KR100387841B1

KR100387841B1 - 자동변속기의 유압제어장치

Info

Publication number: KR100387841B1
Application number: KR10-2000-0084354A
Authority: KR
Inventors: 신병관; 김태균
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20020055019A

Abstract

본 발명은 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것으로, 주행중 D 레인지에서 R 레인지로 급격하게 변속하는 경우에 있어 제1클러치로부터 해제되는 오일을 관로상에 구비된 체크볼과 오리피스를 매개로 하여 압력이 급격하게 감소되는 구간중에 일정시간에 걸쳐 소정의 압력으로 유지되는 구간이 존재할 수 있도록 함으로써, 엔진의 무부하상태의 유발을 방지함과 더불어 이로 인한 변속 충격의 발생도 배제할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, D 레인지에서 체결되는 제1클러치(C1)와 스위치밸브(10) 사이를 연통하는 제1관로(L1)상에 오리피스(Or1)를 설치하고, 이 제1관로(L1)로부터 분지되는 제2관로(L2)상에 체크볼(CB1)을 설치함과 더불어 이를 상기 스위치밸브(10)와 제4관로(L4)를 매개로 연결하며, 상기 스위치밸브(10)와 압력제어밸브(14) 사이는 제5관로(L5)를 매개로 연결하는 한편, 이 제5관로(L5)는 상기 압력제어밸브(14)의 작동에 따라 배기포트(EX)와 선택적으로 교통되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동변속기의 유압제어장치{pressure control system for automatic transmission}

본 발명은 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중 셀렉트레버가 D 레인지에서 R 레인지로 급격하게 옮겨질 경우에 있어 작동이 해제되는 마찰요소로부터 드레인되는 압력이 오리피스와 압력제어 솔레노이드밸브의 제어에 따라 급격하게 빠지는 것을 방지함으로써, 변속시 발생되는 충격을 완화시킬 수 있도록 하는 자동변속기의 유압제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기는 주행중 엔진으로부터 출력되는 구동력을 주행상태에 따라 다단계로 변화시킬 수 있도록 하는 장치인 바, 이는 다단의 변속단을 형성하는 유성기어장치에서 해당 마찰요소를 작동시킴으로써 가능한 것이다.

이러한 자동변속기를 설계함에 있어서는, 우선적으로 설계 목표에 부합되는 설계 개념을 찾기 위하여 개념 설계와 설계 방안이 제시되고, 성능, 내구성, 신뢰성, 양산성 및 제조비용 등의 측면에서 가장 우수한 설계 개념 하나를 선택하게 된다.

그리고 상기와 같은 설계 개념이 선택되면, 대개는 메커니컬 섹션과, 유압제어시스템, 전자제어시스템의 3부분으로 나누어 개발이 이루어지게 되는데, 상기 메커니컬 섹션에서의 파워 트레인은 적어도 2개 이상의 단순 유성기어셋트를 조합하여 요구되는 변속단을 얻을 수 있는 복합 유성기어셋트로 이루어지며, 상기와 같은 파워 트레인을 운용하는 유압제어시스템은 오일펌프로부터 발생된 유압을 조절하는 압력조절수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동변속컨트롤수단과, 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압제어수단과, 상기 유압제어수단으로부터 공급되는 유압을 각 마찰요소에 적절하게 분배하는 유압분배수단과, 토오크 컨버터의 댐퍼클러치 작동을 위한 댐퍼클러치 컨트롤수단을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 변속제어유니트에 의해 온/오프되는 솔레노이드밸브들과 듀티 제어되는 솔레노이드밸브들에 의해 유압분배수단의 유압분배가 다르게 이루어지면서 마찰요소의 작동이 선택되어 변속단 제어가 실현되는 것이다.

이러한 파워 트레인과 유압제어시스템은 각 자동차 메이커에 따라 형식을 달리 하는 수많이 개발되어 적용되고 있다.

그러나 종래 자동 변속기에 있어서는 적어도 2개의 마찰요소를 하나의 제어 기구로 제어함으로써, 2개의 마찰요소를 독립적으로 제어할 수 없으며, 솔레노이드밸브로부터의 제1차 제어압으로 직접 마찰요소를 제어하는 직접 제어방식을 취하고 있는 바, 솔레노이드밸브가 대유량 및 고정밀도가 요구되어 고가이며, 작동 소음도 크다는 문제점을 내포하고 있다.

이에 따라, 종래에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 먼저 변속중에 제어되는 모든 마찰요소를 독립 제어하되, 2차 제어압이 마찰요소로 공급되도록 하는 간접 제어 방식을 채택하여 변속 응답성을 향상시키고, 또한, 라인압 조절용 솔레노이드밸브의 적용으로 운전 조건에 따른 최적 유압을 유지함으로써 연비를 향상시킴과 더불어, 주행중 정지 상태에서 중립 제어가 이루어져 연비 향상 및 진동을 저감시키고, 매뉴얼 변속시 변속 충격을 최소화할 수 있는 유압제어시스템을 구비한 자동변속기가 제안되었는 바, 이는 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 싱글 피니언 유성기어셋트를 조합하여 파워 트레인을 구성함과 더불어 4개의 클러치(C1,C2,C3,C4)와 2개의 브레이크(B1,B2) 및 2개의 원웨이클러치(도시안됨)를 매개로 하여 전진 4속 및 후진 1속의 변속단을 얻을 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기와 같은 목적으로 제안된 종래 자동변속기에 있어서, 상기 제1클러치(C1)는 D 레인지 1속 내지 4속에 항상 체결되는 마찰요소인 반면에, 상기 제1클러치(C1)는 도 2에 도시된 바와 같이 R 레인지에서 엔진의 타이-업 현상을 방지하기 위해 반드시 해제되어야만 한다.

즉, 차량이 전진하고 있는 상태에서 운전자가 셀렉트레버를 급격하게 조작하여 D 레인지에서 R 레인지로 전환하는 경우에는, 상기 제1클러치(C1)는 이에 작용하고 있는 라인압을 신속하게 해제시켜야만 하는 바, 이를 위해 스위치밸브(10)에 형성된 제3포트(10c)와 제4포트(10d)로부터 각각 연통되는 제1관로(L1)와 제2관로(L2)는 체크볼(CB1)을 매개로 합체되어 상기 제1클러치(C1)에 이르는 제3관로(L3)와 연결되고, 이 제3관로(L3)로부터 분지되는 별도의 제4관로(L4)에는 체크볼(CB2)이 설치되며, 이 체크볼(CB2)은 상기 스위치밸브(10)의 제8포트(10h)와 매뉴얼밸브(12) 사이를 연결하는 제5관로(L5)상에 분지되게 연결되는 관로(L6)상에 분지되게 연결되어 있다.

여기서, 상기 체크볼(CB2)에는 스프링(S)이 장착되어 있어 상기 제1클러치(C1)로부터 해제되는 유량의 시간 대비 배출정도를 조절할 수 있도록 되어 있는 바, 즉 상기 체크볼(CB2)은 관로(L3,L4)의 맥동에 따라 진동하면서 제4관로(L4)와 관로(L6) 사이를 여닫으면서 오작동을 하게 되는 데, 이때 상기 체크볼(CB2)에 구비된 스프링(S)은 관로(L3,L4)의 맥동에 따라 발생되는 진동에 의해 체크볼(CB2)에 구비된 플레이트의 손상을 방지하게 된다.

이에 따라 상기 제1클러치(C1)의 초기 해제시에는 체크볼(CB2)이 열리면서 유량이 급격하게 빠지게 되고, 상기 제1클러치(C1)내의 압력이 체크볼(CB2)을 지지하는 스프링(S)에 의한 힘과 평형을 이루게 되면, 상기 체크볼(CB2)은 닫히게 되어 상기 제1클러치(C1)내의 압력을 잠시동안 일정하게 유지시켜 주게 된다.

즉, 도 3에서 상기 제1클러치(C1)의 해제시 시간 대비 압력의 분포를 나타낸 그래프에 도시된 바와 같이, 상기 제1클러치(C1)의 압력은 지속적으로 감소하다가 소정의 압력(P₁)에서 잠시동안 압력의 저하가 일정한 상태로 지속된 다음 다시 하강하게 된다.

이와 같이, D 레인지에서 R 레인지로의 변속에 따라 제3압력제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)의 제어를 받는 압력제어밸브(14)로부터 스위치밸브(10)의 제7포트(10g)를 통해 상기 제1클러치(C1)에 작용하던 유압은 최초 급격하게 해지되다가 소정의 압력(P₁) 부근에서 잠시동안 일정한 수준으로 유지된 다음 다시 해지되는 데, 이는 상기 제1클러치(C1)내의 압력이 D 레인지에서 R 레인지로의 변속시 급격하게 해제됨에 따라 발생되는 엔진의 무부하상태에 의해 수반되는 충격을 줄여주기 위함인 것이다.

그리고, 상기와 같이 D 레인지에서 R 레인지로의 변속시 제1클러치(C1)내의 압력이 급격하게 해지되지 않도록 하는 것은, 상기 제4관로(L4)와 제6관로(L6) 사이에서 스프링(S)을 매개로 탄발지지되도록 설치되는 체크볼(CB2)에 의해 가능한 것으로, 상기 제1클러치(C1)에 대한 작용압력의 해지시 일정한 수준으로 유지되는 소정의 압력(P₁)의 정도는 체크볼(CB2)의 크기와 스프링(S)의 상수를 적절하게 선정하면 조절이 가능한 것이다.

그런데, 상기와 같이 D 레인지에서 R 레인지로의 변속시 상기 제1클러치(C1)로부터 해제되는 유압은, 체크볼(CB2)은 물론 상기 제2관로(L2)를 막고 있다가 제1관로(L1)를 통해 스위치밸브(10)로부터 공급되는 유압이 사라짐에 따라 제2관로(L2)를 개방상태로 전환시키는 체크볼(CB1)을 통해 상기 스위치밸브(10)의 제4포트(10d)를 지나 배기포트(EX)로 급격하게 배출이 된다(점선으로 도시됨).

이와 같이, 상기 제1클러치(C1)의 해지시 해제되는 유압이 체크볼(CB2)에서 잠시동안 소정의 압력(P₁)을 유지하지 못하고서, 상기 체크볼(CB1)을 통해 스위치밸브(10)의 배기포트(EX)를 통해 배출되면, 상기 제1클러치(C1)의 작용압은 급작스럽게 해제되고, 이로 인해 엔진의 무부하상태가 유발되고, 그에 따른 변속 충격이 발생하게 되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 주행중 D 레인지에서 R 레인지로 급격하게 변속하는 경우에 있어 제1클러치로부터 해제되는 오일을 관로상에 구비된 체크볼과 오리피스를 매개로 하여 압력이 급격하게 감소되는 구간중에 일정시간에 걸쳐 소정의 압력으로 유지되는 구간이 존재할 수 있도록 함으로써, 엔진의 무부하상태의 유발을 방지함과 더불어, 이로 인한 변속 충격의 발생도 배제할 수 있도록 하는 자동변속기의 유압제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, D 레인지에서 체결되는 제1클러치와 스위치밸브 사이를 연통하는 제1관로상에 오리피스를 설치하고, 이 제1관로로부터 분지되는 제2관로상에 체크볼을 설치함과 더불어 상기 체크볼을 상기 스위치밸브와 제4관로를 매개로 연결하며, 상기 스위치밸브와 압력제어밸브 사이는 제5관로를 매개로 연결하는 한편, 이 제5관로는 상기 압력제어밸브의 작동에 따라 배기포트와 선택적으로 교통되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 자동변속기의 유압제어장치에서 D 레인지 1속상태를 도시한 유압회로도.

도 2는 종래 자동변속기의 유압제어장치에서 D 레인지에서 R 레인지로의 변속후 상태를 부분적으로 도시한 유압회로도.

도 3은 도 2에 도시된 체크볼에서 제1클러치로 공급된 작용압이 해제되는 경우에 있어 압력의 분포를 도시한 압력선도.

도 4는 본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어장치에서 D 레인지에서 R 레인지로의 변속후 상태를 부분적으로 도시한 유압회로도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-스위치밸브 10b-제2포트

10d-제4포트 10e-제5포트

12-매뉴얼밸브 14-압력제어밸브

14c-제3포트 L1-제1관로

L2-제2관로 L3-제3관로

L4-제4관로 L5-제5관로

Or1-오리피스

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어장치에서 D 레인지에서 R 레인지로의 변속과정을 설명하기 위한 유압회로도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 자동변속기의 유압회로를 도시한 도 2에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어장치는 도면에 도시된 바와 같이, D 레인지 1속 내지 4속에서 각각 작동되는 제1클러치(C1)는 압력제어밸브(14)로부터공급되는 라인압을 스위치밸브(10)를 거쳐 공급받도록 되어 있으며, 이와 더불어, 상기 제1클러치(C1)는 D 레인지에서 R 레인지로의 변속시 엔진의 타이-업 현상을 방지하기 위해 이에 작용하는 압력을 해지시키도록 되어 있다.

이를 위해, 상기 제1클러치(C1)로부터 스위치밸브(10)의 제2포트(10b) 사이에 연통되는 제1관로(L1)에는 이로부터 분지되게 연결되는 제2관로(L2)가 설치되고, 이 제2관로(L2)에는 스프링(S)을 매개로 탄발지지되는 체크볼(CB1)이 설치되며, 상기 제1관로(L1)상에는 내경을 축소시키는 형태의 오리피스(Or1)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 제2관로(L2)는 상기 스위치밸브(10)의 제5포트(10e)로부터 매뉴얼밸브(12) 사이에 연결되는 제3관로(L3)측으로 분지되게 연결되는 제4관로(L4)를 구비하고 있고, 상기 스위치밸브(10)의 제4포트(10d)는 압력제어밸브(14)의 제3포트(14c)와 제5관로(L5)를 매개로 상호 연통되어 있다.

또한, 상기 압력제어밸브(14)의 제4포트(14d)는 배기포트(EX)와 연결되어 있으며, 상기 압력제어밸브(14)는 제3압력제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)의 제어에 따라 상기 제4포트(14d)와 배기포트(EX) 사이를 연통가능하게 한다.

따라서, D 레인지에서 R 레인지로의 변속시 상기 제1클러치(C1)에 작용하는 라인압은 제1관로(L1)를 통해 제2관로(L2)로 해제된다.이때, 제2관로(L2)에 구비된 체크볼(CB1)은 열리게 되면서 초기 유량이 급격하게 빠지게 되고, 상기 제1클러치(C1)내의 압력이 체크볼(CB1)을 지지하는 스프링(S)의 힘과 평형을 이루면, 상기 체크볼(CB1)은 다시 닫히게 되면서 상기 제1클러치(C1)내의 해제되는 압력을 잠시동안 소정의 압력(P₁;도 2에 도시됨)으로 유지시켜 주게 된다.

이 경우에 있어, 상기 제1클러치(C1)로부터 제1관로(L1)를 통해 스위치밸브(10)의 제2포트(10b)로 해제되는 유량은 제1관로(L1)에 형성된 오리피스(Or1)에 의해 급격하게 빠지지 못하게 되므로, 상기 체크볼(CB1)의 작용에 따른 상기 제1클러치(C1)의 내부 압력이 소정의 압력(P₁)으로 일정기간동안 머무를 수 있게 된다.

또한, 상기 제1관로(L1)를 통해 스위치밸브(10)의 제2포트(10b)와 제4포트(10d)를 거쳐 압력제어밸브(14)의 제3포트(14c)로 배출되는 유량은 상기 제3압력제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)의 제어에 따라, 상기 제3포트(14c)와 배기포트(EX) 사이의 교통이 단절 내지 허용됨으로써, 상기 제1클러치(C1)로부터 해제되는 유량이 급격하게 빠지는 것이 방지될 수 있게 된다.

그 결과, D 레인지에서 R 레인지로의 변속시 상기 제1클러치(C1)에 작용하는 라인압은 급작스럽게 해제되되, 상기 제1관로(L1)상에 구비된 오리피스(Or1)와 상기 제3압력제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)의 제어를 매개로 하여 소정의 압력(P₁)에서 일정시간에 걸쳐 지연시간을 둘 수 있으므로, 엔진의 무부하상태가 유발되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 변속 충격을 배제할 수 있게 된다.

아울러, 상기와 같이 제1클러치(C1)와 스위치밸브(10) 사이의 관로(L1,L2)가 단순화되도록 구성되면, 종래와 대비해 볼 때 체크볼의 소요를 줄일 수 있어, 밸브바디를 보다 더 컴팩트하게 설계할 수 있으며, 체크볼의 수량의 축소에 따라 제1클러치(C1)와 스위치밸브(10)의 관로가 줄어들게 되면, 상기 스위치밸브(10)내 스풀의 랜드의 수량을 줄일 수 있으므로 밸브의 크기를 줄일 수 있고, 이는 밸브의 가공비용을 낮춰 원가절감에도 기여할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동변속기의 유압제어장치에 의하면, D 레인지에서 R 레인지로의 변속시 D 레인지의 체결요소인 제1클러치(C1)로부터 해제되는 라인압을 체크볼(CB1)을 구비한 제2관로(L2)와 오리피스(Or1)를 구비한 제1관로(L1)를 매개로 하여 소정의 압력(P₁)에서 일정시간에 걸쳐 지연될 수 있도록 하여 상기 제1클러치(C1)의 급작스런 해제에 따른 엔진의 무부하상태의 발생을 방지함은 물론, 그에 따른 변속 충격을 배제할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1클러치(C1)와 스위치밸브(10) 사이의 관로를 단순화시킴에 따라 설치되는 체크볼의 수량과 스위치밸브(10)에서의 랜드의 수량을 줄일 수 있어 밸브바디의 구성을 컴팩트하게 설계할 수 있게 된다.

Claims

D 레인지에서 체결되는 제1클러치(C1)와 스위치밸브(10) 사이를 연통하는 제1관로(L1)상에 오리피스(Or1)를 설치하고, 이 제1관로(L1)로부터 분지되는 제2관로(L2)상에 체크볼(CB1)을 설치함과 더불어 상기 체크볼(CB1)을 상기 스위치밸브(10)와 제4관로(L4)를 매개로 연결하며, 상기 스위치밸브(10)와 압력제어밸브(14) 사이는 제5관로(L5)를 매개로 연결하는 한편, 이 제5관로(L5)는 상기 압력제어밸브(14)의 작동에 따라 배기포트(EX)와 선택적으로 교통되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1관로(L1)는 스위치밸브(10)의 제2포트(10b)와 제4포트(10d)를 통해 제5관로(L5)를 매개로 압력제어밸브(14)의 제3포트(14c)와 연통되되, 이 제3포트(14c)는 제3압력제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)의 제어에 따라 배기포트(EX)와 교통이 제어되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.