KR970008494B1 - 자동 변속기 유압제어 시스템의 토오크 제어 조절밸브 - Google Patents

Abstract

없음

Description

자동 변속기 유압제어 시스템의 토오크 제어 조절밸브

제1도는 본 발명에 의한 토오크 제어 조절밸브가 적용된 유압제어 시스템의 개략도.

제2도는 본 발명에 의한 토오크 제어 조절밸브의 측단면도.

제3도는 종래의 자동차용 자동 변속기 유압제어장치를 나타내는 유압회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 오일펌프42 : 감압밸브

44 : 라인압라인48 : 감압라인

50 : 토오크 제어 조절밸브52 : 제어 스위치밸브

58 : 1-2속 시프트밸브72 : 드라이브라인

74 : 제어라인76 : 제1포트

78 : 제2포트80 : 제3포트

82 : 제1탄성부재84 : 제2탄성부재

92 : 제4포트L10 : 제1랜드

L11 : 제2랜드SV1, SV2 : 밸브 스풀

S7 : 솔레노이드밸브

본 발명은 자동 변속기 유압제어 시스템의 토오크 제어 조절밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브 스풀의 변위에 따라 개구되는 출구포트의 개구면적에 비례하여 토오크 유압이 가변될 수 있도록 한 토오크 제어 조절밸브에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘을 가지고 있으며, 자동차의 작동상태에 따라 변속기어 메카니즘의 기어단중 어느 하나의 단을 선택하기 위한 유압자동 마찰부재를 포함하고 있다.

오일펌프에 의해 가압된 유압제어 시스템은 마찰부재와 제어밸브를 작동시키는데 필요한 유압을 공급한다.

통상적으로 사용되고 있는 자동차용 자동 변속기는 엔진의 출력축에 연결되어 함께 구동하는 펌프 임펠러와, 변속기의 입력축에 연결되어 함께 작동하는 터어빈 런너와, 상기한 펌프 임펠러와 터어빈 러너사이에 배치된 스테이터를 포함하는 유체 토오크 컨버터를 갖고 있다.

이러한 구성에 의해 유체가 터어빈 런너로부터 펌프 임펠러로 들어갈때 펌프 임펠러의 회전을 방해하지 않는 방향으로 흐르도록 하는 스테이터의 보조 작용으로 엔진에 의해 구동하는 펌프 임펠러에 의해 유체는 순환하게 된다.

자동 변속은 각 변속단마다 클러치 또는 킥 다운 브레이크와 같은 마찰부재의 작동에 의해 유성기어장치에서 변속비가 바뀌어져 이루어진다.

또한 상기한 마찰부재는 유압제어장치의 다수개의 밸브들에 의해 유압의 흐름방향이 바뀌어 선택적으로 작동하게 되는데, 매뉴얼 밸브는 운전자의 변속레버의 선택위치에 포트변환이 이루어져 오일펌프로부터 유체압을 공급하도록 되어 있으며, 이 유체압을 시프트 컨트롤밸브로 공급할 수 있는 관로 연결을 이루고 있다.

전자제어 4단 자동 변속기의 경우, 시프트 컨트롤 밸브는 트랜스미션 제어유닛에 의해 선택적으로 개폐되는 포트를 구비하고 있다.

자동차용 유압제어장치는 일예가 제3도에 도시되고 있는데, 엔진의 동력을 변속기의 다단기어 메카니즘의 입력측에 전달하기 위해 엔진의 속도와 동일한 속도로 회전하는 토오크 컨버터(1)와, 이 토오크 컨버터의 내측에서 동력전달 효율을 좋게 하기 위해 댐퍼 클러치를 작동/비작동으로 선택제어하는 댐퍼 클러치 제어밸브(2)와, 상기한 토오크 컨버터 및 윤활용의 유압을 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 제어밸브(3)와, 자동 변속기의 요구에 따라서 오일펌프(4)의 출력 오일압을 조절하는 레귤레이터밸브(5)와, 오일압을 댐퍼클러치 솔레노이드밸브와 댐퍼 클러치 제어밸브(2)에 안정적으로 공급하기 위한 리듀싱밸브(6)를 포함하고 있다.

상기한 오일펌프(4)의 출구측에 연결되어 유압을 공급받는 매뉴얼 밸브(7)는 라인압을 레귤레이터 밸브(5)와, 시프트 컨트롤밸브(8)에 공급할 수 있는 연결을 이루고 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(7)의 밸브 스풀은 변속레버의 위치변동에 따라 이동하여 각각의 랜드위치가 변화하게 된다.

상기한 시프트 컨트롤밸브(8)는 오일압을, 1-2속 시프트밸브(9)와, 엔드 클러치밸브(10)와, 2-3속 및 4-3속 시프트밸브(11), 그리고 리어 클러치 해방밸브(12)를 경유하여 앞 클러치(13), 뒤 클러치(14), 로우리버스 브레이크(15), 킥 다운 서보 브레이크(16) 및 엔드 클러치(17) 등으로 공급할 수 있는 연결을 이루고 있다.

변속레버가 "N"레인지에서 "D"레인지로 모드가 바꾸어질때 변속충격을 줄여주기 위하여 설치되는 N-D 제어밸브(18)는 매뉴얼 밸브(7)와 연결되어 유압에 의해 밸브 스풀이 이동하여 랜드의 위치가 변화되도록 되어 있는데, 이 N-D 제어밸브(18)는 리어 클러치 해방밸브(12)와 연결되어 리어 클러치(14)로 작동유압을 공급하도록 되어 있다.

또한 "N"레인지에서 "R"레인지로 변속모드가 변환될때 변속충격을 줄여주기 위하여 설치되는 N-R 제어밸브(19)는 1-2속 시프트밸브(9)를 경유하여 로우 리버스 브레이크(15)로 유압을 공급할 수 있도록 되어 있는데, 이 N-R 제어밸브(19)는 트랜스밋션 제어유닛에 의해 작동하여 리듀싱밸브(6)로부터 공급되는 유압을 가변시키는 것으로 유로를 개방하게 된다.

트랜스밋션 제어유닛에 의해 듀티제어되는 압력제어 솔레노이드밸브(20)를 상기한 N-R 제어밸브(19) 이외에도, 변속시 충격발생을 방지하기 위하여 설치되는 압력제어밸브(21)를 제어하게 된다.

이 압력제어밸브(21)는 N-D 제어밸브(18)와 연결되어 유압을 공급할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 이루어지는 종래의 자동차용 자동변속기 유압제어장치는, 운전자가 변속레버를 통해 매뉴얼 밸브(7)를 "N"레인지에서 "D"레인지로 모드를 변경한 경우, 오프되었던 압력제어 솔레노이드밸브(20)가 트랜스밋션 제어유닛에 의해 온(ON)상태로 되면서 오일펌프(4)에서 생성되어 리듀싱밸브(6)를 경유하여 공급되는 유압을 배출시키게 되므로 유압제어 솔레노이드밸브(21)는 유로를 차단하는 상태가 된다.

그리고 매뉴얼 밸브(7)를 통과하는 유압의 일부는 레귤레이터밸브(5)에 작용하여 밸브 스풀을 밀어 배출포트를 개방함으로서 항시 일정한 압력을 유지할 수 있도록 하며, 또다른 일부의 유압은 리어 클러치 해방밸브(12)를 경유하여 리어 클러치(14)를 작동시키게 된다.

이때 차속이 빨라지고 가속페달의 밟는 정도에 따라 변속이 이루어지는데, 이때 압력제어 솔레노이드밸브(20)가 트랜스밋션 제어유닛에 의해 듀티제어되어 오프(off)되면서 압력제어밸브(21)의 포트를 연결시켜 주게 된다.

따라서 매뉴얼 밸브(7)로부터 공급되는 유압이 이 밸브(21)에서 턴되어 N-D 제어밸브(18)를 경유하여 1-2속 시프트밸브(9)의 포트를 통과하면서 킥 다운 서보 브레이크(16)를 작동시키게 된다.

그리고 매뉴얼 밸브(7)가 "R"레인지로 바꾸어지게 되면 오일펌프(4)에서 공급되는 유압의 일부가 레귤레이터밸브(5)로 공급되어 라인압을 일정하게 조절하고 또 일부의 유압은 N-R 제어밸브(19)를 통하여 1-2속 시프트밸브(9)의 포트를 통과하면서 로우 리버스 브레이크(15)로 공급되어 이 브레이크를 작동시키게 된다.

이와 같이 종래의 유압제어 시스템은 변속제어밸브와 각각의 변속밸브들이 제어되면서 클러치 및 브레이크 공급압 또는 해제압이 작용하게 되므로 토오크에 따라 클러치 제어압이 가변되지 않기 때문에 클러치 슬립현상이 나타나는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 변속시 토오크 변화에 대하여 적절한 유압을 공급할 수 있는 토오크 제어 조절밸브를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 오일펌프에서 발생한 유압으로 전진과 후진속도에 비례하여 다수개의 클러치와 브레이크수단들을 제어함으로서 토오크 컨버터의 회전력을 각각의 기어 요소들로 선택적으로 전달하는 복수개의 변속밸브들을 포함하는 자동 변속기에 있어서, 드라이브압을 클러치 제어에 요구되는 압력으로 변환하면서 변속시 토오크 변화에 대하여 가변적으로 유압을 조절하기 위하여 밸브 바디내에 제1랜드와 제2랜드를 보유하는 밸브 스풀과 원통상으로 이루어진 밸브 스풀을 이동가능하게 설치하고, 이들 밸브 스풀을 제1탄성부재로 탄지함과 아울러 밸브 스풀을 이보다 작은 탄성계수를 갖는 제2탄성부재로 탄지하며, 상기한 밸브 바디에 드라이브압을 공급하는 제1포트와, 감압라인과 연통하는 제2포트와, 제어 스위치밸브로 유압을 공급하는 제3포트를 형성한 자동변속기 유압제어 시스템의 토오크 제어 조절밸브를 제공한다.

상기한 제2포트의 유압을 트랜스밋션 제어유닛에 의해 제어되는 솔레노이드밸브로 조절함을 특징으로 하는 자동 변속기 유압제어 시스템의 토오크 제어 조절밸브를 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 관련하는 유압제어 시스템의 개략도로서, 변속기의 입력축에 의해 회전하여 오일팬내의 오일을 펌핑하는 오일펌프(30)와, 이 오일펌프(30)의 출구측에 연결되어 클러치 작동압을 라인압으로 변화할 수 있도록 구성된 압력조절밸브(32)와, 이 압력조절밸브(32)에서 제어된 유압을 공급받아 제어하는 압력변환 공급밸브(34)와, 이 압력변환 공급밸브(34)의 출구포트와 연통하여 토오크 컨버터(36)내의 댐퍼 클러치(DC)를 작동/비작동시키는 클러치 전환 조절밸브(38)를 포함한 댐퍼 클러치 제어부(40)를 갖는다.

상기한 압력조절밸브(32)와 클러치 전환 조절밸브(38)는, 라인압 보다 낮은 압력을 만들어 유압라인을 보호하기 위한 감압밸브(42)에 의해 조절된 유압을 배출 또는 차단하는 솔레노이드밸브(S4)(S5)의 개폐작동으로 밸브 스풀이 가변력을 받도록 되어 있다.

상기한 오일펌프(30)에서 라인압라인(44)은 분지되어 감압밸브(42)와 매뉴얼 밸브(46)로 각각 연결되어 유압을 공급할 수 있도록 되어 있다.

상기한 감압밸브(42)는 라인압을 조절하여 배출하는 출구측 포트에 감압라인(48)이 연결되어 클러치 작동에 요구되는 작동압을 생성하는 토오크 제어 조절밸브(50)와, 제1변속라인(L1)과 제2변속라인(L2)으로 유압을 분배하는 제어 스위치밸브(52)로 제어유압을 공급할 수 있도록 되어 있다.

상기한 매뉴얼 밸브(46)에서 라인압을 전달받는 후진라인(R)은 리버스 입력 클러치(C4)와 직결되고 있는데, 이 후진라인(R)은 후진 클러치 방지밸브(54)와 연결되어 제어압으로 작용할 수 있도록 되어 있다.

또한 라인압라인(44)으로부터 갈라진 또다른 라인은 오버 드라이브 유닛밸브(56)를 경유하여 오버 드라이브 유닛 직결 클러치(C5)와 연결됨으로서 라인압을 공급할 수 있도록 되어 있다.

상기한 제1라인(L1)은 1-2속 시프트밸브(58)와 2-3속 시프트밸브(60) 그리고 3-4속 시프트밸브(62)와 4-5속 시프트밸브(64)로 순차적으로 유압을 공급하도록 유압라인을 이루고 있으며, 제2라인(L2)은 이들 시프트밸브(58, 60, 62, 64)의 밸브 스풀이 변위되었을때 작동압을 다른 포트를 통하여 보낼 수 있는 연결을 이루고 있다.

상기한 시프트밸브들(58, 60, 62, 64)은 각각 2ND 클러치밸브(66)와, 3RD 클러치밸브(68), 4TH 밴드밸브(70) 및 오버 드라이브 유닛밸브(56)와 연결되어 유압을 공급함으로서 밸브 스풀의 변위를 발생시켜 전진클러치(C2), 로우 리버스 클러치(B1), 2ND 클러치(B2), 3ND 클러치(C3), 4TH 밴드(B3), 오버런 전진 클러치(C1) 및 5TH 클러치(B4)를 작동 또는 해방시킬 수 있도록 되어 있다.

이러한 시프트밸브들은 3개의 솔레노이드밸브(S1, S2, S3)의 유로 개폐작용으로 밸브 스풀의 변위를 제어할 수 있도록 되어 있는데, 이때 발생되는 밸브 스풀의 변위에 의해 제1라인(L1)과 제2라인(L2)을 통하여 전달되는 유압이 각각의 클러치 및 밸브들을 선택적으로 작동시키게 된다.

이때 상기한 토오크 제어 조절밸브(50)는 클러치 작동압에 요구되는 유압을 조절하여 제어 스위치밸브(52)로 토오크 유압을 보내게 된다.

이들 밸브(50)(52)는 클러치 작동압 및 해방압이 공급되기 전에 토오크 제어유압으로 우선하여 클러치를 작동 또는 해방시킴으로서 변속감을 좋게 하기 위한 것인데, 이를 위하여 매뉴얼 밸브(46)로부터 이어지는 드라이브라인(72)를 전진 클러치(C2)에 직결시키고 있으며, 이 라인에서 분지관을 형성하여 토오크 제어 조절밸브(50)로 유압을 공급할 수 있도록 하고 있으며, 또 이 토오크 제어 조절밸브(5)의 제어를 위하여 솔레노이드밸브(S7)를 감압라인(48)에 연결하여 유압을 배출 또는 차단함으로서 밸브 스풀에 가해지는 힘을 조절하여 변위가 발생하도록 하고 있다.

그리고 제어 스위치밸브(52)는 토오크 제어 조절밸브(50)와 제어라인(74)으로 연결하여 이 제어압을 제1라인(L1)이나 제2라인(L2)으로 선택하여 보낼 수 있도록 하고 있는데, 이때 라인의 선택을 실현하기 위하여 감압밸브(42)에서 전달되는 유압을 제어 스위치밸브(52)의 밸브 스풀 우측으로 공급토록 하고 있으며, 이 공급압을 조절하기 위하여 솔레노이드밸브(S6)를 설치하여 유압을 배출하거나 차단토록 하고 있다.

상기한 토오크 제어 조절밸브(50)는 제2도에 도시한 바와 같이 밸브 바디 내측에 밸브 스풀이 직선이동할 수 있는 홈(H)이 횡으로 형성되어 있는데, 밸브 바디의 홈(H)에는 드라이브라인(72)으로부터 드라이브압을 공급받는 제1포트(76)와, 감압밸브(42)로부터 이어지는 감압라인(48)으로부터 유압을 공급받는 제2포트(78)와, 토오크압을 제어 스위치밸브(52)로 전달하는 제어라인(74)과 연통하는 제3포트(80)를 갖고 있다.

상기한 홈(H)내에서 직선이동하는 밸브 스풀(SV1)(SV2)은 제1탄성부재(82)로 탄지되어 상호간 거리가 가변될 수 있도록 되어 있으며, 밸브 스풀(SV1)는 제2탄성부재(84)에 의해 홈(H)내에서 탄지되어 제1탄성부재(82)의 탄성계수에 의해 일측으로 탄성력을 받도록 되어 있다.

본 실시예에서는 제1탄성부재(82)의 탄성계수를 제2탄성부재(84)의 탄성계수보다 큰 것을 사용하고 있는데, 이러한 탄성력의 관계에 의해 밸브 스풀(SV1)은 제1탄성부재(82)와 제2탄성부재(84)사이에서 좌우로 이동하게 된다.

상기한 밸브 스풀(SV1)은 제1포트(76)와 제3포트(80) 사이를 이동하여 포트개폐를 행하는 제1랜드(L10)와, 제2랜드(L11)를 갖고 있는데, 제2랜드(L11)는 밸브 바디에 형성된 2개의 배출포트(86, 88)를 개폐하기 위하여 형성된다.

상기한 제1랜드(L10)는 제2탄성부재(84)가 안정적으로 설치될 수 있도록 원통형을 갖는다.

그리고 또다른 밸브 스풀(SV2)은 제1탄성부재(82)에 의해 유압이 작용하지 않는 상태에서는 도면에서 보아 우측으로 이동한 상태를 유지하게 되는데, 이러한 상태에서 제2포트(78)를 통하여 유입되는 감압이 밸브 스풀(SV2)에 작용하여 변위시킬 수 있도록 하기 위하여 종단부에 돌기(90)를 형성하여 간격을 유지시키고 있다.

이 밸브 스풀(SV2)도 제1탄성부재(82)의 안정적 설치를 위하여 원통상으로 형성하여 내측으로 끼워지는 구조를 갖도록 하고 있다.

상기한 밸브 바디의 홈(H) 좌측 단부에는 제어라인(74)으로부터 유압을 공급받아 밸브 스풀(SV1)에 작용시키기 위하여 제4포트(92)를 형성하고 있는데, 이 제4포트(92)의 입구측에는 오리피스(94)가 형성되어 안정적으로 유압을 배출하거나 공급할 수 있도록 되어 있다.

상기한 제2포트(78)측에는 밸브 스풀(SV2)에 가해지는 유압을 배출시켜 유압을 조절하기 위하여 트랜스미션 제어유닛에 의해 제어되어 온 오프되는 솔레노이드밸브(S7)가 설치되어 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 압력제어 분배장치는, D레인지에서 오일펌프(30)에서 발생한 유압이 라인압라인(44)을 따라 토오크 컨버터(36)로 가고 일부의 라인압 유압은 감압밸브(42)와 오버 드라이브 유닛밸브(56)를 통하여 오버 드라이브 유닛 직결 클러치(C5)로 공급된다.

그리고 또다른 유압은 드라이브라인(72)을 통하여 1-2속 시프트밸브(58)와, 토오크 제어 조절밸브(50)로 공급됨과 동시에 전진 클러치(C2)로 직접 전달되어 이 클러치를 작동시키게 된다.

이때 감압밸브(42)로 공급된 유압은 이 밸브의 밸스 스풀이 우측으로 이동한 상태이기 때문에 감압라인(48)측으로 가는 유압은 공급량이 적어져 라인압보다 낮은 상태의 압력을 갖는 유체로 바뀌면서 각각 토오크 제어 조절밸브(50)와 제어 스위치밸브(52)로 가게 된다.

그러면 솔레노이드밸브(S7)는 온상태에서 오프상태로 되면서 배출되던 유압을 차단하게 되므로 토오크 제어 조절밸브(50)의 밸브 스풀(SV2)은 좌측으로 이동하게 되는데, 이 밸브 스풀(SV2)의 이동에 의해 제1탄성부재(82)가 압축력을 받게 되므로 이 압축력은 밸브 스풀(SV1)로 전달되어 이 밸브 스풀(SV1)을 탄성적으로 밀게 된다.

이때 제2탄성부재(84)는 제1탄성부재(82)보다 작은 탄성계수를 갖는 스프링으로 이루어져 있기 때문에 밸브 스풀(SV1)이 좌측으로 이동함에 의해 탄성적으로 압축된다.

이러한 작용으로 원통형상의 밸브 스풀(SV2)이 배출포트(88)를 차단하고, 또다른 밸브 스풀(SV1)의 랜드(L11)는 배출포트(86)의 좌측으로 위치함과 아울러 랜드(L10)는 제1포트(76)의 좌측으로 이동하게 되므로 제1포트(76)와 제3포트(80)가 개방상태를 이루게 된다.

그러면 드라이브라인(72)의 유압이 제1포트(76)와 제3포트(80)를 통하여 제어라인(74)으로 전달되면서 제3포트(80)의 개방면적에 따라 유압이 조절되어 제어 스위치밸브(52)로 공급된다.

이때 공급되는 토오크압은 클러치 작동에 요구되는 유압이 되는데, 이 토오크압은 솔레노이드밸브(S7)의 온 오프작용으로 밸브 스풀(SV2)에 작용하는 유압이 가변됨에 의해 제3포트(80)의 개방면적이 변화하게 되므로 차속도에 따라 비례적으로 가변된다.

따라서 본 발명에 의해 토오크 제어 조절밸브는, 변속시 토오크 변화에 따라서 변화에 따라서 적절히 유압을 가변시킬 수 있으므로 클러치 작동을 확실히 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 오일펌프에서 발생한 유압으로 전진과 후진속도에 비례하여 다수개의 클러치와 브레이크수단들을 제어함으로서 토오크 컨버터의 회전력을 각각의 기어 요소들로 선택적으로 전달하는 복수개의 변속밸브들을 포함하는 자동 변속기에 있어서, 드라이브압을 클러치 제어에 요구되는 압력으로 변환하면서 변속시 토오크 변화에 대하여 가변적으로 유압을 조절하기 위하여 밸브 바디내에 제1랜드(L10)와 제2랜드(L11)를 보유하는 밸브 스풀(SV1)과 원통상으로 이루어진 밸브 스풀(SV2)를 이동가능하게 설치하고, 이들 밸브 스풀(SV1, SV2)을 제1탄성부재(82)로 탄지함과 아울러 밸브 스풀(SV1)을 이보다 작은 탄성계수를 갖는 제2탄성부재(84)로 탄지하며, 상기한 밸브 바디에 드라이브압을 공급하는 제1포트(76)와, 감압라인(48)과 연통하는 제2포트(78)와, 제어 스위치밸브(52)로 유압을 공급하는 제3포트(80)를 형성한 자동변속기 유압제어 시스템의 토오크 제어 조절밸브.
2. 제1항에 있어서, 제2포트(28)의 유압을 트랜스밋션 제어유닛에 의해 제어되는 솔레노이드밸브(S7)로 조절함을 특징으로 하는 자동 변속기 유압제어 시스템의 토오크 제어 조절밸브.