JP2020045983A

JP2020045983A - スプール弁および弁装置

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Publication number: JP2020045983A
Application number: JP2018174930A
Authority: JP
Inventors: 正顕河野; Masaaki Kono; 貴弘留田; Takahiro Tomeda; 福郎北川; Fukuo Kitagawa; 優介木村; Yusuke Kimura; 忠義中瀬; Tadayoshi Nakase; 近藤　真一; Shinichi Kondo; 真一近藤; 和寛笹尾; Kazuhiro Sasao; 新井　雅人; Masahito Arai; 雅人新井; 元良安藤; Motoyoshi Ando
Original assignee: Denso Corp; Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-03-26
Also published as: US20200088309A1

Abstract

【課題】高速な油圧制御を妨げることなく耐油圧振動性を向上させたスプール弁を提供する。【解決手段】スプール弁１１は、高圧ポート２４および低圧ポート２７を有するスリーブ２１と、スリーブ２１の内側で軸方向へ移動するスプール２２と、スプール２２を軸方向の一方へ付勢するバネ２３とを備える。スプール弁１１は、スプール２２に軸方向の他方への電磁力が加えられることで、スプール２２を入力ポート２４とドレンポート２７との間で高速に移動させて中間圧を作り、供給先の油圧を調整する。バネ２３は、スプール２２の変位量ｘに対して付勢力Ｆが非線形に変わる非線形バネである。【選択図】図１

Description

本発明は、スプール弁および弁装置に関する。

従来、スプールに制御力を加えることで、スプールを高圧ポートと低圧ポートとの間で高速に移動させ、ポンプ圧とドレン圧との中間圧を作るスプール弁が知られている。特許文献１には油圧制御用のスプール弁が開示されている。

特開２００８−７５７６５号公報

油圧制御用のスプール弁では、中間圧を作るとき、スプールとそれを付勢するバネとの共振周波数を含む周波数でスプールを往復移動させると、スプールとバネが共振して油圧が発振し、制御が困難になる場合がある。

これに対して、特許文献１では、バネ室に連通する通路にオリフィスを設けて減衰機構を形成し、油圧発振の抑制を図っている。しかし、減衰機構はスプールの高速移動を制限し、高速な油圧制御を妨げるので、高応答の油圧制御用スプール弁とするには限界がある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速な油圧制御を妨げることなく耐油圧振動性を向上させたスプール弁を提供することである。

本発明は、高圧ポート（２４）および低圧ポート（２７）を有するスリーブ（２１、２１４）と、スリーブの内側で軸方向へ移動するスプール（２２、２２４）と、スプールを軸方向の一方へ付勢するバネ部（２３、２３２、２３３）とを備える油圧制御用のスプール弁である。スプール弁は、スプールに軸方向の他方への制御力が加えられることで、スプールを高圧ポートと低圧ポートとの間で高速に移動させて中間圧を作り、供給先の油圧を調整する。バネ部は、スプールの変位量（ｘ）に対して付勢力（Ｆ）が非線形に変わる非線形バネを含む。

非線形バネのバネ定数は、バネ変位量で変化する。これにより、バネ部のバネ定数はスプールが移動するたびに変化するので、スプールとバネの共振周波数が一定にならない。そのため、外部の励起振動エネルギーがバネマス系に貯まることはなくなり、油圧の発振は抑制される。また、上記油圧発振の抑制は、減衰機構を設けることなく実現される。したがって、高速な油圧制御を妨げることなく耐油圧振動性を向上させたスプール弁を得ることができる。

第１実施形態のスプール弁およびそれを備える弁装置を示す図。図１のスプールの変位量とバネの付勢力との関係を示す図。図１のバネマス系の模式図。図１のスプールの変位量の一例を示すタイムチャート。第２実施形態のスプール弁およびそれを備える弁装置を示す図。図５のスプールの変位量とバネの付勢力との関係を示す図。第３実施形態のスプール弁およびそれを備える弁装置を示す図。図７のスプールの変位量とバネの付勢力との関係を示す図。第４実施形態のスプール弁およびそれを備える弁装置を示す図。図９のスリーブおよびスプールの一部を矢印Ｘ方向から見た図。図１０のスプールの端部に形成された接続通路を示す図。図９のスプールの変位量とダンパ室の減衰力との関係を示す図。第５実施形態のスリーブおよびスプールの一部を示す図。図１３のスプールの端部に形成された接続通路を示す図。図１３のスプールの変位量とダンパ室の減衰力との関係を示す図。第６実施形態のスリーブおよびスプールの一部を示す図。図１６のスプールの端部に形成された接続通路を示す図。図１６のスプールの変位量とダンパ室の減衰力との関係を示す図。第７実施形態のスリーブおよびスプールの一部を示す図。図１９のスプールの端部に形成された接続通路を示す図。図１９のスプールの変位量とダンパ室の減衰力との関係を示す図。第８実施形態のスリーブおよびスプールの一部を示す図。図２２のスプールの端部に形成された接続通路を示す図。図２２のスプールの変位量とダンパ室の減衰力との関係を示す図。第９実施形態のスリーブおよびスプールの一部を示す図。図２５のスプールの端部に形成された接続通路を示す図。図２５のスプールの変位量とダンパ室の減衰力との関係を示す図。第１０実施形態のスプール弁およびそれを備える弁装置を示す図。図２８の電流制御装置が実行する処理を説明するフローチャート。従来形態のスプール弁の断面図。図３０のバネマス系の模式図。図３０のスプールの変位量の一例を示すタイムチャート。別の従来形態のスプール弁の断面図。図３３のバネマス系の模式図。図３３のスプールの変位量の一例を示すタイムチャート。

最初に従来形態の問題点について説明する。近年、自動車の省燃費の必要性から、多数段の変速ギアを持ち、頻繁に入力軸と出力軸を解放および締結する変速機が開発されている。この変速機では、入力軸と出力軸を解放後、高速に締結する要求がある。また、トルクコンバータを介して入出力軸間のすべり回転差を自在に制御することで、変速ショックを抑制して乗り心地を向上させ、自動車の製品価値を上げようとしている。

一般に、入出力軸を解放および締結する機構に多板クラッチが用いられる。摩擦部材である多板クラッチを急速に押し付けると変速ショックが生じ、自動車の搭乗者が不快に感じる。そこで多板クラッチの押しつけ力を高速で正確に制御可能な油圧制御用のスプール弁の要請が高まっている。

図３０および図３１に示す従来形態の油圧制御用のスプール弁１０１は、スプール２２に制御力Ｆ０を加えることで、スプール２２を高圧ポート２４と低圧ポート２７との間で高速に移動させ、ポンプ圧とドレン圧との中間圧を作る。このとき、スプール２２とそれを付勢する線形バネ１０５との共振周波数ω₀（＝（ｋ／ｍ）^0.5、ｋ＝一定：バネ１０５のバネ定数、ｍ：スプール２２の質量）を含む周波数でスプール２２を往復移動させると、図３２に示すようにスプール２２とバネ１０５が共振して油圧が発振し、制御が困難になる場合がある。

これに対して、特許文献１（特開２００８−７５７６５号公報）に記載された別の従来形態の油圧制御用のスプール弁１１１では、図３３および図３４に示すようにバネ室１１６に連通する通路にオリフィス１１７を設けて減衰機構１１８を形成し、油圧発振の抑制を図っている。図３５に示すように減衰機構１１８が有る場合、スプール２２の変位量が有限値に抑えられる。しかし、減衰機構１１８はスプール２２の高速移動を制限し、高速な油圧制御を妨げるので、高応答の油圧制御用スプール弁とするには限界がある。

以下、従来形態の問題点を解決したスプール弁の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

［第１実施形態］
第１実施形態のスプール弁およびそれを備える弁装置は、自動変速機に適用されている。図１に示すように、弁装置１０は、自動変速機の多板クラッチ９０の油圧を調整するために用いられる。

先ず、弁装置１０の基本構成について説明する。図１に示すように弁装置１０は、スプール弁１１、電磁部１２、および制御部１３を備える。

スプール弁１１は、各種ポート２４〜２７を有するスリーブ２１と、スリーブ２１の内側で軸方向へ移動するスプール２２と、スプール２２を軸方向の一方へ付勢するバネ部としてのバネ２３とを有する。入力ポート２４には、オイルポンプ９３から圧送された作動油が流入する。出力ポート２５は多板クラッチ９０のクラッチ室９１に接続される。フィードバックポート２６には、出力ポート２５から出力される作動油の一部が流入する。ドレンポート２７はドレン空間に接続される。

電磁部１２は、スプール２２に対して軸方向の一方に設けられた可動コア３１と、通電により電磁力を発生させるソレノイド３２とを有する。可動コア３１は、電磁力を受けて軸方向の他方へ移動し、スプール２２を押圧する。電磁力は、ソレノイド３２の電流に応じて変わる。

スプール２２は、可動コア３１と共に軸方向へ移動して、入力ポート２４と出力ポート２５との連通度合い、および、ドレンポート２７と出力ポート２５との連通度合いを変化させる。スプール２２の変位量は、ソレノイド３２の電磁力と、バネ２３の付勢力と、フィードバックポート２６に流入する作動油によるフィードバック力とが釣り合う位置になる。出力油圧は、電磁力に応じて変わる。

制御部１３は、ソレノイド３２の電流を検出する電流検出部３５と、目標電流を設定する目標設定部３６と、実際の電流と目標電流との差が小さくなるように駆動信号を生成して出力する信号出力部３７と、駆動信号に応じて所定の通電周期でソレノイド３２を通電する駆動回路３８とを有する。制御部１３は、ソレノイド３２の電流を制御することでスプール２２を移動させて、出力油圧を調整する。

次に、弁装置１０の特徴構成について説明する。図１に示すように、バネ２３は非線形バネである。第１実施形態では、バネ２３は不等直径バネである。非線形バネのばね定数は一定ではなく、バネ２３の変位量（すなわちスプール２２の変位量ｘ）に応じて変わる。つまり図２に示すように、バネ２３の付勢力Ｆは、スプール２２の変位量ｘに対して非線形に変わる。これにより、バネ２３のばね定数はスプール２２が移動するたびに変化するので、スプール２２とバネ２３の共振周波数ω₀（＝（ｋ／ｍ）^0.5、ｋ：バネ２３のバネ定数、ｍ：スプール２２の質量）が一定にならない。そのため、図３に示すようにスプール２２に制御力Ｆ０を加え、ある変位量ｘに対応する共振周波数ω₀と同じ周波数ωでスプール２２を往復移動させても、励起振動エネルギーがバネマス系に貯まることはなくなる。そして、図４に示すようにスプール２２の変位量が有限値に抑えられ、油圧の発振は抑制される。

図１に戻って、非線形バネを用いて油圧制御するため、制御部１３は、スプール２２の変位量ｘとバネ２３の付勢力Ｆとの変位量−付勢力関係を特性マップとして記憶する記憶部３９を有する。目標設定部３６は、特性マップを用いてソレノイド３２の目標電流を算出する。具体的には、先ず、目標出力油圧に対応する目標変位量が決定される。続いて、目標変位量に対応する目標付勢力が特性マップから算出される。続いて、目標付勢力に対応する目標電磁力が算出される。続いて、目標電磁力に対応する目標電流が算出される。このとき多次数補間等の手段で、より正確な目標電流を求めても良い。このようにして特性マップを用いて算出された目標電流を信号出力部３７に伝え、駆動回路３８がソレノイド３２に通電することで、スプール２２が正しく移動し、油圧が制御される。

（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、スプール弁１１は、スプール２２に軸方向の他方への電磁力が加えられることで、スプール２２を入力ポート２４とドレンポート２７との間で高速に移動させて中間圧を作り、供給先の油圧を調整する。バネ２３は、スプール２２の変位量ｘに対して付勢力Ｆが非線形に変わる非線形バネである。

非線形バネのバネ定数は、バネ変位量で変化する。これにより、バネ２３のバネ定数はスプール２２が移動するたびに変化するので、スプール２２とバネ２３の共振周波数ω₀が一定にならない。そのため、外部の励起振動エネルギーがバネマス系に貯まることはなくなり、油圧の発振は抑制される。また、上記油圧発振の抑制は、減衰機構を設けることなく実現される。したがって、高速な油圧制御を妨げることなく耐油圧振動性を向上させたスプール弁１１を得ることができる。

また、第１実施形態では、制御部１３は、スプール２２の変位量ｘとバネ２３の付勢力Ｆとの関係を特性マップとして記憶し、この特性マップを用いてソレノイド３２の目標電流を算出する。このようにして特性マップを用いて算出された目標電流を信号出力部３７に伝え、駆動回路３８がソレノイド３２に通電することで、スプール２２が正しく移動し、油圧が制御される。

［第２実施形態］
第２実施形態では、図５に示すようにバネ２３２は不等ピッチバネである。図６に示すように、バネ２３２の付勢力Ｆはスプール２２の変位量ｘに対して非線形に変わる。このように不等ピッチバネが用いられてもよい。それでも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、図７に示すようにバネ２３３は不等素線径バネである。図８に示すように、バネ２３３の付勢力Ｆはスプール２２の変位量ｘに対して非線形に変わる。このように不等素線径バネが用いられてもよい。それでも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第４実施形態］
第１〜第３実施形態では、非線形バネを用いてスプール２２を付勢することで、スプール２２とバネ２３、２３２、２３３の共振周波数ω₀が一定にならず、油圧の発振が抑制されるようになっていた。これらの形態では、線形バネを用いる従来形態とは異なり、スプール２２の移動範囲のうち油圧振動が発生する可能性のある範囲（以下、特定範囲）が限定される。以下の実施形態では、油圧の発振を抑制することに加えて、特定範囲における油圧振動を抑制することを目的とする。

第４実施形態では、図９に示すようにスリーブ２１４は、スプール２２４が軸方向へ移動すると容積が変化するダンパ室４１と、ダンパ室４１に連通するダンパ側ドレンポート４２とを有する。ダンパ室４１は、バネ２３を収容するバネ室と兼用であり、スリーブ２１４の内周部とスプール２２４の筒状端部４３とプラグ４４とにより区画されている。

図９〜図１１に示すようにスプール２２４は、ダンパ室４１とダンパ側ドレンポート４２とを接続し、スプール２２４の変位量に応じてダンパ側ドレンポート４２との連通路断面積を変化させる接続通路４５を有する。接続通路４５は、特定範囲において通路断面積が小さくなる。

具体的には、図１０〜図１２に示すように接続通路４５は、スプール２２４の筒状端部４３に形成された切欠き孔である。この切欠き孔は、軸方向の他方から一方に向かって順に並ぶ第１開口部４６、絞り部４７、および第２開口部４８を有する。第１開口部４６および第２開口部４８は、ダンパ側ドレンポート４２のポート径Ａ以上の幅Ｈ１を持つ。絞り部４７は、ポート径Ａよりも小さい幅Ｈ２を持つ。筒状端部４３のうち絞り部４７の幅方向両側部分の閉塞部４９は、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２の一部を塞ぐ。

図１２に示すように、スプール２２４の初期変位量ｘ０（＝０）から最大変位量ｘ_maxまでの移動範囲のうち、第１開口部４６または第２開口部４８だけがダンパ側ドレンポート４２に連通しているときは、ダンパ室４１の減衰力は比較的小さく、スプール２２４の高速移動を妨げない。また、絞り部４７がダンパ側ドレンポート４２に連通しているときは、ダンパ室４１の減衰力は、閉塞部４９によるダンパ側ドレンポート４２の閉塞度合いに応じて比較的大きくなる。これにより特定範囲における油圧振動が抑制される。

（効果）
以上説明したように、第４実施形態では、スリーブ２１４は、スプール２２４が軸方向へ移動すると容積が変化するダンパ室４１と、ダンパ室４１に連通するダンパ側ドレンポート４２とを有する。スプール２２４は、ダンパ室４１とダンパ側ドレンポート４２とを接続し、スプール２２４の変位量に応じてダンパ側ドレンポート４２との連通路断面積を変化させる接続通路４５を有する。これにより、接続通路４５の連通路断面積が小さいときにダンパ室４１およびダンパ側ドレンポート４２を減衰機構として機能させることができ、油圧振動が抑制される。

また、第４実施形態では、接続通路４５は、スプール２２４の移動範囲のうち油圧振動が発生する特定範囲において連通路断面積が小さくなる。これにより特定範囲における油圧振動が抑制される。油圧制御の応答性と耐油振性を両立することができる。

また、第４実施形態では、接続通路４５は、スプール２２４の筒状端部４３に形成された切欠き孔である。この切欠き孔は、軸方向の他方から一方に向かって順に並ぶ第１開口部４６、絞り部４７、および第２開口部４８を有する。第１開口部４６および第２開口部４８は、ダンパ側ドレンポート４２のポート径Ａ以上の幅Ｈ１を持つ。絞り部４７は、ポート径Ａよりも小さい幅Ｈ２を持つ。筒状端部４３のうち絞り部４７の幅方向両側部分の閉塞部４９は、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２の一部を塞ぐ。これにより、非線形バネでの共振位置においてのみピンポイントでダンパ室４１の減衰力を大きくすることができる。

［第５実施形態］
第５実施形態では、図１３〜図１５に示すように、接続通路５５は、スプール２２４の筒状端部４３に軸方向の他方から一方に向かって順に形成された小径孔５６および大径孔５７を有する。小径孔５６は、ダンパ側ドレンポート４２のポート径Ａよりも小さい内径Ｂを持ち、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２に連通する。大径孔５７は、ポート径Ａ以上の内径Ｃを持つ。小径孔５６と大径孔５７との軸方向間隔は、ポート径Ａよりも小さい。筒状端部４３のうち小径孔５６の周囲部分の閉塞部５９は、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２の一部を塞ぐ。

図１５に示すように、スプール２２４の移動範囲のうち、大径孔５７だけがダンパ側ドレンポート４２に連通しているときは、ダンパ室４１の減衰力は比較的小さく、スプール２２４の高速移動を妨げない。また、閉塞部５９がダンパ側ドレンポート４２の一部を塞いでいるときは、ダンパ室４１の減衰力は、ダンパ側ドレンポート４２の閉塞度合いに応じて比較的大きくなる。これにより特定範囲における油圧振動が抑制される。これにより第５実施形態では、第４実施形態と同様の効果を得ることができ、特定範囲における油圧振動が抑制される。

［第６実施形態］
第６実施形態では、図１６〜図１８に示すように、接続通路６５は、スプール２２４の筒状端部４３に形成された切欠き孔である。この切欠き孔は、軸方向の他方から一方に向かって順に並ぶ開口部６６および絞り部６７を有する。開口部６６は、ダンパ側ドレンポート４２のポート径Ａ以上の幅Ｈ１持つ。絞り部６７は、ポート径Ａよりも小さい幅Ｈ２を持ち、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２に連通する。筒状端部４３のうち絞り部６７の幅方向両側部分の閉塞部６９は、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２の一部を塞ぐ。

図１８に示すように、スプール２２４の移動範囲のうち、開口部６６だけがダンパ側ドレンポート４２に連通しているときは、ダンパ室４１の減衰力は比較的小さく、スプール２２４の高速移動を妨げない。また、閉塞部６９がダンパ側ドレンポート４２の一部を塞いでいるときは、ダンパ室４１の減衰力は、ダンパ側ドレンポート４２の閉塞度合いに応じて比較的大きくなる。これにより特定範囲における油圧振動が抑制される。これにより第６実施形態では、第４実施形態と同様の効果を得ることができ、特定範囲における油圧振動が抑制される。

［第７実施形態］
第７実施形態では、図１９〜図２１に示すように、接続通路７５は、スプール２２４の筒状端部４３に軸方向の他方から一方に向かって順に形成された切欠き孔７６および大径孔７７を有する。切欠き孔７６は、ダンパ側ドレンポート４２のポート径Ａ以上の幅Ｄを持つ。大径孔７７は、ポート径Ａ以上の内径Ｅを持つ。切欠き孔７６と大径孔７７との軸方向間隔は、ポート径Ａよりも小さい。筒状端部４３のうち切欠き孔７６と大径孔７７との間の部分の閉塞部７９は、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２の一部を塞ぐ。

図２１に示すように、スプール２２４の移動範囲のうち、切欠き孔７６または大径孔７７だけがダンパ側ドレンポート４２に連通しているときは、ダンパ室４１の減衰力は比較的小さく、スプール２２４の高速移動を妨げない。また、閉塞部７９がダンパ側ドレンポート４２の一部を塞いでいるときは、ダンパ室４１の減衰力は、ダンパ側ドレンポート４２の閉塞度合いに応じて比較的大きくなる。これにより特定範囲における油圧振動が抑制される。これにより第７実施形態では、第４実施形態と同様の効果を得ることができ、特定範囲における油圧振動が抑制される。

［第８実施形態］
第８実施形態では、図２２〜図２４に示すように、接続通路８５は、スプール２２４の筒状端部４３に形成された切欠き孔である。この切欠き孔は、軸方向の他方から一方に向かって幅が小さくなるように形成されている。接続通路８５の軸方向他方の開口幅Ｈ１は、ダンパ側ドレンポート４２のポート径Ａ以上である。接続通路８５の軸方向一方の先端幅Ｈ３は、ポート径Ａよりも小さい。接続通路８５の先端側は、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２に連通する。筒状端部Ｆのうち接続通路８５の幅方向両側部分の閉塞部８９は、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２の一部を塞ぐ。

図２４に示すように、スプール２２４の移動範囲のうち、接続通路８５の開口部付近だけがダンパ側ドレンポート４２に連通しているときは、ダンパ室４１の減衰力は比較的小さく、スプール２２４の高速移動を妨げない。また、閉塞部８９がダンパ側ドレンポート４２の一部を塞いでいるときは、ダンパ室４１の減衰力は、ダンパ側ドレンポート４２の閉塞度合いに応じて比較的大きくなる。これにより特定範囲における油圧振動が抑制される。これにより第８実施形態では、第４実施形態と同様の効果を得ることができ、特定範囲における油圧振動が抑制される。

［第９実施形態］
第９実施形態では、図２５〜図２７に示すように、接続通路９５は、スプール２２４の筒状端部４３に形成された複数の通孔９６１、９６２を有する。通孔９６１、９６２は、ダンパ側ドレンポート４２のポート径Ａよりも小さい内径を持ち、相互間隔がポート径Ａよりも小さくなるように配置されている。通孔９６１、９６２の内径は、軸方向の一方に位置するものほど小さい。すなわち、通孔９６１に対して軸方向の一方に位置する通孔９６２の内径は、通孔９６１の内径よりも小さい。筒状端部４３のうち各通孔９６１、９６２間の部分の閉塞部９９は、特定範囲においてダンパ側ドレンポート４２の一部を塞ぐ。

図２７に示すように、スプール２２４の移動範囲のうち、閉塞部９９がダンパ側ドレンポート４２を塞がないときは、ダンパ室４１の減衰力は比較的小さく、スプール２２４の高速移動を妨げない。また、閉塞部９９がダンパ側ドレンポート４２の一部を塞いでいるときは、ダンパ室４１の減衰力は、ダンパ側ドレンポート４２の閉塞度合いに応じて比較的大きくなる。これにより特定範囲における油圧振動が抑制される。これにより第９実施形態では、第４実施形態と同様の効果を得ることができ、特定範囲における油圧振動が抑制される。

［第１０実施形態］
第１０実施形態では、図２８に示すように、制御部１３１は、電流検出部３５、信号出力部３７、駆動回路３８、記憶部３９１、目標設定部３６１、油圧振動判定部３３、および特定範囲補正部３４を有する。目標設定部３６１は、第１実施形態の目標設定部３６と同様に、記憶部３９１に記憶された特性マップを用いてソレノイド３２の目標電流を算出する。本実施形態では、ソレノイド３２の電流が当該ソレノイド３２の通電周期よりも長いディザ周期で周期的に変化するように、目標電流にディザ振幅が付与される。これによりスプール２２を微振動させ、スプール２２の静摩擦に起因するヒステリシス特性の発現を抑制している。

記憶部３９１は、スプール２２の移動範囲のうち油圧振動が発生する可能性のある範囲を特定範囲として記憶している。この特定範囲は、スプール２２の変位量と非線形バネ２３のバネ定数との関係から予め算出されて記憶される。

目標設定部３６１は、スプール２２の変位量が特定範囲内であるとき、目標電流のディザ周期を変更する。具体的には、例えば、スプール２２の変位量が特定範囲外にある場合と比べてディザ周期が大きくなるように変更される。これにより、油圧振動の発生源となっているディザ周波数から回避する。

なお、他の実施形態では、ディザ周期を変更することに代えて、ディザ振幅の変更、または、目標電流の波形の位相反転が実施されてもよい。ディザ振幅が変更される場合、例えば、スプール２２の変位量が特定範囲外にある場合と比べてディザ振幅が小さくなるように変更される。

油圧振動判定部３３は、スプール２２の現在の変位量が特定範囲外であるとき、油圧振動が発生しているか否かを判定する。本実施形態では、電流検出部３５が検出するソレノイド３２の電流に基づき油圧振動発生の有無を判定する。特定範囲補正部３４は、油圧振動判定部３３が油圧振動の発生を判定した場合、現在の変位量を特定範囲に含めるように記憶部３９１に記録する。

次に、制御部１３１が実行する処理について図２９を参照して説明する。図２９に示すルーチンは、スプール２２の移動指令があるときに繰り返し実行される。以降、「Ｓ」はステップを意味する。

図２９のＳ１０では、記憶部３９１に記憶された特性マップを用いてソレノイド３２の目標電流が算出される。Ｓ１０の後、処理はＳ２０に移行する。

Ｓ２０ではソレノイド３２に電流が付与され、続くＳ３０ではスプール２２がストロークされる。Ｓ３０の後、処理はＳ４０に移行する。

Ｓ４０では、スプール２２の変位量が特定範囲内であるか否かが判定される。スプール２２の変位量が特定範囲内である場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、処理はＳ５０に移行する。スプール２２の変位量が特定範囲内ではない、すなわち特定範囲外である場合（Ｓ４０：ＮＯ）、処理はＳ６０に移行する。

Ｓ５０では、目標電流のディザ周期が変更され、油圧振動の発生源となっているディザ周波数から回避される。Ｓ５０の後、処理は図２９のルーチンを抜ける。

Ｓ６０では、電流検出部３５が検出するソレノイド３２の電流に基づき油圧振動が発生しているか否かが判定される。油圧振動が発生している場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、処理はＳ７０に移行する。油圧振動が発生していない場合（Ｓ６０：ＮＯ）、処理は図２９のルーチンを抜ける。

Ｓ７０では、目標電流のディザ周期が変更され、油圧振動の発生源となっているディザ周波数から回避される。Ｓ７０の後、処理はＳ８０に移行する。

Ｓ８０では、スプール２２の現在の変位量を特定範囲に含めるように記憶部３９１に記録される。Ｓ８０の後、処理は図２９のルーチンを抜ける。

（効果）
以上説明したように、第１０実施形態では、記憶部３９１は、スプール２２の移動範囲のうち油圧振動が発生する可能性のある範囲を特定範囲として記憶している。目標設定部３６１は、ソレノイド３２の電流が当該ソレノイド３２の通電周期よりも長いディザ周期で周期的に変化するように、目標電流にディザ振幅を付与する。また、目標設定部３６１は、スプール２２の変位量が特定範囲内であるとき、目標電流のディザ周期を変更する。これにより、油圧振動のきっかけとなっている振動数からずらし、油圧振動を抑えることができる。非線形バネ２３により特定のスプール２２の変位量で発生する油圧振動をピンポイント制御により回避することが可能である。油圧制御の応答性と耐油振性を両立することができる。

また、第１０実施形態では、制御部１３１は、スプール２２の現在の変位量が特定範囲外であるとき、油圧振動が発生しているか否かを判定する油圧振動判定部３３と、油圧振動判定部３３が油圧振動の発生を判定した場合、現在の変位量を特定範囲に含めるように記憶部３９１に記録する特定範囲補正部３４と、をさらに有する。これにより、特定範囲を補正することができる。

［他の実施形態］
他の実施形態では、バネ部は１つのバネに限らず、複数のバネを有していてもよい。その際、非線形バネと線形バネとが混合して設けられてもよい。また、バネ部を１つのバネで構成するにしても、バネの一部が非線形バネとして構成されていてもよい。

他の実施形態では、ダンパ室は、バネが収容されたバネ室とは異なる室であってもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０：弁装置
１１：スプール弁
２１、２１４：スリーブ
２２、２２４：スプール
２３、２３２、２３３：バネ（バネ部）
２４：入力ポート（高圧ポート）
２７：ドレンポート（低圧ポート）
ｘ：スプールの変位量
Ｆ：付勢力

Claims

高圧ポート（２４）および低圧ポート（２７）を有するスリーブ（２１、２１４）と、
前記スリーブの内側で軸方向へ移動するスプール（２２、２２４）と、
前記スプールを軸方向の一方へ付勢するバネ部（２３、２３２、２３３）と、
を備え、前記スプールに軸方向の他方への制御力が加えられることで、前記スプールを前記高圧ポートと前記低圧ポートとの間で高速に移動させて中間圧を作り、供給先の油圧を調整する油圧制御用のスプール弁であって、
前記バネ部は、前記スプールの変位量（ｘ）に対して付勢力（Ｆ）が非線形に変わる非線形バネを含むスプール弁。
前記非線形バネ（２３）は不等直径バネである請求項１に記載のスプール弁。
前記非線形バネ（２３２）は不等ピッチバネである請求項１に記載のスプール弁。
前記非線形バネ（２３３）は不等素線径バネである請求項１に記載のスプール弁。
請求項１〜４に記載の前記スプール弁と、
ソレノイド（３２）を有し、前記スプールに作用する前記制御力を発生させる電磁部（１２）と、
前記スプールの変位量と前記バネの付勢力との変位量−付勢力関係を記憶する記憶部（３９、３９１）、および、前記変位量−付勢力関係を用いて前記ソレノイドの目標電流を算出する目標設定部（３６、３６１）を有する制御部（１３、１３１）と、
を備える弁装置。
前記スリーブは、前記スプールが軸方向へ移動すると容積が変化するダンパ室（４１）と、前記ダンパ室に連通するダンパ側ドレンポート（４２）とを有し、
前記スプールは、前記ダンパ室と前記ダンパ側ドレンポートとを接続し、前記スプールの変位量に応じて前記ダンパ側ドレンポートとの連通路断面積を変化させる接続通路（４５、５５、６５、７５、８５、９５）を有する請求項１〜４に記載のスプール弁。
前記接続通路は、前記スプールの移動範囲のうち油圧振動が発生する可能性のある特定範囲において前記連通路断面積が小さくなる請求項６に記載のスプール弁。
前記接続通路（４５）は、前記スプールの筒状端部に形成された切欠き孔であり、
前記切欠き孔は、軸方向の他方から一方に向かって順に並ぶ第１開口部（４６）、絞り部（４７）、および第２開口部（４８）を有し、
前記第１開口部および前記第２開口部は、前記ダンパ側ドレンポートのポート径（Ａ）以上の幅（Ｈ１）を持ち、
前記絞り部は、前記ポート径よりも小さい幅（Ｈ２）を持ち、
前記筒状端部のうち前記絞り部の幅方向両側部分（４９）は、前記特定範囲において前記ダンパ側ドレンポートの一部を塞ぐ請求項７に記載のスプール弁。
前記接続通路（５５）は、前記スプールの筒状端部に軸方向の他方から一方に向かって順に形成された小径孔（５６）および大径孔（５７）を有し、
前記小径孔は、前記ダンパ側ドレンポートのポート径よりも小さい内径（Ｂ）を持ち、
前記大径孔は、前記ポート径以上の内径（Ｃ）を持ち、
前記小径孔と前記大径孔との軸方向間隔は、前記ポート径よりも小さく、
前記筒状端部のうち前記小径孔の周囲部分（５９）は、前記特定範囲において前記ダンパ側ドレンポートの一部を塞ぐ請求項７に記載のスプール弁。
前記接続通路（６５）は、前記スプールの筒状端部に形成された切欠き孔であり、
前記切欠き孔は、軸方向の他方から一方に向かって順に並ぶ開口部（６６）および絞り部（６７）を有し、
前記開口部は、前記ダンパ側ドレンポートのポート径（Ａ）以上の幅（Ｈ１）を持ち、
前記絞り部は、前記ポート径よりも小さい幅（Ｈ２）を持ち、
前記筒状端部のうち前記絞り部の幅方向両側部分（６９）は、前記特定範囲において前記ダンパ側ドレンポートの一部を塞ぐ請求項７に記載のスプール弁。
前記接続通路（７５）は、前記スプールの筒状端部に軸方向の他方から一方に向かって順に形成された切欠き孔（７６）および大径孔（７７）を有し、
前記切欠き孔は、前記ダンパ側ドレンポートのポート径以上の幅（Ｄ）を持ち、
前記大径孔は、前記ポート径以上の内径（Ｅ）を持ち、
前記切欠き孔と前記大径孔との軸方向間隔は、前記ポート径よりも小さく、
前記筒状端部のうち前記切欠き孔と大径孔との間の部分（７９）は、前記特定範囲において前記ダンパ側ドレンポートの一部を塞ぐ請求項７に記載のスプール弁。
前記接続通路（８５）は、前記スプールの筒状端部に形成された切欠き孔であり、
前記切欠き孔は、軸方向の他方から一方に向かって幅が小さくなるように形成され、
前記切欠き孔の軸方向他方の開口幅（Ｈ１）は、前記ダンパ側ドレンポートのポート径以上であり、
前記切欠き孔の軸方向一方の先端幅（Ｈ３）は、前記ポート径よりも小さく、
前記筒状端部のうち前記切欠き孔の幅方向両側部分（８９）は、前記特定範囲において前記ダンパ側ドレンポートの一部を塞ぐ請求項７に記載のスプール弁。
前記接続通路（９５）は、前記スプールの筒状端部に形成された複数の通孔（９６、９７）を有し、
各前記通孔は、前記ダンパ側ドレンポートのポート径よりも小さい内径を持ち、相互間隔が前記ポート径よりも小さくなるように配置され、
前記通孔の内径は、軸方向の一方に位置するものほど小さく、
前記筒状端部のうち各前記通孔の間の部分（９９）は、前記特定範囲において前記ダンパ側ドレンポートの一部を塞ぐ請求項７に記載のスプール弁。
前記記憶部（３９１）は、前記スプールの移動範囲のうち油圧振動が発生する可能性のある範囲を特定範囲として記憶しており、
前記目標設定部（３６１）は、
前記ソレノイドの電流が前記ソレノイドの通電周期よりも長いディザ周期で周期的に変化するように、目標電流にディザ振幅を付与し、
前記スプールの変位量が前記特定範囲内であるとき、前記目標電流の前記ディザ周期の変更、前記ディザ振幅の変更、または、前記目標電流の波形の位相反転を実施する請求項５に記載の弁装置。
前記記憶部は、前記目標電流に対する前記スプールの変位量と前記バネ部のバネ定数を記録したマップを記憶している請求項１４に記載の弁装置。
前記制御部は、前記スプールの現在の変位量が前記特定範囲外であるとき、油圧振動が発生しているか否かを判定する油圧振動判定部（３３）と、前記油圧振動判定部が油圧振動の発生を判定した場合、前記現在の変位量を前記特定範囲に含めるように前記記憶部に記録する特定範囲補正部（３４）と、をさらに有する請求項１４または１５に記載の弁装置。