JPS63203982A - 電磁弁のデユ−テイ制御方法 - 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 本発明は電磁弁のデユーティ制御方法に関するものであ
る。

従来技術とその問題点 従来、自動車用変速機やクラッチの油圧制御装置として
、コンピュータによるパルス幅変調制御（ＰＷＭ）によ
って電磁弁を制御し、精密な油圧制御を実現するものが
知られている。

上記パルス幅変調制御は別名デユーティ制御とも言われ
、電磁弁に入力されるデユーティ制御信号の周期に対す
る作動時間の比（これをデユーティ比という）を変化さ
せることにより、デユーティ比にほぼ比例した出力油圧
を発生させるものである。

ところが、従来のデユーティ制御方法においては、デユ
ーティ比が１００％あるいはその近傍の高デユーテイ比
時に、電磁弁のコイルには大きな電流が流れるため、消
費電力が太き（なるとともに、コイルの発熱による影響
が無視できない、特に、長時間ＯＮ状態に保持する場合
には、コイルの発熱による絶縁破壊を起こすおそれがあ
り、このような連続使用が不可能な電磁弁では自ら使用
上の制約があった。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、高デエーティ比域における電磁弁の消費電
力を低減し、コイル発熱による絶縁破壊を防止しうる電
磁弁のデユーティ制御方法を提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、電磁弁に入力さ
れるデユーティ制御信号の周期に対する作動時間の比を
変化させることにより、出力流体圧を制御するデユーテ
ィ制御方法において、デユーティ制御信号の一周期当り
の作動時間を、電磁弁が作動し得る動作電流を流す一定
の動作時間と電磁弁が作動状態を保持し得る保持電流を
流す保持時間との和で構成したものである。

つまり、電磁弁の弁体の作動初期は弁体と常開弁座との
距離が最大であるため、弁体を作動させるためには大き
な電流（動作電流という）を必要とするが、一旦弁体が
常開弁座に着座すると、弁体を作動状態で保持するため
の電流（保持電流という）は動作電流に比べてかなり小
さくて済む。

したがって、−周期中の動作時間を電磁弁の弁体が作動
し得る最低時間よりやや長めの一定時間とし、動作時間
以後の残りの保持時間を弁体を作動状態で保持し得るだ
けの電流を流す時間とすれば、−周期当りの動作時間は
短くなり、消費電力が低減されるとともに、コイルの発
熱も抑制されるという効果が期待できる。

実施例の説明 第１図は本発明の油圧制御方法を用いるためのＶヘルド
式無段変速機の一例を示し、エンジンｌのクランク軸２
はダンパ機Ｉ！３を介して入力軸４に接続されている。

入力軸４の端部には外歯ギヤ５が固定されており、この
外歯ギヤ５は無段変速装置１０の駆動軸１１に固定され
た内歯ギヤ６と噛み合い、入力軸４の動力を減速して駆
動軸１１に伝達している。

無段変速装置１０は駆動軸１１に設けた駆動側ブー１月
２と、従動軸１３に設けた従動側プーリ１４と、両プー
リ間に巻き掛けたＶベルト１５とで構成されている。駆
動側プーリ１２は固定シープ１２ａと可動シープ１２ｂ
とを有しており、可動シープ１２ｂの背後にはトルクカ
ム装置１６と圧縮スプリング１７とが設けられている。

上記トルクカム装置１６は入力トルクに比例した推力を
発生し、圧縮スプリング１７はＶベルト１５が弛まない
だけの初期推力を発生し、これら推力によりＶベルト１
５にトルク伝達に必要なヘルド張力を付与している。一
方、従動側ブー１Ｊ１４も駆動側プーリ１２と同様に、
固定シープ１４ａと可動シープ１４ｂとを有しており、
可動シーブ１４ｂの背後には変速比制御用の油圧室１８
が設けられている。この油圧室１８への油圧は後述する
プーリ制御弁４３にて制御される。

従動軸１３の外周には中空軸１９が回転自在に支持され
ており、従動軸１３と中空軸１９とは湿式多板クラッチ
からなる発進クラッチ２０によって断続される。上記発
進クラッチ２０への油圧は後述する発進制御弁４５によ
って制御される。中空軸１９には前進用ギヤ２１と後進
用ギヤ２２とが回転自在に支持されており、前後進切換
用トングクラッチ２３によって前進用ギヤ２１又は後進
用ギヤ２２のいずれか一方を中空軸１９と連結するよう
になっている。後進用アイドラ軸２４には後進用ギヤ２
２に噛み合う後進用アイドラギヤ２５と、別の後進用ア
イドラギヤ２６とが固定されている。また、カウンタ軸
２７には上記前進用ギヤ２１と後進用アイドラギヤ２６
とに同時に噛み合うカウンタギヤ２８と、終減速ギヤ２
９とが固定されており、終減速ギヤ２９はディファレン
シャル装置３０のリングギヤ３１に噛み合い、動力を出
力軸３２に伝達している。

調圧弁４０は油溜４１からオイルポンプ４２によって吐
出された油圧を関圧し、ライン圧としてプーリ制御弁４
３及び発進制御弁４５に出力している。プーリ制御弁４
３及び発進制御弁４５は電子制御装置６０から出力され
るデユーティ制御信号によりソレノイド４４．４６を作
動させ、ライン圧を制御してそれぞれ従動側ブー１月４
の油圧室１８と発進クラッチ２０とに制御油圧を出力し
ている。上記制御弁４３．４５の具体的構造は、例えば
第２図のようにスプール弁５０と電磁弁５２とを組合せ
たものの他、第３図のようにボール状弁体５４で入力ボ
ート５５とドレンボート５６とを選択的に開閉し、出力
ボート５７へ制御油圧を出力する３ポ一ト式電磁弁５３
単体で構成してもよい。

、ト記制御弁４３．４５を第２図のようなスプール弁５
０と信号油圧発生用電磁弁５２とで構成した場合には、
電磁弁５２に入力される信号のデユーティ比をり、（％
）とすると、電磁弁５２の出力油圧Ｐゆは次式で与えら
れる。

Ｐ　ａｎ　＝　Ｐ　、ｎ　Ｘ　（１００Ｄ　＋　）／１
００　　・＝（１１上式において、Ｐ、。は入力油圧（
例えばライン圧）である。

上記出力油圧Ｐ１はスプール５０の右端室に信号油圧と
して入力され、スプール弁５０から出力される制御油圧
Ｐ。は次式で与えられる。

Ｐ　ｃ　Ｘ　Ａ　＋　＝Ｐ　１ｌｌＴＸ　Ａ　２　＋　
Ｆ　　　　　−＋２１上式において、Ａ　Ｉ　＋　Ａ　
２はそれぞれスプール弁５０のランド５０ａ　、　５０
ｂの受圧面積、Ｆはスプリング５１のばね荷重である。

また、制御弁４３．４５を第３図のような電磁弁５３単
体で構成した場合には、コイルに入力される信号のデユ
ーティ比をＤ２　（％）とすると、出力油圧Ｐヨは次式
で与えられる。

Ｐ　ａｔ７　＝　Ｐ　１ｎ　Ｘ　Ｄ　２　／１００　　
　−＋３）なお、上記実施例では電磁弁として常閉形を
使用した例について説明したが、常開形を使用してもよ
い。

第４図はデユーティ比が１００％、　５０％における本
発明の各信号波形図であり、作動時間は動作時間ｔ、と
保持時間ｔ２との和であり、デユーティ比は一周期Ｔに
対する作動時間１．＋１２の比で与えられる。動作時間
１．においては電磁弁の弁体が即座に動作し得る動作電
流ｉ、が流れ、動作時間ｔ、は電磁弁の動作限界時間（
電磁弁の弁体が常閉弁座から常開弁座まで動作する最低
時間、あるいは常閉弁座を全開するまでの最低時間）よ
りやや長めの一定値（例えば数−３）に設定されている
。したがって、低デユーティ比時においても電磁弁が確
実に作動でき、低デユーティ比時における油圧特性の悪
化を防止できる。また、保持時間ｔ２における保持電流
１２は電磁弁の弁体が作動状態を保持できる最低電流で
あり、その値は電磁弁の［６やリターンスプリングのば
ね力によって異なるが、例えば動作電流ｉ、の約１／３
程度に設定されている。

なお、第４図では保持電流１２として電流値を動作電流
値ｉ１より低くしたものを示したが、これに代えて第５
図のようなチョッパ電流を使用してもよい。

上記のように作動時間を動作時間ｔ、と保持時間ｔ２と
の和で構成し、しかも保持時間ｔ２における保持電流１
２を動作電流ｉ、より低（したので、作動時間中、動作
電流ｉ、を流し続ける従来のデユーティ制御方法に比べ
て、その消費電流は第４図斜線部分だけ低減される。そ
のため、消費電力を低減できるとともにコイルの発熱に
よる絶縁破壊を解消でき、本来連続使用が不可能な電磁
弁であっても、本発明のデユーティ制御方法であれば連
続使用が可能となる。

なお、デユーティ比１００％時における消費電流を低減
する方法としては、ある一定時間のみをＯＮとし、それ
以後は上記と同様に作動状態を保持しうる保持電流を流
し続ける方法も考えられるが、この方法では、もし最初
のＯＮ時間で何らかの原因で弁体が作動していなければ
、保持電流では弁体は作動できないので、ＯＦＦ状態の
ままとなる欠点がある。これに対し、本発明では一周期
ごとにＯＮ時間（動作時間）があるので、たとえ最初の
ＯＮ時間で電磁弁が作動しなくても、後続のＯＮ信号の
いずれかで電磁弁を作動させることができ、上記のよう
な誤動作を解消できる。

なお、本発明のデユーティ制御方法は、実施例のような
油圧制御に限らず、液体、気体を問わずあらゆる流体圧
制御に使用できることは勿論である。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば一周期中
の作動時間を動作時間と保持時間との和で構成したので
、−周期当りの動作時間は従来のデユーティ制御方法に
比べて短くなり、消費電力が低減されるとともに、コイ
ルの発熱も低減され、連続使用時における絶縁破壊とい
った問題を解決できる。

また、本発明では一周期ごとに動作時間と保持時間とを
有するので、たとえ最初の動作時間で電磁弁が作動しな
くても、後続の動作信号のいずれかで電磁弁を作動させ
ることができ、電磁弁が誤動作するおそれがない。

さらに、一般のデエーティ制御による流体圧制御では低
デユーティ比時において流体圧特性が悪化する（デエー
ティ比と出力流体圧との比例関係が崩れる）欠点がある
が、本発明では動作時間を電磁弁が確実に動作し得る一
定時間としであるので、低デユーティ比時においても電
磁弁が確実に作動でき、低デユーティ比時における流体
圧特性の悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が通用されるＶベルト式無段変速機の一
例の概略図、第２図、第３図は制御弁の具体的構造図、
第４図は本発明のデユーティ制御信号の一例の信号波形
図、第５図は他の実施例の信号波形図である。 ｌ・・・エンジン、１０・・・無段変速装置、２０・・
・発進クラッチ、４３・・・プーリ制御弁、４５・・・
発進制御弁、５２゜５３・・・電磁弁、６０・・・電子
制御装置。 第１図 第２図　　　　　　　　第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電磁弁に入力されるデューティ制御信号の周期に対す
   る作動時間の比を変化させることにより、出力流体圧を
   制御するデューティ制御方法において、デューティ制御
   信号の一周期当りの作動時間を、電磁弁が作動し得る動
   作電流を流す一定の動作時間と電磁弁が作動状態を保持
   し得る保持電流を流す保持時間との和で構成したことを
   特徴とする電磁弁のデューティ制御方法。