KR100254216B1 - 자동변속기 유압 제어시스템의 후진 레인지 안전회로 - Google Patents

Abstract

"R" 레인지에서의 엔드 클러치로 유압이 공급되는 것을 방지하여 유성기어셋트에서의 인터 록 현상의 발생을 방지할 수 있도록 한 자동변속기 유압 제어시스템의 후진 레인지 안전회로를 제공할 목적으로; 자동 컨트롤 수단을 형성하는 시프트 컨트롤 밸브의 2, 3속 관로와 연통되어 수동 컨트롤 수단인 매뉴얼 밸브와 연통되는 제어압 관로의 솔레노이드 밸브 제어에 의하여 제어작동되면서 킥다운 서어보 및 엔드 클러치로 유압을 공급하는 컨트롤 스위치 밸브와, 3, 4속시 압격조절밸브로 유압을 공급하여 라인압이 가변되도록 하는 하이-로우 압력밸브에 있어서, 상기 제어압 관로를 분기시켜 이의 분기관로를 상기 컨트롤 스위치 밸브의 솔레노이드 밸브 제어부 반대측에 연통시켜 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 후진 레인지 안전회로를 제공한다.

Description

자동변속기 유압 제어시스템의 후진 레인지 안전회로

본 발명은 차량용 자동변속기에 적용되는 유압 제어시스템에 있어서, "R"레인지시 엔드 클러치로 유압이 공급되면서 유성기어셋트의 인터록 현상이 발생되는 것을 방지하기 위한 후진 레인지에서의 안전회로에 관한 것이다.

예컨데, 차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘을 가지고 있으며, 차량의 주행상태에 따라 변속기어 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 도 3에서와 같이, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토오크 컨버터(102)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 생성하여 토출하는 오일펌프(104)를 포함한다.

상기한 오일펌프(104)로부터 생성되는 유압이 흐르는 관로(106)에는 이 관로를 따라 흐르는 오일을 일정한 압력으로 만드는 압력조절밸브(108)와, 토오크 컨버터 및 윤활용 오일의 압을 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(110), 그리고 토오크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위함 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(112)들이 연결되어 압력조절수단과 댐퍼 클러치 제어수단을 구성하고 있다.

그리고 오일펌프(104)로부터 생성되는 일부의 오일은, 라인압보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(114)와, 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(116)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 리듀싱 밸브(114)에서 감압된 일정한 유압은 제1압력 제어밸브(118) 및 제2압력 제어 밸브(120)로 공급되어 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

그리고 이들 제1, 2압력 제어밸브(118)(120)로 공급되는 유압의 일부는 중립 레인지에서 후진레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(122)의 제어압을 사용될 수 있는 유로를 만들고 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(116)가 주행(D) 레인지에 있을 때 유압이 흐르는 관로(124)에, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프 제어되는 제1솔레노이드 밸브(S1) 및 제2솔레노이드 밸브(S2)의 작용으로 유로를 절환하는 시프트 컨트롤 밸브(126)가 연통되어 상기한 매뉴얼 밸브(116)와 함께 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

상기한 시프트 컨트롤 밸브(126)에는 2속관로(128), 3속관로(130), 4속관로(132)가 연결되어 각각의 변속단 제어를 위하여 유압분배 수단의 시프트 밸브들로 각각 제어유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 관로(124)상에는 1속관로(134)가 분지되어 상기 제1, 2압력 제어밸브(118)(120)로 라인압을 공급할 수 있도록 하고 있으며, 이들 제1, 2압력 제어밸브(118)(120)는 제3, 4솔레노이드 밸브(S3)(S4)에 의하여 유로를 절환할 수 있도록 구성되어 제1압력 제어밸브(118)는 변속 제어중에 마찰요소에 제어압을 공급할 수 있도록 하였으며, 제2압력 제어밸브(120)는 1속단의 입력요소로 작용하는 리어 클러치(C1)에 드라이브 압를 공급할 수 있도록 유로가 형성된다.

상기한 시프트 컨트롤 밸브(126)의 2속관로(128)는 1-2 시프트 밸브(136)의 좌측단 포트로 공급되어 이 밸브를 제어하게 된다.

또한, 3속관로(130)는 2개의 관로(138)(140)로 분기되어 제1분기관로(138)는 관로는 2-3/4-3 시프트 밸브(142)의 좌측단 포트로 공급되어 밸브를 제어할 수 있도록 구성되고, 제2분기관로(140)는 그 말단부가 분기되어 컨트롤 스위치 밸브(144)와 하이-로우 압력밸브(146)로 유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 4속관로(132)는 리어 클러치 해방밸브(148)의 좌측단 포트와 2-3/4-3시프트 밸브(142)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 수 행하도록 하는 안전수단으로서의 페일 세이프 밸브(150)가 배치된다.

또한, 상기한 매뉴얼 밸브(116)에는 타이밍 제어관로(152)가 연결되어 이의 관로를 따라 흐르는 유압을 컨트롤 스위치 밸브(144)의 제어압으로 사용할 수 있도록 하였으며, 이는 이의 타이밍 제어관로(152)상에 배치되는 제5솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 제어된다.

그리고 매뉴얼 밸브(116)가 후진(R) 레인지에 있을 때 후진 제1제어관로(154)로 공급되는 유압은 리어 클러치 해방밸브(148)와 2-3/4-3 시프트 밸브(142)를 통해 프론트 클러치(C4)로 유압을 공급할 수 있도록 함과 동시에 후진 제2제어관로(156)로 공급되는 유압이 1-2 시프트 밸브(136)을 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 챔버(h2)로 동시에 공급될 수 있도록 구성하고 있다.

도면중 미설명 부호 S6은 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(112)를 제어하여 댐퍼 클러치를 작동시키거나 작동을 해지하는 제6솔레노이드 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.

그러나 상기와 같은 유압 제어시스템에 있어서는 "D" 레인지에서 "R" 레인지 로 매뉴얼 변속으로 시프트 컨트롤 밸브(126)에 공급되는 유압을 해제될 때에는 시프트 컨트롤 밸브(126)의 밸브스풀이 최종적으로 정지되는 위치가 일정치 않게 된다.

이는 밸브스풀(160)이 유압이나 탄성부재 등에 의하여 지지되어 있지 않기 때문이며, 이때 밸브스풀(160)이 도 3에서와 같이 3속라인(130)의 입구에 위치하는 경우에는 엔드 클러치(C3)에 유압이 형성된다는 문제점이 있다.

즉, 후진 레인지에서는 제5솔레노이드 밸브(S5)가 오프 제어되는 상태가 유지되는 바, 이에 발생되는 제어압 관로(152)의 제어압이 하이-로우 밸브(146)의 밸브스풀과 밸브스풀의 랜드 사이로 형성된 미세한 틈새를 이용하여 누출되기 마련인데, 이의 누출되는 유압이 시프트 컨트롤 밸브(126)를 컨트롤 스위치 밸브(144)와 하이-로우 압력밸브(146)를 연결하여 주는 3속관로(130)의 분기관로(140)로 유입되는 경우에 시프트 컨트롤 밸브를 통해 배출이 이루어져야만 한다.

그러나 상기의 원인으로 인하여 3속관로(130)의 유입구 막힘으로 인하여 이의 유압은 도 3의 /////////와 같은 유로를 형성하면서 컨트롤 스위치 밸브(144)를 통해 후진 레인지에서 작동하지 않아야 할 엔드 클러치(C3)로 공급되어 엔드 클러치를 작동시키는 문제점이 있다.

상기와 같이 엔드 클러치(C3)에 유압이 형성되어 작동되는 경우에는 유성기어셋트에서 인터록 현상으로 인한 기어엉킴 발생을 발생시키게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 후진(R) 레인지시 엔드 클러치로 유압이 공급되면서 유성기어셋트의 인터록 현상이 발생되는 것을 방지하여 후진시의 안전성을 확보하기 위한 자동 변속기 유압 제어시스템의 후진 레인지 안전회로를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 자동 컨트롤 수단을 형성하는 시프트 컨트롤 밸브의 2, 3속 관로와 연통되어 수동 컨트롤 수단인 매뉴얼 밸브와 연통되는 제어압 관로의 솔레노이드 밸브 제어에 의하여 제어작동되면서 킥다운 서어보 및 엔드 클러치로 유압을 공급하는 컨트롤 스위치 밸브와, 3, 4속시 압력조절밸브로 유압을 공급하여 라인압이 가변되도록 하는 하이-로우 압력밸브에 있어서, 상기 제어압 관로를 분기시켜 이의 분기관로를 상기 컨트롤 스위치 밸브의 솔레노이드 밸브 제어부 반대측에 연통시켜 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 후진 레인지 안전회로를 제공한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 유압 제어시스템의 후진(R)레인지 유압 흐름 상태를 나타내는 도면.

제2도는 본 발명의 요부 확대도.

제3도는 종래 기술의 설명을 위한 유압 제어시스템의 후진 레인지 유압 흐름상태를 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 유압 제어시스템을 나타내는 도면으로서, 셀렉트 레버가 후진(R) 레인지에 있을 때의 상태를 도시하고 있으며, 이의 구성은 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크를 변환시켜 변속기측으로 전달하는 토오크 컨버터(2)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 생성하여 토출하는 오일펌프(4)를 포함한다.

또한, 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 동력전달 효율을 높여주기 위하여 토오크 컨버터내의 댐퍼 클러치를 작동/비작동 제어하는 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(1)에서 감압된 일정한 유압은 제1압력 제어밸브(18) 및 제2압력 제어 밸브(20)로 공급되어 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압 컨트롤 수단을 구성하고 있으며, 이들 제1, 2압력 제어밸브(18)(20)로 공급되는 유압의 일부는 중립 레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(22)의 제어압으로 사용될 수 있도록 하고 있다.

그리고 상기한 매뉴얼 밸브(16)가 주행(D) 레인지에 있을 때 유압이 흐르는 관로(24)상에는 트랜스밋션 제어유닛에 의해 온/오프 제어되는 제1솔레노이드 밸브(S1) 및 제2솔레노이드 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, 2압력 제어 밸브(18)(20)로 라인압을 공급할 수 있도록 하고 있으며, 이들 제1, 2압력 제어밸브(18)(20)는 제3, 4솔레노이드 밸브(S3)(S4)에 의하여 유로를 절환할 수 있도록 구성되어 제1압력 제어밸브(18)는 변속 제어중에 마찰요소에 제어압을 공급할 수 있도록 하였으며, 제2압력 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 제어함과 동시에 후술하는 다른 밸브의 제어압으로 작용하게 된다.

또한, 3속관로(30)는 2개의 관로(38)(40)로 분기되어 제1분기관로(38)는 2-3/4-3 시프트 밸브(42)의 좌측단 포트로 공급되어 밸브를 제어할 수 있도록 구성되고, 제2분기관로(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 2-3/4-3시프트 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 제5솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 제어된다.

그리고 매뉴얼 밸브(16)가 후진(R) 레인지에 있을 때 후진 제1제어관로(154)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 제2제어관로(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 쳄어(h2)로 동시에 공급될 수 있도록 구성하고 있다.

도면중 미설명 부호 S6은 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)를 제어하여 댐퍼 클러치를 작동시키거나 작동을 해지하는 제6솔레노이드 밸브이다.

상기한 유압 제어시스템에 있어서, 본 발명은 매뉴얼 밸브(16)로부터 공급되는 유압을 컨트롤 스위치 밸브(44)와 하이-로우 압력밸브(46)의 제어압으로 공급하는 제어관로(52)를 분기시켜 상기 컨트롤 스위치 밸브(44)의 좌측을 제어할 수 있도록 하는 관로(60)를 신설하고, 상기 컨트롤 스위치 밸브(44)는 도 2에서와 같이 형성하였다.

즉, 밸브 보디는 상기 제어압 관로(52)로부터 유압을 공급받는 제1포트(62)와, 3속압 관로(28)와 1-2 시프트 밸브(36)로부터 각각 유압을 공급받는 제2, 3포트(64)(66)와, 상기 제1-2 시프트 밸브(36)로부터 제2속압을 공급받는 제4포트(68)와, 제5솔레노이드 밸브(S5)의 제어압을 공급받는 제5포트(70)와, 상기 제2, 3 포트(64)(66)로 유입되는 유압을 엔드 클러치(C3)로 공급하는 제6포트(72)와, 상기 제4포트(68)로 공급되는 유압을 페일 세이프 밸브(50)로 공급하는 제7포트(74)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀(76)은 상기 제1포트(62)로 유입되는 유압에 의하여 작용하는 제1랜드(78)와, 상기 제2포트(64)를 선택적으로 개폐하는 제2랜드(80)와, 상기 제3포트(66)를 선택적으로 개폐하는 제3랜드(82)와, 상기 제4포트(68)를 선택적으로 개폐함과 동시에 제5포트(70)로 유입되는 유압에 의하여 작용하는 제4랜드(84)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기에서 제1랜드(78)의 유압 작용면의 단면적은 제4랜드(84)의 유압 작용면의 단면적 보다 작게 이루어지며, 이는 제5솔레노이드 밸브(S5)의 오프 동작에 의하여 제4랜드(84)에 유압이 작용할 때, 제1랜드(78)에 유압이 작용하더라도 밸브스풀(76)이 도면에서 좌측으로 이동할 수 있도록 하기 위함이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 후진(R) 레인지에서는 도 1에서와 같이, 프론트 클러치(C4)와 로우 리버스 브레이크(C5)에 유압이 공급되면서 후진 변속이 이루어지게 된다.

이때, 제어압 관로(52)의 유압은 분기관로(60)를 통해 컨트롤 스위치 밸브(44)의 제1랜드(78)에 작용하여 밸브스풀(76)을 도면에서 우측으로 이동시킨 상태를 유지함으로써, 제2포트(64)를 폐쇄하게 된다.

그러면 하이-로우 압력밸브(46)의 밸브보디와 밸브스풀의 랜드 틈새로 유압이 누출되어 3속관로(30)로 유입되러다도 컨트롤 밸브(44)의 제2포트(64) 폐쇄로 인하여 엔드 클러치(C3)측으로 공급되지 않게 된다.

그리고 엔드 클러치(C3)는 도 1에 도시된 바와 같이, 컨트롤 스위치 밸브(44), 1-2 시프트 밸브(36), 제1압력 제어밸브(18), 시프트 컨트롤 밸브(26)와 연통되면서 배출상태를 잔압이 해제된다.

이에 따라 후진 레인지시 앤드 클러치(C3)의 유압 생성으로 인한 유성기어셋트의 인터록 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, "R" 레인지시 엔드 클러치로 유압이 공급되면서 유성기어셋트의 인터록 현상이 발생되는 것을 근본적으로 방지하여 후진 레인지시에 안전성을 확보할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 자동 컨트롤 수단을 형성하는 시프트 컨트롤 밸브의 2, 3속 관로와 연통되어 수동 컨트롤 수단인 매뉴얼 밸브와 연통되는 제어압 관로의 솔레노이드 밸브 제어에 의하여 제어 작동되면서 킥다운 서어보 및 엔드 클러치로 유압을 공급하는 컨트롤 스위치 밸브와, 3, 4속시 압력조절밸브로 유압을 공급하여 라인압이 가변되도록 하는 하이-로우 압력밸브에 있어서, 상기 컨트롤 스위치 밸브는 제어압 관로로부터 유압을 공급받는 제1포트와, 자동 컨트롤 수단의 3속압 관로와 유압 분배수단을 일부를 형성하는 1-2 시프트 밸브로부터 각각 유압을 공급받는 제2, 3포트와, 상기 1-2 시프트 밸브로부터 제2속압을 공급받는 제4포트와, 제어압 관로의 솔레노이드 밸브 제어압을 공급받는 제5포트와, 상기 제2, 3 포트로 유입되는 유압을 엔드 클러치로 공급하는 제6포트와, 상기 제4포트로 공급되는 유압을 페일 세이프 밸브로 공급하는 제7포트를 포함하는 밸브보디와; 상기 제1포트로 유입되는 유압에 의하여 작용하는 제1랜드와, 상기 제2포트를 선택적으로 개폐하는 제2랜드와, 상기 제3포트를 선택적으로 개폐하는 제3랜드와, 상기 제4포트를 선택적으로 개폐함과 동시에 제5포트로 유입되는 유압에 의하여 작용하는 제4랜드를 포함하는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 후진 레인지 안전회로.
2. 청구항 1에 있어서, 컨트롤 스위치 밸브의 제1랜드 유압 작용면이 제4랜드 유압 작용면의 단면적 보다 작게 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 후진 레인지 안전회로.

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