KR100276903B1 - 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 n-r 컨트롤 밸브 - Google Patents

차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 n-r 컨트롤 밸브 Download PDF

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Abstract

N-R 컨트롤 밸브의 작동 제어시 배출 유량을 균일하게 하여 제어압의 진폭을 최소화함으로써, 안정된 제어압을 구현하여 중립에서 후진으로, 파킹에서 후진의 매뉴얼 변속시 변속충격을 저감시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기 유압 제어시스템의 N-R 컨트롤 밸브를 제공할 목적으로;
차량용 자동변속기의 유압 제어시스템에 적용되어 셀렉트 레버를 중립에서 후진 또는 파킹의 상태에서 후진으로 변속할 때 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 의하여 이를 통해 해당 마찰요소로 공급되는 압을 제어하여 변속충격을 방지하는 N- R 컨트롤 밸브를 형성함에 있어서,
매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제1포트와, 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제2포트와, 제4마찰요소와 연통되는 제3포트를 보유하는 밸브보디와;
상기 제1, 3포트를 선택적으로 연결하여 주는 제1랜드와, 제2포트로 공급되는 유압에 의하여 작용하는 제2랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제1랜드와 제2랜드에 제3랜드를 형성하되, 이의 제3랜드에 양측으로 관통하는 오리피스가 형성되어 상기 제1랜드의 일측으로 탄성부재가 탄지되는 밸브스풀을 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기 유압 제어시스템의 N-R 컨트롤 밸브를 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 N-R 컨트롤 밸브
제1도는 본 발명이 적용되는 유압 제어시스템의 일 실시예도.
제2도는 본 발명에 의한 N-R 컨트롤의 구성도.
제3도는 본 발명에 의한 N-R 컨트롤 밸브에 있어서의 유량 배출시의 상태도.
제4도는 본 발명에 의한 유량 배출상태를 그래프선도로 나타낸 도면.
제5도는 종래 N-R 컨트롤 밸브의 구성도.
제6도는 종래 N-R 컨트롤 밸브에 의한 유량 배출상태를 그래프선도로 나타낸 도면이다.
본 발명은 차량용 자동 변속기 유압 제어시스템의 N-R 컨트롤 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 N-R 컨트롤 밸브의 작동 제어시 배출 유량을 균일하게 하여 제어압의 진폭을 최소화함으로써, 안정된 제어압을 구현하여 중립(N)에서 후진(R)으로, 파킹(P)에서 후진(R)의 매뉴얼 변속시 변속 충격을 저감시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기 유압 제어시스템의 N-R 컨트롤 밸브에 관한 것이다.
차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속 기어 메카니즘을 가지고 있으며, 차량의 주행 상태에 따라 변속 기어 메카니즘의 기어단중 어느 하나의 기어단을 선택하기 위한 유압 작동 마찰요소를 포함하고 있다.
차량용 자동변속기의 유압 제어시스템은, 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시킴으로써, 차량의 주행 상태에 따라 적절한 변속이 자동적으로 행하여질 수 있도록 하는 작용을 하게 되는데, 이러한 유압 제어시스템의 일 예를 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.
상기한 오일펌프(4)로부터 생성된 오일 압은 관로(6)를 따라 흐르게 되며, 이의 관로(6)상에는 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)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(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 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압 컨트롤 수단을 구성하고 있다.
그리고 이들 제1,2압력제어밸브(20)(22)로 공급되는 유압의 일부는 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 있을 때 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 상기한 매뉴얼 밸브(16)와 함께 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 구성하고 있다.
상기한 시프트 컨트롤 밸브(28)에는 2속관로(30), 3속관로(32), 4속관로(34)가 연결되고, 이들 관로에는 각각의 변속단 제어를 위한 유압분배 수단의 시프트 밸브들이 각각 연결되어 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 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 제3,4솔레노이드 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 1속관로(44)에는 타이밍 제어관로(45)가 연결되어 이 1속관로(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 공급시기와 2속 및 4속에서 반력요소로 작용하는 마찰요소(C2)의 제어시기를 조절할 수 있는 수단을 갖는다.
그러한 수단은 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)가 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프제어되는 제5솔레노이드 밸브(S5)가 오프 제어시 반력요소로 작용하는 마찰요소(C2)의 작동압과 마찰요소(C3)의 작동압을 스위칭 할 수 있는 것으로 가능하게 된다.
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)와 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)를 경유하여 3속단 입력요소로 작용하는 제3마찰요소(C3)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있는데, 상기한 제3마찰요소(C3)로 공급되는 유압은 제2마찰요소(C2)의 해제측 챔버(h1)로도 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.
그리고 매뉴얼 밸브(16)가 후진 레인지에 있을 때 후진 제1제어관로(46)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 입력요소로 작용하는 제5마찰요소(C5)의 작동을 위하여 후진 제2제어관로(48)를 매뉴얼 밸브(16)와 연결시키고 있다.
상기한 후진 제2제어관로(48)에는 체크밸브(50)가 설치되어 작동유압을 해제할 때 유압해제를 지연시킬 수 있도록 하여 변속감을 향상시킬 수 있도록 하고 있다.
상기한 제2마찰요소(C2)에는 작동측 챔버(h2)에 킥 다운 스위치(52)가 설치되어 작동측 챔버(h2)로 유압이 공급될 때 오프되고, 해제측 챔버(h1)로 공급될 때 온상태로 제어되면서 그 신호를 전자제어 유닛(TCU)으로 전달할 수 있도록 구성된다.
상기한 2-4/3-4 시프트 밸브(40)는 제2마찰요소(C2)의 작동 유압을 변속단에 따라 변환시켜 스킵 변속이 가능하도록 하기 위하여, 제2압력제어 밸브(22)로부터 공급되는 유압이 이 2-4/3-4 시프트 밸브(40)를 경유하여 시프트 타이밍 컨트롤 밸브(42)에서 제2마찰요소(C2)로 공급될 수 있는 포트들을 구비한다.
도면중 미설명 부호 S6은 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)를 제어하여 댐퍼 클러치를 작동시키거나 작동을 해지하는 제6솔레노이드 밸브이다.
상기 구성에 의하여 전진 1속에서는 제1마찰요소(C1), 전진 2속에서는 제1마찰요소(C1)와 제2마찰요소(C2)의 해제측과 작동측 쳄버(h1)(h2), 전진 3속에서는 제1마찰요소(C1)와 제2마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2), 그리고 제3마찰요소(C3), 전진 4속에서는 제3마찰요소(C3)와 제2마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2), 그리고 후진에서는 제4, 5마찰요소(C4,C5)에 유압이 공급되면서 변속이 이루어지도록 유압 제어가 이루어지게 된다.
이와같은 유압 제어시스템에 있어서, N-R 컨트롤 밸브(24)는 셀렉트 레버를 중립(N)에서 후진(R) 또는 파킹(P)의 상태에서 후진(R)으로 변속할 때 충격을 방지하기 위한 밸브로서, 제4마찰요소(C5, Low-Reverse Brake를 칭함)에 작용하는 압력을 제어하는 기능으로 갖는다.
이러한 N-R컨트롤 밸브를 형성함에 있어서, 종래에는 제5도에서와 같이, 밸브보디는 매뉴얼 밸브(16)로부터 유압을 공급받는 제1포트(100)와, 리듀싱 밸브(14)로부터 감압된 유압을 공급받는 제2포트(102)와, 제4마찰요소(C4)와 연통되는 제3포트(104)를 보유한다.
그리고 이에 내장되는 밸브스풀(106)은 제1,3포트(100)를 선택적으로 연결하여 주는 제1랜드(108)와, 제2포트(102)로 공급되는 유압에 의하여 작용하는 제2랜드(110)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1랜드(108)측에는 밸브스풀(106)을 항시 도면의 우측으로 밀어주는 탄성부재(112)가 배치되는 구성을 갖는다.
이에 따라 제3솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 작동되면서 해제 유압에 의해 감압(제어압)을 발생시키게 되는 것이다.
즉, 듀티율에 따라 제3포트(104)의 유량이 배출포트(Ex)를 통해 배출되는 과정에서 제6도에서와 같이 불규칙한 배출이 이루어짐으로써, 불안정한 유압제어가 이루어지게 되어 중립(N)에서 후진(R), 파킹(P)에서 후진(R)으로의 변속시 변속충격이 발생된다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 N-R 컨트롤 밸브의 작동 제어시 배출 유량을 균일하게 하여 제어압의 진폭을 최소화함으로써, 안정된 제어압을 구현하여 중립에서 후진으로, 파킹에서 후진의 매뉴얼 변속시 변속충격을 저감시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기 유압 제어시스템의 N-R 컨트롤 밸브를 제공함에 있다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은 차량용 자동변속기의 유압 제어시스템에 적용되어 셀렉트 레버를 중립에서 후진 또는 파킹의 상태에서 후진으로 변속할 때 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 의하여 이를 통해 해당 마찰요소로 공급되는 압을 제어하여 변속충격을 방지하는 N- R 컨트롤 밸브를 형성함에 있어서,
매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제1포트와, 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제2포트와, 제4마찰요소와 연통되는 제3포트를 보유하는 밸브보디와;
상기 제1,3포트를 선택적으로 연결하여 주는 제1랜드와, 제2포트로 공급되는 유압에 의하여 작용하는 제2랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제1랜드와 제2랜드에 제3랜드를 형성하되, 이의 제3랜드에 양측으로 관통하는 오리피스가 형성되어 상기 제1랜드의 일측으로 탄성부재가 탄지되는 밸브스풀을 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기 유압 제어시스템의 N-R 컨트롤 밸브를 제공한다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명에 적용되는 N-R컨트롤 밸브의 구성도로서, 이의 N-R 컨트롤 밸브(24)는 매뉴얼 밸브(16)로부터 유압을 공급받는 제1포트(60)와, 리듀싱 밸브(14)로부터 감압된 유압을 공급받는 제2포트(62)와, 제4마찰요소(C4)와 연통되는 제3포트(64)를 보유한다.
그리고 이에 내장되는 밸브스풀(66)은 제1,3포트(60)(62)를 선택적으로 연결하여 주는 제1랜드(68)와, 제2포트(62)로 공급되는 유압에 의하여 작용하는 제2랜드(70)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1랜드(68)와 제2랜드(70)에 제3랜드(72)를 형성하되, 이의 제3랜드(72)에는 양측으로 관통하는 오리피스(74)를 형성하였다.
상기에서 오리피스(74)는 제3포트(62)의 개구부가 높고 배출포트(EX)측이 낮은 형태로 경사지게 이루어지며, 제3포트(64)의 유압이 이의 오리피스(74)를 통해 배출포트(EX)로 배출되어지는 것이다.
또한, 상기 제1랜드(68)의 일측으로는 밸브스풀(66)을 항시 도면의 우측으로 밀어주는 탄성부재(76)가 배치되는 구성을 갖는다.
이와같은 N-R컨트롤 밸브(24)가 적용되는 유압 제어시스템에 있어서, 후진(R) 레인지시의 유압제어를 살펴보면 제1도에서와 같이, 매뉴얼 밸브(16)로 공급되는 유압의 일부가 N-R 컨트롤 밸브(24)를 경유하면서 후진 제1제어관로(46)를 통하여 1-2 시프트 밸브(36)로 공급되면서 이 밸브의 밸브스풀을 우측으로 이동시켜 후진시 반력요소로 작용하는 제4마찰요소(C4)로 공급된다.
그리고 일부의 유압은 후진 제2제어관로(48)를 통하여 후진시 입력요소로 작용하는 제5마찰요소(C5)로 공급되면서 후진 제어를 완료하게 된다.
이러한 후진으로의 변속과정에서 N-R 컨트롤 밸브(24)는 제3솔레노이드 밸브(S3)의 듀티제어에 따라 제3포트(64)의 압을 변화시킴으로써, 제4마찰요소(C4)의 유압을 제어하게 된다.
즉, 제4마찰요소(C4)로 공급되는 유압은 제2도에서와 같이 제3솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 정도에 따라 밸브스풀(66)이 탄성부재(76)의 탄성력을 극복하면서 도면에서 좌측으로 이동하여 제1포트(60)와 제3포트(64)를 연통시켜 유압을 공급하게 된다.
그리고 제3포트(64)의 유압을 제어할 때에는 제3솔레노이드 밸브(C3)의 듀티 제어에 따라 밸브스풀(66)이 제3도와 같이 우측으로 이동하면서 배출포트(EX)를 개방시키는 배방시간에 따라 결정되는데, 이때, 시간이 길면 저압제어 시간이 짧으면 고압제어가 이루어지게 된다.
구체적으로는 제4도에서와 같이, 듀티값이 높으면 배출시간이 길어지면서 저압 제어가 이루어지고, 듀티값이 작으면 배출시간이 짧아지면서 고압 제어가 이루어지게 되는 것이다.
그리고 이의 배출과정에서는 제3랜드(72)에 형성된 오리피스(74)에 의하여 일한 유량을 배출시킴으로써, 제어압의 진폭을 최소화하여 압력을 안정화시킬 수 있게 되는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면 N-R 컨트롤 밸브의 작동 제어시 배출 유량을 균일하게 하여 제어압의 진폭을 최소화함으로써, 안정된 제어압을 구현하여 중립에서 후진으로, 파킹에서 후진의 매뉴얼 변속시 변속충격을 저감시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims (1)

  1. 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제1포트와, 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제2포트와, 제4 마찰요소와 연통되는 제3포트를 보유하는 밸브 보디와; 상기 제1, 3포트를 선택적으로 연결하여 주는 제1랜드와, 제2포트로 공급되는 유압에 의하여 작용하는 제2랜드를 구비하며, 상기 제1랜드의 일측으로 탄성부재가 탄지되는 밸브 스풀로 이루어져 후진으로의 변속시 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 의하여 이를 통해 해당 마찰요소로 공급되는 압을 제어하여 변속 충격을 방지하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 N-R 컨트롤 밸브에 있어서, 상기 밸브 스풀의 제1랜드와 제2랜드 사이에 상기 제2포트에 이웃하여 형성되는 배출포트와 상기 제3포트를 이격시킬 수 있는 제3랜드를 형성하고, 이 제3랜드에는 상기 배출포트와 제3포트를 선택적으로 연통시킬 수 있는 오리피스를 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 N-R 컨트롤 밸브.
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