JP4706233B2

JP4706233B2 - 圧力制御弁

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Publication number: JP4706233B2
Application number: JP2004325126A
Authority: JP
Inventors: 晴樹山本
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2024-11-09
Also published as: JP2006132737A

Description

本発明は、圧力制御弁に関するものである。

従来、例えば、自動変速機の油圧回路においては、オイルポンプによって発生させられた油圧をレギュレータバルブで調圧してライン圧を発生させ、該ライン圧を油圧回路の各所に供給するようになっている。そして、前記油圧回路には、各種の圧力制御弁が配設され、該圧力制御弁のうちの、例えば、リニアソレノイドバルブは、リニアソレノイド部及び調圧バルブ部を備え、前記ライン圧をモジュレータバルブによって減圧することにより得られたモジュレータ圧を入力圧として受け、リニアソレノイド部のコイルに電流を供給することによって調圧バルブ部を作動させ、油圧を調整し、調整された油圧を出力圧として発生させ、クラッチ、ブレーキ等の油圧サーボに供給するようになっている。

図２は従来の油圧回路の要部を示す図である。

図において、Ｃはクラッチ、９０はレギュレータバルブであり、該レギュレータバルブ９０は、オイルポンプ９７によって発生させられた油圧を調圧してライン圧を発生させる。該ライン圧は、例えば、モジュレータバルブ９４、コントロールバルブ９６等に供給される。９１は、リニアソレノイド部９２及び調圧バルブ部９３を備えたリニアソレノイドバルブであり、該リニアソレノイドバルブ９１は、前記ライン圧をモジュレータバルブ９４によって減圧することにより得られたモジュレータ圧を入力圧として受け、制御装置９５から供給された電流を、リニアソレノイド部９２の図示されないコイルに供給することによって、調圧バルブ部９３を作動させ、油圧を調整して出力圧を発生させる。

コントロールバルブ９６は、前記ライン圧を入力圧（元圧）として受けるとともに、前記リニアソレノイドバルブ９１から送られた出力圧を信号油圧として受けて制御圧を発生させ、前記クラッチＣの図示されない油圧サーボに供給する。この場合、前記制御圧は、前記油圧サーボに所定の油圧パターンで供給され、クラッチＣは前記油圧パターンに基づいて係脱させられる（例えば、特許文献１参照。）。なお、前記クラッチＣに代えてブレーキを使用し、該ブレーキを前記制御圧の油圧パターンに基づいて係脱することもできる。
特開２００３−７４７３３号公報

しかしながら、前記従来の油圧回路においては、制御圧を発生させるためにコントロールバルブ９６等が必要になり、部品点数が多くなるだけでなく、油圧回路が複雑になってしまう。

本発明は、前記従来の油圧回路の問題点を解決して、油圧回路を簡素化することができる圧力制御弁を提供することを目的とする。

そのために、本発明の圧力制御弁においては、入力ポート、出力ポート、ドレーンポート及びフィードバックポートが形成されたスリーブと、推力を発生させるリニアソレノイド部と、前記スリーブ内において、スリーブに対して進退自在に配設され、前記推力が伝達されて、前記入力ポートに入力された入力圧を調圧して出力圧を前記出力ポートから出力する第１のスプールと、該第１のスプール内において、第１のスプールに対して進退自在に前記スリーブ内に配設され、前記出力ポートとフィードバックポートとを連通させ、前記出力圧をフィードバック圧として第１のスプールに作用させるためのフィードバック油路を備えた第２のスプールとを有する。

そして、前記フィードバックポートとドレーンポートとが、前記第１、第２のスプール間に形成されたクリアランスを介して常時連通させられる。
また、該クリアランスは、前記出力ポートと前記フィードバックポートとが連通させられ、かつ、前記入力圧が調圧された状態において、前記クリアランスを介して前記フィードバックポートから前記ドレーンポートへ油が排出されるように、前記出力ポートと前記フィードバックポートとが遮断された状態において、前記クリアランスを介して前記フィードバックポートから前記ドレーンポートへ油が排出されることにより前記フィードバック圧が低くなるように設定される。

本発明によれば、圧力制御弁においては、入力ポート、出力ポート、ドレーンポート及びフィードバックポートが形成されたスリーブと、推力を発生させるリニアソレノイド部と、前記スリーブ内において、スリーブに対して進退自在に配設され、前記推力が伝達されて、前記入力ポートに入力された入力圧を調圧して出力圧を前記出力ポートから出力する第１のスプールと、該第１のスプール内において、第１のスプールに対して進退自在に前記スリーブ内に配設され、前記出力ポートとフィードバックポートとを連通させ、前記出力圧をフィードバック圧として第１のスプールに作用させるためのフィードバック油路を備えた第２のスプールとを有する。

この場合、出力圧がフィードバック圧として第１のスプールに作用させられるので、コントロールバルブ等が不要になる。したがって、油圧回路における部品点数を少なくすることができ、油圧回路を簡素化することができる。

また、圧力制御弁がロック状態に置かれ、摩擦係合要素が係合させられた後においても、フィードバック力が発生させられ、第１のスプールに加えられるので、圧力制御弁のロック状態を解除する際に、推力が大きい状態で出力圧を低くすることができる。したがって、摩擦係合要素を安定させて解放させることができるだけでなく、つかみ換えを安定させて行うことができるので、変速ショックが発生するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図３は本発明の実施の形態における油圧回路の要部を示す図である。

図において、ＳＩは自動変速機の油圧回路、９５は自動変速機の制御を行う制御装置である。ところで、前記自動変速機は流体伝動装置としての図示されないトルクコンバータ及び変速装置を備え、図示されないエンジンの回転がトルクコンバータを介して変速装置に送られ、該変速装置において、シフトアップの変速又はシフトダウンの変速が行われ、増速された回転、又は減速された回転が図示されない駆動輪に伝達されるようになっている。そのために、前記変速装置に、一つ以上の差動回転装置としてのプラネタリギヤユニット、摩擦係合要素としての各種のクラッチ及び各種のブレーキ、ワンウェイクラッチ等が配設され、所定のクラッチ及びブレーキを選択的に係脱させたり、ワンウェイクラッチを選択的にロックさせたりすることによって、プラネタリギヤユニットから増速された回転、又は減速された回転を出力するようになっている。

また、前記油圧回路ＳＩには、電流を供給したり、信号油圧を供給したりすることによって作動させられる各種のバルブが配設され、所定のバルブを作動させることによって所定のクラッチ及びブレーキが係脱させられ、所定の変速段が達成される。

ところで、変速を行うに当たり、前記制御装置９５が変速出力を発生させると、制御装置９５から前記バルブのうちの変速段に対応したリニアソレノイドバルブに電流が供給され、該リニアソレノイドバルブによって所定のパターンで発生させられた制御圧が所定のクラッチ及びブレーキの油圧サーボに供給され、その結果、油圧サーボ内に油圧がアプライ圧として供給されたり、油圧サーボがドレーンされ、油圧が抜かれたりする。したがって、前記リニアソレノイドバルブは、圧力制御弁として、また、制御圧発生部として機能する。

この場合、前記クラッチ及びブレーキの係脱に伴って、変速装置における入力側の回転速度、すなわち、入力回転速度と、出力側の回転速度、すなわち、出力回転速度との関係が変化する。そこで、第１、第２の回転速度検出部としての図示されない第１、第２の回転速度センサが配設され、該第１、第２の回転速度センサは、前記入力回転速度及び出力回転速度を検出して、制御装置９５に送る。該制御装置９５の図示されない変速判定処理手段は、変速判定処理を行い、前記入力回転速度及び出力回転速度を読み込み、出力回転速度に対する入力回転速度の比によって表されるギヤ比を算出し、該ギヤ比の変化率を更に算出し、該変化率に基づいて変速の状況を把握する。

ところで、本実施の形態においては、前記摩擦係合要素のうちの所定のクラッチＣを係脱するために、前記油圧回路ＳＩにリニアソレノイドバルブ１０が配設され、該リニアソレノイドバルブ１０によって発生させられた制御圧がクラッチＣの図示されない油圧サーボに供給され、クラッチＣが係脱される。そして、９０は圧力調整弁としてのレギュレータバルブであり、該レギュレータバルブ９０は、オイルポンプ９７によって発生させられた油圧を調圧してレギュレータ圧としてのライン圧を発生させる。そのために、前記リニアソレノイドバルブ１０とは別に、圧力調整装置としての、かつ、調整圧力発生部としてのリニアソレノイドバルブ９９が配設され、該リニアソレノイドバルブ９９は、制御装置９５からの電流を受けて信号圧を発生させ、該信号圧を前記レギュレータバルブ９０に送る。

また、前記リニアソレノイドバルブ１０は、ソレノイド駆動装置を構成するリニアソレノイド部１１、及びバルブ部としての調圧バルブ部１２を備え、リニアソレノイド部１１を上方に、調圧バルブ部１２を下方に置いて図示されない自動変速機ケースに取り付けられる。前記リニアソレノイドバルブ１０は、前記レギュレータバルブ９０と接続され、ライン圧を入力圧として受け、制御装置９５からの電流が、リニアソレノイド部１１の図示されないコイルに供給されることによって、調圧バルブ部１２を作動させ、電流に対応する油圧を所定の出力圧（パイロット圧）として発生させ、該出力圧を前記制御圧として前記クラッチＣの油圧サーボに供給する。なお、本実施の形態においては、前記摩擦係合要素としてのクラッチＣを係脱するようにしているが、該クラッチＣに代えてブレーキを係脱することもできる。

本実施の形態においては、レギュレータバルブ９０とリニアソレノイドバルブ１０とが直接接続されるようになっているが、レギュレータバルブ９０とリニアソレノイドバルブ１０との間にモジュレータバルブを配設し、ライン圧をモジュレータバルブで減圧することによってモジュレータ圧を発生させ、該モジュレータ圧を入力圧としてリニアソレノイドバルブ１０に供給することもできる。

次に、前記リニアソレノイドバルブ１０について詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるリニアソレノイドバルブの初期状態を示す図、図４は本発明の実施の形態におけるリニアソレノイドバルブの作動状態を示す図、図５は本発明の実施の形態におけるリニアソレノイドバルブの特性を示す図、図６はリニアソレノイドバルブの特性を示す参考図である。なお、図５及び６において、横軸に電流ｉを、縦軸に出力圧Ｐを採ってある。

この場合、リニアソレノイドバルブ１０のリニアソレノイド部１１は、コイルアッセンブリ３１３、該コイルアッセンブリ３１３に対して進退（図１及び４において左右方向に移動）自在に配設された可動部としてのプランジャ３５４、及び前記コイルアッセンブリ３１３を包囲して配設された筒状の筐（きょう）体としてのヨーク３２０を備える。また、前記コイルアッセンブリ３１３は、ボビン３１５に巻線３１６を巻装することによって形成され、電流が供給されて推力を発生させる被電流供給部としてのコイル３１７、該コイル３１７の後端（図１及び４において右端）に隣接させて配設された第１のエンドヨークとしての環状のエンド部３５８、前記コイル３１７の前端（図１及び４において左端）に隣接させて配設された第２のエンドヨークとしての環状のエンド部３５９、及び前記コイル３１７に電流を供給するターミナル２１を備える。

前記コイルアッセンブリ３１３は、前記ターミナル２１の部分を除いて円筒状に形成され、コイルアッセンブリ３１３の径方向内方には、軸方向において同じ径を有する中空部３２２が形成され、該中空部３２２に前記プランジャ３５４が摺（しゅう）動自在に嵌（かん）入される。したがって、プランジャ３５４は、中空部３２２に嵌入された状態でコイルアッセンブリ３１３によって支持される。

前記ボビン３１５は非磁性体から成り、非磁性体として、例えば、ステンレススチール（ＳＵＳ）等の非磁性金属を使用したり、合成樹脂を使用したりすることができる。前記ボビン３１５は、筒状部３５１、該筒状部３５１の後端において径方向外方に向けて形成された環状のフランジ部３５２、及び筒状部３５１の前端において径方向外方に向けて形成された環状のフランジ部３５３を備え、断面が「コ」字状の形状を有する。そして、前記ボビン３１５とエンド部３５８、３５９とは、溶接、ロー付け、焼結接合又は接着等によって一体的に組み付けられる。

前記エンド部３５８、３５９は、磁性体、すなわち、強磁性体から成り、強磁性体として、例えば、電磁軟鉄等を使用することができる。該電磁軟鉄としては、純鉄を９５〔％〕以上、好ましくは、ほぼ９９〔％〕以上（小数点第１位で四捨五入して９９〔％〕以上）含むもの、すなわち、実質的に純鉄が使用される。

また、前記ヨーク３２０は、有底の筒状体から成り、筒状部３５５及び円形の形状を有する底部３５６を備え、深絞り、冷間鍛造等の塑性金属加工によって一体に形成される。前記筒状部３５５の前端の円周方向における所定の部分に切欠３５７が形成され、該切欠３５７を介してコイルアッセンブリ３１３にターミナル２１が取り付けられる。

前記ヨーク３２０は、磁性体、すなわち、強磁性体から成り、強磁性体として、塑性金属加工が容易な炭素量の少ない低炭素鋼、例えば、前記エンド部３５８、３５９と同様の電磁軟鉄を使用するのが好ましい。

また、前記ヨーク３２０において、筒状部３５５の前端にかしめ部８０が形成され、ヨーク３２０内にコイルアッセンブリ３１３を嵌入し、調圧バルブ部１２のスリーブ６２をセットした後、かしめ部８０と、スリーブ６２の後端に形成されたフランジ部６３とをかしめることによって、リニアソレノイド部１１及び調圧バルブ部１２が一体的に組み付けられる。

前記プランジャ３５４は、外周面が軸方向において同じ径を有し、軸方向においてコイル３１７より長くされる。そして、前記プランジャ３５４の前端面（図１及び４において左端面）の中央に、当接ロッド３７１が前方（図１及び４において左方）に突出させてプランジャ３５４と一体に形成される。なお、前記プランジャ３５４及び当接ロッド３７１によって可動鉄心が形成される。

また、前記当接ロッド３７１の前端の近傍の外周面に環状の溝が形成され、該溝に弾性体から成る環状の薄板材３７２の内周縁が取り付けられ、該薄板材３７２の外周縁はフランジ部６３とエンド部３５９との間に挟持される。前記薄板材３７２は、中空部３２２を密閉し、鉄粉等が中空部３２２に進入するのを防止する。

また、前記プランジャ３５４の後端面（図１及び４において右端面）には、所定の高さの球面状の当接部３２７が一体に形成される。該当接部３２７の表面には表面処理が施され、非磁性体から成る外層が形成される。

前記プランジャ３５４には、軸方向に所定の径の油路３３０が貫通させて形成され、該油路３３０を介してプランジャ３５４の前端側と後端側とが連通させられる。したがって、プランジャ３５４が進退させられるのに伴って、中空部３２２内におけるプランジャ３５４の前端側の油が後方（図１及び４において右方）に流れたり、中空部３２２内におけるプランジャ３５４の後端側の油が前方に流れたりする。

このように、プランジャ３５４に当接部３２７が形成され、かつ、当接部３２７の表面に非磁性体から成る外層が形成されるので、当接部３２７がヨーク３２０に当接した状態において、ヨーク３２０と当接部３２７との間に磁束が生じるのを抑制することができ、磁気を切り離すことができる。

なお、本実施の形態において、前記当接部３２７は、球面状の形状を有するが、円柱状、角柱状、環状等の各種の形状を有することができる。また、本実施の形態において、プランジャ３５４に当接部３２７が形成されるようになっているが、プランジャ３５４の後端面を平坦（たん）にし、ヨーク３２０に、当接部をプランジャ３５４側に向けて突出させて形成したり、プランジャ３５４及びヨーク３２０に当接部を形成したりすることもできる。

ところで、前記フランジ部３５３は、肉厚に形成され、内周面がテーパ状に形成される。すなわち、フランジ部３５３の内径は、フランジ部３５３の前端において最も大きく、後方になるに従って小さくなり、フランジ部３５３の後端において筒状部３５１の内径と等しくなる。

また、前記エンド部３５９の内周縁の近傍に、縁部３６１が、前記フランジ部３５３の内周面に対応させて外周面がテーパ状に形成され、断面が直角三角形の形状を有し、後方に向けて突出させて形成される。そして、フランジ部３５３の内周面と縁部３６１の外周面とが接触させられる。そのために、縁部３６１の外径は、縁部３６１の前端において最も大きく、後方になるに従って小さくなり、筒状部３５１の内径と等しくなる。この場合、縁部３６１は後方に向けて先細に形成されるので、縁部３６１において磁気飽和が形成される。

なお、本実施の形態において、前記フランジ部３５３の内周面及び縁部３６１の外周面はテーパ状に形成されるが、内周面及び外周面を、凸状又は凹状に湾曲させたり、異なる傾斜角の多段傾斜面にしたりすることもできる。

また、前記プランジャ３５４は、エンド部３５８、３５９及びヨーク３２０と同様に強磁性体から成り、強磁性体として、例えば、電磁軟鉄等を使用することができる。

そして、前記制御装置９５（図３）からターミナル２１を介してコイル３１７に電流ｉが供給されると、磁束が生じるが、ボビン３１５が非磁性体で形成されているので、ボビン３１５を迂（う）回し、ヨーク３２０からエンド部３５８、プランジャ３５４及びエンド部３５９を順に通ってヨーク３２０に戻る磁路が形成され、これに伴って、該磁路における縁部３６１とプランジャ３５４との間に吸引部Ｓが形成される。

前記調圧バルブ部１２は、前記スリーブ６２、切替バルブとしての内スプール１２６、調圧バルブとしての外スプール１２７、前記スリーブ６２の前端に固定され、外スプール１２７がスリーブ６２から抜け出すのを防止する抜止め部材としての第１のエンドプレート１６４、該第１のエンドプレート１６４と外スプール１２７の前端との間に配設され、外スプール１２７をリニアソレノイド部１１側に向けて第１の付勢力としてのスプリング荷重ｆ１で付勢する第１の付勢部材としてのスプリング４４、前記外スプール１２７内において、内スプール１２６をリニアソレノイド部１１と反対側に向けて、かつ、外スプール１２７をリニアソレノイド部１１側に向けて第２の付勢力としてのスプリング荷重ｆ２で付勢する第２の付勢部材としての調心用のスプリング１４５、及び前記第１のエンドプレート１６４より径方向内方に取り付けられた第２のエンドプレート１６５を備える。なお、前記外スプール１２７によって第１のスプールが、内スプール１２６によって第２のスプールが構成される。

また、前記第１のエンドプレート１６４は、前記スプリング荷重ｆ１を調整するための付勢力調整部材を構成し、そのために、スリーブ６２と螺（ら）合させられる。そして、前記第２のエンドプレート１６５は、ねじ部１０１、及び該ねじ部１０１より径が小さい円柱状の当接部１０２を備え、該当接部１０２の後端と前記内スプール１２６の前端とが当接させられる。また、前記第２のエンドプレート１６５は、前記スプリング荷重ｆ２を調整するための付勢力調整部材を構成するとともに、内スプール１２６の位置を調整するための位置調整部材を構成し、そのために、第１のエンドプレート１６４と、スリーブ６２の前端において螺合させられる。また、前記第１、第２のエンドプレート１６４、１６５によって、スリーブ６２の前端が閉鎖される。

前記内スプール１２６は、外スプール１２７より径方向内方において、スプリング１４５のスプリング荷重ｆ２によって第２のエンドプレート１６５に押し付けられ、常に所定の位置に置かれる。そして、前記内スプール１２６は、前端に形成され、前記当接部１０２と当接させられる大径のランド１０６、該ランド１０６の後方に隣接させて形成された小径のグルーブ１０７、該グルーブ１０７の後方に隣接させて形成された大径のランド１０８、該ランド１０８の後方に隣接させて形成された小径のグルーブ１０９、該グルーブ１０９の後方に隣接させて形成された大径のランド１１０、及び該ランド１１０の後方に隣接させて形成され、スプリング１４５内に挿入されるばね座１１１を備える。前記グルーブ１０７、ランド１０８及びグルーブ１０９にわたって、斜めに貫通するフィードバック油路２０１が形成され、該フィードバック油路２０１は、一端がグルーブ１０７の外周面において、他端がグルーブ１０９の外周面において開口させられる。

また、前記外スプール１２７は、スリーブ６２より径方向内方において進退自在に、かつ、スリーブ６２に対して相対的に移動自在に、そして、摺動自在に配設される。前記外スプール１２７は、前端に形成され、スプリング４４と当接させられる中径のランド１３１、該ランド１３１の後方に隣接させて形成された小径のグルーブ１３２、該グルーブ１３２の後方に隣接させて形成された大径のランド１３３、該ランド１３３の後方に隣接させて形成された小径のグルーブ１３４、該グルーブ１３４の後方に隣接させて形成された大径のランド１３５、及び該ランド１３５の後方に隣接させて形成され、当接ロッド３７１と当接させられる小径の可動鉄心当接部１３６を備える。そして、前記外スプール１２７は、前記内スプール１２６を収容するために、筒状の形状を有し、後端において可動鉄心当接部１３６は外スプール１２７内を閉鎖し、スプリング１４５と当接させられる。

また、外スプール１２７の前記グルーブ１３４、１３２の軸方向における所定の箇所、本実施の形態においては、ほぼ中央に、径方向に貫通する第１、第２のフィードバック孔１４１、１４２が形成される。

そして、前記内スプール１２６と外スプール１２７との間には、グルーブ１０７の外周面の前半部分に沿って筒状のドレーン油路２０５が、グルーブ１０７の外周面の後半部分に沿って筒状のフィードバック油路２０２が形成され、グルーブ１０９の外周面に沿って筒状のフィードバック油路２０３が形成される。また、ランド１３１は、軸方向における中央において所定の距離だけ内径が大きくされ、ドレーン油路２０５の容積がその分だけ大きくされる。

ところで、前記ランド１０６の外周面２０７とランド１３１の内周面２０９との間にドレーン油路２０８が形成される。前記内スプール１２６及び外スプール１２７を形成する際、内スプール１２６及び外スプール１２７を互いに摺動自在にするために、ランド１０６とランド１３１との摺動部分において前記外周面２０７と内周面２０９との間に所定のクリアランスが形成され、該クリアランスが前記ドレーン油路２０８にされる。なお、本実施の形態において、前記クリアランスの寸法は１０〜５０〔μｍ〕にされる。また、前記ドレーン油路２０８は、常時開放され、流路面積がきわめて小さい流路構造を有し、ドレーン油路２０５、フィードバック油路２０１〜２０３及びフィードバックポートｐ１３と、ドレーンポートｐ１６とが常時連通させられる。

本実施の形態においては、前記クリアランスによってドレーン油路２０８が形成されるようになっているが、クリアランスに加えて流路面積がきわめて小さい連通油路をドレーン油路としてドレーン油路２０５とドレーンポートｐ１６との間に形成することができる。その場合、前記ドレーン油路２０８及び連通油路を介して、前記ドレーン油路２０５、フィードバック油路２０１〜２０３及びフィードバックポートｐ１３と、ドレーンポートｐ１６とを連通させることができる。しかも、前記連通油路は、外周面２０７に溝状に形成したり、ランド１０６内に穴状に形成したりすることができる。

そして、前記スリーブ６２は、前記レギュレータバルブ９０から供給された入力圧が供給（ＩＮ）される入力ポートｐ１１、出力圧Ｐを制御圧として発生させ、油圧サーボに対して出力（ＯＵＴ）するための出力ポートｐ１２、密閉されたフィードバック圧作用部としてのフィードバックポートｐ１３及びドレーンポートｐ１４〜ｐ１６を備え、前記フィードバックポートｐ１３は、第２のフィードバック孔１４２、フィードバック油路２０２、２０１、２０３、及び第１のフィードバック孔１４１を介して前記出力ポートｐ１２と連通させされ、出力圧Ｐがフィードバック圧として供給され、ランド１３１、１３３の受圧面積の面積差に対応するフィードバック力を発生させ、該フィードバック力で外スプール１２７を後方に付勢する。

したがって、前記外スプール１２７は、プランジャ３５４において発生させられ、直接伝達された推力、前記スプリング荷重ｆ１、ｆ２による付勢力及びフィードバック圧による付勢力を受け、可動鉄心当接部１３６を当接ロッド３７１に当接させた状態で、プランジャ３５４と一体的に進退する。

また、前記推力が変更されるのに伴って、内スプール１２６に対して外スプール１２７が相対的に移動させられると、フィードバック油路２０１〜２０３と入力ポートｐ１１及びドレーン油路２０５、２０８との連通状態が切り換えられる。そして、前記内スプール１２６は、外スプール１２７内において、フィードバック圧を前記外スプール１２７に作用させるかどうかの切換えを行うためのフィードバック圧切換手段を構成する。

本実施の形態においては、フィードバック圧作用部としてフィードバックポートｐ１３が形成されるようになっているが、フィードバックポートｐ１３に代えてフィードバック圧を外スプール１２７に作用させるための圧力室を形成することもできる。

次に、前記リニアソレノイドバルブ１０の動作について説明する。

まず、クラッチＣを係合する場合について説明する。

この場合、リニアソレノイドバルブ１０はノーマルクローズタイプの構造を有し、ターミナル２１に電流ｉが供給されない場合、調圧バルブ部１２において、入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２とがランド１３３によって閉鎖される。

そこで、制御装置９５は、所定の変速開始条件が成立すると、変速出力を発生させ、変速を開始する。そして、前記制御装置９５の図示されない初期化処理手段は、初期化処理を行い、ターミナル２１に供給される電流ｉの値は零（０）にされる。

このとき、リニアソレノイドバルブ１０は初期状態に置かれ、図１に示されるように、リニアソレノイド部１１において当接部３２７が底部３５６と当接させられる。

一方、調圧バルブ部１２において、スプリング４４のスプリング荷重ｆ１によって外スプール１２７が後退限位置に置かれる。このとき、入力ポートｐ１１及び出力ポートｐ１２がランド１３３によって閉鎖され、ドレーン油路２０５は前記ランド１０６によって閉鎖される。したがって、出力圧Ｐは零であり、出力ポートｐ１２から出力されない。

続いて、前記制御装置９５の図示されないスウィープ制御処理手段は、スウィープ制御処理を行い、スウィープ制御を開始する。そのために、あらかじめ出力圧Ｐのパターンが設定され、該パターンに対応させてターミナル２１に供給される電流ｉが設定される。そして、前記スウィープ制御処理手段は、時間の経緯に対応させて電流ｉを読み込み、ターミナル２１に供給する。なお、電流ｉの変化量に対する出力圧Ｐの変化量の比は、前記スプリング４４、１４５の各ばね定数、ランド１３１、１３３の受圧面積の面積差等によって設定される。

前記制御装置９５からターミナル２１を介してコイル３１７に電流ｉが供給されると、コイル３１７がプランジャ３５４を所定の吸引力で吸引し、プランジャ３５４に推力を発生させる。その結果、推力が外スプール１２７に伝達され、外スプール１２７は前記スプリング荷重ｆ１に抗して前進（図１及び４において左方向に移動）させられ、スプリング４４を収縮させる。これに伴って、スプリング１４５も収縮させられ、リニアソレノイドバルブ１０が調圧状態に置かれる。

続いて、電流ｉを大きくすると、外スプール１２７の前進に伴って入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２とが連通させられ、出力ポートｐ１２とフィードバックポートｐ１３とが第１のフィードバック孔１４１、フィードバック油路２０３、２０１、２０２及び第２のフィードバック孔１４２を介して連通させられる。この間、ドレーン油路２０５はドレーン油路２０８を介してドレーンポートｐ１６と連通させられ、ドレーン油路２０５内の油はドレーンポートｐ１６から排出（ＥＸ）される。なお、この場合、前述されたように、ドレーン油路２０８はリニアソレノイドバルブ１０６の外周面２０７とランド１３１の内周面２０９との間のクリアランスによって形成されるので、排出される油はわずかであり、隙（すき）間流れを形成する。

したがって、出力圧Ｐは、第１のフィードバック孔１４１、フィードバック油路２０３、２０１、２０２及び第２のフィードバック孔１４２を介してフィードバックポートｐ１３に供給されてフィードバック圧を発生させ、外スプール１２７をフィードバック力で後方に押す。その結果、前記入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２との間がランド１３３の後端によって絞られ、出力圧Ｐは、図５に示されるように、電流ｉの値にほぼ比例する値になって高くなる。

そして、外スプール１２７に、プランジャ３５４からの推力、フィードバック力及びスプリング荷重ｆ１、ｆ２が加わり、外スプール１２７は、推力、フィードバック力及びスプリング荷重ｆ１、ｆ２がバランスする位置に置かれる。この場合、スプリング荷重ｆ１、ｆ２及びフィードバック力と推力とが対向させられる。

続いて、電流ｉを更に大きくすると、外スプール１２７に加わる推力が大きくなり、外スプール１２７は更に前進させられる。それに伴って、プランジャ３５４のストローク量に基づいて、外スプール１２７がプランジャ３５４と一体的に前進させられ、前記入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２との間がランド１３３の後端によってその分開かれ、出力圧Ｐが、点ａを通過して矢印Ａのように高くなる。

そして、電流ｉがあらかじめ設定されたスウィープ制御における最大の値ｉｍになると、外スプール１２７に加わる推力が最大になり、入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２との間のランド１３３の後端による絞り量は最小になり、入力ポートｐ１１に入力される入力圧は、減圧されることなく出力ポートｐ１２から出力され、出力圧Ｐが入力圧と等しくなり、スウィープ制御において最大の値Ｐｍになる。

続いて、前記制御装置９５の図示されないロック制御処理手段は、ロック制御処理を行い、電流ｉは前記値ｉｍより高いロック時の値ｉｒにし、リニアソレノイドバルブ１０をロック状態に置く。電流ｉが値ｉｍから値ｉｒにされる間、出力圧Ｐは値Ｐｍを維持する。その結果、値Ｐｍの出力圧Ｐが制御圧として前記クラッチＣの油圧サーボに供給され、油圧サーボ内の圧力を急激に高くすることができる。その結果、前記クラッチＣを係合することができる。

なお、この間、第１のフィードバック孔１４１は、前記ランド１０８によって塞（ふさ）がれ、フィードバック油路２０３と遮断され、出力圧Ｐがフィードバック油路２０３に供給されることがなくなるが、フィードバック油路２０２及びドレーン油路２０５内の油は、前記ドレーン油路２０８を介してドレーンポートｐ１６から排出され、フィードバックポートｐ１３内のフィードバック圧はわずかずつ低くなり、外スプール１２７を後方に押すフィードバック力がわずかずつ低くなる。なお、この場合も、前述されたように、ドレーンポートｐ１６から排出される油はわずかであり、隙間流れを形成する。

前記スウィープ制御処理手段において出力される出力圧Ｐによって第１の出力圧が、前記ロック制御処理において出力される出力圧Ｐによって第２の出力圧が構成される。

このように、スウィープ制御が行われている間、出力圧Ｐをフィードバック圧として外スプール１２７に作用させることができるので、リニアソレノイドバルブ１０を配設するだけで、出力圧Ｐを制御圧として安定して発生させることができる。

したがって、コントロールバルブ等が不要になり、油圧回路ＳＩにおける部品点数を少なくすることができ、油圧回路ＳＩを簡素化することができる。

続いて、変速に伴って、係合させられているクラッチＣを解放する場合について説明する。なお、クラッチＣが係合させられている間、前記ロック制御処理手段は、電流ｉを値ｉｒに保持する。その結果、リニアソレノイドバルブ１０はロック状態に置かれ、入力圧と等しい値Ｐｍの出力圧Ｐが出力ポートｐ１２から出力される。

続いて、前記制御装置９５の図示されないロック解除処理手段は、ロック解除処理を行い、電流ｉを低くして、リニアソレノイドバルブ１０のロック状態を解除する。ところで、電流ｉが値ｉｒから低くなり、値ｉｍになると、スプリング４４、１４５が伸長を開始し、外スプール１２７が後退（図１及び４において右方向に移動）し始めるが、前述されたように、リニアソレノイドバルブ１０がロック状態に置かれている間に、外スプール１２７を押すフィードバック力は出力圧Ｐよりわずかずつ低くなるので、電流ｉが値ｉｍになっても、入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２との間のランド１３３の後端による絞り量は大きくならない。したがって、入力ポートｐ１１に入力される入力圧は、減圧されることなく出力ポートｐ１２から出力され、矢印Ｂで示されるように、出力圧Ｐが値Ｐｍを維持する。

続いて、電流ｉが値ｉｍから更に低くなり、値ｉｓになると、スプリング荷重ｆ１、ｆ２及びフィードバック力と推力とのバランスが採れ、入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２との間のランド１３３の後端による絞り量は大きくなる。したがって、入力ポートｐ１１に入力される入力圧は、減圧され、出力ポートｐ１２から出力され、出力圧Ｐが急激に低くなり、値Ｐｓになる。

続いて、前記スウィープ制御処理手段は、スウィープ制御を開始する。前記スウィープ制御処理において、電流ｉを徐々に小さくすると、外スプール１２７に加わる推力が小さくなり、外スプール１２７はスプリング４４、１４５の付勢力によって後退させられる。これに伴って、外スプール１２７が内スプール１２６及びプランジャ３５４と一体的に後退させられ、前記入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２との間のランド１３３の後端による絞り量がその分大きくなり、出力圧Ｐが電流ｉの値にほぼ比例して低くなる。

ところで、本実施の形態においては、ランド１０６とランド１３１との摺動部分において前記外周面２０７と内周面２０９との間にクリアランスが形成され、該クリアランスが前記ドレーン油路２０８にされるが、例えば、前記外周面２０７の所定の箇所に平坦部を形成し、該平坦部と内周面２０９との間に断面が弧状のドレーン油路を形成することができる。

その場合、図６に示されるように、前記スウィープ制御処理において、電流ｉを大きくすると、出力圧Ｐは電流ｉの値にほぼ比例する値になって高くなり、続いて、点ｂを通過して矢印Ｃのように高くなる。

そして、電流ｉがあらかじめ設定されたスウィープ制御における最大の値ｉｎになると、外スプール１２７に加わる推力が最大になり、入力圧は、減圧されることなく出力ポートｐ１２から出力され、出力圧Ｐが入力圧と等しくなり、スウィープ制御において最大の値Ｐｎになる。

続いて、ロック制御処理において、電流ｉは前記値ｉｎより高いロック時の値ｉｑにされ、電流ｉが値ｉｎから値ｉｑにされる間、出力圧Ｐは値Ｐｎを維持する。その結果、値Ｐｎの出力圧Ｐが制御圧として前記クラッチＣの油圧サーボに供給され、クラッチＣが係合させられる。

ところで、この間、第１のフィードバック孔１４１は、前記ランド１０８によって塞がれ、フィードバック油路２０３と遮断され、出力圧Ｐがフィードバック油路２０３に供給されることがなくなり、また、フィードバック油路２０２及びドレーン油路２０５内の油は、断面が弧状の前記ドレーン流路を介してドレーンポートｐ１６から排出されるので、フィードバックポートｐ１３内のフィードバック圧は急激に低くなり、外スプール１２７に加わるフィードバック力が急激に零になる。

続いて、変速に伴って、係合させられているクラッチＣを解放する場合、ロック解除処理において、電流ｉが低くされる。そして、電流ｉが値ｉｑから低くなり、値ｉｎになると、スプリング４４、１４５が伸長を開始し、外スプール１２７が後退し始めるが、前述されたように、フィードバック力が零にされるので、電流ｉが値ｉｎになっても、入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２との間のランド１３３の後端による絞り量は大きくならない。したがって、入力ポートｐ１１に入力される入力圧は、減圧されることなく出力ポートｐ１２から出力され、矢印Ｄに示されるように、出力圧Ｐが値Ｐｎを維持する。

続いて、電流ｉが値ｉｎから更に低くなり、値ｉｔになると、スプリング荷重ｆ１、ｆ２及びフィードバック力と推力とのバランスが採れ、入力ポートｐ１１と出力ポートｐ１２との間のランド１３３の後端による絞り量は大きくなる。したがって、入力ポートｐ１１に入力される入力圧は、減圧され、出力ポートｐ１２から出力され、出力圧Ｐが急激に低くなり、値Ｐｔになる。

この場合、値ｉｎと値ｉｔとの差はきわめて大きいので、図６に示されるように、ヒステリシスがきわめて大きくなってしまう。しかも、推力が相当に小さくなるまでスプリング荷重ｆ１、ｆ２及びフィードバック力と推力とのバランスが採れないので、値ｉｔが不安定になってしまう。その結果、出力圧Ｐを確実に低くすることができず、クラッチＣを安定させて解放させることができない。そして、クラッチＣを解放させると同時に他の摩擦係合要素を係合させてつかみ換えを行おうとしたときに、クラッチＣを安定させて解放することができないので、変速ショックが発生してしまう。

これに対して、本実施の形態においては、値ｉｍと値ｉｓとの差は小さいので、図５に示されるように、ヒステリシスがきわめて小さくなる。しかも、推力が十分に大きいままで、スプリング荷重ｆ１、ｆ２及びフィードバック力と推力とのバランスが採れるので、値ｉｓを安定させることができる。その結果、出力圧Ｐを確実に低くすることができ、クラッチＣが安定して解放される。そして、クラッチＣを解放させると同時に他の摩擦係合要素を係合させてつかみ換えを行おうとしたときに、クラッチＣが安定して解放されるだけでなく、つかみ換えは、出力圧Ｐが点ａより低い領域で行われるので、ヒステリシスの影響を受けることはない。したがって、変速ショックが発生するのが防止される。

このように、リニアソレノイドバルブ１０がロック状態に置かれ、クラッチＣが係合させられた後においても、フィードバック力が発生させられ、外スプール１２７に加えられるので、リニアソレノイドバルブ１０のロック状態を解除する際に、推力が大きい状態で出力圧Ｐを低くすることができる。したがって、クラッチＣを安定させて解放させることができるだけでなく、つかみ換えを安定させて行うことができるので、変速ショックが発生するのを防止することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態におけるリニアソレノイドバルブの初期状態を示す図である。従来の油圧回路の要部を示す図である。本発明の実施の形態における油圧回路の要部を示す図である。本発明の実施の形態におけるリニアソレノイドバルブの作動状態を示す図である。本発明の実施の形態におけるリニアソレノイドバルブの特性を示す図である。リニアソレノイドバルブの特性を示す参考図である。

符号の説明

１０リニアソレノイドバルブ
１１リニアソレノイド部
４４、１４５スプリング
６２スリーブ
１２６内スプール
１２７外スプール
２０１〜２０３フィードバック油路
２０８ドレーン油路
ｐ１１入力ポート
ｐ１２出力ポート
ｐ１３フィードバックポート
ｐ１４〜ｐ１６ドレーンポート

Claims

入力ポート、出力ポート、ドレーンポート及びフィードバックポートが形成されたスリーブと、
推力を発生させるリニアソレノイド部と、
前記スリーブ内において、スリーブに対して進退自在に配設され、前記推力が伝達されて、前記入力ポートに入力された入力圧を調圧して出力圧を前記出力ポートから出力する第１のスプールと、
該第１のスプール内において、第１のスプールに対して進退自在に前記スリーブ内に配設され、前記出力ポートとフィードバックポートとを連通させ、前記出力圧をフィードバック圧として第１のスプールに作用させるためのフィードバック油路を備えた第２のスプールとを有するとともに、
前記フィードバックポートとドレーンポートとが、前記第１、第２のスプール間に形成されたクリアランスを介して常時連通させられ、
該クリアランスは、前記出力ポートと前記フィードバックポートとが連通させられ、かつ、前記入力圧が調圧された状態において、前記クリアランスを介して前記フィードバックポートから前記ドレーンポートへ油が排出されるように、前記出力ポートと前記フィードバックポートとが遮断された状態において、前記クリアランスを介して前記フィードバックポートから前記ドレーンポートへ油が排出されることにより前記フィードバック圧が低くなるように設定されることを特徴とする圧力制御弁。
前記第１のスプールを前記リニアソレノイド部側に向けて付勢する付勢部材を有するとともに、
該付勢部材による付勢力及び前記フィードバック圧によるフィードバック力と、前記推力とが対向させられる請求項１に記載の圧力制御弁。