KR100309332B1 - 자동변속기유압회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 4단 전자제어 자동변속기의 유압회로에 관한 것으로서, 4-3변속시 리어클러치배기밸브(RCEV)의 제2스풀을 작동시키기 위해 RCEV의 제2포트에 제공되는 유압을 SA압으로 제공할 수 있도록 형성된 유로와, 상기 유로에서 제공되는 SA압의 변화에 따라서 4-3변속 초기에는 제2스풀을 작동시키지 못하는 상태를 형성한 후 증가되는 SA압에 의해 제2스풀이 이동되도록 그 단면적이 설정된 RCEV 제2스풀의 제4,5,6랜드 및 제2스풀을 탄성지지하는 스프링을 포함하여 구성된 유압회로를 제공함과 아울러 상기와 같은 유압회로를 제어하도록 하는 제어방법으로서 4-3변속 초기에 PCV의 듀티제어에 의해 SA압이 충분히 저하될 때까지 SCSV-A의 오프(OFF)제어를 지연하는 단계를 포함하여 구성된 유압회로 제어방법을 제공함으로써, 장시간의 4속주행후에 2속으로의 변속시 프론트클러치압의 불완전 제공상태가 발생하여도, 상기 RCEV의 제2스풀(RCEV-B)에는 2속시에도 계속적으로 제공되는 SA압이 제공되도록 되어 있어서 RCEV 제2스풀(RCEV-B)의 오작동이 근본적으로 방지되므로 별도의 중립감 생성없이 4-2속의 변속시가 안정된 상태로 이루어질 수 있도록 하는 변속작동의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

자동변속기 유압회로

본 발명은 전자제어 4단 자동변속기의 유압회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 4속에서 2속으로의 변속시 리어클러치배기밸브(RCEV: Rear Cluth Exhaust Valve)의 오작동을 방지하기 위한 것이다.

일반적으로 자동차의 자동변속기는 토크 컨버터와, 상기 토크 컨버터에 연결된 변속기어 메커니즘과, 차량의 운행 상태에 따라 상기 변속기어 메커니즘의 기어를 선택적으로 작동시키는 유압 제어 장치로 구성되어 있다.

상기 토크 컨버터는 엔진의 크랭크샤프트에 직결되어 회전되는 임펠러와, 자동변속기의 입력축에 직결되고 상기 임펠러와 대향되도록 설치된 터어빈과, 일정한작동 범위 내에서 상기 임펠러를 출발하여 터어빈에 운동 에너지를 전달하고 회수되는 오일의 방향을 전환하여 다시 임펠러의 회전력을 증대하도록 하는 스테이터로 구성되어 있다.

상기와 같은 토크 컨버터의 임펠러로 전달된 엔진의 출력은 상기 터어빈을 통해 변속기어 메커니즘으로 전달되는 바, 상기 변속기어 메커니즘은 다수의 선기어와 링기어 및 캐리어로 구성되는 유성 기어 장치로서, 상기 각 기어들의 회전을 적절히 제어함으로써, 상기 기어들 간의 상대 운동에 의해 터어빈으로부터 공급되는 회전력이 적절한 변속비로 변환되어 추진축으로 전달되도록 되어 있다.

여기서, 상기 변속기어 메커니즘의 각 기어를 제어하기 위해서는 다수의 마찰요소를 사용하게 되는 바, 상기 마찰요소로는 일반적으로 프론트클러치와, 리어클러치, 로우-리버스 브레이크, 엔드클러치 및 킥 다운 브레이크를 사용하며, 상기와 같은 마찰요소는 엔진의 회전에 따라 동작되는 오일 펌프에 의해 발생된 유압에 의해 작동된다.

즉, 자동차의 각 부위에 장착된 센서가 TCU(Transmission Control Unit)에 자동차의 각종 상태를 전달하면, 상기 TCU는 자동차의 상태에 따라 상기 오일 펌프로부터 발생된 압유가 제공되는 유압 회로에 설치된 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하고, 상기 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 상기 유압 회로에 부분적인 압력 변화가 발생되면, 이에 따라 상기 유압 회로에 설치된 다수의 밸브 기구가 작동되어 상기 마찰요소로의 유압 작용 상태를 변화시키고, 상기 마찰요소는 상기와 같은 유압 작용 상태의 변화에 따라 변속기어 메커니즘의 기어 회전 상태를 조절하게 되는것이다.

여기서, 상기한 바와 같이 구성되어 작동되는 전자 제어 4단 자동변속기의 유압 제어 회로의 구성을 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

운전자의 변속레버 조작을 받음과 아울러 오일 펌프(50)와 레귤레이터 밸브(51)에 의해 생성된 일정한 유압을 제공받는 매뉴얼 밸브(52)와, 상기 매뉴얼 밸브(52)로부터의 유압으로 변속단을 결정하기 위해 1속에서 4속에 이르는 각 변속단별의 유압을 생성시킬 수 있도록 하는 SCV(Shift Control Valve : 변속단 제어 밸브)와, 솔레노이드 밸브로 제어되는 밸브 기구의 밸브스풀을 조절하기 위하여 안정된 기준 제어압을 생성하는 리듀싱 밸브(53)와, 상기 리듀싱 밸브(53)로부터의 제어압으로 밸브스풀이 조절되어 변속시 변속기어 메커니즘의 마찰요소가 부드러운 변속감을 발휘하도록 하는 제어압을 생성하여 공급하는 PCV(Pressure Control valve)와;

TCU에 의해 상기 SCV를 조절하기 위한 SCSV(Shift Control Solenoid Valve)-A와 SCSV-B 및 상기 PCV를 제어하기 위한 PCSV(Pressure Control Solenoid Valve)와;

변속 레버의 N-D 전환시 변속 충격을 방지하기 위한 N-D 컨트롤 밸브(54)와, 변속 레버의 N-R 전환시 변속 충격을 방지하기 위한 N-R 컨트롤 밸브(55)와, 상기 SCV의 2속 상태 유로를 통해 공급되는 2속압 및 후진압으로 밸브스풀이 작동되어 킥다운 서보 어플라이측(SA: Servo Apply)과 로우-리버스 브레이크로 제공되는 유압의 유로를 절환하는 1-2 쉬프트 밸브(56)와;

상기 SCV로부터의 3속압 유로와 4속압 유로가 밸브의 양단에 연결되어 있어 3속 상태에서는 상기 3속압 유로에 3속압이 제공되어 밸브스풀을 작동시킴으로써 상기 1-2 쉬프트 밸브(56)를 경유하는 PCV로부터의 제어압으로 킥다운 서보 릴리즈측(SR: Servo Release)과 프론트클러치를 작동 제어할 수 있도록 하고 다른 밸브 기구의 밸브스풀 제어압을 공급하며, 4속 상태에서는 상기 4속압 유로에 4속압이 제공되어 밸브스풀을 작동시킴으로써 상기 SR과 프론트클러치에 공급되었던 제어압의 배출 통로 역할을 하는 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)와;

'D' 레인지 1,2,3속 동안에 일측에 장착된 스프링의 작용으로 드라이브압을 리어클러치에 공급하고, 상기 스프링이 설치된 반대편으로 연결된 유로에 4속압이 가해지면 상기 리어클러치로의 유압을 차단함과 아울러 리어클러치의 유압이 해제되도록 하며, 상기 4속압이 해제되면 상기 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)로부터의 유압으로 밸브스풀을 작동시켜 리어클러치에 유압이 제공되도록 하는 RCEV(Rear Clutch Exhaust Valve)와;

SCV의 2,3속압과 상기 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)로부터의 밸브스풀 제어압으로 밸브스풀이 작동되어 엔드클러치에 공급되는 유압을 단속하는 엔드클러치 밸브(58)를 포함하여 구성되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 유압 회로의 작동 중 본 발명의 취지에 따라 RCEV의 작동을 설명하기 위하여 RCEV의 구조를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, RECV의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 밸브바디에 상기 SCV로부터 4속압을 공급받는 제1포트(RCEV-1)와, 상기 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)로부터의 유압을 밸브스풀 제어압으로 공급받는 제2포트(RCEV-2)와, N-D 컨트롤 밸브(54)와 연통되어 리어클러치에 공급될 유압을 제공받는 제3포트(RCEV-3)와, 상기 제3포트(RCEV-3)와 연통되어 공급되는 유압을 직접 리어클러치로 공급하기 위한 제4포트(RCEV-4)와, 변속 도중 상기 제3,4포트(RCEV-3,RCEV-4)의 연통 상태가 차단되면 리어클러치로 완만한 유압 공급과 급속한 유압 해제를 할 수 있도록 병렬로 연결된 오리피스와 체크볼이 연결된 제5, 5'포트(RCEV-5,RCEV-5')와, 제1포트(RCEV-1)로 제공되는 4속압을 2-3/4-3 쉬프트 밸브(28)에 공급하기 위한 제6포트(RCEV-6)와, 4속압 해제시 상기 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)에 작용하던 4속압의 해제를 위해 매뉴얼 밸브(24)에 연결된 제7, 7'포트(RCEV-7,RCEV-7')가 구비되어 있으며;

상기와 같이 구성된 밸브바디에서 작동되는 밸브스풀은 제1스풀(RCEV-A)과 제2스풀(RCEV-B)로 구성되어 있으며, 상기 제1스풀(RCEV-A)은 제1포트(RCEV-1)로 제공되는 4속압에 의해 밸브스풀 작동력을 생성하며 제1포트(RCEV-1)와 제6포트(RCEV-6)의 연통 상태를 절환하는 제1랜드(RCEV-8)와, 제6포트(RCEV-6)와 제7'포트(RCEV-7')의 연통 상태를 절환하는 제2랜드(RCEV-9)와, 제2스풀(RCEV-B)의 일측이 삽입되어 섭동되도록 하는 제3랜드(RCEV-10)가 구비되어 있으며;

제2스풀(RCEV-B)은 상기 제3랜드(RCEV-10)에 삽입되어 섭동되는 제4랜드(RCEV-11)와, 제3포트(RCEV-3)와 제5포트(RCEV-5)의 연통 상태를 절환하고 제5,5'포트(RCEV-5,RCEV-5')를 통한 유압 바이패스 상태를 조절하기 위한 제5,6랜드(RCEV-12,RCEV-13)가 구비되어 있으며; 상기 제6랜드(RCEV-13)는 스프링(RCEV-S)에 의해 지지됨과 아울러 제2포트(RCEV-2)를 통해 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)로부터의 유압으로 밸브스풀 작동력을 생성하도록 되어 있다.

여기서, 상기와 같이 구성된 RCEV의 작동을 3-4속 변속시와 4-3속 변속시로 구분하여 설명한다.

3-4속 변속시 상기 SCV로부터 발생된 4속압은 상기 제1포트(RCEV-1)로 제공되면서 제1스풀(RCEV-A)의 제1랜드(RCEV-8)에 작용하여 제2스풀(RCEV-B) 우측의 스프링(RCEV-S)을 압착시키면서 제1스풀(RCEV-A)과 제2스풀(RCEV-B)을 우측으로 밀착시켜 도 3과 같은 상태가 되도록 한다.

상기 도 3과 같은 상태에서는 제4포트(RCEV-4)를 통해 리어클러치로부터 회수되는 압유를 제5포트(RCEV-5)와 제5'포트(RCEV-5')를 통하는 유로를 통해 배출시킴으로써 리어클러치를 해제시키며, 상기 제6포트(RCEV-6)를 통해 상기 제4속압을 바이패스시켜 상기 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)에 제공함으로써, 상기 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)가 3속시 프론트클러치와 SR에 제공되던 압유를 해제시킬 수 있도록 하여 엔드클러치와 SA압만 작용되는 4속상태로의 변속이 이루어지도록 한다.

다음으로 4-3변속작동을 살펴보면, 변속초기 SCV로부터 제공되던 4속압이 해제되면 상기 제1스풀(RCEV-A)은 제3포트(RCEV-3)로 제공되는 유압에 의해 좌측으로 이동되면서 제5포트(RCEV-5)를 제3포트(RCEV-3)와 연통시켜 압유가 오리피스(100)를 통해 서서히 제5'포트(RCEV-5')와 제4포트(RCEV-4)를 통해 리어클러치로 제공되도록 하며, 아울러 상기 2-3/4-3 쉬프트 밸브(57)에서도 4속압이 해제되면서 상기 RCEV의 제2포트(RCEV-2)에 유압을 제공하므로 제2스풀(RCEV-B)도 좌측으로 이동되면서 제3포트(RCEV-3)와 제4포트(RCEV-4)를 직접적으로 연통시켜 리어클러치에 원활한 유압공급상태를 확보하도록 하여 3속으로의 변속을 실시하게 된다.

한편, 상기와 같은 4-3변속작동이 수반되어 이루어지는 4-2 변속 작동을 살펴보면 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 SCSV-A가 온(ON)상태에서 오프(OFF)상태로 전환되면서 변속이 시작되어, PCSV의 듀티제어(PCD)에 의해 PCV의 압력제어로 SA에 제공되던 유압을 저하시켜 프론트클러치에 갑작스러운 고압이 인가되지 않고 서서히 유압이 증가되도록 하여 변속충격발생을 억제한다.

이때, 상기와 같이 제공되는 프론트 클러치압은 SR과 RCEV의 제2포트(RCEV-2)에 동시에 공급되는 바, 상기 RCEV는 위에서 설명한 바와 같이 프론트클러치의 작동 압력에 의해 RCEV의 제2스풀(RCEV-B)이 2단으로 작동되도록 하여 리어클러치에 유압을 서서히 제공하도록 한다.

상기한 바와 같은 3속상태를 잠시 경유한 후, TCU는 다시 2속으로의 변속을 실시하기 위해 SCSV-A를 오프(OFF)상태 SCSV-B를 온(ON)상태로 하여 프론트클러치의 유압을 해제함과 아울러 PCSV를 듀티 제어하여 변속충격을 방지하기 위해 SA압이 잠시 저하되었다가 플론트클러치의 유압이 거의 해제된 후 충분한 압력이 제공되도록 함으로써 2속으로의 변속을 완료한다.

그런데, 상기한 바와 같은 유압 제어 회로에서는 4속상태의 장시간 주행후 4-2 변속 작동시 SR측에 누적된 공기가 4-3변속과정의 프론트클러치압력의 형성을 불량하게 하는 경우가 발생되기 쉬우며, 상기와 같은 경우 상기 프론트클러치 압력과 연동되어 상기 RCEV의 제2포트(RCEV-2)에 제공되는 유압도 제대로 형성되지 못해 RCEV의 제2스풀(RCEV-B)이 좌측으로 이동되도록 하지 못하는 현상으로 리어클러치압을 제대로 형성하지 못하므로 4-2 변속시에 중립상태가 발생되는 문제점이 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 프론트클러치에 제공되는 유압이 충분히 형성되지 못한 상태에서 2속으로의 변속이 이루어지는 경우에 RCEV의 제2스풀(RCEV-B)이 좌측으로 이동되지 못하게 되어 리어클러치로 유압이 제공되지 못하게 되는 현상이 발생되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 4속에서 2속으로 변속시에 RCEV의 밸브스풀이 오동작하는 것을 방지하도록 하여 안정된 변속작용이 확보되도록 하는 자동변속기 유압회로를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 자동변속기 유압회로의 회로도,

도 2는 도 1의 리어클러치배기밸브를 도시한 상세도,

도 3은 3-4속 변속시 리어클러치배기밸브의 상태를 도시한 상태도,

도 4는 4-2속 변속시 마찰요소에 제공되는 압력의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프,

도 5는 4-2속 변속시의 유압회로 제어방법이 도시된 순서도,

도 6은 4-2속 변속시 리어클러치압이 형성되지 못하는 상태를 도시한 압력과 시간의 그래프,

도 7은 본 발명에 따른 자동변속기 유압회로의 회로도,

도 8은 리어클러치배기밸브의 제2스풀 및 스프링의 상세도,

도 9는 본 발명에 따른 유압회로의 제어방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 유로

d,D: 리어클러치배기밸브 제2스풀의 직경

DCCV: Damper Clutch Control Valve

DCCSV: Damper Clutch Control Solenoid Valve

PCV: Pressure Control Valve

PCSV: Pressure Control Solenoid Valve

RCEV: Rear Clutch Exhaust Valve

SCV: Shift Control Valve

SCSV-A: Shift Control Solenoid Valve-A

SCSV-B: Shift Control Solenoid Valve-B

SA: Servo Apply - 킥 다운 서보 작동측

SR: Servo Release - 킥 다운 서보 해방측

T/C: 토크 컨버터

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동변속기 유압회로는 4-3변속시 RCEV의 제2스풀을 작동시키기 위해 RCEV의 제2포트에 제공되는 유압을 SA압으로 제공할 수 있도록 형성된 유로와, 상기 유로에서 제공되는 SA압의 변화에 따라서 4-3변속 초기에는 제2스풀을 작동시키지 못하는 상태를 형성한 후 증가되는 SA압에 의해 제2스풀이 이동되도록 그 단면적이 설정된 RCEV 제2스풀의 제4,5,6랜드 및 제2스풀을 탄성지지하는 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하며, 아울러 종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 자동변속기 유압회로를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 유압회로에 사용된 RCEV의 제2스풀 및 스프링을 나타낸 일부 상세도이다.

본 발명의 RCEV는 제2포트(RCEV-2)에 제공되는 유압을 SA압으로 제공할 수 있도록 하는 유로(1)가 설치되어 있다.

즉, 상기 유로(1)는 1-2 시프트 밸브(56)로부터 킥 다운 서보로 공급되는 SA압을 공급하는 유로(2)와 연통되어 1-2 시프트 밸브(56)로부터 킥다운 서보로 SA압이 공급될 때 제2포트(RCEV-2)로 SA압이 제공될 수 있도록 형성된다.

또한, 상기 도 8을 통해 RCEV의 제2스풀(RCEV-B) 및 스프링(RCEV-S)을 살펴보면 4-3속 변속초기에 PCV의 압력조절로 SA압이 일시적으로 저하되는 동안에는 상기 제2스풀(RCEV-B)의 제4,5랜드(RCEV-11,RCEV-12)에 제공되는 라인압에 의해서 제2스풀(RCEV-B)이 우측으로 이동되도록 하는 힘이 제6랜드(RCEV-13)에 작용되는 스프링(RCEV-S)의 힘과 SA압에 의해 제2스풀(RCEV-B)이 좌측으로 이동되도록 하는 힘보다 커야하며, SA압이 점차 증가됨에 따라서 상기 제2스풀(RCEV-B)이 좌측으로 이동될 수 있도록 제4,5,6랜드(RCEV-11,RCEV-12,RCEV-13)의 크기(D,d) 및 스프링(RCEV-S)의 탄성력이 설정되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 본 발명에 따른 제어방법에 따라서 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명에 따른 자동변속기 유압회로의 제어방법에 관한 것으로서,4-2속 변속시에 먼저 4-3속 변속이 이루어지는 과정은 PCSV의 듀티 제어에 의해 SA압이 일정압 이하로 저하된 후에 SCSV-A와 SCSV-B의 제어가 이루어지도록 하고 있다. (S10)

즉, 변속초기에 SA압이 충분히 저하되지 않은 상태에서 RCEV의 4속압이 해제되면, RCEV의 제1스풀(RCEV-A)과 제2스풀(RCEV-B)이 동시에 좌측으로 이동되어 라인압이 리어클러치로 급격히 제공되도록 하는 것을 막기 위한 것으로서, PCV로부터의 SA압력이 일정수준으로 저하된 후 SCSV-B를 오프(OFF)된 상태에서 SCSV-A를 오프(OFF)상태로 전환하는 제어를 실시하여 SCV를 통해 RCEV의 4속압을 해제시키면 RCEV의 제1스풀(RCEV-A)이 제3랜드(RCEV-10)에 작용되는 라인압에 의해 좌측으로 이동되면서 오리피스(100)를 통해 리어클러치에 예압을 가하도록 하고, 이어서 SA압이 다시 증가됨에 의해서 제2스풀(RCEV-B)도 좌측으로 이동되어 라인압이 RCEV의 제3포트(RCEV-3)와 제4포트(RCEV-4)를 통해 직접 리어클러치로 제공되어 3속의 변속상태가 PCSV는 오프(OFF)상태로 된다. (S20, S30)

이러한 상태에서, 2속으로의 변속이 계속적으로 진행되는 바, 이때에는 종래와 마찬가지로 SCSV-A가 오프(OFF)된 상태에서 SCSV-B를 온(ON)상태로 하여 프론트클러치 유압을 해제함과 아울러 SCV에서 제공되던 3속압을 중단시킴으로써 2-3/4-3 쉬프트 밸브가 작동되어 프론트클러치와 SR에 제공되던 유압을 해제시키고, 아울러 PCSV의 듀티제어로 SA압을 잠시 저하시켰다가 다시 증가시키도록 함으로써, 변속충격을 방지하면서 2속으로의 변속을 완료하도록 한다. (S40, S50, S60)

따라서, 장시간의 4속주행후에 2속으로의 변속시 프론트클러치압의 불완전 제공상태가 발생하여도, 상기 RCEV의 제2스풀(RCEV-B)에는 2속시에도 계속적으로 제공되는 SA압이 제공되도록 되어 있어서 RCEV 제2스풀(RCEV-B)의 오작동이 근본적으로 방지되므로 별도의 중립감 생성없이 4-2속의 변속이 안정된 상태로 이루어질 수 있도록 하는 변속작동의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (2)

1. 4-3변속시 리어클러치배기밸브(RCEV: Rear Clutch Exhaust Valve)의 제2스풀을 작동시키기 위해 RCEV의 제2포트에 제공되는 유압을 킥 다운 서보 작동측(SA: Servo Apply)압으로 제공할 수 있도록 유로가 형성되어, 상기 유로에서 제공되는 SA압의 변화에 따라서 4-3변속 초기에는 RCEV의 제2스풀을 작동시키지 못하는 상태를 형성한 후 증가되는 SA압에 의해 RCEV의 제2스풀이 이동되도록 된 것을 특징으로 하는 자동변속기 유압회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리어클러치배기밸브(RCEV)의 제2스풀은 SA압이 작용하는 힘에 따라 이동되도록 제4,5,6랜드의 단면적이 설정되는 동시에 제2스풀을 탄성 지지하는 스프링의 탄성력이 설정된 것을 특징으로 하는 자동변속기 유압회로.

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