KR20020031644A - 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브 - Google Patents

차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브 Download PDF

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KR20020031644A
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이진희
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이계안
현대자동차주식회사
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Abstract

밸브바디와 밸브스풀 사이에 밸브스풀의 작동 스트로크를 각 단별로 구속할 수 있도록 하여 밸브스풀의 정확한 단별 위치를 확보할 수 있도록 함으로서, 밸브 자체의 오작동을 미연에 방지할 수 있도록 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 제공할 목적으로,
차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템에 밸브바디 내에서 운전자의 셀렉트 레버 조작에 연동되면서 레인지 변환에 따라 라인압이 공급되는 포트를 적어도 하나 이상의 다른 포트와 연통시켜 주어 포트 변환을 이루는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 형성함에서,
상기 밸브바디와 밸브스풀 사이에서 밸브스풀의 작동 스트로크를 각 단별로 구속하여 밸브스풀의 정확한 단별 위치를 확보하도록 상기 밸브스풀에 구속력을 제공하는 변속단별 스트로크 구속수단을 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 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 밸브바디와 밸브스풀 사이에 밸브스풀의 작동 스트로크를 각 단별로 구속할 수 있도록 하여 밸브스풀의 정확한 단별 위치를 확보할 수 있도록 하는 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브에 관한 것이다.
예컨대, 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 유압 분배 수단의 유압 분배가 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, 밸브바디와 밸브스풀로 이루어진다.
상기에서 밸브바디는 레귤레이터 밸브의 라인압 관로(132)와 연통되는 제1포트(140)와, P 레인지에서 상기 제1 포트(140)의 유압을 제1 압력제어밸브와 제2 페일 세이프 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제2포트(142)와, R 레인지에서 상기 제1 포트(140)의 유압을 레귤레이터 밸브와 N-R 컨트롤 밸브, 그리고 제1,2 스위치 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제3포트(144)와, 2, 3, D 레인지에서 상기 제1포트(140)로 공급되는 유압을 제2,3 압력제어밸브와 제1,2 스위칭 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제4포트(146)와, L 레인지에서 상기 제1포트(140)의 유압을 제1 스위치 밸브로 공급할 수 있도록 연결되는 제5포트(148)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3포트(144)에 이웃하여 배치되어 P 레인지시 상기 3포트(144)로 공급되었던 유압을 배출시키는 배출포트(Ex)가 형성된다.
그리고 밸브스풀(150)은 일측에 커넥트부(152)가 형성되고, 그 이웃에 형성되어 "P" 레인지에서 상기 제1포트(140)와 제3포트(144)를 연통시킬 수 있도록 하는 제1랜드(154)와; "P" 레인지에서는 상기 제1, 3 포트(140)(144) 사이, "R" 레인지에서 제1, 2포트(140)(42) 사이, "N" 레인지에서 상기 제2, 4포트(142)(146) 사이, "D", "3", "2" 레인지에서 제4, 5포트(146)(148) 사이, "L" 레인지에서 상기 제5포트(148) 외측에 위치하는 제2랜드(156)와; "P" 레인지에서 상기 제2, 4포트(142)(146) 사이, "R", "N", "D", 레인지에서 제4, 5포트(146)(148) 사이, "3", "2", "L" 레인지에서 상기 제5포트(148) 외측에 위치하는 제3랜드(158)를 포함하여 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 매뉴얼 밸브(120)에 의하면, P, N 레인지에서는 상기 제1 포트(140)와 제2포트(142)가 연통되어 제1 압력제어밸브와 제2 페일 세이프 밸브로 유압을 공급하고, R 레인지에서는 상기 제1 포트(140)와 제3포트(144)가 연통되면서 레귤레이터 밸브와 N-R 컨트롤 밸브, 그리고 제1,2 스위치 밸브로 유압을 공급하며, D, 3, 2 레인지에서는 제1포트(140)가 제2포트(142)와 제4포트(146)가 연통되면서 제2,3 압력제어밸브와 제1,2 스위칭 밸브로 유압을공급하며, L 레인지에서 상기 제1포트(140)가 제2, 4, 5 포트(142)(146)(48)가 연통되면서 제1,2,3 압력제어밸브, 제1,2 스위치 밸브, 제1,2 페일 세이프 밸브, N-R컨트롤 밸브로 유압을 공급할 수 있게 되는 것이다.
그러나 상기와 같은 매뉴얼 밸브는 밸브스풀을 작동시키기까지 많은 부품들이 기계적 링크로 연결되어 변속 레버를 통해 시프트 케이블에 연결된 디텐트 플레이트를 회전시키면, 디텐트 핀이 매뉴얼 밸브를 작동시키는 구조로 이루어져, 각 부품들의 품질편차 등의 이유로 공차들이 누적된 상태에서 작동하게 되며, 이에 따라 매뉴얼 밸브는 5내지 6mm 정도의 각 단별 스트로크가 발생하여 오작동의 우려가 있다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 밸브바디와 밸브스풀 사이에 밸브스풀의 작동 스트로크를 각 단별로 구속할 수 있도록 하여 밸브스풀의 정확한 단별 위치를 확보할 수 있도록 함으로서, 밸브 자체의 오작동을 미연에 방지할 수 있도록 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 제공함에 있다.
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 기술에 따른 매뉴얼 밸브의 구성도이다.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템에 밸브바디 내에서 운전자의 셀렉트 레버 조작에 연동되면서 레인지 변환에 따라 라인압이 공급되는 포트를 적어도 하나 이상의 다른 포트와 연통시켜 주어 포트 변환을 이루는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 형성함에서,
상기 밸브바디와 밸브스풀 사이에서 밸브스풀의 작동 스트로크를 각 단별로 구속하여 밸브스풀의 정확한 단별 위치를 확보하도록 상기 밸브스풀에 구속력을 제공하는 변속단별 스트로크 구속수단을 구성하는 것을 특징으로 하며,
상기 변속단별 스트로크 구속수단은 상기 밸브스풀의 외주면 일측에 축방향을 따라 밸브스풀에 각 변속단별 구속력을 제공받기 위하여 라운드 형상으로 구성되는 다수개의 변속단별 요홈과; 상기 변속단별 요홈에 대응하도록 상기 밸브바디의 일측에 구성되어 밸브스풀의 축방향 작동에 따라 다수개의 변속단별 요홈 중 하나에 탄성력을 이용한 구속력을 제공하는 구속력 제공장치로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 구속력 제공장치는 상기 밸브바디의 일측에 하단면이 장착되고, 내측으로는 중공부를 가지며, 상단면은 개구부를 갖는 하우징과; 상기 하우징의 중공부 내에 삽입되는 탄성부재와; 상기 탄성부재에 의해 탄성력을 제공받도록 탄성부재와 함께 하우징의 중공부 내에 구성되며, 일부가 상기 하우징의 상단 개구부를 통하여 돌출되어 상기 밸브스풀의 변속단별 요홈에 대응하여 접촉되는 스틸볼로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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 압력제어밸브(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 이를 경유하여 해당 마찰요소로 공급된다.
이러한 유압 제어 시스템에 있어서, 본 발명이 관계하는 매뉴얼 밸브(20)는 도 2에서와 같이, 기존과 마찬가지로 밸브바디와 밸브스풀로 이루어진다.
상기에서 밸브바디는 레귤레이터 밸브(4)의 라인압 관로(32)와 연통되는 제1포트(40)와, P 레인지에서 상기 제1 포트(40)의 유압을 제1 압력제어밸브(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 압력제어밸브(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.
이러한 매뉴얼 밸브(20)에서 본 발명은 상기 밸브바디와 밸브스풀(50) 사이에서 밸브스풀(50)의 축방향 작동 스트로크를 각 단별로 구속하여 밸브스풀(50)의 정확한 변속단별 위치를 확보하도록 상기 밸브스풀(50)에 구속력을 제공하는 변속단별 스트로크 구속수단을 구성하게 되는데, 이 변속단별 스트로크 구속수단은 상기 밸브스풀(50)의 외주면 일측에 축방향을 따라 밸브스풀(50)에 각 변속단별 구속력을 제공받기 위하여 라운드 형상으로 "P","R","N","D","2","L"변속단별 요홈(70,72,74,76,78,80)을 형성한다.
그리고 상기 각 변속단별 요홈(70,72,74,76,78,80)에 대응하여서는 상기 밸브바디의 일측에 밸브스풀(50)의 축방향 작동에 따라 상기 변속단별 요홈(70,72,74,76,78,80) 중 하나에 탄성력을 이용한 구속력을 제공하도록, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 밸브바디의 일측에는 내측에 중공부(82)를 가지며, 상단면은 개구부(84)를 갖는 하우징(86)이 하단면을 통하여 장착되고, 이 하우징(86)의 중공부(82) 내에는 탄성부재인 코일 스프링(88)이 삽입되며, 상기 코일 스프링(88)에 의해 탄성력을 제공받도록 코일 스프링(88)과 함께 상기 하우징(86)의 중공부(82) 내에 삽입되어, 일부가 상기 하우징(86)의 상단 개구부(84)를 통하여 돌출되어 상기 밸브스풀(50)의 각 변속단별 요홈(70,72,74,76,78,80)에 대응하여 접촉되는 스틸볼(90)로 이루어지는 구속력 제공장치(92)가 제공된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 매뉴얼 밸브(20)에 의하면, P, N 레인지에서는 상기 제1 포트(40)와 제2포트(42)가 연통되어 제1 압력제어밸브(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 압력제어밸브(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 압력제어밸브(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.
또한, 변속을 위하여 운전자가 셀렉트 레버를 조작하여 밸브스풀을 작동시킬 때, 각 부품들의 품질편차 등의 이유로 공차들이 누적된 상태에서 상기 밸브스풀이 작동하게 되면, 상기 구속력 제공장치(92)의 스틸볼(90)이 밸브스풀(5)의 각 변속단별 요홈(70,72,74,76,78,80) 중 하나의 요홈에서 탄성력에 의한 구속력을 제공하여 밸브스풀(50)의 작동 스트로크를 각 변속단별로 구속하여 밸브스풀(50)의 정확한 단별 위치를 확보하게 한다.
그리고 상기에서는 6포지션을 갖는 매뉴얼 밸브로 설명하고 있으나, 7포지션을 갖는 매뉴얼 밸브로 사용코자 할 때에는 그에 맞게 상기 변속단별 요홈을 구성하여 밸브스풀(50)을 성형하면 되는 바, 본 발명은 6포지션을 갖는 매뉴얼 밸브에 한정되는 것은 아니다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, 밸브바디와 밸브스풀 사이에 밸브스풀의 작동 스트로크를 각 단별로 구속할 수 있도록 하여 밸브스풀의 정확한 단별 위치를 확보할 수 있게 됨으로, 밸브스풀을 작동시키기 위한 많은 부품들의 품질편차 등의 이유로 공차들이 누적된 상태에서 작동하여도 밸브스풀은 정확한 변속단에서 정확한 포트 변환 작동을 이루게 되어 매뉴얼 밸브의 오작동을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

Claims (3)

  1. 차량용 자동변속기의 유압 제어 시스템에 밸브바디 내에서 운전자의 셀렉트 레버 조작에 연동되면서 레인지 변환에 따라 라인압이 공급되는 포트를 적어도 하나 이상의 다른 포트와 연통시켜 주어 포트 변환을 이루는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브를 형성함에 있어서,
    상기 밸브바디와 밸브스풀 사이에서 밸브스풀의 작동 스트로크를 각 단별로 구속하여 밸브스풀의 정확한 단별 위치를 확보하도록 상기 밸브스풀에 구속력을 제공하는 변속단별 스트로크 구속수단을 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 변속단별 스트로크 구속수단은
    상기 밸브스풀의 외주면 일측에 축방향을 따라 밸브스풀에 각 변속단별 구속력을 제공받기 위하여 라운드 형상으로 구성되는 다수개의 변속단별 요홈과;
    상기 변속단별 요홈에 대응하도록 상기 밸브바디의 일측에 구성되어 밸브스풀의 축방향 작동에 따라 다수개의 변속단별 요홈 중 하나에 탄성력을 이용한 구속력을 제공하는 구속력 제공장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 구속력 제공장치는
    상기 밸브바디의 일측에 하단면이 장착되고, 내측으로는 중공부를 가지며, 상단면은 개구부를 갖는 하우징과;
    상기 하우징의 중공부 내에 삽입되는 탄성부재와;
    상기 탄성부재에 의해 탄성력을 제공받도록 탄성부재와 함께 하우징의 중공부 내에 구성되며, 일부가 상기 하우징의 상단 개구부를 통하여 돌출되어 상기 밸브스풀의 변속단별 요홈에 대응하여 접촉되는 스틸볼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기 유압 제어 시스템의 매뉴얼 밸브.
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JPS62122986U (ko) * 1986-01-29 1987-08-04
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