KR20070028674A - 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템 - Google Patents

Abstract

매뉴얼 변속시 솔레노이드 밸브의 작동에 의한 작동발생을 최소화할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템을 제공할 목적으로;

엔진의 시동과 함께 오일펌프로부터 생성된 유압이 레귤레이터 밸브에 의해 일정 압력으로 조절되어 일부는 댐퍼 클러치의 작동압과 리듀싱 밸브로 공급되고, 다른 일부는 각 변속단에서 작동하는 마찰요소에 선택적으로 작동압을 공급하기 위하여 변속 컨트롤 수단, 유압제어수단, 스위칭 수단, 페일 세이프 수단, N-R 컨트롤 수단을 포함하는 유압 제어부로 공급되도록 형성되는 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

상기 변속 컨트롤 수단인 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 D 레인지 압을 제어하여 전진 1,2,3속에서 작동하는 마찰요소로 공급하는 압력제어밸브를 제어하는 솔레노이드 밸브를 가변형 솔레노이드 밸브로 형성하고, 상기 가변형 솔레노이드 밸브의 제어압이 R 레인지에서 작동하는 마찰요소의 작동압을 유로를 변환하는 N-R 컨트롤 밸브의 제어압으로 공급될 수 있도록 유로를 형성한 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템을 제공한다.

가변형 솔레노이드 밸브. 압력제어밸브

Description

차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템{HYDRAULIC CONTROL SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLE}

도 1은 본 발명에 의한 유압 제어시스템의 유압 회로도.

도 2는 본 발명에 적용되는 유압 제어수단의 구성도.

도 3은 본 발명에 적용되는 스위칭 수단과, 페일 세이프 수단과, N-R 컨트롤 수단의 분배수단의 구성도이다.

본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되는 유압 제어시스템에 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 제어시스템을 보유하게 된다.

이러한 자동 변속기에 있어서, 적어도 2개 이상의 단순 유성기어셋트를 조합하여 이루어지는 파워 트레인을 운용하는 유압 제어 시스템은 오일펌프로부터 발생된 유압을 조절하는 압력조절 수단과, 변속모드를 형성시켜줄 수 있는 수동 및 자 동 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.

그리고 상기 유압 제어시스템은 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 제어되는 다수의 온 / 오프 솔레노이드 밸브와 듀티 제어 솔레노이드 밸브들에 의해 유압분배 수단에서 유압 분배가 이루어지면서 파워 트레인의 마찰요소가 선택적으로 작동되면서 변속 제어가 실현되는 것이다.

이러한 파워 트레인과 유압 제어시스템은 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 특허등록 제 0460912호를 일 예로 들 수 있다.

상기 제안은 2개의 싱글 피니언 유성기어셋트를 3개의 클러치와 2개의 브레이크. 그리고 1개의 원웨이 클러치를 적용한 파워 트레인에 운용하기 위한 유압 제어시스템을 제공하고 있다.

그러나 상기와 같은 유압 제어시스템에 있어서는 N → D, N → R 과 같은 매 뉴얼 변속시 작동하는 마찰요소에 공급되는 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브를 가격이 비교적 저렴한 PWM(PULSE WIDTH MODULATION) 방식을 채택하고 있는 바, PWM 솔레노이드 밸브의 고유 작동 소음에 의하여 정차 상태에서의 매뉴얼 변속시 과도한 소음이 발생된다는 문제점을 내포하고 있다.

상기에서 PWM 솔레노이드 밸브는 솔레노이드 로드가 인렛(INLET)면에 타격을 가하여 발생하는 소음으로 작동상의 고유 특성이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 매뉴얼 변속시 솔레노이드 밸브의 작동에 의한 작동발생을 최소화할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진의 시동과 함께 오일펌프로부터 생성된 유압이 레귤레이터 밸브에 의해 일정 압력으로 조절되어 일부는 댐퍼 클러치의 작동압과 리듀싱 밸브로 공급되고, 다른 일부는 각 변속단에서 작동하는 마찰요소에 선택적으로 작동압을 공급하기 위하여 변속 컨트롤 수단, 유압제어수단, 스위칭 수단, 페일 세이프 수단, N-R 컨트롤 수단을 포함하는 유압 제어부로 공급되도록 형성되는 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

상기 변속 컨트롤 수단인 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 D 레인지 압을 제어하여 전진 1,2,3속에서 작동하는 마찰요소로 공급하는 압력제어밸브를 제어하는 솔레노이드 밸브를 가변형 솔레노이드 밸브로 형성하고,

상기 가변형 솔레노이드 밸브의 제어압이 R 레인지에서 작동하는 마찰요소의 작동압을 유로를 변환하는 N-R 컨트롤 밸브의 제어압으로 공급될 수 있도록 유로를 형성한 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템을 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 제어시스템의 유압 회로도로서, 엔진으로 발생된 회전동력이 토크 컨버터(TC)로 전달되면 이의 토크 컨버터(TC)에서 토크 변환이 이루어지면서 변속기의 입력축으로 전달되며, 이와 동시에 오일펌프(1)가 작동되면서 상기 토크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 유압과 윤활에 필요한 유압을 생성하게 된다.

그리고 상기 오일펌프(1)로부터 생성된 유압은 감압수단을 포함하는 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어수단으로 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 통해 각 마찰요소의 작동압으로 공급된다.

상기 압력 조절 및 댐퍼 클러치 제어 수단은 상기 오일펌프(1)로부터 압송되는 유압을 일정한 압력으로 조절하는 레귤레이터 밸브(2)와, 이의 레귤레이터 밸브(2)로부터 공급되는 유압을 토크 컨버터 및 윤활용으로 일정하게 조절하는 토크 컨버터 컨트롤 밸브(3)와, 토크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위해 댐퍼 클러치를 제어하는 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(4)로 이루어진다.

상기 감압수단은 라인압 보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(5)로 이루어지며, 이의 리듀싱 밸브(5)를 통해 감압된 유압의 일부는 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(4)의 제어압으로 공급됨과 동시에 레귤레이터 밸브(2)의 제어압으로 공급된다.

그리고 상기의 감압 일부는 변속단 제어압으로 사용될 수 있는 유압을 형성하는 제1,2,3 압력 제어밸브(20)(30)(40)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 연동되면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(6)로 이루어지며, 이의 매뉴얼 밸브(6)로 공급되는 유압은 각 레인지 선택에 따라 상기 압력제어수단으로 공급되거나 직접적으로 하류측에 배치되어 있는 스위칭 수단의 스위치 밸브(60), 페일 세이프 수단의 제1, 2 페일 세이프 밸브(80)(100), N-R 컨트롤 수단인 N-R 컨트롤 밸브(120)의 제어압 또는 이를 경유하여 해당 마찰요소의 작동압으로 공급된다.

상기에서 제1,2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의해 온/오프 제어되는 절환밸브로 이루어지며, 제3 솔레노이드 밸브(S3)는 가변형 솔레노이드 밸브(VFS : VARIABLE FORCE SOLENOID)로 이루어지고, 상기 스위치 밸브(60)를 제어하는 제4 솔레노이드 밸브(S4)는 온/오프 절환밸브로 이루어지며, 상기 제4 솔레노이드 밸브(S4)는 오프시에 유압을 공급하고, 온 제어시 유압을 차단하는 방식으로 이루어진다.

그리고 상기 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(8)는 제5 솔레노이드 밸브(S5)의 제어 에 따라 유로를 절환하여 토크 컨버터(TC)내의 댐퍼 클러치를 제어하게 된다.

또한, 상기에서 레귤레이터 밸브(2)는 전진 변속단에서 차량 운행 조건에 따른 제6 솔레노이드 밸브(S6)의 제어에 의하여 라인압 제어가 이루어지면서 라인압 과다로 인한 오일펌프(1)의 구동손실을 방지하여 연비향상에 기여할 수 있으며, 후진 변속단에서는 매뉴얼 밸브(6)으로부터 공급되는 후진압에 의한 라인압 제어가 이루어진다.

그리고 상기 제3 압력 제어밸브(40)와 제1 클러치(C1)를 연결하는 관로(7)와, 상기 스위치 밸브(60)와 제2 클러치(C2)를 연결하는 관로(8)는 각각 D 레인지압 관로(9)와 연결되는데, 이때에는 상기 제1,2 클러치 관로(7)(8) 각각에 첵 밸브(10)(12)가 개재된 상태에서 연결된다.

상기에서 첵 밸브(10)(12)는 D레인지 압이 상기 관로(7)(8)로 유입되지 않도록 구성되어 있으며, 이는 변속과정에서 제1,2 클러치(C1)(C2)의 작동압 해제시 매뉴얼 밸브(6)를 통해 신속히 배출되도록 하기 위함이다.

이와 같이 유압 제어시스템을 구성함에 있어서, 상기의 매뉴얼 밸브(6)는 도 2에서와 같이 이루어지는데, 이의 매뉴얼 밸브(6)는 레귤레이터 밸브(2)에 연통되는 라인압 관로(13)를 통해 유압이 공급되면, 각 레인지에 따라 N,D 레인지압 관로(14), D레인지압 관로(9), R 레인지압 관로(15)를 통해 공급하여 매뉴얼 변속을 실시하게 된다.

상기에서 N,D 레인지압 관로(14)는 제1 압력 제어밸브(20)로 공급되어 제어됨과 동시에 제2 페일 세이프 밸브(100)의 제어압으로 공급될 수 있도록 연통되며, D 레인지압 관로(9)는 제2,3 압력제어밸브(30)(40)로 공급되도록 연통되고, R 레인지압 관로(15)는 제2 페일 세이프 밸브(100) 및 N - R 컨트롤 밸브(120)와 레귤레이터 밸브(2)로 공급될 수 있도록 연통된다.

상기 유압 제어수단을 형성하는 제1 압력 제어밸브(20)와 제1 솔레노이드 밸브(S1)의 제어에 의한 유압은 스위치 밸브(60)를 통해 제2 클러치(C2)로 공급되거나 제1 페일 세이프 밸브(80)를 통해 제1 브레이크(B1)로 공급된다.

이를 위한 제1 압력 제어밸브(20)의 구성을 살펴보면, 밸브보디는 리듀싱 밸브(5)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(21)와; 매뉴얼 밸브(6)로부터 N,D 압을 공급받는 제2 포트(22)와; 상기 제2 포트(22)로 공급된 유압을 스위치 밸브(60)로 공급하는 제3포트(23)와; 제1 솔레노이드 밸브(S1)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(24)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 일측면이 상기 제1 포트(21)로 공급되는 유압에 작용하는 제1 랜드(25)와; 상기 제1랜드(25)와 함께 상기 제1 포트(21)로 공급되는 유압이 작용하며 선택적으로 상기 제2포트(22)를 개폐하는 제2 랜드(26)와; 상기 제2 랜드(26)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(22)와 제3 포트(23)를 연통시키는 제3 랜드(27)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(27)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(28)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 좌측으로 밀어주는 탄성력을 발휘하게 된다.

상기의 구성에 의하여 제1 솔레노이드 밸브(S1)가 오프 제어되면 제4포트(24)로 제어압 공급되면서 밸브스풀을 도면에서 좌측으로 이동시켜 제2포트(22)와 제3포트(23)를 연통시켜 스위치 밸브(60)로 유압을 공급하고, 반대로 온 제어가 이루어지면, 제4포트(24)로의 제어압이 차단됨으로써, 제1 포트(21)로 공급되는 리듀싱 압에 의하여 제1 압력제어밸브(20)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(22)를 폐쇄하게 된다.

그리고 상기 제2 압력 제어밸브(30)는 D 레인지 압을 제어하여 제2 페일 세이프 밸브(100)를 통해 제2 브레이크(B2)로 작동압을 공급할 수 있도록 구성되는데, 그 구성은 상기 제1 압력 제어밸브(20)와 같이 구성된다.

즉, 제2 압력 제어밸브(30)의 밸브보디는 리듀싱 밸브(5)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(31)와; 매뉴얼 밸브(6)로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트(32)와; 상기 제2 포트(32)로 공급된 유압을 제2 페일 세이프 밸브(100)로 공급하는 제3 포트(33)와; 제2 솔레노이드 밸브(S2)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(34)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 일측이 상기 제1 포트(31)로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(35)와; 상기 제1 포트(31)로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 제2포트(32)를 선택적으로 개폐하는 제2 랜드(36)와; 상기 제2 랜드(36)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(32)와 제3 포트(33)를 연통시키는 제3 랜드(37)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(37)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(38)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 좌측으로 밀어주는 탄성력을 발휘하게 된다.

상기의 구성에 의하여 제2 솔레노이드 밸브(S2)가 온 동작되면 제4포트(34) 로의 제어압 공급이 차단됨으로써, 제1 포트(31)로 공급되는 리듀싱 압에 의하여 제2 압력제어밸브(30)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(32)를 폐쇄하게 되고, 반대로 오프 제어가 이루어지면 제4포트(34)로 제어압이 공급되면서 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(32)와 제3 포트(33)를 연통시켜 제2 페일 세이프 밸브(100)로 유압을 공급하게 된다.

상기 제3 압력 제어밸브(40)는 제1 클러치(C1)로 공급되는 유압을 제어함과 동시에 제2 페일 세이프 밸브(100)의 제어압을 공급할 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 제3 압력제어밸브(40)의 밸브보디는 리듀싱 밸브(5)로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트(41)와; 매뉴얼 밸브(6)로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트(42)와; 상기 제2 포트(42)로 공급된 유압을 제1 클러치(C1)과 제2 페일세이프 밸브(100)로 공급하는 제3포트(43)와; 제3 솔레노이드 밸브(S3)로부터 제어압을 공급받는 제4포트(44)와, 상기 제4포트(44)로 공급되는 제어압을 선택적으로 N-R 컨트롤 밸브(120)로 공급하는 제5포트(45)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1 포트(41)로 공급되는 유압이 작용하며, 소직경으로 이루어지는 제1 랜드(46)와; 상기 제1 포트(41)로 공급되는 유압이 작용함과 동시에 선택적으로 제2포트(42)를 개폐하는 제2 랜드(47)와; 상기 제2 랜드(46)와 함께 선택적으로 상기 제2 포트(42)와 제3 포트(43)를 연통시킴과 동시에 상기 제4, 5포트(44)(45)를 연통시키는 제3 랜드(48)를 포함하여 이루어지며, 상기 제3 랜드(48)와 밸브바디 사이에는 탄발부재(49)가 배치되어 항시 밸브스풀을 항시 도면에서 좌측으로 밀어주는 탄성력을 발휘하게 된다.

상기의 구성에 의하여 제3 솔레노이드 밸브(S3)가 온 동작되면 제3 압력제어밸브(40)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동되어 제2포트(42)를 폐쇄하게 되고, 반대로 오프 제어가 이루어지면 제어압이 공급되면서 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되어 제2포트(42)와 제3 포트(43)를 연통시켜 매뉴얼 밸브(6)로부터 공급되는 유압을 제1 클러치(C1) 및 N - R 컨트롤 밸브(120)로 공급하게 된다.

그리고 스위치 밸브(60)는 도 3에서와 같이, 양측단에 공급되는 라인압과, 제4 솔레노이드 밸브(S4)로부터 공급되는 유압에 의하여 포트 변환이 이루어지면서 상기 제1 압력제어밸브(30)로부터 공급되는 유압을 선택적으로 제1 페일 세이프 밸브(80)를 통해 제1 브레이크(B1)로 공급하거나, 제2 클러치(C2)로 직접 공급할 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 스위치 밸브(60)를 형성하는 밸브바디는 밸브의 양측단으로 형성되어 라인압을 공급받는 제1, 2 포트(61)(61)와, 상기 제1 포트(61)에 이웃하여 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 제어압을 공급받는 제3포트(63)와, 상기 제1 압력제어밸브(20)로부터 유압을 공급받는 제4포트(64)와, 상기 제4포트(64)로 공급되는 유압을 선택적으로 제2 클러치(C2)로 공급하는 제5포트(65)와, 상기 제1 페일 세이프 밸브(80)를 통해 제1 브레이크(B1)로 공급토록 하는 제6포트(66)을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 제1,2,3포트(61)(62)(63)로 공급되는 유압에 의하여 제어되면서 포트 변환을 이루는 밸브스풀은 상기 제1포트(61)으로 공급되는 제어압에 작용하는 제1 랜드(71)와, 상기 제1랜드(71)와 함께 제2포트(62)로 공급되는 제어압에 작용 하는 제2랜드(72)와, 선택적으로 상기 제4포트(64)를 제5포트(65)와 연결하는 제3랜드(73)와, 상기 제3 랜드(73)와 함께 선택적으로 상기 제4포트(64)를 제6 포트(66)와 연결하는 제4랜드(74), 상기 제2포트(62)로 공급되는 유압에 작용하는 제5랜드(75)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동되면 제4포트(64)를 제5포트(65)와 연결하여 주고, 우측으로 이동되면 제4포트(64)를 제6포트(66)와 연결하여 주게 된다.

그리고 페일 세이프 수단을 형성하는 제1,2 페일 세이프 밸브(80)(100)는 반력요소로 작용하는 제1,2 브레이크(B1)(B2)가 동시에 작동하는 것을 방지하고, 주행중 자동 변속기의 고장시 3속에서 홀드 될 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 위하여 제1 페일 세이프 밸브(80)의 구성을 살펴보면, 밸브보디는 제2 클러치(C2)로 공급되는 유압을 제어압으로 공급받는 제1포트(81)와, 제2 브레이크(B2)로 공급되는 유압을 제어압으로 공급받는 제2 포트(82)와, 라인압을 제어압으로 공급받는 제3 포트(83)와, 셔틀밸브(16)를 통해 R 레인지압 또는 스위치 밸브(60)로부터 유압이 공급되는 제4 포트(84)와, 상기 제4포트(84)로 공급되는 유압을 제1 브레이크(B1)로 공급하는 제5포트(85)를 포함하여 이루어진다.

그리고 밸브스풀은 상기 제1포트(81)로 공급되는 제어압에 작용하는 제1랜드(91)와, 상기 제2 포트(82)로 공급되는 제어압에 작용하는 제2 랜드(92)와, 상기 제4포트(84)와 제5포트(85)를 선택적으로 연통시키는 제3랜드(93)와, 상기 제3랜드(93)와 함께 제4포트(84)를 제5포트(85)와 선택적으로 연통시키는 제4랜드(94)와, 상기 제3포트(83)로 공급되는 제어압에 의해 작용하는 제5랜드(95)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 N,P,L 레인지에서는 라인압에 의해 제어되면서 스위치 밸브(60)로 공급되는 유압을 제1 브레이크(B1)에 공급하고, R 레인지에서는 매뉴얼 밸브(6)로부터 공급되는 R레인지 압을 제1 브레이크(B1)에 공급하게 된다.

그리고 제2 페일 세이프 밸브(100)는 N,D 레인지 압과 R 레인지압 , 그리고 제1,2 클러치(C1)(C2)에 의하여 제어되면서 선택적으로 제2 압력 제어밸브(30)의 제어압을 제2 브레이크(B2)에 공급하게 된다.

이를 위하여 제2 페일 세이프 밸브(100)의 밸브보디는 R 레인지압이 제어압으로 공급되는 제1포트(101)와, 제1 클러치(C1)로 공급되는 유압의 일부가 제어압으로 공급되는 제2포트(102)와, 제2 클러치(C2)로 공급되는 유압의 일부가 제어압으로 공급된 제3포트(103)와, N,D 레인지압을 제어압으로 공급받는 제4포트(104)와, 제2 압력제어밸브(30)으로부터 유압을 공급받는 제5포트(105)와, 상기 제5포트(105)로 공급된 유압을 제2 브레이크(B2)로 공급하는 제6포트(106)를 포함하여 이루어진다.

또한, 밸브스풀은 상기 제1 포트(101)로 공급되는 제어압이 작용하는 제1 랜드(111)와, 상기 제2 포트(102)로 공급되는 제어압이 작용하는 제2 랜드(112)와, 상기 제3 포트(103)로 공급되는 제어압이 작용하는 제3 랜드(113)와, 상기 제5포트(105)와 제6포트(106)를 선택적으로 연통시키는 제4랜드(114)와, 상기 제4랜드(114)와 함께 제5포트(105)와 제6포트(106)를 연통시켜 주는 제5랜드(115)와, 상기 제4포트(104)로 공급되는 제어압이 작용하는 제6랜드(116)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 전진 2속과 4속에서 제2 압력 제어밸브(30)로부터 공급되는 유압을 제2 브레이크(B2)로 공급하게 된다.

그리고 N-R 매뉴얼 변속시 충격을 저감시키는 N-R 컨트롤 밸브(120)는 도 3에서와 같이, 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 제어압을 공급받는 제1포트(121)와, R 레인지압 관로와 연결되는 제2포트(122)와, 상기 제2포트(122)로 공급된 유압을 제3 클러치(C3)로 공급하는 제3포트(123)를 포함하여 밸브보디가 형성되며, 상기 제3포트(123)의 하류측은 분기되어 제3 첵밸브(17)를 통해 제2포트(122)의 상류측과 연결된다.

상기에서 제3 첵밸브(17)는 상류측에서 하류측으로 유압이 흐르지 못하도록 배치되어 제3 클러치(C3)로 공급되었던 유압의 배출시에만 작동한다.

또한, 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 상기 제1포트(121)로 유입되는 유압이 작용하는 제1랜드(124)와; 상기 제2,3 포트(122)(123)를 선택적으로 개폐하는 제2랜드(125)을 포함하여 이루어지며, 상기 제2랜드(126)와 밸브보디 사이에 개재되어 상기 밸브스풀을 도면에서 우측으로 밀어주도록 탄성력을 발휘하는 탄발부재(126)가 탄지된다.

이에 따라 N-R 컨트롤 밸브(120)는 R 레인지에서 제3 솔레노이드 밸브(S3)로부터 공급되는 제어압에 의해 제어되면서 매뉴얼 밸브(6)로부터 공급되는 유압을 제3 클러치(C3)로 서서히 공급하여 변속충격을 완화시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 유압 제어시스템은, 상기 솔레노이드 밸 브의 제어에 의하여 유로가 변환되면서 마찰요소에 유압의 공급과 배출이 이루어지면서 표 1에서와 같이 각각의 마찰요소가 작동하여 전진 4속 및 후진 1속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

변속단	마찰요소
	C1	C2	C3	B1	B2	F1
N.P				O
1속	O					O
2속	O				O
3속	O	O
4속		O
후진(R)			O	O	O
LOW	O			O		0

그리고 상기와 같이 전진 4속 후진 1속을 실현하기 위해서는 하기 표 2에서와 같이 각각의 솔레노이드 밸브가 작동 제어된다.

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

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 중립 레인지(N)에서는 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 제어되는 제1, 4 솔레노이드 밸브(S1)(S4)는 오프 제어되고, 제2, 3 솔레노이드 밸브(S2)(S3)가 온 상태로 제어되면서 제1 브레이크(B1)에 작동압이 공급되면서 중립 상태가 유지된다.

그리고 파킹(P) 레인지에서는 상기 중립 레인지와 비교하여 매뉴얼 밸브(6)의 밸브스풀의 위치 변화에 따라 후진 레인지압이 제1 브레이크(B1)이 공급되면서 파킹 상태를 유지하게 된다.

상기 중립 또는 파킹 레인지에서 주행을 하고자 셀렉트 레버를 D 레인지로 변환하면 제1,2 솔레노이드 밸브(S1)(S2)가 온 제어되고, 제3, 4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)가 오프 제어된다.

그러면 제1,2 압력 제어밸브(20)(30)의 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동하여 제2포트(22)(32)를 차단하고, 제3 압력제어밸브(40)의 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하여 제2포트(42)와 제3포트(43)를 연통시킴으로써, 제1 클러치(C1)로 유압이 공급되면서 제1속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기와 같은 1속의 상태에서 정지 상태에서는 중립 컨트롤 실시하게 되는데, 이때에는 차속 = 0, 풋 브레이크 = 온, 스로틀 = 오프 상태로 검출되면, 트랜스밋션 제어유닛에서는 제2 솔레노이드 밸브(S2)를 오프 제어하고, 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 듀티 제어하게 된다.

이때 제2 솔레노이드 밸브(S2)를 오프 제어하여 제1 브레이크(B1)가 작동되도록 하고, 제1 클러치(C2)의 유압을 듀티 제어하는 것은 오르막길에서 입력 클러치인 제1 클러치(C1)의 작동을 완전 해제하면, 재출발을 위해 풋 브레이크의 작동 해제시 차량이 자중에 의하여 뒤로 밀릴 수 있게 되는 바, 제1 브레이크(B1)를 작동 제어하면서 제1 클러치(C1)는 엔진이 거의 무부하 상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 연비 향상에 기여할 수 있도록 하기 위함이다.

상기와 같은 1속 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 제2 솔레노이드 밸브(S2)를 오프 제어하고, 제4 솔레노이드 밸브(S4)를 온 제어하게 된다.

그러면 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 온 제어로 인하여 스위치 밸브(60)로 공급되던 제어압이 차단됨으로써, 스위치 밸브(60)의 제2포트(62)로 공급되는 라인압에 의하여 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동된 상태를 유지하게 된다.

그리고 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 오프 제어에 따라 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하면서 제2, 3포트(32)(33)를 연통시켜 제2포트(32)에서 대기하고 있던 유압이 제3포트(33)를 통해 제2 페일 세이프 밸브(100)의 제5포트(105)로 공급되는데, 이때 제2 페일 세이프 밸브(100)에는 제1 클러치 압과 N,D 레인지압이 제어압으로 공급되지만 제6랜드(116)의 유압 작용면적이 제2 랜드(112) 보다 크므로 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하여 제5포트(105)와 제6포트(106)가 연통되면서 제2 브레이크(B2)로 공급되어 제2속으로의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같은 2속 제어 상태에서 차속이 더욱 증가하면서 스로틀 밸브의 개도가 증가하게 되면, 상기 제2속 상태에서 온 상태로 제어되고 있는 제1 솔레노이드 밸브(S1)를 오프 제어하고, 오프 상태로 제어되고 있던 제2 솔레노이드 밸브(S2)를 온 상태로 제어하게 된다.

그러면 제2 압력제어밸브(30)에서 유압이 차단됨으로써, 제2 브레이크(B2)의 작동은 해제되고, 제1 압력 제어밸브(20)에 의한 유압이 스위치 밸브(60)의 제3포트(63)로 공급되는데, 이때에는 제4 솔레노이드 밸브(S4)의 온 제어에 의하여 제어압이 차단되어 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동한 상태이므로 제3포트(63)와 제5포트(65)를 통해 제2 클러치(C2)로 공급되면서 3속 변속이 이루어진다.

상기와 같은 3속 제어 상태에서 차속이 더욱 증가하면서 스로틀 밸브의 개도가 증가하게 되면, 상기의 제 3속 상태에서 온 제어되고 있던 제2 솔레노이드 밸브(S2)를 오프 제어하고, 오프 제어되고 있던 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 온 제어하게 된다.

그러면 제3 압력제어밸브(40)의 온 제어로 밸브스풀이 도면에서 우측으로 이동하여 제2포트(42)를 차단함으로써, 제1 클러치(C1)의 작동이 해제되고, 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 오프 제어로 이에 제어되는 유압이 제2 페일 세이프 밸브(100)의 제5포트(105)로 공급된다.

이때, 제2 페일 세이프 밸브(100)에는 제1 클러치 압과 N,D 레인지압이 제어압으로 공급되지만 제6랜드(116)의 유압 작용면적이 제2 랜드(112) 보다 크므로 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하여 제5포트(105)와 제6포트(106)가 연통되면서 제2 브레이크(B2)로 공급됨으로써, 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)가 작동되면서 4속 변속이 이루어지게 된다.

그리고 L 레인지 1속에서는 상기 전진 1속과는 달리 제1 솔레노이드 밸브(S1)가 오프로 제어되어 제1 압력제어밸브(20)로부터의 유압이 스위치 밸브(60)와 제1 페일 세이프 밸브(80)를 통해 제1 브레이크(B1)로 공급됨으로써, 제1 클러치(C1)와 제 1 브레이크(B1)의 작동으로 변속이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 후진 레인지에서는 제1 솔레노이드 밸브(S1)를 제외한 제2,3 솔레노이드 밸브(S2)(S3)와 제4 솔레노이드 밸브(S4)가 오프 제어된다.

그러면 후진압 관로(15)로 공급되는 유압이 제1 페일 세이프 밸브(80)와 N-R 컨트롤 밸브(120)를 통해 제1 브레이크(B1)와 제3 클러치(C3)로 공급되는데, 이때 제1 페일 세이프 밸브(80)는 라인압에 의하여 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하여 제5포트(85)와 제6포트(86)가 연통되면서 제1 브레이크(B1)로 유압을 공급한다.

그리고 N-R 컨트롤 밸브(120)는 제3 솔레노이드 밸브(S3)의 온 제어에 의한 제어압이 공급됨으로써, 밸브스풀이 도면에서 좌측으로 이동하여 제3 클러치(C3)로 유압을 공급할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 유압 제어과정에서 본 발명에서는 제3 솔레노이드 밸브(S3)를 가변형 솔레노이드 밸브를 적용하고 있는 바, N → D, N → R, D → R, R → D 등과 같은 매뉴얼 변속시 제3 솔레노이드 밸브의 작동에 의한 소음을 줄일 수 있게 되는 것이다.

또한, N - D 제어유로와 N - R 제어 유로를 제3 솔레노이드 밸브(S3)로 공용화함으로써, 큰 비용의 추가없이 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다.

상기에서 설명한 마찰요소의 작동과 각각의 솔레노이드 밸브의 제어는 상술한 내용에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 유압 제어시스템의 구성을 근본으로 하여 제어방법을 달리하는 것은 모두 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전진 1속에서 작동하는 제1 마찰요소와, 후진 변속단에서 작동하는 제3 클러치에 공급되는 작동압을 제어하는 제어압을 가변형 솔레노이드 밸브로 제어토록 함으로써, 매뉴얼 변속시 솔레노이드 밸브의 작동에 의한 소음의 발생을 방지할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 엔진의 시동과 함께 오일펌프로부터 생성된 유압이 레귤레이터 밸브에 의해 일정 압력으로 조절되어 일부는 댐퍼 클러치의 작동압과 리듀싱 밸브로 공급되고, 다른 일부는 각 변속단에서 작동하는 마찰요소에 선택적으로 작동압을 공급하기 위하여 변속 컨트롤 수단, 유압제어수단, 스위칭 수단, 페일 세이프 수단, N-R 컨트롤 수단을 포함하는 유압 제어부로 공급되도록 형성되는 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

   상기 변속 컨트롤 수단인 매뉴얼 밸브로부터 공급되는 D 레인지 압을 제어하여 전진 1,2,3속에서 작동하는 마찰요소로 공급하는 압력제어밸브를 제어하는 솔레노이드 밸브를 가변형 솔레노이드 밸브로 형성하고,

   상기 가변형 솔레노이드 밸브의 제어압이 R 레인지에서 작동하는 마찰요소의 작동압을 유로를 변환하는 N-R 컨트롤 밸브의 제어압으로 공급될 수 있도록 유로를 형성함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템.
2. 제1항에 있어서, 압력 제어밸브는 리듀싱 밸브로부터 감압된 유압을 공급받는 제1포트와; 매뉴얼 밸브로부터 D 레인지 압을 공급받는 제2 포트와; 상기 제2 포트로 공급된 유압을 전진 1,2,3 속에서 작동하는 마찰요소와 페일 세이프 수단인 제2 페일세이프 밸브로 공급하는 제3포트와; 솔레노이드 밸브로부터 제어압을 공급받는 제4포트와, 상기 제4포트로 공급되는 제어압을 선택적으로 N-R 컨트롤 밸브로 공급하는 제5포트를 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 연통시킴과 동시에 상기 제4, 5포트를 연통시키는 제3 랜드를 포함하여 이루어지되, 상기 제3 랜드와 밸브보디 사이에 탄발부재가 배치되는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템.
3. 제1항에 있어서, N-R 컨트롤 밸브는 솔레노이드 밸브의 제어압을 공급받는 제1포트와, R 레인지압 관로와 연결되는 제2포트와, 상기 제2포트로 공급된 유압을 후진 변속단에서 작동하는 마찰요소로 공급하는 제3포트로 밸브보디와;

   상기 제1포트로 유입되는 유압이 작용하는 제1랜드와; 상기 제2,3 포트를 선택적으로 개폐하는 제2랜드를 포함하여 이루어지며, 상기 제2랜드와 밸브보디 사이에는 탄성부재가 탄지되는 밸브스풀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 유압 제어시스템.

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