KR100220069B1 - 자동변속기 유압 제어시스템의 안전회로 - Google Patents

Abstract

D 레인지 1→2 변속시 2속압이 프론트 클러치로 유입되는 것을 방지하여 안전기능을 보다 확실하게 할 수 있는 자동변속기 유압 제어시스템의 안전회로를 제공할 목적으로; 오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과; 변속모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과; 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과; 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과; 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단과; 상기 유압 분배수단과 각 마찰요소 사이에 배치되어 각 마찰요소로 분배되는 유압에 의하여 제어되면서 안전기능을 수행하는 안전수단과; 를 포함하여 이루어지는 자동 변속기의 유압 제어시스템에 있어서, 상기 안전수단을 형성하는 페일 세이프를 1→2 변속시 누유되는 2속압이 배출되도록 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 동 변속기의 유압 제어시스템의 안전회로를 제공한다.

Description

자동변속기 유압 제어시스템의 안전회로

본 발명은 차량용 자동변속기에 적용되는 유압 제어시스템에 있어서, D 레인지 1→2 변속시 2속압이 프론트 클러치로 유입되는 것을 방지하여 안전기능을 보다 확실하게 할 수 있는 자동변속기 유압 제어시스템의 안전회로에 관한 것이다.

예컨대, 차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘을 가지고 있으며, 차량의 주행상태에 따라 변속기에 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 기어단을 선택하기 위한 유압작동 마찰요소를 포함하고 있다.

차량용 자동변속기의 유압 제어시스템은, 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시킴으로써, 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속이 자동적으로 행하여질 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.

이러한 유압 제어시스템은 도1에서와 같이, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토오크 컨버터(2)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 생성하여 토출하는 오일펌프(4)를 포함한다.

상기한 오일펌프(4)로부터 생성되는 유압이 흐르는 관로(6)에는 이 관로를 따라 흐르는 오일을 일정한 압력으로 만드는 압력조절밸브(8)와, 토오크 컨버터 및 윤활용 오일의 압을 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(10), 그리고 토오크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)들이 연결되어 압력조절수단과 댐퍼 클러치 제어수단을 구성하고 있다.

그리고 오일펌프(4)로부터 생성되는 일부의 오일은, 라인압보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(14)와, 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(16)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 리듀싱 밸브(14)에서 감압된 일정한 유압은 제1 압력제어밸브(18) 및 제2 압력제어 밸브(20)로 공급되어 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

그리고 이들 제1,2 압력제어밸브(18)(20)로 공급되는 유압의 일부는 중립 레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(22)의 제어압을 사용될 수 있는 유로를 만들고 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(16)가 주행(D) 레인지에 있을때 유압이 흐르는 관로(24)에, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프제어되는 제1 솔레노이드 밸브(S1) 및 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 작용으로 유로를 절환하는 시프트 컨트롤 밸브(26)가 연통되어 상기한 매뉴얼 밸브(16)와 함께 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

상기한 시프트 컨트롤 밸브(26)에는 2속관로(28), 3속관로(30), 4속관로(32)가 연결되어 각각의 변속단 제어를 위하여 유압분배 수단의 시프트 밸브들로 각각 제어유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 관로(24)상에는 1속관로(34)가 분지되어 상기 제1,2 압력 제어밸브(18)(20)로 라인압을 공급할 수 있도록 하고 있으며, 이들 제1,2 압력 제어밸브(18)(20)는 제3,4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)에 의하여 유로를 절환할 수 있도록 구성되어 제1 압력 제어밸브(18)는 변속 제어중에 마찰요소에 제어압을 공급할 수 있도록 하였으며, 제2 압력 제어밸브(20)는 1속단의 입력요소로 작용하는 리어 클러치(C1)에 드라이브 압을 공급할 수 있도록 유로가 형성된다.

상기한 시프트 컨트롤 밸브(26)의 2속관로(28)는 1-2 시프트 밸브(36)의 좌측단 포트로 공급되어 이 밸브를 제어하게 된다.

또한, 3속관로(30)는 2개의 관로(38)(40)로 분기되어 제1 분기관로(38)는 관로는 2-3/4-3 시프트 밸브(42)의 좌측단 포트로 공급되어 밸브를 제어할 수 있도록 구성되고, 제2 분기관로(40)는 그 말단부가 분기되어 컨트롤 스위치 밸브(44)와 하이-로우 압력밸브(46)로 유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 4속관로(32)는 리어 클러치 해방밸브(48)의 좌측단 포트와 2-3/4-3 시프트 밸브(42)의 우측단과 연통되어 이들 밸브를 제어할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 유압 분배수단의 일부 밸브와 적어도 2개의 마찰요소 사이에는 트랜스밋션 제어유닛의 작동 불능 또는 유압 분배수단을 형성하는 상기 각 밸브들에서 스틱현상이 발생되었을 때, 가장 이상적인 변속단으로 페일 세이프 기능을 수행하도록 하는 안전수단으로서의 페일 세이프 밸브(50)가 배치된다.

또한, 상기한 매뉴얼 밸브(16)에는 타이밍 제어관로(52)가 연결되어 이의 관로를 따라 흐르는 유압을 컨트롤 스위치 밸브(44)의 제어압으로 사용할 수 있도록 하였으며, 이는 이의 타이밍 제어관로(52)상에 배치되는 제5 솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 제어된다.

그리고 매뉴얼 밸브(16)가 후진(R) 레인지에 있을 때 후진 제1 제어관로(54)로 공급되는 유압은 리어 클러치 해방밸브(48)와 2-3/4-3 시프트 밸브(42)를 통해 프론트 클러치(C4)로 유압을 공급할 수 있도록 함과 동시에 후진 제2 제어관로(56)로 공급되는 유압이 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 후진 변속단에서 반력요소로 작용하는 로우-리버스 브레이크(C5)로 유압을 공급할 수 있도록 구성하고 있다.

상기에서 프론트 클러치(C4)로 공급되는 유압의 일부가 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2) 로 동시에 공급 될 수 있도록 구성하고 있다.

도면중 미설명 부호 S6은 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)를 제어하여 댐퍼 클러치를 작동시키거나 작동을 해지하는 제6 솔레노이드 밸브이다.

상기 구성에 의하여 차속과 스로틀 개도각 등에 따른 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 따라 각 솔레노이드 밸브가 작동하면서 유압의 흐름을 제어하면서 자동적으로 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기와 같은 유압 제어시스템에 있어서, 본 발명이 관계하는 종래 페일 세이프 밸브(50)의 구성을 살펴보면, 도 3에서와 같이, 밸브보디는 2속압 관로(28)와 연통되는 제1포트(100)와, 제1 압력제어밸브(18)로부터 제어압을 1-2 시프트 밸브(36)와 컨트롤 스위치 밸브(44)를 통해 공급받는 제2포트(102)와, 엔드 클러치(C3)로 공급되는 유압을 공급받는 제3포트(104)와, 리어 클러치(C1)로 공급되는 유압을 공급받는 제4포트(106)와, 상기 제2포트(102)로부터 공급되는 유압을 선택적으로 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 유압을 공급하는 제5포트(108)와, 프론트 클러치(C4)와 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)로 공급되는 유압이 공급되는 제6포트(110)을 보유하게 된다.

그리고 상기 밸브보디내에 내장되는 밸브스풀(112)은 상기 제4포트(106)을 개폐하는 제1랜드(114)와, 상기 제4포트(106)와 제3포트(104)의 유압이 양측면으로 작용하는 제2랜드(116)와, 상기 제3포트(104)와 배출포트(Ex) 사이에 위치하여 배출되는 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h2) 유압을 안내하는 제3랜드(118)와, 선택적으로 제2포트(102)와 제5포트(108)를 연통시키는 제4랜드(120)와, 상기 제1포트(100)로 유입되는 유압에 작용하는 제5,6랜드(122)(124)와를 포함하여 이루어지며, 상기 제6랜드(124)의 외주에는 제6포트(108)로 유입되는 유압에 의하여 작용하는 슬라이브(126)가 배치되는 구성을 갖는다.

이에 따라 이에 공급되는 유압에 의하여 제어되면서 리어 클러치(C1), 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1), 엔드 클러치(C3)로 동시에 유압이 공급되는 경우, 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되는 유압을 배출시켜 유성기어 셋트의 인터록 현상을 방지하는 안전기능을 수행하게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 유압 제어시스템의 페일 세이프 밸브는 D 레인지 1→2 변속과정에서 2속압이 페일 세이프 밸브로 공급이 이루어질 때, 제6랜드와 슬리이브 사이의 틈새로 누유되어 프론트 클러치로 공급됨으로써, 변속초기 프론트 클러치의 유압을 상승시킨후에 해제되어 변속충격 발생은 물론 심하게는 유성기어셋트에 인터록 현상을 발생시켜 안전상에 좋지 않은 영향으로 미친다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 D 레인지 1→2 변속시 2속압이 프론트 클러치로 유입되는 것을 방지하여 안전기능을 보다 확실하게 할 수 있는 자동변속기 유압 제어시스템의 안전회로를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과; 변속모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과; 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과; 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과; 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단과; 상기 유압 분배수단과 각 마찰요소 사이에 배치되어 각 마찰요소로 분배되는 유압에 의하여 제어되면서 안전기능을 수행하는 안전수단과; 를 포함하여 이루어지는 자동 변속기의 유압 제어시스템에 있어서, 상기 안전수단을 형성하는 페일 세이프를 1→2 변속시 누유되는 2속압이 배출되도록 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 동 변속기의 유압 제어시스템의 안전회로를 제공한다.

도1은 본 발명이 적용되는 유압 제어시스템의 D레인지 2속에서 유압 흐름 상태를 나타내는 도면.

도2는 도1의 A부분에 해당하는 페일 세이프 밸브의 구성도로서,

(a)는 1속 상태의 유압 흐름도이고,

(b)는 2속 상태의 유압 흐름도이며,

(c)는 3속 상태의 유압 흐름도이고,

(d)는 4속 상태의 유압 흐름도.

도3은 도1의 A부분에 해당하는 페일 세이프 밸브의 종래 구성도로서,

(a)는 1속 상태의 유압 흐름도이고,

(b)는 2속 상태의 유압 흐름도이다.

도1은 본 발명이 적용되는 유압 제어시스템을 나타내는 도면으로서, 셀렉트 레버가 주행(D) 레인지 2속에 있을 때의 상태를 도시하고 있는데, 이의 구성은 상기한 바와 같이, 오일펌프(4)로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과; 변속모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과; 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과; 토오크 컨버터(2)의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과; 다수의 시프트 밸브로 이루어져 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단을 포함하여 이루어지게 된다.

이러한 유압 제어시스템에 있어서, 본 발명은 도1 및 도2에서와 같이, 안전회로를 구성하는 페일 세이프 밸브(50)를 형성하되, 밸브보디는 2속압 관로(28)와 연통되는 제1포트(60)와, 제1 압력제어밸브(18)로부터 제어압을 1-2 시프트 밸브(36)와 컨트롤 스위치 밸브(44)를 통해 공급받는 제2포트(62)와, 엔드 클러치(C3)로 공급되는 유압을 공급받는 제3포트(64)와, 리어 클러치(C1)로 공급되는 유압을 공급받는 제4포트(66)와, 상기 제2포트(62)로부터 공급되는 유압을 선택적으로 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 유압을 공급하는 제5포트(68)와, 프론트 클러치(C4)와 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)로 공급되는 유압이 공급되는 제6포트(70)을 보유하게 된다.

또한, 상기 제1포트(60)와 제6포트(70) 사이에 제1 배출포트(EX1)를 보유하며, 상기 제2,3 포트(62)(64) 사이에 제5포트(68)로 공급되었던 유압을 배출할 수 있는 제2 배출포트(EX2)를 보유하고, 도면에서 최 좌측단에 제3 배출포트(EX3)를 보유하게 된다.

그리고 상기 밸브보디내에 내장되는 밸브스풀(72)은 상기 제4포트(66)를 개폐하는 제1랜드(74)와, 상기 제4포트(66)와 제3포트(64)의 유압이 양측면으로 작용하는 제2랜드(76)와, 상기 제3포트(64)와 제2 배출포트(EX3) 사이에 위치하여 wp3포트(64)로 공급되는 유압에 작용함과 동시에 배출되는 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h2) 유압을 안내하는 제3랜드(78)와, 선택적으로 제2포트(62)와 제5포트(68)를 연통시키는 제4랜드(80)와, 상기 제1포트(60)로 유입되는 유압에 작용하는 제5, 6랜드(82)(84)와, 상기 제6랜드(84)와 함께 슬라이브(86)의 내측에 위치하는 제7랜드(88)를 포함하여 이루어진다.

물론 상기 슬라이브(86)는 중간부에 통공(90)이 형성되어 상기 제6, 7랜드(84)(88) 사이로 유입되는 유압이 제1 배출포트(EX1) 로 배출되도록 하고 있으며, 그의 개구부 반대측 유압 작용면은 제6포트(70)로 공급되는 유압에 작용하게 된다.

그리고 상기 각 랜드(74, 76, 78, 80, 82, 84, 88)의 작용면적을 A1, A2, A,3 A4, A5, A6, A7로 하고 , 슬리이브(86)의 작용면적을 A8로 할 때, A1 A2 A3 = A4 A5 A6 = A7 A8의 등식을 만족하되, A6 A8가 되도록 하였다.

이는 각 포트를 통해 제어압과 라인압이 공급될 때, 밸브스풀(72)의 위치를 변환시켜 변속과정과 안전기능을 확보할 수 있도록 하기 위함이다.

이와같이 이루어지는 본 발명의 페일 세이프 밸브(50)는 D 레인지 1속에서는 도2의 (a)에서와 같이, 리어 클러치(C1)로 공급되는 유압의 일부가 제4포트(66)를 통해 유입되어 밸브스풀(72)의 도면에서 우측으로 이동시킨 상태를 유지하게 된다.

이러한 1속의 상태에서 2속으로 변속이 이루어지는 경우에는 도2의 (b)에서와 같이, 2속라인(28)으로부터 유압이 공급되고, 제1 압력 제어밸브(18)에서 제어되는 제어압이 도1에서와 같이 1-2 시프트밸브(36)와 컨트롤 스위치 밸브(44)를 통해 유입됨으로써, 유압 작용면적의 차이에 의하여 밸브스풀(72)이 도면에서 좌측으로 이동하면서 변속이 이루어지게 된다.

이러한 1→2 변속과정에서 제1포트(60)를 통해 유입되는 2속압은 제5,6랜드(82)(84)와의 사이에 작용하게 되는데, 이때, 제6랜드(84)와 슬리이브(86) 사이의 틈새로 누유되는 유압은 슬리이브(86)의 통공(90)과 제1 배출포트(EX1)를 통해 배출됨으로써, 제6포트(70)를 통해 프론트 클러치(C4)로 공급되지 않는다.

이에 따라 일시적인 프론트 클러치(C4)로의 유압 공급에 따른 유성기어셋트의 인터록 현상을 방지하여 안전기능을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 3,4속에서는 도2의 (c)(d)에서와 같이 유로를 형성하면서 안전기능을 수행하게 되는것이며, 각 랜드의 면적 차이에 의하여 엔드 클러치(C3) 및 리어 클러치(C1), 그리고 킥 다운 서어보(C2)가 동시에 작동되는 경우 각 랜드의 면적 차이에 의하여 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)의 유압을 제2 배출통로(EX2)를 통해 배출시키게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, D 레인지 1→2 변속시 2속압이 프론트 클러치로 유입되는 것을 방지하여 안전기능을 보다 확실하게 수행할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과; 변속모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과; 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과; 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과; 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단과; 상기 유압 분배수단과 각 마찰요소 사이에 배치되어 각 마찰요소로 분배되는 유압에 의하여 제어되면서 안전기능을 수행하는 안전수단과; 를 포함하여 이루어지는 자동 변속기의 유압 제어시스템에 있어서, 상기 안전수단을 형성하는 페일 세이프를 1→2 변속시 누유되는 2속압이 배출되도록 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동변속기 유압 제어시스템의 안전회로.
2. 청구항 1에 있어서, 페일 세이프 밸브는 2속압 관로와 연통되는 제1포트와, 제1 압력제어밸브으로부터 제어압을 공급받는 제2포트와, 엔드 클러치로 공급되는 유압의 일부를 공급받는 제3포트와, 리어 클러치로 공급되는 유압의 일부를 공급받는 제4포트와, 상기 제2포트로부터 공급되는 유압을 선택적으로 킥 다운 서어보의 작동측 쳄버로 공급하는 제5포트와, 프론트 클러치와 킥 다운 서어보의 해제측 쳄버로 공급되는 유압의 일부가 공급되는 제6포트를 보유하며, 상기 제1포트와 제6포트 사이에 제1 배출포트를 보유하고, 상기 제2, 3 포트 사이에 제5포트로 공급되었던 유압을 배출할 수 있는 제2 배출포트를 보유하는 밸브보디와; 상기 제4포트를 개폐하는 제1랜드와, 상기 제4포트와 제3포트의 유압이 양측면으로 작용하는 제2랜드와, 상기 제3포트와 제2 배출포트 사이에 위치하여 제3 포트로 공급되는 유압에 작용함과 동시에 배출되는 킥 다운 서어보의 작동측 쳄버 유압을 안내하는 제3랜드와, 선택적으로 제2포트와 제5포트를 연통시키는 제4랜드와, 상기 제1포트로 유입되는 유압에 작용하는 제5, 6랜드와, 상기 제6랜드와 함께 슬리이브의 내측에 위치하는 제7랜드를 보유하는 밸브스풀과; 로 이루어지는 페일 세이프 밸브가 적용되는 자동변속기 유압 제어시스템의 안전회로.
3. 청구항 2에 있어서, 페일 세이프 밸브의 밸브수풀은 각 랜드(74, 76, 78, 80, 82, 84, 88)의 작용면적을 A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7로 하고, 슬리이브(86)의 작용면적을 A8로 할 때, A1 A2 A3 = A4 A5 A6 = A7 A8의 등식을 만족하되, A6 A8 가 되도록 형성함을 특징으로 하는 자동변속기 유압 제어시스템의 안전회로.

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