KR100581253B1 - 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

저온상태에서의 매뉴얼 변속시 마찰부재로 공급되었던 작동압의 해제가 신속하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 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 저온 매뉴얼 변속시 제어되면서 별도의 드레인 포드를 통해 작동압을 드레인 시킬 수 있는 유로 절환밸브를 포함하는 매뉴얼 유압 제어수단을 배치하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공한다.

매뉴얼 변속. 유로 절환밸브

Description

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

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

도 2는 본 발명에 의한 유압 회로의 요부 개략도.

도 3은 본 발명에 적용되는 유로 절환밸브를 제어하기 위한 작동 흐름도.

도 4는 종래 유압 회로의 요부 개략도이다.

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 변속기에 있어서, 상기 유압 제어 시스템은 제어 방식에 따라 다소의 차이는 있으나, 대개는 오일펌프로부터 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 유압 분배 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 4에서와 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 해제시 변속 충격 감소를 위하여 제1 오리피스(206)의 사이즈를 축소하는 경우 저온시 유치의 점도가 높아지면서 축소된 제1 오리피스(206)의 직경으로는 신속한 드레인이 이루어지지 않아 D → N 변속 직후에 N 레인지에서 동력이 전달되어 예기치 않은 안전사고를 유발시킬 수 있다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은, 저온시 드레인을 원활하게 하기 위한 별도의 드레인 수단을 배치하여 유온에 따라 제어될 수 있도록 함으로써, 종래의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있도록 한 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속제어수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압수단에서 제어된 감압과 상기 변속제어수단에서 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 저온 매뉴얼 변속시 제어되면서 별도의 드레인 포드를 통해 작동압을 드레인 시킬 수 있는 유로 절환밸브를 포함하는 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, 변속제어수단으로 분기되어 공급된다.

상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단은 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 동력 전달 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 제어 방식으로 제어가 이루어짐으로써, 각 마찰요소에 공급되는 유압이 안정된 상태로 공급되어야만 하기 때문에 마찰요소에 있어서는 유압 맥동을 감소시켜 필터링 효과를 얻을 수 있는 어큐뮬레이터 등이 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)와 후진 변속단에서 작동하는 마찰요소인 제3 클러치(C3)의 상류측 관로상에 이들 제1,3 클러치(C1)(C3)로부터 드레인 되는 작동압을 제어할 수 있는 드레인 제어수단을 배치하였다.

상기 매뉴얼 유압제어수단은 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 주 관로(50)와 제1 바이패스 관로(58)를 통해 공급되고, 해제시에는 유압이 주 관로(50)와 제2 바이패스 관로(62)를 통해 배출되며, 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 유압제어수단에 있어서, 본 발명은 상기 주 관로(50)의 제1 오리피스(52)의 하류측과 제2 오리피스(54)의 상류측 사이에 유로를 절환할 수 있는 유로절환밸브(64)를 배치하였다.

상기 유로절환밸브(64)는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의하여 제어되는 3웨이 밸브로 이루어진다.

상기 유로절환밸브(64)로 적용할 수 있는 3웨이 밸브의 종류로서는 여러 가지 있을 수 있으나, 본 발명에서는 그 구성에 대하여 한정하지는 않는다.

그리고 상기 유로절환밸브(64)를 제어하는 TCU에서는 도 3에서와 같이, 유온 센서(66)로부터 입력되는 유온을 검출하고(S100), 이에 검출된 유온이 설정온도 보다 낮은가를 판단하여(S110), 낮다고 판단되면 유로 절환밸브(64)를 제어하는 솔레노이드 밸브를 작동 제어하여(S120) 별도의 포트(68)를 통해 드레인될 수 있도록 하고, 반대로 유온이 설정온도 보다 높은 경우에는 유로 절환밸브(64)를 제어하는 솔레노이드 밸브를 비작동 제어하여(S130) 도 2와 같은 상태를 유지하면서 정상적인 작동이 이루어질 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 D 레인지 및 R 레인지에서 작동하는 마찰부재와 매뉴얼 밸브 사이의 관로상에 저온시 별도의 드레인 포트로 유체를 드레인 시켜줄 수 있는 유로절환밸브를 배치함으로써, 저온시 D → N 변속 직후에 N 레인지에서 동력이 전달되어 예기치 않은 안전사고를 유발시키는 것을 방지할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속제어수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압수단에서 제어된 감압과 상기 변속제어수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압제어수단으로 공급되며, 상기 유압제어수단에서 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 장착되며, 저온 매뉴얼 변속시 유온센서에서 검출된 유온이 설정 온도 이하일 때, 트랜스밋션 제어유닛에 의하여 제어되는 솔레노이드 밸브에 의하여 별도의 드레인 포트가 개방되도록 제어하여 작동압을 드레인시키는 유로절환밸브를 포함하는 매뉴얼 유압제어수단을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 매뉴얼 유압제어수단은 제1 및 제3 클러치에 각각 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 포함하여 이루어지되,

   상기 주 관로의 제1 오리피스의 하류측과 제2 오리피스의 상류측 사이에 3웨이 밸브로 구성되는 유로절환밸브를 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
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