KR20040034817A - 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

기존의 마찰요소의 숫자를 줄이면서도 전진 4속과 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있도록 하여 구성의 단순화와 경량화, 그리고 이에 따른 생산원가를 절감할 수 있는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공할 목적으로:

제1 솔레노이드 밸브에 제어되는 제1 압력제어밸브와, 제2 솔레노이드 밸브에 제어되는 제2 압력제어밸브 및 N-R 컨트롤 밸브와, 제3 솔레노이드 밸브에 제어되는 제3 압력제어밸브와, 일측단에 공급되는 L레인지 압과 타측단에 공급되는 라인압에 의하여 제어되면서 제2 브레이크 및 제2 클러치로 공급되는 유압을 제어하는 스위치 밸브와, 라인압과 제4 솔레노이드 밸브압에 의해 제어되면서 제1 브레이크의 해방측 쳄버에 공급되는 유압을 제어하는 서보 릴리이즈 피드 밸브와, 라인압과 제1 브레이크의 해방측 쳄버압과, 제2 압력 제어밸브압과, 제1 클러치압에 의하여 제어되는 페일 세이프 밸브와, 라인압과 제4 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어되면서 전진 3, 4속에서 레귤레이터 밸브로 제2 클러치 작동압의 일부를 공급하는 하이-로우 밸브를 구비하여 3개의 클러치와 2개의 브레이크 제어할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템{HYDRAULIC SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되는 유압 제어 시스템에 관한 것이다.

예컨대, 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 메커니컬 섹션과, 유압 제어 시스템, 전자 제어 시스템의 3부분으로 나누어 개발이 이루어지게 되는데, 상기 메커니컬 섹션에서의 파워 트레인은 적어도 2개 이상의 단순 유성기어셋트를 조합하여 요구되는 변속단을 얻을 수 있는 복합 유성기어셋트로 이루어지며, 상기와 같은 파워 트레인을 운용하는 유압 제어 시스템은 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어하여 각 마찰요소에 변속단에 따라 분배할 수 있도록 구성된다.

이러한 자동 변속기의 파워 트레인과 유압 제어 시스템은 각 자동차 메이커에 따라 형식을 달리하는 것이 일반적인데, 중소형 차량에 적용되는 자동 변속기의 경우에는 2개의 유성기어셋트를 조합하여 전진 4속 및 후진 1속의 변속단을 갖는 자동 변속기를 적용하는 것이 통상적이다.

상기와 같이 2개의 유성기어셋트를 조합하여 전진 4속 및 후진 1속의 변속단을 갖는 자동 변속기로서는 본 출원인의 대한민국 특허 출원 제2000 - 0031289호를 일예로 들 수 있다.

상기 제안은 2개의 싱글 피니언 유성기어셋트를 4개의 클러치와 2개의 브레이크. 그리고 2개의 원웨이 클러치를 적용하여 조합하고 이에 따른 유압 제어 시스템을 제공하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래 자동 변속기에 있어서는 마찰부재로서 4개의 클러치와 2개의 브레이크, 그리고 2개의 원웨이 클러치를 적용하고 있는 바, 구성을 복잡하게 함은 물론 부피를 커지게 하고, 경량화와 생산원가 절감에 악 영향을 미친다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 마찰요소의 숫자를 줄이면서도 전진 4속과 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있도록 하여 구성의 단순화와 경량화, 그리고 이에 따른 생산원가를 절감할 수 있는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템의 유압 회로도.

도 2는 본 발명에 적용되는 유압 제어부의 구성도.

도 3은 본 발명에 적용되는 유압 분배부의 구성도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 오일펌프로부터 생성된 유압을 레귤레이터 밸브에서 일정 압력으로 조절하여 각 밸브로 공급하여 각 변속단에 따라 제1,2,3 클러치와 제1,2 브레이크를 작동시킬 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기의 유압시스템에 있어서,

리듀싱 밸브의 제어압과 제1 솔레노이드 밸브에 의해 제어되면서 매뉴얼 밸브의 D 레인압을 전진 1,2,3속에 작동하는 제1클러치에 공급할 수 있도록 제어하는 제1 압력제어밸브와;

리듀싱 밸브의 제어압과 제2 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되면서 매뉴얼 밸브의 D 레인압을 전진 3,4 속에서 작동하는 제2 클러치와 L 레인지에서 작동하는 제2 브레이크로 공급할 수 있도록 제어하는 제2 압력제어밸브 및 후진 레인지에서 제2 브레이크로 공급되는 유압을 제어하는 N-R 컨트롤 밸브와;

리듀싱 밸브의 유압을 제어압과 제3 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되면서, 제1 브레이크의 작동측 쳄버로 공급되는 유압을 제어하는 제3 압력제어밸브와;

일측단에 공급되는 L레인지 압과 타측단에 공급되는 라인압에 의하여 제어되면서 상기 제2 압력제어밸브로부터 공급되는 유압을 선택적으로 제2 브레이크 또는제2 클러치로 공급할 수 있도록 구성되는 스위치 밸브와;

라인압과 제4 솔레노이드 밸브압에 의해 제어되면서 전진 2, 4속에서 작동하는 제1 브레이크의 해방측 쳄버에 공급되는 유압의 공급 및 해제를 제어하는 서보 릴리이즈 피드 밸브와;

라인압과 제1 브레이크의 해방측 쳄버압과, 제2 압력 제어밸브압과, 제1 클러치압에 의하여 제어되면서, 반력요소로 작용하는 제1,2 브레이크가 동시에 작동하는 것을 방지하는 페일 세이프 밸브와;

라인압과 제4 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어되면서 전진 3, 4속에서 레귤레이터 밸브로 제2 클러치 작동압의 일부를 공급하는 하이-로우 밸브와;

후진 레인지에서 작동하는 제3 클러치는 매뉴얼 밸브와 직접 연결되는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공한다.

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

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어 시스템의 유압 회로도를 도시한 것으로서, 본 발명은 3개의 클러치(C1)(C2)(C3)와 2개의 브레이크(B1)(B2)를 마찰요소로서 보유하는 파워 트레인을 운용할 수 있도록 구성한 것이며, 상기 각 마찰요소는 각 변속단에서 하기의 표1에서와 같이 작동되면서 변속이 이루어지게 된다.

변속단	마찰요소
	C1	C2	C3	B1	B2
N.P
1속	O
2속	O			0
3속	O	O
4속		O		0
후진(R)			O		O
LOW	O				0

상기와 같은 전진 4속 후진 1속의 파워 트레인을 운용하기 위한 본 발명의 유압 제어 시스템을 개괄적으로 살펴보면, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토크 변환하여 변속기측으로 전달하는 토크 컨버터(TC)가 작동하면, 오일펌프(2)가 작동되면서 상기 토크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 유압과 윤활에 필요한 유압을 생성하게 된다.

상기 오일펌프(2)로부터 생성된 유압은 감압수단을 포함하는 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어부(A)와, 변속모드를 형성시켜 주는 수동 및 자동 변속 컨트롤 수단을 포함하는 유압 제어부(B)와, 상기 유압 제어부로부터 변속에 알맞게 제어되어 공급되는 유압을 분배하는 유압 분배부(C)로 공급되어진다.

상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어부는 상기 오일펌프(2)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 레귤레이터 밸브(4)와, 이의 레귤레이터 밸브(4)로부터 공급되는 유압을 토크 컨버터 및 윤활용으로 일정하게 조절하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브(6)와, 토크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위해 댐퍼 클러치를 제어하는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)와, 상기 레귤레이터 밸브(4)로부터 공급되는 라인압 보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 제어하는 리듀싱 밸브(10)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 리듀싱 밸브(10)를 통해 감압된 유압은 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)의 제어압으로 공급됨과 동시에 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 제어하는 제1,2,3 압력 제어밸브(12)(14)(16) 및 N-R 컨트롤 밸브(18)와, 이들을 제어하는 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 이루어지는 압력 제어부(B)로 공급된다.

또한, 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 압력 제어부를 형성하는 압력제어밸브(12)(14)(16)로 공급되거나 직접적으로 하류측에 배치되어 있는 스위치 밸브(22), 서보 어플라이 피드 밸브(24), 페일 세이프 밸브(26), 하이-로우 밸브(28)등을 경유하여 해당 마찰요소로 공급된다.

그리고 상기 레귤레이터 밸브(4)에서 공급되는 라인압의 일부는 상기 유압 분배부(C)의 각 밸브(22)(24)(26)(28)의 제어압으로 공급되거나 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 제어에 따라 하이-로우 밸브(28)를 통해 레귤레이터 밸브(4)의 제어압으로 공급된다.

상기에서 제1,2,3,4 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)(S4)는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)는 온/오프 절환밸브로 이루어지며, 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)는 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 제어에 따라 유로를 절환하여 토크 컨버터(TC)내의 댐퍼 클러치를 제어하게 된다.

또한, 상기 제1,2 클러치(C1)(C2)와 제1,2 브레이크(B1)(B2)의 상류측에는각각 어큐뮬레이터(ACC1)(ACC2)(ACC3)(ACC4)가 배치되어 작동압의 맥동 현상을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 유압 시스템에 대한 유압 제어부의 상세한 구성을 도1, 2를 참조하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 매뉴얼 밸브(20)는 레귤레이터 밸브(4)에 연통되는 라인압 관로(30)를 통해 유압이 공급되면, 각 레인지에 따라 레귤레이터 밸브 제어압 관로(32), D레인지압 관로(34), L 레인지 압 관로(36), R 레인지압 관로(38)를 통해 유압을 공급하여 매뉴얼 변속을 실시하게 된다.

상기에서 D 레인지압 관로(34)는 제1, 2, 3 압력 제어밸브(12)(14)(16)로 공급되도록 연통되고, L 레인지 압 관로(36)는 스위치 밸브(22)의 제어압으로 공급되며, R 레인지압 관로(38)는 제3 클러치(C3)와 N - R 컨트롤 밸브(18)와 연통된다.

상기 유압 제어부(C)를 형성하는 제1 압력 제어밸브(12)와 제1 솔레노이드 밸브(S1)의 제어에 의한 유압은 제1 클러치(C1)의 작동압과 서보 릴리이즈 피드 밸브(24) 및 페일 세이프 밸브(26)의 제어압으로 공급된다.

이를 위한 제1 압력 제어밸브(12)의 구성을 살펴보면, 밸브보디는 리듀싱 밸브(10)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(40)와; 매뉴얼 밸브(20)로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트(42)와; 상기 제2 포트(42)로 공급된 유압을 제1 클러치(C1)의 작동압 및 서보 릴리이즈 피드 밸브(24)와 페일 세이프 밸브(26)의 제어압으로 공급하는 제3포트(44)와; 제1 첵밸브(CB1)를 개재시켜 상기 제3포트(44)의 하류측과 바이패스 관로로 연결되는 제4포트(46)와; 제1 솔레노이드 밸브(S1)로부터 제어압을 공급받는 제5포트(48)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 일측면이 상기 제1 포트(40)로 공급되는 유압에 작용하는 제1 랜드(50)와; 상기 제1랜드(50)와 함께 상기 제1 포트(40)로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트(52)를 개폐하는 제2 랜드(52)와; 상기 제2 랜드(52)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(42)와 제3 포트(44)를 연통시키는 제3 랜드(54)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(54)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(56)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 우측으로 밀어주는 탄성력을 발휘하게 된다.

상기의 구성에 의하여 제1 솔레노이드 밸브(S1)가 오프 제어되면 제5포트(48)로 제어압이 공급되면서 밸브스풀을 도면에서 우측으로 이동시켜 제2포트(42)와 제3포트(44)와 제4포트(46)을 연통시켜 제1 클러치(C1)와 서보 릴리이즈 피드 밸브(24) 및 페일 세이프 밸브(26)로 유압을 공급하고, 반대로 온 제어가 이루어지면, 제4포트(48)로의 제어압이 차단됨으로써, 제1 포트(40)로 공급되는 리듀싱 압에 의하여 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(42)를 폐쇄하게 된다.

상기에서 제1 첵밸브(CB1)은 제1 클러치(C1)의 작동이 해제될 때 신속하게 이루어질 수 있도록 하며, 상기 제4포트(46)와 제1 첵 밸브(CB1) 사이는 서보 릴리이즈 피드 밸브(24)와 하이-로우 밸브(28)로 제2 클러치(C2)의 유압을 공급하는 관로와 제2 첵밸브(CB2)를 개재시켜 연결되어 유압의 해제가 신속하게 이루어지도록 한다.

그리고 상기 제2 압력 제어밸브(14)는 D 레인지 압을 제어하여 스위치 밸브(22)를 통해 제2 클러치(C2) 또는 제2 브레이크(B2)로 공급하게 된다.

이를 위하여 제2 압력 제어밸브(14)의 밸브보디는 리듀싱 밸브(10)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(60)와; 매뉴얼 밸브(20)로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트(62)와; 상기 제2 포트(62)로 공급된 유압을 스위치 밸브(22)로 공급하는 제3 포트(64)와; 제2 솔레노이드 밸브(S2)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(66)를 포함하여 이루어진다.

상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 일측이 상기 제1 포트(60)로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(68)와; 상기 제1 포트(60)로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 제2포트(62)를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드(70)와; 상기 제2 랜드(70)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(62)와 제3 포트(64)를 연통시키는 제3 랜드(72)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(72)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(74)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 우측으로 밀어주는 탄성력을 발휘하게 된다.

상기의 구성에 의하여 제2 솔레노이드 밸브(S2)가 온 동작되면 제4포트(66)로의 제어압 공급이 차단됨으로써, 제1 포트(60)로 공급되는 리듀싱 압에 의하여 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(62)를 폐쇄하게 되고, 반대로 오프 제어가 이루어지면 제4포트(66)로 제어압이 공급되면서 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(62)와 제3 포트(64)를 연통시켜 스위치 밸브(22)로 유압을 공급하게 된다.

상기 제3 압력 제어밸브(16)는 페일 세이프 밸브(26)를 통해 제1 브레이크(B1)로 유압을 공급할 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 제3 압력제어밸브(16)의 밸브보디는 리듀싱 밸브(10)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(80)와; 매뉴얼 밸브(20)로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트(82)와; 상기 제2 포트(82)로 공급된 유압을 페일 세이프 밸브(26)로 공급하는 제3포트(84)와; 제3 솔레노이드 밸브(S3)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(86)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(80)로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(88)와; 상기 제1 포트(80)로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제2포트(82)를 개폐하는 제2 랜드(90)와; 상기 제2 랜드(90)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(82)와 제3 포트(84)를 연통시키는 제3 랜드(92)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(92)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(94)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 우측으로 밀어주는 탄성력을 발휘하게 된다.

상기의 구성에 의하여 제3 솔레노이드 밸브(S3)가 온 동작되면 밸브스풀이 제1포트(90)의 제어압에 의하여 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(82)를 폐쇄하게 되고, 반대로 오프 제어가 이루어지면 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 제어압이 공급되면서 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(82)와 제3 포트(84)를 연통시켜 D 레인지를 페일 세이프 밸브(26)로 공급하게 된다.

그리고 N-R 매뉴얼 변속시 충격을 저감시키는 N-R 컨트롤 밸브(18)는 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 제어압을 공급받는 제1포트(100)와, R 레인지압 관로(38)와 연결되는 제2포트(102)와, 상기 제2포트(102)로 공급된 유압을 선택적으로 제1 클러치(C1)로 공급하는 제3포트(104)로 밸브보디가 이루어지며, 상기 제3포트(104)의 하류측은 분기되어 제3 첵밸브(CB3)를 통해 제2포트(102)의 상류측과 연결된다.

상기에서 제3 첵밸브(CB3)는 상류측에서 하류측으로 유압이 흐르지 못하도록 배치되어 제2 클러치(B2)로 공급되었던 유압의 배출시에만 작동한다.

또한, 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1포트(100)로 유입되는 유압이 작용하는 제1랜드(106)와; 상기 제2,3 포트(102)(104)를 선택적으로 개폐하는 제2랜드(108)을 포함하여 이루어지며, 상기 제2랜드(108)는 밸브보디 사이에 개재되어 상기 밸브스풀을 도면에서 우측으로 밀어주도록 탄성력을 발휘하는 탄발부재(110)가 탄지된다.

이에 따라 N-R 컨트롤 밸브(18)는 R 레인지에서 제2 솔레노이드 밸브(S2)로부터 공급되는 제어압에 의해 제어되면서 매뉴얼 밸브(20)로부터 공급되는 유압을 제2 브레이크(B2)로 서서히 공급하여 변속충격을 완화시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고 스위치 밸브(22)는 도 1 및 도 3에서와 같이, 일측단에 공급되는 L레인지 압과 타측단에 공급되는 라인압에 의하여 제어되면서 상기 제2 압력제어밸브(14)로부터 공급되는 유압을 선택적으로 제2 브레이크(B2) 또는 제2 클러치(C2)로 공급할 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 스위치 밸브(22)를 형성하는 밸브바디는 일측단으로부터 라인압을 직접 공급받는 제1포트(110)와, 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 제어압을 공급받는제2포트(112)와, 제2 압력 제어밸브(14)로부터 유압을 공급받는 제3포트(114)와, 상기 제3포트(114)로 공급되는 유압을 제2 클러치(C2)로 공급하는 제4포트(116)와, 상기 제3포트(114)로 공급되는 유압을 제2 브레이크(B2)로 공급하는 제5포트(118)와, L 레인지 압을 공급받는 제6포트(120)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 제1,2,6포트(110)(112)(120)로 공급되는 유압에 의하여 제어되면서 포트 변환을 이루는 밸브스풀은 상기 제1포트(110)로 공급되는 제어압에 작용하는 제1 랜드(122)와, 상기 제1랜드(122)와 함께 제2포트(112)로 공급되는 제어압에 작용하는 제2랜드(124)와, 상기 제3포트(114)를 선택적으로 제4포트(116) 또는 제5포트(118)와 연결하는 제3랜드(126)와, 상기 제3 랜드(126)와 함께 선택적으로 상기 제3포트(114)를 제5 포트(118)와 연결하는 제4랜드(128)와 , 상기 제6포트(120)의 제어압에 작용하는 제5랜드(129)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되면 제3포트(114)를 제4포트(116)와 연결하여 주고, 우측으로 이동되면 제4 포트(114)를 제5포트(118)와 연결하여 주게 된다.

또한, 상기 제2 브레이크(B2)로 유압을 공급하는 N-R 컨트롤 밸브(18)의 제3포트(104)와 상기 스위치 밸브(22)의 제5포트(118)는 중간부에 셔틀밸브(STV)를 개재시켜 제2 브레이크(B2)에 연결되어 유압 공급측에 따라 유로를 형성하면서 양 밸브(18)(22)의 유압을 제2 브레이크(B2)로 공급하게 된다.

그리고 제1 브레이크(B1)의 해방측 쳄버(h2)에 공급되는 유압의 공급 및 해제를 제어하는 서보 릴리이즈 피드 밸브(24)는 라인압을 제어압으로 공급받는 제1포트(130)와, 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 제어압을 공급받는 제2포트(132)와, 제2 클러치(C2)을 공급받는 제3포트(134)와, 상기 제3포트(134)로 공급되는 유압을 선택적으로 제1 브레이크(B1)의 해방측 쳄버(h2)로 공급하는 제4포트(136)와, 제1 클러치(C1)로 공급되는 유압을 제어압으로 공급받는 제5포트(138)를 포함하여 밸브보디가 형성된다.

또한, 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1포트(130)의 제어압에 작용하는 제1랜드(140)와, 상기 제2 포트(132)의 제어압에 작용하는 제2랜드(142)와, 상기 제3포트(134)와 제4포트(136)를 선택적으로 개폐하는 제3랜드(144)와, 상기 제5포트(138)로 공급되는 제어압에 작용하는 제4, 5랜드(146)(147)를 포함하여 이루어진다.

그리고 페일 세이프 밸브(26)는 라인압과 제1 브레이크(B1)의 해방측 쳄버(h2)압과, 제2 압력 제어밸브(14)압과, 제1 클러치(C1)압에 의하여 제어되면서, 반력요소로 작용하는 제1,2 브레이크(B1)(B2)가 동시에 작동하는 것을 방지하고, 주행 중 자동 변속기의 고장시 3속에서 홀드되도록 하는 역할을 수행하게 된다.

이를 위한 페일 세이프 밸브(26)의 밸브보디는 라인압이 제어압으로 공급되는 제1포트(150)와, 제1 브레이크(B1)의 해방측 쳄버압이 제어압으로 공급되는 제2포트(152)와, 제3 압력제어밸브(16)로부터 유압을 공급받는 제3포트(154)와, 상기 제3포트(154)로 공급된 유압을 선택적으로 제1 브레이크(B1)의 작동측 쳄버(h1)로 공급하는 제4포트(156)와, 제2 압력제어밸브(14) 압을 제어압으로 공급받는 제5포트(158)와, 제1 클러치(C1)압을 제어압으로 공급받는 제6포트(160)를 포함하여 이루어진다.

또한, 밸브스풀은 동일선상으로 배치되는 제1, 2 밸브스풀(162)(164)로 이루어지는데, 상기 제1 밸브스풀(162)은 상기 제1 포트(150)로 공급되는 제어압이 작용하는 제1 랜드(166)와, 상기 제1랜드(166)와 함께 제2 포트(152)로 공급되는 유압에 작용하는 제2랜드(168)를 포함하여 이루어지며, 이의 제1 밸브스풀(162)의 일측으로 배치되는 제2 밸브스풀은 선택적으로 상기 제3포트(154)와 제4포트(156)를 연통시켜 주는 제1, 2랜드(170)(172)와, 상기 제5포트(158)로 공급되는 제어압에 작용하는 제3랜드(174)와, 상기 제6포트(160)로 공급되는 제어압에 작용하는 제4랜드(176)와, 상기 제4랜드(176)와 함께 제6포트(160)의 제어압에 작용하는 소직경의 제5랜드(178)를 포함하여 이루어진다.

그리고 하이-로우 밸브(28)는 전진 3, 4속에서 제4 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어되면서 레귤레이터 밸브(4)로 제2 클러치(C2) 작동압의 일부를 공급하여 라인압이 불필요한 고압으로 생성되는 것을 방지하게 된다.

상기 하이-로우 밸브(28)의 밸브보디는 라인압을 제어압으로 공급받는 제1포트(180)와, 상기 스위치 밸브(22)로부터 제2 클러치(C2)의 작동압 일부를 공급받는 제2포트(182)와, 상기 제2포트(182)로 공급받는 유압을 레귤레이터 밸브(4)로 공급하는 제3포트(184)와, 제4 솔레노이드 밸브(S4)을 제어압으로 공급받는 제4포트(186)를 포함하여 이루어진다.

상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(180)의 유압에 작용하는 제1랜드(188)와, 상기 제2,3포트(182)(184)를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드(190)와, 상기 제4포트(186)의 유압에 작용하는 제3랜드(192)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 유압제어 시스템은 엔진의 시동이 이루어지면, 중립(N)레인지에서는 오일펌프(2)로부터 토출되는 유압이 레귤레이터(4)에 의해 일정한 유압으로 조절되면서 리듀싱 밸브(10)를 통하여 감압된 후 각각 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)와 제1, 2, 3 압력제어 밸브(12)(14)(16) 및 제1,2,3 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)로 공급된다.

그리고 라인압은 매뉴얼 밸브(20)와 제4 솔레노이드 밸브(S4) 및 스위치 밸브(22), 서보 릴리이즈 밸브(24), 페일 세이프 밸브(26), 하이-로우 밸브(28)의 제어압을 공급된 상태를 유지하게 된다.

또한, 상기 제3 클러치(C3)의 관로상에는 이의 오리피스와 병열로 제4 첵밸브(CB4)를 개재시킨 바이패스 관로가 형성되어 제3 클러치(C3)로 공급, 해제되는 유압을 제어하게 된다.

이와 같이 유압이 공급되는 상태에서 매뉴얼 밸브(20)의 레인지 변환과 상기 솔레노이드 밸브의 제어에 의하여 유로가 변환되면서 변속이 이루어지는데, 이들 솔레노이드 밸브는 각 변속단에서 하기 표 2와 같이 작동 제어된다.

변속단	마찰요소
	S1	S2	S3	S4	S5
N.P	OFF	OFF	OFF	OFF	OFF
1속	OFF	ON	ON	OFF	OFF
2속	OFF	ON	OFF	OFF	ON
3속	OFF	OFF	ON	ON	ON
4속	ON	OFF	OFF	ON	ON
후진(R)	OFF	OFF	OFF	OFF	OFF
LOW	OFF	OFF	ON	ON	OFF

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 중립 레인지(N) 및 파킹 레인지에서는 모든 솔레노이드 밸브가 오프 제어되면서 마찰요소에는 유압을 공급하지 않는다.

상기 중립 또는 파킹 레인지 상태에서 주행을 하고자 셀렉트 레버를 D 레인지로 변환하면 제1,4 솔레노이드 밸브(S1)(S4)가 오프 제어되고, 제2, 3 솔레노이드 밸브(S3)가 온 제어된다.

그러면 제1 압력 제어밸브(12)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동하여 제2포트(42)와 제3 포트(44)를 연통시키면서 유압을 제1 클러치(C1)로 공급하고, 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 오프 제어에 의하여 이의 제어압이 스위치 밸브(22)와 서보 릴리이즈 피드 밸브(24)와 하이-로우 밸브(28)의 제어압으로 공급되면서 제1속의 변속을 행하게 된다.

상기와 같은 제1속 제어상태에서 차속이 증가하면서 스로틀 밸브의 개도율이 증가하게 되면 2속으로 변속을 행하게 되는데, 이때에는 상기의 전진 1 속의 상태에서 트랜스밋션 제어 유닛은 온 상태로 제어되어 있던 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 오프 제어한다.

그러면 제3 압력 제어밸브(16)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되면서 제2 포트(82)와 제3포트(84)를 연통시킴으로써, 제2포트(82)에서 대기하고 있던 유압이 페일 세이프 밸브(26)를 통해 제1 브레이크(B1)의 작동측 쳄버(h1)로 유압을 공급하여 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)가 작동하는 제2속 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같은 제2속 제어 상태에서 차속이 더욱 증가하면서 스로틀 밸브의 개도가 증가하게 되면, 상기 제2속 상태에서 온 상태로 제어되고 있는 제2 솔레노이드 밸브(S2)를 오프 제어하고, 오프 상태로 제어되고 있던 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 온 상태로 제어함과 동시에 제4 솔레노이드 밸브(S4)를 온 상태에로 제어하게 된다.

그러면 제3 압력제어밸브(16)에서 유압이 차단되면서 제1 브레이크(B1)로 공급되었던 유압은 제3 압력제어밸브(16)를 통해 배출되고, 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 오프 제어에 의하여 제2 압력제어밸브(14)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동하여 제2포트(62)와 제3포트(64)를 연통시키게 된다.

이에 따라 제2 포트(62)에서 대기하고 있던 유압이 스위치 밸브(22)로 공급되는데, 이때 스위치 밸브(22)는 라인압이 제1포트(110)를 통해 공급됨으로써, 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하면서 제3포트(114)와 제4포트(116)를 연통시키게 되는 바, 유압을 제4포트(116)를 통해 제2 클러치(C2)로 공급되면서 제1, 2클러치(C1)(C2)가 작동되는 제3속으로의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 온 제어에 의하여 제4 솔레노이드 밸브(S4)이 해제되는 바, 하이-로우 밸브(28)에서는 제1포트(180)로 공급되는 라인압에 의하여 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동하여 제2, 3포트(182)(184)를 연통시킴으로써, 제2포트(182)로 공급되는 제2 클러치(C2) 압이 제3포트(184)를 통해 레귤레이터 밸브(4)로 공급되어 라인압 제어가 이루어지게 된다.

또한, 상기 제2 클러치(C2) 압의 일부는 서보 릴리이즈 밸브(24)를 통해 제1 브레이크(B1)의 해방측 쳄버(h2)에 공급되어 제1 브레이크(B1)의 작동 해제를 배압 제어하게 된다.

상기와 같은 3속 제어 상태에서 차속이 더욱 증가하면서 스로틀 밸브의 개도가 증가하게 되면, 상기의 제 3속 상태에서 오프 제어되고 있던 제1 솔레노이드 밸브(S1)를 온 제어하고, 온 제어되고 있던 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 오프 제어하게 된다.

그러면 제1 압력제어밸브(114)의 온 제어로 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하여 제2포트(42)를 차단함으로써, 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 오프 제어로 이에 제어되는 유압이 제2 포트(82)의 유압이 페일 세이프 밸브(26)를 통해 제1 브레이크(B1)의 작동측 쳄버(h1)으로 공급되어 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)가 작동하는 제4속으로의 변속이 이루어지게 된다.

그리고 후진 레인지에서는 모든 솔레노이드 밸브가 오프 제어되며, 매뉴얼 밸브(20)의 레인지 변화에 의하여 라인압이 후진압 관로(38)를 통해 제3 클러치(C3)로 직접 공급된다.

이와 동시에 후진압의 일부는 N-R 컨트롤 밸브(18)로 공급되는데, N-R 컨트롤 밸브(18)는 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 오프 제어에 의하여 제어압이 제1포트(100)로 공급됨으로써, 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하여제2포트(102)와 제3 포트(104)를 연통시키게 되는 바, 유압이 제2 브레이크(b2)로 공급되면서 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)가 작동하는 후진 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 L 레인지에서는 상기 전진 1속과는 달리 제2 솔레노이드 밸브(S2)가 오프로 제어됨으로써, 제2 압력제어밸브(14)로부터의 유압이 스위치 밸브(22)를 통해 제2 브레이크(B2)로 공급되는 바, 제1 클러치(c1)와 제2 브레이크(B2)가 작동하는 L 레인지 변속이 이루어지게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 2개의 단순 유성기어셋트를 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 조합하여 전진 4속의 후진 1속을 구현할 수 있는 자동 변속기의 유압 제어 시스템을 제공함으로써, 종래에 비하여 유압 제어 시스템의 구성을 단순화 하여 경량화할 수 있으며, 그에 따른 생산원가의 절감을 도모할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (11)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압을 레귤레이터 밸브에서 일정 압력으로 조절하여 각 밸브로 공급하여 각 변속단에 따라 제1,2,3 클러치와 제1,2 브레이크를 작동시킬 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기의 유압시스템에 있어서,

   리듀싱 밸브의 제어압과 제1 솔레노이드 밸브에 의해 제어되면서 매뉴얼 밸브의 D 레인압을 전진 1,2,3속에 작동하는 제1클러치에 공급할 수 있도록 제어하는 제1 압력제어밸브와;

   리듀싱 밸브의 제어압과 제2 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되면서 매뉴얼 밸브의 D 레인압을 전진 3,4 속에서 작동하는 제2 클러치와 L 레인지에서 작동하는 제2 브레이크로 공급할 수 있도록 제어하는 제2 압력제어밸브 및 후진 레인지에서 제2 브레이크로 공급되는 유압을 제어하는 N-R 컨트롤 밸브와;

   리듀싱 밸브의 유압을 제어압과 제3 솔레노이드 밸브에 의하여 제어되면서, 제1 브레이크의 작동측 쳄버로 공급되는 유압을 제어하는 제3 압력제어밸브와;

   일측단에 공급되는 L레인지 압과 타측단에 공급되는 라인압에 의하여 제어되면서 상기 제2 압력제어밸브로부터 공급되는 유압을 선택적으로 제2 브레이크 또는 제2 클러치로 공급할 수 있도록 구성되는 스위치 밸브와;

   라인압과 제4 솔레노이드 밸브압에 의해 제어되면서 전진 2, 4속에서 작동하는 제1 브레이크의 해방측 쳄버에 공급되는 유압의 공급 및 해제를 제어하는 서보 릴리이즈 피드 밸브와;

   라인압과 제1 브레이크의 해방측 쳄버압과, 제2 압력 제어밸브압과, 제1 클러치압에 의하여 제어되면서, 반력요소로 작용하는 제1,2 브레이크가 동시에 작동하는 것을 방지하는 페일 세이프 밸브와;

   라인압과 제4 솔레노이드 밸브의 제어압에 의하여 제어되면서 전진 3, 4속에서 레귤레이터 밸브로 제2 클러치 작동압의 일부를 공급하는 하이-로우 밸브와;

   후진 레인지에서 작동하는 제3 클러치는 매뉴얼 밸브와 직접 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 매뉴얼 밸브는 레귤레이터 밸브에 연통되는 라인압 관로와; N, D, L 레인지시 레귤레이터 밸브에 제어압을 공급하는 관로와; D레인지시 제1,2,3 압력제어밸브에 유압을 공급하는 D 레인지압 관로와; L 레인지시 스위치 밸브에 제어압을 공급하는 L 레인지 압 관로와; R 레인지시 제3 클러치와 N-R 컨트롤 밸브로 후진압을 공급하는 R 레인지압 관로를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서, 제1 압력제어밸브는 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와; 매뉴얼 밸브로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트와; 상기 제2 포트로 공급된 유압을 제1 클러치의 작동압 및 서보 릴리이즈 피드 밸브와 페일 세이프 밸브의 제어압으로 공급하는 제3포트와; 제1 첵밸브를 개재시켜 상기 제3포트의 하류측과 바이패스 관로로 연결되는 제4포트와; 제1 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제5포트를 보유하는 밸브보디와;

   일측면이 상기 제1 포트로 공급되는 유압에 작용하는 제1 랜드와; 상기 제1랜드와 함께 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트를 개폐하는 제2 랜드와; 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드와 밸브보디 사이에는 탄발부재가 배치되는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
4. 제1항에 있어서, 제2 압력 제어밸브는 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와; 매뉴얼 밸브로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트와; 상기 제2 포트로 공급된 유압을 스위치 밸브로 공급하는 제3 포트와; 제2 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트를 포함하는 밸브보디와;

   일측이 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와; 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 제2포트를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드와; 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드와 밸브보디 사이에는 탄발부재가 배치되는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
5. 제1항에 있어서, 제3 압력제어밸브는 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와; 매뉴얼 밸브로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트와; 상기 제2 포트로 공급된 유압을 페일 세이프 밸브로 공급하는 제3포트와; 제3 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트를 포함하는 밸브보디와;

   상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드와; 상기 제1 포트로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제2포트를 개폐하는 제2 랜드와; 상기 제2 랜드와 함께 선택적으로 상기 제2 포트와 제3 포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드와 밸브보디 사이에 탄발부재가 배치되는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
6. 제1항에 있어서, N-R 컨트롤 밸브는 제2 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제1포트와, R 레인지압 관로와 연결되는 제2포트와, 상기 제2포트로 공급된 유압을 선택적으로 제1 클러치로 공급하는 제3포트로 이루어지며, 상기 제3포트의 하류측은 분기되어 첵밸브를 통해 제2포트의 상류측과 연결되는 밸브보디와;

   상기 제1포트로 유입되는 유압이 작용하는 제1랜드와; 상기 제2,3 포트를 선택적으로 개폐하는 제2랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제2랜드는 밸브보디 사이에 탄발부재가 배치되는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
7. 제1항에 있어서, 스위치 밸브는 일측단으로부터 라인압을 직접 공급받는 제1포트와, 제4 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제2포트와, 제2 압력 제어밸브로부터 유압을 공급받는 제3포트와, 상기 제3포트로 공급되는 유압을 제2 클러치로 공급하는 제4포트와, 상기 제3포트로 공급되는 유압을 제2 브레이크로 공급하는 제5포트와, L 레인지 압을 공급받는 제6포트를 보유하는 밸브보디와;

   상기 제1포트로 공급되는 제어압에 작용하는 제1 랜드와, 상기 제1랜드와 함께 제2포트로 공급되는 제어압에 작용하는 제2랜드와, 상기 제3포트를 선택적으로 제4포트 또는 제5포트와 연결하는 제3랜드와, 상기 제3 랜드와 함께 선택적으로 상기 제3포트를 제5 포트와 연결하는 제4랜드와 , 상기 제6포트의 제어압에 작용하는 제5랜드를 보유하는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, N-R 컨트롤 밸브의 제3포트와 상기 스위치 밸브의 제5포트는 중간부에 셔틀밸브를 개재시켜 제2 브레이크에 연결됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
9. 제1항에 있어서, 서보 릴리이즈 피드 밸브는 라인압을 제어압으로 공급받는 제1포트와, 제4 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제2포트와, 제2 클러치를 공급받는 제3포트와, 상기 제3포트로 공급되는 유압을 선택적으로 제1 브레이크의 해방측 쳄버로 공급하는 제4포트와, 제1 클러치로 공급되는 유압을 제어압으로 공급받는 제5포트를 보유하는 밸브보디와;

   상기 제1포트의 제어압에 작용하는 제1랜드와, 상기 제2 포트의 제어압에 작용하는 제2랜드와, 상기 제3포트와 제4포트를 선택적으로 개폐하는 제3랜드와, 상기 제5포트로 공급되는 제어압에 작용하는 제4, 5랜드를 보유하는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
10. 제1항에 있어서, 페일 세이프 밸브는 라인압이 제어압으로 공급되는 제1포트와, 제1 브레이크의 해방측 쳄버압이 제어압으로 공급되는 제2포트와, 제3 압력제어밸브로부터 유압을 공급받는 제3포트와, 상기 제3포트로 공급된 유압을 선택적으로 제1 브레이크의 작동측 쳄버로 공급하는 제4포트와, 제2 압력제어밸브 압을 제어압으로 공급받는 제5포트와, 제1 클러치압을 제어압으로 공급받는 제6포트를 보유하는 밸브보디와;

    상기 제1 포트로 공급되는 제어압이 작용하는 제1 랜드와, 상기 제1랜드와 함께 제2 포트로 공급되는 유압에 작용하는 제2랜드를 보유하는 제1 밸브스풀과;

    상기 제1 밸브스풀의 일측으로 배치되며, 선택적으로 상기 제3포트와 제4포트를 연통시켜 주는 제1, 2랜드와, 상기 제5포트로 공급되는 제어압에 작용하는 제3랜드와, 상기 제6포트로 공급되는 제어압에 작용하는 제4랜드와, 상기 제4랜드와 함께 제6포트의 제어압에 작용하는 소직경의 제5랜드를 보유하는 제2 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.
11. 제1항에 있어서, 하이-로우 밸브는 라인압을 제어압으로 공급받는 제1포트와, 상기 스위치 밸브로부터 제2 클러치의 작동압 일부를 공급받는 제2포트와, 상기 제2포트로 공급받는 유압을 레귤레이터 밸브(4)로 공급하는 제3포트와, 제4 솔레노이드 밸브를 제어압으로 공급받는 제4포트를 보유하는 밸브보디와;

    상기 제1 포트의 유압에 작용하는 제1랜드와, 상기 제2,3포트를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드와, 상기 제4포트의 유압에 작용하는 제3랜드를 보유하는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어 시스템.