KR19980028288A - 차량용 자동변속기의 유압 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 자동변속기의 유압 제어장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 오일펌프에 연결되어 유압을 제공받고, 트랜스미션 제어 유니트의 듀티값에 따라 개도각이 결정되어 듀티 솔레노이드 압력을 생성시키는 듀티 솔레노이드 밸브(1); 상기 듀티 솔레노이드 밸브(1)에 연결되어 솔레노이드 압력을 제공받고, 오일펌프에 직접 연결되어 라인압을 제공받으며, 작동요소로 라인압을 전달하는 릴레이 밸브(2); 및 상기 릴레이 밸브(2)와 작동요소 사이에 전단부가 연결되어, 라인압의 일부를 축압시켜 안정화시키는 축압밸브(3)를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서, 상기 축압밸브(3)의 급격한 동작을 방지하기 위한 백-업 유로(22)가 릴레이 밸브(2)에서 축압밸브(3)의 후단부에 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 자동변속기의 유압 제어장치

본 발명은 차량용 자동 변속기의 유압 제어장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 변속이 자동으로 이루어지는 자동 변속기의 작동유체인 오일의 유압을 제어하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 기관은, 기관의 탄성영역(elastic range of engines), 즉 기관 성능곡선에서 최대 회전력을 발생시키는 회전속도에서부터 최대 출력을 발생시키는 회전속도까지를 일컫는 기관의 탄성영역내에서 주로 운전되도록 설계되어 있으며, 발진시, 가속시 및 등판시에 구동륜의 최대 견인력이나 최대 출력을 필요로 한다.

그러나 변속비가 1이하일 경우, 즉 기관의 회전속도에 비해 출력축 회전속도가 같거나 높을 경우엔 가속 능력과 등판 능력이 크게 저하되므로 기관과 구동륜 사이에 변속기를 설치하여 기관의 출력과 회전속도를 구동륜에 필요한 수준으로 변환시키고 있다. 다시 말하면, 변속기는 기관의 토크 및 회전속도를 변환시켜 전달하고, 정차시 기관의 공전운동을 가능하게 하며, 구동륜의 회전방향을 변환시켜 후진을 가능하게 한다.

이러한 변속기는 변속 방식에 따라 수동 변속기와 자동 변속기로 대별할 수 있는데, 수동 변속기의 경우는 운전자가 부하상태 및 차속에 적절한 상태로 변속조작을 해야하는 것인데 반하여, 자동 변속기는 수동식 클러치 조작기구가 생략되어 있어서 운전자가 가속 페달만 조작하여 차량의 주행 속도를 가감할 수 있도록 만들어진 것으로, 운전이 간편하고 편안하다는 장점 이외에도 엔진이나 구동장치에 무리한 힘이나 충격이 전달되지 않는다는 등의 장점이 많아 보급이 급속히 확대되고 있는 실정에 있다.

상술한 바와 같은 자동 변속기는 통상, 유체 토크컨버터와 유성기어장치를 조합하고 유압제어장치를 이용하여 운전 조건과 기관의 부하에 따라 자동 변속하도록 구성되는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

일반적인 4단 자동 변속기는 엔진의 크랭크축에 연결되어 발진 클러치로서의 기능과 회전 토크를 증가시키는 역할을 하는 유체 토크 컨버터, 이 유체 토크 컨버터의 다음에 설치되어 회전력과 회전속도를 변환시키며 경우에 따라서는 회전방향을 변환시키는 유성기어장치, 유성기어장치를 차속이나 운전 조건에 맞추어 자동 또는 수동으로 유압을 변환하여 조작하는 유압제어장치, 상기 장치들을 에워싸고 있는 하우징 및 모드, 예컨대 파킹, 후진 및 전진고속주행 등과 같은 모드를 선택하기 위한 선택 레버의 구성을 가지고 있다.

유체 토크 컨버터는 펌프 임펠러, 터빈 러너, 스테이터 등의 3개의 날개차로 구성되어 있으며, 펌프 임펠러는 엔진의 크랭크축에 의해 구동되고, 터빈 러너는 변속기 입력축에, 그리고 스테이터는 일방향 클러치를 거쳐 하우징에 각각 장치되어 있으며, 내부에는 오일이 들어 있다.

유성기어장치는 선기어와, 링기어와, 유성기어 캐리어와, 이들 기어들을 구동 또는 피동축에 연결하거나 고정하기 위한 마찰작동요소를 포함하고 있다. 상기 마찰작동요소로는 클러치와, 브레이크와, 일방향 클러치가 사용되며, 이들 마찰작동요소는 유압제어장치에 의해 작동하면서 선기어, 링기어 및 유성기어 캐리어를 선택적으로 구동시키거나 피동축에 연결 또는 고정하도록 되어 있으며, 이와 같은 작용에 의해 유체 토크 컨버터를 통하여 입력되는 엔진의 회전속도 및 회전력이 증속되거나 감속되고 경우에 따라서는 회전 방향이 바뀌어 추진축의 종감속기어장치로 전달되는 바, 이와 같은 차속 및 부하 상태에 따른 변속 작용을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

① N레인지(중립)

이 레인지는 모든 마찰작동요소가 작동하지 않아 유성기어세트를 이루는 구성 요소, 즉 선기어, 링기어 및 유성기어 캐리어가 자유롭게 회전하는 상태가 되므로 입력축의 동력은 출력축에 전달되지 않는다.

② P레인지(주차)

이 레인지는 ①항의 N레인지와 기능적으로는 같지만, 시프트 레버를 P레인지로 하면 오일 디스트리뷰터의 바깥쪽 톱니바퀴에 파킹 홀이 끼워짐과 아울러 출력축이 기계적으로 고정된다. 또 저속 후진 브레이크가 작용하여 뒤 유성기어 캐리어를 고정한다.

③ D레인지(1속상태)

이 레인지에서는 전진용 클러치와 일방향 클러치가 작용한다. 따라서 동력은 제 2 유성기어세트의 선기어로 입력되는데, 이때 유성기어 캐리어가 일방향 클러치에 의해 고정되어 있으므로 선기어로 입력된 동력은 링기어 캐리어를 통하여 출력축으로 감속 전달된다.

④ D레인지(2속상태)

이 레인지에서는 전진용 클러치와 2-4단 브레이크가 작용한다. 따라서 동력은 제 2 유성기어세트의 선기어로 입력되는데, 링기어가 자유롭게 회전하는 상태에 있게되므로 선기어로 입력된 동력은 유성기어 캐리어로 전달되나, 제 1 유성기어세트의 선기어가 제 1 브레이크에 의해 고정되어 있으므로 그의 유성기어 캐리어를 통하여 소정의 속도로 감속되어 제 2 유성기어세트의 링기어로 전달된다. 여기서 제 2 유성기어세트를 보면, 그의 선기어와 링기어의 양측을 통한 동력의 입력이 있게 되는데, 이와 같이 입력된 동력은 유성기어 캐리어를 거쳐 링기어를 통하여 출력축으로 전달된다. 이 레인지에서도 동력은 감속은 있으나, 제 2 유성기어세트의 선기어로 입력이 있음으로써 1속의 경우보다는 빠른 속도를 얻을 수 있다.

⑤ D레인지(3속상태)

이 레인지에서는 전진용 클러치와 코우스팅 클러치가 작용한다. 따라서 동력은 제 1 유성기어세트의 유성기어 캐리어와, 제 2 유성기어세트의 선기어로 동시에 입력된다. 이때, 제 1 유성기어세트의 유성기어 캐리어로 입력된 동력은 그의 선기어와 링기어가 자유 상태에 있으므로 유성기어 캐리어를 통하여 링기어로 전달된다. 이와 같은 동력 전달의 과정을 통하여 제 2 유성기어세트에서는 선기어와 링기어를 통한 동력의 입력이 있게 되므로, 이 제 2 유성기어세트가 직결되어 입력된 동력의 가감없이 유성기어 캐리어를 통하여 그대로 출력축으로 전달된다.

⑥ D레인지(4속상태)

이 레인지에서는 전진용 클러치와 2-4단 브레이크가 작용한다. 따라서 동력은 제 1 유성기어세트의 유성기어 캐리어로 입력되는데, 이때 이 유성기어세트의 선기어가 2-4단 브레이크에 의해 고정되어 있으므로 링기어를 통하여 증속 출력된다. 이와 같이 링기어를 통하여 출력되는 동력은 제 2 유성기어세트의 선기어와 링기어가 자유롭게 회전할 수 있는 상태에 있으므로, 동력의 증,감속 없이 제 1 유성기어세트에서 증속된 상태로 출력축으로 전달되어 오버 드라이브를 이루는 것이다.

⑦ R레인지(후진)

이 레인지에서는 후진용 클러치와, 저속 및 후진용 브레이크가 작용한다. 따라서 동력은 제 1 유성기어세트의 선기어로 입력된다. 이때, 유성기어 캐리어가 저속 및 후진용 브레이크에 의해 고정되어 있으므로 선기어로 입력된 동력은 그 방향이 바뀌어 감속된 상태로 링기어를 통하여 출력축으로 전달된다. 따라서 언더 드라이브 상태의 후진이 이루어지는 것이다.

상기와 같이, 각 클러치와 브레이크를 작동시켜 각각의 속도단을 조합시키는 변속동작은 오일펌프에서 발생된 유압으로 이루어진다. 즉, 자동 변속기는 유압을 차량의 주행속도와 엔진 부하, 및 변속레버의 위치에 따라 유압을 제어하는 장치와, 이러한 유압 제어장치의 동작을 전자적으로 제어하는 트랜스미션 제어 유니트를 포함하고 있다.

유압 제어장치는 오일펌프에서 발생된 유압을 엔진 부하에 따라 압력정도를 조절하는 조압수단과, 변속단에 해당되는 각 요소로 유압을 선택적으로 전달하는 유로방향 절환수단, 및 변속충격없이 자연스럽게 변속이 이루어지도록 압력의 일부를 수용시켜 완충작용을 하는 축압수단으로 구성되어 있다.

도 1에 종래의 자동변속기 유압 제어장치가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 오일펌프(미도시)에 의해 강제압송된 오일의 압력을 트랜스미션 제어 유니트의 듀티값에 따라 개도각이 결정되는 듀티 솔레노이드 밸브(1)에 릴레이 밸브(2)가 연결되어 있다. 릴레이 밸브(2)는 자동변속기의 작동요소인 클러치나 브레이크에 연결되어, 듀티 솔레노이드 밸브(1)에서 생성된 솔레노이드 압력을 제공하도록 되어 있다. 또한, 릴레이 밸브(2)에는 오일펌프에서 직접 제공되는 라인압 유로(21)이 연결되어 있고, 이 라인압 유로(21)로부터 제공되는 라인압이 솔레노이드 압력에 의해 제어가 된다.

한편, 릴레이 밸브(2)에서 작동요소로 제공되는 유압의 일부를 축압시켜 안정화시키는 축압밸브(3)가 릴레이 밸브(2)에 연결되어 있다.

상기와 같이 구성되어서, 오일펌프(1)에서 발생된 유압은 듀티 솔레노이드 밸브(2)에 의해 솔레노이드 압력으로 생성되고, 이 솔레노이드 압력이 오일펌프로부터 라인압 유로(21)를 통해 릴레이 밸브(2)로 공급되는 라인압을 적절히 조절하게 된다. 이렇게 조절된 라인압은 브레이크나 클러치 등의 작동요소로 전달되는데, 그 전에 축압밸브(3)로 일부가 축압되어 안정화된 상태로 공급된다.

그러나, 종래의 유압 제어장치에서, 라인압의 일부를 축압시켜 안정화시키는 축압밸브(3)는, 라인압의 변화가 급격하지 않으면 본래의 기능을 충분히 발휘하지만, 라인압이 급격하게 변하게 되면, 높은 유압이 축압밸브(3)로 짧은 시간내에 수용되게 되므로써, 축압밸브(3)의 동작도 같이 급격하게 이루어져, 변속충격이 많이 발생된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래의 유압 제어장치로 인해 야기되는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 라인압의 급격한 변화에도 축압밸브의 동작이 급격하게 이루어지지 않도록 하여, 라인압의 안정화를 실현시켜 변속충격을 억제할 수 있는 차량용 자동변속기의 유압 제어장치를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 유압 제어장치를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 유압 제어장치를 나타낸 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 듀티 솔레노이드 밸브 2 : 릴레이 밸브

3 : 축압밸브 11 : 솔레노이드 압력 유로

21 : 라인압 유로 22 : 백-업 유로

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 오일펌프에 연결되어 유압을 제공받고, 트랜스미션 제어 유니트의 듀티값에 따라 개도각이 결정되어 듀티 솔레노이드 압력을 생성시키는 듀티 솔레노이드 밸브; 상기 듀티 솔레노이드 밸브에 연결되어 솔레노이드 압력을 제공받고, 오일펌프에 직접 연결되어 라인압을 제공받으며, 작동요소로 라인압을 전달하는 릴레이 밸브; 및 상기 릴레이 밸브와 작동요소 사이에 전단부가 연결되어, 라인압의 일부를 축압시켜 안정화시키는 축압밸브를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서, 상기 축압밸브의 급격한 동작을 방지하기 위한 백-업 유로가 릴레이 밸브에서 축압밸브의 후단부에 연결된 것을 특징으로 한다.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 릴레이 밸브에서 작동요소로 공급되는 라인압이 급격하게 변하게 되면, 백-업 유로를 통해 유압이 축압밸브의 후단부로 공급되어, 전단부를 통해 급격하게 유입되는 라인압에 의해 축압밸브의 동작이 급격하게 이루어지는 것이 방지되므로써, 변속충격을 억제할 수가 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

[실시예]

도 2는 본 발명에 따른 유압 제어장치를 나타낸 도면이다.

참고로, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어, 명세서의 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위하여 반복설명은 생략하고 개선된 부분만을 주로하여 설명하며, 또한 동일부번을 사용한다.

도시된 바와 같이, 오일펌프(미도시)에 연결되어 유압을 제공받는 듀티 솔레노이드 밸브(1)는 트랜스미션 제어 유니트의 듀티값, 즉 차량의 현재속도 등의 정보에 따른 값에 의해 개도각이 결정되고, 이렇게 결정된 개도량에 의해 솔레노이드 압력이 생성된다.

자동변속기의 작동요소인 브레이크나 클러치로 라인압을 전달하는 릴레이 밸브(2)가 솔레노이드 압력 유로(11)을 통해 듀티 솔레노이드 밸브(1)에 연결되고, 또한 릴레이 밸브(2)에는 오일펌프로부터 직접 라인압 유로(21)가 연결되어, 라인압을 제공받게 된다.

한편, 릴레이 밸브(2)에서 작동요소로 공급되는 라인압의 일부를 축압시켜 안정화시키기 위한 축압밸브(3)의 전단부가 릴레이 밸브(2)에 연결되고, 또한 라인압의 급격한 변화로 축압밸브(3)의 동작도 같이 급격하게 이루어지는 것을 방지하기 위한 백-업 유로(22)가 릴레이 밸브(2)에서 축압밸브(3)의 후단부로 연결된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

오일펌프에서 발생된 유압을 듀티 솔레노이드 밸브(1)를 거치면서 밸브 개도각에 따라 조정되어 솔레노이드 압력이 생성된다. 이 솔레노이드 압력은 솔레노이드 압력 유로(11)을 통해 릴레이 밸브(2)로 공급되어, 오일펌프로부터 라인압 유로(21)를 통해 릴레이 밸브(2)로 직접 공급된 라인압을 조절하게 된다.

이렇게 조절된 라인압은 릴레이 밸브(2)를 거쳐 작동요소로 전달되는데, 그 전에 라인압의 일부가 축압밸브(3)의 전단부가 수용되어 축압되므로써, 작동요소로 전달되는 라인압이 안정화된 상태로 공급된다.

한편, 라인압이 급격하게 변하게 되면, 축압밸브(3)의 전단부로 공급되는 유압도 커지게 되어, 축압밸브(3)를 급격하게 동작시키게 되는데, 이는 백-업 유로(22)를 통해 축압밸브(3)의 후단부로 공급되는 유압이 축압밸브(3)의 후단부를 지지하게 되므로써, 축압밸브(3)의 동작은 완만하게 진행될 수가 있게 된다.

상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 릴레이 밸브(2)에서 축압밸브(3)의 후단부로 유압이 공급되는 백-업 유로(22)가 형성되므로써, 라인압의 급격한 변화로 축압밸브(3)의 동작이 급격하게 진행되는 것이 백-업 유로(22)를 통해 축압밸브(3)의 후단부로 공급된 유압에 의해 억제된다. 따라서, 축압밸브(3)의 축압동작은 완만하게 진행될 수가 있게 되어, 변속충격을 억제할 수가 있게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 오일펌프에 연결되어 유압을 제공받고, 트랜스미션 제어 유니트의 듀티값에 따라 개도각이 결정되어 듀티 솔레노이드 압력을 생성시키는 듀티 솔레노이드 밸브; 상기 듀티 솔레노이드 밸브에 연결되어 솔레노이드 압력을 제공받고, 오일펌프에 직접 연결되어 라인압을 제공받으며, 작동요소로 라인압을 전달하는 릴레이 밸브; 및 상기 릴레이 밸브와 작동요소 사이에 전단부가 연결되어, 라인압의 일부를 축압시켜 안정화시키는 축압밸브를 포함하는 차량용 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서, 상기 축압밸브의 급격한 동작을 방지하기 위한 백-업 유로가 릴레이 밸브에서 축압밸브의 후단부에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어장치.