KR20090119101A - 자동변속기의 유압 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동변속기의 변속단별 마찰요소의 담당 토오크에 따라서 마찰요소를 작동하기 위한 작동유압 기울기를 다단계로 제어할 수 있도록 하는 자동변속기의 유압 제어장치에 관한 것으로, 오일펌프에 의해 발생된 유압을 각 변속단에 대해 선택적으로 작동하게 되는 마찰요소의 작동유압으로 제어하기 위한 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서, 독립 제어 가능한 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브(610)(620)의 제어압에 의해 유압제어밸브(700)의 유로가 가변되어 상기 마찰요소(800)로 전달되는 작동유압을 가변함으로써, 종래와 비교하여 유로의 구조를 단순화하며 종래의 유압스위칭밸브를 삭제할 수가 있어 유압 제어장치 구조를 단순화하고 유압 제어 정밀도를 높일 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.
자동변속기, 유압 제어장치, 마찰요소, 가변제어 솔레노이드밸브, 유압제어밸브, 변속제어유니트.

Description

자동변속기의 유압 제어장치{Hydraulic pressure control device for automatic transmission}
본 발명은 자동변속기의 유압 제어장치에 관한 것으로서 특히, 자동변속기의 변속단별 마찰요소의 담당 토오크에 따라서 마찰요소를 작동하기 위한 작동유압 기울기를 다단계로 제어할 수 있도록 하는 자동변속기의 유압 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동변속기는 차량의 주행속도와 스로틀밸브의 개도율 등의 주행 조건에 따라서 변속기 제어유니트(TCU)가 유압 제어시스템에 구비된 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하게 되며, 이러한 솔레노이드 밸브는 기어 트레인에 적용되어 목표 변속단에서 선택적으로 작동하는 다수의 마찰요소(클러치 및 브레이크)로 공급되는 작동유압을 제어하여 자동적으로 변속이 이루어지게 된다.
마찰요소는 각 변속단별로 최대 입력 토오크에 대해 슬립이 발생하지 않도록 마찰요소별 담당 토오크에 해당하는 최대 유압을 제공받아야 한다. 또한, 변속시에 마찰요소를 체결하거나 해제시키는 경우에는 부드러운 변속감을 구현하기 위하여 적절한 범위 내에서 정밀한 유압 제어가 이루어져야 한다.
자동변속기의 제어기술의 진보에 따라서 마찰요소의 제어를 위해 마찰요소마다 유압제어밸브(Pressure control valve)와 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)를 두는 독립제어방식이 점차 사용되고 있다.
자동변속기의 라인압은 스톨(stall)을 대비하여 실제 변속에 필요한 제어압보다 높게 설명되며, 자동변속기가 다단화되면서 특정 마찰요소의 변속단별 담당토오크의 차이가 커짐에 따라, 변속시 제어에 사용되는 토오크용량의 차이가 커지게 된다. 따라서, 최근에는 변속시 제어의 정밀화를 위하여 변속시에 필요한 토오크용량에 맞추어 유압제어밸브를 보다 정밀하게 제어할 수 있는 방안이 널리 연구되고 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 유압스위칭밸브(Pressure switching valve)를 채용한 유압제어장치가 나와 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 자동변속기의 유압 제어장치의 구성을 도시한 도면으로, 7속 자동변속기에서 2/7속에서 마찰요소로 작용하는 제2브레이크를 작동하기 위한 유압제어장치를 일례로 설명한다.
도 1을 참고하면, 가변제어 솔레노이드밸브(10)는 신호압이 입력되는 입력포트(11)와, 오프 제어시에 입력포트(11)로 입력된 유압을 유압제어밸브(20) 및 유압스위칭밸브(30)로 공급하는 출력포트(12)를 포함한다. 가변제어 솔레노이드밸 브(10)는 노말 로우(Normal Low) 타입으로서, 오프 제어상태에서 입력포트(11)에 유압이 대기하고, 온 제어시에 출력포트(12)를 통하여 제어압이 출력될 수 있도록 한다.
가변제어 솔레노이드밸브(10)의 전측부에 일체로 형성된 유압제어밸브(20)의 밸브바디는 가변제어 솔레노이드밸브(10)의 제어압이 입력되는 제1포트(21)와, 고단에서의 유압 제어를 위한 신호압이 입력되는 제2포트(22)와, 라인압이 공급되는 제3포트(23)와, 이 제3포트(23)로 공급된 유압을 제2브레이크(40)로 공급하는 제4포트(24)와, 제4포트(24)로 공급되었던 유압을 배출하기 위한 제5포트(25)와, 가변제어 솔레노이드밸브(10)의 오프 제어시에 제2브레이크(40)로 공급되었던 유압의 일부가 공급되는 제6포트(26)를 포함한다.
또한, 밸브바디에 내장되는 유압제어밸브의 밸브스풀은 제1포트(21)로 공급되는 제어압에 작용하는 제1랜드(211)와, 제2포트(22)로 공급되는 제어압에 작용하는 제2랜드(221)와, 이 제2랜드(221)와 함께 제4포트(24)를 선택적으로 제2포트(23)와 제4포트(25)를 연결하여 주는 제3랜드(231)를 포함하며, 제3랜드(231)와 밸브바디 사이에는 밸브스풀을 도면의 우측 방향으로 탄성 지지하기 위한 탄성부재(232)가 구비된다.
유압스위칭밸브(30)의 밸브바디는 신호압이 입력되는 제1포트(31)와, 제1포트(31)의 반대편에서 가변제어 솔레노이드밸브(10)의 제어압이 입력되는 제2포트(32)와, 유압제어밸브(20)로부터 제2브레이크(40)로 전달되는 유압의 일부가 유입되는 제3포트(33)와, 유압제어밸브(20)의 제6포트(26)와 연결되는 제4포트(34) 와, 선택적으로 제4포트(34)와 연결되어 제4포트(34)의 유압을 배출하는 제5포트(35)와, 라인압이 입력되는 제6포트(36)와, 제6포트(36)의 라인압을 선택적으로 배출하는 제7포트(37)와, 선택적으로 제7포트(37)와 연결되어 제7포트(37)의 유압을 배출하는 제8포트(38)를 포함한다.
밸브바디에 있어 유압스위칭밸브의 밸브스풀은 제1포트(31)로 공급되는 신호압에 작용하면서 제8포트(38)를 개폐하는 제1랜드(311)와, 제1랜드(311)와 함께 제7포트(37)를 제6포트(36) 또는 제8포트(38)와 연결시키는 제2랜드(312)와, 제2포트(32)로 공급되는 제어압에 의하여 제어되면서 선택적으로 제3포트(33)를 개폐함과 동시에 제2랜드(312)와 함께 제4포트(34)를 선택적으로 제3포트(33)와 제5포트(35)에 연결시키는 제3랜드(313)를 포함하며, 제3랜드(313)와 밸브바디 사이에는 밸브스풀을 항시 제1포트(31) 방향(도면의 우측)으로 탄성 지지하기 위한 탄성부재(314)가 구비된다.
도 1은 2속 조건에서 유압계통을 도시한 도면으로, 가변제어 솔레노이드밸브(10)가 온 상태가 되며, 따라서 가변제어 솔레노이드밸브(10)의 제어압이 유압제어밸브(20)의 제1포트(21)와 유압스위칭밸브(30)의 제2포트(32)로 공급되어 밸브스풀은 도면의 좌측으로 이동한다.
그러면 유압스위칭밸브(30)를 통해 유압제어밸브(20)의 제3포트(23)로 공급되었던 라인압이 제4포트(24)를 통해 제2브레이크(40)로 전달되어, 제2브레이크(40)가 작동한다.
도 2는 7속 조건에서 유압계통을 도시한 도면으로, 가변제어 솔레노이드밸브(10)가 온 상태가 되며, 따라서 가변제어 솔레노이드밸브(10)의 제어압이 유압제어밸브(20)의 제1포트(21)와 유압스위칭밸브(30)의 제2포트(32)로 공급되어 밸브스풀은 도면의 좌측으로 이동한다.
그러면 유압제어밸브(20)의 제2포트(23)로 공급되었던 라인압이 제4포트(24)를 통해 제2브레이크(40)로 전달되어 제2브레이크(40)가 작동한다.
한편, 7속 조건에서는 2속 조건과는 달리 제2포트(22)를 통해 신호압이 추가 공급되며, 따라서 7속 조건에 해당하는 담당 토오크에 따라 다른 변속압 기울기를 가지며 제2브레이크(40)에 작동유압이 공급된다.
따라서, 7단 자동변속기의 2/7속 변속단에서 제2브레이크를 제어함에 있어 2속 또는 7속 조건에 따라서 담당 토오크에 해당하는 다른 변속압 기울기를 갖는 작동유압을 발생시켜 마찰요소를 제어함으로써 넓은 변속 제어 영역을 확보하여 제어 민감도를 완화시키게 된다.
도 3은 종래의 자동변속기에 있어 유압스위칭밸브가 채용된 유압 제어장치에서 솔레노이드밸브로부터 출력되는 제어압 대비 변속압(작동유압)의 변화를 도시한 그래프이다.
도 3을 참고하면, 종래의 유압 제어장치는 솔레노이드밸브, 유압제어밸브 및 유압스위칭밸브를 이용하여 저속(2속) 또는 고속(7속) 조건에 따라서 기울기가 다른 변속압을 사용함으로써 변속단별 담당토오크의 차이를 극복하여 제어 민감도를 완화하고 변속감을 향상시키게 된다.
그러나, 종래의 자동변속기의 유압 제어장치는 솔레노이드밸브, 유압제어밸브 및 유압스위칭밸브를 사용하여 변속단별로 다른 기울기를 갖는 변속압을 사용함으로써 다단 제어를 위하여 유압제어밸브에 신호압을 전달하기 위한 유로의 추가를 필요로 하며, 따라서 유로구조가 복잡해지고 밸브바디 회로 설계가 까다로워지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 변속단별로 다른 기울기를 갖는 변속압을 적용하는 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서, 유로의 구조를 단순화하며 구성 부품을 저감하여 유압 제어장치의 구성을 단순화할 수 있는 자동변속기의 유압 제어장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 자동변속기의 유압 제어장치는, 오일펌프에 의해 발생된 유압을 각 변속단에 대해 선택적으로 작동하게 되는 마찰요소의 작동유압으로 제어하기 위한 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서, 독립 제어 가능한 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브의 제어압에 의해 유압제어밸브의 유로가 가변되어 상기 마찰요소로 전달되는 작동유압을 가변하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 자동변속기의 유압 제어장치는, 오일펌프에 의해 발생된 유 압을 각 변속단에 대해 선택적으로 작동하게 되는 마찰요소의 작동유압으로 제어하기 위한 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서, 변속제어유니트의 제어에 따라서 입력된 신호압을 가변적으로 조절하여 제어압을 출력하는 제1가변제어 솔레노이드밸브와; 변속제어유니트의 제어에 따라서 입력된 신호압을 가변적으로 조절하는 제어압을 출력하는 제2가변제어 솔레노이드밸브와; 상기 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브로부터 공급되는 제어압에 따라 포트의 절환이 이루어져 마찰요소로 전달되는 작동유압을 가변적으로 조절하는 유압제어밸브로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자동변속기의 유압 제어장치는, 독립 제어 가능한 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브와, 이 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브의 제어압 차이에 의해 마찰요소로 전달되는 작동유압을 제어하는 유압제어밸브로 구성됨으로써, 각 변속단에 대해 선택적으로 작동되는 마찰요소를 다단계의 작동유압 기울기를 가지며 제어가 가능하도록 하여 종래와 비교하여 유로의 구조를 단순화하며 종래의 유압스위칭밸브를 삭제할 수가 있어 유압 제어장치 구조를 단순화하고 유압 제어 정밀도를 높일 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 자동변속기의 유압 제어장치의 구성을 도시한 도 면으로, 도 4는 저속단/고속단 시에 특정 마찰요소를 작동하기 위한 유압 제어장치를 개략적으로 보여주는 도면이며, 도 5는 풀(full) 라인압을 공급(switching)하는 경우에 유압 제어장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참고하면, 본 발명에 의한 자동변속기의 유압 제어장치는, 독립적으로 제어가 가능한 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브(610)(620)와, 이 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브(610)(620)로부터 출력된 제어압에 의해 유로가 가변되어 마찰요소(800)로 전달되는 작동유압을 가변하는 유압제어밸브(700)를 포함한다.
제1가변제어 솔레노이드밸브(610)는 입력포트(611)를 통해 신호압이 입력되며, 입력된 신호압은 변속제어유니트(500)의 듀티 제어에 따라 입력된 신호압을 가변적으로 조절하여 출력포트(612)를 통하여 배출된다. 제1가변제어 솔레노이드밸브(610)에 입력되는 신호압은 라인압을 소정 유압으로 낮춘 리듀싱압에 의해 제공될 수 있다. 또한, 제1가변제어 솔레노이드밸브(610)에는 입력포트(611)를 통해 입력된 신호압을 제어함에 있어 잉여 유압을 외부로 배출하기 위한 배출포트(613)가 구비될 수 있다.
제2가변제어 솔레노이드밸브(620)는 제1가변제어 솔레노이드밸브(610)와 동일한 구성을 가지며, 제1가변제어 솔레노이드밸브(610)와는 독립적으로 변속제어유니트(500)에 의해 제어가 이루어진다.
유압제어밸브(700)는 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브(610)(620)로부터 공급되는 제어압에 따라서 포트의 절환이 이루어져 입력된 라인압을 제어하여 마찰요소(800)로 전달되는 작동유압을 가변적으로 조절한다.
이러한 유압제어밸브(700)는 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브(610)(620)로부터 입력된 제어압의 차이에 의해 마찰요소(800)로 전달되는 작동유압의 제어가 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 본 발명에 있어 유압제어밸브(700)는, 제1가변제어 솔레노이드밸브(610)의 제어압이 입력되는 제1포트(710)와, 제2가변 제어 솔레노이드밸브(620)의 제어압이 입력되는 제2포트(720)와, 라인압이 입력되는 제3포트(730)와, 이 제3포트(730)로 입력된 유압을 마찰요소(800)의 작동유압으로 배출하는 제4포트(740)를 갖는 밸브바디와; 상기 제1포트(710)로 공급된 제어압에 작용하는 제1랜드(711)와, 제2포트(720)로 공급된 제어압에 작용하는 제2랜드(721)와, 상기 제3포트(730)로 입력된 라인압을 선택적으로 상기 제4포트(740)로 연통하는 제3랜드(731)를 갖는 밸브스풀과; 상기 밸브바디와 밸브스풀 사이를 탄성 지지하는 탄성부재(750)로 구성될 수가 있다.
이러한, 유압제어밸브(700)는 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브(610)(620)로부터 공급되는 제어압과 탄성부재(750)의 탄성력에 따라서 라인압은 가변적으로 조절되어 마찰요소(800)의 작동유압으로 전달된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 자동변속기의 유압 제어장치의 작동예를 살펴보 면 다음과 같다.
도 4를 참고하면, 예를 들어 2속 또는 7속 변속단에서 마찰요소로서 제2브레이크를 작동하는 경우에는 제2가변제어 솔레노이드밸브(620)를 2단계로 조정함으로써 마찰요소로 공급되는 기울기가 다른 작동유압이 제1가변제어 솔레노이드밸브(610)의 전류 제어에 따라 발생한다.
즉, 제2가변제어 솔레노이드밸브(620)는 변속단 별로 결정된 소정의 제어압을 출력함으로써 제1가변제어 솔레노이드밸브(610)의 제어압에 대해 마찰요소로 전달되는 작동유압이 변속단 별로 다른 기울기를 갖도록 할 수가 있다.
다른 한편으로, 마찰요소로서 제2브레이크에 풀(full) 라인압이 공급되어야 하는 경우에는 도 5와 같이 변속제어유니트(500)는 제2가변제어 솔레노이드밸브(620)를 제어하여 제2가변제어 솔레노이드밸브(620)에서 유압제어밸브(700)로 공급되는 제어압을 차단한다. 따라서, 제1가변제어 솔레노이드밸브(610)의 제어압 만이 유압제어밸브(700)로 공급되며, 제4포트(740)가 완전 개방되어 마찰요소로 공급되는 작동유압이 풀(full) 라인압으로 공급되도록 할 수가 있다.
이와 같이 본 발명의 자동변속기의 유압 제어장치는 제1가변제어 솔레노이드밸브 또는 제2가변제어 솔레노이드밸브를 제어하여 두 가변제어 솔레노이드밸브의 제어압 차이에 의해 마찰요소로 전달되는 작동유압이 2단 또는 그 이상의 기울기를 갖도록 유압제어밸브를 구성함으로서, 변속단별 담당 토오크에 따라서 다른 변속압 기울기를 갖는 특성(도 3의 그래프)을 가지면서도 종래와 비교하여 유로 구조가 단 순화되고 별도의 유압스위칭밸브를 필요로 하지 않는 장점이 있다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
도 1 및 도 2는 종래의 자동변속기의 유압 제어장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 종래의 자동변속기의 유압 제어장치에서 솔레노이드밸브로부터 출력되는 제어압 대비 변속압의 변화를 도시한 그래프,
도 4 및 도 5는 본 발명의 자동변속기의 유압 제어장치의 구성을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
500 : 변속제어유니트 610 : 제1가변제어 솔레노이드밸브
620 : 제2가변제어 솔레노이드밸브
700 : 유압제어밸브 800 : 마찰요소

Claims (5)

  1. 오일펌프에 의해 발생된 유압을 각 변속단에 대해 선택적으로 작동하게 되는 마찰요소의 작동유압으로 제어하기 위한 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서,
    독립 제어 가능한 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브의 제어압에 의해 유압제어밸브의 유로가 가변되어 상기 마찰요소로 전달되는 작동유압을 가변하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유압제어밸브는 상기 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브로부터 입력된 제어압의 차이에 의해 상기 마찰요소로 전달되는 작동유압을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압 제어장치.
  3. 오일펌프에 의해 발생된 유압을 각 변속단에 대해 선택적으로 작동하게 되는 마찰요소의 작동유압으로 제어하기 위한 자동변속기의 유압 제어장치에 있어서,
    변속제어유니트의 제어에 따라서 입력된 신호압을 가변적으로 조절하여 제어압을 출력하는 제1가변제어 솔레노이드밸브와;
    변속제어유니트의 제어에 따라서 입력된 신호압을 가변적으로 조절하는 제어압을 출력하는 제2가변제어 솔레노이드밸브와;
    상기 제1 및 제2가변제어 솔레노이드밸브로부터 공급되는 제어압에 따라 포트의 절환이 이루어져 마찰요소로 전달되는 작동유압을 가변적으로 조절하는 유압 제어밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유압제어밸브는,
    상기 제1가변제어 솔레노이드밸브의 제어압이 입력되는 제1포트와, 상기 제2가변 제어 솔레노이드밸브의 제어압이 입력되는 제2포트와, 라인압이 입력되는 제3포트와, 제3포트로 입력된 유압을 마찰요소의 작동유압으로 배출하는 제4포트를 갖는 밸브바디와;
    상기 제1포트로 공급된 제어압에 작용하는 제1랜드와, 제2포트로 공급된 제어압에 작용하는 제2랜드와, 상기 제3포트로 입력된 라인압을 선택적으로 상기 제4포트로 연통하는 제3랜드를 갖는 밸브스풀과;
    상기 밸브바디와 밸브스풀 사이를 탄성 지지하는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압 제어장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2가변제어 솔레노이드밸브는 변속단 별로 결정된 소정의 제어압을 출력하여 상기 제1가변제어 솔레노이드밸브의 제어압에 대해 상기 마찰요소로 전달되는 작동유압이 변속단 별로 다른 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101144130B1 (ko) * 2009-12-30 2012-05-24 현대 파워텍 주식회사 유압제어시스템
US9366337B2 (en) 2013-09-16 2016-06-14 Hyundai Motor Company Hydraulic pressure supply system of automatic transmission

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