KR20020000068A - 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브 - Google Patents

차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브 Download PDF

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Abstract

"P" 레인지에서도 라인압 제어가 이루어지면서 유압이 공급되도록 하여 마찰요소 파손 및 발진 성능 저하를 방지하고, "P" 레인지에서도 변속기 오일량을 측정할 수 있으며, 6 포지션과 7 포지션의 변경이 용이한 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 제공할 목적으로;
레귤레이터 밸브의 라인압 관로와 연통되는 제1포트와, P 레인지에서 상기 제1 포트의 유압을 제1 압력 제어 밸브와 제2 페일 세이프 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제2포트와, R 레인지에서 상기 제1 포트의 유압을 레귤레이터 밸브와 N-R 컨트롤 밸브, 그리고 제1,2 스위치 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제3포트와, 2, 3, D 레인지에서 상기 제1포트로 공급되는 유압을 제2,3 압력 제어 밸브와 제1,2 스위칭 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제4포트와, L 레인지에서 상기 제1포트의 유압을 제1 스위치 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제5포트를 포함하여 이루어지는 밸브보디와; 셀렉트 레버에 연동되면서 레인지 변환에 따라 상기 제1포트를 적어도 하나 이상의 포트와 연통시켜 주는 밸브스풀로 이루어지는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 제공한다.

Description

차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브{MANUAL VALVE OF HYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속중에 제어되는 모든 마찰요소를 독립 제어하되, 2차 제어압이 마찰요소로 공급되도록 하는 간접 제어 방식을 채택하여 변속 응답성을 향상시키고, 라인압 조절용 솔레노이드 밸브의 적용으로 운전 조건에 따른 최적 유압을 유지하도록 개발된 유압 제어 시스템에 적용할 수 있는 매뉴얼 밸브에 관한 것이다.
예컨데, 차량용 자동 변속기는 토크 컨버터와, 이 토크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘인 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 자동변속기에서 있어서, 본 발명이 적용되는 상기 유압 제어 시스템은 대개 오일펌프로부터 발생된 유압을 조절하는 압력 조절 수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단과, 변속시 원활한 변속모드 형성을 위해 변속감 및 응답성을 조절하는 유압 제어수단과, 상기 유압 제어수단으로부터 공급되는 유압을 각 마찰요소에 적절하게 분배하는 유압 분배수단과, 토크 컨버터의 댐퍼 클러치 작동을 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 수단을 포함하여 이루어진다.
이에 따라 트랜스밋션 제어유닛에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브들과 듀티 제어되는 솔레노이드 밸브들에 의해 유압분배 수단의 유압분배가 다르게 이루어지면서 마찰요소의 작동이 선택되어 변속단 제어가 실현되는데, 상기의 유압 제어 시스템은 각 자동차 메이커에 따라 적용하고 있는 파워 트레인과 이 파워 트레인을 어떠한 특성으로 제어할 것인가에 따라 제어방법 및 구성이 달라지게 된다.
그리고 자동 변속기의 유압 제어 시스템에 있어서, 운전자의 선택적인 조작에 따라 유로를 변환시키는 매뉴얼 밸브는 여러 가지가 있는데, 본 출원인이 제작 판매하고 있는 자동 변속기에 적용되고 있는 종래 매뉴얼 밸브 구성의 일예를 살펴보면, 도 4에서와 같이, 밸브 바디는 오일펌프로부터 유압을 공급받는 제1포트(200)와, "D","2","L" 레인지시 미도시한 시프트 컨트롤 밸브로 유압을 공급하는 제2 포트(202)와, "N","D","2","L" 레인지시 압력 제어 밸브로 유압을 공급하는 제 3포트(204)와, "R" 레인지시 레귤레이터 밸브와 N-R 컨트롤 밸브로 유압을공급하는 제4 포트(206)를 보유하고 있다.
그리고 셀렉트 레버에 연동되는 밸브스풀(210)은 일측에 커넥터부(212)를 두고 그 타측으로 "P" 레인지에서만 상기 제2, 3포트(202)(204)사이에 위치하고 그외의 레인지에서는 제2포트(202)의 일측으로 위치하는 제1랜드(214)와, "P""R" 레인지를 제외한 레인지에서 제3 포트(204) 또는 제2, 3포트(202)(204)를 제1 포트(200)와 연통시키는 제2랜드(216)와, "R" 레인지에서 제1포트(200)와 제4 포트(206)를 연통시키는 제3랜드(218)를 보유하고 있다.
또한, 상기 제1, 2랜드(214)(216) 사이에는 커넥터(212)측으로부터 형성되는 배출로(220)와 연통되는 배출공(222)이 형성된다.
이에 따라 "N" 레인지에서는 제1포트(200)의 유압이 제3포트(204)로 공급되고, "D"레인지에서는 제1포트(200)의 유압이 제2,3 포트(202)(204)로 동시에 공급되며, "R" 레인지에서는 제1포트(200)의 유압이 제4 포트(206)로 공급되며, "P" 레인지에서는 제1포트(200)의 유압이 배출공(222)과 배출로(220)를 따라 해제된다.
그러나 상기와 같은 매뉴얼 밸브에 있어서는 "P" 레인지에서 오일펌프로부터 공급되는 유압이 밸브스풀을 통해 모두 배출되도록 구성되어 있는 바, 레귤레이터 밸브를 제어하지 못하게 되어 토오크 컨버터에는 오리피스를 통한 소량의 유압만이 공급된다.
이에 따라 유압이 부족하여 마찰요소의 파손은 물론 급발진시 해당 마찰요소로의 유압 공급이 지연되어 급발진 성능이 좋지 않다는 문제점을 내포하고 있다.
그리고 "P" 레인지시에서 각 부분에 오일이 공급되지 않는 바, 오일량을 측정할 수 없으며, 측정하더라도 정확량을 측정할 수 없다는 문제점이 있다.
특히, 종래와 같은 매뉴얼 밸브에 있어서는, "N", "D", "R" 레인지에서만 유로를 변환시킴으로써, 이를 레인지압만을 요구하는 자동변속기에만 사용할 수 밖에 없다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 "P" 레인지에서도 라인압 제어가 이루어지면서 유압이 공급되도록 하여 마찰요소 파손 및 발진 성능 저하를 방지하고, "P" 레인지에서도 변속기 오일량을 측정할 수 있는 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 제공함에 있다.
그리고 "P", "R", "N", "D", "2", "L" 레인지의 6 포지션 매뉴얼 밸브와 "P", "R", "N", "D", "3", "2", "L" 레인지의 7 포지션의 매뉴얼 밸브로의 변경이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있도록 한 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 유압 제어 시스템의 계통도.
도 2는 본 발명에 의한 매뉴얼 밸브의 구성도.
도 3은 본 발명의 매뉴얼 밸브에 적용되는 밸브스풀의 구성도.
도 4는 종래 매뉴얼 밸브의 일예도이다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템에 적용되어 운전자의 셀렉트 레버 조작에 연동되면서 포트 변환이 이루어지는 매뉴얼 밸브에 있어서,
레귤레이터 밸브의 라인압 관로와 연통되는 제1포트와, P 레인지에서 상기 제1 포트의 유압을 제1 압력 제어 밸브와 제2 페일 세이프 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제2포트와, R 레인지에서 상기 제1 포트의 유압을 레귤레이터 밸브와N-R 컨트롤 밸브, 그리고 제1,2 스위치 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제3포트와, 2, 3, D 레인지에서 상기 제1포트로 공급되는 유압을 제2,3 압력 제어 밸브와 제1,2 스위칭 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제4포트와, L 레인지에서 상기 제1포트의 유압을 제1 스위치 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제5포트를 포함하여 이루어지는 밸브보디와;
셀렉트 레버에 연동되면서 레인지 변환에 따라 상기 제1포트를 적어도 하나 이상의 포트와 연통시켜 주는 밸브스풀로 이루어지는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명이 적용되는 유압 제어 시스템의 유압 계통도로서, 이의 유압 제어 시스템은
엔진으로부터 동력을 전달받아 토크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토크 컨버터(2)가 작동하면, 오일펌프(4)가 작동되면서 상기 토크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 유압과 윤활에 필요한 유압을 생성하게 되며, 상기 오일펌프(4)로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과 감압수단으로 공급됨과 동시에 변속모드를 형성시켜 주는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 통해 유압 제어수단으로 공급되어 변속에 알맞은 유압으로 제어되며, 이에 제어된 제어압은 스위칭 수단과 페일 세이프 수단을 각 마찰요소의 작동압을 공급되며, 후진 레인지에서는 수동 및 컨트롤 수단에서 직접 N-R 컨트롤 수단을 통해 마찰요소(C1, C2, C3, C4,B1, B2)로 공급될 수 있도록 구성되는 유압 제어부로 공급되는 구성을 갖는다.
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단은 상기 오일펌프(2)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 레귤레이터 밸브(6)와, 이의 레귤레이터 밸브(6)로부터 공급되는 유압을 토크 컨버터 및 윤활용으로 일정하게 조절하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브(8)와, 토크 컨버터의 동력 전달 효율을 높여주기 위해 댐퍼 클러치를 제어하는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(10)로 이루어진다.
상기 감압수단은 라인압 보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(12)로 이루어지며, 이의 리듀싱 밸브(12)를 통해 감압된 유압의 일부는 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(10)의 제어압으로 공급됨과 동시에 레귤레이터 밸브(4)의 제어압으로 공급된다.
그리고 상기의 감압 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1,2,3 압력 제어 밸브(14)(16)(18)와, 이들을 제어하는 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 이루어지는 압력제어수단으로 공급된다.
상기 수동 및 자동 변속모드를 형성하는 변속 컨트롤 수단은 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어 작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(20)로 이루어지며, 이의 매뉴얼 밸브(20)로 공급되는 유압은 각 레인지 선택에 따라 상기 압력제어수단으로 공급되거나 직접적으로 하류측에 배치되어 있는 스위칭 수단의 제1, 2 스위치 밸브(22)(24), 페일 세이프 수단의 제1, 2 페일 세이프 밸브(26)(28), N-R 컨트롤 수단인 N-R 컨트롤 밸브(30)의 제어압이나 경유하여 해당 마찰요소로 공급된다.
이러한 유압 제어 시스템에 있어서, 본 발명이 관계하는 매뉴얼 밸브(20)는 도 2에서와 같이, 기존과 마찬가지로 밸브보디와 밸브스풀로 이루어진다.
상기에서 밸브보디는 레귤레이터 밸브(4)의 라인압 관로(32)와 연통되는 제1포트(40)와, P 레인지에서 상기 제1 포트(40)의 유압을 제1 압력 제어 밸브(14)와 제2 페일 세이프 밸브(28)로 공급할 수 있도록 연결되는 제2포트(42)와, R 레인지에서 상기 제1 포트(40)의 유압을 레귤레이터 밸브(4)와 N-R 컨트롤 밸브(30), 그리고 제1,2 스위치 밸브(26)(28)로 공급할 수 있도록 연결되는 제3포트(44)와, 2, 3, D 레인지에서 상기 제1포트(40)로 공급되는 유압을 제2,3 압력 제어 밸브(16)(18)와 제1,2 스위칭 밸브(22)(24)로 공급할 수 있도록 연결되는 제4포트(46)와, L 레인지에서 상기 제1포트(40)의 유압을 제1 스위치 밸브(22)로 공급할 수 있도록 연결되는 제5포트(48)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3포트(44)에 이웃하여 배치되어 P 레인지시 상기 3포트(44)로 공급되었던 유압을 배출시키는 배출포트(Ex)가 형성된다.
그리고 밸브스풀(50)은 일측에 커넥트부(52)가 형성되고, 그 이웃에 형성되어 "P" 레인지에서 상기 제1포트(40)와 제3포트(44)를 연통시킬 수 있도록 하는 제1랜드(54)와; "P" 레인지에서는 상기 제1, 3 포트(40)(44) 사이, "R" 레인지에서 제1, 2포트(40)(42) 사이, "N" 레인지에서 상기 제2, 4포트(42)(46) 사이, "D", "3", "2" 레인지에서 제4, 5포트(46)(48) 사이, "L" 레인지에서 상기 제5포트(48) 외측에 위치하는 제2랜드(56)와; "P" 레인지에서 상기 제2, 4포트(42)(46) 사이,"R", "N", "D", 레인지에서 제4, 5포트(46)(48) 사이, "3", "2", "L" 레인지에서 상기 제5포트(48) 외측에 위치하는 제3랜드(58)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 제1 랜드(54) 및 제2랜드(56)의 외주연 중앙부에는 도 3에서와 같이, 일정 깊이를 갖는 둘레홈(60)(62)이 각각 형성하여 시프트 레버의 작동에 의해 밸브스풀(50)의 이동시 발생될 수 있는 측하중으로 인한 끈끈한 느낌(Sticky Feeling)을 줄일 수 있도록 하였다.
즉, 측방향 하중이 발생되어 밸브스풀이 한쪽으로 쏠림으로 인하여 국부적으로 유압이 높아지게 되면 이의 유압을 둘레홈(60)(62)을 통해 신속하게 퍼지도록 하여 유압이 원주방향으로 골고루 작용되게 함으로써, 밸브스풀의 동심을 잡아주어 끈끈한 느낌이 발생되지 않게 되는 것이다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 매뉴얼 밸브(20)에 의하면, P, N 레인지에서는 상기 제1 포트(40)와 제2포트(42)가 연통되어 제1 압력 제어 밸브(14)와 제2 페일 세이프 밸브(28)로 유압을 공급하고, R 레인지에서는 상기 제1 포트(40)와 제3포트(44)가 연통되면서 레귤레이터 밸브(4)와 N-R 컨트롤 밸브(30), 그리고 제1,2 스위치 밸브(26)(28)로 유압을 공급하며, D, 3, 2 레인지에서는 제1포트(40)가 제2포트(42)와 제4포트(46)가 연통되면서 제2,3 압력 제어 밸브(16)(18)와 제1,2 스위칭 밸브(22)(24)로 유압을 공급하며, L 레인지에서 상기 제1포트(40)가 제2, 4, 5 포트(42)(46)(48)가 연통되면서 제1,2,3 압력 제어 밸브(140(16)(18), 제1,2 스위치 밸브(22)(24), 제1,2 페일 세이프 밸브(26)(30), N-R컨트롤 밸브(30)로 유압을 공급할 수 있게 되는 것이다.
그러면, 유압 제어부에서 각 밸브들을 제어하여 각 변속단에 알맞은 유압이 공급되도록 하는 것이다.
그리고 상기에서는 7포지션을 갖는 매뉴얼 밸브로 설명하고 있으나, 6포지션을 갖는 매뉴얼 밸브로 사용코자 할 때에는 상기 제5포트를 형성하는 금형의 인서트 위치만을 변경하여 밸브보디를 성형하면 되는 바, 용이하게 변경할 수 있으므로 불필요하게 매뉴얼 밸브를 다시 설계할 필요가 없어지게 되는 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, "P", "N" 레인지에서도 라인압 제어가 이루어지도록 유압이 공급되도록 하여 충분한 윤활 유압에 의해 마찰요소 파손 및 발진 성능 저하를 방지하고, "P" 레인지에서도 변속기 오일량을 측정할 수 있게 된다.
그리고 "P", "R", "N", "D", "2", "L" 레인지의 6 포지션 매뉴얼 밸브와 "P", "R", "N", "D", "3", "2", "L" 레인지의 7 포지션 매뉴얼 밸브를 용이하게 변경할 수 있는 바, 그에 따른 제작비용을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

Claims (3)

  1. 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템에 적용되어 운전자의 셀렉트 레버 조작에 연동되면서 포트 변환이 이루어지는 매뉴얼 밸브를 형성함에 있어서,
    레귤레이터 밸브의 라인압 관로와 연통되는 제1포트와, P 레인지에서 상기 제1 포트의 유압을 제1 압력 제어 밸브와 제2 페일 세이프 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제2포트와, R 레인지에서 상기 제1 포트의 유압을 레귤레이터 밸브와 N-R 컨트롤 밸브, 그리고 제1,2 스위치 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제3포트와, 2, 3, D 레인지에서 상기 제1포트로 공급되는 유압을 제2,3 압력 제어 밸브와 제1,2 스위칭 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제4포트와, L 레인지에서 상기 제1포트의 유압을 제1 스위치 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제5포트를 포함하여 이루어지는 밸브보디와;
    셀렉트 레버에 연동되면서 레인지 변환에 따라 상기 제1포트를 적어도 하나 이상의 포트와 연통시켜 주는 밸브스풀로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서, 밸브스풀은 일측에 커넥트부가 형성되고, 그 이웃에 형성되어 "P" 레인지에서 상기 제1포트와 제3포트를 연통시킬 수 있도록 하는 제1랜드와; "P" 레인지에서는 상기 제1, 3 포트 사이, "R" 레인지에서 제1, 2포트 사이, "N" 레인지에서 상기 제2, 4포트 사이, "D", "3", "2" 레인지에서 제4, 5포트 사이, "L" 레인지에서 상기 제5포트 외측에 위치하는 제2랜드와; "P" 레인지에서 상기 제2, 4포트 사이, "R", "N", "D", 레인지에서 제4, 5포트 사이, "3", "2", "L" 레인지에서 상기 제5포트 외측에 위치하는 제3랜드를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서, 제1 랜드 및 제2랜드의 외주연 중앙부에는 일정 깊이를 갖는 둘레홈이 각각 형성됨을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브.
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