JPS647247B2 - - 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、しかも嵌入時のシヨツクをなくしてスム
ーズな嵌入を行なえ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、油圧方向切換器と油圧調
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、嵌入時のシ
ヨツクが大きく、逆に中立時の油圧を低圧に保持
しておくと、嵌入シヨツクは小さくなる代りに嵌
入時間が遅れるという一般的な性質があり、いず
れの場合にも操作時のフイーリングが悪くなると
いう問題がある。このため、調圧弁構造を応用し
た緩嵌入弁を用い、クラツチ嵌入の油圧回路が形
成された時に圧力を下げながら嵌入動作を行なう
ようにする方式が試みられているが、これでは圧
力が初めから低下してしまうため嵌入時間が比較
的長くなり、所期の目的、すなわち嵌入時間が遅
れず、しかも嵌入シヨツクをなくすという目的を
十分に達成する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、しかも嵌入時
のシヨツクを防止してスムーズな嵌入を行なうこ
との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
応じて設定された減圧待ち時間だけ前記中立時圧
力を維持した後、嵌入シヨツクを許容値に抑えら
れる所定圧力まで油圧を低圧させる制御出力を油
圧調整装置に対して出力し、更に予め設定された
増圧待ち時間だけ前記低い所定圧力を維持した
後、比較的高いクラツチ嵌入設定圧力まで油圧を
上昇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減圧待ち時間と
は、いずれも試験によつて最適値を求められるも
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。また前記の嵌入シヨツクを許容
値に抑えられる低い所定圧力や増圧待ち時間、及
び増圧後のクラツチ嵌入設定圧力はクラツチの型
式や容量などによつて決まる値であり、これらも
予め試験によつて求められるものである。

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
ツチ油圧方向切換弁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
回転数に応じた減圧待ち時間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。この減圧待ち時間
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よ
うな時間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、回転伝達
率があまり小さくならず、しかもシヨツクが小さ
くてすむような半クラツチ状態に保たれる圧力と
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。

圧力P₂が得られると、今度はこの圧力P₂を増
圧待ち時間T₃だけ維持した後、リレー１０を作
動させる制御出力が演算装置１３から出され、油
圧はクラツチ嵌入設定圧力P₁まで上昇する。こ
の増圧待ち時間T₃は、立上り時間を長くするこ
とによつてシヨツクを緩和するためのもので、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。また圧力
P₁は、クラツチが確実に嵌入状態を保持できる
圧力であり、機関回転数とは関係なく、クラツチ
のスリツプ限界圧力に安全率を乗じて得られるも
のである。従つて、この圧力P₁もクラツチ容量
などに応じて予め得られる値であり、記憶装置１
２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の後に立上り時間T₄をかけて立上り、所望
の速度での運転が開始されるのであるが、前記の
減圧待ち時間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との関係で従動軸回転
数の立上りが滑らかで嵌入シヨツクがない最適な
値が機関回転数に応じて設定されるのである。第
７図の時間T′₄は、このような油圧制御を行なわ
ない場合の従動軸回転数の立上り時間であり、立
上りが急激でシヨツクが大きくなることを示して
いる。

なお、機関回転数がある値以上の場合、すなわ
ち、第４図及び第５図の例では800rpm以上の時
には、中立時圧力P₀の設定値は低く、減圧待ち
時間T₂は零となり、低い圧力P₂への圧力低下が
すぐに行なわれる。これは、800rpm以上の場合
十分な吐出量があるため、或る所定の値以上に油
圧が設定されていれば、待ち時間を零として前述
の作動を行なつても嵌入時間がほとんど変らない
からである。

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減
圧待ち時間だけ前記中立時圧力を維持した後に、
嵌入シヨツクを許容値に抑えられる所定圧力まで
油圧を低下させ、更に予め設定された増圧待ち時
間後に、クラツチ嵌入設定圧力まで油圧を上昇さ
せ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、一旦油圧を下
げてクラツチ嵌入時のシヨツクを少なくすること
ができ、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
図は機関回転数と減圧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、P₂……低い圧力、P₁……クラツ
チ嵌入設定圧力、T₂……減圧待ち時間、T₃……
増圧待ち時間。

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
   設定された減圧待ち時間だけ前記中立時圧力を維
   持した後、嵌入シヨツクを許容値に抑えられる所
   定圧力まで油圧を低下させる制御出力を油圧調整
   装置に対して出力し、更に予め設定された増圧待
   ち時間だけ前記低い所定圧力を維持した後、比較
   的高いクラツチ嵌入設定圧力まで油圧を上昇させ
   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。