JP2004169751A - 電磁弁装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルに供給する電流値に対する出力圧の線型性および応答性が良好となる電磁弁装置の制御方法を提供する。
【解決手段】プランジャ１７とプランジャ１７を往復移動可能に収容している収容部１３とが直接摺動し、コイル２０に供給する電流値に対し出力圧が線型に変化する電磁弁装置１において、コイル２０に供給する電流は通常、一定周波数、例えば３００Ｈｚである。しかし、電流値の高さ、出力圧の高さおよび流体の粘度によりプランジャ１７の移動が妨げられて電流値に対して出力圧が曲線を描く場合がある。その場合は、コイル２０に供給する電流の周波数を約半分の１５０Ｈｚに低下することによりプランジャ１７が振動して移動を行いやすくなり、移動開始から出力圧を変化させるまでに要する時間が通常周波数と比較して早くなる。したがって、電流値に対する出力圧の線型性および応答性が良好となる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可動子と可動子を往復移動可能に収容している収容部とが直接摺動し、コイルに供給する電流値に対し出力圧が線型に変化する電磁弁装置において、一定周波数の電流を電磁弁装置のコイルに供給することにより可動子を振動させながら滑らかに往復移動させることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電流値の高さ、出力圧の高さまたは流体の粘度によって収容部と摺動する可動子の往復移動が妨げられる時がある。これらの時は、可動子が振動しにくいためなかなか可動子が移動しないからである。そのため、コイルに供給する電流値に対する出力圧の線型性の悪化および電流の変化に対して出力圧が変化するまでの応答時間の遅延がおきる。
本発明の目的は、コイルに供給する電流値に対する出力圧の線型性および応答性が良好となる電磁弁装置の制御方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の電磁弁装置の制御方法によると、可動子の往復移動が妨げられる時、コイルに供給する電流の周波数を低下する。これにより可動子が振動しやすくなる。したがって、出力圧の線型性および応答性が良好となる。
本発明の請求項２記載の電磁弁装置の制御方法によると、コイルに供給される電流値が低いときおよび電磁弁装置から出力される出力圧が高いときにコイルに供給する電流の周波数を低下する。これにより可動子が振動しやすくなる。したがって、低電流および高圧力時の出力圧の線型性が良好となる。
【０００５】
本発明の請求項３記載の電磁弁装置の制御方法によると、コイルに供給される電流値が高いときおよび電磁弁装置から出力される出力圧が低いときにコイルに供給する電流の周波数を低下する。これにより可動子が振動しやすくなる。したがって、高電流および低圧力時の出力圧の線型性が良好となる。
【０００６】
本発明の請求項４記載の電磁弁装置の制御方法によると、コイルに供給される電流値が低いときおよび電磁弁装置から出力される出力圧が低いときにコイルに供給する電流の周波数を低下する。これにより可動子が振動しやすくなる。したがって、低電流および低圧力時の出力圧の線型性が良好となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による電磁弁装置を図１に示す。
電磁弁装置１は、車両等の自動変速機の油圧制御装置に供給する作動油の油圧を制御するスプール型油圧制御弁装置である。
【０００８】
電磁弁装置１は、電磁駆動部としてのリニアソレノイド１０と、弁部としてのスプール制御弁３０とを有している。リニアソレノイド１０のヨーク１１が弁ハウジング３１の端部をかしめることにより、リニアソレノイド１０とスプール制御弁３０とが結合している。
【０００９】
リニアソレノイド１０は、円筒状のヨーク１１、固定コア１２、可動子としてのプランジャ１７、コイル２０等を有する。ヨーク１１および固定コア１２は固定子を構成している。ヨーク１１、固定コア１２およびプランジャ１７は磁性材で形成されており、磁気回路を構成している。
【００１０】
ヨーク１１は、弁部材としてのスプール４０を往復移動自在に支持する弁ハウジング３１をかしめることにより、ヨーク１１と弁ハウジング３１との間に固定コア１２を固定している。
固定コア１２は、収容部１３と、吸引部１４と、収容部１３と吸引部１４とを結合する薄肉部１５とを有し、一体に形成されている。薄肉部１５は収容部１３と吸引部１４との間で磁束が漏れることを防止する磁気抵抗部である。
【００１１】
収容部１３はプランジャ１７を往復移動可能に収容している。プランジャ１７の外周壁とのクリアランスを極力小さくし磁気吸引力を増加するため、収容部１３の内周壁およびプランジャ１７の外周壁の少なくとも一方にニッケル・リン等の非磁性材でめっきが施されている。
【００１２】
コイル２０に通電すると吸引部１４とプランジャ１７との間にプランジャ１７を吸引する力が発生する。
コイル２０は樹脂製のボビン２１に巻回されている。コイル２０と電気的に接続している図示しないターミナルからコイル２０に電流が供給されると、ヨーク１１、収容部１３、吸引部１４およびプランジャ１７によって構成された磁気回路に磁束が流れ、吸引部１４とプランジャ１７との間に磁気吸引力が発生する。すると、プランジャ１７は弁ハウジング３１方向に移動する。
【００１３】
スプール制御弁３０は、弁ハウジング３１、スプール４０およびスプール４０をプランジャ１７側に付勢する付勢手段としてのスプリング５０を有している。
弁ハウジング３１は、スプール４０を往復移動可能に収容し支持している。弁ハウジング３１には、周壁を貫通する開口として入力ポート３２、出力ポート３３、フィードバックポート３４、排出ポート３５および連通ポート３６が形成されている。入力ポート３２、出力ポート３３および排出ポート３５は周方向に複数形成されている。入力ポート３２は、図示しない油タンクからポンプによって供給される作動油が流入するポートである。出力ポート３３は図示しない自動変速機の係合装置に作動油を供給するポートである。出力ポート３３とフィードバックポート３４とは電磁弁装置１の外部で連通しており、出力ポート３３から流出する作動油の一部がフィードバックポート３４に導入される。フィードバック室３７はフィードバックポート３４と連通している。排出ポート３５は出力ポート３３側の作動油をドレインに排出するポートである。連通ポート３６は、スプール４０が往復移動するとき、スプール４０のスプリング５０側の空間５２がダンパとならないように、空間５２と外部とを連通するポートである。
【００１４】
スプール４０には反ソレノイド側から大径ランド４１、大径ランド４２および小径ランド４３がこの順で形成されている。小径ランド４３は、大径ランド４１および大径ランド４２よりも外径が小さい。スプール４０の端部４４は常にプランジャ１７に当接し、プランジャ１７の動きが伝達され弁ハウジング３１内を往復運動する。
【００１５】
フィードバック室３７は大径ランド４２と小径ランド４３との間に形成されており、ランドの外径の差によりフィードバックされた油圧が作用する面積が異なる。そのため、フィードバック室３７の油圧は反ソレノイド方向にスプール４０を押圧するように作用する。電磁弁装置１において油圧の一部をフィードバックするのは、供給される油圧すなわち入力圧の変動により出力圧が変動することを防止するためである。スプール４０は、スプリング５０の付勢力と、コイル２０に供給される電流により固定コア１２に発生する電磁吸引力でプランジャ１７がスプール４０を押す力と、フィードバック室３７の油圧からスプール４０が受ける力とがつり合う位置で静止する。
スプール４０の反リニアソレノイド側に設けられているスプリング５０は、スプール４０をリニアソレノイド１０方向へ付勢している。アジャストスクリュ５１のねじ込み量によってスプリング５０の荷重を調整できる。
【００１６】
入力ポート３２から出力ポート３３へ流れる作動油量は、弁ハウジング３１の内周壁３１ａと大径ランド４２の外周壁との重なり部分の長さであるシール長によって決定される。シール長が短くなると入力ポート３２から出力ポート３３へ流れる作動油量が増大し、シール長が長くなると入力ポート３２から出力ポート３３へ流れる作動油量が減少する。同様に、出力ポート３３から排出ポート３５へ流れる作動油量は、弁ハウジング３１の内周壁３１ｂと大径ランド４１の外周壁とのシール長によって決定される。
【００１７】
ダイヤフラム６０はゴム製であり、中央部がスプール４０のプランジャ１７側の端部４４に嵌合し、外周縁が弁ハウジング３１と固定コア１２との間に挟持されている。スプール４０の往復移動にしたがいダイヤフラム６０は移動する。プランジャ１７を往復移動方向に貫通する連通路１７ａがプランジャ１７に形成されているので、ダイヤフラム６０のプランジャ１７側の空間１７ｂが連通路１７ａを介しヨーク１１側の空間１７ｃと連通している。したがって、プランジャ１７の往復移動に伴いダイヤフラム６０のプランジャ１７側の空間に生じる容積変化を吸収できる。
【００１８】
次に電磁弁装置１の作動について説明する。
コイル２０に電流が供給されることによりスプール４０が反リニアソレノイド方向へ移動すると、内周壁３１ａと大径ランド４２とのシール長が長くなり内周壁３１ｂと大径ランド４１とのシール長が短くなるため、入力ポート３２から出力ポート３３へ流れる作動油量が減少し、出力ポート３３から排出ポート３５へ流れる作動油流量が増大する。したがって、出力ポート３３から流出する作動油の油圧が低下する。
【００１９】
一方、スプール４０がリニアソレノイド１０方向へ移動すると、内周壁３１ａと大径ランド４２とのシール長が短くなり内周壁３１ｂと大径ランド４１とのシール長が長くなるため、入力ポート３２から出力ポート３３へ流れる作動油の流量が増大し、出力ポート３３から排出ポート３５へ流れる作動油の流量が減少する。その結果、出力ポート３３から流出する作動油の油圧が上昇する。
【００２０】
電磁弁装置１は、コイル２０に供給する電流値を制御することでリニアソレノイド１０がスプール４０を反リニアソレノイド１０方向へ押す力を調整し、出力ポート３３から流出する作動油の油圧を調整する。電磁弁装置１では、図２の（ａ）に示すように、コイル２０に供給する電流値に対し出力ポート３３から流出する作動油の出力圧はヒステリシスを有し、線型に変化する。このように、コイル２０に供給する電流を制御することにより、スプール４０の位置が変位し自動変速機に供給する作動油の圧力を調整することが可能である。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、電流を増加させると出力圧が低下する電磁弁装置１において、図３（ａ）に示すように、通常の一定周波数、例えば、３００Ｈｚの電流を供給する場合、コイル２０に供給する電流値が低く出力圧が高いか、コイル２０に供給する電流値が高く出力圧が低い時、コイル２０に供給する電流値に対し出力圧は点線に示すように曲線を描いていた。そこで、出力圧が曲線を描く時、図２（ｂ）に示すように、コイル２０に供給する電流の周波数を約半分の１５０Ｈｚに低下することにより電流値に対する出力圧の線型性が良好となる。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、通常は、コイル２０に一定周波数の電流を供給している。これによりプランジャ１７は振動して移動する。しかし、電流値の高さ、出力圧の高さまたは流体の粘度によってプランジャ１７は振動しにくいためなかなか移動しない時がある。そのため、図２（ａ）で示したように、電流値に対する出力圧が曲線を描く。
【００２３】
第１実施例では、出力圧が曲線を描く時、すなわち、コイル２０に供給する電流値が低く出力圧が高いか、コイル２０に供給する電流値が高く出力圧が低い時、図３（ｂ）に示すように、コイル２０に通常周波数の約半分の１５０Ｈｚの周波数の電流を供給する。これによりプランジャ１７は振動しやすくなる。そのため、図２（ａ）で示したように、電流値に対する出力圧の線型性が良好となる。
【００２４】
電磁弁装置１において、コイル２０に供給する電流の周波数を通常周波数の約半分の１５０Ｈｚに低下するとプランジャ１７が振動しやすくなる。そのため、プランジャ１７が移動を開始して出力圧を変化させるまでに要する時間が通常周波数と比較して早くなる。したがって、図４に示すように、電磁弁装置１が目標出力圧に到達する応答時間は通常周波数と比較して早くなる。したがって、出力圧の応答性が良好となる。
【００２５】
（第２実施例）
また、プランジャ１７とプランジャ１７を往復移動可能に収容している収容部１３とが直接摺動し、コイル２０に供給する電流値に対し出力圧が線型に変化する電磁弁装置において、図５（ａ）に示すように、コイル２０に供給する電流値が増加すると作動油の出力圧が線型に増加する電磁弁装置もある。この電磁弁装置において、通常の一定周波数の電流の場合、コイル２０に供給する電流値が低く出力圧が低い時、コイル２０に供給する電流値に対し出力圧は点線に示すように曲線を描いていた。そこで、出力圧が曲線を描く時、図５（ｂ）に示すように、コイル２０に供給する電流の周波数を例えば、通常周波数３００Ｈｚの約半分の１５０Ｈｚに低下することにより電流値に対する出力圧の線型性が良好となる。
【００２６】
本実施例の電磁弁装置は、自動変速機の油圧制御装置に供給する作動油の出力圧を制御するスプール型油圧制御弁装置であったが、特に油圧およびスプール型に限らずコイルに供給する電流に対し圧力もしくは流量を線型に制御する電磁弁装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による電磁弁装置を示す概略図である。
【図２】第１実施例による電磁弁装置の電流と出力圧との関係を示すグラフである。
【図３】第１実施例による電磁弁装置に供給される周波数を示す模式図である。
【図４】第１実施例による電磁弁装置の応答時間と出力圧との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施例による電磁弁装置の電流と出力圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 電磁弁装置
１１ ヨーク（固定子）
１２ 固定コア（固定子）
１３ 収容部
１４ 吸引部
１７ プランジャ（可動子）
２０ コイル
３２ 入力ポート（流体通路）
３３ 出力ポート（流体通路）
３４ フィードバックポート（流体通路）
３５ 排出ポート（流体通路）
３６ 連通ポート（流体通路）
４０ スプール（弁部材）

Claims (4)

1. 可動子と、
   往復移動方向の一方に前記可動子を吸引する磁力を発生するコイルと、
   前記可動子と磁気回路を形成している固定子であって、前記可動子を往復移動可能に収容している収容部、ならびに往復移動方向の一方に前記可動子を吸引する吸引部を有する固定子と、
   前記可動子とともに往復運動し流体通路の連通状態を制御する弁部材とを備え、
   前記可動子が前記収容部と直接摺動し、前記コイルに供給する電流値に対し、出力圧が線型に変化する電磁弁装置の制御方法であって、
   前記可動子の往復移動が妨げられるときに前記コイルに供給する電流の周波数を低下することを特徴とする電磁弁装置の制御方法。
2. 前記コイルに供給される電流値が低く電磁弁装置から出力される出力圧が高いときに前記コイルに供給する電流の周波数を低下することを特徴とする請求項１記載の電磁弁装置の制御方法。
3. 前記コイルに供給される電流値が高く電磁弁装置から出力される出力圧が低いときに前記コイルに供給する電流の周波数を低下することを特徴とする請求項１または２記載の電磁弁装置の制御方法。
4. 前記コイルに供給される電流値が低く電磁弁装置から出力される出力圧が低いときに前記コイルに供給する電流の周波数を低下することを特徴とする請求項１記載の電磁弁装置の制御方法。

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