KR100373037B1

KR100373037B1 - 자동변속기용 유압 제어 시스템

Info

Publication number: KR100373037B1
Application number: KR10-2000-0078357A
Authority: KR
Inventors: 장재덕; 김태균; 박종술; 심현수; 이진희; 이창욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2003-02-15
Also published as: KR20020049226A

Abstract

본 발명의 목적은 업/다운 변속시 신속한 제어를 가능케 하고, 스테틱 변속시 정밀하게 제어하는 자동변속기용 유압 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 자동변속기용 유압 제어 시스템은, 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 라인압을 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브에 의하여 각각 압력 제어하는 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브; 이 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브와 매뉴얼 밸브에서 3-4 클러치, 2-4 브레이크, FWD 클러치와 REV 클러치로 각각 공급되는 유압의 충격을 흡수하는 3-4, 2-4, FWD, REV 어큐뮬레이터; 이 3-4, 2-4 어큐뮬레이터의 백 프레셔는 증폭비가 1보다 클 때 제어하고, FWD, REV 어큐뮬레이터의 백 프레셔는 증폭비가 1보다 작을 때 제어하는 어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브를 포함하여 구성된다.

Description

자동변속기용 유압 제어 시스템{HYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기용 유압 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 D레인지 1,2,3,4속 간의 업/다운 변속시 신속한 제어를 가능케 하고 P,R,N,D,3,2,L레인지 간의 스테틱 변속시 정밀하게 제어하는 자동변속기용 유압 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기는 자동 변속을 실현하기 위한 작동요소로 다수의 클러치와 브레이크를 구비하고 있다.

이러한 작동요소를 제어하는 방법에는, 프레셔 컨트롤 밸브에서 제어된 유압을 작동요소에 공급하는 방식과, 작동요소로 유압을 공급하는 관로에 설치된 어큐뮬레이터의 백 프레셔를 제어하는 방식이 있다.

상기 프레셔 컨트롤 밸브를 사용하는 방식은 제어 폭이 넓고 다양한 운전 조건에 대응이 쉬운 장점을 가지고 있다.

그러나 상기와 같은 자동변속기용 유압 제어 시스템은 업/다운 변속시에는 프레셔 컨트롤 밸브에만 의존하여 작동요소를 작동시키므로 신속한 응답성이 요구되는 변속에 대처하기 어렵고, 스테틱 변속시에는 넓은 제어 폭으로 인하여 오히려 정밀 제어를 곤란케 하는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 업/다운 변속시 신속한 제어를 가능케 하고, 스테틱 변속시 정밀하게 제어하는 자동변속기용 유압 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동변속기용 유압 제어 시스템의 제1실시예의 유압 회로도이다.

도 2는 도 1에 적용된 어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브의 제1실시예의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 자동변속기용 유압 제어 시스템의 제2실시예의 유압 회로도이다.

도 4는 도 3에 적용된 어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브의 제2실시예의 구성도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 자동변속기용 유압 제어 시스템은,

매뉴얼 밸브로부터 공급되는 라인압을 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브에 의하여 각각 압력 제어하는 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브,

상기 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브와 매뉴얼 밸브에서 3-4 클러치, 2-4 브레이크, FWD 클러치와 REV 클러치로 각각 공급되는 유압의 충격을 흡수하는 3-4, 2-4, FWD, REV 어큐뮬레이터,

상기 3-4, 2-4 어큐뮬레이터의 백 프레셔는 증폭비가 1보다 클 때 제어하고, FWD, REV 어큐뮬레이터의 백 프레셔는 증폭비가 1보다 작을 때 제어하는 어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동변속기용 유압 제어 시스템의 제1실시예의 유압 회로도로서, 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브(1,3,5), 3-4, 2-4, FWD, REV 어큐뮬레이터(7,9,11,13), 그리고 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)를 포함한다.

여기서 본 실시예와 관계가 적은 부분에 대하여 간략히 설명한다. 오일펌프(17)에서 발생된 유압의 일부는 레귤레이터 밸브(19)에서 라인압(Pl)으로 제어 매뉴얼 밸브(21)로 공급되고, 다른 일부는 토크 컨버터 컨트롤 밸브(23)와 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(25)를 경유하여 토크 컨버터(27)로 공급된다. 그리고 라인압(Pl)은 리듀싱 밸브(29)에 의하여 감압되어 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브(1,3,5)의 제어압으로 공급된다. 이를 위하여 레귤레이터 밸브(19)는 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)에 의하여, 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(25)와 리듀싱 밸브(29)는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브에 의하여, 각각 제어된다.

한편, 상기 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브(1,3,5)는 상기 리듀싱 밸브(29)로부터 공급되는 유압과 각각의 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(35,37,39)의 제어압에 의하여 제어되도록 구성된다. 이렇게 제어되는 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브(1,3,5)는 매뉴얼 밸브(21)로부터 공급되는 라인압(Pl)을 압력 제어하여 3-4 클러치(41) LR 브레이크(43), 2-4 브레이크(45), FWD 클러치(47) CST 클러치(49)에 각각 공급하도록 연결된다.

그리고 3-4LR 프레셔 컨트롤 밸브(1)에는 3-4LR 스위치 밸브(51)가, FWDCST 프레셔 컨트롤(5)에는 FWDCST 스위치 밸브(53)가 각각 설치된다. 이 두 3-4LR, FWDCST 스위치 밸브(51,53)는 솔레노이드 밸브(55)에 의하여 제어된다. L/R, 2-4 브레이크(43,45)에는 제1,2페일 세이프 밸브(57,59)가 각각 설치된다. 또 매뉴얼 밸브(21)와 REV 클러치(61) 사이에는 상기 2ND 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(37)에 의하여 제어되는 N-R 컨트롤 밸브(63)가 설치된다.

상기의 구성들은 종래와 같이 작용 효과를 실현하므로 이에 대한 구체적 설명은 생략한다.

3-4, 2-4, FWD, REV 어큐뮬레이터(7,9,11,13)는 3-4 클러치(41), 2-4 브레이크(45), FWD 클러치(47)와 REV 클러치(61)로 각각 공급되는 유압의 충격을 흡수하도록 구성된다.

즉, 3-4 어큐뮬레이터(7)는 3-4LR 프레셔 컨트롤 밸브(1)에 연결되는 3-4LR 스위치 밸브(51)와 3-4 클러치(41) 사이에, 2-4 어큐뮬레이터(9)는 2ND 프레셔 컨트롤 밸브(3)에 연결되는 제2페일 세이프 밸브(59)와 2-4브레이크(45) 사이에, FWD 어큐뮬레이터(11)는 FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브(5)에 연결되는 FWDCST 스위치 밸브(53)와 FWD 클러치(47) 사이에, REV 어큐뮬레이터(13)는 매뉴얼 밸브(21)에 연결되는 N-R컨트롤 밸브(63)와 REV 클러치(61)사이에 각각 설치된다.

특히, 3-4, 2-4 어큐뮬레이터(7,9)에는 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)가 연결된다. 이 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)는 증폭비가 1보다 클 때 제어하도록 연결된다.

이 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)는 3-4, 2-4 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)을 제어 공급하도록 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)에 연결된다.

이 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1,2,3포트(65,67,69)와 탄성부재(71)에 지지되는 밸브스풀(73)을 포함하여 구성된다.

제1,2포트(65,67)에는 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압(Psol)과 라인압(Pl)이 각각 공급된다. 제3포트(69)에는 제2포트(67)로 공급되는 라인압(Pl)을 3-4, 2-4 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)으로 공급한다.

밸브스풀(73)은 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압(Psol)과 탄성부재(71)의 탄성력(Fsc)에 의하여 제어되도록 제1,2랜드(75,77)를 구비한다. 제1랜드(75)는 탄성부재(71)에 지지되고, 제2랜드(77)는 제1랜드(75)와 함께 제2,3포트(67,69)의 연결 량을 제어하도록 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압(Psol)이 작용한다. 이 제2랜드(77)는 제1랜드(75)보다 큰 직경으로 형성된다.

따라서 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)는 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압(Psol)이 작용하는 면적(A2)과 3-4, 2-4 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)이 작용하는 면적(A3)의 차이 면적(A1=A2-A3)에 대한 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압(Psol)이 작용하는 면적(A2)의 비(A2/A1)가 1보다 크다. 즉 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)의 증폭비는 1보다 크다.

상기와 같이 구성된 제1실시예의 자동변속기용 유압 제어 시스템의 작동을 설명한다.

도 2의 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)에서 힘의 평형 방정식은,

Pacc ×A1 + Fsc = Psol ×A2

Pacc = A2/A1 ×Psol - Fsc/A1

= A2/A1 ×Psol - (k ×x + F0)/A1

이다.

위에서 A1 < A2 이므로 A2/A1 >1 가 되고, A2/A1를 증폭비라고 한다. k는 탄성부재(71)의 상수이고, x는 탄성부재(71)의 변위량이며, F0은 탄성부재(71)의 초기 탄성력이다.

제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15)의 레귤레이팅 포인트는 거의 일정하므로 (k ×x + F0)/A1의 값은 거의 변화가 없다. 따라서 3-4, 2-4 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)은 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압(Psol)에 의해서만변화한다.

상기 식에서 보는 바와 같이, 제1실시예의 유압 회로에서 증폭비가 커질 경우, 3-4, 2-4 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)의 제어폭, 즉 (A2/A1)×Psol은 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)의 제어폭 보다 커진다.

즉, 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)의 듀티에 대한 3-4, 2-4 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)의 변화(ΔPacc/듀티) 값이 커진다. 이 때문에 정밀한 제어는 불가능하나, 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브(1,3,5)와 같이 사용할 경우 변속 충격보다는 빠른 변속이 요구될 때, 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)을 형성하여 초기 작동점만 지정하면 3-4, 2-4 어큐뮬레이터(7,9)의 특성에 의하여 빠른 변속을 실현할 수 있다. 즉, D레인지 1,2,3,4속 간의 업/단은 변속을 신속하게 할 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 제2실시예로서, 제1실시예와 동일한 부분에 관한 설명은 생략하고 다른 부분에 대해서만 설명한다.

특히, FWD, REV 어큐뮬레이터(11,13)에는 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15')가 연결된다. 이 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15')는 증폭비가 1보다 작을 때 제어하도록 연결된다.

이 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15')는 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)을 제어 공급하도록 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)에 연결된다.

이 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15')는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1,2,3,4포트(79,81,83,85)와 탄성부재(87)에 지지되는 밸브스풀(89)을 포함하여 구성된다.

제1,2포트(79,81)에는 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압(Psol)과 라인압(Pl)이 각각 공급된다. 제3포트(83)에는 제2포트(81)로 공급되는 라인압(Pl)을 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)으로 공급한다. 제4포트(85)에는 제3포트(85)로 공급되는 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)의 일부가 공급된다.

밸브스풀(89)은 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압(Psol)과 탄성부재(87) 탄성력(Fsc)의 합력과 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)에 의하여 제어되도록 제1,2,3랜드(91,93,95)를 구비한다. 제1랜드(91)에는 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)이 작용하고, 제2랜드(93)에는 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압(Psol)과 탄성부재(87)의 탄성력(Fsc)이 작용하며, 제3랜드(95)는 제1랜드(91)와 함께 제2,3포트(83,85)의 연결 량을 제어한다. 제2랜드(93)는 제1랜드(91)보다 큰 직경으로 형성된다.

따라서 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15')는 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)이 작용하는 면적(A1)에 대한 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압(Pacc)이 작용하는 면적(A2)의 비(A2/A1)가 1보다 작다. 즉 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15')의 증폭비는 1보다 작다.

도 4의 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15')에서 힘의 평형 방정식은,

Pacc ×A1 = Psol ×A2 + Fsc

Pacc = A2/A1 ×Psol + Fsc/A1

= A2/A1 ×Psol + (k×x + F0)/A1

이다.

위에서 A1 > A2 이므로 A2/A1 <1 가 되고, A2/A1을 증폭비라고 한다.

제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브(15')의 레귤레이팅 포인트는 거의 일정하므로 (k ×x + F0)/A1의 값은 거의 변화가 없다. 따라서 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)은 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압(Psol)에 의해서만 변화한다. 이때 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압(Psol)은 라인압(Pl)을 조절하는 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)에 의하여 제어되므로 제어폭의 한계가 있다.

제2실시예의 유압 회로에서 증폭비가 작아질 경우, FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)의 제어폭, 즉 (A2/A1)×Psol은 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)의 제어폭 보다 작아진다.

즉, 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)의 듀티에 대한 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압(Pacc)의 변화(ΔPacc/듀티) 값이 작아진다. 이 때문에 정밀 제어가 가능하다. 즉, P,R,N,D,3,2,L 레인지간의 스테틱 변속을 정밀하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동변속기용 유압 제어 시스템은 증폭비가 1보다 클 때에는 3-4, 2-4 어큐뮬레이터의 백 프레셔를, 증폭비가 1보다 작을 때에는 FWD, REV 어큐뮬레이터의 백 프레셔를 각각 제어하므로 업/다운 변속시 신속한 제어를 가능케 하고, 스테틱 변속시 정밀하게 제어할 수 있다.

Claims

매뉴얼 밸브로부터 공급되는 라인압을 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브에 의하여 각각 압력 제어하는 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브,

상기 3-4LR, 2ND, FWDCST 프레셔 컨트롤 밸브와 매뉴얼 밸브에서 3-4 클러치, 2-4 브레이크, FWD 클러치와 REV 클러치로 각각 공급되는 유압의 충격을 흡수하는 3-4, 2-4, FWD, REV 어큐뮬레이터,

상기 3-4, 2-4 어큐뮬레이터의 백 프레셔는 증폭비가 1보다 클 때 제어하고, FWD, REV 어큐뮬레이터의 백 프레셔는 증폭비가 1보다 작을 때 제어하는 어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브를 포함하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브는 3-4, 2-4 어큐뮬레이터의 백 프레셔를 제어하도록 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되어 3-4, 2-4 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압을 공급하는 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브로 구성됨을 특징으로 하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브는 상기 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압, 상기 라인압이 각각 공급되는 제1,2포트,

상기 제2포트로 공급되는 라인압을 3-4, 2-4 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압으로 공급하는 제3포트,

상기 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압과 탄성부재에 의하여 제어되는 밸브스풀을 포함하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 밸브스풀은 상기 탄성부재에 지지되는 제1랜드,

상기 제1랜드와 함께 상기 제2,3포트의 연결 량을 제어하도록 상기 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압이 작용하는 제2랜드를 포함하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압이 작용하는 제2랜드는 탄성부재에 지지되는 제1랜드보다 큰 직경으로 형성됨을 특징으로 하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 제1어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브는 상기 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압이 작용하는 면적과 상기 3-4, 2-4어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압이 작용하는 면적의 차이 면적,

에 대한 상기 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압이 작용하는 면적,

의 비, 즉 상기 증폭비가 1보다 큼을 특징으로 하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브는 FWD, REV 어큐뮬레이터의 백 프레셔를 제어하도록 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되어 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압을 공급하는 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브로 구성됨을 특징으로 하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브는, 상기 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압, 상기 라인압이 각각 공급되는 제1,2포트,

상기 제2포트로 공급되는 라인압을 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압으로 공급하는 제3포트,

상기 제3포트로 공급되는 상기 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압의 일부가 공급되는 제4포트,

상기 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압과 탄성부재의 합력과 상기 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압에 의하여 제어되는 밸브스풀을 포함하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 밸브스풀은 상기 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔제어압이 작용하는 제1랜드,

상기 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압과 상기 탄성부재가 작용하는 제2랜드,

상기 제1랜드와 함께 상기 제2,3포트의 연결 량을 제어하는 제3랜드를 포함하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 9에 있어서, 상기 라인 프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브 제어압과 탄성부재가 작용하는 제2랜드는 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압이 작용하는 제1랜드보다 큰 직경으로 형성됨을 특징으로 하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 제2어큐뮬레이터 백 프레셔 컨트롤 밸브는 상기 FWD, REV 어큐뮬레이터 백 프레셔 제어압이 작용하는 면적,

에 대한 상기 라인 프레셔 컨트롤 밸브 제어압이 작용하는 면적,

의 비, 즉 상기 증폭비가 1보다 작음을 특징으로 하는 자동변속기용 유압 제어 시스템.