KR100222821B1 - 자동 변속차량의 자동 변속 시스템 - Google Patents

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Abstract

스킵 변속이 가능하고 고회전 영역에서 드래그 토크를 최소화하며, 라인압가변이 가능한 자동 변속 시스템을 제공하기 위하여, 중립모드에서 주행모드로 모드 변경시 1속단을 달성하기 위하여 제2마찰요소로 유압을 공급하는 제1컨트롤 밸브와, 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 제3솔레노이드 밸브의 온/오프작동으로 제1마찰요소로 유압을 공급하거나 차단하는 제2컨트롤밸브와, 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 제4솔레노이드 밸브의 온/오프작동으로 제3마찰요소로 유압을 공급하거나 차단하는 제3컨트롤밸브와, 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 제5솔레노이드 밸브의 온/오프작동으로 제4마찰요소로 유압을 공급하거나 차단하는 제4컨트롤밸브를 포함하는 자동 변속차량의 자동 변속 시스템.

Description

자동 변속차량의 자동 변속 시스템
제1도는 본 발명에 관련하는 자동 변속 시스템의 파워 트레인.
제2도는 본 발명에 관련하는 자동 변속 시스템의 유압 제어장치.
제3도는 본 발명의 유압 제어장치에 의해 각각의 마찰요소 작동유무를 각 변속단별로 나타낸 표.
제4도는 제2도에 나타낸 파워 트레인의 각 변속단별 변속비를 레버해석방식으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 자동 변속차량의 자동 변속 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 업 스킴 시프트(up skip shift)와 다운 스킴 시프트(down skip shift)가 가능하며, 고회전 영역에서 드래그(drag) 토크의 손실을 줄일 수 있고, 라인압 가변제어가 가능하며 일방향 클러치의 사용을 배제함으로서 파워 트레인의 중량을 줄일 수 있는 자동 변속 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동 변속장치는 변속기의 입력축과 엔진 사이에 토오크컨버터를 사이에 두고 연결되는 구조를 갖는다.
이러한 자동 변속장치는 토오크 컨버터로부터 출력되는 토오크가 변속기의 입력축을 회전시키는 구성으로 이루어지는데, 변속기는 다단기어메카니즘으로 이루어져 유압제어장치에 의해 작동 또는 비작동 상태로 되어 입력축의 회전력을 유성기어장치의 선기어나 링기어 또는 유성 캐리어로 전달하는 클러치에 의해 변속이 이루어지도록 되어 있다.
그런데 변속기의 파워 트레인은 어떤 변속단에서는 엔진 브레이크가 걸리고 또 다른 변속단에서는 엔진 브레이크가 걸리지 않도록 하기 위하여 일방향 클러치를 사용하고 있는데, 이 일방향 클러치의 사용은 파워 트레인의 중량을 크게하는 단점이 있다.
그리고 일반적으로 자동 변속기의 경우 엔진의 동력이 클러치를 통하여 입력될 때 고속 공회전 클러치에 의한 드래그 토오크 손실이 있어 엔진의 동력을 최대로 이용할 수 없다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 고속 변속단에서 드래그 토오크의 손실을 최소화하여 엔진의 동력 효율을 높이고, 일방향 클러치의 사용을 배제함으로서 파워 트레인의 중량을 줄일 수 있는 자동 변속차량의 자동 변속시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 라인압을 가변하여 동력 손실을 줄이며, 변속시스템 시프트가 가능한 자동 변속차량의 자동 변속 시스템을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 중립모드에서 주행모드로 모드변경시 1속단을 달성하기 위하여 제2마찰요소로 유압을 공급하는 제1컨트롤밸브와, 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 제3솔레노이드 밸브의 듀티제어로 제1마찰요소로 유압을 공급하거나 차단하는 제2컨트롤 밸브와, 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 제4솔레노이드 밸브의 듀티제어로 제3마찰요소로 유압을 공급하거나 차단하는 제3컨트롤 밸브와, 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 제5솔레노이드 밸브의 듀티제어로 제4마찰요소로 유압을 공급하거나 차단하는 제4컨트롤 밸브를 포함하는 자동변속차량의 자동 변속 시스템을 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 관련하는 변속기의 파워 트레인을 나타내는 도면으로서, 엔진(2)으로부터 동력을 전달받는 토오크 컨버터(4)와, 이 토오크컨버터(4)의 터어빈과 직결되어 동력을 전달받은 변속기의 입력축(6)을 도시하고 있다.
이 입력축(6)의 주위에는 제1유성기어장치(8)와 제2유성기어장치(10)가 배치되어 있는데, 제1유성기어장치(8)의 제1선기어(12)는 입력축(6)과 직결되어 엔진 구동시 회전할 수 있도록 되어 있다.
이 제1선기어(12)의 회전력은 이와 치차물림되어 있는 제1유성기어(14)를 통하여 제1링기어(16)로 전달될 수 있는 치차물림을 이루고 있다.
상기한 제1유성기어(14)는 제1유성 캐리어(18)에 의해 상기한 제1선기어(12)의 외주에 다수개가 등분 배치된다.
이 제1유성 캐리어(18)는 제2유성기어장치(10)의 제2링기어(20)와 직결되어 일체로 회전할 수 있도록 되어 있으며, 이 제2링기어(20)는 제2유성캐리어(22)에 의해 등분 배치된 제2유성기어(24)와 치차물림되어 있다.
이 제2유성기어(241)는 제2선기어(26)와 치차물림되어 동력을 전달할 수 있도록 되어 있는데, 상기한 제2유성 캐리어(22)는 상기한 제1링기어(16)와 제1마찰요소(C1)에 의해 선택적으로 직결되거나 일체로 회전하거나 독립적인 회전이 이루어질 수 있도록 되어 있다.
그리고 이 제2유성 캐리어(22)는 제2마찰요소(C2)에 의해 그 회전이 선택적으로 중단될 수 있도록 됨으로서 제2유성기어장치(10)의 반력요소로 작용할 수 있도록 되어 있다.
또한 상기한 제2유성기어장치(10)의 제2선기어(26)는 제3마찰요소(C3)에 의해 회전이 제어되어 반력요소로 작용할 수 있도록 되어 있으며, 제2유성캐리어(22)는 제4마찰요소(C4)에 의해 입력축(6)의 동력을 선택적으로 전달받을 수 있도록 되어 있다.
그리고 상기한 제2선기어(26)는 입력축(6)의 회전동력을 후진마찰요소(C5)에 의해 전달받음으로서 차량을 후진시킬 수 있도록 되어 있다.
상기한 제1,2,3,4 및 후진마찰요소들은 제2도에서 설명되는 유압제어 시스템에 의해 차량의 주행상태에 따라 선택적으로 작동을 하거나 작동을 하지 않게 된다.
본 실시예에 의한 유압제어 시스템은, 엔진 구동시 함께 구동하여 유압을 발생시키는 오일펌프(30)와, 이 오일펌프의 출구측에 연결되어 오일을 공급받으며 스로틀밸브의 개도량에 따라 듀티제어되는 제1솔레노이드밸브(S1)에 의해 라인압을 가변시키는 압력조절밸브(32)와, 변속레버의 모드선택에 따라 연동하여 유로를 형성시켜 주는 매뉴얼 밸브(34)와, 1속단 제어 및 토오크 컨버터(4)의 동력 전달효율을 높이기 위한 제어유압을 공급하는 파일롯 밸브(36)를 포함한다.
상기한 파일롯 밸브(36)는 제어된 유압을, 제2솔레노이드 밸브(S2)에 의해 제어되는 제1컨트롤 밸브(38)와, 제3솔레노이드 밸브(S3)에 의해 제어되는 제2컨트롤 밸브(40)와, 제4솔레노이드 밸브(S4)에 의해 제어되는 제3컨트롤 밸브(42)와, 제5솔레노이드 밸브(S5)에 의해 제어되는 제4컨트롤 밸브(44)로 공급할 수 있는 관로연결을 이루고 있다.
또한 상기한 압력조절밸브(32)로부터 조절된 유압은 토오크 컨버터(4)를 구동시키는데 필요한 유압과 윤활에 필요한 오일을 공급하는 토오크 컨트롤밸브(46)를 경유하여 토오크 컨터버(4)내에 설치된 댐퍼 클러치의 작동 및 비작동을 선택하는 댐퍼 컨트롤 밸브(48)로 공급될 수 있도록 되어 있다.
상기한 댐퍼 컨트롤 밸브(48)는 제6솔레노이드 밸브(S6)에 의해 제어되어 포트변환이 이루어짐으로서 댐퍼 클러치 작동에 필요한 유압의 흐름방향을 결정하게 된다.
제1솔레노이드 밸브(S1)의 듀티제어로 라인압을 조절하는 압력조절밸브(32)는, 오일펌프(30)로부터 유압을 공급받는 제1포트(50)와, 이 제1포트로 공급되는 유압을 토오크 컨버터 밸브(46)로 공급하는 제2,3포트(52,54)와, 제1솔레노이드 밸브(S1)에 의해 유압이 형성되거나 해지되는 제4포트(56)와, 후진시 라인압을 제어하기 위한 유압이 공급되는 제5포트(58)를 갖고 있다.
이러한 포트들을 선택적으로 개폐하는 압력조절밸브(32)의 밸브스풀은, 스프링(60)이 탄지되는 제1랜드(62)와, 제1포트(50)와 제2포트(52)를 차단하여 제1포트로 공급되는 유압이 배출포트(Ex)로 빠져나갈 수 있도록 하는 제2랜드(64)와, 후진시 제5포트(58)로 공급되는 유압이 작용하는 제3랜드(66)와, 전진시 제4포트(56)로 공급되는 유압이 작용하는 제4랜드(68)를 갖고 있으며, 제5포트(58)로 공급되는 유압을 배출포트(Ex)로 빠져나가게 하거나 차단하는 제5랜드(70)를 갖고 있다.
상기한 파일롯 밸브(36)는 오일펌프(30)로부터 유압이 공급되는 제1포트(72)와, 이 제1포트로 공급된 유압을 상기한 컨트롤 밸브들로 공급하는 제2포트(74)와, 이 제2포트로 나오는 유압이 포트변환에 관계하기 위하여 공급되는 제3포트(76)를 갖고 있다.
이 파일롯 밸브(36)의 밸브스풀은, 제1포트(72)를 개폐하는 제1랜드(78)와, 제2포트(74)를 배출포트(Ex)와 연통시키거나 차단하는 제2랜드(80)를 구비하고 있으며, 이 제2랜드에 스프링(82)이 탄지되는 구조로 된다.
상기한 제1컨트롤 밸브(38)는 오일펌프(30)로부터 유압을 공급받는 제1포트(84)와, 이 제1포트로 공급되는 유압을 매뉴얼 밸브(34)로 공급하기 위한 제2포트(86)를 구비하고 있으며, 파일롯 밸브(36)의 제2포트(74)와 연통되어 유압을 공급받는 제3포트(88)를 갖고 있다.
이 제1컨트롤 밸브(38)의 밸브스풀은, 제1포트(84)와 제2포트(86)를 개폐하기 위한 제1랜드(90)와, 제3포트(88)로 공급되는 유압이 작용하는 제2랜드(92)를 구비하고 있다.
제1마찰요소(C1)로 유압을 공급하는 제2컨트롤 밸브(40)는, 매뉴얼밸브(34)로부터 유압을 공급받는 제1포트(94)와, 이 제1포트로 공급되는 유압을 제1마찰요소로 공급하는 제2포트(96)와, 파일롯 밸브(36)로부터 공급되는 유압이 유입되는 제3포트(98)를 갖는다.
이 제2컨트롤 밸브(40)의 밸브스풀은, 제1포트(94)와 제2포트(96)를 개폐하여 유압이 제1마찰요소(C1)로 공급되거나 차단하는 제1랜드(100)와, 제3포트(98)로 공급되는 유압이 작용하는 제2랜드(102)를 갖고 있으며, 제1랜드가 스프링(104)으로 탄지되는 구조로된다.
제3마찰요소(C3)로 유압을 공급하는 제3컨트롤 밸브(42)는, 매뉴얼밸브(34)로부터 유압을 공급받는 제1포트(106)와, 이 제1포트로 공급되는 유압을 제3마찰요소 공급하는 제2포트(108)와, 파일롯 밸브(36)로부터 유압이 공급되는 제3포트(110)를 갖는다.
이 제3컨트롤 밸브(42)의 밸브스풀은, 제1포트(106)와 제2포트(108)를 개폐하여 유압을 공급하거나 차단하는 제1랜드(112)와, 제3포트(110)로 공급되는 유압이 작용하는 제2랜드(114)를 갖고 있으며, 제1랜드가 스프링(116)으로 탄지되는 구조로된다.
제4마찰요소(C4)로 유압을 공급하는 제4컨트롤 밸브(44)는, 매뉴얼밸브(34)로부터 유압을 공급받는 제1포트(118)와, 이 제1포트로 공급되는 유압을 제4마찰요소(C4)로 공급하는 제2포트(120)와, 파일롯 밸브(36)로부터 공급되는 유압이 유입되는 제3포트(122)를 갖는다.
이 제4컨트롤 밸브(44)의 밸브스풀은, 제1포트(118)와 제2포트(120)를 연통시키거나 차단하는 제1랜드(124)와, 제3포트(122)로 공급되는 유압이 작용하는 제2랜드(126)를 갖고 있으며, 제1랜드가 스프링(128)으로 탄지되는 구조로 이루어진다.
한편 상기한 매뉴얼 밸브(34)는, 오일펌프(30)로부터 유압이 공급되는 제1포트(130)와, 제1컨트롤 밸브(38)로부터 유압이 공급되는 제2포트(132)와, 이 제2포트로 공급되는 유압을 제2마찰요소(C2)로 직접 공급하는 제3포트(134)와, 제1포트(130)로 공급되는 유압을 제2,3,4 컨트롤밸브(40,42,44)의 제1포트로 공급하는 제4포트(136)와, 제1포트(130)로 공급되는 유압을 후진마찰요소(C5)로 공급하여 차량이 후진될 수 있도록 하는 제5포트(138)를 갖는다.
그리고 제2마찰요소(C2)의 작동유압을 해지하기 위한 제6포트(140)를 갖고 있는데, 이 제6포트와 제2마찰요소(C2)를 연결하는 관로(142)에는 마찰요소측으로 흐름이 제한되는 체크밸브(144)가 설치되어 있으며, 제2마찰요소(C2)와 매뉴얼 밸브(34)의 제3포트(134)를 연결하는 관로(146)에는 마찰요소 측으로 유압의 흐름이 가능한 체크밸브(148)가 설치된다.
상기한 매뉴얼 밸브(34)는 6개의 포트들을 선택적으로 연통시키거나 차단하여 오일펌프(30) 및 파일롯 밸브(36)로 공급되는 유압을 컨트롤밸브들로 공급하거나 차단하는 5개의 랜드를 갖는다.
즉 제1랜드(150)는 중립(N)상태에서 제2포트(132)와 제3포트(134) 사이에 위치되고, 제2랜드(152)는 제1포트(130)와 제4포트(136) 사이에 위치하며, 제3랜드(154)는 제1포트(130)와 제5포트(138) 사이에 위치한다.
그리고 제4랜드(156)는 제2포트(132)와 제6보트(140) 사이에 위치하고, 제5랜드(158)는 후진마찰요소(C5)로 공급된 유압이 배출시 일정한 배출포트(Ex)로 나갈 수 있도록 도면에서 보아 우측단에 마련된다.
한편 토오크 컨버터(4)의 동력전달 효율을 높이기 위한 댐퍼 컨트롤밸브(48)는, 토오크 컨버터 밸브(46)로부터 공급되는 유압이 유입되는 제1포트(100)와, 이 제1포트로 공급되는 유압을 댐퍼 클러치 작동관로(162)로 공급하는 제2포트(164) 및 댐퍼 클러치 비작동 관로(166)로 공급하는 제3포트(168)와, 파일롯 밸브(36)로부터 유압이 공급되는 제4포트(170) 및 이 제4포트로 공급되는 유압의 일부가 공급되는 제5포트(172)를 구비하고 있다.
이 댐퍼 컨트롤 밸브(48)의 밸브스풀은, 제1포트(160)로 공급되는 유압을 제2포트(164) 또는 제3포트(168)로 선택 공급하는 제1밴드(174)와, 제4포트(170)로 공급되는 유압이 작용하며 스프링(176)이 탄지되는 제2랜드(178)와, 제5포트(172)로 공급되는 유압이 작용하는 제3랜드(180)를 갖는다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 자동 변속 시스템은, 제3도에 도시된 각 변속단별 마찰요소 작동표와 같이 각각의 마찰요들이 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브들의 작용으로 다음과 같은 변속이 행하여진다.
["D" 레인지 1속]
변속레버가 중립 상태에서 주행(D) 레인지로 바뀌게 되면 이와 연동되는 매뉴얼 밸브(34)의 제1포트(130)는 제4포트(136)와 연통되는 상태가 된다.
따라서 오일펌프(30)로부터 공급되는 유압은 제1포트(130)를 경유하여 제4포트(136)를 통하여 제2,3,4 컨트롤 밸브(40,42,44)의 제1포트(94,106,118)로 유입된다.
이때 오일펌프(30)로부터 공급되는 일부의 유압은 제1컨트롤 밸브(38)의 제1포트(84)로 공급됨과 동시에 파일롯 밸브(36)의 제1포트(72)로 공급되면서 제2포트(74)를 통하여 나가게 된다.
이 파일롯 밸브의 제2포트(74)를 통과하여 흐르는 유압은 제1,2,3,4 컨트롤밸브(38,40,42,44)의 제3포트(88,98,110,122)로 각각 공급된다.
이러한 유압의 흐름이 진행될 때 트랜스밋션 제어 유닛은 제2,3,4,5솔레노이드 밸브(S2,S3,S4,S5)를 제어하게 되는데, 중립상태에서 주행 모드로 바뀌는 경우에는 제2솔레노이드 밸브(S2)를 온상태로 제어하여 제1컨트롤밸브(38)의 밸브스풀을 도면에서 보아 우측으로 이동시키게 된다.
그러면 제1컨트롤 밸브(38)의 제1포트(84)로 공급되는 유압이 제2포트(86)를 통하여 나가면서 매뉴얼 밸브(30의 제2포트(132)와 제3포트(134)를 경유하여 제2마찰요소(C2)로 직접 공급된다.
이와 동시에 제3솔레노이드 밸브(S3)를 천천히 온상태로 제어하여 제2컨트롤 밸브(40)의 밸브스풀을 도면에서 보아 우측으로 이동시켜 제1포트(94)로 공급되는 유압을 제2포트(96)를 통하여 제1마찰요소(C1)로 공급하게 된다.
이러한 작용으로 제1마찰요소(C1)와 제2마찰요소(C2)가 작동하게 되는데, 이러한 제어에 의해 엔진의 동력이 토오크 컨버터(4)를 통하여 변속기의 입력축(6)으로 전달되면, 제1유성기어장치(8)의 제1선기어(12)로 전달되는 동력은 제1유성기어(14)를 회전시켜 제1링기어(16)로 동력을 전달하게 된다.
그런데 제1마찰요소(C1)가 작동하고 이와 동시에 변속기 케이스에 설치된 제2마찰요소(C2)가 작동하게 되므로 제2유성 캐리어(22)는 회전을 하지 못하고 반력요소로 작용하게 된다.
이러한 동력 전달을 레버 해석법으로 설명하면 제4도에 도시한 바와 같이 제1선기어(12)로 입력이 이루어지고 제1링기어(16)와 제2유성 캐리어(22)가 반력요소로 작용하게 되므로 입력선(L1)의 임의의 점과 반력점을 연결하여 얻어지는 제1속도선(L2)을 제2링기어(20)와 연결된 제1유성 캐리어(18)의 위치점과 연결하여 얻어지는 선이 출력선(O1)이 된다.
이 출력선(O1)을 입력선과 비교하여 볼 때 변속비가 가장 큰 게 나타나는 것으로 1속의 변속비를 얻을 수 있다는 것을 이해하게 된다.
["D" 레인지 2속]
상기한 1속 상태에서 차속이 점점 빨라지게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제2솔레노이드 밸브(S2)를 오프상태로 제어하여 제1컨트롤 밸브(38)의 제3포트(88)로 유입되는 유압을 배출시켜 밸브스풀을 도면에서 보아 좌측으로 이동시키게 된다.
이러한 작용으로 제2마찰요소(C2)로 공급되는 유압은 차단되고 관로(142)를 통하여 제2마찰요소의 작동압이 매뉴얼 밸브(34)의 제6포트(140)로 유입되면서 배출포트(Ex)를 통하여 배출된다.
이와 동시에 제4솔레노이드 밸브(S4)가 온상태로 제어되면서 제3컨트롤밸브(42)의 제3포트(110)로 공급되는 유압의 배출을 차단하게 되므로 이 제3컨트롤 밸브의 밸브스풀은 도면에서 보아 우측으로 이동하게 된다.
따라서 제3컨트롤 밸브(42)의 제1포트(106)에서 대기하던 유압은 제2포트(108)를 통하여 제3마찰요소(C3)로 공급되므로 2속에서는 1속에서 작동하고 있는 제1마찰요소와 함께 제3마찰요소가 작동하게 된다.
이러한 마찰요소의 작용으로 입력축(6)의 동력은 제1유성기어장치(8)의 제1선기어(12)로 이루어지지만, 제2유성기어장치(10)의 제2선기어(26)는 반력요소로 작용하게 된다.
따라서 제4도의 레버 해석법에 따라 출력선(O2)은 1속의 출력선(O1)보다 변속비가 작게 된다.
["D" 레인지 3속]
2속 상태에서 차량의 속도가 빨라지게 되면 트랜스밋션 제어 유닛은 제4솔레노이드 밸브(S4)를 오프상태로 제어함과 동시에 제5솔레노이드밸브(S5)를 천천히 온상태로 제어하게 된다.
이러한 작용으로 제3컨트롤 밸브(42)의 제3포트(110)로 공급되는 유압이 배출되므로 이 밸브의 밸브스풀은 도면에서 보아 스프링(116)의 탄성력에 의해 좌측으로 이동하게 되므로 제1포트(106)와 제2포트(108)가 차단된다.
그리고 제5솔레노이드 밸브(S5)의 작용으로 제4컨트롤 밸브(44)의 밸브스풀은 도면에서 보아 우측으로 이동하게 된다.
따라서 매뉴얼 밸브(34)로부터 제1포트(118)로 공급되는 유압은 제2포트(120)를 통하여 제4마찰요소(C4)로 공급되고 제3마찰요소(C3)로 공급되었던 제3컨트롤 밸브(42)의 배출포트(Ex)를 통하여 배출된다.
이러한 작용으로, 3속에서는 제1마찰요소(C1)와 제4마찰요소(C4)가 작동하게 되므로 제1도에서 볼 때 입력축(6)의 회전동력은 제1유성기어장치(8)의 제1선기어(12)와 제2유성기어장치(10)의 제2유성캐리어(22)로 전달된다.
이와 같이 입력요소가 2개인 경우에는 제4도를 통하여 이해될 수 있듯이 입력선(L1)과 출력선(O3)이 동일한 속도비를 갖게 되므로 1:1의 변속비를 출력하게 된다.
["D" 레인지 4속]
3속 상태에서 차속이 증가하여 트랜스밋션 제어 유닛은 제3컨트롤밸브(53)를 오프상태로 제어하면서 제4솔레노이드 밸브(S4)를 천천히 온시키게 된다.
이러한 제어에 의해 제3솔레노이드 밸브(S3)가 오프상태로 제어되기 때문에 제2컨트롤 밸브(40)의 밸브스풀이 스프링(104)의 탄성력에 의해 도면에서 보아 좌측으로 이동하면서 제1포트(94)로 공급되는 유압을 차단하면서 제2포트(96)를 배출포트(Ex)와 연통시키게 된다.
그리고 제4솔레노이드 밸브(S4)가 온상태로 제어되면서 제3컨트롤밸브(42)의 밸브스풀을 우측으로 이동시키게 되므로 제1포트(106)의 유압이 제2포트(108)를 통하여 제3마찰요소(C3)로 공급된다.
따라서 4속에서는 3속에서 작동하고 있는 제4마찰요소(C4)와 제3마찰요소(C3)가 작동하게 되는데, 이러한 경우에 파워 트레인의 입력축(6) 동력은 제1선기어(12)로 전달되지만, 제3마찰요소(C3)가 작동하게 되므로 회전이 이루어지지 않고 반력요소로 작용하게 된다.
그리고 입력축(6)의 회전동격은 제4마찰요소(C4)를 통하여 제2유성캐리어(22)로 전달되므로 이 제2유성 캐리어가 입력요소로 작용하게 된다.
따라서 제4도에 볼 때 4속의 출력선(O4)은 입력선(L1)보다 증속된 변속비를 나타내는 것으로 나타난다.
["R" 레인지]
변속레버를 후진(R) 모드로 바꾸게 되면 매뉴얼 밸브(34)의 제2포트(132)와 제3포트(134)가 연통하고, 또 제1포트(130)와 제5포트(138)가 연통하게 된다.
이때 트랜스밋션 제어 유닛은 제2솔레노이드 밸브(S2)를 천천히 온상태로 제어하게 되는데, 이러한 제어에 의해 오일펌프(30)로부터 공급되는 유압은 제1컨트롤 밸브(38)의 제1포트(84)와 제2포트(86)를 통하여 매뉴얼밸브(34)의 제2포트(132)로 공급되면서 제2마찰요소(C2)를 작동시킨다.
그리고 오일펌프(30)로부터 매뉴얼 밸브(34)의 제1포트(130)로 공급되는 유압은 제5포트(138)를 통하여 직접 후진마찰요소(C5)로 공급된다.
["D" 레인지 4-2 스킵 변속]
4속에서 급 발진이 요구되는 상황에서는 트랜스밋션 제어 유닛이 제5솔레노이드 밸브(S5)를 천천히 오프시키면서 제3솔레노이드 밸브(S3)를 천천히 온상태로 제어하게 된다.
이러한 제어에 의해 제4마찰요소(C4)로 공급되는 유압은 제4컨트롤밸브(44)에서 차단되고, 제3솔레노이드 밸브의 제어로 제2컨트롤 밸브(40)와 제1포트(94)에서 대기하고 있던 유압이 제2포트(96)를 통하여 제1마찰요소(C1)로 공급된다.
따라서 4속에서 작동하고 있던 제3마찰요소(C3)와 제1마찰요소(C1)가 작동하게 되므로 2속으로 변속이 이루어진다.
["D" 레인지 3-1 스킵 변속]
제1마찰요소(C1)와 제4마찰요소(C4)가 작동하고 있는 3속 상태에서 1속으로 변속이 요구되는 상태에서는 제5솔레노이드 밸브(S5)를 천천히 오프시키면서 제2솔레노이드 밸브(S2)를 천천히 온상태로 제어하게 된다.
이러한 제어에 의해 제1마찰요소(C1)와 제2마찰요소(C2)로 유압이 공급되므로 1속이 이루어진다.
그리고 차량이 주행 중 마찰요소의 슬립 발생유무를 센싱하여 입력되는 신호를 기초로 하여 트랜스밋션 제어 유닛은 제1솔레노이드 밸브(S1)를 제어하게 되는데, "D" 레인지에서는 압력조절밸브(32)의 제4포트(56)로 유압이 공급되면서 제4랜드(68)의 우측면에 작용하게 되므로 이 밸브의 밸브스풀은 도면에서 보아 좌측으로 이동을 시작하게 된다.
따라서 제2랜드(64)가 좌측으로 이동하게 되는데, 이때 제2랜드(64)가 제1포트(50)의 좌측으로 이동하게 되면 제1포트(50)의 유압이 배출포트(Ex)를 통하여 오일팬으로 회수되므로 라인압이 저하된다.
이러한 라인압 제어는 변속제어 중에는 행하여지지 않고 변속이 완료된 상태에서만 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 자동 변속 시스템은, 스킵 변속이 가능하며, 고회전 영역에서 고속으로 회전하는 구성요소가 마찰요소와 연결되지 않기 때문에 드래그 토크의 손실을 최소화할 수 있고, 3속에서 4속으로 변속시 3속의 입력요소의 작동을 차단한 후 4속의 반력요소를 작동시키기 때문에 인터록(inter lock)이 발생하지 않는다.
그리고 본 발명에 의해 제공되는 파워 트레인은 일방향 클러치를 사용하지 않고 있기 때문에 양방향 클러치를 사용함으로서 변속기 중량을 줄일 수 있다.

Claims (3)

  1. 오일펌프와, 이 오일펌프로부터 생성된 유압을 일정압으로 조절하는 압력조절밸브와, 상기 압력조절밸브로부터 공급되는 유압을 각 레인지별 모드에 따라 유로를 선택하는 매뉴얼 밸브와, 각각의 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되면서 포트 변환이 이루어져 상기 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 마찰요소들의 작동유압으로 공급하거나 배출하는 다수의 컨트롤 밸브를 포함하여 이루어지는 자동 변속 차량의 자동 변속시스템에 있어서, 상기 압력조절밸브는 스로틀 밸브의 개도율 신호를 입력받아 제1솔레노이드 밸브의 직접적인 제어가 이루어지면서 포트가 변환되어 압력 조절이 이루어지도록 형성되고, 상기 매뉴얼 밸브는 후진 레인지에서 압력조절밸브로부터 공급되는 유압을 후진 마찰요소로 직접 공급할 수 있도록 연결되며, 상기 컨트롤 밸브들은, 파일럿 밸브로부터 공급되는 제어압을 각각의 솔레노이드 밸브가 제어함으로써, 포트변환이 이루어지도록 하되, 중립모드에서 주행모드로의 매뉴얼 변속시 1속단을 달성하기 위하여 제2마찰요소로 유압을 직접 공급하는 제1컨트롤 밸브와, 상기 매뉴얼 밸브로부터 유압을 제3솔레노이드 밸브의 온/오프 작동으로 제1마찰요소로 유압을 직접 공급하는 제2컨트롤 밸브와, 상기 매뉴얼 밸브로부터 유압을 제4솔레노이드 밸브의 온/오프 작동으로 제3마찰요소로 유압을 직접 공급하는 제3컨트롤 밸브와, 상기 매뉴얼 밸브로부터 유압을 제5솔레노이드 밸브의 온/오프 작동으로 제4마찰요소로 유압을 직접 공급하는 제4컨트롤 밸브를 포함하여 이루어지는 자동 변속 차량의 자동 변속시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제2마찰요소와 매뉴얼 밸브는 제2마찰요소의 작동유압을 배출하기 위한 관로로 연결됨을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 자동 변속시스템.
  3. 엔진의 회전동력을 변환하는 토오크 컨버터와 직결되는 입력축상에 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1,2유성기어셋트를 조합함에 있어서, 제1유성기어셋트의 선기어를 상기 입력축과 직결시켜 입력요소로 하고, 제1유성기어셋트의 유성캐리어와 제2유성기어셋트의 링기어를 직결시켜 출력요소로 하며, 제1유성기어셋트의 링기어와 제2유성기어셋트의 유성 캐리어를 제1마찰요소를 개재시켜 다변적으로 연결함과 동시에 제2마찰요소를 개재시켜 변속기 하우징과 연결하고, 제2유성기어셋트의 선기어를 제3마찰요소를 개재시켜 변속기 하우징과 연결함과 동시에 제5마찰요소를 개재시켜 입력축과 연결하며, 제2유성기어셋트의 유성 캐리어를 입력축과 제4마찰요소를 개재시켜 연결 조합함을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 자동 변속 시스템.
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