KR20010059174A - 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

별도의 어큐뮬레이터를 추가 설치하지 않고도 제1 브레이크에 공급된 유압의 맥동을 감소시킬 수 있도록 하여 변속감을 향상시킬 목적으로;

오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단과, 감압 수단, 변속 제어 수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압 수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어 수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어 수단으로 공급되며, 상기 유압 제어 수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배 수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에 있어서,

상기 마찰요소중 전진 2, 4속에서 작동하는 제2 브레이크용 어큐뮬레이터를 전진 1속 및 후진 변속단에서 작동하는 제1 브레이크의 어큐뮬레이터로 사용할 수 있도록 제2 페일 세이프 밸브와 제2 브레이크의 어큐뮬레이터 사이에 어큐뮬레이터 스위치 밸브를 배치하고, 이 어큐뮬레이터 밸브는 다시 제1 브레이크로 공급되는 유압을 공급받을 수 있도록 연결된 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템을 제공한다.

Description

차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템{HYDRAULIC CONTROL SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 자동변속기에 적용되는 유압 제어 시스템에 관한 것이다.

예컨데, 차량용 자동 변속기는 토크 컨버터와, 이 토크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메커니즘인 파워 트레인을 보유하고 있으며, 차량의 주행 상태에 따라 상기 파워 트레인의 작동요소 중 어느 하나의 작동요소를 선택적으로 작동시키기 위한 유압 제어 시스템을 보유하게 된다.

이러한 자동 변속기를 설계함에 있어서는, 우선적으로 설계 목표에 부합되는 설계 개념을 찾기 위하여 개념 설계와 설계 방안이 제시되고, 성능, 내구성, 신뢰성, 양산성 및 제조비용 등의 측면에서 가장 우수한 설계 개념 하나를 선택하게 된다.

그리고 상기와 같은 설계 개념이 선택되면, 대개는 메커니컬 섹션과, 유압 제어 시스템, 전자 제어 시스템의 3부분으로 나누어 개발이 이루어지게 되는데,

상기 메커니컬 섹션에서의 파워 트레인은 적어도 2개 이상의 단순 유성기어셋트를 조합하여 요구되는 변속단을 얻을 수 있는 복합 유성기어셋트로 이루어지며, 상기와 같은 파워 트레인을 운용하는 유압 제어 시스템은 오일펌프로 부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절 수단과, 변속 모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단과, 변속시 원활한 변속 모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 컨트롤 수단과, 토크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단과, 각 마찰요소에 적절한 유압 공급을 분배하는 유압 분배 수단을 포함하여 이루어진다.

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

이러한 파워 트레인과 유압 제어 시스템은 각 자동차 메이커에 따라 형식을 달리 하는 수많이 개발되어 적용되고 있다.

그리고 상기와 같은 유압 제어 시스템은 파워 트레인과 그 제어 방식에 따라 그 구성이 전혀 다르게 이루어지게 된다.

이러한 점을 고려하여 전진 4속 및 후진 1속 유압 제어 시스템의 일예를 살펴보면, 도 5에서와 같이, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토크 컨버터(200)와, 이 토크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 유압을 생성하는 오일펌프(202)를 포함하며, 상기한 오일펌프(202)로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단과, 감압 수단, 변속 제어 수단으로 분기되어 공급된다.

상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단은 상기 오일펌프(202)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 압력 조절 밸브(204)와, 이의 압력 조절 밸브(204)로부터 공급되는 유압을 토크 컨버터 및 윤활용으로 일정하게 조절하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브(206)와, 토크 컨버터의 동력 전달 효율을 높여주기 위해 댐퍼 클러치를 제어하는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(208)로 이루어진다.

상기 감압 수단은 라인압 보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(210)로 이루어지며, 이의 리듀싱 밸브(210)를 통해 감압된 유압의 일부는 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(208)의 제어압으로 공급된다.

그리고 상기의 감압 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1,2,3 압력 제어 밸브(212)(214)(216)와, 이들을 제어하는 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 이루어지는 유압 제어 수단으로 공급된다.

상기 변속 제어 수단은 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(218)로 이루어지며, 이의 매뉴얼 밸브(218)로 공급되는 유압은 각 레인지 선택에 따라 상기 유압 제어 수단에 의하여 제어되거나 직접적으로 하류측의 형성되는 유압 분배 수단의 로우 컨트롤 밸브(220) 및 N-R 컨트롤 밸브(222), 그리고 스위치 밸브(224)와 제1, 2 페일 세이프 밸브(226)(228)를 통해 각각의 변속단에서 선택적으로 작동하는 마찰요소로 유압이 공급되도록 구성되어 있다.

즉, 전진 1속에서는 언더 드라이브 클러치인 제1 클러치(C1)와 로우/리버스 클러치인 제1 브레이크(B1)에 유압이 공급되고, 2속에서는 반력요소가 상기 1속에서 제1 브레이크(B1)의 작동이 해제되면서 제2 브레이크(B2)가 작동되며, 3속에서는 상기 2속의 상태에서 제1 브레이크(B2)가 작동 해제되면서 오버 드라이브 클러치인 제2 클러치(C2)가 작동되고, 4속에서는 상기 3속의 상태에서 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되면서 제2 브레이크(B2)의 작동에 의해 변속이 이루어진다.

그리고 후진 변속단에서는 리버스 클러치인 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)이 작동되면서 변속이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 유압 제어 시스템은 클러치와 클러치 제어 방식으로 제어가 이루어짐으로써, 각 마찰요소에 공급되는 유압이 안정된 상태로 공급되어야만 하기 때문에 마찰요소에 있어서는 유압 맥동을 감소시켜 필터링 효과를 얻을 수 있는 어큐뮬레이터(ACC1)(ACC2)(ACC3)가 장착되어 있다.

그러나 상기와 같은 유압 제어 시스템에 있어서는 작동 빈도가 다른 마찰요소에 비하여 작은 제1 브레이크(B1)에는 어큐뮬레이터가 장착되어 있지 않은 바, 시프팅시 불안정한 유압이 공급되어 변속 충격이 발생된다.

구체적으로는, N 레인지에서 R 레인지로의 매뉴얼 변속시 입력요소인 제3 클러치로 제어없이 유압을 공급함과 동시에 반력요소인 제1 브레이크로 유압을 공급하게 되는데, 이때, 제1 브레이크에는 어큐뮬레이터가 없는 관계로 제어 편차에 의한 충격이 발생되며, 또한 D 레인지에서 L 레인지로의 매뉴얼 변속시에도 동일한 현상이 발생된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은, 별도의 어큐뮬레이터를 추가 설치하지 않고도 제1 브레이크에 공급된 유압의 맥동을 감소시킬 수 있도록 하여 변속감을 향상시킬 수 있도록 한 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 어큐뮬레이터 밸브의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템에서 "D" 레인지 2속에서의 유압 흐름도.

도 4는 본 발명에 의한 유압 제어 시스템에서 "R" 레인지에서의 유압 흐름도.

도 5는 종래 유압 제어 시스템의 구성도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단과, 감압 수단, 변속 제어 수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압 수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어 수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어 수단으로 공급되며, 상기 유압 제어 수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배 수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에 있어서,

상기 마찰요소중 전진 2, 4속에서 작동하는 제2 브레이크용 어큐뮬레이터를 전진 1속 및 후진 변속단에서 작동하는 제1 브레이크의 어큐뮬레이터로 사용할 수있도록 제2 페일 세이프 밸브와 제2 브레이크의 어큐뮬레이터 사이에 어큐뮬레이터 스위치 밸브를 배치하고, 이 어큐뮬레이터 밸브는 다시 제1 브레이크로 공급되는 유압을 공급받을 수 있도록 연결됨을 특징으로 하는 자동차의 자동변속기 유압 제어 시스템을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템의 구성도로서, 본 발명의 유압 제어 시스템은 종래와 마찬가지로 오일펌프(2)에서 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단과, 감압 수단, 변속 제어 수단으로 분기되어 공급되는데, 상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단은 상기 오일펌프(2)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 압력 조절 밸브(4)와, 이의 압력 조절 밸브(4)로부터 공급되는 유압을 토크 컨버터 및 윤활용으로 일정하게 조절하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브(6)와, 토크 컨버터의 동력 전달 효율을 높여주기 위해 댐퍼 클러치를 제어하는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)로 이루어진다.

그리고 상기 감압 수단은 라인압 보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(10)로 이루어지며, 이의 리듀싱 밸브(10)를 통해 감압된 유압의 일부는 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)의 제어압으로 공급되며, 또한 감압 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1, 2, 3 압력 조절 밸브(12)(14)(16)와, 이들을 제어하는 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 이루어지는 유압 제어 수단으로 공급된다.

상기 변속 제어 수단은 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(18)로 이루어지며, 이의 매뉴얼 밸브(18)로 공급되는 유압은 각 레인지 선택에 따라 상기 유압 제어 수단에 의하여 제어되거나 직접적으로 하류측의 형성되는 유압 분배 수단의 로우 컨트롤 밸브(20) 및 N-R 컨트롤 밸브(22)와 라인압 제어를 위한 스위치 밸브(24), 그리고 제1,2 페일 세이프 밸브(26)(28)로 공급되거나 마찰요소로 직접 공급될 수 있도록 구성된다.

이에 따라 전진 1속에서는 언더 드라이브 클러치인 제1 클러치(C1)와 로우/리버스 클러치인 제1 브레이크(B1)에 유압이 공급되고, 2속에서는 반력요소가 상기 1속에서 제1 브레이크(B1)의 작동이 해제되면서 제2 브레이크(B2)가 작동되며, 3속에서는 상기 2속의 상태에서 제1 브레이크(B2)가 작동 해제되면서 오버 드라이브 클러치인 제2 클러치(C2)가 작동되고, 4속에서는 상기 3속의 상태에서 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되면서 제2 브레이크(B2)의 작동에 의해 변속이 이루어진다.

그리고 후진 변속단에서는 리버스 클러치인 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)이 작동되면서 변속이 이루어지게 되는 것이다.

물론, 상기와 같은 유압 공급은 트랜스밋션 제어 유닛에 의하여 제1, 2, 3, 4 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)(S4)가 제어되면서 전자적으로 이루어지게 되며, 상기에서 제1, 2 클러치(C1)(C2)와 제2 브레이크(B2)에는 각각에 어큐뮬레이터(ACC1)(ACC2)(ACC3)가 장착되어 이의 마찰요소로 공급되는 유압의 맥동을 저감시킬 수 있게 된다.

이러한 유압 제어 시스템에 있어서, 본 발명은 도 1에서와 같이, 제2 브레이크(B2)의 어큐뮬레이터(ACC2)를 제1 브레이크(B1)과 공유할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 제2 페일 세이프 밸브(28)와 제2 브레이크(B2) 사이에 어큐뮬레이터 스위치 밸브(30)를 배치하였다.

상기 어큐뮬레이터 스위치 밸브(30)는 2속에서는 라인압에 의하여 제어되고, 후진 변속단에서는 제3 클러치(C3)의 작동압에 의하여 제어되면서 유압의 맥동을 필터링 하게 되는 것이다.

이러한 어큐뮬레이터 스위치 밸브(30)는 도 2에서와 같이 구성되는데, 밸브 보디는 라인압을 공급받을 수 있도록 라인압 관로와 연통되는 제1 포트(32)와, 제2 세이프 밸브(28)로부터 유압을 공급받을 수 있도록 연통되는 제2포트(34)와, 제3 마찰요소의 작동압을 공급받을 수 있도록 연통되는 제3포트(36)와, 제1 브레이크(B1)로 공급되는 유압을 공급받을 수 있도록 연통되는 제4포트(38)와, 상기 제2포트(34)로 공급되는 유압을 제 2브레이크(B2)로 공급하는 제5포트(40)와, 상기 제4포트(38)로 공급되는 유압을 어큐뮬레이터(ACC3)와 연통시켜 주는 제6포트(42)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브 보디로 내장되는 밸브 스풀은, 상기 제1 포트(32)로 공급되는 유압에 작용하는 제1 랜드(44)와, 상기 제5 포트(40)로 공급되었던 유압을 선택적으로 배출시키는 제2 랜드(46)와, 상기 제6 포트(42)를 선택적으로 제2, 4 포트(34)(38)와 선택적으로 연통시켜 주는 제3랜드(48)와, 상기 제3 랜드(48)와 함께 제4포트(38)를 제6포트(42)와 연통시켜 주는 제4랜드(50)와 상기 제3포트(36)로 공급되는 유압에 작용하는 제5랜드(52)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 유압 제어 시스템은 기존과 마찬가지로 각 변속단에서 작동하는 마찰요소로 유압을 공급 또는 해제하여 변속이 이루어지도록 하는 기능을 수행하게 되는데, 이때, 제2 브레이크(B2)가 작동하는 전진 2속에서는 도 3에서와 같이, 어큐뮬레이터 스위치 밸브(30)가 라인압을 공급받아 제어되면서 제2 압력 제어 밸브(14)로부터 제2 페일 세이프 밸브(28)를 경유하여 공급되는 유압을 어큐뮬레이터(ACC3)와 제2 브레이크(B2)로 공급하게 된다.

이때 어큐뮬레이터(ACC3)와 제2 브레이크(B2)에 동시에 유압이 공급됨으로써, 맥동이 저감되어 안정된 상태로 제2 브레이크(B2)로 공급되는 것이다.

그리고 제1 브레이크(B1)가 작동하는 후진 변속단에서는 제3 클러치(C3)로 공급되던 유압의 일부가 어큐뮬레이터 스위치 밸브(30)의 제어압으로 공급되어 밸브 스풀을 도면에서 우측으로 이동시키게 된다.

그러면 N-R 컨트롤 밸브(22)로부터 공급되는 유압이 어큐뮬레이터 밸브(30)를 통해 어큐뮬레이터(ACC3)로 공급됨과 동시에 제1 페일 세이프 밸브(26)을 통해 제1 브레이크(B1)으로 유압이 공급되면서 후진 변속이 이루어지게 되는 것이다.

이때, 어큐뮬레이터(26)로도 유압이 공급됨으로써, 맥동이 저감되어 안정된 유압이 제1 브레이크(B1)로 공급됨으로써, 변속 충격을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2 브레이크용으로 사용되던 어큐뮬레이터를 제1 브레이크와 공용으로 사용할 수 있도록 함으로써, 별도의 어큐뮬레이터를 추가 배치하지 않고, 제1 브레이크로 공급되는 유압의 맥동을 저감시켜 변속감을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단과, 감압 수단, 변속 제어 수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압 수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어 수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어 수단으로 공급되며, 상기 유압 제어 수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배 수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에 있어서,

   상기 마찰요소중 전진 2, 4속에서 작동하는 제2 브레이크용 어큐뮬레이터를 전진 1속 및 후진 변속단에서 작동하는 제1 브레이크의 어큐뮬레이터로 사용할 수 있도록 제2 페일 세이프 밸브와 제2 브레이크의 어큐뮬레이터 사이에 어큐뮬레이터 스위치 밸브를 배치하고, 이 어큐뮬레이터 밸브는 다시 제1 브레이크로 공급되는 유압을 공급받을 수 있도록 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 어큐뮬레이터 스위치 밸브는 2속에서 라인압에 의하여 제어되고, 후진 변속단에서 제3 클러치의 작동압에 의하여 제어됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 어큐뮬레이터 스위치 밸브는 라인압을 공급받을 수 있도록 라인압 관로와 연통되는 제1 포트와, 제2 세이프 밸브로부터 유압을 공급받을 수 있도록 연통되는 제2포트와, 제3 마찰요소의 작동압을 공급받을 수 있도록 연통되는 제3포트와, 제1 브레이크로 공급되는 유압을 공급받을 수 있도록 연통되는 제4포트와, 상기 제2포트로 공급되는 유압을 제 2브레이크로 공급하는 제5포트와, 상기 제4포트로 공급되는 유압을 어큐뮬레이터와 연통시켜 주는 제6포트를 보유하는 밸브 보디와;

   상기 제1 포트로 공급되는 유압에 작용하는 제1 랜드와, 상기 제5 포트로 공급되었던 유압을 선택적으로 배출시키는 제2 랜드와, 상기 제6 포트를 선택적으로 제2, 4 포트와 선택적으로 연통시켜 주는 제3랜드와, 상기 제3 랜드와 함께 제4포트를 제6포트와 연통시켜 주는 제4랜드와 상기 제3포트로 공급되는 유압에 작용하는 제5랜드를 보유하는 밸브 스풀을 포함하여 이루어지는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템.