KR100245729B1 - 차량용 자동 변속기의 스킵 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

4속 주행시 2속으로 스킵변속을 행할 때 3속 변속단을 경유하지 않으므로서 변속 응답성을 빠르게 하기 위한 방안으로, 파워 온 상태이인가 또는 파워 오프 상태인가를 판단하여, 파워 온 상태인 경우에는, 시프트 컨트롤 밸브의 포트 변환을 행하는 제1 및 제2 솔레노이드 밸브를 각각 오프 및 온 시키고, 파워 온시 설정된 초기 듀티값에서, 제어압을 생성하는 압력제어밸브의 포트변환을 위하여 제공되는 제3 및 제4 솔레노이드 밸브를 시간의 경과에 따른 터빈 회전수의 변화율에 따라 듀티제어하고, 파워오프시에는 상기한 제1 및 제2 솔레노이드 밸브를 모두 오프시킨 상태에서 파워 오프시 설정된 제3 및 제4 솔레노이드 밸브의 초기 듀티율에서 변속시작후 일정시간 경과후 이 제3,4 솔레노이드 밸브를 듀티제어하여 동기완료하는 스킵변속 제어방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 스킵변속 제어 방법.

제1도는 본 발명에 의한 유압제어 장치의 변속제어부 하드웨어 구성을 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 의한 유압제어장치의 유압시스템을 나타내는 도면으로서, 파워 온시에 4속에서 2속으로 스킵 변속되는 과정을 나타내는 유압 회로도.

제3도는 본 발명에 의한 유압제어 장치의 변속제어동작을 설명하기 위한 플로우 챠트.

제4도는 제3도에 의한 제어시 제1 솔레노이드 밸브와 시간과의 관계를 나타내는 도면.

제5도는 제3도에 의한 제어시 제2 솔레노이드 밸브와 시간과의 관계를 나타내는 도면.

제6도는 제3도에 의한 제어시 제3 솔레노이드 밸브와 시간과의 관계를 나타내는 도면.

제7도는 제3도에 의한 제어시 제4 솔레노이드 밸브와 시간과의 관계를 나타내는 도면.

제8도는 제3도에 의한 제어시 변속시간에 따른 유압의 변동관계를 나타내는 도면.

제9도는 본 발명에 의한 유압제어장치의 유압시스템을 나타내는 도면으로서, 파워 오프시에 4속에서 2속으로 스킵 변속되는 초기과정을 나타내는 유압 회로도.

제10도는 본 발명에 의한 유압제어장치의 유압시스템을 나타내는 도면으로서, 파워 오프시에 4속에서 2속으로 스킵 변속되는 중말기과정을 나타내는 유압 회로도.

제11도는 제3도에 의한 제어시 제1 솔레노이드 밸브와 시간과의 관계를 나타내는 도면.

제12도는 제3도에 의한 제어시 제2 솔레노이드 밸브와 시간과의 관계를 나타내는 도면.

제13도는 제3도에 의한 제어시 제3 솔레노이드 밸브와 시간과의 관계를 나타내는 도면.

제14도는 제3도에 의한 제어시 제4솔레노이드 밸브와 시간과의 관계를 나타내는 도면.

제15도는 제3도에 의한 제어시 변속시간에 따른 유압의 변동관계를 나타내는 도면.

제16도는 종래의 유압제어장치가 4속에서 2속으로 스킵 시프트를 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 차량용 자동 변속기의 변속제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 4속에서 2속으로 스킵 시프트시 3속을 경유하지 않고 직접 2속으로 변속될 수 있도록하여 변속 응답성을 향상시키며, 피 구동조건에 따라 제어를 다르게하여 전구간의 4-2 스킵제어가 가능하며, 독립제어가 가능한 스킵변속제어 방법에 관한 것이다.

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

차량용 자동변속기의 유압제어 시스템은, 오일펌프로 부터 발생된 유압을 제어벨브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시키는 기능을 갖는다.

이러한 유압제어 시스템은 오일펌프로 부터 발생된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동 변속 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 마찰요소에 적절한 유압공급을 분배하는 유압분배 수단을 포함하여 이루어진다.

상기한 유압 컨트롤 수단은 마찰요소에 작용하는 공급 라인압, 토오크 컨버터 공급압, 솔레노이드 밸브 공급압등을 조절하게 되는데, 이 유압은 실질적으로 변속감에 영향을 주게 된다.

본 발명의 이해를 돕기 위하여 종래의 유압제어 장치에서 4속에서 2속으로 스킵 시프트가 이루어지는 과정을 제16도를 통하여 설명한다.

엔진으로부터 동력을 전달받어 토오크 변환하여 변속기 측으로 전달하는 토오크 컨버터(100)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 생성하여 토출하는 오일펌프(102)를 포함한다.

상기한 오일펌프(102)로부터 생성되어 상기한 관로(104)를 따라 흐르는 유압을 일정한 압력으로 만드는 압력조절밸브(106)와, 토오크 컨버터 및 윤활용 오일의 압을 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(108), 그리고 토오크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(110)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

그리고 오일펌프(102)로부터 생성되는 일부의 오일은 라인압보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(112)와, 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(114)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 리듀싱 밸브(14)에서 감압된 일정한 유압은 고속단에서 라인압을 낮추어 오일펌프의 구동손실을 최소화시켜 주는 하이-로우 압력밸브(미도시)의 제어압으로 사용될 수 있는 유로를 구성하고 있으며, 또 일부의 유압은 압력제어밸브(116)로 공급되어 제어압으로 사용될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

그리고 이 압력제어밸브(116)로 공급되는 유압의 일부는 중립 레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(118)의 제어압을 사용될 수 있는 유로를 만들고 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(114)가 주행(D) 레인지에 있을때 유압이 흐르는 관로 (120)에, 트랜스밋션 제어 유닛(TCU)에 의해 온/오프제어되는 제1솔레노이드 밸브(S1) 및 제2솔레노이드 밸브(S2)의 작용으로 유로를 절환하는 시프트 컨트롤 밸브(122)가 연통되어 유압을 공급받을 수 있도록 구성되고 있다.

상기한 관로(120)에는 1속관로(124)가 연통되어 유압을 상기한 압력제어밸브 (116)로 공급할 수 있도록 구성되며, 상기한 시프트 컨트롤 밸브(122)에는 2속관로 (126), 3속관로(128), 4속관로(130)가 연결되어 각각의 변속단 제어를 위하여 복수개의 시프트 밸브들로 각각 제어유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

즉 2속관로(126)는 1-2 시프트 밸브(132)의 좌측단 포트로 공급되어 이 밸브를 제어할 수 있도록 구성되며, 3속관로(128)는 2-3/4-3 시프트 밸브(134)의 좌측단 포트로 공급되어 밸브를 제어할 수 있도록 구성되고, 4속관로(130)는 엔드 클러치 밸브(136)와 리어 클러치 해방밸브(138)의 좌측단 포트로 공급되어 각각의 밸브를 제어할 수 있도록 구성된다.

한편 상기한 압력제어 밸브(116)는 제3솔레노이드 밸브(S3)에 의해 유로 절환이 행하여질 수 있도록 구성되어 있으며, 상기한 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(110)는 제4솔레노이드 밸브(S4)에 의해 유로를 절환할 수 있는 구성을 갖는다.

상기한 압력제어밸브(116)로 공급되는 유압은 제3솔레노이드 밸브(S3)에 의해 제어되어 유로절환이 이루어지므로서 셀럭터 레버가 주행(D) 레인지로 선택되었을 때 변속충격을 줄여주는 N-D 컨트롤 밸브(140)를 통하여 제1마찰요소인 리어 클러치로(C1)로 유압을 공급할 수 있도록 유로가 구성된다.

이 N-D 컨트롤 밸브(140)와 리어 클러치(C1)를 연결하는 유로에는 상기한 리어 클러치 해방밸브(138)가 설치되어 이 리어 클러치로 유압을 공급할 수 있도록 하거나 공급된 유압을 배출할 수 있도록 구성된다.

그리고 압력제어 밸브(116)에서 1-2 시프트 밸브(132)를 경유하여 2속단의 반력요소로 작용하는 제2마찰요소인 킥 다운 서보(C2)로 유압을 공급할 수 있는 유로를 구성하고 있다.

또한 상기한 1-2 시프트 밸브(132)를 경유하는 일부의 유압은 2-3/4-3 시프트 밸브(134)를 통과하면서 3속단 입력요소로 작용하는 제3마찰요소인 프론트 클러치 (C3)와 킥 다운 서보(C2)의 해제측 챔버로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있으며, 또 일부의 유압은 엔드 클러치 밸브(136)를 제어하여 상기한 3속관로(128)로 흐르는 유압이 제4마찰요소인 엔드 클러치(C4)로 공급될 수 있는 유로를 구성한다.

그리고 매뉴얼 밸브(114)가 후진 레인지에 있을때 후진제1제어관로(142)로 공급되는 유압이 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 후진 변속단에서 반력요소로 작용하는 제5마찰요소(C5)로 유압을 공급할 수 있는 유로를 구성하고 있으며, 또 입력요소로 작용하는 제3마찰요소(C3)의 작동을 위하여 후진제2 제어관로(144)를 매뉴얼 밸브 (114)와 연결시키고 있다.

상기한 제2마찰요소(C2)에는 작동측 챔버에 킥 다운 스위치(146)가 설치되어 작동측 챔버(h1)로 유압이 공급될때 오프되고, 해제측 챔버(h2)로 공급될때 온상태로 제어되면서 그 신호를 전자제어 유닛(TCU)으로 전달할 수 있도록 구성된다.

이 유압제어 장치는 유압제어에 의해 회전동력을 전달하는 3개의 클러치 수단과, 2개의 브레이크 수단, 그리고 구조적으로 일방향으로만 회전할 수 있는 원웨이 클러치를 적용한 복합 유성기어 장치를 갖는 파워 트레인의 변속단 제어를 행할 수 있다.

그러한 파워 트레인은 공지의 것이 사용될 수 있으므로 파워 트레인의 구성에 대해서는 설명을 생략하고 다만, 각각의 변속단에서 어떠한 클러치 수단 또는 브레이크 수단이 작용하는 가를 설명한다.

주행(D) 레인지 1속에서는 리어 클러치(C1)와 유압제어에 의해 작용하고 원웨이 클러치가 입력과 반대방향의 회전을 구속하게 되며, 2속에서는 리어 클러치(C1)가 동력전달을, 그리고 킥 다운 서보(C2)가 반력을 제공하게 되고, 3속에서는 리어 클러치 (C1), 프론트 클러치(C3) 및 엔드 클러치(C4)가 모두 입력요소로 작용하게 되며, 4속에서는 엔드 클러치(C3)와 킥 다운 서보(C2)가 작용하므로서 변속단 제어가 실현된다.

이와 같이 이루어지는 종래의 유압제어장치는, 주행(D) 레인지 4속상태에서 2속으로 스킵변속이 이루어질 때, 리어 클러치 해방밸브(138)의 좌측포트에 작용하는 4속라인(130)의 유압이 해제되므로 프론트 클러치(C3)에 작용하는 유압이 이 리어 클러치 해방밸브(138)의 우측포트에 작용하게 되므로 이 밸브의 스풀은 도면에서 보아 좌측으로 이동하게 된다.

즉 프론트 클러치(C3)에 작용하는 유압이 리어 클러치 해방밸브의 밸브스풀을 밀어 리어 클러치(C1)로 동시에 유압이 공급될 수 있도록 하고 있으며, 또 3속라인 (128)을 통하여 엔드 클러치 밸브(136)에서 엔드 클러치(C4)로 유압이 공급되면서 3속단을 일시적으로 거치게 된다.

이때 프론트 클러치의 작동압은 킥 다운 서보(C2)의 해제측 챔버(h2)로 공급되어 킥 다운 서보의 작동을 해제한다.

이러한 제어가 있은 후에 제2 솔레노이드 밸브(S2)가 오프로 제어되면서 3속라인(128)으로 흐르는 유압을 해제하게 되므로 엔드 클러치(C4)의 작동압은 신속히 해제되며, 동시에 엔드 클러치(C3)와 킥다운 서보(C2)의 해제측 챔버의 유압이 해제된다.

즉, 3속에서 2속으로 변속중에는 엔드 클러치를 제어하지 않고 신속히 작동압을 해제하며, 프론트 클러치를 이용하여 킥 다운 서보의 압으로 배력제어하게 된다.

이러한 제어방법은 4속에서 2속으로 변속시 3속을 경유하게 되므로 변속 응답성이 느린 문제점이 있으며, 피구동 조건 즉 파워 온 또는 오프 상태에 관계없이 공통적인 제어를 행하게 되므로 전구간의 4-2 스킵제어가 불가능하며, 변속시 프론트 클러치 압을 이용하여 4속에서 3속으로 변속할 때 리어 클러치를 제어없이 작동시키고, 3속에서 2속으로 변속시 엔드 클러치를 신속하게 해제시키게 되므로 변속의 독립성이 없다.

본 출원인은 대한민국 특허출원 제94-7330호에서 스킵변속이 가능한 유압제어 시스템을 제안한바 있는데, 이 시스템은 4속에서 2속으로 스킵변속을 행할 때 3속단을 경유하여야 하므로 변속 응답성이 느린 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 유압제어 시스템이 본 출원인에 의해 대한민국 특허출원 제95-25936호에 제안되어 있다.

그러한 대한민국 특허출원 제95-25936호의 유압제어 시스템은 피구동 조건에 따라 4속에서 2속으로 스킵 시프트가 행하여지는 제어방법을 개시하고 있지 않다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 4속에서 2속으로 스킵 변속시 변속 응답성을 빠르게 하며, 피구동조건(파워 온/오프상태)에 따라 스킵변속을 달리하여 전구간의 변속제어가 가능하고, 엔드 클러치의 해방제어와 리어 클러치 작동제어를 통해 독립제어가 가능한 차량용 자동 변속기의 변속제어 방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 본 발명에서는, 매뉴얼 밸브와 연통되어 셀렉터 레버의 위치에서 스로틀 밸브의 개도율 및 차속에 따라 변속단을 결정하는 제어압이 1속,2속,3속,4속에 이르는 각각의 상태로 공급될 수 있도록 하는 시프트 컨트롤 밸브와, 라인압보다 항시 낮은 유압을 발생시켜 안정된 기준제어압을 생성하는 리듀싱 밸브와, 변속중에 변속감을 좋게 하기 위하여 클러치 및 브레이크의 결합을 제어하는 제어압을 생성하는 하나 이상의 압력제어밸브를 제어하는 트랜스밋션 제어 유닛을 포함하는 차량용 자동 변속기의 유압제어 장치가 4속에서 2속으로 스킵변속을 행하는 방법에 있어서, 엔진의 회전수와 스로틀 밸브의 개도율을 감지한 후, 파워 온 상태인가를 판단하는 단계와, 상기한 단계에서의 판단값이 파워 온인 경우에, 시프트 컨트롤 밸브의 포트변환을 행하는 제1 및 제2솔레노이드 밸브를 각각 오프 및 온시키는 단계와, 파워 온시에 변속감을 좋게하기 위하여 제어압을 생성하는 압력제어밸브의 포트변환을 행하는 제3 솔레노이드 밸브의 듀티율을 시간변환에 따른 터어빈의 회전수 변화율에 따라 상기한 제3 솔레노이드 밸브의 듀티율을 변화시키는 단계와, 상기한 단계 이후에 리어 클러치로 작동유압을 공급하면서 4속에서 작동하는 엔드 클러치의 작동유압을 해제하는 단계를 포함하는 차량용 자동변속기의 스킵변속 제어방법을 제공한다.

상기한 파워 온 상태를 판단하는 단계로부터 파워 오프상태로 판단되는 경우에,시프트 컨트롤 밸브의 포트변환을 행하는 제1 및 제2 솔레노이드 밸브를 모두 오프시키는 단계와, 파워 오프시 압력제어밸브의 포트변환에 관계하는 제3 및 제4솔레노이드 밸브의 초기 듀티율을 정하는 단계와, 파워 오프시 설정된 제3,4솔레노이드 밸브의 듀티율을 변화시키는 단계와, 변속시작 후 일정시간이 경과된 후, 상기한 제1솔레노이드 밸브는 오프상태로/제2솔레노이드 밸브는 온상태로 제어하는 단계와, 상기한 제3,4솔레노이드 밸브의 듀티율에 따라 리어 클러치를 작동시키고 엔드 클러치를 해방시키는 단계를 포함하는 차량용 자동 변속기의 스킵변속 제어방법을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제어부 하드웨어를 나타내는 도면으로서, 트랜스밋션 제어유닛(TCU)의 입력단에는 엔진의 회전수를 감지하기 위한 이그니션코일(Ic)이 연결된다. 이 이그니션 코일은 1회전에 2회의 펄스를 출력하므로서 엔진 회전수가 연산된다.

그리고 또다른 입력단에는 스로틀 밸브의 개도율을 감지하기 위하여 스로틀 포지션 센서(TPS)가 연결되며, 출력축의 회전수를 감지하기 위하여 또다른 입력단에는 펄스 제네레이터(Pg)가 연결된다.

상기한 트랜스밋션 제어 유닛(TCU)의 출력단에는 전기적으로 제어가 행하여져 시프트 컨트롤 밸브(28)의 포트변환을 제어하기 위한 제1 솔레노이드 밸브(S1) 및 제 2 솔레노이드 밸브(S2)와, 제1,2 압력제어 밸브(20,22)의 포트변환을 제어하기 위한 제3 솔레노이드 밸브(S3) 및 제4 솔레노이드 밸브(S4)가 연결된다.

제2도는 본 발명에 의한 유압제어 시스템으로서 파워 온(power on)시에 4속에서 2속으로 스킵 변속이 이루어지는 과정을 나타내고 있는데, 중립(N) 레인지에서는 실질적으로 변속에 관련하여 유압이 어떠한 변속밸브에도 공급되지 않는다.

전자제어 유압제어 시스템은 스로틀 밸브의 개도와 차속 신호를 전달받는 트랜스밋션 제어 유닛(TCU)에 의해 온/오프제어되거나 듀티제어되는 솔레노이드 밸브들의 작용으로 각각의 밸브들이 유로 절환을 행하므로서 변속단 제어가 행하여진다.

그러한 유압제어 시스템은, 엔진으로부터 동력을 전달받어 토오크 변환하여 변속기 측으로 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 생성되어 관로(6)를 따라 흐르는 오일의 압력을 일정하게 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)로 공급될 수 있는 유로를 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 고속단에서 라인압을 낮추어 오일펌프의 구동손실을 최소화시켜 주는 하이-로우 압력밸브(18)의 제어압으로 사용될 수 있는 유로를 구성하고 있으며, 또 일부의 유압은 제1압력제어밸브(20) 및 제2압력제어 밸브(22)로 공급되어 제어압으로 사용될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

그리고 이들 제12, 압력제어밸브로 공급되는 유압의 립누는 중립 레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(24)의 제어압을 사용될 수 있는 유로를 만들고 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(16)가 주행(D) 레인지에 있을때 유압이 흐르는 관로(26)에, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프제어되는 제1솔레노이드 밸브(S1) 및 제2솔레노이드 밸브(S2)의 작용으로 유로를 절환하는 시프트 컨트롤 밸브(28)가 연통되어 유압을 공급받을 수 있도록 구성되고 있다.

상기한 시프트 컨트롤 밸브(28)에는 2속관로(30), 3속관로(32), 4속관로(34)가 연결되어 각각의 변속단 제어를 위하여 복수개의 시프트 밸브들로 각각 제어유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

즉 2속관로(30)는 1-2 시프트 밸브(36)의 좌측단 포트로 공급되어 이 밸브를 제어할 수 있도록 구성되며, 3속관로(32)는 2-3/4-3 시프트 밸브(38)의 좌측단 포트로 공급되어 밸브를 제어할 수 있도록 구성되고, 4속관로(34)는 상기한 2-3/4-3 시프트 밸브(38)의 우측단 포트와 2-4/3-4 시프트 밸브(40)의 좌측단 포트 및 엔드 클러치 밸브(42)의 좌측단 포트로 공급되어 각각의 밸브를 제어할 수 있도록 구성된다.

한편 상기한 제1압력제어 밸브(20)는 제3솔레노이드 밸브(S3)에 의해 유로 절환이 행하여질 수 있도록 구성되어 있으며, 제2압력제어 밸브(22)는 제4솔레노이드 밸브(S4)에 의해 유로를 절환할 수 있는 구성을 갖는다.

상기한 매뉴얼 밸브(16)로부터 이어진 관로(26)에는 1속관로(44)가 분지되어 제1압력제어 밸브(20)와 제2압력제어 밸브(22)로 공급되면서 제3,4 솔레노이드 밸브 (S3,S4)의 제어에 의해 2-4/3-4 시프트 밸브(40)를 경유하여 1속단의 입력요소인 제1마찰요소(C1)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

그리고 제1압력제어 밸브(20)에서 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 2속단의 반력요소로 작용하는 제2마찰요소(C2)로 유압을 공급할 수 있는 유로를 구성하고 있다.

또한 상기한 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하는 일부의 유압이 2-3/4-3 시프트 밸브(38)를 3속단 입력요소로 작용하는 엔드 클러치(C3)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있는데, 상기한 제3마찰요소(C3)로 공급되는 유압은 어큐뮬레이터(43)의 포트(46)로 공급될 수 있도록 구성되고 있다.

그리고 매뉴얼 밸브(16)가 후진 레인지에 있을때 후진 제1 제어관로(50)로 공급되는 유압이 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 후진 변속단에서 반력요소로 작용하는 제4마찰요소(C4)로 유압을 공급할 수 있는 유로를 구성하고 있으며, 또 입력요소를 작용하는 제5마찰요소(C5)의 작동을 위하여 후진제2 제어관로(52)를 매뉴얼 밸브 (16)와 연결시키고 있다.

상기한 후진제2 제어관로(52)에는 체크밸브(54)가 설치되어 작동유압을 해제할때 유압해제를 지연시킬 수 있도록 하여 변속감을 향상시킬 수 있도록 하고 있다.

상기한 제2마찰요소(C2)에는 작동측 챔버에 킥 다운 스위치(54)가 설치되어 작동측 챔버(h1)로 유압이 공급될때 오프되고, 해제측 챔버(h2)로 공급될때 온상태로 제어되면서 그 신호를 전자제어 유닛(TCU)으로 전달할 수 있도록 구성된다.

도면중 미설명 부호 S5는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브를 제어하는 솔레노이드 밸브이다.

이 유압제어 장치는 유압제어에 의해 회전동력을 전달하는 3개의 클러치 수단과, 2개의 브레이크 수단, 그리고 구조적으로 일방향으로만 회전할 수 있는 원웨이 클러치를 적용한 복합 유성기어 장치를 갖는 파워 트레인의 변속단 제어를 행할 수 있다.

그러한 파워 트레인은 공지의 것이 사용될 수 있으므로 파워 트레인의 구성에 대해서는 설명을 생략하고 다만, 각각의 변속단에서 어떠한 클러치 수단 또는 브레이크 수단이 작용하는 가를 설명한다.

주행(D) 레인지 1속에서는 리어 클러치(C1)와 유압제어에 의해 작용하고 원웨이 클러치가 입력과 반대방향의 회전을 구속하게 되며, 2속에서는 리어 클러치(C1)가 동력전달을 그리고 킥 다운 서보(C2)가 반력을 제공하게 되고, 3속에서는 리어 클러치 (C1), 프론트 클러치(C3) 및 엔드 클러치(C4)가 모두 입력요소로 작용하게 되며, 4속에서는 엔드 클러치(C3)와 킥다운 서보 (C2)가 작용하므로서 변속단 제어가 실현된다.

이와 같이 이루어지는 종래의 유압제어장치에서 4속으로 주행중 2속으로 스킵 시프트를 행하기 위해서는 다음과 같은 제어를 행하게 된다.

즉 먼저, 주행(D) 레인지 4속상태에서 스로틀 밸브의 개도율이 급격히 줄어들면서 2속으로 스킵 시프트 제어를 요구되는 상황이 발생하면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제3도에 도시한 바와 같은 제어를 통하여 2속제어를 완료하게 된다.

먼저 트랜스밋션 제어 유닛은 단계(100)(110)에서 이그니션 코일(Ic)로부터 전달되는 신호와 스로틀 포지션 센서(TPS)로부터 전달되는 신호를 전달되는 각각 입력받아 단계(120)에서 파워 온 상태인지를 판단하게 된다.

이때 판단값이 파워 온 상태이면, 단계(130)에서 제1솔레노이드 밸브(S1)와 제2 솔레노이드 밸브(S2)를 각각 오프 상태와 온 상태로 제어하게 된다.

즉 4속상태에서는 제1 솔레노이드 밸브(S1)는 온 상태로 그리고, 제2 솔레노이드 밸브(S2)는 오프상태로 제어된 상태에서 이들 제어를 반대로 행하게 된다.(제4도 및 제5도 참조)

그리고 제4솔레노이드 밸브(S4)의 초기 듀티율을 설정하고(단계140), 단계 (150)에서는 시간의 흐름에 따른 터어빈 회전수의 변화율에 의해 상기한 제4솔레노이드 밸브의 듀티율을 변환시킨다.

이와 같은 제어에 의해 스킵 시프트가 시작되면서 3속라인(32)와 4속라인(34)으로 공급되는 유압이 해제되기 때문에 2-4/3-4 시프트 밸브(4)의 밸브 스풀과 엔드 클러치 밸브(42)의 밸브 스풀이 도면에서 보아 좌측으로 이동하게 된다.

이러한 제어에 의해 엔드 클러치(C4) 작동압과 킥 다운 서보(C2)의 해지측 챔버(h2) 유압이 어큐뮬레이터(43)의 작동과 연동하여 상기한 2-4/3-4 시프트 밸브 및 2-3/4-3 시프트 밸브를 연결하는 관로에 제공된 배출포트(Ex)를 통하여 해제된다.(단계160)

따라서 제2도에 도시한 바와 같이 리어 클러치(C1)와 킥 다운 서보(C2)가 작용하는 2속상태로 3속을 경유하지 않고 스킵 변속이 이루어진다.(단계170)

그리고 상기한 단계(120)에서 파워 오프상태로 판단되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 단계(180)에서 제1솔레노이드 밸브(S1)와 제2솔레노이드 밸브(S2)를 모두 오프상태로 제어하게 된다.

따라서 4속라인(44)의 유압이 해제되면서 2-4/3-4 시프트 밸브(40)의 밸브 스풀은 도면에서 보아 좌측으로 이동시키고, 2-3/4-3 시프트 밸브(38)의 밸브 스풀은 도면에서 보아 우측으로 이동시키며, 엔드 클러치 밸브(42)의 밸브 스풀은 도면에서 보아 좌측으로 이동시키게 된다.

이때 제3,4솔레노이드 밸브(S3,S4)는 단계(190)에서 초기의 듀티값으로 설정되는데, 이러한 제어에 의해 리어 클러치(C1)로 유압이 공급되는데, 이러한 시기는 클러치 초기 필링 타임에 해당한다.

이와 동시에 제4솔레노이드 밸브(S4)는 단계(200)에서 듀티제어되면서 유압이 엔드 클러치(C4)와 킥 다운 서보(C2)의 작동측 챔버(h1)로 공급될 수 있는 유로를 형성한다.

이러한 작용으로 킥 다운 서보(C2)의 작동측 챔버(h1) 및 해지측 챔버(h2)로 유압이 공급되면서 엔드 클러치(C4)의 작동압과 연통되어 킥 다운 서보의 작동을 해지시키게 된다.

이것은 엔드 클러치를 해제하기 위한 작용인데, 이와 같이 킥 다운 서보의 작동이 해제되면서 킥 다운 스위치(54)를 온시키게 되는데, 이와 같이 스위치가 온되면 변속 초기단계가 완료되면서 변속을 시작하게 된다.(제9도 참조)

이러한 초기 단계가 완료되면서 단계(210)에서 변속이 시작된 후 일정한 시간이 경과되었는지를 판단하여 일정시간이 경과되었으면, 단계(220)에서 상기한 제1솔레노이드 밸브(S1)는 오프상태로 유지시키지만, 제2솔레노이드 밸브(S2)는 온 상태로 제어하게 된다.

그리고 단계(230)에서 파워 오프시 설정된 듀티율로 제3,4솔레노이드 밸브 (S3,S4)를 제어하게 된다.

이러한 제어에 의해 3속라인(32)의 유압이 해제되면서 2-3/4-3 시프트 밸브 (38)의 밸브 스풀이 도면에서 보아 좌측으로 이동하게 된다.

이때 킥 다운 서보(C2)의 유압을 제3솔레노이드 밸브(S3)로 듀티제어하여 엔드 클러치(C4) 및 킥 다운 서보(C2)의 작동을 해제시킨다.

이러한 제어가 완료되면서 킥 다운 서보(C2)의 해제측 챔버(h2)을 해제하여 다시 킥 다운 서보를 작동시켜 단계(240)를 실현하고, 단계(250)에서 동기완료하여 제10도와 같은 상태의 유로를 구성하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 유압제어장치 및 제어방법은, 4속에서 2속으로 변속시 3속을 경유하지 않게 되므로 변속 응답성을 빠르게 할 수 있으며, 피구동 조건(power on, power off)에 따라 제어를 달리할 수 있으므로 전구간의 4-2 스킵변속 제어가 가능하다.

Claims (2)

1. 매뉴얼 밸브와 연통되어 셀렉터 레버의 위치에서 스로틀 밸브의 개도율 및 차속에 따라 변속단을 결정하는 제어압이 1속,2속,3속,4속에 이르는 각각의 상태로 공급될 수 있도록 하는 시프트 컨트롤 밸브와, 라인압보다 항시 낮은 유압을 발생시켜 안정된 기준제어압을 생성하는 리듀싱 밸브와, 변속중에 변속감을 좋게 하기 위하여 클러치 및 브레이크의 결합을 제어하는 제어압을 생성하는 하나 이상의 압력제어밸브를 제어하는 트랜스밋션 제어 유닛을 포함하는 차량용 자동 변속기의 유압제어 장치가 4속에서 2속으로 스킵변속을 행하는 방법에 있어서, 엔진의 회전수와 스로틀 밸브의 개도율을 감지한 후, 파워 온 상태인가를 판단하는 단계와, 상기한 단계에서의 판단값이 파워 온인 경우에, 시프트 컨트롤 밸브의 포트변환을 행하는 제1 및 제2솔레노이드 밸브를 각각 오프 및 온시키는 단계와, 파워 온시에 변속감을 좋게하기 위하여 제어압을 생성하는 압력제어밸브의 포트변환을 행하는 제3 솔레노이드 밸브의 듀티율을 시간변환에 따른 터어빈의 회전수 변화율에 따라 상기한 제3 솔레노이드 밸브의 듀티율을 변화시키는 단계와, 상기한 단계 이후에 리어 클러치로 작동유압을 공급하면서 4속에서 작동하는 엔드 클러치의 작동유압을 해제하는 단계를 포함하는 차량용 자동변속기의 스킵변속 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 파워 온 상태를 판단하는 단계로부터 파워 오프상태로 판단되는 경우에, 시프트 컨트롤 밸브의 포트변환을 행하는 제1 및 제2 솔레노이드 밸브를 모두 오프시키는 단계와, 파워 오프시 압력제어밸브의 포트변환에 관계하는 제3 및 제4솔레노이드 밸브의 초기 듀티율을 정하는 단계와, 파워 오프시 설정된 제3,4솔레노이드 밸브의 듀티율을 변화시키는 단계와, 변속시작 후 일정시간이 경과된 후, 상기한 제1솔레노이드 밸브는 오프상태로/제2솔레노이드 밸브는 온상태로 제어하는 단계와, 상기한 제3,4솔레노이드 밸브의 듀티율에 따라 리어 클러치를 작동시키고 엔드 클러치를 해방시키는 단계를 포함하는 차량용 자동 변속기의 스킵변속 제어방법.