KR100714815B1

KR100714815B1 - 자동변속기의 유압제어장치

Info

Publication number: KR100714815B1
Application number: KR1020000049155A
Authority: KR
Inventors: 히사노다카유키; 마에도시유키; 츠카모토가즈마사; 스즈키아키토모
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2007-05-03
Also published as: KR20020016051A

Abstract

자동변속기는 적어도 5개의 걸어맞춤요소(C-1)∼(C-3), (B-1), (B-3)의 선택적 걸어맞춤에 의해 6속도의 변속단을 달성하는 플래니터리기어 변속기구와, 변속기구의 걸어맞춤요소를 제어하는 유압제어장치를 구비한다. 유압제어장치에 제1∼6속도의 각 전진변속단의 달성시, 5개의 걸어맞춤요소중 2개 이상의 걸어맞춤요소가 걸어맞춰짐에 의해 변속기구가 인터로크하는 조합을 금지하기 위한 밸브(75, 76, 77, 78, 81)를 마련함으로써, 자동변속기의 각 걸어맞춤요소를 개별적으로 전기신호제어하는 회로구성의 유압제어장치에 있어서, 신호페일(fail)시 타이업(tie-up)하여 인터로크에 이르는 걸어맞춤조합을 금지하고, 걸어맞춤요소의 내구성의 저하를 막는다.

자동변속기, 유압제어장치

Description

자동변속기의 유압제어장치{HYDRAULIC PRESSURE CONTROL APPARATUS FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 관련되는 자동변속기의 기어트레인(gear train)을 전개하여 나타낸 개략도,

도 2는 상기 기어트레인의 작동도표,

도 3은 상기 기어트레인의 속도선도,

도 4는 상기 기어트레인에 있어서의 2요소 걸어맞춤조합을 나타낸 도표,

도 5는 상기 기어트레인에 있어서의 3요소 걸어맞춤조합을 나타낸 도표,

도 6은 상기 기어트레인에 있어서의 2요소 걸어맞춤금지의 조합을 나타낸 도표,

도 7은 상기 기어트레인에 있어서의 3요소 걸어맞춤금지의 조합을 나타낸 도표,

도 8은 상기 자동변속기의 유압제어장치의 변속제어부의 전체회로도,

도 9는 상기 유압제어장치의 유압서보 공급로의 부분회로도,

도 10은 상기 유압제어장치의 컷오프(cutoff)밸브의 확대도,

도 11은 상기 유압제어장치의 릴리스(release)밸브의 확대도,

도 12는 상기 유압제어장치의 솔레노이드 작동도표,

도 13은 상기 유압제어장치의 각 페일세이프(fail-safe)밸브의 작동도표,

도 14는 상기 유압제어장치의 일부를 변경한 제1변형형태의 부분유압회로도,

도 15는 상기 유압제어장치의 일부를 더욱 변경한 제2변형형태의 부분유압회로도,

도 16은 상기 유압제어장치의 일부를 더욱 변경한 제3변형형태의 부분유압회로도,

도 17은 상기 페일세이프밸브의 컷오프밸브를 일체화한 제4변형형태의 부분유압회로도,

도 18은 상기 컷오프밸브를 다른 방법으로 일체화한 제5변형형태의 부분유압회로도,

도 19는 상기 컷오프밸브를 또 다른 방법으로 일체화한 제6변형형태의 부분유압회로도,

도 20은 본 발명의 제2실시형태에 관련된 각 페일세이프밸브의 작동도표,

도 21은 본 발명을 적용한 제3실시형태에 관련된 자동변속기의 기어트레인을 전개하여 나타낸 개략도,

도 22는 상기 기어트레인의 작동도표,

도 23은 상기 기어트레인에 있어서의 2요소 걸어맞춤조합을 나타낸 도표,

도 24는 상기 기어트레인에 있어서의 3요소 걸어맞춤조합을 나타낸 도표,

도 25는 상기 기어트레인에 있어서의 2요소 걸어맞춤금지의 조합을 나타낸 도표,

도 26은 상기 기어트레인에 있어서의 3요소 걸어맞춤금지의 조합을 나타낸 도표이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 플래니터리기어 변속기구

G : 플래니터리기어 세트

G1 : 감속 플래니터리기어(감속입력용 플래니터리기어)

S3 : 리어 선기어(rear sun gear)(제1변속요소)

C2, C3 : 캐리어(제2변속요소)

S2 : 프론트 선기어(front sun gear)(제3변속요소)

C-1 : C1클러치(제1걸어맞춤요소, 제1클러치)

C-2 : C2클러치(제2걸어맞춤요소, 제2클러치)

C-3 : C3클러치(제3걸어맞춤요소, 제3클러치)

B-3 : B3브레이크(제4걸어맞춤요소, 제1브레이크)

B-1 : B1브레이크(제5걸어맞춤요소, 제2브레이크)

F-1 : 원웨이 클러치(one-way clutch)

SLC1∼SLC3, SLT : 리니어 솔레노이드밸브(조압수단)

SL1 : 온오프 솔레노이드밸브(솔레노이드밸브)

L4 : R 레인지 유로(제2경로)

L6 : 어플라이 유로(제1경로)

71 : 오일펌프(유압원)

75 : 제1 C1컷오프밸브(제2패턴금지밸브, 제4밸브)

75A : C1컷오프밸브(제2밸브)

76 : 제2 C1컷오프밸브(제2패턴금지밸브, 제5밸브)

76' : 셔틀밸브(제3밸브)

77 : C3어플라이 릴레이밸브(제1패턴금지밸브)

78 : B3컷오프밸브(제1패턴금지밸브, 제1밸브)

81 : 릴레이밸브(절환밸브) 82 : 셔틀밸브(체크밸브)

84∼88 : 유압서보 84A : 실린더

84B : 피스톤 84C : 리턴스프링

91∼95 : 컨트롤밸브(조압수단)

본 발명은 차량에 탑재되는 자동변속기에 관한 것이며, 특히 그 플래니터리기어 변속기구중 걸어맞춤(係合)요소를 제어하는 유압제어장치에 관한 것이다.

종래 자동변속기는 복수의 클러치, 브레이크 등의 걸어맞춤요소를 구성하는 마찰부재의 선택적 걸어맞춤에 의해 소정의 변속단을 달성하는 플래니터리기어 변속기구와, 이 변속기구의 각 걸어맞춤요소의 마찰부재를 걸어맞추고 해제시키는(係脫) 유압서보를 제어하는 유압제어장치로 구성되어 있다. 이러한 유압제어장치에 있어서, 비교적 변속단수가 적은 종래의 회로구성에 있어서는, 각 변속단간에 절환 되는 시프트밸브를 변속단수에 따라 배치하고, 이들 시프트밸브를 순차 경유하여 소정의 유압서보에 유압이 공급되는 구성이 채택되어 있다.

그런데, 최근 연비저감 등의 요구로 자동변속기는 한층 다단화 경향에 있으며, 복수의 플래니터리기어를 조합하여 변속단수를 증가시키는 기술로서, 일본국 특허공개 평4-219533호 공보에 개시된 기술이 있다. 이 기술에서는, 라비뇨타입(ravigneaux-type)의 플래니터리기어 세트에 감속입력용 플래니터리기어를 조합한 기어트레인에 의해, 적은 변속요소수와 걸어맞춤요소수로 전진 6속도ㆍ후진 1속도를 달성하는 것을 가능하게 한 것이다.

이와 같이 다단화된 플래니터리기어 변속기구를 종래의 시프트밸브를 이용한 회로구성으로 제어하는 경우, 밸브개수가 증가되고, 제조비용이 높아질 뿐 아니라, 회로구성도 더욱 복잡해지기 때문에, 유압제어장치의 대형화를 피할 수 없다. 유압제어장치는 통상 각 밸브를 내부에 종합적으로 결합한 밸브보디의 형태를 가지며, 밸브보디는 변속기구의 측부에 부설되기 때문에, 밸브보디가 대형화되면, 변속기도 그에 따라 대형화되게 되고, 자동변속기의 차량탑재성이 손상되게 된다. 따라서, 시프트밸브를 이용하지 않는 회로구성의 간소화가 요구된다.

그런데, 상기 공보에 개시된 기술에서는 변속기의 콤팩트성을 위하여 걸어맞춤요소 해방시 토크(torque)이관을 기계적으로 실행할 수 있는 원웨이 클러치(one-way clutch)는 제1속단(速段)에만 배치되어 있다. 그 결과, 2속단 이상의 변속단으로의 변속은, 유압제어에 의한 마찰걸어맞춤요소의 클러칭변화에 따른 변속이 된다. 이 클러칭제어는 한쪽의 마찰걸어맞춤요소를 걸어맞추는 한편, 다른쪽의 마찰걸어맞춤요소를 해방시키는 유압서보의 응답성이 좋은 제어를 필요로 한다. 따라서, 상기 회로구성의 간소화와 상기 각 걸어맞춤요소의 제어성의 향상의 양면에서, 걸어맞춤요소를 제어하기 위한 유압회로로서는 각 걸어맞춤요소에 각각 전용 제어밸브(리니어(linear)솔레노이드, 듀티(duty)솔레노이드)를 마련하여, 각각 독립하여 제어하는 것을 생각할 수 있다.

그렇게 함으로써, 각 변속단으로의 변속에 있어서 걸어맞출 마찰걸어맞춤요소 및 해방시킬 마찰걸어맞춤요소를 각각 직접 제어가능하게 됨과 동시에, 각각 전용 제어밸브가 마련되어 있어 점프변속도 가능하게 되지만, 각 걸어맞춤요소를 제어하기 위한 제어밸브의 솔레노이드가 고장나거나, 잘못된 신호가 발생되면, 소정 변속단에 있어서 본래 동시에 걸어맞출 것이 아닌 2개 이상의 마찰걸어맞춤요소가 걸어맞춰지는 소위 인터로크(interlock)가 발생하여, 각 마찰계합요소의 내구성의 저하가 생긴다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해소하여, 점프변속이 가능한 회로구성에 있어서 변속기구의 인터로크의 발생을 방지할 수 있는 자동변속기의 유압제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 자동변속기의 유압제어장치는 적어도 5개의 걸어맞춤요소의 선택적 걸어맞춤에 의해 소정의 변속단을 달성하는 플래니터리기어(planetary gear) 변속기구와, 그 변속기구의 걸어맞춤요소를 제어하는 유압제어장치를 구비하고, 상기 5개의 걸어맞춤요소중, 제1걸어맞춤요소(C-1)와 제4걸어맞춤요소(B-3)를 걸어 맞춤으로써 제1속도, 제1걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소(B-1)를 걸어 맞춤으로써 제2속도, 제1걸어맞춤요소와 제3걸어맞춤요소(C-3)를 걸어 맞춤으로써 제3속도, 제1걸어맞춤요소와 제2걸어맞춤요소(C-2)를 걸어 맞춤으로써 제4속도, 제2걸어맞춤요소와 제3걸어맞춤요소를 걸어 맞춤으로써 제5속도, 제2걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소를 걸어 맞춤으로써 제6속도를 달성함에 있어서, 상기 제1∼6속도의 각 전진변속단의 달성시에, 상기 5개의 걸어맞춤요소중 2개 이상의 걸어맞춤요소가 걸어 맞춰짐에 의해 변속기구가 인터로크(interlock)하는 조합을 금지하기 위한 밸브(75, 76, 77, 78)를 유압제어장치에 마련한 것을 특징으로 한다.

구체적으로는, 상기 플래니터리기어 변속기구는 감속입력용 플래니터리기어와 그 감속입력용 플래니터리기어로부터의 감속회전을 입력하는 플래니터리기어 세트로 구성되며, 상기 제1걸어맞춤요소는 상기 감속회전을 플래니터리기어 세트의 제1변속요소(S3)에 입력하는 제1클러치이고, 상기 제2걸어맞춤요소는 엔진으로부터의 입력회전을 플래니터리기어 세트의 제2변속요소(C2, C3)에 입력하는 제2클러치이며, 상기 제3걸어맞춤요소는 상기 감속회전을 플래니터리기어 세트의 제3변속요소(S2)에 입력하는 제3클러치이고, 상기 제4걸어맞춤요소는 플래니터리기어 세트의 제2변속요소를 고정하는 제1브레이크이며, 상기 제5걸어맞춤요소는 플래니터리기어 세트의 제3변속요소를 고정하는 제2브레이크인 구성으로 함이 효과가 있다.

더욱이, 상기 전진변속단 달성시 변속기구의 인터로크를 금지하는 조합은 2 개의 걸어맞춤조합인 제1패턴과 3개의 걸어맞춤조합인 제2패턴을 가지며, 상기 제1패턴은 적어도 제2걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소, 제4걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 4개의 조합으로 구성되고, 상기 제2패턴은 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제3걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 조합과, 상기 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 2개의 조합으로 구성되며, 상기 밸브는 적어도 상기 6개의 조합을 금지하는 구성으로 함이 효과가 있다.

다음으로, 상기 각 걸어맞춤요소에는 유압원으로부터의 유압을 조압(調壓)하는 조압수단이 각각 마련되고, 그 조압수단에 의해 조압된 유압의 급배(給排)에 따라 걸어맞춤 및 해방을 실행하는 것으로, 상기 밸브는 소정의 걸어맞춤요소로의 유압의 공급에 의해 작동하는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 전진변속단 달성시에 걸어맞추는 제3걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소를 걸어맞춤에 의해 후진단을 달성하는 것으로, 상기 전진변속단 달성시에 금지하는 조합은 상기 제3걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소의 조합을 가지며, 후진단 달성시에 상기 제4걸어맞춤요소로 유압을 공급하는 수단을 가지는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 전진변속단 달성시 및 후진단 달성시에 걸어맞춰지는 제4걸어맞춤요소에는 유압원으로부터의 유압이 상기 밸브(78)를 개재하여 공급되는 제1경로와, 그 밸브를 개재하지 않는 제2경로를 가지며, 상기 유압을 공급하는 수단은 제2 경로인 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 제1경로와 제2경로는 절환밸브(81)를 개재하여 상기 제4걸어맞춤요소에 연이어 통하는(連通) 것이 가능하게 되고, 그 절환밸브는 상기 밸브와 제4걸어맞춤요소와의 사이에 배치된 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 절환밸브는 솔레노이드밸브(SL1)에 의해 작동가능하게 되고, 상기 제1경로와 제2경로를 선택적으로 상기 제4걸어맞춤요소와 연이어 통하는 것이 가능한 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 절환밸브는 후진 달성시에 작용하는 유압에 의해 작동가능하게 되고, 상기 유압이 작용했을 때 상기 제1경로와 제4걸어맞춤요소를 차단하여, 상기 제2경로와 제4걸어맞춤요소를 연이어 통하는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 절환밸브는 체크밸브(82)이며, 이 체크밸브는 상기 제1경로와 제2경로의 어느 한쪽으로부터의 유압에 의해 상기 제4걸어맞춤요소와 연이어 통하는 것이 가능하게 되는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브는 유압원과 후진단 달성시에 걸어맞춰지는 제4걸어맞춤요소의 사이에 배치되어, 변속기구가 인터로크할 때 유압원과 제4걸어맞춤요소가 연이어 통하는 것을 차단하는 것으로, 상기 유압을 공급하는 수단은 상기 밸브이며, 이 밸브는 후진단 달성시에 작용하는 유압을 받아 유압원과 그 제4걸어맞춤요소를 연이어 통하는 위치가 되는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브는 적어도 한쪽방향으로부터 제3걸어맞춤요소로의 유압이 인가(印加)되고, 다른쪽방향으로부터 탄성력이 인가되도록 구성되며, 이 밸브는 제3 걸어맞춤요소로의 유압이 탄성력 이상이 되었을 때에 작동하는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 전진변속단 달성시에 금지하는 조합은 2개의 걸어맞춤조합인 제1패턴과, 3개의 걸어맞춤조합인 제2패턴을 가지며, 상기 밸브는 상기 제1패턴을 금지하기 위한 제1패턴금지밸브(77, 78)와, 상기 제2패턴을 금지하는 제2패턴금지밸브(75, 76)를 가지는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 제1패턴은 적어도 제2걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소, 제4걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 4개의 조합으로 구성되고, 상기 제1패턴금지밸브는 적어도 상기 제2걸어맞춤요소와 제3걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소로의 유압이 인가되도록 구성되어, 상기 제4걸어맞춤요소를 드레인시키는 제1밸브(78)를 가지는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 제2패턴은 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제3걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 조합과, 상기 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 2개의 조합으로 구성되고, 상기 제2패턴금지밸브는 적어도 제1걸어맞춤요소 또는 제2걸어맞춤요소와 제3걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소로의 유압이 인가되도록 구성되어, 상기 제1걸어맞춤요소 또는 제2걸어맞춤요소를 드레인시키는 제2밸브(75A)를 가지는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 제2밸브는 제3걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소로의 유압이 인가되는 공통된 수압부(受壓部)를 가지고, 상기 제3걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소로 의 유압을 선택적으로 공통된 수압부에 인가하는 제3밸브(76')가 마련된 구성으로 할 수도 있다.

또한, 상기 제2패턴은 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제3걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 조합과, 상기 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 2개의 조합으로 구성되고, 상기 제2패턴금지밸브는 각각의 조합에 대응하는 제4밸브(75), 제5밸브(76)를 가지는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브(75, 76)는 한쪽의 걸어맞춤요소(C-2, C-3, C-2, B-1)로의 공급유압에 의해 다른쪽의 걸어맞춤요소(C-1)로의 유압을 드레인하기 위한 밸브로, 이 밸브는 한쪽방향으로부터 상기 한쪽의 걸어맞춤요소(C-2, C-3)로의 유압과 함께 상기 다른쪽의 걸어맞춤요소(C-1)의 유압이 인가되도록 구성되고, 상기 한쪽의 걸어맞춤요소로의 유압과 함께 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압이 인가되었을 때에 작동하는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브(77, 78)는 한쪽의 걸어맞춤요소(C3, B1, C2, C3)로의 공급유압에 의해 다른쪽의 걸어맞춤요소(B-1, B-3)로의 유압을 드레인하기 위한 밸브로, 이 밸브는 한쪽방향으로부터 상기 한쪽의 걸어맞춤요소로의 유압만이 인가되도록 구성되어, 상기 한쪽의 걸어맞춤요소로의 유압이 인가되었을 때에 작동하는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 각 걸어맞춤요소를 조작하는 유압서보는 실린더와 이 실린더에 밀착되어 끼워진(密嵌) 피스톤과, 이 피스톤의 작동에 대향(對向)하는 리턴스프링 을 구비하고, 이 리턴스프링 하중 상당의 유압치가 각 걸어맞춤요소 전체에 대하여 동일하게 되어 있고, 상기 밸브는 적어도 1개의 걸어맞춤요소로의 유압이 리턴스프링 하중 상당의 유압 이상이 되면 작동하는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브는 적어도 다른쪽방향으로부터 탄성력이 인가되도록 구성되어, 적어도 한쪽방향으로부터 인가되는 걸어맞춤요소로의 공급유압과 균형을 이루도록 구성되고, 상기 탄성력은 상기 걸어맞춤요소의 리턴스프링 유압에 상당하는 하중인 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브(75, 76)는 다른쪽방향으로부터 탄성력과 라인압력(壓)이 인가되고, 이 밸브는 어느 한쪽의 걸어맞춤요소가 걸어맞춰지는 상태이고, 또한 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압이 상기 탄성력 이상이 되면, 상기 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압을 드레인시키는 위치로 절환되는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브(75')는 다른쪽방향으로부터 라인압력만이 인가되는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브(77, 78)는 다른쪽방향으로부터 탄성력만이 인가되는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 제5걸어맞춤요소는 엔진브레이크용이며, 이 제5걸어맞춤요소에 병렬로 원웨이 클러치(one-way clutch)와 직렬로 제6걸어맞춤요소(B-2)가 배치되어 있고, 상기 제1패턴은 제4걸어맞춤요소와 제6걸어맞춤요소의 조합을 더욱 더 가지는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 제1밸브에는 상기 제2걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소, 제5걸어맞 춤요소로의 공급유압과 함께 상기 제6걸어맞춤요소로의 공급유압이 인가되도록 구성되고, 적어도 상기 1개의 걸어맞춤요소로의 유압에 의해 상기 제1브레이크를 드레인시키는 밸브로, 상기 제6걸어맞춤요소는 제2속단(速段)에서 제6속단까지 항상 걸어맞춤상태로 유지되어 있는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 유압원으로부터의 유압을 조절하는 조압수단을 가지고, 이 조압수단으로부터의 유압을 걸어맞춤요소를 조작하는 유압서보에 공급함으로써 걸어맞추고 해방시키는 것으로, 상기 밸브는 유압원과 조압수단과의 사이에 배치되어 있는 구성으로 함이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브(75, 76)는, 그 밸브와 조압수단의 사이의 유압이 한쪽방향으로부터 인가되도록 구성되고, 제1위치일 때에 상기 유압이 인가되고, 제2위치일 때에 상기 유압이 드레인되도록 구성되어 있는 것이 효과가 있다.

또한, 상기 밸브는 제2위치일 때에 상기 유압원으로부터의 유압이 다른쪽방향으로부터 인가되는 구성으로 함이 효과가 있다.

< 실시예 >

다음으로, 본 발명을 전진 6속도ㆍ후진 1속도의 기어트레인 구성의 자동변속기에 적용한 제1실시형태를 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이 이 자동변속기는 일축상(一軸上)에 로크업(lockup)클러치가 부착된 토크컨버터(4)와 플래니터리기어 변속기구(1)를 배치한 프론트엔진 리어드라이브(FR) 차량용 수직식(縱置式, vertical) 변속기의 형태를 취한다.

이 자동변속기의 플래니터리기어 변속기구(1)는 라비뇨타입의 플래니터리기 어 세트(G)와, 플래니터리기어 세트(G)에 감속회전을 입력하는 감속입력용 플래니터리기어(이하, 감속 플래니터리기어)(G1)로 구성되어 있다. 플래니터리기어 세트(G)는 지름이 큰 프론트 선기어(front sun gear)(S2)와 지름이 작은 리어 선기어(rear sun gear)(S3)와, 서로 맞물리고 또한 프론트 선기어(S2)에 맞물리는 롱피니언(long pinion)(P2)과 리어 선기어(S3)에 맞물리는 숏피니언(short pinion)(P3)을 지지하는 캐리어(C2, C3)와, 롱피니언(P2)에 맞물리는 링기어(ring gear)(R2, R3)의 4개의 변속요소로 구성되어 있다. 또한, 감속 플래니터리기어(G1)는 선기어(S1)와 그에 맞물리는 피니언(P1)과 그것을 지지하는 캐리어(C1)와, 피니언(P1)에 맞물리는 링기어(R1)의 3요소로 구성되는 심플플래니터리기어로 되어 있다.

그리고, 플래니터리기어 세트(G)의 각 변속요소는 그 제1변속요소로서의 리어 선기어(S3)가 제1걸어맞춤요소로서의 다판(多板) 구성의 클러치(C-1)(이하, C1클러치)에 의해 감속 플래니터리기어(G1)의 캐리어(C1)에 연결되어 있다. 또한, 제3변속요소로서의 프론트 선기어(S2)가 제3걸어맞춤요소로서의 다판 구성의 클러치(C-3)(이하, C3클러치)에 의해 감속 플래니터리기어(G1)와 동일하게 캐리어(C1)에 연결됨과 동시에 제5걸어맞춤요소로서의 밴드드럼구성의 브레이크(B-1)(이하, B1브레이크)에 의해 케이스(10)에 걸어서 고정(係止)시킬 수 있게 되어 있다. 더욱이, 제2변속요소로서의 캐리어(C2, C3)가 제2걸어맞춤요소로서의 다판 구성의 클러치(C-2)(이하, C2클러치)에 의해 입력축(11)에 연결됨과 동시에 제4걸어맞춤요소로서의 다판 구성의 브레이크(B-3)(이하, B3브레이크)에 의해 케이스(10)에 걸어서 고정시킬 수 있게 되어 있다. 그리고, 링기어(R2, R3)가 출력부재로서 출력축(19)에 연결되어 있다. 또한, B1브레이크에 병렬시켜 원웨이 클러치(F-1)와, 그 한쪽방향 걸어맞춤을 유효하게 하는 다판 구성의 브레이크(B-2)(이하, B2브레이크)가 배치되어 있다. 더욱이, B3브레이크에 병렬시켜 원웨이 클러치(F-2)가 배치되어 있다.

감속 플래니터리기어(G1)는, 그 선기어(S1)가 변속기케이스(10)에 고정되고, 링기어(R1)가 입력축(11)에 연결되고, 캐리어(C1)를 C1클러치를 개재하여 플래니터리기어 세트(G)의 리어 선기어(S3)에 연결되고, 또한 C3클러치를 개재하여 플래니터리기어 세트(G)의 프론트 선기어(S2)에 연결되어, 플래니터리기어 세트(G)의 앞쪽에 배치되어 있다.

이러한 구성으로 이루어지는 자동변속기는, 미도시된 전자제어장치와 후에 상세하게 서술하는 유압제어장치에 의한 제어로, 운전자에 의해 선택된 레인지에 따른 변속단의 범위에서 차량부하와 차속도에 근거하여 변속을 실행한다. 도 2는 상기 각 클러치 및 브레이크 또는 원웨이 클러치의 걸어맞춤 및 해방(○표로 걸어맞춤, ●표로 토크전달없는 걸어맞춤, 무표로 해방을 나타냄)으로 달성되는 변속단을 도표화하여 나타내었다. 또한, 도 3은 각 변속요소간 기어비율에 따른 횡(橫)방향간격으로 각 변속요소를 종축(縱軸)으로 나타내고, 종축방향으로 각 변속요소의 회전을 속도비율로 구하여, 각 걸어맞춤요소의 걸어맞춤(●표)과 그에 따른 각 변속요소의 회전속도(○표)를 도식화한 속도선(速度線)도를 나타낸다.

상기 걸어맞춤도표와 속도선도를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 이 기어트 레인에서의 드라이브시 제1속도(1ST)는, C1클러치의 걸어맞춤과 B3브레이크의 걸어맞춤에 상당하는 원웨이 클러치(F-2)의 걸어맞춤에 의해 달성된다. 여기서, B3브레이크를 대신하여 원웨이 클러치(F-2)를 이용하고 있는 것은, 업쉬프트(up-shift)시의 다른 걸어맞춤요소의 걸어맞춤에 따른 해방을, 반력(反力)토크의 반전을 이용하여 제어없이 실행할 수 있도록 하기 위해서이다. 이 경우, 입력축(11)로부터 감속 플래니터리기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 C1클러치경유(經由)로 플래니터리기어 세트(G)의 리어 선기어(S3)에 입력되고, 원웨이 클러치(F-2)의 걸어맞춤을 개재하여 케이스(10)에 지지된 캐리어(C2)에 반력을 얻어, 링기어(R2)의 최대감속비의 감속회전(도 3의 1ST참조)이 출력축(19)에 출력된다,

한편, 제1속도로 타력 주행(coast)(도 2에 「E/G브레이크」라고 표기)할 때에는, 반력토크의 반전에 의해 공전상태로 바뀌는 원웨이 클러치(F-2)를 대신하여 B3브레이크를 걸어맞춤으로써 제1속도(1ST)가 달성된다. 이 경우, 출력축(19)으로부터 플래니터리기어 세트(G)의 링기어(R2)에 들어가는 입력이, B3브레이크의 걸어맞춤에 의해 걸려 고정된 캐리어(C2)에 반력을 얻어 리어 선기어(S3)에 출력되고, 이것이 C1클러치경유로 감속 플래니터리기어(G1)에서 증속(增速)되어 입력축(11)에 전달되고, 토크컨버터(4)를 거쳐 엔진에 들어가서, 엔진의 펌핑(pumping)작용에 따른 브레이크효과가 발생한다.

다음으로, 제2속도(2ND)는, C1클러치와 B2브레이크 및 원웨이 클러치(F-1)의 걸어맞춤(이 경우도, 본래 걸어맞출 B1브레이크를 대신하여, 그것에 병설(倂設)된 원웨이 클러치(F-1)와 B2브레이크의 걸어맞춤을 이용하는 것은, 상기와 같은 이유 에 의한 업다운쉬프트를 위한 다른 걸어맞춤요소와의 클러칭할 때의 해방 제어를 필요없게 하기 위해서이다.)에 의해 달성된다. 이 경우, 드라이브시에는 입력축(11)으로부터 감속 플래니터리기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 C1클러치경유로 리어 선기어(S3)에 입력되고, B2브레이크의 걸어맞춤에 의해 로크(lock)상태로 유지되는 원웨이 클러치(F-1)에 걸려 고정된 프론트 선기어(S2)에 반력을 얻어, 링기어(R2)의 감속회전이 출력축(19)에 출력된다. 이 때의 감속비는, 도 3에 나타낸 바와 같이 제1속도(1ST)보다 작게 된다.

제2속도로 타력 주행할 때에는, 제1속도(1ST)일 때와 같이 역(逆)경로에서의 토크전달이 되지만, 원웨이 클러치(F-1)에 걸리는 토크의 방향이 역방향이 됨으로써 공전상태가 되는 원웨이 클러치(F-1)를 대신하는 B1브레이크의 걸어맞춤에 의해 걸려 고정된 프론트 선기어(S2)에 반력을 얻게 되어, 입력축(11)에 전달된 토크를 제동하는 엔진의 펌핑작용에 의한 브레이크효과가 발생한다. 또한, 드라이브할 때에 원웨이 클러치(F-1)의 걸어맞춤을 유효하게 한 B2브레이크에 대해서는, 토크전달에 관계가 없게 되므로, 조작의 단순화를 위해, 이 걸어맞춤이 장해가 되지 않는 제3속도 이상의 변속단에 대해서도 걸어맞춘 상태가 된다.

또한, 제3속도(3RD)는, C1클러치와 C3클러치의 동시 걸어맞춤에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)으로부터 감속 플래니터리기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 C1클러치와 C3클러치경유로 동시에 프론트 선기어(S2)와 리어 선기어(S3)에 입력되어 플래니터리기어 세트(G)가 직결(直結)상태가 되기 때문에, 양(兩)선기어(S2, S3)로의 입력회전과 같은 링기어(R2)의 회전이 입력축(11)의 회전에 대해서는 감속 플래니터리기어(G1)에서 감속된 만큼 감속된 회전으로서 출력축(19)에 달성된다.

그리고, 제4속도(4TH)는, C1클러치와 C2클러치의 동시 걸어맞춤에 의해 달성된다. 이 경우, 한쪽에서 입력축(11)으로부터 감속 플래니터리기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 C1클러치경유로 리어 선기어(S3)에 입력되고, 다른쪽에서 입력축(11)으로부터 C2클러치경유로 입력된 비(非)감속회전이 캐리어(C3)에 입력되어, 2개의 입력회전의 중간 회전이, 입력축(11)의 회전에 대해서는 약간 감속된 링기어(R3)의 회전으로서 출력축(19)에 출력된다.

다음으로, 제5속도(5TH)는, C2클러치와 C3클러치의 동시 걸어맞춤에 의해 달성된다. 이 경우, 한쪽에서 입력축(11)으로부터 감속 플래니터리기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 C3클러치경유로 프론트 선기어(S2)에 입력되고, 다른쪽에서 입력축(11)으로부터 C2클러치경유로 입력된 비감속회전이 캐리어(C2)에 입력되어, 링기어(R2)의 입력축(11)의 회전에 의해 약간 증속된 회전이 출력축(19)에 출력된다.

그리고, 제6속도(6TH)는, C2클러치와 B1브레이크의 걸어맞춤에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)으로부터 C2클러치경유로 비(非)감속회전이 캐리어(C2)에만 입력되어, B1브레이크의 걸어맞춤에 의해 걸려 고정된 프론트 선기어(S2)에 반력을 얻는 링기어(R2)의 더욱 증속된 회전이 출력축(19)에 출력된다.

또한, 후진(REV)은 C3클러치와 B3브레이크의 걸어맞춤에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)으로부터 감속 플래니터리기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 C3클러치경유로 프론트 선기어(S2)에 입력되고, B3브레이크의 걸어맞춤에 의해 걸려 고정 된 캐리어(C2)에 반력을 얻는 링기어(R2)의 역전(逆轉)이 출력축(19)에 출력된다.

상기 기어트레인과 같이 합계 6개의 걸어맞춤요소를 구비하는 경우, 각 걸어맞춤요소의 걸어맞춤 조합을 보면, 2요소가 걸어맞춰지는 조합(제1패턴)으로서는 도 4에 도표화하여 나타낸 바와 같이 15개의 조합이 성립한다. 이 패턴중 ①은 제1속도 엔진브레이크(1stEB)에 대응하고, ②는 제2속도(2nd), ③은 제2속도 엔진브레이크(2ndEB), ④는 제3속도(3rd), ⑤는 제4속도(4th), ⑥은 제5속도(5th), ⑦은 제6속도(6th), ⑫는 후진(Rev)에 대응한다. 따라서, 이 패턴에서의 전진주행단시 장해가 되는 것은 우선 ⑧∼⑮이지만, B2브레이크걸어맞춤과 다른 걸어맞춤과의 조합은 원웨이 클러치(F-1)의 작동과의 관계에서 제외할 수 있기 때문에, 최종적으로 남는 것은 ⑨, ⑩, ⑫, ⑭, ⑮의 패턴이 되며, 이들의 성립을 금지함으로써 인터로크를 막을 수 있다.

다음으로, 3요소가 걸어맞춰지는 조합(제2패턴)으로서는 도 5에 도표화하여 나타낸 바와 같이 20개의 조합이 성립한다. 이 패턴중 ③은 제4속도(4th), ⑥은 제3속도(3rd), ⑧은 제2속도 엔진브레이크(2ndEB), ⑫의 패턴은 제5속도(5th), 동일하게 ⑭는 제6속도(6th)에 대응하고, ①, ②를 제외한 다른 조합은 모두 상기 제1패턴의 어느 것에 포함된다. 따라서, 이 제2패턴 중 전진주행단에서의 장해가 되는 것은 ①, ②뿐이며, 이들의 성립을 금지함으로써 인터로크를 막을 수 있다.

그리고, 4요소 이상이 걸어맞춰지는 조합에 대해서는 도시를 생략하였지만, 상기 2요소 또는 3요소의 조합에 포함된다. 이상을 종합하면, 금지할 조합으로서 남는 것은 도 6에 나타낸 제1패턴의 ⑨, ⑩, ⑫, ⑭, ⑮ 및 도 7에 나타낸 제2패턴 의 ①, ②가 된다. 이것을 구체적으로 말하면, C2클러치와 B3브레이크, C3클러치와 B1브레이크, C3클러치와 B3브레이크, B3브레이크와 B1브레이크, B2브레이크와 B3브레이크가 동시에 걸어맞춰지는 5개의 조합과, C1클러치, C2클러치 및 C3클러치가 동시에 걸어맞춰지는 조합과, C1클러치, C2클러치 및 B1브레이크가 동시에 걸어맞춰지는 2개의 조합을 유압회로상의 밸브로 유로적(油路的)으로 금지하면 되는 것이 된다.

다음으로, 도 1에 나타낸 기어트레인에 있어서, 도 2의 작동도표에 나타낸 각 변속단을 달성하기 위한 유압제어장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 8은 유압제어장치의 변속제어에 관련되는 부분의 전체회로구성을 나타낸다. 이 유압회로는 유압원으로서의 오일펌프(71)에 의해 빨아 올려져, 라인압유로(L1)에 배출되는 유압을 프라이머리 레귤레이터 밸브(primary regulator valve)(72)에 의해 적절하게 다른 유로(油路)에 배출하면서 조압하여, 차량의 주행부하에 따른 적정한 라인압을 만들어 내고, 그 라인압을 제어의 기준압으로 하여 회로내의 각 밸브에 의해 압력 및 방향제어하여 각 걸어맞춤요소의 유압서보(84∼89)에 급배(給排)하는 회로를 구성하고 있다. 이 회로의 특징으로서 각 클러치 및 브레이크의 유압서보로의 공급경로에는 조압수단으로서 각각에 전용 리니어 솔레노이드밸브와 컨트롤밸브가 설치되어 있다.

회로의 기준압이 되는 라인압을 만들어 내는 프라이머리 레귤레이터 밸브(72)는 탄성력에 대향시켜 라인압의 직접적인 피드백(feedback)압을 인가받고, 그리고 라인압에 대향시켜 리니어 솔레노이드밸브(SLT)가 출력하는 스로틀(throttle)압을 신호압으로서 인가받아, 라인압유로(L1)에 접속한 입력포트와 로크업(L-up)회로로 통하는 출력포트와 드레인포트의 연이어 통하는 정도를 조절하는 스풀과 플런저(plunger)를 구비하는 조압밸브로 구성되어 있으며, 오일펌프(71)의 배출량(吐出量)과 소요되는 라인압이 근접하고 있을 때는, 드레인포트로의 연이어 통하는 정도를 작게 하여 잉여(剩餘)압을 주로 로크업회로와 윤활유로에 공급하고, 소요되는 라인압에 대하여 배출양이 지나치게 많은 상태가 되어 인가되는 피드백신호압이 높아지면, 드레인포트로의 연이어 통하는 정도를 늘려 유로(L2)로의 드레인 양을 늘리고, 라인압을 차량 주행부하에 따라 각 걸어맞춤요소의 걸어맞춤을 유지시키기에 족한 소정의 값으로 유지하는 작용을 한다.

이하, 각 밸브와 유로접속의 관계를 설명한다. 매뉴얼밸브(73)는 라인압유로(L1)에 접속한 입력포트를 폐쇄하는 "P"포지션과, 입력포트를 R 레인지 출력포트로 연이어 통하게 하여 다른 출력포트를 드레인시키는 "R"포지션과, 입력포트를 모든 출력포트에 대하여 폐쇄하는 "N"포지션(도시된 위치)과, 입력포트를 D 레인지 출력포트로 연이어 통하게 하여 R 레인지 출력포트를 드레인시켜, 제2의 D 레인지 출력포트를 폐쇄하는 "D", "4", "3"포지션과, 입력포트를 D 레인지 출력포트와 제2의 D 레인지 출력포트로 동시에 연이어 통하게 하여, R 레인지 출력포트를 드레인시키는 "2"포지션의 7포지션 절환을 실행하는 스풀밸브로 구성되어 있다. 따라서, 이 매뉴얼밸브(73)는 "D"포지션에서는 D 레인지 유로(L3)를 거쳐 B1브레이크, C1클러치, C2클러치, B2브레이크, B3브레이크 및 C3클러치의 유압서보로 라인압을 공급하고, "R"포지션에서는 R 레인지 유로(L4)를 거쳐 B3브레이크의 유압서보(89)로의 유압 공급과, B1브레이크 유압서보(87) 및 C3클러치 유압서보(86)로의 유압 공급을 실행한다. 더욱이, 이 매뉴얼밸브(73)는 주지하는 바와 같이 차량운전자에 의한 쉬프트레버조작으로 절환된다.

각 C1∼C3클러치 및 B1∼B3브레이크의 각 유압서보(84∼89)에 대한 공급로는, 기본적으로 각각에 대한 어플라이압의 조압 및 해방을 위한 각 컨트롤밸브와 리니어 솔레노이드밸브로 이루어지는 조압수단의 한 쌍을 구비하고 있으며, 리니어 솔레노이드밸브로의 신호오류나 고장시 페일세이프(fail-safe)를 위한 유로접속상태를 보증하는 각종 밸브를 컨트롤밸브보다 상류측에 설치한 구성이 채택되어 있다. 상세하게는, 각각 D 레인지 유로(L3)와 R 레인지 유로(L4)를 선택적으로 공급로로 하는 각 유압서보에 대하여, C3클러치 유압서보(86)에 대한 공급유로에는 리니어 솔레노이드밸브(SLC3)의 신호압으로 작동하는 C3컨트롤밸브(93)가 삽입되고(介揷), B1브레이크 유압서보(87)에 대한 공급유로에는 리니어 솔레노이드밸브(SLB1)의 신호압으로 작동하는 B1컨트롤밸브(94)가 삽입되어 있다. 그리고, 오로지 D 레인지 유로(L3)를 공급로로 하는 각 유압서보에 대하여, C1클러치 유압서보(84)에 대한 공급유로에는 리니어 솔레노이드밸브(SLC1)의 신호압으로 작동하는 C1컨트롤밸브(91)가 삽입되고, C2클러치 유압서보(85)에 대한 공급유로에는 리니어 솔레노이드밸브(SLC2)의 신호압으로 작동하는 C2컨트롤밸브(92)가 삽입되며, B2브레이크 유압서보(88)에 대한 공급유로에는, 리니어 솔레노이드밸브(SLB2)의 신호압으로 작동하는 B2컨트롤밸브(95)가 삽입되어 있다. 그리고, R 레인지 유로(L4)와 D 레인지 유로(L3)를 선택적으로 공급로로 하는 B3브 레이크 유압서보(89)에 대한 공급유로만은 B3컨트롤밸브(80)에 대하여 스로틀압의 조압을 겸하는 리니어 솔레노이드밸브(SLT)가 대응하는 구성으로 되어 있다.

상기 각 컨트롤밸브(91∼95)는 모두 동일한 구성으로 되어 있고, 도 9에 대표로 C1클러치의 공급로를 나타낸 것같이, 컨트롤밸브(91)는 양쪽끝에 랜드(land)를 가지는 스풀(91A)과, 스풀의 한쪽끝에 탄성력을 부하(負荷)하는 스프링(91B)을 구비하고, 스풀(91A)의 다른쪽끝에 인가되는 각 리니어 솔레노이드밸브로부터의 신호압(이하, 솔레노이드압)과 탄성력과의 균형에 의해 입력포트(91a)와 출력포트(91b)의 연이어 통하는 정도(連通度)를 조절하는 어플라이압의 조압과, 출력포트(91b)와 드레인포트(EX)와의 연이어 통함에 따른 드레인접속을 실행한다.

각 컨트롤밸브(91∼95)로의 솔레노이드압의 인가를 실행하는 각 리니어 솔레노이드밸브도 모두 동일한 구성으로 되어 있으며, 동일하게 도 9에 대표적으로 C1클러치의 공급로를 나타낸 바와 같이, 리니어 솔레노이드밸브(SLC1)는 양쪽끝에 랜드를 가지는 스풀(9'A)과, 스풀의 한쪽끝에 탄성력을 부하(負荷)하는 스프링(9'B)과, 솔레노이드 작동의 부하를 스풀의 다른쪽에 주는 플런저(9'C)를 구비하고, 스풀(9'A)의 다른쪽에 인가되는 피드백압과 플런저부하에 대한 탄성력과의 균형에 의해 입력포트(9'a)와 출력포트(9'b)와의 연이어 통하는 정도와, 출력포트(9'b)와 드레인포트(EX)와의 연이어 통하는 정도의 조절에 따른 솔레노이드압의 조압을 실행한다. 이들 각 리니어 솔레노이드밸브는 조압폭에 대한 스풀스트로크(spool stroke)를 크게 하여 조압 정밀도를 향상시키고, 기준압을 라인압보다 감압된 압력으로 하기 위하여, 라인압유로(L1)에 대하여 솔레노이드모듈레이터밸브(74)경유로 감압된 모듈레이터압유로(L5)에 입력포트(9'a)가 접속되어 있다. 그리고, 상기 스풀부하관계로 알 수 있는 바와 같이, 이들 리니어 솔레노이드밸브는 신호오프시에 플런저부하가 해방되는 것으로, 탄성력에 의해 입출력포트가 연이어 통하는 상태가 되는 상개형(常開型)의 밸브로 되어 있다.

모듈레이터압유로(L5)에 입력포트가 접속된 또 하나의 솔레노이드밸브(SL1)는, 입출력포트 사이를 개폐하는 상폐형(常閉型)의 온오프 솔레노이드밸브로 되어 있으며, 그 출력포트는 B3브레이크 유압서보(89)의 공급유로에 삽입된 릴레이밸브(81)의 스풀단(端)의 수압부에 접속되어 있다. 이 릴레이밸브(81)는 양쪽끝에 랜드를 가지는 스풀과, 그 한쪽끝에 탄성력을 부하하는 스프링으로 구성되고, B3브레이크 유압서보(89)에 통하는 중앙의 출력포트를 사이에 두고 양측에 2개의 입력포트를 가지는 절환밸브로 되어 있다. 이들 입력포트의 한쪽은 R 레인지 유로(L4)에 접속되고, 다른쪽은 후에 상세하게 서술하는 B3컨트롤밸브(80)의 출력포트에 접속되어 있다.

다음으로, 페일세이프에 관련된 각종 밸브에 대하여 설명한다. 여기서, 각 페일세이프밸브와 유압서보와 관련된 전제가 되는 공통된 구성으로서, 각 걸어맞춤요소의 유압서보(이하, 이 설명에서의 참조부호는 도 9와의 참조의 편리상, 대표적 예로서의 C1클러치의 것을 나타낸다)(84)의 리턴스프링(84C)에 의해 피스톤(84B)에 작용하는 탄성력과 균형을 이루는 실린더(84A) 내의 어플라이압(이 때의 유압을 리턴스프링압이라고 한다)은, 모든 유압서보에 대하여 같은 유압(예컨대, 1㎏/㎠)으로 되어 있다. 이 설정의 목적은 걸어맞춤요소가 인터로크할 때의 타이업 정도를 가능한 최소한으로 하기 위해서이고, 그로 인하여 각 페일세이프밸브는 그들의 스풀 한쪽끝에 상기 리턴스프링압에 상당하는 탄성력이 인가되도록 구성되고, 1개의 걸어맞춤요소의 유압서보의 어플라이압이 탄성력에 대향하여 인가되었을 때, 어플라이압에 의한 하중과 탄성력이 균형을 이루는 구성으로 되어 있다. 그렇게 함으로써, 1개의 걸어맞춤요소의 유압서보로의 어플라이압이 리턴스프링압(피스톤(84B)이 백클리어런스(back clearance)(S)를 채워 마찰걸어맞춤부재(84D)를 걸어맞춰 토크전달을 개시하는 상태)을 넘으면 밸브가 작동하게 된다.

도 10에 상세를 나타낸 바와 같이, 제1 C1컷오프밸브(75)는 입력포트(75a)의 출력포트(75b)로의 연이어 통함과 신호압출력포트(75c)로의 연이어 통함, 신호압입력포트(75d)의 상기 신호압출력포트(75c)로의 연이어 통함과 신호압출력포트(75c)로의 연이어 통함의 차단을 절환하는 절환밸브가 되어, 3개의 절환랜드부의 지름에 대하여 2단계로 지름이 축소(縮徑)된 수압부를 가지는 스풀(75A)과, 플런저(75B)와, 플런저를 스풀(75A)에 누르는(押壓) 스프링(75C)을 구비하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 스풀단(75e)에 C1클러치 유압서보(84)의 어플라이압, 제1경차(徑差)수압부(75f)에 C2클러치 유압서보(85)의 어플라이압(P_C-2), 제2경차수압부(75g)에 C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압(P_C-3)이 인가되는 구성으로 되어 있다. 또한, 플런저(75B)의 배후에는 피드백라인압과 탄성력이 인가되도록 구성되어 있다. 더욱이, 스풀(75A)과 플런저(75B)와의 맞닿은 부분(當接部)에는 R 레인지 유로(L4)의 유압이 인가되는 구성으로 되어 있다.

그리고, 이 제1 C1컷오프밸브(75)에서는, 상기 3개의 유압서보중 어느 2개의 유압서보의 어플라이압과 라인압이 균형되어 있다. 즉, 예컨대 걸어맞춤상태에 있을 때의 C1클러치 유압서보(84)의 어플라이압(=라인압)과 스풀단(75e)의 수압면적과의 곱과, 동일하게 걸어맞춤상태에 있는 C2클러치 유압서보(85)의 어플라이압(=라인압)과 제1경차수압부(75f)의 수압면적과의 곱의 합에 대하여, 피드백압(=라인압)과 플런저(75B)의 수압면적과의 곱이 균형되어 있다. 그리고, 제2경차수압부(75g)에 인가되는 C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압(=리턴스프링압)과 탄성력이 균형되어 있다. 이 결과, 2개의 걸어맞춤요소가 걸어맞춤상태(어플라이압이 라인압까지 상승한 공급상태)에 있고, 게다가 또 1개의 걸어맞춤요소의 어플라이압이 리턴스프링압을 넘으면 절환작동한다.

제2 C1컷오프밸브(76)도 제1 C1컷오프밸브(75)와 완전히 동일한 구성으로 되어 있으므로, 제1 C1컷오프밸브를 나타내는 도 10에 괄호쓰기로 부호를 나타내었지만, 각 포트도 제1 C1컷오프밸브(75)에 대하여 실질적으로 병렬의 연이어 통하는 관계가 되어, D 레인지 유로(L3)에 대해서는 제1 C1컷오프밸브(75)보다 상류측에 직렬로 배치되어 있다. 또한, R 레인지 유로(L4)에 대해서는 병렬배치의 관계에 있다. 이 제2 C1컷오프밸브(76)에서는 제2경차수압부(76g)에 관하여 C3유압서보(86)의 어플라이압을 대신하여 B1유압서보(87)의 어플라이압(P_B-1)이 인가되도록 구성되어 있는 점만이 상이하지만, 작동에 대해서는 제1 C1컷오프밸브(75)와 같다.

다음으로, B3컷오프밸브(78)는 도 11에 확대하여 상세하게 나타낸 바와 같이, 스풀(78A)과, 경차(徑差)를 가지는 플런저(78B)가 별도로 구성되어, 스풀(78A) 의 한쪽끝에 스프링(78C)이 맞닿아(當接) 배치되고, 그 탄성력에 의해 스풀(78A)과 플런저(78B)가 맞닿는 구성으로 되어 있다. 이 경우의 플런저(78B)는 2단(段)의 경차수압부(78b, 78c)를 가지며, 플런저단(78a)에 C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압(P_C-3), 제1경차부(78b)에 C2클러치 유압서보(85)의 어플라이압(P_C-2), 제2경차수압부(78c)에 B1브레이크 유압서보(87)의 어플라이압(P_B-1), 스풀(78A)과의 맞닿은 측 플런저단(78d)에 B2브레이크의 어플라이압(P_B-2)이 각각 인가되도록 구성되어 있다. 또한, 스풀(78A)의 한쪽끝에는 탄성력만이 부하되도록 구성되어 있다.

이 B3컷오프밸브(78)에서는, 상기 4개의 걸어맞춤요소 중 1개의 걸어맞춤요소의 리턴스프링압과 탄성력이 균형되어 있다. 즉, C3클러치 유압서보(86)의 리턴스프링압과 플런저단(78a)의 수압면적과의 곱과, C2클러치 유압서보(85)의 리턴스프링압과 제1경차수압부(78b)의 면적과의 곱과, B1브레이크 유압서보(87)의 리턴스프링압과 제2경차수압부(78c)의 면적과의 곱과, 브레이크(B-2)의 유압서보(88)의 리턴스프링압과 스풀단(78d)의 수압면적과의 곱의 어느 1개에 대해서 탄성력이 균형되어 있다. 이 결과, 4개의 걸어맞춤요소중 어느 1개의 걸어맞춤요소로의 유압이 리턴스프링압 이상이 되면 밸브가 작동한다.

C3어플라이 릴레이밸브(77)는, B1컨트롤밸브(94)의 공급유로를 개폐하기 위해 마련되어 있으며, 셔틀밸브(79)에 연결되는 입력포트와, B1컨트롤밸브(94)에 연결되는 출력포트에 연이어 통하고, 이 출력포트를 드레인 연이어 통함으로써 입력포트를 닫는 한 쌍의 랜드를 구비하는 스풀과, 스풀의 한쪽끝에 입출력포트의 연이 어 통하는 방향으로 탄성력을 인가하는 스프링으로 구성되어 있다. 그리고, 스풀의 다른쪽끝에는 C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압이 인가되도록 구성되어 있다. 이 밸브의 작동은 B3컷오프밸브(78)와 같으며, C3유압서보(86)의 어플라이압이 리턴스프링압 이상이 되면 밸브가 폐쇄작동한다.

상기와 같이 각 밸브에는 복수의 걸어맞춤요소의 유압이 인가되도록 구성되어 있기 때문에, 리턴스프링압이 각 걸어맞춤요소간에 상이하면 탄성력이 고정치이기 때문에 밸브의 작동에 산포(散布, dispersion)가 생기는 것에 대하여 이를 막는 대책이 강구되고 있다.

상기 구성으로 이루어지는 유압회로에서는, 매뉴얼밸브(73)의 "N"포지션에서는 라인압유로(L1)에 연결되는 입력포트에 대하여 모든 출력포트가 랜드에서 닫혀서 모든 출력포트가 드레인되기 때문에, 직접 라인압유로(L1)에 연결되는 솔레노이드모듈레이터밸브(74)가 출력하는 모듈레이터압만이 모듈레이터압유로(L5)에 출력되고, 모듈레이터압을 기준압으로 하여 리니어 솔레노이드밸브(SLT)에서 조압된 스로틀압이 B3컨트롤밸브(80)의 탄성력부하측 수압부에 중첩(重疊)하여 인가된다. 이 때, 각 리니어 솔레노이드밸브는 도 12의 솔레노이드 작동도표에 나타낸 바와 같이 모두 온(ON)의 솔레노이드압 비(非)출력상태에 있고, 각 컨트롤밸브(91∼95)는 드레인 연이어 통하는 상태에 있지만, 이와는 관계없이 유압의 공급은 이루어지지 않는다. 이 관계는 매뉴얼밸브(73)의 "P"포지션에 대해서도 스풀위치는 다르지만 연이어 통하는 관계는 같다.

매뉴얼밸브(73)가 "D"포지션으로 절환되면 D 레인지 유로(L3)에 라인압이 출 력되기 때문에, 제2 C1컷오프밸브(76), B3컷오프밸브(78), 셔틀밸브(79), C2컨트롤밸브(92), B2컨트롤밸브(95)로의 라인압 공급이 개시된다. 그리고, 제2 C1컷오프밸브(76)에 공급된 라인압은 탄성력에 의해 도시된 우측 스풀위치에 있는 연이어 통하는 관계로부터 제1 C1컷오프밸브(75)에 공급되고, 동일하게 탄성력에 의해 도시된 우측 스풀위치에 있는 연이어 통하는 관계로부터 C1컨트롤밸브(91)에 공급된다. 또한, B3컷오프밸브(78)에 공급된 라인압은 탄성력에 의해 도시된 우측 스풀위치에 있는 연이어 통하는 관계로부터 B3컨트롤밸브(80)에 공급되고, 스로틀압과 그 피드백압의 인가로 조압상태에 있는 이 B3컨트롤밸브(80)에서 조압되어 릴레이밸브(81)에 공급되지만, 온오프 솔레노이드밸브(SL1)로부터의 솔레노이드압의 인가에 의해 도시된 우측위치에 있는 릴레이밸브(81)에 차단되어 B3브레이크 유압서보(89)로는 공급되지 않는다. 또한, 셔틀밸브(79)에 공급된 라인압은 체크볼을 도시된 좌측으로 밀어 내어, C3컨트롤밸브(93)에 공급됨과 동시에, 동일하게 탄성력에 의해 도시된 우측 스풀위치에 있는 C3어플라이 릴레이밸브(77)경유로 B1컨트롤밸브(94)에 공급된다. 또한, C2컨트롤밸브(92)와 B2컨트롤밸브(95)로는 라인압이 직접 공급된다.

다음으로, 통상(솔레노이드밸브 정상)일 때의 밸브작동에 대하여 설명한다. 상기 연이어 통하는 상태에서 도 12의 솔레노이드 작동도표에 나타낸 바와 같이, 제1속도 달성을 위해 리니어 솔레노이드밸브(SLC1)만 신호 오프(off)로 하면, C1컨트롤밸브(91)가 솔레노이드압을 인가받아 조압상태가 되고, C1클러치 유압서보(84)로의 어플라이압의 공급이 이루어진다. 이에 따라 C1클러치가 걸어맞춰지고 원웨이 클러치(F-1)와의 협동에 의해 제1속도가 달성된다. 이 때의 어플라이압은 제1 C1컷 오프밸브(75)의 신호압입력포트(75d)로부터 신호압출력포트(75c)를 경유하여 자신의 스풀단(75e)(도 10 참조)과, 또한 제2 C1컷오프밸브(76)의 신호압입력포트(76d)로부터 신호압출력포트(76c)를 경유하여 그 스풀단(76e)(도 10 참조)에 인가되지만, 이들 밸브에서의 대향하는 탄성력과 피드백라인압이 우세하므로 절환은 발생하지 않는다. 이 때, B3컨트롤밸브(80)를 포함하는 각 컨트롤밸브(92∼95)까지는 라인압이 공급되지만, 컨트롤밸브(92∼95)에 대해서는 각 리니어 솔레노이드밸브의 신호 온(on)에 의해 솔레노이드압이 출력되지 않기 때문에, 컨트롤밸브(92∼95)는 조압출력을 실행하지 않는다. 또한, B3컨트롤밸브(80)에 대해서는 리니어 솔레노이드밸브(SLT)가 스로틀압출력의 조압상태에 있기 때문에 그 스로틀압의 인가에 의해 조압출력을 실행하지만, 이 출력유압은 온오프 솔레노이드밸브(SL1)의 온(on)에 의한 솔레노이드압의 인가에 의해 도시된 우측위치에 있는 릴레이밸브(81)에 차단되어 B3브레이크 유압서보(89)로는 도달하지 않는다.

다음으로, 엔진브레이크를 필요로 하는 경우는 매뉴얼밸브(73)가 "2"포지션으로 절환되게 되지만, 제2의 D 레인지 출력포트가 개방되는 것만으로 유로가 연이어 통하는 상태는 "D"포지션과 특별히 다르지 않다. 이 경우, 전기신호 상에서, 온오프 솔레노이드밸브(SL1)가 신호 오프가 되므로, 릴레이밸브(81)로의 솔레노이드압의 인가가 해방되고, 이 릴레이밸브(81)의 도시된 좌측위치로의 절환에 의해 B3컨트롤밸브(80)로부터 공급되고 있는 어플라이압이 B3브레이크의 유압서보(89)로 공급된다. 다른 유압서보로의 유로가 연이어 통하는 관계는 드라이브할 때와 동일하다. 이에 따라 B3브레이크가 걸어맞춰지고, C1클러치와 B3브레이크의 걸어맞춤에 의한 제1속도 엔진브레이크 달성상태가 된다.

제2속도는 리니어 솔레노이드밸브(SLC1)로의 신호 오프와, 리니어 솔레노이드밸브(SLB2)로의 신호 오프에 의해 달성된다. 이 상태에서는 상기 C1클러치 유압서보(84)로의 어플라이압 공급상태에 더하여, B2컨트롤밸브(95)가 조압상태가 되고, 조압된 어플라이압이 B2브레이크 유압서보(88)로 공급된다. 이 어플라이압은 B3컷오프밸브(78)의 스풀(78A)과 플런저(78B)(도 11참조) 사이에 인가되어, 이 압력이 리턴스프링압을 넘으면 B3컷오프밸브(78)의 스풀(78A)만이 도시된 좌측에 나타낸 위치에 탄성력에 저항하여 눌려진다. 이에 따라, B3컨트롤밸브(80)로의 라인압 공급은 차단된다. 따라서, 온오프 솔레노이드밸브(SL1)의 온(on)에 의한 솔레노이드압의 인가에 의해 도시된 우측 위치에 있는 릴레이밸브(81)에 의한 차단을 기다리지 않고 B3브레이크 유압서보(89)로의 유압 공급은 이루어지지 않게 된다. 이렇게 하여 C1클러치걸어맞춤, 원웨이 클러치(F-1)경유의 B2브레이크 반력(反力)지지에 의한 제2속도가 달성된다.

제2속도 엔진브레이크는 매뉴얼밸브(73)가 "3" 또는 "2"포지션으로 절환되는 것을 전제로 하지만, 유로의 연이어 통하는 상태는 "D"포지션과 특별히 다르지 않고, 3개의 리니어 솔레노이드밸브(SLC1, SLB1, SLB2)로의 신호 오프에 의해 달성된다. 이 상태에서는 상기 제2속도 드라이브할 때의 어플라이압 공급상태에 더하여, 리니어 솔레노이드밸브(SLB1)로부터의 솔레노이드압의 인가에 의해 B1컨트롤밸브(94)가 조압상태가 되고, 조압된 어플라이압이 B1브레이크의 유압서보(87)로 공급된다. 이 어플라이압은 제2 C1컷오프밸브(76)의 제2경차수압부(76g)(도 10 참조)에 중첩하여 인가되지만, 이 상태에서도 제2 C1컷오프밸브(76)는 탄성력과 라인압의 피드백에 의한 부하가 우세하므로 절환되지 않는다. 또한, 이 어플라이압은 동시에 B3컷오프밸브(78)의 플런저(78B)(도 10 참조)의 제2경차수압부(78c)에도 인가되지만, 단면(端面)에 B2브레이크 유압서보(88)로의 어플라이압을 받는 플런저(78B)의 이동은 발생하지 않는다. 이렇게 하여 C1클러치 걸어맞춤, B1브레이크 반력(反力)지지에 의한 제2속도 엔진브레이크가 달성된다. 또한, 이 경우의 B2브레이크의 걸어맞춤은 상술한 바와 같이 엔진브레이크 달성을 위한 토크전달에는 관여하지 않는다.

제3속도는 리니어 솔레노이드밸브(SLC1)로의 신호 오프와, 리니어 솔레노이드밸브(SLC3)로의 신호 오프에 의해 달성된다. 이 경우, 상기 C1클러치 유압서보(84)로의 어플라이압 공급상태는 그대로이며, 리니어 솔레노이드밸브(SLC3)로부터의 솔레노이드압의 인가에 의해 C3컨트롤밸브(93)가 조압상태가 되고, 그 어플라이압이 C3클러치의 유압서보(86)로 공급된다. 이 어플라이압은 C3어플라이 릴레이밸브(77)의 스풀단에 인가되어, 이 C3어플라이 릴레이밸브(77)는 도시된 좌측에 나타낸 위치로 절환된다. 이에 따라 B1컨트롤밸브(94)로의 유압 공급은 차단된다. 또한, C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압은 제1 C1컷오프밸브(75)의 제2경차수압부(75g)(도 10 참조)에 중첩하여 인가되지만, 이 경우도 탄성력과 라인압의 피드백에 의한 부하가 우세하므로 절환되지 않는다. 이렇게 하여 C1클러치, C3클러치 동시 걸어맞춤에 의한 제3속도가 달성된다.

제4속도는 리니어 솔레노이드밸브(SLC1)로의 신호 오프와, 리니어 솔레노이 드밸브(SLC2)로의 신호 오프에 의해 달성된다. 이 상태에서는 상기 C1클러치 유압서보(84)로의 어플라이압 공급상태는 그대로이며, 리니어 솔레노이드밸브(SLC2)로부터의 솔레노이드압의 인가에 의해 C2컨트롤밸브(92)가 조압상태가 되고, 그 어플라이압이 C2클러치의 유압서보(85)로 공급된다. 이 어플라이압은 제1, 제2 C1컨트롤밸브(75, 76) 및 B3컷오프밸브(78)의 3자(者)의 경차수압부에 인가되지만, 이들 밸브의 절환은 발생하지 않는다. 이에 따라 C1클러치, C2클러치 동시 걸어맞춤에 의한 제4속도가 달성된다.

제5속도는 리니어 솔레노이드밸브(SLC2)로의 신호 오프와, 리니어 솔레노이드밸브(SLC3)로의 신호 오프에 의해 달성된다. 이 상태에서는 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압 공급상태와, C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압 공급상태가 발생하고, C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압이 제1, 제2 C1컨트롤밸브(75, 76) 및 B3컷오프밸브(78)의 3자(者)의 경차수압부에 인가되고, 또한 C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압이 제1 C1컷오프밸브(75)의 경차수압부와, B3컷오프밸브(78)의 도시된 윗쪽의 스풀단에 중첩하여 인가된다. 그러나, 이 상태에서도 C1컨트롤밸브(91)에 의한 어플라이압의 출력은 실행되지 않으므로, 제1 C1컨트롤밸브(75)의 절환은 발생하지 않는다. 이렇게 하여, C2클러치, C3클러치 동시 걸어맞춤에 의한 제5속도가 달성된다.

제6속도는 리니어 솔레노이드밸브(SLC2)로의 신호 오프와, 리니어 솔레노이드밸브(SLB1)로의 신호 오프에 의해 달성된다. 이 상태에서는 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압 공급상태와, B1브레이크 유압서보(87)로의 어플라이 압 공급상태가 발생하고, C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압이 제1, 제2 C1컷오프밸브(75, 76) 및 B3컷오프밸브(78)의 3자의 경차수압부에 인가되고, 또한 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압이 제1 C1컷오프밸브(75)와 B3컷오프밸브(78)의 경차수압부에 인가되고, 또한 제2 C1컷오프밸브(76)와 B3컷오프밸브(78)의 다른 경차수압부에는 B1브레이크 유압서보(87)로의 어플라이압이 인가되지만, 이 경우도 탄성력과의 관계에서 이들 밸브의 절환은 발생하지 않는다. 이렇게 하여 C2클러치 걸어맞춤, B1브레이크 반력(反力)지지에 의한 제6속도가 달성된다.

또한, 후진은 상기 전진변속단시의 전기신호상의 변화와 달리, 매뉴얼밸브(73)의 "R"포지션으로의 절환이 이루어지기 때문에 유로연결상태가 변화한다. 이 경우, D 레인지 유로(L3)는 드레인 연이어 통하게 되고, 대신하여 R 레인지 유로(L4)가 라인압유로(L1)에 연이어 통하게 된다. 이에 따라, 제1, 제2 C1컷오프밸브(75, 76), 셔틀밸브(79) 및 릴레이밸브(81)로 R 레인지 유로(L4)로부터 라인압의 공급이 이루어지게 된다. 이 상태에서 셔틀밸브(79)의 체크볼이 라인압에 의해 도시된 우측으로 밀려나고, C3어플라이 릴레이밸브(77)와 C3컨트롤밸브(93)로 라인압이 공급된다. 이 상태에서 리니어 솔레노이드밸브(SLC3)로의 신호 오프에 의해, 솔레노이드압의 인가에 의해 C3컨트롤밸브(93)가 조압상태가 되고, C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압의 공급이 이루어진다. 이 어플라이압은 C3어플라이 릴레이밸브(77)의 스풀단에 인가되며, B1컨트롤밸브(94)로의 라인압 공급유로를 차단하는 작용이 발생한다. 다른쪽, 릴레이밸브(81)로의 라인압은 온오프 솔레노이드밸브(SL1)로의 신호 온에 의해 절환되는 릴레이밸브(81)를 거쳐 B3브레이크 유압서 보(89)로 공급된다. 또한, 제1, 제2 C1컷오프밸브(75, 76)의 스풀단과 플런저와의 맞닿은 부분에는 R 레인지 유로(L4)의 유압이 인가되고, 양 밸브의 플런저만이 도시된 좌측의 위치에 눌려지지만, 이 작동은 유압 공급에는 관여하지 않는다. 또한, C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압은 B3컷오프밸브(78)의 도시된 윗쪽의 스풀 단부(端部)에 인가되어, 이 밸브(78)의 스풀과 플런저는 탄성력에 저항하여 동시에 도시된 좌측의 위치로 절환되지만, 이 작동도 유압 공급에는 관여하지 않는다. 이렇게 하여 C3클러치 걸어맞춤, B3브레이크 반력(反力)지지에 의해 후진단이 달성된다.

다음으로, 통상(솔레노이드밸브 정상)시 상기와 같은 유압 공급상태가 되는 유압제어장치의 페일(fail)시 작동에 대하여 설명한다. 이 경우, 달성되어 있는 변속단에 상관없이 각 상개형(常開型) 리니어 솔레노이드밸브는 조압상태가 되며, 온오프 솔레노이드밸브(SL1)만이 출력정지상태가 된다.

이 상태를 우선 제1속도 달성시에 대해서 보면, 리니어 솔레노이드밸브(SLC2)가 조압상태가 됨으로써 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압 공급이 개시되고, 리니어 솔레노이드밸브(SLB2)가 조압상태가 됨으로써 B2브레이크 유압서보(88)로의 어플라이압 공급이 개시되며, 또한 리니어 솔레노이드밸브(SLC3)가 조압상태가 됨으로써 C3클러치 유압서보(88)로의 어플라이압 공급이 개시되고, 이들에 대응하는 C2클러치, B2브레이크, C3클러치는 곧 걸어맞춤상태가 된다. 이 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압은 제1 C1컷오프밸브(75)와 제2 C1컷오프밸브(76)의 둘 다 제1경차수압부(75f, 76f)(도 10 참조)에 인가되게 된다. 한편, C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압은 제1 C1컷오프밸브(75)의 제2경차수압부(75g)에 인가되게 된다. 이에 따라 제1 C1컷오프밸브(75)는 본래 스풀단(75e)에 C1클러치 유압서보(84)의 어플라이압(=라인압)이 인가되어 있는 곳에 새롭게 제1경차부(75f)에 C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압이 인가되고, 제2경차수압부(75g)에 C2클러치 유압서보(87)의 어플라이압이 인가되도록 되어 있기 때문에 도시된 좌측 위치로 절환된다. 즉, 입력포트(75a)와 출력포트(75b)의 연이어 통하는 것이 차단되고, 출력포트(75b)가 D 레인지할 때 드레인되는 R 레인지 유로(L4)와 연이어 통하게 되며, 입력포트(75d)가 스풀단(75e)에 연이어 통하게 된다. 또한, 신호압 입력포트(75d)와 신호압 출력포트(75c)와의 연이어 통하는 것이 차단된다. 따라서, C1클러치 유압서보(84)의 어플라이압(=라인압)이 R 레인지 유로(L4)를 경유하여 드레인되고 C1클러치가 해방된다. 이 때, 플런저(75B)의 배후에 인가되어 있던 피드백압(=라인압)도 R 레인지 유로(L4)를 경유하여 드레인된다. 또한, 스풀단(78e)로는 본래에 인가되어 있던 C1클러치 유압서보(84)의 어플라이압(=라인압) 대신에 D 레인지압(=라인압)이 인가된다. 따라서, 제1 C1컷오프밸브(75)는 도시된 윗쪽으로부터 C2클러치 및 C3클러치의 양 유압서보(86, 87)의 어플라이압(=라인압)과 D 레인지압(=라인압)이 인가되는 것에 대하여 대향하는 힘이 탄성력뿐이게 된다. 따라서, 제1 C1컷오프밸브(75)는 확실하게 도시된 좌측 위치에 로크된 절환상태를 계속하므로 부주의한 절환이 방지된다.

다른 한편, 제2 C1컷오프밸브(76)는 본래 제1 C1컷오프밸브(75)경유의 라인 압이 스풀단(76e)에 인가되어 있는 곳에 새롭게 제1경차수압부(76f)에 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압을 인가받게 되지만, 이 밸브의 다른쪽 끝에는 피드백라인압과 탄성력이 대향하여 걸려 있기 때문에, 이 밸브(76)의 절환은 발생하지 않는다. 한편, C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압은 C3어플라이 릴레이밸브(77)의 스풀단에도 작용하기 때문에, 동일하게 이 어플라이압이 리턴스프링압을 넘은 곳에서 이 밸브(77)는 도시된 좌측 위치로 절환되고 B1컨트롤밸브(94)로의 라인압 공급을 차단한다. 따라서, 리니어 솔레노이드밸브(SLB1)의 조압상태에 의해 B1컨트롤밸브(94)로부터는 C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압이 리턴스프링압보다 낮은 과도시(過渡時)에만 유압이 출력되지만, B1브레이크의 걸어맞춤은 토크전달 직전에 저지된다.

또한, B3컷오프밸브(78)에는 그 스풀(78A)과 플런저(78B)의 맞닿은 부분에 B2브레이크 유압서보(88)의 어플라이압이 인가되고, 플런저단(78a)에 C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압이 인가되며, 제1경차수압부(78b)에 C2클러치 유압서보(85)의 어플라이압이 인가되지만, 수압면적차의 관계로부터 플런저(78B)는 도시된 우측의 위치를 유지하며, 스풀(78A)만이 도시된 좌측의 위치로 절환된다. 이에 따라, 그때까지 통해 있던 B3컨트롤밸브(80)로의 라인압 공급은 차단된다. 또한, B3브레이크 유압서보(89)로의 어플라이압 공급은 본래 릴레이밸브(81)에 의해 저지되어 있던 것이, 상기 B3컷오프밸브(78)로의 유압 공급 자체의 차단에 의한 저지로 바뀐다. 이상의 경과로부터 제1속도 드라이브할 때에 페일(fail)상태가 되면, C2클러치와 C3클러치의 동시 걸어맞춤상태가 되어, 도 2의 걸어맞춤도표에 보이는 바와 같이 기어트레인은 제5속도 달성상태로 절환된다.

제1속도 엔진브레이크 달성상태로부터의 페일시에는, 당초 B3브레이크 유압서보(89)가 라인압 공급상태에 있는 점만이 다르고, 상기 경과에 의해 B3컨트롤밸브(80)로의 라인압 공급이 B3컷오프밸브(78)에 의해 저지되기 때문에, 제1속도 드라이브상태로부터의 페일과 동일한 상태가 된다. 따라서, 이 경우에 달성되는 변속단도 제5속도단이 된다.

제2속도 드라이브상태로부터의 페일시는, 당초 상태에서 제1속도 드라이브상태에 대하여 B2브레이크 유압서보(88)가 라인압 공급상태에 있으며, 이에 따라 B3컷오프밸브(78)의 스풀(78A)이 도시된 좌측의 위치로 절환된 상태에 있는 점만이 상이하다. 따라서, B3컨트롤밸브(80)로의 라인압 공급은 당초부터 이루어져 있다. 이 경우의 제1, 제2 C1컷오프밸브(75, 76) 및 C3어플라이 릴레이밸브(77)의 작동은 제1속도 드라이브상태로부터의 페일시와 동일하다. 따라서, 이 경우에 달성되는 변속단도 제5속단이 된다.

다음으로, 제3속도 달성상태로부터의 페일시는, 새롭게 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압 공급이 개시됨으로써 그 어플라이압이 당초부터 스풀단(75e)과 제2경차수압부(75f)에 C3클러치 유압서보(86)의 라인압을 인가받고 있는 제1 C1컷오프밸브(75)와, 스풀단(76e)에 동(同) 유압서보(86)의 라인압을 인가받고 있는 제2 C1컷오프밸브(76)의 제1경차수압부(76f)에 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이압이 인가되게 된다. 따라서, 이 어플라이압이 리턴스프링압을 넘는 곳에서 제1 C1컷오프밸브(75)의 도시된 우측 위치로의 절환이 발생한다. 그 후의 제1, 제2 C1컷오프밸브(75, 76)의 거동(擧動)은 제1속도 드라이브시의 페일상태와 동일하다. 이 경우도, 제1 C1컷오프밸브(75)의 절환타이밍에서 C2클러치 걸어맞춤과 C1클러치 해방의 오버랩에 의한 타이업(tie-up)이 방지된다. 이 경우에 달성되는 변속단도 당연히 제5속단이 된다.

다음으로, 제4속도 달성상태로부터의 페일시는, 당초 상태에 대하여 C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압 공급만으로 유압의 인가(印加)관계의 변화가 발생한다. 이 경우, B1브레이크 유압서보(87)로의 어플라이압 공급에 대해서는, C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압의 인가에 의해 리턴스프링압을 넘는 곳에서 절환되는 C3컷오프밸브(77)에 의해 저지된다. 또한, C1클러치 유압서보(84)로의 어플라이압 공급에 대해서는 당초 C1클러치 유압서보(84)의 라인압을 스풀단(75e)에 인가받고, C2클러치 유압서보(85)의 라인압을 제1경차수압부(75f)에 인가되어 있는 제1 C1컷오프밸브(75)가 C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압을 제2경차수압부(75g)에 인가되도록 되기 때문에, 이 어플라이압이 리턴스프링압을 넘는 곳에서 도시된 좌측의 위치로 절환되고, 상술한 바와 동일한 이유로 C1클러치와 C3클러치의 클러칭할 때의 타이업이 방지된다. 이 경우의 제2 C1컷오프밸브(76)와, B3컷오프밸브(78)에 대한 유압의 인가변화는 그들 밸브의 작동에는 영향을 미치지 않는다. 이렇게 하여 제4속도 페일시에도 제5속단 달성상태가 된다.

제5속도 페일시는, 당초 상태에 대하여 리니어 솔레노이드밸브(SLC1)와 리니어 솔레노이드밸브(SLB1)가 조압상태가 되는 점이 상이하며, 이 솔레노이드압이 C1컨트롤밸브(91)와 B1컨트롤밸브(94)에 인가된다. 이 상태가 되면, C1컨트롤밸브(91)의 어플라이압이 제1 C1컷오프밸브(75)의 스풀단(75e)에 인가되게 되어, 이미 인가되어 있는 제1경차수압부(75f)의 C2클러치 유압서보(85)의 라인압과, 제2경차수압부(75g)의 C3클러치 유압서보(86)의 라인압에 중첩하므로, C1클러치 유압서보(84)로의 어플라이압이 리턴스프링압을 넘는 곳에서 도시된 좌측의 위치로 절환되고, 제1 C1컷오프밸브(75)에 의한 라인압 공급의 저지에 의해 기준압을 잃게 되는 C1컨트롤밸브(91)로부터의 유압출력은 저지된다. 한편, B1컨트롤밸브(94)에는 기준압이 되는 라인압 자체가 C3어플라이 릴레이밸브(77)에 의해 당초부터 저지되어 있기 때문에, B1브레이크 유압서보(87)로의 어플라이압 공급은 발생하지 않는다. 따라서, 이 경우는 제5속단이 그대로 유지된다.

마지막으로, 제6속도 페일시는, 당초 상태에 대하여 C1클러치 유압서보(84)로의 어플라이압 공급과, C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압 공급이 개시된다. 그리고, C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압이 C3어플라이 릴레이밸브(77)의 스풀단과, 제1 C1컷오프밸브(75)의 제2경차수압부(75g)에 인가되게 되어, 이 어플라이압이 리턴스프링압을 넘는 곳에서 C3어플라이 릴레이밸브(77)가 도시된 좌측의 위치로 절환되고, B1컨트롤밸브(94)로의 라인압 공급이 차단되어 B1브레이크의 토크전달에 이르는 걸어맞춤은 회피된다. 더욱이 제1 C1컷오프밸브(75)도 도시된 좌측 위치로 절환되고 C1컨트롤밸브(91)로의 라인압 공급도 차단되어, C1브레이크의 토크전달에 이르는 걸어맞춤도 회피된다. 이렇게 하여, 이 경우도 제5속단 달성상태가 된다.

또한, 리버스(reverse) 페일시는, D 레인지 유로(L3) 자체로의 라인압 공급 이 없기 때문에, 각 솔레노이드밸브의 페일에 관계없이 R 레인지 유로(L4)로부터 라인압 공급을 받는 C3컨트롤밸브(93)로부터의 어플라이압 출력으로 C3클러치 유압서보(86)로의 유압 공급과, B1컨트롤밸브(94)로의 라인압 공급의 차단이 실행된다. 또한, B3브레이크 유압서보(89)로의 R 레인지압의 공급은 미도시된 별도의 유로를 개재하여 실행된다. 이에 따라, 리버스 페일시는 후진단이 달성된다.

도 13은 페일세이프밸브와 각 걸어맞춤요소로의 유압 공급의 관계를 도표화한 것으로, 제1 C1컷오프밸브는 C1클러치, C2클러치 및 C3클러치 유압서보로의 유압 공급시에 C1클러치 유압서보를 드레인하고, 제2 C1컷오프밸브는 C1클러치, C2클러치 및 B1브레이크 유압서보로의 유압 공급시에 C1클러치 유압서보를 드레인하며, B3컷오프밸브는 C2클러치, C3클러치, B1브레이크, B2브레이크중 어느 것인가의 걸어맞춤요소의 유압서보로의 유압 공급시에 B3브레이크 유압서보로의 유압 공급을 드레인하고, C3컷오프밸브는 C3클러치 유압서보로의 유압 공급에 대하여 B1브레이크 유압서보를 드레인하는 기능을 다한다. 이렇게 하여, 상기 제1실시형태의 유압회로에 의하면, 각 전진변속단에서의 신호페일에 따른 전(全) 리니어 솔레노이드밸브의 오프시 C2클러치와 C3클러치와 B2브레이크(단, 토크전달없음)가 걸어맞춤상태가 되어, 걸어맞춤요소간의 타이업에 따른 인터로크상태를 발생하는 경우없이 제5속단이 달성된다.

다음으로, 도 14는 B3브레이크 유압서보(89)로의 유압 공급에 관한 제1변형형태를 나타낸다. 이 경우, R 레인지 유로(L4)의 유압이 직접 릴레이밸브(81)의 스풀단에 인가되도록 하여 온오프 솔레노이드밸브(SL1)의 설치를 생략하고 있다. 다 른 접속관계에 대해서는, 제1실시형태와 동일하므로, 해당하는 요소에 동일한 부호를 부가하여 설명을 대신한다. 이 형태의 경우, 전진주행단 달성시의 B3컨트롤밸브(80)경유로 D 레인지 유로의 라인압을 기준압으로 하는 어플라이압의 공급은 제1실시형태와 완전히 동일하게 실행되며, 후진시의 R 레인지 유로로부터의 라인압이 직접 B3브레이크 유압서보(89)로 공급되게 된다.

더욱이, 도 15는 상기 제1실시형태에 있어서의 릴레이밸브(81)를 대신하여 셔틀밸브(82)를 이용한 제2변형형태를 나타낸다. 이 경우, 셔틀밸브(82)의 양(兩) 입력포트는 각각 B3컨트롤밸브(80)의 출력포트와 R 레인지 유로(L4)에 접속되어, 출력포트가 B3브레이크 유압서보(89)로 접속된다. 다른 접속관계에 대해서는 상기 변형형태와 동일하므로, 해당하는 요소에 동일한 부호를 부가하여 설명을 대신한다. 이 형태의 경우, 전진주행단 달성시의 B3컨트롤밸브(80)경유에서의 D 레인지 유로의 라인압을 기준압으로 하는 어플라이압의 공급이 있을 때에는, 체크볼이 도시된 좌측의 위치로 밀려 R 레인지 유로(L4)측의 입력포트를 닫아, 어플라이압이 자동적으로 B3유압서보(89)로 공급되며, 역으로 후진시의 R 레인지 유로(L4)의 라인압 공급시에는 체크볼이 도시된 우측의 위치로 밀려져 B3컨트롤밸브(80)측의 입력포트를 닫아, 라인압이 자동적으로 B3유압서보(89)로 공급된다.

더욱이, 도 16은 B3브레이크 유압서보(89)로의 공급유로를 일체화하여, D 레인지 유로(L3)와 R 레인지 유로(L4)로부터의 라인압 공급의 절환을 B3컷오프밸브(78)의 상류측에서 실행하도록 한 제4변형형태를 나타낸다. 이 경우의 절환수단은 셔틀밸브(83)가 되며, 셔틀밸브(83)의 양(兩) 입력포트는 각각 D 레인 지 유로(L3)와 R 레인지 유로(L4)에 접속되고, 출력포트가 B3컷오프밸브(78)의 입력포트에 접속된다. 그리고, 또한 R 레인지 유로(L4)는 B3컷오프밸브(78)의 도시된 아래쪽의 스풀(78A)의 단부(端部)의 포트에 접속된다. 이러한 구성은 후진단시에 걸어맞춰지는 C3클러치로의 어플라이압이 리턴스프링압 이상이 되면, 통상 B3컷오프밸브(78)는 탄성력에 저항하여 도시된 좌측 위치로 절환되고, B3컨트롤밸브(80)로의 라인압 공급이 차단되어 버리는 것에 대처한 것이며, B3컷오프밸브(78)의 도시된 아래쪽으로부터 상기 C3클러치로의 어플라이압에 대향하여 R 레인지압(=라인압)을 인가하는 함으로써, C3클러치로의 어플라이압(=라인압)이 인가되어도 B3컷오프밸브(78)의 절환은 실행되지 않도록 하고 있다. 따라서, 확실하게 후진단의 달성을 실행할 수 있다. 또한, 이 구성에서는 C3클러치의 어플라이압이 탄성력만으로 균형잡히는 구성으로 되어 있기 때문에, R 레인지압을 인가하기 위한 스풀을 별도로 마련할 필요가 없어, 제조비용의 저감(低減)을 도모할 수 있다. 다른 접속관계에 대해서는 상기 각 변형형태와 동일하므로, 해당하는 요소에 동일한 부호를 부가하여 설명을 대신한다. 이 형태의 경우, 전진단시와 후진단시에서 B3컨트롤밸브(80)에 들어가는 라인압 자체가 절환된다. 또한, B3유압서보(89)로 공급되는 어플라이압은 항상 B3컨트롤밸브(80)경유의 조압된 유압이 된다.

다음으로, 도 17은 제1실시형태에 있어서의 제1, 제2 C1컷오프밸브(75, 76)를 일체화한 제5변형형태를 나타낸다. 이 형태의 경우, 제1실시형태에 있어서 2개의 밸브(75, 76)로 나누어 인가되던 C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압과, C2클러치 유압서보(85)의 어플라이압과, B1브레이크 유압서보(87)의 어플라이압이 모두 1개의 밸브에 인가되는 구성이 된다. 이 구성의 변경에 따라, 스풀(75A)의 경차수압부는 3단계가 되는 결과, 스풀(75A) 전체로서는 4개의 외경(外徑) 부분을 가지게 되므로, 각 외경간의 동축(同軸) 정밀도를 유지하기 위하여 고도의 가공을 요하게 되지만 회로구성요소의 삭감에는 효과가 있다.

다음으로, 도 18은 제1, 제2 C1컷오프밸브를 다른 방법으로 일체화한 제6변형형태를 나타낸다. 이 형태는, 제1실시형태와 제5변형형태의 절충안이라고도 말할만한 것으로, 제1실시형태에 대하여 한쪽의 컷오프밸브를 보다 저가의 셔틀밸브(76')로 치환하거나, 또는 제5변형형태에 대하여 경차수압부를 늘리는 가공의 어려움을 피하여 셔틀밸브를 이용한 것이라 할 수 있다. 이 구성을 채택함으로써, 제2경차수압부(75f)를 B1브레이크 유압서보(87)와 C3클러치 유압서보(86)의 어플라이압의 수압(受壓)에 공통된 수압부로 할 수 있기 때문에, 상기 2개의 형태와 동일한 기능을 발휘시키면서 가공의 용이함과 제작비용의 다운을 실현할 수 있다.

또한, 도 19는 C1컷오프밸브를 다른 방법으로 일체화한 제7변형형태를 나타낸다. 이 형태의 경우, C1컷오프밸브(75')를 스프링의 설치없이 수압면적차만으로 절환 가능하게 한 것이다. 즉, C1컷오프밸브(75')의 스풀(75'A)은 경차수압부뿐만 아니라, 절환랜드부 자체에도 경차(徑差)(75'd)를 가지는 구성으로 되어, 스풀(75'A)의 한쪽끝(75'a)에 인가되는 라인압에 대향하여 항상 자신의 어플라이압이 작용하는 것이 되어, 스풀(75'A)의 다른쪽끝(75'b)와 경차수압부(75'c)에 어플라이압에 중첩하는 C2클러치 유압서보(85)로의 어플라이이압과, C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압이 인가되는 구성으로 되어 있다. 이 경우, 2개의 어플라이압(=라인압)과, 또 하나의 어플라이압의 상기 리턴스프링압 상당의 힘이 라인압에 의한 대향력보다 우세할 때에 밸브가 절환되는 수압면적관계를 설정함으로써 3개의 클러치의 걸어맞춤에 의한 타이업과, 그에 따른 인터로크상태를 회피할 수 있다. 또한, 도면에 나타낸 듀티솔레노이드밸브(SLC1)와 C1컨트롤밸브(91)는 구체적인 형상은 상기 각 형태의 것과 다르지만 기능은 동일한 것이다.

이상의 제1실시형태와 그 변형형태에서는, 페일시 제어의 기본으로서 C2클러치를 C1클러치에 대하여 우선시키는(걸어맞추는) 형태를 취했지만, 역으로 C1클러치를 C2클러치에 대하여 우선시키는(걸어맞추는) 형태를 취할 수도 있다. 도 20은 이러한 사상(思想)에 근거하여, 제1실시형태와 달리 페일시에 제3속도 달성상태가 되는 제2실시형태를 나타낸다. 이 형태를 취할 경우, 유압제어장치에 대하여, 도 8에 나타낸 회로도상에서 말하면 C1클러치와 C2클러치의 유압서보(84, 85)를 바꿔 넣고, 그들에 대응하는 리니어 솔레노이드밸브(SLC1, SLC2)와 컨트롤밸브(91, 92)를 바꿔 넣은 구성이 된다. 이렇게 함으로써, C1클러치 유압서보(84)로의 어플라이압에 의해 C2클러치 유압서보(85)의 어플라이압이 드레인되게 되고, B1브레이크 유압서보(87)로의 어플라이압의 공급은 C3클러치 유압서보(86)로의 어플라이압의 공급에 의해 제1실시형태의 경우와 동일하게 실행되므로, 페일시에 C2클러치를 대신하여 C1클러치가 걸어맞춰지고, 동시에 C3클러치가 걸어맞춰지는 변속단, 즉 제3속단이 달성되게 된다.

이상은, 2개의 원웨이 클러치를 배치하여 6개의 걸어맞춤요소를 가지는 수직 식(縱置式, vertical) 자동변속기에 본 발명을 적용한 예이지만, 1개의 원웨이 클러치를 폐기하고, 5개의 걸어맞춤요소에 의해 동일한 변속단을 달성하는 자동변속기에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 그런 이유로, 다음에 이러한 구성을 채택하는 제3실시형태를 설명한다.

도 21은 제3실시형태의 자동변속기의 기어트레인을 개략적으로 나타낸다. 이 자동변속기는 주축(X), 카운터축(Y), 차동축(differential shaft)(Z)이 서로 병행적으로 배치된 3축구성의 프론트엔진 프론트드라이브(FF) 또는 리어엔진 리어드라이브(RR) 차량용 트랜스액슬(trans-axle)의 형태로 구체화되어 있다. 주축(X) 상에 로크업클러치부착의 토크컨버터(4)와 플래니터리기어 변속기구(1), 제2축 상에 카운터기어기구(2), 제3축 상에 차동장치(3)가 배치되어 있다. 이 자동변속기는 플래니터리기어 변속기구(1)에 대하여 동력전달경로상 앞쪽에 배치된 토크컨버터(4)를 개재하여 미도시된 엔진에 연결되고, 동력전달경로상 뒷쪽에 배치된 카운터기어기구(2)와 차동장치(3)를 개재하여 미도시된 좌우 차축(車軸)에 연결된다.

이 형태에 있어서의 기어트레인구성은 실질적으로 제1실시형태의 것과 동일하고, 수평식 배치에 따라 출력부재는 출력축(19)을 대신하여 카운터드라이브기어(19A)로 되어 있다. 그리고, B1브레이크와 병렬의 원웨이 클러치(F-1)와, 그 걸어맞춤을 유효하게 하는 B2브레이크를 폐기하고 있다. 이에 따라, 브레이크와 원웨이 클러치의 호칭이 어긋나므로, 제1실시형태의 설명에 있어서의 원웨이 클러치(F-2)를 원웨이 클러치(F-1)로 바꿔 읽고, B3브레이크를 B2브레이크로 바꿔 읽음으로써, 기어트레인의 구성과 그 작동의 설명을 대신한다.

이 경우의 각 걸어맞춤요소와 달성되는 변속단의 관계는 도 22에 나타내는 바와 같다. 또한, 각 걸어맞춤요소에 의한 걸어 고정되는 변속요소와 그에 따라 달성되는 변속단의 속도비를 나타내는 속도선도에 대해서는, 동일하게 B3브레이크를 B2브레이크로 바꿔 읽음으로써 도 3과 동일하게 된다.

이 기어트레인구성의 경우, 2개의 걸어맞춤요소의 걸어맞춤의 조합은, 도 23에 나타낸 바와 같이 걸어맞춤요소의 감소에 따라 감소하여 ①∼⑩의 10개가 되며, 3개의 걸어맞춤요소의 조합도 도 24에 나타낸 바와 같이 ①∼⑩의 10개가 되지만, 도 25 및 도 26에 나타낸 바와 같이 금지할 조합은 ⑦, ⑧, ⑨, ⑩과 ①, ②이다.

또한, 유압회로에 관해서는 도 8에 나타낸 회로상에서 브레이크(B-2)의 유압서보(88)와, 그것에 유압을 공급하는 리니어 솔레노이드밸브(SLB2)와 B2컨트롤밸브(95)가 유로도 포함하여 제거된 형태가 된다.

이상, 본 발명을 3개의 실시형태와 부분적인 변형형태를 들어 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 사상(思想)은 예시된 유압회로에 제한되는 것이 아니고, 폭넓게 일반적인 유압제어회로에 적용 가능한 것이다.

후술할 청구항 제1항 기재의 구성에서는 인터로크를 방지하기 위한 밸브를 마련하였기 때문에, 전진변속단 달성시에 본래 동시에 걸어맞춰질 것이 아닌 2개 이상의 걸어맞춤요소가 걸어맞춰지는 인터로크를 방지할 수 있고, 각 걸어맞춤요소의 내구성의 저하를 방지할 수 있다.

다음으로, 청구항 제2항 기재의 구성에서는 감속입력용 플래니터리기어와 플 래니터리기어 세트의 조합에 의해 전진 6속단(速段)을 달성함에 있어서, 상기 인터로크가 되는 조합을 방지하는 밸브를 마련함으로써 마찰걸어맞춤요소의 내구성의 저하를 방지할 수 있다.

더욱이, 청구항 제3항 기재의 구성에서는 5개의 걸어맞춤요소를 선택적으로 걸어맞추는 것으로 전진 6속단을 달성함에 있어서, 상기 6개의 조합을 금지함으로써 인터로크를 확실하게 방지할 수 있기 때문에, 각 걸어맞춤요소의 내구성의 저하를 방지할 수 있다.

다음으로, 청구항 제4항 기재의 구성에서는 각 걸어맞춤요소에 대응하는 조압수단을 구비함으로써 점프변속이 가능해짐과 동시에, 상기 밸브는 소정의 걸어맞춤요소로의 유압에 의해 작동하는 것이기 때문에, 이 밸브를 제어하는 솔레노이드 등을 마련할 필요가 없고 콤팩트화를 도모할 수 있다.

청구항 제5항 기재의 구성에서는 전진변속단 달성시에 인터로크되는 조합이 후진단을 달성하기 위한 조합인 경우에도, 후진단 달성시에 상기 걸어맞춤요소로 유압을 공급하는 수단을 마련함으로써 전진변속단 달성시의 인터로크의 방지와 후진시의 후진단의 달성을 양립시킬 수 있다.

더욱이, 청구항 제6항 기재의 구성에서는 후진단 달성시에 상기 걸어맞춤요소로 제2경로를 개재하여 유압을 공급함으로써 확실하게 후진단을 설정할 수 있다.

더욱이, 청구항 제7항 기재의 구성에서는 후진단 달성시에 상기 밸브의 작동에 의해 그 밸브로부터 절환밸브에 유압이 공급되지 않더라도, 제2경로를 개재하여 절환밸브에 유압이 공급되기 때문에 확실하게 후진단을 달성할 수 있다.

또한, 청구항 제8항 기재의 구성에서는 솔레노이드에 의해 전진변속단 달성시에 있어서의 상기 걸어맞춤요소로의 유압의 공급차단을 선택적으로 실행할 수 있어 솔레노이드의 공용을 도모할 수 있다.

또한 청구항 제9항 기재의 구성에서는 솔레노이드를 마련할 필요가 없고 콤팩트화를 달성할 수 있다.

또한 청구항 제10항 기재의 구성에서는 절환밸브를 마련할 필요가 없고 콤팩트화를 달성할 수 있다.

또한, 청구항 제11항 기재의 구성에서는 후진단 달성시에 상기 밸브를 유압원과 걸어맞춤요소를 연이어 통하게 하는 위치로 함으로써 확실하게 후진단을 달성할 수 있다.

또한, 청구항 제12항 기재의 구성에서는 제3걸어맞춤요소의 공급압에 의한 힘이 탄성력과 균형을 이루는 구성이기 때문에, 라인압과 균형을 이루는 경우에는 후진시의 유압인 라인압을 다른쪽방향으로부터 인가함으로써 밸브를 로크할 때에, 라인압이 인가되는 수압면(受壓面)보다도 큰 수압면을 별도 구성할 필요가 있어 밸브스풀의 제조비용이 증대되는 것에 비하여, 상기 구성에 따르면 후진시의 유압인 라인압을 인가하기 위하여 밸브스풀을 별도 제조할 필요가 없게 되어 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 청구항 제13항 기재의 구성에서는 제1패턴과 제2패턴으로 각각 독립하여 밸브를 마련함으로써 유압회로가 복잡화됨이 없이 매우 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 청구항 제14항 기재의 구성에서는 제1브레이크를 드레인시키도록 구성함으로써 3개의 조합을 한 개의 밸브로 대응할 수 있기 때문에 콤팩트화를 도모할 수 있다.

또한, 청구항 제15항 기재의 구성에서는 제1 또는 제2클러치를 드레인시키도록 구성함으로써 2개의 조합을 1개의 밸브로 대응할 수 있기 때문에 콤팩트화를 도모할 수 있다.

또한, 청구항 제16항 기재의 구성에서는 밸브의 수압부를 공통화함으로써 2개의 조합을 1개의 밸브로 대응함에 따라 밸브스풀의 동축(同軸) 정밀도를 실현하기 위한 가공설비의 비용저감을 도모할 수 있다.

또한, 청구항 제17항 기재의 구성에서는 각각의 조합에 대하여 독립하여 밸브를 마련함으로써 밸브스풀의 동축 정밀도를 실현하기 위한 가공설비의 비용 저감을 도모할 수 있다.

또한, 청구항 제18항 기재의 구성에서는 한쪽 또는 다른쪽의 걸어맞춤요소를 제어하는 제어밸브가 고장나 공급상태가 되었을 때, 즉 실제로 고장났을 때에 처음 상기 밸브가 작동하기 때문에 정상일 때의 불필요한 작동을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 제19항 기재의 구성에서는 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압을 한쪽방향에서 인가할 필요가 없기 때문에 밸브스풀의 제조비용을 저감시킬 수 있다.

또한, 청구항 제20항 기재의 구성에서는 복수의 걸어맞춤요소에 있어서 리턴스프링 하중 상당의 유압치가 모두 동일하게 되어 있기 때문에 밸브의 오작동을 확 실하게 방지할 수 있다.

또한, 청구항 제21항 기재의 구성에서는 걸어맞춤요소가 토크전달을 개시하기 전의 유압, 즉 리턴스프링 유압으로 상기 밸브를 작동시킬 수 있기 때문에 인터로크할 때의 타이업(tie-up)을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 제22항 기재의 구성에서는 라인압만이 다른쪽방향으로부터 인가되는 경우에는, 적어도 2개의 걸어맞춤요소의 유압과 라인압을 균형을 잡아 밸브를 절환할 필요가 있어 설계가 매우 복잡해지는 것에 비하여, 상기 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압을 탄성력으로 균형을 잡음으로써 라인압은 1개의 걸어맞춤요소로의 유압과 균형을 이루면 되어 설계가 매우 용이하게 된다.

또한, 청구항 제23항 기재의 구성에서는 탄성 등이 필요없기 때문에 부품수 삭감을 실행할 수 있다.

또한, 청구항 제24항 기재의 구성에서는 탄성만으로 균형을 잡기 때문에, 라인압으로 균형을 잡는 경우에는 밸브스풀의 수압면적도 고려할 필요가 있는 것에 비하여, 그 필요가 없기 때문에 설계가 용이하게 됨과 동시에 라인압을 인가하기 위한 회로가 필요없기 때문에 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 청구항 제25항 기재의 구성에서는 제1패턴과 제2패턴에 각각 독립하여 밸브를 마련함으로써 특별한 회로가 아니면서도 매우 제어성이 좋다.

또한, 청구항 제26항 기재의 구성에서는 토크전달에 관계가 없는 제2브레이크를 항상 걸어맞춰 둠으로써 상기 제1밸브를 작동시켜 제1브레이크의 서보압을 드레인시킬 수 있기 때문에, 제2브레이크 이외의 걸어맞춤요소가 걸어맞춤상태에 상 관없이 상기 밸브에 작용하지 않음에 따른 밸브의 불(不)작동을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 제27항 기재의 구성에서는 상기 밸브가 조압수단과 걸어맞춤요소의 사이에 있는 경우에는, 조압된 유압을 걸어맞춤요소에 공급하는 경로에 밸브가 있기 때문에 상기 조압된 유압이 밸브를 통과할 때에 저항하게 되어 걸어맞춤요소를 걸어맞출 때의 응답성이 저하되는 것에 비하여, 상기 구성에 의해 조압된 유압은 직접 걸어맞춤요소로 공급되므로 응답성이 향상된다.

또한, 청구항 제28항 기재의 구성에서는 상기 밸브가 작동하여 제2위치가 되면, 상기 걸어맞춤요소로의 유압에 대향하여 인가되고 있는 유압이 드레인되도록 구성되어 있기 때문에, 일단 제2위치로 절환되면 부주의하게 제1위치로 절환되는 경우가 없어진다.

또한, 청구항 제29항 기재의 구성에서는 상기 밸브에 더욱 더 걸어맞춤요소로의 유압과 같은 방향으로 유압이 인가되기 때문에 부주의한 절환 방지가 더욱 확실한 것이 된다.

Claims

적어도 5개의 걸어맞춤요소의 선택적 걸어맞춤에 의해 소정의 변속단을 달성하는 플래니터리기어(planetary gear)변속기구와, 그 변속기구의 걸어맞춤요소를 제어하는 유압제어장치를 구비하고,

상기 5개의 걸어맞춤요소중,

제1걸어맞춤요소(C-1)와 제4걸어맞춤요소(B-3)를 걸어 맞추는 것으로 제1속도,

제1걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소(B-1)를 걸어 맞추는 것으로 제2속도,

제1걸어맞춤요소와 제3걸어맞춤요소(C-3)를 걸어 맞추는 것으로 제3속도,

제1걸어맞춤요소와 제2걸어맞춤요소(C-2)를 걸어 맞추는 것으로 제4속도,

제2걸어맞춤요소와 제3걸어맞춤요소를 걸어 맞추는 것으로 제5속도,

제2걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소를 걸어 맞추는 것으로 제6속도를 달성함에 있어서,

상기 제1∼6속도의 각 전진변속단의 달성시에, 상기 5개의 걸어맞춤요소중 2개 이상의 걸어맞춤요소가 걸어 맞춰짐에 의해 변속기구가 인터로크(interlock)하는 조합을 금지하기 위한 밸브(75, 76, 77, 78)를 유압제어장치에 마련하고,

상기 전진변속단 달성시 변속기구의 인터로크를 금지하는 조합은 2개의 걸어맞춤조합인 제1패턴과 3개의 걸어맞춤조합인 제2패턴을 가지며,

상기 제1패턴은 적어도 제2걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소, 제4걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 4개의 조합으로 구성되고,

상기 제2패턴은 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제3걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 조합과, 상기 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 2개의 조합으로 구성되며,

상기 밸브는 적어도 상기 6개의 조합을 금지하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압제어장치.
제1항에 있어서, 상기 플래니터리기어 변속기구는 감속입력용 플래니터리기 어와 그 감속입력용 플래니터리기어로부터의 감속회전을 입력하는 플래니터리기어 세트로 구성되고,

상기 제1걸어맞춤요소는 상기 감속회전을 플래니터리기어 세트의 제1변속요소(S3)에 입력하는 제1클러치이며,

상기 제2걸어맞춤요소는 엔진으로부터의 입력회전을 플래니터리기어 세트의 제2변속요소(C2, C3)에 입력하는 제2클러치이고,

상기 제3걸어맞춤요소는 상기 감속회전을 플래니터리기어 세트의 제3변속요소(S2)에 입력하는 제3클러치이며,

상기 제4걸어맞춤요소는 플래니터리기어 세트의 제2변속요소를 고정하는 제1브레이크이고,

상기 제5걸어맞춤요소는 플래니터리기어 세트의 제3변속요소를 고정하는 제2브레이크인 자동변속기의 유압제어장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 각 걸어맞춤요소는 유압원으로부터의 유압을 조압(調壓)하는 조압수단이 각각 마련되고,

그 조압수단에 의해 조압된 유압의 급배(給排)에 따라 걸어맞춤 및 해방을 실행하는 것으로,

상기 밸브는 소정의 걸어맞춤요소로의 유압의 공급에 의해 작동하는 자동변속기의 유압제어장치.
제1항에 있어서, 상기 전진변속단 달성시에 걸어맞추는 제3걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소를 걸어맞추는 것으로 후진단을 달성하는 것으로,

상기 전진변속단 달성시에 금지하는 조합은 상기 제3걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소의 조합을 가지며,

후진단 달성시에 상기 제4걸어맞춤요소로 유압을 공급하는 수단을 가지는 자동변속기의 유압제어장치.
제5항에 있어서, 상기 전진변속단 달성시 및 후진단 달성시에 걸어맞춰지는 제4걸어맞춤요소에는 유압원으로부터의 유압이 상기 밸브(78)를 개재하여 공급되는 제1경로와, 그 밸브를 개재하지 않는 제2경로를 가지며,

상기 유압을 공급하는 수단은 제2경로인 자동변속기의 유압제어장치.
제6항에 있어서, 상기 제1경로와 제2경로는 절환밸브(81)를 개재하여 상기 제4걸어맞춤요소에 연이어 통하는(連通) 것이 가능하게 되고,

그 절환밸브는 상기 밸브와 제4걸어맞춤요소와의 사이에 배치된 자동변속기의 유압제어장치.
제7항에 있어서, 상기 절환밸브는 솔레노이드밸브(SL1)에 의해 작동가능하게 되고,

상기 제1경로와 제2경로를 선택적으로 상기 제4걸어맞춤요소와 연이어 통하는 것이 가능한 자동변속기의 유압제어장치.
제7항에 있어서, 상기 절환밸브는 후진 달성시에 작용하는 유압에 의해 작동가능하게 되고,

상기 유압이 작용했을 때, 상기 제1경로와 제4걸어맞춤요소를 차단하여, 상기 제2경로와 제4걸어맞춤요소를 연이어 통하는 자동변속기의 유압제어장치.
제7항에 있어서, 상기 절환밸브는 체크밸브(82)이며,

이 체크밸브는 상기 제1경로와 제2경로의 어느 한쪽으로부터의 유압에 의해 상기 제4걸어맞춤요소와 연이어 통하는 것이 가능하게 되는 자동변속기의 유압제어장치.
제5항에 있어서, 상기 밸브는 유압원과 후진단 달성시에 걸어맞춰지는 제4걸어맞춤요소의 사이에 배치되어, 변속기구가 인터로크할 때 유압원과 제4걸어맞춤요소가 연이어 통하는 것을 차단하는 것으로,

상기 유압을 공급하는 수단은 상기 밸브이며,

이 밸브는 후진단 달성시에 작용하는 유압을 받아 유압원과 그 제4걸어맞춤요소를 연이어 통하는 위치가 되는 자동변속기의 유압제어장치.
제11항에 있어서, 상기 밸브는 적어도 한쪽방향으로부터 제3걸어맞춤요소로의 유압이 인가(印加)되고, 다른쪽방향으로부터 탄성력이 인가되도록 구성되며,

이 밸브는 제3걸어맞춤요소로의 유압이 탄성력 이상이 되었을 때에 작동하는 자동변속기의 유압제어장치.
제1항에 있어서, 상기 전진변속단 달성시에 금지하는 조합은 2개의 걸어맞춤조합인 제1패턴과, 3개의 걸어맞춤조합인 제2패턴을 가지며,

상기 밸브는 상기 제1패턴을 금지하기 위한 제1패턴금지밸브(77, 78)와, 상기 제2패턴을 금지하는 제2패턴금지밸브(75, 76)를 가지는 자동변속기의 유압제어장치.
제13항에 있어서, 상기 제1패턴은 적어도 제2걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소와 제4걸어맞춤요소, 제4걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 4개의 조합으로 구성되고,

상기 제1패턴금지밸브는 적어도 상기 제2걸어맞춤요소와 제3걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소로의 유압이 인가되도록 구성되어, 상기 제4걸어맞춤요소를 드레인시키는 제1밸브(78)를 가지는 자동변속기의 유압제어장치.
제13항에 있어서, 상기 제2패턴은 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제3걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 조합과, 상기 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 2개의 조합으로 구성되고,

상기 제2패턴금지밸브는 적어도 제1걸어맞춤요소 또는 제2걸어맞춤요소와 제3걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소로의 유압이 인가되도록 구성되어, 상기 제1걸어맞춤요소 또는 제2걸어맞춤요소를 드레인시키는 제2밸브(75A)를 가지는 자동변속기의 유압제어장치.
제15항에 있어서, 상기 제2밸브는 제3걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소로의 유압이 인가되는 공통된 수압부(受壓部)를 가지고,

상기 제3걸어맞춤요소와 제5걸어맞춤요소로의 유압을 선택적으로 공통된 수압부에 인가하는 제3밸브(76')가 마련된 자동변속기의 유압제어장치.
제13항에 있어서, 상기 제2패턴은 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제3걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 조합과, 상기 제1걸어맞춤요소, 제2걸어맞춤요소 및 제5걸어맞춤요소가 동시에 걸어맞춰지는 2개의 조합으로 구성되고,

상기 제2패턴금지밸브는 각각의 조합에 대응하는 제4밸브(75), 제5밸브(76)를 가지는 자동변속기의 유압제어장치.
제13항 내지 제17항의 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브(75, 76)는 한쪽의 걸어맞춤요소(C-2, C-3, C-2, B-1)로의 공급유압에 의해 다른쪽의 걸어맞춤요소(C-1)로의 유압을 드레인하기 위한 밸브로,

이 밸브는 한쪽방향으로부터 상기 한쪽의 걸어맞춤요소(C-2, C-3)로의 유압과 함께 상기 다른쪽의 걸어맞춤요소(C-1)의 유압이 인가되도록 구성되고,

상기 한쪽의 걸어맞춤요소로의 유압과 함께 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압이 인가되었을 때에 작동하는 자동변속기의 유압제어장치.
제13항 내지 제17항의 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브(77, 78)는 한쪽의 걸어맞춤요소(C3, B1, C2, C3)로의 공급유압에 의해 다른쪽의 걸어맞춤요소(B-1, B-3)로의 유압을 드레인하기 위한 밸브로,

이 밸브는 한쪽방향으로부터 상기 한쪽의 걸어맞춤요소로의 유압만이 인가되도록 구성되어,

상기 한쪽의 걸어맞춤요소로의 유압이 인가되었을 때에 작동하는 자동변속기의 유압제어장치.
제1항, 제13항 내지 제17항의 어느 한 항에 있어서, 상기 각 걸어맞춤요소를 조작하는 유압서보는 실린더와 이 실린더에 밀착되어 끼워진(密嵌) 피스톤과, 이 피스톤의 작동에 대향(對向)하는 리턴스프링을 구비하고,

이 리턴스프링 하중 상당의 유압치가 각 걸어맞춤요소 전체에 대하여 동일하게 되어 있고,

상기 밸브는 적어도 1개의 걸어맞춤요소로의 유압이 리턴스프링 하중 상당의 유압 이상이 되면 작동하는 자동변속기의 유압제어장치.
제19항에 있어서, 상기 밸브는 적어도 다른쪽방향으로부터 탄성력이 인가되도록 구성되어, 적어도 한쪽방향으로부터 인가되는 걸어맞춤요소로의 공급유압과 균형을 이루도록 구성되고,

상기 탄성력은 상기 걸어맞춤요소의 리턴스프링 유압에 상당하는 하중인 자동변속기의 유압제어장치.
제18항에 있어서, 상기 밸브(75, 76)는 다른쪽방향으로부터 탄성력과 라인압력(壓)이 인가되고,

이 밸브는 어느 한쪽의 걸어맞춤요소가 걸어맞춰지는 상태이고, 또한 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압이 상기 탄성력 이상이 되면, 상기 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압을 드레인시키는 위치로 절환되는 자동변속기의 유압제어장치.
제18항에 있어서, 상기 밸브(75')는 다른쪽방향으로부터 라인압력만이 인가되는 자동변속기의 유압제어장치.
제19항에 있어서, 상기 밸브(77, 78)는 다른쪽방향으로부터 탄성력만이 인가되는 자동변속기의 유압제어장치.
제14항에 있어서, 상기 제5걸어맞춤요소는 엔진브레이크용이며,

이 제5걸어맞춤요소에 병렬로 원웨이 클러치(one way clutch)와 직렬로 제6걸어맞춤요소(B-2)가 배치되어 있고,

상기 제1패턴은 제4걸어맞춤요소와 제6걸어맞춤요소의 조합을 더욱 더 가지는 자동변속기의 유압제어장치.
제25항에 있어서, 상기 제1밸브에는 상기 제2걸어맞춤요소, 제3걸어맞춤요소, 제5걸어맞춤요소로의 공급유압과 함께 상기 제6걸어맞춤요소로의 공급유압이 인가되도록 구성되고,

적어도 상기 1개의 걸어맞춤요소로의 유압에 의해 상기 제1브레이크를 드레인시키는 밸브로,

상기 제6걸어맞춤요소는 제2속단(速段)에서 제6속단까지 항상 걸어맞춤상태로 유지되어 있는 자동변속기의 유압제어장치.
제1항 또는 제13항에 있어서, 유압원으로부터의 유압을 조절하는 조압수단을 가지고,

이 조압수단으로부터의 유압을 걸어맞춤요소를 조작하는 유압서보에 공급함으로써 걸어맞추고 해방시키는 것으로,

상기 밸브는 유압원과 조압수단과의 사이에 배치되어 있는 자동변속기의 유압제어장치.
제27항에 있어서, 상기 밸브(75, 76)는, 그 밸브와 조압수단의 사이의 유압이 한쪽방향으로부터 인가되도록 구성되고,

제1위치일 때에 상기 유압이 인가되고, 제2위치일 때에 상기 유압이 드레인되도록 구성되어 있는 자동변속기의 유압제어장치.
제28항에 있어서, 상기 밸브는 제2위치일 때에 상기 유압원으로부터의 유압이 다른쪽방향으로부터 인가되는 자동변속기의 유압제어장치.
제20항에 있어서, 상기 밸브는 적어도 다른쪽방향으로부터 탄성력이 인가되도록 구성되어, 적어도 한쪽방향으로부터 인가되는 걸어맞춤요소로의 공급유압과 균형을 이루도록 구성되고,

상기 탄성력은 상기 걸어맞춤요소의 리턴스프링 유압에 상당하는 하중인 자동변속기의 유압제어장치.
제19항에 있어서, 상기 밸브(75, 76)는 다른쪽방향으로부터 탄성력과 라인압력(壓)이 인가되고,

이 밸브는 어느 한쪽의 걸어맞춤요소가 걸어맞춰지는 상태이고, 또한 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압이 상기 탄성력 이상이 되면, 상기 다른쪽의 걸어맞춤요소로의 유압을 드레인시키는 위치로 절환되는 자동변속기의 유압제어장치.
제19항에 있어서, 상기 밸브(75')는 다른쪽방향으로부터 라인압력만이 인가되는 자동변속기의 유압제어장치.
제20항에 있어서, 상기 밸브(77, 78)는 다른쪽방향으로부터 탄성력만이 인가되는 자동변속기의 유압제어장치.