JPS62233552A

JPS62233552A - 建設機械の変速制御装置

Info

Publication number: JPS62233552A
Application number: JP61075317A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nagata; 修永田; Hajime Yamada; 一山田
Original assignee: TECH RES ASSOC OPENAIR COAL MIN MACH
Current assignee: TECH RES ASSOC OPENAIR COAL MIN MACH
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-13
Also published as: JPH0535777B2

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】（産業上の利用分野）この発明は油圧クラッチを有する建設機械のトランスミ
ッションにおけるクラッチ係合時のクラッチ油圧の制御
を行うための変速制御装置に関する。

（従来技術）従来より建設機械のトランスミッションにおいては、変
速時のショックを緩和して円滑な変速を実現する目的で
、クラッチ係合時のクラッチ油圧の制御を行う機械式の
特殊なモジュレータ機構が使用されていたが、これら機
械式のモジュレータ機構はその構造が複雑な上に調整が
困難であるという問題があった。

また、クラッチ油圧の制御は、常時は一定のクラッチ圧
力を保持するだけであるが、クラッチ保合時には瞬時に
空のクラッチシリンダに油を充填し、低いクラッチ圧力
の下でクラッチの保合を開始し、その後徐々にクラッチ
圧力を上昇させてクラッチの保合を完了させるという圧
力および流量の両方の制御が要求される。

このようなりラッチ油圧の制御に関しては、油圧のアキ
ュムレータを使用し、クラッチシリンダへの油の充填に
アキュムレータの油の放出を利用するとともに、クラッ
チ油圧の昇圧時の圧力制御にアキュムレータの充填特性
を利用して前記モジュレータ機構を補助するのが通例で
あった。

（発明が解決しようとする問題点）上記するように、クラッチ油圧の制御にアキュムレータ
を使用することは、アキュムレータの放出ならびに充填
の両方の特性をうまく利用したものではあるが、アキュ
ムレータの放出特性をクラッチシリンダの充填特性に合
わせ、かつアキュムレータの充填特性をクラッチの昇圧
特性に合致させるために、モジュレータ機構と組合せた
複雑な油圧制御機構が必要であった。

特に従来の変速制御装置においては、上述のようにアキ
ュムレータの特性とクラッチの特性を合致させるために
、第９図に示すような油圧回路がしばしば使用されてい
た。

すなわち、アキュムレータ１とクラッチ３への油の供給
を制御する切換弁２との間に逆止弁４と絞り機構５を挿
設し、クラッチ３の充填時にはアキュムレータ１の油ば
逆止弁４を経由して放出され、クラッチ油圧の昇圧時に
は油圧ポンプ６から供給される油は絞り機構５を経由し
てアキュムレータ１に供給される。

この油圧回路によって、アキュムレータとクラッチの両
特性の合致という問題は一応解決されるものの、アキュ
ムレータ１の放出時には逆止弁４の抵抗が余分に加わる
うえに、昇圧時にはアキュムレータ１と切換弁２の間に
絞り機構５が入るためにアキュムレータ１のクラッチ圧
力に対する圧力制御が遅れるなどの問題も残されていた
。

近年、建設機械が大型化するにつれて、クラッチシリン
ダの容量が増大し、アキュムレータの容量が大きくなる
に従って、上述の逆止弁および絞り機構を通過する油量
が増大してきたため、これら逆止弁および絞り機構の影
響が無視できないものとなってきた。

この発明は上述の問題点を解消し、簡単な構成で、機械
式のモジュレータ機構を使用しない７キユムレータを使
用した電気−油圧式変速制御装置であって、大型機種に
対しても問題なく適用できる変速制御装置を提供するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段）上記の目的を達成するための、この発明に係る第１の発
明の要旨とするところは、油圧クラッチを有する建設機
械トランスミッションにおいて、与えられた電気信号に
従ってクラッチへ供給する油量を制御する流量制御弁と
、この流量制御弁の出口側に設けた逆止弁と、この逆止
弁に接続され、クラッチ係合時の充填油を供給するとと
もに、昇圧時の圧力制御を行うアキュムレータと、この
アキュムレータとともに前記逆止弁に接続され、クラッ
チへの油の供給と排出を制御する電磁切換弁と、前記流
量制御弁と電磁切換弁への電気信号を送る電子制御装置
とで構成したことを特徴とする建設機械の変速制御耳装
置にある。

またこの発明に係る第２の発明の要旨とするところは、
前後進用と変速用の２組の各複数の油圧クラッチを有す
る建設機械トランスミッションにおいて、与えられた電
気信号に従ってクラッチへ供給する油を制御する前後進
用と変速用に共通の流量制御弁と、この流量制御弁の出
口側に接続された変速用逆止弁と、この変速用逆止弁に
接続され、変速用のクラッチ係合時の充填油を供給する
とともに、昇圧時の圧力制御を行う変速用アキュムレー
タと、この変速用アキュムレータとともに前記変速用逆
止弁に接続され、変速用クラッチへの油の供給と排出を
制御する変速用電磁切換弁と、前記流量制御弁の出口側
に、変速用逆止弁とともに接続された前後進用逆止弁と
、この前後進用逆止弁に接続され、前後進用のクラッチ
係合時の充填油を供給するとともに、昇圧時の圧力制御
を行う前後進用アキュムレータと、この前後進用アキュ
ムレータとともに前記前後進用逆止弁に接続され、前後
進用クラッチへの油の供給と排出を制御する前後進用電
磁切換弁と、前記流量制御弁と変速用電磁切換弁と前後
進用電磁切換弁への電気信号を送る電子制御装置とで構
成したことを特徴とする建設機械の変速制御装置にある
。

（作用）上記構成において、この発明では、アキュームレータの
放出特性をクラッチシリンダの重点特性に合わせ、かつ
アキュームレータの充填特性をクラッチの昇圧特性に合
致させるために、機械式のモジュレータ機構と組合せた
複雑な油圧制御機構を必要とせずに円滑な変速制御を実
現し、また油圧回路に使用される弁およびアキュームレ
ータの大容量化が可能で、大型機種への適用が簡単にな
る。

（第１の発明の実施例）以下、この発明に係る第１の発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図は第１の発明の一実施例を示す油圧回路図である
。

図において、１０はソレノイドＳνを有する流量制御弁
であり、１１は逆止弁、１２はアキュムレー夕である。

本実施例は３個の油圧クラッチ１４ａ。

１４ｂ、　１４ｃを有するトランスミッション（図示せ
ず）を対象としたもので、各クラッチに対応した電磁切
換弁１３ａ、　１３ｂ、　１３ｃを有する。また各電磁
弁１．３ａ、　１３ｂ、　１３ｃはそれぞれソレノイド
Ｓａ、Ｓｂ。

Ｓｃによって電気信号により制御される。

油圧クラッチの制御に使用する油は油圧ポンプ１５によ
って供給され、リリーフ弁１６によりその圧力が制御さ
れる。

電子制御装置１８は第２図に示すように、外部から与え
られた変速指令信号に応じて流量制御弁１０のソレノイ
ドＳνおよび電磁切換弁１．３ａ、１．３ｂ。

１３ｃのソレノイドｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃへ電気信号を出力
する。

なお、上記構成において、クラッチ１４ａ、　１４ｂ。

１４ｃを係合させるには、それぞれソレノイドＳａ、Ｓ
ｂ、Ｓｃのみを通電させる。従って、各クラッチとも対
応するソレノイドを通電した後の応答は同様であるので
、以下の説明では、ソレノイドＳａのみを通電した場合
の応答を説明する。

まず、ソレノイドＳａの通電前、クラッチ１４ａは電磁
切換弁１３ａを介して油タンク１７に通じており、その
圧力はほぼＯｋｇ／ｃＪＧである。

ソレノイドＳａに通電すると電磁切換弁１３ａの接続が
切替わり、アキュムレータ１２に保持されていた圧油が
電磁切換弁１３ａを経由して急激にクラッチ１４ａに流
入する。この時、アキュムレータ１２と流量制御弁１０
とは逆止弁１１で分離されているため、アキュムレータ
１２から放出された圧油はすべてクラッチ１４ａに流入
する。

アキュムレータ１２の放出が完了した後、今度は流量制
御弁１０で制御された一定流量の油が逆止弁１１を経由
してアキュムレータ１２およびクラッチ１４ａに供給さ
れる。ところが、この時点ですでにクラッチ１４ａは充
填が完了しているため、供給された油はアキュムレータ
１２に供給され、アキュムレータ１２の出口圧力（第１
図中、位置Ａの圧力）はアキュムレータ１２の充填特性
と流量制御弁１０で制御された流量によって徐々に上昇
して行くことになる。

この時の電子制御装置Ｉ８の動作を第３図に示す。

第３図において、電子制御装置１８は、電磁切換弁１３
ａのソレノイドＳａに与えである電気信号を非励磁から
励磁に変化させた時点（第３図中α２で示す）で、同時
に流量制御弁１０のソレノイドＳｖに与えている流量制
御信号を追加充填量に応じた値（第３図中α２で示す）
に設定する。

さらに一定時間Δｔ、後、電子制御装置１Ｂは流量制御
信号をクラッチ係合開始用の低流量（第３図中α２で示
す）に設定する。

この状態で時間Δｔ２だけ経過し、流量α２に相当する
低流量でクラッチ１３ａの保合が開始した後、電子制御
装置１８は流量制御信号を昇圧設定値（第３図中α３で
示す）とする。

かくして、電磁切換弁１３ａを選択後、時間Δｔ、の間
はアキュムレータ１２が放出する油と、流量制御弁１０
を通過する追加充填量α１に相当する油量の両方でクラ
ッチ１３ａが充填され、その後流量制御弁１０を通過す
る油をクラッチ係合開始用のα２に相当する流量に下げ
ると、クラッチ１３ａは第３図に示すように十分に低い
圧力の下で保合を開始する。

クラッチ係合後は昇圧用設置値α、に相当する流量の油
が流量制御弁１０を経由して送られてくるため、この流
量とアキュムレータ１２の充填時の特性によって決めら
れた速さでアキュムレータ１２の出口圧力（第１図中、
位置への圧力）が上昇して行く。この場合クラッチ１３
ａは充填を完了して油が流入しない状態であるため、そ
の入口圧力（第２図中、位ｆｉＢの圧力）は、アキュム
レータ１２の出口圧力と同じ値となって徐々に上昇する
。

この場合、時間間隔Δｊｌ　＋　Δｊ！　＋　Δｔ。

および各時間間隔に対応する流量制御信号の設定値α３
．α２．α３は各クラッチごとに最適に設定された値を
選択することはいうまでもない。また、第３図に示すよ
うに、ある決められた時間毎に、決められた値の流量制
御信号を出力するような電子制御装置＆１８については
公知の電子回路により容易に実現できる。

ところで、上記する実施例において、アキュムレータに
要求される能力としては、短時間に内蔵する圧油を放出
することともに、充填時にはできる限り緩やかな圧力上
昇をすることおよびクラッチ係合時に生ずる油圧のサー
ジ圧力をできる限り低い圧力におさえることである。

第４図に示すアキュムレータは第１の発明の他の実施例
におけるものであるが、このアキュムレータは、シリン
ダ２１と、シリンダ２１に内臓されるピストン２２と、
ピストン２２を押す第１のバネ２３と、さらにアキュム
レータに充填される油量がある一定量以上となったとき
に始めてピストン２２を押し始める第２のバネ２４とか
らなる。

このようなアキュムレータを使用することにより、アキ
ュムレータからの圧油の放出は第１のバネ２３および第
２のバネ２４の両方の力で急激に行われるとともに、ピ
ストン２２が第２のバネ２４を離れると、その後の圧油
の放出およびアキュムレータの充填すなわち昇圧の制御
は第１のバネ２３のみによって緩やかに行うことができ
る。

この場合、バネの数を増加してアキュムレータの特性を
２段階以上に細かく分割することおよび１本のバネに非
線形特性を持たせて本実施例のアキュムレータと同等の
特性を持たせることができることはいうまでもない。

第５図に示すアキュムレータは第１の発明の実施例の一
つであり、シリンダ３１と、シリンダ３１に内蔵される
ピストン３２と、ピストン３２を押すバネ３３と、この
ピストン３２をバネ３３とともに油圧（第５図において
管路すから供給される）の供給および排出を制御する電
磁切換弁３４とからなる。

本実施例においては、アキュムレータ放出時には電磁切
換弁３４のソレノイドＳｐが励磁され、アキュムレータ
に蓄えられた圧油は、バネ３３および電磁切換弁３４を
経由して供給された油圧の力によって管路ａから放出さ
れる。

つぎに、アキュムレータ充填時には、電磁切換弁３４の
ソレノイドＳｐは消磁され、アキュムレ−タに充填され
た油はバネ３３の特性によって徐々に昇圧して行く。

（第２の発明の実施例）次に、この発明に係る第２の発明の実施例を図面にもと
づいて説明する。

第６図は第２の発明の一実施例を示す油圧回路図である
。

図において、４０はソレノイドＳｖを有する流量制御弁
であり、４１は変速用逆止弁、４２は前後進用逆止弁、
４３は変速用アキュムレータ、４４は前後進用アキュム
レータ、４５，４６．４７はそれぞれ１速用、２速用、
３速用電磁切換弁、Ｓ＋　＋５２　、Ｓ３は各電磁切換
弁のソレノイド、４８は前進用ツレノドＳＦａ：後進用
ソレノイドＳＲをもつ前後進用電磁切換弁、４９，５０
．５１はそれぞれ１速クラツチ、２速クラツチ、３速ク
ラツチであり、５２は前進クラッチ、５３は後進クラッ
チである。各クラッチへの作動油はポンプ５４により供
給され、その圧力はリリーフ弁５５によって制御される
。

電子制御装置５６はシフトレバ−１自動変速装置６置など（いずれも図示せず）の外部機器から与えられる
変速指令信号に応じて、第７図に示すように、流量制御
弁４０のソレノイドＳｖおよび電磁切換弁４５，４６，
４７．４８のソレノイドＳ０．Ｓ２．Ｓ３゜ＳＦ、　Ｓ
ｌｉへ電気信号を出力する。

本実施例においては、建設機械は第８図に示すすいずれ
かの組合わせで運転されることになる。

ただし、図中において○印は励磁を、×印は非励磁を示
す。

また、各クラッチ４９〜５３が係合するときの電子制御
装置５６の応答およびクラッチ油圧の応答については上
述の第１の発明と同様である。

本実施例においては、１速クラツチ４９．２速クラツチ
５０．３速クラツチ５１の保合時に使用する変速用アキ
ュムレータ４３と前進クラッチ５２、後進クラッチ５３
の保合時に使用する前後進用アキュムレータ４４を個別
に設け、その間を変速用逆止弁４１および前後進用逆止
弁４２で分離している。このため１速〜３速の各クラッ
チ係合時に変速用アキュムレータ４３が圧油を放出して
１速〜３速の各クラッチ圧力が低下した場合にも、前進
クラッチ５２および後進クラッチ５３の圧力は前後進用
逆止弁４２によって保持される。また、逆に前進クラッ
チ５２と後進クラッチ５３の係合時には変速用逆止弁４
１が１速〜３速の各クラッチ圧力を保持する。

この間、流量制御弁４０は保合の途中にあるクラッチに
与える油量の制御のみを行えばよいのであり、変速クラ
ッチと前後進クラッチの間の相互干渉を防止した変速制
御装置となる。

また、この第２の発明の油圧回路のアキュムレータとし
て第４図または第５図に示す構成のものを使用すれば、
それぞれのアキュムレータの特徴を生かした電気−油圧
式変速制御装置となる。

（効果）上述したように、この発明の第１の発明によれば、機械
式のモジュレータ機構を使用せず、かつアキュムレータ
の出口に逆止弁や絞り機構をもたない、アキュムレータ
の圧力制御能力を十分に発揮させて円滑な変速制御がで
き、またこの発明の第２の発明によれば、クラッチを変
速用と前後進用の２組に分けることにより、１個の流量
制御弁で相互に干渉のない電子−油圧式変速制御装置が
実現できる。

さらに、この発明の第１の発明および第２の発明はいず
れも、使用する弁およびアキュムレータを大容量化する
ことにより、容易に大型化が図れることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る第１の発明の変速制御装置の油
圧回路図、第２図は第１の発明における電子制御装置の
出力信号を示す説明図、第３図はクラッチ係合時の応答
を示す説明図、第４図はアキュムレータの断面図、第５
図は他の実施例を示すアキュムレータの回路図、第６図
はこの発明に係る第２の発明の変速制御装置の油圧回路
図、第７図は第２の発明における電子制御装置の出力信
号を示す説明図、第８図はこの発明が適用される建設機
械の運転説明図、第９図は従来の変速制御装置に使用さ
れている油圧回路図である。１０・・・流量制御弁、１１・・・逆止弁、１２・・・
アキュムレータ、１３・・・電磁切換弁、１４・・・油
圧クラッチ、１８・・・電子制御装置、４０・・・流量
制御弁、４１・・・変速用逆止弁、４２・・・前後進用
逆止弁、４３・・・変速用アキュムレータ、４４・・・
前後進用アキュムレータ、４５、４６．４７・・・変速
用電磁切換弁、４８・・・前後進用電磁切換弁、４９．
５０．５１・・・油圧クラッチ、５６・・・電子制御装
置。係３図葆４図算５図係８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）油圧クラッチを有する建設機械トランスミッショ
ンにおいて、与えられた電気信号に従ってクラッチへ供
給する油量を制御する流量制御弁と、この流量制御弁の
出口側に設けた逆止弁と、この逆止弁に接続され、クラ
ッチ係合時の充填油を供給するとともに、昇圧時の圧力
制御を行うアキュムレータと、このアキュムレータとと
もに前記逆止弁に接続され、クラッチへの油の供給と排
出を制御する電磁切換弁と、前記流量制御弁と電磁切換
弁への電気信号を送る電子制御装置とで構成したことを
特徴とする建設機械の変速制御装置。
（２）前記アキュムレータは、シリンダと、このシリン
ダに内蔵されたピストンと、このピストンを押す単数も
しくは複数のバネで構成され、バネの力によって初期充
填のための油の放出と昇圧時の圧力制御を行うことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の建設機械の変速制
御装置。
（３）前記アキュムレータは、シリンダと、このシリン
ダに内蔵されるピストンと、このピストンを押す単数も
しくは複数のバネと、このピストンを押すための圧油の
供給もしくは放出を電子制御装置からの電気信号によっ
て行う電磁切換弁とで構成され、初期充填のための油の
放出はバネと油圧の力で行い、昇圧時の圧力はバネの力
のみによって行うことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の建設機械の変速制御装置。
（４）前後進用と変速用の２組の各複数の油圧クラッチ
を有する建設機械トランスミッションにおいて、与えら
れた電気信号に従ってクラッチへ供給する油を制御する
前後進用と変速用に共通の流量制御弁と、この流量制御
弁の出口側に接続された変速用逆止弁と、この変速用逆
止弁に接続され、変速用のクラッチ係合時の充填油を供
給するとともに、昇圧時の圧力制御を行う変速用アキュ
ムレータと、この変速用アキュムレータとともに前記変
速用逆止弁に接続され、変速用クラッチへの油の供給と
排出を制御する変速用電磁切換弁と、前記流量制御弁の
出口側に、変速用逆止弁とともに接続された前後進用逆
止弁と、この前後進用逆止弁に接続され、前後進用のク
ラッチ係合時の充填油を供給するとともに、昇圧時の圧
力制御を行う前後進用アキュムレータと、この前後進用
アキュムレータとともに前記前後進用逆止弁に接続され
、前後進用クラッチへの油の供給と排出を制御する前後
進用電磁切換弁と、前記流量制御弁と変速用電磁切換弁
と前後進用電磁切換弁への電気信号を送る電子制御装置
とで構成したことを特徴とする建設機械の変速制御装置
。
（５）前記変速用アキュムレータと前後進用アキュムレ
ータはともにシリンダと、このシリンダに内蔵されるピ
ストンと、このピストンを押す単数もしくは複数のバネ
で構成され、このバネの力によって初期充填のための油
の放出と昇圧時の圧力制御を行うことを特徴とする特許
請求の範囲第４項記載の建設機械の変速制御装置。
（６）前記変速用アキュムレータと前後進用アキュムレ
ータはともにシリンダと、このシリンダに内蔵されるピ
ストンと、このピストンを押す単数もしくは複数のバネ
と、このピストンを押すための圧油の供給と放出を電子
制御装置から送られてくる電気信号で行う電磁切換弁と
で構成され、初期充填のための油の放出はバネと油圧の
力によって行い、昇圧時の圧力制御はバネの力のみによ
って行うことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
建設機械の変速制御装置。