KR100398213B1 - 자동변속기의 라인압 가변제어장치 - Google Patents

자동변속기의 라인압 가변제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동변속기의 라인압 가변제어장치에 관한 것으로, 변속시 해당 마찰요소의 작동에 필요로 하는 최소한의 작용압을 산출하고서 이에 부합되는 정도의 라인압이 조압될 수 있도록 레귤레이터밸브의 반력측에 비례제어 솔레노이드밸브를 설치하여 이를 제어함으로써, 변속시 해당 마찰요소로 인가되는 라인압의 효율적인 활용을 도모함과 더불어, 이로 인한 불필요한 엔진 구동력의 손실을 방지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 토오크 컨버터(10)의 구동에 따라 회전하는 변속기의 입력축에 의해 작동이 이루어지는 오일펌프(12)와, 이 오일펌프(12)로부터 토출되는 유량을 라인압으로 조압하는 레귤레이터밸브(14) 및, 이 레귤레이터밸브(14)로부터 조압된 라인압을 일정 수준으로 감압시키는 리듀싱밸브(20) 등을 포함하는 자동변속기의 유압제어장치에 있어서, 상기 오일펌프(12)로부터 토출되는 작동유의 압력을 조압하는 레귤레이터밸브(14)의 일측에 변속시 이로부터 생성되는 라인압이 가변적으로 조절될 수 있도록 변속제어유니트(TCU)의 제어에 따라 가변적인 크기의 제어압을 인가시키는 비례제어 솔레노이드밸브(46)가 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

자동변속기의 라인압 가변제어장치{control system of variable line pressure for automatic transmission}
본 발명은 자동변속기의 라인압 가변제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 D 레인지에서 주행중 레귤레이터밸브에서 조압되는 라인압이 해당 변속단에서 유성기어장치의 해당 마찰요소를 작동시키는 데 필요로 하는 최적의 압력으로 조절될 수 있도록 하여 변속시 잉여압력으로 인한 손실을 방지함으로써 연비의 향상을 도모할 수 있도록 하는 자동변속기의 라인압 가변제어장치에 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.
즉, 상기 자동변속기는 엔진의 크랭크축과 변속기 사이에 위치하여 엔진으로부터 발생된 토오크를 증배시켜 변속기의 입력축으로 전달하는 토오크컨버터와; 선기어와 캐리어 및 링기어 등 다수의 기어류에 의해 소정의 기어열을 이룸과 더불어, 변속시 상기 해당 기어열과 변속기의 입력축 내지 변속기의 케이스 사이를 연결하여 동력의 전달 및 작동의 제한을 선택적으로 실시하는 다수의 마찰요소(유압 및 기구적으로 작동되는 클러치와 브레이크류의 기계요소)를 포함하고서 다단의 변속단을 형성하는 유성기어장치; 수동변속시 선택된 변속모드 내지 자동변속시 기 설정된 변속패턴으로의 동작을 위해 상기 유성기어장치의 해당 마찰요소에 대한 유압의 공급 및 해제를 절환시키는 소정의 방향절환 및 압력제어용 밸브류와, 이 밸브류를 설치함과 더불어 해당 마찰요소로의 유로를 형성하는 밸브바디를 포함하는 유압제어장치 및; 변속시 선택된 변속모드 내지 기 설정된 변속패턴으로의 동작을 위해 상기 유압제어장치의 특정 밸브류들을 각각 온/오프제어 내지 듀티 제어하기 위해 해당 제어신호를 출력하는 변속제어장치로 이루어진다.
여기서, 종래 전진 4속과 후진 1속을 구현하는 자동변속기중 본 출원인이 특허출원 1996-50559호(1996.10.31)로 기 출원하여 등록된 등록번호 0180423호에 게시된 유압제어장치의 구성과 유사한 형태의 유압제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 토오크 컨버터(10)의 구동에 따라 회전하는 변속기의 입력축에 의해 작동이 이루어짐과 더불어 상기 이 토오크 컨버터(10)에 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 각각 토출하는 오일펌프(12)와, 이 오일펌프(12)로부터 토출되는 유량을 일정한 압력(이하 라인압으로 기재함)으로 조압하는 레귤레이터밸브(14), 이 레귤레이터밸브(14)로부터 발생된 라인압을 가변시켜 토오크 컨버터(10)에 설치된 댐퍼클러치(10a)를 작동 내지 해제시키는 댐퍼클러치 제어밸브(16), 이 댐퍼클러치 제어밸브(16)로 인가되는 압력을 제어하는 댐퍼클러치 제어솔레노이드밸브(18) 및, 상기 레귤레이터밸브(14)로부터 조압된 라인압을 일정 수준으로 감압시키는 리듀싱밸브(20)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 유압제어장치는 운전석에 있는 셀렉트레버의 위치에 따라 연동되어 유로를 절환시켜 상기 레귤레이터밸브(14)로부터 공급되는 작동유를 각 밸브에 공급하는 매뉴얼밸브(22)와, 변속단에 따라 유로를 변경시키도록 변속제어유니트(TCU)의 제어를 받아 온/오프제어되는 제1,제2변속제어 솔레노이드밸브(SCSV-A,B)와 이에 의해 작동이 제어되는 변속제어밸브(24), 상기 레귤레이터밸브(14)로부터 공급되는 작동유를 다수의 압력제어 솔레노이드밸브(PCSV-A,B,C)의 제어에 따라 조절하여 변속시에 충격 발생을 방지하는 다수의 압력제어밸브(26,28,30;특히 30은 이하에서 하이/로우 압력밸브로 지칭함) 및, 상기 변속제어밸브(24)와 압력제어밸브(26,28,30)로부터 공급되는 작동유에 따라 해당 마찰요소로의 라인압의 인가를 위한 유로를 절환시키는 다수의 스위칭밸브(32,34,36,38,40,42,44)를 포함하여 구성된다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 종래의 4속 자동변속기에서는 D 레인지 3속과 4속에서의 변속시 각각 제3변속제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)가 변속제어유니트(TCU)의 제어에 따라 온상태로 전환되는 바, 특히 4속에 상기 제3변속제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)가 온상태로 전환되는 경우에는 상기 매뉴얼밸브(22)의 제1포트(22a)로부터 하이/로우 압력밸브(30)의 우측 제3포트(30c)로 공급되는 라인압이 모두 배출됨에 따라 상기 하이/로우 압력밸브(30)의 스풀(30')이 우측으로 이동하게 된다.
이후, 상기 하이/로우 압력밸브(30)의 스풀(30')의 이동에 따라 상기 매뉴얼밸브(22)의 제3포트(22c)를 거쳐 변속제어밸브(24)의 4속 신호압인 4속 포트(24d)로부터 하이/로우 압력밸브(30)의 제2포트(30b)로 공급되는 라인압이 스풀(30')의 이동에 따라 개방된 제1포트(30a)를 통해 상기 레귤레이터밸브(14)의 제3포트(14c)로 작용하여 레귤레이터밸브(14)로부터 조압되는 라인압의 정도를 저감시키도록 되어 있다.
이 경우, 상기 레귤레이터밸브(14)의 제5포트(14e)에는 상기 매뉴얼밸브(22)가 N 레인지와 D 레인지 및 2 레인지, L 레인지인 경우에 각각 상기 매뉴얼밸브(22)의 제2포트(22b)로부터 항상 라인압을 인가받은 상태가 되는 데, 특히 상기 레귤레이터밸브(14)는 D 레인지 4속에서 하이/로우 압력밸브(30)로부터제3포트(14c)로 작용하는 라인압에 의해 조압되는 라인압의 정도를 한층 더 약화시키게 된다.
즉, 상기와 같은 4속 자동변속기에서는 주행중 D 레인지 4속에 한해 변속제어유니트(TCU)의 제어에 따라 상기 제3변속제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)가 온되고, 이에 따라 상기 하이/로우 압력밸브(30)의 스풀(30')이 우측으로 이동함으로써, 상기 변속제어밸브(24)의 4속압이 하이/로우 압력밸브(30)를 통해 상기 레귤레이터밸브(14)의 제3포트(14c)로 작용하여 레귤레이터밸브(14)의 스풀(14')에 작용력을 가하게 되며, 그 결과 상기 레귤레이터밸브(14)로부터 조압되는 라인압은 D 레인지의 1속 내지 3속에 비해 낮아질 수 있게 된다.
그런데, 종래 4속 자동변속기에서는 D 레인지중 4속 이외의 다른 1속 내지 3속의 변속단에서는 상기 레귤레이터밸브(14)로부터 조압되는 라인압이 가변적이지 못하고, 이와 더불어 통상적으로 상기 레귤레이터밸브(14)에서 조압되는 라인압의 정도는 유성기어장치의 해당 마찰요소에서 필요로 하는 최대 부하압을 고려하는 수준으로 크게 설정된다.
따라서, 차량이 정상 주행중에 상기 최대 부하압은 항상 필요로 하는 것이 아니고, 특정한 경우에 한해서 소요되는 것이므로, 정상 주행시 최대 부하압을 고려하여 상기 레귤레이터밸브(14)로부터 조압되는 라인압은 변속시 잉여압력으로 작용하게 되어, 엔진의 구동력에 대한 효율적인 활용의 측면에서 고려할 때 불필요한 손실의 요인이 되는 단점이 있다.
그러므로, 변속시 해당 마찰요소에서 분담하는 토오크의 정도에 부합하는 만큼만 상기 레귤레이터밸브(14)로부터 조압되는 라인압이 조절될 수 있다면, 연비의 향상을 도모하여 경제성을 높일 수 있는 이점이 있게 될 것이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 변속시 해당 마찰요소의 작동에 필요로 하는 최소한의 작용압을 산출하고서 이에 부합되는 정도의 라인압이 조압될 수 있도록 레귤레이터밸브의 반력측에 비례제어 솔레노이드밸브를 설치하여 이를 제어함으로써, 변속시 해당 마찰요소로 인가되는 라인압의 효율적인 활용을 도모함과 더불어, 이로 인한 불필요한 엔진 구동력의 손실을 방지할 수 있도록 하는 자동변속기의 라인압 가변제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오일펌프로부터 토출되는 작동유의 압력을 조압하는 레귤레이터밸브와; 변속시 해당 마찰요소의 체결에 필요한 토오크의 정도에 따라 생성되는 라인압이 가변적으로 조절되도록, 리듀싱밸브로부터 감압된 작동유가 공급되는 관로로부터 분지되는 관로를 매개로 감압을 인가받음과 더불어, 상기 레귤레이터밸브의 반력실에 관로를 매개로 조압된 감압을 인가하는 비례제어 솔레노이드밸브가 연결 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 비례제어 솔레노이드밸브는 변속시 해당 마찰요소의 체결에 필요로 하는 토오크를 산출하고서 산출된 토오크에 부합하는 라인압의 생성을 도모하도록 레귤레이터밸브의 반력실측에 제어압을 인가하는 변속제어유니트에의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 자동변속기의 유압회로를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 라인압 가변제어가 가능한 자동변속기의 유압회로를 도시한 구성도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10-토오크 컨버터 12-오일펌프
14-레귤레이터밸브 14'-스풀
14"-반력실 14a-제1포트
14c-제3포트 20-리듀싱밸브
22-매뉴얼밸브 46-비례제어 솔레노이드밸브
L1,L2,L3-관로
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 라인압 가변제어가 가능한 자동변속기의 유압회로를 도시한 구성도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 자동변속기의 유압회로를 도시한 도 1에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.
본 발명에 따른 자동변속기의 라인압 가변제어장치는 도면에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터 구동력을 전달받아 토오크 변환하는 토오크 컨버터(10)와, 이 토오크 컨버터(10)의 구동에 따라 회전하는 변속기의 입력축에 의해 작동이 이루어짐과 더불어 상기 이 토오크 컨버터(10)에 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 각각 토출하는 오일펌프(12)와, 이 오일펌프(12)로부터 토출되는 유량을 라인압으로 조압하는 레귤레이터밸브(14) 및, 이 레귤레이터밸브(14)로부터 조압된 라인압을 일정 수준으로 감압시키는 리듀싱밸브(20) 등을 포함하는 자동변속기의 유압제어장치에 있어, 상기 레귤레이터밸브(14)의 스풀(14')에 탄발지지력을 부여하도록 레귤레이터밸브(14)의 일측에 형성된 반력실(14")측에는 변속제어유니트(TCU)에 제어에 따라 가변적인 크기의 제어압을 인가하는 비례제어 솔레노이드밸브(46;Variable Force Solenoid valve)가 설치되어 있다.
즉, 상기 비례제어 솔레노이드밸브(46)는 리듀싱밸브(20)로부터 압력강하된 감압을 인가받아 이를 변속시 해당 마찰요소의 체결에 필요한 토오크의 정도에 따라 제어하여 상기 레귤레이터밸브(14)의 반력실(14")로 인가하도록 되어 있다.
이를 위해, 상기 비례제어 솔레노이드밸브(46)는 리듀싱밸브(20)의 감압측과 압력제어 솔레노이드밸브(PCSV-A,B) 사이를 연결하는 관로(L1)로부터 분지되는 관로(L2)를 매개로 감압을 인가받도록 되어 있으며, 또한, 상기 비례제어 솔레노이드밸브(46)는 레귤레이터밸브(14)의 반력실(14")측과 관로(L3)를 매개로 감압을 인가할 수 있도록 연결되어 있다.
또한, 상기 변속제어유니트(TCU)는 변속시 해당 마찰요소의 체결에 필요로 하는 토오크를 산출한 다음, 산출된 토오크에 부합하는 라인압을 생성할 수 있도록 상기 비례제어 솔레노이드밸브(46)의 작동을 제어하게 된다.
한편, 상기 레귤레이터밸브(14)의 입력측 제1포트(14a)는 우측의 제3포트(14c)와 보조관로(L4)를 매개로 연통되어 있어, 상기 레귤레이터밸브(14)의 스풀(14')의 우측 선단에는 라인압이 작용하도록 되어 있는 바, 이로 인해 상기 레귤레이터밸브(14)는 보조관로(L4)를 통해 제3포트(14c)에 작용하는 라인압과, 상기 관로(L3)을 통해 비례제어 솔레노이드밸브(46)로부터 작용하는 감압에 의해 조압되는 라인압의 정도를 가변적으로 조절할 수 있게 된다.
또한, 상기 레귤레이터밸브(14)의 좌측에 형성된 반력실(14")은 비례제어 솔레노이드밸브(46)와 관로(L3)를 매개로 연결됨과 더불어 내부에 이를 탄발지지하는 스프링을 수용하고 있다.
따라서, 상기와 같이 구성된 자동변속기의 유압제어장치는, 상기 비례제어 솔레노이드밸브(46)가 리듀싱밸브(20)측으로부터 감압된 작동유를 공급받아 변속시 해당 마찰요소의 체결에 필요한 토오크에 따라 레귤레이터밸브(14)의 반력실(14")측으로 공급되는 압력을 제어할 수 있게 됨에 따라, 상기 레귤레이터밸브(14)는 변속시 전 변속영역에 걸쳐 가변적으로 라인압을 제어할 수 있게 되므로, 변속시 상기 오일펌프(12)의 부하를 적절하게 줄일 수 있게 되어 불필요한 엔진의 구동력의 손실을 방지할 수 있음과 더불어 연비의 향상을 도모할 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 유압제어장치는 D 레인지 4속에서 2속으로 변속시 낮은 압력에서 변속함에 있어, 상기 레귤레이터밸브(14)는 종래와 같이 변속시 라인압을 원래의 라인압으로 복귀시킨 상태에서 해당 변속단에 부합하는 라인압으로 조압하는 것이 아니라, 원하는 변속시점에서 원하는 라인압으로의 조압이 가능함에 따라, 변속의 응답성을 향상시킬 수 있음과 더불어 변속 품질의 향상을 도모할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 유압제어장치가 구성되면, 종래 D 레인지 4속에서 제3압력제어 솔레노이드밸브(PCSV-C)의 온에 따라 변속제어밸브(24)의 제4포트(24d)로부터 공급되는 라인압을 레귤레이터밸브(14)로 인가하여 라인압을 저감시키도록 하는 하이/로우 압력밸브(30)는 물론, 이 하이/로우 압력밸브(30)와 레귤레이터밸브(14) 사이의 관로와, 상기 변속제어밸브(24)의 제4포트(24d)로부터 리어클러치 배기밸브(32)에 이르는 관로로부터 분지되는 관로가 각각 폐지될 수 있어, 상기 유압제어장치의 구성이 단순화될 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동변속기의 라인압 가변제어장치에 의하면, 오일펌프(12)로부터 토출된 작동유에 일정한 정도의 압력을 조성하는 레귤레이터밸브(14)에 변속시 해당 마찰요소의 체결에 필요한 토오크의 산출에 따라 결정된 크기로 라인압의 조절을 가능하게 하는 비례제어 솔레노이드밸브(46)가 연결됨에 따라, 변속시 전 변속영역에 걸쳐 라인압의 가변제어를 가능하게 됨으로써, 불필요하게 과다한 정도로 라인압을 생성하지 않아도 됨과 더불어, 항상 적정 수준의 라인압을 조압할 수 있음에 따라 오일펌프(12)의 부하를 줄여 동력의 효과적인 사용 및 이로 인한 연비의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 상기 레귤레이터밸브(14)측에 비례제어 솔레노이드밸브(46)를 구비함에 따라 종래와 같이 변속제어밸브(24)와 하이/로우 압력밸브(30) 및 레귤레이터밸브(14) 사이의 관로를 별도로 형성하지 않아도 되고, 아울러 상기 하이/로우 압력밸브(30)의 폐지에 따른 유압경로의 단순화를 도모할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 자동 변속기의 라인압 가변제어장치에 있어서,
    상기 라인압 가변 제어장치는 오일펌프(12)로부터 토출되는 작동유의 압력을 조압하는 레귤레이터밸브(14)와; 변속시 해당 마찰요소의 체결에 필요한 토오크의 정도에 따라 생성되는 라인압이 가변적으로 조절되도록, 리듀싱밸브(20)로부터 감압된 작동유가 공급되는 관로(L1)로부터 분지되는 관로(L2)를 매개로 감압을 인가받음과 더불어, 상기 레귤레이터밸브(14)의 반력실(14")에 관로(L3)를 매개로 조압된 감압을 인가하는 비례제어 솔레노이드밸브(46)가 설치 구비된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 라인압 가변제어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레귤레이터밸브(14)는 오일펌프와 연결된 관로로 부터 분리된 보조관로(L4)를 매개로 스풀(14')의 우측 선단에 라인압을 인가하도록 된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 라인압 가변제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비례제어 솔레노이드밸브(46)는 변속시 해당 마찰요소의 체결에 필요로 하는 토오크를 산출하고, 상기 산출된 토오크에 부합하는 라인압의 생성을 도모하도록 레귤레이터밸브(14)의 반력실(14")측에 제어압을 인가하는 변속제어유니트(TCU)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 라인압 가변제어장치.
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