KR20020006754A

KR20020006754A - 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브

Info

Publication number: KR20020006754A
Application number: KR1020000040130A
Authority: KR
Inventors: 이진수
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-26

Abstract

온도에 영향을 받지 않고 안정된 유압의 공급이 이루어짐과 동시에 급격한 공급 유량의 변화를 방지하고, 엔진의 저RPM 영역에서 라인압이 과다하게 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브를 제공할 목적으로;

차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템에 적용되어 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 압력 제어 밸브를 형성함에 있어서,

다수의 포트를 보유하는 밸브스풀과; 매뉴얼 밸브로부터 유압이 공급되는 포트 및 배출포트와 이들 포트를 개폐하는데 관계하는 랜드와의 사이에 일정의 갭을 보유할 수 있도록 유체 유통부가 형성되며, 솔레노이드 밸브와 일체로 형성되어 길이방향으로 이동하면서 포트 변환이 이루어지는 밸브스풀을 포함하여 이루어지는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브를 제공한다.

Description

차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브{REGULATING VALVE OF HYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 변화에 따른 영향을 최소화하면서 안정된 유압이 공급될 수 있도록 한 유압 제어 시스템의 압력 제어 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.

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 시스템에 있어서, 유압 제어수단은 다수의 압력 제어 밸브와 이의 압력 제어 밸브를 각각 제어하는 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지는데, 상기 압력 제어 밸브는 도 6에서와 같이 다수의 포트가 형성되는 밸브보디와 이의 밸브보디내에 배치되어 각 포트로 공급되는 제어압에 따라 좌우 이동하면서 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 밸브스풀을 포함하여 이루어진다.

즉, 밸브보디는 미도시한 리듀싱 밸브로부터 제어압을 공급받는 제1, 2포트(200)(202)와, 미도시한 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받고, 이에 공급된 유압을 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급하는 제3, 4포트(204)(206)를 포함하여 이루어진다.

그리고 밸브스풀은 상기 제1포트(200)로 공급되는 유압에 작용하는 제1랜드(208)와, 상기 제1랜드(208)와 함께 상기 제3, 4포트(204)(206)를 연통시키는 제2 랜드(210)와, 상기 제2포트(202)로 공급되는 유압이 제2 랜드(210)에 작용할 수 있도록 일정 공간을 형성하는 제3 랜드(212)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 랜드(208)와 밸브보디 사이에는 탄성부재(214)가 탄지된다.

또한, 상기 압력 제어 밸브의 제1포트(200)로 공급되는 제어압은 솔레노이드 밸브(S)에 의하여 제어되며, 상기 솔레노이드 밸브(S)의 상류측 관로상에는 오리피스(216)이 배치된다.

상기와 같이 솔레노이드 밸브의 상류측에 오리피스를 설치하는 이유는 리듀싱 밸브의 안정화와 리듀싱 밸브로부터 솔레노이드 밸브측으로 공급되는 유압을 제한하여 엔진의 저RPM 영역에서 솔레노이드 밸브의 온 동작시 과도하게 유압 배출이 이루어지는 것을 방지함으로써, 유압 제어 시스템의 전체적인 라인압이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그러나 상기와 같이 오리피스를 배치하는 경우에는 온도 변화에 따라 공급 유량이 변화되어 온도 변화에 따른 성능 편차를 유발시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

즉, 온도가 낮으면 자동 변속기 오일의 점도가 높아지면서 오리피스를 통과하는 유량이 줄어들고, 온도가 높으면 점도가 낮아지면서 오리피스를 통과하는 유량이 많아져 불안정한 유압 공급이 이루어짐으로써, 온도에 따른 성능 편차가 발생될 수 밖에 없는 것이다.

따라서 본 발명자는 상기와 같은 종래 문제점을 예의 연구한 결과, 가능한 오리피스를 생략하는 것이 바람직하다고 인식하여 본 발명을 안출하게 된 것으로서, 본 발명의 목적은 온도에 영향을 받지 않고 안정된 유압의 공급이 이루어짐과 동시에 급격한 공급 유량의 변화를 방지하고, 엔진의 저RPM 영역에서 라인압이 과다하게 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 유압 제어 시스템의 계통도.

도 2는 본 발명에 의한 압력 제어 밸브의 구성도.

도 3은 도 2의 Ⅰ - Ⅰ선 단면도.

도 4는 본 발명의 작동 설명을 위한 도면.

도 5는 도 2의 Ⅰ - Ⅰ선에서 본 본 발명의 다른 실시예도.

도 6은 종래 압력 제어 밸브의 구성도이다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템에 적용되어 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 압력 제어 밸브를 형성함에 있어서,

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

도 1은 본 발명의 압력 제어 밸브가 적용되는 유압 제어 시스템의 일예를 보인 유압 계통도로서, 엔진이 구동을 시작하면 토오크 컨버터(2)가 함께 구동하면서 변속기의 입력축을 회전시키게 되는데, 이때 오일펌프(4)가 구동을 하여 오일압을 생성하여 토출하기 시작한다.

이때 생성되는 오일압의 일부는 라인압 관로(6)를 따라 압력조절밸브(8)와 토오크 컨버터 콘트롤 밸브(10), 그리고 댐퍼 클러치 콘트롤 밸브(12)로 흐르고, 일부는 리듀싱 밸브(14) 및 매뉴얼 밸브(16)로 흐르게 된다.

상기에서 압력조절밸브(8)로 흐르는 유압은 압력이 조절되어 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(10)와 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)로 공급되며, 리듀싱 밸브(14)로공급된 유압은 라인압보다 낮은 유압으로 감압되어 댐퍼 클러치 콘트롤 밸브(12) 및 하이 - 로우 압력밸브(18)와, 제1,2 압력 제어 밸브(20)(22) 및 N-R 컨트롤 밸브(24)로 공급된다.

이러한 상태에서 변속 레버가 "D" 레인지로 절환되면 이와 연동하여 매뉴얼 밸브(16)는 드라이브압 관로(24)를 통해 시프트 컨트롤 밸브(26)로 각각 유압을 공급하게 된다.

그러면 상기 시프트 컨트롤 밸브(26)는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의해 제어되는 제1,2 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(S1)(S2)에 의하여 제2, 3, 4속 관로(28)(30)(32)를 통해 2-4/3-4 시프트 밸브(34), 2-3/4-3 시프트 밸브(36), 1-2 시프트 밸브(38), 엔드 클러치 밸브(40)로 각각 유압을 공급하게 된다.

또한, 상기 2-4/3-4 시프트 밸브(34), 2-3/4-3 시프트 밸브(36), 1-2 시프트 밸브(38), 엔드 클러치 밸브(40)로 각각 공급된 유압은 제1,2 압력 제어 솔레노이드 밸브(S3)(S4)에 의하여 제어되는 제1, 2 압력 제어 밸브(20)(22)로부터 공급되는 유압과 함께 동작하여 각 변속단에 알맞도록 제1, 2, 3, 4, 마찰요소(C1), (C2), (C3), (C4)에 드라이브 압을 공급함으로써, 변속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 유압 제어 시스템에 있어서, 본 발명이 관계하는 유압 제어수단의 압력 제어 밸브(도 1에서는 부호 20과 22로 부여하고 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기에서 부여된 부호를 대신에 50을 부여한다)의 구성을 살펴보면, 도 2에서와 같이, 밸브보디와 솔레노이드(S)와 일체로 형성되는 밸브스풀(50)로 이루어진다.

상기 밸브보디는 미도시된 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제1포트(52)와; 오리피스(ORI)를 보유하면서 상기 제1포트(52)로 공급된 유압을 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급하는 제2포트(54)와; 상기 제2포트(54)로 공급된 유압이 유입되는 제3포트(56)와; 상기 제1포트(52)로 공급된 유압 및 제2포트(54)로 공급되었던 유압을 배출시키는 배출포트(Ex)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 솔레노이드(S)와 일체로 형성되어 최선단에는 상기 제3포트(56)로 공급되는 유압에 작용하는 제1랜드(60)와; 선택적으로 상기 제1 포트(52)의 개구면적을 가변시킬 수 있는 제2 랜드(62)와; 일측으로 솔레노이드(S)에 작동하는 돌출부(64)가 형성된 제3랜드(66)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 제1, 2랜드(60)(62)의 서로 마주하는 면은 상기 제1포트(52)와 배출포트(Ex)의 내측부분과 동일선상을 유지할 수 있는 간격으로 형성되며, 이의 외주 모서리 부분에는 유체 유통부(70)를 형성하였으며, 이의 유체 유통부(70)는 도 2 및 도3에서와 같이 경사면으로 형성하고 있다.

이에 따라 솔레노이드 밸브(S)가 오프 상태로 제어된 경우에는 상기 유체 유통부(64)에 의하여 제1포트(52) 및 배출포트(Ex) 사이에는 약간의 갭(α)(β)이 형성된다.

따라서 엔진의 시동이 이루어져 오일펌프의 작동으로 매뉴얼 밸브(16)를 통해 유압이 공급되면, 상기 갭(α)(β) 부분이 종래의 오리피스 작동을 하면서 제1포트(52)로 유입되는 유압은 배출포트(Ex)를 통해 배출되면서 제1,2랜드(60)(62) 사이의 공간부에는 잔압이 형성되므로 저RPM 운전 영역에서로 라인압이 저하되지 않는다.

이러한 상태에서 변속을 위하여 시프트 밸브 또는 마찰요소로 유압을 공급하고자 하여 솔레노이드(S)를 듀티 제어를 실시하게 되면, 제1랜드(60)에 의해 배출포트(Ex)는 막히고 제1 포트(52)의 개구면적이 커지면서 이에 공급된 유압이 제2포트(54)를 통해 각 변속단에 해당하는 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급됨과 동시에 제3포트(56)의 제어압으로 공급되면서 유압을 제어하게 되는 것이다.

이와 같이 제1, 2랜드(60)(62) 사이에 잔압이 존재하고 있는 상태에서 유압이 공급되는 바, 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급되는 유압은 큰 변화가 발생되지 않음은 물론 온도 변화에 따라 유체의 점도가 변하더라도 안정되게 공급이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기의 구성 및 작동에 의하여 종래의 리듀싱 압은 필요치 않게 되는 바, 도1의 리듀싱 밸브(14) 에서 제1, 2 압력 제어 밸브(20)(22) 까지 연결되는 리듀싱 압 관로는 생략할 수 있으며, 이에 따른 효과로서 유압 시스템의 회로 구성을 간단히 할 수 있게 된다.

도 5는 유체 유통부(70)의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 제1 실시예에서는 유체 유통부(70)를 경사면으로 형성하고 있으나, 다른 실시예에서는 원주 방향 등간격으로 4개소에 반원홈으로 형성한 것이다.

이의 다른 실시예에 대한 작용 효과는 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 리듀싱 압을 사용하지 않고 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 유압을 압력 제어 밸브 내에서 자체적으로 오리피스 작동을 하는 유체 유통부를 통해 약간의 배출이 이루어지는 바, 저RPM 운전 영역에서의 라인압 저하를 방지할 수 있데 된다.

또한, 상기 유체 유통부 사이를 유통하는 유압의 일부가 밸브내에 잔압으로 존재하는 상태에서 유압 공급이 이루어지게 되는 바, 온도 변화 또는 압력 변화에 관계없이 가장 안정된 상태로 해당 요소에 공급할 수 있는 발명인 것이다.

Claims

차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템에 적용되어 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 압력 제어 밸브를 형성함에 있어서,

다수의 포트를 보유하는 밸브스풀과;

매뉴얼 밸브로부터 유압이 공급되는 포트 및 배출포트와 이들 포트를 개폐하는데 관계하는 랜드와의 사이에 일정의 갭을 보유할 수 있도록 유체 유통부가 형성되며, 솔레노이드 밸브와 일체로 형성되어 길이방향으로 이동하면서 포트 변환이 이루어지는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브.
청구항 1에 있어서, 밸브보디는 매뉴얼 밸브로부터 유압을 공급받는 제1포트와; 오리피스를 보유하면서 상기 제1포트로 공급된 유압을 시프트 밸브 또는 마찰요소로 공급하는 제2포트와; 상기 제2포트로 공급된 유압이 유입되는 제3포트와; 상기 제1포트로 공급된 유압 및 제2포트로 공급되었던 유압을 배출시키는 배출포트를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브.
청구항 1에 있어서, 밸브스풀은 솔레노이드와 일체로 형성되며, 그 반대측단에 마찰요소로 공급되는 유압의 일부를 제어압으로 공급받아 작용하는 제1랜드와;선택적으로 상기 제1 포트의 개구면적을 가변시킬 수 있는 제2 랜드와; 일측으로 솔레노이드에 작동하는 돌출부가 형성된 제3랜드를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브.
청구항 1 또는 3에 있어서, 밸브스풀의 제1, 2랜드는 서로 마주하는 면이 매뉴얼 밸브로부터 유압이 공급되는 포트와 배출포트의 내측부분과 동일선상을 유지할 수 있도록 형성됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브.
청구항 1에 있어서, 유체 유통부는 매뉴얼 밸브로부터 유압이 공급되는 포트 및 배출포트와 이들 포트를 개폐하는데 관계하는 2개의 랜드에서 서로 마주하는 면의 외주 모서리 부분을 경사면으로 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브.
청구항 1에 있어서, 유체 유통부는 매뉴얼 밸브로부터 유압이 공급되는 포트 및 배출포트와 이들 포트를 개폐하는데 관계하는 2개의 랜드에서 서로 마주하는 면의 외주 모서리 부분에 원주방향 등간격으로 4개소에 형성되는 반원홈으로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 압력 제어 밸브.