KR100282908B1 - 자동 변속기 탑재 차량의 급발진 방지 시스템 - Google Patents

Abstract

자동변속기 탑재 차량에 있어서, 급발진을 방지하여 이에 따른 안전사고 발생을 미연에 방지하기 위한 목적으로;

오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 전진 1속에서는 제1 마찰요소인 리어 클러치, 전진 2속에서는 상기 제1 마찰요소와 제2 마찰요소인 킥다운 서어보, 전진 3속에서는 상기 제1,2 마찰요소와 제3 마찰요소인 엔드 클러치와 제4 마찰요소인 프론트 클러치, 전진 4속에서는 상기 제2 마찰요소와 제3 마찰요소인 엔드 클러치, 후진 변속단에서는 제2 마찰요소와 제3 마찰요소에 공급함으로써, 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속이 이루어지도록 하는 자동변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

상기 제2 마찰요소의 해제측 쳄버에 전진 1,2속에 변속단이나 브레이크 장치의 고장시, 운전자의 조작 미숙이나 전자 제어유닛의 고장으로 인한 엔진 회전수의 급 상승시 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 따라 작동되는 급제동 수단을 배치한 것을 특징으로 하는 자동 변속기 탑재차량의 급발진 방지 시스템을 제공한다.

Description

자동 변속기 탑재 차량의 급발진 방지 시스템

본 발명은 자동변속기 탑재 차량에 있어서의 급발진 방지 시스템에 관한 것이다.

예컨데, 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.

즉, 전진 1속에서는 제1 마찰요소인 리어 클러치가 작동하고, 전진 2속에서는 상기 제1 마찰요소와 제2 마찰요소인 킥다운 서어보가 작동하며, 전진 3속에서는 상기 제1,2 마찰요소와 제3 마찰요소인 엔드 클러치와 제4 마찰요소인 프론트 클러치가 작동하고, 전진 4속에서는 상기 제2 마찰요소와 제3 마찰요소인 엔드 클러치가 작동하며, 후진 변속단에서는 제2 마찰요소와 제3 마찰요소가 작동하면서 후진 변속이 이루어질 수 있도록 유압이 제어된다.

이에 따라 자동변속기에 적용되는 유압 제어시스템은 상기 마찰요소들의 해제 및 작동 등을 위하여 정교한 제어가 이루어져만 변속충격 등을 방지하여 승차감을 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 유압 제어시스템에 있어서는 운전자의 의지에 따라 제어되는 것이 아니라 각 주요부의 현상태가 전기적인 신호로 검출되어 이의 신호가 트랜스밋션 제어유닛에 보내지면, 이의 트랜스밋션 제어유닛에서 기 입력되어진 프로그램과 비교 판단하여 유압을 제어하게 된다.

이에 따라 운전 미숙 또는 엔진을 제어하는 전자제어유닛 등의 고장등으로 트랜스밋션 제어유닛에 잘못된 신호가 입력되거나, 유압 제어시스템 자체의 고장으로 인하여 오조작되는 경우가 있다.

이러한 오조작 사례는 다양하게 발생될 수 있으나, 그 일예로서 운전자의 의지가 아닌 급발진을 들 수가 있다.

이와 같이 차량의 출발시 급발진이 이루어지게 되면 선행차량과 추돌하거나 기타 다른 물체와 충돌하게 됨은 물론 인사 사고까지 발생될 염려가 있으며, 실제로도 최근 이러한 사례가 빈번하게 발생되고 있다.

따라서 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구한 결과, 자동 변속기에 적용되는 파워 트레인의 구조적인 특성상 3개의 작동요소에서 입력이 이루어지면, 파워 트레인이 록킹되면서 제동이 이루어질 수 있다는 것을 인식하게 되었다.

이에 따라 본 발명은 급발진을 방지하여 안전사고 발생을 미연에 방지할 수 있도록 한 자동변속기 차량의 급발진 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 일예의 유압 제어 시스템으로서, 2레인지 상태에서의 유압 흐름도.

도 2는 본 발명의 제어 상태를 나타내기 위한 블록도.

도 3은 본 발명에 적용되는 브레이크 솔레노이드 밸브의 제어 상태를 보인 그래프 선도.

도 4는 급제동 직전 상태에서의 유압 흐름도.

도 5는 급제동이 걸린 상태에서의 유압 흐름도이다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 전진 1속에서는 제1 마찰요소인 리어 클러치, 전진 2속에서는 상기 제1 마찰요소와 제2 마찰요소인 킥다운 서어보, 전진 3속에서는 상기 제1,2 마찰요소와 제3 마찰요소인 엔드 클러치와 제4 마찰요소인 프론트 클러치, 전진 4속에서는 상기 제2 마찰요소와 제3 마찰요소인 엔드 클러치, 후진 변속단에서는 제2 마찰요소와 제3 마찰요소에 공급함으로써, 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속이 이루어지도록 하는 자동변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

상기 제2 마찰요소의 해제측 쳄버에 전진 1,2속에 변속단이나 브레이크 장치의 고장시, 운전자의 조작 미숙이나 전자 제어유닛의 고장으로 인한 엔진 회전수의 급 상승시 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 따라 작동되는 급제동 수단을 배치한 것을 특징으로 하는 자동 변속기 탑재차량의 급발진 방지 시스템을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용되는 유압 제어시스템의 일예를 도시한 것으로서, 2속시의 유압 흐름을 나타내고 있다.

먼저, 유압 제어시스템의 구성을 살펴보면, 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 2속 관로(28), 3속 관로(30), 4속 관로(32)가 연결되어 각각의 변속단 제어를 위하여 유압분배 수단의 시프트 밸브들로 각각 제어유압을 공급할 수 있도록 구성되는데, 상기 관로(24)상에는 1속 관로(34)가 분지되어 상기 제1,2 압력 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 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 2속 관로(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, 3속 관로(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 하이로우 압력밸브(46)로 유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 4속 관로(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 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.

그리고 유압 분배수단을 형성하는 컨트롤 스위치 밸브(44)로 3속 압을 공급하는 3속 관로(30)의 제2 분기관로(40)상에 엔드 클러치(C3) 작동압에 의하여 제어될 수 있는 엔드 클러치 밸브(60)가 배치되고, 상기 컨트롤 스위치 밸브(44)는 제5 솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 제어되면서 시프트 컨트롤 밸브(26)의 2속 라인(28)압을 2,3,4속에서 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.

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

이와 같이 이루어지는 유압 제어시스템은 전진 1속에서는 제1 마찰요소인 리어 클러치(C1)가 작동하고, 전진 2속에서는 상기 제1 마찰요소(C1)와 제2 마찰요소인 킥 다운 서어보(C2)가 작동하며, 전진 3속에서는 상기 제1 마찰요소(C1)와 제3 마찰요소(C3)인 엔드 클러치와 제4 마찰요소인 프론트 클러치(C4)가 작동하고, 전진 4속에서는 상기 제2 마찰요소(C2)와 제3 마찰요소(C3)인 엔드 클러치가 작동하며, 후진 변속단에서는 제2 마찰요소(C2)와 제3 마찰요소(C3)가 작동하면서 변속이 이루어질 수 있도록 유압이 제어된다.

상기 전진 3속에서는 제2 마찰요소(C2)에도 유압이 공급되지만 작동측 쳄버(h1)와 해제측 쳄버(h2)에 동시에 됨으로써, 작동은 하지 않게 된다.

이와 같은 유압 제어시스템에 있어서, 본 발명은 상기 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h2)에 급제동 수단을 배치한 것에 특징이 있다.

상기 급제동 수단은 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h2) 유압을 바이패스 시킬 수 있는 유로(70)와, 이의 유로(70)를 트랜스밋션 제어유닛(TCU)의 제어에 따라 온/ 오프 작동되면서 개폐하는 제7 솔레노이드 밸브(S7)를 포함하여 이루어진다.

도 2는 본 발명을 운용하기 위한 블록도로서, 본 발명을 운용하기 위하여 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 스로틀 포지션 센서(72), 엔진 회전수 센서(74), 인히비터 스위치(76), 핸드 브레이크 작동 감지 스위치(78)로부터 신호를 받게된다.

그리고 상기의 감지수단으로부터 신호를 전달받은 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 이들 신호를 비교 판단하여, 급제동이 이루어져야 한다는 판단을 내리면 제1,2,3,4,5,6,7 솔레노이드 밸브(S1 ~ S7)을 제어하여 급제동이 이루어지도록 작동된다.

상기와 같은 유압 제어시스템의 작동을 설명하면, 차량의 급 출발은 차량이 정지 상태에서 출발할 때 발생하게 되는데, 자동 변속기는 정지 상태에서 크리프 상태를 유지하기 위하여 도 1에서와 같이 전진 2속의 상태를 유지하게 된다.

이와 같은 출발대기 상태에서 급 출발 조건으로는 첫째, 운전자의 실수로 인하여 가속 페달을 급격히 밟거나, 둘째, 전자 제어유닛의 이상으로 엔진 회전수의 급격한 상승을 들 수 있다.

이때, 본 발명에서는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 급제동 작동을 위한 조건이 미리 입력되어 있는 상태에서 상기와 같은 요인으로 급 출발이 이루어지는 경우에 급제동 작동이 이루어지게 된다.

상기 조건은 전진 1 ,2 속의 변속상태와 제동장치의 고장이다.

즉, 인히비터 스위치(76)로부터 현재의 변속상태가 전진 1 속 또는 전진 2속, 또는 핸드 브레이크 작동 감지스위치(78)의 작동 신호가 입력되는 상태에서, 스로틀 밸브(72)로부터 급 가속이 이루어지는 신호, 또는 엔진 회전수 센서(74)로부터 엔진 회전수가 급상승한다는 신호가 입력되면 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 급제동 모드로 전환되면서 유압 제어시스템의 제1 내지 제6 솔레노이드 밸브(S1 ~S6)를 제어하여 도4 에서와 같이, 전진 3속으로 제어함과 동시에 제7 솔레노이드 밸브(S7)을 듀티 제어하게 된다.

즉, 제 7솔레노이드 밸브(S7)를 급격히 제어하는 경우에는 파워 트레인의 급격한 록킹됨으로써, 이에 따른 위험 부단이 있게 되는 바, 도 3에서와 같이, 초기에는 높은 듀티로 유압의 해제가 작게 하여 급격한 제2 마찰요소(C2)의 작동을 방지하고, 차량이 완전히 멈춘 상태에서는 유압이 완전 해제될 수 있도록 하였다.

상기와 같이 유압이 제어되면, 도 5에서와 같이, 제1,2,3 마찰요소(C1)(C2)(C3)가 작동되는 바, 파워 트레인은 록킹의 상태가 됨으로써, 차량은 급제동이 이루어지게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 전진 1,2속에 변속단이나 브레이크 장치의 고장시, 운전자의 조작 미숙 또는 전자 제어유닛의 고장으로 인한 엔진 회전수의 급상승에 의한 급발진시 파워 트레인을 서서히 록킹시켜 제동이 이루어지도록 함으로써, 차량의 급발진으로 인한 위험한 상황을 방지할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 전진 1속에서는 제1 마찰요소인 리어 클러치, 전진 2속에서는 상기 제1 마찰요소와 제2 마찰요소인 킥 다운 서어보, 전진 3속에서는 상기 제1,2 마찰요소와 제3 마찰요소인 엔드 클러치와 제4 마찰요소인 프론트 클러치, 전진 4속에서는 상기 제2 마찰요소와 제3 마찰요소인 엔드 클러치, 후진 변속단에서는 제2 마찰요소와 제3 마찰요소에 공급함으로써, 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속이 이루어지도록 하는 자동변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

   상기 제2 마찰요소의 해제측 쳄버에 전진 1,2속에 변속단이나 브레이크 장치의 고장시, 운전자의 조작 미숙이나 전자 제어유닛의 고장으로 인한 엔진 회전수의 급 상승시 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 따라 작동되는 급제동 수단을 배치한 것을 특징으로 하는 자동 변속기 탑재차량의 급발진 방지 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 급제동 수단은 제2 마찰요소의 해제측 쳄버 유압을 바이패스 시킬 수 있는 유로와, 이의 유로를 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 따라 온/ 오프 작동되면서 개폐하는 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동변속기 탑재 차량의 급발진 방지 시스템.

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