JP6622615B2 - 油圧制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、スプール弁の出力油圧を油圧センサによって検出し、検出した出力油圧に基づいてディザ量を制御する技術が開示されている。この技術により、油温変化等によってディザ量が変化することにより生じる出力油圧の変動を回避できる。なお、ディザ量は、ディザにおけるスプールの振れ幅である。
請求項1の発明は、スプール(6)に作用するばね定数を、デューティ比50%を含む中デューティ比範囲(X2)で大きくする。
これにより、中デューティ比範囲(X2)におけるディザ量の増加を抑えることができる。このため、デューティ比制御によるディザ量が、中デューティ比範囲(X2)で大きくなる不具合を回避できる。その結果、中デューティ比範囲(X2)におけるディザ量の増大による油圧変動を防ぐことができる。
このように、請求項1の発明を採用することにより、圧力センサを用いることなくディザ量の変化による圧力変動を抑えることができる。
請求項2の発明は、スプール(6)に作用するフィードバック軸力を、デューティ比50%を含む中デューティ比範囲(X2)で大きくする。
これにより、中デューティ比範囲(X2)におけるディザ量の増加を抑えることができ、上記発明1と同様の効果を得ることができる。
請求項3の発明は、入力ポート(P1)と出力ポート(P2)の連通度合を、デューティ比50%を含む中デューティ比範囲(X2)で小さくする。
これにより、中デューティ比範囲(X2)では、スプール(6)のスライド変化に対する出力油圧の変化を抑えることができるため、上記発明1と同様の効果を得ることができる。
請求項4の発明は、スプール(6)にディザを発生させるパルス信号の波高を、デューティ比50%を含む中デューティ比範囲(X2)で小さくする。
これにより、中デューティ比範囲(X2)におけるディザ量の増加を抑えることができ、上記発明1と同様の効果を得ることができる。
請求項5の発明は、スプール(6)にディザを発生させる周波数を、デューティ比50%を含む中デューティ比範囲(X2)で高くする。
これにより、中デューティ比範囲(X2)におけるディザ量の増加を抑えることができ、上記発明1と同様の効果を得ることができる。
図1〜図4に基づいて実施形態1を説明する。
自動車に搭載される自動変速機は、油圧制御によって変速制御を実施す油圧制御装置を搭載する。
油圧制御装置は、内部に多数の油路が形成されたバルブハウジングに装着される電磁スプール弁1と、この電磁スプール弁1を通電制御する制御回路2とを備える。
スプール弁3は、略円筒形状を呈するスリーブ5と、このスリーブ5の内部で軸方向へ摺動自在に支持されるスプール6と、このスプール6を右側へ付勢する付勢部材7とを備える。
これらの各ポートは、スリーブ5の内外を貫通する径方向の貫通孔であり、スリーブ5の内周面には各ポートのそれぞれに通じる環状溝が形成されている。そして、各ポートは、スリーブ5の右側から左側に向かって、ドレンポートP3、出力ポートP2、入力ポートP1、フィードバックポートP4の順に配置されている。
これらの各ランドは、スプール6の右側から左側に向かって、ドレンランドR2、入力ランドR1、フィードバックランドR3の順で配置されている。
また、フィードバックランドR3の外周面とスリーブ5の内周面の間には、フィードバックポートP4に通じるフィードバック室V2が形成される。
具体的に、リニアソレノイド4の通電が停止されている状態では、入力ランドR1が入力ポートP1を閉塞し、ドレンランドR2がドレンポートP3を開き、出力ポートP2がドレンポートP3のみと連通する。
さらに、スプール6が大きく左側へスライドした状態では、入力ランドR1が入力ポートP1を開き、ドレンランドR2がドレンポートP3を閉塞し、出力ポートP2が入力ポートP1のみと連通する。これにより、出力ポートP2には、入力ポートP1へ供給された油圧と同等の油圧が発生する
リニアソレノイド4は、周知構造のものであり、ソレノイド電流に応じた磁力を発生するコイル11、磁束ループを形成するステータ12およびヨーク13、コイル11の発生磁力の増加によって左方へ磁気吸引されるプランジャ14等を備えて構成される。
制御回路2は、目標油圧を算出する演算部21の他に、演算部21が算出した目標油圧に応じたデューティ比を求め、そのデューティ比の駆動信号をリニアソレノイド4に付与するデューティ出力部22を備える。
デューティ比が小さいとは、1周期におけるロー時間の割合が小さい状態である。
デューティ比が大きいとは、1周期におけるハイ時間の割合が大きい状態である。
デューティ比0%は、ハイ信号の無い状態である。
デューティ比50%は、1周期におけるハイ時間とロー時間の割合が等しい状態である。
デューティ比100%は、ロー信号の無い状態である。
ハイとローを繰り返す信号の周波数が所謂PWM周波数である。具体的には、数百Hz〜数kHz程の範囲内において設定される。
ソレノイド電流の振幅は、パルス信号のハイ信号の時間とロー信号の時間の短い方で決まる。
具体的には、デューティ比50%に近づいて、次式となった時に、出力油圧に生じる脈動が過大となる可能性がある。
先ず、デューティ比の全制御範囲のうち、デューティ比の小さい範囲を小デューティ比範囲X1とする。
また、デューティ比の全制御範囲のうち、デューティ比の大きい範囲を大デューティ比範囲X3とする。
さらに、デューティ比の全制御範囲のうち、小デューティ比範囲X1と大デューティ比範囲X3の間の範囲を中デューティ比範囲X2とする。中デューティ比範囲X2の下限および上限は限定するものではなく、少なくともデューティ比50%を含むものであれば良い。なお、中デューティ比範囲X2の下限の一例は、デューティ比30%〜40%程である。また、中デューティ比範囲X2の上限の一例は、デューティ比60%〜70%程である。
付勢部材7は、スプール6を右側に付勢するものであり、スリーブ5の左端に螺合された調整スクリュ31とスプール6の間のばね室V3において軸方向に加圧された状態で配置されている。なお、ばね室V3は、スリーブ5に形成された呼吸孔32を介してドレン空間に連通している。
この第1スプリング7aの非線形の特性により、図4(a)に示すように、小デューティ比範囲X1ではばね定数が小さく、中デューティ比範囲X2ではばね定数が大きくなる。なお、リフト量とは、通電停止状態におけるスプール6の位置を基準としたスプール6の軸方向のスライド量である。
言い換えると、第2スプリング7bの付勢力によって仕切板7cがフランジ33に押し付けられる範囲が小デューティ比範囲X1と中デューティ比範囲X2であり、仕切板7cがフランジ33から離れた範囲が大デューティ比範囲X3である。
その結果、図4(a)に示すように、大デューティ比範囲X3では、スプール6に作用するばね定数が中デューティ比範囲X2より小さくなる。
この実施形態1の油圧制御装置は、上述したように、スプール6に作用するばね定数を、小デューティ比範囲X1で小さく、デューティ比50%を含む中デューティ比範囲X2で大きく、大デューティ比範囲X3で小さくしている。
これにより、ソレノイド電流の振幅が大きくなるデューティ比50%付近では、スプール6のスライドを抑えることができる。即ち、図4(b)に示すように、デューティ比50%付近では、デューティ比の変化に対するスプール6のリフト変化の傾きを小さくできる。
特に、自動変速機は、複数の電磁スプール弁1を搭載する。このため、複数の油圧センサを自動変速機に搭載する不具合を回避することができ、搭載性の向上を図ることができるとともに、大幅なコストカットを実現できる。
図5、図6に基づいて実施形態2を説明する。なお、以下の各実施形態において上記実施形態1と同一符合は同一機能物を示すものである。また、以下では、上述した実施形態に対する変更箇所のみを開示するものであり、以下の各実施形態において説明していない箇所については先行して説明した形態を採用するものである。
これに対し、この実施形態2は、第1スプリング7aより軸方向長が短い第3スプリング7dを、第1スプリング7aと並列に配置するものである。
なお、この実施形態2では、第1スプリング7aのみがスプール6に付勢力を加える範囲が小デューティ比範囲X1であり、第1スプリング7aとともに第3スプリング7dがスプール6に付勢力を加える範囲が中デューティ比範囲X2と大デューティ比範囲X3である。
さらに、スプール6のリフト量が大きくなって大デューティ比範囲X3となると、上記実施形態1で示したように、仕切板7cがフランジ33から離れて、スプール6に作用するばね定数が中デューティ比範囲X2より小さくなる。
これにより、上述した実施形態1と同様の効果を得ることができる。
図7、図8に基づいて実施形態3を説明する。なお、以下の各形態では、付勢部材7が1つの圧縮コイルばねによって設けられる。
この実施形態3では、スプール6に作用するフィードバック軸力が中デューティ比範囲X2で大きくなるように設けられている。即ち、スプール6に作用するフィードバック軸力は、小デューティ比範囲X1と大デューティ比範囲X3に比較して、中デューティ比範囲X2で大きくなるように設けられている。
この実施形態3のスプール弁3には、実施形態1で開示したフィードバック室V2とは別に、補助フィードバック室V4が設けられている。
具体的に、スプール6の左端には、フィードバックランドR3よりさらに小径の補助フィードバックランドR4が設けられている。そして、補助フィードバックランドR4の外周面とスリーブ5の内周面の間に、補助フィードバック室V4が設けられている。
また、スプール6には、中デューティ比範囲X2と大デューティ比範囲X3の時のみ、フィードバック室V2の油圧を補助フィードバック室V4に導く第2連通路42が設けられている。
さらに、スプール6には、大デューティ比範囲X3の時のみ、補助フィードバック室V4の油圧をばね室V3に導く第3連通路43が設けられている。
なお、第1連通路41、第2連通路42、第3連通路43は、スプール6の表面に形成される溝であっても良いし、スプール6を貫通する貫通孔であっても良い。
このため、小デューティ比範囲X1では、スプール6に作用するフィードバック軸力が小さくなる。その結果、図8に示すように、小デューティ比範囲X1では、スプール6のリフト感度が高くなり、デューティ比の変化に対してスプール6が大きくリフト変化する。
このように、中デューティ比範囲X2では、スプール6に作用するフィードバック軸力が大きくなる。その結果、図8に示すように、中デューティ比範囲X2では、スプール6のリフト感度が低くなり、デューティ比の変化に対してスプール6のリフト変化が抑えられる。
このため、大デューティ比範囲X3では、スプール6に作用するフィードバック軸力が小さくなる。その結果、図8に示すように、大デューティ比範囲X3では、スプール6のリフト感度が高くなり、デューティ比の変化に対してスプール6が大きくリフト変化する。
これにより、上述した実施形態1と同様の効果を得ることができる。
図9、図10に基づいて実施形態4を説明する。
この実施形態4の電磁スプール弁1は、小デューティ比範囲X1と中デューティ比範囲X2のみで作動するタイプであり、中デューティ比範囲X2においてスプール6が最大リフト量に達するものである。このタイプでは、実施形態3で示した第3連通路43を廃止することができる。
このように第3連通路43を廃止しても、上述した実施形態1と同様、デューティ比50%付近でスプール6が過大に振動して油圧変動が生じる不具合を回避できるとともに、他の範囲でディザ量が過小になる不具合を回避できる。
図11〜図13に基づいて実施形態5を説明する。
この実施形態5のスプール弁3は、入力ポートP1と出力ポートP2の連通度合を、デューティ比50%を含む中デューティ比範囲X2で小さくするように設けられている。即ち、小デューティ比範囲X1と大デューティ比範囲X3では、スプール6のスライド変化に応じて入力ポートP1と出力ポートP2の連通度合が大きく変化するように設けられる。そして、中デューティ比範囲X2では、スプール6のスライド変化に対して、入力ポートP1と出力ポートP2の連通度合が大きく変化しないように設けられている。
スプール6の外周面には、小デューティ比範囲X1と大デューティ比範囲X3に比較して、中デューティ比範囲X2で入力ポートP1と出力ポートP2の連通度合を小さくする凹部51が設けられている。この凹部51が設けられる箇所は、入力ランドR1の右端に近い箇所の外周面である。
凹部51の数も限定するものではないが、2〜6個ほどが周方向において等間隔に配置されている。
スリーブ5の内周面には、入力ポート溝52と出力ポート溝53を区画する区画壁54が設けられる。この区画壁54の軸方向の中間部には、1つの環状溝が設けられている。この環状溝を中間溝54aと称して説明する。
また、区画壁54のうちで、中間溝54aの左側を第1区画壁54bと称して説明する。さらに、入力ランドR1の右端には、R形状等よりなる面取り部55が設けられている。
そして、小デューティ比範囲X1のうちで、デューティ比0%に近い範囲では、図12(a)に示すように、凹部51の左側の入力ランドR1の外周面と第1区画壁54bの内周面とが対向して入力ポートP1と出力ポートP2の連通を遮断する。
図14、図15に基づいて実施形態6を説明する。
この実施形態6の制御回路2は、図14に示すように、スプール6にディザを発生させるためのパルス信号をリニアソレノイド4に付与するディザ出力部61を備える。
このディザ出力部61の出力するパルス信号は、所定のディザ周波数においてハイ信号とロー信号を繰り返すものであり、デューティ出力部22が出力した駆動電流に加算されてリニアソレノイド4に付与される。なお、ディザ周波数は、ディザの振動周期を決定する周波数であり、一例としてPWM周波数を分周したものである。
この実施形態6を採用することにより、デューティ比50%付近におけるディザ量を抑えることができるため、上述した実施形態1と同様の効果を得ることができる。
図16に基づいて実施形態7を説明する。
この実施形態7は、小デューティ比範囲X1と大デューティ比範囲X3に比較して、中デューティ比範囲X2で、ディザを発生させるパルス信号の周波数を高くするように設けられている。即ち、この実施形態7では、ディザ出力部61の出力するパルス信号の周波数をデューティ比50%付近において高くするように設けられている。
この実施形態7を採用することにより、デューティ比50%付近におけるディザ量を抑えることができるため、上述した実施形態1と同様の効果を得ることができる。
上記の実施形態では、ノーマリクローズタイプの電磁スプール弁1を用いる例を示したが、通電停止時に出力油圧が最大になるノーマリオープンタイプの電磁スプール弁1を用いても良い。
4・・・リニアソレノイド 5・・・スリーブ
6・・・スプール 7・・・付勢部材
51・・・凹部
P1・・・入力ポート P2・・・出力ポート
V2・・・フィードバック室 X1・・・小デューティ比範囲
X2・・・中デューティ比範囲 X3・・・大デューティ比範囲
Claims (5)
- 筒状を呈するスリーブ(5)を有するとともに、このスリーブの内側において軸方向へ摺動自在に支持されるスプール(6)を有し、このスプールの軸方向の位置に応じた出力油圧を発生するスプール弁(3)と、
このスプール弁に設けられ、前記スプールを軸方向の一方へ向けて付勢する付勢部材(7)と、
この付勢部材による付勢力に抗して前記スプールを駆動するリニアソレノイド(4)と、
このリニアソレノイドに与える電流をデューティ比により制御する制御回路(2)と、
を備える油圧制御装置において、
デューティ比の全制御範囲のうち、デューティ比の小さい範囲を小デューティ比範囲(X1)、デューティ比の大きい範囲を大デューティ比範囲(X3)、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲の間でデューティ比50%を含む範囲を中デューティ比範囲(X2)とした場合、
前記スプールに作用する前記付勢部材のばね定数は、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲に比較して、前記中デューティ比範囲で大きく設けられることを特徴とする油圧制御装置。 - 筒状を呈するスリーブを有するとともに、このスリーブの内側において軸方向へ摺動自在に支持されるスプールを有し、このスプールの軸方向の位置に応じた出力油圧を発生するスプール弁と、
このスプール弁に設けられ、前記スプールを軸方向の一方へ向けて付勢する付勢部材と、
この付勢部材の付勢力に抗して前記スプールを駆動するリニアソレノイドと、
このリニアソレノイドの供給電流をデューティ比により制御する制御回路とを備え、
出力油圧の上昇に応じた軸力を前記スプールに生じさせるフィードバック室(V2)が前記スプール弁に設けられる油圧制御装置において、
デューティ比の全制御範囲のうち、デューティ比の小さい範囲を小デューティ比範囲、デューティ比の大きい範囲を大デューティ比範囲、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲の間でデューティ比50%を含む範囲を中デューティ比範囲とするとともに、
前記フィードバック室の油圧によって前記スプールに作用する軸力をフィードバック軸力とした場合、
前記スプールに作用するフィードバック軸力は、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲に比較して、前記中デューティ比範囲で大きく設けられることを特徴とする油圧制御装置。 - 筒状を呈するスリーブを有するとともに、このスリーブの内側において軸方向へ摺動自在に支持されるスプールを有し、このスプールの軸方向の位置に応じた出力油圧を発生するスプール弁と、
このスプール弁に設けられ、前記スプールを軸方向の一方へ向けて付勢する付勢部材と、
この付勢部材による付勢力に抗して前記スプールを駆動するリニアソレノイドと、
このリニアソレノイドに与える電流をデューティ比により制御する制御回路と、
を備える油圧制御装置において、
前記スリーブは、加圧された油圧の供給を受ける入力ポート(P1)と、前記スプールの軸方向位置に応じた出力油圧を発生する出力ポート(P2)とを備えるものであり、
デューティ比の全制御範囲のうち、デューティ比の小さい範囲を小デューティ比範囲、デューティ比の大きい範囲を大デューティ比範囲、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲の間でデューティ比50%を含む範囲を中デューティ比範囲とした場合、
前記スプールの外周面には、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲に比較して、前記中デューティ比範囲で前記入力ポートと前記出力ポートの連通度合を小さくする凹部(51)が設けられることを特徴とする油圧制御装置。 - 筒状を呈するスリーブを有するとともに、このスリーブの内側において軸方向へ摺動自在に支持されるスプールを有し、このスプールの軸方向の位置に応じた出力油圧を発生するスプール弁と、
このスプール弁に設けられ、前記スプールを軸方向の一方へ向けて付勢する付勢部材と、
この付勢部材による付勢力に抗して前記スプールを駆動するものであり、自身に与えられる電流が前記スプール弁において発生する出力油圧とリニアな関係を有するように制御されるリニアソレノイドと、
このリニアソレノイドに与える電流をデューティ比により制御する制御回路とを備える油圧制御装置において、
デューティ比の全制御範囲のうち、デューティ比の小さい範囲を小デューティ比範囲、デューティ比の大きい範囲を大デューティ比範囲、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲の間でデューティ比50%を含む範囲を中デューティ比範囲とした場合、
前記制御回路は、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲に比較して、前記中デューティ比範囲で、前記スプールにディザを発生させるパルス信号の波高を小さくすることを特徴とする油圧制御装置。 - 筒状を呈するスリーブを有するとともに、このスリーブの内側において軸方向へ摺動自在に支持されるスプールを有し、このスプールの軸方向の位置に応じた出力油圧を発生するスプール弁と、
このスプール弁に設けられ、前記スプールを軸方向の一方へ向けて付勢する付勢部材と、
この付勢部材による付勢力に抗して前記スプールを駆動するものであり、自身に与えられる電流が前記スプール弁において発生する出力油圧とリニアな関係を有するように制御されるリニアソレノイドと、
このリニアソレノイドに与える電流をデューティ比により制御する制御回路とを備える油圧制御装置において、
デューティ比の全制御範囲のうち、デューティ比の小さい範囲を小デューティ比範囲、デューティ比の大きい範囲を大デューティ比範囲、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲の間でデューティ比50%を含む範囲を中デューティ比範囲とした場合、
前記制御回路は、前記小デューティ比範囲と前記大デューティ比範囲に比較して、前記中デューティ比範囲で、前記スプールにディザを発生させるパルス信号の周波数を高くすることを特徴とする油圧制御装置。
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