JPH01229180A - 電磁油圧制御弁の駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電磁油圧制御弁に対し指令電圧とディザ信号と
を加算した電圧に応じた電流を供給する、電磁油圧制御
弁の駆動回路に関するものである。

（従来の技術） 従来、電磁弁の静摩擦の影響を除くため入力信号にディ
ザと呼ばれる比較的高い周波数（数十〜−■　− 数百Ｈｚ）の信号を重ね合わせ、弁に微小振動を与える
方法が用いられている。　（社団法人日本機械学会昭和
５２年７月１５日発行「機械工学便覧」参照）この種の
従来の駆動回路としては、例えば第７図に示すものがあ
る。この回路は、発振回路１と加算回路２と電流増幅回
路３とにより構成される。

発振回路１は、差動増幅器４、抵抗５．６、■およびコ
ンデンサ８より成り、ディザ信号を発生する。

加算回路２は差動増幅器９、抵抗１０．１１および１２
より成り、その入力端は抵抗１０を介して駆動電圧入力
端ｐに、さらに抵抗１１を介して発振回路１の出力端に
結合される。もう一方の入力端は抵抗１２を介して接地
され、出力端は抵抗１３を介してその入力端に接続され
る。

電流増幅回路３は、差動増幅器１４、トランジスタ１５
および抵抗１６より成り、差動増幅器１４の入力端は差
動増幅器９の出力端に接続され、差動増幅器１４の出力
端はトランジスター５のヘースに接続される。そのコレ
クタは電磁油圧制御弁のソレノイドのコイル１６に接続
され、エミッタは抵抗１７を介して接地される。差動増
幅器１４のもう一方の入力端はトランジスタのエミッタ
と抵抗１７との接合点に接続される。コイル１６は直流
電源１８にも接続される。次にこの駆動回路の作用を説
明する。

まず、駆動電圧入力端子ｐに指令圧に基づく指令電圧Ｖ
ＩＮを印加する。指令電圧ＶＩＮは発振回路１から出力
された、振幅および周波数一定のディザ信号ＶＤＩと差
動増幅器９で加算され、電圧信号ｖｌ　として出力され
る。この電圧信号ｖ１を受けた電流増幅回路３の差動増
幅器１４は、トランジスタ１５を介して電磁油圧制御弁
のソレノイドのコイル１６に電圧信号ｖ１に応じた電流
Ｉ５を供給する。

したがってソレノイドの電流Ｉ、は指令電圧ＶＩＮにデ
ィザ信号電圧ＶＤＩを加えた電圧に応じたものとなる。

このようにして駆動回路において指令電圧にディザ信号
付加することは、電磁油圧制御弁の電流に対する制御圧
力の特性においてヒステリシスを調整するために用いら
れる手法であり、ディザ信号の振幅を大きくしたり周波
数を低くするほどヒステリシスが小さくなる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この種の従来の駆動回路においては、デ
ィザ信号の振幅および周波数を一定にしたため、パイロ
ット弁の圧力ケインが非線形の特性（第８図参照）を有
する、すなわち制御弁の弁開度が小さい領域ではポペッ
ト変位Ｘｐに対するパイロット圧力ｐｐのゲインが大き
く、弁開度が大きい領域ではケインが小さい電磁油圧制
御弁では、開度小側でディザによるパイロット圧ｐｐの
変動に応答した制御圧力Ｐｃの圧力変動が発生しないよ
うにディザ信号の周波数を比較的高（設定すると、ディ
ザによるパイロット圧力ｐｐの変動の小さい弁開度大側
ではディザ信号の周波数を高くしたことにともないヒス
テリシスが太き（なってしまい、逆に弁開度大側でヒス
テリシスが小さくなるようにディザ信号の周波数を比較
的低く設定すると、弁開度小側ではディザによるパイロ
ット圧ｐｐの変動が大きく、それに応答した制御圧力Ｐ
ｃの圧力変動が発生してしまうという問題があった（第
６図の電流−制御圧力特性参照）。

（課題を解決するための手段） 本発明はこのような問題を生ずることのない電磁油圧制
御弁の駆動回路を提供しようとするもので、発振回路、
加算回路および電流増幅回路を有し、入力電流に応じて
制御圧を発生する電磁油圧制御弁に対し指令電圧とディ
ザ信号とを加算した電圧に応じた電流を供給する、電磁
油圧制御弁の駆動回路において、前記ディザ信号の振幅
が電磁油圧制御弁の弁開度小のとき小さく、弁開度大の
とき大きくなるように構成したごとを特徴とする。

（作　用） 駆動電圧入力端（ｐ）に指令圧に基づく指令電圧（ＶＩ
Ｎ　）を印加すると、発振回路から発生された振幅およ
び周波数一定の矩形波（ディザ信号ｖ、１）と、前記指
令電圧（ＶＩＮ　）および前記矩形波（ＶＤＩ）に基づ
く信号（ＶＤ２　）とを加算したディザ信号（ＶＤ３　
）が発生されるため、このディザ信号（Ｖ１１３　）と
指令電圧（ＶＩＮ　）との加算値を電流増幅回路に入力
すれば電流増幅回路は加算された電圧（ＶＩＮ　＋　Ｖ
ＤＩ　）に応じた電流（Ｉ、）を電磁油圧制御弁のソレ
ノイドのコイルに供給する。

このようにして制御弁の入力電流に対する制御圧力特性
においてヒステリシスを全域に亘って小さくすることが
できるとともに、弁開度小のときにもディザによる制御
圧力の圧力変動がなく、制御弁の作動を安定化すること
ができる。

（実施例） 以下本発明の各実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の第１実施例の駆動回路およびそれを用
いる電磁油圧制御弁の構成を示す線図である。図中２０
は電磁油圧制御弁で供給ポート２１に与えられた供給圧
Ｐ、を駆動回路２２によって制御して制御圧ＰＣを出力
ボート２３より出力するものである。２４はソレノイド
のプランジャ、１６はソレノイドのコイル、２５はパイ
ロット弁（ポペット弁）であり、これらは一体化して装
着されている。２６は油室２７とパイロット室２８との
間に設けられ、ポペット弁２５により開閉されるオリフ
ィスである。

油室２７は油路２９によりドレンポー１〜３０に接続さ
れ、パイロ・ント室２８はオリフィス３１を介して油路
３２により供給ポート２１に接続される。トレンボー１
−３０にはタンク３３が接続される。３４ばメインスプ
ールであり、パイロット室２８の油圧と反力室３５の油
圧とが平衡する位置で停止する。反力室３５はオリフィ
ス３６を介して油路３７により出力ボート（制御ボート
）２３に接続される。

次に駆動回路２２を詳細に説明する。駆動回路２２は発
振回路１、加算回路２　（２−１，２−２）、電流増幅
回路３、電圧増幅回路５０、乗除算回路５１およびオフ
セット回路５２により構成される。ここで発振回路１、
加算回路２および電流増幅回路３は従来例と同様の回路
であるので第７図と同一符号を付して説明を省略する。

電圧増幅回路５０は差動増幅器５３と、その一方の入力
端と出力端との間に接続された抵抗５４と、その他方の
入ツノ端に接続され他端を接地した抵抗５５より成る。

この回路は次段の乗除算回路５１に指令電圧ν、Ｎを電
圧増幅した電圧−に１νＩＮ（ただしｋ。

：定数）を供給するものである。

乗除算回路５１はオペアンプによるρｏｇ変換回路と逆
ｐ、ｏｇ変換回路とを組合せた回路であり、本例の回路
構成は「リニアＩＣ活用ハンドブックｊ（ＣＱ出版社、
昭和４８年１２月３０１１発行、上野大平著）に記載さ
れたものと同一である。この回路は入力電圧をその電圧
値の対数（、ｅｏｇ）に変換したり、入力電圧の直線的
な変化を指数関数的な変化に変換する機能に基づいて乗
除算を行うものである。

オフセン１−回路５２は、差動増幅器５６と、その−方
の入力端と前段の加算回路２−２の出力端との闇に接続
された抵抗５７と、その他方の入力端と出力端との間に
接続された抵抗５８と、前記入力端に結合された抵抗５
９および６０の直列回路と、それら抵抗の接合点と可変
抵抗６１の中間タップとの間に接続された抵抗６２より
成る。可変抵抗６１の一端にはオフセット電圧Ｖ、が印
加され、他端および抵抗６０は接地される。この回路は
次段の電流増幅回路３がソレノイド電流Ｉ、を発生し易
いように入力電圧−（νＩＮ”Ｉ−ν０３）にオフセッ
トを印加して調整した電圧を発生するものである。次に
電６ｎ油圧制御弁２０の作用を説明する。

ソレノイドのコイル１６に駆動回路２２から電流■、を
入力すると、プランジャ２４は図示の左方向に電流値に
比例した推力を発生する。この推力によりパイロット弁
２５はオリフィス２６を閉じる方向に移動する。これに
よりオリフィス２６の通過流量が減少して供給圧Ｐｓ　
とパイロット圧Ｐ、との差圧も減少し、バイロン−・圧
ＰＰは上昇する。このときパイロット弁２５はパイロツ
ー・圧Ｐ、により押し戻される力とソレノイドの推力と
が平衡する位置で停止するので、ソレノイドの入力電流
■、によってパイロット圧を調整するることができる。

パイロット圧ＰＰの上昇によりメインスプール３４が左
方向に移動し、供給ボート２１と制御ポート２３とを接
続する。それによって制御圧ＰＣも上胃するため、オリ
フィス３６を介して油路３７により反力室３５の圧力も
上昇し、メインスプール３４は逆方向に移動する。これ
により制御ボー１へ２３とトレインポート３０とが接続
され、制御圧ＰＣ１次いで反力室の圧力が下降する。こ
のときメインスプール３４バフイードバツク圧ＰＦ　と
メインスプールのフィートバンク受圧面積Ｓ２　との積
がパイロット圧Ｐ、とパイロント受圧面積Ｓ１　との積
に等しくなる位置で停止するため、制御圧ｌ）ｃはパイ
ロット圧Ｐ、と等しくなるように制御される。したかっ
て制御圧ＰＣをソレノイドの入力電流■５によりｆｆ１
ｌｌ　？卸することができる。

次にソレノイドの入力電流■、を制御する駆動回路２２
の作用を説明する。

まず、駆動電圧入力端ｐに指令圧に基づく指令電圧ＶＩ
Ｎを印加すると、この指令電圧ＶＩＮは加算回路２−２
の差動増幅器９に入力されると同時に電圧増幅回路５０
の差動増幅器５３に入力される。これを受けて電圧増幅
回路５０は電圧増幅した電圧−に１ｖｌＮを乗除算回路
５１に供給する。

一方、発振回路１は振幅および周波数一定の矩形波（デ
ィザ信号）　　ＶＤＩを発生し、この矩形波ＶＤＩは加
算回路２−１の差動増幅器９に入力されると同時に乗除
算回路５１に人力される。なお矩形波ＶＤ＋のデイ−テ
ィーサイクルは一定値（例えば５０％）とする。

乗除算回路５１は前述した入力電圧を受けて、前記文献
に記載されたように次式のディザ信号ＶＤ２を発生する
。ここて図示したようにオペアンプ叶１〜４の入力（ま
たは出力）抵抗を夫々Ｒ１，Ｒ２゜Ｒ３，Ｒ，、入力（
または出力）電圧を夫々Ｅ、、　Ｒ２゜Ｒ３，Ｅ、とす
ると ａ−□　（ただしＲ，＝１？２＝Ｒ３）　　　・（２）
という関係が成立する。

したがってディザ信号ＶＤ２は Ｖｎｚ＝ｋｚ　・（ＶＩＮ）　・ＶＤＩ　（ただしに２
：定数）　・（３）となり、加算回路２−１に供給され
る。

ディザ信号ＶａＺは加算回路２−１で前記矩形波ＶＤＩ
と加算され、極性を反転してディザ信号ＶＤ３として次
段の加算回路２−２に供給される。次にディザ信号Ｖ。

３は加算回路２−２で指令電圧ＶＩＮと加算され、極性
を反転してオフセラ１−回路５２に（ＶＩＮ＋　ＶＯ２
）　として人力される。これを受けたオフセット回路５
２はオフセント電圧Ｖ、に基づき電圧調整を行い、その
電圧に基づき電流増幅回路３はソレノイドのコイル１６
にソレノイド電流Ｉ８を供給する。なお、上述した電圧
ｖ１．４、ＶＤＩ、ｋＶ＋Ｎ、　　ＶＯ２、（Ｖａｔ　
＋　ＶＯ２）、　ＶＯ２、（ＶＩＮ＋ＶＤ３）の関係を
第５１ｋ（ａ）〜（ｇ）に示す。この図から明らかなよ
うに、電流増幅回路３の入力電圧は指令電圧ＶＩＮおよ
び指令電圧が低い（弁開慶大）場合に振幅が大きくなり
、高い（弁開度小）場合に振幅が小さくなるディザ信号
Ｖ。３に応じたものになり、したがって入力電流−制御
圧力特性を第６図に示すようなヒステリシスの小さい所
望のものとすることができる。

第２図〜第４図は夫々本発明の第２〜第４実施例の第１
実施例との相違部分（電磁油圧制御弁）のみの構成を示
す線図である。

第２図に示す第２実施例の電磁油圧制御弁は、メインス
プール３８の左の部分が２段構造になっており、弁体３
９内に反力室４０および背圧室４１を画成し、背圧室４
１を背圧ポート４２に接続する。背圧室４１は背圧ポー
ト４２に接続されたタンク４３から背圧を供給される。

第３図に示す第３実施例の電磁油圧制御弁は第２実施例
の制御弁の反力室４０と背圧室４１とを断面積を適宜調
整の上、入替えたものである。

第４図に示す第４実施例の電磁油圧制御弁は第２実施例
の制御弁において、背圧ポート４２およびタンク４３を
設ける代りに、弁体３９内に背圧室４１とドレンポート
３０とを連通ずる油路４４を設けたものである。

このように構成することにより、第２〜第４実施例にお
いては、後述する効果を得ることができ、第１実施例の
ディザの効果を一層高めることができる。すなわち、フ
ィードバック受圧面積Ｓ２をパイロット受圧面積Ｓ１に
比べて大幅に小さく設定したので、第１実施例と同一の
制御１１圧ＰＣの圧力制御範囲を確保しながらパイロッ
ト圧Ｐ、の制御範囲を限定することができる。これによ
りオリフィ＝１３− ス２６の断面積を減少させることかでき、ソレノイド電
流を減少させることもできる。

（発明の効果） か（して本発明の電磁油圧制御弁の駆動回路は、上述し
たように制御弁の弁開度小側で小さ（、弁開度大側で大
きくなる振幅のディザ信号を指令電圧に加えた電圧によ
りソレノイド電流を制御するため、制御弁の入力電流−
制御圧力特性のヒステリシスを全域に亘って小さくする
ことができ、制御弁の作動を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例の駆動回路およびそれを用いる
電磁油圧制御弁の構成を示す線図、第２図〜第４図は夫
々第２〜第４実施例の第１実施例との相違部分のみの構
成を示す線図、第５図（ａ）〜（ｇ）は本発明の駆動回
路の各部の電圧波形を示す波形図、 第６図は入力端子に対する制御圧力の関係を示す特性図
、 第７図は従来の電磁油圧制御弁の駆動回路の構成を示す
線図、 第８図はバイロフト圧力に対するポペット変位の関係を
示す特性図である。 １・・発振回路　　　　２・・・加算回路３・・・電流
増幅回路　　１６・・ソレノイドのコイル２０・・・電
磁油圧制御弁　２１・・・供給ボート２２・・・駆動回
路　　　　２３・・・出力ポート２４・・・プランジャ ２５・・パイロット弁（ホペノｈ　ｎ　）２６・・・オ
リフィス　　　２８・・・パイロット室３０・・ドレン
ボー）　　　３４．３８・・メインスプール３５．４０
・・・反力室　　　３９・・・弁体４１・・・背圧室　
　　　　４２・・背圧ボート５０・・電圧増幅回路　　
５１・・・乗除算回路５２・・・オフセント回路 どに杭田せ） 譜（とχロト二田Ｆつ 手　　続　　補　　正　　書（方式） 昭和６３年　６月　９日 特許庁長官　　　小　　川　　　邦　　夫　　殿１、事
件の表示 昭和６３年特　許　願第　５１７１０　　号２、発明の
名称 電磁油圧制御弁の駆動回路 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３９９）日産自動車株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付 １、明細書第１２頁第８行および第１４頁第１６行の１
第５図（ａ）〜（ｇ）」を「第５図Ｊに訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　発振回路、加算回路および電流増幅回路を有し、
   入力電流に応じて制御圧を発生する電磁油圧制御弁に対
   し指令電圧とディザ信号とを加算した電圧に応じた電流
   を供給する、電磁油圧制御弁の駆動回路において、 前記ディザ信号の振幅が電磁油圧制御弁の弁開度小のと
   き小さく、弁開度大のとき大きくなるように構成したこ
   とを特徴とする電磁油圧制御弁の駆動回路。