JP4784389B2

JP4784389B2 - リニアソレノイドバルブの制御装置

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Publication number: JP4784389B2
Application number: JP2006132604A
Authority: JP
Inventors: 和俊野崎; 博文太田; 敦本多
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-05-11
Also published as: JP2007303552A

Description

本発明は、リニアソレノイドバルブの制御装置に関し、特に、電磁コイルにより発生する力が作用して第１の方向に移動するスプールと、第１の方向とは反対側の第２の方向にスプールを付勢するスプリングとを有するリニアソレノイドバルブを制御する技術に関する。

従来より、車両の走行状態に応じて変速を自動で行なう自動変速機が知られている。この自動変速機においては、たとえばクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素を任意の組み合わせで係合することにより所望のギヤ段を形成する。摩擦係合要素は油圧により作動する。摩擦係合要素の係合力、すなわち摩擦係合要素に供給される油圧は、リニアソレノイドバルブにより調圧される。このリニアソレノイドバルブは、電磁コイルに通電することにより発生する吸引力を用いてスプールを移動させて、スプールのストローク（位置）に応じた油圧を出力する。リニアソレノイドバルブのスプールには、電磁コイルによる吸引力の他、スプリングによる付勢力および出力油圧をフィードバックしたフィードバック圧が作用する。したがって、スプールのストロークは、電磁コイルによる吸引力、スプリングによる付勢力およびフィードバック圧のバランスにより定まる。

このリニアソレノイドバルブの電磁コイルには、所望の油圧指令値に対応した電流が通電される。このようなリニアソレノイドバルブは、出力される作動油の流量が多いほど、油圧指令値に対して実際の出力油圧が低くなる特性を有する。このような特性をオーバーライド特性という。また、リニアソレノイドバルブは、出力油圧をステップ的に低下するように制御した際、油圧指令値に対して低い油圧を一時的に出力する特性を有する。このような特性をアンダーシュート特性という。

ここで、出力油圧、すなわちフィードバック圧をＰ_n（ｎは自然数）、スプールにおいてフィードバック圧が有効に（スプールを移動させるために）作用する面積をＡ、電磁コイルの吸引力をＦＣ_n（ｎは自然数）、スプリングによる付勢力をＦＳ_n（ｎは自然数）とおく。

電磁コイルへの通電を停止した場合に出力される油圧が「０」になるノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブの場合、
Ｐ_n＝（ＦＣ_n−ＦＳ_n）／Ａ・・・（１）
が成り立つ。

したがって、オーバーライド特性やアンダーシュート特性により油圧指令値Ｐ₁に対して、実際の出力油圧がＰ₂に低下したとすれば、その低下量ΔＰは、
ΔＰ＝Ｐ₁−Ｐ₂＝（（ＦＣ₁−ＦＣ₂）−（ＦＳ₁−ＦＳ₂））／Ａ・・・（２）
となる。

一方、電磁コイルへの通電を停止した場合に出力される油圧が最大になるノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブの場合、
Ｐ_n＝（ＦＳ_n−ＦＣ_n）／Ａ・・・（３）
が成り立つ。

したがって、オーバーライド特性やアンダーシュート特性により油圧指令値Ｐ₁に対して、実際の出力油圧がＰ₂に低下したとすれば、その低下量ΔＰは、
ΔＰ＝Ｐ₁−Ｐ₂＝（（ＦＳ₁−ＦＳ₂）−（ＦＣ₁−ＦＣ₂））／Ａ・・・（４）
となる。

式（２）および式（４）より、ノーマルクローズタイプおよびノーマルオープンタイプのどちらのタイプのリニアソレノイドバルブであっても、電磁コイルにより作用する力の変化量（ＦＣ₁−ＦＣ₂）とスプリングの付勢力の変化量（ＦＳ₁−ＦＳ₂）との差を小さくすることにより、油圧の低下量を小さくすることができることがわかる。

特開２０００−３９０８３号公報（特許文献１）は、電磁コイルによる吸引力の変化特性とスプリングによる付勢力の変化特性とを略同じにして、制御圧（リニアソレノイドバルブの出力油圧）の変動を抑制することができる電磁弁（リニアソレノイドバルブ）を開示する。特許文献１に記載の電磁弁は、電磁コイルと、この電磁コイルに印加される制御電流に応じて軸線方向にストロークされるプランジャと、電磁コイルに対し固定的に設けられた筒状で軸線方向に間をおいて供給ポートと制御ポートとドレンポートが順に形成された弁スリーブと、この弁スリーブの内孔に摺動自在に嵌合され供給ポートと制御ポートの間の連通を制御する供給側ランド部及び制御ポートとドレンポートの間の連通を制御する排出側ランド部を有するスプールと、スプールを軸線方向に押圧してプランジャまたはこれと共にストロークする部材に当接させるスプリングとを含む。プランジャの内端部に形成されたテーパ部のテーパ角を調整することにより、通常よく使われる制御電流の範囲において、電磁コイルによりプランジャに作用する吸引力の変化特性と、スプリングがスプールを押圧する押圧力の変化特性とが略同じにされる。

この公報に記載の電磁弁によれば、プランジャがスプールに加える吸引力の変化量と、スプリングがスプールに与える押圧力の変化量とは、ほぼ相殺されるので、制御圧が変動することが少なくなる。
特開２０００−３９０８３号公報

しかしながら、特開２０００−３９０８３号公報に記載の電磁弁においては、電磁弁自体の構造により、限られた電流の範囲で吸引力の変化特性とスプリングの付勢力の変化特性とを同じにしているにすぎない。そのため、電磁弁の構造上の特性により、吸引力が狙いの変化特性を有さない状態もあり得る。この状態では、吸引力の変化特性とスプリングの付勢力の変化特性とが同じにならない。したがって、油圧の精度を向上させるという観点においては、さらなる改善の余地がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、油圧を精度よく制御することができるリニアソレノイドバルブの制御装置を提供することである。

第１の発明に係るリニアソレノイドバルブの制御装置は、電磁コイルと、電磁コイルにより発生する力が作用して第１の方向に移動するスプールと、第１の方向とは反対側の第２の方向にスプールを付勢するスプリングとを有し、電磁コイルに通電される電流値に応じた油圧を出力するリニアソレノイドバルブを制御する。この制御装置は、スプールの位置を検知するための検知手段と、スプールが移動する際において、電磁コイルによりスプールに作用する力の変化量およびスプリングの付勢力の変化量の差を抑制するように、スプールの位置に応じて、電磁コイルに通電される電流値を制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、検知手段により、スプールの位置が検知される。スプールが移動する際において、電磁コイルによりスプールに作用する力の変化量およびスプリングの付勢力の変化量の差を抑制するように、スプールの位置に応じて、電磁コイルに通電される電流値が制御される。これにより、リニアソレノイドバルブの構造上の特性に合わせて電磁コイルに通電される電流値自体を制御して、電磁コイルによりスプールに作用する力の変化量およびスプリングの付勢力の変化量の差を抑制することができる。そのため、電磁コイルによりスプールに作用する力の変化量およびスプリングの付勢力の変化量の差を、広範囲で抑制することができる。その結果、オーバーライド特性およびアンダーシュート特性による油圧の低下を抑制して、油圧を精度よく制御することができるリニアソレノイドバルブの制御装置を提供することができる。

第２の発明に係るリニアソレノイドバルブの制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制御手段は、スプールが移動する際において、電磁コイルによりスプールに作用する力の変化量およびスプリングの付勢力の変化量が一致するように、スプールの位置に応じて、電磁コイルに通電される電流値を制御するための手段を含む。

第２の発明によると、電磁コイルによりスプールに作用する力の変化量およびスプリングの付勢力の変化量が一致するように、スプールの位置に応じて、電磁コイルに通電される電流値が制御される。これにより、オーバーライド特性およびアンダーシュート特性による油圧の低下をより抑制して、油圧を精度よく制御することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、オートマチックトランスミッション２０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、ディファレンシャルギヤ５０００と、ドライブシャフト６０００と、前輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ３２００を介してエンジン１０００に連結される。オートマチックトランスミッション２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。なお、ギヤ段を形成するオートマチックトランスミッションの代わりに、変速比を無段階に変更するＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）を搭載するようにしてもよい。さらに、油圧アクチュエータにより変速される常時噛合式歯車からなる自動変速機を搭載するようにしてもよい。

オートマチックトランスミッション２０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５０００と噛合っている。ディファレンシャルギヤ５０００にはドライブシャフト６０００がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト６０００を介して、左右の前輪７０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ８０００には、車速センサ８００２と、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、ブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、油温センサ８０２６とがハーネスなどを介して接続されている。

車速センサ８００２は、ドライブシャフト６０００の回転数から車両の速度を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。シフトレバー８００４の位置は、ポジションスイッチ８００６により検知され、検知結果を表す信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。

アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。ストロークセンサ８０１４は、ブレーキペダル８０１２のストローク量を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量（エンジン１０００の出力）が調整される。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩを検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

油温センサ８０２６は、オートマチックトランスミッション２０００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、車速センサ８００２、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、ストロークセンサ８０１４、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、出力軸回転数センサ８０２４、油温センサ８０２６などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

本実施の形態において、ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション２０００のシフトレンジにＤ（ドライブ）レンジが選択された場合、１速〜６速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２０００を制御する。１速〜６速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション２０００は前輪７０００に駆動力を伝達し得る。なおＤレンジにおいて、６速ギヤ段よりも高速のギヤ段、すなわち７速ギヤ段や８速ギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして予め作成された変速線図に基づいて決定される。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸３１００を有するトルクコンバータ３２００に接続されている。プラネタリギヤユニット３０００は、遊星歯車機構の第１セット３３００と、遊星歯車機構の第２セット３４００と、出力ギヤ３５００と、ギヤケース３６００に固定されたＢ１ブレーキ３６１０、Ｂ２ブレーキ３６２０およびＢ３ブレーキ３６３０と、Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０と、ワンウェイクラッチＦ３６６０とを含む。

第１セット３３００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１セット３３００は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０と、ピニオンギヤ３３２０と、リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０とを含む。

サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結されている。ピニオンギヤ３３２０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ３３２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と噛合している。

リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０は、Ｂ３ブレーキ３６３０によりギヤケース３６００に固定される。キャリアＣ（ＵＤ）３３４０は、Ｂ１ブレーキ３６１０によりギヤケース３６００に固定される。

第２セット３４００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２セット３４００は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０と、ショートピニオンギヤ３４２０と、キャリアＣ（１）３４２２と、ロングピニオンギヤ３４３０と、キャリアＣ（２）３４３２と、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０とを含む。

サンギヤＳ（Ｄ）３４１０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、キャリアＣ（１）３４２２に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０およびロングピニオンギヤ３４３０と噛合している。キャリアＣ（１）３４２２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

ロングピニオンギヤ３４３０は、キャリアＣ（２）３４３２に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３４３０は、ショートピニオンギヤ３４２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０と噛合している。キャリアＣ（２）３４３２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

サンギヤＳ（Ｓ）３４４０は、Ｃ１クラッチ３６４０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、Ｂ２ブレーキ３６２０により、ギヤケース３６００に固定され、Ｃ２クラッチ３６５０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、ワンウェイクラッチＦ３６６０に連結されており、１速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。

図３に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、１速〜６速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。

図４を参照して、油圧回路４０００の要部について説明する。なお、油圧回路４０００は、以下に説明するものに限られない。

油圧回路４０００は、オイルポンプ４００４と、プライマリレギュレータバルブ４００６と、マニュアルバルブ４１００と、ソレノイドモジュレータバルブ４２００と、ＳＬ１リニアソレノイド（以下、ＳＬ（１）と記載する）４２１０と、ＳＬ２リニアソレノイド（以下、ＳＬ（２）と記載する）４２２０と、ＳＬ３リニアソレノイド（以下、ＳＬ（３）と記載する）４２３０と、ＳＬ４リニアソレノイド（以下、ＳＬ（４）と記載する）４２４０と、ＳＬＴリニアソレノイド（以下、ＳＬＴと記載する）４３００と、Ｂ２コントロールバルブ４５００とを含む。

オイルポンプ４００４は、エンジン１０００のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ４００４が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ４００４で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６により調圧され、ライン圧が生成される。

プライマリレギュレータバルブ４００６は、ＳＬＴ４３００により調圧されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路４０１０を介してマニュアルバルブ４１００に供給される。

マニュアルバルブ４１００は、ドレンポート４１０５を含む。ドレンポート４１０５から、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の油圧が排出される。マニュアルバルブ４１００のスプールがＤポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＤレンジ圧油路４１０２とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２に油圧が供給される。このとき、Ｒレンジ圧油路４１０４とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＲポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＲレンジ圧油路４１０４とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４に油圧が供給される。このとき、Ｄレンジ圧油路４１０２とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＮポジションにある場合、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の両方と、ドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧およびＲレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

Ｄレンジ圧油路４１０２に供給された油圧は、最終的には、Ｂ１ブレーキ３６１０、Ｂ２ブレーキ３６２０、Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０に供給される。Ｒレンジ圧油路４１０４に供給された油圧は、最終的には、Ｂ２ブレーキ３６２０に供給される。

ソレノイドモジュレータバルブ４２００は、ライン圧を元圧とし、ＳＬＴ４３００に供給する油圧（ソレノイドモジュレータ圧）を一定の圧力に調圧する。

ＳＬ（１）４２１０は、Ｃ１クラッチ３６４０に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（２）４２２０は、Ｃ２クラッチ３６５０に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（３）４２３０は、Ｂ１ブレーキ３６１０に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（４）４２４０は、Ｂ３ブレーキ３６３０に供給される油圧を調圧する。

ＳＬＴ４３００は、アクセル開度センサ８０１０により検知されたアクセル開度に基づいたＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて、ソレノイドモジュレータ圧を調圧し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、ＳＬＴ油路４３０２を介して、プライマリレギュレータバルブ４００６に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６のパイロット圧として利用される。

ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、ＳＬ（４）４２４０、およびＳＬＴ４３００は、ＥＣＵ８０００から送信される制御信号により制御される。本実施の形態において、ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、ＳＬ（４）４２４０は、非通電時に出力油圧が「０」になるノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブとして構成される。ＳＬＴ４３００は、非通電時に出力油圧が最大になるノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブとして構成される。

ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、ＳＬ（４）４２４０は、油圧指令値と同じ油圧を出力するように、ＥＣＵ８０００により制御される。具体的には、油圧指令値に応じた電流値で、各リニアソレノイドバルブの電磁コイルが通電される。

Ｂ２コントロールバルブ４５００は、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４のいずれか一方からの油圧を選択的に、Ｂ２ブレーキ３６２０に供給する。Ｂ２コントロールバルブ４５００に、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４が接続されている。Ｂ２コントロールバルブ４５００は、ＳＬソレノイドバルブ（図示せず）およびＳＬＵソレノイドバルブ（図示せず）から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。

ＳＬソレノイドバルブがオフで、ＳＬＵソレノイドバルブがオンの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において左側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３６２０には、ＳＬＵソレノイドバルブから供給された油圧をパイロット圧として、Ｄレンジ圧を調圧した油圧が供給される。

ＳＬソレノイドバルブがオンで、ＳＬＵソレノイドバルブがオフの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において右側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３６２０には、Ｒレンジ圧が供給される。

図５を参照して、ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、ＳＬ（４）４２４０等のノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブ９０００について説明する。なお、図５に示すノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブ９０００は一例であって、これに限らない。

リニアソレノイドバルブ９０００は、電磁コイル９００２と、プランジャ９００４と、スプール９００６と、スプリング９００８と、入力ポート９０１０と、出力ポート９０１２と、フィードバックポート９０１４と、ドレンポート９０１６とを含む。

電磁コイル９００２に通電することにより、磁界が発生する。電磁コイル９００２により磁界が発生すると、プランジャ９００４が図５において下方向に吸引され、スプール９００６とともに移動する。スプリング９００８は、スプール９００６を図５において上方向に付勢するように設けられる。

電磁コイル９００２の非通電時において、スプール９００６は、スプリング９００８の付勢力により、入力ポート９０１０と出力ポート９０１２とを遮断し、出力ポート９０１２とドレンポート９０１６とを連通する状態にされる。したがって、出力ポート９０１２から出力される油圧は「０」になる。

電磁コイル９００２に通電することにより、スプール９００６が図５において下方向に移動すると、入力ポート９０１０と出力ポート９０１２とが連通され、出力ポート９０１２とドレンポート９０１６とが遮断される。これにより、入力ポート９０１０から入力された油圧が調圧されて、出力ポート９０１２から出力される。出力ポート９０１２から出力された油圧は、フィードバックポート９０１４に供給される。

スプール９００６のストローク（位置）は、ギャップセンサ９０１８により検知され、検知結果を表わす信号がＥＣＵ８０００に送信される。

出力油圧、すなわちフィードバック圧をＰ_n（ｎは自然数）、スプール９００６においてフィードバック圧が有効に（スプールを移動させるために）作用する面積をＡ、電磁コイル９００２の吸引力をＦＣ_n（ｎは自然数）、スプリング９００８による付勢力をＦＳ_n（ｎは自然数）とおくと、
Ｐ_n＝（ＦＣ_n−ＦＳ_n）／Ａ・・・（５）
が成り立つ。

このようなリニアソレノイドバルブ９０００において、電磁コイル９００２による吸引力ＦＣ_nは、図６において実線で示すように、電磁コイル９００２の電流値に応じた大きさとなる。また、電磁コイル９００２の電流値が一定であっても、スプール９００６のストローク（位置）に応じて変化する。

図６において一点鎖線で示すように、スプリング９００８による付勢力ＦＳ_nは、スプール９００６のストローク、すなわちスプリング９００８の縮み量に応じて変化する。このとき、付勢力ＦＳ_nの変化量、すなわち傾きは、スプリング９００８のバネ定数Ｋと同じである。

なお、図６において二点鎖線で示す曲線は、リニアソレノイドバルブ９０００から流出する作動油の流量Ｑが「０」である状態、すなわち、フィードバック圧Ｐ_nと、電磁コイル９００２による吸引力ＦＣ_nと、スプリングによる付勢力ＦＳ_nとがつり合い、スプールが静止した状態における電磁コイルの吸引力ＦＣ_nを示す。

このリニアソレノイドバルブ９０００は、油圧指示値が一定である場合、すなわち電磁コイル９００２の電流値が一定であっても、図７に示すように、出力される作動油の流量Ｑが多いほど、油圧指示値に対して実際に出力される油圧が低くなるというオーバーライド特性を有する。

また、図８に示すように、油圧指示値がステップ的に低下した場合、すなわち電磁コイル９００２の電流値がステップ的に低下した場合に、出力油圧が油圧指示値よりも一時的に低くなるというアンダーシュート特性を有する。

ここで、油圧指示値がＰ₁であるのに対して、オーバーライド特性やアンダーシュート特性により実際に出力される油圧がＰ₂に低下したとすれば、式（５）から、その低下量ΔＰは、
ΔＰ＝Ｐ₁−Ｐ₂＝（（ＦＣ₁−ＦＣ₂）−（ＦＳ₁−ＦＳ₂））／Ａ・・・（６）
となる。

式（６）から、油圧の低下量を抑制するためには、電磁コイル９００２による吸引力の変化量（ＦＣ₁−ＦＣ₂）とスプリング９００８の付勢力の変化量（ＦＳ₁−ＦＳ₂）との差を小さくすればよい。言い換えると、スプール９００６のストロークに対する吸引力の変化率と付勢力の変化率との差を小さくすればよい。

そこで、本実施の形態においては、図９において破線で示すように、スプール９００６のストロークの変化量に対する電磁コイル９００２の吸引力の変化量（傾き）と、スプール９００６のストロークの変化量に対するスプリング９００８の付勢力の変化量（傾き）とが一致するように、電磁コイル９００２の電流値が制御される。具体的には、図１０のマップに示すように、油圧指示値に対応して定められた各電流値が、スプール９００６のストロークに応じて補正される。

これにより、スプール９００６が移動した際において、電磁コイル９００２による吸引力の変化量とスプリング９００８の付勢力の変化量との差を抑制することができる。そのため、図１１において破線で示すように、オーバーライド特性による油圧の低下を抑制することができる。また、図１２において破線で示すように、アンダーシュート特性による油圧の低下を抑制することができる。

以上のように、本実施の形態の制御装置であるＥＣＵによれば、電磁コイルの吸引力の変化量とスプリングの付勢力の変化量とが一致するように、電磁コイルの電流値が補正される。これにより、オーバーライド特性およびアンダーシュート特性による出力油圧の低下を抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、ギャップセンサ９０１８を用いてスプール９００６のストロークを検知していたが、実験やシミュレーション等により予め作成したマップを用いて、電磁コイル９００２の電流値からストロークを推定するようにしてもよい。すなわち、電磁コイル９００２の電流値を決定し、その電流値で電磁コイル９００２への通電を行なった後、通電された電流値に基づいてスプール９００６のストロークを推定して、推定されたストロークに基づいて電流値を補正するようにしてもよい。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブにおいて、電磁コイルの吸引力の変化量とスプリングの付勢力の変化量とが同じになるように電磁コイルの電流値を補正する点で、前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、ここではその詳細な説明は繰返さない。

図１３を参照して、ＳＬＴ４３００等のノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブ９１００について説明する。なお、図１３に示すノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブ９１００は一例であって、これに限らない。

リニアソレノイドバルブ９１００は、電磁コイル９１０２と、プランジャ９１０４と、スプール９１０６と、スプリング９１０８と、入力ポート９１１０と、出力ポート９１１２と、フィードバックポート９１１４と、ドレンポート９１１６とを含む。

電磁コイル９１０２に通電することにより、磁界が発生する。電磁コイル９１０２により磁界が発生すると、プランジャ９１０４が図１３において下方向に吸引され、スプール９１０６とともに移動する。スプリング９１０８は、スプール９１０６を図１３において上方向に付勢するように設けられる。

電磁コイル９１０２の非通電時において、スプール９１０６は、スプリング９１０８の付勢力により、入力ポート９１１０と出力ポート９１１２とを連通し、出力ポート９１１２とドレンポート９１１６とを遮断する状態になる。この場合、出力ポート９１１２から出力される油圧は最大になる。

電磁コイル９１０２に通電することにより、スプール９１０６が図１３において下方向に移動すると、入力ポート９１１０と出力ポート９１１２との連通度合が小さくなる。これにより、出力ポート９１１２から出力される油圧が調圧される。

入力ポート９１１０と出力ポート９１１２とを遮断し、出力ポート９１１２とドレンポート９１１６とを連通する位置までスプール９１０６が移動すると、出力ポート９１１２から出力される油圧は「０」になる。

ノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブと同様に、出力油圧、すなわちフィードバック圧をＰ_n、スプール９１０６においてフィードバック圧が有効に作用する面積をＡ、電磁コイル９１０２による吸引力をＦＣ_n、スプリング９１０８による付勢力をＦＳ_nとおくと、
Ｐ_n＝（ＦＳ_n−ＦＣ_n）／Ａ・・・（７）
が成り立つ。

したがって、油圧指示値がＰ₁であるのに対して、オーバーライド特性やアンダーシュート特性により実際に出力される油圧がＰ₂に低下したとすれば、その低下量ΔＰは、
ΔＰ＝Ｐ₁−Ｐ₂＝（（ＦＳ₁−ＦＳ₂）−（ＦＣ₁−ＦＣ₂））／Ａ・・・（８）
となる。

したがって、ノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブと同様に、油圧の低下量を抑制するためには、電磁コイル９１０２により作用する力の変化量（ＦＣ₁−ＦＣ₂）とスプリング９１０８の付勢力の変化量（ＦＳ₁−ＦＳ₂）との差を小さくすればよい。

したがって、前述の第１の実施の形態と同様に、ノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブ９１００において、スプール９１０６のストロークの変化量に対する電磁コイル９１０２の吸引力の変化量（傾き）と、スプール９１０６のストロークの変化量に対するスプリング９１０８の付勢力の変化量（傾き）とが一致するように、電磁コイル９１０２の電流値をスプール９１０６のストロークに応じて補正するようにしてもよい。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵにより制御されるパワートレーンを示す概略構成図である。オートマチックトランスミッションにおけるギヤトレーンを示すスケルトン図である。オートマチックトランスミッションの作動表を示す図である。オートマチックトランスミッションにおける油圧回路の要部を示す図である。ノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブを示す図である。スプールのストロークと電磁コイルによりスプールに作用する力との関係を示す図（その１）である。オーバーライド特性を示す図（その１）である。アンダーシュート特性を示す図（その１）である。スプールのストロークと電磁コイルによりスプールに作用する力との関係を示す図（その２）である。電磁コイルの電流値を規定したマップを示す図である。オーバーライド特性を示す図（その２）である。アンダーシュート特性を示す図（その２）である。ノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブを示す図である。

符号の説明

１０００エンジン、２０００オートマチックトランスミッション、３０００プラネタリギヤユニット、３２００トルクコンバータ、４０００油圧回路、５０００ディファレンシャルギヤ、６０００ドライブシャフト、７０００前輪、８０００ＥＣＵ、９０００，９１００リニアソレノイドバルブ、９００２，９１０２電磁コイル、９００４，９１０４プランジャ、９００６，９１０６スプール、９００８，９１０８スプリング、９０１０，９１１０入力ポート、９０１２，９１１２出力ポート、９０１４，９１１４フィードバックポート、９０１６，９１１６ドレンポート、９０１８ギャップセンサ。

Claims

電磁コイルと、前記電磁コイルにより発生する力が作用して第１の方向に移動するスプールと、前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記スプールを付勢するスプリングとを有し、前記電磁コイルに通電される電流値に応じた油圧を出力するリニアソレノイドバルブの制御装置であって、
前記スプールの位置を検知するための検知手段と、
前記スプールが移動する際において、前記電磁コイルにより前記スプールに作用する力の変化量および前記スプリングの付勢力の変化量の差を抑制するように、前記スプールの位置に応じて、前記電磁コイルに通電される電流値を制御するための制御手段とを含む、リニアソレノイドバルブの制御装置。
前記制御手段は、前記スプールが移動する際において、前記電磁コイルにより前記スプールに作用する力の変化量および前記スプリングの付勢力の変化量が一致するように、前記スプールの位置に応じて、前記電磁コイルに通電される電流値を制御するための手段を含む、請求項１に記載のリニアソレノイドバルブの制御装置。