CN109477593A - 线性电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种线性电磁阀。控制装置(20)具有：滑柱(11)，其利用向线圈(12)的通电而向轴线(X)方向的一方进行行程动作；弹簧(13)，其将滑柱(11)向轴线(X)方向的另一方推压；控制装置(20)，其对向线圈(11)的通电进行控制。控制装置(20)具有：判定部(201)，其判定滑柱(11)的异物去除动作是否开始；指令值设定部(202)，其设定向线圈(12)通电的电流的指令值(It)；高频脉动电流设定部(203)，其设定与指令值(It)重叠的高频脉动电流(Id)，若判定部(201)判定异物去除动作开始，高频脉动电流设定部(203)将高频脉动电流(Id)的振动频率(F)变更成比当前时刻的振动频率低的振动频率，指令值设定部(202)使重叠了变更后的振动频率(F)的指令值(It)周期性地增减。

Description

线性电磁阀
技术领域
本发明涉及线性电磁阀。
背景技术
在专利文献1中公开有在自动变速器的油压控制回路使用的双向线性电磁阀。
在该双向线性电磁阀中，利用在轴向上进退移动的滑柱对与油压回路连通的调压口的开口量进行控制，通过该调压口的开口量的控制，调节从调压口流入排放口的油的流量，由此对油压回路侧的油压进行调压。在这种线性电磁阀中，若异物(污泥等)在调压口的内部堆积，则滑柱的移动被异物阻碍，有可能不能适当地对油压进行调压。
因此，这种线性电磁阀的控制装置在检测到由异物的堆积引起的油压降低时，通过使滑柱以规定的方式动作(以下也记为异物去除动作)，将堆积的异物去除。
在实施该异物去除动作时，控制装置通过将电磁阀的励磁电流以预先设定的最大值和最小值各维持规定时间，使调压口在规定时间大大开口，此时，通过增大从调压口向排放口排出的油的流量，使堆积的异物与油一同从排放口排出。
但是，若使从排放口排出的油的量增加，则有可能使输出压大大降低，故而只能在即使输出压降低也不影响自动变速器的动作时才执行用于去除异物的动作模式。因此，在确认了异物去除的必要性的时刻，希望迅速地进行异物的去除。
专利文献1：(日本)特开2005-054970号公报
发明内容
本发明的线性电磁阀，具有：滑柱，其利用向线圈的通电而向轴向的一方进行行程动作；施力部件，其将所述滑柱向所述轴向的另一方推压；控制部，其对向所述线圈的通电进行控制，通过利用在所述轴向上进行行程动作的所述滑柱来调节从与油压回路连通的调压口将油排出的排出量，控制所述油压回路的油压，其中，所述控制部具有：判定部，其判定所述滑柱的异物去除动作是否开始；指令值设定部，其设定向所述线圈通电的电流的指令值；高频脉动电流设定部，其设定与所述电流的指令值重叠的高频脉动电流，若所述判定部判定所述异物去除动作开始，则所述高频脉动电流设定部将与所述电流的指令值重叠的所述高频脉动电流的振动频率变更成比当前时刻的振动频率低的振动频率，所述指令值设定部使重叠了变更后的振动频率的指令值周期性地增减。
根据本发明，若与指令值重叠的高频脉动电流的频率变更为比当前时刻的频率低的振动频率，则滑柱以比振动频率变更前长的周期在轴线X方向以小增量(小刻みに)振动。由此，振动频率变更后与变更前相比，滑柱的移动力增大。因此，能够以增大的滑柱的移动力将堆积的异物推出，故而能够更加可靠地进行堆积异物的去除。
附图说明
图1是说明调压阀的概略构成的图；
图2是说明实施异物去除动作时的处理的流程图；
图3是说明实施异物去除动作时的处理的流程图；
图4是说明向线圈通电的电流的指令值的输出波形和高频脉动电流的波形的图。
具体实施方式
以下，以对车辆用的自动变速器的油压回路100的油压进行调节的调压阀1的情况为例对本发明的实施方式进行说明。图1是说明由双向线性电磁阀构成的调压阀1的概略构成的图。
调压阀1具有：利用向线圈12的通电向轴线X方向的一方侧(图1的右侧)进行行程动作的滑柱11；将滑柱11向轴线X方向的另一方侧(图1的左侧)推压的弹簧13(施力部件)；对向线圈12的通电进行控制的控制装置20(控制部)。
调压阀1还具有与油压回路100连通的调压口15、将从调压口15流入的油排出的排放口16，该调压阀1是为了将油压回路100内的油OL的压力(以下也记为油压P)调压成所希望的压力而设置的。
在此，在该调压阀1，若通过线圈12的通电使滑柱11向远离调压口15的方向移动，则油压回路100内的油OL根据调压口15的开口量被向调压阀1侧排出，若向线圈12的通电结束，则滑柱11在弹簧13的作用力下移动到将调压口15关闭的位置，油OL从调压口15的排出结束。
通过切换向线圈12的通电、停止通电，调压阀1的滑柱11在轴线X方向上进退移动，控制装置20控制滑柱11的移动量和移动周期，调整油自调压口15的排出量，在油压回路100通流的油OL的压力(油压P)被调压成所希望的压力。
在此，滑柱11的移动量和移动周期由向线圈12通电的电流的指令值It决定，故而控制装置20若根据车辆的行驶状态等决定油压P的目标压力Pt，则以实现所决定的目标压力Pt的方式随时间控制向线圈12通电的电流的指令值It。
在调压阀1，由于利用通过向线圈12的通电而产生的磁力进行滑柱11向轴线X方向的一方侧的移动，故而油等中包含的金属粉末等异物被残留的磁力吸引而堆积在调压口15的内部及周围。该堆积的异物会阻碍滑柱11向轴线X方向的移动、滑柱11对调压口15的关闭，该情况下，阻碍向目标压力Pt的调压。
因此，作为基于控制装置20的滑柱11的动作模式之一，在产生了由异物的堆积引起的调压不良的情况下准备为了将堆积的异物去除而使滑柱11进行行程动作的动作模式(异物去除动作)。
控制装置20具有判定异物去除动作是否开始的判定部201、设定向线圈12通电的电流的指令值It的指令值设定部202、设定与电流的指令值It重叠的高频脉动电流Id的高频脉动电流设定部203。
以下，对基于控制装置20的滑柱11的异物去除动作进行说明。图2、3是说明实施异物去除动作时的控制装置20的处理的流程图。图4是说明在异物去除动作时，向线圈12通电的电流的指令值It的输出波形、与指令值It重叠的高频脉动电流的波形的图。图4(a)是说明在允许油压P降低的状态下进行异物去除动作时的电流的指令值It的输出波形的图，图4(b)是说明在不允许油压P降低的状态下进行异物去除动作时的电流的指令值It的输出波形的图。图4(c)～(e)是说明在不允许油压P降低的状态下进行异物去除动作时的高频脉动电流Id的调整的图，图4(c)说明使高频脉动电流Id的振动频率变化的情况，图4(d)说明使振幅变化的情况，图4(e)说明使振动频率和振幅双方变化的情况。
用于滑柱11进行的异物去除动作(异物去除动作)的一系列处理(图2、图3)，在基于控制装置20的通常的滑柱11的动作控制期间，在判定部201判断为需要滑柱11进行的异物去除动作的情况下进行。在步骤S101中，判定部201判定滑柱11进行的异物去除动作是否开始。具体地，判定部201算出油压回路100内的油OL的实际压力Pr与油OL的压力的目标值(目标压Pt)的差ΔP(＝Pt－Pr)，在算出的差ΔP为用于判定异物去除动作开始的阈值Th1以上的情况下，判定异物去除动作开始。
在此，若因堆积的异物阻碍了滑柱11的移动，调压口15的关闭被阻碍或被延迟，则在油压回路100流通的油OL的实际压力Pr下降，实际压力Pr与目标压Pt的差ΔP变大。因此，在实施方式中，在压力自目标压Pt的降低量(差ΔP)为阈值Th1以上的时刻判定异物去除动作开始。
若判定异物去除动作开始(步骤S101为“是”)，在步骤S102中，指令值设定部202将向线圈12通电的电流的指令值It以实施滑柱11的异物去除动作时的方式输出。
在此，使用图3的流程图对该步骤S102进行详细说明。如图3所示，若滑柱11的异物去除动作开始，则在步骤S201中，判定部201确认是否为允许油压回路100的油压P降低的状态。
例如，如调压阀1调压后的油压回路100的油压P未被用于自动变速器的摩擦联接元件的联接的情况、搭载有自动变速器的车辆在发动机驱动的状态下停止的情况那样，油压回路100的油压P降低不对自动变速器的动作造成影响的情况下，判断为允许油压P降低。另外，如车辆行驶中那样地，在油压回路100的油压P的降低对自动变速器的动作产生影响的状态的情况下，判定为不允许油压P降低。
在不允许油压P降低的情况(步骤S201为“否”)下，在步骤S202中，高频脉动电流设定部203设定与对线圈12通电的电流的指令值It重叠的高频脉动电流Id。
具体地，高频脉动电流设定部203实施如下步骤的任一种：
(A)将周期性地反复增减的高频脉动电流Id(参照图4(b))的振动频率F变更为比当前时刻的频率低的振动频率(图4(c)：F1→F2)；
(B)使周期性地反复增减的高频脉动电流Id的振幅W比当前时刻的振幅大(图4(d)：W1→W2)；
(C)进行振动频率F向比当前时刻的频率低的振动频率的变更、和振幅W向比当前时刻的振幅大的振幅的变更(图4(e)：F1→F2、W1→W2)，
设定振动频率F、振幅W的至少一方与当前时刻的高频脉动电流Id不同的变更后的高频脉动电流Id。
接着在步骤203中，指令值设定部202一边使重叠了所述变更后的振动频率的指令值It周期性地增减，一边对线圈12进行通电。
由此，向线圈12通电的电流的指令值It的输出波形为小增量(小刻みに)振动并且在规定范围R内以规定周期f交替地反复增大、减小的波形(参照图4(b))。
在此，在与指令值It重叠的高频脉动电流Id的振动频率F变更为比当前时刻的频率低的振动频率的情况下(参照图4(c))，滑柱11以比振动频率变更前长的周期在轴线X方向上小增量地振动。这样，在以相同的指令值It使滑柱11进行行程动作的情况下，振动频率变低后，与变更前相比，滑柱11的移动力增大。因此，能够以增大后的滑柱的移动力将堆积的异物推出，故而能够更加可靠地进行堆积异物的去除。
另外，在高频脉动电流Id的振幅W变更为比当前时刻的振幅大的振幅的情况下(参照图4(d))，指令值It的变动幅度能够在不使滑柱11移动的范围内增大。因此，滑柱11以比振幅变更前大的力在轴线X方向上小增量地振动。由此，使滑柱11移动时的阻力(滑动阻力)减小，故而在以相同的指令值It使滑柱11进行行程动作的情况下，变成大振幅后与变更前相比，滑柱11的移动力增大。因此，能够以增大后的滑柱的移动力将堆积的异物推出，故而能够更加可靠地进行堆积异物的去除。
另外，高频脉动电流Id的振动频率F和振幅W双方分别变更为低振动频率和大振幅的情况下(参照图4(e))，受到振动频率的变更和振幅变更双方的影响而使滑柱的移动力增大。因此，能够以增大的滑柱的移动力将堆积的异物推出，故而能够更加可靠地进行堆积异物的去除。
另外，在实施方式中，一边使重叠了变更后的高频脉动电流Id的指令值It在规定范围R内周期性地增减一边对线圈12进行通电(参照图4(b))。
而且，规定该指令值It的上限和下限的规定范围R考虑油OL自排放口16的排出量，设定在调压阀1调压后的油压P不小于在该时刻必须的油压的可允许的下限值的范围。在实施方式中，基于模拟及试验结果，规定每个调压后的油压的目标值(油压P)的规定范围R，指令值设定部202在步骤S203使指令值It周期性地变动时，从未图示的存储部读取根据该时刻的调压后的油压的目标值(油压P)决定的一个规定范围R，使指令值It在读取的规定范围R内变动。
因此，即使在不允许油压P降低的情况下，也能够确保必要最小限的油压P，并且进行滑柱11的异物去除动作，故而能够迅速消除异物引起的油压降低造成的异常状态。
另一方面，在上述步骤201中，在允许油压P降低的情况下(在步骤S201为“是”)，在步骤S204中，指令值设定部202将对线圈通电的电流的指令值It每隔规定时间交替重复指令值的最大值I_max和最小值I_min，同时对线圈12进行通电。由此，对线圈12通电的电流的指令值It的输出波形成为每隔规定时间交替重复最大值I_max和最小值I_min的波形(参照图4(a))。
在允许油压P降低的情况下，即使调压阀1调压后的油压P降低也没有问题，故而为了使滑柱11的移动量最大，将对线圈通电的电流的指令值It每隔规定时间交替地重复指令值的最大值I_max和最小值I_min。
返回图2的流程图，步骤S102的滑柱的异物去除动作以与是否允许油压P降低对应的不同方式实施的话，在步骤S103中，判定部201确认在油压回路100流通的油OL的实际压力Pr(实际油压)与油压的目标压Pt的差ΔP是否小于阈值Th1。这是因为，若通过滑柱11的异物去除动作将堆积的异物去除，则油压回路100内的油压P上升，差ΔP减小。
而且，在差ΔP小于阈值Th1的情况下，由于堆积的异物的去除完成，故而结束图2的异物去除动作的处理。
另一方面，在差ΔP不小于阈值Th1的情况下(在步骤S103为“否”)，堆积异物的去除未完成。该情况下，在步骤S105中，判定部201确认油压回路100内的油压P与油压P的目标压力Pt的差ΔP是否在判定油压回路100异常的故障阈值Th2以上。
油压的降低也可能不由堆积的异物引起，故而在实施方式中，通过与用于判定是否为油压回路100中的明显异常的故障阈值Th2比较，确认油压P的降低是否为油压回路100的明显异常，以防万一。
因此，在差ΔP为故障阈值Th2以上的情况下(在步骤S104为“是”)，移至步骤S105的处理，判定部201进行用于告知油压回路100的异常的故障处理。由此，例如仪表板内的警告灯(未图示)等以用于告知异常的方式动作。
另一方面，在差ΔP小于故障阈值Th2的情况下(在步骤S104为“否”)，返回步骤S103的处理。由此，在直至差ΔP小于阈值Th1(在步骤S103为“是”)或者差ΔP为故障阈值Th2以上(在步骤S104为“是”)的期间，反复进行步骤S103和步骤S104的处理。
因此，在步骤S103和步骤S104的处理反复进行的中途，通过滑柱11的异物去除动作将堆积的异物去除时，结束图2的处理。
如上所述，在实施方式中，
(1)调压阀1(线性电磁阀)具有：滑柱11，其通过向线圈12通电而向轴线X方向的一方侧进行行程动作；弹簧13(施力部件)，其将滑柱11向轴线X方向的另一侧推压；控制装置20(控制部)，其控制向线圈12的通电，通过由在轴线X方向上进行行程动作的滑柱11来调节从与油压回路100连通的调压口15排出油OL的排出量，控制油压回路100侧的油OL的压力(油压P)，其中，
控制装置20具有：判定部201，其判定滑柱11的异物去除动作是否开始；指令值设定部202，其设定对线圈12通电的电流的指令值It；高频脉动电流设定部203，其设定与电流的指令值It重叠的高频脉动电流Id，
若判定部201判定异物去除动作开始，则高频脉动电流设定部203将与指令值It重叠的高频脉动电流Id的振动频率F变更为比当前时刻的频率低的振动频率，
指令值设定部202使重叠了变更后的振动频率F的指令值It周期性地增减。
通过这样构成，若与指令值It重叠的高频脉动电流Id的振动频率F变更为比当前时刻的频率低的振动频率，则滑柱11以比振动频率变更前长的周期，在轴线X方向上小增幅地振动。由此，振动频率F变更后，与变更前相比，滑柱11的移动力增大。因此，能够以增大的滑柱11的移动力例如将在调压口15及其周围堆积的异物推出，故而能够更加可靠地进行堆积异物的去除。另外，由于不改变滑柱11的调压点，仅增大滑柱11的移动力，故而能够不改变调压阀1调压后的油压回路100的油压P而进行堆积异物的去除。
(2)指令值设定部202在判定部201判定异物去除动作开始时，将重叠了变更后的振动频率F的指令值It在该指令值It的最大值I_max和最小值I_min之间的规定范围R内周期性地增减。
通过这样构成，若使指令值It在规定范围R内周期性地变化，则在该变化的范围内，能够使滑柱11顺畅地进行行程动作。由此，与在最大值I_max与最小值I_min之间交替地切换指令值It的情况相比，能够抑制从调压口15排出的油OL的油量，故而在滑柱11的异物去除动作时，能够防止油压回路100内的油压P急剧降低至小于该时刻允许的最小压。由此，通过适当地设定规定范围R，在以调压阀1调压的油压回路100内的油压P驱动自动变速器期间，也能够将油压回路100内的油OL的油压P不降低至在该时刻可共用的最小压，能够利用滑柱11进行异物去除动作。
(3)规定范围R基于在以重叠了振动频率F及/或振幅W变更后的高频脉动电流Id的指令值It驱动滑柱11时，油OL自调压口15的排出量、即能够以该时刻允许的最小压以上的油压保持油压回路100侧的油OL的压力(油压P)的排出量来设定。
这样，即使在不允许油压P降低的情况下，也能够确保必要最小限的油压，并且进行滑柱11的异物去除动作，故而能够迅速地消除异物引起的油压降低。
(4)指令值设定部202在将重叠了振动频率F及/或振幅W变更后的高频脉动电流Id的指令值It以恒定值保持了规定时间之后，在该指令值的最大值I_max和最小值I_min之间的规定范围R内使指令值It周期性地增减(参照图4(b))。
通过以重叠了振动频率F及/或振幅W变更后的高频脉动电流Id的指令值It保持一定时间，在使指令值It周期性地增减之前，能够形成为使滑柱11小增量地振动的状态。由此，能够将指令值It开始增减时刻的滑柱11的移动力设为最大，故而能够以最大化的滑柱的移动力将堆积的异物推出。
判定部201在判定异物去除动作开始时，确认是否允许油压P降低，
指令值设定部202在不允许油压P降低的情况下，在使重叠了变更后的振动频率F的指令值It在该指令值It的最大值I_max与最小值I_min之间的规定范围R内周期性地增减，在允许油压P降低的情况下，使指令值It每隔规定时间交替重复该指令值It的最大值I_max和最小值I_min。
通过这样构成，如调压后的油压回路100的油OL的压力(油压P)未用于自动变速器的摩擦联接元件的联接的情况、以搭载有自动变速器的车辆在驱动发动机的状态下停止的情况那样，油压回路100的油压P降低不对自动变速器的动作造成影响的情况下，判定为允许油压P降低，使滑柱11的移动量最大，实施堆积异物的去除。另外，如车辆行驶中那样，在油压回路100的油OL的压力(油压P)的降低对自动变速器的动作造成影响的情况下，判定为不允许油压P降低，使滑柱11的移动力最大，实施堆积异物的去除。因此，在判定部201判定异物去除动作开始时，根据该时刻的油压P的利用状态(通过调压阀1调压的油压P的利用状态)选择适当的滑柱11的驱动方式，进行堆积异物的去除。
另外，在允许油压回路100侧的油OL的压力(油压P)降低的情况下，每隔规定时间交替地重复最大值I_max和最小值I_min时的指令值It既可以为重叠了振动频率F及/或振幅W变更后的高频脉动电流Id的指令值It，也可以为不重叠振动频率F及/或振幅W变更后的高频脉动电流Id的指令值It。

Claims (5)

1.一种线性电磁阀，具有：
滑柱，其利用向线圈的通电而向轴向的一方进行行程动作；
施力部件，其将所述滑柱向所述轴向的另一方推压；
控制部，其对向所述线圈的通电进行控制，
通过利用在所述轴向上进行行程动作的所述滑柱来调节从与油压回路连通的调压口将油排出的排出量，控制所述油压回路的油压，其中，
所述控制部具有：判定部，其判定所述滑柱的异物去除动作是否开始；指令值设定部，其设定向所述线圈通电的电流的指令值；高频脉动电流设定部，其设定与所述电流的指令值重叠的高频脉动电流，
若所述判定部判定所述异物去除动作开始，则所述高频脉动电流设定部将与所述电流的指令值重叠的所述高频脉动电流的振动频率变更成比当前时刻的振动频率低的振动频率，
所述指令值设定部使重叠了变更后的振动频率的指令值周期性地增减。
2.如权利要求1所述的线性电磁阀，其中，
所述指令值设定部在所述判定部判定所述异物去除动作开始时，使重叠了所述变更后的振动频率的指令值在该指令值的最大值与最小值之间的规定范围内周期性地增减。
3.如权利要求2所述的线性电磁阀，其中，
所述规定范围在以重叠了所述变更后的振动频率的指令值驱动所述滑柱时，基于从所述调压口将所述油排出的排出量、即能够将所述油压回路的油压保持在此时允许的最小油压以上的排出量来设定。
4.如权利要求2或3所述的线性电磁阀，其中，
所述指令值设定部将重叠了所述变更后的振动频率的指令值保持了规定时间之后，使其在该指令值的最大值与最小值之间的所述规定范围内周期性地增减。
5.如权利要求2～4中任一项所述的线性电磁阀，其中，
所述判定部确认是否允许所述油压回路的油压降低，
所述指令值设定部在不允许所述油压回路的油压降低的情况下，使重叠了所述变更后的振动频率的指令值在该指令值的最大值与最小值之间的所述规定范围内周期性地增减，
在允许所述油压回路的油压降低的情况下，使所述电流的指令值以该指令值的最大值和最小值每隔规定时间交替地重复。
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