KR100309013B1 - 차량용자동변속기의변속제어방법 - Google Patents

Abstract

3속 변속단에서 1속으로 자동 변속시 또는 "L" 레인지로 메뉴얼 변속시 2속 변속단 제어를 행하지 않으므로서 변속 응답성을 높이면서 변속 충격을 최소화하기 위하여, 셀렉터 레버의 위치에 온오프되는 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브들에 의해 변속모드를 형성하는 변속 컨트롤 수단과, 듀티제어되는 압력제어 솔레노이드 밸브들의 작용으로 변속감 및 변속 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단, 그리고 이들 수단에 의해 제어된 유압을 각각의 마찰요소를 선택하여 공급하는 복수개의 시프트 밸브들을 갖는 유압분배 수단에 의해 3속에서 1속으로 킥 다운 스킵 변속을 하는 차량용 변속제어 방법제어 방법에 있어서, 리어 클러치와 엔드 클러치가 작용하는 "D" 레인지 3속 변속단에서, 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브를 모우 온 상태로 제어하여 2속, 3속, 4속관로의 유압을 해지하여 엔드 클러치에 공급된 유압을 유압분배 수단에서 해지하는 단계와, 압력제어 솔레노이드 밸브를 높은 듀티율로 제어하여 1속관로의 유압을 리어 클러치로 공급하는 단계를 포함하며, 상기한 엔드 클러치 유압해지 단계는, 어큐뮬레이터에 의한 배력제어가 실행되는 차량용 자동 변속기의 변속제어 방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 변속제어 방법

제1도는 본 발명의 변속제어 방법에 적용되는 유압제어 시스템이 3속 변속단으로 제어된 상태를 나타낸 도면.

제2도는 제1도의 상태에서 1속으로 킥 다운 스킵 변속이 완료된 상태를 나타낸 도면.

제3도는 제1도의 상태에서 "L" 레인지로 메뉴얼 변속시 제어상태를 나타내는 도면.

제4도는 제2도의 상태에서 마찰요소의 유압관계를 시간의 흐름에 따라 설명하기 위한 그래프.

제5도는 제3도의 상태에서 마찰요소의 유압관계를 시간의 흐름에 따라 설명하기 위한 그래프이다.

본 발명은 차량용 자동 변속기의 변속제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 응답성을 증대하면서 변속충격을 유발시키지 않고 3속에서 1속으로 또는 3속에서 "L" 레인지로 메뉴얼 변속이 가능하도록 한 변속제어 방법에 관한 것이다.

차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토토크 컨버터에 연결되어 있는 변속기어 메카니즘을 가지고 있으며, 차량의 주행상태에 따라 변속기어 메카니즘의 기어단중 어느 하나의 기어단을 선택하기 위한 유압작동 마찰요소를 포함하고 있다.

차량용 자동변속기의 유압제어 시스템은, 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시킴으로서 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속이 자동적으로 행하여 질 수 있도록 하는 작용을 한다.

이러한 유압제어 시스템은 오일펌프로부터 발생된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동 변속 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 유압공급을 분배하는 유압분배 수단을 포함하여 이루어진다.

이러한 유압제어 시스템은, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브들과 듀티제어되는 솔레노이드 밸브들에 의해 유압분배 수단의 유압분배가 다르게 되면서 마찰요소의 작동이 선택되어 변속단 제어가 실현된다.

이러한 제어가 이루어질 때 현재의 변속단에서 다른 변속단으로 변속제어시 현재 작동하고 있는 마찰요소로 공급되어 있는 유압을 배출하고, 또 새로운 마찰요소로 유압을 공급하는 타이밍은 실질적으로 변속감에 많은 영향을 주고 있으며, 또 엔진의 회전수가 급상승하거나 변속 메카니즘이 록킹되는 현상이 나타난다.

특히 변속 응답성을 증대시키기 위하여 스킵 변속제어의 방법이 제안되고 있는데, 예를 들어 4속 전자제어 유압제어 시스템의 경우, 3속에서 1속으로 킥다운 스킵 변속제어를 행할 때 2속 변속단 제어가 행하여진 후 1속 변속제어가 행하여지므로 응답성이 느리다는 문제점이 있다.

게다가 1속 변속단에서는 반력요소는 원웨이 클러치가 작용하게 되는데, 이러한 원웨이 클러치는 아무런 제어없이 반력을 제공하게 되므로 회전체를 순간적으로 비회전체로 바꾸게 된다.

이러한 과정에서 변속충격이 심하게 나타나게 되는데, 이러한 문제점을 없애기 위하여 종래에는 2속 변속단을 경유하는 제어가 선행되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 3속에서 1속으로 킥 다운 스킵변속제어가 행하여질 때 또는 3속에서 "L" 레인지로 메뉴얼 변속이 행하여질 때 2속을 경유하지 않고도 변속충격을 유발시키지 않으므로서 변속응답성을 빠르게 할 수 있는 차량용 자동 변속기의 변속제어 방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 셀렉터 레버의 위치에 온오프되는 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브들에 의해 변속모드를 형성하는 변속 컨트롤 수단과, 듀티제어되는 압력제어 솔레노이드 밸브들의 작용으로 변속감 및 변속 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단, 그리고 이들 수단에 의해 제어된 유압을 각각의 마찰요소로 선택하여 공급하는 복수개의 시프트 밸브들을 갖는 유압분배 수단에 의해 3속에서 1속으로 킥 다운 스킵 변속을 하는 차량용 변속제어 방법에 있어서, 리어 클러치와 엔드 클러치가 작용하는 "D" 레인지 3속 변속단에서, 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브를 모우 온 상태로 제어하여 2속, 3속, 4속관로의 유압을 해지하여 엔드 클러치에 공급된 유압을 유압분배 수단에서 해지하는 단계와, 압력제어 솔레노이드 밸브를 높은 듀티율로 제어하여 1속관로의 유압을 리어 클러치로 공급하는 단계를 포함하며, 상기한 엔드 클러치 유압해지 단계는, 어큐뮬레이터에 의한 배력제어가 실행되는 차량용 자동 변속기의 변속제어 방법을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 변속제어 방법에 적용될 수 있는 유압제어 시스템을 나타내고 있는데, 특히 3속 변속제어가 완료된 상태를 도시하고 있다.

엔진의 구동력을 펌핑을 하는 오일펌프(2)는 펌핑된 오일을 레귤레이터 밸브 (4)로 공급하여 일정한 압력의 라인압으르 바꿀 수 있는 관로의 연결을 이루면서 압력조절수단을 구성하고 있다.

상기한 레귤레이터 밸브(4)에서 일정한 압력으로 바뀌어진 라인압은 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(6)에서 윤활에 필요한 압력으로 조정되면서 윤활개소와 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)로 공급되면서 토오크 컨버터(10)의 2개의 관로(12)(14)중 어느 하나의 관로로 공급될 수 있는 유로구성에 의해 댐퍼 클러치 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

상기한 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)는 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온오프제어되는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브(Sd)에 의해 관로(12)(14)로 유압이 선택적으로 흐를 수 있도록 한다.

또한 상기한 오일펌프로부터 공급되는 유압은 셀렉터 레버에 의해 포트변환을 행하는 메뉴얼 밸브(16)에 의해 유압 컨트롤 수단의 제1 및 제2 압력제어밸브 (18)(20)로 1속관로(17)를 통하여 공급됨과 동시에 변속 컨트롤 수단의 시프트 컨트롤 밸브(22)로 공급될 수 있는 유로가 구성되어 있다.

상기한 제1 및 제2 압력제어 밸브(18)(20)는 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 듀티제어되는 압력제어 솔레노이드 밸브(Sp1)(Sp2)에 의해 각각 메뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 유압분배수단의 1-2 시프트 밸브(24)와 2-4/3-4 시프트 밸브(26)로 공급할 수 있는 유로를 구성하므로서 주행(D)레인지로 메뉴얼 변속이 이루어지거나 자동 변속이 행하여질 때 변속감을 좋게할 수 있도록 되어 있다.

그리고 이 유압 컨트롤 수단에는 중립 레인지에서 후진 레인지로 메뉴얼 변속이 이루어질 때 변속충격을 줄이기 위한 방안으로 상기한 압력제어 솔레노이드 밸브(Sp1)에 의해 포트 변환이 행하여지는 N-R 컨트로 밸브(28)를 더욱 포함하고 있다.

한편 변속 컨트롤 수단의 시프트 컨트롤 밸브(22)는, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온오프제어되는 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(S1)(S2)에 의해 포트 변환이 이루어지면서 2속관로(30) 3속관로(32) 4속관로(34)로 다음과 같은 경우에 유압이 흐를 수 있도록 하고 있다.

즉, 시프트 컨트롤 솔레이노이드 밸브(S1)(S2)가 모두 온 상태에서는 이들 관로에는 유압이 흐르지 않게 되며, 이 상태에서 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브 (S1)가 오프 상태에서는 2속관로(30)로 유압이 흐르고, 또 다른 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(S2)도 함께 오프되는 경우 2속관로와 3속관로(32)로 유압이 흐르며, 또 이 상태에서 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(S2)가 온 상태로 제어되는 경우에 2, 3, 4속관에 동시에 유압이 흐르게 된다.

상기한 2속관로(30)는 시프트 컨트롤 밸브(22)와 상기한 1-2 시프트 밸브를 연결하여 이 1-2 시프트 밸브의 포트변환을 행할 수 있게 된다.

그리고 상기한 3속관로(32)는 시프트 컨트롤 밸브(22)와 유압분배 수단의 2-3/4-3 시프트 밸브(36)를 연결하여 이 밸브의 포트변환을 행할 수 있게 되며, 4속관로는 시프트 컨트롤 밸브와 상기한 유압분배 수단의 2-4/3-4 시프트 밸브(26), 2-3/4-3 시프트 밸브(36) 및 엔드 클러치 밸브(38)들을 동시에 연결하여 이들 밸브의 포트 변환을 행할 수 있게 된다.

또한 상기한 제2 압력제어 밸브(20)와 2-4/3-4 시프트 밸브(26)를 연결하는 관로(40)는 리어 클러치(C1)로 유압을 공급하거나 또는 이 2-4/3-4 시프트 밸브(26)에서 관로(42)를 통하여 엔드 클러치 밸브(38)로 공급되면서 엔드 클러치 (C2)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 엔드 클러치 밸브(38)에서 엔드 클러치(C2)로 유압을 공급하는 관로에서 배력제어 수단으로 어큐뮬레이터(44)가 설치되어 3속에서 1속으로 다운 시프트가 행하여질 때 일시적으로 반력요소로 작용할 수 있도록 하므로서 1속에서 반력으로 작용하는 일방향 클러치를 제어할 수 있도록 하고 있다.

상기한 1-2 시프트 밸브(24)는 2속과 4속에서 반력으로 작용하는 킥 다운 서보(B1)로 유압을 공급하거나 공급을 차단할 수 있는 유로연결을 하고 있다.

그리고 후진 레인지에서 입력요소로 작용하고 프론트 클러치(C3)는 메뉴얼 밸브(16)로부터 관로(46)를 통하여 유압을 직접 공급받을 수 있는 유로를 구성하고 있으며, 후진에서 반력요소로 작용하는 로우/레버스 브레이크(B2)는 N-R 컨트롤 밸브(28)와 1-2 시프트 밸브(24)를 통하여 유압을 공급받아 작용할 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 2-4/3-4 시프트 밸브(26)와 2-3/4-3 시프트 밸브(36)를 연결하고 있는 관로(48)에는 오리피스가 제공된 배출포트(Ex)를 마련함으로서 엔드 클러치(C2)의 유압을 해제 제어할 수 있는 수단을 부여하고 있다.

이와 같이 이루어지는 유압제어 시스템이 3속에서 1속으로 킥 다운 스킵 변속이 이루어질 수 있도록 하는 제어방법을 설명한다.

즉 본 발명은 제4도에 도시한 바와 같이 3속에서 1속으로 변속시 2속 변속단을 경유하지 않고 직접 변속이 이루어질 수 있도록 하는 방벙을 제공하는 것인데, 이러한 제어는 1속에서 반력으로 작용하는 일방향 클러치의 급작스러운 작용을 다음과 제어로 방지하므로서 실현 가능하게 된다.

3속에서 1속으로 킥 다운 스킵 변속을 할 수 있는 조건이 이루어지면, 트랜스밋션 제어 유닛은 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(S1)(S2)를 모두 온 상태로 제어하여 제2도에 도시한 바와 같이, 시프트 컨트롤 밸브(22)로부터 이어지는 2속관로(30)와 3속관로(32)로 흐르는 유압을 차단한다.

이때 시프트 컨트롤 밸브(22)의 벨스풀은 좌측으로 이동하여 이들 2.3속관로가 배출포트(Ex)와 연통하는 상태가 되므로 이들 관로로 이미 공급되었던 유압은 배출된다.

이러한 상태에서 2속관로(30)의 유압에 의해 우측으로 이동하여 있던 1-2 시프트 밸브(24)의 밸브스풀은 스프링의 탄성력에 의해 좌측으로 이동하면서 킥 다운 서보(B1)의 작동측 챔버를 이 1-2 시프트 밸브의 배출포트(Ex)와 연통시켜 유압을 배출시킨다.

그리고 압력제어 솔레노이드 밸브(SP1)는 오프상태에서 온 상태로 듀티제어되면서 압력제어 밸브(18)의 밸브스풀을 도면에서 보아 좌측으로 이동시키게 된다.

이러한 제어에 의해 1-2 시프트 밸브(24)로 공급되던 유압은 없어지게 된다.

또한 3속관로(32)의 유압이 해지됨에 따라 2-3/4-3 시프트 밸브(36)의 밸브스풀은 스프링의 힘에 의해 도면에서 보아 좌측으로 이동하면서 킥 다운 서보(B1)의 해지측 챔버가 관로(48)와 연통하면서 이 챔버내의 유압이 배출포트(Ex)를 통하여 배출된다.

이때 엔드 클러치(C2)로 유압을 공급하는 관로는 엔드 클러치 밸브(38)를 통하여 2-3/4-3 시프트 밸브(36)와 연통하게 되므로 이 엔드 클러치에 공급되었던 유압도 함께 배출된다.

그런데 이 엔드 클러치(C2)로 유압을 공급하는 관로에는 어큐뮬레이터(44)가 설치되어 있으므로 엔드 클러치(C2)의 유압이 배출될 때 이 어큐뮬레이터(44)의 스프링에 의해 어큐뮬레이터에 축적되었던 유압이 밀려나오게 되므로 제4도에 도시한 바와 같이 킥 다운 서보(B1)의 유압을 급속히 저하되지만, 엔드 클러치(C2)의 유압은 저하되다가 일시적으로 압력저하 느려지는 부분(B)이 나타나게 된다.

이 부분(B)은 어큐뮬레이터(44)에 의한 배력제어에 의해 발생되는 것으로서, 이러한 작용으로 일방향 클러치에 관계하여 반시계 방향의 회전이 구속되는 캐리어는 시계 방향으로 서서히 회전을 하다가 정지될 수 있으므로 일방향 클러치를 부드럽게 제어하게 된다.

따라서 일방향 클러치에 의해 캐리어가 급격히 정지하는 것을 방지하기 위하여 2속 변속단 제어를 경유하지 않아도 된다.

이것은 변속 응답성을 빠르게 하는 것이며, 또 변속 충격을 최소화 할 수 있다.

제3도는 본 발명의 변속방법에 의해 "D" 레인지 3속에서 "L"레인지로 매뉴얼 변속시 엔진 브레이크가 작용할 수 있는 것을 보여 준다.

통상적으로 엔진 브레이크는 차륜측에는 토오크가 엔진으로 전달되는 것을 의미하게 되는데, 이것은 D 레인지 1속과 같이 일방향 클러치가 작용하는 변속단에서는 실현될 수 없다.

따라서 시계방향과 반시계 방향을 모두 제어하는 로우/리버스 브레이크(B2)를 작동시키는 것에 의해 가능하게 된다.

"L" 레인지가 되면 트랜스미션 제어 유닛은 제3도에 도시한 바와 같이 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(S1)(S2)을 모우 온 상태로 제어하면서 "D" 레인지 1속과는 달리 압력제어 솔레노이드 밸브(Sp1)를 낮은 듀티율로 제어하게 된다.

그리고 1-2 시프트 밸브(24)는 2속관로(30)의 유압이 해지되므로 이 밸크스풀은 좌측으로 이동한 상태를 유지하게 된다.

따라서 1속관로(17)의 유압이 제1 압력제어 밸브(18)에서 1-2 시프트 밸브 (24)로 공급되면서 로우/리버스 브레이크(B2)로 공급되어 엔진 브레이크 효과를 얻을 수 있으면서 엔진의 회전수 상승을 막는다.

즉 제5도에 도시한 바와 같이 킥 다운 서보의 작동압을 해지되면서 엔드 클러치의 작동유압이 해지되는 동안에 일시적으로 해지가 지연되는 부분을 갖고, 이어서 로우/리버스 브레이크로 유압이 공급되어 변속이 완료된다.

Claims (2)

1. 셀렉터 레버의 위치에 온오프되는 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브들에 의해 변속모드를 형성하는 변속 컨트롤 수단과, 듀티제어되는 압력제어 솔레노이드 밸브들의 작용으로 변속감 및 변속 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단, 그리고 이들 수단에 의해 제어된 유압을 각각의 마찰요소로 선택하여 공급하는 복수개의 시프트 밸브들을 갖는 유압분배 수단에 의해 3속에서 1속으로 킥 다운 스킵 변속을 하는 차량용 변속제어 방법에 있어서, 리어 클러치와 엔드 클러치가 작용하는 D레인지 3속 변속단에서, 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브를 모우 온 상태로 제어하여 2속, 3속, 4속관로의 유압을 해지하여 엔드 클러치에 공급된 유압을 유압분배 수단에서 해지하는 단계와, 압력제어 솔레노이드 밸브를 높은 듀티율로 제어하여 1속관로의 유압을 리어 클러치로 공급하는 단계를 포함하며, 상기한 엔드 클러치 유압해지 단계는, 어큐뮬레이터에 의한 배력제어가 실행되는 차량용 자동 변속기의 변속제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 압력제어 솔레노이드 밸브를 듀티제어하는 단계는 이 밸브를 낮은 듀티율로 제어하여 엔진 브레이크를 작용시키는 로우/리버스 브레이크로 유압을 공급하는 차량용 자동 변속기의 변속제어 방법.