KR100376686B1 - 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

솔레노이드 밸브의 제어시 응답이 신속하게 이루어짐으로써, 제어폭을 크게 확대시킬 수 있는 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브를 제공할 목적으로;

솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받아 작용하는 밸브스풀의 일측 랜드면에 내,외경부를 연통시킬 수 있는 홈을 형성한 압력 제어 밸브를 제공한다.

Description

차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브{REGULATING VALVE OF HYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압 공급시 응답성 향상으로 제어폭을 확대시킬 수 있는 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브에 관한 것이다.

예컨데, 차량용 자동 변속기는 토크 컨버터와, 이 토크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘인 파워 트레인을 보유하고 있으며, 차량의 주행 상태에 따라 상기 파워 트레인의 작동요소 중 어느 하나의 작동요소를 선택적으로 작동시키기 위한 유압 제어 시스템을 보유하게 된다.

상기에서 유압 제어 시스템은 대개 오일펌프로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절 수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단과, 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 제어수단과, 상기 유압 제어수단으로부터 공급되는 유압을 각 마찰요소에 적절하게 분배하는 유압 분배수단과, 토크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 트랜스밋션 제어유닛에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브들과 듀티 제어되는 솔레노이드 밸브들에 의해 유압분배 수단의 유압분배가 다르게 이루어지면서 마찰요소의 작동이 선택되어 변속단 제어가 실현되는 것이다.

이러한 유압 제어 시스템에 있어서, 유압 제어수단은 다수의 압력 제어 밸브와 이의 압력 제어 밸브를 각각 제어하는 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지는데, 상기 압력 제어 밸브의 종래 구성을 살펴보면, 도 5에서와 같이 다수의 포트가 형성되는 밸브보디와 이의 밸브보디내에 배치되어 각 포트로 공급되는 제어압에 따라 좌우 이동하면서 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 밸브스풀을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 밸브보디는 미도시된 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(200)와; 미도시한 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2 포트(202)와; 상기 제2 포트(202)로 공급된 유압을 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급하는 제3포트(204)와; 솔레노이드 밸브(S)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(206)를 포함하여이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(202)로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(210)와; 상기 제1 포트(202)로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트(202)를 개폐하는 제2 랜드(212)와; 상기 제2 랜드(212)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(202)와 제3 포트(204)를 연통시키는 제3 랜드(214)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(214)와 밸브바디의 스톱퍼(216) 사이에는 탄발부재(218)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 좌측으로 이동된 상태를 유지되도록 탄성력을 발휘하게 된다.

이에 따라 상기 제1포트(200)에는 항상 리듀싱 밸브의 감압이 공급되는 상태가 되므로, 밸브스풀이 항상 도면에서 우측으로 이동한 상태를 유지하면서 제2, 3포트(202)(204)가 차단된 상태를 유지하게 된다.

이의 상태에서 솔레노이드 밸브(S)가 제어를 시작하면 제4포트(206)에는 솔레노이드 밸브(S)에 의한 제어압이 공급되며, 이 제어압의 크기에 따라 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하면서 제2포트(202)와 제3포트(204)가 연통시켜 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 라인압을 마찰요소나 그 하류에 배치된 시프트 밸브로 공급하게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 압력 제어 밸브에 있어서는 도 5에서와 같이, 밸브스풀 제3랜드(214)의 단면이 단순히 평면으로 이루어져 있는 바, 밸브스풀이 우측으로 이동된 상태에서는 스톱퍼(216)의 벽면과 밀착된 상태를 유지하게 된다.

이에 따라 솔레노이드 밸브의 제어에 의하여 제4포트(206)로 제어압이 공급되는 경우, 초기 상태에서는 유압이 작용할 수 있는 면적이 극히 제한적으로 형성되는 바, 큰 압력이 형성되기까지는 밸브스풀을 움직일 수 없게 되어 압력 제어 밸브의 작동 응답이 지연된다는 문제점이 있다.

그리고 상기와 같이 작동 응답이 지연된다는 것은 솔레노이드 밸브가 0%에서 100% 까지 듀티 제어를 수행한다고 하더라고, 일정 범위에서는 밸브스풀의 작동되지 않는 것을 의미하므로 결국은 제어폭이 좁아지게 된다는 문제점이 발생되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 솔레노이드 밸브의 제어시 응답이 신속하게 이루어짐으로써, 제어폭을 크게 확대시킬 수 있는 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 유압 제어 시스템의 계통도.

도 2는 본 발명에 의한 압력 제어 밸브의 구성도.

도 3은 본 발명은 요부 확대 단면도.

도 4는 도 3의 Ⅰ - Ⅰ선에서 본 측면도.

도 5는 종래 압력 제어 밸브의 종래 문제점을 설명하기 위한 일부 발췌 단면도이다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와; 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2 포트와; 상기 제2 포트로 공급된 유압을 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급하는 제3포트와; 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트를 포함하는 밸브보디와; 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와; 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트를 개폐하는 제2 랜드와; 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하는 밸브스풀로 이루어져 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 적용되는 압력 제어 밸브에 있어서,

상기 밸브스풀의 제3 랜드 자유 단면에 내,외경부를 연통시킬 수 있는 홈을 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브를 제공한다.

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

도 1은 본 발명이 적용되는 유압 제어 시스템의 유압 계통도로서, 이의 유압 제어 시스템은 엔진으로부터 동력을 전달받아 토크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토크 컨버터(2)가 작동하면, 오일펌프(4)가 작동되면서 상기 토크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 유압과 윤활에 필요한 유압을 생성하게 되며, 상기 오일펌프(4)로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과 감압수단으로 공급됨과 동시에 변속모드를 형성시켜 주는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 통해 유압 제어수단으로 공급되어 변속에 알맞은 유압으로 제어되며, 이에 제어된 제어압은 스위칭 수단과 페일 세이프 수단을 각 마찰요소의 작동압을 공급되며, 후진 레인지에서는 수동 및 컨트롤 수단에서 직접 N-R 컨트롤 수단을 통해 마찰요소(C1, C2, C3, C4, B1, B2)로 공급될 수 있도록 구성되는 유압 제어부로 공급되는 구성을 갖는다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단은 상기 오일펌프(2)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 레귤레이터 밸브(6)와, 이의 레귤레이터 밸브(6)로부터 공급되는 유압을 토크 컨버터 및 윤활용으로 일정하게 조절하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브(8)와, 토크 컨버터의 동력 전달 효율을 높여주기 위해 댐퍼 클러치를 제어하는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(10)로 이루어진다.

상기 감압수단은 라인압 보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(12)로 이루어지며, 이의 리듀싱 밸브(12)를 통해 감압된 유압의 일부는 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(10)의 제어압으로 공급됨과 동시에 레귤레이터 밸브(4)의 제어압으로 공급된다.

그리고 상기의 감압 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1,2,3 압력 제어 밸브(14)(16)(18)와, 이들을 제어하는 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 이루어지는 압력제어수단으로 공급된다.

상기 수동 및 자동 변속모드를 형성하는 변속 컨트롤 수단은 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(20)로 이루어지며, 이의 매뉴얼 밸브(20)로 공급되는 유압은 각 레인지 선택에 따라 상기 압력제어수단으로 공급되거나 직접적으로 하류측에 배치되어 있는 스위칭 수단의 제1, 2 스위치 밸브(22)(24), 페일 세이프 수단의 제1, 2 페일 세이프 밸브(26)(28), N-R 컨트롤 수단인 N-R 컨트롤 밸브(30)의 제어압이나 경유하여 해당 마찰요소(C1, C2, C3, C4, B1, B2)로 공급된다.

이러한 유압 제어 시스템에 있어서, 본 발명이 관계하는 유압 제어수단의 압력 제어 밸브(이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기에서 부여된 부호를 대신에 50을 부여한다)의 구성을 살펴보면, 도 2에서와 같이, 기존과 마찬가지로 밸브보디와 밸브스풀로 이루어진다.

상기 밸브보디는 미도시된 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(52)와; 미도시한 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2 포트(54)와; 상기 제2 포트(54)로 공급된 유압을 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급하는 제3포트(56)와; 솔레노이드 밸브(S)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(58)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(52)로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(60)와; 상기 제1 포트(52)로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트(54)를 개폐하는 제2 랜드(62)와; 상기 제2 랜드(62)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(54)와 제3 포트(56)를 연통시키는 제3 랜드(64)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 제3 랜드(64)와 밸브보디의 스톱퍼(66) 사이에는 탄발부재(68)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 좌측으로 이동된 상태를 유지되도록 탄성력을 발휘하게 된다.

이에 따라 상기 제1포트(52)에는 항상 리듀싱 밸브의 감압이 공급되는 상태가 되므로, 밸브스풀이 항상 도면에서 우측으로 이동한 상태를 유지하면서 제2, 3포트(54)(56)가 차단된 상태를 유지하게 된다.

이의 상태에서 솔레노이드 밸브(S)가 제어를 시작하면 제4포트(58)에는 솔레노이드 밸브(S)에 의한 제어압이 공급되며, 이 제어압의 크기에 따라 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하면서 제2포트(54)와 제3포트(56)가 연통시켜 매뉴얼밸브(20)로부터 공급되는 라인압을 마찰요소나 그 하류에 배치된 시프트 밸브로 공급하게 되는 것이다.

이러한 압력 제어 밸브(50)에 있어서, 본 발명은 상기 밸브스풀 제3랜드(64)의 자유단면 즉, 스톱퍼와 접촉하는 면에 도3 및 도4에서와 같이 내,외경부를 연통시킬 수 있는 홈(70)을 형성한 것이다.

상기에서 홈(70)을 형성함에 있어서는 여러 가지가 있을 수 있으나, 본 발명에서는 십자형으로 형성하여 4개소에 홈(70)이 형성될 수 있도록 한 것이다.

이는 내경부로 유입되는 제어압이 국부적으로 유입되지 않고 전체적으로 유입될 수 있도록 하기 위함이다.

이에 따라 솔레노이드 밸브(S)의 제어에 의하여 제4포트(58)로 제어압이 공급되는 경우, 상기 홈(70)을 통해 제3랜드(64)의 내경부로 제어압이 유압됨으로써, 제어압이 공급되는 즉시 제3랜드(64)의 내경부로 공급되면서 제3랜드(64)의 전 면적에 유압이 작용하게 되는 바, 응답성이 크게 향상된다.

그리고 상기와 같이 솔레노이드 밸브(S)의 제어 초기부터 신속하게 응답이 이루어지게 되는 바, 그 만큼 제어폭이 확대되어 제어성이 향상되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, 솔레노이드 밸브로부터 제어압이 공급되면, 이의 제어압이 밸브스풀의 작용랜드의 전면적에 신속하게 작용함으로써, 응답이 신속하게 이루어지며, 이에 따라 제어폭을 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와; 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2 포트와; 상기 제2 포트로 공급된 유압을 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급하는 제3포트와; 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트를 포함하는 밸브보디와; 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와; 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트를 개폐하는 제2 랜드와; 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하는 밸브스풀로 이루어져 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 적용되는 압력 제어 밸브에 있어서,

   상기 밸브스풀의 제3 랜드 자유단면에 내,외경부를 연통시킬 수 있는 홈을 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 홈은 십자형으로 형성하여 원주방향 등간격으로 4개소에 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브.