JPS63172075A - 電磁弁による油圧制御方法 - 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 本発明は電磁弁による油圧制御方法、特にデユーティ制
御方法に関する。

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、第５図のように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。

一般にデユーティ制御に使用される周波数は数１１ｚ〜
数百Ｈｚ程度であるが、デユーティ周波数を低（すると
出力油圧の脈動が大きく、精密な油圧制御ができなくな
るため、デユーティ周波数を高める必要がある。ところ
が、デユーティ比と出力油圧の特性はデユーティ周波数
によって変化し、例えばデユーティ周波数が数Ｈｚ程度
の低周波数では第５図Ａのように全デユーティ比域にお
いてデユーティ比と出力油圧とがほぼ比例した良好な特
性が得られるのに対し、数百Ｈｚ以上の高周波数では第
５図Ｂのように低デユーティ比域において出力油圧を殆
ど発生しなくなる。その原因は、電磁弁には作動限界時
間（弁体が一方の弁座から他方の弁座へ動作する最短時
間）が存在し、デユーティ比の変化につれて一周期当り
の作動時間が上記作動限界時間より短くなると、弁体が
動作し得なくなるからである。

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、低デユーティ比域における油圧制御を確実
に行うことができる電磁弁による油圧制御方法を提供す
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、出力油圧を制御する油圧制御方
法において、デユーティ制御信号の一周期当りの作動時
間を電磁弁の作動限界時間以上の一定時間に設定し、か
つデユーティ制御信号の周期または非作動時間を変化さ
せることにより、周期に対する作動時間の比を可変とし
たものである。

すなわち、デユーティ比が如何に低くなっても一周期当
りの作動時間を常に電磁弁の作動限界時間以上としであ
るので、電磁弁が確実に作動でき、従来のような低デユ
ーティ比域における油圧特性の悪化を防止できる。

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ベルト
式無段変速機の一例を示し、エンジン１のクランク軸２
はダンパ機構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に設けた駆動側プーリ１
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は固定シーブ１２ａと可動シーブ１２ｂ
とを有しており、可動シーブ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ベルト張力を付与している。一
方、従動側プーリ１４も駆動側プーリ１２と同様に、固
定シーブ１４ａと可動シーブ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ｔ＆
進用ギヤ２２とが回転自在に支持されており、前後進切
換用ドッグクラッチ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
２２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２
６とに同時に噛み合うカウンタギヤ２８と、終減速ギヤ
２９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
出された油圧を調圧し、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プーリ１４
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ボ一ト式電磁弁５３
単体で構成してもよい。

上記制御弁４３．４５を第２図のようなスプール弁５０
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Ｐ１は次式で与えられる。

Ｐ　ａｒｒ＝　Ｐ　：ｎ　Ｘ　（１−Ｄ＋　）　　　　
　−（１１上式において、Ｐ　ｉｎ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
ＰＣは次式で与えられる。

Ｐ、ＸＡ、＝Ｐゆ×Ａ２＋Ｆ　　　　・・・（２）上式
において、Ａ、、Ａ２はそれぞれスプール弁５０のラン
ド５０ａ、　５０ｂ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ＰＵは次式で与えら
れる。

Ｐｒｍ＝　Ｐ　：ｎ　Ｘ　Ｄ２　　　　　　　　−−−
（３１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。

また、デユーティ比り、、Ｄ２も電磁弁の種類やその使
用態様によってデユーティ制御信号の周期に対するＯＮ
時間の比（ＯＮデユーティ）のほか、周期に対するＯＦ
Ｆ時間の比（ＯＦＦデヱーテイ）を使用することもでき
る。

上記構成のＶベルト式無段変速機において、電磁弁に入
力されるデユーティ制御信号の作動周波数を精密な油圧
制御を行うために高くすると、周期が短くなるので、低
デユーティ比では一周期当りの作動時間（実施例ではＯ
Ｎ時間）が短くなる。

そして、作動時間が電磁弁の作動限界時間以下になると
、弁体が動作し得なくなり、第５図Ｂのように低デユー
ティ比時に出力油圧を発生しなくなる。

本発明ではこのような問題を解消するため、−周期当り
の作動時間を電磁弁の作動限界時間以上の一定時間とし
、周期あるいは非作動時間（実施例ではＯＦＦ時間）を
変化させることにより・デユーティ比を可変としたもの
である。

第４図はデユーティ比が２５％、５０％、７０％におけ
る本発明の各信号波形図であり、いずれの信号波形にお
いても作動時間（ＯＮ時間）Ｔは一定で、その値Ｔは電
磁弁の作動限界時間よりやや長めに設定されている。電
磁弁の作動限界時間は電磁弁の種類や形式によって異な
り、第３図のようなボール状弁体５４を用いた電磁弁５
３の場合には弁体５４が弁本体と摺動しないので、第２
図のようなニードル形弁体を用いた電磁弁５２に比べて
作動限界時間が短く、数ｍｓ程度である。したがって、
作動時間Ｔを電磁弁の作動限界時間よりやや大きめの値
に設定し、周期あるいは非作動時間を変化させれば、２
０％以下の低デユーティ比域においても弁体が確実に動
作して出力油圧を発生させることができ、第５図Ａと同
様な良好な特性を得ることができる。また、デユーティ
比が高くなるにつれて周波数も高くなるので、出力油圧
の脈動も解消される。

また、一般の電磁弁ではスプリングのバネ力、コイルの
巻数、コイルの延抗などの部品バラツキにより作動限界
時間が一定せず、そのため第５図に示す特性の立ち上が
り点、即ち出力油圧が発生するときの最低デユーティ比
も一定しない。これに対し、本発明では作動時間を部品
バラツキを見込んだ作動限界時間以上の一定値に設定し
ておけば、上記のような出力油圧の立ち上がり点のバラ
ツキを解消できる。

さらに、本発明では作動時間を一定とし、周期または非
作動時間を変化させることによりデユーティ比を可変と
したので、いわばデユーティ制御信号を周波数変調した
ことになり、次のような効果が期待できる。すなわち、
従来のようにデユーティ周波数が一定の場合には、その
周波数がエンジンの固有振動数や油圧回路の固有振動数
と一致すると共振を起こす、エンジンのような機械系の
振動源については、予めその固有振動数と異なるデユー
ティ周波数に設定しておけば共振を防げるが、油圧系の
振動に対しては入力油圧や温度によってその固有振動数
が変動するため、ある条件下で油圧系の固を振動数と異
なるデユーティ周波数に設定しても、入力油圧や温度が
変化すれば共振を起こすおそれがある。これに対し、本
発明の油圧制御方法ではデユーティ制御信号の周期をラ
ンダムに変化させることになるので、機械系および油圧
系との共振を確実に防止できる。さらに、デユーティ制
御では短い周期で弁体が弁座に衝突するために高周波騒
音が発生し、特に従来では周期が一定であるため単位時
間当りの衝突回数が一定となり、鋭い音圧ビークをもた
らす結果となっていたが、本発明ではデユーティ制御信
号の周期をランダムに変化させることにより、音圧ビー
クが緩和される効果がある。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によればデユーテ
ィ制御信号の一周期当りの作動時間を電磁弁の弁体の作
動限界時間以上の一定時間に設定し、かつデユーティ制
御信号の周期または非作動時間を変化させることにより
デユーティ比を可変としたので、低デユーティ比域にお
いても電磁弁が確実に作動でき、従来のような低デユー
ティ比域における油圧特性の悪化を防止できる。また、
−周期当りの作動時間を部品バラツキを見込んだ値に設
定しておけば、部品バラツキに基づ（出力油圧の立ち上
がり点のバラツキも解消できる。しかも、低デユーティ
比域では低周波数、高デユーテイ比域では高周波数とな
るように周波数変調を行うことになるので、機械系およ
び油圧系との共振を防止でき、騒音の発生や油圧の脈動
を解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される■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信号波形図、第
５図は低周波数および高周波数におけるデユーティ比と
出力油圧との特性図である。 １・・・エンジン、１０・・・無段変速装置、２０・・
・発進クラッチ、４３・・・ブーり制御弁、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 ヂエー予イに（’／、）

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、出力油圧を制御
   する油圧制御方法において、デューティ制御信号の一周
   期当りの作動時間を電磁弁の作動限界時間以上の一定時
   間に設定し、かつデューティ制御信号の周期または非作
   動時間を変化させることにより、周期に対する作動時間
   の比を可変としたことを特徴とする電磁弁による油圧制
   御方法。