KR19990073652A - 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

각각의 마찰요소를 독립 제어하고 킥 다운 서어보의 해제측 유압을 제어하여 변속이 이루어지도록 함으로써, 변속 응답성과 변속감을 향상시키고, 변속 제어영역을 확대시킬 수 있는 유압 제어 시스템을 제공할 목적으로;

오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과, 변속모드를 형성하는 변속제어수단과, 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 제어수단과, 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 제1,2,3,4 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수을 포함하여 이루어지되,

상기 변속제어수단은 운전자의 셀렉터 레버에 조작에 따라 유로를 변환하는 매뉴얼 밸브로 이루어지고, 상기 유압 제어수단은 상기 제1,2,3,4 밸브를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 제1,2,3,4 압력제어밸브 및 솔레노이드 밸브로 이루어지며, 유압 분배수단은 유압을 선택적으로 제2 마찰요소의 작동측 쳄버와 압력조절수단으로 공급하는 컨트롤 스위치 밸브와, 유압을 선택적으로 제3,4 마찰요소로 공급하는 로우 컨트롤 밸브와, 고장시 3속 홀드가 가능하도록 하는 페일 세이프 밸브를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공한다.

Description

차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템

본 발명은 차량용 자동변속기에 적용되는 유압 제어 시스템에 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 제어 시스템은, 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시킴으로써, 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속이 자동적으로 행하여질 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.

그리고 이러한 유압 제어 시스템은 오일펌프로 부터 발생된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동 변속 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 마찰요소에 적절한 유압 공급을 분배하는 유압 분배수단을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브들과 듀티 제어되는 솔레노이드 밸브들에 의해 유압분배 수단의 유압분배가 다르게 이루어지면서 마찰요소의 작동이 선택되어 변속단 제어가 실현되는 것이다.

이러한 유압 제어 시스템의 일예로서, 본 출원인이 출원한 대한민국 특허출원 제96-45878호(96. 10.15)를 들 수가 있다.

그러나 상기의 유압 제어 시스템에 있어서는 2 ↔ 3, 3 ↔ 4 변속시 킥 다운 서어보의 작동측과 프론트 클러치 및 킥 다운 서어보의 해제측을 제어하고, 2→ 3 변속시 엔드 클러치와 4 → 3 변속시 리어 클러치에 제어없이 솔레노이드 밸브의 온/오프 동작에 의하여 작동되도록 함으로써, 변속 응답성이 저하되는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 킥 다운 서어보의 작동측과 프론트 클러치 및 킥 다운 서어보의 해제측을 동시에 제어함으로써, 온도 편차가 큰 경우에 신속한 대응이 어려우며, 변속단을 위한 3개의 솔레노이드 밸브와, 변속모드를 설정하기 위한 2개의 솔레노이드 밸브 및 시프트 컨트롤 밸브가 적용됨으로써, 원가가 상승되는 문제점이 있다.

그리고 "D" 레인지 3, 4속에서 고정 저압으로 라인압을 가변 제어함으로써, 동력 전달효율이 다소 저하되는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 각각의 마찰요소를 독립 제어하고 킥 다운 서어보의 해제측 유압을 제어하여 변속이 이루어지도록 함으로써, 변속 응답성과 변속감을 향상시키고, 변속 제어영역을 확대시킬 수 있는 유압 제어 시스템을 제공함에 있다.

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

도 2는 본 발명에 적용되는 유압 제어수단의 구성도.

도 3은 본 발명에 적용되는 솔레노이드 밸브의 단면도.

도 4는 본 발명에 적용되는 유압 분배수단의 구성도.

도 5는 본 발명에 적용되는 솔레노이드의 각 변속단별 작동 상태도.

도 6은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템에서 주행(D) 레인지 1속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템에서 주행(D) 레인지 2속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

도 8은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템에서 주행(D) 레인지 3속에서의 유압흐름 상태를 나타내는 도면.

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

도 10은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템에서 "L" 레인지에서의 유압 흐름 상태를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템에서 후진(R) 레인지의 유압흐름 상태를 나타내는 도면이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과, 변속모드를 형성하는 변속제어수단과, 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 제어수단과, 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 제1,2,3,4 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단을 포함하여 이루어지며;

상기 변속제어수단은 운전자의 셀렉터 레버에 조작에 따라 유로를 변환하는 매뉴얼 밸브로 이루어지고;

상기 유압 제어수단은 제2 마찰요소의 해제측 쳄버로 공급되는 유압을 제어하는 제1 압력제어밸브 및 제1 솔레노이드 밸브와, 제1 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 제2 압력제어밸브 및 제2 솔레노이드 밸브와, 제2 마찰요소의 작동측 쳄버와 압력조절수단으로 공급되는 유압을 제어하는 제3 압력제어밸브 및 제3 솔레노이드 밸브와, 제3,4 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 제4 압력제어밸브 및 제4 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지며;

유압 분배수단은 매뉴얼 밸브와 제3 압력밸브로부터 공급되는 유압을 선택적으로 제2 마찰요소의 작동측 쳄버와 압력조절수단으로 공급하는 컨트롤 스위치 밸브와, 제4 압력조절밸브로부터 공급되는 유압을 선택적으로 제3,4 마찰요소로 공급하는 로우 컨트롤 밸브와, 상기 컨트롤 스위치 밸브로부터 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급되는 유압을 중개하며, 제1,2,3,4 마찰요소로 공급되는 유압의 일부를 각각 제어압으로 이용하면서 고장시 3속 홀드가 가능하도록 하는 페일 세이프 밸브를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

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

엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토오크 컨버터(2)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 유압을 생성하는 오일펌프(4)를 포함하며, 상기한 오일펌프(4)로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속제어수단으로 분기되어 공급된다.

상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단은 상기 오일펌프(4)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 압력조절밸브(8)와, 이의 압력조절밸브(8)로부터 공급되는 유압을 토오크 컨버터 및 윤활용으로 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(10)와, 토오크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위해 댐퍼 클러치를 제어하는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)로 이루어진다.

상기 감압수단은 라인압 보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(14)로 이루어지며, 이의 리듀싱 밸브(14)를 통해 감압된 유압의 일부는 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)의 제어압으로 공급된다.

그리고 상기의 감압 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1,2,3,4 압력 제어밸브(16)(18)(20)(22)와, 이들을 제어하는 제1,2,3,4 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)(S4)와, 중립 레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(24)로 이루어지는 유압제어수단으로 공급된다.

상기 변속제어수단은 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(26)로 이루어지며, 이의 매뉴얼 밸브(26)로 공급되는 유압은 "D","2","L" 레인지에서 상기 유압제어수단에 의하여 제어되면서 컨트롤 스위치 밸브(28)와, 로우 컨트롤 밸브(30)와, 안전기능을 수행하는 페일 세이프 밸브(32)로 이루어지는 유압 분배수단을 통해 제1,2,3,4 마찰요소(C1)(C2)(C3)(C4)로 적절히 분배된다.

그리고 "R" 레인지시에는 제 5 마찰요소(C5)와, N-R 컨트롤 아암(24)을 통해 제4 마찰요소(C4)로 공급된다.

이와 같은 유압 제어 시스템에 있어서, 상기의 유압 제어수단을 형성하는 제1 압력 조절밸브(16)와 제1 솔레노이드 밸브(S1)의 구성을 살펴보면, 도 2에서와 같이, 제1 압력조절밸브(16)의 밸브보디는 리듀싱 밸브(14)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(40)와; 매뉴얼 밸브(26)로부터 유압을 공급받는 제2 포트(42)와; 상기 제2 포트(42)로 공급된 유압을 제2 마찰요소(C2)인 킥 다운 서어보의 해제측 쳄버(H1)로 공급하는 제3 포트(44)와; 제1 솔레노이드 밸브(S1)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(46)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(40)로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(48)와; 상기 제1 포트(40)로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트(42)를 개폐하는 제2 랜드(50)와; 상기 제2 랜드(50)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(42)와 제3 포트(44)를 연통시키는 제3 랜드(52)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(52)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(54)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 우측으로 이동된 상태를 유지되도록 한다.

상기와 같은 제1 압력제어밸브(16)를 제어하는 제1 솔레노이드 밸브(S1)는 도 3에서와 같이, 3웨이 밸브로서, 온 제어되면 감압된 유압의 공급이 차단된 상태에서 상기 제1 압력제어밸브(16)의 제어압으로 공급되었던 유압이 배출되고, 반대로 오프 제어되면 배출포트는 폐쇄되고 감압된 유압이 제1 압력제어밸브(16)로 공급될 수 있는 유로를 보유하는 밸브로서, 그 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기의 구성에 의하여 제1 솔레노이드 밸브(S1)가 온 동작되면 제1 압력조절밸브(16)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(42)를 폐쇄하게 되고, 반대로 오프 제어가 이루어지면 제어압이 공급되면서 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(42)와 제3 포트(44)를 연통시켜 제2 마찰요소(C2)로 해제압을 공급하게 된다.

그리고 제2 압력 제어밸브(18)와 제2 솔레노이드 밸브(S2)는 상기의 제1 압력제어밸브(16) 및 제1 솔레노이드 밸브(S1)와 동일 구성을 갖는데, 다만 제1 압력제어밸브(16)의 유로 구성이 달라진다.

즉, 제2 압력제어밸브(18)의 밸브보디는 리듀싱 밸브(14)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(56)와; 매뉴얼 밸브(26)로부터 유압을 공급받는 제2 포트(58)와; 상기 제2 포트(58)로 공급된 유압을 제1 마찰요소(C2)인 리어 클러치로 공급하는 제3 포트(60)와; 제2 솔레노이드 밸브(S2)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(62)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(56)로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(64)와; 상기 제1 포트(56)로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 제2포트(58)를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드(66)와; 상기 제2 랜드(66)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(58)와 제3 포트(60)를 연통시키는 제3 랜드(68)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(68)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(70)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 우측으로 이동된 상태를 유지되도록 한다.

상기의 구성에 의하여 제2 솔레노이드 밸브(S2)가 온 동작되면 제2 압력조절밸브(18)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(58)를 폐쇄하게 되고, 반대로 오프 제어가 이루어지면 제어압이 공급되면서 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(58)와 제3 포트(60)를 연통시켜 제1 마찰요소(C1)로 유압을 공급하게 된다.

그리고 제3 압력 제어밸브(20)와 제3 솔레노이드 밸브(S3)는 상기의 제1 압력제어밸브(16) 및 제1 솔레노이드 밸브(S1)와 동일 구성을 갖는데, 다만 제3 압력제어밸브(20)의 유로 구성이 달라진다.

즉, 제3 압력제어밸브(20)의 밸브보디는 리듀싱 밸브(14)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(72)와; 매뉴얼 밸브(26)로부터 유압을 공급받는 제2 포트(74)와; 상기 제2 포트(74)로 공급된 유압을 로우 컨트롤 밸브(30)의 제어압으로 공급함과 동시에 컨트롤 스위치 밸브(28)을 통해 압력조절밸브(8) 또는 페일 세이프 밸브(32)를 거쳐 제2 마찰요소(C2)인 킥 다운 서어보의 작동측 쳄버(h2)로 공급하는 제3 포트(76)와; 제3 솔레노이드 밸브(S3)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(78)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(72)로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(80)와; 상기 제1 포트(72)로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제2포트(74)를 개폐하는 제2 랜드(82)와; 상기 제2 랜드(82)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(74)와 제3 포트(76)를 연통시키는 제3 랜드(84)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(84)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(86)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 우측으로 이동된 상태를 유지되도록 한다.

상기의 구성에 의하여 제3 솔레노이드 밸브(S3)가 온 동작되면 제3 압력제어밸브(20)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(74)를 폐쇄하게 되고, 반대로 오프 제어가 이루어지면 제어압이 공급되면서 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(74)와 제3 포트(74)를 연통시켜 매뉴얼 밸브(26)로부터 공급되는 유압을 제2 마찰요소(C2) 또는 압력 조절밸브(8)로 공급하게 된다.

그리고 제4 압력 제어밸브(22)와 제4 솔레노이드 밸브(S4)는 상기의 제1 압력제어밸브(16) 및 제1 솔레노이드 밸브(S1)와 동일 구성을 갖는데, 다만 제3 압력제어밸브(20)의 유로 구성과 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 제어압 일부가 N-R 컨트롤 밸브(24)로 공급된다.

즉, 제4 압력제어밸브(22)의 밸브보디는 리듀싱 밸브(14)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(88)와; 매뉴얼 밸브(26)로부터 유압을 공급받는 제2 포트(90)와; 상기 제2 포트(90)로 공급된 유압을 로우 컨트롤 밸브(30)를 통해 제3,4 마찰요소(C2)(C4)인 엔드 클러치와 로우 리버스 브레이크로 공급하는 제3 포트(92)와; 제4 솔레노이드 밸브(S4)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(94)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(88)로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(96)와; 상기 제1 포트(88)로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제2포트(90)를 개폐하는 제2 랜드(98)와; 상기 제2 랜드(98)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(90)와 제3 포트(92)를 연통시키는 제3 랜드(100)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(100)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(102)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 우측으로 이동된 상태를 유지되도록 한다.

상기의 구성에 의하여 제4 솔레노이드 밸브(S4)가 온 동작되면 제4 압력조절밸브(22)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(90)를 폐쇄하게 되고, 반대로 오프 제어가 이루어지면 제어압이 공급되면서 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(90)와 제3 포트(92)를 연통시켜 매뉴얼 밸브(26)로부터 공급되는 유압을 제어하여 제3,4 마찰요소(C3)(C4)로 공급하게 된다.

그리고 상기 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 제어압에 의하여 제어되는 N-R 컨트롤 밸브(24)는 밸브보디에 상기 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 제어압을 공급받는 제1포트(104)와; 매뉴얼 밸브(26)로부터 유압을 공급받는 제2포트(106)와; 상기 제2 포트(106)로 공급되는 유압을 제4 마찰요소(C4)로 공급하는 제3 포트(108)가 형성된다.

상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(104)로 공급되는 유압이 작용하는 제1 랜드(110)과; 선택적으로 상기 제2 포트(106)와 제1 포트(108)를 연통시키는 제2 랜드(112)를 포함하여 이루어지며, 이의 제2랜드(112)와 밸브보디 사이에는 탄발부재(114)가 탄지되어 제어압이 공급되지 않는 경우 밸브스풀을 항시 도면의 우측으로 이동된 상태를 유지하도록 한다.

도 4는 본 발명에 적용되는 분배수단의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 컨트롤 스위치 밸브(28)의 밸브보디는 매뉴얼 밸브(26)로부터 유압을 공급받는 제1,2 포트(116)(118)와, 상기 제3 압력제어밸브(20)로부터 유압을 공급받는 제3포트(120)와, 제3 마찰요소(C3)로 공급되는 유압을 제어압으로 공급받는 제4포트(122)와, 상기 제 2포트(118)로 공급되는 유압을 페일 세이프 밸브(32)로 공급하는 제5포트(124)와, 제3포트(120)로 공급되는 유압을 선택적으로 압력 조절밸브(8)로 공급하는 제6포트(126)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 제1 포트(116)로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(128)와; 제2 포트(118)를 선택적으로 제1포트(116) 또는 제5포트(124)와 연통시켜 주는 제2 랜드(130)와, 제3포트(120)를 선택적으로 제6포트(126)와 연통시켜 주는 제3랜드(132)와, 제4포트(122)로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제6포트(126)을 배출포트(EX)와 연통시키는 제4랜드(134)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 "D" 레인지 2속에서는 제3 압력제어밸브(20)로부터 공급되는 유압을 페일 세이프 밸브(32)를 통해 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2)로 공급하고, 제3 마찰요소(C3)의 작동압에 의하여 동작되면서 3, 4속에서는 매뉴얼 밸브(26)로부터 공급되는 유압은 페일 세이프 밸브(32)를 통해 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2)로 공급함과 동시에 제3 압력제어밸브(20)로부터 공급되는 유압을 압력 조절밸브(8)로 공급하여 라인압 조절이 이루어지도록 유압을 분배한다.

그리고 로우 컨트롤 밸브(30)는 상기 제4 압력제어밸브(22)로부터 유압을 공급받는 제1포트(136)와, "L" 레인지시 매뉴얼 밸브(26)로부터 유압을 공급받는 제2포트(138)와, "D" 레인지 2,3,4속시 제3 압력 제어밸브(20)로부터 유압을 제어압을 공급받는 제3포트(140)와, 상기 제1포트(136)로 공급되는 유압을 제3 마찰요소(C3)로 공급하는 제4포트(142)와, 상기 제1포트(136)로 공급되는 제4 마찰요소(C4)로 공급하는 제5포트(144)를 포함하여 이루어진다.

상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 제2 포트(138)로 공급되는 제어압에 작용됨과 아울러 선택적으로 제5포트(144)를 배출포트(EX)와 연통시키는 제1랜드(146)와, 제1포트(136)를 선택적으로 제4 또는 제5 포트(142)(144)와 연통시키는 제2랜드(148)와, 상기 제2랜드(148)와 함께 제1포트(136)를 제4포트(142)와 연통시킴과 아울러 선택적으로 제4포트(142)를 배출포트(EX)와 연통시키는 제3랜드(150)를 포함하여 이루어지며, 이의 제3랜드(150)와 밸브보디 사이에는 탄발부재(152)가 탄지된다.

이에 따라 "D" 레인지 3, 4속에서는 제4 압력제어밸브(22)의 유압을 제3 마찰요소(C3)로 공급하고, "L" 레인지에서는 제4 마찰요소(C4)로 공급하게 된다.

안전수단인 페일 세이프 밸브(32)는 밸브보디에 컨트롤 스위치 밸브(28)로부터 제3 압력밸브(20)의 압이나 매뉴얼 밸브(26)압을 공급받는 제1 포트(154)와, 상기 제1 포트(154)로 공급되는 유압을 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2)로 공급하는 제2포트(156)와, 매뉴얼 밸브(26)로부터 유압을 공급받는 제3포트(158)와, 제1, 2, 3, 4 마찰요소(C1)(C2)(C3)(C4)로 공급되는 유압의 일부를 제어압으로 공급받는 제4, 5, 6, 7포트(160)(162)(164)(166)가 형성된다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 제7포트(166)로 공급되는 유압에 작용하는 제1 랜드(168)와, 제4포트(160)로 공급되는 유압에 작용하는 제2랜드(170)와, 제6포트(164)로 공급되는 유압에 작용하는 제3랜드(172)와, 제1포트(154)와 제2포트(156)를 선택적으로 개폐함과 동시에 제2포트(156)를 선택적으로 배출포트(EX)와 연통시키는 제4랜드(172)와, 제3포트(158)로 공급되는 유압에 작용하는 제5,6랜드(174)(176)와, 제5포트(162)로 공급되는 유압에 작용하는 제7랜드(178)를 포함하여 이루어진다.

이의 구성에 의하여 페일 세이프 밸브(32)는 1,2속 및 4속 주행중에 고장 발생시 자동적으로 밸브스풀이 좌측으로 이동된 상태를 유지하면서 3속에서 작동되는 어느 하나의 마찰요소로 유압을 공급하여 3속으로 고정되도록 함으로써, 주행중 안정성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

도면중 미설명 부호 S5은 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)를 제어하여 댐퍼 클러치를 작동시키거나 작동을 해지하는 제5 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, 2, 3, 4 압력제어 밸브(16)(18)(20)(22)로 공급된다.

이때 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 듀티 제어되는 제1, 2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)는 오프 상태로 제어되고 제3, 4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)는 온 상태로 제어되면 각각의 압력제어밸브를 제어하며, 매뉴얼 밸브(26)로 공급된 유압은 압력 조절밸브(8)로 공급되어 라인압을 조절하게 된다.

그리고 주행(D) 레인지의 전진 1속에서는 도 6에 도시한 바와 같이 매뉴얼 밸브(26)로 공급되는 유압은 제1, 2, 3, 4 압력제어 밸브(16)(18)(20)(22)로 공급된다.

이때, 유압제어수단의 제1, 3, 4 솔레노이드 밸브(S1)(S3)(S4)는 온 상태로 제어되면서 매뉴얼 밸브(26)로부터 공급되는 유압이 차단되도록 하고, 제2 솔레노이드 밸브(S2)는 오프 상태로 제어되면서 제어압을 제2 압력제어밸브(18)의 밸브스풀 좌측에 공급하여 밸브스풀이 우측으로 이동시킨다.

그러면 이의 밸브가 연통되면서 매뉴얼 밸브(26)로부터 공급된 유압을 리어 클러치인 제1 마찰요소(C1)로 공급함으로써, 전진 1속으로 변속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 1속 제어상태에서 차속이 증가하면서 스로틀 밸브의 개도율이 증가하게 되면 2속으로 변속을 행하게 되는데, 이때에는 상기의 전진 1 속의 상태에서 트랜스밋션 제어 유닛은 온 상태로 제어되어 있던 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 듀티 제어하여 제3 압력제어밸브(20)의 제어압이 컨트롤 스위치 밸브(28)와 페일 세이프 밸브(32)를 통해 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2)로 공급되도록 한다.

그러면 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2)의 제어압이 공급되면서 서서히 2 속의 변속이 이루어지게 되는 것이며, 변속 완료시점에서 제3 솔레노이드(S3)가 오프 제어되면 이의 마찰요소에는 완전한 라인압이 공급되면서 도 7과 같은 유압상태로 변속이 완료되는 것이다.

상기와 같은 2속 제어 상태에서 차속이 더욱 증가하면서 스로틀 밸브의 개도가 증가하게 되면, 상기의 제2속 상태에서 변속제어 수단의 제1 솔레노이드 밸브(S1)가 오프 상태로 제어되고, 제3, 4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)가 듀티 제어된다.

그러면 제1 솔레노이드 밸브(S1)의 오프 제어에 의하여 제1 압력조절밸브(16)를 통과한 라인압은 제2 마찰요소(C2)해제측 쳄버(h1)으로 공급되어 이의 작동을 해제하고, 제3,4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)의 듀티 제어에 의한 제3,4 압력 제어밸브(20)(22)의 제어압은 컨트롤 스위치 밸브(28)와 로우 컨트롤 밸브(30)를 통해 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2)와 제3 마찰요소(C3)로 공급된다.

이에 따라 제2 마찰요소(C2)에서는 작동측 쳄버(h2)로 공급되는 제어압에 의하여 제어되면서 작동이 해제되고, 제3 마찰요소(C3) 또한 제어압에 의하여 서서히 작동이 이루어지게 된다.

이러한 변속과정에서 변속 말기에는 듀티 제어되던 제3,4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)가 오프 제어되어 제2 마찰요소(C2)의 작동측 쳄버(h2)와 제3 마찰요소(C3)에는 라인압이 공급되는데, 이때에는 제 3마찰요소(C3)로 공급되던 유압이 컨트롤 스위치 밸브(28)의 제어압으로 작용하게 되는 바, 컨트롤 스위치 밸브(28)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하여 제3 압력제어밸브(20)로부터 공급되는 유압을 압력조절밸브(8)로 공급하면서 도 8과 같은 상태로 전진 3속 변속이 완료된다.

그러면 압력조절밸브(8)는 이의 압력에 의하여 라인압을 조절하게 되는데, 상기와 같은 라인압 조절은 실질적으로 라인압을 낮추는 것인데, 이것은 오일펌프의 구동손실을 줄여 고속단에서 연비를 향상시키는 효과를 얻을 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기와 같은 3속 제어 상태에서 차속이 더욱 증가하면서 스로틀 밸브의 개도가 증가하게 되면, 상기의 제 3속 상태에서 변속제어 수단의 제1,2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)가 듀티 제어하여 제2 마찰요소(C2)의 해제측 쳄버(h1)와 제1 마찰요소(C1)의 해제압을 제어하면서 배출시키게 되며, 변속발기에서 이들 솔레노이드 밸브를 온 제어하면, 이의 해제압이 완전 배출되면서 도 9와 같은 상태로 4속 변속이 이루어지게 된다.

도 10은 "L" 레인지에서의 유압 흐름도로서, 이때에는 트랜스밋션 제어유닛에서는 제1,3 솔레노이드 밸브(S1)(S3)는 온 제어하고, 제2,4 솔레노이드 밸브(S2)(S4)는 오프 제어한다.

그러면 매뉴얼 밸브(26)로부터 라인압이 직접 로우 컨트롤 밸브(30)로 공급되어 밸브스풀을 도면에서 유측으로 이동시키게 되는 바, 제2 압력제어밸브(18)의압은 제1 마찰요소(C1)으로 공급되고, 제4 압력제어밸브(22)의 압은 로우 컨트롤 밸브(30)을 통해 제4 마찰요소(C4)로 공급되면서 변속이 이루어지게 된다.

도 11은 후진 변속단에서의 유압 흐름도로서, 이때에는 매뉴얼 밸브(26)로부터 후진압이 제5 마찰요소(C5)와 N-R 컨트롤 밸브(24)로 공급되는데, 이때 N-r컨트롤 밸브(24)는 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 오프 제어에 따라 밸브스풀이 도면의 좌측으로 이동되면서 유로를 형성하게 되어 매뉴얼 밸브(26)로부터 공급되는 유압을 제4 마찰요소(C4)로 공급하여 후진 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기와 같은 변속 이외에 본 발명의 유압 제어 시스템에 의하면, 4 → 2 스킵 변속과 N → D2, N →D4의 변속이 가능하며, 이의 제어 상태는 도 5와 같은 상태로 이루어지게 되는 바, 상세한 유압 흐름설명은 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 유압 제어 시스템은 2 ↔ 3 변속시에 엔드 클러치인 제3 마찰요소와 킥 다운 서어보인 제2 마찰요소의 해제측 쳄버압으로 제어가 이루어지고, 3 ↔ 4 변속시는 리어 클러치인 제1 마찰요소와 킥 다운 서어보인 제2 마찰요소의 해제측 쳄버압으로 제어가 이루어지게 되는 바, 변속 응답성을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 킥 다운 서어보인 제2 마찰요소를 제어함에 있어서, 작동측 쳄버를 고정압으로 하고, 해제측 쳄버압을 제1 솔레노이드 밸브로 독립 제어함으로써, 온도 편차에 대응하기가 매우 유리하며, 제어영역을 확대할 수 있게 된다.

또한, 압력 제어를 위한 솔레노이드 밸브가 5개인 종래에 비하여 4개로 감소됨으로써, 원가를 절감할 수 있으며, "D" 레인지 3, 4속에서 고압으로 라인압을 가변 제어함으로써, 동력 전달효율이 증대시킬 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 토오크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과, 변속모드를 형성하는 변속제어수단과, 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 제어수단과, 각 변속단에서 입력 및 반력요소로 작용하는 제1,2,3,4,5 마찰요소에 적절한 유압을 공급 분배하는 유압분배수단을 포함하여 이루어지며;

   상기 변속제어수단은 운전자의 셀렉터 레버에 조작에 따라 유로를 변환하는 매뉴얼 밸브로 이루어지고;

   상기 유압 제어수단은 제2 마찰요소의 해제측 쳄버로 공급되는 유압을 제어하는 제1 압력제어밸브 및 제1 솔레노이드 밸브와, 제1 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 제2 압력제어밸브 및 제2 솔레노이드 밸브와, 제2 마찰요소의 작동측 쳄버와 압력조절수단으로 공급되는 유압을 제어하는 제3 압력제어밸브 및 제3 솔레노이드 밸브와, 제3,4 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 제4 압력제어밸브 및 제4 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지며;

   상기 유압 분배수단은 매뉴얼 밸브와 제3 압력밸브로부터 공급되는 유압을 선택적으로 제2 마찰요소의 작동측 쳄버와 압력조절수단으로 공급하는 컨트롤 스위치 밸브와, 제4 압력제어밸브로부터 공급되는 유압을 선택적으로 제3,4 마찰요소로 공급하는 로우 컨트롤 밸브와, 상기 컨트롤 스위치 밸브로부터 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급되는 유압을 중개하며, 제1,2,3,4 마찰요소로 공급되는 유압의 일부를 각각 제어압으로 이용하면서 고장시 3속 홀드가 가능하도록 하는 페일 세이프 밸브와;

   로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 제1 압력제어밸브는 감압수단으로 감압된 유압을 공급받는 제1포트와, 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 공급된 유압을 제2 마찰요소인 킥 다운 서어보의 해제측 쳄버로 공급하는 제3 포트와, 제1 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트를 포함하는 밸브보디와;

   상기 제1 포트로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와, 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트를 개폐하는 제2 랜드와, 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드와 밸브바디 사이에 탄발부재가 배치되는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 제2 압력제어밸브는 감압수단으로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와, 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 공급된 유압을 제1 마찰요소인 리어 클러치로 공급하는 제3 포트와, 제2 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트를 포함하는 밸브보디와;

   상기 제1 포트로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와, 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 제2포트를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드와, 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드와 밸브바디 사이에 탄발부재가 배치되는 밸브스풀과;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 제3 압력제어밸브는 감압수단으로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와, 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 공급된 유압을 로우 컨트롤 밸브의 제어압으로 공급함과 동시에 컨트롤 스위치 밸브를 통해 압력조절밸브(8) 또는 페일 세이프 밸브를 거쳐 제2 마찰요소인 킥 다운 서어보의 작동측 쳄버로 공급하는 제3 포트와, 제3 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트를 포함하는 밸브보디와;

   상기 제1 포트로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와, 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제2포트를 개폐하는 제2 랜드와, 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드와 밸브바디 사이에는 탄발부재가 배치되는 밸브스풀과;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.
5. 청구항 1에 있어서, 제4 압력제어밸브는 감압수단으로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와, 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 공급된 유압을 로우 컨트롤 밸브를 통해 제3,4 마찰요소인 엔드 클러치와 로우 리버스 브레이크로 공급하는 제3 포트와, 제4 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트를 포함하는 밸브보디와;

   상기 제1 포트로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와, 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제2포트를 개폐하는 제2 랜드와, 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드와 밸브바디 사이에는 탄발부재가 배치되는 밸브스풀과;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.
6. 청구항 1에 있어서, 컨트롤 스위치 밸브는 "D" 레인지 2속에서는 제3 압력제어밸브로부터 공급되는 유압을 페일 세이프 밸브를 통해 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급하고, 제3 마찰요소의 작동압에 의하여 동작되면서 3, 4속에서는 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압은 페일 세이프 밸브를 통해 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급함과 동시에 제3 압력제어밸브로부터 공급되는 유압을 압력 조절밸브로 공급할 수 있도록 형성됨을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.
7. 청구항 1에 있어서, 컨트롤 스위치 밸브는 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제1,2 포트와, 상기 제3 압력조절밸브로부터 유압을 공급받는 제3포트와, 제3 마찰요소로 공급되는 유압을 제어압으로 공급받는 제4포트와, 상기 제 2포트로 공급되는 유압을 페일 세이프 밸브로 공급하는 제5포트와, 제3포트로 공급되는 유압을 선택적으로 압력 조절밸브로 공급하는 제6포트를 포함하는 밸브보디와;

   상기 제1 포트로 공급되는 유압을 선택적으로 배출포트로 배출시킬 수 있도록 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와, 제2 포트를 선택적으로 제1포트 또는 제5포트와 연통시켜 주는 제2 랜드와, 제3포트를 선택적으로 제6포트와 연통시켜 주는 제3랜드와, 제4포트로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제6포트를 배출포트와 연통시키는 제4랜드를 포함하는 밸브스풀과;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.
8. 청구항 1에 있어서, 로우 컨트롤 밸브는 제4 압력조절밸브로부터 유압을 공급받는 제1포트와, "L" 레인지시 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제2포트와, "D" 레인지 2,3,4속시 제3 압력 제어밸브로부터 유압을 제어압을 공급받는 제3포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압을 제3 마찰요소로 공급하는 제4포트와, 상기 제1포트로 공급되는 제4 마찰요소로 공급하는 제5포트를 포함하는 밸브보디와;

   상기 제2 포트로 공급되는 제어압에 작용됨과 아울러 선택적으로 제5포트를 배출포트와 연통시키는 제1랜드와, 제1포트를 선택적으로 제4 또는 제5 포트와 연통시키는 제2랜드와, 상기 제2랜드와 함께 제1포트를 제4포트와 연통시킴과 아울러 선택적으로 제4포트를 배출포트와 연통시키는 제3랜드를 포함하여 이루어지며, 이의 제3랜드와 밸브보디 사이에는 탄발부재가 탄지되는 밸브스풀과;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.
9. 청구항 1에 있어서, 페일 세이프 밸브는 컨트롤 스위치 밸브로부터 제3 압력밸브의 압이나 매뉴얼 밸브압을 공급받는 제1 포트와, 상기 제1 포트로 공급되는 유압을 제2 마찰요소의 작동측 쳄버로 공급하는 제2포트와, 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제3포트와, 제1, 2, 3, 4 마찰요소로 공급되는 유압의 일부를 제어압으로 공급받는 제4, 5, 6, 7포트가 형성되는 밸브보디와;

   상기 제7포트로 공급되는 유압에 작용하는 제1 랜드와, 제4포트로 공급되는 유압에 작용하는 제2랜드와, 제6포트로 공급되는 유압에 작용하는 제3랜드와, 제1포트와 제2포트를 선택적으로 개폐함과 동시에 제2포트를 선택적으로 배출포트와 연통시키는 제4랜드와, 제3포트로 공급되는 유압에 작용하는 제5,6랜드와, 제5포트로 공급되는 유압에 작용하는 제7랜드를 포함하는 밸브스풀과;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템.