키도록, 스프링(72)은 솔레노이드 밸브 시스템에 비례적인 특성을 제공한다. 제어 압력(61)은 통로(88)를 통해 제한된 흐름 때문에 공급 압력(62)으로부터 감소되는 유체 챔버(89) 내의 압력에 대해 특징적인 오프셋(66)을 유지할 것이다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 도 3의 제3작동영역에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 밸브 모듈(60)이 심지어 전력이 없어도 어떤 압력 조절 작동을 수행하기 때문에, 오일 펌프(40)는 ECU(30) 없이 작동될 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 심지어 변환기(13)를 통해 유압을 측정함이 없이, ECU(30) 내의 내부 "검색" 테이블로부터 전기 출력부(35)를 통해 솔레노이드(71)에 대한 전류의 함수로서 윤활 회로(10) 내의 유압을 확신할 수 있기 때문에, 오일 펌프(40)는 개루프 제어 모드로 ECU(30)에 의해 작동될 수 있다.

    본 발명의 한 특징에 따르면, 오일 펌프(40)는 ECU(30) 내에 프로그램된 소프트웨어 논리 제어와 변환기(13)에 의해 윤활 회로(10) 내에서 측정된 유압에 따른 전기 출력부(35)를 통해 솔레노이드(71)에 대해 전기 신호를 조절함으로써 폐루프로 ECU(30)에 의해 유압을 능동적으로 제어하도록 작동될 수 있다. ECU(30)는 또한 윤활 회로(10) 내에서 오일 수요를 증가시킬 것을 예상할 수 있다. 이것은 가변 캠 타이밍 또는 실린더 비활성과 같은 오일 소비 엔진 서브시스템과 펌프를 동시에 작동시킴으로써 이루어질 수 있다. 측정된 엔진 속도(31)와 엔진 온도(32) 및/또는 엔진 부하(33)를 포함하는 그러나 이제 제한되지는 않는 어떤 공지의 조건에 따라 달라지는 윤활 회로(10)에 대해 더 높거나 더 낮은 유압을 선택함으로써, ECU(30)는 본 발명에 의해 특정의 압력-반응 엔진 서브시스템을 선택적으로 작동시키는 기능을 가질 수도 있다.

    본 발명의 한 특징에 따라, 오일 펌프(40)는 이전의 세 가지 제어 모드의 요소를 결합시켜서, 혼합된 제어 모드로 작동될 수 있다. 비제한적인 예로서, 오일 펌프(40)가 일반적인 매개변수의 범위 밖의 조건에서 ECU 제어 없이 스스로 조절할 수 있게 하고, 그리고 나서 원하는 값 근처의 유압을 신속히 달성하기 위해 개루프 제어를 사용할 수 있게 하고, 그리고 나서 원하는 유압을 정확히 달성하기 위해 폐 루프 제어를 사용할 수 있게 하는 것이 유용할 것이다.

    본 발명의 기술은 단지 예시적인 것이며, 따라서 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 변형이 본 발명의 범위 내에서 가해질 수 있다. 이러한 변형은 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어난 것으로 여겨지지 않는다.

    본 발명의 가변 흐름 유압 펌프용 제어 시스템에 의해, 엔진 제어장치로부터 나오는 전기 입력부는 솔레노이드를 작동시켜 광범위한 작동상태에서 원하는 레벨로 엔진의 유압을 제어할 수 있다.

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