JPS6184419A - 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】 〔発明の技術分野」 本発明は、トランスミフシ１ンを変速動作させる変速用
クラッチ等の油圧制！ｎＫ採用して好適な油圧制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

遊星歯車装置を使用したパワーシフトトランスミツシ冒
ンは、周知のように、個々の変速段に灯心して設けられ
た変速用クラッチを選択作動させること罠よって変速を
行なうように構成されているＯ かかる変速トランスミッシ璽ンにおいて、上記変速用ク
ラッチに直接油圧ポンプからの作動油を作用させると、
上記クラッチのシリンダ内油圧が急速に立上がるため、
いわゆる変速ンｌツクを生じる。そこで従来、上記クラ
ッチのシリンダ内油圧を徐々に高めるように作用するい
わゆるモジ為レーティングパルプを使用して上記変速シ
ラツクを緩和することが実施されている。

〔発明が一決しようとする問題点） ところが上記従来のモジ−レーティングパルプは、内蔵
するバネの定数によって決定された一様な油圧制御特性
しか得られず、このため変速時において負荷変動などに
より車幅が急加速されたり急減連されるような場合、十
分に変速シ１ツクを抑制することができなかった。

〔問題点を解決するための手段Ｊ 本発明では、かかる従来の問題点に鑑み、ピスト／の変
位によってバネの長さが変化された場合に、このバネの
付勢力に釣り合ったリリーフ圧を発生するすＩＪ−７弁
を使用している。そして上記ピストンに作用させる油圧
の供給路に電動式流量調整手段を介在させ、該流量調整
手段によって負荷に作用させる上記リリーフ圧を変化さ
せるようにしている。

また本発明では、上記ピストンに作用させる油圧を低下
させるように機能する固定オリフィスな上記の構成に付
加するようにしている。

〔作　用」 本発明によれば、上記電動式流量ｖ！４整手段を電気信
号で制御することによって負荷に作用させる上記リリー
フ圧を任意に変化させることが可能である。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明す・第１囚は
、建設用車輛に塔載された遊星歯車式パワーシフトトラ
ンスミクシ１ンの変速用クラッチの油８Ｅ制＃ｌＪＫ適
用した、本発明に係る油圧制御装置の一実施例を示すｅ この実施例忙係る油圧制御装置は、同図に符号１で示す
可変リリーフ弁を備えている。このリリーフ弁１のパル
プボディ２内に配設されたスプー＃３は、同一の径を有
する第１および第２のピストン部４および５を備え、こ
れらのピストン部４．５によりて油室６を画成している
。

上記油室６の左方には、上記第１のピストン部４の左端
面とパルプボディ２の内面とによって油室７が、また上
記油室６の右方には上記第２のピストン部５の外面とパ
ルプボディ２の内面およびピストン８の左端面とによっ
て油室９が各々形成され、さらにま油室９の右方にはピ
ストン８の右端面とパルプボディ２の内面とによって油
室１０が形成されている。

上記油室６には、ボー）１１が開口され、このボート１
１は切換弁１３に接続されるとともに、絞り１４を介し
て油圧源１５に接続されている。

上記油室７には、スプール３の左行時のダンパとして機
す目するバネ１６が内蔵され、かつ前記油室６のボー）
１１に連通するボー）１７が形成されている６また油室
９ろ、ピストン部４．５よりも大きな径を有するように
形成され、かつドレンボート１８に備えている。そして
この油室９内には、上記第２のピストン部５の右端面と
ピストン８の左端面間に介在される態様でバネ１９が配
設されている。なおこの油室９は、後述するように油室
６内の圧油のリリーフ用通路として機能する◎上記油室
１０はボート２０を備え、このボート２０には上記油室
６内の油圧をパイロット圧とする切換弁２工が接続され
ている。

クラッチシリンダ２２Ａｔ２２Ｂは、図示されていない
遊゛屋歯車式パワーシフトトランスミツシ■／における
各別な速度段についての変速用クラッチを作動させるも
のであり、前記切換弁１３を介して選択駆動される。

上記切換弁１３のパイロット圧入力口は、絞り２３を介
して前記油圧源（油圧ポンプ）１５に接続され、かつ電
磁弁２４に接続されている。

前記油、室９内圧位置するバルブボディ２の内周面には
、ヒストン８の左方向移動位置を規制するストッパ２５
が形成されている−また前記絞り１４とｍａＥ＃１５と
の間には、リリーフ弁２６が接続されている。なお、こ
のリリーフ弁２６は、油圧源１４の出力圧をたとえば１
ｒＫｑｆ／−または３５Ｋｉｆ／−に設定する作用をな
す。

上記ＩＪ　ＩＪ−フ弁１の上方には、可変絞り３０が形
成されている。この可変絞り杢Ｏは、第１．第２および
第３のピストン部３１．３２および３３を有−１＼スプ
ール３４と、このスプール３４を変位させる直動形の電
動アクチュエータ３５とを備えている。

上記第１．第２のピストン部３１．３２は油室３６を、
また第２．第３のピストン部３２，３３は油室３７を各
々画成している。そして上記油室３６には、上記ＩＪ　
１７−フ弁１の油室６に連通するボート３８が形成され
、また油室３７には向弁１の油室１０に連通するボート
３９が形成されている。

上記スプール３４の第２のピストン部３２は、第２図に
示すダロく軸線方向く沿う４本の溝４０がその周面に形
成され【いろＯ上記谷溝４０は、断面三角状の形状を有
し、左端側から右端側に向って４幅および閑さが徐々に
小さくなるように形成されており、したがってこのピス
トン部３２の変位に伴って油室３６と油室３７間におけ
る作動油の通路面積が変化するＯ 上記電動アクチェエーク３５は、内蔵するサーボモータ
によってロッド４１を左右方向に変位させる機構を・Ｈ
シ、該ロッド４１をスプール３４に連結させている。

いま図示する如く、クラッチシリンダ２２Ａに作動油が
供給されて、該シリンダ２２Ａについての変速用クラッ
チが保合状態にあるとすると、このときクラッチシリン
ダ２２ＡＫ作用している油圧つまり前記油室６内の油圧
は、第３図に示す如く最大油圧Ｐ１を示している。そし
てピストン８は、第１図に示す最大油圧発生位置つまり
ストッパ２５に当接した位置にあり、またスプール３は
、ピストン部４の左端面の面積と上記最大油圧Ｐ１との
積によって与えられる力と前記バネ１９の反破力とが釣
り合った位置にある。

ここで、図示されていない変速判Ｍ兜路からの変速指令
信号によって電磁９Ｐ２４が切換作動されると、切換弁
１３に対するパイロｙト圧が低下されることから、該切
換弁１３が切換作動され、その結果シリンダ２２Ａ内の
圧油がドレンされて該シリンダ２２ムについてのクラッ
チが非保合状態となる。

一方、上記切換弁１３の切換作動により前記油室６のボ
ート１１とクラッチシリンダ２２Ｂが連結され、これに
よって該シリンダ２２Ｂに対する作動油の供給が開始さ
れる。このとき、上記ボート１１におけるつまり油室６
における油圧が第３図に示す如くほぼ零に近い値Ｐ２ま
で急降下するが、これは、シリンダ２２Ｂ内に作動油が
急激に流入するためである。

他方、ボート１１の油圧が急低下すると、前記切換弁２
１が切換作動する０この結果、油室ｌＯ内の圧油が該弁
２２を介して速やかにドレンされ、それによってピスト
ン８が最少油圧発生位置Ｃストロークエンド）、たとえ
ば第４図に示す如くパルプボディ２の右内ｉＫ当接する
位置まで戻される。そして、同位置までピストン８が戻
された時点でバネ１９は自然長となる・ 上記シリンダ２２Ｂ内に作動油が流入して、該シリンダ
内に作動油が充満すると、つまり第３図に示ｊいわゆる
フィリングタイムが終了すると、前記油室６における油
圧が上昇を開始し、これＫよって切換弁２２が第１図に
示す状態に戻る。油室１０は、可変絞り３００ｍ４０を
介して油室６に連結されており、したがって、弁２１が
元位置にセットされると同時に核油室１０内の油圧も上
昇を開始し、これに伴ってピストン８が左行される・ 一方上記油室６における油圧は油室７内の油圧と等しい
ので、該油圧が上昇を開始すると油室７内の油圧により
【スプール３がノくネ１９に抗して右行する。

スプール３がある距離右行すると、第５図に示す如く油
室６内の圧油が油室９内にリリーフされ、七のさいリリ
ーフ圧は上記ノ（ネ１９のスプール３に対する左方向付
勢力で決定される。つまりスプール３は、その右行力と
バネ２２０反壷力とがつり合うように１７１Ｊ−）作動
する。この結果、油室６の油圧、つまり可変ＩＪ　ＩＪ
−フｆｆｌのリリーフ圧はたとえば第３図の特性Ａに示
す態様で増加され、このリリーフ圧はクラッチシリンダ
２２Ｂについてのクラッチのクラッチ圧に相当・するＯ
クラッチ圧を示唆する油室６のすＩＪ−フ圧の増加刊注
を変化させるには、上記ピストン８０位九を変化させヱ
、バネ２０によるスプール３への三方１０１押圧力を笈
えればよく、それには油［１０内に流入する昨ＩＩ！Ｉ
油の流量を変化させればよい。

第１図に示す可及絞り３０は、スプール３４のピストン
部４０　Ｋ　ｍ　ａｅした溝４０を形成しであるので、
スプール３４の変位させることによりて油量６から油室
１０＆Ｃ流入する作動油の流量を変化させることができ
、したがって上記’ｄＥ動アクチェエータ３５を劃（財
）することにより上記リリーフ圧（クラッチ圧）の上昇
時性を任意に、変化させることがＯＴ能である。

ところで、変速シ冒ツク（伝達トルクの変化）の程度は
、主として以下に列挙するパラメータによって決定され
る。

ａ、変速段 す、走行負荷（定常負荷〕 Ｃ０車体慮遊（慣性負荷） ｄ、スロットル量 ｅ、クラッチ油圧の増加率（伝達トルクの増加率） いま、クラッチ板の熱容量が非常忙大きいと反した場合
、変速７１ツクを常に一定以下に子るＫは、上記パラメ
ータａ　−％−ｄを加味してｅに示すクラッチ油圧の増
加率を設定してやればよい。すなわち、説明を容易にす
るためたとえば車体重量のみが変化する場合を考えると
、第３図に示した如（車重が大きいときにはクラッチ圧
の時間に対する増加率を大きく設定し、逆に小さいとき
には該増加率を小さく設定するようにすれば変速シ冒ツ
クを低減することができる。

以上のような考え方で実際の制御アルゴリズムを作成す
るに当りて、以下のよ５な問題点が存在する。

ａ・クラッチの伝達トルクとクラッチ油圧が比例関係に
無い。

ｂ・実機上で走行負荷の値を測定する事は困難である。

問題ａは、クラッチ板の摩擦係数がすべり速度によって
変化するために生じ、たとえば建設機械などで広（使用
されている湿式クラッチでは、油圧を増加していっても
伝達トルクが第６図に示すように変化する。

同図に示す如く、伝達トルクの変化率はある点でピーク
を持ち、このピークがかなり大きな変速シ嘗ツクを与え
る。上記伝達トルクのピークは、クラッチが完全に係合
する直前に発生するので、このピークを抑制するにはク
ラッチが完全に係合する直前にクラッチ圧の増加率を低
下させる処理を行なえばよい。

上記の処理は、以下のよう゛にして実施しうる。

すなわちクラッチ圧が増加してくると、第７図に示す如
くトランスミツシ茸ンの入力軸の回転数と出力軸の回転
数が近（なり、クラッチが完全に係合すると両回転数が
一致する（実際には両回転数の比つまり変速比が所定の
値となる）。それ故、クラッチが完全に係合した時点お
よびその偽金時点の直前の時点は、上記入出力軸の回転
数を監視することによって知ることができろ。

そこで、上記入出力＋＋ｉｂ回転数に基づいてクラッチ
の完全係合の直前にクラッチ圧の増加率を減少させ（た
とえば、クラッチ圧を一定にする）、かつクラッチが完
全に保合した時点で再びクラッチ圧を増加させれば上記
伝達トルクのピークを抑溜りして変速シ璽ツクをより少
なくすることができる０つぎに前記問題点すについて考
察する。第７図に例示したクラッチ圧の増加特性におい
て、初期クラッチ圧増加率は走行負荷が未知であると決
定できないではないかという疑問が生じる。しかし、上
記初期クラッチ圧増加率は、変速段、車重、スロットル
量の入でほぼ決定することが可能である・なぜなら走行
負荷は、第８図に示す如く伝達トルクのピークの発生時
点に関与するだけで、初期クラッチ圧増加率にはほとん
ど関係しないからであるｅ 以上の考察に基づき、この実施例℃は、第１図に示した
コントローラ４２に第９図に示すような処理を実行させ
ている。まず変速段センサ４５（姓とえば変速用レバー
の位戯を検゛出する）スロットル量センサ４６および単
繊センサ４７の出力に基づいて変速段、スロットル量（
スロットル開度）および車重が検出され、（ステップ１
００）ついで図示していない変速判断回路から変速指令
信号が出力されているかの判断が行なわれる（ステップ
１０１）。そして、ステップ１０１の判断結果がＹＥＳ
になると、車軸の状況つまり上記各センナで得られる変
速段、スロットル量および車重に応じた最適なりラッチ
圧制開指令を検索する（ステップ１０２）。

上記車軸の状況に応じた最適クラッチ圧増加率は予め実
・袂等によって知ることができ、この増加率は前記する
ように転動アクチーエータ３５を制御することによって
実現される。

上記コントローラ４２に内＋、ｌされた図示していない
メモリには、上記車軸の各種状況に適応したクラッチ圧
増加率を与るための上記アクチェエータ３５に対するり
□ラッチ圧制師指令を予めテーブルとして格納してあり
、上記ステップ１０２におけろＦＪｑ索は上記各センナ
の出力に基づいて上記制御指令をメモリから読出すこと
を意味している＠上記ステップ１０２において検索され
たクラッチ圧制御指令は、コントローラ３５より電動ア
クチェエータ３５に加えられ（ステップ１０３）、これ
によって上記可変絞り３０のスプール４０が上記指令に
対応する位置まで変位される。なお、このスプール３４
の変位は第３図に示したフィリングタイムの間に実行さ
れる。また、スプール３４の変位位置はｔ動アクチ晶エ
ータ３５に：内蔵されたポテンシ冒メータ等の位置検出
手段によって検出される。

上記フィリングタイムが終了すると、クラッチ圧が所定
の増加率に従ってたとえば第７図に示した態様で増加す
る。そこでコントローラ４２は、トランスミクシ１ンの
入力軸および出力軸の回転数を各々検出する回転センサ
４３および４４の出力に基づいて、クラッチのすべりが
設定値以下になったかを判断しくステップ１０４）、上
記クラッチのスベリが設定値以下になると、つまりクラ
ッチが係合する直前であることが判断されると、クラッ
チ圧を一定にする指令を上記アクチェエータ３５に与え
る（ステップ１０５）、これにより上記スプール３４が
左行されて油室６と油室１０間が遮断され、ピストン８
の変位が停止される。

この結果、第７図に示すようにクラッチ圧（油室６内の
油圧）が一定に保持され、この状態は、上記入力軸回転
センサ４３および出力軸回転センサ４４の出力Ｋｉｔ−
づいてクラッチが完全に係合したと判断されるまで、す
なわち次のステップ１０６の判断結果がＹＦｉＳとなる
まで継続されろ。

ステップ１０６の判断結果がＹＦｊＳになると、第７図
に示すようにクラッチ圧を再び増加させる指令つまりス
プール３４を右行させて油室６から油室１０内に所定流
量の作動油を供給する指令がアクチェエータ３５に与え
られ（ステップ１０８）、これ罠よってピストン８が再
び　行動作してクラッチ圧が上昇する。そして、ピスト
ン８がストッパ２５に当接する位置まで左行すると、同
図に示す９口くクラッチ圧が一定となる。

ところで、上記実施例ではクラッチ圧を時間に対して減
少変化させろことができないが、第１図に点線で示す如
く、油室１０を固定絞り４８を介してドレンタンクに接
続させれば、上記クラッチ圧を減少させることも可能で
ある。

すなわち、いま前記可変絞り３０を介して油室６から油
室１０内に流入する作動油の流量ｑ１上記固定絞り４８
を通って油室１０からドレンされる作動油の流ｆｆ１Ｑ
２とすると、それらの流量の大小関係に応じてクラッチ
圧は、以下に示すような変化態様となり、第１０図はこ
れをグラフで示している。

Ｑ、１＞Ｑ２　　　クラッチ圧単調増加Ｑ１＝Ｑ２　　
　クラッチ圧一定 Ｑｌ＜Ｑ２　　　クラッチ圧単調減少 とができ、この場合、同図のステップ１０５においてク
ラッチ圧を減少変化、つまりクラッチ圧の増加勾配Δｐ
／Δｔを負にさせることも可能である。

なお上記固走絞り４８は、それ自身を介しズドレンされ
る作動油の流量が上記可変絞り３０を介して油室１０同
に流入する作動油の最大流量よりも小さくなるように形
成されている。

第１１図は、前６ピ町変級り３０に代えて電磁弁４９を
使用した不発明の実施例を示している。この実施？ｌＩ
では、上記電磁弁４９が油室１０の一方のポート２０と
油室６のボート３８間に絞り５０を弁して介在され、油
室１０の他方のボー）２０に６ＩＪ記切換ｙＰ２２が接
続されている。

この実施例において、上記ｒａ電磁弁９をＰＷＭ〔パル
ス幅震調〕１９号によって駆動すれば、第１２ることに
より所望のクラッチ圧増加率を得ることができる。すな
わち上記デユーティ比の大、中、小によって第１３図に
例示するようなりラッチ圧の増加特性を優ることができ
る。もちろん、この実亀例においても上記電磁弁４９に
よりて油室１０に対する油の供給を１折りこと罠よって
クラッチ増を固定絞りを介してドレンタンクに接続する
ことも可能である。なお、この実施例も第８図に例示し
た手Ｉ＠に従って制御することができ、そのさいコント
ローラ４２にはＰＷＭ駆動回路が内蔵される。

第１図および第１／図に示した実施例では、各々可変絞
り３０および電磁弁４９を介して油室６から油室１０に
作動油を供給しているが、上記要素３０および４９を介
して油圧ｒＭ１５からの作動油を油室ｌＯ内に供給する
よ５Ｋしてもよい。ただしこの場合、クラッチ圧の立上
り特性の直線性が前者の場合に比して若干失なわれる。

また第１図に示した実施例では、電動アクチェエータ３
５の動力源としてサーボモータを使用しているが、これ
に代えてステツビ／グモータ等の他の駆動源を使用する
ことも当然可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、負荷に作用させる油圧を電気信号によ
って任意にコントロールする−とができる。したがって
、たとえば実施１例に示したようなパワーシフトトラン
スミツシ冒ンのクラッチ圧制御に適用することにより裳
迷シ璽ツクを発生しないように油圧を制御することが可
能である・

【図面の簡単な説明】

第１Ｉ８！！、Ｉは本発明に係る油圧制御装置の一実施
例を似念的に示したブロック図、第２図は可変絞りのス
プールに形成された溝の形状を例示した斜視図、第３図
は第１図に示した実施例忙よって得られる油圧上昇特性
を例示したグラフ、第４図および第５図は各々第１図に
示した可変リリーフ弁の作動態様を例示した縦断面図、
第６図はクラッチ圧と伝達トルクの関係を例示したグラ
フ、第７図は伝達トルクのピークを抑制する場合の油圧
制御の悪法を例示したグラフ、第８図は異なる走行負荷
についての伝達トルクの変化態様を示したグラフ、第９
図は第７図にホした制御を行なう場合のコントローラの
迅埋手段を例示したフローチャート、第１０図はクラッ
チ圧の増減変化の態様を例示したグラフ、第１１図は、
ｊｊ電磁弁用いてクラッチ圧を逼気的に制御する本発明
の実施例を示した縦断面図、第１２図は第１１図に示し
た電磁弁に加えられるＰＷＭ信号波形を例示した波形図
、第１３図はＰＷＭ伯号のデユーティ比の値に対応した
クラッチ圧の増加特性を例示したグラフであるり１−Ｉ
Ｊ　リーフ弁、２・・・パルプボディ、３−スプール、
４・−第１のピストン部、５−第２のピストン部、６．
７．９．１０−・・油室、８・−ピストン、１１，１７
゜１８、２０．２０．３８−ボート、１３．２１・−切
換弁、１４、２３．４８．５０−・絞り、１５・・・油
圧源、１６．１９−バネ％２２Ａ、２２Ｂ、−クラッチ
シリンダ、２４゜４９−電磁弁、２５　・・・ストッパ
、３０−可変絞り、３４・・・スプール、３５−電動ア
クチ為エータ、４０・・・溝１．４２−コントローラ、
４３−人力軸回転センサ、４４−出力軸回転センサ、４
５−変速段センサ、４６−スロットル量センサ、４７・
−車重センサ。 第７図 −Ｂ今間 第８図 □時間 第９図 第１０図 □時間 ＄１１図 一ノ０ 第１２図 第１３図 一時間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピストンの変位によつてバネの長さを変化させ、
   該バネの付勢力に釣り合つたリリーフ圧を発生するリリ
   ーフ弁と、上記ピストンに作用させる油圧の供給路に介
   在させた電動式流量調整手段とを備えてなり、上記リリ
   ーフ圧を負荷に作用させるようにした油圧制御装置。
2. （２）上記流量調整手段が、電動アクチュエータで作動
   される可変絞りである特許請求の範囲第（１）項記載の
   油圧制御装置。
3. （３）上記流量調整手段が電磁弁である特許請求の範囲
   第（１）項記載の油圧制御装置。
4. （４）ピストンの変位によつてバネの長さを変化させ、
   該バネの付勢力に釣り合つたリリーフ圧を発生するリリ
   ーフ弁と、上記ピストンに作用させる油圧の供給路に介
   在させた電動式流量調整手段と、上記ピストンに作用さ
   せる油圧を低下させるように機能する固定オリフィスと
   を備え、上記リリーフ圧を負荷に供給するようにした油
   圧制御装置。