KR100273546B1 - 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

방향 전환용 밸브들의 스틱(Stick)에 의한 인터 록 발생시 트랜스 밋션 제어유닛의 제어 없이도 기계적으로 긴급모드인 3속으로의 변속이 이루어지게하여 안정성을 확보하고, 이에 따른 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템을 제공할 목적으로; 오일펌프로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절수단과, 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 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압 분배수단을 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 있어서, 상기 유압 분배수단과, 이의 유압 분배 수단으로부터 공급되는 제어 유압에 의하여 작동하면서 변속이 이루어지게 하는 일부 마찰요소와의 사이에 안전수단을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템

제1도는 본 발명에 의한 유압 제어 시스템의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 안전 밸브의 확대도.

제3도는 본 발명에 적용되는 안전 밸브의 작동 상태도.

제4도는 종래 유압 제어 시스템의 구성도.

제5도는 종래 유압 제어 시스템에서 밸브 스풀의 스틱으로 발생으로 인한 인터록 사례를 보인 표.

본 발명은 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 방향 전환용 밸브들의 스틱(Stick)에 의한 인터 록 발생시 트랜스미션 제어유닛의 제어 없이도 기계적으로 긴급 모드인 3속으로의 변속이 이루어지게 하여 안정성을 확보하고, 이에 따른 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 관한 것이다.

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

차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템은, 오일 펌프로부터 발생된 유압을 제어 밸브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시킴으로써, 차량의 주행 상태에 따라 적절한 변속이 자동적으로 행하여질 수 있도록 하는 작용을 하게 되는데, 이러한 유압 제어 시스템의 일예를 살펴보면, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토오크 컨버터(2)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 생성하여 토출하는 오일펌프(4)를 포함한다.

상기 오일펌프(4)로부터 생성된 오일압은 관로(6)를 따라 흐르게 되며, 이의 관로(6)상에는 오일을 일정한 압력으로 만드는 압력조절밸브(8)와, 토오크 컨버터 및 윤활용 오일압을 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(10), 그리고 토오크 컨버터의 동력 전달 효율을 높여주기 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)들이 연결되어 압력 조절 수단과 댐퍼 클러치 제어수단을 구성하고 있다.

그리고 오일펌프(4)로부터 생성되는 일부의 오일은, 라인압보다 항시 낮은압을 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 구동 손실을 최소화시켜 주는 하이-로우 압력 밸브(18)의 제어압으로 사용될 수 있는 유로를 구성하고 있으며, 또 일부의 유압은 제1 압력 제어 밸브(20) 및 제2 압력 제어 밸브(22)로 공급되어 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

그리고 이들 제1, 2 압력 제어 밸브(20)(22)로 공급되는 유압의 일부는 중립 레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속 충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(24)의 제어압을 사용될 수 있는 유로를 만들고 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(16)가 주행(D) 레인지에 있을 때 유압이 흐르는 관로(26)에, 트랜스미션 제어 유닛에 의해 온/오프 제어되는 제1솔레노이드 밸브(S1) 및 제2솔레노이드 밸브(S2)의 작용으로 유로를 절환하는 시프트 컨트롤 밸브(28)가 연통되어 상기한 매뉴얼 밸브(16)와 함께 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

상기한 시프트 컨트롤 밸브(28)에는 2속 관로(30), 3속 관로(32), 4속 관로(34)가 연결되고, 이들 관로에는 각각의 변속단 제어를 위한 유압 분배 수단의 시프트 밸브들이 각각 연결되어 제어 유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

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

한편 상기한 제1 압력 제어 밸브(20)는 제3 솔레노이드 밸브(S3)에 의해 유로 절환이 행하여질 수 있도록 구성되어 있으며, 제2압력 제어 밸브(22)는 제4 솔레노이드 밸브(S4)에 의해 유로를 절환할 수 있는 구성을 갖는다.

상기한 매뉴얼 밸브(16)로부터 이어진 관로(26)에는 1속 관로(44)가 분지되어 제1 압력 제어 밸브(20)와 제2 압력 제어 밸브(22)로 공급되면서 제3, 4 솔레노이드 밸브(S3,S4)의 제어에 의해 2-4/3-4 시프트 밸브(4)를 경유하여 1속단의 입력요소인 제1마찰요소(C1)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 1속 관로(44)에는 타이밍 제어 관로(45)가 연결되어 이 1속 관로(44)를 따라 흐르는 라인압을 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)로 공급할 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)는, 3속단 및 4속단의 입력요소로 작용하는 마찰요소(C3)의 작동압을 공급하거나 작동압을 해제하기 위한 기능을 수행하며, 이 마찰요소(C3)로 공급되는 유압의 공급 시기와 2속 및 4속에서 반력요소로 작용하는 마찰요소(C2)의 제어 시기를 조절할 수 있는 수단을 갖는다.

그러한 수단은 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)가 트랜스미션 제어 유닛에 의해 온/오프 제어되는 제5 솔레노이드 밸브(S5)가 오프 제어시 반력요소로 작용하는 마찰요소(C2)의 작동압과 마찰요소(C3)의 작동압을 스위칭 할 수 있는 것으로 가능하게 된다.

그리고 제1 압력 제어 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)와 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)를 경유하여 3속단 입력요소로 작용하는 제3 마찰요소(C3)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있는데, 상기한 제3마찰요소(C3)로 공급되는 유압은 제2 마찰요소(C2)의 해제측 챔버(h1)로도 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

그리고 매뉴얼 밸브(16)가 후진 레인지에 있을 때 후진 제1 제어 관로(46)로 공급되는 유압이 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 후진 변속단에서 반력요소로 작용하는 제4 마찰요소(C4)로 유압을 공급할 수 있는 유로를 구성하고 있으며, 또 입력요소로 작용하는 제5 마찰요소(C5)의 작동을 위하여 후진 제2 제어 관로(48)를 매뉴얼 밸브(16)와 연결시키고 있다.

상기한 후진 제2 제어 관로(48)에는 체크 밸브(50)가 설치되어 작동 유압을 해제할 때 유압 해제를 지연시킬 수 있도록 하여 변속감을 향상시킬 수 있도록 하고 있다.

상기한 제2 마찰요소(C2)에는 작동측 챔커(h2)에 킥다운 스위치(52)가 설치되어 작동측 챔커(h2)로 유압이 공급될 때 오프되고, 해제측 챔버(h1)로 공급될 때 온상태로 제어되면서 그 신호를 전자 제어 유닛(TCU)으로 전달할 수 있도록 구성된다.

상기한 2-4/3-4 시프트 밸브(40)는 제2 마찰요소(C2)의 작동 유압을 변속단에 따라 변환시켜 스킵 변속이 가능하도록 하기 위하여, 제2 압력 제어 밸브(22)로부터 공급되는 유압이 이 2-4/3-4 시프트 밸브(40)를 경유하여 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)에서 제2 마찰요소(C2)로 공급될 수 있는 포트들을 구비한다.

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

이와 같이 이루어지는 유압 제어 시스템에 있어서는 전진 1속에서는 제1 마찰요소(C1), 전진 2속에서는 제1 마찰요소(C1)와 제2 마찰요소(C2)의 해제측과 작동측 챔버(h1)(h2), 전진 3속에서는 제1 마찰요소(C1)와 제2 마찰요소(C2)의 작동측 챔버(h2), 그리고 제3 마찰요소(C3), 전진 4속에서는 제3 마찰요소(C3)와 제2 마찰요소(C2)의 작동측 챔버(h2), 그리고 후진에서는 제4, 5 마찰요소(C4,C5에 유압이 공급되면서 변속이 이루어지도록 유압 제어가 이루어지게 된다.

그러나 상기와 같은 유압 시스템에 있어서는 각각의 방향 절환 밸브(40)(38)(42)들의 밸브 스풀 스틱 발생시 긴급 모드인 3속으로 변환시켜 줄 수 있는 수단이 구비되어 있지 않은 바, 어느 변속단에선가 인터록 현상이 발생되어 자동변속기의 고장을 유발케 한다는 문제점을 내포하고 있다.

상기에서 인터록이란 제1 마찰요소(C1)와 제2 마찰요소(C2)의 작동측 챔버(h2), 그리고 제3 마찰요소(C3)로 유압이 공급되어 3개의 마찰요소가 동시에 작동하여 동력 전달 장치가 록킹되는 것을 의미한다.

즉, 그 예로서는 각 밸브의 밸브 스풀이 스프링 반대측으로 스틱되었을 때를 일예로 하여 제5도를 보면서 설명하면 다음과 같다.

제1 예로서, 2-4/3-4 시프트 밸브(40)에 스틱이 발생되고, 나머지 2개의 밸브(38)(42)가 정상적으로 작동할 때에는 전진 4단에서 인터록 현상이 발생되고, 제2 예로서, 2-4/3-4 시프트 밸브(40)와 2-3/4-3 시프트 밸브(38)에 스틱이 발생되고 나머지 1개의 밸브(42)가 정상적으로 작동할 때에는 3 속의 변속은 이루어지지 않고 4단에서 인터록이 발생되며, 제3 예로서 3개의 밸브 모두가 스틱되었을 때에는 2, 3, 4단에서 인터록 발생되며, 제4 예로서, 2-3/4-3 시프트 밸브(38)에 스틱이 발생되고 나머지 2개의 밸브(40)(42)가 정상적으로 작동할 때에는 3단 변속만 이루어지지 않을 뿐 인터록은 발생되지 않는다.

그리고 제5 예로서, 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)에 스틱이 발생되고 나머지 2개의 밸브(40)(38)가 정상적으로 작동될 때에는 2단에서 인터록이 발생되며, 제6 예로서, 2-4/3-4 시프트 밸브(40)와 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)에 스틱이 발생되고 나머지 1개의 밸브(38)가 정상적으로 작동할 때에는 2단과 4단에서 인터록이 발생되고, 제7 예로서, 2-3/4-3 시프트 밸브(38)와 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)에 스틱이 발생되고 나머지 1개의 밸브(40)가 정상적으로 작동될 때에는 2, 3단에서 인터록이 발생된다.

상기와 같이 인터록 현상이 발생되는 것은 각 방향 절환용 밸브(40)(38)(42)의 연결 관계에 의한 것이며, 이와 같이 인터록 현상이 발생되는 경우에는 자동 변속기의 파손을 피할 수 없으며, 이에 따른 신뢰성이 저하된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 방향 전환용 밸브들의 스틱(Stick)에 의한 인터 록 발생시 트랜스밋션 제어유닛의 제어 없이도 기계적으로 긴급 모드인 3속으로의 변속이 이루어지게 하여 안정성을 확보하고, 이에 따른 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 오일펌프로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절수단과, 변속 모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과, 변속시 원활한 변속 모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과, 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과, 각 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압 분배 수단을 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 있어서, 상기 유압 분배 수단과, 이의 유압 분배 수단으로부터 공급되는 제어 유압에 의하여 작동하면서 변속이 이루어지게 하는 일부 마찰요소와의 사이에 안전 수단을 배치하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공함에 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 유압 제어 시스템의 구성도를 도시하고 있으며, 종래 유압 제어 시스템과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여함과 동시에 그 구성의 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 유압 제어 시스템은 상기 제4도의 유압 제어 시스템과 같이, 압력 조절수단, 수동 및 자동 변속 수단, 유압 컨트롤 수단, 댐퍼 클러치 컨트롤 수단, 유압 분배 수단을 구비하여 이루어지는 유압 제어 시스템에 있어서, 제1도에서와 같이, 유압 분배 수단과 이의 유압 분배 수단으로부터 공급되는 제어 유압에 의하여 작동하는 일부 마찰요소와의 사이에 안전 수단을 배치한 것이다.

즉, 상기의 안전 수단은 방향 절환용 밸브들이 스프링 반대측으로 스틱되어 제1 마찰요소(C1)와 제2 마찰요소(C2)의 작동측 챔버(h2), 그리고 제3 마찰요소(C3)로 유압이 공급되어 3개의 마찰요소가 동시에 작동하여 인터록이 발생되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이에 따라 안전 수단을 형성하는 안전 밸브(100)의 밸브 보디는 2-3/3-4 시프트 밸브(40)와 제1 마찰요소(C1)를 연결하는 관로(102)와, 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)와 제3 마찰요소(C3)를 연결하는 관로(104)에 연통되는 제1, 2 포트(106)(108)를 보유하고 있다.

그리고 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)와 제2 마찰요소(C2)의 작동측 챔버(h2) 연결하는 관로(110)에 연통되는 제3, 4포트(112)(114)를 보유하며, 또한, 타이밍 제어 관로(45)와 제2 마찰요소(C2)의 해제측 챔버(h1)를 연결하는 관로(116)에 연통되는 제5, 6포트(118)(120)를 보유하고 있다.

그리고 상기 밸브 보디에 내장되는 밸브 스풀(122)은 제2포트(108)로 유입되는 유압의 배출을 방지하는 제1 랜드(124)와, 일면이 상기 제2포트(108)로 유입되는 유압이 작용하는 제2랜드(126)와, 일면이 제1포트(106)로 유입되는 유압이 작용하는 제3랜드(128)와, 제3, 4포트(112)(114)를 선택적으로 연통시켜주는 제4랜드(130)와, 일면이 상기 제3포트(112)로 유입되는 유압이 작용하는 제5랜드(132)와, 제5포트(118)로 공급되는 유압에 의하여 작용하는 제6랜드(134)를 보유하고 있다.

이에 따라 정상적인 작동 상태에서는 밸브 스풀(122)이 제2도에서와 같이 좌측으로 이동된 상태를 유지하고 있다가 여러 가지의 제반 여건에 의하여 방향 절환용 밸브(40)(38)(42)들이 스프링 반대측으로의 스틱 현상에 의한 제1마찰요소(C1) 및 제2 마찰요소(C2)의 작동측 챔버(h2), 그리고 제3마찰요소(C3)로 유압이 공급되면서 인터록 현상이 발생되는 경우에는 제1,2 포트(106)(108)로 유입되는 유압에 의하여 밸브 스풀(122)이 제3도에서와 같이 도면에서 우측으로 이동을 하게 된다.

그러면 밸브 스풀(122)의 이동에 따라 제3도에서와 같이 제4포트(114)가 배출구(Ex)와 연통되면서 제2 마찰요소(C2)의 작동측 챔버(h2)로 공급되었던 유압을 배출시키게 된다.

이에 따라 유압이 제1, 3 마찰요소(C1)(C3)로 공급됨으로써, 긴급 모드인 제3속으로 변속이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 방향 절환용 밸브(40)(38)(42)들의 스틱 발생으로 인하여 인터록 현상이 발생되더라도 트랜스미션 제어유닛의 제어 없이도 자동으로 긴급 모드인 제3속으로 변속이 이루어지게 된다.

따라서 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 있어서, 방향 절환용 밸브들의 스틱 발생시 안전 기능을 수행할 수 있으며, 전자 제어를 필요치 않는 안전 회로를 구성할 수 있는 바, 신뢰성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

또한, 전자 제어 시스템의 고장시에도 자동으로 3 속의 변속이 이루어지게 되는 바, 자동 변속기를 보호하여 안정성을 확보할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 오일펌프로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절수단과, 변속 모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과, 변속시 원활한 변속 모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과, 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과, 각 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압 분배 수단을 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 있어서, 상기 유압 분배 수단과, 이의 유압 분배 수단으로부터 공급되는 제어 유압에 의하여 작동하면서 변속이 이루어지게 하는 일부 마찰요소와의 사이에 안전 수단을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 안전 수단은 방향 절환용 밸브들이 스프링 반대측으로 스틱되어 제1 마찰요소와 제2 마찰요소의 작동측 챔버, 그리고 제3 마찰요소로 유압이 공급되어 3개의 마찰요소가 동시에 작동할 때, 제1,3 마찰요소로 공급되는 유압에 의하여 밸브 스풀이 이동하면서 제2 마찰요소의 작동측 챔버의 유압을 배출할 수 있도록 구성되는 안전 밸브로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 안전 수단을 형성하는 안전 밸브는 2-3/3-4 시프트 밸브와 제1 마찰요소를 연결하는 관로와, 시프트 타이밍 컨트롤 밸브와 제3 마찰요소를 연결하는 관로에 연통되는 제1, 2 포트와, 시프트 타이밍 컨트롤 밸브와 제2 마찰요소의 작동측을 연결하는 관로에 연통되는 제3, 4포트와, 타이밍 제어 관로와 제2 마찰요소의 해제측 챔버를 연결하는 관로에 연통되는 제5, 6포트를 보유하는 밸브 바디와; 상기 제2포트로 유입되는 유압의 배출을 방지하는 제1 랜드와, 일면이 상기 제2포트로 유입되는 유압이 작용하는 제2랜드와, 일면이 제1포트로 유입되는 유압이 작용하는 제3랜드와, 제3, 4포트를 선택적으로 연통시켜 주는 제4랜드와, 일면이 상기 제3포트로 유입되는 유압이 작용하는 제5랜드와, 제5포트로 공급되는 유압에 의하여 작용하는 제6랜드를 보유하는 밸브 스풀을 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.