JPH09310747A - 油圧機械式変速装置の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低速度段は油圧式変速装置を、高速度段は機
械式変速装置をそれぞれ独立して使用し、機械式変速装
置で変速する時に発生するピ−クトルクを減じてクラッ
チパックを小型化にすると共に、変速時のピ−クトルク
を低減して耐久性の向上を図るを目的とする。 【解決手段】 エンジンの出力軸に連結され複数の変速
段を有する機械式変速装置と、エンジンの出力軸に連結
されて駆動される油圧ポンプ、および、油圧ポンプから
の吐出油を受けてトルクを出力する油圧モ−タとからな
る油圧式変速装置と、油圧式変速装置と機械式変速装置
との間、および、機械式変速装置内の速度段、を車両速
度に応じて切り換え制御する制御装置とを有する油圧機
械式変速装置の制御装置であって、機械式変速装置内の
速度段の変速時に油圧ポンプに負荷をかけエンジンの回
転数を減速する弁を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧機械式変速装置
の制御装置及び制御方法に係り、特に低速度段は油圧式
変速装置、高速度段は機械式変速装置をそれぞれ独立し
て使用する建設機械等の油圧機械式変速装置の制御装置
及び制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】作業装置を有する走輪式油圧ショベルに
搭載される油圧機械式変装置においては、作業時、自走
時、及び自走しながら作業する時の動力の伝達方式は、
状況に適応して機械式変速装置で動力を伝達するか、あ
るいは油圧式変速装置で動力を伝達するか、のいずれか
を選択している。通常では、高速自走の場合には機械式
変速装置によりエンジンの動力を車輪に伝える。また、
低速自走する場合、あるいは自走しながら作業する場合
には油圧式変速装置によりエンジン動力を車輪に伝達す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、一般に、機械式
変速装置、特に、油圧作動の摩擦クラッチ板式変速装置
の場合で、ダンプトラックの機械式変速装置では、エン
ジンの動力はトルクコンバ−タを介して変速装置に伝達
するとともに、変速装置は変速段数が多く設定されてい
るため変速段間比が小さくなり、これに伴い、変速時の
クラッチの前後の回転数の差が小さいなりクラッチの係
合がし易くなっている。これに対して、トルクコンバ−
タを用いない油圧機械式変速装置では、足回りのトルク
が直にエンジンに作用するため、変速時にエンジンが停
止することのないように、エンジンのフライホイ−ルの
慣性を大きくしている。更に、トルクコンバ−タを用い
ないで、かつ、油圧機械式変速装置を用いた走輪式油圧
ショベルの場合には、機械式変速装置の段数も２段〜３
段くらいなので変速段間比が大きくなり、クラッチの前
後の回転数の差が大きくなるためクラッチの係合し難く
なるとともに、クラッチを係合する際に大きなショック
が発生する。特に高速時では、変速時に接合する高速用
クラッチのピ−クトルクが高くなって接合時に大きなシ
ョックを引き起こすとともに、高速用クラッチが発熱し
耐久性が劣るという問題がある。

【０００４】本発明は上記のような従来の問題点に着目
し、油圧機械式変速装置の制御装置及び制御方法に係
り、特には、低速度段は油圧式変速装置、高速度段は機
械式変速装置とそれぞれ独立して使用する建設機械等の
油圧機械式変速装置において、機械式変速装置で変速す
る時に発生するピ−クトルクを減じてクラッチパックを
小型化にすると共に、変速時のピ−クトルクを低減して
ショックを少なくし、かつ、耐久性の向上を図ることの
できる油圧機械式変速装置の制御装置及び制御方法の提
供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の油圧機械式変速装置の制御装置の第１の発
明では、エンジンの出力軸に連結され複数の変速段を有
する機械式変速装置と、エンジンの出力軸に連結されて
駆動される油圧ポンプ、及び、油圧ポンプからの吐出油
を受けてトルクを出力する油圧モ−タとからなる油圧式
変速装置と、油圧式変速装置と機械式変速装置との間、
及び、機械式変速装置内の速度段、を車両速度に応じて
切り換え制御する制御装置とを有する油圧機械式変速装
置の制御装置であって、機械式変速装置内の速度段の変
速時に油圧ポンプの吐出側を加圧する手段を有する。

【０００６】本発明の制御装置の第１の発明を主体とす
る第２の発明では、油圧ポンプの吐出側を加圧する手段
は、油圧ポンプの吐出側に配設され、変速時に油圧ポン
プの吐出側を閉にする開閉弁及び油圧ポンプが吐出した
流量を調圧してタンクに戻すリリーフ弁、あるいは、変
速時に油圧ポンプの吐出側を閉にするとともに、調圧し
てタンクに戻す圧力制御弁とからなる。

【０００７】本発明の制御装置の第１の発明あるいは第
２の発明を主体とする第３の発明では、油圧ポンプは、
作業機を有する車両を走行駆動する油圧式変速装置と作
業機を駆動する油圧源との共用の可変容量型油圧ポンプ
である。

【０００８】本発明の制御装置の第１の発明、第２の発
明あるいは第３の発明を主体とする第４の発明では、前
記制御手段は、変速装置の実入力回転数と実出力回転数
の差が所定値に達したら、弁を開いて油圧ポンプの負荷
状態を解除する。

【０００９】本発明の制御装置の第１の発明、第２の発
明あるいは第３の発明を主体とする第５の発明では、機
械式変速装置の複数の速度段用の各クラッチと、変速
時、変速後のクラッチの滑りがなくなる前に、油圧ポン
プに負荷をかける弁を開く信号を出力する制御手段とか
らなる。

【００１０】本発明の制御装置の第１の発明から第５の
発明のいずれかを主体とする第６の発明では、機械式変
速装置の複数の速度段用のクラッチのクラッチパック
と、クラッチパックに圧油を供給し、かつ、クラッチパ
ックの圧力を検出するクラッチ用圧力制御弁と、クラッ
チパックの圧力が所定値になったときに油圧ポンプに負
荷をかける制御手段とからなる。

【００１１】本発明の油圧機械式変速装置の制御方法の
第１の発明では、エンジンの出力軸に連結され複数の変
速段を有する機械式変速装置と、エンジンの出力軸に連
結されて駆動される油圧ポンプ、及び、油圧ポンプから
の吐出油を受けてトルクを出力する油圧モ−タとからな
る油圧式変速装置と、油圧式変速装置と機械式変速装置
との間、及び、機械式変速装置内の速度段、を車両速度
に応じて切り換え制御する油圧機械式変速装置の制御方
法であって、機械式変速装置による変速時に油圧ポンプ
に負荷をかけてエンジンの出力を吸収し回転数を減速す
る。

【００１２】本発明の制御方法の第１の発明を主体とす
る第２の発明では、機械式変速装置の複数の速度段用の
クラッチのクラッチパックの圧力を検出し、クラッチパ
ックの圧力が所定値になったときに油圧ポンプに負荷を
かける。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、油圧機械式変速装置で、例
えば、機械式変速装置の変速指令が低速側の速度段（例
えば、２速段）から高速の速度段（例えば、３速段）へ
の切り換える信号が出力されると、その信号に応じて、
エンジンにより駆動されている油圧ポンプに負荷を与
え、エンジンの回転速度を減じる。これにより、減じた
エンジンの回転数と、変速後の高速の速度段との回転速
度の差が少なくなり、クラッチの係合が容易になるとと
もに、ショック及び発熱が減ずる。また、変速指令によ
り高速度段用クラッチの圧力制御弁が作動してクラッチ
内に作動油が充満し、その充満したクラッチ内のクラッ
チフィリング信号を検出して油圧ポンプに負荷を与えて
いる。これにより、エンジンの減速とクラッチの係合の
時期が良く適合する。また、油圧ポンプは高い圧力に設
定されている走行用油圧ポンプに負荷を与えることによ
り、より大きい制動トルクをエンジンに掛けることがで
き、変速時の応答性が向上する。また、油圧ポンプは作
業機用と走行用とのより大きな吐出量の共用の油圧ポン
プに負荷を与えることにより、更により大きい制動トル
クをエンジンに掛けることができる。また、油圧ポンプ
は可変容量型油圧ポンプを用いて、高速走行時に吐出容
積を減じて高速走行時のエネルギーロスを低減するとと
もに、変速時には吐出容積を増してエンジンに大きな負
荷を与え減速できる。

【００１４】エンジンの動力は、機械式変速機の摩擦板
クラッチが係合するまでは機械式変速装置と可変容量型
油圧ポンプの両方でエンジントルクを吸収し、クラッチ
が係合前に相対回転数がある設定値（たとえば、５００
r.p.m)に達したら、開閉弁にはコントロ−ラからの制御
信号の発信がなくなりポンプの負荷は停止され、その後
にクラッチへの圧力制御弁のセット圧が規定値に到達す
る。こうすることで、クラッチの完全係合後に、逆に、
ブレーキ作用となることが防がれ、クラッチ係合時のピ
ークトルクの発生を低く押さえられるとともに、発熱も
少なくできる。この油圧ポンプへの負荷は、変速時の指
令を受けて切り換わる開閉弁と回路に用いられているリ
リーフ弁とにより、あるいは作動時のみ圧力が発生する
圧力制御弁を用いることにより簡単な構成により行われ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態及び実施例】以下、本発明の油圧機
械式変速装置の制御装置及び制御方法の実施例について
図面を参照にして説明する。図１は、作業装置を有する
走輪式油圧ショベルに搭載される第１実施例の油圧機械
式変速装置１とその制御装置２、及び、図示しない作業
装置を駆動する作業機械用油圧回路Ｄが組み合わされた
全体概略図である。油圧機械式変速装置１は、機械式変
速装置５及び油圧式変速装置６とからなる。

【００１６】図１において、エンジン８の出力軸８ａに
は、機械式変速装置５が直に連結されて接続され、更
に、出力軸８ａには、可変容量型油圧ポンプ１０（以
下、油圧ポンプ１０という。）及び固定ポンプ１１が連
結され同時に駆動される。機械式変速装置５は、３速段
用と２速段用の遊星歯車減速機構２１、２２、及び出力
軸２３が歯車ケ−スＧに収納され、出力軸２３は図示し
ない車輪駆動軸に接続され、動力は差動機や終減速機等
を介して車輪２３ａに伝達する。また、歯車ケ−スＧに
は油圧ポンプ１０により駆動される走行用油圧モ−タ１
２のモータ用出力軸１２ａが支持され、モータ用出力軸
１２ａはクラッチ部１３、歯車２４を介して機械式変速
装置５の出力軸２３に連結されている。

【００１７】機械式変速装置５の主軸２５には遊星歯車
減速機構２１、２２のサンギヤ２１ａ、２２ａが固設さ
れている。サンギヤ２１ａはプラネットキャリア２１ｂ
に、サンギヤ２２ａはプラネットキャリア２２ｂに、そ
れぞれ噛み合っている。また、プラネットキャリア２１
ｂはリングギヤ２１ｃに、プラネットキャリア２２ｂは
リングギヤ２２ｃに噛み合っている。また、プラネット
キャリア２１ｂはリングギヤ２２ｃに各々一体連結さ
れ、プラネットキャリア２２ｂは歯車２６を介して出力
軸２３に噛み合い連結されている。３速用リングギヤ２
１ｃには３速用クラッチ２１ｄが、２速用リングギヤ２
２ｃには２速用クラッチ２２ｄが、配設されている。

【００１８】図２は、上記３速用圧力制御弁２７、及び
２速用圧力制御弁２８の一例を示すものである。図１及
び図２において、３速用クラッチ２１ｄには固定ポンプ
１１から吐出された圧油が３速用圧力制御弁２７、油路
２９を経て供給される。また、２速用クラッチ２２ｄに
は固定ポンプ１１から吐出された圧油が２速用圧力制御
弁２８を介して油路３０を経て供給される。圧油が３速
用クラッチパック２１ｅ、あるいは２速用クラッチパッ
ク２２ｅに供給されると、それぞれの３速用リングギヤ
２１ｃあるいは２速用リングギヤ２２ｃは歯車ケ−スＧ
に固定される。また、３速用クラッチパック２１ｅ、あ
るいは２速用クラッチパック２２ｅの圧油がドレンされ
ると、それぞれの３速用リングギヤ２１ｃあるいは２速
用リングギヤ２２ｃは空転する。３速用圧力制御弁２
７、及び２速用圧力制御弁２８はコントローラ４０に接
続され、コントローラ４０からの指令電流により作動す
る。

【００１９】３速用圧力制御弁２７、及び２速用圧力制
御弁２８は、それぞれクラッチ油圧を制御する圧力比例
制御弁３０１と、クラッチパックへの流れを検出する流
量検出弁３０２と、クラッチパックへ所定の油量が流れ
クラッチパックが充満したことを検出するフィリング終
了検出用のセンサ部３０３とで構成されている。圧力比
例制御弁３０１は、コントロ−ラ４０によって制御さ
れ、またセンサ部３０３の検出信号はコントロ−ラ４０
に入力される。

【００２０】上記において、２速用クラッチパック２２
ｅは２速用圧力制御弁２８からの圧油が油路３０を通じ
て供給され、図１に示す２速用リングギヤ２２ｃを歯車
ケースＧに固定し、かつ、３速用クラッチパック２１ｅ
の圧油が３速用圧力制御弁２７からドレーンされること
により３速用リングギヤ２１ｃを空転させる。これによ
り出力軸２３の低速回転を達成している。他方、３速用
クラッチパック２１ｅは３速用圧力制御弁２７から油路
２９を通じて供給され、３速用リングギヤ２１ｃを歯車
ケ−スＧに固定し、かつ、２速用クラッチパック２２ｅ
の圧油が２速用圧力制御弁２８からタンク２０にドレン
されることにより２速用リングギヤ２２ｃを空転させて
出力軸２３の高速回転を達成している。

【００２１】次は、油圧式変速装置６について説明す
る。油圧式変速装置６は、エンジン８の出力軸８ａに直
に連結されて接続された油圧ポンプ１０と、油圧ポンプ
１０からの圧油を受けて回転し走行トルクを出力する走
行用油圧モ−タ１２と、油圧ポンプ１０と走行用油圧モ
−タ１２との間に配置された操作弁１４と、油圧ポンプ
１０と操作弁１４との間の配管１５より分岐した位置に
配置されたリリ−フ弁１６と、からなる。上記の構成で
は、油圧式変速装置６は、油圧ポンプ１０と走行用油圧
モ−タ１２とはオープン回路により構成されている。油
圧ポンプ１０の斜板角は、エンジン８により駆動される
固定ポンプ１７からの圧油が吐出容積制御弁１８を経て
制御されるサ−ボアクチュエ−タ１９により制御され
る。吐出容積制御弁１８の一端部には油圧ポンプ１０か
らの吐出圧力を受ける受圧部１８ａが、他端部にはがコ
ントローラ４０に接続されたソレノイド１８ｂが配設さ
れ、油圧ポンプ１０からの吐出圧力及びコントローラ４
０からの指令電流により作動する。上記において、機械
式変速装置５用の固定ポンプ１１と油圧式変速装置６用
の固定ポンプ１７とは異ならせているが、一つにして同
じ圧力源としても良い。走行用油圧モ−タ１２の走行ト
ルクは、モータ用出力軸１２ａを介して機械式変速装置
５の歯車ケ−スＧ内に伝達され、クラッチ部１３、歯車
２４を介して機械式変速装置５の出力軸２３より車輪２
３ａに伝達される。

【００２２】更に、上記の構成において、作業機械用油
圧回路は油圧式変速装置６から分岐され、作業機用アク
チュエ−タ（Ｄ）と走行用油圧モ−タ１２とは同じ油圧
ポンプ１０の吐出油により駆動される。走行用油圧モ−
タ１２用の操作弁１４と作業機用アクチュエ−タ（Ｄ）
の作業機用操作弁（Ｓ）とは、油圧ポンプ１０に並列に
接続されている。本実施例では、操作弁１４と作業機用
操作弁（Ｓ）とは、操作量に応じた流量を流す流量制御
付き操作弁が用いられている。

【００２３】油圧ポンプ１０と操作弁１４との間の配管
１５には、本発明の構成である開閉弁４１が配設されて
いる。開閉弁４１はコントローラ４０に接続され、コン
トローラ４０からの指令電流により作動する。開閉弁４
１は、位置４１ａと４１ｂの２位置弁であって、コント
ローラ４０からの指令信号を受けると作業機用アクチュ
エ−タ（Ｄ）と操作弁１４への圧油の流入を遮断して油
圧ポンプ１０の吐出回路を閉とする。これにより、油圧
ポンプ１０の吐出圧油は、リリ−フ弁１６からタンク２
０に流れるとともに、油圧ポンプ１０に調圧時の負荷を
与えている。

【００２４】制御装置は、少なくともコントローラ４０
と、開閉弁４１と、変速機の入力軸回転（エンジン回転
数）検出器４２ａと、変速機の出力軸回転数検出器４２
ｂによって構成されている。また、コントローラ４０に
は、変速レバー４３からの信号が入力されている。ま
た、コントローラ４０には、３速用圧力制御弁２７及び
２速用圧力制御弁２８からの信号が入力されるととも
に、３速用圧力制御弁２７及び２速用圧力制御弁２８に
制御信号を出力している。

【００２５】上記構成において、次に作動について説明
する。図３は第１の制御方法のフローチャート図であ
り、図４はタイムチャート図であり、図３及び図４を用
いて以下で説明する。図４は、横軸には時間を示してい
る。図４（ａ）はエンジン８の回転数、図４（ｂ）は２
速用クラッチパック２２ｅの圧力、図４（ｃ）は３速用
クラッチパック２１ｅの圧力、図４（ｄ）は３速用圧力
制御弁２７のフィリング終了検出用のセンサ部３０３出
力、図４（ｅ）は開閉弁４１のＯＮ及びＯＦＦ、図４
（ｆ）は開閉弁４１のＯＮ時による油圧ポンプ１０の負
荷圧力、図４（ｇ）は油圧ポンプ１０の吐出容積、図４
（ｈ）は機械式変速装置５の３速の出力トルク、をそれ
ぞれ示す。

【００２６】第１の制御方法では、変速機入力軸回転数
検出器４２ａ及び変速機出力軸回転検出器４２ｂの各信
号に基づいて、コントローラ４０が変速すべき指令を出
力する場合について説明する。ステップ１では、変速機
入力軸回転数検出器４２ａ及び変速機出力軸回転検出器
４２ｂは、変速機入力軸の回転数ｎａ（エンジン８の回
転数）及び変速機出力軸の回転数を測定し、コントロー
ラ４０に送信している。

【００２７】ステップ２では、コントロ−ラ４０は、前
述したように変速機入力軸回転数検出器４２ａ及び変速
機出力軸回転検出器４２ｂの各信号に基づいて変速すべ
きか、否かを判定している。ステップ２で両検出器の各
信号よりコントロ−ラ４０が、次に変速すべき段数（以
降３速段として説明する）に変速する状態を検出したら
ステップ３に行く。ステップ２で変速する状態が検出さ
れなかったらステップ１を繰り返す。なお、この変速時
期の選択には、通常の自動変速の制御と同様に行われて
いる。このとき、アクセルペタルからエンジンへの指
令、あるいは、エンジンの噴射量、を検出して変速時期
を選択しても良い。ステップ３では、コントローラ４０
は、図４に示すように時間Ｔｋで変速開始指令を出力す
る。変速開始指令は、２速用圧力制御弁２８には２速用
クラッチパック２２ｅに供給していた圧油の所定圧力Ｐ
ｃが減じた圧力Ｐｄになるように指令電流を減じ、３速
用圧力制御弁２７には３速用クラッチパック２１ｅへ圧
油を供給するように指令電流を出力する。

【００２８】ステップ４では、変速すべき３速段の３速
用クラッチパック２１ｅが圧油で充満し、所定のシュー
ト圧力Ｐｓになったか、否かを判定している。これは、
３速用圧力制御弁２７のフィリング終了検出用のセンサ
部３０３によりクラッチパックへ所定の油量が流れクラ
ッチパックが充満（ＯＮ）したことを検出する。ステッ
プ４で否の場合には、ステップ３に戻る。ステップ４
で、所定のシュート圧力Ｐｓが図４に示すように時間Ｔ
ｓで検出されたら、ステップ５に行く。ステップ５で
は、コントローラ４０は、２速用クラッチパック２２ｅ
に供給していた圧油の減じた圧力Ｐｄをドレンするよう
２速用圧力制御弁２８に出力していた指令電流を停止す
る。また同時に、油圧ポンプ１０の吐出容積制御弁１８
に指令を送り、サ−ボアクチュエ−タ１９を作動させて
油圧ポンプ１０の斜板角を増して吐出量を増加させる
〔図４（ｇ）に示す〕。更に、コントローラ４０は油圧
ポンプ１０の吐出回路を閉にするため、開閉弁４１をＯ
Ｎの閉位置４１ｂになるように指令を出力する〔図４
（ｅ）に示す〕。

【００２９】ステップ６では、吐出容積制御弁１８が作
動し、油圧ポンプ１０の斜板角を増して吐出量を増加す
るとともに、開閉弁４１が閉位置４１ｂに切り換わり、
油圧ポンプ１０の吐出回路を閉とする。これにより、油
圧ポンプ１０の吐出圧力がリリーフ弁１６の調圧圧力Ｐ
ｒに達して、油圧ポンプ１０に負荷を与える。この油圧
ポンプ１０の負荷はエンジン８に制動トルクを与え、エ
ンジン８の回転数は図４（ａ）のように低下する。ステ
ップ７では、コントローラ４０はステップ１から続けて
読み込んでいる、機械式変速装置５の入力軸回転検出器
４２ａ及び出力軸回転数検出器４２ｂからの信号の差が
所定値以下になったか、否かを判定している。

【００３０】ステップ７で、エンジン１の回転数、すな
わち機械式変速装置５の入力軸の回転数と３速時の出力
軸の回転数が所定値にならないときには、ステップ５に
戻り、開閉弁４１の作動を継続させてエンジン８に制動
トルクを与える。ステップ７で、機械式変速装置５の入
力軸の回転数と出力軸の回転数の差( Ｎ1 −Ｎ2 ) が段
々下がってきて、図４に示す時間Ｔｑで所定値（例え
ば、５００r.p.m ）になったときには、ステップ８にい
く。ステップ８では、コントローラ４０は、吐出容積制
御弁１８に出力していた指令を停止し、サ−ボアクチュ
エ−タ１９の作動を解除して油圧ポンプ１０の斜板角を
減じ、吐出量を低減する。更に、コントローラ４０は開
閉弁４１に出力していた指令を停止し、油圧ポンプ１０
の吐出回路を開とする。以上により、２速から３速への
切り換えが終了する。

【００３１】これにより、図５に示すように、変速時に
発生するピークトルクを低減できる。図５では、横軸に
時間を、縦軸に機械式変速装置５が出力する出力トルク
を示す。時間Ｔｓまでは変速前の２速の出力トルクＬ２
を、時間Ｔｕ以後は変速後の３速の出力トルクＬ３を示
し、時間Ｔｓと時間Ｔｕとの間は、２速から３速への切
り換え時の発生トルクを示す。図中の点線（α）は、従
来の発生トルクを、また、図中の実線（β）は、本案の
発生トルクを示し、斜線部（δ）が油圧ポンプ１０によ
り吸収された発生トルクを示す。したがって、切り換え
時に３速用クラッチ２１ｄに作用するトルクを低減で
き、耐久性が向上する。なお、上記実施例では、クラッ
チパックが充満（ＯＮ）したことを圧力制御弁２７のフ
ィリング終了検出用のセンサ部３０３により検出した
が、クラッチパックへの油路２９及び油路３０に圧力セ
ンサを装着して圧力を検出し、それをコントローラ４０
に伝え制御しても良い。

【００３２】図６は、油圧機械式変速装置とその制御装
置の第２実施例であり、図示では、油圧変速装置、及
び、図示しない作業装置を駆動する作業機械用油圧回路
のみを記載している。第１実施例では、油圧ポンプ１０
と操作弁１４との間の配管１５に開閉弁４１が配設され
ていたが、第２実施例では、ポンプ加圧用圧力制御弁５
０が配設されている。ポンプ加圧用圧力制御弁弁５０は
コントローラ４０に接続され、コントローラ４０からの
指令により閉じるよう作動し、油圧ポンプに暫時増加す
る負荷を与える。

【００３３】上記構成において、次に作動について説明
する。図７は第２の制御方法のフローチャート図であ
り、第２の制御方法では、変速レバー４３からの変速指
令によって機械式変速装置５が２速から３速に切り換わ
る例について説明する。ステップ２１では、オペレータ
は、変速レバー４３を２速から３速に切り換える。ステ
ップ２２では、変速レバー４３が操作され、操作位置が
２速から３速に切り換ったか、否か、すなわち、オペレ
ータが変速レバー４３を操作し、速度を変更したか、否
か、を検出し、切り換わったときにはその検出した指令
をコントローラ４０に送る。ステップ２２で否のとき、
すなわち、操作されずに検出されないときはステップ２
１に戻る。

【００３４】ステップ２２で検出されたときには、ステ
ップ２３にいく。ステップ２３では、コントローラ４０
は２速用圧力制御弁２８に２速用クラッチパック２２ｅ
へ圧油を供給するように出力していた指令を停止する。
また、コントローラ４０は３速用圧力制御弁２７に３速
用クラッチパック２１ｅへ圧油を供給するように指令を
出力する。更に、コントローラ４０は、吐出容積制御弁
１８に指令を送り、サ−ボアクチュエ−タ１９を作動さ
せて油圧ポンプ１０の斜板角を増して吐出量を増加させ
る。更に、コントローラ４０は油圧ポンプ１０の吐出回
路を閉にするため、ポンプ加圧用圧力制御弁５０に閉じ
るよう指令を出力する。

【００３５】ステップ２４では、コントローラ４０は変
速機の入力軸回転検出器４２ａ及び出力軸回転数検出器
４２ｂからの信号を読み込む。ステップ２５では、吐出
容積制御弁１８が作動し、油圧ポンプ１０の斜板角を増
して吐出量を増加するとともに、ポンプ加圧用圧力制御
弁５０が閉に暫時切り換わり、油圧ポンプ１０の吐出回
路を閉とする。これにより、油圧ポンプ１０の少ない吐
出量から可変圧力でポンプ加圧用圧力制御弁５０が閉
じ、油圧ポンプ１０に負荷を与える。この負荷は油圧ポ
ンプ１０の吐出量に応じて暫時増加していく。これによ
り滑らかな制動トルクがエンジン８に与えられる。

【００３６】ステップ２６では、まず２速用クラッチパ
ック２２ｅから圧油をドレンさせてリングギヤ２２ｃを
空転させた後に、３速用圧力制御弁２７が切り換わり、
固定ポンプ１１の圧油を３速用クラッチパック２１ｅに
流入させリングギヤ２１ｃを歯車ケ−スＧに固定し、係
合を開始する。これにより、出力軸２３は３速になるよ
うに回転を始める。このとき、ステップ２５の制動トル
クを与える時期と、ステップ２６でのクラッチの切り換
える時期は、車両の大きさ、及び速度に応じて、テスト
により適宜に設定すると良い。

【００３７】ステップ２７では、コントローラ４０はス
テップ２４で読み込んだ、機械式変速装置５の入力軸回
転検出器４２ａ及び出力軸回転数検出器４２ｂからの信
号の差が所定値以下になったか、否かを判定している。
ステップ２７で、機械式変速装置５の入力軸の回転数と
出力軸の回転数が所定値にならないときには、ステップ
２５に戻り、ポンプ加圧用圧力制御弁５０の作動を継続
させてエンジン８に制動トルクを与える。ステップ２７
で、機械式変速装置５の入力軸の回転数と出力軸の回転
数が所定値になったときには、ステップ２８にいく。ス
テップ２８で、３速用圧力制御弁２７が切り換わり、固
定ポンプ１１の圧油を３速用クラッチパック２１ｅの圧
力を所定値に上昇してリングギヤ２１ｃを歯車ケ−スＧ
に固定し、係合を終了する。これにより、出力軸２３は
３速になるように回転を始める。ステップ２９では、コ
ントローラ４０は、吐出容積制御弁１８に出力していた
指令を停止し、サ−ボアクチュエ−タ１９の作動を解除
して油圧ポンプ１０の斜板角を減じ、吐出量を低減す
る。更に、コントローラ４０はポンプ加圧用圧力制御弁
５０に出力していた指令を停止し、油圧ポンプ１０の吐
出回路を開とする。

【００３８】これにより、遊星歯車減速機構２２の２速
用クラッチ２２ｄを離反させてリングギヤ２２ｃを空転
させ、かつ、遊星歯車減速機構２１の３速用クラッチ２
１ｄを接合させリング２１ｃを歯車ケ−スＧに固定させ
て得られた出力軸２３の回転速度は高速になり、車両は
３速が得られる。以上により、２速から３速への切り換
えが終了する。以上、これまでの実施例の説明では、機
械式変速装置は２速段であったが、多数の速度段でも同
じように応用可能なことはいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、従来では、エンジ
ンと変速機との間にトルクコンバータを用いないで、か
つ、エンジンに直結している油圧機械式変速装置の機械
式変速装置では、クラッチの係合時に発生する異常に高
いトルクを減ずることが困難であった。しかし、本発明
によれば、エンジントルクを機械式変速装置と油圧式変
速装置とで分担して吸収するようにしたので、油圧式変
速装置による動力伝達の分だけ機械式変速装置の負担が
軽くなり、したがって、ピ−クトルクを従来よりも低く
抑えることができると共に、発熱が減少し耐久性が向上
し、また、クラッチをより小型化にすることもできる。
また更に、ピ−クトルクを軽減できるのでクラッチの係
合時のショックも同様に緩和されオペレ−タにとって乗
り心地が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる油圧機械式変速装置の制御装置
及び制御方法の第１実施例を示す図である。

【図２】クラッチ油圧制御弁の油圧回路を示す図であ
る。

【図３】本発明に係わる第１実施例のフロ−チャ−トを
示す図である。

【図４】本発明に係わる第１実施例のタイムチャートを
示す図である。

【図５】機械式変速装置の変速時の発生するピ−クトル
ク及び本発明により低減されたピ−クトルクを示す図で
ある。

【図６】本発明に係わる油圧機械式変速装置の制御装置
及び制御方法の第２実施例の要部を示す図である。

【図７】本発明に係わる第２実施例のフロ−チャ−トを
示す図である。

【符号の説明】

１…油圧機械式変速装置、２…制御装置、５…機械式変
速装置、６…油圧式変速装置、８…エンジン、１０…可
変容量型油圧ポンプ、１１…固定ポンプ、１２…走行用
油圧モ−タ、１４…操作弁、１６…リリ−フ弁、１８…
吐出容積制御弁、２１…３速段用歯車装置、２２…２速
段用歯車装置、２１ｄ…３速用クラッチ、２２ｄ…２速
用クラッチ、２１ｅ…３速用クラッチパック、２２ｅ…
２速用クラッチパック、２３…出力軸、２７…３速用圧
力制御弁、２８…２速用圧力制御弁、４０…コントロ−
ラ、４１…開閉弁、４２ａ…変速機の入力軸回転（エン
ジン回転数）検出器、４２ｂ…変速機の出力軸回転数検
出器（車両速度）検出器、５０…ポンプ加圧用圧力制御
弁、Ｓ…作業機用操作弁。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの出力軸に連結され複数の変速
   段を有する機械式変速装置と、エンジンの出力軸に連結
   されて駆動される油圧ポンプ、及び、油圧ポンプからの
   吐出油を受けてトルクを出力する油圧モ−タとからなる
   油圧式変速装置と、油圧式変速装置と機械式変速装置と
   の間、及び、機械式変速装置内の速度段、を車両速度に
   応じて切り換え制御する制御装置とを有する油圧機械式
   変速装置の制御装置であって、機械式変速装置内の速度
   段の変速時に油圧ポンプの吐出側を加圧する手段を有す
   ることを特徴とする油圧機械式変速装置の制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の油圧機械式変速装置の制
   御装置において、油圧ポンプの吐出側を加圧する手段
   は、油圧ポンプの吐出側に配設され、変速時に油圧ポン
   プの吐出側を閉にする開閉弁及び油圧ポンプが吐出した
   流量を調圧してタンクに戻すリリーフ弁、あるいは、変
   速時に油圧ポンプの吐出側を閉にするとともに、調圧し
   てタンクに戻す圧力制御弁とからなることを特徴とする
   油圧機械式変速装置の制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２記載の油圧機
   械式変速装置の制御装置において、油圧ポンプは、作業
   機を有する車両を走行駆動する油圧式変速装置と作業機
   を駆動する油圧源との共用の可変容量型油圧ポンプであ
   ることを特徴とする油圧機械式変速装置の制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２、あるいは請求項３
   記載の油圧機械式変速装置の制御装置において、前記制
   御手段は、変速装置の実入力回転数と実出力回転数の差
   が所定値に達したら、弁を開いて油圧ポンプの負荷状態
   を解除することを特徴とする油圧機械式変速機の制御装
   置。
5. 【請求項５】 機械式変速装置の複数の速度段用の各ク
   ラッチと、変速時、変速後のクラッチの滑りがなくなる
   前に、油圧ポンプに負荷をかける弁を開く信号を出力す
   る制御手段とからなる請求項１、請求項２、あるいは請
   求項３記載の油圧機械式変速装置の制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５記載のいずれかの
   油圧機械式変速装置の制御装置において、機械式変速装
   置の複数の速度段用のクラッチのクラッチパックと、ク
   ラッチパックに圧油を供給し、かつ、クラッチパックの
   圧力を検出するクラッチ用圧力制御弁と、クラッチパッ
   クの圧力が所定値になったときに油圧ポンプに負荷をか
   ける制御手段とからなることを特徴とする油圧機械式変
   速装置の制御装置。
7. 【請求項７】 エンジンの出力軸に連結され複数の変速
   段を有する機械式変速装置と、エンジンの出力軸に連結
   されて駆動される油圧ポンプ、及び、油圧ポンプからの
   吐出油を受けてトルクを出力する油圧モ−タとからなる
   油圧式変速装置と、油圧式変速装置と機械式変速装置と
   の間、及び、機械式変速装置内の速度段、を車両速度に
   応じて切り換え制御する油圧機械式変速装置の制御方法
   であって、機械式変速装置による変速時に油圧ポンプに
   負荷をかけてエンジンの出力を吸収し回転数を減速する
   ことを特徴とする油圧機械式変速装置の制御方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の油圧機械式変速装置の制
   御方法において、機械式変速装置の複数の速度段用のク
   ラッチのクラッチパックの圧力を検出し、クラッチパッ
   クの圧力が所定値になったときに油圧ポンプに負荷をか
   けることを特徴とする油圧機械式変速装置の制御方法。