KR100471853B1

KR100471853B1 - 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치

Info

Publication number: KR100471853B1
Application number: KR10-2002-0052499A
Authority: KR
Inventors: 이진수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2005-03-08
Also published as: KR20040021060A

Abstract

본 발명은 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치에 관한 것으로, 변속시 급격한 제어압의 공급이 이루어지는 마찰 요소에 대한 제어압의 변화를 안정화시켜 변속감의 향상을 도모하는 어큐뮬레이터를 단일의 구성 부품으로 공용화함으로써, 밸브 바디의 컴팩트한 설계는 물론, 가공성의 향상 및 제조 비용의 절감을 도모할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 변속시 매뉴얼 밸브(16)로부터 출력되는 라인압을 신호압으로 하여 포트의 절환을 도모하는 스위칭 수단과; 이 스위칭 수단의 절환 동작에 따라 듀티 제어되어 해당 마찰 요소로 각각 공급되는 라인압을 공유하여, 제어압의 안정화를 도모하는 완충 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치{unitary accumulator system for automatic transmission}

본 발명은 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속시 결합측 마찰 요소에 공급되는 제어압의 변화를 안정화시켜 변속감을 향상시키도록 밸브 바디내 구비되는 어큐뮬레이터를 공용화시킴으로써, 밸브 바디의 컴팩트화를 도모함과 더불어 밸브 바디의 가공성을 향상시킬 수 있도록 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기는 주행중 엔진으로부터 출력되는 구동력을 주행 상태에 따라 다단계로 변화시킬 수 있도록 하는 장치인 바, 이는 다단의 변속단을 형성하는 유성 기어 장치에서 해당 마찰 요소를 적절하게 작동시킴으로써 가능한 것이다.

이를 위해, 종래 자동 변속기의 유압 회로에는 변속중 결합측 클러치 내지 브레이크의 제어시 제어압을 안정시켜 변속감을 향상시키기 위한 목적으로 어큐뮬레이터가 구비되는 바, 이러한 어큐뮬레이터는 해당 마찰 요소에 각각 개별적으로 대응되도록 설치되는 것이 바람직하나, 변속기의 레이-아웃이나, 가공 및 비용상의 문제로 인해 일부 마찰 요소에 한정하여 적용하고 있는 실정이다.

즉, 종래 자동 변속기의 유압 제어 장치에는 도 1에 도시된 바와 같이, 압력제어밸브(10)와 리어 클러치(12)에 이르는 유로상에 하나의 어큐뮬레이터(14)가 구비되어 있어, 이 어큐뮬레이터(14)는 변속시 상기 압력제어밸브(10)로부터 출력되어 리어 클러치(12)에 공급되는 불안정한 형태의 제어압을 안정화시켜 변속감의 향상을 도모하도록 되어 있다.

그런데, 전술한 바와 같이 상기 어큐뮬레이터(14)라는 구성 부품은 변속시 변속감의 향상을 위해 해당 마찰 요소 마다 개별적으로 대응될 수 있도록 하나씩 설치되는 것이 바람직함에도 불구하고, 밸브 바디의 레이-아웃 등의 제약 조건으로 인해 특정 마찰 요소에 한정해서 구비되어 있는 형편이다.

또한, 종래 자동 변속기의 유압 제어 장치에는 N 레인지에서 R 레인지로의 변속시에는 매뉴얼 밸브(16)로부터 출력되는 라인압이 엔 알 제어밸브(18)를 거쳐 별도의 어큐뮬레이터(14)를 거치지 않고 로우 앤 리버스 브레이크(20)로 바로 공급됨에 따라, 이 로우 앤 리버스 브레이크(20)의 체결시 응답성은 빠른 반면에 급속한 체결에 의한 쇽크가 발생하여 변속감이 떨어지게 되는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 변속시 급격한 제어압의 공급이 이루어지는 마찰 요소에 대한 제어압의 변화를 안정화시켜 변속감의 향상을 도모하는 어큐뮬레이터를 단일의 구성 부품으로 공용화함으로써, 밸브 바디의 컴팩트한 설계는 물론, 가공성의 향상 및 제조 비용의 절감을 도모할 수 있도록 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속시 매뉴얼 밸브로부터 출력되는 라인압을 신호압으로 하여 포트의 절환을 도모하는 스위칭 수단과; 이 스위칭 수단의 절환 동작에 따라 듀티 제어되어 해당 마찰 요소로 각각 공급되는 라인압을 공유하여, 제어압의 안정화를 도모하는 완충 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기의 유압 회로에 있어 D 레인지 변속 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 요부 확대 단면도이며, 도 4의 (a),(b)는 각각 도 2에 도시된 스위칭 밸브의 확대도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 자동 변속기의 유압 회로를 도시한 도 1에서와 동일한 참조 부위에는 동일한 참조 부호를 병기하기로 한다.

본 발명에 따른 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터(22)는 도 2에 도시된 바와 같이, D 레인지와 R 레인지 및 L 레인지로의 각각 변속시 매뉴얼 밸브(16)로부터 변속제어밸브(24)에 공급되는 라인압 내지 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 리어 클러치 배기 밸브(26)에 공급되는 라인압을 각각 신호압으로 하여 포트의 절환이 이루어지는 스위칭 수단과; 이 스위칭 수단의 절환 동작에 따라 압력제어밸브(10) 내지 엔 알 제어밸브(18)로부터 제어되어 리어 클러치(12) 내지 로우 앤 리버스 브레이크(20)로 공급되는 라인압의 공급 유로상에 공용적으로 설치되어 불안정한 제어압을 안정화시키는 완충 수단을 부가하여 구성된다.

여기서, 상기 스위칭 수단은 D 레인지 내지 L 레인지로의 변속시 각각 매뉴얼 밸브(16)로부터 변속제어밸브(24)에 공급되는 라인압을 신호압으로 하여 유로의 절환을 도모하는 제1스위칭 밸브(28)와, R 레인지로의 변속시 매뉴얼 밸브(16)로부터 리어 클러치 배기 밸브(26)에 공급되는 라인압을 신호압으로 하여 유로의 절환을 도모하는 제2스위칭 밸브(30)로 이루어진다.

그리고, 상기 완충 수단은 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브 바디내 다단의 층상으로 형성된 하우징(22a)과, 이 하우징(22a)의 내부에 역시 다단의 층상으로 수압면(유압 작용면)을 갖춘 피스톤(22b) 및, 이 피스톤(22b)의 배면에 설치되어 이를 탄발지지하는 리턴 스프링(22c)을 갖춘 구조로 이루어진다.

먼저, 상기 하우징(22a)에는 D 레인지와 L 레인지로의 변속시 각각 해당 마찰 요소로 공급되는 제어압을 공유하는 제1인가 포트(22d)와, R 레인지로의 변속시 해당 마찰 요소로 공급되는 제어압을 공유하는 제2인가 포트(22e)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 피스톤(22b)에는 D 레인지와 L 레인지로의 변속시 제1인가 포트(22d)를 통해 공급되는 제어압을 받는 제1수압면(22f)과, R 레인지로의 변속시 제2인가 포트(22e)를 통해 공급되는 제어압을 받는 제2수압면(22g)이 구비되어 있다.

또한, 상기 하우징(22a)에는 상기 리턴 스프링(22c)의 지지를 위한 지지 부재(22h)가 고정 설치되어 있는 바, 이 지지 부재(22h)는 상기 하우징(22a)상에 스냅링(22i)을 매개로 고정되어 있기 때문에, 상기 리턴 스프링(22c)은 피스톤(22b)의 배면을 탄발지지할 수 있게 된다.

한편, 상기 하우징(22a)과 피스톤(22b) 사이에는 다수개의 오링(22j)이 설치되어 있어, 상기 제1인가 포트(22d) 내지 제2인가 포트(22e)로 각각 공급되는 제어압이 기밀성이 있게 독립적으로 상기 제1수압면(22f) 내지 제2수압면(22g)으로 작용할 수 있도록 해 준다.

여기서, 상기 피스톤(22b)에 형성된 제1수압면(22f)과 제2수압면(22g)의 크기는 변속시 변속 레인지별로 해당 마찰 요소가 분담하는 토오크 용량에 따라 결정되는 바, 본 발명의 실시예에서는 리어 클러치(12)가 로우 앤 리버스 브레이크(20)에 비해 분담하는 토오크 용량이 큰 관계로 인해, 상기 제1수압면(22f)이 제2수압면(22g)에 비해 크게 설정되고, 이때 각각의 수압면의 크기는 변속시 해당 마찰 요소가 분담하는 토오크 용량에 상응하는 제어압을 효과적으로 안정화시키는 데 충분한 정도로 설정됨은 물론이다.

또한, 상기 통합형 어큐뮬레이터(22)의 하우징(22a)에는 상기 제1인가 포트(22d)와 제2인가 포트(22e)를 통해 유입되는 작동유중 일부가 하우징(22a)과 피스톤(22b) 사이를 통해 누설되는 경우에 이를 오일 팬으로 드레인시켜 주기 위한 배출 포트(EX)가 형성되고, 상기 리턴 스프링(22c)을 지지하는 지지 부재(22h)상에도 하우징(22a)과 피스톤(22b) 사이를 통해 누설되는 작동유를 오일 팬으로 드레인시키기 위한 배출 포트(EX)가 형성되어 있다.

한편, 상기 제1스위칭 밸브(28)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 변속제어밸브(24)에 이르는 유로상에서 분지된 관로를 통해 신호압을 인가받는 신호압 입력 포트(28a)와, 상기 제1압력제어밸브(26)로부터 리어 클러치(12)에 이르는 유로상에서 분지된 관로를 통해 제어압을 인가받는 제어압 입력 포트(28b) 및, 이 제어압 입력 포트(28b)와 연통되어 이를 상기 완충 수단의 제1인가 포트(22d)에 공급하는 제어압 출력 포트(28c)를 갖추고 있다.

또한, 상기 제1스위칭 밸브(28)는 신호압 입력 포트(28a)를 통해 입력되는 신호압을 받는 제1랜드(28aa)와, 이 제1랜드(28aa)의 측부에서 상기 제어압 입력 포트(28b)와 제어압 출력 포트(28c) 사이의 교통을 조절함과 더불어 배면이 리턴 스프링(28d)을 매개로 탄발지지되는 제2랜드(28bb)를 갖추고 있다.

그리고, 상기 제2스위칭 밸브(30)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 리어 클러치 배기 밸브(26)에 이르는 유로상에서 분지된 관로를 통해 신호압을 인가받는 신호압 입력 포트(30a)와, 상기 엔 알 제어밸브(18)로부터 로우 앤 리버스 브레이크(20)에 이르는 유로상에서 분지된 관로를 통해 제어압을 인가받는 제어압 입력 포트(30b) 및, 이 제어압 입력 포트(30b)와 연통되어 이를 상기 완충 수단의 제2인가 포트(22e)에 공급하는 제어압 출력 포트(30c)를 갖추고 있다.

또한, 상기 제2스위칭 밸브(30)는 신호압 입력 포트(30a)를 통해 입력되는 신호압을 받는 제1랜드(30aa)와, 이 제1랜드(30aa)의 측부에서 상기 제어압 입력 포트(30b)와 제어압 출력 포트(30c) 사이의 교통을 조절함과 더불어 배면이 리턴 스프링(30d)을 매개로 탄발지지되는 제2랜드(30bb)를 갖추고 있다.

이하, 본 발명에 따른 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터의 작동을 상세히 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, D 레인지로의 변속시 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 변속제어밸브(24)에 공급되는 라인압은 제1분기 관로(L1)를 통해 제1스위칭 밸브(28)의 신호압 입력 포트(28a)로 인가되어 스풀을 우측으로 이동시켜 제어압 입력 포트(28b)와 제어압 출력 포트(28c) 사이를 교통시키게 된다.

이에 따라, 상기 제1압력제어밸브(10)로부터 듀티 제어되어 리어 클러치(12)로 공급되는 작동압은 제2분기 관로(L2)를 통해 상기 제1스위칭 밸브(28)의 교통 상태의 제어압 입력 포트(28b)와 제어압 출력 포트(28c)를 통해 상기 어큐뮬레이터(22)의 제1인가 포트(22d)로 전달되고, 이후 상기 어큐뮬레이터(22)의 피스톤(22b)에 형성된 제1수압면(22f)을 가압하게 된다.

이 결과, 상기 어큐뮬레이터(22)는 제1압력제어밸브(10)로부터 듀티 제어되어 리어 클러치(12)로 공급되는 작동압을 안정된 상태로 전환시켜 줌으로써, 상기 리어 클러치(12)에서는 부드러운 체결이 이루어져 변속감의 향상을 도모할 수 있게 된다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, R 레인지로의 변속시 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 리어 클러치 배기 밸브(26)에 공급되는 라인압은 제3분기 관로(L3)를 통해 제2스위칭 밸브(30)의 신호압 입력 포트(30a)로 인가되어 스풀을 우측으로 이동시켜 제어압 입력 포트(30b)와 제어압 출력 포트(30c) 사이를 교통시키게 된다.

이에 따라, 상기 엔 알 제어밸브(18)로부터 듀티 제어되어 로우 앤 리버스 브레이크(20)로 공급되는 작동압은 제4분기 관로(L4)를 통해 상기 제2스위칭 밸브(30)의 교통 상태의 제어압 입력 포트(30b)와 제어압 출력 포트(30c)를 통해 상기 어큐뮬레이터(22)의 제2인가 포트(22e)로 전달되고, 이후 상기 어큐뮬레이터(22)의 피스톤(22b)에 형성된 제2수압면(22g)을 가압하게 된다.

이 결과, 상기 어큐뮬레이터(22)는 엔 알 제어밸브(18)로부터 듀티 제어되어 로우 앤 리버스 브레이크(20)로 공급되는 작동압을 안정된 상태로 전환시켜 줌으로써, 상기 로우 앤 리버스 브레이크(20)에서는 부드러운 체결이 이루어져 변속감의 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, L 레인지로의 변속시 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 변속제어밸브(24)에 공급되는 라인압은 제1분기 관로(L1)를 통해 제1스위칭 밸브(28)의 신호압 입력 포트(28a)로 인가되어 스풀을 우측으로 이동시켜 제어압 입력 포트(28b)와 제어압 출력 포트(28c) 사이를 교통시키게 된다.

이와 같이, D 레인지와 R 레인지 및 L 레인지로의 변속시 각각 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 출력되는 라인압을 신호압으로 하여 포트의 절환이 이루어지는 상기 제1,제2스위칭 밸브(28,30)를 매개로 하여 해당 마찰 요소로 공급되는 작동압이, 상기 어큐뮬레이터(22)의 제1,제2인가 포트(22d,22e)를 통해 상기 피스톤(22b)의 제1,제2수압면(22f,22g)에 작용하게 되므로, 상기 어큐뮬레이터(22)에서는 리턴 스프링(22c)의 탄성을 매개로 하여 해당 마찰 요소로 공급되는 작동압을 안정된 수준으로 변환시킬 수 있으므로, 해당 마찰 요소에서는 부드러운 체결이 이루어져 변속감이 향상될 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 D 레인지와 R 레인지 및 L 레인지로의 변속시 해당 마찰 요소로 공급되는 작동압의 안정화가 단일의 어큐뮬레이터(22)에 의해 이루어질 수 있으므로, 밸브 바디내 레이-아웃상의 제약 조건을 회피할 수 있으며, 아울러 밸브 바디의 컴팩트한 설계를 가능하게 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치에 의하면, 변속시 해당 마찰 요소로 공급되는 작동압을 안정화시키도록 하는 어큐뮬레이터(22)가 D 레인지와 R 레인지 및 L 레인지에서 각각 공용화된 형태로서 단일의 부품에서 기능을 구현할 수 있으므로, 밸브 바디내에서 어큐뮬레이터(22)가 차지하는 공간을 최소화할 수 있음과 더불어 이로 인한 컴팩트한 밸브 바디의 설계를 가능하게 한다.

또한, N-R 레인지로의 변속시 어큐뮬레이터(22)가 해당 마찰 요소로 공급되는 작동압을 안정시킬 수 있으므로, 해당 마찰 요소에서는 부드러운 체결이 이루어져 변속감의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래 자동 변속기의 유압 회로를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기의 유압 회로에 있어 D 레인지 변속 상태를 도시한 도면.

도 3은 도 2의 요부 확대 단면도.

도 4의 (a),(b)는 각각 도 2에 도시된 스위칭 밸브의 확대도.

도 5는 본 발명에 따른 자동 변속기의 유압 회로에 있어 R 레인지 변속 상태를 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 자동 변속기의 유압 회로에 있어 L 레인지 변속 상태를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-압력제어밸브 12-리어 클러치

14-어큐뮬레이터 16-매뉴얼 밸브

18-엔 알 제어밸브 20-로우 앤 리버스 브레이크

22-통합형 어큐뮬레이터 24-변속제어밸브

26-리어 클러치 배기 밸브 28-제1스위칭 밸브

30-제2스위칭 밸브

Claims

D 레인지 내지 L 레인지로의 변속시 각각 매뉴얼 밸브(16)로부터 변속제어밸브(24)에 공급되는 라인압을 신호압으로 하여 유로의 절환을 도모하는 제1스위칭 밸브(28)와, R 레인지로의 변속시 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 리어 클러치 배기 밸브(26)에 공급되는 라인압을 신호압으로 하여 유로의 절환을 도모하는 제2스위칭 밸브(30)로 이루어진 스위칭 수단과;

밸브 바디내 다단의 층상으로 형성된 하우징(22a)과, 이 하우징(22a)의 내부에 역시 다단의 층상으로 형성되어 다수의 유압 작용면을 제공하는 피스톤(22b), 이 피스톤(22b)의 배면에 설치되어 이를 탄발지지하는 리턴 스프링(22c) 및, 변속시 해당 마찰 요소로 공급되는 제어압을 공유하도록 상기 제1스위칭 밸브(28)와 상기 제2스위칭 밸브(30)에 각각 교통하는 다수의 인가 포트(22d,22e)를 갖추고서, 상기 스위칭 수단의 절환 동작에 따라 듀티 제어되어 해당 마찰 요소로 각각 공급되는 라인압을 공유하여 제어압의 안정화를 도모하는 완충 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제1스위칭 밸브(28)는 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 상기 변속제어밸브(24)에 이르는 유로상에서 분지된 관로를 통해 신호압을 인가받는 신호압 입력 포트(28a)와, 제1압력제어밸브(26)로부터 리어 클러치(12)에 이르는 유로상에서 분지된 관로를 통해 제어압을 인가받는 제어압 입력 포트(28b), 이 제어압 입력 포트(28b)와 연통되어 이를 상기 완충 수단의 제1인가 포트(22d)에 공급하는 제어압 출력 포트(28c), 상기 신호압 입력 포트(28a)를 통해 입력되는 신호압을 받는 제1랜드(28aa) 및, 이 제1랜드(28aa)의 측부에서 상기 제어압 입력 포트(28b)와 제어압 출력 포트(28c) 사이의 교통을 조절함과 더불어 배면이 리턴 스프링(28d)을 매개로 탄발지지되는 제2랜드(28bb)를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2스위칭 밸브(30)는 상기 매뉴얼 밸브(16)로부터 리어 클러치 배기 밸브(26)에 이르는 유로상에서 분지된 관로를 통해 신호압을 인가받는 신호압 입력 포트(30a)와, 엔 알 제어밸브(18)로부터 로우 앤 리버스 브레이크(20)에 이르는 유로상에서 분지된 관로를 통해 제어압을 인가받는 제어압 입력 포트(30b), 이 제어압 입력 포트(30b)와 연통되어 이를 상기 완충 수단의 제2인가 포트(22e)에 공급하는 제어압 출력 포트(30c), 상기 신호압 입력 포트(30a)를 통해 입력되는 신호압을 받는 제1랜드(30aa) 및, 이 제1랜드(30aa)의 측부에서 상기 제어압 입력 포트(30b)와 제어압 출력 포트(30c) 사이의 교통을 조절함과 더불어 배면이 리턴 스프링(30d)을 매개로 탄발지지되는 제2랜드(30bb)를 갖춘 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 피스톤(22b)에는 D 레인지와 L 레인지로의 변속시 상기 제1인가 포트(22d)를 통해 공급되는 제어압을 받는 제1수압면(22f)과, R 레인지로의 변속시 상기 제2인가 포트(22e)를 통해 공급되는 제어압을 받는 제2수압면(22g)이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리턴 스프링(22c)은 상기 하우징(22a)에 설치된 스냅링(22i)을 매개로 고정된 지지 부재(22h)를 매개로 상기 피스톤(22b)을 탄발지지하도록 된 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 하우징(22a)과 피스톤(22b) 사이에는 상기 제1인가 포트(22d) 내지 제2인가 포트(22e)로 각각 공급되는 제어압이 기밀성이 있게 독립적으로 상기 제1수압면(22f) 내지 제2수압면(22g)으로 작용하도록 하는 다수의 오링(22j)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 피스톤(22b)에 형성된 제1수압면(22f)과 제2수압면(22g)의 크기는 변속시 변속 레인지별로 해당 마찰 요소가 분담하는 토오크 용량에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 통합형 어큐뮬레이터 장치.