KR20100025484A - 자동 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 자동 변속기에 관한 것으로, 기기류의 대폭적인 설계 변경이나 부품 개수의 증대나 장치의 대형화를 억제하면서 최적의 조건으로 윤활유를 오일 쿨러에 대해 바이패스할 수 있도록 하는 것이다.

유압 작동 기구로의 작동유의 공급을 절환하는 절환 밸브(1)를, 운전자에 의해 선택된 시프트 레인지 위치에 따라서 전기적 제어에 의해 구동하는 자동 변속기이며, 변속기 내부의 윤활 필요부(7, 8)로 윤활유를 공급하는 공급 통로의 도중에 오일 쿨러(5)를 구비한 자동 변속기에 있어서, 절환 밸브(1)에, 작동유를, 오일 쿨러(5)를 통하지 않고 윤활 필요부(7, 8)에 직접 공급하는 바이패스 위치를 설치하여, 판정부(32a)에 의해 유온의 극저온, 즉 윤활 필요부(7, 8)로의 오일 유량의 저하가 판정되면, 절환 밸브(1)를 바이패스 위치로 이동시킨다.

자동 변속기, 오일 쿨러, 절환 밸브, 윤활 필요부, 인코더

Description

자동 변속기 {AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 오일의 냉각을 행하는 오일 쿨러를 구비하여, 차량용 자동 변속기로서 사용하는 데 적합한 자동 변속기에 관한 것이다.

최근, 차량의 실내나 차체의 레이아웃에 관한 설계 자유도를 확보하기 위해, 운전자가 조작하는 시프트 레버의 위치를 센서 등에 의해 검지하고, 이 검지 신호에 기초하여 모터 등의 구동 액추에이터를 사용하여 매뉴얼 밸브를 시프트 레버 위치에 따른 위치로 절환하는 자동 변속기의 제어 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1).

한편, 자동 변속기에서는 변속기 내부의 기어 트레인이나 다판식 브레이크, 혹은 무단 변속기의 무단 벨트 등의 동작을 원활하게 하는 동시에 그 발열을 억제하여 자동 변속기의 내구성을 높이기 위해, 이들의 각 부(이하, 윤활 필요부라고도 함)에 윤활 오일(AT 프루드, 이하, 단순히 오일이라고 함)을 공급하고 있지만, 이 오일은 각 부의 열을 흡수하여 온도가 높아지고, 그 상태에서는 각 부의 열을 흡수할 수 없게 되고, 또한 윤활 성능의 저하도 초래하므로, 오일 쿨러에 의해 오일을 냉각함으로써 이것을 방지하여, 자동 변속기의 내구성을 확보할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 오일의 온도가 지나치게 낮으면, 그 점성이 높아져 점성 저항에 의해 필요량의 오일을 윤활 필요부에 공급할 수 없게 되어, 자동 변속기의 내구성을 저하시켜 버린다. 특히, 오일 쿨러를 통과시키면, 윤활 필요부까지의 오일의 유로가 길어지므로, 이것에 따른 유로 저항의 증가에 의해서도 오일 공급량이 감소한다.

따라서, 오일의 회로 상에 오일 쿨러를 바이패스하는 쿨러 바이패스 밸브를 설치하고, 또한 라인압이 기준치보다도 높아지면 점성이 높아져 있는 것으로서 쿨러 바이패스 밸브를 개방하도록 함으로써, 오일 쿨러를 통하지 않고, 오일 쿨러를 바이패스하는 바이패스 유로를 통해 오일을 윤활 필요부에 공급하는 기술도 개발되어 있다(특허 문헌 2).

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2007-64268호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2002-266993호 공보

그런데, 상술한 특허 문헌 1에 기재된 제어 장치를 구비한 자동 변속기에, 특허 문헌 2에 기재된 쿨러 바이패스 밸브를 사용하는 기술을 적용하는 것이 고려된다.

그러나, 특허 문헌 2와 같이 쿨러 바이패스 밸브를 사용하는 기술에서는, 이하의 과제가 발생한다.

쿨러 바이패스 밸브를 설치하기 위해서는, 그 설치 스페이스가 필요해지고, 쿨러 바이패스 밸브의 설치에 수반하여, 밸브 본체, 스프링, 리테이너 등의 부품 추가가 필요해져, 부품 개수의 증대를 초래하는 동시에, 장치의 대형화를 초래해 버린다. 또한, 밸브 보디에 쿨러 바이패스 밸브를 내장하는 경우에는, 밸브 보디에 내장하여 스페이스를 확보하는 것이나 추가의 구멍 가공 등이 필요해져, 밸브 보디의 대폭적인 설계 변경이나 이것에 수반하는 밸브 보디의 대형화를 초래할 우려가 강하다.

쿨러 바이패스 밸브를 밸브 보디에 내장하는 경우, 밸브 보디 내로 도입되는 작동 유압을 사용하는 것 등을 하여 쿨러 바이패스 밸브를 개폐시키는 것이 가장 효율적이지만, 이 경우, 쿨러 바이패스 밸브를 개폐시키는 조건은 밸브 보디의 하드 스펙에 의존하게 되어, 오일 쿨러를 바이패스하는 바이패스 통로를 개통시키는 조건의 자유도가 낮아, 최적의 조건 하에 바이패스 통로의 개통을 행할 수 있다고는 할 수 없다.

본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여 안출된 것으로, 기기류의 대폭적인 설계 변경이나 부품 개수의 증대나 장치의 대형화를 억제하면서, 최적의 조건 하에 윤활유를 오일 쿨러에 대해 바이패스시킬 수 있도록 한 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목표를 달성하기 위해, 본 발명의 자동 변속기(청구항 1)는, 자동 변속기의 유압 작동 기구로의 작동유의 공급을 절환하는 절환 밸브와, 상기 절환 밸브를 이동시키는 구동 수단과, 운전자에 의해 선택된 시프트 레인지 위치를 전기적으로 검출하는 검출 수단과, 상기 검출 수단에 의해 검출된 시프트 레인지 위치에 따른 위치로 상기 절환 밸브를 이동시키도록 상기 구동 수단의 작동을 제어하는 제어 수단과, 자동 변속기의 내부의 윤활 필요부로 윤활유를 공급하는 공급 통로의 도중에 배치되어 상기 윤활유를 냉각하는 오일 쿨러를 구비한 자동 변속기에 있어서, 상기 윤활 필요부의 상기 윤활유의 유량이 필요 유량보다도 저하되어 있는지 여부를 소정의 파라미터의 상태로부터 판정하는 상태 판정 수단과, 상기 절환 밸브의 위치로서 부설되고, 상기 오일 쿨러를 바이패스하여 상기 윤활 필요부에 상기 작동유를 직접 공급하는 바이패스 위치를 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 상태 판정 수단에 의해 상기 윤활유의 유량의 저하가 판정되면, 상기 절환 밸브가 상기 바이패스 위치로 이동하도록 상기 구동 수단의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 소정의 파라미터라 함은 오일의 점도이며, 상기 상태 판정 수단은, 적 어도 상기 오일의 점도가 소정 이상의 고점도 상태이면, 상기 윤활 필요부의 상기 윤활유의 유량이 필요 유량보다도 저하되어 있다고 판정하는 것이 바람직하다(청구항 2). 이 경우, 오일의 점도를 이것에 대응하는 오일 온도로부터 판정해도 좋고, 자동 변속기가 접속된 회전 기관(예를 들어, 엔진)의 냉각수의 온도로부터 오일의 점도를 판정해도 좋다.

이 경우, 상기 절환 밸브의 위치로서, 소정의 주행 레인지 위치(예를 들어, D 레인지)와 상기 바이패스 위치가 인접하여 배치되고, 상기 바이패스 위치에서는 상기 윤활 필요부에 상기 작동유를 직접 공급하도록 상기 오일 쿨러를 바이패스시키는 동시에, 상기 소정의 주행 레인지에 따른 상기 작동유의 공급도 달성하도록 구성되고, 상기 제어 수단은 상기 선택된 시프트 레인지 위치가 상기 소정의 주행 레인지 위치인 경우, 상기 상태 판정 수단에 의해 상기 윤활유의 유량의 저하가 판정되면, 상기 절환 밸브를 상기 바이패스 위치로 이동시켜 상기 소정의 주행 레인지에 따른 상기 유압 작동 기구로의 상기 작동유의 공급 및 상기 윤활 필요부로의 상기 작동유의 공급을 행하고, 상기 상태 판정 수단에 의해 상기 윤활유의 유량의 저하가 판정되지 않으면, 상기 절환 밸브를 상기 소정의 주행 레인지 위치로 이동시켜 상기 소정의 주행 레인지에 따른 상기 유압 작동 기구로의 상기 작동유의 공급을 행하는 것이 바람직하다(청구항 3).

또한, 상기 절환 밸브는 축방향으로 이동하는 스풀 밸브와, 상기 스풀 밸브를 수용하는 스풀실과, 상기 스풀실에 개방되고, 상기 소정의 주행 레인지 위치에 대응한 주행 레인지 포트, 상기 바이패스 위치에 대응한 윤활 포트 및 상기 윤활 포트에 인접하여 상기 스풀실 내의 오일을 드레인하는 드레인 포트를 포함하는 복수의 밸브 포트를 갖고, 상기 스풀 밸브 및 상기 스풀실 중 적어도 어느 하나는 상기 주행 레인지 포트와 상기 드레인 포트가 연통해도 상기 윤활 포트는 상기 드레인 포트와 연통하지 않도록 형상 설정되어 있는 것이 바람직하다(청구항 4).

또한, 상기 오일 쿨러를 바이패스하여 상기 윤활 필요부에 상기 작동유를 직접 공급하는 유압 회로에는 오리피스가 형성되어 있는 것이 바람직하다(청구항 5).

본 발명의 자동 변속기(청구항 1)에 따르면, 윤활 필요부의 윤활유의 유량이 부족한 소정의 운전 상태의 경우에는, 절환 밸브가 바이패스 위치로 구동되므로, 작동유는 오일 쿨러를 바이패스되어 직접 윤활 필요부에 윤활유로서 공급되므로, 윤활유의 유량이 저하되는 운전 상태라도, 윤활 필요부에 공급하는 윤활유의 유량을 증대시키는 것이 가능해진다.

그리고, 오일 쿨러를 바이패스시키기 위해, 자동 변속기의 작동유의 공급을 절환하는 절환 밸브를 이용하고 있으므로, 전용의 쿨러 바이패스 밸브나 이것에 수반하는 부품 개수의 증가나 장치의 대형화를 초래하지 않고, 직접 윤활 필요부로의 오일 유량 확보에 의해 자동 변속기의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 절환 밸브를 제어 수단에 의해 전기적 신호로 제어하므로, 다양한 조건으로 절환 밸브를 바이패스 위치에 설정할 수 있어, 직접 윤활 필요부에 공급하는 조건의 설정 자유도를 높일 수 있다.

본 발명의 자동 변속기(청구항 2)에 따르면, 오일의 점도가 소정 이상의 고 점도 상태이면, 윤활 필요부의 윤활유의 유량이 필요 유량보다도 저하되는 경우가 있으므로, 절환 밸브가 바이패스 위치로 구동되어, 작동유가 오일 쿨러를 바이패스하여 직접 윤활 필요부에 윤활유로서 공급됨으로써, 작동유가 오일 쿨러를 경유한 경우의 점성 저항의 증대와 유통 저항의 증대에 의해 발생하는 오일 유량의 부족을 회피할 수 있어, 윤활 필요부에 공급하는 오일 유량을 증대시켜, 고점도 상태라도 필요 유량을 확보하는 것이 가능해진다.

본 발명의 자동 변속기(청구항 3)에 따르면, 운전자에 의해 소정의 주행 레인지 위치가 선택된 경우에, 상태 판정 수단에 의해 윤활유의 유량의 저하가 판정되면(즉, 오일의 점도가 소정 이상의 고점도 상태이면), 제어 수단은 절환 밸브를 바이패스 위치로 이동시켜, 소정의 주행 레인지에 따른 유압 작동 기구로의 작동유의 공급을 행하고 또한 작동유를 오일 쿨러에 대해 바이패스시켜 윤활 필요부로도 공급한다. 또한, 운전자에 의해 소정의 주행 레인지 위치가 선택된 경우에, 상태 판정 수단에 의해 윤활유의 유량의 저하가 판정되지 않으면(즉, 오일의 점도가 소정 이상의 고점도 상태가 아니면), 제어 수단은 절환 밸브를 바이패스 위치와 인접한 소정의 주행 레인지 위치로 이동시켜, 소정의 주행 레인지에 따른 작동유의 공급을 행한다.

오일이 고점도 상태인 경우, 점성 저항이 크기 때문에, 오일을 오일 쿨러로 보내면 점성 저항의 증대와 오일 쿨러 경유에 수반하는 유통 저항의 증대에 의해 오일 유량의 부족이 발생하지만, 오일 쿨러를 바이패스시킴으로써, 오일 유량의 부족을 회피할 수 있다. 한편, 점성 저항이 크기 때문에, 절환 밸브의 주위에서의 오일의 리크량도 적어지므로, 소정의 주행 레인지에 따른 작동유의 오일량은 확보할 수 있어, 소정의 주행 레인지에 관한 오일이 지장 없이 공급된다.

오일이 고점도 상태가 아닌 경우, 점성 저항이 작아지므로, 오일을 오일 쿨러로 보내도 오일 유량의 부족이 발생하기 어렵기 때문에, 소정의 주행 레인지에 따른 작동유의 공급을 행한다. 점성 저항이 작으므로, 절환 밸브의 주위에서의 오일의 리크량이 증가하지만, 작동유가 윤활 필요부에 공급되지 않으므로, 소정의 주행 레인지에 따른 작동유의 오일량은 확보하기 쉬워진다.

이 결과, 오일을 가압하는 오일 펌프의 부담을 경감시킬 수 있어, 오일 펌프의 저용량화나 소형화에 기여할 수 있다.

또한, 일반적으로, 절환 밸브의 구성은 이동 방향의 양단부에, 전진 주행 레인지(D 레인지) 및 후퇴 주행 레인지(R 레인지)가 배치되므로, 주행 레인지 위치와 바이패스 위치를 인접하여 배치하면, 기존의 절환 밸브의 구성을 크게 변경하지 않고 바이패스 위치를 증설할 수 있다.

본 발명의 자동 변속기(청구항 4)에 따르면, 주행 레인지 포트와 드레인 포트가 연통해도 윤활 포트는 드레인 포트와 연통하지 않도록, 스풀 밸브 및 스풀실 중 적어도 어느 하나의 형상이 설정되어 있으므로, 주행 레인지 포트의 오일을 드레인해도, 윤활 필요부에 통하는 윤활 포트는 개방하지 않으므로, 윤활 필요부측의 오일이 드레인 포트로 배출되어 버리는 문제는 회피된다.

본 발명의 자동 변속기(청구항 5)에 따르면, 구동 수단 또는 제어 수단이 고장나서, 윤활유의 유량이 저하되어 있지 않은 상황에서 절환 밸브가 바이패스 위치 로 되어도, 오리피스에 의해 작동유를 직접 공급하는 유압 회로에 흐르는 유량이 제한되므로, 소정의 주행 레인지에 따른 유압 작동 기구로의 작동유의 공급이 과잉으로 저하되는 것이 방지된다.

이하, 도면에 의해 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 라인압 공급용 절환 밸브를 설명하는 도면이다. 또한, 본 자동 변속기는 자동차의 엔진에 접속된 것으로 한다.

[유압 회로의 구성]

우선, 본 자동 변속기에 관한 작동유(이하, 단순히 오일이라고 함)의 유압 회로를 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이 본 절환 밸브(매뉴얼 밸브)(1)를 장비한 밸브 보디(10)에는 유로(3)를 통해 오일 펌프(2)에 의해 가압된 오일이 도입되어, 밸브 보디(10) 내에서 유로(3b)에 공급되고, 유로(3b)의 오일은 작동유의 원압인 라인압으로서 밸브 보디(10) 내에 장비된 제1 압력 조정 밸브(6a)에 의해 압력 조정된다. 제1 압력 조정 밸브(6a)로 드레인된 오일은 보디(10) 내에서 유로(3a)를 경유하여 제2 압력 조정 밸브(6b)로 압력 조정되고, 토크 컨버터(4)에 공급되어 토크 컨버터(4)의 작동에 사용된 후 밸브 보디(10) 내로 복귀되고, 또한 오일 쿨러(5)에 공급되어 냉각된 후 밸브 보디(10) 내로 복귀되고, 다음에 유로(3c)로부터 자동 변속기의 전방부의 윤활 필요부(7)로, 유로(3d)로부터 자동 변속기의 후방부의 윤활 필요부(8)로 각각 공급되도록 되어 있다. 윤활 필요부(7, 8)에는 변속기 내부의 기어 트레인이나 다판식 브레이크, 베어링 부재, 혹은 무단 변속기의 무단 벨트 등의 각 미끄럼 이동부가 상당한다.

한편, 밸브 보디(10) 내의 유로(3b)는 매뉴얼 밸브(1)에 작동유(라인압)가 공급되어, 매뉴얼 밸브(1)의 스풀 밸브(20) 위치에 따른, 소정의 시프트 레인지에 가하는, 마찰 결합 요소의 유압실이나 무단 벨트의 유압실 등의 유압 작동 기구로 라인압이 공급되도록 되어 있다. 본 매뉴얼 밸브(1)의 경우, 그 스풀 밸브(20) 위치에 운전자가 시프트 레버(34)를 조작함으로써 선택된 시프트 레인지 위치에 따른 시프트 레인지 대응 위치에 추가하여, 오일이 극저온 상태(즉, 오일의 점도가 소정 점도 이상의 고점도 상태)일 때에, 라인압의 일부를 윤활용 오일로서, 오일 쿨러(5)를 바이패스하도록 형성된 바이패스 통로(3e)를 경유하여, 유로(3c, 3d)로부터 자동 변속기의 전후의 윤활 필요부(7, 8)에 직접 공급할 수 있도록 구성된다. 또한, 바이패스 통로(3e)에는 오일의 유량을 제한하는 오리피스(3f)가 형성되어 있다.

[절환 밸브(매뉴얼 밸브)의 구성]

여기서, 절환 밸브(매뉴얼 밸브)(1)를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 매뉴얼 밸브(1)는 밸브 보디(10) 내에 형성된 매뉴얼 밸브용 스풀 수용부(11)와, 이 스풀 수용부(11) 내에 수용되는 스풀 밸브(20)로 구성된다.

스풀 수용부(11)에는, 도 1의 (a), (b)에 도시한 바와 같이 통 형상의 공간(밸브 보어)과, 이 통 형상 공간에 접속된, 고압의 라인압이 공급되는 라인압 포 트(12)와, D 레인지(전진 주행 레인지)가 선택되었을 때에 선택적으로 작동하는 각 유압 작동 기구로 라인압을 공급하는 D 레인지 포트(13)와, R 레인지(후퇴 주행 레인지)가 선택되었을 때에 선택적으로 작동하는 각 유압 작동 기구로 라인압을 공급하는 R 레인지 포트(14)와, R 레인지 포트(14)로부터의 오일을 배출하는 드레인 포트(15)와, 오일 쿨러(5)를 바이패스하여 윤활 필요부(7, 8)에 직접 오일을 공급하는 바이패스 포트(윤활 포트)(16)가 설치되어 있다. 또한, D 레인지 포트(13)로부터의 오일은 통 형상 공간(밸브 보어)의 도 4의 우측의 개구(후술하는 모터 측단부)로부터 드레인된다.

라인압 포트(12), D 레인지 포트(13), R 레인지 포트(14), 드레인 포트(15)는 종래부터 구비되는 것이지만, 바이패스 포트(16)는 본 변속기에 있어서 새롭게 구비되는 것이고, 여기서는, D 레인지 포트(13)에 인접하여 D 레인지 포트(13)보다도 모터 측단부에 배치되어 있다.

또한, 라인압 포트(12), D 레인지 포트(13), R 레인지 포트(14), 드레인 포트(15)는 모두 통 형상 공간의 주위 전체를 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있지만, 바이패스 포트(16)에 대해서는, 통 형상 공간의 특정 방향[도 1의 (b)에서는 상방]으로만 스폿적으로 형성되어 있다. 그리고, D 레인지 포트(13)는, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 바이패스 포트(16)의 양측에 바이패스 포트(16)와 축방향 동일 위치까지 연장 설치되어 있다.

한편, 스풀 밸브(20)는, 도 1의 (a), (b), 도 3에 도시한 바와 같이 축부(21)의 일단부에, 모터(구동 수단)(31)에 연결되는 모터 연결부(22)가 형성되고, 축부(21)의 타단부에 R 레인지 포트(14)의 근방을 이동하는 R 레인지용 랜드부(23)가 형성되고, 축부(21)의 중간부에 D 레인지 포트(13)의 근방을 이동하는 D 레인지용 랜드부(24)가 형성되어 있다.

특히, D 레인지용 랜드부(24)에는 스폿적으로 형성된 바이패스 포트(16)에 대향하는 면은 원통 형상으로 형성되는 동시에, 바이패스 포트(16)에 대해 둘레 방향으로 어긋난 특정 방향[도 1의 (b), 도 3에서는 좌측 경사 방향]을 향해 절결된 절결부(25)가 형성된다. 여기서는, 절결부(25)는 랜드부(24)의 일단부측[모터 연결부(22)측]에, 바이패스 포트(16)의 중심을 포함하는 면[도 1의 (b), 도 3을 기준으로 하면 연직면]에 대해 좌우 대칭으로 2개 형성되어 있다.

그리고, 스풀 밸브(20)는 모터 연결부(22)에서 모터(31)와 연결하도록 접속되어, 모터(31)에 의해 축방향으로 구동되지만, 이 연결부는 모터(31)가 회전 모터이면 회전을 축방향으로 변환하는 기구 등을 통하고, 모터(31)가 리니어 모터이면 모터(31)에 의해 직접 혹은 어떤 동력 전달 기구를 통해 구동된다.

이 모터(31)는 레인지 절환 ECU(제어 수단)(32)에 의해, 시프트 레버(34)의 시프트 레인지 위치 검출부(34a)로부터의 시프트 레인지 위치 신호와, 밸브 보디(10)에 공급되는 오일의 온도(유온)를 검출하는 유온 센서(35)로부터의 유온 신호에 기초하여, 소정의 위치가 되도록 작동이 제어된다. 이때, 레인지 절환 ECU(32)는 회전 모터이면 인코더(33)로 회전 각도를 확인하면서, 리니어 모터이면 포지션 센서(33)로 축방향 위치를 확인하면서 모터(31)의 작동을 제어한다.

시프트 레버(34)의 시프트 레인지 위치에는 시프트 레버(34)의 조작 방향의 기단부측으로부터 P 레인지(주차 레인지), R 레인지(후퇴 주행 레인지), N 레인지(중립 레인지), D 레인지(전진 주행 레인지)의 각 위치가 설치되고, 스풀 밸브(20)의 위치도 이 시프트 레인지 위치에 대응하여, P 레인지 대응 위치, R 레인지 대응 위치, N 레인지 대응 위치, D 레인지 대응 위치가 설치되고, 이것에 추가하여, 바이패스 위치가 설치되어 있다. 또한, 여기서는, D 레인지에는 1속 레인지나 2속 레인지 등의 다른 전진 주행 레인지도 포함하는 것으로 한다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 시프트 레인지 위치가 P 레인지이면 스풀 밸브(20)도 P 레인지 대응 위치[도 4의 (b) 참조]로 되고, 시프트 레인지 위치가 R 레인지이면 스풀 밸브(20)도 R 레인지 대응 위치[도 4의 (c) 참조]로 되고, 시프트 레인지 위치가 N 레인지이면 스풀 밸브(20)도 N 레인지 대응 위치[도 4의 (d) 참조]로 된다.

그리고, 시프트 레인지 위치가 D 레인지인 경우에는, 유온 센서(35)로부터의 유온 신호에 기초하여 레인지 절환 ECU(32) 내의 판정부(상태 판정 수단)(32a)에 의해 판정되는, 유온이 미리 설정된 임계치(소정 온도) 이하의 극저온인지 여부의 판정 결과에 기초하여, 스풀 밸브(20)는 D 레인지 대응 위치와 바이패스 위치(극저온 위치라고도 함) 중 어느 하나의 위치로 조정된다. 또한, 유온이 미리 설정된 임계치(설정 온도) 이하인 것은 오일의 점도가 소정의 점도 이상의 고점도 상태에 상당하고, 오일의 점도가 고점도 상태라고 함은, 윤활 필요부(7, 8)의 오일 유량이 필요 유량보다도 저하되어 있는 상태에 상당한다.

시프트 레인지 위치가 D 레인지인 경우에, 상태 판정 수단(32a)에 의해 유온 이 극저온, 즉 윤활 필요부(7, 8)의 오일 유량이 필요 유량보다도 저하되어 있다고 판정되지 않으면, 스풀 밸브(20)는 D 레인지 대응 위치[도 4의 (f) 참조]로 된다. 한편, 시프트 레인지 위치가 D 레인지인 경우에, 상태 판정 수단(32a)에 의해 유온이 극저온, 즉 윤활 필요부(7, 8)의 오일 유량이 필요 유량보다도 저하되어 있다고 판정되면, 시프트 레인지 위치가 스풀 밸브(20)는 바이패스 위치[도 4의 (g) 참조]로 된다.

또한, 스풀 밸브(20)의 기준 작동 범위는 P 레인지 대응 위치[도 4의 (b) 참조]로부터 바이패스 위치[도 4의 (g) 참조]까지이지만, 기계적으로는, 스풀 밸브(20)는 P 레인지 대응 위치나 바이패스 위치보다도 단부 방향으로 미소량만큼 더 이동 가능하다[도 4의 (a), 도 4의 (h) 참조]. 따라서, 극저온보다도 낮은 초저온 시에는, 스풀 밸브(20)를 바이패스 위치보다도 미소량만큼 단부 방향으로 더 이동시켜[도 4의 (h)], 바이패스 포트(16)의 개방도를 더욱 크게 하여 오일량을 확보할 수도 있다. 이 경우, 유온의 극저온 판정 임계치를 제1 임계치와 이것보다도 낮은 제2 임계치의 2단계 설치하여, 유온이 제2 임계치 이하이면 스풀 밸브(20)를 바이패스 위치보다도 미소량만큼 단부 방향으로 더 이동시켜[도 4의 (h)], 유온이 제2 임계치보다도 크고 제1 임계치 이하이면 스풀 밸브(20)를 바이패스 위치로 이동시키도록[도 4의 (g)] 하는 것도 가능하다.

[작용 및 효과]

본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기는 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 절환 밸브(매뉴얼 밸브)(1)는 레인지 절환 ECU(32)로 제어되는 모터(31) 에 의해 이하와 같이 구동된다.

시프트 레버(34)가 P 레인지 위치에 세트되면 스풀 밸브(20)는 P 레인지 대응 위치[도 4의 (b) 참조]로 되고, R 레인지 위치에 세트되면 스풀 밸브(20)는 R 레인지 대응 위치[도 4의 (c) 참조]로 되고, N 레인지 위치에 세트되면 스풀 밸브(20)도 N 레인지 대응 위치[도 4의 (d) 참조]로 된다.

시프트 레버(34)가 D 레인지 위치에 세트되어, 유온이 극저온이라고 판정되지 않으면, 스풀 밸브(20)는 N-D 과도 위치[도 4의 (e) 참조]를 경유하여 D 레인지 대응 위치[도 4의 (f) 참조]로 된다. 한편, 시프트 레인지 위치가 D 레인지에 세트되어, 유온이 극저온이라고 판정되면, 스풀 밸브(20)는 바이패스 위치[도 4의 (g) 참조]로 된다.

따라서, 시프트 레인지 위치가 D 레인지에 세트되고 또한 유온이 극저온이라고 판정된 경우에만, 스풀 밸브(20)가 바이패스 위치로 되어, 라인압 포트(12)로부터 스풀 수용부(11)로 공급된 라인압의 일부는 바이패스 포트(16)로부터 오일 쿨러(5)를 바이패스하는 바이패스 통로(3e)를 경유하여 윤활 필요부(7, 8)에 직접 공급되는 동시에, 라인압의 나머지는 D 레인지 포트(13)로부터 D 레인지의 각 유압 작동 기구로 공급된다.

한편, 스풀 밸브(20)가 D 레인지 대응 위치[도 4의 (f) 참조]로 되면 라인압 포트(12)로부터 스풀 수용부(11)로 공급된 오일은 D 레인지 포트(13)로부터 D 레인지의 각 유압 작동 기구로 라인압으로서 공급된다. 또한, R 레인지 대응 위치[도 4의 (c) 참조]로 되면, 라인압 포트(12)로부터 스풀 수용부(11)로 공급된 오일은 R 레인지 포트(14)로부터 R 레인지의 각 유압 작동 기구로 라인압으로서 공급된다.

또한, 스풀 밸브(20)가 P 레인지 대응 위치[도 4의 (b) 참조]로 되면, D 레인지용 랜드부(24)에 의해 라인압 포트(12)가 폐쇄되고, D 레인지 포트(13)는 스풀 밸브(20)의 D 레인지용 랜드부(24)에 형성된 절결부(25)를 통해 스풀 수용부(11)의 단부 개구와 연통하기 위해 D 레인지 포트(13)의 오일이 드레인되고, R 레인지 포트(14)는 드레인 포트(15)와 연통하므로 R 레인지 포트(14)의 오일이 드레인된다.

또한, D 레인지용 랜드부(24)의 절결부(25)는 스폿적으로 형성된 바이패스 포트(16)에 대해 둘레 방향으로 벗어나서 형성되어 있으므로, D 레인지 포트(13)가 스풀 수용부(11)의 단부 개구와 연통해도, 바이패스 포트(16)는 D 레인지용 랜드부(24)의 원통 형상면의 비절결부(26)에 의해 폐쇄되므로, 유로(3a)를 경유하여 윤활 필요부(7, 8)로 공급되는 윤활유는 바이패스 포트(16)를 통해 누출되어 윤활 필요부(7, 8)로의 오일 공급을 저해하는 경우는 없다. 마찬가지로, R 레인지 대응 위치[도 4의 (c) 참조], N 레인지 대응 위치[도 4의 (d) 참조]의 경우에도 D 레인지 포트(13)는 스풀 밸브(20)의 D 레인지용 랜드부(24)에 형성된 절결부(25)를 통해 스풀 수용부(11)의 단부 개구와 연통하기 위해 D 레인지 포트(13)의 오일이 드레인되는 동시에, 바이패스 포트(16)는 D 레인지용 랜드부(24)의 원통 형상면의 비절결부(26)에 의해 폐쇄된다.

따라서, 오일이 극저온인 경우, 오일을 오일 쿨러(5)에 경유시키면 오일의 온도 상승이 방해되어 점성 저항이 큰 상태가 계속되는 동시에 오일 쿨러(5)의 경유에 수반하는 유통 저항의 증대도 있으므로, 윤활 필요부(7, 8)로의 오일 유량의 부족을 초래하지만, 본 자동 변속기의 경우, 이와 같은 상황 하에서는 D 레인지 설정 시로 한정되지만, 라인압의 일부가 오일 쿨러(5)를 바이패스하여 오일 쿨러(5)로의 오일 유로에 비해 짧고 유통 저항이 적은 윤활 필요부(7, 8)에 직접 공급되는 바이패스 통로(3e)를 경유하여 윤활유로서 공급되므로, 오일 유량의 부족을 회피할 수 있어, 윤활 필요부에 공급하는 오일 유량을 증대시키는 것이 가능해진다.

그리고, 오일 쿨러(5)를 바이패스시키기 위해, 자동 변속기의 라인압의 공급을 절환하는 매뉴얼 밸브(1)를 이용하고 있으므로, 전용의 쿨러 바이패스 밸브나 이것에 수반하는 부품 개수의 증가나 장치의 대형화를 초래하지 않아, 직접적인 윤활 필요부(7, 8)로의 오일 유량 확보에 의해 자동 변속기의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 매뉴얼 밸브(1)를 레인지 절환 ECU(32)에 의해 전기적 신호로 제어하므로, 다양한 조건으로 절환 밸브(1)를 바이패스 위치로 설정할 수 있어, 오일을 오일 쿨러(5)에 우회시키지 않고 직접 윤활 필요부(7, 8)에 공급하는 조건의 설정 자유도를 높일 수 있다.

또한, 오일의 온도로부터 오일의 점도가 소정 이상의 고점도 상태이면, 윤활 필요부(7, 8)의 오일 유량이 필요 유량보다도 저하되는 것으로 하고 있으므로, 비교적 저렴한 온도 센서(35)를 사용하여 매뉴얼 밸브(1)의 위치를 제어하여 라인압용 오일을, 오일 쿨러(5)를 통과시키지 않고 직접 윤활 필요부(7, 8)로 윤활유로서 공급할 수 있다.

본 실시 형태의 경우, 운전자에 의해 D 레인지 위치가 선택된 경우에 있어 서, 오일 유량의 저하가 판정되면, 절환 밸브(1)를 바이패스 위치로 이동시켜 오일을 오일 쿨러(5)에 대해 바이패스시키고 있다. 오일이 고점도 상태인 경우, 점성 저항이 크기 때문에, 오일을 오일 쿨러(5)로 보내면 점성 저항의 증대와 오일 쿨러(5) 경유에 수반하는 유통 저항의 증대에 의해 오일 유량의 부족이 발생하지만, 오일 쿨러(5)를 바이패스시킴으로써, 오일 유량의 부족을 회피할 수 있다. 한편, 점성 저항이 크기 때문에, 매뉴얼 밸브(1)의 주위에서의 오일의 리크량도 적어지므로, D 레인지에 따른 유압 작동 기구에 공급하는 라인압은 확보할 수 있어, 유압 작동 기구에 대해 지장 없이 라인압이 공급된다.

오일이 고점도 상태가 아닌 경우, 오일을 바이패스시키지 않고 오일 쿨러(5)를 경유하여 윤활 필요부를 공급하지만, 이때에는, 점성 저항이 작아지므로, 오일을 오일 쿨러(5)로 보내도 오일 유량의 부족이 발생하기 어렵고, 오히려, 오일 온도의 상승을 피하기 때문에, 소정의 주행 레인지에 따른 라인압 공급을 행하고 또한 오일을 바이패스시키지 않고 오일 쿨러(5)를 경유시키는 것이 효과적으로 된다. 또한, 이때에는, 점성 저항이 작기 때문에, 매뉴얼 밸브(1)의 주위에서의 오일의 리크량이 증가하지만, 오일을 바이패스시키지 않고 오일 쿨러(5)로 우회시키므로, 오일을 바이패스시키는 경우보다도, D 레인지에 따른 라인압용 오일량은 확보하기 쉬워진다.

이 결과, 오일을 가압하는 오일 펌프의 부담을 경감시킬 수 있어, 오일 펌프의 저용량화나 소형화에 기여할 수 있다.

이와 같이, 이동 방향의 단부에 전진 주행 레인지(D 레인지)가 배치되는 것 을 이용하여, D 레인지 위치와 바이패스 위치를 인접하여 배치하므로, 기존의 매뉴얼 밸브(1) 자체가 단부 방향으로 신장되는 구조로 되어 있으므로, 기존의 매뉴얼 밸브의 구성을 크게 변경하지 않고 바이패스 위치를 증설할 수 있다.

또한, 스풀 밸브(20)가, D 레인지 포트(13)와 드레인 포트[스풀 수용부(11)의 단부 개구]가 연통해도 바이패스 포트(16)는 드레인 포트와 연통하지 않도록 형상 설정되어 있으므로, P, R, N 레인지에 있어서 윤활 필요부(7, 8)측의 오일이 드레인되어 버리는 문제는 회피된다.

또한, 바이패스 통로(3e)에는 오일의 유량을 제한하는 오리피스(3f)가 형성되어 있으므로, 모터(구동 수단)(31)나 이 모터(31)를 제어하는 레인지 절환 ECU(제어 수단)(32)이 고장나서, 윤활유의 유량이 저하되어 있지 않은 상황에서 절환 밸브(1)가 바이패스 위치로 된 경우에도, 오리피스(3f)에 의해 작동유를 직접 공급하는 유압 회로에 흐르는 유량이 제한되므로, 소정의 주행 레인지에 따른 유압 작동 기구로의 작동유의 공급이 과잉으로 저하되는 것이 방지된다.

(기타)

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

예를 들어, 본 실시 형태에서는 D 레인지 포트(13)에 인접하여 바이패스 포트(16)를 배치하였지만, R 레인지 포트(14)에 인접하여 바이패스 포트(16)를 배치하는 등, 어느 하나의 포트에 인접하여 바이패스 포트(16)를 배치해도 좋고, 복수 의 포트에 각각 바이패스 포트(16)를 배치하는 것도 고려된다. 또한, 바이패스 통로(3e)의 일단부를 바이패스 포트에 접속하는 동시에, 타단부는 오일 쿨러(5)의 하류측의 유로이면, 다양한 위치에 접속하는 것이 고려된다.

또한, 매뉴얼 밸브(절환 밸브)(1)는 레인지 절환 ECU(제어 수단)(32)로부터의 전기적인 신호에 의해 제어되는 모터(구동 수단)(31)에 의해 바이패스 포트(16)로의 이동을 행하므로, 매뉴얼 밸브(절환 밸브)(1)를 바이패스 포트(16)로 이동시키는 조건은 자유롭게 설정할 수 있고, 예를 들어 유온 대신에 또는 유온에 추가하여, 자동 변속기가 접속된 엔진의 냉각 수온을 사용하거나, 온도를 파라미터로 할 뿐만 아니라 윤활 유량이 부족한 운전 상황을 미리 실험으로 구해 두고, 그와 같은 운전 상황이 되면 바이패스 포트(16)로 이동시키는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 절환 밸브에 대해 설명하는 도면으로, (a)는 그 절환 밸브를 장비한 밸브 보디의 평면도, (b)는 그 밸브 보디의 종단면도[도 1의 (a)의 X―X 화살표 단면도]에 그 구동 제어계를 기입한 구성도, (c)는 그 밸브 보디의 주요부 횡단면도[도 1의 (a)의 Y―Y 화살표 단면도].

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 유압 회로에 그 구동 제어계를 기입한 구성도.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 절환 밸브의 스풀 밸브의 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 절환 밸브의 동작을 (a) 내지 (h)의 각 밸브 위치를 예시하여 설명하는 도면으로, 그 밸브 보디의 종단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 절환 밸브의 동작을 설명하는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 절환 밸브(매뉴얼 밸브)

2 : 오일 펌프

3, 3a, 3b, 3c, 3d : 유로

3e : 바이패스 통로

3f : 오리피스

4 : 토크 컨버터

5 : 오일 쿨러

6a : 제1 압력 조정 밸브

6b : 제2 압력 조정 밸브

7, 8 : 윤활 필요부

10 : 밸브 보디

11 : 스풀 수용부

12 : 라인압 포트

13 : D 레인지 포트

14 : R 레인지 포트

15 : 드레인 포트

16 : 바이패스 포트(윤활 포트)

20 : 스풀 밸브

21 : 축부

22 : 모터 연결부

23 : R 레인지용 랜드부

24 : D 레인지용 랜드부

25 : 절결부

26 : 비절결부

31 : 모터(구동 수단)

32 : 레인지 절환 ECU(제어 수단)

32a : 판정부(상태 판정 수단)

33 : 인코더 또는 포지션 센서

34 : 시프트 레버

34a : 시프트 레인지 위치 검출부

35 : 유온 센서

Claims (5)

1. 자동 변속기의 유압 작동 기구로의 작동유의 공급을 절환하는 절환 밸브와,

   상기 절환 밸브를 이동시키는 구동 수단과,

   운전자에 의해 선택된 시프트 레인지 위치를 전기적으로 검출하는 검출 수단과,

   상기 검출 수단에 의해 검출된 시프트 레인지 위치에 따른 위치로 상기 절환 밸브가 이동하도록 상기 구동 수단의 작동을 제어하는 제어 수단과,

   자동 변속기의 내부의 윤활 필요부로 윤활유를 공급하는 공급 통로의 도중에 배치되어 상기 윤활유를 냉각하는 오일 쿨러를 구비한 자동 변속기에 있어서,

   상기 윤활 필요부의 상기 윤활유의 유량이 필요 유량보다도 저하되어 있는지 여부를 소정의 파라미터의 상태로부터 판정하는 상태 판정 수단과,

   상기 절환 밸브의 위치로서 부설되고, 상기 오일 쿨러를 바이패스하여 상기 윤활 필요부에 상기 작동유를 직접 공급하는 바이패스 위치를 구비하고,

   상기 제어 수단은, 상기 상태 판정 수단에 의해 상기 윤활유의 유량의 저하가 판정되면, 상기 절환 밸브가 상기 바이패스 위치로 이동하도록 상기 구동 수단의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 파라미터라 함은 오일의 점도이며,

   상기 상태 판정 수단은, 적어도 상기 오일의 점도가 소정 이상의 고점도 상 태이면, 상기 윤활 필요부의 상기 윤활유의 유량이 필요 유량보다도 저하되어 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절환 밸브의 위치로서, 소정의 주행 레인지 위치와 상기 바이패스 위치가 인접하여 배치되고, 상기 바이패스 위치에서는 상기 윤활 필요부에 상기 작동유를 직접 공급하도록 상기 오일 쿨러를 바이패스시키는 동시에, 상기 소정의 주행 레인지에 따른 상기 작동유의 공급도 달성하도록 구성되고,

   상기 제어 수단은 상기 선택된 시프트 레인지 위치가 상기 소정의 주행 레인지 위치인 경우, 상기 상태 판정 수단에 의해 상기 윤활유의 유량의 저하가 판정되면, 상기 절환 밸브를 상기 바이패스 위치로 이동시켜 상기 소정의 주행 레인지에 따른 상기 유압 작동 기구로의 상기 작동유의 공급 및 상기 윤활 필요부로의 상기 작동유의 공급을 행하고, 상기 상태 판정 수단에 의해 상기 윤활유의 유량의 저하가 판정되지 않으면, 상기 절환 밸브를 상기 소정의 주행 레인지 위치로 이동시켜 상기 소정의 주행 레인지에 따른 상기 유압 작동 기구로의 상기 작동유의 공급을 행하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
4. 제3항에 있어서, 상기 절환 밸브는 축방향으로 이동하는 스풀 밸브와, 상기 스풀 밸브를 수용하는 스풀실과, 상기 스풀실에 개방되고, 상기 소정의 주행 레인지 위치에 대응한 주행 레인지 포트, 상기 바이패스 위치에 대응한 윤활 포트 및 상기 윤활 포트에 인접하여 상기 스풀실 내의 오일을 드레인하는 드레인 포트를 포함하는 복수의 밸브 포트를 갖고,

   상기 스풀 밸브 및 상기 스풀실 중 적어도 어느 하나는, 상기 주행 레인지 포트와 상기 드레인 포트가 연통해도 상기 윤활 포트는 상기 드레인 포트와 연통하지 않도록 형상 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
5. 제3항에 있어서, 상기 오일 쿨러를 바이패스하여 상기 윤활 필요부에 상기 작동유를 직접 공급하는 유압 회로에는 오리피스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.

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