KR20020030885A - 자동 변속기용 유압 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

솔레노이드 밸브의 정격 유량 및 제어 구조에 관계없이 항상 리듀싱 밸브의 작동 및 조절압에 버징(BUZZING)현상 없이 일정하게 조절압이 유지될 수 있도록 하는 자동 변속기용 유압 제어 시스템을 제공할 목적으로,

오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어수단으로 공급되며, 상기 유압 제어수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에서,

상기 유압 제어수단을 형성하는 압력제어밸브를 듀티 제어하는 솔레노이드 밸브와 상기 감압수단인 리듀싱 밸브 사이의 유로상에 유압 안정화 수단을 보유함을 특징으로 하는 자동 변속기용 유압 제어 시스템을 제공한다.

Description

자동 변속기용 유압 제어 시스템{HYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동 변속기용 유압 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 솔레노이드 밸브의 정격 유량 및 제어 구조에 관계없이 항상 리듀싱 밸브의 작동 및 조절압에 버징(BUZZING)현상 없이 일정하게 조절압이 유지될 수 있도록 하는 자동 변속기용 유압 제어 시스템에 관한 것이다.

예컨대, 차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 유성기어셋트와, 차량의 주행 상태에 따라 유성기어셋트의 작동요소 중 적어도 하나 이상을 선택하여 작동시키는 마찰요소를 유압 제어할 수 있는 유압 제어 시스템을 포함하고 있다.

이러한 자동 변속기의 유압 제어 시스템은, 오일펌프로부터 발생된 유압을제어밸브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시킴으로써, 차량의 주행 상태에 따라 적절한 변속이 자동적으로 행하여질 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.

그리고 이러한 유압 제어 시스템의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 1에서와 같이, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토크 컨버터(1)와, 이 토크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 유압을 생성하는 오일펌프(2)를 포함하며, 상기한 오일펌프(2)로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급된다.

상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단은 상기 오일펌프(2)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 압력 조절밸브(4)와, 이의 압력 조절밸브(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.

상기 감압수단은 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 공급된다.

그리고 상기 감압의 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1,2,3 압력제어밸브(12)(14)(16)와, 이들을 제어하는 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 이루어지는 유압 제어수단으로 공급된다.

상기 변속 제어수단은 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동되어작동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(18)로 이루어지며, 이의 매뉴얼 밸브(18)로 공급되는 유압은 각 레인지 선택에 따라 상기 유압 제어수단에 의하여 제어되거나 직접적으로 하류측에 형성되는 유압 분배수단의 로우 컨트롤 밸브(20) 및 N-R 컨트롤 밸브(22), 그리고 스위치 밸브(24)와 제1, 2 페일 세이프 밸브(26)(28)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 클러차인 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.

이러한 유압 제어 시스템에 있어서, 종래 유압 제어수단의 유압 제어 과정을 살펴보면, 도 3에서와 같이 압력제어밸브(100)에는 일측으로 리듀싱 압이 솔레노이드 밸브(S)에서 듀티 제어되어 제어압으로 공급되고, 그 타측으로는 리듀싱 밸브(10)로부터 직접 리듀싱 압이 공급되어 상기 솔레노이드 밸브(S)에 따라 압력제어밸브(100)내의 밸브 스풀이 이동하면서 매뉴얼 밸브(18)로부터 공급되는 라인압을 제어하여 마찰요소(C)로 공급하게 된다.

상기 도 3에서 압력제어밸브(100)는 도 1에서의 제1,2,3 압력제어밸브(12,14,16)를 지칭하는 것이며, 솔레노이드 밸브(S)는 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)를 지칭하는데, 이들 밸브들은 다른 객체로 이루어져 별도의 유압관로를 보유하고 있지만, 그 기능은 동일하므로 하나로 통합하여 설명함을 전제한다.

그러나 상기와 같은 유압 제어 시스템에 의한 유압 제어 과정에서는 상기 솔레노이드 밸브의 부하측 변동 유량이 심한 경우, 즉, 솔레노이드 밸브가 오픈(OPEN)되어 과도한 유량이 흐르는 상태에서, 상기 솔레노이드 밸브가 닫혀 유량 흐름이 갑자기 정지되는 경우, 압력 서징(SURGING)현상이 발생하게 되며, 이러한 압력 서징 현상으로 발생되는 맥동압에 의하여 상기 리듀싱 밸브는 압력 조절기능을 상실하게 되어 조절 압력 진동이 과다하게 나타나는 압력 불안정 현상(BUZZING 현상)을 발생시키는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 부하측의 솔레노이드 밸브로 가는 유로의 길이에 의해 압력 지연 현상이 있는 경우에는 응답 지연에 의해 제어압 저하 현상이 발생되는 문제점도 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 솔레노이드 밸브의 정격 유량 및 제어 구조에 관계없이 항상 리듀싱 밸브의 작동 및 조절압에 버징(BUZZING)현상 없이 일정하게 조절압이 유지될 수 있도록 하는 자동 변속기용 유압 제어 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 유압 제어 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 유압 안정화 수단이 적용된 유압 제어수단의 구성도.

도 3은 종래 유압 제어수단의 구성도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어수단으로 공급되며, 상기 유압 제어수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에서,

상기 유압 제어수단을 형성하는 압력제어밸브를 듀티 제어하는 솔레노이드 밸브와 상기 감압수단인 리듀싱 밸브 사이의 유로상에 유압 안정화 수단을 보유함을 특징으로 하며,

상기 유압 안정화 수단은 솔레노이드 밸브의 작동에 따라 발생되는 변동 유량에 의한 맥동압이 리듀싱 밸브로 전달되지 않도록 솔레노이드 밸브 플런저 바로 앞단의 유로상에 설치되어 고주파 맥동압을 소멸시키는 제1 오리피스와; 상기 제1 오리피스를 통과한 저주파 압력 에너지를 저장하여 응답 지연시키도록 상기 솔레노이드 밸브와 리듀싱 밸브 사이의 유로상에 설치되는 어큐뮬레이터와; 상기 제1 오리피스를 통과한 고주파 맥동압을 2차로 필터링함과 동시에, 상기 어큐뮬레이터에의해 응답 지연된 저주파 맥동압을 필터링 하도록 상기 솔레노이드 밸브와 리듀싱 밸브 사이의 유로상에서 상기 리듀싱 밸브와 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 제2 오리피스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명이 적용되는 일반적인 유압 제어 시스템을 도시하고 있으며, 상기에서 상세하게 설명한 바와 같이, 다음의 설명에서는 동일부품에 대하여 동일 부호를 부여함을 전제한다.

본 발명의 유압 제어 시스템은 종래와 마찬가지로 오일펌프(2)에서 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급되는데, 상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단은 상기 오일펌프(2)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 압력 조절밸브(4)와, 이의 압력 조절밸브(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 감압수단은 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 감압의 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1, 2, 3 압력 조절밸브(12)(14)(16)와, 이들을 제어하는 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 이루어지는 유압 제어수단으로 공급된다.

상기 변속 제어수단은 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 제어수단에 의하여 제어되거나 직접적으로 하류측에 형성되는 유압 분배수단의 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 유압의 공급은 트랜스밋션 제어유닛에 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 2에서와 같이, 상기 유압 제어수단을 형성하는 제1 압력제어밸브(12)를 듀티 제어하는 제1 솔레노이드 밸브(S1)와 상기 감압수단인 리듀싱 밸브(10) 사이의 유로(32)상에 유압 안정화 수단을 구성한 것으로, 상기 유압 안정화 수단은 상기 제1 솔레노이드 밸브(S1)의 작동에 따라 발생되는 변동 유량에 의한 맥동압이 리듀싱 밸브(10)로 전달되지 않도록 제1 솔레노이드 밸브(S1) 플런저 바로 앞단의 유로상에 제1 오리피스(40)를 설치되어 고주파 맥동압을 소멸시키도록 하였으며, 상기 제1 솔레노이드 밸브(S1)와 리듀싱 밸브(10) 사이 유로(32)상의 일측에는 어큐뮬레이터(ACC4)를 설치하여 상기 제1 오리피스(40)를 통과한 저주파 압력 에너지를 저장하여 응답 지연시키도록 하였다,

그리고 상기 제1 오리피스(40)를 통과한 고주파 맥동압을 2차로 필터링함과 동시에, 상기 어큐뮬레이터(ACC4)에 의해 응답 지연된 저주파 맥동압을 필터링할 수 있도록 상기 제1 솔레노이드 밸브(S1)와 리듀싱 밸브(10) 사이의 유로(32) 상에서 상기 리듀싱 밸브(10)와 어큐뮬레이터(ACC4) 사이에 제2 오리피스(42)를 설치하여 상기 유압 안정화 수단을 이루었다.

이에 따라 제1 압력제어밸브(12)로 공급되는 리듀싱 압을 제1 솔레노이드 밸브(S3)가 제어할 때, 상기 제1 솔레노이드 밸브(S1)와 리듀싱 밸브(10) 사이의 유로(32) 상에서 어큐뮬레이터(ACC4) 및 제1, 제2 오리피스(40,42)에 의해 고주파 및 저주파 영역에서의 맥동압을 1,2차에 걸쳐 소멸시킴으로서, 제어 유압을 안정화시켜, 제1 압력제어밸브(12)의 제어압으로 안정적으로 작용하게 되는 것이다.

상기에서 어큐뮬레이터(ACC4)는 일반적인 스트로크 조절형 어큐뮬레이터를 적용하게 되며, 이 어큐뮬레이터 구성 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 도 2에서 압력제어밸브와 솔레노이드 밸브를 제1 압력제어밸브(12)와 제1 솔레노이드 밸브(S1)를 예로 한정하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 유압 안정화 수단은 상기 도 1에서의 제1,2,3 압력제어밸브(12)(14)(16)와 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3) 모두를 포함하거나 어느 하나 에 적용될 수도 있다.

이는 하나의 압력제어밸브와 솔레노이드 밸브를 적용하는 유압 제어 시스템이나, 2개의 압력제어밸브와 2개의 솔레노이드 밸브를 적용하는 유압 시스템 또는 그 이상이라고 하더라도, 숫자에서만 차이가 날 뿐 그 기능은 동일하기 때문에 어느 하나의 것이라고 한정하지 않는다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 유압 제어 시스템에 의하면, 간단한 구성에 의하여 유압 제어 시스템의 유압 제어수단에서 발생되는 고주파 및 저주파 영역에서의 맥동압을 1,2차에 걸쳐 소멸시키게 됨으로 제어압의 압력 불안정 현상(BUZZING 현상) 없이, 안정화된 제어 유압을 공급할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압은 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단과, 감압수단, 변속 제어수단으로 분기되어 공급되고, 상기 감압수단에서 제어된 감압과 상기 변속 제어수단에서 포트 변환으로 공급되는 유압을 유압 제어수단으로 공급되며, 상기 유압 제어수단에서 제어되어 공급되는 유압이 유압 분배수단과 직접 일부 마찰요소로 공급되면서 각 변속단에 해당되는 마찰요소로 동작시켜 변속이 이루어지도록 하는 유압 제어 시스템에 있어서,

   상기 유압 제어수단을 형성하는 압력제어밸브를 듀티 제어하는 솔레노이드 밸브와 상기 감압수단인 리듀싱 밸브 사이의 유로상에 유압 안정화 수단을 보유함을 특징으로 하는 자동 변속기용 유압 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유압 안정화 수단은

   솔레노이드 밸브의 작동에 따라 발생되는 변동 유량에 의한 맥동압이 리듀싱 밸브로 전달되지 않도록 솔레노이드 밸브 플런저 바로 앞단의 유로상에 설치되어 고주파 맥동압을 소멸시키는 제1 오리피스와;

   상기 제1 오리피스를 통과한 저주파 압력 에너지를 저장하여 응답 지연시키도록 상기 솔레노이드 밸브와 리듀싱 밸브 사이의 유로상에 설치되는 어큐뮬레이터와;

   상기 제1 오리피스를 통과한 고주파 맥동압을 2차로 필터링함과 동시에, 상기 어큐뮬레이터에 의해 응답 지연된 저주파 맥동압을 필터링하도록 상기 솔레노이드 밸브와 리듀싱 밸브 사이의 유로상에서 상기 리듀싱 밸브와 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 제2 오리피스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 유압 제어 시스템.