WO2013108352A1

WO2013108352A1 - 油圧制御回路

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Publication number: WO2013108352A1
Application number: PCT/JP2012/050676
Authority: WO
Inventors: 貴文稲垣; 勇仁服部; 稲川　智一; 謙大木村; 有永里
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-25
Also published as: JPWO2013108352A1; JP5655960B2

Abstract

　油圧源から所定のアクチュエータに制御圧を供給するための増圧用開閉バルブ機構と、前記アクチュエータから前記制御圧をドレイン箇所に排出させるための減圧用開閉バルブ機構とを有する油圧制御回路であって、前記減圧用開閉バルブ機構は、弁体と、その弁体を開閉動作させる可動体と、前記弁体を開弁方向に動作させるように前記可動体に対して前記アクチュエータの制御圧を作用させる入力ポートと、前記弁体を閉弁方向に動作させるように前記可動体に対して背圧を作用させる背圧ポートと、これら入力ポートと背圧ポートとを連通させている連通路と、その連通路に設けられた、開口面積を変化させることのできる可変オリフィス機構とを有し、前記背圧ポートに連通されかつ前記背圧を低下させる信号圧発生機構と、前記増圧用開閉バルブ機構が前記供給油路を閉じている状態では前記可変オリフィス機構の開口面積を小さくし、かつ前記増圧用開閉バルブ機構が前記供給油路を開いている状態では前記可変オリフィス機構の開口面積を大きくするように前記可変オリフィスの開口面積を変化させる連動機構とを備えている。

Description

油圧制御回路

　この発明は、油圧によって動作する所定のアクチュエータに対する制御圧を供給し、また排出する制御回路に関し、特に車両用の変速機におけるアクチュエータの制御圧を、バランスピストン型の開閉バルブによって制御するように構成された油圧制御回路に関するものである。

　車両用の変速機（特に自動もしくは半自動の変速機）は、油圧によって制御されて変速比や伝達トルク容量などが変化するように構成されている。例えば特開２０１１ー１６３３９３号公報には、ベルト式の無段変速機およびその油圧制御装置が記載されており、その無段変速機は、ベルトが巻き掛けられている駆動側プーリ（プライマリプーリ）と従動側プーリ（セカンダリプーリ）とのそれぞれが、油圧によって溝幅が変化するように構成されており、例えばプライマリプーリのベルトが巻き掛かっている溝幅を広狭に変化させることにより、各プーリに対するベルトの巻き掛け半径を変化させて変速比を変化させ、またセカンダリプーリに供給される油圧によって、ベルトを挟み付ける挟圧力を大小に変化させて、所要の伝達トルク容量を設定するように構成されている。

　これらのプーリに対する制御圧は、油圧ポンプで発生した油圧もしくはアキュムレータに蓄えた油圧を元圧として制御されるように構成されており、その制御のための油圧回路には、各プーリにおける油圧室（すなわちアクチュエータ）に元圧（ライン圧）を供給する油路を開閉する増圧用開閉バルブと、それらの油圧室とドレイン箇所とを連通している油路を開閉する減圧用開閉バルブとが設けられている。特開２０１１ー１６３３９３号公報に記載されたこれらの開閉バルブは、電磁開閉式のポペット弁であって、先端部がテーパ状もしくは半球状に形成された弁体と、その弁体が押し付けられる弁座シート部と、弁体が取り付けられたプランジャ（アーマチュアとも言う）と、弁体を弁座シート部に向けて押圧するスプリングと、プランジャをスプリングの弾性力に抗して弁座シート部とは反対方向に引き戻す電磁コイルとを備えている。そして、入力ポートは弁座シート部に開口し、また出力ポートは弁体が収容されている箇所に開口している。したがって、スプリングの弾性力によって弁体が弁座シート部に押し付けられると入力ポートが閉じられ、また弁体が電磁コイルによる電磁力によってスプリングの弾性力に抗して弁座シート部から引き離されると、入力ポートが開いて出力ポートに連通する。

　上述した増圧用開閉バルブは、ランイ圧油路に連通していて常時ライン圧が作用し、したがってプランジャにはスプリングの弾性力に抗して弁体を押し戻す方向の圧力が作用している。また、減圧用開閉バルブにおいては、弁体が収容されている箇所に各プーリの制御圧が作用し、その油圧はプランジャをスプリングの弾性力に抗して、開弁方向に押圧するように作用している。したがって、閉弁状態を維持するスプリングの弾性力は、これら開弁方向の押圧力より大きいことが必要であり、また電磁コイルによる電磁力は、その弾性力より大きいことが必要になる。これに対して例えば特開平１１ー１０１３６０号公報に記載されてい電磁弁は、いわゆるバランスピストン型のものであり、電磁コイルに通電することによりピストンを挟んだ両側での圧力に差が生じ、その圧力差によってピストンが移動して開弁するように構成されている。したがって、この種のバランスピストン型の電磁バルブにおいては、電磁力を作用させるアーマチュア（もしくはプランジャ）に、制御油圧や入力される油圧が直接作用することはないから、閉弁状態に維持するためのスプリングの弾性力やアーマチュアに作用させる電磁力を特に大きくする必要がないので、小型化が可能である。

　前述したベルト式無段変速機における増圧用開閉バルブや減圧用開閉バルブにバランスピストン型のバルブを使用した場合、制御応答性や制御圧の安定性などの点で改善すべき課題があった。すなわち、減圧用開閉バルブをバランスピストン型のバルブで構成した場合について説明すると、そのバルブは、弁座シートに押し付けられてドレインポートを閉じる弁体が一体に設けられているピストンの正面側（弁体が設けられている面側）に、プーリの制御圧を導入する入力ポートが形成され、これとは反対の背面側（弁体が設けられている面とは反対の面側）に背圧ポートが形成され、これらのポートが、オリフィスが介在された連通路で連通されるとともに、背圧ポートにパイロット圧を作用させる電磁弁が連通された構成となる。なお、そのパイロット圧は、ピストンに対する背圧を低下させる圧力である。

　前記プーリにおける制御圧を増大させるために増圧用開閉バルブを開いた場合、プーリの油圧室にライン圧もしくはこれに近い圧力の油圧が導入されるので、バランスピストン型の減圧用開閉バルブの入力ポートや連通路の油圧が高くなる。その連通路には開口面積の小さい（絞りの大きい）オリフィスが設けられているので、入力ポートあるいはピストンの正面側の油圧が高くなっても、背圧の上昇に遅れが生じ、その結果、ピストンを挟んだ両側での圧力に差が生じ、ピストンがその圧力差で背面側に移動する。その結果、ピストンと共に弁体が移動して弁座シートから離れ、ドレインポートが開いてしまい、油圧の漏洩が生じる。すなわち、制御圧が高くなると、一時的であるとしても、バランスピストン型の減圧用開閉バルブが開いて油圧の流出が生じ、油圧制御性が悪化したり、油圧の漏洩分、オイルポンプを駆動することによりエネルギ損失が増大し、それに伴って車両の燃費が悪化する可能性がある。

　制御圧が増大した場合における上述したピストンの移動やそれに伴う一時的な開弁は、入力ポートと背圧ポートとを連通している連通路にオリフィスが設けられていて、入力ポートでの油圧の変化に対して背圧ポートでの油圧の変化が遅れることが原因である。そこで、このような油圧の変化の遅れを是正するために、オリフィスの開口面積を大きく（絞りの程度を小さく）することが考えられる。しかしながら、オリフィスの開口面積を大きくすると、制御圧の変化が背圧の変化として直ちに現れ、ピストンを挟んだ前後の圧力差（正面側と背面側との圧力の差）が生じにくくなる。すなわち、ピストンおよびこれと一体の弁体を移動させる圧力が小さくなって、バルブの開閉動作が緩慢になり、ひいては油圧の制御応答性が低下する可能性がある。

　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、減圧用の開閉バルブとしてバランスピストン型のバルブなどの差圧駆動型バルブを採用した油圧制御回路における制御圧の安定性を向上させ、また制御応答性を向上させ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、油圧源から所定のアクチュエータに制御圧を供給するための増圧用開閉バルブ機構と、前記アクチュエータから前記制御圧をドレイン箇所に排出させるための減圧用開閉バルブ機構とを有する油圧制御回路において、前記減圧用開閉バルブ機構は、弁体と、その弁体を開閉動作させる可動体と、前記弁体を開弁方向に動作させるように前記可動体に対して前記アクチュエータの制御圧を作用させる入力ポートと、前記弁体を閉弁方向に動作させるように前記可動体に対して背圧を作用させる背圧ポートと、これら入力ポートと背圧ポートとを連通させている連通路と、その連通路に設けられた、開口面積を変化させることのできる可変オリフィス機構とを有し、前記背圧ポートに連通されかつ前記背圧を低下させる信号圧発生機構と、前記増圧用開閉バルブ機構が前記供給油路を閉じている状態では前記可変オリフィス機構の開口面積を小さくし、かつ前記増圧用開閉バルブ機構が前記供給油路を開いている状態では前記可変オリフィス機構の開口面積を大きくするように前記可変オリフィスの開口面積を変化させる連動機構とを備えていることを特徴とするものである。

　この発明においては、上記の前記可動体は、シリンダ部の内部に前後動可能に収容されたピストンを含み、そのシリンダ部には前記ドレイン箇所に連通しているドレインポートが形成され、前記弁体は、前記シリンダ部に形成された弁座部に押し付けられて前記ドレインポートを閉じるポペット型弁体を含み、前記入力ポートは、前記シリンダ部のうち前記ピストンよりも前記ドレインポート部側に開口して形成され、かつ前記背圧ポートは、前記シリンダ部のうち前記ピストンを挟んで前記入力ポートとは反対側に開口して形成されていてよい。

　また、この発明においては、前記可変オリフィス機構は、ランド部とバリー部とが一体に形成され、かつ軸線方向に往復動するスプールと、そのスプールによって開口面積が大小に変化させられる少なくとも二つのポートとを有し、一方のポートが前記入力ポートに連通され、かつ他方のポートが前記背圧ポートに連通されていてよい。

　また一方、この発明において、前記増圧用開閉バルブ機構は、前記供給油路を開閉する弁体を有する構成とし、前記連動機構は、前記増圧用開閉バルブ機構の前記弁体と前記可変オリフィス機構とを連結する構成とすることができる。

　さらに、この発明においては、前記増圧用開閉バルブ機構は、シリンダ部に往復動可能に収容されたピストンと、前記シリンダ部に形成されかつ前記アクチュエータに連通された出力ポートと、前記ピストンに一体化されて設けられかつ前記出力ポートを開閉するポペット型弁体と、前記シリンダ部のうち前記ピストンより出力ポート側に形成されかつ前記油圧源に連通された入力ポートと、前記シリンダ部のうち前記ピストンを挟んで前記入力ポートとは反対側に形成された背圧ポートと、前記入力ポートと背圧ポートとを連通している連通路と、その連通路の中間部に設けられたオリフィスとを有する構成とし、前記連動機構は、前記ポペット型弁体と前記可変オリフィス機構とを連結する構成とし、前記背圧ポートには該背圧ポートの油圧を低下させるように動作する他の信号圧発生機構が連通されている構成とすることができる。

　この発明において、供給油路を開閉する弁体と可変オリフィスとを連動機構によって連結した構成であれば、前記可変オリフィス機構は、ランド部とバリー部とが一体に形成され、かつ軸線方向に往復動するスプールと、そのスプールによって開口面積が大小に変化させられる少なくとも二つのポートとを有する構成とし、一方のポートが前記入力ポートに連通され、かつ他方のポートが前記背圧ポートに連通され、前記連動機構は、前記スプールと前記増圧用開閉バルブ機構における前記弁体とを一体化させるように連結している部材を含む構成とすることができる。

　そして、この発明の油圧制御回路は、ベルト式無段変速機の油圧制御回路であってよく、具体的には、この発明は、固定シーブと、その固定シーブとの間にベルト巻き掛け溝を形成しかつ固定シーブに向けて油圧によって押圧される可動シーブとからなる無段変速機用プーリを更に備え、前記アクチュエータは前記可動シーブを前記固定シーブに向けて押圧する前記制御圧が供給される油圧室を含む構成であってよい。

　したがって、この発明に係る油圧制御回路によれば、増圧用開閉バルブ機構が供給油路を開いてアクチュエータの制御圧が高くなる場合、増圧用開閉バルブ機構が開弁状態であることにより、減圧用開閉バルブ機構における可変オリフィス機構の開口面積が広くなっている。したがって、制御圧が高くなることに伴って減圧用開閉バルブ機構における入力ポートの油圧が高くなるとしても、その背圧ポートが広い開口面積の可変オリフィス機構を介して入力ポートに連通しているので、背圧ポートの油圧も入力ポートの油圧と同様に高くなる。すなわち、可動体を挟んで両側の油圧が共に高くなるので、可動体を開弁方向に動かす圧力が特に高くなることがなく、減圧用開閉バルブ機構を閉弁状態に維持することができる。すなわち、制御圧を高くする場合に、減圧用開閉バルブ機構から油圧の漏洩が生じることを回避もしくは抑制することができる。

　また、増圧用開閉バルブ機構が前記供給油路を閉じている状態では、可変オリフィス機構の開口面積が小さくなっている。したがって、信号圧発生機構によって背圧ポートの油圧を低下させれば、入力ポートの油圧の低下が背圧ポートの油圧の低下に対して遅れるから、可動体を挟んだ両側の圧力差が大きくなって可動体を背圧ポート側に押圧する圧力が大きくなる。そのため、信号圧発生機構によって背圧ポートの油圧を低下させれば、可動体および弁体が開弁方向に迅速に移動してアクチュエータがドレイン箇所に連通させられる。すなわち、減圧用開閉バルブ機構の制御応答性が良好になる。

　また、減圧用開閉バルブ機構がポペット型弁体を有する構成であれば、減圧用開閉バルブ機構が閉弁状態であることにより制御圧の漏洩を防止もしくは抑制でき、したがって前記アクチュエータに油圧を閉じ込んで所定の動作状態を維持することができる。その結果、高い油圧を常時発生させたり、その油圧が漏洩するなどのことによるエネルギ損失を低減することができる。

　さらに、可変オリフィス機構をスプールによって開口面積を増減するように構成すれば、既存の機器もしくは部品を使用して可変オリフィス機構を得ることができる。

　一方、増圧用開閉バルブ機構における弁体と可変オリフィス機構とを連結した場合には、増圧用開閉バルブ機構が開弁状態の時に可変オリフィス機構の開口面積を大きくし、かつ増圧用開閉バルブ機構が閉弁状態の時に可変オリフィスの開口面積を小さくする制御を、確実に実行することができる。

　この発明では、減圧用開閉バルブ機構を上述したようにいわゆるバランスピストン型のバルブ機構として構成することができ、これと併せて増圧用開閉バルブ機構をバランスピストン型のバルブ機構として構成することができる。

　そして、この発明は、ベルト式無段変速機におけるプーリの油圧を制御するように構成することができ、そのように構成すれば、高い油圧の漏洩を防止もしくは抑制してエネルギ効率を向上させることができる。

この発明に係る油圧制御回路の一例を説明するための模式図である。その可変オリフィス機構および連動機構の一例を示す模式図であって、（ａ）は増圧用バルブ機構が閉弁状態にあるときの動作状態を示し、（ｂ）は増圧用バルブ機構が開弁状態にあるときの動作状態を示す。この発明に係る油圧制御回路における可変オリフィス機構の他の例を示す模式図である。

　この発明に係る油圧制御回路をより具体的に説明すると、この発明に係る油圧制御回路は、増圧用バルブ機構を介して油圧源から油圧が供給されるアクチュエータに、減圧用バルブ機構が連通され、その減圧用バルブ機構がいわゆるバランスピストン型のバルブ機構によって構成されている。図１に示す例は、減圧用バルブ機構１に加えて増圧用バルブ機構２をバランスピストン型のバルブ機構によって構成した例であり、これらのバルブ機構１，２によって所定のアクチュエータ３の油圧あるいは油量を制御するように構成されている。バランスピストン型のバルブ機構は、制御する油圧あるいは油量に対して、動作させるための油圧あるいは油量を低くもしくは少なくすることができるバルブ機構であり、弁体と一体の可動体（具体的にはピストン）の正面側と背面側との圧力差（差圧）によって動作させるように構成されている。したがって、バランスピストン型のバルブ機構は、高い油圧を必要とし、あるいは多量の圧油を必要とするアクチュエータ３の油圧を制御する回路に適しており、この種のアクチュエータ３の一例は、車両用ベルト式無段変速機におけるプーリを構成している固定シーブ３ａに向けて可動シーブ３ｂを押圧する油圧室３ｃであり、これらのシーブ３ａ，３ｂによって形成される溝の幅を変化させ、あるいはベルト挟圧力を設定するための油圧室３ｃである。

　この発明に係る油圧制御回路を、車両用ベルト式無段変速機におけるアクチュエータ３の油圧を制御するように構成した場合、油圧源４は、エンジンやモータ（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や、そのオイルポンプで発生した油圧を蓄えたアキュムレータなどであり、その油圧源４からアクチュエータ３に到る油路に増圧用バルブ機構２が設けられている。その増圧用バルブ機構２は、シリンダ５とそのシリンダ５の内部に液密状態を維持して前後動する可動体としてのピストン６を備えており、そのピストン６の正面側に（図１の右側）には、弁体７が一体に設けられている。図１に示す例では、弁体７は先端部が半球状をなす軸状に形成されており、シリンダ５の内面のうちその半球状の先端部が突き当てられる箇所に吐出ポート（出力ポート）８が形成され、その吐出ポート８のシリンダ５内への開口端部が弁座９となっている。したがって増圧用バルブ機構２はいわゆるポペットタイプのバルブとして構成されている。また、ピストン６の背面側（図１の左側）には、ピストン６を吐出ポート８側に押圧するスプリング１０が配置されている。

　ピストン６をその正面側と背面側との圧力差で動作させるために、ピストン６より吐出ポート８側には、シリンダ５の内部に向けて開口した供給ポート（入力ポート）１１が設けられ、またピストン６よりも後退端側（図１の左側）には、シリンダ５の内部に向けて開口した背圧ポート１２が設けられている。その供給ポート１１には、上述した油圧源４が連通されている。また、供給ポート１１と背圧ポート１２とは、連通路１３によって連通され、その連通路１３の途中には、その開口面積（流路断面積）を減じている（絞っている）オリフィス１４が設けられている。

　そして、背圧ポート１２に増圧用パイロットバルブ１５が連通されている。この増圧用パイロットバルブ１５は、電気的に制御されるソレノイドバルブであって、この発明における信号圧発生機構に相当し、通電することによりインレットポートとアウトレットポートとを連通させ、電流を遮断することによりこれらのポートの連通を遮断するように構成されている。そのインレットポートが前記背圧ポート１２に連通され、アウトレットポートが前記アクチュエータ３に連通されている。また、増圧用バルブ機構２における吐出ポート８が前記アクチュエータ３に連通されている。なお、増圧用パイロットバルブ１５は、通電することによりインレットポートとアウトレットポートとの連通を遮断し、かつ通電を遮断することによりインレットポートとアウトレットポートとを連通させるように構成されていてもよい。また、油圧源４から供給ポート１１に供給される入力圧を検出する入力圧センサ１６と、増圧用バルブ機構２における背圧を検出する背圧センサ１７と、アクチュエータ３の油圧を検出する制御圧センサ１８とが設けられている。

　つぎに減圧用バルブ機構１について説明すると、減圧用バルブ機構１は図１に模式的に示すようにバランスピストン型のバルブであってシリンダ１９とそのシリンダ１９の内部に液密状態を維持して前後動する可動体としてのピストン２０とを備えており、そのピストン２０の正面側に（図１の右側）には、弁体２１が一体に設けられている。図１に示す例では、弁体２１は先端部が半球状をなす軸状に形成されており、シリンダ１９の内面のうちその半球状の先端部が突き当てられる箇所にドレインポート２２が形成され、そのドレインポート２２のシリンダ１９内への開口端部が弁座２３となっている。したがって減圧用バルブ機構１はいわゆるポペットタイプのバルブとして構成されている。そのドレインポート２２は、オイルパンなどのドレイン箇所２４に連通されている。また、ピストン２０の背面側（図１の左側）には、ピストン２０をドレインポート２２側に押圧するスプリング２５が配置されている。

　ピストン２０をその正面側と背面側との圧力差で動作させるために、ピストン２０よりもドレインポート２３側には、シリンダ１９の内部に向けて開口した制御圧ポート（入力ポート）２６が設けられ、またピストン２０よりも後退端側（図１の左側）には、シリンダ１９の内部に向けて開口した背圧ポート２７が設けられている。その制御圧ポート２６には、上述したアクチュエータ３が連通されている。また、制御圧ポート２６と背圧ポート２７とは、連通路２８によって連通され、その連通路１３の途中には、その開口面積（流路断面積）を大小に変化させる可変オリフィス機構２９が設けられている。

　そして、背圧ポート２７に減圧用パイロットバルブ３０が連通されている。この減圧用パイロットバルブ３０は、電気的に制御されるソレノイドバルブであって、この発明における信号圧発生機構に相当し、通電することによりインレットポートとアウトレットポートとを連通させ、電流を遮断することによりこれらのポートの連通を遮断するように構成されている。そのインレットポートが前記背圧ポート２７に連通され、アウトレットポートがドレイン箇所２４に連通されている。なお、減圧用パイロットバルブ３０は、通電することによりインレットポートとアウトレットポートとの連通を遮断し、かつ通電を遮断することによりインレットポートとアウトレットポートとを連通させるように構成されていてもよい。また、減圧用バルブ機構１における背圧を検出する背圧センサ３１が設けられている。

　ここで、上記の可変オリフィス機構２９について説明する。可変オリフィス機構２９は、アクチュエータ３の油圧を前記増圧用バルブ機構２によって増圧する場合に、減圧用バルブ機構１における連通路２８の開口面積（流路断面積）を大きくし、また増圧用バルブ機構２が閉じていてアクチュエータ３の油圧を維持している場合には、減圧用バルブ機構１における連通路２８の開口面積（流路断面積）を小さくするように、実質的なオリフィス径を変更するように構成された機構である。したがってこの発明に係る油圧制御回路における可変オリフィス機構２９は、増圧用バルブ機構２の動作状態に応じて動作する機構であり、増圧用バルブ機構２に対して連動機構３２を介して連結されている。

　これら可変オリフィス機構２９および連動機構３２の具体的な例を図２に模式的に示してある。ここに示す可変オリフィス機構２９は、スプール３３によって連通路２８の流路断面積を大小に変化させるように構成されている。すなわち、連通路２８の途中にはその連通路２８に直交する方向に前後動するスプール３３が配置されており、そのスプール３３が収容されている円筒部３４には一対のポート３５，３６が形成されている。そのスプール３３は、一対のランド部３７の間にバリー部３８が形成された一般的な構造のものであり、そのバリー部３８が各ポート３５，３６に対してずれることにより、各ポート３５，３６がランド部３７によって次第に覆われ、これらのポート３５，３６の開口面積が次第に減じられるようになっている。そして、その円筒部３４が連通路２８を横切って形成されていることにより各ポート３５，３６に連通路２８が接続されており、したがって各ポート３５，３６の開口面積がランド部３７によって大小に変化させられることに伴って連通路２８の開口面積（流路断面積）が大小に変化するように構成されている。

　連動機構３２は、増圧用バルブ機構２における弁体７もしくはピストン６の動きを上記のスプール３３に伝達するための機構であり、図２に示す例では、ピストン６とスプール３３とを連結するコネクティングロッド３９によって構成されている。すなわち、図２に示す構成では、可変オリフィス機構２９におけるスプール３３が、増圧用バルブ機構２におけるピストン６の近傍でピストン６と同一軸線上に配置されており、そのスプール３３とピストン６の背面とがコネクティングロッド３９によって連結されている。そのコネクティングロッド３９はピストン６が収容されているシリンダ５を液密状態で貫通している。そして、増圧用バルブ機構２が閉弁状態になっているときには、図２の（ａ）に示すように、スプール３３がピストン６と共に図２の右方向に移動してスプール３３におけるバリー部３８と各ポート３５，３６との相対的なズレ量が大きくなって連通路２８の開口面積（流路断面積）が大きく絞られ、また増圧用バルブ機構２が開弁状態になっているときには、図２の（ｂ）に示すように、スプール３３がピストン６と共に図２の左方向に移動してスプール３３におけるバリー部３８と各ポート３５，３６との相対的なズレ量が小さくなって連通路２８の開口面積（流路断面積）が広くなるように構成されている。

　前述したアクチュエータ３に対する油圧の供給および排出は、電気的に制御するように構成されている。その制御のためにマイクロコンピュータを主体として構成された電子制御装置（ＥＣＵ）４０が設けられている。この電子制御装置４０は、予め記憶しているデータおよび外部から入力される信号ならびに予め記憶しているプログラムに従って演算を行い、その演算の結果としての制御指令信号を増圧用パイロットバルブ１５や減圧用パイロットバルブ３０に出力するように構成されている。

　上記のように構成されたこの発明に係る油圧制御回路の作用について説明すると、油圧源４の圧力はアクチュエータ３で要求される油圧以上であり、その油圧源４の油圧は増圧用バルブ機構２における供給ポート１１に印加される。その供給ポート１１は連通路１３を介して背圧ポート１２に連通されているから、増圧用パイロットバルブ１５が閉状態になっていれば、油圧源４の油圧が背圧ポート１２にも印加される。すなわち、増圧用バルブ機構２におけるピストン６の正面側の油圧と背圧とが等しくなり、ピストン６をその軸線方向に移動させる力は相殺されている。したがって、この状態では、ピストン６およびこれに一体化されている弁体７が、スプリング１０によって吐出ポート８側に押圧され、その弾性力によって弁体７が弁座９に押し付けられて吐出ポート８を液密状態に閉じている。

　また、この状態では、アクチュエータ３における油圧である制御圧が、減圧用バルブ機構１における制御圧ポート２６に作用しており、その制御圧ポート２６が連通路２８によって背圧ポート２７に連通されているから、結局、減圧用バルブ機構１におけるピストン２０を挟んだ正面側の油圧と背圧とが等しくなっている。その結果、ピストン２０をその軸線方向に移動させる力は相殺されており、この状態では、ピストン２０およびこれに一体化されている弁体２１が、スプリング２５によってドレインポート２２側に押圧され、その弾性力によって弁体２１が弁座２３に押し付けられてドレインポート２２を液密状態に閉じている。こうしてアクチュエータ３に油圧が閉じ込められ、アクチュエータ３が所定の動作状態に保持される。例えばアクチュエータ３がベルト式無段変速機におけるプーリの油圧であれば、その無段変速機の変速比やベルト挟圧力が一定に維持される。

　また、増圧用バルブ機構２が閉弁状態になっている場合には、図２の（ａ）に示すように、そのピストン６および弁体７が吐出ポート８側に移動させられているから、そのピストン６にコネクティングロッド３９によって連結されているスプール３３が図２の（ａ）に示すように右方向に移動してそのバリー部３８が各ポート３５，３６に対して大きくずれてポート３５，３６の開口面積すなわち連通路２８の流路断面積が小さくなっている。したがって、減圧用パイロットバルブ３０に制御指令信号を送ってこれを開弁状態に動作させると、減圧用バルブ機構１における背圧が低下する。その場合、連通路２８が可変オリフィス機構２９を構成している上記のスプール３３によって大きく絞られているから、ピストン２０の正面側の油圧が直ちには低下することがなく、ピストン２０を挟んだ両側で差圧が生じる。そして、その差圧によりピストン２０に作用する軸線方向の荷重がスプリング２５の弾性力より大きくなると、ピストン２０および弁体２１が図１の左方向に後退し、弁体２１が弁座２３から離れてドレインポート２２が開かれる。したがって、アクチュエータ３の油圧が減圧用バルブ機構１を介してドレイン箇所２４に排出され、その油圧が減じられる。

　このように、減圧用バルブ機構１についての連通路２８が可変オリフィス機構２９によって大きく絞られ、その流路断面積が小さくなっている状態では、制御圧ポート２６から排圧ポート２７への圧油の流れが大きく制限されるので、ピストン２０を挟んだ両側の圧力の差を迅速に大きくすることができる。その結果、減圧用バルブ機構１の開弁動作が速くなり、それに伴ってアクチュエータ３の油圧制御の応答性が良好になる。

　一方、アクチュエータ３に対して油圧を供給して増圧する場合、増圧用パイロットバルブ１５に制御指令信号を送ってこれを開弁動作させる。前述したように油圧源４の油圧すなわち背圧ポート１２に印加されている油圧がアクチュエータ３の油圧（すなわち制御圧）より高圧であるから、増圧用パイロットバルブ１５を開弁動作させると、増圧用バルブ機構２におけるピストン６の背圧が低下する。その背圧ポート１２と供給ポート１１とを連通させている連通路１３の流路断面積がオリフィス１４によって減じられているので、ピストン６の正面側の油圧が直ちには低下せずに、ピストン６を挟んだ両側での油圧に差が生じる。その差圧に基づいてピストン６を後退移動させるように作用する荷重がスプリング１０の弾性力より大きくなると、ピストン６がスプリング１０を圧縮しつつ後退移動し、弁体７が弁座９から離れて吐出ポート８が開かれる。すなわち増圧用バルブ機構２が開弁状態になる。したがって、油圧源４から増圧用バルブ機構２を介してアクチュエータ３に圧油が供給され、アクチュエータ３の油圧が増大させられる。

　このようにしてアクチュエータ３の油圧を増圧する場合、増圧用バルブ機構２におけるピストン６が図２の（ｂ）に示すように後退移動しており、そのピストン６にコネクティングロッド３９によって連結されているスプール３３が図２の（ｂ）に示すように移動しているので、そのスプール３３におけるバリー部３８と各ポート３５，３６との相対的なずれ量が小さくなっていてポート３５，３６の開口面積すなわち連通路２８の流路断面積が大きくなっている。アクチュエータ３の油圧の増圧は可変オリフィス機構２９が上記のように連通路２８の絞りを減じている状態で行われるので、アクチュエータ３の制御圧が制御圧ポート２６に作用するのとほぼ同時に、もしくは大きく遅れることなく、背圧ポート２７に制御圧が作用する。連通路２８の流路断面積が大きくなっていて圧油の流動量が多いからである。このように連通路２８の絞りの程度が小さく、その開口面積（流路断面積）が大きい状態では、制御圧ポート２６に印加される油圧の変動に追従して背圧ポート２７に印加される油圧が迅速に変動し、減圧用バルブ機構１におけるピストン２０を挟んだ両側の油圧に差が生じにくい。その結果、ピストン２０およびこれと一体の弁体２１がスプリング２５の弾性力によってドレインポート２２側に押圧されて弁体２１が弁座２３に押し付けられてドレインポート２２を閉じている。

　このように、この発明に係る上記の油圧制御回路では、アクチュエータ３の油圧を増圧する場合であっても減圧用バルブ機構１を閉弁状態に維持し、アクチュエータ３に供給するべき圧油の一部がドレイン箇所２４に漏洩するなどの事態を防止もしくは抑制することができる。また、アクチュエータ３の油圧を低下させる場合、減圧用バルブ機構１における制御圧ポート２６と背圧ポート２７とを連通させている連通路２８の流路断面積（開口面積）が可変オリフィス機構２９によって減じられているので、そのピストン２０を挟んだ両側での差圧を生じさせやすく、減圧用バルブ機構１を迅速に動作させることができる。結局、この発明に係る上記の油圧制御回路によれば、アクチュエータ３の油圧を増圧する際の油圧の漏洩を防止してアクチュエータ３の油圧の安定性の向上および動力損失の低減を達成できるとともに、アクチュエータ３の油圧の制御応答性を向上させることができる。

　なお、この発明に係る油圧制御回路の可変オリフィス機構２９および連動機構３２は、上述した構成のものに限られないのであって、連動機構３２は適宜なリンク機構やカム機構によって構成してもよく、また可変オリフィス機構２９は流路断面積の絞りの程度が異なる複数のオリフィスを選択するように構成された機構であってもよい。図３は、オリフィスを選択するオリフィスコントロールバルブによって可変オリフィス機構２９を構成し、そのオリフィスコントロールバルブを動作させるカム機構によって連動機構３２を構成した例を示している。ここに示すオリフィスコントロールバルブ４１は、スプールタイプのバルブであって、一対のランド部４２の間の部分がバリー部４３とされたスプール４４と、そのスプール４４の一端部側に配置されてスプール４４を軸線方向に押圧するスプリング４５と、そのバリー部４３に常時開口している第１ポート４６と、スプール４４がスプリング４５によって押圧されて一方の限界位置に移動した場合に一方のランド部４２によって閉じられる第２ポート４７と、スプール４４がスプリング４５を圧縮して他方の限界位置に移動した場合に他方のランド部４２によって閉じられる第３ポート４８とを有している。その第１ポート４６が減圧用バルブ機構１における制御圧ポート２６に連通路２８によって連通されている。また、第２ポート４７には、開口面積（流路断面積）が小さいオリフィス（例えばダブルオリフィス）４９が連通され、さらに第３ポート４８には開口面積（流路断面積）が上記のオリフィス４９より大きいオリフィス（例えばシングルオリフィス）５０が連通されている。そして、これらのオリフィス４９，５０が減圧用バルブ機構１における背圧ポート２７に連通されている。

　一方、上記のスプール４４の前記スプリング４５が配置されている端部とは反対側の端部にカム５１が配置されている。このカム５１は、前記増圧用バルブ機構２におけるピストン６と連動するように構成されており、例えばピストン６と共に前後動し、あるいはピストン６が前後動することにより回転するように構成されている。より具体的に説明すると、カム５１は、増圧用バルブ機構２を開弁状態とするようにそのピストン６が後退移動している状態では、オリフィスコントロールバルブ４１のスプール４４をスプリング４５に抗して移動させて第１ポート４６を上記のシングルオリフィス５０に連通させ、また増圧用バルブ機構２を閉弁状態とするようにそのピストン６が吐出ポート８側に前進させられている状態では、オリフィスコントロールバルブ４１のスプール４４をスプリング４５によって移動させて第１ポート４６を上記のダブルオリフィス４９に連通させるように構成されている。

　したがって図３に示すように構成した場合であっても、増圧用バルブ機構２が閉弁状態になっていれば、減圧用バルブ機構１における制御圧ポート２６と背圧ポート２７とを連通させている連通路２８の開口面積（流路断面積）が上記のダブルオリフィス４９によって減じられた状態になっているから、減圧用バルブ機構１におけるピストン２０を挟んだ両側での油圧の差を生じさせやすく、その結果、減圧用バルブ機構１の迅速な動作を生じさせてアクチュエータ３の油圧制御の応答性を良好にすることができる。また、アクチュエータ３の油圧を増圧するべく増圧用バルブ機構２が開弁状態になった場合には、減圧用バルブ機構１における制御圧ポート２６と背圧ポート２７とを連通させている連通路２８に介在するオリフィスが開口面積（流路断面積）の大きい上記のシングルオリフィス５０になるから、減圧用バルブ機構１におけるピストン２０を挟んだ両側での油圧の差が生じ難く、その結果、アクチュエータ３の油圧の増圧を行う際に減圧用バルブ機構１が開弁してしまうなどの事態を防止もしくは抑制することができる。

　なおまた、この発明における連動機構は、上述したコネクティングロッド３９やリンク機構あるいはカム５１などの機械的な構造を備えたものに限られないのであって、増圧用バルブ機構２の動作状態を電気信号あるいは油圧信号に変換し、その信号に基づいて可変オリフィス機構を切替動作させるように構成されていてもよい。また、図２に示す可変オリフィス機構は、連通路の絞り量が連続的に変化するように構成され、また図３に示す可変オリフィス機構は、連通路の絞り量が二段階にステップ的に変化するように構成されているが、この発明における可変オリフィス機構は、連通路の絞り量が三段階以上に変化するよう構成されたものであってもよい。

Claims

　油圧源から所定のアクチュエータに制御圧を供給するための増圧用開閉バルブ機構と、前記アクチュエータから前記制御圧をドレイン箇所に排出させるための減圧用開閉バルブ機構とを有する油圧制御回路において、
　前記減圧用開閉バルブ機構は、弁体と、その弁体を開閉動作させる可動体と、前記弁体を開弁方向に動作させるように前記可動体に対して前記アクチュエータの制御圧を作用させる入力ポートと、前記弁体を閉弁方向に動作させるように前記可動体に対して背圧を作用させる背圧ポートと、これら入力ポートと背圧ポートとを連通させている連通路と、その連通路に設けられた、開口面積を変化させることのできる可変オリフィス機構とを有し、
　前記背圧ポートに連通されかつ前記背圧を低下させる信号圧発生機構と、
　前記増圧用開閉バルブ機構が前記供給油路を閉じている状態では前記可変オリフィス機構の開口面積を小さくし、かつ前記増圧用開閉バルブ機構が前記供給油路を開いている状態では前記可変オリフィス機構の開口面積を大きくするように前記可変オリフィスの開口面積を変化させる連動機構と
を備えていることを特徴とする油圧制御回路。
　前記可動体は、シリンダ部の内部に前後動可能に収容されたピストンを含み、
　そのシリンダ部には前記ドレイン箇所に連通しているドレインポートが形成され、
　前記弁体は、前記シリンダ部に形成された弁座シート部に押し付けられて前記ドレインポートを閉じるポペット型弁体を含み、
　前記入力ポートは、前記シリンダ部のうち前記ピストンよりも前記ドレインポート部側に開口して形成され、かつ前記背圧ポートは、前記シリンダ部のうち前記ピストンを挟んで前記入力ポートとは反対側に開口して形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御回路。
　前記可変オリフィス機構は、ランド部とバリー部とが一体に形成され、かつ軸線方向に往復動するスプールと、そのスプールによって開口面積が大小に変化させられる少なくとも二つのポートとを有し、
　一方のポートが前記入力ポートに連通され、かつ他方のポートが前記背圧ポートに連通されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧制御回路。
　前記増圧用開閉バルブ機構は、前記供給油路を開閉する弁体を有し、
　前記連動機構は、前記増圧用開閉バルブ機構の前記弁体と前記可変オリフィス機構とを連結している
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御回路。
　前記増圧用開閉バルブ機構は、シリンダ部に往復動可能に収容されたピストンと、前記シリンダ部に形成されかつ前記アクチュエータに連通された出力ポートと、前記ピストンに一体化されて設けられかつ前記出力ポートを開閉するポペット型弁体と、前記シリンダ部のうち前記ピストンより出力ポート側に形成されかつ前記油圧源に連通された入力ポートと、前記シリンダ部のうち前記ピストンを挟んで前記入力ポートとは反対側に形成された背圧ポートと、前記入力ポートと背圧ポートとを連通している連通路と、その連通路の中間部に設けられたオリフィスとを有し、
　前記連動機構は、前記ポペット型弁体と前記可変オリフィス機構とを連結しており、
　前記背圧ポートには該背圧ポートの油圧を低下させるように動作する他の信号圧発生機構が連通されている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の油圧制御回路。
　前記可変オリフィス機構は、ランド部とバリー部とが一体に形成され、かつ軸線方向に往復動するスプールと、そのスプールによって開口面積が大小に変化させられる少なくとも二つのポートとを有し、
　一方のポートが前記入力ポートに連通され、かつ他方のポートが前記背圧ポートに連通され、
　前記連動機構は、前記スプールと前記増圧用開閉バルブ機構における前記弁体とを一体化させるように連結している部材を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の油圧制御回路。
　固定シーブと、その固定シーブとの間にベルト巻き掛け溝を形成しかつ固定シーブに向けて油圧によって押圧される可動シーブとからなる無段変速機用プーリを更に備え、
　前記アクチュエータは前記可動シーブを前記固定シーブに向けて押圧する前記制御圧が供給される油圧室を含む
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の油圧制御回路。