KR19980031047A - 차량용 자동변속기의 유압 제어시스템 - Google Patents

Abstract

주행 중 트랜스밋션 제어유닛의 작동 불능시 페일 세이프 기능으로 안정성을 확보하여 이에따른 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 2속을 2개의 모드로 설정하여 정상적인 변속시에는 변속충격을 줄이고, 스킵 변속시에는 응답성을 좋게 할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템을 제공할 목적으로; 오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과; 변속모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과; 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과; 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과; 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 제1, 2, 3, 4, 5, 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단을 포함하여 이루어지며; 상기한 유압분배수단은, 1속 라인에 연결되는 타이밍 제어관로로부터 제어압을 우측단으로 공급받는 포트와; 유압 컨트롤 수단의 제1 압력제어밸브 제어압을 공급받는 포트와; 시프트 컨트롤 밸브의 2속관로 및 3속관로의 제2,3 분기관로로부터 유압을 각각 공급받는 포트와; 상기 포트로부터 공급되는 유압을 선택적으로 마찰요소로 공급하는 2개의 포트를 포함하여 이루어지며, 상기한 1속라인으로부터 유압을 공급받는 포트는 제5 솔레노이드 밸브에 의해 제어되는 컨트롤 스위치 밸브와; 컨트롤 스위치 밸브와 연통되는 3개의 포트와; 시프트 컨트롤 밸브의 2속관로와 연결되는 포트와; 상기 컨트롤 스위치 밸브로부터 공급되는 유압을 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급하는 포트를 보유하면서 상기 제1 마찰요소로 공급되는 유압과 2, 3속압에 의하여 제어되면서 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급되는 작동압을 제어하거나 배출이 이루어지도록 하는 페일 세이프 밸브와; 를 더욱 포함하며, 상기 컨트롤 스위치 밸브를 제어하는 솔레노이드 밸브의 온/오프 제어에 의한 제어압을 공급받아 제어되면서 3, 4속단 변속완료 후, 3속압을 압력조절수단의 압력 조절밸브로 공급하여 라인압을 가변시킬 수 있도록 하는 하이-로우 압력밸브로 이루어지는 라인압 가변수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템을 공급한다.

Description

차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템

본 발명은 차량용 자동변속기에 적용되는 유압 제어시스템에 관한 것이다.

예컨데, 차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘을 가지고 있으며, 차량의 주행상태에 따라 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 기어단을 선택하기 위한 유압작동 마찰요소를 포함하고 있다.

차량용 자동변속기의 유압 제어시스템은, 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시킴으로써, 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속이 자동적으로 행하여질 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.

그리고 이러한 유압 제어시스템은 오일펌프로부터 발생된 유압을 이러한 유압제어 시스템은 오일펌프로 부터 발생된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 변속 모드를 형성시켜 줄 수 있는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단과, 변속시 원활한 변속 모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과, 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과, 각 마찰요소에 적절한 유압공급을 분배하는 유압분배 수단을 포함하여 이루어진다.

이에따라 이러한 유압 제어시스템은, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프 되는 솔레노이드 밸브들과 듀티 제어되는 솔레노이드 밸브들에 의해 유압분배 수단의 유압분배가 다르게 되면서 마찰요소의 작동이 선택되어 변속단 제어가 실현된다.

그러나 상기와 같은 유압 제어시스템에 있어서는 트랜스밋션 제어유닛의 작동 불능시 3 속으로 홀드가 이루어질 때, 마찰요소의 오동작에 의하여 유성기어 셋트에 인터록 현상이 발생될 수 있으며, 이와 같이 인터록 현상이 발생되는 경우에는 자동 변속기의 파손을 피할 수 없으며, 이에 따른 신뢰성이 저하된다는 문제점을 내포하고 있다.

이에따라 트랜스밋션 제어유닛의 작동 불능에 따른 3속 홀드시 보다 효과적인 페일 세이프 기능으로 유성기어셋트의 인터록 발생을 방지할 수 있는 수단이 요구되고 있다.

또한, 4-2 킥 다운 스킵 변속시에는 변속충격 보다는 응답성이 우선적으로 요구되는데, 정상적인 3-2 변속과 4-2 스킵 변속후 동일 2속모드를 가짐으로써, 변속후 서보 밴드가 풀리는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된것으로써, 본 발명의 목적은 주행 중 트랜스밋션 제어유닛의 작동 불능시 페일 세이프 기능으로 안정성을 확보하여 이에따른 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 정상적인 3-2 다운 시프트시와 4-2 킥 다운 스킵 시프트 후 2속을 2개의 모드로 설정하여 4-2 변속후 솔레노이드 밸브 작동을 상이하게하여 변속후 서보 밴드 풀림 방지를 할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기이 유압 제어시스템을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과; 변속모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과; 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과; 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과; 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 제1, 2, 3, 4, 5, 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단을 포함하여 이루어지며; 상기한 유압분배수단은, 1속 라인에 연결되는 타이밍 제어관로로부터 제어압을 우측단으로 공급받는 포트와; 유압 컨트롤 수단의 제1 압력제어밸브 제어압을 공급받는 포트와; 시프트 컨트롤 밸브의 2속관로 및 3속관로의 제2,3 분기관로로부터 유압을 각각 공급받는 포트와; 상기 포트로부터 공급되는 유압을 선택적으로 마찰요소로 공급하는 2개의 포트를 포함하여 이루어지며, 상기한 1속라인으로부터 유압을 공급받는 포트는 제5 솔레노이드 밸브에 의해 제어되는 컨트롤 스위치 밸브와; 컨트롤 스위치 밸브와 연통되는 3개의 포트와; 시프트 컨트롤 밸브의 2속관로와 연결되는 포트와; 상기 컨트롤 스위치 밸브로부터 공급되는 유압을 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급하는 포트를 보유하면서 상기 제1 마찰요소로 공급되는 유압과 2, 3속압에 의하여 제어되면서 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급되는 작동압을 제어하거나 배출이 이루어지도록 하는 페일 세이프 밸브와; 를 더욱 포함하며, 상기 컨트롤 스위치 밸브를 제어하는 솔레노이드 밸브의 온/오프 제어에 의한 제어압을 공급받아 제어되면서 3, 4속단 변속완료 후, 3속압을 압력조절수단의 압력 조절밸브로 공급하여 라인압을 가변시킬 수 있도록 하는 하이-로우 압력밸브로 이루어지는 라인압 가변수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템을 공급한다.

상기에서 컨트롤 스위치 밸브와 연통되는 3속 관로의 분기관로는 말단부에 순환관로를 형성하여 이에 오리피스를 형성하고, 상기 분기관로상에는 컨트롤 스위치 밸브롤 공급되는 유압을 차단할 수 있는 첵 밸브를 형성함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템을 제공한다.

상기한 오리피스와 첵 밸브의 입구부에는 이들을 상호 연통시키면, 그 말단부가 선택저으로 컨트롤 스위칭 밸브를 통해 페일 세이프 밸브로 3속압을 공급할 수 있는 포트에 연통되는 또 다른 분기관로를 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템을 제공한다.

상기에서 페일 세이프 밸브는 컨트롤 스위치 밸브를 경유하는 3속압이 최우측단에 형성되는 포트와 연결되며, 2속관로는 상기 포트의 좌측 포트와 연결되어 가장 큰 작용면적을 갖는 랜드에 유압에 작용할 수 있도록 연결됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 중립(N) 레인지의 유압 흐름 상태를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 중립(N) 레인지에서 후진(R)로 매뉴얼 변속이 이루어질 때의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 1속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 1 → 2 업 시프트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 2속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 2 → 3 업 시프트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 3속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 8은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 3 → 4 업 시프트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 9는 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 4속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 4 → 3 다운 시프트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 3 → 2 다운 시프트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 12는 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 2 → 1 다운 시프트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 13은 본 발명에 의한 유압 제어시스템에서 주행(D) 레인지 4 → 2 킥다운 스킵 시프트시의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 14는 4 → 3 페일 세이프시의 유압 흐름 상태를 나타내는 도면.

도 15는 2 → 3 페일 세이프시의 유압 흐름 상태를 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어시스템을 나타내는 도면으로서, 셀렉트 레버가 중립(N) 레인지에 있을 때의 상태를 도시하고 있다.

본 발명에 의한 유압 제어시스템은, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환하여 변속기어측으로 전달하는 토오크 컨버터(2)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 생성하여 토출하는 오일펌프(4)를 포함한다.

상기한 오일펌프(4)로부터 생성되는 유압이 흐르는 관로(6)에는 이 관로를 따라 흐르는 오일을 일정한 압력으로 만드는 압력조절밸브(8)와, 토오크 컨버터 및 윤활용 오일의 압을 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(10), 그리고 토오크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)들이 연결되어 압력조절 수단과 댐퍼 클러치 제어수단을 구성하고 있다.

그리고 오일펌프(4)로부터 생성되는 일부의 오일은, 라인압보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(14)와, 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(16)로 공급될 수 있는 유로를 구성하고 있다.

상기한 리듀싱 밸브(14)에서 감압된 일정한 유압은 제1 압력제어밸브(18) 및 제2 압력제어밸브(20)로 공급되어 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

그리고 이들 제1,2 압력제어밸브(18)(20)로 공급되는 유압의 일부는 중립 레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트밸 밸브(22)의 제어압으로 사용될 수 있는 유로를 만들고 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(16)가 주행(D) 레인지에 있을때 유압이 흐르는 관로(24)에, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프제어되는 제1 솔레노이드 밸브(S1) 및 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 작용으로 유로를 절환하는 시트프 컨트롤 밸브(26)가 연통되어 상기한 매뉴얼 밸브(16)와 함께 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 구성하고 있다.

상기한 시트프 컨트롤 밸브(26)에는 2속관로(28), 3속관로(30), 4속관로(32)가 연결되어 각각의 변속단 제어를 위하여 유압분배 수단의 시프트 밸브들로 각각 제어유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 관로(24)상에는 1속관로(34)가 분지되어 상기 제1,2 압력 제어 밸브(18)(20)로 라인압을 공급할 수 있도록 하고 있으며, 이들 제1,2 압력 제어 밸브(18)(20)는 제3,4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)에 의하여 유로를 절환할 수 있도록 구성되어 제1 압력 제어 밸브(18)는 변속 제어중에 마찰요소에 제어압을 공급할 수 있도록 하였으며, 제2 압력 제어 밸브(20)는 1속단의 입력요소로 작용하는 제1 마찰요소(C1)에 드라이브 압을 공급할 수 있도록 유로가 형성된다.

상기한 시트프 컨트롤 밸브(26)의 2속관로(28)는 1-2 시프트 밸브(36)의 좌측단 포트로 공급되어 이 밸브를 제어함과 동시에 컨트롤 스위치 밸브(38)와 안전 수단인 페일 세이프 밸브(40)로 공급되며, 상기 컨트롤 스위치 밸브(38)로 공급되는 유압은 이밸브의 제어에 따라 페일 세이프 밸브(40)를 경유하여 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 작동압을 공급하게 된다.

또한, 3속관로(30)는 2개의 관로(42)(44)로 분기되어 제1 분기관로(42)는 2-3-/4-3 시프트 밸브(46)의 좌측단 포트로 공급되어 밸브를 제어할 수 있도록 구성되고, 제2 분기관로(44)는 그 말단부가 분기되어 하나는 컨트롤 스위치 밸브(38)를 경유하여 제3 마찰요소(C3)로 작동압으로 공급함가 동시 페일 세이프 밸브(40)로 제어압을 공급할 수 있도록 하고 있으며, 다른 하나는 하이-로우 압력밸브(48)를 경유하여 압력조절수단의 압력 조절밸브(8)로 공급할 수 있도록 구성된다.

그리고 4속관로(32)는 리어 클러치 해방밸브(50)의 좌측단 포트와 2-3/4-3 시프트 밸브(46)의 우측단과 연통되어 이들 밸브를 제어할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기한 1속 관로(34)에는 타이밍 제어관로(52)가 연결되어 이의 관로를 따라 흐르는 1속압을 컨트롤 스위치 밸브(38)과 하이-로우 압력밸브(46)의 제어압으로 사용할 수 있도록 하였으며, 이는 이의 타이밍 제어관로(52)상에 배치되는 제5 솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 가능해진다.

그리고 매뉴얼 밸브(16)가 후진(R) 레인지에 있을 때 후진 제1 제어관로(56)로 공급되는 유압은 리어 클러치 해방밸브(50)와 2-3/4-3 시프트 밸브(46)를 통해 제4 마찰요소(C4)로 유압을 공급할 수 있도록 함과 동시에 후진 제2 제어관로(58)로 공급되는 유압이 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 후진 변속단에서 반력요소로 작용하는 제5 마찰요소(C5)로 유압을 공급할 수 있도록 구성하고 있다.

상기에서 제4 마찰요소(C4)로 공급되는 유압의 일부가 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h2)로 동시에 공급될 수 있도록 하고 있다.

상기와 같이 유압 분배수단을 형성하는 밸브들에 있어서, 1-2 시프트 밸브(36)는 시프트 컨트롤 밸브(26)의 2속압에 의하여 제어되면서 제1 압력제어 밸브(18)로부터 공급되는 유압을 컨트롤 스위치 밸브(38)와 2-3/4-3 시프트 밸브(46)로 공급하여 이들에게 연결되는 마찰요소로 유압이 공급되도록 하며, 또한, 후진 제2 제어관로(56)로 공급되는 유압을 직접 제5 마찰요소(C5)로 공급할 수 있도록 유로를 구성하고 있다.

그리고 상기한 컨트롤 스위치 밸브(38)는 1속관로(34)로부터 공급되는 유압을 제어하는 제5 솔레노이드 밸브(S5의 작동에 따라 생성되는 제어압에 의하여 작동되면서 시트프 컨트롤 밸브(26)의 2, 3속 관로압과, 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하는 제1 압력 제어밸브(18)의 제어압을 공급받아 페일 세이브 밸브(40)와 제3 마찰요소(C3)로 공급하는 기능을 갖는다.

물론, 상기 페일 세이브 밸브(40)로 공급되는 유압은 선택적으로 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되어진다.

또한, 상기 컨트롤 스위치 밸브(38)는 4→2 스킵변속시 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)의 작동압을 2속압으로 대치하고, 제3 마찰요소(C3)의 작동압을 제1 압력제어 밸브(18)와 일체시켜 해제압을 제어할 수 있도록 유로가 형성된다.

그리고 상기 컨트롤 스위치 밸브(38)와 연통되는 3속 관로(30)의 제2 분기관로(44)는 말단부 순환관로(60)를 형성하여 이에 오리피스(62)를 형성하고, 제2 분기관로(44)상에는 컨트롤 스위치 밸브(38)로 공급되는 유압을 차단할 수 있는 첵 밸브(6)를 형성하였다.

또한, 상기 오리피스(62)와 첵 밸브(64)의 입구부에는 이들을 상호 연통시키며, 그 말단부가 선택적으로 컨트롤 스위칭 밸브(38)를 통해 페일 세이프 밸브(40)로 3속압을 공급할 수 있는 포트에 연통되는 제3 분기관로(66)를 구비한다.

이에따라 3 → 4속에서는 상기 제2 분기관로(44)를 통해 제3 마찰요소(C3)로 유압이 공급되며, 제3 분기관로(66)는 3, 4 변속단에서 페일 세이프 밸브(40)로 3속압을 제어압으로 공급하게 된다.

그리고 차량의 1, 2속 주행중 트랜스밋션 제어유닛의 작동불능이나 각 시프트 밸브들의 스틱현상 발생되어 3속으로 홀드가 이루어질 때 제3 마찰요소(C3)로 공급되는 유압을 오리피스(62)로 차단하여 제1 마찰요소(C1)와 제4 마찰요소(C4)만이 작동되면서 3속으로 홀드가 이루어지도록 함으로써, 유성 기어셋트에 인터록 현상이 발생되는 것을 방지하는 기능을 수행하게 된다.

상기 작용을 위하여 컨트롤 스위치 밸브(38)는 1속 라인(34)에 연결되는 타이밍 제어관로(52)로부터 제어압을 우측단으로 공급받는 포트와; 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하는 제1 압력제어밸브(18)의 제어압을 공급받는 포트와; 시트프 컨트롤 밸브(26)의 2속관로(28) 및 3속관로(30)의 제2, 3 분기관로(44)(66)로부터 유압을 각각 공급받는 포트와; 상기 포트로 공급되는 유압을 선택적으로 페일 세이프 밸브(50)와 제3 마찰요소(C3)로 각각 공급하는 포트를 포함하여 이루어지며, 상기 한 1속라인(34)으로부터 유압을 공급받는 포트는 제5 솔레노이드 밸브(S5)에 의해 제어 될 수 있는 구성을 갖게 된다.

그리고 상기한 페일 세이프 밸브(40)는 제1 마찰요소(C1)로 공급되는 유압과 2, 3속압에 의하여 제어되면서 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되는 작동압을 제어하거나 배출이 이루어지도록 하게 된다.

상기와 같은 작동을 위하여 페일 세이프 밸브(40)는 컨트롤 스위치 밸브(38)와 연통되는 3개의 포트와; 시프트 컨트롤 밸브(48)의 2속관로(28)와 연결되는 포트와; 상기 컨트롤 스위치 밸브(38)로부터 공급되는 유압을 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급하는 포트를 포함하여 이루어진다.

상기에서 컨트롤 스위치 밸브(38)를 경유하는 3속압은 밸브의 최우측단에 형성되는 포트아 연결되며, 2속관로(28)는 상기 포트의 좌측 포트와 연결되어 가장 큰 작용면적을 갖는 랜드에 유압이 작용할 수 있도록 연결된다.

그리고 상기한 하이-로우 압력밸브(48)는 타이밍 제어관로(52)로부터 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 온/오프 제어에 의한 제어압을 공급받아 제어되면서 3, 4속단 변속완료 후, 3속압을 압력 조절밸브(8)로 공급하여 라인압을 가변시킬 수 있도록 하는 것이다.

도면중 미설명 주호 S6은 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)를 제어하여 댐퍼 클러치를 작동시키거나 작동을 해지하는 제6 솔레노이드 밸브이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 유압제어 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 중립(N)레인지에서는 오일펌프(4)로부터 토출되는 유압이 압력 제어밸브(8)에 의해 일정한 유압으로 조절되면서 리듀싱 밸브(14)를 통하여 감압된 후 각각 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)와 제1 및 제2 압력제어 밸브(18)(20)로 공급된다.

이때 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 듀티 제어되는 제3 및 제4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)는 오프상태로 제어되어 이들 압력제어 밸브의 스풀을 도면에서 보아 우측으로 이동시킨 상태에서 중립상태를 유지하게 된다.

도 2는 중립(N) 레인지에서 후진(R) 레인지로 셀렉트되었을 때의 변속과정의 유압 흐름을 나타내는 도면으로서, 이때에는 매뉴얼 밸브(16)로부터의 유압이 후진 제1 제어관로(56)와 리어 클러치 해방밸브(50), 그리고 2-3/4-3 시프트 밸브(46)를 통해 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h2)와 제4 마찰요소(C4)로 직접 공급하게 된다.

그리고 매뉴얼 밸브(16)로 공급되는 유압의 일부가 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 N-R 컨트롤 밸브(22)에서 제어되면서 후진 제2 제어관로(58)와 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 제5 마찰요소(C5)로 공급된다.

상기와 같은 경로로 유압이 공급된 후에는 제 3솔레노이드 밸브(S3)가 오프되면서 제5 마찰요소(C5)로 공급되었던 유압이 제어압에서 드라이브 압을 변환되면서 후진 변속이 완료되는 것이다.

그리고 상기 중립(N)의 상태에서 셀렉터 레버가 주행(D) 레인지로 선택되면, 도 3에 도시한 바와 같이 매뉴얼 밸브(16)로 공급되는 유압의 일부가 시트프 컨트롤 밸브(26)와 제1, 2 압력제어 밸브(18)(20)로 공급된다.

이때 변속 제어수단의 제1,2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)는, 모두 온상태로 제어되면서 이 시트프 컨트롤 밸브(26)의 포트를 처음 상태로 그대로 유지하게 된다.

이의 상태에서 압력제어 수단의 제1, 2 압력제어 밸브(18)(20)로 공급되는 유압은, 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 온 제어에 의하여 제1 압력제어 밸브(18)에서는 차단되고, 제2 압력제어 밸브(20)로 공급되는 유압은 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 오프 제어에 의하여 리어 클러치 해방밸브(50)를 경유하여 전진 1속시 입력요소로 작용하는 제1 마찰요소(C1)로 공급되어 1속 제어를 완료하게 된다.

이러한 1속 제어상태에서 차속이 증가하면서 스로틀 밸브의 개도율이 증가하게 되면 2속으로 변속을 행하게 되는데, 이때에는 도 4에서와 같이, 트랜스밋션 제어 유닛은 온 상태로 제어되어 있던 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 듀티 제어함과 동시에 제1 솔레노이드 밸브(S1)를 오프 상태로 제어하게 된다.

그러면 타이밍 제어관로(52)를 통해 공급되는 유압은 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 오프 제어에 의하여 컨트롤 스위치 밸브(38)와 하이-로우 압력밸브(46)로 공급되어 이들 밸브스풀을 도면 좌측으로 이동시키게 된다.

그리고 상기의 상태에서 시프트 컨트롤 밸브(26)로부터 공급되는 2속압은 1-2 시프트 밸브(36)의 좌측 포트로 공급되어 이의 밸브스풀을 도면에서 우측으로 이동시킴과 동시에 컨트롤 스위치 밸브(38)에서 대기하고, 페일 세이프 밸브(40)로 공급된 유압은 이의 밸브스풀을 도면에서 좌측으로 이동시켜 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의한 제1 압력제어 밸브(18)의 제어압이 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되도록 한다.

이러한 상태에서 도 5에서와 같이, 제3 솔레노이드 밸브(S2)가 오프 제어되면, 제2 마차요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되었던 압이 제어압에서 드라이브 압으로 변환되면서 2속 제어가 완료된다.

상기와 같은 2속 제어 상태에서 차속이 더욱 증가하면서 스로틀 밸브의 개도가 증가하게 되면, 도 6에 도시한 바와 같이, 변속제어 수단의 제1,2 솔레노이드 밸브(S2)(S2)를 모두 오프 상태로 제어하고 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 듀티 제어한다.

그러면 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되던 유압은 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 제어압으로 변환되고, 시트프 컨트롤 밸브(26)에서는 2속관로(28)와 3속관로(30)로 유압이 흐르게 되는데, 이때 3속관로(30)의 유압은 2-3/4-3 시프트 밸브(46)의 좌측포트로 유입되면서 밸브스풀을 도면에서 보아 우측으로 이동시키고, 컨트롤 스위치 밸브(38)와 하이-로우 압력밸브(48)로 공급된다.

이에따라 2속 제어시 2-3/4-3 시프트 밸브(46)에서 대기하고 있던 유압이 제2 마찰요소(C2)의 해지측 챔버(h2)와 제4 마찰요소(C4)로 공급되어 제2 마찰요소(C2)의 작동을 중단시킴가 동시에 제4 마찰요소(C4)를 작동시키게 된다.

또한, 컨트롤 스위치 밸브(38)는 이의 밸브스풀이 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 오프 제어에 의하여 도면에서 좌측으로 이동된 상태를 유지하게 되는 바, 이에 공급되는 3속압이 제3 마찰요소(C3)로 공급된다.

상기에서 제3 마찰요소(C3)는 제2 마찰요소(C2)와 제4 마찰요소(C4)의 작동 제어후 최종적으로 이루어지게 된다.

이러한 상태에서 도 7에서와 같이, 오프 제어 되고 있던 제5 솔레노이드 밸브(S5)가 변속말기에서 온 제어되면, 컨트롤 스위치 밸브(38)와 하이-로우 압력밸브(48)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동하게 되면, 이에따라 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되었던 압이 2속압으로 변환됨과 동시에 제3 마찰요소(C3)로 공급되는 유압이 제1 압력 제어밸브(18)를 경유하는 1속압으로 변환 공급되면서 변속을 완료하게 된다.

그리고 3속관로(30)의 유압은 하이-로우 압력밸브(48)를 통해 압력 조절 밸브(8)롤 공급되어 라인압을 조절하게 된다.

즉, 3속에서의 라인압 가변은 2 → 3 변속중에는 이루어지지 않고 변속이 완료되어 제5 솔레노이드 밸브(S5)가 온 상태로 제어될 때 하이-로우 압력밸브(48)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동할 때부터 가변이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기와 같은 라인압 조절은 실질적으로 라인압을 낮추는 것인데, 이것은 오일펌프의 구동손실을 줄여 고속단에서 연비를 향상시키는 효과를 얻을 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 3속 제어상태에서 차속이 더욱 증가하고 스로틀 밸브의 개도율이 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 솔레노이드 밸브(S1)를 온 상태로 제어하고, 제2솔레노이드 밸브(S2)를 오프 상태로 제어하고, 제3 솔레노이드 밸브(S3)는 듀티 제어를 하며, 제5 솔레노이드 밸브(S5)를 오프 제어하게 된다.

그러면 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되던 유압은 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 제어압이 공급되고, 시트프 컨트롤 밸브(26)에서는 2속, 3속, 4속관로(28)(30)(32) 모두에 유압이 흐르도록 한다.

이에따라 4속 관로(32)압은 리어 클러치 해방밸브(50)를 제어함과 동시에 2-3/4-3 시프트 밸브(46)을 제어하여 리어 클러치 해방밸브(50)와 2-3/4-3 시프트 밸브(46)의 밸브스풀을 각각 우측과 좌측으로 이동시키게 된다.

그러면 제1 마찰요소(C1)로 공급되었던 작동압이 리어 클러치 해방밸브(50)의 배출포트(Ex)를 통해 신속하게 배출됨과 동시에 제4 마찰요소(C4) 및 제2 마찰요소(C2)의 해방측 쳄버(h2)로 공급되었던 작동압이 2-3/4-3 시프트 밸브(46), 리어 클러치 해방밸브(50), 후진 제1 제어관로(54)를 거쳐 매뉴얼 밸브(16)를 통해 배출된다.

이때, 제4 마찰요소(C4)와 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h2)에서 배출되는 해제압은 작동측 쳄버(h1)로 공급되는 듀티 제어압에 의하여 배압 제어가 이루어지게 된다.

그리고 라인압을 가변시키고 있던 유압은 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 오프 제어에 의하여 하이-로우 압력밸브(48)의 배출포트(Ex)를 통해 해제되어 일시적으로 라인압 제어가 정지된다.

상기와 같이 제어가 이루어진후에는 도 9에서와 같이, 제5 솔레노이드 밸브(S5)가 온 상태로 제어되면서 컨트롤 스위치 밸브(38)의 밸브스풀을 도면에서 우측으로 이동시켜 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 정상적인 2속압이 공급되도록 하고, 3속압이 하이-로우 압력밸브(48)를 통해 압력 조절밸브(8)로 공급되어 라인압 가변이 이루러지도록 하면서 4속 제어를 완료하게 된다.

그리고 차량의 주행 중 주행 여건에 따라 다운 시프트가 이루어질 때의 제어과정을 살펴보면, 먼저 4속에서 3속으로 다운 시프트가 이루어질 때에는 도 10에서와 같이, 4속에서 온 제어되던 제1 솔레노이드 밸브(S1)가 오프 제어되면서 4속 라인(32)으로 공급되었던 유압은 시트프 컨트롤 밸브(26)를 통해 배출되고, 이에따라 리어 클러치 해방밸브(50)의 밸브스풀이 좌측으로 이동된다.

그리고 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)으로 공급되던 작동압이 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 오프 제어에 의하여 제3 솔레노이드 밸브(S3)에의 듀티 제어되는 제어압으로 변경되고, 이의 제어압의 일부가 2-3/4-3 시프트 밸브(46)를 통해 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h2)와 제4 마찰요소(C4)로 공급된다.

또한, 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 듀티 제어에 의한 제1 압력 제어밸브(18)의 제어압은 리어 클러치 해방밸브(50)를 통해 제1 마찰요소(C1)로 유압이 공급되어 변속이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 상기와 같은 4 → 3 변속시에는 제1 마찰요소(C1)의 작동압이 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 듀티 제어에 의하여 공급되는 바, 변속충격이 크게 발생하지 않으며, 또한, 변속과정에서 일시적으로 중립상태가 되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 11은 3 → 2 다운 시프트 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 이때에는 3속에서 오프 제어되고 있는 제2 솔레노이드 밸브(S2)가 온 제어됨으로써, 제3 마찰요소(C3)로 공급되었던 유압을 3속라인(30)과 시트프 컨트롤 밸브(26)를 통하여 신속하게 배출시킨다.

이에따라 2-3/4-3 시프트 밸브(46)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h2)와 제4 마찰요소(C4)로 공급되었던 유압은 2-3/4-3 시프트 밸브(46), 리어 클러치 해방밸브(50), 후진 제1 제어관로(54)를 거쳐 매뉴얼 밸브(16)를 통해 배출된다.

그리고 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어와 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 오프 제어에 의하여 제2 마찰요소(C2) 작동측 쳄버(h1)로 공급되던 유압이 제어압으로 바뀌었다가 변속완료 후 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 오프 제어로 다시 1속압으로 변환 공급되면서 변속이 완료되는 것이.

도 12는 2 → 1 다운 시프트시의 유압 흐름상태를 도시한것으로서, 이때에는 제1 솔레노이드 밸브(S1)가 오프 상태를 유지하다가 변속말기에 온 상태로 제어되고, 제2 솔레노이드 밸브(S2)는 온 상태로 제어되며, 제3, 5 솔레노이드 밸브(S3)(S5)는 오프 상태를 유지하게 된다.

이에따라 2속관로(28)로 공급되었던 유압은 시트프 컨트롤 밸브(26)의 배출포트(Ex)를 통하여 신속하게 배출되고, 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되었던 유압은 페일 세이프 밸브(40)를 통해 배출되면서 2 → 1 변속이 이루어지게 된다.

도 13은 4 → 2 다운 스킵 변속시의 유압 흐름을 나타내는 것으로서, 이때에는 4속의 상태에서 제3, 4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)는 듀티 제어하고, 제5 솔레노이드 밸브(S5)는 온 상태로 제어하게 된다.

그러면 3속 및 4속관로(30)(32)로 공급되었던 유압이 시트프 컨트롤 밸브(26)의 배출포트를 통해 배출시켜 리어 클러치 해방밸브(50)와 2-3/4-3 시프트 밸브(46)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되도록 한다.

그리고, 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 듀티 제어에 의하여 제3 마찰요소(C3)로 공급되었던 유압이 제1 압력 제어밸브(18)의 배출포트를 통해 배출이 이루어지고, 제2 압력 제어밸브(20)에 의하여 제어된 제어압은 리어 클러치 해방밸브(50)를 통하여 제1 마찰요소(C1)로 공급되면서 변속이 이루어지게 된다.

상기 4 → 2 스킵 변속 후의 2속에서는 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(H1)에 2속압을 공급하고 1 → 2, 3 → 2 변속 후의 2속에서는 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(H1)에 제1 압력 제어밸브(18)의 제어압을 공급하여 2개의 모드로 한 것은 4 → 2 스킵 변속 후 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)의 작동압이 저하되는 것을 방지하여 응답성을 좋게 하기 위함이며, 정상적인 변속시에는 변속충격을 완화하여 승차감을 향상시키기 위한 것이다.

도 14는 4속에서 트랜스밋션 제어유닛의 작동불능으로 모든 솔레노이드 밸브가 오프상태가 되어 3속으로 홀드가 이루어질 때의 유압 흐름도를 도시한 것으로서, 이때에는 제1,2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)가 오프 제어됨으로써, 2, 3속 관로(28)(30)로 유압이 공급되고, 4속관로(32)로 공급되었던 유압을 모두 배출이 이루어지게 된다.

그리고 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 오프 제어에 의하여 컨트롤 스위치 밸브(38)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하면서 페일 세이프 밸브(40)에 제1 마찰요소(C1)의 작동압, 3속압, 제1 압력제어밸브(18)로부터 제어압이 공급되는 바, 페일 세이프 밸브(40)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동하면서 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급되었던 작동압이 해제되면서 3속 홀드 상태가 된다.

도 14에서 제3 마찰요소(C3)로 유압이 완전히 공급되지 않은 상태로 도시한 것은 컨트롤 스위치 밸브(38)와 오리피스(62)에 의하여 새로운 유압의 공급이 차단된 상태이기 때문이며, 이때에는 어느 정도의 잔압만 유지하고 있을 뿐 작동하지는 않는다.

도 15는 1, 2속에서 트랜스밋션 제어유닛의 작동불능으로 모든 솔레노이드 밸브가 오프상태가 되어 3속으로 홀드가 이루어질 때의 유압 흐름도르 도시한 것으로서, 이때에는 제1,2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)가 오프 제어됨으로써, 2속에서 유압이 공급되지 않던 3속 관로(30)로 유압이 공급된다.

이에따라 2-3/4-3 시프트 밸브(46)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동하게 되어 이에 대기하고 있던 제1 압력 제어밸브(18)이 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h2)와 제4 마찰요소(C4)로 유압이 공급된다.

그리고 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 오프 제어에 의하여 컨트롤 스위치 밸브(38)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하면서 페일 세이프 밸브(40)에 제1 마찰요소(C1)의 작동압과 2속압이 공급되는 상태에서 제1 압력 제어밸브(18)로부터 제어압이 공급되는 바, 페일 세이프 밸브(40)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하면서 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 이의 유압을 공급하여 3속으로의 홀드가 이루어지도록 한다.

즉, 상기와 같은 3속 홀드상태에서는 제3 마찰요소(C3)의 작동이 정지되어 유성 기어셋트의 인터록 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유압제어 시스템은 주행 중 트랜스밋션 제어유닛의 작동 불능시 페일 세이프 기능으로 안정성을 확보하여 이에따른 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 정상 3-2 다운 시프트 및 4-2 스킵 시프트 변속 후 2속을 2개의 모드로 설정하여 4-2 스킵 시프트후 솔레노이드 밸브 작동시 서보 밴드 풀림을 방지하여 내구성을 향상시켰다.

Claims (5)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과; 변속모드를 형성하는 수동 및 자동 컨트롤 수단과; 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과; 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과; 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 제1, 2, 3, 4, 5, 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단을 포함하는 차량용 자동변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

   상기한 유압분배수단은, 1속 라인에 연결되는 타이밍 제어관로로부터 제어압을 우측단으로 공급받는 포트와; 유압 컨트롤 수단의 제1 압력제어밸브 제어압을 공급받는 포트와; 시프트 컨트롤 밸브의 2속관로 및 3속관로의 제2,3 분기관로로부터 유압을 각각 공급받는 포트와; 상기 포트로부터 공급되는 유압을 선택적으로 마찰요소로 공급하는 2개의 포트를 포함하여 이루어지며, 상기한 1속라인으로부터 유압을 공급받는 포트는 제5 솔레노이드 밸브에 의해 제어되는 컨트롤 스위치 밸브와;

   컨트롤 스위치 밸브와 연통되는 3개의 포트와; 시프트 컨트롤 밸브의 2속관로와 연결되는 포트와; 상기 컨트롤 스위치 밸브로부터 공급되는 유압을 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급하는 포트를 보유하면서 상기 제1 마찰요소로 공급되는 유압과 2, 3속압에 의하여 제어되면서 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급되는 작동압을 제어하거나 배출이 이루어지도록 하는 페일 세이프 밸브와; 를 더욱 포함하며,

   상기 컨트롤 스위치 밸브를 제어하는 솔레노이드 밸브의 온/오프 제어에 의한 제어압을 공급받아 제어되면서 3, 4속단 변속완료 후, 3속압을 압력조절수단의 압력 조절밸브로 공급하여 라인압을 가변시킬 수 있도록 하는 하이-로우 압력밸브로 이루어지는 라인압 가변수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 컨트롤 스위치 밸브와 연통되는 3속 관로의 분기관로는 말단부에 순환관로를 형성하여 이에 오리피스를 형성하고, 상기 분기관로상에는 컨트롤 스위치 밸브로 공급되는 유압을 차단할 수 있는 첵 밸브를 형성함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 오리피스와 첵 밸브의 입구부에는 이들을 상호 연통시키며, 그 말단부가 선택적으로 컨트롤 스위칭 밸브를 통해 페일 세이프 밸브로 3속압을 공급할 수 있는 포트에 연통되는 또 다른 분기관로를 구비하여 1, 2속 주행시 TCU가 파손 되었을 때 엔드 클러치측 유압 공급을 지연하여 주어 안전회로를 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 페일 세이프 밸브는 컨트롤 스위치 밸브를 경유하는 3속압이 최우측단에 형성되는 포트와 연결되며, 2속관로는 상기 포트의 좌측 포트와 연결되어 가장 큰 작용면적을 갖는 랜드에 유압이 작용할 수 있도록 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템.
5. 청구항 1에 있어서, 정상 3-2 다운 시프트 후의 2속과 4-2 킥 다운 스킵 시프트시 2속을 상이하게 설정하여 4-2 킥 다운 스킵 변속후 솔레노이드 밸브를 정상 3-2 변속후와 동일하게 변화 시킬 때 서보 밴드의 풀림을 방지 할수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압제어시스템.