KR101634396B1

KR101634396B1 - 자동 변속기의 유압 제어 장치

Info

Publication number: KR101634396B1
Application number: KR1020100012595A
Authority: KR
Inventors: 이꾸오 히로세
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2016-07-01
Also published as: ATE534852T1; CN101806355A; EP2221512B1; US20100204009A1; US8210977B2; KR20100092383A; JP2010185499A; CN101806355B; JP4913170B2; EP2221512A1

Abstract

본 발명의 과제는, 부품 개수 삭감 기능과 고장시 주행 확보 기능을 달성하면서, 중립 레인지에서의 아이들링 중에, 운전자가 이그니션을 오프로 해도, 마찰 요소의 급체결에 의한 이음의 발생을 방지할 수 있는 자동 변속기의 유압 제어 장치를 제공하는 것이다.
전원 오프시에 유압을 발생시키는 동시에, 라인압(PL)을 원압으로 하고, 서로 다른 레인지 위치에서 체결되는 하이 클러치(H/C)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)로의 유압을 제어하는 겸용 압력 조절 밸브(25)와, D 레인지 선택시와 R 레인지 선택시에 마찰 요소로의 유로를 절환하는 절환 밸브(26)와, 하이 클러치(H/C)의 체결에 의해 연결하는 변속기 출력 기어(5) 이외의 회전 멤버인 제1 회전 멤버(M1)와 변속기 입력축(4)을 갖는 파워 트레인(6)을 구비하고 있다. 이 FF 차량용 자동 변속기(AT)에 있어서, 절환 밸브(26)와 하이 클러치(H/C)의 사이에, D 레인지압(PD)을 신호압으로 하는 하이 클러치 인히비터 밸브(28)를 배치하였다.

Description

자동 변속기의 유압 제어 장치{HYDRAULIC CONTROL APPARATUS OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은, 유성 기어와 복수의 마찰 요소의 조합에 의해 유단계의 변속단을 얻는 자동 변속기의 유압 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 솔레노이드 밸브로부터의 유압의 공급처를, 주행 레인지가 상이한 상태에서 체결하는 2개의 마찰 요소로, 주행 상태에 따라서 절환하여, 부품 개수를 삭감하는 자동 변속기의 유압 제어 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

또한, 자동 변속기는 전체 전원을 오프해야만 하는 고장시에도 주행 가능하게 하기 위해, 고장시에 선택되는 소정의 변속단을 압력 조절하는 압력 조절 밸브는, 전원 오프가 되어도 유압이 공급되도록 구성되는 것이 일반적이다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2006-275199호 공보

종래 장치가 갖는 부품 개수 삭감 기능에 고장시 주행 기능을 부가하면, 예를 들어 레인지 위치가 상이한 2개의 마찰 요소에 대해, 1개의 솔레노이드 밸브로 2개의 유압을 컨트롤하는 동시에, 전체 전원 오프시에 유압을 발생하게 된다. 이때, 통상은 매뉴얼 밸브를 통하지 않는 유압을, 솔레노이드 밸브의 원압으로 함으로써, 유압 회로나 제어의 단순화를 도모하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 하류측에 절환 밸브를 설치하여, 레인지 위치에 따라서 솔레노이드 밸브의 유압의 공급처를 절환하게 된다.

그러나 이러한 유압 회로의 경우, 다음과 같은 과제가 있다.

N 레인지에서 브레이크를 밟고 있는 것과 같은 아이들링 중(차속 제로)에, 운전자가 이그니션을 오프로 하면, 솔레노이드 밸브의 특성이, 전원 고장시(전원 오프시)에는 유압을 발생하는 것과 같은 특성(이하, 노멀 하이)이므로, 고장시에 선택되는 변속단에서 체결되는 마찰 요소(예를 들어, 3속에서 체결되는 하이 클러치)에 고압의 유압이 짧은 기간만 공급된다. 특히, 아이들 회전이 높아, 엔진 회전수의 저하까지 시간이 걸리는 경우에 현저하다.

이때, N 레인지 선택시이므로, 변속기 내부의 출력 회전 멤버는 차속이 제로가 되어 회전하고 있지 않지만, N 레인지 선택시라도 마찰에 의해 변속기 내부의 다른 회전 멤버는 약간 회전하고 있다. 그리고 약간 회전하고 있는 멤버가 상기 고압의 유압 공급에 의해 급체결이 발생하여, 회전수가 입력 회전수까지 끌어 올려져 버려, 회전 밸런스가 무너져 이음(異音)이 발생한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 부품 개수 삭감 기능과 고장시 주행 확보 기능을 달성하면서, 중립 레인지에서의 아이들링 중에, 운전자가 이그니션을 오프로 해도 마찰 요소의 급체결에 의한 이음의 발생을 방지할 수 있는 자동 변속기의 유압 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 자동 변속기의 유압 제어 장치에서는, 전원 오프시에 유압을 발생시키는 동시에, 매뉴얼 밸브를 통하지 않고 공급되는 유압을 원압으로 하고, 서로 다른 레인지 위치에서 체결되는 제1 마찰 요소와 제2 마찰 요소로의 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브와,

전진 레인지의 선택시, 상기 솔레노이드 밸브로부터의 발생 유압을 상기 제1 마찰 요소에 공급하고, 후퇴 변속단의 선택시, 상기 솔레노이드 밸브로부터의 발생 유압을 상기 제2 마찰 요소에 공급하도록 절환하는 제1 절환 밸브와,

상기 제1 마찰 요소의 체결에 의해 연결하는 변속기 출력 부재 이외의 제1 회전 부재와 제2 회전 부재를 갖는 파워 트레인을 구비하고 있다.

이 자동 변속기의 유압 제어 장치에 있어서,

상기 제1 절환 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이에, 상기 전진 레인지 선택시에 발생하는 유압을 신호압으로 하는 제2 절환 밸브를 배치하고,

상기 제2 절환 밸브는, 상기 신호압의 작용시에 상기 솔레노이드 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이를 개통하고, 상기 신호압의 비작용시에 상기 솔레노이드 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이를 폐쇄한다.

따라서, 본 발명의 자동 변속기의 유압 제어 장치에 있어서는, 서로 다른 레인지 위치에서 체결되는 제1 마찰 요소와 제2 마찰 요소로의 유압을, 1개의 솔레노이드 밸브로 제어할 수 있으므로 부품 개수가 삭감된다.

솔레노이드 밸브는, 전원 오프시에 유압을 발생시키고, 제1 절환 밸브는 전진 레인지의 선택시, 발생 유압을 제1 마찰 요소에 공급하고, 후퇴 변속단의 선택시에는 발생 유압을 제2 마찰 요소에 공급하도록 절환한다. 이로 인해, 전원 오프 고장시에 전진 주행이나 후퇴 주행이 확보된다.

또한, 중립 레인지에서 아이들링 중에, 운전자가 이그니션을 오프로 해도 솔레노이드 밸브로부터의 유압은 제2 절환 밸브에 의해 차단되므로, 고압의 유압에 의해 제1 마찰 요소가 체결되는 일은 없어, 제1 마찰 요소의 급체결에 의한 이음의 발생을 방지할 수 있다.

이 결과, 부품 개수 삭감 기능과 고장시 주행 확보 기능을 달성하면서, 중립 레인지에서의 아이들링 중에, 운전자가 이그니션을 오프로 해도 마찰 요소의 급체결에 의한 이음의 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 유압 제어 장치가 적용된 전진 4속 후퇴 1속에 의한 FF 차량용 자동 변속기(자동 변속기의 일례)를 도시하는 골격도.
도 2는 제1 실시예의 유압 제어 장치가 적용된 FF 차량용 자동 변속기의 파워 트레인을 도시하는 골격도.
도 3은 제1 실시예의 유압 제어 장치가 적용된 FF 차량용 자동 변속기(AT)에서의 변속단마다의 각 마찰 체결 요소의 체결 상태를 도시하는 체결 작동 표.
도 4는 제1 실시예의 유압 제어 장치인 복수의 마찰 요소로의 유압 제어 회로와 전자 변속 제어계를 도시하는 유압 제어 시스템도.
도 5는 N 레인지·하이 아이들에서의 키 오프시에 이음 발생 원인이 되는 회전수 변화를 나타내는 속도선도.
도 6은 N 레인지 선택시에 이그니션 스위치 온일 때의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도.
도 7은 N 레인지 선택시에 이그니션 스위치 오프일 때의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도.
도 8은 D 레인지 선택 상태에서 전체 전원 오프 고장시일 때의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도.
도 9는 N 레인지로부터 R 레인지로의 변속 중에 있어서의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도.
도 10은 R 레인지 선택시에 전체 전원 오프시일 때의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도.

이하, 본 발명의 자동 변속기의 유압 제어 장치를 실현하는 최량의 형태를, 도면에 나타내는 제1 실시예에 기초하여 설명한다.

<제1 실시예>

우선, 구성을 설명한다.

도 1은 제1 실시예의 유압 제어 장치가 적용된 전진 4속 후퇴 1속에 의한 FF 차량용 자동 변속기(자동 변속기의 일례)를 도시하는 골격도이다. 이하, 도 1에 기초하여 FF 차량용 자동 변속기의 구성을 설명한다.

제1 실시예의 유압 제어 장치가 적용된 FF 차량용 자동 변속기(AT)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 컨버터 하우징(1)과, 토크 컨버터(2)와, 트랜스액슬 케이스(3)와, 변속기 입력축(4)과, 변속기 출력 기어(5)와, 파워 트레인(6)과, 감속 기어축(7)과, 감속 기어 기구(8)와, 차동 기어 기구(9)와, 좌측 구동축(10)과, 우측 구동축(11)을 구비하고 있다.

상기 컨버터 하우징(1)은, 그 내부에 발진 기능이나 제진(制振) 기능을 발휘하는 로크업 클러치(12)를 갖는 토크 컨버터(2)가 배치되어 있다. 로크업 클러치(12)는, 체결에 의해 엔진(Eng)의 크랭크축(13)과 변속기 입력축(4)을 직결한다.

상기 트랜스액슬 케이스(3)는, 컨버터 하우징(1)에 연결되고, 그 내부에 변속 기능과 후진 기능과 중립 기능을 발휘하는 파워 트레인(6)과, 감속 기능을 발휘하는 감속 기어 기구(8), 차동 기능을 발휘하는 차동 기어 기구(9)가 배치되어 있다.

상기 파워 트레인(6)은, 변속기 입력축(4)과 변속기 출력 기어(5)의 사이에 배치되고, 전방 유성 기어(FPG)와, 후방 유성 기어(RPG)와, 로우 클러치(L/C)와, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)와, 2-4 브레이크(2-4/B)와, 리버스 클러치(REV/C)와, 하이 클러치(H/C)의 조합에 의해 구성되어 있다.

상기 감속 기어 기구(8)는, 감속 기어축(7)에, 변속기 출력 기어(5)에 맞물리는 제1 감속 기어(14)와, 차동 기어 기구(9)의 구동 입력 기어(15)에 맞물리는 제2 감속 기어(16)를 설치함으로써 구성되어 있다.

상기 차동 기어 기구(9)는 구동 입력 기어(15)로부터 입력되는 구동력을, 좌측 구동축(10)과 우측 구동축(11)에 차동을 허용하면서 등배분하여, 도시하지 않은 좌측 전륜과 우측 전륜으로 전달한다.

도 2는, 제1 실시예의 유압 제어 장치가 적용된 FF 차량용 자동 변속기의 파워 트레인을 도시하는 골격도이다. 이하, 도 2에 기초하여 파워 트레인 구성을 설명한다.

FF 차량용 자동 변속기(AT)의 파워 트레인(6)은, 유성 기어로서, 싱글 피니언식의 전방 유성 기어(FPG)와 후방 유성 기어(RPG)가 설치되어 있다. 그리고 마찰 요소로서, 로우 클러치(L/C)와, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)와, 2-4 브레이크(2-4/B)와, 리버스 클러치(REV/C)와, 하이 클러치(H/C)가 설치되어 있다. 또한, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)와 병렬로 원웨이 클러치(OWC)가 설치되어 있다.

상기 전방 유성 기어(FPG)는, 전방 선 기어(FS)와, 전방 링 기어(FR)와, 양 기어(FS, FR)에 맞물리는 전방 피니언(FP)을 지지하는 전방 캐리어(FC)를 갖는다.

상기 후방 유성 기어(RPG)는, 후방 선 기어(RS)와, 후방 링 기어(RR)와, 양 기어(RS, RR)에 맞물리는 후방 피니언(RP)을 지지하는 후방 캐리어(RC)를 갖는다.

상기 전방 캐리어(FC)와 후방 링 기어(RR)는, 제1 회전 멤버(M1)에 의해 일체적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 전방 링 기어(FR)와 후방 캐리어(RC)는 제2 회전 멤버(M2)에 의해 일체적으로 연결되어 있다. 따라서, 전방 유성 기어(FPG)와 후방 유성 기어(RPG)를 조합함으로써, 6개의 회전 요소로부터 2개의 회전 요소를 뺀 4개의 회전 요소[전방 선 기어(FS), 후방 선 기어(RS), 제1 회전 멤버(M1), 제2 회전 멤버(M2)]를 갖는 구성으로 되어 있다.

상기 전방 선 기어(FS)는, 리버스 클러치(REV/C)를 통해 변속기 입력축(4)과 단접(斷接) 가능하게 설치되어 있다. 그리고 2-4 브레이크(2-4/B)를 통해 트랜스액슬 케이스(3)에 고정 가능하게 설치되어 있다.

상기 후방 선 기어(RS)는 로우 클러치(L/C)를 통해 변속기 입력축(4)과 단접 가능하게 설치되어 있다.

상기 제1 회전 멤버(M1)는, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)[원웨이 클러치(OWC)]를 통해서 트랜스액슬 케이스(3)에 고정 가능하게 설치되어 있다. 그리고 하이 클러치(H/C)를 통해 변속기 입력축(4)과 단접 가능하게 설치되어 있다.

상기 제2 회전 멤버(M2)는 변속기 출력 기어(5)에 직결되어 있다.

도 3은 제1 실시예의 유압 제어 장치가 적용된 FF 차량용 자동 변속기(AT)에서의 변속단마다의 각 마찰 체결 요소의 체결 상태를 나타내는 체결 작동 표이다. 또한, 도 3에 있어서, ○는 당해 마찰 체결 요소가 체결 상태인 것을 나타낸다.

상기 구성에 의한 파워 트레인에 설치된 각 마찰 요소 중, 체결되어 있었던 1개의 마찰 요소를 개방하고, 개방되어 있었던 1개의 마찰 요소를 체결한다고 하는 절환 변속을 행함으로써, 하기와 같이 전진 4속이며 후퇴 1속인 변속단을 실현하고 있다.

즉, 로우 클러치(L/C)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)를 체결함으로써 엔진 브레이크가 작동하는「1속단」, 로우 클러치(L/C)만을 체결함으로써 엔진 브레이크가 비작동인「1속단」이 달성된다. 그리고 로우 클러치(L/C)와 2-4 브레이크(2-4/B)를 체결함으로써「2속단」이 달성된다. 그리고 로우 클러치(L/C)와 하이 클러치(H/C)를 체결함으로써「3속단」이 달성된다. 그리고 하이 클러치(H/C)와 2-4 브레이크(2-4/B)를 체결함으로써「4속단」이 달성된다. 또한, 리버스 클러치(REV/C)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)를 체결함으로써「후퇴 변속단」이 달성된다.

도 4는 제1 실시예의 유압 제어 장치인 복수의 마찰 요소로의 유압 제어 회로와 전자 변속 제어계를 도시하는 유압 제어 시스템도이다. 이하, 도 4에 기초하여 유압 제어 시스템의 구성을 설명한다.

상기 유압 제어 회로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 매뉴얼 밸브(20)와, 로우 클러치용 압력 조절 밸브(21)와, 로우 클러치용 어큐뮬레이터(22)와, 2-4 브레이크용 압력 조절 밸브(23)와, 2-4 브레이크용 어큐뮬레이터(24)와, 겸용 압력 조절 밸브(25)와, 절환 밸브(26)와, 절환 솔레노이드(27)와, 하이 클러치 인히비터 밸브(28)와, 하이 클러치용 어큐뮬레이터(29)와, 로우&리버스 브레이크용 어큐뮬레이터(30)를 갖는다. 그리고 라인압 유로(31)와, 파일럿압 유로(32)와, D 레인지압 유로(33)와, R 레인지압 유로(34)와, 로우 클러치압 유로(35)와, 2-4 브레이크압 유로(36)와, 겸용 압출력 유로(37)와, 제1 하이 클러치압 유로(38)와, 제2 하이 클러치압 유로(39)와, 로우&리버스 브레이크압 유로(40)를 갖는다.

상기 매뉴얼 밸브(20)는 셀렉트 레버(41)에 대한 드라이버 조작에 의해 동작하는 수동 조작 밸브이며, 상기 셀렉트 레버(41)는 1속단으로부터 4속단까지의 변속단을 달성하는(단, 1속단에서는 엔진 브레이크 비작동) D 레인지와, 1속단과 2속단을 달성하는(1속단은 엔진 브레이크 작동) II 레인지와, 후퇴 변속단을 달성하는 R 레인지와, 모든 클러치를 해방하는 중립 레인지와, 주차 레인지인 파킹 레인지를 구비한다. 그리고 예를 들어 상기 매뉴얼 밸브(20)는, D 레인지 선택시에는 라인압 유로(31)로부터의 라인압(PL)을 D 레인지압 유로(33)로 유도하고, R 레인지 선택시에는 라인압 유로(31)로부터의 라인압(PL)을 R 레인지압 유로(34)로 유도한다.

상기 로우 클러치용 압력 조절 밸브(21)는, 노멀 하이에 의한 3웨이 대용량 리니어 솔레노이드 밸브이며, 로우 클러치(L/C)의 체결시(1, 2, 3), D 레인지압 유로(33)로부터의 D 레인지압(PD)을 원압으로 하여 압력 조절한 로우 클러치압을, 로우 클러치압 유로(35)를 통해 로우 클러치(L/C)로 유도한다. 로우 클러치(L/C)의 해방시(4, R), 로우 클러치(L/C)에 공급되어 있는 로우 클러치압을 드레인한다.

상기 2-4 브레이크용 압력 조절 밸브(23)는, 노멀 로우에 의한 3웨이 대용량 리니어 솔레노이드 밸브이며, 2-4 브레이크(2-4/B)의 체결시(2, 4), D 레인지압 유로(33)로부터의 D 레인지압(PD)을 원압으로 하여 압력 조절한 2-4 브레이크압을, 2-4 브레이크압 유로(36)를 통해 2-4 브레이크(2-4/B)로 유도한다. 2-4 브레이크(2-4/B)의 해방시(1, 3, R), 2-4 브레이크(2-4/B)에 공급되어 있는 2-4 브레이크압을 드레인한다.

상기 겸용 압력 조절 밸브(25)(솔레노이드 밸브)는, 전원 오프시에 유압을 발생시키는 노멀 하이에 의한 3웨이 대용량 리니어 솔레노이드 밸브이며, 매뉴얼 밸브(20)를 통하지 않고 공급되는 유압[라인압(PL)]을 원압으로 하여 압력 조절한 유압을, 절환 밸브(26)를 통해 하이 클러치(H/C)(제1 마찰 요소) 또는 로우&리버스 브레이크(L&R/B)(제2 마찰 요소)로 유도한다. 즉, 겸용 압력 조절 밸브(25)는 하이 클러치(H/C)(3, 4)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)(1, R)가, 서로 다른 레인지 위치인 동시에 서로 다른 변속단 위치에서 체결되므로, 하이 클러치(H/C)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)라고 하는 2개의 마찰 요소의 유압을 제어한다. 이 마찰 요소 중, 한쪽의 하이 클러치(H/C)는 변속기 출력 부재인 변속기 출력 기어(5) 이외의 회전 멤버인, 제1 회전 멤버(M1)(제1 회전 부재)와 변속기 입력축(4)(제2 회전 부재)의 사이를 연결하는 클러치이며, 도시하지 않은 브레이크 페달이 답입되는 등에 의해, 변속기 출력 기어(5)를 고정한 상태에 있어서, N 레인지(중립 레인지) 선택시의 아이들링 중에 체결하면, 제1 회전 멤버(M1)(제1 부재)는 변속기 입력축(4)의 토크에 의해 회전한다.

상기 절환 밸브(26)(제1 절환 밸브)는, 전원 오프시에는 유압을 발생하지 않는 특성(이하, 노멀 로우)의 온 오프 솔레노이드인 절환 솔레노이드(27)가 오프(유압 비발생)이고, 또한 D 레인지(전진 레인지)의 선택시, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 발생 유압을 하이 클러치(H/C)에 공급하고, 절환 솔레노이드(27)가 온(유압 발생)이고, 또한 R 레인지(후퇴 변속단)의 선택시의 변속 중에는, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 유압을 로우&리버스 브레이크(L&R/B)에 공급하도록 절환한다. 또한, 절환 밸브(26)는 절환 솔레노이드(27)가 오프이며, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 발생 유압을 하이 클러치 인히비터 밸브(28)측에 공급하는 위치에 있을 때, 매뉴얼 밸브(20)로부터의 R 레인지 위치의 선택시에 발생하는 R 레인지압(PR)을, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)에 공급하는 포트를 개통한다.

상기 하이 클러치 인히비터 밸브(28)(제2 절환 밸브)는, 절환 밸브(26)(제1 절환 밸브)와 하이 클러치(H/C)(제1 마찰 요소)의 사이에 배치되고, D 레인지의 선택시에 발생하는 D 레인지압(PD)을 신호압으로 하여 절환 작동한다. 즉, D 레인지압(PD)의 작용시에 겸용 압력 조절 밸브(25)와 하이 클러치(H/C)의 사이를 개통하고, D 레인지압(PD)의 비작용시에 겸용 압력 조절 밸브(25)와 하이 클러치(H/C)의 사이를 폐쇄한다.

상기 전자 변속 제어계는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 액셀러레이터 개방도 센서(50)와, 차속 센서(51)와, 다른 센서류(52)(변속기 입력 회전수 센서, 인히비터 스위치 등)와, AT 컨트롤 유닛(53)을 갖는다.

상기 AT 컨트롤 유닛(53)은, 액셀러레이터 개방도 센서(50)와, 차속 센서(51)와, 다른 센서류(52)로부터의 정보를 입력하고, 예를 들어 D 레인지를 선택한 주행시, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)에 의해 정해지는 운전점이 시프트맵 상에서 존재하는 위치에 의해 최적의 변속단을 검색하고, 검색된 변속단을 얻는 제어 지령을, 로우 클러치용 압력 조절 밸브(21), 2-4 브레이크용 압력 조절 밸브(23), 겸용 압력 조절 밸브(25), 절환 솔레노이드(27)에 출력한다. 또한, 시프트맵이라 함은, 액셀러레이터 개방도와 차속에 따라서 업 시프트선과 다운 시프트선을 기입한 맵을 말한다.

다음에, 작용을 설명한다.

우선,「N 레인지·하이 아이들에서의 키 오프시에 쇼크가 발생하는 이유」의 설명을 행하고, 계속해서 제1 실시예의 자동 변속기의 유압 제어 장치에 있어서의 작용을,「N 레인지에서의 이음 방지 작용」,「D 레인지에서의 유압 제어 작용」,「R 레인지에서의 유압 제어 작용」으로 나누어 설명한다.

[N 레인지·하이 아이들에서의 키 오프시에 이음이 발생하는 이유]

도 5는, N 레인지·하이 아이들에서의 키 오프시에 이음 발생 원인이 되는 회전수 변화를 나타내는 속도선도이다. 이하, 도 5에 기초하여, N 레인지·하이 아이들에서의 키 오프시에 이음이 발생하는 이유를 설명한다.

N 레인지 위치의 선택시에, 브레이크 페달을 밟고 있는 것과 같은 아이들링 중(차속 제로)에, 운전자가 이그니션을 오프로 한다. 이때, 겸용 압력 조절 밸브(25)의 특성이, 전원 오프시에는 유압을 발생하는 것과 같은 특성(노멀 하이)이기 때문에, 고장시에 선택되는 3속단에서의 체결 요소인 하이 클러치(H/C)에 고압의 유압인 라인압(PL)이 짧은 기간만 공급된다.

이때, N 레인지의 선택시이기 때문에, 파워 트레인(6)의 출력 회전 멤버인 제2 회전 멤버(M2)는 차속이 제로이며 회전하고 있지 않다. 그러나 N 레인지의 선택시라도, 각 마찰 요소에서의 마찰에 의해, 출력 회전 멤버 이외의 회전 멤버인 제1 회전 멤버(M1)나 후방 선 기어(RS)나 전방 선 기어(FS)는 약간 회전하고 있다.

즉, N 레인지의 선택시에는, 파워 트레인(6)의 4개의 모든 회전 요소의 회전수가 제로인 것을 의도한 바이지만, 실제로는 각 마찰 요소에 의한 마찰에 의해, 도 5의 속도선도의 점선 특성으로 나타내는 바와 같이, 제1 회전 멤버(M1)나 후방 선 기어(RS)나 전방 선 기어(FS)가 약간 회전하고 있는 상태가 된다.

이 상태에 있어서, 상기한 바와 같이 하이 클러치(H/C)가 급체결되면, 도 5의 속도선도의 실선 특성으로 나타내는 바와 같이, 회전하고 있는 제1 회전 멤버(M1)의 회전수가, 이그니션 오프에 의해 저하 중인 입력 회전수(= 터빈 회전수)까지 끌어 올려져 버려, 회전 밸런스가 무너져 전방 선 기어(FS)의 회전수(= 리버스 드럼의 회전수)가, 입력 회전수의 유성 기어의 잇수비에 따라서 끌어 올려진다. 이로 인해, 이너셔 변화에 수반되는 쇼크가 발생하고, 이것이 탑승자에게 있어서 위화감을 부여하는 이음이 된다. 특히, 아이들 회전수가, 예를 들어 저온시의 하이 아이들 중 등은 1700rpm 정도로 높아, 엔진 회전수의 저하까지 시간이 걸리는 경우에 현저하다.

또한, N 레인지의 선택시에는, 매뉴얼 밸브(20)와 절환 밸브(26)가 있으므로, 변속기 출력 기어(5)에 토크가 전달될 가능성은 제로이다. 즉, 남은 과제는, 쇼크가 발생하지 않도록 하는 것이다.

[N 레인지에서의 이음 방지 작용]

도 6은, N 레인지 선택시에 이그니션 스위치 온일 때의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도이다. 도 7은, N 레인지 선택시에 이그니션 스위치 오프일 때의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도이다.

N 레인지 선택시에 이그니션 스위치 온일 때에는, 매뉴얼 밸브(20)가 N 레인지 위치에서, 노멀 하이의 겸용 압력 조절 밸브(25)에 온 신호가 나옴으로써, 도 6의 굵은선으로 나타내는 바와 같이 라인압 유로(31)로 라인압(PL)이 유도된 상태다.

이 N 레인지 선택시에 이그니션 스위치를 오프로 하면, 매뉴얼 밸브(20)가 N 레인지 위치에서, 노멀 하이의 겸용 압력 조절 밸브(25)로 오프 신호가 나옴으로써, 도 7의 굵은선으로 나타내는 바와 같이, 라인압 유로(31)로부터의 라인압(PL)이, 겸용 압력 조절 밸브(25)→겸용 압출력 유로(37)→절환 밸브(26)→제1 하이 클러치압 유로(38)를 경과하여, 하이 클러치 인히비터 밸브(28)의 포트까지 도달한다. 즉, D 레인지압(PD)을 작동 신호압으로 하는 하이 클러치 인히비터 밸브(28)는, D 레인지압(PD)이 작용하지 않는 N 레인지 선택시에는, 하이 클러치(H/C)로의 유로를 폐쇄하는 측으로 되어 있다.

따라서, N 레인지 선택시에 이그니션 스위치를 오프로 하였을 때, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 라인압(PL)은, 하이 클러치 인히비터 밸브(28)에 의해 차단되므로, 고압의 유압에 의해 하이 클러치(H/C)가 체결되는 일은 없어, 상기한 급체결에 의한 이음의 발생을 방지할 수 있다.

[D 레인지에서의 유압 제어 작용]

도 8은 D 레인지 선택 상태에서 전체 전원 오프 고장시일 때의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도이다.

D 레인지 선택시일 때, 전체 전원 오프 고장이 발생하면, 매뉴얼 밸브(20)가 D 레인지 위치에서, 노멀 하이의 겸용 압력 조절 밸브(25)에 오프 신호가 나옴으로써, 도 8의 굵은선으로 나타내는 바와 같이, 라인압 유로(31)로부터의 라인압(PL)이, 겸용 압력 조절 밸브(25)→겸용 압출력 유로(37)→절환 밸브(26)→제1 하이 클러치압 유로(38)→하이 클러치 인히비터 밸브(28)→제2 하이 클러치압 유로(39)를 경과하여, 하이 클러치(H/C)로 공급된다. 즉, D 레인지압(PD)을 작동 신호압으로 하는 하이 클러치 인히비터 밸브(28)는, D 레인지압(PD)이 작용하는 D 레인지 선택시에는 하이클러치(H/C)로의 유로를 개통하는 측으로 되어 있다.

한편, 매뉴얼 밸브(20)의 D 레인지압 포트를 경과한 D 레인지압(PD)은, D 레인지압 유로(33)→로우 클러치용 압력 조절 밸브(21)→로우 클러치압 유로(35)를 경과하여, 로우 클러치(L/C)로 공급된다.

따라서, D 레인지에서의 주행 중에 전체 전원 오프 고장이 발생한 경우, 혹은 전체 전원 오프 고장이 발생하였을 때에 D 레인지를 선택하면, 하이 클러치 인히비터 밸브(28)가 개통측으로 절환되므로, 하이 클러치(H/C)를 확실하게 체결할 수 있다. 동시에, D 레인지압(PD)이, 노멀 하이의 로우 클러치용 압력 조절 밸브(21)를 경과하므로, 로우 클러치(L/C)를 체결할 수 있다. 즉, 하이 클러치(H/C)와 로우 클러치(L/C)의 체결 상태가 되어, 도 3에 나타내는 바와 같이 고정된「3속단」에 의한 전진 주행을 행할 수 있다.

[R 레인지에서의 유압 제어 작용]

도 9는 N 레인지로부터 R 레인지로의 변속 중에 있어서의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도이다. 도 10은 R 레인지 선택시에 전체 전원 오프시일 때의 유압 제어 작용을 도시하는 설명도이다.

N 레인지로부터 R 레인지로의 변속 중이며, N 레인지측에 있을 때에 절환 솔레노이드(27)에 온 신호를 출력하면, 도 9의 굵은선으로 나타내는 바와 같이, 라인압 유로(31)로부터의 라인압(PL)이, 겸용 압력 조절 밸브(25)→겸용 압출력 유로(37)→절환 밸브(26)→로우&리버스압 유로(40)를 경과하여, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)로 공급된다.

한편, N 레인지로부터 R 레인지로의 변속 중이며, R 레인지측에 있을 때에 절환 솔레노이드(27)에 오프 신호를 출력하면, 도 10의 굵은선으로 나타내는 바와 같이, 매뉴얼 밸브(20)의 R 레인지압 포트를 경과한 R 레인지압(PR)은, R 레인지압 유로(34)를 경과하여, 리버스 클러치(REV/C)로 공급되는 동시에, 절환 밸브(26)→로우&리버스압 유로(40)를 경과하여, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)로 공급된다.

또한, 라인압 유로(31)로부터의 라인압(PL)은, 겸용 압력 조절 밸브(25)→겸용 압출력 유로(37)→절환 밸브(26)→제1 하이 클러치압 유로(38)를 경과하여, 하이 클러치 인히비터 밸브(28)의 포트까지 도달한다. 즉, D 레인지압(PD)을 작동 신호압으로 하는 하이 클러치 인히비터 밸브(28)는, D 레인지압(PD)이 작용하지 않는 R 레인지 선택시에는, 하이 클러치(H/C)로의 유로를 폐쇄하는 측으로 되어 있다.

이와 같이, 절환 밸브(26)는 절환 솔레노이드(27)가 오프이고, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 발생 유압을 하이 클러치 인히비터 밸브(28)측으로 공급하는 위치에 있을 때, 매뉴얼 밸브(20)로부터의 R 레인지 위치의 선택시에 발생하는 R 레인지압(PR)을, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)에 공급하는 포트를 개통하도록 되어 있다. 이로 인해, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)에 공급하는 압력을, 겸용 압력 조절 밸브(25)를 경과한 라인압(PL)(도 9)과, R 레인지압 유로(34)를 경과한 R 레인지압(PR)(도 10)으로부터 선택할 수 있다. 이에 의해, 인터로크를 방지하는 절환 밸브(26)의 스틱 검출이 가능해지는 동시에, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 필요 최대 유압을 낮추는 것이 가능해진다.

또한, R 레인지에서의 주행 중에 전체 전원 오프 고장이 발생한 경우, 혹은 전체 전원 오프 고장이 발생하였을 때에 R 레인지를 선택하면, 도 10에 도시하는 바와 같이 로우&리버스 브레이크(L&R/B)와 리버스 클러치(REV/C)가 체결 상태로 되므로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 고정된「후퇴 레인지」에 의한 후퇴 주행을 행할 수 있다.

다음에, 효과를 설명한다.

제1 실시예의 FF 차량용 자동 변속기(AT)의 유압 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 전원 오프시에 유압을 발생시키는 동시에, 매뉴얼 밸브(20)를 통하지 않고 공급되는 유압[라인압(PL)]을 원압으로 하고, 서로 다른 레인지 위치에서 체결되는 제1 마찰 요소[하이 클러치(H/C)]와 제2 마찰 요소[로우&리버스 브레이크(L&R/B)]로의 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브[겸용 압력 조절 밸브(25)]와, 전진 레인지(D 레인지)의 선택시, 상기 솔레노이드 밸브로부터의 발생 유압을 상기 제1 마찰 요소에 공급하고, 후퇴 변속단(R 레인지)의 선택시, 상기 솔레노이드 밸브로부터의 발생 유압을 상기 제2 마찰 요소에 공급하도록 절환하는 제1 절환 밸브[절환 밸브(26)]와, 상기 제1 마찰 요소의 체결에 의해 연결되는 변속기 출력 부재[변속기 출력 기어(5)] 이외의 회전 멤버인 제1 회전 부재[제1 회전 멤버(M1)]와 제2 회전 부재[변속기 입력축(4)]를 갖는 파워 트레인(6)을 구비한 자동 변속기[FF 차량용 자동 변속기(AT)]의 유압 제어 장치에 있어서, 상기 제1 절환 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이에, 상기 전진 레인지 선택시에 발생하는 유압[D 레인지압(PD)]을 신호압으로 하는 제2 절환 밸브[하이 클러치 인히비터 밸브(28)]를 배치하고, 상기 제2 절환 밸브는 상기 신호압의 작용시에 상기 솔레노이드 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이를 개통하고, 상기 신호압의 비작용시에 상기 솔레노이드 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이를 폐쇄한다.

이로 인해, 부품 개수 삭감 기능과 고장시 주행 확보 기능을 달성하면서, N 레인지에서의 아이들링 중에, 운전자가 이그니션을 오프로 해도, 마찰 요소[하이 클러치(H/C)]의 급체결에 의한 이음의 발생을 방지할 수 있다.

(2) 상기 제1 절환 밸브[절환 밸브(26)]는, 상기 솔레노이드 밸브[겸용 압력 조절 밸브(25)]로부터의 발생 유압을 상기 제2 절환 밸브[하이 클러치 인히비터 밸브(28)]측에 공급하는 위치에 있을 때, 상기 매뉴얼 밸브(20)로부터의 후퇴 레인지(R 레인지)의 선택시에 발생하는 유압[R 레인지압(PR)]을, 상기 제2 마찰 요소[로우&리버스 브레이크(L&R/B)]에 공급하는 포트를 개통한다.

이로 인해, 제2 마찰 요소[로우&리버스 브레이크(L&R/B)]에 공급하는 압력을, 2개의 유로 계통으로부터 선택할 수 있다. 이 결과, 인터로크를 방지하는 제1 절환 밸브[절환 밸브(26)]의 스틱 검출이 가능해지는 동시에, 솔레노이드 밸브[겸용 압력 조절 밸브(25)]로부터의 필요 최대 유압을 낮추는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명의 자동 변속기의 유압 제어 장치를 제1 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는 본 제1 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

제1 실시예에서는, 하이 클러치(H/C)의 체결에 의해 연결하는 변속기 출력 기어(5) 이외의 회전 멤버인 제1 회전 멤버(M1)와 변속기 입력축(4)을 갖는 파워 트레인(6)을 구비한 자동 변속기의 예를 나타냈다. 그러나 제1 마찰 요소로서는, 하이 클러치(H/C) 이외의 마찰 요소라도 좋다. 또한, 변속기 출력 부재로서는, 변속기 출력 기어(5) 이외에 변속기 출력축이라도 좋다. 또한, 제1 회전 부재와 제2 회전 부재로서는, 제1 회전 멤버(M1)와 변속기 입력축(4)에 한정되는 것이 아니고, 제1 마찰 요소의 체결에 의해 연결되는 회전 멤버이며, 변속기 출력 부재 이외의 회전 멤버이면 좋다.

제1 실시예에서는, 전진 5속 후퇴 1속의 FF 차량용 자동 변속기(AT)로의 적용예를 나타냈지만, 전진 변속단이나 후퇴 변속단의 수는 이것에 한정되는 것은 아니며, 다양한 FF 차량용 자동 변속기나 FR 차량용 자동 변속기나 하이브리드 차량용 자동 변속기 등의 유압 제어 장치에 대해서도 적용할 수 있다. 요컨대, 제1 마찰 요소가, 중립 레인지에서의 아이들링 중에 체결되면, 변속기 입력 회전수에 의해 회전하는 제1 부재를 갖는 파워 트레인을 구비한 자동 변속기의 유압 제어 장치이면 적용할 수 있다.

AT : FF 차량용 자동 변속기(자동 변속기)
M1 : 제1 회전 멤버(제1 회전 부재)
4 : 변속기 입력축(제2 회전 부재)
5 : 변속기 출력 기어(변속기 출력 부재)
6 : 파워 트레인
20 : 매뉴얼 밸브
25 : 겸용 압력 조절 밸브(솔레노이드 밸브)
26 : 절환 밸브(제1 절환 밸브)
28 : 하이 클러치 인히비터 밸브(제2 절환 밸브)
H/C : 하이 클러치(제1 마찰 요소)
L&R/B : 로우&리버스 브레이크(제2 마찰 요소)
PL : 라인압[매뉴얼 밸브(20)를 통하지 않고 공급되는 유압]
PD : D 레인지압(전진 레인지의 선택시에 발생하는 유압)
PR : R 레인지압(후퇴 레인지의 선택시에 발생하는 유압)

Claims

전원 오프시에 유압을 발생시키는 동시에, 매뉴얼 밸브를 통하지 않고 공급되는 유압을 원압으로 하고, 서로 다른 레인지 위치에서 체결되는 제1 마찰 요소와 제2 마찰 요소로의 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브와,
전진 레인지의 선택시, 상기 솔레노이드 밸브로부터의 발생 유압을 상기 제1 마찰 요소에 공급하고, 후퇴 변속단의 선택시, 상기 솔레노이드 밸브로부터의 발생 유압을 상기 제2 마찰 요소에 공급하도록 절환하는 제1 절환 밸브와,
상기 제1 마찰 요소의 체결에 의해 연결하는 변속기 출력 부재 이외의 제1 회전 부재와 제2 회전 부재를 갖는 파워 트레인을 구비한 자동 변속기의 유압 제어 장치에 있어서,
상기 제1 절환 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이에, 상기 전진 레인지 선택시에 발생하는 유압을 신호압으로 하는 제2 절환 밸브를 배치하고,
상기 제2 절환 밸브는, 상기 신호압의 작용시에 상기 솔레노이드 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이를 개통하고, 상기 신호압의 비작용시에 상기 솔레노이드 밸브와 상기 제1 마찰 요소의 사이를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 유압 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 절환 밸브는, 상기 솔레노이드 밸브로부터의 발생 유압을 상기 제2 절환 밸브측에 공급하는 위치에 있을 때, 상기 매뉴얼 밸브로부터의 후퇴 레인지의 선택시에 발생하는 유압을, 상기 제2 마찰 요소에 공급하는 포트를 개통하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 유압 제어 장치.