JPH0560219A - 変速機のピークトルク発生防止装置 - Google Patents
変速機のピークトルク発生防止装置Info
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- JPH0560219A JPH0560219A JP24041691A JP24041691A JPH0560219A JP H0560219 A JPH0560219 A JP H0560219A JP 24041691 A JP24041691 A JP 24041691A JP 24041691 A JP24041691 A JP 24041691A JP H0560219 A JPH0560219 A JP H0560219A
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- JP
- Japan
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- clutch
- transmission
- peak torque
- rotation
- dω1i
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 遊星歯車式あるいは多軸多板クラッチ式等、
変速時に油圧を用いてクラッチを切換える変速機におい
て、クラッチを断続する制御弁に異物等が噛み込み、ク
ラッチ油圧が急激に上昇すると、ピークトルクが発生し
て変速機の軸、歯車等が破損することがある。そこで、
変速機のピークトルク発生防止装置を設けて、前記不具
合の発生を防止する。 【構成】 ピークトルク発生時には、平常時よりもクラ
ッチ入力軸の回転変化率が大きくなるので、回転数セン
サで、クラッチ入力軸回転数ω1iをサンプリングタイム
△ｔごとに検出し、演算式 ｄω1i／ｄｔ＝（ω1i−ω
1i-1）／△ｔ によって入力軸回転数ω1iの変化率ｄω
1i／ｄｔを算出する。そして、｜ｄω1i／ｄｔ｜と回転
変化率限界値ｄω1C／ｄｔとを比較し、｜ｄω1i／ｄｔ
｜＞ｄω1C／ｄｔであればピークトルク発生の兆候あり
と判断して、変速指令を解除するとともにアラームを作
動させる。
変速時に油圧を用いてクラッチを切換える変速機におい
て、クラッチを断続する制御弁に異物等が噛み込み、ク
ラッチ油圧が急激に上昇すると、ピークトルクが発生し
て変速機の軸、歯車等が破損することがある。そこで、
変速機のピークトルク発生防止装置を設けて、前記不具
合の発生を防止する。 【構成】 ピークトルク発生時には、平常時よりもクラ
ッチ入力軸の回転変化率が大きくなるので、回転数セン
サで、クラッチ入力軸回転数ω1iをサンプリングタイム
△ｔごとに検出し、演算式 ｄω1i／ｄｔ＝（ω1i−ω
1i-1）／△ｔ によって入力軸回転数ω1iの変化率ｄω
1i／ｄｔを算出する。そして、｜ｄω1i／ｄｔ｜と回転
変化率限界値ｄω1C／ｄｔとを比較し、｜ｄω1i／ｄｔ
｜＞ｄω1C／ｄｔであればピークトルク発生の兆候あり
と判断して、変速指令を解除するとともにアラームを作
動させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変速機のピークトルク
発生防止装置に関する。
発生防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】建設機械、産業車両等に搭載され、遊星
歯車式あるいは多軸多板クラッチ式など、油圧を用いて
クラッチを切換えることによって前後進の切換えや速度
段の切換えを行う変速機においては、クラッチの断続を
制御するコントロールバルブにクラッチ油圧をモジュレ
ートする機構を設け、変速レバーを切換えてクラッチを
接続するときクラッチ油圧を徐々に上げ、クラッチがな
めらかに係合するようにしている。これにより、クラッ
チ係合時のピークトルク発生を防止し、変速時の衝撃を
小さくして動力伝達系統の耐久性向上を図るとともに、
乗り心地を良くしている。
歯車式あるいは多軸多板クラッチ式など、油圧を用いて
クラッチを切換えることによって前後進の切換えや速度
段の切換えを行う変速機においては、クラッチの断続を
制御するコントロールバルブにクラッチ油圧をモジュレ
ートする機構を設け、変速レバーを切換えてクラッチを
接続するときクラッチ油圧を徐々に上げ、クラッチがな
めらかに係合するようにしている。これにより、クラッ
チ係合時のピークトルク発生を防止し、変速時の衝撃を
小さくして動力伝達系統の耐久性向上を図るとともに、
乗り心地を良くしている。
【０００３】前記コントロールバルブが正常に機能した
とき、図７（ａ）に示すようにクラッチ油圧が設定時間
内でゆるやかに上昇し、クラッチはなめらかに係合する
とともに、ピークトルクは発生しない。しかし、クラッ
チを断続する作動油に混入した異物等によってモジュレ
ート機構が正常に機能しなくなった場合、図７（ｂ）に
示すようにクラッチ油圧は急激に上昇し、ピークトルク
が発生して、変速機の軸、歯車等の破損を招くことがあ
る。
とき、図７（ａ）に示すようにクラッチ油圧が設定時間
内でゆるやかに上昇し、クラッチはなめらかに係合する
とともに、ピークトルクは発生しない。しかし、クラッ
チを断続する作動油に混入した異物等によってモジュレ
ート機構が正常に機能しなくなった場合、図７（ｂ）に
示すようにクラッチ油圧は急激に上昇し、ピークトルク
が発生して、変速機の軸、歯車等の破損を招くことがあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】大型建設機械等に搭載
されている油圧・電子制御式変速機においては、クラッ
チのすべりや二重係合等の異常を検出する機能や、異常
発生防止手段が組み込まれている。しかし上記変速時の
ピークトルクに関しては検出手段、あるいは発生防止手
段が設けられていない。そこで、クラッチ係合時のトル
クの異常な増大を検出する手段として、トルクセンサを
用いる方法も考えられるが、コントロールバルブに異物
等が噛み込んで作動が不円滑になり、変速時にクラッチ
油圧が急激に上昇して過大なピークトルクが発生する
と、瞬時に変速機のシャフトの折損、亀裂あるいはギヤ
の歯部折損等に至るため、ピークトルクそのものを検出
しても重大事故発生を防止することはできない。従っ
て、ピークトルク発生の兆候が現れた時点でこれを検出
し、即座に防止装置を作動させる機構とする必要があ
る。また、仮にトルクセンサを用いるとしても、たとえ
ば非接触式トルクセンサは信頼性が低く、コスト高とな
るため実用化が困難という問題点がある。
されている油圧・電子制御式変速機においては、クラッ
チのすべりや二重係合等の異常を検出する機能や、異常
発生防止手段が組み込まれている。しかし上記変速時の
ピークトルクに関しては検出手段、あるいは発生防止手
段が設けられていない。そこで、クラッチ係合時のトル
クの異常な増大を検出する手段として、トルクセンサを
用いる方法も考えられるが、コントロールバルブに異物
等が噛み込んで作動が不円滑になり、変速時にクラッチ
油圧が急激に上昇して過大なピークトルクが発生する
と、瞬時に変速機のシャフトの折損、亀裂あるいはギヤ
の歯部折損等に至るため、ピークトルクそのものを検出
しても重大事故発生を防止することはできない。従っ
て、ピークトルク発生の兆候が現れた時点でこれを検出
し、即座に防止装置を作動させる機構とする必要があ
る。また、仮にトルクセンサを用いるとしても、たとえ
ば非接触式トルクセンサは信頼性が低く、コスト高とな
るため実用化が困難という問題点がある。
【０００５】本発明は上記従来の問題点に着目し、遊星
歯車式あるいは多軸多板クラッチ式変速機において、ク
ラッチ係合時のピークトルク発生の兆候を早期に検出し
て、ピークトルクの発生を予防することができるような
変速機のピークトルク発生防止装置を提供することを目
的とする。
歯車式あるいは多軸多板クラッチ式変速機において、ク
ラッチ係合時のピークトルク発生の兆候を早期に検出し
て、ピークトルクの発生を予防することができるような
変速機のピークトルク発生防止装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る変速機のピークトルク発生防止装置は、
油圧を用いてクラッチを切換えることにより変速操作を
行う変速機において、クラッチ入力回転数を検出する手
段と、検出したクラッチ入力回転数の値に基づいて、ク
ラッチ入力回転数の変化率を演算する手段と、あらかじ
め設定した回転数変化率の限界値と前記クラッチ入力回
転数変化率の値とを比較して変化率の異常の有無を判定
する手段と、前記判定手段によって異常と判定した場合
は変速指令を解除し、アラームを作動させる手段とを備
える構成とした。
に本発明に係る変速機のピークトルク発生防止装置は、
油圧を用いてクラッチを切換えることにより変速操作を
行う変速機において、クラッチ入力回転数を検出する手
段と、検出したクラッチ入力回転数の値に基づいて、ク
ラッチ入力回転数の変化率を演算する手段と、あらかじ
め設定した回転数変化率の限界値と前記クラッチ入力回
転数変化率の値とを比較して変化率の異常の有無を判定
する手段と、前記判定手段によって異常と判定した場合
は変速指令を解除し、アラームを作動させる手段とを備
える構成とした。
【０００７】
【作用】図４はクラッチを有する同一軸系の模型図、図
５は回転変化率とクラッチトルクとの相関を示す図であ
る。また、図６は変速操作時の変速機クラッチ油圧、ク
ラッチトルク、回転数、回転変化率の推移を示す図で、
実線はピークトルク発生時の状態を示し、点線は本発明
による変速機のピークトルク発生防止装置を設けた状態
を示している。図４において、シャフトＡの入力トルク
を Ｔ1、シャフトＡの回転慣性モーメントを Ｉ1、クラ
ッチトルクを ＴC、車体の等価回転慣性モーメントをＩ
2 とすると、クラッチが係合する時のシャフトＡの回転
数ω1 の変化率ｄω1／ｄｔは下記（１）式により与え
られる。 ｄω1／ｄｔ＝（Ｔ1−ＴC）／Ｉ1 ・・・・・・・（１）
５は回転変化率とクラッチトルクとの相関を示す図であ
る。また、図６は変速操作時の変速機クラッチ油圧、ク
ラッチトルク、回転数、回転変化率の推移を示す図で、
実線はピークトルク発生時の状態を示し、点線は本発明
による変速機のピークトルク発生防止装置を設けた状態
を示している。図４において、シャフトＡの入力トルク
を Ｔ1、シャフトＡの回転慣性モーメントを Ｉ1、クラ
ッチトルクを ＴC、車体の等価回転慣性モーメントをＩ
2 とすると、クラッチが係合する時のシャフトＡの回転
数ω1 の変化率ｄω1／ｄｔは下記（１）式により与え
られる。 ｄω1／ｄｔ＝（Ｔ1−ＴC）／Ｉ1 ・・・・・・・（１）
【０００８】ピークトルクが発生しようとする時、すな
わちＴC がトルク限界に近づくと、通常の変速時よりも
シャフトＡの回転変化率 ｜ｄω1／ｄｔ｜ が大きくな
る。クラッチトルクＴC と ｜ｄω1／ｄｔ｜ との間に
は前記（１）式により図５に示すような相関があるの
で、｜ｄω1／ｄｔ｜ が通常範囲を超える場合は異常と
考えてよい。本発明では、クラッチ入力回転数を検出し
てその変化率を演算し、変化率の限界値と比較して異常
と判定した場合は変速指令を解除する構成としたので、
図６（ｂ）に点線で示すように、ピークトルクの発生を
未然に防止することができる。
わちＴC がトルク限界に近づくと、通常の変速時よりも
シャフトＡの回転変化率 ｜ｄω1／ｄｔ｜ が大きくな
る。クラッチトルクＴC と ｜ｄω1／ｄｔ｜ との間に
は前記（１）式により図５に示すような相関があるの
で、｜ｄω1／ｄｔ｜ が通常範囲を超える場合は異常と
考えてよい。本発明では、クラッチ入力回転数を検出し
てその変化率を演算し、変化率の限界値と比較して異常
と判定した場合は変速指令を解除する構成としたので、
図６（ｂ）に点線で示すように、ピークトルクの発生を
未然に防止することができる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明に係る変速機のピークトルク発
生防止装置の実施例について、図面を参照して説明す
る。図１は、大型建設機械において、エンジンからトル
クコンバータを経て遊星歯車式変速機の出力軸に至る動
力伝達経路の一例を示す図である。同図において、エン
ジン１の出力トルクはロックアップクラッチ付きトルク
コンバータ２を介して遊星歯車式変速機（以下変速機と
いう）３の入力軸４に伝達される。変速機３は、高速
（Ｈｉ）、低速（Ｌｏ）、１速（１ｓｔ）、２速（２ｎ
ｄ）、３速（３ｒｄ）、４速（４ｔｈ）および後進（Ｒ
ｅｖ）の計７個のクラッチを有し、変速機３の出力軸５
は１速用遊星歯車装置６のプラネットキャリヤ７に連結
されている。
生防止装置の実施例について、図面を参照して説明す
る。図１は、大型建設機械において、エンジンからトル
クコンバータを経て遊星歯車式変速機の出力軸に至る動
力伝達経路の一例を示す図である。同図において、エン
ジン１の出力トルクはロックアップクラッチ付きトルク
コンバータ２を介して遊星歯車式変速機（以下変速機と
いう）３の入力軸４に伝達される。変速機３は、高速
（Ｈｉ）、低速（Ｌｏ）、１速（１ｓｔ）、２速（２ｎ
ｄ）、３速（３ｒｄ）、４速（４ｔｈ）および後進（Ｒ
ｅｖ）の計７個のクラッチを有し、変速機３の出力軸５
は１速用遊星歯車装置６のプラネットキャリヤ７に連結
されている。
【００１０】この変速機には油圧・電子制御機構が装着
されているが、その中の検出手段の一つとして、変速機
３の入力軸４、中間軸８、出力軸５の回転数を検出する
回転数センサが配設されている。たとえば、４速用クラ
ッチハウジング９は中間軸８にスプライン結合されてい
るが、このクラッチハウジング９の外周に設けられたフ
ランジ外周に近接して、中間軸８の回転数を検出する回
転数センサ１０が装着されている。
されているが、その中の検出手段の一つとして、変速機
３の入力軸４、中間軸８、出力軸５の回転数を検出する
回転数センサが配設されている。たとえば、４速用クラ
ッチハウジング９は中間軸８にスプライン結合されてい
るが、このクラッチハウジング９の外周に設けられたフ
ランジ外周に近接して、中間軸８の回転数を検出する回
転数センサ１０が装着されている。
【００１１】図２は実施例におけるピークトルク発生防
止機構の構成を示すブロック図である。変速機の中間軸
回転数は回転数検出手段すなわち回転数センサ１０によ
って検出され、その出力信号はコントローラ１１内の回
転数（ω1i）演算・記憶手段１２によって演算の上、記
憶される。次に回転変化率演算手段１３によって、中間
軸回転数ω1iの微分演算が行われ、回転変化率ｄω1i／
ｄｔが求められる。この値は回転変化率判定手段１４に
入力され、回転変化率限界値設定・記憶手段１５から出
力される回転変化率限界値ｄω1C／ｄｔと比較して、｜
ｄω1i／ｄｔ｜＞ｄω1C／ｄｔ ならばピークトルク発
生の兆候ありと判定し、変速指令解除手段１６およびア
ラーム作動指令手段１７に信号が入力される。変速指令
解除手段１６はクラッチ圧電子制御弁１８に変速中止の
指令信号を出力し、アラーム作動指令手段１７はブザー
およびコーションランプを作動させて、オペレータに注
意を喚起する。
止機構の構成を示すブロック図である。変速機の中間軸
回転数は回転数検出手段すなわち回転数センサ１０によ
って検出され、その出力信号はコントローラ１１内の回
転数（ω1i）演算・記憶手段１２によって演算の上、記
憶される。次に回転変化率演算手段１３によって、中間
軸回転数ω1iの微分演算が行われ、回転変化率ｄω1i／
ｄｔが求められる。この値は回転変化率判定手段１４に
入力され、回転変化率限界値設定・記憶手段１５から出
力される回転変化率限界値ｄω1C／ｄｔと比較して、｜
ｄω1i／ｄｔ｜＞ｄω1C／ｄｔ ならばピークトルク発
生の兆候ありと判定し、変速指令解除手段１６およびア
ラーム作動指令手段１７に信号が入力される。変速指令
解除手段１６はクラッチ圧電子制御弁１８に変速中止の
指令信号を出力し、アラーム作動指令手段１７はブザー
およびコーションランプを作動させて、オペレータに注
意を喚起する。
【００１２】図３は回転数センサの検出信号に基づいて
ピークトルクの発生を防止するフローチャートである。
同図において１〜４はステップ番号を示す。変速機中間
軸の回転数を検出する回転数センサの出力信号がサンプ
リングタイム△ｔごとにコントローラに入力されると、
ステップ１で入力軸回転数ω1iが読み込まれる。ステッ
プ２では演算式 ｄω1i／ｄｔ＝（ω1i−ω1i-1）／△
ｔ に基づいて微分演算が行われ、中間軸の回転変化率
ｄω1i／ｄｔが算出される。この回転変化率とあらかじ
め設定・記憶された回転変化率限界値ｄω1C／ｄｔとが
ステップ３で比較される。｜ｄω1i／ｄｔ｜＞ｄω1C／
ｄｔ であれば、ステップ４で変速指令解除信号がクラ
ッチ圧電子制御弁に出力され、同時にアラーム作動指令
信号が出力されてブザー、コーションランプが作動す
る。またステップ３で、｜ｄω1i／ｄｔ｜≦ｄω1C／ｄ
ｔ の場合はステップ１に戻り、回転数センサから入力
される次の入力軸回転数ω1i+1を読み込む。
ピークトルクの発生を防止するフローチャートである。
同図において１〜４はステップ番号を示す。変速機中間
軸の回転数を検出する回転数センサの出力信号がサンプ
リングタイム△ｔごとにコントローラに入力されると、
ステップ１で入力軸回転数ω1iが読み込まれる。ステッ
プ２では演算式 ｄω1i／ｄｔ＝（ω1i−ω1i-1）／△
ｔ に基づいて微分演算が行われ、中間軸の回転変化率
ｄω1i／ｄｔが算出される。この回転変化率とあらかじ
め設定・記憶された回転変化率限界値ｄω1C／ｄｔとが
ステップ３で比較される。｜ｄω1i／ｄｔ｜＞ｄω1C／
ｄｔ であれば、ステップ４で変速指令解除信号がクラ
ッチ圧電子制御弁に出力され、同時にアラーム作動指令
信号が出力されてブザー、コーションランプが作動す
る。またステップ３で、｜ｄω1i／ｄｔ｜≦ｄω1C／ｄ
ｔ の場合はステップ１に戻り、回転数センサから入力
される次の入力軸回転数ω1i+1を読み込む。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
ラッチ係合時のピークトルク発生の兆候を、クラッチ入
力回転数の変化率によって検出し、必要に応じて変速指
令を解除することにしたので、クラッチを断続する油圧
制御装置が異物混入等により異常作動した場合でも、そ
れによるピークトルクの発生を未然に防止することがで
きる。従って、変速機に過大な負荷がかからなくなり、
変速機の耐久性を向上させることができる。また、回転
数センサは変速機の油圧・電子制御機構を構成する検出
手段の一つとして既設されているものであり、トルクセ
ンサ、油圧センサ等を変速機に追設する必要がなく、コ
ストアップにつながることがない。
ラッチ係合時のピークトルク発生の兆候を、クラッチ入
力回転数の変化率によって検出し、必要に応じて変速指
令を解除することにしたので、クラッチを断続する油圧
制御装置が異物混入等により異常作動した場合でも、そ
れによるピークトルクの発生を未然に防止することがで
きる。従って、変速機に過大な負荷がかからなくなり、
変速機の耐久性を向上させることができる。また、回転
数センサは変速機の油圧・電子制御機構を構成する検出
手段の一つとして既設されているものであり、トルクセ
ンサ、油圧センサ等を変速機に追設する必要がなく、コ
ストアップにつながることがない。
【図１】エンジンからトルクコンバータを経て遊星歯車
式変速機の出力軸に至る動力伝達経路を示す図である。
式変速機の出力軸に至る動力伝達経路を示す図である。
【図２】変速機のピークトルク発生防止機構の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】変速機のピークトルク発生防止機構を実行する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】クラッチを有する同一軸系の模型図である。
【図５】クラッチ入力軸の回転変化率と、クラッチトル
クとの相関を示す図である。
クとの相関を示す図である。
【図６】変速操作時の変速機クラッチ油圧、クラッチト
ルク、回転数、回転変化率の推移を示す図である。
ルク、回転数、回転変化率の推移を示す図である。
【図７】変速操作時の変速機クラッチ油圧とクラッチト
ルクの変化を示す図で、（ａ）は正常時、（ｂ）はピー
クトルク発生時を示す。
ルクの変化を示す図で、（ａ）は正常時、（ｂ）はピー
クトルク発生時を示す。
３ 遊星歯車式変速機 １０ 回転数センサ（回転数検出手段） １３ 回転変化率演算手段 １４ 回転変化率判定手段 １６ 変速指令解除手段 １７ アラーム作動指令手段
Claims (1)
- 【請求項１】 油圧を用いてクラッチを切換えることに
より変速操作を行う変速機において、クラッチ入力回転
数を検出する手段と、検出したクラッチ入力回転数の値
に基づいて、クラッチ入力回転数の変化率を演算する手
段と、あらかじめ設定した回転数変化率の限界値と前記
クラッチ入力回転数変化率の値とを比較して変化率の異
常の有無を判定する手段と、前記判定手段によって異常
と判定した場合は変速指令を解除し、アラームを作動さ
せる手段とを備えたことを特徴とする変速機のピークト
ルク発生防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24041691A JPH0560219A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 変速機のピークトルク発生防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24041691A JPH0560219A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 変速機のピークトルク発生防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560219A true JPH0560219A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=17059153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24041691A Pending JPH0560219A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 変速機のピークトルク発生防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560219A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008069908A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toyota Motor Corp | 車両用自動変速機の制御装置ならびに車両用自動変速機 |
| JP2009156396A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Toyota Motor Corp | 車両用リニアソレノイド弁異常判定装置 |
| US8095285B2 (en) | 2007-06-29 | 2012-01-10 | Caterpillar Inc. | Method for derating a power source to limit damage |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP24041691A patent/JPH0560219A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008069908A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toyota Motor Corp | 車両用自動変速機の制御装置ならびに車両用自動変速機 |
| US8095285B2 (en) | 2007-06-29 | 2012-01-10 | Caterpillar Inc. | Method for derating a power source to limit damage |
| JP2009156396A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Toyota Motor Corp | 車両用リニアソレノイド弁異常判定装置 |
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