JP2014085005A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コスト化や小型化を図り、同時にアキュムレータの使用範囲を増大させることの可能な油圧制御装置を提供する。
【解決手段】アキュムレータ８と制御回路１との間に設けられた切替バルブ９と、信号圧を前記切替バルブ９の信号圧ポート１５に供給し、その信号圧に応じて切替バルブ９を開閉動作させる信号圧用連通路１６と、切替バルブ９がアキュムレータ８を制御回路１に対して遮断するように動作している状態でアキュムレータ８を制御回路１に連通させるバイパス油路１７とを備え、そのバイパス油路１７の最小開孔径が切替バルブ９がアキュムレータ８を制御回路１に連通させている状態におけるアキュムレータ８と制御回路１との間の切替バルブ９を経由する油路の最小開孔径より小さく設定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、油圧アクチュエータを動作させるための作動油圧を制御する装置に関し、油圧を蓄えるとともにその油圧を作動油圧としてアクチュエータに供給するアキュムレータを備えた油圧制御装置に関するものである。

従来、各種の産業用機器や車両などにおいて、油圧によって動作させ、またその動作を油圧によって制御する装置が用いられている。例えば車両用の自動変速機は、油圧によって動作状態を変化させて変速比を切り替え、あるいは油圧の高低に応じて伝達トルク容量が変化するように構成されている。その油圧は、車両の駆動力源によってオイルポンプを駆動して発生させ、かつその発生した油圧を調圧バルブによってライン圧と称される元圧に調圧し、そのライン圧を要求に応じて調圧して変速機構やクラッチあるいはブレーキなどにおけるアクチュエータに供給している。その一例が特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載された油圧制御装置の一例は、ベルト式無段変速機を対象とする装置であって、ベルトが巻き掛けられて変速を行うプーリの油圧を制御するための高圧油圧回路と、トルクコンバータや各種の潤滑箇所に供給するべき油圧を制御するための低圧油圧回路とを備え、エンジンによって駆動される油圧ポンプで発生した油圧を第１のレギュレータバルブによって高圧油圧回路で必要とする油圧に調圧する一方、その第１のレギュレータバルブで調圧された油圧を第２のレギュレータバルブによって更に低圧に調圧してトルクコンバータに供給し、また第１のレギュレータバルブから生じるドレイン油圧を潤滑箇所に供給するように構成されている。

また、高圧油圧回路にはその高圧油圧回路で使用することのできる程度に高圧の油圧を蓄圧するアキュムレータが設けられ、その入力側に接続された電磁バルブである切替バルブによってオイルポンプをアキュムレータに接続し、あるいはオイルポンプを高圧油圧回路に接続するように構成されている。なお、その切替バルブの流入側には、高圧を発生することのできる電動オイルポンプが接続されている。そして、上記の第１のレギュレータバルブや第２のレギュレータバルブとして、所定の電磁バルブから発生される信号圧に応じて調圧レベルが設定されるバルブを使用することができる。また、特許文献１に記載された構成では、切替バルブがソレノイドの電磁力によって動作するように構成され、また駆動側および従動側の各プーリにおける油圧を、それぞれのプーリに対応して設けられた供給用の電磁バルブおよび排出用の電磁バルブによって制御するように構成されている。

特開２０１０ー１５１２４０号公報

上記の特許文献１に記載されている切替バルブは、急変速などの際に高圧かつ多量の油圧をプーリに迅速に供給することを可能にするために、電気的に制御できるソレノイドバルブによって構成されている。したがって、プーリなどの制御対象物における油圧の制御応答性が良好になる。しかしながら、特許文献１に記載されている各レギュレータバルブによる調圧および各プーリに対する油圧の供給・排出に加えて、アキュムレータとオイルポンプとの連通とその遮断とをソレノイドによって行うように構成されているために、電気的に制御するべき箇所やソレノイドの数が多くなって、装置の全体としてのコストが高くなり、また装置の全体としての構成が大型化する可能性がある。

なお、上記の切替バルブの切替動作を、電磁力に替えて、所定の信号圧によって行わせるように構成することが考えられる。例えば、高圧油圧回路で多量の圧油を必要とするときは、急加速などのアクセルペダルが大きく踏み込まれるときであるから、アクセル開度に連動するスロットル圧（プライマリーレギュレータバルブの調圧レベルを設定する油圧）によって、上記の切替バルブを動作させるように構成することが考えられる。しかしながら、このような構成では、ソレノイドを必要としないものの、スロットル圧などの信号圧によって切替バルブをいわゆるオン・オフに切り替えることになるので、蓄圧できる状態が、その信号圧が所定値以下の場合に限られてしまう。そのため、アキュムレータが高圧油圧回路あるいはライン圧油路に連通される圧力範囲が狭くなり、アキュムレータを有効に使用することができないなどの課題が生じる。

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、低コスト化や小型化を図り、同時にアキュムレータの使用範囲を増大させることの可能な油圧制御装置を提供す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、請求項１の発明は、オイルポンプで発生した油圧を制御回路で要求される作動油圧に調圧する調圧バルブと、その調圧バルブによって設定すべき油圧を決める信号圧を前記調圧バルブに供給する信号圧発生用バルブと、前記制御回路に供給するべき作動油圧を蓄えるアキュムレータとを備えた油圧制御装置において、前記アキュムレータと制御回路との間に設けられ、かつ開閉動作することにより前記アキュムレータを前記制御回路に連通させ、また前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断する切替バルブと、前記信号圧発生用バルブで発生された前記信号圧を前記切替バルブの信号圧ポートに供給し、その信号圧に応じて前記切替バルブを開閉動作させる信号圧用連通路と、前記切替バルブが前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断するように動作している状態で前記アキュムレータを前記制御回路に連通させるバイパス油路とを備え、そのバイパス油路の最小開孔径が前記切替バルブが前記アキュムレータを前記制御回路に連通させている状態における前記アキュムレータと前記制御回路との間の前記切替バルブを経由する油路の最小開孔径より小さく設定されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記バイパス油路は、前記アキュムレータと前記制御回路とを連通させる連通路と、その連通路の途中に設けられて前記バイパス油路の前記最小開孔径を設定しているオリフィスとを含むことを特徴とする油圧制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記切替バルブは、前記制御回路に連通された第一ポートと、前記アキュムレータに連通された第二ポートと、閉弁位置で前記第一ポートと第二ポートとのいずれか一方を遮断しかつ開弁位置で前記第一ポートと前記第二ポートとを連通させる弁体とを有し、前記バイパス油路は、前記弁体が閉弁位置にある状態で前記第一ポートと第二ポートとを連通させるように前記弁体に形成されていることを特徴とする油圧制御装置である。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記アキュムレータと前記制御回路との間に前記バイパス油路に対して並列に設けられ、かつ前記アキュムレータから前記制御回路に向けた油圧の供給を許容するとともに前記制御回路から前記アキュムレータに向けた油圧の供給を遮断する逆止弁を更に備えていることを特徴とする油圧制御装置である。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記切替バルブは、前記制御回路における作動油圧を高くする前記信号圧を前記信号圧発生用バルブが発生している場合にその信号圧によって閉動作して前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断し、かつ前記制御回路における作動油圧を低くする前記信号圧を前記信号圧発生用バルブが発生している場合にその信号圧によって開動作して前記アキュムレータを前記制御回路に対して連通させるように構成されていることを特徴とする油圧制御装置である。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記制御回路で必要とする前記作動油圧についての要求圧力が前記アキュムレータの油圧より高い場合に、前記要求圧力を前記調圧バルブが発生しかつ前記切替バルブを閉弁動作させて前記アキュムレータを前記制御回路から遮断する第一の信号圧を前記信号圧発生用バルブから出力させるように構成されていることを特徴とする油圧制御装置である。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記制御回路で必要とする前記作動油圧についての要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下の場合に、前記アキュムレータの油圧以下の要求圧力を前記調圧バルブが発生しかつ前記切替バルブを開弁動作させて前記アキュムレータを前記制御回路に連通させる信号圧を前記信号圧発生用バルブから出力させるように構成されていることを特徴とする油圧制御装置である。

請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記信号圧は、前記要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下でかつ前記アキュムレータの圧力が蓄圧を行うべき予め定めた圧力に低下している場合に、前記調圧バルブが前記アキュムレータの油圧より高い油圧を発生しかつ前記切替バルブを開弁状態にする圧力の第二の信号圧を含むことを特徴とする油圧制御装置である。

請求項９の発明は、請求項７または８の発明において、前記信号圧は、前記要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下でかつ前記アキュムレータの圧力が蓄圧を行うべき予め定めた範囲の圧力以上の場合に、前記調圧バルブが前記アキュムレータの油圧以下の油圧を発生しかつ前記切替バルブを開弁状態にする圧力の第三の信号圧を含むことを特徴とする油圧制御装置である。

この発明に係る油圧制御装置によれば、信号圧発生用バルブが信号圧を出力すると、制御回路における作動油圧がその信号圧に応じた油圧に制御され、それと同時に、その信号圧が信号圧用連通路を介して切替バルブの信号圧ポートに導かれ、信号圧に応じて切替バルブが開弁状態もしくは閉弁状態に設定される。したがって、この発明によれば、同時並行的に実施する作動油圧の調圧制御と切替バルブの開閉制御とを、信号圧発生用バルブから出力される信号圧に基づいて実行することができる。すなわち、信号圧発生用バルブを作動油圧の調圧制御と切替バルブの開閉制御とに共用することができるので、必要なバルブの数を少なくして、油圧制御装置の低コスト化や小型化を図ることができる。また、切替バルブによってアキュムレータと制御回路とが遮断されている場合、オイルポンプで発生した油圧は主として制御回路に供給されるが、その制御回路とアキュムレータとが開孔径の小さいバイパス油路を介して連通しているので、オイルポンプで発生した油圧の一部がアキュムレータに供給され、蓄圧を行うことができる。あるいはアキュムレータの油圧を制御回路に供給することができる。したがって、この発明では、切替バルブがアキュムレータと制御回路とを遮断する状態であっても、バイパス油路によってアキュムレータと制御回路とを連通させて僅かであっても両者の間の油圧の流通を生じさせるので、アキュムレータの使用範囲あるいは使用の機会を増大させることができる。

そのバイパス油路は切替弁とは別に設けた連通路とその途中のオリフィスとによって構成することができる。これに替えて、そのバイパス油路を切替バルブの弁体に形成すれば、油路の数が少なくなって装置の全体としての構成を簡素化もしくは小型化することができる。

さらに、上記の逆止弁を設けた構成とすれば、制御回路での油圧の要求量が多い場合、オイルポンプで発生した油圧がアキュムレータに流れることを制限し、制御回路での要求を確実に充足することができるだけでなく、アキュムレータから制御回路に対する圧油の流量を増大させることができるので、この点でもアキュムレータに蓄えた油圧を有効に使用し、その使用範囲を増大させることができる。

また一方、この発明では、前記切替バルブは、調圧値が大きい場合、すなわち作動油圧を高くする場合には閉じられ、反対に調圧値が小さい場合、すなわち作動油圧を低くする場合には開かれるように構成することができる。このような構成であれば、作動油圧を高くする場合に圧油の一部がアキュムレータに送られて制御回路の作動油圧の上昇に遅れが生じることを防止もしくは抑制することができる。言い換えれば、作動油圧を高くする場合の制御応答性を向上させることができる。

より具体的には、作動油圧についての要求圧力が、その時点のアキュムレータの油圧より高い場合、アキュムレータに蓄えている油圧では要求を満たすことができず、オイルポンプで発生させた油圧を、要求を満たす高い油圧に調圧することになるが、その場合に制御回路の圧油がアキュムレータに流れてしまうことが防止もしくは抑制されるために制御回路における作動油圧、あるいは制御回路に連通されている所定のアクチュエータの作動油圧が迅速に上昇する。すなわち、圧力の増大要求に対する応答性が向上する。

この発明に係る油圧制御装置の一例を説明するための概略的な油圧回路図である。 その制御回路を更に具体的に示す油圧回路図である。 その油圧制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 その油圧制御装置における第一ないし第三の信号圧と切替バルブの開閉の状態との関係を示す図である。 スプールのランドに形成した溝部をバイパス油路とした例を説明するための図であって、（ａ）はそのランドの正面図、（ｂ）は切替バルブとして使用されているスプールバルブの一部を示す断面図である。 図５に示す構成における開口面積特性を示す図である。 逆止弁を更に用いたこの発明の他の例を示す概略的な油圧回路図である。

この発明を図に示す具体例に基づいて以下に説明する。図１は、作動油圧が相対的に高い圧力の制御回路１と作動油圧が相対的に低い圧力の低圧回路２とを備えた油圧制御装置にこの発明を適用した例を模式的に示しており、エンジンや電気モータ（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３を備えており、そのオイルポンプ３と制御回路１とは油路４によって連通されている。オイルポンプ３が吐出した油圧もしくは油路４の油圧を、所定の作動油圧に調圧する調圧バルブ５が油路４に連通されている。その作動油圧の一例は、油圧制御装置の全体としての元圧になるライン圧である。また、調圧バルブ５は、油路４における油圧（すなわち作動油圧）を信号圧に応じた圧力に設定するためのバルブであって、例えば、従来、車両用の自動変速機のライン圧を設定するために用いられているプライマリレギュレータバルブや前掲の特開２０１０−１５１２４０号公報に記載されているレギュレータバルブが上記の調圧バルブ５に相当する。

その調圧バルブ５の具体的な構成を説明すると、油路４に連通された入力ポートとドレインポートとを連通させ、またこれらのポートを遮断するランドを有するスプールを備え、そのスプールの一端部にはスプールをその軸線方向に押圧する弾性体と信号圧ポートとが設けられ、これとは反対側の端部に、油路４の油圧をスプールに作用させるフィードバックポートが設けられている。したがって、スプールには、弾性体による弾性力と信号圧ポートに入力された信号圧による押圧力とを合算した荷重が作用し、これに対抗するようにフィードバックポートに作用する作動油圧に基づく荷重が作用する。そして、これらの荷重に応じてスプールが移動し、ドレインポートが開くと油路４の油圧がドレインポートに排出されて低下し、それに伴ってスプールが移動してドレインポートが閉じられると油路４の作動油圧が増大する。結局、調圧バルブ５は、上記の各荷重がバランスするように動作し、油路４の作動油圧は信号圧に応じた圧力に設定される。このような構成であれば、信号圧を高くすることにより油路４の作動油圧が高くなり、これとは反対に信号圧を低下させれば、油路４の作動油圧が低くなる。

変速などを行う制御回路１で要求される作動油圧は、油圧制御装置の動作状態や外部からの要求などによって変化させる必要があるので、調圧バルブ５に供給される信号圧は適宜に変化させることができるように構成されている。具体的には、信号圧発生用バルブ６が設けられている。この信号圧発生用バルブ６は、例えばリニアソレノイドバルブによって構成されており、ソレノイドに流す電流などの電気信号に応じた信号圧を出力するように構成されている。そして、その信号圧が上記の調圧バルブ５に供給されており、したがって調圧バルブ５の調圧レベルが信号圧によって設定されるように構成されている。

また、その信号圧発生用バルブ６を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）７が設けられている。その電子制御装置７は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、入力されたデータや予め記憶しているデータなどに基づいて演算を行って、信号圧発生バルブ６に制御信号を出力するように構成されている。図１に示す油圧制御回路が車両に搭載されたものであれば、電子制御装置７に入力されるデータは、アクセル開度や車速、油温などである。

上記の調圧バルブ５は、オイルポンプ３から吐出された油圧の一部をドレインポートから排出することにより調圧を行うので、調圧バルブ５から所定の圧力のドレイン油圧が生じる。そのドレイン油圧が低圧回路２に元圧もしくは低圧作動油圧として供給されている。

また、制御回路１には、油圧を蓄えるためのアキュムレータ８が油路４を介して連通されている。より具体的には、油路４の途中に切替バルブ９を介してアキュムレータ８が接続されている。アキュムレータ８は、スプリングなどの弾性体によって保持したピストン、あるいは気体が封入されて弾性的に膨張・収縮する部材などを容器の内部に収納し、その容器の内容積が弾性的に増減するように構成された周知の構成のものであり、圧油が押し込められることにより、その圧油を所定の圧力で蓄えるように構成されている。

上記の切替バルブ９は、アキュムレータ８と制御回路１とを連通させ、また遮断するためのいわゆる開閉弁であり、信号圧として供給される油圧に応じて開閉動作するように構成されている。したがって切替バルブ９は、ポペット型のバルブやニードルバルブ、バタフライバルブなどの適宜な構成のバルブであってよく、図１にはスプールタイプのバルブを示してある。その構造について説明すると、ランド部とバリー部とが一体に形成されたスプール１０がシリンダ部１１の内部に軸線方向に移動できるように収容されており、そのシリンダ部１１にはいずれかのランド部によって開閉される入力ポート(第一ポート)１２と、その入力ポート１２に対して連通され、また遮断される出力ポート（第二ポート）１３とが形成されている。

さらに、弁体であるスプール１０の一方の端部側には、スプール１０をその軸線方向（図１では下側）に向けて押圧するスプリング１４が配置されている。また、スプール１０の他方の端部には、スプール１０に対してスプリング１４を圧縮する方向に油圧を作用させるための信号圧ポート１５が形成されている。そして、入力ポート１２に前述した油路４もしくは制御回路１が連通され、また出力ポート１３に上記のアキュムレータ８が連通されている。さらに、信号圧ポート１５は、前述した信号圧発生用バルブ６が出力した信号圧を供給するように、信号圧用連通路１６を介して信号圧発生用バルブ６に接続されている。これらスプリング１４の弾性力や信号圧を受けるフェースの面積は、信号圧の高低に応じて、スプール１０が後述するように動作して切替バルブ９が開閉動作するように設定されている。

そして、アキュムレータ８と制御回路１との間には、上記の切替バルブ９と並列にバイパス油路１７が設けられている。図１に示す例におけるバイパス油路１７は、アキュムレータ８と制御回路１とを連通させる連通路１８と、その連通路１８の途中に設けられたオリフィス１９とによって構成されている。そのオリフィス１９は、アキュムレータ８と制御回路１との間のバイパス油路１７を介した経路の最小開孔径を設定するためのものであり、その開孔径は、開弁状態になっている上記の切替バルブ９を経由する制御回路１とアキュムレータ８との間の経路における最小開孔径より小さく設定されている。すなわち、オリフィス１９は、制御回路１とアキュムレータ８との間の油圧の流通を、切替バルブ９を介した流通よりも制限するように構成されている。

図１に示す構成では、アキュムレータ８に蓄えられている油圧を検出して信号を出力する油圧センサ２０が設けられている。また、油路４のうちアキュムレータ８を接続してある箇所とオイルポンプ３との間に、アキュムレータ８の油圧がオイルポンプ３側に逆流することを阻止するための逆止弁２１が設けられている。

前述したようにこの発明は車両用の変速機における油圧制御回路に適用することができるのであって、上述した制御回路１は、図２に示す構成の油圧回路とすることができる。図２は、ベルト式無段変速機における制御回路１の一例を模式的に示しており、ここに示す無段変速機３０は、ベルトが巻き掛けられる駆動プーリ（プライマリプーリ）３１と従動プーリ（セカンダリプーリ）３２とを備えており、これらのプーリ３１，３２の溝幅を広狭に変化させることにより、それぞれのプーリ３１，３２に対するベルトの巻き掛け半径を大小に変化させて所定の変速比を設定し、またその変速比を変更するように構成されている。すなわち、各プーリ３１，３２は、回転軸と一体の固定シーブと、その回転軸上を軸線方向に移動して固定シーブに対して接近し、また離隔する可動シーブとによって構成され、その可動シーブを固定シーブに向けて押圧するための油圧を供給する油圧室（もしくは油圧アクチュエータ）３１Ａ，３２Ａを備えている。したがって、いずれか一方のプーリ３１（もしくは３２）に供給する油圧（もしくは圧油の量）によって溝幅を変化させ、また他方のプーリ３２（もしくは３１）に供給する油圧によってベルト挟圧力を設定し、その油圧に応じた伝達トルク容量となるように構成されている。そして、その従動プーリ３２から図示しない駆動輪にトルクを伝達するように構成されている。

ライン圧油路に相当する前述した油路４から分岐した油路３３が駆動プーリ３１の油圧室３１Ａに連通されており、その油路３３に供給用ソレノイドバルブ３４が設けられており、この供給用ソレノイドバルブ３４により油路３３を開閉して駆動プーリ３１における油圧室３１Ａに対する圧油の供給を選択的に行うようになっている。また、駆動プーリ３１における油圧室３１Ａには、その油圧室３１Ａの油圧をオイルパン３５などのドレイン箇所に排出する排圧用ソレノイドバルブ３６が連通されている。なお、図２に示す例では、この排圧用ソレノイドバルブ３６は、上記の供給用ソレノイドバルブ３４と油圧室３１Ａとの間の油路３３に接続されている。これらの供給用ソレノイドバルブ３４および排圧用ソレノイドバルブ３６は、電気的に制御されてポートを開閉するバルブであって、非通電状態（オフ状態）では油圧の漏れを殆ど生じさせることなくポートを閉じるように構成されている。これは、通電が遮断された場合であっても、油圧室３１Ａに油圧を閉じ込んで所定の変速比および伝達トルク容量を確保するためである。

ベルトを挟み付ける挟圧力を設定する従動プーリ３２における油圧室３２Ａについての油圧の給排機構も、上記の入力プーリ３１における油圧室３１Ａについての油圧の給排機構と同様に構成されている。すなわち、前記油路４から分岐して従動プーリ３２の油圧室３２Ａに到る油路３７に供給用ソレノイドバルブ３８が設けられており、この供給用ソレノイドバルブ３８により油路３７を開閉して従動プーリ３２における油圧室３２Ａに対する油圧の供給を選択的に行うようになっている。また、従動プーリ３２における油圧室３２Ａには、その油圧室３２Ａの油圧をオイルパン３５などのドレイン箇所に排出する排圧用ソレノイドバルブ３９が連通されている。なお、図２に示す例では、この排圧用ソレノイドバルブ３９は、上記の供給用ソレノイドバルブ３８と油圧室３２Ａとの間の油路３７に接続されている。

これらの供給用ソレノイドバルブ３８ならびに排圧用ソレノイドバルブ３９は、電気的に制御されてポートを開閉するバルブであって、非通電状態（オフ状態）では油圧の漏れを殆ど生じさせることなくポートを閉じるように構成されている。これは、通電が遮断された場合であっても、油圧室３２Ａに油圧を閉じ込んで所定の変速比および伝達トルク容量を確保するためである。

さらに図２に示す例ではクラッチ４０が設けられている。このクラッチ４０は、エンジンから駆動輪にトルクを伝達するパワートレーンの途中に設けられ、係合することによりトルクを伝達し、かつ解放することによりトルクの伝達を遮断するものであり、車両の走行のための駆動トルクが掛かるために、高い油圧で係合するように構成されている。前述した油路４から分岐してクラッチ４０に到る油路４１に供給用ソレノイドバルブ４２が設けられており、その供給用ソレノイドバルブ４２により油路４１を開閉してクラッチ４０における油圧室に対する油圧の供給を選択的に行うようになっている。また、クラッチ４０の油圧室には排圧用ソレノイドバルブ４３が接続されている。この排圧用ソレノイドバルブ４３は、電気的に制御されてクラッチ４０からドレイン箇所などに排圧するように構成されており、これら供給用ソレノイドバルブ４２，４３は非通電状態（オフ状態）では油圧の漏れを殆ど生じさせることなくポートを閉じるように構成されている。これは、通電が遮断された場合であっても、クラッチ４０を係合させて所定の伝達トルク容量を確保するためである。

一方、低圧回路２は、上述した制御回路１よりも低い油圧で動作するように構成されており、この低圧回路２には、前述した調圧バルブ５からのドレイン油圧を調圧するバルブやトルクコンバータ、滑りが生じることにより潤滑を必要とする潤滑箇所、これらトルクコンバータや潤滑箇所に至る油路を開閉しあるいは切り替えるバルブなどが含まれている。なお、トルクコンバータは従来の車両用自動変速機におけるのと同様に、エンジンと変速機構との間に設けられている。そして、図２に示す各ソレノイドバルブ３４，３６，３８，３９，４２，４３や低圧回路２における各バルブなどは、前述した電子制御装置７によって制御されるように構成されており、前記油圧センサ２０はその電子制御装置７に検出信号を入力するように構成されている。

上記の油圧制御装置では、アクセル開度で表される駆動要求量や車速などに応じて作動油圧の調圧が行われ、同時に切替バルブ９の開閉制御が行われる。その作動油圧の調圧は、信号圧発生用バルブ６から出力される信号圧に応じて調圧バルブ５の調圧レベルを設定することにより行われる。具体的には、信号圧が高くなると、それに伴って調圧レベルが高くなるので、油路４の作動油圧が高くなる。したがって、例えばアクセル開度が増大すると、電子制御装置７からの指令信号によって信号圧発生用バルブ６がアクセル開度に応じた信号圧を出力し、その結果、油路４の作動油圧すなわち制御回路１での制御油圧が、アクセル開度（言い換えればエンジン負荷もしくはエンジントルク）に応じた油圧に設定される。その場合、信号圧は調圧バルブ５に供給されるだけでなく、信号圧用連通路１６を介して切替バルブ９の信号圧ポート１５に供給される。したがって切替バルブ９は信号圧によって開弁動作させられ、あるいは閉弁動作させられる。信号圧発生用バルブ６が出力する信号圧は、このように作動油圧の調圧に加えて切替バルブ９を開閉制御する作用を行うので、以下に説明するように電子制御装置７によって制御される。

図３にその制御例の一例をフローチャートで示してあり、ここに示すルーチンは上記の電子制御装置７において所定の短時間ごとに繰り返し実行される。図３に示す制御例では、先ず、制御回路１で必要とする油圧（必要油圧もしくは要求圧力）Ｐｔがアキュムレータ圧Ｐａより高いか否かが判断される（ステップＳ１）。制御回路１が例えば図２に示すプーリ３１，３２を含んでいる場合には、アクセル開度が増大することにより無段変速機３０は大きいトルクを伝達する必要があるので、その伝達トルク容量を決める作動油圧（制御圧）の要求値は大きくなる。したがって、制御回路１で必要とする油圧Ｐｔは、アクセル開度や車速などの車両の走行状態を表すデータに基づいて求めることができる。より具体的には、これらのデータに応じた要求油圧をマップとして予め用意しておき、そのマップから要求油圧Ｐｔを求めればよい。また、アキュムレータ圧Ｐａは、アキュムレータ８に蓄えられている圧油の圧力であり、前述した油圧センサ２０によって求めることができる。

前述した制御回路１での要求圧力Ｐｔがアキュムレータ圧Ｐａより高いことによりステップＳ１で肯定的に判断された場合には、信号圧発生用バルブ６による信号圧が第一の信号圧Ｐ1 に設定される（ステップＳ２）。その後、図３のルーチンを一旦終了する。この第一の信号圧Ｐ1 は、上述した切替バルブ９を閉弁状態にすることのできる最小圧力（言い換えれば、開弁状態にすることのできる最大圧力）Ｐclose より高い圧力であり、かつ制御回路１での作動油圧すなわち調圧バルブ５で発生させる油圧が前記要求圧力Ｐｔになるように調圧バルブ５の調圧レベルを設定する圧力の信号圧である。

したがって、要求圧力Ｐｔが高い場合には、作動油圧（ライン圧）が高い圧力に上昇するとともに、切替バルブ９が閉弁状態に切り替わってアキュムレータ８が油路４もしくは制御回路１から遮断される。一方、制御回路１もしくは油路４は、オリフィス１９を備えている連通路１８であるバイパス油路１７によってアキュムレータ８に連通されているから、高い圧力に調圧された油路４の油圧がそのバイパス油路１７を介してアキュムレータ８に供給され、蓄圧される。すなわち、切替バルブ９によって油路４とアキュムレータ８とが遮断されている高圧状態であっても、アキュムレータ８に蓄圧を行うことができ、アキュムレータ８の使用範囲あるいは使用する機会を増大させることができる。またその場合、バイパス油路１７の最小開孔径は油路４から切替バルブ９を経由してアキュムレータ８に到る経路の最小開孔径より小さいから、バイパス油路１７を介してアキュムレータ８に供給される油圧の量は大きく制限される。そのため、油路４からアキュムレータ８に流れ込む圧油の量が少ないので、調圧バルブ５における調圧レベルの増大に応じて作動油圧が迅速に上昇し、制御回路１における油圧の制御応答性が良好になる。なお、図３に示す制御では、アキュムレータ圧Ｐａの高低に関わらず、要求圧力Ｐｔがアキュムレータ圧Ｐａより高ければ、調圧バルブ５における調圧レベルの増大とともに切替バルブ９が閉弁状態になって切替バルブ９を経由する油路４からアキュムレータ８への経路を遮断するので、アキュムレータ圧Ｐａの高低に関わらず、制御回路１での作動油圧を上昇させる際の制御応答性が良好になる。

一方、ステップＳ１で否定的に判断された場合すなわち制御回路１での必要圧力Ｐｔがアキュムレータ圧Ｐａ以下の場合、アキュムレータ８に蓄圧を行う必要があるか否か、すなわちアキュムレータ８の圧力Ｐａが蓄圧を行うべき予め定めた圧力に低下しているか否かが判断される（ステップＳ３）。具体的には、油圧センサ２０で検出されたアキュムレータ圧Ｐａが、予め定めた範囲の上限圧力Ｐa0より低圧か否かが判断される。アキュムレータ８による蓄圧は、エンジンを停止させるなどのことによってオイルポンプ３が油圧を発生しなくなった場合であっても所定の変速比を維持し、あるいは変速を実行できる程度の油圧を確保するために行うから、蓄圧上限圧力Ｐa0はこのような変速比の維持あるいは変速の実行を可能にするように、実験あるいはシミュレーションなどによって予め決められている。

アキュムレータ圧Ｐａが上記の蓄圧上限圧力Ｐa0未満であることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合には、信号圧発生用バルブ６による信号圧が第二の信号圧Ｐ2 （＜Ｐ1 ）に設定され（ステップＳ４）、その後に図３のルーチンが一旦終了される。この第二の信号圧Ｐ2 は、上述した切替バルブ９を閉弁状態にすることのできる上記の最小圧力Ｐclose より低い圧力であり、かつ制御回路１での作動油圧すなわち調圧バルブ５で発生させる油圧が、アキュムレータ圧Ｐａより高くなるように調圧バルブ５の調圧レベルを設定する圧力の信号圧である。したがってこの場合は、切替バルブ９は、その信号圧ポート１５に供給される第二の信号圧Ｐ2 が上記の最小圧力Ｐclose より低圧であることにより開弁状態になり、かつ油路４での作動油圧がアキュムレータ圧Ｐａより高くなるので、オイルポンプ３で発生させかつ調圧バルブ５によって調圧した油圧が、制御回路１に供給される一方でアキュムレータ８に供給されて、蓄圧が行われる。すなわち、信号圧発生用バルブ６で発生させた信号圧によって作動油圧の調圧を行うと同時に、蓄圧のための制御が実行される。なお、アキュムレータ８は上記のバイパス油路１７を介して油路４もしくは制御回路１に常時連通されているから、油路４もしくは制御回路１の油圧がアキュムレータ８の油圧より高ければ、バイパス油路１７を介してアキュムレータ８に油圧が供給され、蓄圧が行われる。

これとは反対に、上記のステップＳ３で否定的に判断されると、すなわち油圧センサ２０によって検出されたアキュムレータ８の油圧Ｐａが蓄圧を行うことが必要な圧力以上であるのであれば、アキュムレータ圧Ｐａが制御回路１での要求圧力以上でかつ蓄圧を行う必要がない程度に高い圧力となっていることになる。この場合、アキュムレータ８に蓄えた油圧が制御回路１に供給される。すなわち、信号圧発生用バルブ６による信号圧が第三の信号圧Ｐ3 （＜Ｐ2 ）に設定され（ステップＳ５）、その後に図３のルーチンが一旦終了される。この第三の信号圧Ｐ3 は、上記の第二の信号圧Ｐ2 より低圧の信号圧であって、上述した切替バルブ９を閉弁状態にすることのできる上記の最小圧力Ｐclose より十分に低い圧力、すなわち切替バルブ９を開弁状態にすることのできる圧力である。この場合、制御回路１で必要とする油圧がアキュムレータ圧Ｐａより低圧であって、アキュムレータ８を制御回路１の油圧源とすることができるから、第三の信号圧Ｐ3 は、制御回路１で必要とする油圧によらずに、低圧回路２で必要とする油圧に基づいて決められた圧力とされる。具体的には、調圧バルブ５からのドレイン油圧が低圧回路２で必要とする圧力となる調圧レベルを設定するように第三の信号圧Ｐ3 の圧力が決められる。

したがって、この場合は、切替バルブ９は、その信号圧ポート１５に供給される第三の信号圧Ｐ3 が上記の最小圧力Ｐclose より十分に低圧であることにより開弁状態になり、かつ油路４での作動油圧がアキュムレータ圧Ｐａより低くなるので、アキュムレータ８に蓄えられている油圧が、切替バルブ９およびバイパス油路１７を介して制御回路１に供給される。そのため、調圧バルブ５で調圧された作動油圧はかなり低圧になるが、調圧に伴うドレイン油圧が低圧回路２で必要とする圧力以上となるように調圧バルブ５の調圧レベルが第三の信号圧Ｐ3 によって設定され、作動油圧はその調圧レベルに応じた圧力になる。すなわち、この場合も、信号圧発生用バルブ６で発生させた信号圧によって、作動油圧の調圧が行われると同時に、アキュムレータ８に蓄えた油圧を使用する制御が実行される。

上述した第一ないし第三の信号圧Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 の相互の関係および切替バルブ９の開閉状態ならびに蓄圧範囲を図に示すと図４のとおりである。図４に示すように、切替バルブ９は、その信号圧ポート１５に供給される信号圧が、閉弁状態とするための最小圧力Ｐclose 以上の圧力であれば、閉弁状態になる。したがって信号圧発生用バルブ６が上述した第一の信号圧Ｐ1 を出力することにより、切替バルブ９が閉じてアキュムレータ８が油路４もしくは制御回路１に対して遮断される。その結果、第一の信号圧Ｐ1 に応じて調圧された相対的に高い油圧が迅速に発生し、かつ制御回路１に供給される。すなわち、油路４や制御回路１での作動油圧を増大させる際の制御応答性を良好なものにすることができる。また、この状態でも油路４の油圧がバイパス油路１７を介してアキュムレータ８に供給され、蓄圧される。

また、信号圧が上述した最小圧力Ｐclose より低圧であれば、切替バルブ９におけるスプール１０がスプリング１４に押されて信号圧ポート１５側に移動し、入力ポート１２と出力ポート１３とが連通する。すなわち、切替バルブ９は開弁状態になる。この状態ではアキュムレータ８と油路４もしくは制御回路１とが連通するので、アキュムレータ圧Ｐａや油路４もしくは制御回路１での油圧の高低に応じて蓄圧が行われ、あるいはアキュムレータ８から油圧が出力される。すなわち、信号圧が前述した第二の信号圧Ｐ2 に設定されると、油路４あるいは制御回路１での作動油圧がアキュムレータ圧Ｐａより高い圧力になるので、蓄圧が行われる。また、同時にバイパス油路１７を介してアキュムレータ８に油圧が供給されて蓄圧される。したがって、上述したバイパス油路１７を備えた構成では、油路４の油圧（いわゆるライン圧）がアキュムレータ８の油圧より高ければ、切替バルブ９の開閉の状態に関わらずアキュムレータ８に蓄圧することができ、図４にはその範囲を信号圧の最大値Ｐmax に到る「アキュムレータ蓄圧範囲」として記載してある。

これに対して第三の信号圧Ｐ3 に設定されると、油路４あるいは制御回路１での作動油圧がアキュムレータ圧Ｐａより低圧になるので、アキュムレータ８から油圧が、切替バルブ９およびバイパス油路１７を介して油路４もしくは制御回路１に供給される。言い換えれば、アキュムレータ８が制御回路１に対する油圧源として機能する。また同時に、低圧回路２での必要油圧が調圧バルブ５から低圧回路２に供給される。

この発明に係る上記の油圧制御装置では、上述したように、信号圧発生用バルブ６から出力される信号圧によって、油路４または制御回路１での作動油圧が設定され、それと併せてアキュムレータ８を制御回路１に連通もしくは遮断する制御が実行される。したがって、信号圧発生用バルブ６は、作動油圧の調圧のための制御とアキュムレータ８の制御回路１に対する連通・遮断の切り替え制御とを同時並行的に実行する制御手段となっていて、信号圧発生用バルブ６が、同時並行的に実行される制御で共用されている。そのため、この発明に係る油圧制御装置では、構成部品の共用化、特に同時並行的に実行される制御での必要部品の共用化を図り、それに伴って必要部品の数を少なくして低コスト化を図ることができ、また装置の全体としての構成を小型化することが可能になる。また、切替バルブ９を経由するアキュムレータ８への油圧の供給および蓄圧は、切替バルブ９を開弁状態に設定する場合に限られるが、バイパス油路１７は圧油の流量を制限するものの油路４をアキュムレータ８に常時連通させるので、油路４の油圧がアキュムレータ８の油圧より高ければ、バイパス油路１７を介して常時蓄圧を行うことができる。したがって、アキュムレータ８の使用範囲あるいは使用する機会を増大させることができる。

上述したようにこの発明に係る油圧制御装置は、切替バルブ９の開閉の状態に関わらず、アキュムレータ８を油路４もしくは制御回路１に、流路断面積を絞って常時連通させるバイパス油路１７を備えている。そのバイパス油路１７は、図１に示す構成に限られないのであって、例えば図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、切替バルブ９の内部に設けてもよい。その構成を説明すると、切替バルブ９におけるスプール１０には、下降位置で入力ポート１２を開き、上昇位置で入力ポート１２を閉じるランド部１０Ａが設けられており、その外周面に、軸線方向に沿って形成された溝部１０Ｂを備えている。

この溝部１０Ｂは、ランド部１０Ａの図５における上側のフェースからランド部１０Ａの軸線方向での中間部に到るように形成され、その長さは、スプール１０（すなわちランド部１０Ａ）が閉弁位置に上昇した場合であっても、入力ポート１２に対して連通する長さに設定されている。また、その溝部１０Ｂの断面積（すなわち最小開孔径）あるいはスプール１０が閉弁位置に上昇している状態で溝部１０Ｂが入力ポート１２に対して開口する面積は、開弁状態の切替バルブ９を経由して油路４とアキュムレータ８とを連通させる経路における最小開孔径より小さく設定されている。したがって、この溝部１０Ｂがバイパス油路１７を構成している。

図６は、上記の図５に示す構成を採用した場合のスプール１０のストローク量と、油路４からアキュムレータ８に到る経路の開口面積との関係を示している。この図６は開弁状態にあるスプール１０のストローク量を「０」としており、この状態からスプール１０が次第にストローク（上昇）すると（閉弁方向にストロークすると）、ランド部１０Ａが入力ポート１２を次第に塞ぐので、開口面積が徐々に減少する。そして、ランド部１０Ａが入力ポート１２の開口端を完全に覆った状態になると、溝部１０Ｂ（バイパス油路１７）によって入力ポート１２と出力ポート１３とが連通した状態になる。その場合、溝部１０Ｂのうち入力ポート１２に対して開口している部分の長さが長いので、その長さと溝部１０Ｂの幅とを掛けた面積が開口面積となる。スプール１０が更に上昇すると、入力ポート１２に対して開口する溝部１０Ｂの長さが短くなるので開口面積が減少し、最終的には溝部１０Ｂが僅かに入力ポート１２に対して開口し、その開孔径（開口面積）は、前述したオリフィス１９の開孔径程度に小さくなる。したがって、バイパス油路１７を図５に示すように構成した場合であっても、アキュムレータ８の使用範囲を増大させることができるとともに、高い油圧あるいは多量の油圧が制御回路１で要求される場合の制御応答性を良好なものにすることができる。

ところで流路断面積が絞られた上記のバイパス油路１７を備えた構成では、アキュムレータ８から制御回路１に対して油圧を供給する場合にもその流量が制限される。そのような制限を解消もしくは緩和するためには、図７に示すように、アキュムレータ８と油路４もしくは制御回路１との間に、前述したオリフィス１９と並列に、逆止弁５０を設ければよい。その逆止弁５０は、アキュムレータ８の油圧が油路４の油圧もしくは制御回路１の油圧より高い場合に開き、これとは反対にアキュムレータ８の油圧が油路４もしくは制御回路１の油圧に対して低い場合に閉じるバルブである。したがって、図７に示す構成では、アキュムレータ８から制御回路１には、オリフィス１９を備えたバイパス油路１７と、開弁している場合には切替バルブ９とに加えて、逆止弁５０を介して油圧が供給される。そのため、アキュムレータ８から制御回路１に対する油圧の供給量を、逆止弁５０が設けられている油路の分、増大させて制御回路１での制御応答性を向上させることができる。

なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、切替バルブはスプールタイプのバルブに替えて他の型式のバルブを用いてもよい。また、前述した逆止弁を採用する場合、バイパス油路はその逆止弁の中に形成してもよい。例えば逆止弁における弁体を貫通させてバイパス油路を設けてもよい。

１…制御回路、 ２…低圧回路、 ３…オイルポンプ、 ４…油路、 ５…調圧バルブ、 ６…信号圧発生用バルブ、 ７…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ８…アキュムレータ、 ９…切替バルブ、 １０…スプール、 １２…入力ポート、 １３…出力ポート、 １５…信号圧ポート、 １６…信号圧用連通路、 １７…バイパス油路、 １８…連通路、 １９…オリフィス、 ２１…逆止弁、 ３０…無段変速機、 ５０…逆止弁、 Ｐｔ…油圧（必要油圧もしくは要求圧力）、 Ｐａ…アキュムレータ圧、 Ｐ1…第一の信号圧、 Ｐclose …最小圧力（言い換えれば、開弁状態にすることのできる最大圧力）、 Ｐ2 …第二の信号圧、 Ｐ3 …第三の信号圧。

Claims (9)

1. オイルポンプで発生した油圧を制御回路で要求される作動油圧に調圧する調圧バルブと、その調圧バルブによって設定すべき油圧を決める信号圧を前記調圧バルブに供給する信号圧発生用バルブと、前記制御回路に供給するべき作動油圧を蓄えるアキュムレータとを備えた油圧制御装置において、
   前記アキュムレータと制御回路との間に設けられ、かつ開閉動作することにより前記アキュムレータを前記制御回路に連通させ、また前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断する切替バルブと、
   前記信号圧発生用バルブで発生された前記信号圧を前記切替バルブの信号圧ポートに供給し、その信号圧に応じて前記切替バルブを開閉動作させる信号圧用連通路と、
   前記切替バルブが前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断するように動作している状態で前記アキュムレータを前記制御回路に連通させるバイパス油路と
   を備え、
   そのバイパス油路の最小開孔径が前記切替バルブが前記アキュムレータを前記制御回路に連通させている状態における前記アキュムレータと前記制御回路との間の前記切替バルブを経由する油路の最小開孔径より小さく設定されている
   ことを特徴とする油圧制御装置。
2. 前記バイパス油路は、前記アキュムレータと前記制御回路とを連通させる連通路と、その連通路の途中に設けられて前記バイパス油路の前記最小開孔径を設定しているオリフィスとを含むことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
3. 前記切替バルブは、前記制御回路に連通された第一ポートと、前記アキュムレータに連通された第二ポートと、閉弁位置で前記第一ポートと第二ポートとのいずれか一方を遮断しかつ開弁位置で前記第一ポートと前記第二ポートとを連通させる弁体とを有し、
   前記バイパス油路は、前記弁体が閉弁位置にある状態で前記第一ポートと第二ポートとを連通させるように前記弁体に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
4. 前記アキュムレータと前記制御回路との間に前記バイパス油路に対して並列に設けられ、かつ前記アキュムレータから前記制御回路に向けた油圧の供給を許容するとともに前記制御回路から前記アキュムレータに向けた油圧の供給を遮断する逆止弁を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の油圧制御装置。
5. 前記切替バルブは、前記制御回路における作動油圧を高くする前記信号圧を前記信号圧発生用バルブが発生している場合にその信号圧によって閉動作して前記アキュムレータを前記制御回路に対して遮断し、かつ前記制御回路における作動油圧を低くする前記信号圧を前記信号圧発生用バルブが発生している場合にその信号圧によって開動作して前記アキュムレータを前記制御回路に対して連通させるように構成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装置。
6. 前記制御回路で必要とする前記作動油圧についての要求圧力が前記アキュムレータの油圧より高い場合に、前記要求圧力を前記調圧バルブが発生しかつ前記切替バルブを閉弁動作させて前記アキュムレータを前記制御回路から遮断する第一の信号圧を前記信号圧発生用バルブから出力させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の油圧制御装置。
7. 前記制御回路で必要とする前記作動油圧についての要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下の場合に、前記アキュムレータの油圧以下の要求圧力を前記調圧バルブが発生しかつ前記切替バルブを開弁動作させて前記アキュムレータを前記制御回路に連通させる信号圧を前記信号圧発生用バルブから出力させるように構成されている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装置。
8. 前記信号圧は、前記要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下でかつ前記アキュムレータの圧力が蓄圧を行うべき予め定めた圧力に低下している場合に、前記調圧バルブが前記アキュムレータの油圧より高い油圧を発生しかつ前記切替バルブを開弁状態にする圧力の第二の信号圧を含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧制御装置。
9. 前記信号圧は、前記要求圧力が前記アキュムレータの油圧以下でかつ前記アキュムレータの圧力が蓄圧を行うべき予め定めた範囲の圧力以上の場合に、前記調圧バルブが前記アキュムレータの油圧以下の油圧を発生しかつ前記切替バルブを開弁状態にする圧力の第三の信号圧を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の油圧制御装置。

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