JP2001254817A - 自動変速機の変速制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設機械において、変速時の係合ショックが
常に一定で、かつ不快でない感覚となるような変速制御
装置及び制御方法を提供する。 【解決手段】 クラッチ３，７に印加するクラッチ油圧
Ｍ，ｍを制御して、クラッチ３，７の係合度合いを制御
する制御装置１８を備えた自動変速機の変速制御装置に
おいて、変速機２，６の入出力回転数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３
を検出する入出力回転数検出器９，１０，１１と、入出
力回転数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３から算出した回転数差ΔＮ
を、アクセルペダルの踏角、ブレーキの状態、及び変速
の前後の速度段のうちの少なくともいずれか１つからな
る変速条件によって定められる所定の回転数差−時間曲
線に近づけるように制御する制御装置１８とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機のクラ
ッチに印加するクラッチ油圧を制御する、変速制御装置
及びその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から自動変速機において、クラッチ
の係合度を制御してその係合ショックを和らげる技術が
知られており、例えば特開平７−１９０１８４号公報に
示されている。従来技術においては、自動変速機の入出
力軸の回転数Ｎ１及びＮ２を検出し、その回転数比（Ｎ
１／Ｎ２）、及び回転数比（Ｎ１／Ｎ２）の時間変化率
を演算によって算出している。そして、この回転数比
（Ｎ１／Ｎ２）の時間変化率が、目標値として予め定め
た回転数比（Ｎ１／Ｎ２）の時間変化率に近づくよう
に、クラッチを駆動する油圧シリンダに印加するクラッ
チ油圧を補正している。このときの制御は、回転数比
（Ｎ１／Ｎ２）の時間変化率と、目標値となる回転数比
（Ｎ１／Ｎ２）の時間変化率との間の偏差を演算し、こ
の偏差に基づいたＰＩＤ制御によって行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には、次に述べるような問題がある。即ち、建設
機械においては、車重が大きいこともあり、特に重量物
を積んでいる場合など、クラッチの係合度がわずかに変
化しても係合ショックが大きい。さらには、最適なトル
クを得るために、変速がたびたび行なわれる。従って、
運転者に不快感を与えないためには、乗用車などよりも
精密な係合度の制御が必要となる。ところが建設機械に
おいては、乗用車等に比較するとエンジンの回転数が低
いため、変速機の入出力回転数Ｎ１，Ｎ２が低い。さら
に、最適なトルクを得るために変速段が多く、ギア比が
互いに近いために、変速時の回転数比（Ｎ１／Ｎ２）の
変化が小さい。従って、回転数比（Ｎ１／Ｎ２）からク
ラッチの係合度を把握することが難しい。即ち、入出力
回転数Ｎ１，Ｎ２の回転数比（Ｎ１／Ｎ２）が少し変化
しただけでもクラッチの係合度が大きく変動するため、
回転数比に基づいてクラッチの係合度を精密に制御する
ことは困難である。

【０００４】しかも建設機械においては、積荷や路面な
ど、運転者が設定できない外部状況によって変速機にか
かる負荷が大きく異なる。そのため、例えば平坦な走路
を走行する際に係合ショックが小さくなるように制御プ
ログラムを設定すると、積荷を積んで登坂路を走行する
ような場合には係合が遅れて半クラッチの状態が続き、
クラッチの寿命が短くなるようなことがある。また、登
坂路で積荷を積んだ状態のときに係合ショックが小さく
なるように設定すると、平坦路を走行する際には係合シ
ョックが大き過ぎるようになる。これを避けるために、
その時々の外部状況によってクラッチの係合度の制御プ
ログラムを変えようとすると、積荷の重量や路面の摩擦
係数等を各種のセンサによって制御装置に取り込み、こ
の変動に応じて制御を行なう必要が生じる。即ち、セン
サ等を車体に多数備えなければならず、装置構成が複雑
になる。さらに、外部状況が変化するたびに、それに合
わせて係合度の制御を行なわなければならず、制御プロ
グラムが複雑化するとともに制御タイミングの微妙な調
整が必要となり、制御ミスが起きる可能性も高くなる。

【０００５】本発明は、上記の問題に着目してなされた
ものであり、積荷や路面の状況などの負荷が変動する建
設機械においても、運転者が受ける変速時の係合ショッ
クが常に一定で、かつ運転者にとって不快でない感覚と
なるような変速制御装置及び制御方法を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、本発明は、クラッチに印加するク
ラッチ油圧を制御して、クラッチの係合度合いを制御す
る自動変速機の変速制御方法において、変速条件によっ
て定められる目標時間で、クラッチの入出力軸の回転数
を一致させている。

【０００７】これにより、車両の負荷や路面の状態等の
外部状況に関わらず、変速条件によって定められる所定
時間でクラッチの係合が終了する。係合時に運転者が受
ける感触は、係合開始から係合終了までに要する時間に
大きく左右されるので、これを一定とすることにより、
どのような運転においても同様の係合ショックの感触が
得られ、運転時の違和感が少なくなる。また、このよう
に変速条件によって係合終了までの所要時間を決めるこ
とにより、外部状況を検出するセンサ等が不要となり、
車両の構成が簡単になるとともに、制御プログラムも単
純化され、制御ミスが少なくなる。

【０００８】また本発明は、クラッチに印加するクラッ
チ油圧を制御して、クラッチの係合度合いを制御する制
御装置を備えた自動変速機の変速制御装置において、変
速機の入出力回転数を検出する入出力回転数検出器と、
入出力回転数から算出した回転数差を、変速条件によっ
て定められる所定の回転数差−時間曲線に近づけるよう
に制御する制御装置とを備えている。

【０００９】即ち、自動変速機の入出力軸の回転数差は
クラッチの係合度に密接に関連しており、しかも、クラ
ッチの係合度がわずかに変動した場合、回転数差は大き
く変化する。これは、回転数が低い建設機械の変速機に
おいても同様であり、回転数差の微妙な変動を容易に検
出が可能である。従って、この回転数差に基づいて制御
を行なうことにより、クラッチの係合度を精密に制御可
能である。さらに、例えば回転数差をクラッチ係合前の
回転数差に対する相対回転数差として相対化し、また、
経過時間をクラッチ係合までの目標時間に対する相対経
過時間として相対化するようにしてもよい。このように
することにより、係合時間の目標値や、クラッチ係合前
の回転数差が変化した場合においても、同じ相対回転数
差−相対係合時間曲線を使用して制御が可能であり、制
御プログラムが単純化される。

【００１０】また、本発明は、前記自動変速機の変速制
御装置において、前記変速条件が、アクセルペダルの踏
角、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦ、又は変速パターンのうち
少なくとも１つである。

【００１１】即ち、アクセルペダルの踏角やブレーキの
ＯＮ／ＯＦＦ等、運転者の意図によって基づいた条件に
よって、係合に要する時間を変化させている。例えば、
アクセルを強く踏み込んだ場合には、運転者が多少の係
合ショックがあっても加速を重視したいと考えているも
のと判断し、変速時のクラッチの滑りによる伝達トルク
のロスを少なくするために、係合に要する時間を短めに
する。このとき、多少の係合ショックがあるほうが運転
者に加速感が伝わり、車両の応答性がよく感じられると
いう効果もある。また、アクセルをあまり踏まないよう
な場合には、運転者が加速感よりも係合ショックの少な
いスムーズな運転を求めていると判断し、係合に要する
時間を長くする。このように、運転者の意図を判断して
係合ショックの度合いを調整できるので、運転者にとっ
て応答性のよい運転性が得られる。また、運転者は外部
状況を判断しながら、アクセルやブレーキの踏み具合を
変化させているので、アクセルやブレーキの踏み具合に
は外部状況の要素がある程度加わっている。即ち、これ
に基づいて係合時の制御を変化させることにより、多く
のセンサや複雑な制御プログラムを新たに必要とせず
に、外部状況に応じた制御が可能である。

【００１２】或いは、変速の前後の速度段等の変速パタ
ーンに基づいて、係合に要する目標時間や、相対回転数
差−相対係合時間曲線を変化させてもよい。例えば、シ
フトアップの場合とシフトダウンとの場合で係合条件を
変えることで、運転に応じた制御が可能である。しか
も、自動変速機におけるシフトアップやシフトダウン
は、外部状況を判断に入れて制御装置が決定している。
従って、変速パターンに基づいて係合時の制御を変化さ
せることにより、多くのセンサや複雑な制御プログラム
を新たに必要とせずに、外部状況に応じた制御が可能で
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係る実施形態を詳細に説明する。尚、実施形態におい
て、前記従来技術の説明に使用した図と同一の要素には
同一符号を付し、重複説明は省略する。

【００１４】図１は、実施形態に係る自動変速装置のシ
ステムブロック図を示している。同図において、自動変
速装置１は、第１軸４が連結しているＨｉ−Ｌｏ（以
下、ＨＬと略称する）変速機２、ＨＬ変速機２に具備さ
れているＨＬクラッチ３Ａ，３Ｂ、ＨＬ変速機２に連結
している第２軸５、第２軸５が連結しているスピード
（以下、ＳＰと略称する）変速機６、ＳＰ変速機６が具
備しているＳＰクラッチ７Ａ，７Ｂ、ＳＰ変速機６が連
結している第３軸８、第１軸４の第１軸回転数Ｎ１を計
測する第１軸回転センサ９、第２軸５の第２軸回転数Ｎ
２を計測する第２軸回転センサ１０、及び第３軸８の第
３軸回転数Ｎ３を計測する第３軸回転センサ１１、及び
自動変速装置１を制御する制御装置１８を備えている。

【００１５】制御装置１８は、各回転センサ９，１０，
１１と電気的に接続され、各回転センサ９，１０，１１
から出力される信号を受信して、各回転軸４，５，８の
回転数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３を算出する。さらに、制御装置
１８は、アクセルの踏角を検出するアクセル角検出器１
９、及びブレーキを踏んでいるか否かを検出するブレー
キ検出器２０と電気的に接続されている。

【００１６】制御装置１８は、ＨＬ変速機２及びＳＰ変
速機６に指令を送信し、ギアの変速を行なうと共に、変
速の際のＨＬクラッチ３Ａ，３Ｂ及びＳＰクラッチ７
Ａ，７Ｂの係合を制御する。ＨＬモジュレートバルブ１
３Ａ，１３Ｂは制御装置１８に電気的に接続され、その
指令に基づいてバルブの開度を変更される。この開度に
より、ＨＬ油圧シリンダ１４Ａ，１４Ｂに注入されるク
ラッチ油のＨＬクラッチ油圧Ｍが制御され、ＨＬクラッ
チ３Ａ，３Ｂの係合度が変化する。また、ＳＰモジュレ
ートバルブ１５Ａ，１５Ｂは制御装置１８に電気的に接
続され、その指令に基づいてバルブの開度を変更する。
この開度により、ＳＰ油圧シリンダ１６に注入されるク
ラッチ油のＳＰクラッチ油圧ｍが制御され、ＳＰクラッ
チ７Ａ，７Ｂの係合度が変化する。即ち、以下の説明で
クラッチ油圧Ｍ，ｍを、ある値にするという場合には、
制御装置１８からモジュレートバルブ１３，１５に信号
を送信してその開度を変更し、油圧シリンダ１４，１６
に注入するクラッチ油のクラッチ油圧Ｍ，ｍをその値に
することを示す。

【００１７】まず、簡単のために、ＨＬ変速機２及びＳ
Ｐ変速機６のうち、いずれか一方の変速機のみを切り替
える場合について説明する。建設機械において、片方の
変速機のみを切り替える場合にはＨＬ変速機２を切り替
えることが多いので、ここではＨＬ変速機２を切り替え
てＨＬクラッチ３を係合させる際の制御について説明す
る。図２に、縦軸に係合させるＨＬクラッチ３のＨＬク
ラッチ油圧Ｍ、横軸に時間ｔをとったタイムチャートを
示す。同図において、まず時刻ｔ１に、変速を開始させ
るトリガ信号（Ｔｒｉｇｇｅｒ）が、制御装置１８に入
力される。これに基づき、制御装置１８はＨＬクラッチ
油圧Ｍを所定のＨＬ初期油圧Ｍ２としてこれを時間Δｔ
１の間保持し、時刻ｔ２から所定のＨＬドレン油圧Ｍ１
に下げる。時刻ｔ３になるとＨＬクラッチ油のＨＬ油圧
シリンダ１４内への充填が完了し、ＨＬクラッチ３が係
合し始める。これに基づき、図示しない流量検出弁から
制御装置１８に対して、充填が完了したことを通知す
る、フィル信号（Ｆｉｌｌ）が送信される。

【００１８】制御装置１８はフィル信号を受信すると、
第１軸回転センサ９及び第２軸回転センサ１０からの出
力信号に基づき、ＨＬ変速機２の入出力軸に相当する第
１軸４及び第２軸５の回転数Ｎ１，Ｎ２を検出する。そ
して、両者の差である回転数差ΔＮ（＝Ｎ１−Ｎ２）を
算出する。制御装置１８は、この回転数差ΔＮが、時間
経過に従って後述する回転数差推移カーブに沿って減少
し、所定の目標時間後に０となるように、ＨＬクラッチ
３のＨＬ油圧シリンダ１４に注入するＨＬクラッチ油圧
Ｍを制御する。これにより、時刻ｔ４になると、ＨＬク
ラッチ３が完全に係合する。制御装置１８は、ＨＬクラ
ッチ３係合後にも一定の傾きに沿ってＨＬ油圧シリンダ
１４に注入するＨＬクラッチ油圧ＭをＨＬクラッチ保持
圧ＭＸまで上昇させ、時刻ｔ５以降はその圧力を保持す
る。

【００１９】次に、上述した回転数差ΔＮの、回転数差
推移カーブについて説明する。まず、クラッチが係合を
開始する時刻ｔ３から、クラッチが完全に係合する時刻
ｔ４までの所要時間の目標値を目標時間Δｔ２とする。
そして、この目標時間Δｔ２を１００％としたときの、
時刻ｔ３から経過した経過時間Δｔｋの割合を相対経過
時間Ｔとし、次の数式１で表すものとする。即ち、相対
経過時間Ｔは、時刻ｔ３においては０であり、時刻ｔ４
においては１００となる。 Ｔ＝（Δｔｋ／Δｔ２）＊１００…………（１）

【００２０】また、フィル信号が入力されたときの入出
力回転数Ｎ１，Ｎ２の差を、初期回転数差ΔＮ（０）
（＝Ｎ１−Ｎ２）、相対経過時間Ｔにおける回転数差Δ
ＮをΔＮ（Ｔ）とすると、初期回転数差ΔＮ（０）を１
００％とした場合の相対経過時間における相対回転数差
ΔＮＳ（Ｔ）は、次の数式２によって表される。 ΔＮＳ（Ｔ）＝（ΔＮ（Ｔ）／ΔＮ（０））＊１００…………（２） Ｔ＝０％（時刻ｔ３）においては、回転数差ΔＮ（０）
＝初期回転数差ΔＮ（０）であるから、ΔＮＳ（０）＝
１００％である。また、Ｔ＝１００％（時刻ｔ４）にお
いては、ＨＬクラッチ３が係合して第１軸回転数Ｎ１＝
第２軸回転数Ｎ２となるため、回転数差ΔＮ（１００）
＝０となり、相対回転数差ΔＮＳ（１００）＝０％とな
る。

【００２１】図３に、縦軸に相対回転数差ΔＮＳ（Ｔ）
を、横軸に相対経過時間Ｔをとったグラフを示す。制御
装置１８は、相対経過時間が０％（＝時刻ｔ３）から１
００％（＝時刻ｔ４）に達する間に、相対回転数差ΔＮ
Ｓ（Ｔ）が同図に一例として示した所定の回転数差推移
カーブＳ（Ｔ）に沿って減少するように、ＨＬクラッチ
油圧Ｍを制御する。

【００２２】この回転数差推移カーブＳ（Ｔ）を変更す
ることにより、運転者が受ける係合ショックを調整する
ことが可能である。例えば、係合開始から係合終了まで
の目標時間Δｔ２及び回転数差推移カーブＳ（Ｔ）を、
負荷の軽重や路面等の外部状況にかかわらず略一定とす
れば、外部状況に関わらず、運転者が係合ショックから
受ける感覚が略一定となるので、変速時の違和感が減少
する。

【００２３】さらに制御装置１８は、目標時間Δｔ２及
び回転数差推移カーブＳ（Ｔ）を、アクセルの踏角、ブ
レーキのＯＮ／ＯＦＦ、及びどの速度段からどの速度段
に移るかという変速の前後の速度段の少なくともいずれ
か一つによって変化させる。アクセルの踏角及びブレー
キのＯＮ／ＯＦＦは、運転者によって設定されるもので
あり、これを運転モードと言う。例えば、運転者がアク
セルを強く踏み込んだ場合には、多少の係合ショックが
あっても加速を重視したいと考えているものと判断す
る。そして、変速時のクラッチの滑りによる伝達トルク
のロスを少なくするために、係合に要する時間を短めに
したり、回転数差推移カーブＳ（Ｔ）の最初の傾きを大
きくする。また、多少の係合ショックがあるほうが運転
者に加速感が伝わり、車両の応答性がよく感じられると
いう効果もある。また、アクセルをあまり踏まないよう
な場合には、運転者が加速感よりも係合ショックの少な
いスムーズな運転を求めていると判断し、係合に要する
時間を長くする。即ち、運転モードによって運転者の意
図を判断して係合ショックの度合いを調整できるので、
運転者にとって応答性のよい運転が得られる。さらに、
予期しない係合ショックが起こるようなことがなく、安
定に運転が可能である。

【００２４】また、変速の前後の速度段は、制御装置１
８によって決定されるものであり、以下これを変速パタ
ーンと言う。例えば、シフトアップの場合とシフトダウ
ンとの場合や、１速から２速へ変速する場合と２速から
３速へ変速する場合等のさまざまな変速パターンに基づ
き、それぞれ係合条件を変えることで運転に応じた制御
が可能である。

【００２５】次に、上記の説明において、相対回転数差
ΔＮＳ（Ｔ）が所定の回転数差推移カーブＳ（Ｔ）に沿
って減少するように、ＨＬクラッチ３のＨＬクラッチ油
圧Ｍを上昇させる際の手順について、図４に示したフロ
ーチャートを用いてさらに具体的に説明する。

【００２６】同図において、時刻ｔ３においてフィル信
号を受信すると、制御装置１８はそのときの回転数差Δ
Ｎを検出し、これを初期回転数差ΔＮ（０）として記憶
する（Ｓ１）。そして、タイマーをスタートさせ（Ｓ
２）、このタイマーを所定の最終値と比較する（Ｓ
３）。タイマーが最終値に至っていない場合にはＳ４に
進み、このときの回転数差ΔＮ（Ｔ）を検出して、回転
数差ΔＮ（Ｔ）が０であるか（即ち、ＨＬクラッチ３が
直結しているか）、否かを判定する（Ｓ６）。Ｓ６でΔ
Ｎ（Ｔ）が０でない場合には、その相対経過時間Ｔにお
ける回転数差ΔＮ（Ｔ）の、所定の回転数差推移カーブ
Ｓ（Ｔ）に基づく目標値からのずれを示す偏差ｅを、次
に示す数式３によって算出する。このとき制御装置１８
は、前回の演算で算出した偏差ｅを、偏差ｅ０として記
憶しておく（Ｓ７）。 ｅ＝ΔＮＳ（Ｔ）−Ｓ（Ｔ）…………（３）

【００２７】次に、この偏差ｅと前回の演算による偏差
ｅ０との単位時間あたりの偏差変化量ｄｅを、次に示す
数式４によって算出する（Ｓ８）。 ｄｅ＝（ｅ−ｅ０）＊１００／ｄｔ…………（４） 上式で、ｄｔは前回の回転数差ΔＮの計測から今回の計
測までに要する時間である。

【００２８】そして、これらの偏差ｅ及び偏差変化量ｄ
ｅに基づき、ＨＬクラッチ油圧Ｍを増加させる増加量ｄ
Ｌを、次に示す数式５によって算出する（Ｓ９）。 ｄＬ＝Ｐ＊ｅ＋Ｄ＊ｄｅ＋Ｋ…………（５） 数式５において、パラメータＰ、Ｄ、及びＫは、係合さ
せるクラッチ、変速機の変速パターン、或いは前記運転
モード等の条件ごとに設定される。制御装置１８は、こ
の結果に基づいて、ＨＬクラッチ油圧Ｍを増加量ｄＬだ
け増加させる（Ｓ１１）。即ち、以上のフローチャート
におけるＳ７〜Ｓ１１では、ＰＩＤ制御と呼ばれる制御
方法を用いている。

【００２９】このとき、増加させた後のＨＬクラッチ油
圧ＭがＨＬドレン油圧Ｍ１よりも小さければ、ＨＬクラ
ッチ油圧ＭをＨＬドレン油圧Ｍ１まで上昇させる（Ｓ１
２，Ｓ１３）。これにより、ドレンからＨＬクラッチ油
が抜けるのを防止する。また、ＨＬクラッチ油圧ＭがＨ
Ｌクラッチ保持圧ＭＸよりも大きければ、ＨＬクラッチ
油圧ＭをＨＬクラッチ保持圧ＭＸまで下降させ、ＨＬク
ラッチ３に過大な力がかかるのを防止する（Ｓ１４，Ｓ
１５）。そして、Ｓ３に戻る。また、Ｓ３でタイマーが
最終値に達している場合、及びＳ６で回転数差ΔＮ
（Ｔ）＝０となっている場合には、ＨＬクラッチ油圧Ｍ
を所定の勾配で保持圧ＭＸまで上昇させ（Ｓ１８）、終
了する。

【００３０】以上の手順については、ＳＰクラッチ７を
係合させる場合についても同様である。この場合には、
第２軸５がＳＰ変速機６の入力軸となり、第３軸８が出
力軸となるので、回転数差ΔＮとして第２軸回転数Ｎ２
と第３軸回転数Ｎ３との差（Ｎ２−Ｎ３）を取る。尚、
回転数差推移カーブＳ（Ｔ）については、ＨＬクラッチ
３を係合させる場合とＳＰクラッチ７を係合させる場合
とで、変えることもある。

【００３１】以上説明したように本発明によれば、クラ
ッチ３，７の入出力軸の回転数の差である回転数差ΔＮ
に基づき、クラッチ油圧を制御している。建設機械のよ
うにエンジンの回転数が低い車両においても、クラッチ
係合時の回転数差ΔＮの変化は明確に検出できる。ま
た、変速段のギア比が小さく、回転数比が小さいような
場合においても、やはり回転数差ΔＮの変化は明確に検
出できる。従って、このように回転数差ΔＮに基づいて
クラッチの係合度を制御することにより、入第３軸回転
数Ｎ３の比に基づいて制御するのに比較して、より精密
に制御することが可能である。即ち、このような制御に
より、クラッチ係合時のショックが小さくなり、運転性
がよくなる。

【００３２】さらに、回転数差ΔＮを、初期回転数差Δ
Ｎ（０）を１００％とした相対値である相対回転数差Δ
ＮＳ（Ｔ）に換算し、この相対回転数差ΔＮＳ（Ｔ）
が、所定の回転数差推移カーブＳ（Ｔ）を描くように、
クラッチ油圧Ｍ，ｍを制御している。これにより、回転
数差ΔＮが異なっても、制御装置１８は１通りの回転数
差推移カーブＳ（Ｔ）により制御を行なう。即ち、クラ
ッチの係合ショックに最も影響する要因の一つが、時間
に対する伝達トルクの上昇勾配であり、これはクラッチ
油圧Ｍ，ｍの上昇勾配に一致するので、これを外部状況
にかかわらず略一定とすることにより、常に同様の係合
時のフィーリングが得られる。

【００３３】また、積荷や路面などの外部状況が変化し
ても、常に一定の回転数差推移カーブＳ（Ｔ）に基づい
て制御を行なえるので、そのたびに制御方法を変更する
必要がなく、制御が単純化され、安定になる。

【００３４】しかも、係合開始からの経過時間Δｔｋを
も、係合終了までの目標時間Δｔ２を１００％とした相
対値である相対経過時間Ｔに換算し、相対回転数差ΔＮ
Ｓ（Ｔ）を相対経過時間Ｔの関数としている。これによ
り、係合終了までの目標時間Δｔ２を変化させても、制
御装置１８は１通りの回転数差推移カーブＳ（Ｔ）によ
り制御を行なう。即ち、クラッチの係合ショックに最も
影響する要因の他の一つが、クラッチ油圧Ｍ，ｍの係合
時間である。これを、外部状況にかかわらず略一定とす
ることにより、常に同様の係合時のフィーリングが得ら
れ、運転時の不快感がない。また、制御装置１８は、多
数の回転数差推移カーブＳ（Ｔ）を記憶する必要がな
く、制御が単純となるので、装置が単純化され、制御ミ
スも少なくなる。

【００３５】また、センサ等を車体に多数備える必要が
なく、装置構成が単純になる。さらに、積荷や路面など
の外部状況が変化しても、常に一定の回転数差推移カー
ブＳ（Ｔ）に基づいて制御を行なえるので、そのたびに
制御方法を変更する必要がなく、制御が単純化され、制
御ミスが減少して運転が安定化する。さらに、運転モー
ドに基づいて運転者の意図を判断し、係合ショックの度
合いを調整できるので、運転者にとって応答性のよい運
転性が得られる。さらに、予期しない係合ショックが起
こるようなことがなく、安定に運転が可能である。

【００３６】尚、上記説明では、回転数差ΔＮと経過時
間Δｔｋとを相対化し、回転数差推移カーブＳ（Ｔ）を
相対回転数差ΔＮＳ（Ｔ）と相対経過時間Ｔとの関数と
したが、これは制御を単純化するためのものであり、こ
のような形態に限られるものではない。例えば相対経過
時間Ｔの代わりに時刻ｔ３からの経過時間Δｔｋを用い
てもよく、回転数差推移カーブＳ（Ｔ）の代わりに相対
経過時間Ｔにおける回転数差ΔＮを用いてもよい。即
ち、クラッチ係合までの目標時間Δｔ２を定め、回転数
差ΔＮが、所定のカーブに合致するように、クラッチ油
圧Ｍ，ｍを制御するようにすればよい。

【００３７】次に、ＨＬクラッチ３Ａを係合させる際
に、もう一方のＨＬクラッチ３Ｂを切断する場合につい
て説明する。図５に、ＨＬクラッチ３Ａ，３Ｂのクラッ
チ油圧Ｍのタイムチャートの一例を示す。同図におい
て、上段が切断されるＨＬクラッチ３Ｂ、下段が係合さ
れるＨＬクラッチ３Ａである。同図に示すように、まず
時刻ｔ０においてＨＬクラッチ３ＢのＨＬクラッチ油圧
Ｍを所定の値Ｍ３まで下げて半クラッチにした状態で、
ＨＬクラッチ３ＡのＨＬクラッチ油圧Ｍを上記説明と同
様に推移させて増加させる。そして、フィル信号が入力
されたところで、ＨＬクラッチ３ＢのＨＬクラッチ油圧
Ｍを切断する。以上のようなＨＬクラッチ油圧Ｍの制御
を行なうのは、一般的なシフトチェンジの場合であり、
ＳＰクラッチ７についても同様である。これにより、Ｈ
Ｌクラッチ３Ａが係合を開始した時点でＨＬクラッチ３
Ｂが完全に切断され、両方のクラッチが係合していると
いう状況が生じないので、変速がスムーズに行なわれる
ようになる。

【００３８】これに対し、例えばアクセルを踏まないに
も拘らずシフトアップを行なうような場合や、アクセル
を踏んでいるにも拘らずシフトダウンを行なうような、
特殊なシフトチェンジの場合には、図６に示すようにＨ
Ｌクラッチ油圧Ｍを変化させる。即ち、まず時刻ｔ１に
おいて、ＨＬクラッチ３ＢのＨＬクラッチ油圧Ｍを所定
の値Ｍ４まで下げる。そして半クラッチの状態で、ＨＬ
クラッチ３ＡのＨＬクラッチ油圧Ｍを所定のＨＬ初期油
圧Ｍ２としてこれを所定時間保持し、その後所定のＨＬ
ドレン油圧Ｍ１に下げる。制御装置１８は、ＨＬクラッ
チ３Ａに充填が完了してフィル信号が入力すると、ＨＬ
クラッチ３ＢのＨＬクラッチ油圧Ｍを、回転数差ΔＮが
時間経過に従って所定の回転数差推移カーブに沿うよう
に減少させ、所定の目標時間Δｔ３後にクラッチが切断
されるように、ＨＬクラッチ３ＢのＨＬ油圧シリンダ１
４に注入するＨＬクラッチ油圧Ｍを制御する。

【００３９】ＨＬクラッチ３Ｂが切断されたときに、Ｈ
Ｌクラッチ３Ａの入出力軸の回転数が一致していれば、
同図に実線で示すようにＨＬクラッチ３ＡのＨＬクラッ
チ油圧Ｍを保持圧ＭＸまで上昇させる。しかしながら、
もしＨＬクラッチ３Ａの入出力軸の回転数が一致してい
なければ、同図に点線で示すようにＨＬクラッチ３Ａの
ＨＬクラッチ油圧Ｍを、回転数差ΔＮが時間経過に従っ
て所定の回転数差推移カーブに沿うように増加させる。
即ち、上記のような特殊なシフトチェンジの場合には、
切断されるＨＬクラッチ３Ｂのショックが大きくなる。
従って、ＨＬクラッチ３ＢのＨＬクラッチ油圧Ｍを、所
定の回転数差推移カーブに沿って減少させ、所定の目標
時間Δｔ３後にクラッチが切断されるように制御するこ
とにより、変速ショックが低減し、運転時の快適性が向
上する。即ち、一般的にはＨＬクラッチ３Ｂを切断させ
るためにＨＬクラッチ油圧Ｍを減少させていくと、ＨＬ
クラッチ３Ａの入出力軸の回転数がほぼ合致するように
働くので、係合ショックが小さくなる。

【００４０】以上の説明はＨＬクラッチ３のみを切り替
える場合であるが、建設機械の変速時には、ＨＬクラッ
チ３及びＳＰクラッチ７を同時に切り替えて変速を行な
う場合がある。以下に、このような場合の制御について
説明する。

【００４１】図７に、縦軸にＳＰクラッチ油圧ｍ及びＨ
Ｌクラッチ油圧Ｍ、横軸に時間ｔをとったタイムチャー
トを示す。同図において、上段がＳＰクラッチ油圧ｍ、
下段がＨＬクラッチ油圧Ｍのタイムチャートである。同
図において、時刻ｔ１１に変速を指令するトリガ信号が
入力されると、制御装置１８はＳＰクラッチ７のＳＰク
ラッチ油圧ｍを所定の初期油圧ｍ２とし、これを時間Δ
ｔ１１の間保持する。そして時刻ｔ１２になると、ＳＰ
クラッチ油圧ｍを、初期油圧ｍ２よりも低い所定のドレ
ン油圧ｍ１とする。これにより、時刻ｔ１３になるとＳ
Ｐクラッチ油のＳＰ油圧シリンダ１６内への充填が完了
し、図示しない流量検出弁から制御装置１８に対して、
ＳＰクラッチ油の充填完了を通知するＳＰフィル信号が
送信される。

【００４２】このＳＰフィル信号の受信に伴い、制御装
置１８はＳＰクラッチ油圧ｍをドレン油圧ｍ１に保持す
るとともに、ＨＬクラッチ３のＨＬクラッチ油圧Ｍを所
定の初期油圧Ｍ２とし、これを時間Δｔ２１の間保持す
る。そして時刻ｔ１４になると、ＨＬクラッチ油圧Ｍ
を、初期油圧Ｍ２よりも低い所定のドレン油圧Ｍ１とす
る。これにより、時刻ｔ１５になるとＨＬクラッチ油の
ＨＬ油圧シリンダ１４内への充填が完了し、図示しない
流量検出弁から制御装置１８に対して、ＨＬクラッチ油
の充填完了を通知するＨＬフィル信号が送信される。

【００４３】時刻ｔ１５におけるＨＬフィル信号の受信
に伴い、制御装置１８は、上述したクラッチが１段の場
合と同様に、第１軸回転センサ９、及び第２軸回転セン
サ１０からの出力信号に基づき、ＨＬクラッチ３の入出
力軸に相当する第１軸４及び第２軸５の回転数Ｎ１，Ｎ
２を検出し、両者の差であるＨＬ回転数差ΔＮ（＝Ｎ１
−Ｎ２）を算出する。そして制御装置１８は、このＨＬ
回転数差ΔＮに基づくＨＬ相対回転数差ΔＮＳ（Ｔ）
が、図３に示したようなＨＬ回転数差推移カーブＳ
（Ｔ）に沿って所定の目標時間Δｔ２２後に０となるよ
うに、ＨＬクラッチ３のＨＬクラッチ油圧Ｍを上昇させ
る。これにより、時刻ｔ１６になると、ＨＬクラッチ３
が係合する。制御装置１８は、ＨＬクラッチ３係合後、
一定の傾きに沿ってＨＬクラッチ油圧ＭをＨＬクラッチ
保持圧ＭＸまで上昇させ、時刻ｔ１７からはその圧力を
保持する。

【００４４】またＨＬクラッチ３が係合した時刻ｔ１６
から、制御装置１８は第２軸回転センサ１０及び第３軸
回転センサ１１からの出力信号に基づいて、ＳＰクラッ
チ７の入出力軸に相当する第２軸５及び第３軸８の回転
数Ｎ２，Ｎ３を検出し、両者の差であるＳＰ回転数差Δ
Ｎ（＝Ｎ２−Ｎ３）を算出する。そして制御装置１８
は、このＳＰ回転数差ΔＮから求めた相対回転数差ΔＮ
Ｓ（Ｔ）が、前記回転数差推移カーブＳ（Ｔ）に沿って
所定の目標時間Δｔ１２後に０となるように、ＳＰクラ
ッチ油圧を上昇させる。これにより、時刻ｔ１８になる
と、ＳＰクラッチ７が係合する。制御装置１８は、ＳＰ
クラッチ７係合後、一定の傾きに沿ってＳＰクラッチ油
圧ｍを保持圧ｍＸまで上昇させ、時刻ｔ１９からはその
圧力を保持する。尚、回転数差推移カーブＳ（Ｔ）は、
ＨＬクラッチ３とＳＰクラッチ７との間で同じにしても
よいが、変えるようにしてもよい。

【００４５】このように、本発明によれば、ＨＬクラッ
チ３及びＳＰクラッチ７を、この順序で係合させてい
る。即ち、先に係合する側のクラッチは、相手がフリー
であるために伝達トルクが殆んどなく、係合ショックも
小さいため、クラッチにかかる負荷も小さい。そして、
上述したように、一般的に片方の変速機のみを切り替え
る場合にはＨＬ変速機２を切り替えることが多いため、
ＨＬクラッチ３のほうが係合される頻度が大きく、係合
時の熱負荷や機械的な衝撃による負荷が大きい。そのた
め、双方の変速機を切り替える場合には、まずＨＬクラ
ッチ３を先に切り替えることにより、クラッチ係合時の
負荷を少なくして、ＨＬクラッチ３とＳＰクラッチ７と
にかかる負荷を均一化している。さらに、ＨＬクラッチ
３が係合してから、ＳＰクラッチ７の係合を開始してい
る。ＨＬクラッチ３がまだ係合終了する前にＳＰクラッ
チ７の係合を開始すると、第２軸５の入力側と出力側が
滑ることになり、その回転が不安定になる。従って、ク
ラッチ３，７の入出力軸の回転数差ΔＮに基づいた制御
が難しくなる。即ち、ＨＬクラッチ３が係合してから、
ＳＰクラッチ７の係合を開始することにより、精密な係
合度の制御が可能である。

【００４６】また、クラッチ３，７の入出力回転数差Δ
Ｎを相対化した相対回転数差ΔＮＳ（Ｔ）が、それぞれ
所定の回転数差推移カーブＳ（Ｔ）を描くように制御を
行なっている。これにより、どちらのクラッチ３，７に
対しても係合ショックが小さくなり、運転性が向上す
る。尚、上記説明では、簡単のためにアクセルの踏角を
２種類として説明したが、踏角によって４種類程度に分
け、この踏角に応じて目標時間や回転数差推移カーブＳ
（Ｔ）を変えるようにすれば、さらに細かい制御が可能
であり、運転性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る自動変速装置のシステムブロッ
ク図。

【図２】クラッチ油圧のタイムチャート。

【図３】相対回転数差と相対経過時間との関係を示すグ
ラフ。

【図４】クラッチ油圧を上昇させる際の手順を示すフロ
ーチャート。

【図５】クラッチを切断する場合の、クラッチ油圧のタ
イムチャートの一例。

【図６】クラッチを切断する場合の、クラッチ油圧のタ
イムチャートの一例。

【図７】ＳＰクラッチ油圧及びＨＬクラッチ油圧のタイ
ムチャート

【符号の説明】

１：、自動変速機１、２：ＨＬ変速機２、３：ＨＬクラ
ッチ３、４：第１軸４、５：第２軸５、６：ＳＰ変速機
６、７：ＳＰクラッチ７、８：第３軸８、９：第１軸回
転センサ９、１０：第２軸回転センサ１０、１１：第３
軸回転センサ１１、１２：、１３：ＨＬモジュレートバ
ルブ１３、１４：ＨＬ油圧シリンダ１４、１５：ＳＰモ
ジュレートバルブ１５、１６：ＳＰ油圧シリンダ１６、
１７：、１８：制御装置１８、１９：アクセル角検出器
１９、２０：ブレーキ検出器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クラッチ(3,7)に印加するクラッチ油圧
   (M,m)を制御して、クラッチの係合度合いを制御する自
   動変速機の変速制御方法において、 変速条件によって定められる目標時間(Δt2,Δt12,Δt2
   2)で、クラッチの入出力軸(4,5,8)の回転数(N1,N2,N3)
   を一致させることを特徴とする変速制御方法。
2. 【請求項２】 クラッチ(3,7)に印加するクラッチ油圧
   (M,m)を制御して、クラッチ(3,7)の係合度合いを制御す
   る制御装置(18)を備えた自動変速機の変速制御装置にお
   いて、 変速機(2,6)の入出力回転数(N1,N2,N3)を検出する入出
   力回転数検出器(9,10,11)と、 入出力回転数(N1,N2,N3)から算出した回転数差(ΔN)
   を、変速条件によって定められる所定の回転数差−時間
   曲線に近づけるように制御する制御装置(18)とを備えた
   ことを特徴とする変速制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の自動変速機の変速制御装
   置において、 前記変速条件が、アクセルペダルの踏角、ブレーキの状
   態、及び変速の前後の速度段のうちの少なくともいずれ
   か１つであることを特徴とする変速制御装置。