JPH10301637A - 電磁比例制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切換弁を省略し、簡単な油圧回路で「高圧保
持」と「低圧域での制御性」の両性能を発揮することの
できる電磁比例制御弁を提供する。 【解決手段】 入力ポート１、出力ポート２、ドレンポ
ート３、フィードバックポート４、スプール１０、ばね
１２、ソレノイド１４を備え、ばね力とフィードバック
圧による力とソレノイドの電磁力のバランスにより、ス
プールの位置を制御して出力ポート２に所定の制御圧を
発生させる電磁比例制御弁において、高圧保持時に、ソ
レノイド１４に通常と逆方向の電流を流すことで、スプ
ールをフィードバックポートが全閉となる位置に移動さ
せるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に自動変速機の
クラッチ油圧制御装置として利用される電磁比例制御弁
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機のクラッチ油圧制御装置に要
求される性能として、 （ａ）高圧保持（摩擦要素締結時に、滑りを防止するた
めに、高圧を保持できること） （ｂ）低圧域での高い制御性（摩擦要素の締結状態を変
化させる時（変速時）に、滑り量、トルク容量を調整す
るために、低圧域にて感度良く油圧を制御できること） の２つがあげられる。

【０００３】従来、自動変速機のクラッチ油圧制御装置
として、電磁比例制御弁を直接クラッチ圧コントロール
に用いる場合、前記（ａ）の「高圧保持」を優先させ
て、図７のような高圧型の特性にすると、低圧域での電
流−油圧感度が高くなり過ぎ、制御性が低下する。又、
前記（ｂ）の低圧域での制御性を優先させて、図８のよ
うな低圧型の特性にすると、高圧保持ができなくなると
いう問題があった。

【０００４】図９は一般的な電磁比例制御弁の模式図で
ある。

【０００５】この電磁比例制御弁１００は、油圧源から
の供給圧が入力される入力ポート１０１と、制御対象
（クラッチ）に向けて制御圧を出力する出力ポート１０
２と、ドレンポート１０３と、前記制御圧がフィードバ
ックされるフィードバックポート１０４と、各ポートの
開閉及び開度制御を行うスプール１１０と、スプール１
１０を移動方向の一方側へ付勢するばね（付勢手段）１
１２と、ばねの力に抗してスプール１１０を移動するソ
レノイド１１４とを備えている。

【０００６】この電磁比例制御弁１００では、ばね１１
２の力と、フィードバックポート１０４の油圧によりス
プール１１０に作用する力と、ソレノイド１１４の電磁
力によりスプール１１０に作用する力とのバランスによ
り、スプール１１０の位置が制御され、入力ポート１０
１と出力ポート１０２とドレンポート１０３の連通割合
が調整されて、出力ポート１０２に発生する制御圧が決
まる。この場合、入力ポート１０１にいくら高い圧をか
けても、制御圧の上限が、ばね１１２の力とフィードバ
ック受圧面の面積で決定されてしまうので、高圧保持が
できない。

【０００７】そこで、従来では、「高圧保持」と「低圧
域での制御性」を両立させるため、別途、切換弁を設け
る構成を採用している。

【０００８】図１０、図１１はその各例を示す図であ
る。両図とも切換弁１２０、１４０が低圧制御時の状態
になっており、切換信号を加えることで高圧保持時の状
態に変化する。図１０の例では、低圧制御時は、電磁比
例制御弁１００を通してクラッチに制御圧を供給するも
のの、高圧保持時は、切換弁１２０の位置を切り換える
ことで、電磁比例制御弁１００をバイパスさせて、直接
供給圧を制御圧としてクラッチに出力する。又、図１１
の例では、低圧制御時は、電磁比例制御弁１００を通し
てクラッチに制御圧を供給するものの、高圧保持時は、
切換弁１４０の位置を切り換えることで、フィードバッ
クをカットし、ばねの力によって電磁比例制御弁１００
を全開として、高圧の制御圧を出力する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来で
は、電磁比例制御弁１００に別途切換弁１２０、１４０
を設ける必要があったので、油圧回路が複雑化し、製造
コスト及び部品コストがアップするという問題があっ
た。

【００１０】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、切換弁が不要であり、簡単な油
圧回路で「高圧保持」と「低圧域での制御性」の両性能
を発揮することができ、それにより製造コストと部品コ
ストの低減が図れる電磁比例制御弁を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、油圧源からの
供給圧が入力される入力ポートと、制御対象に向けて制
御圧を出力する出力ポートと、ドレンポートと、前記制
御圧がフィードバックされるフィードバックポートと、
各ポートの開閉及び開度制御を行うスプールと、該スプ
ールを移動方向の一方側へ付勢する付勢手段と、該付勢
手段の付勢力に抗して前記スプールを移動するソレノイ
ドとを備え、前記付勢手段による付勢力と、前記フィー
ドバックポートの油圧によりスプールに作用する力と、
ソレノイドの電磁力によりスプールに作用する力とのバ
ランスにより、スプールの位置を制御し、入力ポートと
出力ポートとドレンポートの連通割合を調整して、前記
出力ポートに所定の制御圧を発生させる電磁比例制御弁
において、前記スプールを前記フィードバックポートが
全閉となる位置に移動させる手段を設けたことにより、
上記課題を解決したものである。

【００１２】この電磁比例制御弁では、通常の比例制御
時は、フィードバックポートに制御圧がフィードバック
される。よって、制御圧が設定圧より大き過ぎると、ス
プールが制御圧を小さくする方向に移動し、制御圧が小
さ過ぎると、スプールが制御圧を大きくする方向に移動
し、その結果、制御圧が設定圧に一致するようにコント
ロールされる。一方、高圧保持時には、スプールを強制
的に動かしてフィードバックポートを全閉にし、制御圧
がフィードバックされないようにする。そうすると、制
御圧を高める方向にスプールが移動することから、供給
圧がそのまま制御圧として出力され、制御圧が最大とな
る。

【００１３】即ち、従来ではフィードバックポートがス
プールによって全閉されない構造であった（油圧のかけ
始めから制御圧をフィードバックさせる必要があるた
め）が、本発明では高圧保持時に限って、スプールを移
動することにより、敢えてフィードバックポートを全閉
とし、その結果、制御圧を最大とするのである。

【００１４】前記スプールを、フィードバックポートが
全閉となる位置に移動させるための手段としては、前記
ソレノイドに通常の比例制御時とは逆方向の電流を供給
する手段を設ければよい（請求項２）。あるいは、前記
ソレノイドとは別に第２のソレノイドを設ければよい
（請求項３）。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。

【００１６】図１〜図４は第１実施形態の電磁比例制御
弁Ｖ１を示す断面図で、図１は非通電時の状態、図２は
通常制御時（調圧時）の状態、図３は最大電流時（全閉
時）の状態、図４は高圧保持時（逆通電時）の状態をそ
れぞれ示す。

【００１７】図１を用いてまず構成を説明する。

【００１８】この電磁比例制御弁Ｖ１は、通常の電磁比
例制御弁と同様に、供給圧が入力される入力ポート１
と、制御圧を出力する出力ポート２と、ドレンポート３
と、制御圧がフィードバックされるフィードバックポー
ト４と、各ポートの開閉及び開度制御を行うスプール１
０と、スプール１０を図のＲ方向へ付勢するばね（付勢
手段）１２と、ばね１２の力に抗してスプール１０を図
のＬ方向（ＲとＬは反対方向）に移動するソレノイド１
４とを備えている。ソレノイド１４はコイル１５と可動
子１６からなる。なお、符号ＥＸを付したポートはドレ
ンに通じている。

【００１９】スプール１０は、第１、第２、第３の３つ
のランド１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有している。第１の
ランド１０ａはドレンポート３を開閉するもの、第２の
ランド１０ｂは、入力ポート１及びフィードバックポー
ト４を開閉するものである。第２のランド１０ｂが、Ｌ
方向に動いたとき、入力ポート１はより閉じられ、フィ
ードバックポート４はより開かれる。又、第２のランド
１０ｂがＲ方向に動いたとき、入力ポート１はより開か
れ、フィードバックポート４はより閉じられる。

【００２０】第３のランド１０ｃは、第２のランド１０
ｂと共にフィードバック油室５を画成し、且つフィード
バックポート４が開いているときフィードバック油室５
を封止し、フィードバックポート４が閉鎖されるときフ
ィードバック油室５をドレンに連通させるものである。

【００２１】第１、第２のランド１０ａ、１０ｂは同径
で、第３のランド１０ｃはそれらより小径に形成されて
おり、第２、第３のランド１０ａ、１０ｂの直径Ａ１、
Ａ２の差に応じた面積差が、フィードバックポート４の
油圧を受ける有効面積となっている。第３のランド１０
ｃは、完全にフィードバックポート４を閉鎖できる位置
まで移動できるものであり、閉鎖した状態でストッパ部
６で停止する。

【００２２】スプール１０の端部には、コイル１５に通
電したときに電磁力を受ける可動子１６が固定されてお
り、通電制御装置５０より、コイル１５に正方向電流を
供給すると、スプール１０がばね１２に抗してＬ方向に
移動し、コイル１５に逆方向電流を供給すると、スプー
ル１０がＲ方向に移動する。

【００２３】可動子１６の隣接箇所には、可動ストッパ
２０が設けられている。可動ストッパ２０は、バックば
ね２４によってＬ方向に押されることで、通常時は、制
止部２１に当たり、通常保持位置に保持されている。ば
ね１２とバックばね２４の関係は、ばね１２の力が、ス
プール１０及び可動子１６を介して可動ストッパ２０に
最大に働いたときでも、可動ストッパ２０が通常保持位
置に保持されるよう、バックばね２４の方が強く設定さ
れている。

【００２４】次に作用を説明する。

【００２５】非通電時は、図１に示すように、入力ポー
ト１及びフィードバックポート４が開放された状態にあ
る。この状態で、通電制御装置５０により、ソレノイド
１４のコイル１５に正方向の電流を流すと、電磁力でス
プール１０が、ばね１２の力に抗してＬ方向に移動す
る。

【００２６】図２に示す通常制御時は、ばね１２による
Ｒ方向の力と、フィードバックポート４の油圧によりス
プール１０に作用するＬ方向の力と、ソレノイド１４の
電磁力によりスプール１０に作用するＬ方向の力とのバ
ランスにより、スプール１０が移動し、入力ポート１と
出力ポート２とドレンポート３の連通割合が調整され
て、出力ポート２に発生する制御圧（出力）が調整され
る。即ち、制御圧が設定圧より大き過ぎると、スプール
１０が制御圧を小さくする方向（Ｌ方向）に移動し、制
御圧が小さ過ぎると、スプール１０が制御圧を大きくす
る方向（Ｒ方向）に移動し、その結果、制御圧が設定圧
に一致するようにコントロールされる。電流を大きくし
て電磁力を強めると、「ばね１２の力」＝「フィードバ
ックポート４の油圧力（制御圧による力）」＋「電磁
力」のバランスから制御圧は小さくなり、逆に電流を小
さくして電磁力を弱めると、同バランスから制御圧は大
きくなる。

【００２７】図３は電流を最大にしたときの全閉時の状
態を示す。このとき、入力ポート１が閉鎖され、出力ポ
ート２がドレンポート３に連通されるので、制御圧は最
小となる。

【００２８】一方、高圧保持時には、通電制御装置５０
によりソレノイド１４のコイル１５に逆方向（負方向）
の電流を供給する。そうすると、図４に示すように、ス
プール１０が可動ストッパ２０を押しながらＲ方向に移
動し、それにより、フィードバックポート４が全閉とな
ると共に、入力ポート１が全開となる。従って、制御圧
がフィードバックされなくなり、入力ポート１に入力さ
れる供給圧がそのまま制御圧として出力され、制御圧が
最大となる。

【００２９】以上のように、電流を小さくするほど制御
圧は高くなり、更に零から負方向に移行させることで高
圧保持が可能となるので、図５に示すように、通常利用
域（高圧保持域に対して低圧制御域のことをいう）で、
従来の低圧型と同様の特性を持たせることができる。よ
って、電流−油圧の感度を一定の水準に維持することが
できる。また、スプール１０を逆方向に移動させるだけ
でフィードバックポート４を遮蔽できるので、切換弁を
省略することができ、その分、油圧回路の簡略化が図れ
て、製造コストや部品コストを低減できる。さらに、基
本的には、高圧保持時にコイル１５に逆方向の電流を供
給するだけでよいので、構造が単純である。

【００３０】図６は第２実施形態の電磁比例制御弁Ｖ２
の高圧保持時の状態を示す。

【００３１】この電磁比例制御弁Ｖ２では、通常制御時
（低圧域での制御時）に使用する第１のソレノイド１４
Ａの他に、高圧保持時に使用する第２のソレノイド１４
Ｂを設けている。各ソレノイド１４Ａ、１４Ｂは、それ
ぞれ別のコイル１５Ａ、１５Ｂと、共通の可動子１６で
構成されている。

【００３２】通電制御装置５１により第１のソレノイド
１４Ａのコイル１５Ａに通電すると、可動子１６に図の
Ｌ方向の電磁力が働いて、スプール１０がＬ方向に移動
する。又、通電制御装置５１により第２のソレノイド１
４Ｂのコイル１５Ｂに通電すると、可動子１６にＲ方向
の電磁力が働いて、スプール１０がＲ方向に移動する。
従って、第１のソレノイド１４Ａを用いることで、通常
制御を行うことができ、第２のソレノイド１４Ｂを用い
ることで高圧保持ができる。その他の構成・作用は第１
実施形態と同様であるため、図中で同一部位に同一の符
号を付し重複説明を省略する。

【００３３】前記実施形態に係る電磁比例制御弁Ｖ１
で、逆方向電流を流したときにかかる力の方向を、正方
向電流を流したときにかかる力の方向と逆転させるため
には、可動子１６を磁化しなければならないが、この第
２実施形態に係る電磁比例制御弁Ｖ２では、可動子１６
は磁化する必要がない。又、通電制御装置によっては、
逆方向電流を流すことができない場合があるので、この
ような場合はこの第２実施形態の方が都合が良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電流−油圧の感度を一定の水準に維持しながら、別途の
切換弁を用いずに、高圧保持が可能となる。従って、油
圧回路の簡略化が図れ、製造コストや部品コストを低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の電磁比例制御弁の非通電時
の状態を示す断面図

【図２】同弁の通常制御時（調圧時）の状態を示す断面
図

【図３】同弁の最大通電時（全閉時）の状態を示す断面
図

【図４】同弁の高圧保持時（逆通電時）の状態を示す断
面図

【図５】同弁における電流と制御圧の関係を示す特性図

【図６】本発明の他の実施形態の高圧保持時の状態を示
す断面図である。

【図７】従来の高圧型の弁の特性図

【図８】従来の低圧型の弁の特性図

【図９】この種の電磁比例制御弁の模式図

【図１０】従来の電磁比例制御弁に切換弁を付加した構
成を示す回路図

【図１１】従来の電磁比例制御弁に切換弁を付加した構
成を示す回路図

【符号の説明】

Ｖ１，Ｖ２…電磁比例制御弁 １…入力ポート ２…出力ポート ３…ドレンポート ４…フィードバックポート １０…スプール １２…ばね（付勢手段） １４，１４Ａ，１４Ｂ…ソレノイド １５，１５Ａ，１５Ｂ…コイル １６，１７…可動子 ２０…可動ストッパ ２１…制止部 ２４…バックばね ５０，５１…通電制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧源からの供給圧が入力される入力ポー
   トと、 制御対象に向けて制御圧を出力する出力ポートと、 ドレンポートと、 前記制御圧がフィードバックされるフィードバックポー
   トと、 各ポートの開閉及び開度制御を行うスプールと、 該スプールを移動方向の一方側へ付勢する付勢手段と、 該付勢手段の付勢力に抗して前記スプールを移動するソ
   レノイドとを備え、 前記付勢手段による付勢力と、前記フィードバックポー
   トの油圧によりスプールに作用する力と、ソレノイドの
   電磁力によりスプールに作用する力とのバランスによ
   り、スプールの位置を制御し、入力ポートと出力ポート
   とドレンポートの連通割合を調整して、前記出力ポート
   に所定の制御圧を発生させる電磁比例制御弁において、 前記スプールを前記フィードバックポートが全閉となる
   位置に移動させる手段を設けたことを特徴とする電磁比
   例制御弁。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記スプールをフィードバックポートが全閉となる位置
   に移動させる手段が、前記ソレノイドに通常の比例制御
   時とは逆方向の電流を供給する手段であることを特徴と
   する電磁比例制御弁。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記スプールをフィードバックポートが全閉となる位置
   に移動させる手段が、前記ソレノイドと別に設けられた
   第２のソレノイドであることを特徴とする電磁比例制御
   弁。