KR100428299B1 - 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

정상적인 매뉴얼 변속시에는 기존과 같이 유량이 공급되고, 가속페달을 밟은 상태에서의 매뉴얼 변속시에는 유량을 충분히 공급하여 변속충격의 발생과 마찰요소의 내구력 저하를 방지할 목적으로;

오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어수단으로 공급되며, 상기 유압 제어수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에 있어서,

전진 1,2,3속단에서 작동하는 마찰요소인 제1 클러치와 후진 변속단에서 작동하는 마찰요소인 제3 클러치의 상류측 관로상에 이들 제1,3 클러치로 공급. 배출되는 유량을 제어할 수 있는 매뉴얼 유압 제어수단을 배치하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템{HYDRAULIC CONTROL SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되는 유압 제어 시스템에 관한 것이다.

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

이러한 자동 변속기를 설계함에 있어서는, 우선적으로 설계목표에 부합되는 설계개념을 찾기 위하여 개념설계와 설계방안이 제시되고, 성능, 내구성, 신뢰성, 양산성 및 제조비용 등의 측면에서 가장 우수한 설계개념 하나를 선택하게 된다.

그리고 상기와 같은 설계개념이 선택되면, 대개는 메카니컬 섹션과, 유압 제어 시스템, 전자 제어 시스템의 3부분으로 나누어 개발이 이루어지게 되는데, 본 발명이 관계하는 유압 제어 시스템은 제어방식에 따라 다소의 차이는 있으나, 대개는 오일펌프로 부터 발생된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단과, 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과, 토크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과, 각 마찰요소에 적절한 유압 공급을 분배하는 유압 분배수단을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브들과 듀티 제어되는 솔레노이드 밸브들에 의해 유압분배 수단에서의 유압 분배가 이루어지면서 마찰요소의 작동이 선택되어 변속단 제어가 실현되는 것이다.

그리고 이러한 유압 제어 시스템에 있어서는 매뉴얼 변속, 즉 셀렉트 레버에 의한 N 레인지에서 D 레인지, D 레인지에서 N 레인지, N 레인지에서 R 레인지, R 레인지로의 절환시 변속 충격을 줄이기 위한 수단으로 작동되는 마찰요소는 서서히 작동 될 수 있도록 유압이 공급되고, 해제시에는 신속하게 유압이 배출될 수 있도록 유압 제어 시스템을 구성하고 있다.

이에 따라 종래에는 도 3에서와 같이, 셀렉트 레버와 연동되면서 각 레인지에 따라 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(200)와 전진, 또는 후진 레인지에서 기본적으로 작동하는 마찰요소(202)와의 사이의 유로를 형성함에 있어서, 매뉴얼 밸브(200)와 마찰요소(202)를 연결하는 관로(204)에 제1, 2 오리피스(206)(208)를 배치하였다.

그리고 상기 매뉴얼 밸브(200)의 하류와 제1 오리피스(206)의 하류측 사이에 제1 첵밸브(210)를 보유하는 제1 바이패스 관로(210)를 형성하고, 상기 제1 바이패스 관로(210)의 하류측과 상기 제2 오리피스(208)의 하류측 사이에 제2 첵밸브(214)를 보유하는 제2 바이패스 관로(216)를 형성하였다.

상기에서 제1 첵밸브(210)는 매뉴얼 밸브(200)측으로의 역류를 방지하고, 제2 첵밸브(214)는 마찰요소(202)측으로의 유압 흐름을 억제할 수 있도록 배치된다.

상기의 구성에 의하여 마찰요소(202)의 작동 제어시에는 유압이 실선 화살표에서와 같이 공급되고, 해제시에는 유압이 은선 화살표에서와 같이 배출되며, 체결시의 유량 제한은 제2 오리피스(208)의 사이즈 조정으로 이루어지고, 해제시에는 제1 오리피스(206)의 사이즈 조정으로 유량이 신속하게 배출될 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 유압 제어 시스템에 있어서는 가속페달을 조작하지 않은 정상적인 상태에서의 매뉴얼 변속시에는 별다른 문제점이 제기되지 않으나, 운전자가 가속페달을 밟은 상태에서 매뉴얼 변속을 실시하는 경우에는 마찰요소에 유압이 미처 공급되지 못하면 마찰요소의 슬립이 과다하게 발생되면서 마찰요소의 파손을 유발한다는 문제점이 있다.

또한, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제2 오리피스의 사이즈를 크게 조정하면, 정상적인 매뉴얼 변속시 과다한 유량 공급이 이루어져 이에 따른 문제점이 제기되어 매뉴얼 변속시의 유압 제어가 어려워진다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은, 정상적인 매뉴얼 변속시에는 기존과 같이 유량이 공급되고, 가속페달을 밟은 상태에서의 매뉴얼 변속시에는 유량을 충분히 공급하여 변속충격의 발생과 마찰요소의 내구력 저하를 방지할 수 있는 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템의 일예를 보인 유압 회로도.

도 2는 본 발명에 의한 유압 회로의 요부 개략도.

도 3은 종래 유압 회로의 요부 개략도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어수단으로 공급되며, 상기 유압 제어수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에 있어서,

전진 1,2,3속단에서 작동하는 마찰요소인 제1 클러치와 후진 변속단에서 작동하는 마찰요소인 제3 클러치의 상류측 관로상에 이들 제1,3 클러치로 공급. 배출되는 유량을 제어할 수 있는 매뉴얼 유압 제어수단을 배치하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템의 구성도로서, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토크 컨버터(TC)와, 이 토크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 유압을 생성하는 오일펌프(2)를 포함하며, 상기한 오일펌프(2)로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급된다.

상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단은 상기 오일펌프(2)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 압력조절밸브(4)와, 이의 압력조절밸브(4)로부터 공급되는 유압을 토크 컨버터 및 윤활용으로 일정하게 조절하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브(6)와, 토크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위해 댐퍼 클러치를 제어하는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)로 이루어진다.

상기 감압수단은 라인압 보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(10)로 이루어지며, 이의 리듀싱 밸브(10)를 통해 감압된 유압의 일부는 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)의 제어압으로 공급된다.

그리고 상기의 감압 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1,2,3 압력 제어밸브(12)(14)(16)와, 이들을 제어하는 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 이루어지는 유압제어수단으로 공급된다.

상기 변속 제어수단은 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(18)로 이루어지며, 이의 매뉴얼 밸브(18)로 공급되는 유압은 각 레인지 선택에 따라 상기 유압제어수단에 의하여 제어되거나 직접적으로 하류측의 형성되는 유압 분배수단의 로우 컨트롤 밸브(20) 및 N-R 컨트롤 밸브(22), 그리고 스위치 밸브(24)와 제1, 2 페일 세이프 밸브(26)(28)를 통해 각각의 변속단에서 선택적으로 작동하는 마찰요소로 유압이 공급되도록 구성되어 있다.

즉, 전진 1속에서는 언더 드라이브 클러치인 제1 클러치(C1)와 로우/리버스 클러치인 제1 브레이크(B1)에 유압이 공급되고, 2속에서는 반력요소가 상기 1속에서 제1 브레이크(B1)의 작동이 해제되면서 제2 브레이크(B2)가 작동되며, 3속에서는 상기 2속의 상태에서 제1 브레이크(B2)가 작동 해제되면서 오버 드라이브 클러치인 제2 클러치(C2)가 작동되고, 4속에서는 상기 3속의 상태에서 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되면서 제2 브레이크(B2)의 작동에 의해 변속이 이루어진다.

그리고 후진 변속단에서는 리버스 클러치인 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크 (B1)이 작동되면서 변속이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 유압 제어 시스템은 클러치와 클러치 제어방식으로 제어가 이루어짐으로써, 각 마찰요소에 공급되는 유압이 안정된 상태로 공급되어야만 하기 때문에 마찰요소에 있어서는 유압 맥동을 감소시켜 필터링 효과를 얻을 수 있는 어큐믈레이터등이 장착되는데, 도 1에서는 기본적인 구성만을 도시하고 있다.

상기와 같이 이루어지는 유압 제어 시스템에 있어서, 본 발명에서는 도1의 A와 B에서와 같이, 전진 1,2,3속단에서 작동하는 마찰요소인 제1 클러치(C1)과 후진 변속단에서 작동하는 마찰요소인 제3 클러치(C3)의 상류측 관로상에 이들 제1,3 클러치(C1)(C3)로 공급. 배출되는 유량을 제어할 수 있는 매뉴얼 유압 제어수단을 배치하였다.

이의 매뉴얼 유압 제어수단은 도 2에서와 같이, 제1 또는 제3 클러치 (C1)(C3)에 유압을 공급하는 관로(50)상에 제1, 2 오리피스(52)(54)를 배치하되,상기 제1 오리피스(52)의 상,하류측 사이에 제1 첵밸브(56)를 보유하는 제1 바이패스 관로(58)를 형성하고, 상기 제1 바이패스 관로(58)의 하류측과 상기 제2 오리피스(54)의 하류측 사이에 제2 첵밸브(60)를 보유하는 제2 바이패스 관로(62)를 형성하였다.

상기에서 제1 첵밸브(56)는 매뉴얼 밸브(18)측으로의 역류를 방지하고, 제2 첵밸브(60)는 제1, 3 클러치(C1)(C3)측으로의 유압 흐름을 억제할 수 있도록 배치된다.

이에 따라 제1,3 마찰요소(C1)(C3)의 작동 제어시에는 유압이 실선 화살표에서와 같이 주 관로(50)와 제1 바이패스 관로(58)를 통해 공급되고, 해제시에는 유압이 은선 화살표에서와 같이 주 관로(50)와 제2 바이패스 관로(62)를 통해 배출된다.

그리고 체결시의 유량 제한은 제2 오리피스(54)의 사이즈 조정으로 이루어지고, 해제시에는 제1 오리피스(52)의 사이즈 조정으로 유량이 신속하게 배출될 수 있게 된다.

이러한 매뉴얼 유압 제어수단에 있어서, 본 발명은 상기 주 관로(50)의 제1 오리피스(52)의 상류측과 제2 오리피스(54)의 하류측 사이에 제3 첵밸브(64)를 보유하는 제3 바이패스 관로(66)를 배치하였다.

상기에서 제3 첵밸브(64)는 매뉴얼 밸브(18)측으로 역류되는 것을 방지할 수 있는 구조로 이루어지며, 이는 첵볼(68)과 이를 적정 압력으로 탄성 지지하는 스프링(70)을 포함하여 이루어진다.

물론 상기에서 제1, 2 첵밸브(56)(60)도 필요에 따라서는 첵볼이 스프링에 의하여 탄지하는 구성으로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서는 스프링이 생략된 상태로 도시하고 있다.

상기의 구성에 의하여 매뉴얼 밸브(18)의 절환에 따른 정상적인 드라이브 압이 공급되는 경우에는 실선의 화살표와 같이 유량이 공급된다.

그러나, 운전자가 가속 페달을 밟은 상태에서 매뉴얼 변속이 이루어지는 레이싱 변속의 경우에는 매뉴얼 밸브(18)로부터 공급되는 유압이 정상적일 때보다 크게 상승된 상태로 공급되며, 이때에는 상기에서와 같이 실선 화살표에서와 같이 유압이 공급됨은 물론이며, 이의 유압이 제3 첵밸브(64)의 스프링(70) 압력보다 클 때에는 이의 제3 첵밸브(64)가 개방되면서 많은 유량이 제1, 2 클러치(C1)(C3)로 공급됨으로써, 유량 부족으로 인한 슬립이나, 슬립에 따른 내구성 저하를 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 가속페달을 밟은 상태에서의 매뉴얼 변속시 이를 보완하여 줄 수 있는 첵 밸브를 추가 배치함으로써, 정상적인 매뉴얼 변속시에는 기존과 같이 유량이 공급되고, 가속페달을 밟은 상태에서의 매뉴얼 변속시에는 유량을 충분히 공급하여 변속충격의 발생과 마찰요소의 내구력 저하를 방지할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어수단으로 공급되며, 상기 유압 제어수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에 있어서,

   전진 1,2,3속단에서 작동하는 마찰요소인 제1 클러치와 후진 변속단에서 작동하는 마찰요소인 제3 클러치의 상류측 관로상에 이들 제1,3 클러치로 공급. 배출되는 유량을 제어할 수 있는 매뉴얼 유압 제어수단을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 매뉴얼 유압 제어수단은 제1 또는 제3 클러치에 유압을 공급하는 주 관로상에 제1, 2 오리피스를 배치하고, 상기 제1 오리피스의 상,하류측 사이에 제1 첵밸브를 보유하는 제1 바이패스 관로를 형성하고, 상기 제1 바이패스 관로의 하류측과 상기 제2 오리피스의 하류측 사이에 제2 첵밸브를 보유하는 제2 바이패스 관로를 형성하되,

   상기 주 관로의 제1 오리피스의 상류측과 제2 오리피스의 하류측 사이에 제3 첵밸브를 보유하는 제3 바이패스 관로를 배치함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
3. 제2항에 있어서, 제3 첵밸브는 매뉴얼 밸브측으로 역류되는 것을 방지할 수 있는 구조로 이루어지며, 이는 첵볼과 이를 적정 압력으로 탄성 지지하는 스프링을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.