JPS6069353A - 変速機のクラッチ操作油圧制御装置 - 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】 （ａ）産業上の利用分野 本発明は、油圧力を利用して所定のクラッチを切換え接
続することにより、前後進および速度段切換えを行なう
変速機のクラッチ操作油圧制御装置に関するもので、例
えば、建設土木用車両などの変速装置の油圧制御分野に
おいて利用されるものである。

（ｂ）従来技術 第１図は従来の油圧力を介して板クラッチを係）１）θ
することにより、歯車の組合せを選択して変速および前
後進の切換えを行なうクラッチ操作曲圧制御装置の１例
で、ポンプからの作動油圧をスプールに作用させ、その
吐出油圧を制御して変速、前後進の各クラッチの切換え
を行なうものである。

略述すると、まず、ポンプ１からの作動油は、油圧制御
弁２の油圧室３に導入される。そして、その作動油は導
入路４を介してスプール室５に供給されてスプール６を
矢符７方向に移動させ、管路８を通してトルクコンバー
タ９に導出される。

このとき、油圧室３に接続されている吐出管（ｉ！８ｔ
ｏに介在された絞り１１および管路１２に接続されてい
る調圧弁１３の絞り１４を介して油圧制御弁２の背圧室
１５に導入された作動油は、その油圧力によりピストン
１６をスプリング１７に抗してストッパ１８の位置まで
矢符７と反対方向に移動させる。その結果、油圧室３の
圧力はそのスプリング１７の弾発力とバランスする圧力
Ｐ１に維持される。この状態で、速度段クラッチ切換弁
１９が図示するように２速（２ＮＤ）に入れられている
と、油圧室３から吐出管路１０、分岐点２０、管路２１
を介して供給された作動油は、ピストン］、９ａ、１９
ｂにより仕切られている室１９Ａを経て２速の速度段ク
ラッチ２２Ｂに供給される。

一方、上述の分岐点２０で分流された残りの作動油は管
路１２の分岐点２４で分流され、前後進クラッチ切換弁
２５に供給される。しかし、この切換弁２５が図示のよ
うに中立状態にあると、室２５Ａがピストン２５ａ、２
５１）で密閉されているので、作動油は前進クラ・ノチ
２６Ａおよび後進クラッチ２６Ｂには供給されない。そ
こで、前進走行させるために、前後進クラッチ切換弁２
５のスプール２５Ｓを図示しない操作レバーにより矢符
２７方向に中立位置Ｎから前進走行位置Ｆに移動させる
と、前進クラッチ２６Ａと分岐点２４とが連通し、ポン
プ１から供給される作動油は分岐点２０．２４、前後進
クラッチ切換弁２５を介して前進クラッチ２６Ａに供給
される。このとき、作動油は絞り１１を介して流過する
ので、絞り１１の前後で圧力差が生し、分岐点２０の作
動油圧Ｐ１は、第２図（ａ）に示す線２０ａから線２０
ｂのように前進クラッチ２６Ａへの後述する初期充填圧
力である圧力Ｐ２にまで降下する。これに伴って調圧弁
１３内に導入される作動油の圧力も降下するので、スプ
リング１７の弾発力と背圧室１５の油圧力によって、調
圧弁１３のピストン２Ｂがスプリング２９に抗して矢符
３０方向に移動され、管路３１とタンク３２とが連通し
、油圧制御弁２の背圧室１５内の作動油はピストン１６
の矢符７方向への移動と共にタンク３２に還流される。

その結果、スプリング１７の弾発力は小さくなり、これ
とバランスするように油圧室３の圧力Ｐ１は、第２図（
ａ）に示す線３ａから線３ｂのように上述の圧力Ｐ２よ
りは高い圧力Ｐ３に降下する。このとき、背圧室１５の
圧力も線１５ａの状態から線１５ｂのように圧力Ｐ２ま
で降下する。一方、前進クラッチ２６Ａ内の圧力は、線
２６ａである大気圧から線２６ｂのように直ちに圧力Ｐ
２に上昇して作動油の充填が開始され、かつ、その圧力
で図示しないクラッチピストンがクラ・ノチプレートに
当接するまでの時間Ｔａの間、線２６Ｃの、にうに充填
が継続される。そして、クラ・ノチビストンがフルスト
ロークするまでの時間Ｔａの間ｔこ、第２図（ｂ）の斜
線の施された面積に相当する作動油量Ｑａが充填される
。このようにして、クラッチピストンがフルストローク
すると、吐出管路１０の絞り１１の前後の圧力はバラン
スする。このため、背圧室１５の油圧が圧力Ｐ２から圧
力Ｐ１に線１５ｄを辿って上昇し、ピストン１６を矢符
７と反対方向に移動させるので、油圧室３の圧力は圧力
Ｐ３から上昇する。この圧力は、絞り１４により背圧室
１５に入り込む油量が制限されてピストン１６の移動が
徐々に行なわれるため、線３ｄのように徐々に上昇し圧
力Ｐ１に至った時に一定となる。この油圧上昇によりク
ラ・ノチの押付力は徐々に増加するため、前進クラ・ノ
チ２６Δでは線２６ｄのようにショックのないクラ・ノ
チの接続が行なわれる。

以上は前後進クラッチ切換弁２５を前進走行位置Ｆに切
換えた場合について述べたが、中立位置から後進走行位
置Ｒに切換えた場合も同様の作動がなされる。さらに、
２速がら３速（３ＲＤ）に切換えるために速度段クラッ
チ切換弁１９のスプール１９Ｓを矢符３３方向に移動さ
せると、管路３４と管路３５とが連通し、３速の速度段
クラッチ２２Ｃに作動油を供給することができる。そし
て、２速の速度段クラッチ２２Ｂに供給されていた作動
油はタンク３６に還流され、それ以後の作動は上述と同
様である。

このようなりラッチ繰作油圧制御装置によれば、スプー
ルやピストンを油圧力で機械的に移動さセで所定のクラ
ッチに切換えるので、切換え操作を始めてからクラッチ
への作動油の充填が完了するまでの間に作動油圧が低下
するため、切換え接続に要する時間が長くなる。したが
って、車両の発進時の時間遅れや変速時の車速低下を招
き、運転感覚が好ましくないという問題があった。

（ｃ）発明の目的 本発明は上述の問題点を解消するためになされたもので
、所定のクラッチ切換えに要する時間を短縮し、車両の
発進時や変速時の運転感覚を向」ニさせることができる
変速機のクラッチ操作油圧制御装置を提供することを目
的とする。

（ｄ）発明の構成 本発明の構成を第３図に基づいて説明すると、油圧力を
介して板クラッチを係脱することにより、山車の組合−
しを選択して変速および前後進の切換えを行なうように
した変速機の油圧制御装置であって、各クラッチ２２Ａ
〜２２Ｃ１２６Ａ、２６Ｂに供給する作動油の圧力を制
御し、各クラッチ２２Ａ〜２２Ｃ，２６Ａ、２６Ｂの結
合時の油圧を漸増させる機能を持つ油圧制御ピストン１
６とこのピストン１６の起動圧力を発生するための背圧
室１５を有する油圧制御弁２が設けられ、この油圧制御
弁２と前後進クラッチ２６Ａ、２６Ｂとの間の管路４３
．４４に介在され、クラッチ２６Ａ、２６Ｂへの作動油
の給排を制御する前後進クラッチ切換弁４２Ａ、４２Ｂ
と、油圧制御弁２と速度段クラッチ２２Ａ〜２２Ｃとの
間の管路４６〜４８に介在され、クラッチ２２Ａ〜２２
Ｃへの作動油の給排を制御する速度段クラッチ切換弁４
５Ａ〜４５Ｃとが設けられている。そして、油圧制御弁
２の背圧室１５とドレンタンク３２との管路５２にコン
トロールユニット５３からの信号により、背圧室１５の
作動油を排出切換えする排出切換電磁弁５１が設けられ
、これらに加えて、上述の各クラッチ切換弁４２Ａ、４
２Ｂ、４５Ａ〜４５Ｇの開閉制御信号を受けて各タラ・
２チ切換弁４２　Ａ、４２Ｂ、／１５Ａ〜４５Ｃの開弁
信号に対して時間差を持たせた開閉信号を排出切換電磁
弁５１に出力するコントロールユニット５３とが設けら
れている変速機のクラッチ操作油圧制御装置である。

（ｅ）実施例 以下、本発明をその実施例を示す第３図に基づいて詳細
に説明する。

図中の２はスプリング１７を挟むようにしてスプール６
と油圧制御ピストン１６とが装着された油圧制御弁で、
スプ−ル６にはポンプ１により導入された作動油をスプ
ール室５へ流入さゼる導入路４が穿設され、スプール６
とピストン１６としま油圧力により往復自在に変位する
ようになってし）る。また、油圧室３とトルクコンバー
タ夕９との間に管路８が枝設されていて、作動油をトル
クコンバータ９に導出させるようになっている。４２Ａ
、４、２　Ｂは油圧制御弁２と前進クラ・ノチ２６Ａ、
後進クラッチ２６Ｂとの間の各管路４３．４４に設けら
れた前後進クラッチ電磁切換弁で、４５Ａ〜４５Ｃは油
圧制御弁２と１〜３速の速度段クラ・ノチ２２Ａ〜２２
Ｇとの間の各管路４６〜４８に介在された速度段クラッ
チ電磁切換弁である。加えて、４９は油圧制御弁２のピ
ストン１６で仕切られている背圧室１５と油圧室３とを
接続してし）る管路５０に設けられた絞りであり、５１
はその背圧室１５とドレンタンク３２との間の管路５２
に介在された排出切換電磁弁である。５３は操作レバー
５４からの信号を受けると共に」二連の各電磁切換弁４
２Ａ、４２Ｂ、４５Ａ〜４５Ｃと排出切換電磁弁５１と
に開閉制御信号を出力するコントロールユニットである
。これには、第４図に示すような開閉制御時間Ｔｉｊ、
Ｔｉｋが予め記憶されていて、操作レバー５４からの指
令に基づいて各弁の開閉およびそのタイミングのための
ソレノイド励磁信号を出力するものである。なお、開閉
制御時間Ｔ　ｉｊ、　Ｔ　ｉｋは各種車両ごとに異なる
のが一般的であって、前もって実験などで探索された最
良値が記憶されている。

このような実施例によれば、次のように簡単かつ迅速に
前後進、変速切換え作動を行なわせることができる。

ポンプＩからの作動油ば油圧制御弁２の油圧室３に導入
されると共に導入路４を介してスプール室５に供給され
る。スプール室５に作用する油圧力ニヨリ、スプール６
が矢符７方向に移動されるので、油圧室３と管路８が連
通されて、作動油がトルクコンバータ９に導出される。

このとき、絞り４９を介して背圧室１５に導入された作
動油は、その油圧力により油圧制御ピストン１６をスプ
リング１７に抗してストッパ１８の位置まで矢符７の反
対方向に移動させ、油圧室３の圧力はそのスプリング１
７の弾発力とバランスする圧力Ｐ１に維持される。いま
、操作レバー５４が前後進の中立位置にあり、そのグリ
ップ５４Ａが２速（２ＮＤ）に入れられていると、中立
および２速の信号がコントロールユニット５３に入力さ
れる。このコントロールユニット５３は速度段クラッチ
電磁切換弁４５Ｂに対し開口信号を出方し、２速の速度
段クラッチ２２Ｂに作動油が供給される。、この状態で
、操作レバー５４を例えば矢符５５方向に倒し、前進走
行位置Ｆに入れると、その選択信号がコントロールユニ
ット５３に入力され、その指令がコントロールユニット
５３を素通りして前進クラッチ電磁切換弁４２Ａのソレ
ノイｌ”　４２　ａを励磁する開口信号、すなわち、排
出位置Ｅから供給位置Ｓに切換える指令を出力し、電磁
切換弁４２Ａが開口する。前進クラッチ電磁切換弁４２
Ａが瞬時に切換ねるので、前進クラッチ２６Ａには第５
図（ａ）の大気圧状態である線２６ｅがら線２６ｆで示
すように圧力Ｐ４の作動油が充填され始めると共に、分
岐点２０における圧力は、Ｐｌである線２０ｅから線２
０ｆに示すように降下する。このとき、すでにコントロ
ールユニット５３では、第４図に示す開口遅れ時間Ｔｉ
ｊのうちのＴ４１および開口時間Ｔｉｋのうちの７４２
が選択されているので、この開口遅れ時間Ｔ４１がカウ
ントされた後、コントロールユニット５３が排出切換電
磁弁５１の開口信号を出力し、それが閉止位置Ｎから排
出位置Ｅに切換えられて時間Ｔ４２の間開口が維持され
る。その結果、タンク３２と背圧室１５は連通すること
になり、背圧室１５の圧力Ｐ’ｌは、線１５ｅから線１
５ｆを辿って大気圧まで降下する。このため、ピストン
１６は油圧室３の油圧力およびスプリングＩ７の弾発力
により矢符７方向に移動するので、スプリング１７の弾
発力が弱まり、このスプリング１７の弾発力とバランス
する油圧室３の油圧は、線３ｃの圧力Ｐ１の状態から線
３ｒを辿って圧力Ｐ２まで隆下する。その結果、前進ク
ラッチ２６Ａ内の圧力がＰ４となっている線２６ｇの状
態から線２６ｈのように圧力Ｐ２まで降下した後、線２
６１のように維持される。このとき、図示しないがその
クラ、チ２６Ａ内のクラッチピストンがクラッチプレー
トに当接し、クラッチへの作動油の充填は完了する。こ
の間の作動油の充填量Ｑａと時間Ｔｂとの関係は、第５
図（ｂ）に示したようになり、その所要時間Ｔｂは従来
例における場合のＴａより短くなる。そして、時間Ｔ４
２が経過すると、コン１〜ロールユニツト５３から排出
切換電磁弁５１を排出位置Ｅから閉止位置Ｎに切換える
指令が出力され、その弁が閉止して油圧室３の作動油は
絞り４９を介して背圧室１５に徐々に導入される。この
ため、ピストン１６は矢符７と反対方向に移動し、スプ
リング１７の弾発力が増加すると共にこの弾発力とバラ
ンスする圧力Ｐ１まで油圧室３の圧力が線３ｊを辿って
上昇する。これに伴って前進クラッチ２６Ａ内の圧力も
所定の圧力Ｐ１まで２６４を辿って上昇し、前進クラッ
チ２６Ａの接続が完了する。

一方、車両が上述の走行をしている状態で、例えば１迷
走行に切換える場合は、ます、操作レハ−５４を矢符５
６方向に回転させて２速から１速に合わせると、その指
令がコントロールユニット５３に入力される。従前の走
行状態がすてにコントロールユニット５３に入力されて
いるので、コントロールユニット５３は作動している速
度段クラソヂ電磁切換弁４５Ｂを供給位置Ｓから排出位
置Ｅに切換える信号を出力し、その弁が閉止される。２
速の速度段クラッチ２２Ｂ内の作動油は瞬時にタンク５
７に還流され、接続が解除される。

これと同時に、速度段クラッチ電磁切換弁４５Ａには排
出位置Ｅから供給位置Ｓに切換える信号が出力され、そ
の弁が開口し１速の速度段クラッチ２２Ａが接続される
。そして、排出切換電磁弁５１に遅れ時間Ｔｌｌを伴う
開口信号が出力され、その時間Ｔｌｌ経過後にそれが開
口し、時間Ｔ１２経過後に再び閉止して、１速クラツチ
２６Ｂの接続が完了する。このときの油圧変化は第５図
（ａ）に示ず線２６ｅ〜２６ｊの油圧変化と同様に変化
する。また、前進を後進に入れた場合、１速、２速、３
速の各々の変速についても同様である。

以上は、電磁切換弁を用いてコントロールユニットから
の信号でクラッチ切換えを簡単かつ迅速に行なう制御装
置であるが、第６図は前後進および変速切換弁として、
従来例において示した変速クラッチ切換弁１９および前
後進クラッチ切換弁２５を採用した実施例である。これ
は、図示しない操作レバーによる変速クラッチ切換弁１
９または前後進クラッチ切換弁２５の切換え信号を受け
て、コントロールユニット５３が排出切換電磁弁５１に
切換え信号を出力するようになっている。

なお、前述の実施例および従来例と異ならない部分につ
いては同７の符号を付してその説明を省く。

運転者が前後進クラッチ切換弁２５を前進に入しルト、
コントロールユニット５３からの指令により排出切換電
磁弁５１が、上述と同様に開閉制御される。すなわち、
前進クラッチ２６Ａに作動油が充填され始めて時間Ｔ４
１１＆に、圧力制御電磁弁５１が排出位置已に切換ねり
、圧力がＰ３からＰ２まで降下する。その後時間Ｔ４２
経過すると、再び排出切換電磁弁５１が閉止位置Ｎとな
るよう制御され、前進クラッチ２６Ａ内の圧力はＰ２か
らＰｌまで上昇し、クラッチ切換えが行なわれる。

（ｆ）発明の効果 本発明は以」−２つの実施例で詳細に説明したように、
機械的作動で低圧作動油を充填してクラッチを接続する
のではなく、コントロールユニットからの制御信号によ
って所望のクラッチに高圧の作動油を充填することによ
り接続がなされるので、接続の所要時間が冗長とならず
、変速時の車速低下を回避でき、運転感覚を適切なもの
とすることができる。また、クラッチ切換え時間をコン
トロールユニットにおいて任意に設定できるので、車種
ごとにクラッチ切換え時の（ｈ撃の緩和や発進時の時間
遅れを予め調整することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変速機のクラッチ操作油圧制御装置の制
御系統図、第２図（ａ）はその装置の主要部における圧
力と時間との関係を示すグラフ、第２図（ｂ）はクラ・
ノチの充填量と時間との関係を示すグラフ、第３図は本
発明の１実施例であるクラッチ操作油圧制御装置の制御
系統図、第４図は本発明のコントロールユニ・ノドに記
憶されてしする各切換弁への開閉制御信号の設定図、第
５図（ａ）は本発明の制御装置の主要部における圧力と
時間との関係を示すグラフ、第５図（ｂ）はクラッチの
充＠量と時間との関係を示すグラフ、第６図は異なる実
施例の制御系統図である。 １−ポンプ、２−油圧制御弁、６−スプール、９−　）
ルクコンハータ、１５−背圧室、１６−油圧制御ピスト
ン、１７−スプリング、１つ、４、５　Ａ〜４５Ｃ−速
度段クラ・ノチ切換弁、２２Δ〜２２Ｃ−速度段クラッ
チ、２５．４２Ａ、４２Ｂ−−一前後進クラッチ切換弁
、２６Ａ、２６Ｂ−前後進クラッチ、３２−タンク、４
３．４４．４６〜４８．５２−管路、４９−絞り、５１
−排出切換電磁弁、５３−コントロールユニ二・ノド、
５４−操作レバー 特許出願人　川崎重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　油圧力を介して板クラッチを係脱することによ
   り、歯車の組合せを選択して変速および前後進の切換え
   を行なうようにした変速機の油圧制御装置において、 各クラッチに供給する作動油の圧力を制御し、各クラッ
   チの結合時の油圧を漸増させる機能を持つ油圧制御ピス
   トンとこのピストンの起動圧力を発生するための背圧室
   を有する油圧制御弁と、この油圧制御弁と前後進クラッ
   チとの間の管路に介在され、クラッチへの作動油の給排
   を制御する前後進クラッチ切換弁と、 前記油圧制御弁と速度段クラッチとの間の管路に介在さ
   れ、クラッチへの作動油の給排を制御する速度段クラッ
   チ切換弁と、 前記油圧側ｊＪＯ弁の背圧室とドレンクンクとの管路に
   コントロールユニットからの信号により、前記背圧室の
   作動油を排出切換えする排出切換電磁弁と、 上述の各クラッチ切換弁の開閉制御信号を受けて各クラ
   ッチ切換弁の開弁信号に対して時間差を持たせた開閉信
   号を排出切換電磁弁に出力するコントロールユニットと
   、 を設けたことを特徴とする変速機のクラッチ操作油圧制
   御装置。