JP2003021229A - 油圧回路の圧力レベルの調整のための装置及び方法 - Google Patents

油圧回路の圧力レベルの調整のための装置及び方法

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JP2003021229A JP2002144903A JP2002144903A JP2003021229A JP 2003021229 A JP2003021229 A JP 2003021229A JP 2002144903 A JP2002144903 A JP 2002144903A JP 2002144903 A JP2002144903 A JP 2002144903A JP 2003021229 A JP2003021229 A JP 2003021229A
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magnetic core
spring
pressure
magnet
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カールハインツ、マイル
Markus Eisele
マルクス、アイゼレ
Walter Kill
ワルター、キル
Hubert Remmlinger
フーベルト、レムリンガー
Robert Ingenbleek
ローベルト、インゲンブレーク
Harry Nolzen
ハリー、ノルツェン
Torsten Buchner
トルステン、ビュヒナー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電流が供給されない場合にも、変速機の油圧
装置の最大圧力を供給可能とし、高い圧力でしかシフト
できないシフト要素を操作できるようにする。 【解決手段】 本発明による複合制御・調整ユニットに
おける制御ユニットは磁石系であって、調整ユニットで
あるすべり弁（１４）を移動させる。また、電源遮断時
にすべり弁（１４）を休止位置に保持するばね系が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特に自動車自動変速
機のクラッチ操作のための比例圧力調整弁の制御素子を
操作する比例磁石の制御により油圧回路の圧力を調整す
るための請求項１に基づく装置に関する。さらに本発明
は請求項９の上位概念に基づく上記装置の制御方法を包
含する。
【０００２】
【従来の技術】変速機、特に自動車自動変速機において
は、油圧回路の圧力が必要に応じて調整される。変速機
部品の潤滑油供給のためには油圧回路の圧力を低く保つ
ことができるが、シフト操作時には例えばシフト要素に
迅速に充填することができるように、圧力を大幅に引き
上げなければならない。
【０００３】先行技術によれば油圧回路の圧力調整のた
めに、クラッチ操作用の追従すべり弁を制御する圧力調
整装置が使用される。出願人の未公開のドイツ国特許出
願第１０００３８９６．４号明細書には固定された比例
磁石、電磁石コイル、可動接極子及び所定の制御系によ
り追従すべり弁を必要に応じて調整し、こうして油圧回
路の圧力を調整する圧力調整装置が記載されている。上
記の文書によれば、電磁石コイルに電流が印加されず、
系の油圧が低いときは、接極子が休止位置にある。電流
強度が上昇すると、電磁石コイル内に磁束が生じ、部材
とギャップを経て磁気回路を形成する。この磁束に基づ
き接極子が磁心により吸引される。コイル電流の強度と
接極子が磁力で変位させられる行程との関連は広い範囲
で比例的である。ところが接極子と磁心の間隔がある点
まで減少すると、磁力が不釣合いに増大し、接極子が突
然磁心に飛びつく。接極子のこの保持位置では磁力がす
こぶる大きいから、電流をある値まで減少しても、接極
子が再び離脱することはない。接極子が保持位置にあれ
ば、油圧回路の圧力は最大である。
【０００４】電源異常の場合に例えばクラッチを操作す
るために系が油圧回路の高い圧力に頼らない自動車運転
には、この圧力調整システムが好適である。
【０００５】乗用車では利用者の安全のために高度の要
求が必要であるが、上記の圧力調整システムは電源異常
時にこうした安全を保証しない。上記の圧力調整システ
ムのいわゆる「フェイルセーフ（危険防止）挙動」（電
源異常時の挙動）は、車両を再び運転するためのクラッ
チの操作に必要な圧力を電流なしで発生することはでき
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電流が与えられないと
きに高い圧力を供給するというこの要求が本発明の課題
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１及び
９の特徴により圧力調整系に電流がなくてもすべり弁を
油圧回路の高い圧力に対応させる圧力調整系及び系の制
御方法を使用することによって解決される。
【０００８】本発明の圧力調整系は油圧回路の圧力を直
接調整するすべり弁と、すべり弁の運動を制御する制御
ユニットからなる。
【０００９】制御ユニットは磁石ケースの中にある。制
御ユニットはおおむね電磁石コイルと磁心及び接極子で
構成される。電磁石コイルに可変電流が流れ、コイルの
中心部に磁束を発生する。この磁束は流れるコイル電流
の高低に応じて種々の強さで形成される。コイルの中心
部に磁心と可動接極子があり、接極子はすべり弁と連結
されている。磁心は磁石ケースと接極子の間で磁心又は
接極子棒軸受に取り付けられている。磁心は磁石ケース
側が磁心ばねで保持され、他方の側は付着防止作用を有
する磁気不活性ディスクが接極子から隔離する。コイル
電流によって生じた磁束は磁石ケース、接極子及び磁心
を経て流れ、その際これらの部材の間のギャップに磁力
を生じる。コイル電流が流れなければ磁力は発生せず、
部材は休止位置にある。従って接極子の休止位置はもっ
ぱらバイアスばね、調整ばね及び磁心ばねが接極子に働
かせる力によって設定される。全ばね力は、すべり弁に
作用する油圧回路の圧力に対して接極子を休止位置に保
持するように調整されている。それによって、コイル電
流が流れなければ接極子が休止位置に留まり、このため
すべり弁が開放して油圧回路に最大圧力が成立すること
が保証される。
【００１０】ところがコイルに電流パルスが与えられる
と、同じく急激に磁束が発生する。この磁束はギャップ
に大きな磁力を生じるから、磁心は接極子により接極子
棒−磁心軸受を介して磁石ケース寄りに移動させられ、
そこで２つの部材が急激に当接する。続いてコイル電流
を引き下げても、磁心は磁石ケースに接したままであ
る。その理由は、磁心と磁石ケースの間のギャップが今
や極めて小さいため、小さな磁束でも磁力が十分に強い
からである。ところが接極子は磁心から引き離され、磁
心に対して磁力及び調整弁位置に相当する間隔を保つ。
【００１１】次にコイル電流を再び増加すると、磁束及
び磁心と接極子の間のギャップの磁力も増大する。磁心
はコイル電流の増加がそれに比例した力を接極子に生じ
させるように形成されている。その場合コイル電流と接
極子の運動の比例関係は、接極子と磁心の最小間隔によ
り限定される。この最小間隔以下では磁力がコイル電流
に対して不釣合いに増加し、その結果接極子が磁心に突
然「飛びつく」からである。ところが磁心と接極子の間
の磁気不活性ディスクによって、接極子と磁心の間隔が
減少して磁力が不釣合いに増大することが防止される。
【００１２】接極子の運動に従ってすべり弁が閉じる。
従ってコイル電流の連続的増加は油圧回路の圧力が連続
的に低下することを意味する。
【００１３】コイル電流を減少すれば磁力が低下し、磁
心と接極子の間の間隔が増加する。磁心とすべり弁の連
結によって、今度はすべり弁が開放する。この場合は油
圧回路の圧力が再び上昇する。
【００１４】コイル電流を所定の値まで減少すると、磁
心は磁心ばねによって再び磁石ケースから引き離され
る。この所定の値は磁心の取付け面の大きさ及びばね定
数の値に関係する。
【００１５】本発明で特に有利なのは圧力調整系の良好
な「フェイルセーフ」挙動である。「フェイルセーフ」
挙動とは、特に制御ユニットの電源が停止した場合にす
べり弁が開放し、このため油圧回路で最大圧力が働くこ
とを意味する。シフト要素、例えばクラッチを操作する
ためにこの最大圧力が必要であり、従って常に利用可能
でなければならない。また制御ユニットとすべり弁の組
合せは一方では少なくとも１個の弁例えば保持弁又は減
圧弁を省略し、他方では予備制御段を省略することを可
能にする。
【００１６】本発明にとって重要なその他の特徴及びそ
の結果生じる利点は、以下の発明の実施の形態の説明で
明らかとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】すべり弁１４及びすべり弁１４の
ための制御ユニットにより油圧回路の圧力を調整する装
置の構造を図１に示す。おおむね機能部品を取囲んで保
護し、また制御に基づき磁束を導く磁石ケース１２が見
える。磁石ケース１２の前部にバイアスばね５と調整ば
ね７からなる直列ばね対がある。バイアスばね５は磁石
ケース１２とばね受け６の間にあり、調整ばね７もばね
受け６に接し、他方の側で調整ねじ８により調整され
る。別の直列ばね、磁心ばね２が磁石ケース１２と可動
磁心１の間に取り付けられている。電磁石コイル１３に
電圧が印加されなければ、磁心ばね２とバイアスばね５
が予圧され、その総和ばね力がすべり弁１４を最大限開
放する。この総和ばね力は、油圧回路がすべり弁１４の
端面に働かせる最大圧力より大きく設定されている。こ
うしてすべり弁１４が末端位置に留まり、油圧装置の対
抗する圧力によって調整領域へ押しやられないことが保
証される。磁石ケース１２の本体部分に電磁石コイル１
３がある。コイルの中心部に接極子棒１０と接極子９が
通っている。またコイルの中心部に磁心１があって、接
極子棒−磁心コンバインド軸受４の上で往復動させられ
る。別の軸受、接極子棒軸受１１が磁石ケース１２の他
方の側にある。磁心１のくさび状の段形プランジャ１５
が比例磁石部分を実現する。つまり接極子９が磁力に比
例して移動させられるように、この段形プランジャ１５
と接極子９の間に磁力が形成される。磁心１と接極子９
の間の、付着防止作用を有する磁気不活性ディスク３
は、部材があまりに近接して不釣合いな磁力が形成さ
れ、又は部材に残留磁気が発生して部材の性質に影響す
ることを防止する。
【００１８】図２に圧力Ｐ（破線）及びコイル電流Ｉ
（実線）と時間の関係を描いた線図を示す。線図は本発
明の方法に特徴的な６つの領域に分かれている。領域Ｉ
では電磁石コイル１に電流が印加されない。このため接
極子９は休止位置に留まり、すべり弁１４が開く。すべ
り弁のこの開放位置で油圧回路の圧力は最大である。次
に領域ＩＩに示すように電磁石コイル１３に電流パルス
が短時間与えられると、コイルの中心部に大きな磁束が
発生し、貫流する部材の境界面の間のギャップに高い磁
力を生じる。この高い磁力によって磁心１と接極子９が
「駆動磁石式に」ばね側の磁石ケース１２の方向へ当接
するまで移動し、この位置で磁心ばね２のばね力を消去
する。接極子９又はすべり弁１４に作用する総和ばね力
はそれに応じて減少する。今や油圧回路の圧力は総和ば
ね力より大きく、その結果すべり弁１４が部分的に閉鎖
され、コイルの電流パルスの持続時間中に圧力が急激に
降下する。
【００１９】磁心１と磁石ケース１２の相接する境界面
ではギャップが極めて小さいため大きな磁力が発生し、
コイル電流を減少しても磁心１が磁石ケース１２から引
き離されない。これに対して接極子９は磁心１から引き
離される。この場合は磁気不活性ディスク３があるため
ギャップが大きいので、磁力が僅かながら消失するから
である。接極子９の運動に従ってすべり弁１４が部分的
に開放し、油圧回路の圧力がそれに応じて上昇する。圧
力降下が停止され、圧力が安定化する。領域ＩＩＩにこ
の効果が示されている。
【００２０】領域ＩＶに見られるようにコイル電流を連
続的に増加すると、接極子９が比例して磁心１の段形プ
ランジャ３に引き寄せられる。同様にすべり弁１４が閉
じ、同じくコイル電流に比例して圧力が降下する。最大
コイル電流値で圧力値はゼロに到達する（領域Ｖ）。領
域ＶＩに従ってコイル電流を再び減少すれば、圧力が比
例して上昇する。領域ＶＩＩのように所定のコイル電流
値を下回ると、磁心１が磁石ケース１２から引き離さ
れ、すべり弁が開く。そこで油圧回路の圧力は一挙に最
大圧力値まで上昇する。
【図面の簡単な説明】
【図１】すべり弁を備えた比例磁石の制御装置の図であ
る。
【図２】圧力及びコイル電流の時間的経過を示す線図で
ある。
【符号の説明】
１ 可動磁心 ２ 磁心ばね ３ 磁心付着防止板 ４ 接極子棒−磁心コンバインド軸受 ５ バイアスばね ６ ばね受け ７ 調整ばね ８ 調整ねじ ９ 接極子 １０ 接極子棒 １１ 前部接極子棒軸受 １２ 磁石ケース １３ 電磁石コイル １４ すべり弁 １５ 段形プランジャ １６ 磁気不活性ディスク Ｉ 領域 ＩＩ 領域 ＩＩＩ 領域 ＩＶ 領域 Ｖ 領域 ＶＩ 領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カールハインツ、マイル オーストリア国ブレゲンツ、ラントシュト ラーセ、12アー (72)発明者 マルクス、アイゼレ ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、ワインビルネンシュトラーセ、35 (72)発明者 ワルター、キル ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、アイステークシュトラーセ、24 (72)発明者 フーベルト、レムリンガー ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、ウォルフガングシュトラーセ、13 (72)発明者 ローベルト、インゲンブレーク ドイツ連邦共和国クレスブロン、ゲーテシ ュトラーセ、39 (72)発明者 ハリー、ノルツェン ドイツ連邦共和国テットナング、ロレート シュトラーセ、45／１ (72)発明者 トルステン、ビュヒナー ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、オーベルホーフシュトラーセ、17 Ｆターム(参考） 3J552 MA01 MA06 PB02 QA13B QB02

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁石ケース（１２）の中に磁心（１）、接
    極子（９）及び電磁石コイル（１３）を備えた比例磁石
    の制御のための装置において、 比例磁石が切換え弁又は比例圧力調整弁、特に自動車自
    動変速機のクラッチ操作用の圧力調整弁の制御素子の操
    作のための電子制御装置に接続され、接極子（９）が調
    整領域と接極子の磁気保持位置がある保持領域との間で
    往復動可能であり、接極子（９）の運動が装置で識別さ
    れ、保持位置から調整領域への接極子（９）の所定の移
    行が行われ、かつ電磁石コイル（１３）に電流が流れな
    い場合に接極子（９）を休止位置に保持する手段が設け
    られている装置。
  2. 【請求項２】上記の手段が例えばばねとして形成され、
    油圧回路の圧力が高ければ、このばねが接極子（９）を
    休止位置に保持し、コイル電流の増加が接極子（９）及
    び磁心（１）を休止位置から移動させて、油圧回路の圧
    力の低下を生じることを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】磁心ばね（２）及び接極子（９）を保持す
    るバイアスばね（５）が予圧されており、そのばね力が
    油圧回路の圧力及び磁石ケース（１２）の支持力と均衡
    することを特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載
    の装置。
  4. 【請求項４】磁心ばね（２）が磁心（１）と磁石ケース
    （１２）の間に、バイアスばね（５）が磁石ケース（１
    ２）と、接極子（９）に連結したばね受け（６）との間
    にあることを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】調整ばね（７）が磁石ケース（１２）に取
    り付けられた調整ねじ（８）とばね受け（６）の間に設
    けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
    か一項に記載の装置。
  6. 【請求項６】接極子（９）を磁気活性部材から分離する
    少なくとも１個の磁気不活性な操作手段が設けられてい
    ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記
    載の装置。
  7. 【請求項７】磁気不活性な操作手段が磁気不活性ディス
    ク（１６）として形成され、ディスク（１６）が付着防
    止作用を有し、磁心（１）及び磁石ケース（１２）に接
    する接極子（９）の端面にあることを特徴とする請求項
    ６に記載の装置。
  8. 【請求項８】請求項１乃至７のいずれか一項に記載の比
    例磁石を制御する方法であって、 電磁石コイル（１３）に電流が流れず、従って接極子
    （９）が休止位置にあるときは、接極子（９）が制御素
    子と連携して油圧回路の圧力を最大に保つことを特徴と
    する方法。
  9. 【請求項９】コイル電流のパルスが、磁心（１）及び接
    極子（９）を磁石ケース（１２）に吸引して、そこに保
    持する磁力を生じることを特徴とする請求項８に記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】続いてコイル電流を減少したとき、磁心
    （１）と磁石ケース（１２）の間の磁力が十分に高く、
    磁心（１）を引き続きその位置に保持することを特徴と
    する請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】続いてコイル電流を減少したとき、接極
    子（９）が保持位置から出て調整領域へ移動されること
    を特徴とする請求項９に記載の方法。
  12. 【請求項１２】調整領域では接極子（９）とすべり弁
    （１４）の運動がコイル電流強度に比例することを特徴
    とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】調整可能なコイル電流強度で磁心（１）
    が磁石ケース（１２）から引き離されることを特徴とす
    る請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】磁心（１）が磁石ケース（１２）から離
    脱するとともに、ばね力が作用して接極子（９）を休止
    位置に保持し、すべり弁（１４）を開放することを特徴
    とする請求項１３に記載の方法。
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