JPH1068404A - 圧力媒体装置並びにその使用方法 - Google Patents

圧力媒体装置並びにその使用方法

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JPH1068404A
JPH1068404A JP9175577A JP17557797A JPH1068404A JP H1068404 A JPH1068404 A JP H1068404A JP 9175577 A JP9175577 A JP 9175577A JP 17557797 A JP17557797 A JP 17557797A JP H1068404 A JPH1068404 A JP H1068404A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 すべての作動領域に亘って最適なヒステリシ
スの低減とバルブのチャタリングの回避が確実に可能と
なる圧力媒体装置を提供すること。 【解決手段】 バルブの制御のために前記制御ユニット
によって制御電流又は制御電圧等の制御量が設定され、
前記制御量は少なくとも２つの制御量成分から形成さ
れ、前記制御量成分の１つは第１の周波数で変調され、
第２の制御量成分は第２の周波数で変調されるように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両における例え
ば油圧装置等の圧力媒体装置であって、ポンプ等の少な
くとも１つの圧力媒体圧縮機と、制御ユニットによって
制御される、例えば電磁弁等の負荷制御用のバルブとを
有している圧力媒体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のバルブ、例えば切換弁、プロポ
ーショナルバルブ、位置切換弁等は、負荷の圧力供給を
制御する。この場合負荷側の圧力は、制御ユニットによ
って設定される制御量によって制御される。
【０００３】前述したような形式のバルブを備えた圧力
媒体装置においては、ヒステリシスの低減がパルス幅変
調（ＰＷＭ）を用いたバルブ制御によって達成されるこ
とは公知である。
【０００４】また、周波数の重畳された制御信号を用い
たバルブ制御によってもヒステリシスの低減が達成でき
ることも公知である。さらに制御領域において周波数の
変更が実施されるバルブも公知である。
【０００５】圧力媒体装置にバルブを使用する場合に
は、通常はヒステリシスが現れる。これはバルブの作動
中に障害的に作用する可能性がある。ヒステリシス特性
に良好な所定の周波数を用いた制御量によるバルブの制
御は、機械的な特性に対しては必ずしも良好に作用する
ものではない。バルブの制御に対して比較的低い周波数
の信号を用いた場合には、例えばバルブにおいてチャタ
リングが生じる恐れが出てくる。また制御すべき振動に
対して過度に高い周波数を選択した場合には、バルブの
プランジャないしピストンが支持する質量とそれに伴う
慣性並びに高い周波数によって追従不能な状態に陥る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べたような形式の、バルブを備えた油圧装置等の圧
力媒体装置において、すべての作動領域に亘って最適な
ヒステリシスの低減とバルブのチャタリングの回避が確
実に可能となるように改善を行うことである。
【０００７】さらに本発明の課題は、このような圧力媒
体装置を低コストで簡単に製造できるようにすることで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、バルブの制御のために前記制御ユニットによって制
御電流又は制御電圧等の制御量が設定され、前記制御量
は少なくとも２つの制御量成分から形成され、前記制御
量成分の１つは第１の周波数で変調されており、第２の
制御量成分は第２の周波数で変調されるように構成され
て解決される。
【０００９】有利には前記第１の周波数は第２の周波数
よりも大きくされる。
【００１０】さらに有利には、前記第１の周波数は、整
数からなる係数分だけ第２の周波数よりも大きい。この
ことは第２の周波数の周期期間が第１の周波数の周期期
間の整数倍であることを意味する。
【００１１】さらに有利には前記制御量の振幅は、変調
可能である。
【００１２】特に有利な実施例によれば、前記制御量は
プリセット圧力か又はバルブのメインスライダー弁によ
る圧力である。
【００１３】同様に有利には、プリセット圧力の圧力振
幅及び（又は）バルブのメインスライダー弁による圧力
の圧力振幅が所定の値まで閉ループ制御又は開ループ制
御される。この閉ループ制御又は開ループ制御は、制御
ユニット等の電子制御ユニットによって実施されてもよ
い。この場合この制御ユニットは実質的に複数のセンサ
と送信可能に接続される。
【００１４】さらに本発明の別の有利な考察によれば、
少なくとも１つの圧力センサが、プリセット圧力及び
（又は）メインスライダー弁による圧力を検出し、この
圧力の大きさを圧力振幅の開ループ制御又は閉ループ制
御に対して用いる、請求項１〜６いずれか１項記載の圧
力媒体装置。
【００１５】有利には、前記制御量成分の比較的小さい
周波数を有する振幅か又は前記制御量成分の比較的大き
い周波数を有する振幅が電流の関数として変調可能であ
る。同様に有利には、前記制御量成分の比較的小さい周
波数を有する振幅か又は前記制御量成分の比較的大きい
周波数を有する振幅が電流の関数として増減可能であ
る。
【００１６】さらに有利には、前記制御量成分の比較的
小さい周波数を有する振幅か又は前記制御量成分の比較
的大きい周波数を有する振幅が温度の関数として変調可
能である。
【００１７】同様に有利には、前記制御量成分の比較的
小さい周波数を有する振幅か又は前記制御量成分の比較
的大きい周波数を有する振幅が温度の関数として増減可
能である。
【００１８】さらに有利には、前記制御量の第１の周波
数及び（又は）第２の周波数が変調可能である。これら
の周波数は圧力媒体装置又は自動車の動作点に依存して
選択されてもよい。この場合はこれらの周波数が個々の
パラメータ、例えば温度、圧力及び（又は）その他のパ
ラメータ等に依存して変更されてもよい。
【００１９】同様に有利には、バルブのデューティー比
が動作点の関数として変更可能である。
【００２０】特に有利には、前記制御量成分のうちの１
つの周波数は、１００Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲、
有利には２００Ｈｚ〜６００Ｈｚの範囲にある。
【００２１】さらに有利には、前記比較的小さい周波数
を有する制御量成分の周波数は、比較的高い周波数を有
する制御量成分の周波数よりも１/３〜１/５０の係数分
だけ小さい。
【００２２】本発明のさらに別の考察によれば、有利に
は、請求項１〜１４項に記載の圧力媒体装置を用いて電
磁弁を制御するための方法であって、励磁電流等の所定
の制御量によってマグネットコイルを制御する形式のも
のにおいて、前記制御量が、異なる周波数の２つの信号
成分の重畳によって制御される。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に本発明を図面に基づき詳細に
説明する。
【００２４】図１には例えば駆動ユニットと、変速機
と、車両ドライブトレーン中のトルク伝達系を有する自
動車の圧力媒体装置１が示されている。
【００２５】この圧力媒体装置１を用いて、例えば車両
のドライブトレーン中のトルク伝達系の伝達可能なトル
クが制御される。この圧力媒体装置１、例えば油圧装置
は少なくとも１つの圧力媒体圧縮機２を有している。こ
の圧縮機は例えばポンプとして構成されていてもよい。
圧力媒体圧縮機は負荷３、例えばトルク伝達系３の制御
のためにシステム圧力を発生させる。このトルク伝達系
３は圧力媒体で操作されるクラッチ、例えば始動クラッ
チ又はコンバータロックアップクラッチ等であってもよ
い。さらにこのトルク伝達系は回転方向の逆転のための
装置（例えば反転装置）のクラッチであってもよい。
【００２６】圧力媒体管路４を介してスライダー弁５に
よって、圧力媒体管路６の中と負荷３の圧力媒体室７内
の圧力が制御される。バルブのスライダー弁５の軸方向
の位置は、圧力媒体管路６ないし負荷３の圧力媒体室７
の圧力を定める。このスライダー弁５は、軸方向でみて
圧力室８内の圧力ＰFに依存して圧力を形成する。さら
に応力蓄積器９はスライダー弁５に対して軸方向の圧力
負荷を形成する。
【００２７】予備制御弁１０は、圧力媒体管路１１を介
して圧力媒体圧縮機２と接続され、領域１２の圧力、す
なわち実質的に制御圧力ＰSを制御している。この制御
圧力ＰSは、空間領域８内でスライダー弁５の軸方向の
応力負荷を確定している。バルブ２０のスライダー弁２
１と弁座２２も空間領域８の圧力ＰSを定めている。こ
のバルブ２０が閉じているならば、すなわちスライダー
弁が弁座２２の領域に到来している状態ならば、圧力Ｐ
Fは空間領域１２内の圧力ないしは供給管路１３内の圧
力に関して最大となる。バルブ２０が少なくとも短期間
開放され、スライダー弁２１が弁座２２を解放している
場合には、油圧媒体の領域１２から矢印２３に沿った流
出が生じる。それにより空間領域８内の制御圧力ＰSの
圧力低下が生じる。
【００２８】スライダー弁５の応力負荷によってこのス
ライダー弁５の軸方向での転移が長孔部領域１４におい
て生じ、制御エッジ１５ａないし１５ｂが軸方向の１つ
の位置に到達する。そしてポンプ２が圧力媒体管路６と
接続状態にもたらされるか、又は排出部１６が圧力媒体
管路１６と媒体通流状態にもたらされる。それにより領
域７における圧力の低減が生じる。圧力媒体管路１８を
介して空間領域６内の圧力は空間領域１７へ伝達され
る。それにより空間領域１７内の軸方向の応力がスライ
ダー弁５に作用する。この軸方向応力は、領域１７内に
作用する圧力に、横断面積Ａと横断面積Ｂの差分をかけ
たものに相応する。
【００２９】制御ユニット３０は信号線路３１ａと３１
ｂを介してセンサと場合によってはその他の電子ユニッ
トと送信可能に接続され、バルブ２０のスライダー２１
の軸方向の位置を制御する。信号線路３２を介して例え
ば電磁弁２０のマグネット３３は次のように制御され
る。すなわちスライダー２１が所期の選択された軸方向
の位置か又は所期の選択された移動量となるように制御
される。圧力媒体装置の作動のもとでピストン５のヒス
テリシスの最小化のためにスライダ２１は異なる周波数
の２つの成分の重畳によって生じめられる振動状態にお
かれる。例えば制御電流などの制御信号の１つの成分
は、例えば１００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの高い周波数、有
利には２００Ｈｚ〜６００Ｈｚの周波数で制御される。
この場合第２の周波数は比較的小さな周波数である。こ
の場合の周波数は、例えば１/３〜１/５０、有利には１
/５〜１/２５の係数分だけ小さい。制御信号の第１の成
分は第１のチョッパー周波数で変調される。この場合の
制御信号の第２の成分は比較的小さな周波数で制御され
る。制御信号成分の電流振幅が、比較的小さな周波数で
閉ループ制御されるか又は開ループ制御され、それによ
ってスライダ５，２１は、バルブ２０のもとでまだ振動
はするがしかしながら係合衝突は生じない。電流振幅の
変調は次のように行われる。すなわち例えばオイルが冷
えた状態か及び（又は）プリセット圧力が小さい場合に
大きな振幅信号が制御され、オイルが熱くなっているか
及び（又は）プリセット圧力が高い場合には小さな振幅
か又は消滅し続ける振幅に制御される。
【００３０】さらに有利には制御が次のように行われ
る。すなわちスライダーの振動の振幅がプリセット回路
かバルブ内で高めに閉ループ制御又は開ループ制御され
る。バルブのスライダー５はまだ振動する。メイン回路
の圧力振幅は緩慢な制御器において入力として与えられ
る。この場合調整量はバルブの電流振幅である。個々の
障害並びに変化のヒステリシスのばらつきを寿命に亘っ
て補償する事が可能である。例えば圧力と温度に依存し
短期間の変化は上記緩慢な制御器には依存しない。
【００３１】油圧制御回路中の電流振幅の変化を用い
た、ヒステリシス最小化のための例えばバルブ２０の制
御電流などの制御量は、一定の又は変化した基本チョッ
パー周波数のもとでプロポーショナルプリセットバルブ
を用いて行われてもよい。
【００３２】図１ではバルブ２０がプロポーショナルバ
ルブとして示されている。この場合スライダー５がバル
ブのメインスライダーであり、バルブ１０は領域１２又
は領域８における制御圧力の供給のためのプリセットバ
ルブである。
【００３３】図２には第２の信号が時間の関数として示
されている。この場合特性曲線１００が電磁弁の電圧を
表し、特性曲線１０１は時間の関数としての電流を表し
ている。図では高周波振動又は高周波な制御信号成分の
周期期間ｔ1と低周波な信号成分の周期期間ｔ2が識別可
能である。図２中符号ｔ2で示されている低周波な信号
成分の周期期間は、高周波な振動もしくは高周波な信号
成分の周期期間ｔ1の倍である。
【００３４】特性曲線１００は、期間ｔ1内の期間Δｔ1
に亘って最大であり、期間Δｔ2に亘って実質的にゼロ
である。このΔｔ1とΔｔ2の間の比はデューティー比を
表す。この場合期間Δｔ1に亘っては完全な信号が得ら
れ、期間Δｔ2に亘っては信号は実質的にゼロである。
電圧信号は期間Δｔ1において最大であるのに対して、
電流１０１は実質的にゼロから所定の値まで上昇する。
それに対して電流は期間Δｔ2において再び低下する。
次の周期間中は、電流は再度上昇し、続いて再度低下す
る。この場合平均電流が上昇する。Δｔ1対Δｔ2のデュ
ーティー比によって、平均電流が設定もしくは制御され
る。最初の３つの周期Ｔ1においては期間Δｔ1が実質的
に期間Δｔ2よりも大きいのに対して、４つめの周期だ
けは時点ｔで始まる期間のｔ1とｔ2のデューティー比が
変化している。すなわち期間Δｔ1が期間Δｔ2よりも小
さい。これによって平均電流が期間ｔ1に亘って低下す
ることが達成される。振幅の変調もしくはデューティー
比Δｔ1対Δｔ2の変調によって、平均制御電流の変調が
達成される。
【００３５】図２からは明らかに、時間の関数としての
変調された電流の上昇と低下が識別される。この場合高
周波による電流の上昇と低下に緩慢な振動が重畳され
る。図１中の領域８における僅かな予備制御圧力のもと
では振動の振幅が大きくてもよい。なぜなら僅かな圧力
は、スライダー２１が座面２１から比較的離れているか
又はバルブが比較的ワイドに開かれていることを意味す
るからである。このようなバルブのワイドな開放のもと
では、距離の変化が可能である。しかしながらこれは座
面の衝撃には結びつかない。領域８における比較的高い
圧力のもとではスライダー２１の距離変化の振幅が僅か
にされるべきである。なぜなら座面衝撃が回避されるべ
きだからである。この座面衝撃は、比較的高い圧力のも
とで問題となる。なぜならバルブの開放角度が比較的少
なくて、距離の変化も僅かな場合には既に座面衝撃が生
じ得るからである。
【００３６】２つの振動成分からなる信号による制御量
又は制御信号の制御は、図２に示されている。図示され
ているデューティー比の変化例の他にも高周波振動又は
低周波振動の振幅の変調が例えば電流や制御圧力の関数
としてあるいは作動パラメータの関数として実行されて
もよい。同様に低周波又は高周波振動の周波数変調が例
えば電流や制御圧力の関数としてあるいはその他の作動
特性量の関数として実行されてもよい。
【００３７】プロポーショナルバルブ２０が高周波成分
と低周波成分を有する信号によって制御されるならば、
スライダー５は通常は定収な成分のみに追従する。なぜ
ならスライダーの慣性が高周波な運動を通常は許容しな
いからである。
【００３８】本願発明に伴って差し出される請求項は十
分な権利保護を得るための先見的な形式的定義である。
本発明の別の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記
載されている。
【００３９】従属請求項に用いられる従属関係において
は各従属請求項の特徴によって独立請求項の要件のさら
なる展開が示唆される。それらは従属関係にある従属請
求項の特徴に対する独立的な客観的保護収得に対する放
棄をいみするものではない。
【００４０】これらの従属請求項の要件も、先行する従
属請求項の要件に依存しない構成を含んだ特異的な発明
である。
【００４１】本発明は、明細書に記載された実施例に限
定されるものではない。それどころか本発明の枠内では
多くの変更ないし修正が可能である。特にそのような変
化例、変更要素の組み合わせにおいては、例えば明細書
全般にわたる個々の実施形態の組み合わせや変更、並び
に請求項に記載されたあるいは図面に含まれた特徴ない
し要件又は方法ステップもそれぞれ特異的な発明を呈し
ており、これらの特徴の組み合わせによって製造方法、
検査方法、作動方法にも関係する新たな要件や方法ステ
ップないし方法ステップシーケンスが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧力媒体装置の概略図である。
【図２】本発明による実施例の特性を説明するためのダ
イヤグラムである。
【符号の説明】
１ 圧力媒体装置 ２ 圧力媒体圧縮機 ３ 負荷 ４,６ 圧力媒体管路 ５ スライダー弁 ７ 圧力媒体室 ８ 圧力室 ９ 応力蓄積器 ２０ バルブ ２１ スライダー弁 ３０ 制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 391000830 テミツク テレフンケン マイクロエレク トロニツク ゲゼルシヤフト ミツト ベ シユレンクテル ハフツング ＴＥＭＩＣ ＴＥＬＥＦＵＮＫＥＮ ｍｉ ｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＧｍｂＨ ドイツ連邦共和国 ハイルブロン テレジ エンシユトラーセ ２ (72)発明者 オスヴァルト フリートマン ドイツ連邦共和国 リヒテナウ モーゼル シュトラーセ 59 (72)発明者 マンフレット ホム ドイツ連邦共和国 ビュール コンラート −アデナウアー−シュトラーセ 17 (72)発明者 ミヒァエル ゲンツェル ドイツ連邦共和国 ロスタール アルター シュタイク ８

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両における油圧装置等の圧力媒体装置
    であって、ポンプ等の少なくとも１つの圧力媒体圧縮機
    と、制御ユニットによって制御される負荷制御用のバル
    ブとを有しているものにおいて、 バルブの制御のために前記制御ユニットによって制御電
    流又は制御電圧等の制御量が設定され、前記制御量は少
    なくとも２つの制御量成分から形成され、前記制御量成
    分の１つは第１の周波数で変調されており、第２の制御
    量成分は第２の周波数で変調されていることを特徴とす
    る、圧力媒体装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の周波数は、第２の周波数より
    も大きい、請求項１記載の圧力媒体装置。
  3. 【請求項３】 前記第１の周波数は、整数からなる係数
    分だけ第２の周波数よりも大きい、請求項１記載の圧力
    媒体装置。
  4. 【請求項４】 前記制御量の振幅は、変調可能である、
    請求項１〜３いずれか１項記載の圧力媒体装置。
  5. 【請求項５】 前記制御量は、プリセット圧力か又はバ
    ルブのメインスライダー弁による圧力である、請求項１
    〜４いずれか１項記載の圧力媒体装置。
  6. 【請求項６】 プリセット圧力の圧力振幅及び（又は）
    バルブのメインスライダー弁による圧力の圧力振幅が所
    定の値まで閉ループ制御又は開ループ制御される、請求
    項１〜５いずれか１項記載の圧力媒体装置。
  7. 【請求項７】 少なくとも１つの圧力センサが、プリセ
    ット圧力及び（又は）メインスライダー弁による圧力を
    検出し、この圧力の大きさを圧力振幅の開ループ制御又
    は閉ループ制御に対して用いる、請求項１〜６いずれか
    １項記載の圧力媒体装置。
  8. 【請求項８】 前記制御量成分の比較的小さい周波数を
    有する振幅か又は前記制御量成分の比較的大きい周波数
    を有する振幅が電流の関数として変調可能である、請求
    項１〜７いずれか１項記載の圧力媒体装置。
  9. 【請求項９】 前記制御量成分の比較的小さい周波数を
    有する振幅か又は前記制御量成分の比較的大きい周波数
    を有する振幅が電流の関数として増減可能である、請求
    項１〜８いずれか１項記載の圧力媒体装置。
  10. 【請求項１０】 前記制御量成分の比較的小さい周波数
    を有する振幅か又は前記制御量成分の比較的大きい周波
    数を有する振幅が温度の関数として変調可能である、請
    求項１〜９いずれか１項記載の圧力媒体装置。
  11. 【請求項１１】 前記制御量成分の比較的小さい周波数
    を有する振幅か又は前記制御量成分の比較的大きい周波
    数を有する振幅が温度の関数として増減可能である、請
    求項１〜８いずれか１項記載の圧力媒体装置。
  12. 【請求項１２】 前記制御量の第１の周波数及び（又
    は）第２の周波数が変調可能である、請求項１〜１１い
    ずれか１項記載の圧力媒体装置。
  13. 【請求項１３】 前記制御量成分のうちの１つの周波数
    は、１００Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲、有利には２
    ００Ｈｚ〜６００Ｈｚの範囲にある、請求項１〜１２い
    ずれか１項記載の圧力媒体装置。
  14. 【請求項１４】 前記比較的小さい周波数を有する制御
    量成分の周波数は、比較的高い周波数を有する制御量成
    分の周波数よりも１/３〜１/５０の係数分だけ小さい、
    請求項１〜１３いずれか１項記載の圧力媒体装置。
  15. 【請求項１５】 前記請求項に記載の圧力媒体装置を用
    いて電磁弁を制御するための方法であって、励磁電流等
    の所定の制御量によってマグネットコイルを制御する形
    式のものにおいて、 前記制御量を、異なる周波数の２つの信号成分の重畳に
    よって制御することを特徴とする方法。
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