KR100279423B1 - 차량용 자동변속기 유압제어시스템의 매뉴얼 밸브 - Google Patents

Abstract

중립(N) 및 후진(R)레인지에서 유압 해제가 신속하게 이루어져 마찰부재의 마모를 방지하며, 파킹 레인지에서 토오크 컨버터로 윤활 유압이 공급되도록 하여 자동 변속기의 내부 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 본 발명의 차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브를 제공할 목적으로;

오일펌프로부터 생성된 유압으로 전, 후진 속도에 비례하여 다수개의 마찰부재를 제어함으로써, 토크 컨버터의 회전력을 각각의 기어요소들로 선택적으로 전달하는 복수개의 밸브들을 포함하는 자동변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

오일펌프와 연통되는 제1포트의 유압이 3개의 랜드를 보유하는 밸브 스풀의 위치에 따라 선택적으로 각 변속단의 유로가 이루어지되, 전진에 사용된 유압이 밸브수풀의 중간부로부터 머리부로 형성되고 그 전후단에 제1,2 배출공이 형성되는 배출로를 통해 배출될 수 있도록 형성함을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브를 제공한다.

Description

차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브

본 발명은 차량용 자동변속기에 적용되는 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그 구성을 간단히 함은 물론 중립(N) 및 후진(R)레인지에서 유압 해제가 신속하게 이루어져 마찰부재의 마모를 방지하고, 파킹 레인지에서 토오크 컨버터로 윤활 유압이 공급되도록 하여 자동변속기의 내부 손상을 방지할 수 있도록 한 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브에 관한 것이다.

예컨데, 차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 유성기어셋트와, 차량의 주행상태에 따라 유성기어셋트의 작동요소 중 적어도 하나 이상을 선택하여 작동시키는 마찰요소를 유압 제어할 수 있는 유압 제어시스템을 포함하고 있다.

상기한 자동 변속기의 유압 제어시스템은, 오일펌프로부터 발생된 유압을 제어밸브를 통하여 마찰요소를 선택하여 작동시킴으로써, 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속이 자동적으로 행하여질 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.

이러한 유압 제어시스템의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 1에서와 같이, 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환하여 변속기 측으로 전달하는 토오크 컨버터(2)와, 이 토오크 컨버터 및 변속단 제어에 필요한 오일과 윤활에 필요한 오일을 생성하여 토출하는 오일펌프(4)를 포함한다.

상기한 오일펌프(4)로부터 생성되는 유압이 흐르는 관로(6)에는 이 관로를 따라 흐르는 오일을 일정한 압력으로 만드는 압력조절밸브(8)와, 토오크 컨버터 및 윤활용 오일의 압을 일정하게 조절하는 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(10), 그리고 토오크 컨버터의 동력전달 효율을 높여주기 위한 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)들이 연결된다.

그리고 오일펌프(4)로부터 생성되는 일부의 오일은, 라인압보다 항시 낮은 압을 유지할 수 있도록 하는 리듀싱 밸브(14)와, 운전석에 있는 셀렉터 레버의 위치에 따라 연동하면서 유로를 절환하는 매뉴얼 밸브(16)로 공급되고, 상기 리듀싱 밸브(14)에서 감압된 일정한 유압은 제1 압력제어밸브(18) 및 제2 압력제어 밸브(20)로 공급되어 변속단 제어압으로 사용된다.

상기 제1,2 압력제어밸브(18)(20)로 공급되는 유압의 일부는 중립 레인지에서 후진 레인지로 모드 변경시 변속충격을 줄여주는 N-R 컨트롤 밸브(22)로 공급되고, 상기한 매뉴얼 밸브(16)가 주행(D) 레인지에 있을때 유압이 흐르는 관로(24)에, 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 온/오프 제어되는 제1 솔레노이드 밸브(S1) 및 제2 솔레노이드 밸브(S2)의 작용으로 유로를 절환하는 시프트 컨트롤 밸브(26)가 연통되어 상기한 매뉴얼 밸브(16)와 함께 수동 및 자동 변속 컨트롤이 이루어진다.

그리고 상기 시프트 컨트롤 밸브(26)에는 2속 관로(28), 3속 관로(30), 4속 관로(32)가 연결되는데, 상기 관로(24)상에는 1속 관로(34)가 분지되어 상기 제1,2 압력 제어밸브(18)(20)로 라인압을 공급하며, 이들 제1,2 압력 제어밸브(18)(20)는 제3,4 솔레노이드 밸브(S3)(S4)에 의하여 유로가 절환되어 제1 압력 제어밸브(18)는 변속 제어중에 마찰요소에 제어압을 공급하고, 제2 압력 제어밸브(20)는 1속단의 입력요소로 작용하는 리어 클러치(C1)에 드라이브 압을 공급한다.

그리고 시프트 컨트롤 밸브(26)의 2속 관로(28)는 1-2 시프트 밸브(36)의 좌측단 포트로 공급되어 이 밸브를 제어하고, 3속 관로(30)는 2개의 관로(38)(40)로 분기되어 제1 분기관로(38)는 관로는 2-3/4-3 시프트 밸브(42)의 좌측단 포트로 공급되어 밸브를 제어하며, 제2 분기관로(40)는 그 말단부가 분기되어 컨트롤 스위치 밸브(44)와 하이-로우 압력밸브(46)로 유압을 공급한다.

또한, 4속 관로(32)는 리어 클러치 해방밸브(48)의 좌측단 포트와 2-3/4-3 시프트 밸브(42)의 우측단과 연통되어 이들 밸브를 제어하며, 상기 유압 분배수단의 일부 밸브와 적어도 2개의 마찰요소 사이에는 트랜스밋션 제어유닛의 작동 불능 또는 유압 분배수단을 형성하는 상기 각 밸브들에서 스틱현상이 발생되었을 때, 가장 이상적인 변속단으로 페일 세이프 기능을 수행하도록 하는 안전수단으로서의 페일 세이프 밸브(50)가 배치된다.

상기한 매뉴얼 밸브(16)에는 타이밍 제어관로(52)가 연결되어 이의 관로를 따라 흐르는 유압을 컨트롤 스위치 밸브(44)의 제어압으로 사용하며, 이의 타이밍 제어관로(52)상에 배치되는 제5 솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 제어된다.

그리고 매뉴얼 밸브(16)가 후진(R) 레인지에 있을때 후진 제1 제어관로(54)로 공급되는 유압은 리어 클러치 해방밸브(48)와 2-3/4-3 시프트 밸브(42)를 통해 프론트 클러치(C4)로 유압을 공급할 수 있도록 함과 동시에 후진 제2 제어관로(256)로 공급되는 유압이 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하여 후진 변속단에서 반력요소로 작용하는 로우-리버스 브레이크(C5)로 유압을 공급하며, 프론트 클러치(C4)로 공급되는 유압의 일부가 킥 다운 서어보(C2)의 해제측 쳄버(h2)로 동시에 공급될 수 있도록 하고 있다.

또한, 컨트롤 스위치 밸브(44)로 3속압을 공급하는 3속 관로(30)의 제2 분기관로(40)상에 엔드 클러치(C3) 작동압에 의하여 제어될 수 있는 엔드 클러치 밸브(60)를 배치하였다.

상기에서 컨트롤 스위치 밸브(44)는 제5 솔레노이드 밸브(S5)에 의하여 제어되면서 시프트 컨트롤 밸브(26)의 2속 라인(28)압을 2,3,4속에서 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1)로 공급함과 동시에 1-2 시프트 밸브(36)를 경유하는 제1 압력 제어밸브(18)의 제어압을 공급받아 킥 다운 서어보(C2)의 작동측 쳄버(h1) 또는 엔드 클러치(C3)로 공급하는 기능을 갖는다.

이러한 유압 제어시스템에 적용되는 매뉴얼 밸브를 형성함에 있어서 종래에는 도5 (A)에서와 같이, 다수의 포트를 보유하는 밸브보디와, 이의 밸브보디 내부에서 셀렉트 레버에 연동되면서 이동하는 밸브스풀을 포함하여 이루어진다.

상기에서 밸브보디는 오일펌프(2)와 연통되는 제1포트(202)와, 드라이브압 관로 및 후진압 관로를 통해 압력 조절밸브(8)와 연통되는 제2포트(204) 및 제3포트(206), 그리고 상기 제1포트(202)로 공급되는 라인압을 "D" 레인지에서 시프트 컨트롤 밸브(26) 및 압력 제어밸브(18)(20)로 공급하는 제4포트(208)와, "R" 레인지에서 후진압을 공급하는 제5포트(210)를 보유하고 있으며, 상기 제3,5포트(206)(210)의 외측으로 제1,2 배출포트(EX1)(EX2)을 갖고 있다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 일측단에 셀렉트 레버에 연결되는 머리부(212)를 두고 그 타측으로 제1,2,3랜드(214)(216)(218)을 보유하되, 상기의 제1랜드(214)는 제2랜드(216)와 함께 선택적으로 제1포트(202)를 제2포트(204) 또는 제2, 4포트(204)(208)와 연통시키며, 제2랜드(216)는 제3 랜드(218)와 함께 선택적으로 제1포트(202)를 제2포트(204) 또는 제3, 5 포트(206)(210)와 연통시키게 된다.

또한, 상기의 제3랜드(218)는 중앙부에 둘레홈(220)이 형성되고 그 중심부에 원주방향으로 통공(224)이 형성되어 상기 제1랜드(214)로부터 제3랜드(218)의 말단부까지 형성되는 배출로(226)와 직교상태로 관통되어 상기 제1랜드(214)와 제2랜드(216) 사이로 형성되는 배출공(228)을 통해 배출로(226)로 유입되는 유압을 제3,4포트(206)(210)으로 공급하거나 제1 배출포트(EX1)을 통해 배출시킬 수 있도록 하였다.

그리고 상기 배출로(226)의 말단 개구부에는 이를 폐쇄할 수 있는 캡(230)를 삽입시킨 상태에서 고정핀(232)로 고정시키는 구성을 갖는다.

이에 따라 도5의 (A)(B)에서와 같이, "N" 레인지에서는 제1포트(202)가 제2포트(204)와 연통되고, "D", "2", "L" 레인지에서는 제1포트(202)가 제2,4포트(204)(208)와 연통되며, "R" 레인지에서는 제1포트(202)가 제2,3,5포트(204)(206)(210)와 연통되면서 오일펌프로부터 공급되는 유압을 각 포트로 공급하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 매뉴얼 밸브에 있어서는 "N" 또는 "R" 레인지시 제3랜드가 도5의 (A)(B)에서와 같이, 제3랜드(218)의 통공(220)이 제3,5포트(206)(210)의 중앙부에 위치하는 것이 아니라 일측으로 편심된 상태로 위치하게 되는 바, 유압 해제가 신속하게 이루어지지 않아 마찰요소를 마모시키는 결과를 초래하여 내구성을 저하시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명자는 상기의 종래 문제점이 밸브스풀의 내부로 형성되는 배출로의 위치와 이의 말단부를 폐쇄하기 위한 구조에 의한 것이라는 데에 착안하여 중립(N) 및 후진(R)레인지에서 유압 해제가 신속하게 이루어져 마찰부재의 마모를 방지하며, 파킹 레인지에서 토오크 컨버터로 윤활 유압이 공급되도록 하여 자동 변속기의 내부 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 본 발명의 차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브를 제공한다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 오일펌프로부터 생성된 유압으로 전, 후진 속도에 비례하여 다수개의 마찰부재를 제어함으로써, 토크 컨버터의 회전력을 각각의 기어요소들로 선택적으로 전달하는 복수개의 밸브들을 포함하는 자동변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

오일펌프와 연통되는 제1포트의 유압이 3개의 랜드를 보유하는 밸브스풀의 위치에 따라 선택적으로 각 변속단의 유로가 이루어지되, 전진에 사용된 유압이 밸브수풀의 중간부로부터 머리부로 형성되고 그 전후단에 제1,2 배출공이 형성되는 배출로를 통해 배출될 수 있도록 형성함을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브를 제공한다.

도 1은 본 발명의 적용부위를 나타내기 위한 자동 변속기 유압 제어시스템의 일예를 보인 도면.

도 2는 본 발명에 의한 매뉴얼 밸브의 중립레인지에서의 유압 흐름상태도.

도 3은 본 발명에 의한 매뉴얼 밸브의 후진레인지에서의 유압 흐름상태도.

도 4는 본 발명에 의한 매뉴얼 밸브의 파킹레인지에서의 유압 흐름상태도.

도 5의 (a)는 종래 매뉴얼 밸브의 중립레인지에서의 유압 흐름상태도.

도 5의 (b)는 종래 매뉴얼 밸브의 후진레인지에서의 유압 흐름상태도이다.

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

도 2는 중립 레인지에서의 매뉴얼 밸브 구성도로서, 매뉴얼 밸브(16)는 다수의 포트가 형성되는 밸브보디와, 이의 밸브보디 내에서 좌우 이동되면서 유로를 면환시키는 밸브스풀을 포함하여 이루어진다.

상기에서 밸브보디는 오일펌프(2)와 연통되는 제1포트(102)와, 드라이브압 관로 및 후진압 관로를 통해 압력 조절밸브(8)와 연통되는 제2포트(104) 및 제3포트(106), 그리고 상기 제1포트(102)로 공급되는 라인압을 "D" 레인지에서 시프트 컨트롤 밸브(26) 및 압력 제어밸브(18)(20)로 공급하는 제4포트(108)와, "R" 레인지에서 후진압을 공급하는 제5포트(110)를 보유하고 있으며, 상기 제3,5포트(106)(110)의 외측으로 제1,2 배출포트(EX1)(EX2)를 보유하고 있다.

그리고 상기 밸브보디에 내장되는 밸브스풀은 일측단에 셀렉트 레버에 연결되는 머리부(112)를 두고 그 타측으로 제1,2,3랜드(114)(116)(118)을 보유하되, 상기의 제1랜드(114)는 제2랜드(116)와 함께 선택적으로 제1포트(102)를 제2포트(104) 또는 제2, 4포트(104)(108)와 연통시키며, 제2랜드(116)는 제3 랜드(118)와 함께 선택적으로 제1포트(102)를 제2포트(104) 또는 제3, 5 포트(106)(110)와 연통시키게 된다.

또한, 상기 밸브스풀의 내부에는 제2랜드(114)로부터 시작하여 머리부(112)의 말단부까지 개구되는 배출로(120)가 형성되어 이의 배출로(120)는 머리부(112)부분에서 핀(122)으로 고정되는 캡(124)에 의하여 폐쇄되며, 이 배출로(120)의 전후단부에는 각각 제1,2배출공(126)(128)이 형성되는데, 상기 제1 배출공(126)은 제1랜드(114)와 제2랜드(114)의 사이에 형성되고, 제2 배출공(128)은 "P" 레인지에서만 밸브보디에 의하여 폐쇄될 수 있는 위치의 캡(124) 전방에 형성된다.

이에 따라 "N" 레인지에서는 도 2에서와 같이, 제1포트(102)가 제2포트(104)와 연통되고, "D", "2", "L" 레인지에서는 제1포트(102)가 제2,4포트(104)(108)와 연통된다.

이때 제4포트(108)를 통해 시프트 컨트롤 밸브(26)와 제1,2압력조절밸브(18)(20)로 공급되었던 유압은 제1 배출공(126)과 배출로(120), 그리고 제2 배출공(128)을 통해 배출이 이루어지게 되는데, 이의 유압 해제과정을 방해하는 요소가 전혀 없기 때문에 신속하고 용이하게 배출이 이루어지게 된다.

그리고 "R" 레인지에서는 도 3에서와 같이, 제1포트(102)가 제2,3,5포트(104)(106)(110)와 연통되면서 오일펌프로부터 공급되는 유압을 각 포트로 공급하게 된다.

이때, 제2포트(104)와 제4포트(108)를 통해 압력조절밸브(8)과, 시프트 컨트롤 밸브(26) 및 제1,2 압력조절밸브(18)(20)으로 공급되었던 유압은 제1 배출공(126)과 배출로(120), 그리고 제2 배출공(128)을 통해 배출이 이루어지게 되는데, 이의 유압 해제과정을 방해하는 요소가 전혀 없기 때문에 신속하고 용이하게 배출이 이루어지게 된다.

상기와 같이 "N", "R" 레인지에서 해제 유압이 신속하게 배출되면 작동이 해제되는 마찰부재에 잔압이 존재하지 않게 됨으로써, 이의 마모를 미연에 방지할 수 있게 된다.

그리고 파킹(P) 레인지에서는 도 4에서와 같이, 제1포트(102)가 제2포트(104)와 연통되면서 이의 유압이 압력조절밸브(8)로 공급되는 바, 압력조절밸브(8)가 이의 유압에 의하여 제어되면서 오일펌프(4)로부터 공급되는 유압이 압력조절밸브와 토오크 컨버터 컨트롤 밸브(10), 그리고 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)를 통해 토오크 컨버터(2)로 공급되어 윤활작용을 하게 된다.

상기와 같이 파킹(P) 레인지에서 윤활압이 토오크 컨버터(2)로 공급되면, 장기간 파킹(P)레인지에서 아이들 운전을 하여도 자동 변속기에는 아무런 영향을 미치지 않게 되어 결과적으로는 자동 변속기의 내구성을 크게 향상시키게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 중립(N) 및 후진(R)레인지에서 유압 해제가 신속하게 이루어져 마찰부재의 마모를 방지하며, 파킹 레인지에서 토오크 컨버터로 윤활 유압이 공급되도록 하여 자동 변속기의 내부 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 오일펌프로부터 생성된 유압으로 전, 후진 속도에 비례하여 다수개의 마찰부재를 제어함으로써, 토오크 컨버터의 회전력을 각각의 기어요소들로 선택적으로 전달하는 복수개의 밸브들을 포함하는 자동변속기의 유압 제어시스템에 있어서,

   오일펌프와 연통되는 제1포트와, 드라이브압 관로 및 후진압 관로를 통해 압력 조절밸브와 연통되는 제2포트 및 제3포트, 그리고 상기 제1포트로 공급되는 라인압을 "D" 레인지에서 시프트 컨트롤 밸브 및 압력 제어밸브로 공급하는 제4포트와, "R" 레인지에서 후진압을 공급하는 제5포트를 보유하고 있으며, 상기 제3,5포트의 외측으로 제1,2 배출포트를 보유하는 밸브보디와;

   일측단에 셀렉트 레버에 연결되는 머리부를 두고 그 타측으로 제1,2,3랜드를 보유하되, 상기의 제1랜드는 제2랜드와 함께 선택적으로 제1포트를 제2포트 또는 제2, 4포트와 연통시키며, 제2랜드는 제3 랜드와 함께 선택적으로 제1포트를 제2포트 또는 제3, 5 포트와 연통시키고, 그 내부에는 제2랜드로부터 시작하여 머리부의 말단부까지 개구되어 머리부 부분에서 핀으로 고정되는 캡에 의하여 폐쇄되며 그 전후측단에 제1,2 배출공을 갖는 밸브스풀과;

   를 포함하여 이루어지는 차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 배출로의 제1배출공은 제1랜드와 제2랜드의 사이에 형성되고, 제2 배출공은 "P" 레인지에서만 밸브보디에 의하여 폐쇄될 수 있는 위치의 캡 전방에 형성됨을 특징으로 하는 차량용 자동변속기 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브.

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