JPH05504609A - 流体圧クラッチの充填の終わり検出装置 - 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】 流体圧クラッチの充填の終わり検出装置技術的分野 本発明は、一般的には流体圧アクチュエータの充填の終わり状態を検出する装置 及び方法に関し、具体的には充填の終わり状態によってもたらされるソレノイド 内のＥＭＦ信号を検出する装置及び方法に関する。

背景技術 動作条件即ちパラメタが変化するような応用に対しては、電子制御システムが特 に適している。例えば、伝達装置を種々の歯車比の間で入れ替えるのに要する複 雑な操作を処理する際に電子伝達装置制御装置は、それらが安定であることから 、より一般的になってきている。

通常は、伝達装置のクラッチを係合／非係合させるために電子式ソレノイドか使 用される。流体圧クラッチの係合は２段階、即ち充填モードと圧力変調モードと からなる。充填モードでは、クラッチ容積が流体圧用流体によって充填される。

圧力変調モードでは、クラッチ容積内の圧力がクラッチの適正且つ完全な係合を 保証するような圧力レベルに変！Ｉｌ（増加）される。従ってクラッチを作動さ せるには、先ずソレノイドを賦勢してクラッチを充填させ始める。クラッチが充 填されると、ソレノイドに供給されている電流が変調されて（典型的には、増加 する線形傾斜関数で）クラッチへの圧力流体を流れ続けさせ、それによってクラ ッチを適正に係合させるのに十分なレベルまで圧力を増加させる。

典型的には、クラッチが充填状態の終わりに到達した時点を決定するためにタイ ミング戦略が使用されてきた。この状況では、ソレノイドのコイルは賦勢され、 クラッチは圧力流体で充填されていよう。所定の時間の後に、伝達装置制御装置 はクラッチを完全に係合させるべく電流を変調させ始める。

−の手順は幾つかの限界を有している。例えば、動作条件はクラッチを充填する のに必要な実際の時間を変化させる。ポンプ流は機関速度の関数であるから、ポ ンプ流は機関速度と共に変化する。他の要因（例えば、このポンプによって供給 されている他の流体圧システム）もポンプ流の影響を受け得る。ポンプ流が変化 すると、クラッチを充填するのに必要な時間も変化する。クラッチ充填時間に影 響する他の動作条件は、現歯車比、所望歯車比、伝達装置負荷、及び車両の傾斜 である。

機関及び伝達装置成分の動作特性の変動は、摩耗による車両の寿命全体を通して 予測することができる。

更に、クラッチを含むシステム成分の製造公差に基づく変動もクラッチ充填時間 に影響する。

もし適正な充填時間か知られていないか、もしくは正確に推定されていなければ 、クラッチを完全に係合させるべく制御装置がクラッチ圧力を変調しようと試み る時に過充填または充填不足になるであろう。

過充填または充填不足状態でクラッチ圧力を変調すると、伝達装置は“ジャーキ ー°シフト動作を生じ、摩耗及び裂断が発生する率を増大させるように動作する であろう。

充填時間を予測するある試みとして、伝達装置制御装置にセンサを付加すること が知られている。例えば、１９８７年１１月１７日付のロバート　Ｃ，ダウンズ らの合衆国特許４．７０７．７８９号では、過充填／充填不足状態を検出するた めに伝達装置入力速度センサを使用している。クラッチの充填を推定するために 使用される時間遅延が伝達装置入力速度に基づいて調整される。しかしながら過 渡的な変化、即ち、制御装置には採り入れられていない動作条件の変化がシフト の質に影響する。更に過渡条件は、過渡条件を伴わない次の入れ替えの充填時間 に負の効果を呈する。

充填状態の終わりを正確に予測する別の試みとして、制御装置に付加的な弁を付 加することが知られている。このようなシステムの１つが、コマッテクニカルガ イド゛に−ＡＴＯＭＩＣＳ最適変調制御を有するコマッ・アドバンスト伝達装置 ”に示されている。圧力差を検知するために流れ検知弁が使用されている。流れ 検知弁のスプールが圧力差に応答してスイッチを閉じ、それによって充填状態の 終わりを信号する。更に別の試みでは、流体圧を使用して充填状態の終わりを予 測している。１９９０年７月２４日付のタカシ・アオキらの合衆国特許４．９４ ２．７８７号は、この目的のために圧力検出スイッチを使用している。しかしな がら、これら両システムに付加される成分によって追加される価格、プラス、増 加する複雑さにょって追加される製造価格のために、これらのシステムは望まし くないものになっている。

本発明は上述の諸問題の１またはそれ以上を解消することを意図するものである 。

発明の開示 本発明の一面では、変化する制御容積を有するアクチュエータの充填の終わり状 態を検出するための装置が提供される。本装置は、コイルとアマチュアとを有す るソレノイドを含む。このアマチュアは、コイルの賦勢に応答して、コイルに対 して運動可能である。流体流のレートはこのアマチュアの運動に応答する。電気 回路はコイルにまたがる電圧スパイクを検出し、それに応答して充填の終わり信 号を発生する。この電圧スパイクは、上記制御容積が所定の充填の終わり圧力に 到達したことに応答してアマチュアが発生する起電力によって生成される。

本発明の別の面では、アクチュエータの充填の終わり状態を検出するための方法 が提供される。アクチュエータは変化する制御容積を有し、充填の終わり状態は この変化する制御容積が所定の充填の終わり圧力まで加圧されることに対応する 。この変化する制御容積は、制御弁によって加圧流体の源に接続されている。

この制御弁は、コイルとアマチュアとを有するソレノイドによって作動可能であ る。本方法は、コイルを第１の電流によって賦勢する段階と、第１の電流による コイルの賦勢に応答して加圧流体からの流体の流れをアクチュエータへ供給する 段階と、コイル内の電圧スパイクを検出しそれに応答して充填の終わり信号を発 生する段階とを含む。

図面の簡単な説明 図１は、クラッチ及び本発明による充填の終わり検出ｇＭａを有する制御システ ムのブロック線図である。

Ａ２Ａは、単段ソレノイド作動クラッチシリンダの概要図である。

図２Ｂは、二段スプール弁設計を有するソレノイド作動クラッチシリンダの概要 図である。

図３Ａは、クラッチ作動中のコイル電流及び電圧を示す説明図である。

図３Ｂは、クラッチ作動中のスプール位置を示す説明図である。

図３０は、クラッチ作動中の流体流を示す説明図である。

図３Ｄは、クラッチ作動中のクラッチ位置を示す説明図である。

図４は、制御システムの一部及び充填の終わり検出装置の回路図である。

本発明を実施する最良モード 図１を弁明する。以後充填の終わり検出装置と称する本発明１００は、アクチュ エータ１０２の充填の終わり状態を制御可能に検出するようになっている。好ま しい実施例では、アクチュエータ１０２は電気的に作動するソレノイド作動の流 体圧クラッチである。制御手段１１０は、クラッチ１０２を係合させるための信 号を発生する。

例えば、ｌ実施例では、制御手段１１０は、車両の伝達装置のクラッチを制御可 能に係合及び非係合させるようになっている伝達装置制御装置である。伝達装置 制御装置１１０は、車両の若干のパラメタ（例えば機関速度、アクセルペダル位 置、及び対地速度）を表す信号を受け、１組の入れ替え規則に従ってクラッチを 係合／非係合させる信号を生成する。典型的には、これらの制御装置はマイクロ コントローラまたはマイクロコンビコータを含む。これらの伝達装置制御装置の 多くの変杉が当分野では周知であり、従ってこれ以上の説明はしない。

好ましい実施例では、伝達装置制御装置１１０からの信号は電気ソレノイド１０ ６のフィルへ印加される電流である。弁手段１０４は電気ソレノイド１０６のフ ィルへ印加される電流に応答し、加圧流体の源からの圧力流体をクラッチ１０２ へ送る。

圧力流体がクラッチ１０２へ送られると、クラッチまたは制御容積が最大レベル もしくはほぼ最大レベルまで増加する。圧力流体はまだクラッチ１０２へ送り続 けられているから、クラッチ圧は急速に上昇する。弁手段１０４内には逆圧力差 が発生する。この逆圧力差はソレノイド１０６にまたがる電圧スパイクを発生さ せる（後述）。検知手段１０８はこの電圧スパイクを検出し、充填の終わり信号 を発生する。

図２Ａを参照する。ソレノイド１０６は、２つの箱２０２Ａ、２０２Ｂで示すコ イル２０２と、アマチュア２０４とを含んでいる。好ましい実施例では、弁手段 ＋０４はスプール（制御）弁２０６を含む。スプール弁２０６はクラッチ１０２ と加圧流体の源Ｓとの間に接続され、スプール２０８を含む。スプール２０８は ソレノイド１０６のアマチュア２０４に接続されている。ソレノイドｌ　Ｏ６に 電流が流れない場合には、スプール弁２０６はノー７０−位置にあると称される 。即ちＳとクラッチ容積Ｃとの間に流体の流れは存在しない。ＳとＣとの間に最 大の流体の流れが許される場合には、スプール弁はフルロ−位置にあると称され る。クラッチ１０２からの流出を可能にするための圧力流体のタンクＴも設けら れている。加圧流体はポンプ配列（図示してない）によって作られる。多くのポ ンプ配列か当分野では周知であり、従ってこれ以上説明はしない。

クラッチ容積Ｃは、クラッチ１０２の壁とピストン２１０とによって限定される 。クラッチ１０２は複数のクラッチ板（図示してない）を含んでいる。クラッチ 容積Ｃをその充填の終わり圧まで加圧すると、クラッチ板は互いにピン留めされ 、クラッチ１０２は係合していると称される。図示の都合上、クラッチ板はロブ ド２１２及びばね２１４によってモデル化しである。ばね２１４はピストン２１ ０を左方へ片寄せ、それによってクラッチ容積を減少させ、クラッチを非係合さ せるように動作する。

フィードバック手段２２４はクラブチ容積Ｃから弁手段１０４へ戻る制限された 流体の流れを与える。好ましい実施例では、フィードバック手段２２４は制限用 オリフィス２２６を含む。

図３　Ａ　−３Ｄは、典型的な充填動作中の充填の終わり検出器１００の動作を 示すためにコイル電流（及び電圧）、クラッチ１０２への圧力流体の流れ（Ｑ） 、スプール位置、及びクラッチ位置を示すグラフである。

時刻ｔ、には、クラッチ１０２は非係合であってコイル電流及び電圧はゼ０（０ ）であり、流体はクラッチへ流れておらず、スプールはその最小位置にあり、ピ ストンはその最小位置にある。ｔ６以前のクラッチ１０２は、完全に非係合であ ると称される。

時刻ｔ、に先立って制御装置１１０は、弁手段１０４を作動させてクラッチ１０ ２を充填（係合）させることをソレノイド１０６に信号する。好ましい実施例で は制御装置１１０は、コイル２０２に供給する電流を制御するためのパルス幅変 ！ｌ　（ＰＷＭ）ソレノイド駆動回路を含んでいる。ＰＷＭ駆動回路の動作に関 しては後述する。

図３Ａに示すように、時刻ｔ１にＰＷＭソレノイド駆動回路は第１の電流レベル をコイル２０２へ供給する。コイル２０２を流れる電流はソレノイド２０２内に 起電力（ＥＭＦ）を発生させる。アマチュア２０４はＥＭＦに応答し、コイル２ ０２に対して運動可能である。クラッチ容積の充填を開始させるために、ＰＷＭ 駆動回路からの第１電流レベルはアマチュア２０４を、従ってスプール２０８を 、最小即ち原点位置から最大位置に向けて運動させるように動作する（図３Ｂ参 照）。最大位置においては、ＳとＣとの間に最大の流れが許容される（図３０参 照）。

図３Ｄに示すように、クラッチ容積内への圧力流体の流れはピストン２１０及び ばね２１４に対抗してピストン２１０を（右方へ）移動させ、それによってクラ ッチ容積を増加させる。

ピストン２０２が右へ移動するにつれてクラッチ板は圧縮し始める。時刻ｔｓに はピストンはその最大位置付近に達し、クラッチ板はほぼロックされ、クラッチ 板からの抵抗の増加とＳからの圧力流体の連続的な流入とによってクラッチ容積 内の圧力は急激に増大する。この圧力束は過渡的な逆圧力差をスプール弁２０６ にまたがって発生させる。この逆圧力差は、スプールを、ＥＭＦによって賦課さ れる運動の方向とは反対の方向へ（図２八において左方へ）急速に変位させる。

圧力差によって生じたこのスプール変位は、コイル２０２にまたがって過渡電圧 を発生させる。クラッチ１０２の充填の終わり状態に対応するこの過渡電圧は、 検知手段１０８によって検出される。

大きいクラッチの場合には、より高い流体の流れの利点を得るために、多段設計 が必要であるかも知れない。図２Ｂに示す２段スプール弁設計は、第１のスプー ルまたはパイロット弁２１６と、第２のスプールまたは制御弁２２０とを含んで いる。ソレノイド２０４は第１のスプール弁２１６の第１のスプールに接続され ている。第」のスプール２１８はコイル２０２の賦勢に応答して運動可能であり 、流体をＳから第１の制御容積ＣＩへ流すことができる。第１のスプール弁２１ ６はｌＩ２の制御容積Ｃｓ　（クラッチ容積）への流体の流れを制御する。制御 弁２２０は第２のスプール２２２を有している。第２のスプール２２２は、第２ のスプール２２２内の導管を通して流体を第１の制御容積Ｃ２から第２の制御容 積Ｃ８へ流す。第２のスプール２２２は源Ｓとクラッチ容積との間の通路を閉じ るようにばねバイアスされている。第１のスプール弁２１６は、第２のスプール 弁２２０にまたがって圧力差を発生させる。この圧力差がパイアスカに打ち勝つ 程十分に大きくなるとスプールが移動し、流体は第２のスプール弁２２０を通し てＳから直接クラッチ容積内へ流れることができるようになる。

これらの多段設計には、異なる応用に適するパラメタを有する多くの変形か存在 している。例えば、異なるフィードバック方式及びスプール設計は、システムに 異なる動作特性を与えよう。弁手段１０４の特定の設計は応用に特定されるもの であって、本発明には関係がないのでこれ以上の説明は省略する。

図４に、ＰＷＭ駆動回路４０２及び検知手段１０８の詳細を示す。ＰＷＭ駆動回 路４０２は、ソレノイド１０６を電力源ｖｌｌへ制御可能に接続する。ソレノイ ド１０６は、ＰＷＭ駆動回路４０２に負わせる可変インダクタンス及び抵抗を有 する負荷を表す。ソレノイド１０６のコイル２０２は、インダクタ４０６及び抵 抗４０４によってモデル化されている。インダクタ４０６及び抵抗４０４はそれ ぞれＬ及びＲの大きさを有している。逆バイアスされたフライバックダイオード ４０８がコイル２０２に並列に接続されている。コイル１０８の賦勢中は、フラ イバックダイオード４０８は＃Ｖ、の正基準（以後十ＶＩｌと称す）によって逆 バイアスされており、ダイオード４０８に電流は流れない。しかしコイル２０２ が＋Ｖ＠から切り離されると、ダイオード４０８は放電電流通路を提供して大き い電圧スパイクによる考え得る破壊を防止する。

第１のスイッチング手段４１０は、第１の制御信号の受信に応答してコイル２０ ２を＋Ｖ６に接続し、第２の制御信号の受信に応答してコイル２０２を＋■。

から切り離す。第１のスイッチング手段４１０は、第１のｐｎｐトランジスタ４ １４とダーリントノ対配列に接続されているｎｐｎ電力トランジスタ４１２を含 み、ｎｐｎ電力トランジスタ４１２のコレクタは＋ＶＢに、またエミッタはコイ ル２０２にそれぞれ接続されている。第１のｐｎｐ　トランジスタ４１４のベー スは第１の制御用トランジスタ４１６のコレクタと、第１の抵抗４１８を通して ＋Ｖ１１とに接続されている。第１の制御用トランジスタ４１６のエミッタは、 第２の抵抗４２０を通して源Ｖ、の負基準（接地）に接続されている。

第１の正の論理信号か第１の制御用トランジスタ４１６のベースに印加されると 、電流が電圧源から第１の抵抗４１８、第１の制御用トランジスタ４１６、及び 第２の抵抗４２０を通って接地へ流れ、第１のｐｎｐ　トランジスタ４１４のベ ース電位が低下して第１のｐｎｐ　トランジスタ４１４は゛オン°になる。ｐｎ ｐトランジスタが゛オン°　になると、電流が＋Ｖ、から第１のｐｎｐ　トラン ジスタ４１４を通して電力トランジスタ４１２のベースへ流れるので、電力トラ ンジスタ４１２のベース電位か正となり第１の電力トランジスタ４１２は゛オン °になるようにバイアスされる。電力トランジスタ４１２が゛オン°になると電 流は電力トランジスタ４１２を通って流れ、フィル２０２が賦勢される。

第１の検知手段４２２はフライバックダイオード４０８だけを通って流れる電流 を検知し、フライバック電流の大きさに応答する大きさを有する信号を発生する 。第１の手段４２２はフライバックダイオード４０８のアノードと接地との間に 接続されている第１の電流検知抵抗４２４を含む。第１の電流検知抵抗４２４と フライバックダイオード４０８との接合点は第３の抵抗４２６を通して第１の加 算増幅器４２８の負入力に接続されている。フィードバック抵抗４３０が第１の 加算増幅器４２８の出力と負入力との間を接続している。接地抵抗４３１は第１ の加算増幅器４２８の正端子を接地に接続している。電力トランジスタ４１２が °オフ゛になると、コイル２０２内に蓄えられていたエネルギは第１の電流検知 抵抗４２４及びフライバックダイオード４０８を通して消散せしめられ、接地に 対して負の電圧を第１の電流検知抵抗４２４にまたがって発生させる。負入力へ の接続がなされているために第１の加算増幅器４２８は、第１の電流検知抵抗４ ２４からのこの負信号を反転して増幅し、実際のフライバック電流の大きさに応 答する大きさを有する正信号を発生する。第１の電流検知抵抗４２４は、ワラ１ バツクＩＩ流だけか第１の電流検知抵抗４２４を流れるように配置する必要があ る。第１の電流検知抵抗４２４は賦勢電流通路内に位置しておらず、またコイル ２０２の賦勢中には電圧降下はＯである。

第２の検知手段４３２は、第１のスイッチング手段４１０だけを通って流れる電 流を検知し、第１のスイッチング手段４１０内の電流の大きさに比例する太きさ を有する信号を発生する。第２の検知手段４３２は、十Ｖ、と電力トランジスタ ４１２のコレクタとの間に接続されている第２の電流検知抵抗４３４を含む。

カレントミラー回路４３６か第２の電流検知抵抗４３４に接続されており、第１ の電流検知抵抗４３４を流れる電流かカレントミラー４３６への入力になってい る。カレントミラー４３６は、第２及び第３のｐｎｐ　トランジスタ４３８．４ ４０を含み、第２及び第３の両ｐｎｐ）ラノノスタ４３８．４４０のベースと、 第２のｐｎｐ　トランジスタ４３８のコレクタとは一緒に接続されている。第２ のｐｎｐトラノノスタ４３８のエミッタは第２の電流検知抵抗４３４を通して＋ ■。

に接続されている。第３のｐｎｐ　トランジスタ４４０のエミッタは第４の抵抗 ４４２を通して＋ｖ３に接続されている。第３のｐｎｐ　トランジスタ４４０の コレクタは第１の加算増幅器４２８の非反転入力に接続されている。カレントミ ラー４３６は第２の電流検知抵抗４３４を通って流れる電流の大きさに応答する 大きさを有する出力電流を発生して第１の加算増幅器へ供給する。第２の電流検 知抵抗４３４の値に対する第４の抵抗４４２のオーム値の選択が、ミラー回路４ ３６の入力電流と出力電流との関係を決定する。例えば、電流検知抵抗４３４の 値が０３０１オ一ム＋１％であり、第４の抵抗４４２の値が３０１オ一ム＋１％ であれば、ミラー回路４３６の出力電流はコイル２０２に供給される電流に正比 例するが、大きさは賦勢電流の１０００分の１にしか過ぎない。

第２及び第３のｐｎｐトランジスタ４３８．４４０の一緒に接続されたベースは 、第２の制御トランジスタ４４４及び第５の抵抗４４６を通して接地されている 。第２の制御トランジスタ４４４のベースは第１の制御トランジスタ４１６のベ ースに接続され、前述した第１の゛高°論理信号が制御トランジスタ４１６．４ ４４のベースに印加された時に第２の制御トランジスタ４４４が゛オン°　にな り、制御トランジスタ４３８．４４０のベースを接地に接続するので、カレント ミラー４３６は出力信号を第１の加算増幅器４２８へ供給できるようになる。逆 に、制御トランジスタ４１６．４４４のベースに第２の゛低゛論理信号が印加さ れると両側開トラ７ノスタ４１６．４４４は゛オフ′にバイアスされるので、カ レントミラー４３６は動作不能になり、電力トランジスタ４１２は゛オフ゛にな る。

入力手段４４８はフライバック電流信号及びスイッチング電流信号を受け、第１ 及び第２の制御信号を選択された周波数及び可変デユーティサイクルで第１のス イッチング手段４１０へ供給する。この出力信号のデユーティサイクルは第１の 加算増幅器４２８の出力信号の大きさに応答する。入力手段４４８はコンパレー タ４５０を含み、このコンパレータ４５０の非反転入力は第２の加算増幅器４５ ２の出力に接続され、反転入力はのこぎり波発生器４５４に接続されている。

第２の加算増幅器４５２は、第６の抵抗４５６を通して第１の加算増幅器４２８ の出力と、第７の抵抗４５８及び第１のコンデンサ４６０を通して第２の加算増 幅器４５２の出力とに接続されている非反転入力を有している。第２の加算増幅 器４５２の反転入力は制御手段１０２に接続されている。制御手段はコイル２０ ２内の所望レベルに比例する制御可能な入力電圧を供給する。＊１の加算増幅器 ４２８の電圧出力は、コイル２０２を通って流れる実際の電流に比例する。第２ の加算増幅器４５２は、実際の電流と所望電流との比較を遂行して所望電流信号 と実際の電流信号との差に、第７の抵抗４５８と第６の抵抗４５６との比を乗じ 、それに制御可能な入力電圧に等しいオフセット電圧を加えたものに等価な電圧 （誤差）信号を出力する。例えば、もし実際の電流信号と所望電流信号とが等し ければ、出力信号は制御可能な入力電圧に等しい。正の誤差は出力を制御可能な 入力電圧より低下させ、逆に負の誤差は制御可能な入力電圧よりも高い出力をも たらす。第２の加算増幅器４５２の出力は、コンパレータ４５０によってのこぎ り波と比較され、コンパレータ４５０の出力はパルス幅変調された定周波数信号 となる。第２加算増幅器４５２の出力の大きさは、コンパレータ４５０の出力の デユーティサイクルを決定する。例えばもし第２加算増幅器４５２の出力がのこ ぎり波形の最大値の７５％であれば（これは大きい誤差を表している）、コンパ レータ４５０の出力はサイクルの７５％が°高゛で、サイクルの２５％は低。

になる。逆にもし第２加算増幅器４５２の出力がのこぎり波形の最大値の２５％ であれば（これは小さい誤差を表している）、コンパレータ４５０の出力はサイ クルの７５％が゛低゛で、サイクルの２５％は゛高°になる。

第１及び第２の電流センサ手段１６．３８の動作は本質的に相補的である。各々 は、他方が作動していない時間に限って電流を供給することができる。例えばフ ライバック電流が存在していることは、電力トランジスタ４１２が゛オフ゛にバ イアスされていること、そして第２の電流検知抵抗４３４には電流が流れていな いことを示している。更に、第１の加算増幅器４２８の出力は２つの入力の合計 ではあるが、何れの入力も他方の入力と同時に演算されることはないが呟出力は 単に個々の入力に比例するだけである。コンパレータ４５０は第２の加算増幅Ｗ ４５２の出力の大きさとのこぎり波形とを絶えず比較し、のこぎり波形の大きさ が増幅器４５２の出力より低下すると　“オフ゛にバイアスされる。同様に、コ ンパレータ４５０は、のこぎり波形の大きさが第２の加算増幅器４５２の出力よ り上昇すると　゛オフ”にバイアスされる。

手段４６２は、コイル２０２へ供給される電流の大きさを監視することによって 、コイル２０２の短絡回路状態を検出する。手段４６２は第４のｐｎｐ　トラン ジスタ４６４を含み、このトランジスタのエミッタは＋ＶＢと、第８の抵抗４６ ６を通して第４のｐｎｐ　トランジスタ４６４のベースとに接続されている。定 電圧ダイオード４６８が第４のｐｎｐ　ｈランノスタ４６４のベースと、第１の 制御トランジスタ４１６のコレクタとの間に接続されている。定電圧ダイオード ４６８のカソードか第４のｐｎｐ　トランジスタ４６４のベースに接続されてい る。

短絡回路状態では過大な電流がコイル２０２へ流れて実効的に第１の抵抗４１８ 及び第８の抵抗４６６を通って流れる電流を減少させるので、定電圧ダイオード ４６８にまたがる電位を減少させ、第４のｐｎｐ　トランジスタ４６４を゛オン ゛　させる。トランジスタ４６４が゛オフ　にバイアスされると、＋Ｖ、が保護 ダイオード４７０を通してｎｐｎ　トランジスタ４７１のベースに接続される。

ｎｐｎトラノジスタ４７１のエミッタは接地されており、またコレクタは制御ト ランジスタ４１６．４４４のベースに接続されている。短絡回路状態になるとｎ ｐｎトランジスタ４７１は°オン゛にバイアスされ、第１の電流検知手段４２２ または第２の電流検知手段４３２の何れか内の電流の大きさには無関係に最終的 には電力トランジスタ４１２を゛オフ”にバイアスさせる。電力トランジスタ４ １２が°オフ゛　になると、コイル２０２を賦勢することはできない。

前述したように、検知手段！０８はクラッチ１０２の充填の終わり状態を検出す る。クラッチ１０２か充填の終わり状態に到達すると、スプール弁にまたがる圧 力差か、大きさを決めることができる過渡的な変化をコイル２０２のインダクタ ンス内に発生させる。コイル２０２にまたがる電圧を監視することによって、こ のインダクタンス変化は、コイル２０２にまたがる電圧を監視することによって 検出することかできる。

コイル２０２は抵抗４０４（Ｒ）及びインダクタ４０６（Ｌ）によってモデル化 されている。従ってコイル２０２にまたがる電圧は、Ｖｅ　＝　（ｉＸＲ）＋　 （ＬＸｄ　ｉ／ｄ　ｔ）＋　（ｉＸｄＬ／ｄ　ｔ）＋Ｖ、ｇＩである。但し、ｌ はコイル電流、ｄｉ／ｄｔはコイル電流の時間に対する変化、ｄＬ／ｄｔはコイ ルのインダクタンスの時間に対する変化、モしてＶｏｔｌ　はコイル内の渦電流 電圧損を表す。

ＥＭＦによってもたらされるＶ。の部分は、Ｖ　＋ｍｌ　＝　Ｖ　ｃ　（＋　Ｘ 　Ｒ）＝　（ＬＸｄ　ｉ／ｄ　ｔ）＋　（ｉ　ＸｄＬ／ｄ　ｔ）＋ｖ、。

である。

微分方程式連鎖法則によって、 ｄＬ／ｄ　ｔ＝ｏＬ／ｐ　ｉ　ｘｄ　ｉ／ｄ　ｔ＋ρＬ／ρｘｘｄｘ／ｄ　ｔこ こに、 Ｌは、Ｘ及び１の関数であり、 ρＬ／ρ１は、１に関するしの偏導関数であり、ρＬ／ρＸは、スプール位置Ｘ に関するしの偏導関数である。

これらを代入すると、 Ｖ、−＋　＝　（Ｌ本１×ρＬ／ρ１）Ｘｄｉ／ｄｔ＋　（＋　Ｘρｌ／Ｉ）Ｘ ）ｘｄｘ／ｄ　ｔ＋Ｖ＊＋ｌ渦電流損項及びρＬ／ρ１項は、制御の目的では無 視して差し支えない。従って、 ｖ、−、＝　ｉ　（ρＬ／ρｘ）ｄｘ／ｄ　ｔとなり、この方程式はコイル２０ ２にまたがる電圧スパイクの原因が、コイル電流と、スプール位置（Ｘ）に対す るコイル２０２のインダクタンスの変化と、スプール位置の時間的変化の関数で あることを表している。

再度図４を参昭する。制御手段１０２はバイパスフィルタ４７２と差動増幅器４ ７４とを含む。好ましい実施例では、コイル２０２にまたがる電圧は第２の加算 増幅器４５２の出力に現れる誤差信号を通して監視される。第９の抵抗４７６か 第２の加算増幅器４５２の出力をバッファ４７８に接続している。第２のコンデ ンサ４８０は、第９の抵抗４７６とバッファ４７８との接合点を接地に接続して いる。バイパスフィルタ４７２は、誤差信号の交流成分または高周波成分を除去 する。

バッファ４７８の出力は、第１０の抵抗４８２を通して差動増幅器４７４の負端 子に接続されている。第１１の抵抗４８４か、第１０の抵抗４８２と差動増幅器 ４７４の負端子との接合点を接地に接続している。第１２の抵抗４８６は、差動 増幅器４７４の正端子と第２の加算増幅器４５２の出力とを接続している。第１ ３の抵抗４８８は、差動増幅器４７４のの出力を差動増幅器４７４の正端子に接 続しでいる。好ましい実施例では、第１Ｏの抵抗４８２及び第１２の抵抗４８６ は実質的に等しくＲ１の大きさであり、第１１及び第１２の抵抗は実質的に等し くＲ２の大きさである。アナログ・ディジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）４９０が差 動増幅器の出力と制御手段とを接続している。

差動増幅器４７４は誤差信号（Ｖ、）を濾波された誤差信号（Ｖｌ　）から差し 引いて、その振幅を増幅する。差動増幅器４７４の出力（Ｖｏ）は、Ｖ、＝　（ Ｖｌ−Ｖ、）ＸＲ２／Ｒ１ である。抵抗及びコンデンサの値の大きさは、コイル電流の大きさ及び所望出力 レベルに依存する。例えば、１０乃至２００ミリボルト（ｍＶ）の範囲の信号を ５Ｖまで増幅するためには、約５０の利得が必要である。Ｒ１及びＲ２の抵抗値 を２．０００オーム及び１００．０００オームとすればこの利得要求か満足され る。

産業上の適用性 以上の図面及び動作の説明から本発明が、電気ソレノイド作動型流体圧クラッチ １０２の充填状態の終わりが発生すると伝達装置制御装置１１１０に信号するこ とが理解されたであろう。以下の説明は例示の目的のみのためになされるもので あって、本発明そのものを隈定するものではない。当業者ならば、本発明か他の 多くの応用に適していることは理解されよう。

伝達装置制御装置１１１０は、車両（図示してない）の伝達装置の複数の歯車比 間の入れ替えを制御する。例えば、伝達装置は前進３段と後進３段の歯車比を含 むことができる。

伝達装置制御装置１１０は複数の電気ソレノイドを作動させる。これらのソレノ イド（ｉ、伝達装置か所望の歯車比に入れ替わるように、伝達装置の流体圧クラ ッチを係合／非係合させるようになっている。

伝達装置制御装置１１０は、車両の所望動作と車両の動作環境とに関する情報を 受信し、ソレノイドを賦勢／減勢させる。例えば制御装置１１０は、所望の、ま たは最大歯車比、アクセルペダル（図示してない）の位置、及び車両の実際の速 度の全てまたは何れかに関する情報を受信することかできる。

受信した情報に基づいて制御装置１１０は、１組のプログラムされた入れ替λ規 則に従ってソレノイドを作動させ、流体圧クラッチを動作させる。例えば、受信 した情報に応答して、制御装置１１０は第３前進歯車比への上方入れ替えを要求 する。この要求を実現するためには、１またはそれ以上のクラッチを非係合させ 、■またはそれ以上の別のクラッチを係合させる必要がある。係合／非係合させ るべき（ｌまたは複数の）正確なりラッチは、伝達装置の構造に依存する。

制御装置１１１０は、前述したようにして、要求されたクラッチ１０２を充填し 始める。クラッチ１０２が充填の終わり状態に到達すると、関連検知手段１０８ は充填の終わり状態に到達したことを制御装置１１０に信号し、制御装置１１０ はクラブチ１０２を係合させるためにコイル電流を変調し始める。

要約書 装置（＋００）は、変化する制御容積Ｃを有するアクチュエータ（１０２）の充 填の終わり状態を検出するようになっている。装置（１００）は、コイル（２０ ２）とアマチュア（２０４）とを有するソレノイド（１０６）を含む。アマチュ ア（２０４）はコイル（２０２）の賦勢に応答してコイル（２０２）に対して運 動可能である。制御弁（２０６）はアクチュエータ（１０２）へ流体の流れを供 給する。この流体の流れのレートはアマチュア（２０４）の運動に応答する。

電気回路（＋０８）はコイル（２０２）にまたがる電圧スパイクを検出し、それ に応答して充填の終わり信号を発生する。この電圧スパイクは、制御容積が所定 の充填の終わり圧力に到達したことに応答してアマチュア（２０４）によって発 生される起電力によって生成される。

国際調査報告　ＤＩ−Ｔ／ｌＩＣ０ｌ／ｎ１ｌｃ１際調査報告 ＵＳ　９１０１１１６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　変化する制御容積を有するアクチュエータ（１０２）の充填の終わり状態 を検出する装置（１００）において、上記充填の終わり状態は上記変化する制御 容積が所定の充填の終わり圧力に加圧されたことに対応し、上記装置が、コイル （２０２）とアマチュア（２０４）とを有し、上記アマチュア（２０４）が上記 コイル（２０２）の賦勢に応答して上記コイル（２０２）に対して運動可能であ るようなソレノイド（１０６）と、上記アマチュア（２０４）の運動に応答する レートを有する流体の流れを上記アクチュエータ（１０２）へ供給する井手段（ １０４）と、上記制御容積が上記所定の充填の終わり圧力に到達したことに応答 して発生する上記コイル（２０２）の電圧状態を検出し、それに応答して充填の 終わり信号を発生する検知手段（１０８）と を具備することを特徴とする装置（１００）。 ２．上記電圧状態は上記コイル（２０２）にまたがる電圧スパイクであり、上記 電圧スパイクは上記アマチュア（２０４）の運動によって発生する起電力によっ て生成される請求項１に記載の装置（１００）。 ３．上記アクチュエータ（１０２）は流体圧によって作動せしめられるクラッチ ピストンである請求項１に記載の装置（１００）。 ４．上記弁手段（１０４）はスプール（２０８）を有する制御弁（２０６）を含 み且つ加圧流体の源と上記アクチュエータ（１０２）との間に接続されており、 上記スプール（２０８）は上記アマチュア（２０４）に接続されている請求項１ に記載の装置（１００）。 ５．上記弁手段（１０４）は、加圧流体の源に接続されているパイロット弁（２ １６）と、上記パイロット弁（２１６）と上記流体アクチュエータ（１０２）と の間に接続されている制御弁（２２０）とを含む請求項１に記載の装置（１００ ）。 ６．上記検知手段（１０８）は、上記コイル（２０２）にまたがる電圧を濾渡し 増幅する手段を含む請求項１に記載の装置（１００）。 ７．上記変化する制御容積から上記弁手段（１０４）へ制限された流体の流れを 戻すフィードバック手段（２２４）を含む請求項１に記載の装置（１００）。 ８．上記フィードバック手段（２２４）は、上記変化する制御容積が上記充填の 終わり状態に到達したことに応答して上記アマチュア（２０４）に運動を賦課す る手段を含む請求項７に記載の装置（１００）。 ９．変化する制御容積を有する流体圧クラッチ（１０２）を係合信号に応答して 係合させる装置（１００）であって、アマチュア（２０４）とコイル（２０２） とを有し、上記アマチュア（２０４）が上記コイル（２０２）の賦勢に応答して 上記コイル（２０２）に対して運動可能であるようなソレノイド（１０６）と、 上記アマチュア（２０４）に接続され且つ上記アマチュア（２０４）の運動に応 答してノーフロー位置とフルフロー位置との間を運動可能なスプール（２０８） を有し、加圧流体圧流体の源と上記クラッチ（１０２）との間に接続されていて 上記流体源から上記クラッチ（１０２）へ流体が流れるのを可能ならしめ、上記 流体の流れのレートが上記スプール（２０８）のノーフロー位置とフルフロー位 置との間の位置に応答するようになっている制御弁（２０６）と、上記係合信号 を受信し、それに応答して上記コイル（２０２）を第１の電液によって賦勢する 制御手段（１１０）と、上記クラッチ（１０２）が所定の充填の終わり圧力に到 達したことに応答して発生する上記コイル（２０２）の電圧状態を検出し、それ に応答して充填の終わり信号を供給する検知手段（１０８）とを具備し、小記制 御手段（１１０）が、上記充填の終わり信号を受信し、上記コイル（２０２）を 第２の電流によって賦勢する手段を含む ことを特徴とする装置（１００）。 １０．上記制御手段（１１０）は、コンピュータを含む請求項９に記載の装置（ １００）。 １１．上記制御手段（１１０）は、パルス幅変調されたドライバ（４０２）を含 む請求項９に記載の装置（１００）。 １２．上記第１の電流は、実質的に一定の大きさを有している請求項９に記載の 装置（１００）。 １３．上記第２の電流は、線形である請求項９に記載の装置（１００）。 １４．上記第２の電流は、所定の時間にわたって増加する請求項９に記載の装置 （１００）。 １５．変化する制御容積を有するアクチュエータ（１０２）の充填の終わり状態 を検出する方法（１００）において、上記充填の終わり状態は上記変化する制御 容積が所定の充填の終わり圧力に加圧されたことに対応し、上記変化する制御容 積は制御弁（２０６）によって加圧流体の源に接続され、上記制御弁（２０６） はソレノイド（１０６）によって作動可能であり、上記ソレノイド（１０６）は コイル（２０２）とアマチュア（２０４）とを有し、上記方法が、上記コイル（ ２０２）を第１の電流によって賦勢する段階と、上記第１の電流による上記コイ ル（２０２）の賦勢に応答して加圧流体からの流体の流れを上記アクチュエータ （１０２）へ供給する段階と、上記制御容積が上記所定の充填の終わり圧力に到 達したことに応答して発生する上記コイル（２０２）内の電圧状態を検出し、そ れに応答して充填の終わり信号を発生する段階と を具備することを特徴とする方法（１００）。 １６．上記コイル（２０２）にまたがる電圧を濾波し増幅する段階を含む請求項 １５に記載の方法。 １７．変化する制御容積を有する流体圧クラッチ（１０２）を係合信号に応答し て係合させる方法において、上記変化する制御容積は制御弁によって加圧流体の 源に接続され、上記制御弁はソレノイド（１０６）によって作動可能であり、上 記ソレノイド（１０６）はコイル（２０２）とアマチュア（２０４）とを有し、 上記方法が、 上記コイル（２０２）を第１の電流によって賦勢する段階と、上記第１の電流に よる上記コイル（２０２）の賦勢に応答して加圧流体からの流体の流れを上記ア クチュエータ（１０２）へ供給する段階と、上記制御容積が所定の充填の終わり 圧力に到達したことに応答して発生する上記コイル（２０２）の電圧状態を検出 し、それに応答して充填の終わり信号を発生する段階と、 上記充填の終わり信号を受信し、上記コイル（２０２）を第２の電流によって賦 勢する段階と を含むことを特徴とする方法。