JP5131157B2

JP5131157B2 - 閉じ込み制御装置

Info

Publication number: JP5131157B2
Application number: JP2008282159A
Authority: JP
Inventors: 崇穂川上; 真哉藤村; 隆弘横川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP2010107014A

Description

この発明は、圧力流体が供給されて動作し、圧力流体をいわゆる閉じ込んで所定の動作状態を維持させる閉じ込み制御装置に関するものである。

油圧などの圧力流体によって動作位置を制御することが各種の分野で行われている。例えば、特許文献１には、ベルト式無段変速機の駆動側プーリを構成している可動シーブの位置を、その可動シーブを動作させる油圧室に圧油を供給・排出することにより制御し、これにより変速比を適宜に変化させるように構成された装置が記載されている。この種の無段変速機では、可動シーブの位置が変化することにより変速が生じるので、変速比を一定に維持する場合には、可動シーブを所定の位置に固定する必要があり、そのために特許文献１の発明では、逆止弁を設けて、可動シーブを移動させるための油圧室から圧油を排出しないように構成している。こうすることにより、前記油圧室に連続的に圧油を供給し続ける必要がなくなるので、動力の無駄な消費を削減できる、としている。

特開２００６−３００２７０号公報

しかしながら、無段変速機ではアップシフトおよびダウンシフトの両方の変速を行う必要があるから、特許文献１に記載されている逆止弁は、前記油圧室から圧油の排出を単に阻止するだけでなく、必要に応じて圧油を排出させる必要がある。そのため、特許文献１に記載された装置は、上記の逆止弁を開状態および閉状態に動作させるためのアクチュエータやスプリングを設けている。具体的にはスプリングによって逆止弁を開状態に動作させ、その弾性力に抗するようにアクチュエータを動作させることにより逆止弁を閉動作させるように構成されている。したがって、特許文献１に記載された構成では、必要に応じて前記アクチュエータに対して油圧などの圧力流体を供給し、またそれを排出させることになるが、その圧力流体の制御のための手段あるいは機構について特許文献１に開示されておらず、いわゆる閉じ込み制御を的確に実行でき、しかも構成や制御の簡単な装置を開発する余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、いわゆる閉じ込み制御を的確に実行でき、しかも構成あるいは制御の簡単な装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、加圧流体が供給されることによりその加圧流体の供給量に応じて動作するアクチュエータを備え、そのアクチュエータに対する前記加圧流体の給排を阻止することにより前記アクチュエータの前記動作後の状態を維持させる閉じ込み制御装置において、前記アクチュエータに対して前記加圧流体を供給し、また前記アクチュエータから前記加圧流体を排出させる給排路と、この給排路を開閉する開閉弁と、前記アクチュエータに前記給排路を介して前記加圧流体を供給するための信号圧を出力する供給側制御弁と、前記アクチュエータから前記給排路を介して前記加圧流体を排出させるための信号圧を出力する排出側制御弁と、前記供給側制御弁が出力する信号圧と前記排出側制御弁が出力する信号圧との少なくとも一方が作用している場合には前記開閉弁を開状態に維持し、かつ前記各信号圧が作用していない場合には前記開閉弁を閉状態に維持する制御信号圧を出力する閉じ込み制御弁とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記閉じ込み制御弁は、前記いずれかの信号圧によって軸線方向に押圧される弁体と、その信号圧による軸線方向の押圧力に対抗する弾性力を前記弁体に作用させる弾性体とを備え、前記いずれかの信号圧に基づいて前記弁体にその軸線方向に向けて作用する押圧力が前記弾性体より大きくなるように構成されていることを特徴とする閉じ込み制御装置である。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記開閉弁は、前記給排路を開閉するように動作する弁体と、その弁体を前記給排路を開く方向に押圧する弾性体と、前記制御信号圧が供給されることにより前記弾性体の弾性力に抗して前記弁体とを押圧して前記給排路を閉じさせる押圧機構とを有していることを特徴とする閉じ込み制御装置である。

請求項１ないし３の各発明によれば、アクチュエータに対して圧力流体を供給し、また排出するための給排路に開閉弁が設けられており、その開閉弁を閉じることにより、アクチュエータに対する圧力流体の供給およびアクチュエータからの圧力流体の排出が阻止されるので、いわゆる閉じ込みが行われる。この状態では、アクチュエータの容積が変化しないので、アクチュエータの動作後の状態が維持される。また反対に開閉弁が開いていれば、アクチュエータに対する圧力流体の給排が可能になるので、アクチュエータを動作させることが可能になる。その開閉弁は、アクチュエータに対して圧力流体を供給する指示を行う供給側制御弁、もしくはアクチュエータから圧力流体を排出する指示を行う排出側制御弁のいずれかの信号圧の有無に基づいて動作する。すなわち、そのいずれかの信号圧が出力されている状態では閉じ込み制御弁が制御信号を出力して、前記開閉弁が開状態に維持される。これに対して、いずれの信号圧も出力されていない状態では、閉じ込み制御弁が制御信号圧を出力しないので、開閉弁が閉状態に維持され、閉じ込みが行われる。したがって、請求項１の発明によれば、アクチュエータに対する圧力流体の給排の制御に併せて開閉弁の開閉が行われ、しかも開閉弁と閉じ込み制御弁を設けるだけでよく、かつその制御を独立して行う必要がないので、構成および制御の容易な閉じ込み制御装置を得ることができる。

以下、この発明を実施する最良の形態について説明する。図１は、この発明に係る閉じ込み制御装置の実施例を模式的に示す概略構成図である。図１において、符号１はこの発明における閉じ込み制御装置であって、ここでは、たとえば車両に搭載されている。

まず、アクチュエータを構成するプライマリプーリ（後述する）に対して加圧流体の給排を阻止することにより前記プライマリプーリの動作後の状態を維持させる閉じ込み制御装置１であって、前記アクチュエータに対して加圧流体を供給したり排出させる給排路（後述する）と、前記給排路を開閉する開閉弁（後述する）と、前記加圧流体を供給するための信号圧を出力する供給側制御弁（後述する）と、前記加圧流体を排出するための信号圧を出力する排出側制御弁（後述する）と、前記供給側制御弁と排出側制御弁が出力する信号圧との少なくとも一方が作用している場合には前記開閉弁を開状態に維持し、かつ前記各信号圧が作用していない場合には前記開閉弁を閉状態に維持する制御信号圧を出力する閉じ込み制御弁（後述する）とで構成されている。

そして、ライン圧制御装置２は、図示しないリニアソレノイド弁を備えており、エンジンによって回転駆動される油圧源としてポンプ３の出力油圧がライン圧ＰＬとなるようにリニアソレノイド弁によって調圧し、このライン圧ＰＬを油路Ｒ１に出力する。ここで、リニアソレノイド弁への制御指令値は入力軸トルクに基づいて決定され、入力軸トルクに応じてライン圧ＰＬが制御される。セカンダリ圧制御装置４は油路内のライン圧ＰＬに応じて調圧されたベルト挟圧力を油路を通じてセカンダリ油室Ａへ供給する。したがって、このベルト挟圧力はライン圧ＰＬを制御するためのリニアソレノイド弁によって制御される。また、油路Ｒ１にはライン圧ＰＬを常に一定の油圧となるように調圧して出力するための一定圧制御装置５が設けられている。

この一定圧制御装置５によって一定に維持された油圧は、給排路である油路Ｒ２を通じて供給側制御弁６及び排出側制御弁７に接続される。そして供給側制御弁６は、電通されてオンの場合に、信号圧が増速用流量制御弁８のポート８ａに供給されるように構成されている。また、排出側制御弁７の信号圧が減速用流量制御弁９のポート９ｂに供給されるように構成されている。すなわち、ポート６ａとポート６ｂとが連通され、ポート６ａに供給されたライン圧ＰＬが調圧され信号圧として出力される。ポート６ｂから出力された信号圧は増速用流量制御弁８のポート８ａに供給され、スプール８ｓがｆ１で示す方向に移動する。スプール８ｓの移動によって、ポート８ｃとポート８ｄとが連通される。

また、供給側制御弁６がオンの場合に、排出側制御弁７はオフとなるように構成されている。排出側制御弁７がオフの場合に、ポート７ｃとポート７ｂとが連通され、減速用流量制御弁９のポート９ｈの圧油がポート７ｃからリザーバ１０に排出される。

同様に、一定圧制御装置５に接続された排出側制御弁７は、電通されてオンの場合に、信号圧が減速用流量制御弁９のポート９ａに供給されるように構成されている。また、信号圧が増速用流量制御弁８のポート８ｂに供給されるように構成されている。すなわち、ポート７ａとポート７ｂとが連通され、ポート７ａに供給されたライン圧ＰＬが調圧され、信号圧として出力される。ポート７ｂから出力された信号圧は減速用流量制御弁９のポート９ａに供給され、スプール９ｓがｆ２で示す方向に移動する。スプール９ｓの移動によって、ポート９ｄとポート９ｃとが連通され、ポート９ｄからリザーバ１０に排出される。

また、排出側制御弁７がオンの場合に、供給側制御弁６はオフとなるように構成されている。供給側制御弁６がオフの場合にポート６ｃとポート６ｂとが連通され、増速用流量制御弁８のポート８ｈの圧油がポート６ｃからリザーバ１０に排出される。

そして、供給側制御弁６及び排出側制御弁７から増速用流量制御弁８及び減速用流量制御弁９を介して閉じ込み制御弁１１に信号圧が送られる。この閉じ込み制御弁１１は、信号圧ポート１１ａに逆止弁を介して供給側制御弁６及び排出側制御弁７からの信号圧によって軸線方向に押圧される弁体であるスプール１１ｂを備えている。その信号圧による軸線方向の押圧力に対抗する弾性力をこのスプール１１ｂに作用させる弾性体であるスプリング１１ｃを備えていて前記したいずれかの信号圧に基づいてスプール１１ｂにその軸線方向に向けて作用する押圧力が前記スプリング１１ｃより大きくなるように構成されている。そして、入力ポート１１ｄにはパイロット油圧源が供給され、また、出力ポート１１ｅには後述する開閉弁１２が連通されている。

そして、図２に示すように、閉じ込み制御弁１１は、油路Ｒ２からパイロット油圧源を使用し、また前記供給側制御弁６及び排出側制御弁７からの信号圧を使用する。この信号圧は、スプール１１ｂの弁断面積Ｓに作用する。閉じ込み制御弁１１の閉時のスプリング１１ｃ力ＦｓｐがΔγ＝α変速要求時の信号圧（供給側制御弁６及び排出側制御弁７)と前記したスプール１１ｂの弁断面積Ｓとが次式である式（１）が成立してつり合うよう構成する。また、図示しないドレインポートを設けて油圧の調整をするようにしてもよい。

Ｆｓｐ＝Ｐｄｓα・Ｓ式（１）
Ｐｄｓα：Δγ＝α変速要求時の信号圧（供給側制御弁６及び排出側制御弁７)
Ｓ：スプール弁の断面積
Ｆｓｐ：スプール弁の閉時のスプリング力（Ｐｃｖ＝０）

さらに、Ｐｄｓα：Δγ＝α変速要求時の信号圧（供給側制御弁６及び排出側制御弁７)のΔγ＝αの値がα以下の変速要求時に制御を介さずにハードとして信号圧をキャンセルして後述する開閉弁１２の閉状態を維持する。それによりプライマリプーリ１３への油圧が設定される。αの値は一定の変速要求値であり、燃費、ドライバビリティー（運転性能）、制御等の容易性を考慮して規定する。

また、図３に示すように、増速用流量制御弁８のポート８ｄから供給側制御弁６からの制御圧が制御圧室に供給されると、ライン圧ＰＬが調圧され、給排路である変速用油路Ｒ３を介して開閉弁１２へ供給される。そして、減速用流量制御弁９のポート９ｃから排出側制御弁７からの制御圧が制御圧室に供給されると、ライン圧ＰＬが調圧され、変速用油路Ｒ３を介して開閉弁１２へ供給される。そして、開閉弁１２からプライマリプーリ１３が連通されている。この開閉弁１２は、前記給排路であるＲ３を開閉するように動作する弁体１２ａと、その弁体１２ａを前記給排路であるＲ３を開く方向に押圧する弾性体１２ｂと制御信号圧が供給されることにより弾性体１２ｂの弾性力に抗して弁体１２ａとを押圧して給排路であるＲ３を閉じさせる押圧機構１２ｃとで構成されている。

ここで、閉じ込み制御弁１１の代わりに、例えば第３の電磁弁であるデューティーソレノイド弁を新設した場合の動作は、開閉弁１２が閉の状態であるときデューティーソレノイド弁の信号圧はＯＮであり、開閉弁１２が開の状態であるときデューティーソレノイド弁の信号圧はＯＦＦとなる。このときデューティーソレノイド弁がＯＮやＯＦＦの際にそれぞれ電力が消費される。そして、前記した供給側制御弁６及び排出側制御弁７の動作は、開閉弁１２が閉の状態である場合、供給側制御弁６及び排出側制御弁７の信号圧がそれぞれＯＦＦとなる。さらに、開閉弁１２が開の状態である場合、供給側制御弁６の信号圧がＯＮのとき排出側制御弁７の信号圧はＯＦＦとなり、供給側制御弁６の信号圧がＯＦＦのときの排出側制御弁７の信号圧はＯＮとなる。また、閉じ込み制御弁１１からの出力ポート１１ｅからのＰｃｖの信号圧もデューティーソレノイド弁と同様、開閉弁１２が閉の状態であるとき出力ポート１１ｅからのＰｃｖの信号圧はＯＮであり、開閉弁１２が開の状態であるとき出力ポート１１ｅからのＰｃｖの信号圧はＯＦＦとなる。さらに、開閉弁１２が閉の状態であるとき変速要求は無しとなり、開閉弁１２が開の状態であるとき変速要求は有りとなり、それぞれＵｐ変速やＤｏｗｎ変速を行うことができる。

ここで、前記給排路であるＲ３は、給排路を示し、前記開閉弁１２は開閉弁を示し、信号圧を出力する供給側制御弁６は供給側制御弁を示し、信号圧を出力する排出側制御弁７は排出側制御弁を示し、閉じ込み制御弁１１は閉じ込み制御弁を示している。

この発明に係る閉じ込み制御装置の実施例を模式的に示す概略構成図である。この発明に係る閉じ込み制御弁を示す概略図である。この発明に係る開閉弁を示す概略図である。

符号の説明

１…閉じ込み制御装置、２…ライン圧制御装置、３…ポンプ、４…セカンダリ圧制御装置、５…一定圧制御装置、６…供給側制御弁、７…排出側制御弁、８…増速用流量制御弁、９…減速用流量制御弁、１０…リザーバ、１１…閉じ込み制御弁、１２…開閉弁、１３…プライマリプーリ。

Claims

加圧流体が供給されることによりその加圧流体の供給量に応じて動作するアクチュエータを備え、そのアクチュエータに対する前記加圧流体の給排を阻止することにより前記アクチュエータの前記動作後の状態を維持させる閉じ込み制御装置において、
前記アクチュエータに対して前記加圧流体を供給し、また前記アクチュエータから前記加圧流体を排出させる給排路と、
この給排路を開閉する開閉弁と、
前記アクチュエータに前記給排路を介して前記加圧流体を供給するための信号圧を出力する供給側制御弁と、
前記アクチュエータから前記給排路を介して前記加圧流体を排出させるための信号圧を出力する排出側制御弁と、
前記供給側制御弁が出力する信号圧と前記排出側制御弁が出力する信号圧との少なくとも一方が作用している場合には前記開閉弁を開状態に維持し、かつ前記各信号圧が作用していない場合には前記開閉弁を閉状態に維持する制御信号圧を出力する閉じ込み制御弁と
を備えていることを特徴とする閉じ込み制御装置。
前記閉じ込み制御弁は、前記いずれかの信号圧によって軸線方向に押圧される弁体と、その信号圧による軸線方向の押圧力に対抗する弾性力を前記弁体に作用させる弾性体とを備え、前記いずれかの信号圧に基づいて前記弁体にその軸線方向に向けて作用する押圧力が前記弾性体より大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の閉じ込み制御装置。
前記開閉弁は、前記給排路を開閉するように動作する弁体と、その弁体を前記給排路を開く方向に押圧する弾性体と、前記制御信号圧が供給されることにより前記弾性体の弾性力に抗して前記弁体とを押圧して前記給排路を閉じさせる押圧機構とを有していることを特徴とする請求項２に記載の閉じ込み制御装置。