JPS647246B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関などに付設される油圧式ク
ラツチにおいて、油圧を機関回転数に応じて制御
することにより、嵌入に要する時間を遅らせるこ
となく、しかも低速時に発生するガラ音を防止す
るようにした制御装置に関するものである。

例えば船舶用デイーゼルエンジン等の内燃機関
は、通常、エンジン出力軸とプロペラ軸との間に
油圧式クラツチ及び変速ギヤ等の組合わせからな
る減速逆転装置を設け、油圧方向変換器と油圧調
整装置により、油圧式クラツチの嵌入方向や嵌入
度合を制御してプロペラ軸の回転方向及び回転数
を調整し、船の前進、後進、速度等を自由にコン
トロールするようになつている。

ところで、この種の装置においては、クラツチ
の中立時に油圧を高圧に保持しておくと、クラツ
チ操作時の嵌入時間は遅れない反面、低速時に周
期的なトルク変動などに起因するガラ音と称され
る衝撃音が減速機回りで発生することがあり、逆
に中立時の油圧を低圧に保持しておくと、ガラ音
は防止される代りに嵌入時間が遅れるという一般
的な性質があり、操作時のフイーリングが悪くな
るという問題がある。これを解決するためには、
例えば油圧回路に油圧逃げ回路を設けて中立時に
は油圧を高圧にしておき、嵌入と同時に油圧を逃
がして低圧に切換えるようにした二段調圧方式が
試みられているが、油圧逃げのタイミングを適正
にコントロールすることが困難であり、ガラ音の
発生や嵌入遅れを完全になくすことはできないも
のであつた。

本発明は上記の問題点に着目し、クラツチ操作
時の嵌入時間を遅らせることなく、しかも低速時
のガラ音発生を防止できる油圧式クラツチの制御
装置を提供することを目的としてなされたもので
あつて、電気的に駆動可能なクラツチ油圧方向切
換器と、任意圧力に調整可能な油圧調整装置と、
油圧検出器と、機関回転数検出器と、前記クラツ
チ油圧方向切換器と油圧調整装置に制御出力を与
える制御部とを備え、この制御部に次のような演
算手段を設けたことを特徴としている。制御部に
設けられた演算手段は、クラツチの中立時には、
予め機関回転数に応じて設定された中立時圧力に
保つ制御出力を油圧調整装置に対して出力し、ま
たクラツチ油圧方向切換器の作動によりクラツチ
が嵌入する側に油圧回路が形成された時には、予
め機関回転数に応じて設定された待ち時間だけ前
記中立時圧力を維持した後、ガラ音の発生しない
所定圧力まで油圧を低下させる制御出力を油圧調
整装置に対して出力するように構成されている。
前記の機関回転数に応じて設定される中立時圧力
と待ち時間とは、いずれも試験によつて最適値を
予め求められるものであり、これにより、作動油
の吐出量や圧力が変り、機関回転数に応じて実際
の油圧が設定値に対して変化することに対処した
適正な制御が可能となるのである。また前記のガ
ラ音の発生しない所定圧力とは、クラツチの容量
などによつて決まる値であり、これも予め試験に
よつて求められる比較的低い圧力である。

以下、図示の一実施例により本発明を具体的に
説明する。

第１図のブロツク図において、１はクラツチ油
圧方向切換器、２は油圧調整弁３とこれを駆動す
る駆動装置４からなる油圧調整装置、５は油圧検
出器、６は機関回転数検出器、７は制御部であ
る。制御部７はハンドル操作などの手操作入力Ｍ
を入力されるクラツチ位置切換スイツチ８、油圧
検出器５からの入力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
器９、駆動装置４に駆動出力を与えるリレー１
０，１１、記憶装置１２、及び各種の入力信号に
応じて所要の演算を行ない、クラツチ油圧方向切
換器１に対する制御出力と、リレー１０，１１に
対する油圧調整装置２の制御出力とを出力する演
算装置１３を備えており、これらの主要部は例え
ばマイクロコンピユータによつて構成することが
できる。

第２図は、クラツチ油圧方向切換器１と油圧調
整装置２の概略構造と関連する油圧回路の一例を
示すものである。油圧調整装置２の駆動装置４に
はDCモータ４ａが使用されており、リレー１０
あるいは１１の作動に応じて増圧あるいは減圧の
方向に出力軸２１が回転し、ねじ式カツプリング
２２を介して油圧調整弁３内のサーボ弁２３を軸
方向に移動させる。これに応じて、サーボ弁２３
の外側に設けられているサーボピストン２４が調
圧スプリング２５の反発力と油圧ポンプ２６の送
給圧力とがバランスする位置に移動し、出力ポー
ト２７に所定の値に調圧された圧力が供給され
る。油圧検出器５にはポテンシヨメータ５ａが使
用されており、サーボ弁２３の軸部に取付けられ
た検出用ガイドピン２８の位置を検出する構造と
なつている。このポテンシヨメータ５ａの読みと
油圧調整弁３の出力ポート２７に得られる圧力と
の間には、例えば第３図に示すような一義的な関
係があるので、ポテンシヨメータ５ａの読みによ
つて圧力の検出が行なわれ、ポテンシヨメータ５
ａの読みはＡ／Ｄ変換器９を介して演算装置１３
に入力される。

クラツチ油圧方向切換器１は、パイロツト弁３
１、前進用切換弁３２、後進用切換弁３３を備え
ており、図は中立状態を示している。演算装置１
３の出力に応じてパイロツト弁３１が前進側ある
いは後進側に作動すると、油圧ポンプ２６の供給
圧力で切換弁３２あるいは３３の弁体３４あるい
は３５が移動し、油圧調整弁３の出力ポート２７
からクラツチの前進シリンダ３６あるいは後進シ
リンダ３７までの油圧回路が形成され、クラツチ
は前進側あるいは後進側に嵌入される。

なお、３８はフイルタ、３９は調圧弁、４０は
オイルパンである。

次に動作を説明する。まず、クラツチの中立時
には、前進シリンダ３６及び後進シリンダ３７に
は圧力は供給されておらず、出力ポート２７に得
られた圧力は切換弁３２，３３の手前で閉じ込み
になつている。この時の油圧調整装置２はサーボ
弁２３を増圧方向へ押し込んだ状態で、中立時圧
力P₀を比較的高い圧力に保持している。この中
立時圧力P₀は、第４図に示すように機関回転数
に応じて設定されたもので、特に機関回転数が低
くなると圧力が高くなるような関係となつてお
り、この関係は数表の形で記憶装置１２に記憶さ
せてある。そして、演算装置１３は機関回転数検
出器６による検出出力に応じて、第４図の関係を
満足するポテンシヨメータ５ａの読みが得られる
ような演算を行ない、リレー１０，１１を介して
DCモータ４ａを駆動し、油圧調整装置２を所定
の中立時出力P₀を得るように制御している。

今、手操作によりクラツチ位置切換スイツチ８
が操作されると、演算装置１３に切換スイツチ８
から切換信号が入力され、演算装置１３からクラ
ツチ油圧方向切換器１に切換信号に応じた制御出
力が出され、切換弁３２あるいは３３が作動して
クラツチの嵌入動作が開始される。続いて、機関
回転数に応じた待ち時間T₂だけ待つて、リレー
１１を作動させる制御出力を出して油圧調整装置
２を減圧方向に作動させ、予め設定された低い圧
力P₂までポテンシヨメータ５ａの読みと比較し
ながら油圧を低下させる。この待ち時間T₂は、
第５図に示すように機関回転数に応じて設定され
たもので、特に機関回転数が低くなると時間が長
くなるような関係となつており、この関係は数表
の形で記憶装置１２に記憶させてある。そして、
演算装置１３は機関回転数検出器６による検出出
力に応じて、第５図の関係を満足する待ち時間
T₂を演算し、リレー１１の作動を開始させるの
である。また低い圧力P₂は、ガラ音の発生を防
止するためにここまで下げなければならない圧力
として、クラツチ容量などに応じて予め得られて
いる値であり、記憶装置１２に記憶させてある。

第６図は以上のような動作を行なうための制御
フローチヤートであり、第７図はタイムチヤート
である。第７図の時間T₁は嵌入時間であり、従
動軸回転数、例えばプロペラ回転数はこの嵌入時
間T₁の後に立上り、所望の速度での運転が開始
されるのであるが、前記の待ち時間T₂は、比較
的高い中立時圧力P₀を一定時間保つことによつ
て嵌入時間T₁を遅らせずにすみ、しかも圧力P₂
との関係でガラ音を発生させない最適な値が機関
回転数に応じて設定されるのである。機関回転数
がガラ音発生域にある時は、クラツチ位置切換ス
イツチ８からの入力がそのまま保たれている間
は、第７図のように油圧は引続いてP₂に維持さ
れ、ガラ音の発生が防止されている。なお、機関
回転数がガラ音発生域にない時は、低い圧力P₂
への圧力低下は行なわれない。以上の実施例の説
明からも明らかなように、本発明は、クラツチの
中立時には予め機関回転数に応じて設定された中
立時圧力を保ち、クラツチの嵌入時には予め機関
回転数に応じて設定された待ち時間だけ前記中立
時圧力を維持した後に、ガラ音の発生しない圧力
まで油圧を低下するようにしたものであり、クラ
ツチの嵌入時間の遅れを最小限に抑えるととも
に、低速でクラツチを嵌入した時のガラ音の発生
を防止でき、しかもこれらの制御は、機関回転数
によつて作動油の吐出量や実際の油圧が変化する
ことを補正しながら、機関回転数に左右されず常
に良好な制御を行なうことが容易となるのであ
る。また、手操作によるクラツチ切換の実操作は
従来と全く変らず、操作性が損なわれることはな
く、装置全体を電気的にコントロールできるので
リモートコントロールが容易となり、操作性を向
上することも可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例であり、第１図はブロ
ツク図、第２図は油圧回路と関連機器の概略構造
を示す油圧系統図、第３図はポテンシヨメータの
読みと油圧との関係を示す図、第４図は機関回転
数と中立時圧力の設定値との関係を示す図、第５
図は機関回転数と待ち時間の設定値との関係を示
す図、第６図は制御のフローチヤート、第７図は
制御のタイムチヤートである。 １……クラツチ油圧方向切換器、２……油圧調
整装置、５……油圧検出器、６……機関回転数検
出器、７……制御部、１３……演算装置、P₀…
…中立時圧力、T₂……待ち時間、P₂……ガラ音
の発生しない圧力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的に駆動可能なクラツチ油圧方向切換器
   と、任意圧力に調整可能な油圧調整装置と、油圧
   検出器と、機関回転数検出器と、前記クラツチ油
   圧方向切換器と油圧調整装置に制御出力を与える
   制御部とを備えた油圧式クラツチの制御装置にお
   いて、 クラツチの中立時には、予め機関回転数に応じ
   て設定された中立時圧力に保つ制御出力を油圧調
   整装置に対して出力し、またクラツチ油圧方向切
   換器の作動によりクラツチが嵌入する側に油圧回
   路が形成された時には、予め機関回転数に応じて
   設定された待ち時間だけ前記中立時圧力を維持し
   た後、ガラ音の発生しない所定圧力まで油圧を低
   下させる制御出力を油圧調整装置に対して出力す
   る演算手段を制御部に設けたことを特徴とする油
   圧式クラツチの制御装置。