JP2009074608A - 油圧クラッチの油圧制御装置および油圧制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧クラッチに油圧指令を与えるに際して初期圧指令よりもフィリング圧指令を高く設定せざるを得ない場合であったとしても、油圧クラッチの係合時のショックを抑制できるようにする。
【解決手段】油圧クラッチのフィリング完了時期Ｓａよりも手前の時期Ｓｂに達すると、その時点から油圧指令Ｐが徐々に低下されて、フィリング完了時期Ｓａで初期圧指令Ｐｉ若しくは初期圧指令Ｐｉ近傍のフィリング圧終点指令Ｐａにされる。具体的には、ピストンストークＳがフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂになると、その時点から油圧指令Ｐが徐々に低下される。そして、ピストンストークＳがフィリング認識しきい値Ｓａになると、油圧指令Ｐが初期圧指令Ｐｉ若しくは初期圧指令Ｐｉ近傍のフィリング圧終点指令Ｐａにされる。
【選択図】図５

Description

本発明は、油圧クラッチの油圧制御装置および油圧制御方法に関し、特に油圧指令を与えることで油圧クラッチに供給される油圧を制御する装置および方法に関するものである。

従来よりシリンダに圧油が供給されることで係合動作する油圧クラッチが知られている。油圧クラッチは、たとえばダンプトラック等の作業車両のトランスミッションの変速クラッチに使用される。

油圧クラッチの油圧制御装置の構成を図１（ａ）に示す。

油圧制御装置１は、油圧クラッチ１０と、クラッチ制御回路２０と、コントローラ３０とからなる。

油圧クラッチ１０は、シリンダ１１と、シリンダ１１内に摺動自在に配置されたピストン１２と、シリンダ１１とピストン１２によって画成され、クラッチ制御回路２０から圧油が供給されて充填されるシリンダ室１３と、ピストン１２に当接されたばねであってシリンダ室１３内の充填圧油の油圧に対向するばね力を発生するばね１４とから構成されている。ピストン１２の位置、つまりピストンストロークＳは、クラッチ本体の移動位置に対応している。

クラッチ制御回路２０は、圧力制御弁２１とパイロット弁２２と絞り２３と油圧ポンプ２４とフィルスイッチ２５と含んで構成されている。

コントローラ３０は、油圧指令Ｐ（電流値）を生成して、パイロット弁２２の比例ソレノイド２２ａに加える。なお、以下では油圧指令をＰとし、実際の油圧には、Ｐに´「ダッシュ」を付与して区別する。

油圧ポンプ２４の吐出口２４ａは、オリフィス２３の出口２３ｄを介して圧力制御弁２１のパイロットポート２１ａおよびパイロット弁２２の絞り２２ｂに連通している。パイロット弁２２の比例ソレノイド２２ａでは、コントローラ３０から加えられる油圧指令Ｐに対応する推力が発生する。この推力に応じてパイロット弁２２の絞り２２ｂの開口面積が調節されタンクに排出されるオイルドレイン量が調節される。このようにコントローラ３０から加えられる油圧指令Ｐに応じてパイロット弁２２の絞り２２ｂの開口面積が調節され、それに応じてオイルドレイン量が調節されるため、絞り２２ｂの前段にある絞り２３の出口２３ｄで、油圧指令Ｐに対応するパイロット圧Ｐ０´が発生する。パイロット圧Ｐ０´は、圧力制御弁２１のパイロットポート２１ａに加えられる。圧力制御弁２１は、パイロット圧Ｐ０´と圧力制御弁２１の出口ポート２１ｃの圧油の油圧Ｐ´との差圧とばね２１ｂのばね力とがバランスするように出口ポート２１ｃの油圧Ｐ´を制御する。

圧力制御弁２１により制御された油圧Ｐ´の圧油は、シリンダ室１３に導かれる。

シリンダ室１３に圧油が充満されたことは、圧力制御弁２１の出口ポート２１ｃとシリンダ室１３を連通する配管に設けられたフィルスイッチ２５で検出される。

シリンダ室１３に圧油が充満されると、フィルスイッチ２５の接点がオンし、シリンダ室１３への圧油のフィリングが完了したことを示すフィリング完了信号がコントローラ３０に出力される。

図１（ａ）では、クラッチ制御回路２０に、圧力制御弁２１以外にパイロット弁２２を設けた構成例を示しているが、図１（ｂ）に示すように、パイロット弁２２を省略したクラッチ制御回路２０´で構成してもよい。図１（ｂ）では、圧力制御弁２１の比例ソレノイド２１ｄにコントローラ３０から油圧指令Ｐを与えることにより、図１（ａ）と同様に、油圧指令Ｐに応じた制御油圧Ｐ´が圧力制御弁２１の出口ポート２１ｃで発生する。

図２は、図１に示す油圧制御装置１の動作を示したグラフである。

図２（ａ）は、油圧指令Ｐの時間変化を示した図で、図２（ｂ）は、油圧クラッチ１０のシリンダ室１３の油圧Ｐ´の時間変化を示した図である。

（トリガ中）
最初にトリガ指令Ｐｔが与えられる。トリガ指令Ｐｔが与えられることにより、圧力制御弁２１から圧油がシリンダ室１３に供給され、シリンダ室１３へ圧油が充填し始められる。シリンダ室１３に圧油が充満する直前まで供給される（図２（ａ）；第１の工程Ｑ１）。

（フィリング中）
シリンダ室１３に圧油が充満する直前まで供給された後、油圧指令Ｐがトリガ指令Ｐｔよりも低いフィリング圧指令Ｐｆ０まで下げられる。これによりシリンダ室１３への圧油供給量が所定の小流量まで絞られる。以後、シリンダ室１３に圧油が実充満するまで、つまりフィリングが完了するまで所定の小流量で圧油が供給され続けられる（図２（ａ）；第２の工程Ｑ２）。

（フィリング完了時）
シリンダ室１３への圧油の充満が完了すると、フィルスイッチ２５からフィリング完了信号がコントローラ３０に出力される。フィリング完了時点の近傍でピストンストロークＳはストロークエンドとなり、クラッチ本体の回転体同士が摩擦接触し始め、両回転体の相対回転数が低下し始める（図２（ａ）；第２の工程Ｑ２と第３の工程Ｑ３の境界点）。

（油圧指令漸増；クラッチ係合）
フィリング圧指令Ｐｆ０は、油圧指令漸増の初期の圧力指令Ｐｉよりも高く設定されている。コントローラ３０に、フィリング完了信号が入力されると、それに対応して油圧指令Ｐはフィリング圧指令Ｐｆ０よりも低い初期圧指令Ｐｉまで下げられる。そして、初期圧指令Ｐｉから所定の漸増率にて徐々に油圧指令を漸増させる油圧指令Ｐが圧力制御弁２１に与えられる。油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋになるまで漸増される。クラッチ係合の指示がされている限りは、油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋに維持される（図２（ａ）；第３の工程Ｑ３）。

上述した油圧クラッチの油圧制御に関する発明は、下記特許文献１、２等に開示されている。

なお、フィリング圧指令Ｐｆ０を初期圧指令Ｐｉよりも高く設定するという技術は、従来の実施技術である。
特開２００１−３４３０３２号公報 特開２００２−２５０４３２号公報

油圧クラッチ係合時の変速ショックは、有段の変速機では避けることができない。これは選択された油圧クラッチ１０の回転体同士で生じている回転数差を摩擦接触させて滑らせることにより整合させるためである。油圧クラッチ１０の回転体同士が滑ることにより発生するトルク変動がショックとなる。

上述したように従来技術によっては、フィリング圧指令Ｐｆ０を初期圧指令Ｐｉよりも高く設定している。その理由は、つぎのとおりである。

・ クラッチ制御回路２０の油路から油圧クラッチ１０のシリンダ室１３までの油路（配管）が長く、配管抵抗が大きい。このため初期圧指令Ｐｉよりもフィリング圧指令Ｐｆ０を高くしておかないと、シリンダ室１３に圧油を充満させる時間が長くなる。

・ シリンダ室１３の圧力を油圧クラッチ１０の回転体の遠心力に打ち勝って充満できる程度の圧力にしておく必要があるが、スペースの制約などによりクラッチ回転体の遠心力の影響をキャンセルする構造がとれない。

以上のような理由から、初期圧指令Ｐｉよりもフィリング圧指令Ｐｆ０を高くしておかざるを得ない。

しかし、初期圧指令Ｐｉよりもフィリング圧指令Ｐｆ０を高く設定すると、図２（ｂ）にＡで示すように、フィリング完了時点で、フィリング圧指令Ｐｆ０から初期圧指令Ｐｉに落とすため、その圧力指令差に応じて、フィリング完了時の実フィリング圧Ｐｆ０´相当の水撃ピーク圧が立つ。このため油圧クラッチ１０の係合時に、トルクの急激な変化が発生し、オペレータはショックを受けることになる。またショックにより作業車両に悪影響を与えることになる。なお、図２（ｂ）に示すＢは、ショックを受けない理想的な実油圧のカーブである。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、油圧クラッチ１０に油圧指令Ｐを与えるに際して初期圧指令Ｐｉよりもフィリング圧指令Ｐｆ０を高く設定せざるを得ない場合であったとしても、油圧クラッチ１０で発生するショックを抑制できるようにすることを解決課題とするものである。

第１発明は、シリンダに、圧油が供給されることで係合動作する油圧クラッチに適用され、シリンダへの圧油のフィリングが完了した時点でフィリング圧指令よりも低い初期圧指令から徐々に油圧指令を漸増するようにシリンダへ供給される圧油の油圧を制御する油圧クラッチの油圧制御装置において、
油圧クラッチのフィリング完了時期よりも手前の時期に達したことを検出する検出手段と、
油圧クラッチのフィリング完了時期よりも手前の時期に達したことが検出された場合に、その検出時点から油圧指令を徐々に低下させて、フィリング完了時期で初期圧指令若しくは初期圧指令近傍に達するように油圧を制御する油圧制御手段と
が備えられたことを特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
検出手段は、ピストンのストロークを検出するストロークセンサであること
を特徴とする。

第３発明は、第１発明において、
検出手段は、シリンダへ供給される圧油の油圧を検出する油圧センサであること
を特徴とする。

第４発明は、
シリンダに、圧油が供給されることで係合動作する油圧クラッチに適用され、シリンダへの圧油のフィリングが完了した時点でフィリング圧指令よりも低い初期圧指令から徐々に油圧指令を漸増するようにシリンダへ供給される圧油の油圧を制御する油圧クラッチの油圧制御方法において、
油圧クラッチを係合動作させるに際して、
フィリング圧指令を与えて油圧クラッチのシリンダ室に圧油を供給するフィリング工程と、
油圧クラッチのフィリング完了時期よりも手前の時期に達すると、その時点から油圧指令を徐々に低下させて、フィリング完了時期で初期圧指令若しくは初期圧指令近傍にする油圧指令低下工程と、
フィリング完了時期に達すると、初期圧指令から徐々に油圧指令を漸増させる油圧指令漸増工程と
を含むことを特徴とする。

図５は、本第１発明、第４発明の動作を示したグラフである。

（フィリング工程）
フィリング工程では、フィリング圧指令Ｐｆ０が与えられて油圧クラッチ１０のシリンダ室１３に圧油が供給される。

（油圧指令低下工程）
油圧クラッチ１０のフィリング完了時期Ｓａよりも手前の時期Ｓｂに達すると、その時点から油圧指令Ｐが徐々に低下されて、フィリング完了時期Ｓａで初期圧指令Ｐｉ若しくは初期圧指令Ｐｉ近傍のフィリング圧終点指令Ｐａにされる。具体的には、ピストンストークＳがフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂになると、その時点から油圧指令Ｐが徐々に低下される。そして、ピストンストークＳがフィリング認識しきい値Ｓａになると、油圧指令Ｐが初期圧指令Ｐｉ若しくは初期圧指令Ｐｉ近傍のフィリング圧終点指令Ｐａにされる。

（油圧指令漸増工程；クラッチ係合）
フィリング完了時期Ｓａに達すると、初期圧指令Ｐｉから徐々に油圧指令Ｐが漸増される。油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋになるまで漸増される。

本発明によれば、油圧クラッチ１０のフィリング完了時期Ｓａよりも手前の時期Ｓｂに達すると、その時点から油圧指令Ｐが徐々に低下されて、フィリング完了時期Ｓａで初期圧指令Ｐｉ若しくは初期圧指令Ｐｉ近傍になるようにしたので、初期圧指令Ｐｉよりもフィリング圧指令Ｐｆ０が高く設定されたとしても、図５（ｃ）に示すように、水撃ピーク圧のない理想的な実油圧のカーブとなり、オペレータや車体にショックを与えることがない。このように本発明によれば、油圧クラッチ１０に油圧指令Ｐを与えるに際して初期圧指令Ｐｉよりもフィリング圧指令Ｐｆ０を高く設定せざるを得ない場合であったとしても、油圧クラッチ１０の係合時のショックを抑制できる。

第２発明では、図５（ｂ）に示すように、ストロークセンサ１６によって、フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂが検出されることによって、フィリング完了時期Ｓａよりも手前の減圧指令開始時期Ｓｂに達したことが検出される。

第３発明では、図７（ｂ）に示すように、油圧センサ１７によって、フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｐｂ´が検出されることによって、フィリング完了時期Ｐａ´よりも手前の減圧指令開始時期Ｐｂ´に達したことが検出される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図３（ａ）は、実施形態の油圧クラッチの制御装置の構成を示す図であり、たとえばダンプトラックなどの作業車両のトランスミッションの変速クラッチとして使用される油圧クラッチの制御装置の構成を、本発明に係る部分について示している。

なお、本実施形態では、ダンプトラックのトランスミッションの変速クラッチを想定しているが、これは一例であり、油圧クラッチの適用対象、適用車種は任意である。

油圧制御装置１は、油圧クラッチ１０と、クラッチ制御回路２０と、コントローラ３０とからなる。

油圧クラッチ１０は、シリンダ１１と、シリンダ１１内に摺動自在に配置されたピストン１２と、シリンダ１１とピストン１２によって画成され、圧油が供給されるシリンダ室１３と、ピストン１２に当接されたばねであってシリンダ室１３内の充填圧油の油圧に対向するばね力を発生するばね１４とから構成されている。ピストン１２の位置、つまりピストンストロークＳとクラッチ本体の移動位置は対応している。

ピストン１２には、ピストン１２のストロークＳを検出するストロークセンサ１６が付設されている。ストロークセンサ１６を配設する場所は任意であり、１６´に示すようにピストン１２を挟んで反対側に設けてもよい。

ストロークセンサ１６の検出ストロークＳを示す信号は、コントローラ３０に入力される。

クラッチ制御回路２０は、圧力制御弁２１とパイロット弁２２と絞り２３と油圧ポンプ２４とフィルスイッチ２５と含んで構成されている。

コントローラ３０は、油圧指令Ｐ（電流値）を生成して、パイロット弁２２の比例ソレノイド２２ａに加える。

油圧ポンプ２４の吐出口２４ａは、オリフィス２３の出口２３ｄを介して圧力制御弁２１のパイロットポート２１ａおよびパイロット弁２２の絞り２２ｂに連通している。パイロット弁２２の比例ソレノイド２２ａでは、コントローラ３０から加えられる油圧指令Ｐに対応する推力が発生する。この推力に応じてパイロット弁２２の絞り２２ｂの開口面積が調節されタンクに排出されるオイルドレイン量が調節される。このようにコントローラ３０から加えられる油圧指令Ｐに応じてパイロット弁２２の絞り２２ｂの開口面積が調節され、それに応じてオイルドレイン量が調節されるため、絞り２２ｂの前段にある絞り２３の出口２３ｄで、油圧指令Ｐに対応するパイロット圧Ｐ０´が発生する。パイロット圧Ｐ０´は、圧力制御弁２１のパイロットポート２１ａに加えられる。圧力制御弁２１は、パイロット圧Ｐ０´と圧力制御弁２１の出口ポート２１ｃの圧油の油圧Ｐ´との差圧とばね２１ｂのばね力とがバランスするように出口ポート２１ｃの油圧Ｐ´を制御する。

圧力制御弁２１により制御された油圧Ｐ´の圧油は、シリンダ室１３に導かれる。

図３（ａ）では、クラッチ制御回路２０に、圧力制御弁２１以外にパイロット弁２２を設けた構成例を示しているが、図１（ｂ）と同様に、パイロット弁２２を省略したクラッチ制御回路２０´で構成してもよい。

（第１実施例）
図４は、第１実施例の処理の手順を示すフローチャートである。また、図５は、第１実施例の動作を説明する図で図３（ａ）に示す油圧制御装置１の動作を示したグラフである。図５（ａ）は、Ｐａ＞Ｐｉの場合の油圧指令Ｐの時間変化を示した図で、図５（ｂ）は、ピストンストロークセンサ１６で検出されるピストンストークＳの時間変化を示した図で、図５（ｃ）は、油圧クラッチ１０のシリンダ室１３の実油圧Ｐ´の時間変化を示した図である。図５（ｄ）は、Ｐａ≦Ｐｉの場合のピストンストロークセンサ１６で検出されるピストンストークＳの時間変化を示した図である。

まず、本実施例に用いられる符号について定義する。

Ｐ：油圧指令（電流値）
Ｐｔ：トリガ指令
Ｐｆ０：減圧前のフィリング圧指令
Ｐｆ（Ｓ）：減圧指令開始後のフィリング圧指令（ピストンストロークＳの関数値）
Ｐａ：フィリング圧終点指令（ＳａをＰｆ（Ｓ）に代入したときの油圧指令Ｐ）
Ｐｉ：初期圧指令
Ｐｓ：ばね１４のばね力相当の油圧指令
Ｐｋ：クラッチセット圧指令
Ｓ：ピストン１２のストローク
Ｓａ：フィリング認識しきい値（＝α×Ｓｅ）
Ｓｂ：フィリング圧減圧指令開始しきい値（＝Ｓａ×β）
Ｓｅ：ストロークエンド
ここで、フィリング圧指令Ｐｆ０は、油圧指令漸増の初期の圧力指令Ｐｉよりも高く設定されている。

つぎに、ストロークエンドＳｅ、フィリング認識しきい値Ｓａ、フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂ、減圧指令開始後のフィリング圧指令Ｐｆ（Ｓ）について説明する。

図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、ピストン１２のストロークＳと、シリンダ室１３に充填される圧油の油量、油圧指令Ｐ、油圧クラッチ１０のシリンダ室１３に供給される圧油の実際の油圧Ｐ´との対応関係を示している。

ピストンストロークＳが増加するに伴い、シリンダ室１３に充填される圧油の油量が徐々に増加する。ピストン１２の動き始め位置をＳ０とし、ピストン１２の動きが終了する位置をＳｅ（ストロークエンド）とする（図８（ａ）、（ｂ））。

ピストンストロークＳがフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂに達すると、関数Ｐｆ（Ｓ）に従い、減圧前のフィリング圧指令Ｐｆ０から油圧指令Ｐが徐々に低下し、フィリング認識しきい値Ｓａでばね１４のばね力相当の油圧指令Ｐｓよりもやや大きい圧力指令Ｐａ（フィリング圧終点指令）となる（図８（ａ）、（ｃ））。これにより破線Ａで示すような水撃ピーク圧のない理想的な実油圧のカーブ（実線）となる（図８（ｄ））。減圧指令開始後のフィリング圧指令の関数Ｐｆ（Ｓ）については、実験、シミュレーション、実測などにより予め求めておかれる。Ｐｆ（Ｓ）は、たとえば、ピストンストロークＳの増加に伴い油圧指令Ｐが単調減少する関数である。

フィリング認識しきい値Ｓａは、ストロークエンドＳｅと定数αに基づいて求めることができる。またフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂは、フィリング認識しきい値Ｓａと定数βを用いて求めることができる。結局、フィリング認識しきい値Ｓａ、フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂは、ストロークエンドＳｅから求められる。ストロークエンドＳｅは、クラッチ本体の磨耗状態、経時変化などによって変動する。したがって、ストロークエンドＳｅが実験、シミュレーション、実測などにより予め求めておかれ、予め求められたストロークエンドＳｅに基づき計算によりフィリング認識しきい値Ｓａ、フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂが予め求められる。

図９に、ストロークエンドＳｅを求めるための制御アルゴリズムを例示する。

同図９に示すように、油圧クラッチ１０が係合する度に、ストロークエンドＳeが記憶される。油圧クラッチ１０が係合したときのストロークセンサ１６の検出ストロークＳがストロークエンドＳｅとして記憶される（ステップ３０３）。つぎに過去数回分の記憶された各ストロークエンドＳｅ値を平均して最新のストロークエンドＳｅが算出される（ステップ３０１）。つぎに、算出された最新のストロークエンドＳｅを用いて、フィリング認識しきい値Ｓａ、フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂが算出される。算出されたフィリング認識しきい値Ｓａ、フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂを用いて油圧指令Ｐが出力されて油圧クラッチ１０が係合動作する。油圧クラッチ１０へ供給される圧油の油圧を制御する処理は、図４、図５にて後述する（ステップ３０２）。以下ステップ３０３〜ステップ３０１〜ステップ３０２の処理が繰り返される。

つぎに、図４、図５を併せ参照して油圧クラッチ１０の油圧制御処理について説明する。

まず、Ｐａ＞Ｐｉの場合の処理について、図４と図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）を用いて説明する。

（トリガ工程）
最初にコントローラ３０からトリガ指令Ｐｔが与えられる。トリガ指令Ｐｔが与えられることにより、圧力制御弁２１から圧油がシリンダ室１３に供給され、シリンダ室１３へ圧油が充填し始められる。シリンダ室１３に圧油が充満する直前まで供給される（ステップ１０１）。
（フィリング工程）
シリンダ室１３に圧油が充満する直前まで供給された後、コントローラ３０から油圧指令Ｐとしてトリガ指令Ｐｔよりも低いフィリング圧指令Ｐｆ０が与えられる。これによりシリンダ室１３への圧油供給量が所定の小流量まで絞られる。以後、シリンダ室１３に圧油が実充満するまで、つまりフィリングが完了するまで所定の小流量で圧油が供給され続けられる（ステップ１０２）。

コントローラ３０では、現在のピストンストロークＳがフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂに達したか否かが、つまりＳ＞Ｓｂであるか否かが判断される（ステップ１０３）。現在のピストンストロークＳがフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂに達していない（ステップ１０３の判断ＮＯ）限りは、コントローラ３０から圧力制御弁２１にフィリング圧指令Ｐｆ０が与えられる（ステップ１０２）。

（油圧指令低下工程）
油圧クラッチ１０のフィリング完了時期Ｓａよりも手前の時期Ｓｂに達すると、その時点から油圧指令Ｐが徐々に低下される。本実施例の場合には、現在のピストンストロークＳがフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂに達すると（ステップ１０３の判断ＹＥＳ）、その時点から減圧指令開始後のフィリング圧指令Ｐｆ（Ｓ）に従い、油圧指令Ｐが出力される。これによりピストンストロークＳの増加に伴って油圧指令Ｐが徐々に低下される（ステップ１０４）。

コントローラ３０では、現在のピストンストロークＳがフィリング認識しきい値Ｓａに達したか否かが、つまりＳ＞Ｓａであるか否かが判断される（ステップ１０５）。現在のピストンストロークＳがフィリング認識しきい値Ｓａに達していない（ステップ１０５の判断ＮＯ）限りは、減圧指令開始後のフィリング圧指令Ｐｆ（Ｓ）に従い、油圧指令Ｐが出力される（ステップ１０４）。

（フィリング完了時）
ピストンストークＳがフィリング認識しきい値Ｓａに達すると、初期圧指令Ｐｉ近傍であって初期圧指令Ｐｉよりも大きいフィリング圧終点指令Ｐａが出力される。ピストンストークＳがフィリング認識しきい値Ｓａに達した時点でシリンダ室１３への圧油の充満が完了したと判断される。フィリング完了時点の近傍でピストンストロークＳはストロークエンドとなり、クラッチ本体の回転体同士が摩擦接触し始め、両回転体の相対回転数が低下し始める。なお、従来のフィルスイッチ２５あるいは圧力スイッチをフィリング完了の検出、判定に併用する実施も可能である。

（油圧指令漸増；クラッチ係合）
現在のピストンストロークＳがフィリング認識しきい値Ｓａを超えた時点で（ステップ１０５の判断ＹＥＳ）、油圧指令Ｐが強制的にフィリング圧終点指令Ｐａから初期圧指令Ｐｉに下げられる。そして、初期圧指令Ｐｉから所定の漸増率で徐々に油圧指令を漸増させる油圧指令Ｐが圧力制御弁２１に与えられる。油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋになるまで漸増される。クラッチ係合の指示がされている限りは、油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋが維持される（ステップ１０６）。このときの検出ストロークＳがストロークエンドＳｅとして、コントローラ３０で記憶されることになる（ステップ３０３）。

つぎに、Ｐａ≦Ｐｉの場合の処理について、図４と図５（ｄ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）を用いて説明する。

（トリガ工程）
Ｐａ＞Ｐｉの場合と同様に、最初にコントローラ３０から油圧指令Ｐとしてトリガ指令Ｐｔが与えられる（ステップ１０１）。
（フィリング工程）
Ｐａ＞Ｐｉの場合と同様に、コントローラ３０から油圧指令Ｐとしてトリガ指令Ｐｔよりも低いフィリング圧指令Ｐｆ０が与えられる（ステップ１０２）。現在のピストンストロークＳがフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂに達していない（ステップ１０３の判断ＮＯ）限りは、コントローラ３０から圧力制御弁２１にフィリング圧指令Ｐｆ０が与えられる（ステップ１０２）。

（油圧指令低下工程）
現在のピストンストロークＳがフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂに達すると（ステップ１０３の判断ＹＥＳ）、その時点から減圧指令開始後のフィリング圧指令Ｐｆ（Ｓ）に従い、油圧指令Ｐが出力される。現在のピストンストロークＳがフィリング認識しきい値Ｓａに達していない（ステップ１０５の判断ＮＯ）限りは、減圧指令開始後のフィリング圧指令Ｐｆ（Ｓ）に従い油圧指令Ｐが出力される。ただし、関数値Ｐｆ（Ｓ）が初期圧指令Ｐｉに到達すると初期圧指令Ｐｉが出力される（ステップ１０４）。

（フィリング完了時）
ピストンストークＳがフィリング認識しきい値Ｓａに達すると、フィリング圧終点指令Ｐａとして初期圧指令Ｐｉが出力される。ピストンストークＳがフィリング認識しきい値Ｓａに達っした時点でシリンダ室１３への圧油の充満が完了したと判断される。フィリング完了時点の近傍でピストンストロークＳはストロークエンドとなり、クラッチ本体の回転体同士が摩擦接触し始め、両回転体の相対回転数が低下し始める。

（油圧指令漸増；クラッチ係合）
現在のピストンストロークＳがフィリング認識しきい値Ｓａを超えると（ステップ１０５の判断ＹＥＳ）、初期圧指令Ｐｉから所定の漸増率で徐々に油圧指令を漸増させる油圧指令Ｐが圧力制御弁２１に与えられる。油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋになるまで漸増される。クラッチ係合の指示がされている限りは、油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋが維持される（ステップ１０６）。

以上のように、本実施例によれば、油圧クラッチ１０のフィリング完了時期Ｓａよりも手前の時期Ｓｂに達すると、その時点から油圧指令Ｐが徐々に低下されて、フィリング完了時期Ｓａで初期圧指令Ｐｉ若しくは初期圧指令Ｐｉ近傍になるようにしたので、初期圧指令Ｐｉよりもフィリング圧指令Ｐｆ０が高く設定されたとしても、図５（ｃ）に示すように、水撃ピーク圧のない理想的な実油圧のカーブとなり、オペレータや車体にショックを与えることがない。このように本実施例によれば、油圧クラッチ１０に油圧指令Ｐを与えるに際して初期圧指令Ｐｉよりもフィリング圧指令Ｐｆ０を高く設定せざるを得ない場合であったとしても、油圧クラッチ１０の係合時のショックを抑制できる。

上述した実施例では、ストロークセンサ１６によって、フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｓｂを検出することによって、油圧クラッチ１０のフィリング完了時期Ｓａよりも手前の減圧指令開始時期Ｓｂに達したことを検出するようにしている。しかし、油圧クラッチ１０のフィリング完了時期よりも手前の減圧指令開始時期に達したことを検出する手段は、任意である。たとえば、図３（ｂ）に示すように、実油圧Ｐを検出する油圧センサ１７を使用する実施も可能である。

（第２実施例）
図６は、第２実施例の処理の手順を示すフローチャートである。また、図７は、第２実施例の動作を説明する図で図３に示す油圧制御装置１の動作を示したグラフである。図７（ａ）は、図７（ｂ）は、Ｐａ＞Ｐｉの場合の油圧指令Ｐの時間変化を示した図で、図７（ｂ）は、油圧センサ１７で検出される実油圧Ｐ´の時間変化を示した図である。図７（ｃ）は、Ｐａ≦Ｐｉの場合の油圧指令Ｐの時間変化を示した図である。

図３（ｂ）は、第２実施例に適用される油圧クラッチの制御装置の構成図である。図３（ｂ）に示すように、油圧クラッチ１０のシリンダ室１３と圧力制御弁２１の出口ポート２１ｃとを連通する配管上に、実油圧Ｐ´を検出する油圧センサ１７が設けられている。なお、図３（ａ）で設けられていたストロークセンサ１６の配設は省略される。

まず、本実施例に用いられる符号について定義する。

Ｐ：油圧指令（電流値）
Ｐｔ：トリガ指令
Ｐｆ０：減圧前のフィリング圧指令
Ｐａ：フィリング圧終点指令（ｔ１を後述する（１）式（Ｐ＝Ｐｆ０−Δｔ×θ１）に代入したときの油圧指令Ｐ）
Ｐｉ：初期圧指令
Ｐｓ：ばね１４のばね力相当の油圧指令
Ｐｋ：クラッチセット圧指令
Ｐｂ´：フィリング圧減圧指令開始しきい値（＝Ｐａ´×β´）
Ｐａ´：フィリング認識しきい値
θ１：実油圧Ｐ´がＰｂ´に達してからｔ１秒後にフィリング完了にするための目標油圧指令勾配（＝（Ｐｆ０−Ｐａ）／ｔ１）
Δｔ：プログラムの１ループのサイクルタイム
ここで、フィリング圧指令Ｐｆ０は、油圧指令漸増の初期の圧力指令Ｐｉよりも高く設定されている。

フィリング圧減圧指令開始しきい値Ｐｂ´、フィリング認識しきい値Ｐａ´、目標温度指令勾配θ１については、たとえば図８、図９で説明したのと同様にして実験、シミュレーション、実測などにより予め求めておかれる。減圧指令開始後の油圧指令Ｐは、減圧前のフィリング圧指令Ｐｆ０、目標温度指令勾配θ１、サイクルタイムΔｔを用いて、下記（１）式のごとくなる。

Ｐ＝Ｐｆ０−Δｔ×θ１ …（１）
つぎに、図６、図７を併せ参照して油圧クラッチ１０の油圧制御処理について説明する。

まず、Ｐａ＞Ｐｉの場合の処理について、図６と図７（ａ）、図７（ｂ）を用いて説明する。

（トリガ工程）
最初にコントローラ３０からトリガ指令Ｐｔが与えられる。トリガ指令Ｐｔが与えられることにより、圧力制御弁２１から圧油がシリンダ室１３に供給され、シリンダ室１３へ圧油が充填し始められる。シリンダ室１３に圧油が充満する直前まで供給される（ステップ２０１）。

（フィリング工程）
シリンダ室１３に圧油が充満する直前まで供給された後、コントローラ３０から油圧指令Ｐとしてトリガ指令Ｐｔよりも低いフィリング圧指令Ｐｆ０が与えられる。これによりシリンダ室１３への圧油供給量が所定の小流量まで絞られる。以後、シリンダ室１３に圧油が実充満するまで、つまりフィリングが完了するまで所定の小流量で圧油が供給され続けられる（ステップ２０２）。

コントローラ３０では、現在の実油圧Ｐ´がフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｐｂ´に達したか否かが、つまりＰ´＞Ｐｂ´であるか否かが判断される（ステップ２０３）。現在の実油圧Ｐ´がフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｐｂ´に達していない（ステップ２０３の判断ＮＯ）限りは、コントローラ３０から圧力制御弁２１にフィリング圧指令Ｐｆ０が与えられる（ステップ２０２）。なお、図７（ｂ）にＣで示すように、トリガ指令Ｐｔが与えられているときに実油圧Ｐ´がフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｐｂ´に達することがあるが、トリガ工程中におけるステップ２０３の判断結果は無視するものとする。

（油圧指令低下工程）
油圧クラッチ１０のフィリング完了時期Ｐａ´よりも手前の時期Ｐｂ´に達すると、その時点から油圧指令Ｐが徐々に低下される。本実施例の場合には、現在の実油圧Ｐ´がフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｐｂ´に達すると（ステップ２０３の判断ＹＥＳ）、その時点から上記（１）式（Ｐ＝Ｐｆ０−Δｔ×θ１）を用いて油圧指令Ｐが算出されて圧力制御弁２１に出力される。これによりサイクルタイムΔｔが経過する毎に油圧指令Ｐが徐々に低下される（ステップ２０４）。

コントローラ３０では、現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達したか否かが、つまりＰ´＞Ｐａ´であるか否かが判断される（ステップ２０５）。現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達しておらず（ステップ２０５の判断ＮＯ）、上記（１）式で算出される油圧指令Ｐがフィリング圧終点指令Ｐａを上回っている限りは（ステップ２０６の判断ＮＯ）、上記（１）式（Ｐ＝Ｐｆ０−Δｔ×θ１）に従い油圧指令Ｐが出力される（ステップ２０４）。ただし、現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達しておらず（ステップ２０５の判断ＮＯ）、上記（１）式で算出される油圧指令Ｐがフィリング圧終点指令Ｐａ以下になると（ステップ２０６の判断ＹＥＳ）、上記（１）式（Ｐ＝Ｐｆ０−Δｔ×θ１）にかかわらず、油圧指令Ｐをフィリング圧終点指令Ｐａに保持して、圧力制御弁２１に出力する（ステップ２０７）。

（フィリング完了時）
現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達すると、初期圧指令Ｐｉ近傍であって初期圧指令Ｐｉよりも大きいフィリング圧終点指令Ｐａが出力される。

現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達した時点でシリンダ室１３への圧油の充満が完了したと判断される。フィリング完了時点の近傍でピストンストロークＳはストロークエンドとなり、クラッチ本体の回転体同士が摩擦接触し始め、両回転体の相対回転数が低下し始める。なお、従来のフィルスイッチ２５あるいは圧力スイッチをフィリング完了の検出、判定に併用する実施も可能である。

（油圧指令漸増；クラッチ係合）
現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´を超えた時点で（ステップ２０５の判断ＹＥＳ）、油圧指令Ｐが強制的にフィリング圧終点指令Ｐａから初期圧指令Ｐｉに下げられる。そして、初期圧指令Ｐｉから所定の漸増率で徐々に油圧指令を漸増させる油圧指令Ｐが圧力制御弁２１に与えられる。油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋになるまで漸増される。クラッチ係合の指示がされている限りは、油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋが維持される（ステップ２０８）。

つぎに、Ｐａ≦Ｐｉの場合の処理について、図６と図７（ｃ）、図７（ｂ）を用いて説明する。

（トリガ工程）
Ｐａ＞Ｐｉの場合と同様に、最初にコントローラ３０から油圧指令Ｐとしてトリガ指令Ｐｔが与えられる（ステップ２０１）。
（フィリング工程）
Ｐａ＞Ｐｉの場合と同様に、コントローラ３０から油圧指令Ｐとしてトリガ指令Ｐｔよりも低いフィリング圧指令Ｐｆ０が与えられる（ステップ２０２）。現在の実油圧Ｐ´がフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｐｂ´に達していない（ステップ２０３の判断ＮＯ）限りは、コントローラ３０から圧力制御弁２１にフィリング圧指令Ｐｆ０が与えられる（ステップ２０２）。

（油圧指令低下工程）
現在の実油圧Ｐ´がフィリング圧減圧指令開始しきい値Ｐｂ´に達すると（ステップ２０３の判断ＹＥＳ）、その時点から上記（１）式（Ｐ＝Ｐｆ０−Δｔ×θ１）に従い油圧指令Ｐが出力される（ステップ２０４）。

Ｐ＞Ｐｉの場合；
現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達しておらず（ステップ２０５の判断ＮＯ）、上記（１）式で算出される油圧指令Ｐが初期圧指令Ｐｉを上回っている限りは（ステップ２０６の判断ＮＯ）、上記（１）式（Ｐ＝Ｐｆ０−Δｔ×θ１）に従い油圧指令Ｐが出力される（ステップ２０４）。

Ｐ≦Ｐｉの場合；
現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達しておらず（ステップ２０５の判断ＮＯ）、上記（１）式で算出される油圧指令Ｐが初期圧指令Ｐｉ以下になると（ステップ２０６の判断ＹＥＳ）、上記（１）式（Ｐ＝Ｐｆ０−Δｔ×θ１）にかかわらず、油圧指令Ｐを初期圧指令Ｐｉに保持して、圧力制御弁２１に出力する（ステップ２０７）。

（フィリング完了時）
現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達すると、フィリング圧終点指令Ｐａとして初期圧指令Ｐｉが出力される。

現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´に達した時点でシリンダ室１３への圧油の充満が完了したと判断される。フィリング完了時点の近傍でピストンストロークＳはストロークエンドとなり、クラッチ本体の回転体同士が摩擦接触し始め、両回転体の相対回転数が低下し始める。

（油圧指令漸増；クラッチ係合）
現在の実油圧Ｐ´がフィリング認識しきい値Ｐａ´を超えると（ステップ２０５の判断ＹＥＳ）、初期圧指令Ｐｉから徐々に油圧指令を漸増させる油圧指令Ｐが圧力制御弁２１に与えられる。油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋになるまで漸増される。クラッチ係合の指示がされている限りは、油圧指令Ｐはクラッチセット圧指令Ｐｋが維持される（ステップ２０８）。

この第２実施例によれば、第１実施例と同様の効果が得られる。

図１（ａ）、（ｂ）は、従来の油圧クラッチの油圧制御装置の構成図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示す従来の油圧制御装置の動作を示したグラフである。 図３（ａ）、（ｂ）は、実施形態の油圧クラッチの制御装置の構成を示す図である。 図４は、第１実施例の処理の手順を示すフローチャートである。 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、第１実施例の動作を説明する図で、図３に示す油圧制御装置の動作を示したグラフである。 図６は、第２実施例の処理の手順を示すフローチャートである。 図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第２実施例の動作を説明する図で、図３に示す油圧制御装置の動作を示したグラフである。 図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、ピストンのストロークと、シリンダ室に充填される圧油の油量、油圧指令、油圧クラッチのシリンダ室に供給される圧油の実際の油圧との対応関係を示した図である。 図９は、ストロークエンドを求めるための制御アルゴリズムを例示した図である。

符合の説明

１０ 油圧クラッチ、１１ シリンダ、１２ ピストン、１３ シリンダ室、１６ ストロークセンサ、１７ 油圧センサ、２０ クラッチ制御回路、３０ コントローラ

Claims (4)

1. シリンダに、圧油が供給されることで係合動作する油圧クラッチに適用され、シリンダへの圧油のフィリングが完了した時点でフィリング圧指令よりも低い初期圧指令から徐々に油圧指令を漸増するようにシリンダへ供給される圧油の油圧を制御する油圧クラッチの油圧制御装置において、
   油圧クラッチのフィリング完了時期よりも手前の時期に達したことを検出する検出手段と、
   油圧クラッチのフィリング完了時期よりも手前の時期に達したことが検出された場合に、その検出時点から油圧指令を徐々に低下させて、フィリング完了時期で初期圧指令若しくは初期圧指令近傍に達するように油圧を制御する油圧制御手段と
   が備えられたことを特徴とする油圧クラッチの油圧制御装置。
2. 検出手段は、ピストンのストロークを検出するストロークセンサであること
   を特徴とする請求項１記載の油圧クラッチの油圧制御装置。
3. 検出手段は、シリンダへ供給される圧油の油圧を検出する油圧センサであること
   を特徴とする請求項１記載の油圧クラッチの油圧制御装置。
4. シリンダに、圧油が供給されることで係合動作する油圧クラッチに適用され、シリンダへの圧油のフィリングが完了した時点でフィリング圧指令よりも低い初期圧指令から徐々に油圧指令を漸増するようにシリンダへ供給される圧油の油圧を制御する油圧クラッチの油圧制御方法において、
   油圧クラッチを係合動作させるに際して、
   フィリング圧指令を与えて油圧クラッチのシリンダ室に圧油を供給するフィリング工程と、
   油圧クラッチのフィリング完了時期よりも手前の時期に達すると、その時点から油圧指令を徐々に低下させて、フィリング完了時期で初期圧指令若しくは初期圧指令近傍にする油圧指令低下工程と、
   フィリング完了時期に達すると、初期圧指令から徐々に油圧指令を漸増させる油圧指令漸増工程と
   を含むことを特徴とする油圧クラッチの油圧制御方法。

Images