KR100254218B1 - 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템 - Google Patents

Abstract

2→3 변속시 엔드 클러치의 조지 작동에 의한 엔드 클러치의 소손을 방지함과 동시에 변속감을 향상시키고, 3→4, 4→3 변속시 엔드 클러치 압을 저하를 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템을 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 유압분배수단을 포함하여 이루어지며; 2→3 변속시 변속완료 시점에서 엔드 클러치가 작동될 수 있도록 하고, 3→4 변속시 엔드 클러치에 연속적인 3속압이 공급될 수 있도록 하는 엔드 클러치 밸브를 상기 유압 분배수단을 형성하는 컨트롤 스위치 밸브에 3속압을 공급하는 3속 관로상에 엔드 클러치 압으로 제어될 수 있도록 배치하여 이루어지는 차량용 자동변속기의 유압 제어시스템을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템

본 발명은 차량용 자동변속기에 적용되는 유압 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2→3 변속시 엔드 클러치의 조기 작동에 의한 엔드 클러치의 소손을 방지함과 동시에 변속감을 향상시키고, 3→4, 4→3 변속시 엔드 클러치 압을 저하를 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 관한 것이다.

예컨대, 차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 유성기어셋트와, 차량의 주행상태에 따라 유성기어셋트의 작동요소 중 적어도 하나 이상을 선택하여 작동시키는 마찰요소를 유압 제어할 수 있는 유압 제어시스템을 포함하고 있다.

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

그리고 이러한 유압 제어시스템의 종래 구성을 살펴보면, 도 12에서와 같이, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토오크 컨버터(202)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 생성하여 토출하는 오일펌프(204)를 포함한다.

상기한 오일펌프(204)로부터 생성되는 유압이 흐르는 관로(206)에는 이 관로를 따라 흐르는 오일을 일정한 압력으로 만드는 압력조절밸브(208)와, 토오크 컨버터 및 윤활용 오일의 압을 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(210), 그리고 토오크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(212)들이 연결되어 압력조절 수단과 댐퍼 클러치 제어수단을 구성하고 있다.

그리고 오일펌프(204)로부터 생성되는 일부의 오일은, 라인압보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(214)와, 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(216)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 리듀싱 밸브(214)에서 감압된 일정한 유압은 제1 압력제어밸브(218) 및 제2 압력제어 밸브(220)로 공급되어 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

그리고 이들 제1, 2 압력제어밸브(218)(220)로 공급되는 유압의 일부는 중립레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(222)의 제어압을 사용될 수 있는 유로를 만들고 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(216)가 주행(D) 레인지에 있을 때 유압이 흐르는 관로(224)에, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프 제어되는 제1솔레노이드 밸브(S1) 및 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 작용으로 유로를 절환하는 시프트 컨트롤 밸브(226)가 연통되어 상기한 매뉴얼 밸브(216)와 함께 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

상기한 시프트 컨트롤 밸브(226)에는 2속관로(228), 3속관로(230), 4속관로(232)가 연결되어 각각의 변속단 제어를 위하여 유압분배 수단의 시프트 밸브들로 각각 제어유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 관로(224)상에는 1속관로(234)가 분지되어 상기 제1, 2압력 제어밸브(218)(220)로 라인압을 공급할 수 있도록 하고 있으며, 이들 제1, 2 압력 제어밸브(218)(220)는 제3, 4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)에 의하여 유로를 절환할 수 있도록 구성되어 제1압력 제어밸브(218)는 변속 제어중에 마찰요소에 제어압을 공급할 수 있도록 하였으며, 제2 압력 제어밸브(220)는 1속단의 입력요소로 작용하는 리어 클러치(C1)에 드라이브 압을 공급할 수 있도록 유로가 형성된다.

상기한 시프트 컨트롤 밸브(226)의 2속관로(228)는 1-2 시프트 밸브(236)의 좌측단 포트로 공급되어 이 밸브를 제어하게 된다.

또한, 3속관로(230)는 2개의 관로(238)(240)로 분기되어 제1 분기관로(238)는 관로는 2-3/4-3 시프트 밸브 (242)의 좌측단 포트로 공급되어 밸브를 제어할 수 있도록 구성되고, 제2 분기관로(240)는 그 말단부가 분기되어 컨트롤 스위치 밸브(244)와 하이로우 압력밸브(246)로 유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 4속관로(232)는 리어 클러치 해방밸브(248)의 좌측단 포트와 2-3/4-3 시프트 밸브(242)이 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(250)가 배치된다.

또한, 상기한 매뉴얼 밸브(216)에는 타이밍 제어관로(252)가 연결되어 이의 관로를 따라 흐르는 유압을 컨트롤 스위치 밸브(244)의 제어압으로 사용할 수 있도록 하였으며, 이는 이의 타이밍 제어관로(252)상에 배치되는 제5 솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 제어된다.

그리고 매뉴얼 밸브(216)가 후진(R) 레인지에 있을 때 후진 제1 제어관로(254)로 공급되는 유압은 리어 클러치 해방밸브(248)와 2-3/4-3 시프트 밸브(242)를 통해 프론트 클러치(C4)로 유압을 공급할 수 있도록 함과 동시에 후진 제2 제어 관로(256)로 공급되는 유압이 1-2 시프트 밸브(236)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 공급될 수 있도록 하고 있다.

이러한 유압 제어시스템에 있어서, 종래에는 2→3 변속시 프론트 클러치(C5)와 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)의 작동에 의한 변속 완료 후, 엔드 클러치(C3)를 작동시키기 위하여 컨트롤 스위치 밸브(244)를 적용하고, 이의 컨트롤 스위치 밸브(244)와 연결되는 3속관로(230)의 제2 분기관로(240)상에 첵 밸브(20)와, 오리피스(262)를 배치하고 있다.

또한, 상기에서 오리피스(262)는 3→4, 4→3 변속 중 엔드 클러치(C3)의 압 저하를 방지하기 위하여 0.8mm의 직경을 갖는다.

그러나 상기와 같은 유압 제어시스템에 있어서는 2→3 변속시 프론트 클러치와 킥 다운 서어보의 해제측 쳄버에 유압을 공급하고, 제5 솔레노이드 밸브를 오프 상태에서 온 상태로 제어하여 컨트롤 스위치 밸브를 작동시킴으로써, 킥 다운 서어보의 작동측 쳄버압으로 엔드 클러치를 작동시키게 되는데, 이때 3속압은 첵밸브에 의해 차단되고, 오리피스에 의하여 저 유량이 공급되는 바, 잔압이 저 RPM (대략 750RPM)에서 엔드 클러치를 작동시켜 엔드 클러치를 소손시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 3→4, 4→3 변속시 킥 다운 서어보의 작동측 쳄버의 제어를 위하여 3,4속 주행 중 제5 솔레노이드 밸브를 온상태에서 오프 상태로 제어하여 엔드 클러치압을 3속으로 변환시키게 되는데, 이때 첵밸브에 의하여 3속압이 완전히 차단되는 바, 오리피스만을 통해 공급됨으로써, 엔드 클러치의 유압 저하로 변속감이 저하되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 2→3 변속시 엔드 클러치의 조기 작동에 의한 엔드 클러치의 소손을 방지함과 동시에 변속감을 향상시키고, 3→4, 4→3 변속시 엔드 클러치 압을 저하를 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 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 적절합 유압을 공급 분배하는 유압분배수단을 포함하여 이루어지며; 2→3 변속시 변속완료시점에서 엔드 클러치가 작동될 수 있도록 하고, 3→4 변속시 엔드 클러치에 연속적인 3속압이 공급될 수 있도록 하는 엔드 클러치 밸브를 상기 유압 분배수단을 형성하는 컨트롤 스위치 밸브에 3속압을 공급하는 3속 관로상에 엔드 클러치 압으로 제어될 수 있도록 배치하여 이루어지는 차량용 자동변속기의 유압 제어시스템을 제공한다.

도 1은 발명에 의한 유압 제어시스템에서 중립(N) 레인지의 유압 흐름 상태를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 적용되는 엔드 클러치 밸브의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 1속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 2속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지2→3 시스트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 3속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 7은 2→3 시프트시 각 마찰요소에 공급되는 유압의 흐름을 나타내는 그래프선도.

도 8은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템에서 주행(D) 레인지 3→4 다운 시프트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 9는 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 4속에서의 유압 흐름 상태를 나타내는 도면.

도 10은 3→4 시프트시 각 마찰요소에 공급되는 유압의 흐름을 나타내는 그래프선도.

도 11은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 후진(R) 레인지에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 12는 종래 유압 제어시스템의 구성도이다.

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어시스템을 나타내는 도면으로서, 셀렉트 레버가 중립(N) 레인지에 있을 때의 상태를 도시하고 있다.

본 발명에 의한 유압 제어시스템은, 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)가 연결되어 압력조절 수단과 댐퍼 클러치 제어수단을 구성하고 있다.

그리고 오일펌프(4)로부터 생성되는 일부의 오일은, 라인압보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 제어하는 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 있을 때 유압이 흐르는 관로(24)에, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프 제어되는 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 구성되는데, 상기 관로(24)상에는 1속관로(34)가 분지되어 상기 제1, 2압력 제어밸브(18)(20)로 라인압을 공급할 수 있도록 하고 있다.

그리고 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 제어 중에 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 컨트롤 스위치 밸브와 페일 세이프 밸브로 공급될 수 있도록 유로를 형성하게 된다.

또한, 3속관로(30)는 2개의 관로(38)(40)로 분기되어 제1분기관로(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 하이로우 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 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 공급될 수 있도록 하고 있다.

상기와 같은 유압 제어시스템에 있어서, 본 발명은 유압 분배수단을 형성하는 컨트롤 스위치 밸브(44)로 3속압을 공급하는 3속 관로(30)의 제2 분기관로(40)상에 엔드 클러치(C3) 작동압에 의하여 제어될 수 있는 엔드 클러치 밸브(60)를 배치하였다.

상기에서 컨트롤 스위치 밸브(44)는 제5 솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 제어되면서 시프트 컨트롤 밸브(26)의 2속라인(28)압을 2,3,4 속에서 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급함과 동시에 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하는 제1 압력 제어밸브(18)의 제어압을 공급받아 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1) 또는 엔드 클러치(C3)로 공급하는 기능을 갖는다.

그리고 이의 구성을 살펴보면, 도 2에서와 같이, 밸브보디는 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 제어압을 공급받는 제1포트(62)와, 2속압 관로(28)와 연통되는 제2포트 (64)와, 제1압력 제어밸브(18)의 제어압을 공급받는 제3포트(66)와, 엔드 클러치(60)로부터 유압을 공급받는 제4포트(68)와, 상기 제2포트(64) 또는 제3포트(66)로 유입되는 유압을 페일 세이프 밸브(50)로 공급하는 제5포트(70)와, 상기 제3포트(66) 또는 제4포트(68)로 공급되는 유압을 엔드 클러치 밸브(60)의 어느 한 포트로 공급하는 제6포트(72)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디로 내장되는 밸브스풀은 일면이 상기 제1포트(62)로 공급되는 유압에 의하여 작용하면서 상기 제2포트(64)와 제5포트(70)를 선택적으로 개방하는 제1랜드(74)와, 상기 제3포트(66)를 선택적으로 제5포트(70)와 제6포트(72)로 연통시키는 제2랜드(76)와, 상기 제4포트(68)를 선택적으로 제6포트(72)와 연통시키는 제3랜드(78)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3랜드(78)는 탄발부재(80)에 의하여 항시 밸브스풀이 제1포트(62) 방향으로 밀리는 힘을 받는 상태로 내장된다.

이에 따라 제5 솔레노이드 밸브(S5)가 오프 제어되면 밸브스풀이 도면의 좌측으로 이동하여 제3포트(66)를 제5포트(70)와 연통시키고, 제4포트(68)를 제6포트(72)와 연통시키게 되며, 반대로 제5 솔레노이드 밸브(S5)가 온 제어되면 밸브스풀이 도면의 우측으로 이동하여 제2포트(64)를 제5포트(70)와 연통시키고, 제3포트(66)를 제6포트(72)와 연통시키며, 제4포트(68)는 폐쇄하는 작동을 실시하게 된다.

그리고 엔드 클러치 밸브(60)는 상기 컨트롤 스위치 밸브(44)에서 제6포트(72)를 통해 엔드 클러치(C3)로 공급되는 압에 의하여 제어되면서 3속압이 컨트롤 스위치 밸브(44)를 통해 엔드 클러치(C3)로 공급될 수 있도록 하는 기능을 수행하게 된다.

이에 따른 구성을 살펴보면, 밸브보디는 컨트롤 스위치 밸브(44)의 제6포트(72)와 연통되는 제1포트(84)와, 3속압 관로(30)의 제2 분기관로(40)와 연통되는 제2포트(86)와, 상기 제2포트(86)와 선택적으로 연통되면서 이의 유압을 컨트롤 스위치밸브(44)의 제4포트(68)로 공급하는 제3포트(88)와, 상기 제3포트(88)로부터 배출되는 유압을 신속하게 배출시키는 배출포트(90)를 보유하게 된다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1포트(84)로 공급되는 유압에 의하여 작용하면서 배출포트(90)를 개폐하는 제1랜드(92)와, 선택적으로 상기 제2포트(86)와 제3포트(88)를 연통시키는 제2랜드(94)를 포함하여 이루어지며, 상기 제2랜드(94)의 일측에는 탄발부재(96)가 탄지되어 항시 밸브스풀이 제1포트(84)측으로 이동하는 힘을 받게 된다.

이에 따라 제1포트(84)를 통해 엔드 클러치 작동압이 유입되면 밸브스풀이 도면의 우측으로 이동하여 제2, 3포트(86)(88)를 연통시키게 되며, 작동압의 유입이 차단되면, 밸브스풀이 탄발부재(96)의 탄발력에 의하여 도면의 좌측으로 이동하여 제3포트(88)와 제4포트(90)를 연통시켜 배출이 이루어지도록 하는 작동을 실시하게 된다.

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

이와 같이 이루어지는 본 발명의 유압제어 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 중립(N)레인지에서는 오일펌프(4)로부터 토출되는 유압이 압력 제어밸브(8)에 의해 일정한 유압으로 조절되면서 리듀싱 밸브(14)를 통하여 감압된 후 각각 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)와 제1 및 제2압력제어 밸브(18)(20)로 공급된다.

이때 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 듀티 제어되는 제3 및 제4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)는 오프상태로 제어되어 이들 압력제어 밸브의 스풀을 도면에서 보아 우측으로 이동시킨 상태에서 중립상태를 유지하게 된다.

그리고 상기 중립(N)의 상태에서 셀렉터 레버가 주행(D) 레인지로 선택되면, 도 3에 도시한 바와 같이 매뉴얼 밸브(16)로 공급되는 유압의 일부가 시프트 컨트롤 밸브(26)와 제1, 2 압력제어 밸브(18)(20)로 공급된다.

이때 변속 제어수단의 제1, 2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)는, 모두 온상태로 제어되면서 이 시프트 컨트롤 밸브(26)의 포트를 처음 상태로 그대로 유지하게 된다.

이의 상태에서 압력제어 수단의 제1, 2 압력제어 밸브(18)(20) 로 공급되는 유압은 제3 솔레노이드 밸브(S3)가 온 제어에 의하여 제1 압력제어밸브(18)에서는 차단되고, 제2 압력제어 밸브(20)로 공급되는 유압은 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 오프 제어에 의하여 리어 클러치 해방밸브(48)를 경유하여 전진 1속시 입력요소로 작용하는 제1마찰요소(C1)로 공급되어 1속 제어를 완료하게 된다.

이러한 1속 제어상태에서 차속이 증가하면서 스로틀 밸브의 개도율이 증가하게 되면 2속으로 변속을 행하게 되는데, 이때에는 도 4에서와 같이, 트랜스밋션 제어유닛은 온 상태로 제어되어 있던 제1 솔레노이드 밸브(S1)를 오프 상태로 제어하여 시프트 컨트롤 밸브(26)로 공급되는 유압을 2속관로(28)로 공급하게 된다.

그리고 제3 솔레노이드 밸브(S3)가 오프 상태로 듀티 제어되면서 1속관로(34)로부터 공급되는 유압을 제1 압력제어 밸브(18)에서 제어토록 하여 그 제어압을 1-2 시프트 밸브(36)와 컨트롤 스위치 밸브(44), 그리고 페일 세이프 밸브(50)를 경유하여 킥 다운 서어보(2)의 작동측 챔버(h1)로 공급함으로써, 2속 변속이 완료된다.

상기와 같은 2속 제어 상태에서 타속이 더욱 증가하면서 스로틀 밸브의 개도가 증가하게 되면, 도 5에 도시한 바와 같이, 변속제어 수단의 제1, 2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)를 모두 오프시키게 된다.

이러한 제어에 의해 2속관로(28)와 3속관로(30)로 유압이 흐르게 되는데, 이때, 3속관로(30)의 유압은 2-3/4-3 시프트 밸브(42)의 좌측포트로 유입되면서 밸브스풀을 도면에서 보아 우측으로 이동시키고, 일부의 유압은 엔드 클러치 밸브(60)와 하이-로우 압력밸브(46)에서 대기하게 된다.

그리고 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 제1 압력제어밸브(18)에서 제어된 1속압 제어압은 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 일부는 2-3/4-3 시프트 밸브(42)를 통해 프론트 클러치(C4)와 킥 다운 서어보(C2)의 해지측 챔버(h2)로 공급되고, 일부는 컨트롤 스위치 밸브(44)와 페일 세이프 밸브(50)를 통해 킥 다운 밴드(C2)의 작동측 쳄버(h2)로 공급되어 킥 다운 서어보(C2)의 작동을 중단시키게 된다.

또한, 타이밍 제어 관로(46)로 흐르던 유압의 일부가 하이-로우 압력밸브(46)에 작용하여 밸브스풀을 도면에서 좌측으로 이동시킨 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 도 6에서와 같이, 오프 제어되고 있던 제5 솔레노이드 밸브(S5)가 온 제어되면, 컨트롤 스위치 밸브(44)의 밸브스풀이 우측으로 이동하면서 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되었던 압을 제어압에서 2속라인(28) 압으로 변환시키게 된다.

그리고 프론트 클러치(C4)와 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)으로 공급되던 제1 압력 제어밸브(18)의 제어압이 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 오프 제어에 의하여 라인압으로 변환되어 프론트 클러치(C4)와 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)로 공급이 이루어지며, 이의 일부 유압이 컨트롤 스위치 밸브(44)를 통해 엔드 클러치(C3)로 공급이 이루어지게 되며, 이의 엔드 클러치(C3)로 공급되던 유압의 일부가 엔드 클러치 밸브(60)로 공급되면서 이 밸브(60)의 밸브스풀을 도면에서 우측으로 이동시켜 이에 대기하고 있던 3속압이 컨트롤 스위치 밸브(44)에서 대기하게 된다.

그리고 이러한 3속 제어시에 엔드 클러치(C3)로 공급되는 유압의 일부는 하이-로우 압력밸브(46)를 통해 압력 제어밸브(8)로 공급되어 이는 제어함으로써, 라인압은조절하게 되는데, 이때 2→3 변속중에는 하이-로우 압력밸브(46)의 밸브스풀이 좌측으로 이동하였다가 3속 변속이 완료되는 시점에서는 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 온 제어에 의하여 우측으로 이동하면서 압력 제어밸브(8)로 공급되어 3속단에서 라인압이 조절되도록 한다.

그리고 상기와 같은 라인압 조절은 실질적으로 라인압을 낮추는 것인데, 이것은오일펌프의 구동손실을 줄여 고속단에서 연비를 향상시키는 효과를 얻을 수 있도록 하기 위함이며, 이와 같이 라인압을 조절하는 경우에는 종래와 같이 댐퍼 클러치와 연동하여 조절하는 것이 아니라 라인압의 독립 제어가 가능하다는 장점을 갖게 된다.

또한, 상기와 같은 2속에서 3속으로의 변속시 변속 완료시점에서 엔드 클러치(C3)의 작동을 제5 솔레노이드 밸브(S5)와 엔드 클러치 밸브(60)의 의하여 제어가 이루어지게 되며, 이에 따른 엔드 클러치(C3)의 조기 작동에 의한 소손을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 2→3 변속과정의 각 마찰요소에 공급되는 유압도 도 7에서와 같이 형성되는데, 변속중에는 리어 클러치(C1)의 압력이 일정하게 유지되고 있는 상태에서 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)의 압력이 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 큰 폭으로 떨어졌다가 변속완료 이전에 상승하게 되고, 프론트 클러치(C4)와 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)의 압은 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어압이 공급되면서 서서히 상승하다가 변속완료 직전에서 크게 상승하게 되며, 이들 유압은 3속 변속완료후에 일정하게 낮아지는 유압을 형성하게 된다.

그리고 엔드 클러치(C3)의 작동압은 변속 완료시점에서 공급 상승되는 형태를 취하게 되는데, 이는 킥 다운 서어보(C2)이 해제측 쳄버(h2)로 유압이 공급될 때부터 유압이 공급되는 종래에 비하면, 조기 작동이 이루어지지 않음으로써, 엔드 클러치의 소손을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 3속 제어상태에서 차속이 더욱 증가하고 스로틀 밸브의 개도율이 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 솔레노이드 밸브(S1)를 온 제어함과 동시에 제5 솔레노이드 밸브(S5)를 오프 상태로 제어하여 2속, 3속, 4속관로(28)(30)(32) 모두에 유압이 흐르도록 하고, 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 듀티 제어한다.

그러면 엔드 클러치(C3)는 정상적으로 작동하고 있는 상태에서 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되던 유압이 컨트롤 스위치 밸브(44)의 작동에 의하여 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어압으로 바뀌게 되고, 4속 라인(32)압의 공급으로 리어 클러치 해방밸브(48)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동함과 동시에 2-3/4-3 시프트 밸브(42)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하게 된다.

이에 따라 리어 클러치(C1)로 공급되었던 유압은 리어 클러치 해방밸브(48)의 배출포트(Ex)를 통하여 신속되고, 프론트 클러치(C4)와 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)로 공급되었던 유압은 2-3/4-3 시프트 밸브(42)와 후진 제2제어관(50)를 거쳐 매뉴얼 밸브(16)를 통해 배출되고, 압력조절밸브(8)로 공급되었던 유압 또한 하이-로우 압력밸브(46)를 통해 배출된다.

상기와 같은 상태에서 도 9에서와 같이, 제5 솔레노이드 밸브(S5)가 온 상태로 제어하면, 컨트롤 스위치 밸브(44)의 밸브스풀을 도면에서 우측으로 이동하여 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 2속압이 공급되면서 4속 제어를 완료하게 된다.

물론 이때에도 제5솔레노이드 밸브(S5)의 온 제어에 의하여 3속압의 일부가 하이-로우 압력밸브(46)를 통해 압력조절밸브(8)로 공급되어 라인압을 조절하게 된다.

또한, 상기와 같은 3→4 변속시에는 엔드 클러치(C3)의 작동압이 3속압으로 고정되어 일정하게 공급되는 바, 변속과정에서 엔드 클러치(C3)의 슬립발생으로 인한 소손을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 3→4 변속과정에서의 각 마찰요소에 공급되는 유압은 도 10에서와 이 형성되는데, 변속중에는 초기에 리어 클러치(C1)의 압력이 배출되어 급격히 낮아지면서 소멸되고, 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 챔버(h1)의 압력이 제3솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 큰 폭으로 떨어졌다가 변속완료 이전에서 상승하게 되고, 프론트 클러치(C4)와 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)의 압은 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어압이 공급되면서 서서히 낮아지다가 변속완료 직전에서 완전 소멸된다.

그리고 엔드 클러치(C3)의 작동압은 변속초기에 일정량 상승하여 그 상태를 유지하다가 변속 완료후 3속의 상태와 같이 하강하게 되는데, 이는 변속과정에서 크게 낮아졌다가 변속 완료시점에서 상승되는 종래에 비하면, 변속과정에서의 작동압 저하로 인한 엔드 클러치의 소손을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기에서 엔드 클러치 압이 변속중에 상승할 수 있는 것은 3속압을 엔드 클러치 밸브(60)를 통해 컨트롤 스위치 밸브(44)에서 대기시켰다가 신속하게 공급하기 때문이다.

이에 따라 2→4, 3→4, 4→3 변속시 엔드 클러치의 작동압 저하를 방지할 수 있게 되는 것이다.

그리고 운전자가 후진을 위하여 셀렉터 레버를 후진(R) 레인지로 선택하면, 도 11에 도시한 바와 같이 매뉴얼 밸브(16)로 공급되는 유압의 일부가 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 제어되는 N-R 컨트롤 밸브(22)와 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 후진시 반력요소로 작용하는 로우-리버스 브레이크(C5)로 공급된다.

또한, 일부의 유압은 매뉴얼 밸브(16)에 의하여 직접 제어되면서 후진 제1 제어관로(54)와, 리어 클러치 해방밸브(48), 2-3/4-3 시프트 밸브(42)를 통하여 후진시 입력요소로 작용하는 제4 마찰요소(C4)로 공급되면서 후진 제어를 완료하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 2→3 변속시 엔드 클러치의 조기 작동에 의한 엔드 클러치의 소손을 방지할 수 있게 된다.

그리고 3→4, 4→3 변속시에는 엔드 클러치 압을 저하를 방지하여 슬립 발생으로 인한 소손을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

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 유압분배수단을 포함하여 이루어지며; 상기 유압 분배수단을 형성하는 컨트롤 스위치 밸브에 3속압을 공급하는 3속 관로상에 배치하여 상기 컨트롤 스위치 밸브를 통해 엔드 클러치로 공급되는 압에 의하여 제어되면서, 2→3 변속시 변속완료시점에서 엔드 클러치가 작동될 수 있도록 하고, 3→4, 4→3 변속시 엔드 클러치에 연속적인 3속압이 공급될 수 있도록, 상기 컨트롤 스위치 밸브와 연통되는 제1포트와, 3속압 관로의 제2 분기관로와 연통되는 제2포트와, 상기 제2포트와 선택적으로 연통되면서 이의 유압을 컨트롤 스위치 밸브의 제4포트로 공급하는 제3포트와, 상기 제3포트로부터 배출되는 유압을 신속하게 배출시키는 배출포트를 보유하는 밸브보디와; 상기 제1포트로 공급되는 유압에 의하여 작용하면서 배출포트를 개폐하는 제1랜드와, 선택적으로 상기 제2포트와 제3포트를 연통시키는 제2랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제2랜드의 일측에는 탄발부재가 탄지되어 항시 제1포트측으로 이동하는 힘을 받는 밸브스풀로 이루어지는 엔드 클러치 밸브를 포함하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 컨트롤 스위치 밸브는 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되면서 수동 및 자동 컨트롤 수단인 시프트 컨트롤 밸브의 2속 라인압을 3,4속에서 마찰부재인 킥 다운 서어보의 작동측 쳄버로 공급함과 동시에 1-2 시프트 밸브를 경유하는 유압 컨트롤 수단인 제1 압력 제어밸브의 제어압을 공급받아 선택적으로 킥 다운 서어보의 작동측 쳄버 및 엔드 클러치로 공급할 수 있도록 형성됨을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 컨트롤 스위치 밸브는 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제1포트와, 2속압 관로와 연통되는 제2포트와, 제1압력 제어밸브의제어압을 공급받는 제3포트와, 엔드 클러치로부터 유압을 공급받는 제4포트와, 상기 제2포트 또는 제3포트로 유입되는 유압을 페일 세이프 밸브로 공급하는 제5포트와, 상기 제3포트 또는 제4포트로 공급되는 유압을 엔드 클러치 밸브의 어느 한 포트로 공급하는 제6포트를 포함하여 이루어지는 밸브보디와; 일면이 상기 제1포트로 공급되는 유압에 의하여 작용하면서 상기 제2포트와 제5포트를 선택적으로 개방하는 제1랜드와, 상기 제3포트를 선택적으로 제5포트와 제6포트로 연통시키는 제2랜드와, 상기 제4포트를 선택적으로 제6포트와 연통시키는 제3랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3랜드를 탄발부재에 의하여 항시 제1포트 방향으로 밀리는 힘을 받는 밸브스풀과;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.

Images