KR100930660B1

KR100930660B1 - 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치

Info

Publication number: KR100930660B1
Application number: KR1020080018426A
Authority: KR
Inventors: 조성호; 박용준; 송수영
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-12-09
Also published as: KR20090093092A

Abstract

본 발명은 밸브바디내에서 스텝모터의 회전각도에 따라 출력포트와 접속관로 사이의 교통관계를 선택적으로 조절할 수 있어, 입력포트를 통한 작동압의 단일 입력경로에 대해 다수의 출력포트를 통한 작동압의 복수의 출력경로를 형성할 수 있으므로, 유압장치의 구성을 단순화시킬 수 있게 함과 아울러, 간편한 변속제어의 수행은 물론 변속시 수반되는 쇽크를 최소화할 수 있도록 한 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치를 제공한다.

자동 변속기, 유로, 전환, 밸브, 유압, 제어

Description

유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치{6 Speed Steps Automatic Transmission with Rotary Type Switching Valve}

본 발명은 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 자동 변속기의 유압장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일의 작동압 입력경로에 대해 다수의 작동압 출력경로를 선택적으로 형성할 수 있고, 이를 이용하여 자동 변속기의 유압제어장치에 사용되는 각종 밸브류의 수량을 대폭적으로 감소시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기는 엔진으로부터 제공된 회전력을 다단의 변속비로 출력하는 유성기어세트와, 상기 유성기어세트의 각 작동요소를 입력축과 연결 내지 변속기 케이스에 대해 구속하는 다수의 클러치와 브레이크로 이루어진 마찰요소 및, 상기 마찰요소의 체결과 해제를 위한 작동을 유압의 조절에 의해 구현하기 위 해 밸브바디를 포함한 각종 밸브류를 구비하는 유압제어장치로 구성된다.

이 경우, 상기 유압제어장치는 운전자에 의한 변속 레인지의 선택과 주행중 스로틀밸브의 개도와 차속의 변화로부터 기 설정된 변속패턴을 추종한 변속이 각각 수반되도록 해당 마찰요소로의 유로를 형성하는 유로전환수단과, 상기 유로전환수단에 의해 형성된 유로를 통해 해당 마찰요소에 제공되는 작동압의 크기를 적절하게 조절하는 압력제어수단 및, 상기 유로전환수단과 상기 압력제어수단의 작동을 각각 설정된 로직을 추종하도록 제어함으로써 변속시 발생되는 쇽크를 최소화할 수 있도록 하는 변속제어수단 등을 구비한다.

이때, 상기 유로전환수단은 엔진의 구동에 따라 연동되는 오일펌프로부터 토출되는 작동유(ATF)를 적정의 압력(통상 라인압으로 지칭됨)으로 조압하여 출력하는 라인압 조절수단을 포함한다.

따라서, 종래 자동 변속기의 유압제어장치에서는 운전자에 의한 변속 레인지의 선택시 해당 유로의 설정을 위한 매뉴얼 밸브와, 상기 매뉴얼 밸브로부터 해당 마찰요소로 작동압의 인가를 위한 유로의 형성을 제공하는 각종 유로전환밸브, 상기 매뉴얼 밸브로부터 상기 유로전환밸브를 거쳐 해당 마찰요소로 제공되는 작동압을 적절하게 제어하기 위한 각종 압력제어밸브 등 다수의 밸브류를 구비해야 함은 물론, 이들 사이를 교통시키는 접속관로를 밸브바디내에 형성해야 하므로, 그 구성이 복잡할 뿐만 아니라 제조에 소요되는 비용이 과다해 지는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 접속관로에 대해 선택적으로 교통되는 회전형 스위칭밸브를 매개로 유압장치에 있어 단일의 작동압 입력경로에 대한 작동압 출력경로를 다수로 형성할 수 있도록 하여, 유압장치의 구성을 단순화시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 회전형 스위칭밸브를 매개로 자동 변속기의 유압제어장치에 있어 사용되는 각종 밸브류의 수량을 대폭적으로 감소시켜 유압회로의 단순화와 경량화를 구현할 수 있도록 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적으로 달성하기 위한 본 발명 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치는
오일펌프로부터 토출되는 작동유를 적정의 라인압으로 조압하는 라인압제공부와;
변속시 해당 마찰요소로의 유로를 형성하도록 입력포트와 출력포트 및 상기 입력포트와 상기 출력포트 사이를 교통시키는 유동통로를 갖춘 적어도 하나 이상의 회전형 스위칭밸브와, 상기 회전형 스위칭밸브의 회전각도와 회전속도를 조절하여 상기 출력포트와 해당 마찰요소 사이를 교통시키는 구동수단을 갖춘 유로전환부;
상기 유로전환부의 작동에 의해 형성된 유로를 통해 해당 마찰요소에 제공되는 작동압을 조절하는 압력제어부 및;
변속 레인지의 선택과 스로틀 개도 및 차속의 변화에 따라 설정된 변속패턴을 추종하여 변속시, 상기 라인압제공부와 상기 유로전환부 및 상기 압력제어부의 작동을 각각 제어하는 변속제어부를 구비하되,
상기 회전형 스위칭밸브는 밸브바디에 회전 가능하게 설치되는 밸브체를 갖추고서 다수의 마찰요소와 개별적으로 교통하는 제1,제2유로전환밸브이고, 상기 제1,제2유로전환밸브의 입력포트는 상기 밸브체의 일단에 형성되어 상기 압력제어부로부터 제공되는 작동압을 상기 유동통로내에 인가하며, 상기 제1,제2유로전환밸브의 유동통로는 상기 밸브체의 내부에서 축방향으로 형성되고, 상기 제1,제2유로전환밸브의 출력포트는 상기 밸브체의 축중심선에 대해 반경방향으로 형성되어 상기 밸브체의 회전에 따라 상기 유동통로를 해당 마찰요소의 접속관로와 선택적으로 교통시키며,
상기 다수의 마찰요소는 상기 제1유로전환밸브로부터만 작동압을 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 1속 내지 4속시에만 체결되는 제1클러치와, 상기 제1유로전환밸브 및 제2유로전환밸브 모두로부터 작동압을 선택적으로 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 3속과 5속 및 R 레인지에서만 체결되는 제2클러치와, 상기 제2유로전환밸브로부터만 작동압을 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 4속 내지 6속시에만 체결되는 제3클러치와, 상기 제2유로전환밸브로부터만 작동압을 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 1속과 R 레인지에서만 체결되는 제1브레이크와, 상기 제1유로전환밸브 및 제2유로전환밸브 모두로부터 작동압을 선택적으로 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 2속과 6속에서만 체결되는 제2브레이크로 구성된 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치에 의하면, 밸브바디내에서 스텝모터의 회전각도에 따라 출력포트와 접속관로 사이의 교통관계를 선택적으로 조절할 수 있어, 입력포트를 통한 작동압의 단일 입력경로에 대해 다수의 출력포트를 통한 작동압의 복수의 출력경로를 형성할 수 있으므로, 유압장치의 구성을 단순화시킬 수 있게 된다.

또한, 운전자의 조작에 따른 변속 레인지의 선택과 주행중 스로틀 개도와 차속의 변화에 따라 변속제어유니트는 복수의 스텝모터에 대한 회전각도를 조절하여 복수의 마찰요소와의 유로를 형성하고, 복수의 솔레노이드밸브를 제어하여 해당 마찰요소에 제공되는 작동압을 적절하게 조절함으로써, 간편한 변속제어의 수행은 물론 변속시 수반되는 쇽크를 최소화할 수 있게 된다.

아울러, 기존 유압제어장치의 구성에 필요로 하는 각종 밸브류의 수량을 대폭적으로 감소시킬 수 있으므로, 유압회로의 단순화와 경량화를 구현할 수 있고, 이로부터 부품의 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치에 사용된 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 도시한 사시도인 바, 도 1에는 회전형 스위칭밸브를 장착하는 밸브바디가 부분적으로 도시되어 있다. 도 2와 도 3은 각각 도 1에 도시된 회전형 스위칭밸브를 확대하여 도시한 도면으로서 각각 도시방향을 달리하여 도시하고 있다.

도 1 내지 도 3에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 유로전환용 회전형 스위칭밸브는 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에 삽입되어 회전 가능하게 설치되는 원통형상의 밸브체(12)와, 상기 밸브체(12)의 일측에 형성되어 외부로부터 제공되 는 작동압을 내부로 인가하는 입력포트(14), 상기 밸브체(12)의 내부에서 축방향으로 길게 형성되어 상기 입력포트(14)와 연통되는 유동통로(16), 상기 밸브체(12)의 축중심선에 대해 반경방향으로 형성되어 상기 유동통로(16)를 외부와 교통시키는 출력포트(18) 및, 상기 밸브체(12)의 회전각도와 회전속도를 조절하는 구동수단을 구비하는 바, 상기 출력포트(18)는 상기 밸브바디(10)에 구비된 접속관로(10b)와 상호 교통하는 위치로 형성된다.

여기서, 상기 회전형 스위칭밸브에 구비된 상기 출력포트(18)는 상기 밸브체(12)의 길이방향에 해당하는 축방향을 기준으로 상호 이격된 위치에서 다수로 형성됨과 더불어, 상기 출력포트(18)는 상기 밸브체(12)의 축중심선을 기준으로 반경방향에 대해 방사상으로 배치각도를 달리하여 상호 이격된 위치에서 다수로 형성된다. 이는 도 4에 도시된 회전형 스위칭밸브의 횡단면도로부터 이해될 수 있는 바, 도 4는 이해의 편의를 위해 다수의 출력포트(18)를 동일한 단면상으로 표시하였으나, 실제로 상기 출력포트(18)는 상기 밸브체(12)의 축방향에 대해 각각 이격된 단면상에 상기 밸브체(12)의 축중심선에 대해 방사상으로 배치를 달리하여 형성된다.

이 경우, 상기 출력포트(18)는 상기 밸브체(12)의 축중심선에 대해 소정각도로서 원주방향을 따라 연장되는 원호형상의 외형을 가지는 바, 일례로 상기 출력포트(18)는 길이가 짧은 원형의 구멍 형태로 형성될 수도 있고, 원형의 구멍에 비해 길이가 상대적으로 긴 형태인 장공의 슬롯 형상으로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 밸브체(12)는 축방향을 따라 길게 연장된 배출포트(20)를 구비하고 있는 바, 상기 배출포트(20)는 상기 밸브체(12)의 선단부에서 원주방향으로 형성된 드레인포트(22)와 연통한다.

이 경우, 상기 배출포트(20)는 상기 밸브체(12)의 외주면 전 둘레에 걸쳐 상기 다수의 출력포트(18) 사이에서 상기 밸브체(12)의 축방향을 따라 다수로 형성된다. 즉, 상기 배출포트(20)는 상기 밸브체(12)에 형성된 다수의 출력포트(18) 사이에서 각각 상기 밸브체(12)의 축방향을 따라 길게 연장되어 상기 드레인포트(22)와 연통하게 된다.

또한, 상기 배출포트(20)는 상기 밸브체(12)의 외주면상에서 오목한 형태의 홈으로 형성되는 데, 그 단면의 형상은 다양한 형태로 변형 실시가 가능함은 물론이다.

그리고, 상기 밸브체(12)는 상기 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에서 상기 밸브체(12)의 축방향 위치를 제한하기 위한 위치규제용 홈부(24)를 외주면의 원주방향을 따라 형성하고 있는 바, 상기 위치규제용 홈부(24)는 상기 드레인포트(22)의 측부에 구비되고, 상기 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에는 상기 위치규제용 홈부(24)에 삽입되는 별도의 돌출물(도시안됨)이 구비되어 있어, 상기 밸브체(12)는 상기 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에서 축방향으로의 이동을 제한되는 반면에 회전방향으로의 이동을 제한되지 않는 구조를 나타내게 된다.

이 결과, 상기 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에서 상기 밸브체(12)의 회전각도에 따라 상기 다수의 출력포트(18)와 대응하는 상기 접속관로(10b)는 상호 교통되는 관계를 이룰 수 있게 된다.

한편, 상기 구동수단은 상기 밸브체(12)를 회전시켜 상기 밸브바디(10)의 수 용공간부(10a)내에서 상기 밸브체(12)의 회전각도와 회전속도를 조절하는 스텝모터(26)로 이루어지는 바, 상기 스텝모터(26)는 회전축(26a)상에 기어(28)를 장착하고, 상기 기어(28)는 상기 밸브체(12)의 일단에 구비된 치형부(12a)와 치합되어 있어, 상기 스텝모터(26)의 회전시 상기 밸브체(12)는 연동되어 상기 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에서 회전하게 된다.

따라서, 본 발명의 회전형 스위칭밸브는 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에서 스텝모터(26)의 회전각도에 따라 출력포트(18)와 접속관로(10b) 사이의 교통관계를 달리할 수 있으므로, 입력포트(14)를 통한 작동압의 단일 입력경로에 대해 다수의 출력포트(18)를 통한 작동압의 복수의 출력경로를 형성할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 스텝모터(26)에 대한 회전속도를 제어하게 되면, 상기 출력포트(18)와 상기 밸브바디(10)의 접속관로(10b) 사이의 교통관계에 대한 전환속도가 종속적으로 제어될 수 있게 되므로, 작동압의 인가에 있어 다수의 연통관로에 대한 교통관계를 선택적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 교통의 전환시 속도까지도 제어할 수 있어 작동압의 인가에 대한 전환시 응답성능의 향상도 기대할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 단일의 밸브체(12)에 대한 회전각도의 조절을 이용하여 복수의 대응관로중 적어도 하나 이상의 연통관로를 선택적으로 형성할 수 있으므로, 다수의 출력포트(18)와 다수의 접속관로(10b) 사이에 형성되는 교통관계를 임의대로 조절할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 회전형 스위칭밸브가 적용되는 6속 자동 변속기의 유압장치를 도시한 유압 회로도인 바, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 변속기의 유압제어장치는 밸브바디(10)내에서 적정의 라인압을 조압하는 라인압제공부와, 변속시 해당 마찰요소로 작동압의 인가를 위한 유로전환부, 상기 유로전환부에 의해 형성된 유로를 통해 상기 라인압제공부로부터 조압된 라인압을 해당 마찰요소에 적정의 제어압으로 조절하여 출력하는 압력제어부 및, 변속시 상기 유로전환부와 상기 압력제어부의 작동을 각각 제어하여 변속시 발생되는 쇽크를 최소화하는 변속제어부를 구비한다.

여기서, 상기 라인압제공부는 엔진의 구동에 따라 연동되어 작동유를 토출하는 오일펌프(30)와, 상기 오일펌프(30)로부터 토출되는 작동유를 적정의 라인압으로 조압하여 출력하는 레귤레이터밸브(32) 및, 상기 레귤레이터밸브(32)로부터 조압되는 라인압의 크기를 조절하기 위해 레귤레이터밸브(32)의 반력측에 제공되는 작동압을 제어하기 위한 제1솔레노이드밸브(34) 등으로 구성된다. 이 경우 상기 제1솔레노이드밸브(34)는 비례제어솔레노이드밸브(VFS) 또는 듀티제어방식의 솔레노이드밸브 등으로 구현될 수 있다.

그리고, 상기 유로전환부는 도 1 내지 도 4에 도시된 회전형 스위칭밸브로 구현되는 바, 변속시 해당 마찰요소로 상기 레귤레이터밸브(32)로부터 조압된 라인압을 적정의 작동압으로 제어하여 공급할 수 있는 경로를 형성하는 요소이다. 이 경우, 상기 마찰요소는 자동 변속기의 종류별로 구성요소를 달리하는 클러치와 브레이크에 해당하고, 본 발명의 실시예에서는 전진 6속과 후진 1속을 구현할 수 있는 유성기어세트의 해당 작동요소에 개별적으로 설치되는 제1클러치(C-1)와 제2클 러치(C-2), 제3클러치(C-3), 제1브레이크(B-1) 및, 제2브레이크(B-2)로 이루어진다.

즉, 상기 유로전환부는 변속시 해당 마찰요소로 작동압의 인가를 위한 유로의 형성을 위한 입력포트(14)와 출력포트(18) 및 상기 입력포트(14)와 상기 출력포트(18) 사이를 상호 교통시키는 유동통로(16)를 갖춘 적어도 하나 이상의 회전형 스위칭밸브와, 상기 회전형 스위칭밸브의 회전각도와 회전속도를 조절하여 상기 출력포트(18)와 해당 마찰요소로 연결되는 밸브바디(10)내에 구비된 접속관로(10b) 사이를 상호 교통시키기 위한 구동수단을 구비하고 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어, 상기 회전형 스위칭밸브는 상기 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에 회전 가능하게 설치되어 다수의 마찰요소와 개별적으로 교통하는 제1유로전환밸브(SW-1)와 제2유로전환밸브(SW-2)를 구비하고, 상기 구동수단은 상기 제1유로전환밸브(SW-1)의 회전각도와 회전속도를 제어하는 제1스텝모터(36)와 상기 제2유로전환밸브(SW-2)의 회전각도와 회전속도를 제어하는 제2스텝모터(38)로 이루어지며, 상기 압력제어부는 상기 제1유로전환밸브(SW-1)에 제공되는 작동압을 제어하는 제2솔레노이드밸브(40)와 상기 제2유로전환밸브(SW-2)에 제공되는 작동압을 제어하는 제3솔레노이드밸브(42)로 이루어지는 한편, 상기 변속제어부는 주행중 변속 레인지의 선택과 차속과 스로틀개도의 변화에 따라, 상기 제1솔레노이드밸브(34)와 상기 제2솔레노이드밸브(40) 및 상기 제3솔레노이드밸브(42)의 작동과 상기 제1스텝모터(36)와 상기 제2스텝모터(38)의 작동을 각각 기설정된 변속패턴을 추종하여 제어함으로써 변속시 발생하는 쇽크를 최소화하는 변 속제어유니트(TCU)로 이루어진다.

이 경우, 상기 제1유로전환밸브(SW-1)와 상기 제2유로전환밸브(SW-2)의 입력포트(14)는 상기 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에 회전가능하게 설치되는 밸브체(12)의 일단에 형성되어 상기 제2솔레노이드밸브(40) 또는 상기 제3솔레노이드밸브(42)로부터 제공되는 작동압을 상기 유동통로(16)내에 인가하고, 상기 제1,제2유로전환밸브(SW-1,SW-2)의 유동통로(16)는 상기 밸브체(12)의 내부에서 축방향을 따라 길게 형성되며, 상기 제1,제2유로전환밸브(SW-1,SW-2)의 출력포트(18)는 상기 밸브체(12)의 축중심선에 대해 반경방향으로 형성되어 상기 밸브체(12)의 회전에 따라 상기 유동통로(16)를 해당 마찰요소의 접속관로(10b)와 선택적으로 교통시키게 된다.

이때, 상기 제1스텝모터(36)와 상기 제2스텝모터(38)는 상기 제1유로전환밸브(SW-1)와 상기 제2유로전환밸브(SW-2)의 회전각도와 회전속도를 각각 조절하게 되는 데, 이는 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 따라 수반되는 것이다.

아울러, 상기 제1,제2유로전환밸브(SW-1,SW-2)의 출력포트(18)는 각각 상기 밸브체(12)의 축방향에 대해 상호 이격되고, 상기 밸브체(12)의 반경방향에 대해 방사상으로 배치각도를 달리하여 다수로 구비된다.

그리고, 상기 제1,제2유로전환밸브(SW-1,SW-2)의 밸브체(12)는 각각 축방향을 따라 연장된 배출포트(20)를 구비하고, 상기 배출포트(20)는 상기 밸브체(12)의 선단부에서 원주방향으로 형성된 드레인포트(22)와 연통되며, 상기 드레인포트(22)는 오일팬(44)과 연결되는 드레인관로(도시안됨)와 교통된다.

또한, 상기 제1,제2유로전환밸브(SW-1,SW-2)의 배출포트(20)는 각각 상기 밸브체(12)의 외주면 전 둘레에 걸쳐 상기 다수의 출력포트(18) 사이에서 상기 밸브체(12)의 축방향을 따라 다수로 형성된다.

그리고, 상기 제1,제2유로전환밸브(SW-1,SW-2)의 밸브체(12)는 각각 상기 밸브바디(10)의 수용공간부(10a)내에서 상기 밸브체(12)의 축방향 위치를 제한하기 위한 위치규제용 홈부(24)를 외주면의 원주방향을 따라 형성한다.

한편, 상기 제1,제2스텝모터(36,38)는 각각의 회전축(36a,36b)상에 제1,제2기어(44,46)를 각각 장착하고, 상기 제1,제2기어(44,46)는 상기 제1,제2유로전환밸브(SW-1,SW-2)의 밸브체(12)의 일단에 각각 구비된 치형부(12a)와 개별적으로 치합된다.

아울러, 본 발명의 실시예에서는 유로전환부에 해당하는 회전형 스위칭밸브가 2개의 제1,제2유로전환밸브(SW-1,SW-2)로 이루어진 구성에 한정하여 설명하였으나, 본 발명에 있어 회전형 스위칭밸브는 자동 변속기가 구현할 수 있는 변속 레인지의 종류에 따라 변화하는 마찰요소의 수량에 맞춰 적절한 수량으로 적용하여 변경 실시할 수 있고, 이 경우 각각의 회전형 스위칭밸브를 구동시키기 위한 구동수단은 밸브의 수량에 부합하여 종속적으로 결정될 수 있으며, 경우에 따라 회전형 스위칭밸브의 밸브체(12)에 형성되는 출력포트(18)에 대한 배치각도의 적절한 조절을 통해 단일의 구동수단을 매개로 다수의 밸브체(12)에 대한 회전각도와 회전속도를 동시에 제어할 수도 있음은 물론이다.

따라서, 본 발명에 따른 자동 변속기의 유압제어장치는 운전자의 조작에 따 른 변속 레인지의 선택과 주행중 스로틀 개도와 차속의 변화를 각각 상기 변속제어유니트(TCU)가 검출하고, 상기 변속제어유니트(TCU)는 상기 제1솔레노이드밸브(34)의 작동을 제어하여 상기 레귤레이터밸브(32)로부터 조압되는 라인압을 조절한다.

또한, 상기 변속제어유니트(TCU)는 변속시 상기 제1스텝모터(36)와 상기 제2스텝모터(38)의 회전각도를 제어하여 상기 제2솔레노이드밸브(40)와 상기 제3솔레노이드밸브(42)로부터 제공되는 작동압이 해당 마찰요소에 제공될 수 있도록 하는 유로를 형성하게 된다.

이와 함께 상기 변속제어유니트(TCU)는 상기 제2솔레노이드밸브(40)와 상기 제3솔레노이드밸브(42)의 작동을 제어하여 해당 마찰요소에 인가되는 작동압을 적절하게 조절함으로써 변속시 수반되는 쇽크를 최소화하게 된다.

아울러, 상기 변속제어유니트(TCU)는 변속의 과정중에 상기 제1스텝모터(36)와 상기 제2스텝모터(38)의 회전속도를 동시에 제어함으로써, 변속의 응답성을 조절할 수 있게 된다.

참고로, 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 따른 변속의 과정에 있어 D 레인지 1속 내지 6속과 R 레인지로의 변속시 유압의 전달 경로를 살펴보면 도 5 내지 도 11에 도시된 바와 같다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, D 레인지 1속에서는 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 따른 상기 제1스텝모터(36)의 작동을 매개로 상기 제1유로전환밸브(SW-1)의 출력포트(18)와 상기 제1클러치(C-1) 사이의 접속관로(10b)에서 교통상태가 이루어짐과 동시에, 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 따른 상기 제2스텝모 터(38)의 작동을 매개로 상기 제2유로전환밸브(SW-2)의 출력포트(18)와 상기 제1브레이크(B-1) 사이의 접속관로(10b)에서 교통상태가 이루어진다.

이때, 상기 변속제어유니트(TCU)는 상기 제2솔레노이드밸브(40)를 제어하여 상기 제1유로전환밸브(SW-1)로부터 상기 제1클러치(C-1)에 제공되는 작동압과 상기 제3솔레노이드밸브(42)를 제어하여 상기 제2유로전환밸브(SW-2)로부터 상기 제1브레이크(B-1)에 제공되는 작동압을 각각 적절하게 제어할 수 있게 된다.

그리고, D 레인지 2속에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 의해 상기 제1유로전환밸브(SW-1)로부터 상기 제1클러치(C-1)에 제공되는 작동압과 상기 제2유로전환밸브(SW-2)로부터 상기 제2브레이크(B-2)에 제공되는 작동압이 각각 적절하게 제어된다.

또한, D 레인지 3속에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 의해 상기 제1유로전환밸브(SW-1)로부터 상기 제1클러치(C-1)에 제공되는 작동압과 상기 제2유로전환밸브(SW-2)로부터 상기 제2클러치(C-2)에 제공되는 작동압이 각각 적절하게 제어된다.

그리고, D 레인지 4속에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 의해 상기 제1유로전환밸브(SW-1)로부터 상기 제1클러치(C-1)에 제공되는 작동압과 상기 제2유로전환밸브(SW-2)로부터 상기 제3클러치(C-3)에 제공되는 작동압이 각각 적절하게 제어된다.

또한, D 레인지 5속에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 의해 상기 제1유로전환밸브(SW-1)로부터 상기 제2클러치(C-2)에 제공되는 작동압과 상기 제2유로전환밸브(SW-2)로부터 상기 제3클러치(C-3)에 제공되는 작동압이 각각 적절하게 제어된다.

그리고, D 레인지 6속에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 의해 상기 제1유로전환밸브(SW-1)로부터 상기 제2브레이크(B-2)에 제공되는 작동압과 상기 제2유로전환밸브(SW-2)로부터 상기 제3클러치(C-3)에 제공되는 작동압이 각각 적절하게 제어된다.

또한, R 레인지에서는 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 변속제어유니트(TCU)의 제어에 의해 상기 제1유로전환밸브(SW-1)로부터 상기 제2클러치(C-2)에 제공되는 작동압과 상기 제2유로전환밸브(SW-2)로부터 상기 제1브레이크(B-1)에 제공되는 작동압이 각각 적절하게 제어된다.

한편, 도 5 내지 도 11에 있어, 미설명 부호 48은 토크 컨버터이고, 50은 토크 컨버터 제어밸브이며, 52는 토크 컨버터 압력제어밸브이고, 54는 토크 컨버터의 압력을 제어하기 위한 솔레노이드밸브이며, 56은 감압밸브인 바, 이들 요소는 자동 변속기의 유압제어장치에 있어 통상적인 구성에 해당하므로, 그 구조와 작동에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
참고로, 본 발명에서는 상기 유압제어장치와 상기 다수의 마찰요소를 모두 포함하는 개념으로 유압장치라는 표현을 사용하였다.

이상에서 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자로부터 다양한 형태의 개량이나 변형 실시가 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 도시한 사시도.

도 2와 도 3은 각각 도 1에 도시된 회전형 스위칭밸브를 확대하여 도시한 도면.

도 4는 도 1에 도시된 회전형 스위칭밸브의 횡단면도.

도 5 내지 도 11은 도 1 내지 도 4에 도시된 회전형 스위칭밸브를 적용하고 있는 자동 변속기의 유압제어장치를 도시한 유압 회로도로서, D 레인지 1속 내지 6속과 R 레인지에서 각각 유압의 전달 경로를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-밸브바디 12-밸브체

14-입력포트 16-유동통로

18-출력포트 20-배출포트

22-드레인포트 24-위치규제용 홈부

26-스텝모터 28-기어

30-오일펌프 32-레귤레이터밸브

34-제1솔레노이드밸브 36-제1스텝모터

38-제2스텝모터 40-제2솔레노이드밸브

42-제3솔레노이드밸브

Claims

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오일펌프로부터 토출되는 작동유를 적정의 라인압으로 조압하는 라인압제공부와;

변속시 해당 마찰요소로의 유로를 형성하도록 입력포트와 출력포트 및 상기 입력포트와 상기 출력포트 사이를 교통시키는 유동통로를 갖춘 적어도 하나 이상의 회전형 스위칭밸브와, 상기 회전형 스위칭밸브의 회전각도와 회전속도를 조절하여 상기 출력포트와 해당 마찰요소 사이를 교통시키는 구동수단을 갖춘 유로전환부;

상기 유로전환부의 작동에 의해 형성된 유로를 통해 해당 마찰요소에 제공되는 작동압을 조절하는 압력제어부 및;

변속 레인지의 선택과 스로틀 개도 및 차속의 변화에 따라 설정된 변속패턴을 추종하여 변속시, 상기 라인압제공부와 상기 유로전환부 및 상기 압력제어부의 작동을 각각 제어하는 변속제어부를 구비하되,

상기 회전형 스위칭밸브는 밸브바디에 회전 가능하게 설치되는 밸브체를 갖추고서 다수의 마찰요소와 개별적으로 교통하는 제1,제2유로전환밸브이고, 상기 제1,제2유로전환밸브의 입력포트는 상기 밸브체의 일단에 형성되어 상기 압력제어부로부터 제공되는 작동압을 상기 유동통로내에 인가하며, 상기 제1,제2유로전환밸브의 유동통로는 상기 밸브체의 내부에서 축방향으로 형성되고, 상기 제1,제2유로전환밸브의 출력포트는 상기 밸브체의 축중심선에 대해 반경방향으로 형성되어 상기 밸브체의 회전에 따라 상기 유동통로를 해당 마찰요소의 접속관로와 선택적으로 교통시키며,

상기 다수의 마찰요소는 상기 제1유로전환밸브로부터만 작동압을 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 1속 내지 4속시에만 체결되는 제1클러치와, 상기 제1유로전환밸브 및 제2유로전환밸브 모두로부터 작동압을 선택적으로 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 3속과 5속 및 R 레인지에서만 체결되는 제2클러치와, 상기 제2유로전환밸브로부터만 작동압을 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 4속 내지 6속시에만 체결되는 제3클러치와, 상기 제2유로전환밸브로부터만 작동압을 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 1속과 R 레인지에서만 체결되는 제1브레이크와, 상기 제1유로전환밸브 및 제2유로전환밸브 모두로부터 작동압을 선택적으로 공급받을 수 있도록 연결되어 D 레인지 2속과 6속에서만 체결되는 제2브레이크로 구성된 것을 특징으로 하는 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치.
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청구항 10에 있어서,

상기 제1,제2유로전환밸브의 출력포트는 각각 상기 밸브체의 축방향에 대해 상호 이격되고, 상기 밸브체의 반경방향에 대해 방사상으로 배치각도를 달리하여 다수로 구비되는 것을 특징으로 하는 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치.
청구항 10에 있어서,

상기 제1,제2유로전환밸브의 밸브체는 각각 축방향을 따라 연장된 배출포트를 구비하고, 상기 배출포트는 상기 밸브체의 선단부에서 원주방향으로 형성된 드레인포트와 연통되며, 상기 드레인포트는 오일팬과 교통되는 것을 특징으로 하는 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치.
청구항 13에 있어서,

상기 제1,제2유로전환밸브의 배출포트는 각각 상기 밸브체의 외주면 전 둘레에 걸쳐 상기 다수의 출력포트 사이에서 상기 밸브체의 축방향을 따라 다수로 형성된 것을 특징으로 하는 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치.
청구항 10에 있어서,

상기 제1,제2유로전환밸브의 밸브체는 각각 상기 밸브바디내에서 상기 밸브체의 축방향 위치를 제한하기 위한 위치규제용 홈부를 외주면의 원주방향을 따라 형성한 것을 특징으로 하는 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치.
청구항 10에 있어서,

상기 구동수단은 상기 제1,제2유로전환밸브의 밸브체를 각각 개별적으로 회전시켜 상기 밸브바디내에서 상기 밸브체의 회전각도와 회전속도를 조절하는 제1,제2스텝모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치.
청구항 16에 있어서,

상기 제1,제2스텝모터는 각각의 회전축상에 제1,제2기어를 각각 장착하고, 상기 제1,제2기어는 상기 제1,제2유로전환밸브의 밸브체의 일단에 각각 구비된 치형부와 개별적으로 치합되는 것을 특징으로 하는 유로전환용 회전형 스위칭밸브를 구비한 6속 자동 변속기 유압장치.