JP4806831B2

JP4806831B2 - 車両用自動変速機の油圧制御システム

Info

Publication number: JP4806831B2
Application number: JP2005319976A
Authority: JP
Inventors: 鍾述朴; 赫浚李; 眞模朴; 秉官申
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-11-02
Also published as: CN1769744A; KR20060039172A; US20060105882A1; KR100588509B1; JP2006132774A; DE102005051828A1; DE102005051828B4; CN1769744B; US7390285B2

Description

本発明は車両用自動変速機の油圧制御システムに関し、より詳しくは、摩擦要素に供給される作動油圧をより精密に制御することができるようにした、自動変速機の油圧制御システムに関する。

車両に適用される自動変速機は、車両の走行速度、スロットルバルブの開度率、
及び諸般の検出条件に基づいてＴＣＵ（トランスミッション制御ユニット）が油圧制御システムに適用される複数のソレノイドバルブを制御することによって、ギヤトレインに適用されて目標変速段で選択的に作動する複数の摩擦要素（クラッチ及びブレーキ）に供給される作動圧を制御して、自動的に変速を実現する。
このような自動変速機において、摩擦要素を構成するクラッチは、各変速段別に最大入力トルクに対してスリップが発生しないように、当該クラッチの担当トルクに相当する最大油圧の供給を受けなければならない。また、クラッチを作動制御したり、解放制御を行う場合には、スムーズな変速感を実現するために、適切な範囲内で精密に油圧制御が行われなければならない。

そして、変速時の油圧制御領域は、トルクコンバーターのストールトルク比を考慮して設計された最大圧に比べて低い領域に存在する一方、最小圧が“０”であるか、プレフィル（Ｐｒｅ−ｆｉｌｌ）特性のための一定の値を有する。最小圧のプレフィル値は、油圧制御バルブの排出ポートと連結された圧力制御バルブまたは調節ボールによって実現される。
そのために、変速時の油圧制御領域は、最大圧及び最小圧の範囲に比べて小さいので、ソレノイドバルブの制御圧の制御範囲が限定され、ソレノイドバルブの制御圧の変化に対するクラッチの制御圧の敏感度が大きくなり、ソレノイドバルブの制御圧の偏差によって変速感の差が大きく発生する。

特に、６速変速機のように変速段別の担当トルクの差が大きい場合には、変速時の油圧制御領域が最大圧対比で２０〜３０％程度に非常に制限的に設定されるという技術的問題点がある。
このような点を考慮して、従来の摩擦要素に供給される作動圧の制御方式を見ると、図６のように、ＴＣＵから変速信号が発生すると、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）がソレノイド供給圧を制御して圧力制御バルブ１００に供給する。
そうすると、圧力制御バルブ１００のバルブスプール１０２がスプリング１０４の弾発力を克服して図面の左側に移動して、ライン圧の入力ポート１０６と摩擦要素（Ｃ）への入力ポート１０８とを連通させてライン圧の入力ポート１０６に供給されるライン圧を摩擦要素（Ｃ）に供給する。摩擦要素（Ｃ）に供給される作動油圧が上昇して変速が完了すれば、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧を最大に上昇させて摩擦要素（Ｃ）の作動油圧が最大圧に維持されるように制御する。

前記のように制御するために、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の最大制御圧による力は、クラッチの最大制御圧による力とスプリング弾性力との合計より大きく設定される。
しかし、前記のように摩擦要素に供給される油圧を制御する場合には、ソレノイドバルブの制御圧の範囲が狭い圧力制御バルブによって摩擦要素の作動油圧を制御するようになり、精密な油圧制御が困難であるという問題点がある。
そして、ソレノイドバルブの制御圧が直接圧力制御バルブを制御することによって、制御圧の偏差による摩擦要素の作動油圧の変化が大きく、精密な油圧制御が困難という問題点がある。
また、６速自動変速機などの多段変速機のように変速段別の担当トルクの変化が大きい場合、ソレノイドバルブの制御圧の範囲が縮少されて、精密な油圧制御が行えないという問題点がある。
特開２００５−０９０７３５号公報

本発明は、前記のような問題点を解消するためになされたものであって、本発明の目的は、変速時に摩擦要素に供給される作動油圧を制御するためのソレノイドバルブの制御圧の範囲をより大きくし、ソレノイドバルブの制御圧の偏差による摩擦要素の作動油圧の変化を小さくして、精密な制御が行えるようにした、自動変速機の油圧制御システムを提供することである。
そして、変速段別の担当トルクの変化が大きい場合、ソレノイドバルブの制御圧の範囲を変速容量に合うように設計可能にすると同時に、最大圧での流量漏油に対しても根本的に対処可能にした自動変速機の油圧制御システムを提供することである。

本発明の車両用自動変速機の油圧制御システムは、オイルポンプで発生した油圧を各変速段で選択的に作動する摩擦要素の作動油圧として制御し、供給する車両用自動変速機の油圧制御システムにおいて、ソレノイド供給圧及びソレノイド制御圧によって制御され、排出流路を含む切換えバルブと、前記ソレノイド制御圧及び前記作動油圧の制御によって入力されたライン圧を前記作動油圧として調節して供給流路を通して前記摩擦要素に供給し、排出流路を含む圧力制御バルブと、を含み、前記圧力制御バルブの排出流路は前記切換えバルブの制御によって前記切換えバルブの排出流路に選択的に連結され、前記供給流路は前記ライン圧の入力を受ける第１流路または前記圧力制御バルブの排出流路に選択的に連結されることを特徴とする。

前記切換えバルブは、その切換え作動に影響を受けずライン圧の供給を受ける第２流路をさらに含み、前記第２流路は、選択的に前記圧力制御バルブの排出流路に連結されることを特徴とする。

前記圧力制御バルブは、ソレノイド制御圧の供給を受ける第１ポートと、ライン圧の供給を受ける第２ポートと、前記第２ポートに供給される油圧を摩擦要素に供給する第３ポートと、前記第３ポートを通じて供給される油圧の一部の供給を受ける第４ポートと、前記第３ポートの排出圧を前記切換えバルブに排出する排出流路と連通する第５ポートとを含むバルブボディーと、前記第１ポートに供給される制御圧に作用する第１ランドと、前記第４ポートに供給される油圧に作用して前記第２ポートを選択的に開閉する第２ランドとを含むバルブスプールと、前記第２ランドとバルブボディーとの間に配置される弾性部材と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記切換えバルブは、ソレノイド供給圧の供給を受ける第１ポートと、ソレノイド制御圧の供給を受ける第２ポートと、前記圧力制御バルブの排出流路と連結される第３ポートと、前記第３ポートと選択的に連通して排出ポートの役割を果たす第４ポートとを含むバルブボディーと、前記第１ポートに供給される油圧に作用する第１ランドと、前記第２ポートに供給される油圧に作用して選択的に前記第４ポートを開閉する第２ランドとを含むバルブスプールと、前記第２ランドとバルブボディーとの間に配置される弾性部材と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記切換えバルブは、ソレノイド供給圧の供給を受ける第１ポートと、ソレノイド制御圧の供給を受ける第２ポートと、ライン圧の供給を受ける第３ポートと、前記圧力制御バルブの排出流路と連結される第４ポートと、前記第４ポートと選択的に連通して排出ポートの役割を果たす第５ポートとを含むバルブボディーと、前記第１ポートに供給される油圧に作用する第１ランドと、選択的に前記第４ポート及び第５ポートを開閉する第２ランドと、前記第２ポートに供給される油圧に作用する第３ランドとを含むバルブスプールと、前記第３ランドとバルブボディーとの間に配置される弾性部材と、を含んで構成されることを特徴とする。

第２ランドと第３ランドは油圧の作用面積が同一であり、前記第３ポートに供給されたライン圧が前記切換えバルブの切換え作動に影響を与えないことを特徴とする。

本発明の油圧制御システムによれば、変速時油圧制御領域を広く使用することができて精密な制御が可能になり、ソレノイドバルブの制御圧の偏差による摩擦要素の作動油圧の変化が小さいので、より精密な制御を行うことができる効果がある。
そして、６速自動変速機などの多段変速機のように変速段別の担当トルクの変化が大きい場合にも、ソレノイドバルブの制御圧の範囲を変速容量に合わせて設計可能であるため、精密な制御が可能であり、圧力制御バルブ及び切換えバルブによって変速段別の担当トルクに相当する最大圧を形成することができ、特に最大圧での流量漏油を根本的に解決することができる効果がる。

以下、前記目的を具体的に実現することができる本発明の好ましい実施形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明による油圧制御システムの第１実施形態を示したものであって、ソレノイド供給圧がソレノイドバルブ（ＳＯＬ）及び切換えバルブ（ＳＷＶ）に同時に供給されるように構成され、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）で制御された制御圧は切換えバルブ（ＳＷＶ）及び圧力制御バルブ（ＰＣＶ）の制御圧として供給されるように構成される。
そして、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）は、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧によって制御されてライン圧を制御して摩擦要素（Ｃ）に供給するように構成され、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）の排出圧が切換えバルブ（ＳＷＶ）を通じて排出されるように構成される。
そのために、ＴＣＵ（図示せず）から変速信号が発生すると、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）がソレノイド供給圧を制御して圧力制御バルブ（ＰＣＶ）に供給し、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）は、制御圧によって制御されてライン圧を摩擦要素（Ｃ）に供給して作動が行われる。

前記のように油圧を制御するための各バルブの構成を見ると、切換えバルブ（ＳＷＶ）のバルブボディー１は、ソレノイド供給圧の供給を受ける第１ポート２と、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧の供給を受ける第２ポート４と、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）の排出流路と連結される第３ポート６と、第３ポート６と選択的に連通して排出ポートの役割を果たす第４ポート８とを含む。第４ポート８は、残圧調節バルブ（ｐｆｃｖ）と連通して排出圧を安定的に制御することができる。
そして、バルブボディー１に内蔵されるバルブスプール３は、第１ポート２に供給される油圧に作用する第１ランド１０と、第２ポート４に供給される油圧に作用して選択的に第４ポート６を開閉する第２ランド１２とを含む。第２ランド１２とバルブボディー１との間には弾性部材１４が配置されて、バルブスプール３を図面の右側に押す弾性力を発揮する。

すなわち、切換えバルブ（ＳＷＶ）は、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の供給圧、制御圧、及び弾性部材１４の弾性力の条件によって切換えが行われるように構成される。
そのために、ソレノイド供給圧が供給される間は、図１のようにバルブスプール３が図面の左側に移動した状態を維持し、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧が一定の水準以上になる場合には、図２のようにバルブスプール３が図面の右側に移動して第３ポート６を閉鎖する。
圧力制御バルブ（ＰＣＶ）のバルブボディー２１は、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧の供給を受ける第１ポート２０と、ライン圧の供給を受ける第２ポート２２と、第２ポート２２に供給される油圧を摩擦要素（Ｃ）に供給する第３ポート２４と、第３ポート２４を通じて供給される油圧の一部の供給を受ける第４ポート２６と、第３ポート２４の排出圧を切換えバルブ（ＳＷＶ）の第３ポート６に供給する第５ポート２８とを含んで構成される。

そして、バルブボディー２１に内蔵されるバルブスプール２３は、第１ポート２０に供給される制御圧に作用する第１ランド３０と、第４ポート２６に供給される油圧に作用して第２ポート２２を選択的に開閉する第２ランド３２とを含んで構成される。第２ランド３２とバルブボディー２３との間には弾性部材３４が配置される。
すなわち、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）は、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧、摩擦要素（Ｃ）の作動油圧、及び弾性部材３４の弾性力によって制御されるように構成される。
そのために、第１ポート２０に制御圧が供給されれば、図１のようにバルブスプール２３が図面の左側に移動して第２ポート２２と第３ポート２４とを連通させることによって、第２ポート２２に供給される作動油圧が第３ポート２４を通じて摩擦要素（Ｃ）に供給される。

また、第３ポート２３を通じて排出された油圧は第４ポート２６に流入してバルブスプール２３に作用する。第４ポート２６を通じて流入された油圧による力は、弾性部材３４の弾性力と共に第１ポート２０の制御圧による力と平衡を成す。
そして、作動油圧が最大になれば、第１ポート２０の作動圧が作用しても第４ポート２６に供給される作動油圧の一部及び弾性部材３４の弾性力によってバルブスプール２３が図２のように図面の右側に移動して第２ポート２２を閉鎖し、第３ポート２４と第５ポート２８とを連通させて第５ポート２８を通じて摩擦要素（Ｃ）に供給された作動油圧の一部を切換えバルブ（ＳＷＶ）に供給する。
しかし、この時、切換えバルブ（ＳＷＶ）では第２ポート４に供給された制御圧が最大圧になるが、図２のように制御圧及び弾性部材１４の弾性力によってバルブスプール２３が図面の右側に移動して第３ポート６を閉鎖するので、排出が停止される。

そのために、摩擦要素（Ｃ）の作動油圧はライン圧と同一な水準に維持される。
前記のように摩擦要素（Ｃ）の作動油圧を制御する場合には、従来に比べて摩擦要素（Ｃ）の作動油圧を制御するためのソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧の範囲が拡大されて精密な制御が可能であり、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧の偏差による摩擦要素の作動油圧の変化が小さいので、精密な制御が可能である。
そして、６速自動変速機などの多段変速機のように変速段別の担当トルクの変化が大きい場合にも、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧の範囲を変速容量に合うように設計可能であるため、精密な制御が可能であり、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）及び切換えバルブ（ＳＷＶ）によって変速段別の担当トルクに相当する最大圧を形成することができ、最大圧で特別な流量漏油の要因がなくなる。
図１、２で説明していない符号ＡＣは、摩擦要素（Ｃ）に供給される油圧を安定的に制御するアキュムレーターを示す。

図３は本発明による第２実施形態を示したものであって、第１実施形態とは異なって、切換えバルブ（ＳＷＶ）にライン圧を追加したものである。
このために、切換えバルブ（ＳＷＶ）のバルブボディー４１は、ソレノイド供給圧の供給を受ける第１ポート４０と、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧の供給を受ける第２ポート４２と、ライン圧の供給を受ける第３ポート４４と、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）の排出流路と連結される第４ポート４６と、第４ポート４６と選択的に連通して排出ポートの役割を果たす第５ポート４８とを含む。第５ポート４８は、残圧調節バルブ（ｐｆｃｖ）と連通する。

そして、バルブボディー４１に内蔵されるバルブスプール４３は、第１ポート４０に供給される油圧に作用する第１ランド５０と、選択的に第４ポート４６及び第５ポート４８を開閉する第２ランド５２と、第２ポート４２に供給される油圧に作用する第３ランド５４とを含む。第３ランド５４とバルブボディー４１との間には弾性部材５６が配置されて、バルブスプール４３を図面の右側に押す弾性力を発揮する。
すなわち、切換えバルブ（ＳＷＶ）は、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の供給圧、制御圧、及び弾性部材５６の弾性力の条件によって切換えが行われるように構成される。

そのために、自動変速機の始動がかかった状態では、図３のようにソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の供給圧及びライン圧が切換えバルブ（ＳＷＶ）に供給され、この時、ライン圧が供給されても第２、３ランド５２、５４の油圧の作用面積が同一であり、力が平衡を成す状態でソレノイド供給圧が供給されるので、バルブスプール４３が図面の左側に移動した状態を維持する。
このような状態で、変速のためにソレノイドバルブ（ＳＯＬ）が制御を開始すれば、ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧（ソレノイド制御圧）が圧力制御バルブ（ＰＣＶ）の第１ポート２０及び切換えバルブ（ＳＷＶ）の第２ポート４２に供給されて変速が始まる。ソレノイドバルブ（ＳＯＬ）の制御圧が一定の水準以上に上昇すれば、この制御圧及び弾性部材５６の弾性力によってソレノイド供給圧を克服してバルブスプール４３が図４のように図面の右側に移動して、第２ランド５２が第４ポート４６と第５ポート４８との間に位置する。
そうすると、第３ポート４４及び第４ポート４６が連通してライン圧及び排出圧が合わさって摩擦要素（Ｃ）の作動油圧が維持されると同時に、漏油の恐れがなくなる。

以上で、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

本発明の第１実施形態による油圧制御システムの要部抜粋図であって、変速過程の油圧の流れを示す図面である。本発明の第１実施形態による油圧制御システムの要部抜粋図であって、最大圧の作動時の油圧の流れを示す図面である。本発明の第２実施形態による油圧制御システムの要部抜粋図であって、変速過程の油圧の流れを示す図面である。本発明の第２実施形態による油圧制御システムの要部抜粋図であって、最大圧の作動時の油圧の流れを示す図面である。本発明の実施形態による油圧制御システム及び従来の油圧制御システムによる制御圧の特性を比較したグラフ線図である。従来の技術を説明するための油圧制御システムの要部抜粋図である。

符号の説明

１、２１、４１バルブボディー
２、２０、４０第１ポート
３、２３、４３、１０２バルブスプール
４、２２、４２第２ポート
６、２４、４４第３ポート
８、２６、４６第４ポート
１０、３０、５０第１ランド
１２、３２，５２第２ランド
１４、３４、５６弾性部材
２８、４８第５ポート
５４第３ランド
１００圧力制御バルブ
１０４スプリング
１０６ライン圧の入力ポート
１０８摩擦要素への入力ポート

Claims

オイルポンプで発生した油圧を各変速段で選択的に作動する摩擦要素の作動油圧として制御し、供給する車両用自動変速機の油圧制御システムにおいて、
ソレノイド供給圧及びソレノイド制御圧によって制御され、排出流路を含む切換えバルブと、
前記ソレノイド制御圧及び前記作動油圧の制御によって入力されたライン圧を前記作動油圧として調節して供給流路を通して前記摩擦要素に供給し、排出流路を含む圧力制御バルブと、を含み、
前記圧力制御バルブの排出流路は前記切換えバルブの制御によって前記切換えバルブの排出流路に選択的に連結され、
前記供給流路は前記ライン圧の入力を受ける第１流路または前記圧力制御バルブの排出流路に選択的に連結されることを特徴とする車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記切換えバルブは、その切換え作動に影響を受けずライン圧の供給を受ける第２流路をさらに含み、
前記第２流路は、選択的に前記圧力制御バルブの排出流路に連結されることを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記圧力制御バルブは、
ソレノイド制御圧の供給を受ける第１ポートと、ライン圧の供給を受ける第２ポートと、前記第２ポートに供給される油圧を摩擦要素に供給する第３ポートと、前記第３ポートを通じて供給される油圧の一部の供給を受ける第４ポートと、前記第３ポートの排出圧を前記切換えバルブに排出する排出流路と連通する第５ポートとを含むバルブボディーと、
前記第１ポートに供給される制御圧に作用する第１ランドと、前記第４ポートに供給される油圧に作用して前記第２ポートを選択的に開閉する第２ランドとを含むバルブスプールと、
前記第２ランドとバルブボディーとの間に配置される弾性部材と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記切換えバルブは、
ソレノイド供給圧の供給を受ける第１ポートと、ソレノイド制御圧の供給を受ける第２ポートと、前記圧力制御バルブの排出流路と連結される第３ポートと、前記第３ポートと選択的に連通して排出ポートの役割を果たす第４ポートとを含むバルブボディーと、
前記第１ポートに供給される油圧に作用する第１ランドと、前記第２ポートに供給される油圧に作用して選択的に前記第４ポートを開閉する第２ランドとを含むバルブスプールと、
前記第２ランドとバルブボディーとの間に配置される弾性部材と、を含んで構成されることを特徴とする請求項３に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記圧力制御バルブは、
ソレノイド制御圧の供給を受ける第１ポートと、ライン圧の供給を受ける第２ポートと、前記第２ポートに供給される油圧を摩擦要素に供給する第３ポートと、前記第３ポートを通じて供給される油圧の一部の供給を受ける第４ポートと、前記第３ポートの排出圧を前記切換えバルブに排出する排出流路と連通する第５ポートとを含むバルブボディーと、
前記第１ポートに供給される制御圧に作用する第１ランドと、前記第４ポートに供給される油圧に作用して前記第２ポートを選択的に開閉する第２ランドとを含むバルブスプールと、
前記第２ランドとバルブボディーとの間に配置される弾性部材と、を含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記切換えバルブは、
ソレノイド供給圧の供給を受ける第１ポートと、ソレノイド制御圧の供給を受ける第２ポートと、ライン圧の供給を受ける第３ポートと、前記圧力制御バルブの排出流路と連結される第４ポートと、前記第４ポートと選択的に連通して排出ポートの役割を果たす第５ポートとを含むバルブボディーと、
前記第１ポートに供給される油圧に作用する第１ランドと、選択的に前記第４ポート及び第５ポートを開閉する第２ランドと、前記第２ポートに供給される油圧に作用する第３ランドとを含むバルブスプールと、
前記第３ランドとバルブボディーとの間に配置される弾性部材と、を含んで構成されることを特徴とする請求項５に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
第２ランドと第３ランドは油圧の作用面積が同一であり、前記第３ポートに供給されたライン圧が前記切換えバルブの切換え作動に影響を与えないことを特徴とする請求項６に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。