KR20030033464A - 자동 변속기 유압 제어 시스템의 레귤레이터 밸브 - Google Patents

Abstract

오일펌프 회전수의 증가에 따른 라인압의 오버라이드 특성을 개선하고, 조립성 향상과 경량화에 기여할 수 있도록 한 자동 변속기 유압 제어 시스템의 레귤레이터 밸브를 제공할 목적으로;

밸브보디와 밸브스풀로 이루어지는 레귤레이터 밸브에 있어서, 상기 밸브스풀을 탄지하여 주는 스프링은 접시형 스프링으로 형성함을 특징으로 하는 레귤레이터 밸브를 제공한다.

Description

자동 변속기 유압 제어 시스템의 레귤레이터 밸브{REGULATOR VALVE OF HYDRAULIC SYSTEM FOR AUTO TRANSMISSION}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되는 유압 제어 시스템에 있어서의 라인압을 제어하는 레귤레이터 밸브에 관한 것이다.

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

이러한 자동 변속기를 설계함에 있어서는, 우선적으로 설계목표에 부합되는 설계개념을 찾기 위하여 개념설계와 설계방안이 제시되고, 성능, 내구성, 신뢰성, 양산성 및 제조비용 등의 측면에서 가장 우수한 설계개념 하나를 선택하게 된다.

그리고 상기와 같은 설계개념이 선택되면, 대개는 메카니컬 섹션과, 유압 제어 시스템, 전자 제어 시스템의 3부분으로 나누어 개발이 이루어지게 되는데, 본 발명이 관계하는 유압 제어 시스템은 오일펌프로 부터 발생된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단과, 변속시 원활한 변속모드 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 분배수단을 포함하여 이루어진다.

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 기본이 되는 라인압은 오일펌프의 회전수가 증가하면 토출유량이 증가하게 된다.

이때 라인압도 도 1에서와 같이 오일펌프 회전수가 증가함에 따라 압력이 증가는 오버라이드 현상이 발생하게 된다.

이에 따라 유압 제어 시스템에는 라인압을 일정한 압으로 조절하기 위한 수단으로 레귤레이터 밸브가 적용되는데, 종래 레귤레이터 밸브의 구성을 살펴보면, 도 5에서와 같이, 밸브보디에는 라인압이 유입되는 제1 포트(100)와, 상기 제1 포트(100)로 유입되는 유압을 선택적으로 윤활요소로 공급하는 제2포트(102)와, 상기 제1포트(100)로 공급되는 유압을 제어압으로 공급하는 제3포트(104)와, 상기 제3포트(104)와 오리피스(OR)를 갖는 바이패스 관로(106)로 연통되어 제어압을 공급받는 제4포트(108)와, 상기 제1포트(100)로 공급되는 유압을 선택적으로 배출시키는 배출포트(EX)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제4포트(108)로 공급되는 제어압에 작용하는 제1랜드(110)와, 상기 제1포트(100)와 배출포트(EX)를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드(112)와, 상기 제1포트(100)와 제2포트(102)를 선택적으로 개폐하는 제3랜드(114)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3랜드(114)는 탄성부재인 코일 스프링(116)에 탄지되어 항상 도면에서 우측으로 밀어주는 탄성력을 발휘하게 된다.

이에 따라 제1포트(100)로 공급되는 유압이 제3 및 제4 포트(104)(108)을 통해 밸브스풀에 작용하면서 코일 스프링(116)의 탄성력과 제어압이 상호 보완 작용을 하면서 밸브스풀을 작동시켜 라인압을 제어하게 되는 것이다.

이러한 제어과정에서 상기 밸브스풀은 도 1의 레귤레이팅 포인트를 기준으로 변위 변동이 발생하며, 공급유량이 많으면 압력을 낮추기 위하여 배출포트(EX)를 많이 열어주고, 공급유량이 적으로 배출포트(EX)를 닫아 주어 소모 유량을 최소화하게 되는 것이다.

따라서 밸브는 레귤레이팅 포인트를 기준으로 도 5의 △X의 변위가 발생하게 되기 때문에 스프링이 변화하게 되므로 결과적으로는 압력이 변화하게 되는 것이다.

이에 따라 오일펌프의 회전수가 증가하면 공급유량은 증가하고, 밸브는 압력을 일정하게 하기 위하여 배출포트의 개도를 증가시켜 밸브의 스프링 압축량도 증가하여 스프링 탄성력이 증가하게 되는 것인데, 상기에서의 스프링 탄성력 증가는 압력의 증가시켜 오버라이드 특성을 발생시키는 원인이 된다.

또한, 배출포트를 통해 흐르던 유체의 압력이 밸브를 닫는쪽으로 작용하여 압력을 증대시키기도 한다.

그러나 상기와 같은 종래 밸브를 이용하여 라인압을 제어하는 경우에 있어서는 코일 스프링의 특성상 도 6에서와 같이 밸브스풀에 변위(△X)가 발생되면 스프링 탄성력(△F)이 비례적으로 증가함으로써, 라인압의 상승요인으로 작용하는 결과를 초래한다는 문제점을 내포하고 있다.

상기의 문제점으로 인하여, 엔진 회전수에 대한 영향을 고려해야 하므로 제어가 복잡해지고, 폐일 세이프시 압력제어가 불가능하여 라인압이 과도하게 작용함에 따른 내부 부품의 파손 위험성의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 오일펌프 회전수의 증가에 따른 라인압의 오버라이드 특성을 개선하고, 조립성 향상과 경량화에 기여할 수 있도록 한 자동 변속기 유압 제어 시스템의 레귤레이터 밸브를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 기술적 배경을 설명하기 위한 유압 특성 그래프선도.

도 2는 본 발명에 의한 레귤레이터 밸브의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 레귤레이터 밸브의 특성 그래프선도.

도 4는 본 발명과 종래를 특성을 비교한 그래프 선도.

도 5는 종래 레귤레이터 밸브의 구성도.

도 6은 종래 레귤레이터 밸브의 특성 그래프 선도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 밸브보디와 밸브스풀로 이루어지는 레귤레이터 밸브에 있어서, 상기 밸브스풀을 탄지하여 주는 스프링은 접시형 스프링으로 형성함을 특징으로 하는 레귤레이터 밸브를 제공한다.

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

도 2는 본 발명에 의한 레귤레이터 밸브의 구성도서, 그의 구성은 공지에서와 같이 다수의 포트를 구비하는 밸브보디와, 상기 밸브보디내에서 슬라이딩하면서 포트 변환이 이루어지도록 하는 밸브스풀을 포함하여 이루어진다.

상기 밸브보디는 라인압이 유입되는 제1 포트(2)와, 상기 제1 포트(2)로 유입되는 유압을 선택적으로 윤활요소로 공급하는 제2포트(4)와, 상기 제1포트(2)로 공급되는 유압을 제어압으로 공급하는 제3포트(6)와, 상기 제3포트(6)와 오리피스(OR)를 갖는 바이패스 관로(8)로 연통되어 제어압을 공급받는 제4포트(10)와, 상기 제1포트(2)로 공급되는 유압을 선택적으로 배출시키는 배출포트(EX)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제4포트(10)로 공급되는 제어압에 작용하는 제1랜드(12)와, 상기 제1포트(2)와 배출포트(EX)를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드(14)와, 상기 제1포트(2)와 제2포트(4)를 선택적으로 개폐하는 제3랜드(16)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3랜드(18)는 탄성부재인 접시형 스프링(18)에 탄지되어 항상 도면에서 우측으로 밀어주는 탄성력을 받게 된다.

이에 따라 제1포트(2)로 공급되는 유압이 제3 및 제4 포트(6)(8)을 통해 밸브스풀에 작용하면서 접시 스프링(18)의 탄성력과 제어압이 상호 보완 작용을 하면서 밸브스풀을 작동시켜 라인압을 제어하게 되는 것이다.

이러한 레귤레이터 밸브에 의하면 탄성부재로서, 접시형 스프링(18)을 적용하고 있는데, 상기 접시 스프링(18)의 하중 - 변위 특성은 도 3에서와 같이, S 커브를 나타내게 된다.

이에 따라 밸브스풀에 변위(△X)가 발생되더라도 일정 구간에서는 변위에 대하여 일정한 스프링 력을 가지게 되며, 이와 같이 일정한 스프링 력을 갖는다는 것은 스프링 력에 의하여 유압의 변화(△F)가 ≒ 0이 되는 것을 의미하게 되는 바, 라인압의 오버라이드 발생을 방지할 수 있게 된다.

따라서 오일펌프 회전수에 대한 라인압의 변화를 살펴보면, 도 4에서와 같이, 종래에는 실선으로 표기된 바와 같이, 레귤레이팅 포인트 이상에서 오버라이드 현상이 발생되지만, 본 발명에 의하면 오버라이드 특성을 현저하게 줄임을 알 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 오일펌프 회전수의 증가에 따른 라인압의 오버라이드 특성을 개선하고, 조립성 향상과 경량화에 기여할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 밸브보디와 밸브스풀로 이루어져 자동 변속기 유압 제어 시스템의 라인압을 조절하는 레귤레이터 밸브에 있어서, 상기 밸브스풀을 탄지하여 주는 스프링은 접시형 스프링으로 형성함을 특징으로 하는 자동 변속기 유압 제어 시스템의 레귤레이터 밸브.
2. 오일펌프로부터 생성된 유압을 차량의 운전에 필요한 일정한 유압으로 조절하는 레귤레이터 밸브에 있어서,

   라인압이 유입되는 제1 포트와, 상기 제1 포트로 유입되는 유압을 선택적으로 윤활요소로 공급하는 제2포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압을 제어압으로 공급하는 제3포트와, 상기 제3포트와 오리피스를 갖는 바이패스 관로로 연통되어 제어압을 공급받는 제4포트와, 상기 제1포트로 공급되는 유압을 선택적으로 배출시키는 배출포트를 포함하여 이루어지는 밸브보디와;

   상기 제4포트로 공급되는 제어압에 작용하는 제1랜드와, 상기 제1포트와 배출포트를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드와, 상기 제1포트와 제2포트를 선택적으로 개폐하는 제3랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3랜드는 탄성부재인 접시형 스프링에 탄지되는 밸브스풀을 포함하여 이루어지는 자동 변속기 유압 제어 시스템의 레귤레이터 밸브.