KR100256761B1 - 자동변속기 유압 제어시스템의 제어용 밸브의 제어방법 및 밸브 - Google Patents

Abstract

파일롯트 유로를 내부적으로 형성하여 밸브 자체의 내부적인 제어가 이루어지도록 함으로써, 안정된 유압을 공급할 수 있으며, 밸브 설치 공간을 확보하여 팩케이지 설계가 가능하도록 한 유압 제어용 밸브의 제어방법 및 밸브를 제공할 목적으로;

제어용 밸브의 파일롯트 라인을 삭제하고, 슬리이브 자체에 유로를 형성하여 밸브 내부적인 제어가 이루어지도록 하는 제어방법과, 이의 제어방법을 구현하기 위하여 다수의 라인와 연통되는 포트를 보유하는 밸브보디와; 상기 밸브보디의 각 포트와 연통되는 다수의 통공이 형성되고, 이의 통공들 중 어느 하나의 통공과 단부를 연통시키는 유로홈이 외주연에 형성되어 상기 밸브보디의 보어부에 배치되는 슬리이브와; 상기 슬리이브에 내장되어 공급되는 유압에 의하여 좌우 동작되면서 상기 포트들을 선택적으로 개방하여 유압을 제어할 수 있도록 하는 밸브스풀과; 를 포함하여 이루어지는 자동변속기 유압 제어시스템의 제어용 밸브를 제공한다.

Description

자동변속기 유압 제어시스템의 제어용 밸브의 제어방법 및 밸브

본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되어 유압 제어용 밸브의 제어방법 및 그 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파일롯트 유로를 내부적으로 형성하여 밸브 자체의 내부적인 제어가 이루어지도록 함으로써, 안정된 유압을 공급할 수 있으며, 밸브 설치 공간을 확보하여 팩케이지 설계가 가능하도록 한 유압 제어용 밸브의 제어방법 및 그 밸브에 관한 것이다.

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 유압 작동 마찰요소에 선택적으로 유압을 공급할 수 있는 유압 제어시스템을 포함하고 있다.

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

상기와 같은 유압 제어시스템의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 1에서와 같이, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토오크 컨버터(2)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 유압과 윤활에 필요한 유압을 생성하여 토출하는 오일펌프(4)를 포함한다.

상기한 오일펌프(4)로부터 생성되는 유압이 흐르는 관로(6)에는 이 관로를 따라 흐르는 유압을 일정한 압력으로 만드는 압력조절밸브(8)와, 토오크 컨버터 및 윤활용 유압을 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 유압은, 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 제어압으로 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/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 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 라인을 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 밸브에서 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 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 하는 것이다.

상기와 같이 이루어지는 유압 제어시스템에 있어서, 유압 컨트롤 수단을 형성하는 리듀싱 밸브(14)는 제어용 솔레노이드 밸브 공급 기준압을 안정된 감압으로 생성시키기 위하여 적용되는데, 이러한 리듀싱 밸브는 제어용 밸브로서, 파이롯트 유로를 갖게 된다.

즉, 이의 종래 구성을 살펴보면, 도 4에서와 같이, 밸브보디가 라인압이 공급되는 제1포트(100)와, 감압된 유압을 유압 제어수단으로 공급하는 제2포트(102)와, 감압된 압을 댐퍼 클러치 제어수단으로 공급하는 제3포트(104)와, 상기 제3포트(104)로 공급되는 유압의 일부를 좌측단 검출실(106)로 공급하는 제4포트(108)를 보유하며, 상기 제3포트(104)와 제4포트(108)는 파일롯트 유로(110)에 의하여 연결이 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 일측이 상기 검출실(106)로 공급되는 유압에 작용하는 면을 갖는 제1랜드(112)와, 선택적으로 배출구(Ex)를 개폐시키는 제2랜드(114)를 포함하여 이루어지며, 이의 제2 랜드(114)는 탄성부재(116)에 의해 탄지되어 항시 도면에서 좌측으로 이동되는 힘을 받게 된다.

이에따라 라인압이 제1포트(100)를 통해 공급되어 검출실(106)로 유량이 공급되면서 검출실(106)의 압이 증가되면 밸브스풀(110)의 좌측에 탄지된 탄성부재(116)의 탄성력을 극복하면서 밸브스풀(110)을 좌측에서 우측으로 이동시키게 된다.

그러면 라인압은 차단되고 배출구(Ex)로 유량을 배출시켜 감압을 이루게하며, 이의 리듀싱압이 낮아지면 검출실(106)의 압이 떨어지고 탄성부재(116)의 탄성력에 의하여 밸브스풀(110)이 다시 좌측으로 이동하여 라인압을 유입시킨다.

이와 같은 반복작용으로 리듀싱압을 생성시키게 되며, 이때, 배출구(Ex)의 배출유량과 검출실 유량의 응답성에 기인하여 안정된 압을 얻게 되는 것이다.

그러나 상기와 같이 유압을 제어하는 리듀싱 밸브와 같은 제어용 밸브를 형성함에 있어서는 밸브보디에 파일롯트 유로를 형성하게 되는 바, 파일롯트 유로의 형성에 따른 설치공간의 확대와 이에 따른 유로 구성의 복잡화로 팩케이지 설계가 불가능하며, 파일롯트 유로를 형성하기 위하여는 반드시 세퍼레이팅 플레이트를 이용하여 오리피스를 형성하여야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 파일롯트 유로를 내부적으로 형성하여 밸브 자체의 내부적인 제어가 이루어지도록 함으로써, 안정된 유압을 공급할 수 있으며, 밸브 설치 공간을 확보하여 팩케이지 설계가 가능하도록 한 유압 제어용 밸브의 제어방법 및 밸브를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 제어용 밸브의 파일롯트 라인을 삭제하고, 슬리이브 자체에 유로를 형성하여 밸브 내부적인 제어가 이루어지도록 하는 제어방법을 제공한다.

또한, 상기와 같은 제어를 구현할 수 있도록 차량의 자동 변속기 유압 제어시스템에 적용되어 변속 제어를 위한 유압을 제어하는 제어용 밸브에 있어서,

다수의 라인와 연통되는 포트를 보유하는 밸브보디와; 상기 밸브보디의 각 포트와 연통되는 다수의 통공이 형성되고, 이의 통공들 중 어느 하나의 통공과 단부를 연통시키는 유로홈이 외주연에 형성되어 상기 밸브보디의 보어부에 배치되는 슬리이브와; 상기 슬리이브에 내장되어 공급되는 유압에 의하여 좌우 동작되면서 상기 포트들을 선택적으로 개방하여 유압을 제어할 수 있도록 하는 밸브스풀과; 를 포함하여 이루어지는 자동변속기 유압 제어시스템의 제어용 밸브를 제공한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 유압 제어시스템의 일 실시예도.

도 2는 본 발명에 의한 제어밸브의 구성도.

도 3은 본 발명에 적용되는 슬리이브의 사시도.

도 4는 종래 기술의 설명을 위한 리듀싱 밸브의 구성도이다.

도 1은 본 발명의 적용상태를 보이기 위한 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템 구성도를 도시한것으로서, 이의 구성은 상기한 바 동일하므로 그 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3은 본 발명이 적용되는 리듀싱 밸브(14)와 이에 적용되는 슬리이브의 사시도로서, 리듀싱 밸브(14)의 밸브보디(60)는 밸브스풀(62)이 내장되는 보어(64)에 라인압이 공급되는 제1포트(66)와, 감압된 유압을 유압 제어수단으로 공급하는 제2포트(68)와, 감압된 압을 댐퍼 클러치 제어수단으로 공급하는 제3포트(70)가 형성된다.

그리고 상기 보어(64)의 내부에는 상기 포트들과 연통될 수 있는 다수의 통공(72)이 형성된 슬리이브(74)가 장착되며, 이의 슬리이브(74) 외주면에는 상기 통공(72)들을 상호 연통시키거나, 이의 통공(72)을 일측단과 연통시킬 수 있는 유로홈(76)이 형성된다.

이에따라 보어(64)에 장착시 상기 유로홈(76)에 의하여 파일롯트 유로가 형성된다.

또한, 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀(78)은 선택적으로 상기 제1포트(66)를 선택적으로 개폐하는 제1랜드(80)와, 상기 제1랜드(80)와 소정의 간격을 두고 이격 형성되어 상기 제1 랜드(80)와 함께 상기 제1포트(66)를 제2, 3 포트(68)(70)와 선택적으로 연통시키는 제2랜드(82)를 포함하여 이루어지며, 이의 밸브스풀(78)은 어저스트 스크류(84)와의 사이에 개재되는 탄성부재(86)에 의하여 탄지된다.

이와 같이 이루어지는 리듀싱 밸브(14)의 작동상태를 살펴보면, 오일펌프(4)로부터 공급되는 라인압이 제1포트(66)를 통해 공급되면, 이의 유압은 유로홈(76)을 통해 밸브수풀(78)의 제1랜드(80) 좌측면에 작용하면서 밸브스풀(78)을 이동시켜 유압의 감압 제어가 이루어지도록 한 상태에서 제2,3포트(68)(70)를 통해 댐퍼 클러치 제어수단과 유압 컨트롤 수단으로 공급이 이루어지게 된다.

즉, 상기 유로홈(76)이 종래의 파일롯트 유로 역할을 수행함으로써, 내부적인 제어가 이루어지게 되며, 또한, 유압이 유로홈(76)을 통해 검출실로 안정되게 공급됨으로써, 이의 밸브를 통해 제어되는 감압 또한 안정되게 제어되면서 공급이 이루어지게 된다.

이에따라 종래와 같은 별도의 파일롯트 유로를 형성할 필요가 없는 바, 설치공간 부족을 극복할 수 있게 된다.

그리고 상기에서는 본 발명을 리듀싱 밸브(14)를 예로서 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 파일롯트 유로를 갖는 모든 제어밸브를 포함한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 파일롯트 유로를 내부적으로 형성하여 밸브 자체의 내부적인 제어가 이루어지도록 함으로써, 안정된 유압을 공급할 수 있으며, 밸브 설치 공간을 확보하여 팩케이지 설계가 가능한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 적용되는 제어용 밸브에 있어서, 밸브보디의 보어부와 밸브스플 사이에 슬리이브를 배치하되, 상기 슬리이브의 외주면 일측에 파일롯트 유로를 형성하여 자체적인 제어가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 자동 변속기 유압 제어 시스템의 제어용 밸브 제어방법.
2. 차량의 자동 변속기 유압 제어 시스템에 적용되어 변속제어를 위한 유압을 제어하는 제어밸브에 있어서,

   다수의 라인과 연통되는 포트를 보유하는 밸브보디와;

   상기 밸브보디의 상기 각 포트와 연통되는 다수의 통공이 형성되고, 이의 통동들 중 어느 하나의 통공과 단부를 연통시키는 유로홈이 외주연에 형성되어 상기 밸브보디의 보어부에 배치되는 슬리이브와;

   상기 슬리이브에 내장되어 공급되는 유압에 의하여 좌우 동작되먼서 상기 포트들을 선택적으로 개방하여 유압을 제어할 수 있도록 하는 밸브스풀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기 유압 제어 시스템의 제어용 밸브.

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