JP5293901B1 - 油圧制御装置 - Google Patents

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Abstract

オイルポンプで発生した油圧を制御回路で要求される作動油圧に調圧する調圧バルブと、その調圧バルブによって設定すべき油圧を決める信号圧を前記調圧バルブに供給する信号圧発生用バルブと、前記制御回路に供給するべき作動油圧を蓄えるアキュムレータとを備えた油圧制御装置であって、前記アキュムレータと制御回路との間に設けられ、かつ開閉動作することにより前記アキュムレータを前記制御回路に連通させ、また前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断するアキュムレータコントロールバルブと、前記信号圧発生用バルブで発生された前記信号圧を前記アキュムレータコントロールバルブの信号圧ポートに供給し、その信号圧に応じて前記アキュムレータコントロールバルブを開閉動作させる信号圧用連通路とを備えている。

Description

この発明は、所定のアクチュエータを動作させるための作動油圧を制御する装置に関し、油圧を蓄えるとともに蓄えた油圧を作動油圧としてアクチュエータに供給するアキュムレータを備えた油圧制御装置に関するものである。
各種の産業用機器や車両などにおいては、油圧によって動作し、またその動作を油圧によって制御する装置が用いられている。例えば車両用の自動変速機は、油圧によって動作状態を変化させて変速比を切り替え、あるいは油圧の高低に応じて伝達トルク容量が変化するように構成されている。その油圧は、車両の駆動力源によってオイルポンプを駆動して発生させ、かつその発生した油圧を調圧バルブによってライン圧と称される元圧に調圧し、そのライン圧を要求に応じて調圧して変速機構やクラッチあるいはブレーキなどにおけるアクチュエータに供給している。その一例が特開２０１０ー１５１２４０号公報に記載されている。この特開２０１０ー１５１２４０号公報に記載された油圧制御装置の一例は、ベルト式無段変速機を対象とする装置であって、ベルトが巻き掛けられて変速を行うプーリの油圧を制御するための高圧油圧回路と、トルクコンバータや各種の潤滑箇所に供給するべき油圧を制御するための低圧油圧回路とを備え、エンジンによって駆動される油圧ポンプが発生した油圧を第１のレギュレータバルブによって高圧油圧回路で必要とする油圧に調圧する一方、その第１のレギュレータバルブで調圧された油圧を第２のレギュレータバルブによって更に低圧に調圧してトルクコンバータに供給し、また第１のレギュレータバルブから生じるドレイン油圧を潤滑箇所に供給するように構成されている。また、高圧油圧回路には、その高圧油圧回路で使用することのできる程度に高圧の油圧を蓄えるアキュムレータが設けられ、その入力側に接続された電磁バルブである切替バルブによってオイルポンプをアキュムレータに接続し、あるいはオイルポンプを高圧油圧回路に接続するように構成されている。なお、その切替バルブの流入側には、高圧を発生することのできる電動オイルポンプが接続されている。
上記の第１のレギュレータバルブや第２のレギュレータバルブとして、所定の電磁バルブから発生される信号圧に応じて調圧レベルが設定されるバルブを使用することができる。また、特開２０１０ー１５１２４０号公報に記載された構成では、切替バルブがソレノイドの電磁力によって動作するように構成され、また駆動側および従動側の各プーリにおける油圧を、それぞれのプーリに対応して設けられた供給用の電磁バルブおよび排出用の電磁バルブによって制御するように構成されている。これに対して、特開平７ー１１９８２１号公報や特開平８ー４２６７７号公報には、車両用の有段変速機を対象とした油圧制御装置あるいは油圧制御回路であって、ロックアップクラッチをスリップ状態に制御するためにリニアソレノイドバルブが出力する信号圧をブレーキの係合圧やアキュムレータの背圧の制御のための信号圧に兼用するように構成された装置もしくは回路が記載されている。
上記の特開２０１０ー１５１２４０号公報に記載されているアキュムレータコントロールバルブは、急変速などの際に高圧かつ多量の油圧をプーリに迅速に供給することを可能にするために、電気的に制御できるソレノイドバルブによって構成されている。したがって、プーリなどの制御対象物における油圧の制御応答性が良好になる。しかしながら、特開２０１０ー１５１２４０号公報に記載されている各レギュレータバルブによる調圧および各プーリに対する油圧の供給・排出に加えて、アキュムレータとオイルポンプとの連通とその遮断とをソレノイドによって行うように構成されているために、電気的に制御するべき箇所やソレノイドの数が多くなって、装置の全体としてのコストが高くなり、また装置の全体としての構成が大型化する可能性がある。
一方、上記の特開平７ー１１９８２１号公報や特開平８ー４２６７７号公報に記載されているように、ロックアップクラッチのスリップ制御のための信号圧を他の制御のための信号圧として兼用すれば、当該他の制御のための信号圧を発生させるソレノイドバルブなどの機器あるいは部品を省くことができる。しかしながら、特開平８ー４２６７７号公報に記載されているアキュムレータ背圧は、ロックアップクラッチのスリップ制御を行っていない場合に制御されるものであり、また特開平７ー１１９８２１号公報に記載されているブレーキの係合圧の制御は、ロックアップクラッチのスリップ制御を行っていない場合に制御されるべきものである。すなわち、これらの特開平８ー４２６７７号公報や特開平７ー１１９８２１号公報に記載されている技術は、使用されていないリニアソレノイドバルブをその不使用の間に他の制御に転用する技術であり、同時並行的に使用される機器もしくは部品を共用もしくは兼用するものではないから、装置の低コスト化や小型化を図るには限度があった。
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、低コスト化や小型化を図ることの可能な油圧制御装置を提供することを目的とするものである。
この目的を達成するために、この発明は、オイルポンプで発生した油圧を制御回路で要求される作動油圧に調圧する調圧バルブと、その調圧バルブによって設定すべき油圧を決める信号圧を前記調圧バルブに供給する信号圧発生用バルブと、前記制御回路に供給するべき作動油圧を蓄えるアキュムレータとを備えた油圧制御装置において、前記アキュムレータと制御回路との間に設けられ、かつ開閉動作することにより前記アキュムレータを前記制御回路に連通させ、また前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断するアキュムレータコントロールバルブと、前記信号圧発生用バルブで発生された前記信号圧を前記アキュムレータコントロールバルブの信号圧ポートに供給し、その信号圧に応じて前記アキュムレータコントロールバルブを開閉動作させる信号圧用連通路とを備え、前記アキュムレータコントロールバルブは、前記制御回路における作動油圧を高くする前記信号圧を前記信号圧発生用バルブが発生している場合にその信号圧によって閉動作して前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断し、かつ前記制御回路における作動油圧を低くする前記信号圧を前記信号圧発生用バルブが発生している場合にその信号圧によって開動作して前記アキュムレータを前記制御回路に対して連通させるように構成されていることを特徴とするものである。
また、この発明の油圧制御装置は、前記制御回路で必要とする前記作動油圧についての要求圧力が前記アキュムレータの油圧より高い場合に、前記要求圧力を前記調圧バルブが発生しかつ前記アキュムレータコントロールバルブを閉弁動作させて前記アキュムレータを前記制御回路から遮断する第一の信号圧を前記信号圧発生用バルブから出力させるように構成されていてよい。
また一方、この発明の油圧制御装置は、前記制御回路で必要とする前記作動油圧についての要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下の場合に、前記アキュムレータの油圧以下の要求圧力を前記調圧バルブが発生しかつ前記アキュムレータコントロールバルブを開弁動作させて前記アキュムレータを前記制御回路に連通させる信号圧を前記信号圧発生用バルブから出力させるように構成することができる。
その場合、前記信号圧は、前記要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下でかつ前記アキュムレータの圧力が蓄圧を行うべき圧力に低下している場合に、前記調圧バルブが前記アキュムレータの油圧より高い油圧を発生しかつ前記アキュムレータコントロールバルブを開弁状態にする圧力の第二の信号圧であってもよい。
また、前記信号圧は、前記要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下でかつ前記アキュムレータの圧力が蓄圧を行うべき予め定めた範囲の圧力以上の場合に、前記調圧バルブが前記アキュムレータの油圧以下の油圧を発生しかつ前記アキュムレータコントロールバルブを開弁状態にする圧力の第三の信号圧であってもよい。
さらに、この発明の油圧制御装置は、前記制御回路より低い油圧で動作する低圧回路を更に備えることができ、その場合、前記調圧バルブは、前記制御回路に供給される前記作動油圧よりも低圧の低圧作動油圧を前記信号圧に応じて発生するように構成され、前記第三の信号圧は、前記低圧作動油圧を前記調圧バルブが発生するのに十分な圧力の信号圧を含むことができる。
したがってこの発明に係る油圧制御装置によれば、信号圧発生用バルブが信号圧を出力すると、制御回路における作動油圧がその信号圧に応じた油圧に制御され、同時に、その信号圧が信号圧用連通路を介してアキュムレータコントロールバルブの信号圧ポートに導かれ、信号圧に応じてアキュムレータコントロールバルブが開弁状態もしくは閉弁状態に設定される。したがって、この発明によれば、同時並行的に実施する作動油圧の調圧制御とアキュムレータコントロールバルブの開閉制御とを、信号圧発生用バルブから出力される信号圧に基づいて実行することができる。すなわち、信号圧発生用バルブを作動油圧の調圧制御とアキュムレータコントロールバルブの開閉制御とに共用することができるので、必要なバルブの数を少なくして、油圧制御装置の低コスト化や小型化を図ることができる。
そのアキュムレータコントロールバルブは、調圧値が大きい場合、すなわち作動油圧を高くする場合には閉じられ、反対に調圧値が小さい場合、すなわち作動油圧を低くする場合には開かれるように構成することができる。このような構成であれば、作動油圧を高くする場合に圧油の一部がアキュムレータに送られて制御回路の作動油圧の上昇に遅れが生じることを防止もしくは抑制することができる。言い換えれば、作動油圧を高くする場合の制御応答性を向上させることができる。
より具体的には、この発明では、作動油圧についての要求圧力が、その時点のアキュムレータの油圧より高い場合、アキュムレータに蓄えている油圧では要求を満たすことができず、オイルポンプで発生させた油圧を、要求を満たす高い油圧に調圧することになるが、その場合に制御回路の圧油がアキュムレータに流れてしまうことが防止もしくは抑制されるために制御回路における作動油圧、あるいは制御回路に連通されている所定のアクチュエータの作動油圧が迅速に上昇する。すなわち、圧力の増大要求に対する応答性が向上する。
また一方、この発明では、作動油圧に対する要求圧力がアキュムレータの油圧以下の場合、作動油圧がその要求圧力になるように信号圧発生用バルブが信号圧を出力すると、その信号圧によってアキュムレータコントロールバルブが開弁状態に制御され、アキュムレータが制御回路に連通される。したがって作動油圧がアキュムレータの油圧より高くなるように信号圧を設定することにより作動油圧を要求に応じた圧力に調圧できると同時に、アキュムレータに蓄圧することができ、また要求圧力がアキュムレータの油圧以下であれば、アキュムレータに蓄えた油圧を制御回路に供給して、オイルポンプからの吐出油量をその分、少なくしてエネルギ消費を抑えることができる。このような作用は、低圧回路に低圧作動油圧を供給するように調圧バルブによる調圧を行う際に生じさせることができる。
この発明に係る油圧制御装置の一例を説明するための概略的な油圧回路図である。 その制御回路を更に具体的に示す油圧回路図である。 その油圧制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 その油圧制御装置における第一ないし第三の信号圧とアキュムレータコントロールバルブの開閉の状態との関係を示す図である。 クラッチへの圧油の供給を迅速化するための大流量のソレノイドバルブおよび大口径油路を併設した油圧制御装置の一例を説明するための模式的な油圧回路図である。 図５に示す油圧制御装置を対象として実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 図５に示す油圧制御装置を対象として実行される制御の他の例を説明するためのフローチャートである。
この発明を図に示す具体例に基づいて説明すると、図１は、作動油圧が相対的に高圧の制御回路１と作動油圧が相対的に低圧の低圧回路２とを備えた油圧制御装置にこの発明を適用した例を模式的に示しており、エンジンや電気モータ（それぞれ図示せず）によって駆動されて油圧を発生するオイルポンプ３を備えており、そのオイルポンプ３と制御回路１とは油路４によって連通されている。オイルポンプ３が吐出した油圧、もしくは油路４の油圧を所定の作動油圧に調圧する調圧バルブ５が油路４に連通されている。その作動油圧の一例は、油圧制御装置の全体としての元圧になるライン圧である。また、調圧バルブ５は、油路４における油圧（すなわち作動油圧）を信号圧に応じた圧力に設定するためのバルブであって、例えば、従来、車両用の自動変速機のライン圧を設定するために用いられているプライマリレギュレータバルブや前掲の特開２０１０−１５１２４０号公報に記載されているレギュレータバルブが上記の調圧バルブ５に相当する。
その調圧バルブ５の具体例を説明すると、油路４に連通された入力ポートとドレインポートとを連通させ、またこれらのポートを遮断するランドを有するスプールを備え、そのスプールの一端部にはスプールをその軸線方向に押圧する弾性体と信号圧ポートとが設けられ、これとは反対側の端部に、油路４の油圧をスプールに作用させるフィードバックポートが設けられている。したがって、スプールには、弾性体により弾性力と信号圧ポートに入力された信号圧による押圧力とを合算した荷重が作用し、これに対抗するようにフィードバックポートに作用する作動油圧に基づく荷重が作用する。そして、これらの荷重に応じてスプールが移動し、ドレインポートが開くと油路４の油圧がドレインポートに排出されて低下し、それに伴ってスプールが移動してドレインポートが閉じられると油路４の作動油圧が増大する。結局、調圧バルブ５は、上記の各荷重がバランスするように動作し、油路４の作動油圧は信号圧に応じた圧力に設定される。このような構成であれば、信号圧を高くすることにより油路４の作動油圧が高くなり、これとは反対に信号圧を低下させれば、油路４の作動油圧が低くなる。
制御回路１で要求される作動油圧は、油圧制御装置の動作状態や外部からの要求などによって変化させる必要があるので、調圧バルブ５に供給される信号圧は適宜に変化させることができるように構成されている。具体的には、信号圧発生用バルブ６が設けられている。この信号圧発生用バルブ６は、例えばリニアソレノイドバルブによって構成されており、ソレノイドに流す電流などの電気信号に応じた信号圧を出力するように構成されている。そして、その信号圧が上記の調圧バルブ５に供給されており、したがって調圧バルブ５の調圧レベルが信号圧によって設定されるように構成されている。
またその信号圧発生用バルブ６を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）７が設けられている。その電子制御装置７は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、入力されたデータや予め記憶しているデータなどに基づいて演算を行って、信号圧発生バルブ６に制御信号を出力するように構成されている。図１に示す油圧制御回路が車両に搭載されたものであれば、電子制御装置７に入力されるデータは、アクセル開度や車速、油温などである。
調圧バルブ５は、上記のように、オイルポンプ３から吐出された油圧の一部をドレインポートから排出することにより調圧を行うので、調圧バルブ５から所定の圧力のドレイン油圧が生じる。そのドレイン油圧が低圧回路２に元圧もしくは低圧作動油圧として供給されている。
上記の制御回路１には、油圧を蓄えるためのアキュムレータ８が油路４を介して連通されている。より具体的には、油路４の途中に、アキュムレータコントロールバルブ９を介してアキュムレータ８が接続されている。アキュムレータ８は、スプリングなどの弾性体によって保持したピストン、あるいは気体が封入されて弾性的に膨張・収縮する部材などを容器の内部に収納し、その容器の内容積が弾性的に増減するように構成された周知の構成のものであり、圧油が押し込められることにより、その圧油を所定の圧力で蓄えるように構成されている。
また、アキュムレータコントロールバルブ９は、要は、アキュムレータ８と制御回路１とを連通させ、また遮断するためのいわゆる開閉弁であり、信号圧として供給される油圧に応じて開閉動作するように構成されている。したがってアキュムレータコントロールバルブ９は、ポペット型のバルブやニードルバルブ、バタフライバルブなどの適宜な構成のバルブであってよく、図１にスプールタイプのバルブを示してある。その構造について説明すると、ランド部とバリー部とが一体に形成されたスプール１０がシリンダ部１１の内部に軸線方向に移動できるように収容されており、そのシリンダ部１１にはいずれかのランド部によって開閉される入力ポート１２と、その入力ポート１２に対して連通され、また遮断される出力ポート１３とが形成されている。
さらに、スプール１０の一方の端部側には、スプール１０をその軸線方向（図１では下側）に向けて押圧するスプリング１４が配置されている。また、スプール１０の他方の端部には、スプール１０に対してスプリング１４を圧縮する方向に油圧を作用させるための信号圧ポート１５が形成されている。そして、入力ポート１２に前述した油路４もしくは制御回路１が連通され、また出力ポート１３に上記のアキュムレータ８が連通されている。さらに、信号圧ポート１５は、前述した信号圧発生用バルブ６が出力した信号圧を供給するように、信号圧連通路１６を介して信号圧発生用バルブ６に接続されている。これらスプリング１４の弾性力や信号圧を受けるフェースの面積は、信号圧の高低に応じて、スプール１０が後述するように動作してアキュムレータコントロールバルブ９が開閉動作するように設定されている。なお、アキュムレータ８に蓄えられている油圧を検出して信号を出力する油圧センサ１７が設けられている。また、油路４のうちアキュムレータ８を接続してある箇所とオイルポンプ３との間に、アキュムレータ８の油圧がオイルポンプ３側に逆流することを阻止するための逆止弁１８が設けられている。
前述したようにこの発明は車両用の変速機における油圧制御回路に適用することができ、したがって上述した制御回路１は、図２に示す構成の油圧回路とすることができる。図２は、ベルト式無段変速機における制御回路１の一例を模式的に示しており、ここに示す無段変速機２０は、ベルトが巻き掛けられる駆動プーリ（プライマリプーリ）２１と従動プーリ（セカンダリプーリ）２２とを備えており、これらのプーリ２１，２２の溝幅を広狭に変化させることにより、それぞれのプーリ２１，２２に対するベルトの巻き掛け半径を大小に変化させて所定の変速比を設定し、またその変速比を変更するように構成されている。すなわち、各プーリ２１，２２は、回転軸と一体の固定シーブと、その回転軸上を軸線方向に移動して固定シーブに対して接近し、また離隔する可動シーブとによって構成され、その可動シーブを固定シーブに向けて押圧するための油圧を供給する油圧室（もしくは油圧アクチュエータ）２１Ａ，２２Ａを備えている。したがって、いずれか一方のプーリ２１（もしくは２２）に供給する油圧（もしくは圧油の量）によって溝幅を変化させ、また他方のプーリ２２（もしくは２１）に供給する油圧によってベルト挟圧力を設定し、その油圧に応じた伝達トルク容量となるように構成されている。そして、その従動プーリ７から図示しない駆動輪にトルクを伝達するように構成されている。
前述した油路４から分岐した油路２３が駆動プーリ２１の油圧室２１Ａに連通されており、その油路２３に供給用ソレノイドバルブ２４が設けられており、この供給用ソレノイドバルブ２４により油路２３を開閉して駆動プーリ２１における油圧室２１Ａに対する圧油の供給を選択的に行うようになっている。また、駆動プーリ２１における油圧室２１Ａには、その油圧室２１Ａの油圧をオイルパン２５などのドレイン箇所に排出する排圧用ソレノイドバルブ２６が連通されている。なお、図２に示す例では、この排圧用ソレノイドバルブ２６は、上記の供給用ソレノイドバルブ２４と油圧室２１Ａとの間の油路２３に接続されている。これらの供給用ソレノイドバルブ２４および排圧用ソレノイドバルブ２６は、電気的に制御されてポートを開閉するバルブであって、非通電状態（オフ状態）では油圧の漏れを殆ど生じさせることなくポートを閉じるように構成されている。これは、通電が遮断された場合であっても、油圧室２１Ａに油圧を閉じ込んで所定の変速比および伝達トルク容量を確保するためである。
ベルト挟圧力を設定する従動プーリ２２における油圧室２２Ａについての油圧の給排機構も、上記の入力プーリ２１における油圧室２１Ａについての油圧の給排機構と同様に構成されている。すなわち、前記油路４から分岐して従動プーリ２２の油圧室２２Ａに到る油路２７に供給用ソレノイドバルブ２８が設けられており、この供給用ソレノイドバルブ２８により油路２７を開閉して従動プーリ２２における油圧室２２Ａに対する油圧の供給を選択的に行うようになっている。また、従動プーリ２２における油圧室２２Ａには、その油圧室２２Ａの油圧をオイルパン２５などのドレイン箇所に排出する排圧用ソレノイドバルブ２９が連通されている。なお、図２に示す例では、この排圧用ソレノイドバルブ２９は、上記の供給用ソレノイドバルブ２８と油圧室２２Ａとの間の油路２７に接続されている。
これらの供給用ソレノイドバルブ２８および排圧用ソレノイドバルブ２９は、電気的に制御されてポートを開閉するバルブであって、非通電状態（オフ状態）では油圧の漏れを殆ど生じさせることなくポートを閉じるように構成されている。これは、通電が遮断された場合であっても、油圧室２２Ａに油圧を閉じ込んで所定の変速比および伝達トルク容量を確保するためである。
さらに図２に示す例では、クラッチ３０が設けられている。このクラッチ３０は、エンジンから駆動輪にトルクを伝達するパワートレーンの途中に設けられ、係合することによりトルクを伝達し、かつ解放することによりトルクの伝達を遮断するものであり、車両の走行のための駆動トルクが掛かるために、高い油圧で係合するように構成されている。前述した油路４から分岐してクラッチ３０に到る油路３１に供給用ソレノイドバルブ３２が設けられており、その供給用ソレノイドバルブ３２により油路３１を開閉してクラッチ３０における油圧室に対する油圧の供給を選択的に行うようになっている。また、クラッチ３０の油圧室には排圧用ソレノイドバルブ３３が接続されている。この排圧用ソレノイドバルブ３３は、電気的に制御されてクラッチ３０からドレイン箇所などに排圧するように構成されており、これら供給用ソレノイドバルブ３２，３３は非通電状態（オフ状態）では油圧の漏れを殆ど生じさせることなくポートを閉じるように構成されている。これは、通電が遮断された場合であっても、クラッチ５を係合させて所定の伝達トルク容量を確保するためである。
一方、低圧回路２は、上述した制御回路１よりも低圧の油圧で動作するように構成されており、この低圧回路２には、前述した調圧バルブ５からのドレイン油圧を調圧するバルブやトルクコンバータ、滑りが生じることにより潤滑を必要とする潤滑箇所、これらトルクコンバータや潤滑箇所に至る油路を開閉しあるいは切り替えるバルブなどが含まれている。なお、トルクコンバータは従来の車両用自動変速機におけるのと同様に、エンジンと変速機構との間に設けられている。そして、図２に示す各ソレノイドバルブ２４，２６，２８，２９，３２，３３や低圧回路２における各バルブなどは、前述した電子制御装置７によって制御されるように構成されており、前記油圧センサ１７はその電子制御装置７に検出信号を入力するように構成されている。
この発明に係る上記の油圧制御装置では、アクセル開度で表される駆動要求量や車速などに応じて作動油圧の調圧が行われ、同時にアキュムレータコントロールバルブ９の開閉制御が行われる。その作動油圧の調圧は、信号圧発生用バルブ６から出力される信号圧に応じて調圧バルブ５の調圧レベルを設定することにより行われる。具体的には、信号圧が高くなると、それに伴って調圧レベルが高くなるので、油路４の作動油圧が高くなる。したがって、例えばアクセル開度が増大すると、電子制御装置７からの指令信号によって信号圧発生用バルブ６がアクセル開度に応じた信号圧を出力し、その結果、油路４の作動油圧すなわち制御回路１での制御油圧が、アクセル開度（言い換えればエンジン負荷もしくはエンジントルク）に応じた油圧に設定される。その場合、信号圧は調圧バルブ５に供給されるだけでなく、信号圧連通路１６を介してアキュムレータコントロールバルブ９の信号圧ポート１５に供給され、したがってアキュムレータコントロールバルブ９が信号圧によって開弁動作させられ、あるいは閉弁動作させられる。信号圧発生用バルブ６が出力する信号圧は、このように作動油圧の調圧に加えてアキュムレータコントロールバルブ９を開閉制御する作用を行うので、以下に説明するように電子制御装置７によって制御される。
図３はその制御例を説明するためのフローチャートであって、ここに示すルーチンは上記の電子制御装置７において所定の短時間ごとに繰り返し実行される。図３に示す制御例では、先ず、制御回路１で必要とする油圧（必要油圧もしくは要求圧力）Ｐｔがアキュムレータ圧Ｐａより高いか否かが判断される（ステップＳ１）。制御回路１が例えば図２に示すプーリ２１，２２を含んでいる場合には、アクセル開度が増大することにより無段変速機２０は大きいトルクを伝達する必要があるので、その伝達トルク容量を決める作動油圧（制御圧）の要求値は大きくなる。したがって、制御回路１で必要とする油圧Ｐｔは、アクセル開度や車速などの車両の走行状態を表すデータに基づいて求めることができる。より具体的には、これらのデータに応じた要求油圧をマップとして予め用意しておき、そのマップから要求油圧Ｐｔを求めればよい。また、アキュムレータ圧Ｐａは、アキュムレータ８に蓄えられている圧油の圧力であり、前述した油圧センサ１７によって求めることができる。
制御回路１での要求圧力Ｐｔがアキュムレータ圧Ｐａより高いことによりステップＳ１で肯定的に判断された場合には、信号圧発生用バルブ６による信号圧が第一の信号圧Ｐ1 に設定される（ステップＳ２）。その後、図３のルーチンを一旦終了する。この第一の信号圧Ｐ1 は、上述したアキュムレータコントロールバルブ９を閉弁状態にすることのできる最小圧力（言い換えれば、開弁状態にすることのできる最大圧力）Ｐclose より高い圧力であり、かつ制御回路１での作動油圧すなわち調圧バルブ５で発生させる油圧が前記要求圧力Ｐｔになるように調圧バルブ５の調圧レベルを設定する圧力の信号圧である。
したがって、要求圧力Ｐｔが高い場合には、作動油圧（もしくはライン圧）が高い圧力に上昇するとともに、アキュムレータコントロールバルブ９が閉弁状態に切り替わってアキュムレータ８が油路４もしくは制御回路１から遮断される。そのため、油路４の圧油はアキュムレータ８に流れ込むことがないので、調圧バルブ５における調圧レベルの増大に応じて作動油圧が迅速に上昇し、制御回路１における油圧の制御応答性が良好になる。なお、図３に示す制御では、アキュムレータ圧Ｐａの高低に関わらず、要求圧力Ｐｔがアキュムレータ圧Ｐａより高ければ、調圧バルブ５における調圧レベルの増大とともにアキュムレータ８が油路４もしくは制御回路１に対して遮断されるので、アキュムレータ圧Ｐａの高低に関わらず、制御回路１での作動油圧を上昇させる際の制御応答性が良好になる。
一方、ステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち制御回路１での必要圧力Ｐｔがアキュムレータ圧Ｐａ以下の場合、アキュムレータ８に蓄圧を行う必要があるか否か、すなわちアキュムレータ８の圧力Ｐａが蓄圧を行うべき予め定めた圧力にいて化しているか否かが判断される（ステップＳ３）。具体的には、油圧センサ１７で検出されたアキュムレータ圧Ｐａが、予め定めた範囲の上限圧力Ｐa0より低圧か否かが判断される。アキュムレータ８による蓄圧は、エンジンを停止させるなどのことによってオイルポンプ３が油圧を発生しなくなった場合であっても所定の変速比を維持し、あるいは変速を実行できる程度の油圧を確保するために行うから、蓄圧上限圧力Ｐa0はこのような変速比の維持あるいは変速の実行を可能にするように、実験あるいはシミュレーションなどによって予め決められている。
アキュムレータ圧Ｐａが上記の蓄圧上限圧力Ｐa0を下回っていることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合には、信号圧発生用バルブ６による信号圧が第二の信号圧Ｐ2 （＜Ｐ1 ）に設定され（ステップＳ４）、その後に図３のルーチンが一旦終了される。この第二の信号圧Ｐ2 は、上述したアキュムレータコントロールバルブ９を閉弁状態にすることのできる上記の最小圧力Ｐclose より低い圧力であり、かつ制御回路１での作動油圧すなわち調圧バルブ５で発生させる油圧が、アキュムレータ圧Ｐａより高くなるように調圧バルブ５の調圧レベルを設定する圧力の信号圧である。したがってこの場合は、アキュムレータコントロールバルブ９は、その信号圧ポート１５に供給される第二の信号圧Ｐ2 が上記の最小圧力Ｐclose より低圧であることにより開弁状態になり、かつ油路４での作動油圧がアキュムレータ圧Ｐａより高くなるので、オイルポンプ３で発生させかつ調圧バルブ５によって調圧した油圧が、制御回路１に供給される一方でアキュムレータ８に供給されて、蓄圧が行われる。すなわち、信号圧発生用バルブ６で発生させた信号圧によって作動油圧の調圧を行うと同時に、蓄圧のための制御が実行される。
これに対して上記のステップＳ３で否定的に判断されると、すなわち油圧センサ１７によって検出されたアキュムレータ８の油圧Ｐａが蓄圧を行うことが必要な圧力以上であれば、アキュムレータ圧Ｐａが制御回路１での要求圧力以上でかつ蓄圧を行う必要がない程度に高い圧力となっている。この場合、アキュムレータ８に蓄えた油圧が制御回路１に供給される。すなわち、信号圧発生用バルブ６による信号圧が第三の信号圧Ｐ3 （＜Ｐ2 ）に設定され（ステップＳ５）、その後に図３のルーチンが一旦終了される。この第三の信号圧Ｐ3 は、上記の第二の信号圧Ｐ2 より低圧の信号圧であって、したがって上述したアキュムレータコントロールバルブ９を閉弁状態にすることのできる上記の最小圧力Ｐclose より十分に低い圧力、すなわちアキュムレータコントロールバルブ９を開弁状態にすることのできる圧力である。この場合、制御回路１で必要とする油圧がアキュムレータ圧Ｐａより低圧であって、アキュムレータ８を制御回路１の油圧源とすることができるから、第三の信号圧Ｐ3 は、制御回路１で必要とする油圧によらずに、低圧回路２で必要とする油圧に基づいて決められた圧力とされる。具体的には、調圧バルブ５からのドレイン油圧が低圧回路２で必要とする圧力となる調圧レベルを設定するように第三の信号圧Ｐ3 の圧力が決められる。
したがって、この場合は、アキュムレータコントロールバルブ９は、その信号圧ポート１５に供給される第三の信号圧Ｐ3 が上記の最小圧力Ｐclose より十分に低圧であることにより開弁状態になり、かつ油路４での作動油圧がアキュムレータ圧Ｐａより低くなるので、アキュムレータ８に蓄えられている油圧が制御回路１に供給される。そのため、調圧バルブ５で調圧された作動油圧はかなり低圧になるが、調圧に伴うドレイン油圧が低圧回路２で必要とする圧力以上となるように調圧バルブ５の調圧レベルが第三の信号圧Ｐ3 によって設定され、作動油圧はその調圧レベルに応じた圧力になる。すなわち、この場合も、信号圧発生用バルブ６で発生させた信号圧によって、作動油圧の調圧が行われると同時に、アキュムレータ８に蓄えた油圧を使用する制御が実行される。
上述した第一ないし第三の信号圧Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 の相互の関係およびアキュムレータコントロールバルブ９の開閉の状態ならびに蓄圧の関係を図に示すと図４のとおりである。図４に示すように、アキュムレータコントロールバルブ９は、その信号圧ポート１５に供給される信号圧が、閉弁状態とするための最小圧力Ｐclose 以上の圧力であれば、閉弁状態になり、したがって信号圧発生用バルブ６が上述した第一の信号圧Ｐ1 を出力することにより、アキュムレータコントロールバルブ９が閉じてアキュムレータ８が油路４もしくは制御回路１に対して遮断される。その結果、第三の信号圧Ｐ3 に応じて調圧された相対的に高い油圧が迅速に発生し、かつ制御回路１に供給される。すなわち、油路４や制御回路１での作動油圧を増大させる際の制御応答性を良好なものにすることができる。
また、信号圧が上記の最小圧力Ｐclose より低圧であれば、アキュムレータコントロールバルブ９におけるスプール１０がスプリング１４に押されて信号圧ポート１５側に移動し、入力ポート１２と出力ポート１３とが連通する。すなわち、アキュムレータコントロールバルブ９は開弁状態になる。この状態ではアキュムレータ８と油路４もしくは制御回路１とが連通するので、アキュムレータ圧Ｐａや油路４もしくは制御回路１での油圧の高低に応じて蓄圧が行われ、あるいはアキュムレータ８から油圧が出力される。すなわち、信号圧が前述した第二の信号圧Ｐ2 に設定されると、油路４あるいは制御回路１での作動油圧がアキュムレータ圧Ｐａより高い圧力になるので、蓄圧が行われる。これに対して第三の信号圧Ｐ3 に設定されると、油路４あるいは制御回路１での作動油圧がアキュムレータ圧Ｐａより低圧になるので、アキュムレータ８から油圧が油路４もしくは制御回路１に供給される。言い換えれば、アキュムレータ８が制御回路１に対する油圧源として機能する。また同時に、低圧回路２での必要油圧が調圧バルブ５から低圧回路２に供給される。
この発明に係る油圧制御装置では、上述したように、信号圧発生用バルブ６から出力される信号圧によって、油路４または制御回路１での作動油圧が設定され、それと併せてアキュムレータ８を制御回路１に連通もしくは遮断する制御が実行される。したがって、信号圧発生用バルブ６は、作動油圧の調圧のための制御とアキュムレータ８の制御回路１に対する連通・遮断の切り替え制御とを同時並行的に実行する制御手段となっていて、信号圧発生用バルブ６が同時並行的に実行される制御で共用されている。そのため、この発明に係る油圧制御装置では、構成部品の共用化、特に同時並行的に実行される制御での必要部品の共用化を図り、それに伴って必要部品の数を少なくして低コスト化を図ることができ、また装置の全体としての構成を小型化することが可能になる。
なお、上述した図１に示す構成の油圧制御装置では、アキュムレータ圧Ｐａより高い圧力の作動油圧が要求された場合、アキュムレータ８を制御回路１に対して遮断することにより、作動油圧の上昇を促進するように構成されている。言い換えれば、圧油の供給箇所を制限もしくは減少させることにより、迅速に昇圧するように構成されている。このような構成に替えて、供給する油量を一時的に増大させて、迅速に昇圧させることも可能である。図５に過渡的に流量を増大させるように構成した油圧制御装置の一例を模式的に示してある。
ここに示す例は、例えば前述したクラッチ３０を解放状態から係合状態に切り替える際に、クラッチ３０に対して供給する圧油の量を一時的に増大させるように構成した例であり、前述した油路４から分岐してクラッチ３０に連通している油路３１には、クラッチ３０側から順に、マニュアルバルブ３４および切替バルブ３５が設けられている。マニュアルバルブ３４は、車両用の自動変速機に設けられているものと同様であって、車両を停止させておくパーキングポジションや後進走行するためのリバースポジション、動力伝達系統でのトルクの伝達を遮断するニュートラルポジション、前進走行するためのドライブポジションなどを手動操作によって選択するためのバルブであり、例えばドライブポジションが選択された場合に、油路３１を開いてクラッチ３０に対する油圧の供給を可能にするように構成されている。
また、切替バルブ３５は、マニュアルバルブ３４に連通している出力ポート３６と二つの入力ポート３７，３８とを備え、パイロット圧が供給されていないいわゆるオフ状態では第１入力ポート３７と出力ポート３６とが連通する第一の動作状態となり、パイロット圧が供給されているいわゆるオン状態では第２入力ポート３８と出力ポート３６とが連通する第二の動作状態に切り替わるように構成されている。その第１入力ポート３７には、前述した供給用ソレノイドバルブ３２や排出用ソレノイドバルブ３３が連通されている油路３１が接続されている。これに対して第２入力ポート３８には大口径油路３９が接続されている。この大口径油路３９は、第１入力ポート３７側の油路３１よりも内径が大きく、したがってクラッチ３０に対して供給する圧油の流量が多くなるように構成された油路である。
一方、図５に示す調圧バルブ５には、信号圧を供給するための大流量のソレノイドバルブ４０が接続されている。そのソレノイドバルブ４０に上記の大口径油路３９が連通されている。このソレノイドバルブ４０は、前述した信号圧発生用バルブ６であってもよく、前述した電子制御装置７によって制御されるように構成されている。例えば出力する信号圧を適宜な圧力に設定し、これを大口径油路３９を介してクラッチ３０に供給することにより、クラッチ３０を係合させるとともに、その伝達トルク容量を制御し、あるいはクラッチ３０に供給する油圧を低下させてクラッチ３０を実質的に解放するように構成されている。すなわち、図５に示す構成では、通常の流量でクラッチ３０の係合・解放を制御する油圧系統と、大流量でクラッチ３０の係合・解放を制御する油圧系統との二つの油圧制御系統が設けられている。
これらの油圧制御系統の切り替えは、図６に示すように行うことができる。図６に示す制御例では、先ず、大流量が必要か否かが判断される（ステップＳ１１）。図５に示すようにクラッチ３０の油圧を制御するように構成されている場合には、クラッチ３０の係合・解放を切り替えるために必要油量が多くなるので、このような変速を行う場合にステップＳ１１の判断結果が肯定的になる。具体的には、前進と後進とを比較的頻繁に切り替えるガレージシフトの場合、シフト装置から出力される信号に基づいて大流量が必要であることが判断される。
ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、切替バルブ３５にパイロット圧を供給して切替バルブ３５をいわゆるオン状態に設定する（ステップＳ１２）。切替バルブ３５は、オン状態で第１入力ポート３７が閉じられるとともに、第２入力ポート３８が出力ポート３６に連通する。したがってこの場合は、大流量のソレノイドバルブ４０が大口径油路３９を介してマニュアルバルブ３４に連通され、前進状態となるようにマニュアルバルブ３４が切り替わっていれば、ソレノイドバルブ４０によってクラッチ３０の油圧が制御される（ステップＳ１３）。すなわち、クラッチ３０で必要とす多量な圧油をクラッチ３０に供給してその圧力を制御することができ、したがって制御応答性が良好になる。
これに対してステップＳ１１で否定的に判断された場合、すなわち大流量が要求されていない場合には、切替バルブ３５に対するパイロット圧を供給を停止して切替バルブ３５をいわゆるオフ状態に設定する（ステップＳ１４）。切替バルブ３５は、オフ状態で第２入力ポート３８が閉じられるとともに、第１入力ポート３７が出力ポート３６に連通する。したがってこの場合は、供給用および排出用のソレノイドバルブ３２，３３が接続されている油路３１がマニュアルバルブ３４に連通される。したがって、前進状態となるようにマニュアルバルブ３４が切り替わっていれば、供給用および排出用のソレノイドバルブ３２，３３によってクラッチ３０の油圧が制御される（ステップＳ１５）。油路３１は相対的に小口径の油路であるから、圧油の流量が多くないことにより漏洩による損失が少なく、しかも供給用および排出用のソレノイドバルブ３２，３３がポペットタイプのバルブなどの油圧を閉じ込むことのできるバルブであればこれらのバルブ３２，３３での油圧の漏洩が少なく、その結果、エネルギ損失を抑制することができる。また、クラッチ３０あるいはこれに相当する適宜なアクチュエータで多量の圧油を必要とする場合には、上記の大流量のソレノイドバルブ４０や大口径油路３９などを介して圧油を供給もしくは排出してアクチュエータの油圧を制御できるから、大流量を必要としない場合に油圧の制御を行う上記の供給用および排出用のソレノイドバルブ３２，３３は小流量の小型のものとすることができ、それに伴って装置全体としての構成を小型化することができる。
また、図５に示す構成の油圧制御装置は、前述したようにクラッチ３０についての油圧制御系統を二系統備えているから、前述した供給用および排出用のソレノイドバルブ３２，３３のいずれかに異常が生じた場合、大流量のソレノイドバルブ４０を使用してクラッチ３０の油圧を制御することができる。図７はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、通常時に使用されている供給用および排出用のソレノイドバルブ３２，３３のいずれかにフェールが生じたか否かが判断される（ステップＳ２１）。これは、制御信号とその制御信号によって達成される油圧の状態とを比較することにより行うことができる。フェールが生じていることによりステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、上述した切替バルブ３５をオン状態に設定する（ステップＳ２２）。すなわち、大口径油路３９を介して大流量のソレノイドバルブ４０をマニュアルバルブ３４もしくはクラッチ３０に連通させる。
ついで、エンジントルクを制限する（ステップＳ２３）。大流量のソレノイドバルブ４０は、短時間に多量の圧油をクラッチ３０に供給することができるが、その油圧が低いので、クラッチ３０の伝達トルク容量が、クラッチ３０に入力されるトルクに対して相対的に小さくなることがある。そこで、クラッチ３０のスリップやクラッチ３０が実質的に係合しなくなることを回避するために、クラッチ３０に入力されるトルクすなわちエンジントルクを通常時よりも小さいトルクに制限することとしたのである。このステップＳ２３での制御を実行した後に、クラッチ３０の油圧を大流量のソレノイドバルブ４０によって制御する（ステップＳ２４）。
一方、上記のフェールが生じていないことによりステップＳ２１で否定的に判断された場合には、通常の制御すなわち前述した図６に示す制御が実行される（ステップＳ２５）。なお、上記の大流量のソレノイドバルブ４０に異常が生じた場合には、クラッチ３０の油圧の制御を全て、供給用および排出用のソレノイドバルブ３２，３３によって行えばよい。

Claims (6)

  1. オイルポンプで発生した油圧を制御回路で要求される作動油圧に調圧する調圧バルブと、その調圧バルブによって設定すべき油圧を決める信号圧を前記調圧バルブに供給する信号圧発生用バルブと、前記制御回路に供給するべき作動油圧を蓄えるアキュムレータとを備えた油圧制御装置において、
    前記アキュムレータと制御回路との間に設けられ、かつ開閉動作することにより前記アキュムレータを前記制御回路に連通させ、また前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断するアキュムレータコントロールバルブと、
    前記信号圧発生用バルブで発生された前記信号圧を前記アキュムレータコントロールバルブの信号圧ポートに供給し、その信号圧に応じて前記アキュムレータコントロールバルブを開閉動作させる信号圧用連通路と
    を備え、
    前記アキュムレータコントロールバルブは、前記制御回路における作動油圧を高くする前記信号圧を前記信号圧発生用バルブが発生している場合にその信号圧によって閉動作して前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断し、かつ前記制御回路における作動油圧を低くする前記信号圧を前記信号圧発生用バルブが発生している場合にその信号圧によって開動作して前記アキュムレータを前記制御回路に対して連通させるように構成されていることを特徴とする油圧制御装置。
  2. 前記制御回路で必要とする前記作動油圧についての要求圧力が前記アキュムレータの油圧より高い場合に、前記要求圧力を前記調圧バルブが発生しかつ前記アキュムレータコントロールバルブを閉弁動作させて前記アキュムレータを前記制御回路から遮断する第一の信号圧を前記信号圧発生用バルブから出力させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
  3. 前記制御回路で必要とする前記作動油圧についての要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下の場合に、前記アキュムレータの油圧以下の要求圧力を前記調圧バルブが発生しかつ前記アキュムレータコントロールバルブを開弁動作させて前記アキュムレータを前記制御回路に連通させる信号圧を前記信号圧発生用バルブから出力させるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧制御装置。
  4. 前記信号圧は、前記要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下でかつ前記アキュムレータの圧力が蓄圧を行うべき予め定めた圧力に低下している場合に、前記調圧バルブが前記アキュムレータの油圧より高い油圧を発生しかつ前記アキュムレータコントロールバルブを開弁状態にする圧力の第二の信号圧を含むことを特徴とする請求項３に記載の油圧制御装置。
  5. 前記信号圧は、前記要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下でかつ前記アキュムレータの圧力が蓄圧を行うべき予め定めた範囲の圧力以上の場合に、前記調圧バルブが前記アキュムレータの油圧以下の油圧を発生しかつ前記アキュムレータコントロールバルブを開弁状態にする圧力の第三の信号圧を含むことを特徴とする請求項３または４に記載の油圧制御装置。
  6. 前記制御回路より低い油圧で動作する低圧回路を更に備え、
    前記調圧バルブは、前記制御回路に供給される前記作動油圧よりも低圧の低圧作動油圧を前記信号圧に応じて発生するように構成され、
    前記第三の信号圧は、前記低圧作動油圧を前記調圧バルブが発生するのに十分な圧力の信号圧を含む
    ことを特徴とする請求項５に記載の油圧制御装置。
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