JP2759019B2 - トラクタのロックアップ付トルコンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラクタ等におけるロ
ックアップ付トルコンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば農用大型トラクタにおいては、操
縦性及び作業性を向上するために、ミッションにロック
アップ機能付のトルコン（トルクコンバータ）が使用さ
れており、このトルコンのロックアップ断接操作は自動
的に行うようになっている。即ち、エンジン実回転数に
対するトルコンの出力軸回転数のダウン率が所定値以下
になったときに、コントロールユニットからの信号でト
ルコンのロックアップクラッチを接操作し、負荷が大き
くなれば自動的にロックアップ断操作を行うように制御
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術において
は、ロックアップ操作を自動で行うため、路上走行のみ
等の単一モードの場合は適性操作が可能であるが、農用
トラクタの場合は路上走行だけでなく、多種類の軽重作
業をしなくてはならなく、総ての作業でロックアップ接
状態から同一条件でロックアップ断状態になるのであれ
ば、各種の作業に最適な制御は望み難い。

【０００４】本発明の第１の目的は、軽重複数種の作業
モードのそれぞれに最適なロックアップ断接制御が自動
でできるようにすることである。本発明の第２の目的
は、軽重複数種の作業モードのロックアップ断接制御
を、自動制御から切り換えて手動でできるようにするこ
とである。本発明の第３の目的は、軽重複数種の作業モ
ードのロックアップ接制御を手動でした場合に、断制御
が必要になったときにそれを知らせるようにすることで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
のための第１の具体的手段は、エンジン実回転数Ａに対
するトルコン３の出力軸回転数Ｂのダウン率Ｃが所定値
以下になったときに、コントロールユニット１からの信
号でロックアップコントロールバルブ２を介してトルコ
ン３のロックアップクラッチ４を接操作するロックアッ
プ付トルコンの制御装置において、前記コントロールユ
ニット１はアクセル開度で設定したエンジン回転数Ｄに
対するエンジン実回転数Ａのダウン率α、β、γを複数
段設定してそのひとつを選択する選択スイッチ７が接続
されていると共に、選択スイッチ７が選択したダウン率
α、β、γになったときにロックアップクラッチ４を断
操作可能に設定されていることである。

【０００６】本発明における課題解決のための第２の具
体的手段は、第１の具体的手段に加えて、前記コントロ
ールユニット１はロックアップクラッチ４の断接操作を
手動で切り換える切り換えスイッチ８が接続されている
ことである。本発明における課題解決のための第３の具
体的手段は、第１の具体的手段に加えて、前記コントロ
ールユニット１は切り換えスイッチ８がロックアップ接
操作のときに出力軸回転数Ｂのダウン率Ｃが所定値以下
になったことを知らせる警報器９が接続されていること
である。

【０００７】

【作用】エンジン５を始動してクランク軸１１を回転さ
せると、トルコン３を介して出力軸１２が駆動され、後
方のトランスミッション１３へ動力が伝達される。トラ
クタ作業中、クランク軸１１のエンジン実回転数Ａに対
する出力軸１２の回転数Ｂのダウン率Ｃが設定値以下で
あると、コントロールユニット１がロックアップコント
ロールバルブ２を作動して、トルコン３のロックアップ
クラッチ４を自動的に接状態にする。

【０００８】このロックアップ接状態からエンジン実回
転数Ａが低下して、アクセル開度（スロットル開度）で
設定したエンジン回転数Ｄに対して選択スイッチ７で選
択したダウン率α、β、γ以上になると、コントロール
ユニット１がロックアップコントロールバルブ２を作動
して、トルコン３のロックアップクラッチ４を自動的に
断状態にする。

【０００９】態様切り換えスイッチ２０でコントロール
ユニット１を手動制御するように切り換えると、切り換
えスイッチ８でロックアップコントロールバルブ２をオ
ン・オフ操作でき、作業者の判断でロックアップクラッ
チ４を断接操作する。この手動でロックアップクラッチ
４を接状態にしているとき、負荷が大きくなってくる
と、エンストする前に警報器９が作動して、作業者にロ
ックアップクラッチ４を断操作する状態になったことを
知らせる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜３において、５は農用トラクタのエンジン
で、最高回転数が例えば２５００〜３０００ｒｐｍであ
り、そのクランク軸１１の回転はトルコン３を介して出
力軸１２に伝達される。出力軸１２から複数の変速装置
等を有するトランスミッション１３に伝達される。

【００１１】トルコン３はエンジン５のクランク軸１１
又はクランク軸１１と直結の入力軸にフロントカバーが
固着され、このフロントカバーにポンプインペラーが連
結され、タービンランナーに出力軸１２が連結され、ト
ランスミッションケースにワンウエイクラッチを介して
ステータが支持されており、前記フロントカバーとター
ビンランナーとの間にはロックアップクラッチ４が配置
されている。

【００１２】ポンプ１４とトルコン３との間には、トル
コン３へ作動油を供給する油路１５と、ロックアップク
ラッチ４へ作動制御油を供給する油路１６とを有し、こ
の油路１６はロックアップコントロールバルブ２によっ
て制御されている。このロックアップコントロールバル
ブ２はモジュレーションバルブで、オリフィスとフィー
ドバック回路とを有する５ポート切換弁２２とショット
弁２３とを有する。切換弁２２はコントロールユニット
１によって操作されるもので、通電によりソレノイドが
作動してスプールが移動すると、ポンプ１４からの圧油
が油路１６を介してロックアップクラッチ４に供給さ
れ、ロックアップクラッチ４を接状態にする。

【００１３】前記ショット弁２３は切換弁２２の手前ま
で圧油がきたときに、第１パイロット油路２３Ａの油圧
によって半開から全開になって一時的に大量の油を流
し、その後、切換弁２２から第２パイロット油路２３Ｂ
を介して送られる油圧によって、全開から半開に変化
し、ロックアップクラッチ４へ油量を絞りながら供給可
能になっている。

【００１４】これにより、ロックアップクラッチ４は最
初のワンショットで油が充満して、クラッチが入るまで
のタイムラグが小さくなっており、その後はロックアッ
プ圧が少しずつ高まるようになり、ロックアップ接続時
のショックが少なくなっている。ロックアップコントロ
ールバルブ２が作動してロックアップクラッチ４に圧油
が供給されると、ロックアップクラッチ４がフロントカ
バーに密着し、クランク軸１１（トルコン３の入力軸）
と出力軸１２とが直結し、ロックアップ接状態になる。
逆に、圧油供給を停止すると、ロックアップクラッチ４
がフロントカバーから離れ、ロックアップ接状態を解除
して断状態になる。

【００１５】前記クランク軸１１にはその実回転数Ａを
検出するエンジン回転数検出センサ１８が配置され、出
力軸１６にはその回転数Ｂを検出する出力軸回転数検出
センサ１９が配置され、それらはコントロールユニット
１に接続されている。このコントロールユニット１はマ
イクロコンピユータを内蔵しており、各検出センサ１
８、１９からそれぞれエンジン実回転数Ａと出力軸回転
数Ｂとを信号入力可能になっている。

【００１６】これにより、エンジン実回転数Ａに対する
出力軸回転数Ｂの割合、即ち、エンジン実回転数Ａと出
力軸回転数Ｂとの差（Ａ−Ｂ）により、ロックアップク
ラッチ断状態での出力軸１２のダウン率Ｃが演算でき
る。このダウン率Ｃは例えば２０％に設定されており、
出力軸１２のダウン率がそれ以下であれば、コントロー
ルユニット１はロックアップコントロールバルブ２を介
してロックアップクラッチ４をロックアップ接状態にす
る。

【００１７】このコントロールユニット１には、アクセ
ル開度（スロットル開度）の検出センサ６、選択スイッ
チ７、自動・手動の態様切り換えスイッチ２０、手動に
切り換えたときにロックアップクラッチ４を断接操作す
る切り換えスイッチ８及び警報器９等が接続されてい
る。前記アクセル開度検出センサ６はアクセルの踏み込
み量に対応して設定されているエンジン回転数Ｄ（理論
回転数）を検出信号として発生するものであり、クラン
ク軸１１のエンジン実回転数Ａ（実際回転数）との差に
より、ロックアップ接状態でのエンジン５のダウン率が
演算できる。

【００１８】選択スイッチ７はエンジン５のダウン率を
複数段設定しその中からひとつだけ選択するものであ
り、実施例では３種類のダウン率α、β、γに分けられ
ており、例えばダウン率αは１５〜３５％、ダウン率β
は１０〜２５％、ダウン率βは５〜１５％の各範囲内で
互いに異なるように設定さており、エンジン実回転数Ａ
が選択スイッチ７で選択されたダウン率になったとき、
コントロールユニット１はロックアップコントロールバ
ルブ２を介してロックアップクラッチ４をロックアップ
断状態に変更する。

【００１９】態様切り換えスイッチ２０は、各種センサ
から得られた情報をもとにロックアップコントロールバ
ルブ２を自動的に操作する自動の態様と、作業者が任意
に操作できる手動の態様とを切り換えるものである。そ
して前記態様切り換えスイッチ２０を手動の態様に選択
したときに操作するのが切り換えスイッチ８であり、こ
の切り換えスイッチ８をオン・オフすることにより、ロ
ックアップコントロールバルブ２が切り換え操作され
て、ロックアップクラッチ４は断接される。但し、手動
態様では、エンストを生じる条件下でロックアップ接状
態にならないように設定することが好ましい。

【００２０】警報器９は警報音を発声したり、警報ラン
プを点灯させたりするもので、前記態様切り換えスイッ
チ２０を手動態様にし、切り換えスイッチ８をオンにし
てロックアップ接状態でトラクタを駆動している間に負
荷が大きくなったとき、作業者にそれを知らせて、ロッ
クアップクラッチ４を断操作させることを促す。トラク
タにおける作業モードを軽重で分類すると、例えば図２
に示すのように、軽作業は路上走行及びロータリ作業
等、中作業は中、重牽引作業及び代掻き作業等、重作業
はフロントローダ作業及びバックホー作業等であり、全
作業においてダウン率Ｃは２０％に設定され、エンジン
実回転数Ａのダウン率は軽作業でダウン率αに、中作業
でダウン率βに、重作業はダウン率γにそれぞれ設定さ
れている。

【００２１】次に、図３の動作フローチャートを参照し
ながら、トルコン３のロックアップ制御を説明する。ト
ラクタのエンジン５を始動させ（ステップ１）、クラン
ク軸１１を介してトルコン３を作動する（ステップ
２）。態様切り換えスイッチ２０が自動態様にしている
とき（ステップ３）、トルコン３の作動によって出力軸
１２がクランク軸１１に対してスベリを生じながら回転
し、トランスミッション１３に動力を伝達可能な状態に
なり、アクセルを踏み込んでエンジン５の回転を増速し
ていくことによりトルクが伝達されるようになる。

【００２２】エンジン５始動時及びトラクタの発進時は
ロックアップクラッチ４が断状態であり、エンジン回転
数検出センサ１８及び出力軸回転数検出センサ１９で検
出したエンジン実回転数Ａ及び出力軸回転数Ｂの信号
は、コントロールユニット１へ伝達されて読込まれる
（ステップ４、５）。路上走行中又は作業中に出力軸１
２にかかる負荷が小さくて、読込んだ出力軸回転数Ｂが
エンジン実回転数Ａの約８０％以上であるとき、即ち、
ダウン率Ｃが２０％以下であると（ステップ６）、コン
トロールユニット１はロックアップコントロールバルブ
２を操作してロックアップクラッチ４を接状態にし（ス
テップ７）、逆に負荷が大きくダウン率Ｃが２０％より
大きい場合は、ロックアップ断状態を維持し、回転数
Ａ、Ｂの読込みを繰り返す。

【００２３】前記ロックアップクラッチ４の接作動は、
出力軸回転数Ｂがエンジンアイドリング回転数（例えば
７００ｒｐｍ）より高いことが作動条件であり、それよ
り低いと接状態になったときにエンストを生じる。ロッ
クアップクラッチ４が接状態ではエンジン実回転数Ａと
出力軸回転数Ｂとは同一になり、負荷はエンジン５にか
かってっくる。アクセル開度検出センサ６で読み込むエ
ンジン回転数Ｄはアクセルの踏み込み量に応じて変化し
（ステップ８）、各時におけるエンジン回転数Ｄに対し
てエンジン実回転数Ａの低下率、即ちダウン率α、β、
γが設定値以上になると（ステップ９）、コントロール
ユニット１はロックアップコントロールバルブ２を操作
してロックアップクラッチ４を断状態にし（ステップ１
０）、逆にダウン率α、β、γが小さい場合は、ロック
アップ接状態を維持し、回転数Ａ、Ｄの読込みを繰り返
す。

【００２４】前記ダウン率α、β、γは選択スイッチ７
によってひとつだけ選択されており、ダウン率αを選択
しているとき、エンジン回転数Ｄに対してエンジン実回
転数Ａが１５〜３５％低下しなければロックアップ断状
態にならなく、ダウン率βを選択しているとき、エンジ
ン回転数Ｄに対してエンジン実回転数Ａが１０〜２５％
低下すればロックアップ断状態になり、ダウン率γを選
択しているとき、エンジン回転数Ｄに対してエンジン実
回転数Ａが５〜１５％低下しただけでロックアップ断状
態になる。

【００２５】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、種々変形することができる。例えば、出力軸
回転数Ｂのダウン率Ｃは全作業において均一であるが、
これをダウン率α、β、γと同様に、各作業で差をつけ
ても良く、ダウン率α、β、γは前述した範囲を変更に
したり、２段又は４段以上にしても良い。また、ロック
アップコントロールバルブ２には電磁比例弁を用いて、
ロックアップクラッチ４を断接操作するとき、ロックア
ップクラッチ４内の油圧を緩やかに昇降させて、断接の
ショックを少なくするようにしても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、コントロ
ールユニット１はアクセル開度で設定したエンジン回転
数Ｄに対するエンジン実回転数Ａのダウン率α、β、γ
を複数段設定してそのひとつを選択するスイッチ７が接
続されていると共に、選択スイッチ７が選択したダウン
率α、β、γになったときにロックアップクラッチ４を
断操作可能に設定されているので、ロックアップクラッ
チ４の断接操作を軽重各種作業に応じて最適な制御する
ことができ、作業効率を向上でき且つエンストも防止で
きる。

【００２７】また、コントロールユニット１はロックア
ップクラッチ４の断接操作を手動で切り換える切り換え
スイッチ８が接続されているので、作業者の手動操作が
可能になり、負荷が頻繁に変化する作業等の作業環境条
件に適正な操作ができる。更に、コントロールユニット
１は切り換えスイッチ８がロックアップクラッチ接操作
のときに出力軸回転数Ｂのダウン率Ｃが所定値以下にな
ったことを知らせる警報器９が接続されているので、手
動による断接操作であっても、エンストを確実に防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す全体説明図である。

【図２】同３種のモードを示す表である。

【図３】同動作フローチャートである。

【符号の説明】

１ コントロールユニット ２ ロックアップコントロールバルブ ３ トルコン ４ ロックアップクラッチ ５ エンジン ６ アクセル開度検出センサ ７ 選択スイッチ ８ 切り換えスイッチ ９ 警報器 １１ クランク軸 １２ 出力軸 １８ クランク軸回転検出センサ Ａ エンジン実回転数 Ｂ 出力軸回転数 Ｃ 出力ダウン率 Ｄ エンジン回転数（アクセル開度） α 軽作業ダウン率 β 中作業ダウン率 γ 重作業ダウン率

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン実回転数（Ａ）に対するトルコ
   ン（３）の出力軸回転数（Ｂ）のダウン率（Ｃ）が所定
   値以下になったときに、コントロールユニット（１）か
   らの信号でロックアップコントロールバルブ（２）を介
   してトルコン（３）のロックアップクラッチ（４）を接
   操作するロックアップ付トルコンの制御装置において、 前記コントロールユニット（１）はアクセル開度で設定
   したエンジン回転数（Ｄ）に対するエンジン実回転数
   （Ａ）のダウン率（α）（β）（γ）を複数段設定して
   そのひとつを選択する選択スイッチ（７）が接続されて
   いると共に、選択スイッチ（７）が選択したダウン率
   （α）（β）（γ）になったときにロックアップクラッ
   チ（４）を断操作可能に設定されていることを特徴とす
   るトラクタのロックアップ付トルコンの制御装置。
2. 【請求項２】 前記コントロールユニット（１）はロッ
   クアップクラッチ（４）の断接操作を手動で切り換える
   切り換えスイッチ（８）が接続されていることを特徴と
   する請求項１に記載のトラクタのロックアップ付トルコ
   ンの制御装置。
3. 【請求項３】 前記コントロールユニット１は切り換え
   スイッチ（８）がロックアップ接操作のときに出力軸回
   転数（Ｂ）のダウン率（Ｃ）が所定値以下になったこと
   を知らせる警報器（９）が接続されていることを特徴と
   する請求項２に記載のトラクタのロックアップ付トルコ
   ンの制御装置。