JP2791660B2 - 変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は走行機械や建設機械における変速機の制御
装置に関し、特に発進時等ポンプ吐出量が低下するとき
のフィリングタイムのバラツキを抑えるための装置に関
する。 〔従来の技術〕 変速機の入力軸側にある第１段目のクラッチ（副変速
機）と同変速機の出力軸側にある第２段目のクラッチ
（主変速機）とを具えた変速機においては、これら副変
速機側のクラッチと主変速機側のクラッチとの組合わせ
で速度段を選択する。 従来この種変速機においては、変速の際、これら副変
速機側のクラッチおよび主変速機側のクラッチに対して
圧油を同時に供給することにより、これらクラッチの係
合を同時に行なうようにしていた。すなわち、かかる従
来方式では、変速時２つのクラッチに同時に油を供給す
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このため、従来方式においては、発進時や楕行変速時
等油圧ポンプの吐出量が低下するときには、これら２つ
のクラッチの容量に比べポンプの吐出量が不足し、ポン
プ油圧の低下を生じるという不都合がある。このポンプ
油圧の低下は、第９図に示すように、フィリングタイム
の遅延、バラツキを生じさせ、この結果一律な油圧パタ
ーンでは、例えばクラッチ油圧を漸増しているときにフ
ィリングが終了して変速ショックが発生する等の種々の
不具合を生じさせる。 この発明はこれらの実情に鑑みなされたもので、発進
時等ポンプ吐出量が低下するときのポンプ圧低下による
不都合を解消する変速機の制御装置を提供するものであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明では、入力軸から第１段目にある副変速機側
のクラッチと第２段目にある主変速機側のクラッチとの
組合せで速度段を選択すると共に、これら複数の副変速
機側および主変速機側クラッチに対し電気指令によって
作動する圧力制御弁を個別に接続した変速機において、 発信の際、係合しようとするクラッチが前記副変速機
および主変速機の両方であり、かつ油圧ポンプの吐出量
が予め設定された所定値より小さいことを検出する検出
手段と、前記各クラッチのフィリングタイムの終了をそ
れぞれ検出するフィリング検出手段と、 前記検出手段から検出信号が出力されると、まず係合
しようとする副変速機側のクラッチの圧力制御弁を作動
してこの副変速機側のクラッチに圧油を供給し、この後
前記フィリング検出手段の検出出力によって前記係合し
ようとする副変速機側のクラッチについてのフィリング
タイムの終了を確認し、このフィリングタイムの終了を
確認した時点で前記副変速機側のクラッチのクラッチ圧
を漸増するようこのクラッチにかかる圧力制御弁を制御
するとともに、前記フィリングタイムの終了を確認した
時点で係合しようとする主変速機側のクラッチの圧力制
御弁を作動してこの主変速機側のクラッチに圧油を供給
し、さらにこの後前記フィリング検出手段の検出出力に
よって前記係合しようとする主変速機側のクラッチにつ
いてのフィリングタイムの終了を確認し、この確認時点
からこの主変速機側のクラッチ圧を漸増するようこのク
ラッチにかかる圧力制御弁を制御する制御手段とを備え
るようにしたことを特徴とする。 かかる制御によれば、ポンプ吐出量が低下したときに
は、副変速機側のクラッチおよび主変速機側のクラッチ
が時間差をもって係合制御されるため、ポンプからの圧
油は１つのクラッチに対して供給されることになり、ポ
ンプ圧低下を防止することができる。 〔実施例〕 以下本発明を添付図面に示す実施例にしたがって詳細
に説明する。 第２図にこの発明を適用する変速機のシステム構成例
を示す。 同第２図において、エンジン１の出力はトルクコンバ
ータ２を介してトランスミッション３に伝達され、トラ
ンスミッション３の出力は差動装置、終減速機４を介し
て駆動輪５に伝えられる。 エンジン１にはその回転数に対応した信号を出力する
エンジン回転センサ６が設けられ、その出力はコントロ
ーラ７に入力されている。コントローラ７は該エンジン
回転センサ６の出力に基づきポンプ吐出量の大小を判定
する。また、コントローラ７にはシフトセレクタ８から
変速指令が入力されている。 トランスミッション３はトルクコンバータ２の出力軸
2aに連結される１段目のクラッチＨおよびＬ（以下これ
らクラッチH,Lを副変速機側のクラッチという）とトラ
ンスミッション３の出力軸3aに連結される２段目のクラ
ッチ1stおよび2nd（以下これらクラッチ1st,2ndを主変
速機側のクラッチという）を有し、副変速機側のクラッ
チH,Lと主変速機側のクラッチ1st,2ndとの組合わせで変
速段を選択する。 これらのクラッチに圧油を供給するクラッチ圧油供給
装置９は、第３図に示す如く、油圧ポンプ10、リリーフ
バルブ11の他に、上記クラッチH,L,1stおよび2ndに油圧
を作用させる電子式圧力制御弁21,22,23および24を各ク
ラッチ毎に各別に備えている。これら圧力制御弁21〜24
はコントローラ７からの電気指令によって各別に作動さ
れる。 第４図は、上記圧力制御弁21〜24の一構成例を示して
いる。この圧力制御弁は、第１ピストン部201、第２ピ
ストン部202および第３ピストン部203を備えたスプール
204を有し、このスプール204の左端は比例ソレノイド20
5のプランジャ206に、また該スプール204の右端はバネ2
07で左方に付勢されたリテーナ208に各々当接されてい
る。 上記第１ピストン部201と第２ピストン部202は油室20
9を画成し、第２ピストン部202と第３ピストン部203は
油室210を画成している。そして油室209および油室210
には、各々入力ポート211およびタンクポート212が開口
されている。 バネ207およびリテーナ208が配設された油室213は、
油路214を介して出力ポート215に連通されている。 比例ソレノイド205は、上記スプール204を移動させる
アクチュエータとして設けたものであり、そのプランジ
ャ206はスプール204の左端面に当接している。この比例
ソレノイド205は、プランジャ206の推力が入力電流に比
例する特性をもっている。 この図示する状態においては、出力ポート215は第２
ピストン部202によって開塞されている。 いま、比例ソレノイド205が作動されてスプール204が
右行すると、入力ポート211に供給されている油が出力
ポート215に流れ込み、その際出力ポート215を通過する
油の一部が前記油路214を介して油室213内に流入する。
この際、油室213内に流入した油はスプール204を左行さ
せる方向に作用するので、この結果油室213内の油圧の
上昇に伴ってスプール204が左行される。そして、スプ
ール204が左行されると、出力ポート215への油の流入が
断たれるとともに、出力ポート215側よりタンクポート2
12側に油がドレンされる。 かくして、スプール204はプランジャ206の推力と油室
213内の油圧による力とがつり合うように作動する。 したがって、出力ポート215の油圧はソレノイド205の
駆動電流に比例することになり、コントローラ７は圧力
制御弁21〜24の各ソレノイドに加える駆動電流を適宜制
御することにより任意のクラッチ油圧を与えることがで
きる。なお、バネ207のバネ定数が小さいので、上記の
説明ではバネの作用を無視している。 以下、かかる構成の具体的作用を第５図に示すフロー
チャートおよび第１図のタイムチャートを参照して説明
する。 この実施例ではフィリングタイムは実験等によって測
定することにより各クラッチ毎に適当な値を予め設定
し、変速開始後この設定時間が経過した時点をフィリン
グ終了と認定するようにする。 コントローラ７は変速や発進を行なう場合、まずシフ
トセレクタ８からの入力信号に基づき当該変速が主変速
機側のクラッチおよび副変速機側のクラッチの両方の切
替えによるものか否かを判定し（ステップ100）、両方
の切替えである場合は次にエンジン回転センサ６の出力
を調べる（ステップ110）。そして、コントローラ７は
エンジン回転数が所定の回転数より少ない場合は、ポン
プ10の吐出量が低下していると判断し、以下のクラッチ
制御を行なう。 まずコントローラ７は切替えるクラッチを選定する
（ステップ130）。 この場合、副変速機側はクラッチＬを、主変速機側は
クラッチ1stを係合するとする。 コントローラ７はまず副変速機側のクラッチＬの圧力
制御弁22に対して圧油供給を開始するとともに、内蔵タ
イマ（図示せず）を始動する（ステップ130、第１図時
刻t1）。この際、コントローラ７はクラッチＬの圧力制
御弁22のソレノイドに、第１図（ａ）に実線で示すよう
な指令値パターンを加える。この指令値パターンにおい
ては、初め高レベルの指令を与えることにより大流量の
油をクラッチを入力し、その後のフィリング終了前に指
令圧を低レベルに下げることによりクラッチ係合初期圧
を低く維持し、変速ショックを抑えるようにしている。 コントローラ７は、この後内蔵タイマによって当該副
変速機側のクラッチＬのフィリングタイム用に設定した
所定の時間T1が経過したことを認知すると（ステップ14
0）、この経過時点t2（第１図参照）において副変速機
側のクラッチＬに対する油圧の漸増を開始すると同時に
（ステップ150）、主変速機側のクラッチ1stに対して圧
油供給を開始し（ステップ160）、さらに内蔵タイマを
始動する。尚、コントローラ７はこのクラッチ1stに対
する油圧制御の際も第１図（ｂ）に示す如く、前述と同
様な指令値パターンを与えるようにする。そして、この
後、コントローラ７は主変速機側のクラッチ1stに対し
て設定した所定の時間T2が経過すると（ステップ17
0）、前記同様この経過時点t3において主変速機側のク
ラッチ1stに対する油圧のビルドアップを開始するよう
にする（ステップ180）。なお、第１図において破線
は、実際のクラッチ油圧を示すものである。 このように、この実施例では、エンジン回転数が低
く、かつ主副両変速機側のクラッチの切替である場合
は、先ず副変速機側のクラッチに圧油に供給し、その後
所定の設定時間が経過すると、副変速機側のクラッチの
漸増および主変速機側のクラッチの圧油供給を開始する
ようにして、主変速機と副変速機に時間差を与えて切替
えを行なわせるようにした。このため、ポンプからの圧
油は常に１つのクラッチへ供給されることになり、ポン
プ油圧の低下を抑えることができる。このため、フィリ
ングタイムが短縮化かつ均一化され、安定かつ滑らかな
変速を実現できる。尚、上記制御とは逆順の、主変速機
側→副変速機側の順でクラッチ係合を行った場合には、
変速時トランスミッション３の出力軸に変速ショックが
直接伝わることになる。このため、上記制御において
は、まず副変速機側を係合し、その後主変速機側のクラ
ッチを係合するようにしている。 次に、この発明の第２の実施例を説明する。 この第２の実施例では、各クラッチのフィリングタイ
ムの終了を圧力制御弁に設けたフィリング検出センサで
検出し、この検出出力に基づきクラッチ制御を行なうよ
うにしている。 第６図は、かかる制御を行なうためのバルブ構成を示
すものであり、第２の実施例ではこの第６図に示すバル
ブを第４図に示した圧力制御弁の代わりに用いるように
する。 このクラッチ油圧制御バルブ300はクラッチ油圧を制
御する圧力制御弁301と、流量検出弁302と、フィリング
およびクラッチ圧検出用のセンサ部303とで構成されて
いる。圧力制御弁301はコントローラ７によって制御さ
れ、またセンサ部303の検出信号はコントローラ７に入
力される。 このクラッチ油圧制御バルブ300は入力ポート310を介
して図示しないポンプからの油を流入し、出力ポート31
1を介してクラッチへ油を供給する。ポート312は閉塞さ
れ、またポート313,314はドレンポートである。 電子式圧力制御弁301はスプール315を有し、このスプ
ール315の右端は比例ソレノイド316のプランジャ317に
当接され、左端にはバネ318が設けられている。スプー
ル315とピストン319によって画成された油室320にはス
プール315内に形成された油路321を介して油路322の油
圧がパイロットされている。 流量検出弁302はスプール325を有し、このスプール32
5によって油室326,327および328を画成する。このスプ
ール325の油室327,328間にはオリフィス330が形成して
ある。このスプール325は３つの異なる受圧面積A1,A2,
およびA3を有するよう構成され、これら面積間にはA1＋
A3＞A2,かつA2＞A3の関係を持たせている。このスプー
ル325の左端にはバネ331が、右端にはバネ332が設けら
れており、このスプール325は油室327,328に圧力がたっ
ていないときにはバネ331および332の各自由長の位置で
第６図に示す中立位置を保持するようになっている。す
なわちこの場合、バネ331はスプール325の戻しバネとし
て作用し、またバネ332はクラッチ油圧検出のための圧
設定用バネとして働く。 バルブボディ333の上部右側には金属製の検出ピン334
が設けられ、この検出ピン334によりスプール325がバネ
332のバネ力に抗して第６図に示す中立位置から更に右
に移動したことを検出する。この検出ピン334はカバー3
35によって絶縁シート336を介してボディ333に取付けら
れており、この検出ピン334からはリード線337が引き出
されている。 このリード線337は直列接続された抵抗R1およびR2間
のａ点に接続されている。これら抵抗R1,R2間には所定
の直流電圧Ｖ（例えば12V）が印加されており、またボ
ディ333はアースされている。 このセンサ部303を備えたクラッチ油圧制御バルブ300
が各変速段のクラッチ対して個別に設けられている。 かかる構成のバルブ300の作用を第７図のタイムチャ
ートを参照して説明する。 尚、第７図において、（ａ）はコントローラ７からの
指令電流I,（ｂ）は油室328の油圧（クラッチ圧）、
（ｃ）はセンサ303の出力を示すものである。 当該変速段のクラッチを係合しようとする場合、コン
トローラ７は当該バルブ300のソレノイド316にトリガ指
令を入力し、その後指令電流Ｉをクラッチ油圧初期圧に
対応する所定の初期圧指令電流に降下させ、この状態で
フィリング終了時まで待機する（第７図（ａ）参照）。 前記トリガ指令の入力により、圧力制御弁301のスプ
ール315が左方向に移動し、ポンプからの油は入力ポー
ト310、油路322を介して流量検出弁302の油室327に流入
する。油室327に入った油は、オリフィス330を介して油
室328へ流入し、出力ポート311を介してクラッチへ流れ
込む。このときオリフィス330によって油室327と328と
の間に差圧が発生するのでスプール325は左行する。 この結果、流量検出弁302は開となり、油路329に流入
したポンプからの油は油室326を介して油室327に流入
し、その後、オリフィス330、油室328、油路323、出力
ポート311を介してクラッチへ流入する。この油の流れ
はクラッチパックが油で充満されるまで続く。 ここで、スプール325が第６図に示す中立位置にある
とき、およびスプール325が該中立位置より左に移動し
ているフィリングタイムtfの期間中には、スプール325
は検出ピン334から離間している。 このため、この状態においてはａ点の電位は第７図
（ｃ）に示す如く電圧Ｖを抵抗R1,R2で分圧した電圧値
となっている。 クラッチパックが油で充満すると、フィリング終了と
なり、もはや油が流れなくなるのでオリフィス330前後
に差圧がなくなる。 したがって、スプール325はバネ331の復帰力にスプー
ル325の受圧面積差（A1＋A3−A2）による力を加えた力
で右方向に移動する。 このスプール325の復帰の際、ポンプからの油圧が油
路329、油室327、オリフィス330、油室328等を介してク
ラッチ油圧にかかり、この結果第７図（ｂ）に示すよう
なシュート圧が発生する。 ここで、前記バネ332のバネ定数は第７図（ｂ）に示
す如く前記シュート圧より小さな圧力値Thに設定してあ
る。 したがってこの復帰動作の際スプール325は第６図に
示す中立位置まで右行した後、前述のシュート圧によっ
てバネ332の付勢力に打勝って更に右行し、その右端面
が検出ピン334に接触する。 この結果、検出ピン334はスプール325を介してアース
されたボディ333と導通することになるので、ａ点電位
は第３図（ｃ）に示す如く零まで降下し、ａ点には電圧
は現われなくなる このａ点電位はコントローラ７に入力されており、コ
ントローラ７は、該ａ点電位の立下がりをもってフィリ
ング終了を判定する。このフィリング終了を判定する
と、コントローラ７は直ちに当該クラッチに対する指令
電流Ｉを初期圧指令電流値から除々に増大させてゆく
（第７図（ａ））。 この結果、当該クラッチのクラッチ圧は第７図（ｂ）
に示す如く前記シュート圧値から初期圧に降下した後、
漸増されてゆく。したがって、スプール325はピン334に
接した状態から一旦中立位置方向へ左行する。その後、
クラッチ圧は、漸増されていくので、ある時点において
バネ332の設定圧Thを超える。この結果、スプール325は
バネ332の付勢力に打勝って再び右行し、その右端面を
検出ピン334に接触する。 この為、ａ点電位は再び零まで降下し、以後この零レ
ベルを維持することになる。 すなわちａ点電位は、クラッチに設定圧Th以上の圧が
たっているとき、零となり、クラッチ圧が設定圧Th以下
のとき所定の電圧値となるので、コントローラ７はこの
ａ点電位をモニタすることでフィリング終了検知のみな
らず、クラッチ圧の有無すなわちクラッチの係合状態を
知ることができる。 かかるフィリング検出センサ303を備えたバルブ構成
の場合、第８図に示したフローチャートのような制御を
なし得る。すなわち、この第８図に示したフローチャー
トは第５図のフローチャートのステップ140,170をステ
ップ141,171に置き換えたものであり、フィリング終了
を各クラッチのバルブに備えたフィリング検出センサの
検出出力に基づき検出するようにしている。 すなわち、この第２の実施例では、第１の実施例同様
ステップ100,ステップ110の条件が成立した場合、コン
トローラ７はまず副変速機側のクラッチに圧油供給を開
始し、このクラッチに接続したバルブの前記センサ303
からフィリング終了信号が入力された時点で、この副変
速機側のクラッチに対する油圧漸増を開始するとともに
主変速機側のクラッチへ圧油供給を開始する。そして、
その後、主変速機側のクラッチに接続されたバルブのセ
ンサ303からフィリング終了信号が入力されると、この
時点から該主変速機側のクラッチに対する油圧漸増制御
を開始するようにする。この第２の実施例ではフィリン
グ検出センサの出力にしたがって制御を行うようにして
いるので、第１の実施例に比べ正確な制御をなし得る。 なお、上記実施例においては、ポンプ吐出量をエンジ
ン回転数から判定するようにしたが、吐出量を流量セン
サによって直接検出する等、他の任意の手法を用いても
よい。 また、本発明はマニュアル変速車、自動変速車のいず
れにも適用可能である。 さらに、上記実施例では本発明を、第１段目にある副
変速機と第２段目にある主変速機を具えた変速機に適用
するようにしたが、本発明は第３段目以降の変速機を有
するものについても適用可能であり、この場合は前述し
た実施例同様これらを順番に時間差をもって係合するよ
うにすればよい。 〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、主変速機お
よび副変速機による２段クラッチ構成の変速機におい
て、発進時等のポンプ吐出量が不足しているときは、こ
れら主変速機側のクラッチと副変速機側のクラッチに対
し時間差に設けて油圧を供給するようにしたので、ポン
プ吐出量低下によるフィリングタイムのバラツキを抑え
ることができ、これによりポンプ容量を大きくすること
なく変速ショックを低減するとともに安定した変速をな
し得る。
装置に関し、特に発進時等ポンプ吐出量が低下するとき
のフィリングタイムのバラツキを抑えるための装置に関
する。 〔従来の技術〕 変速機の入力軸側にある第１段目のクラッチ（副変速
機）と同変速機の出力軸側にある第２段目のクラッチ
（主変速機）とを具えた変速機においては、これら副変
速機側のクラッチと主変速機側のクラッチとの組合わせ
で速度段を選択する。 従来この種変速機においては、変速の際、これら副変
速機側のクラッチおよび主変速機側のクラッチに対して
圧油を同時に供給することにより、これらクラッチの係
合を同時に行なうようにしていた。すなわち、かかる従
来方式では、変速時２つのクラッチに同時に油を供給す
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このため、従来方式においては、発進時や楕行変速時
等油圧ポンプの吐出量が低下するときには、これら２つ
のクラッチの容量に比べポンプの吐出量が不足し、ポン
プ油圧の低下を生じるという不都合がある。このポンプ
油圧の低下は、第９図に示すように、フィリングタイム
の遅延、バラツキを生じさせ、この結果一律な油圧パタ
ーンでは、例えばクラッチ油圧を漸増しているときにフ
ィリングが終了して変速ショックが発生する等の種々の
不具合を生じさせる。 この発明はこれらの実情に鑑みなされたもので、発進
時等ポンプ吐出量が低下するときのポンプ圧低下による
不都合を解消する変速機の制御装置を提供するものであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明では、入力軸から第１段目にある副変速機側
のクラッチと第２段目にある主変速機側のクラッチとの
組合せで速度段を選択すると共に、これら複数の副変速
機側および主変速機側クラッチに対し電気指令によって
作動する圧力制御弁を個別に接続した変速機において、 発信の際、係合しようとするクラッチが前記副変速機
および主変速機の両方であり、かつ油圧ポンプの吐出量
が予め設定された所定値より小さいことを検出する検出
手段と、前記各クラッチのフィリングタイムの終了をそ
れぞれ検出するフィリング検出手段と、 前記検出手段から検出信号が出力されると、まず係合
しようとする副変速機側のクラッチの圧力制御弁を作動
してこの副変速機側のクラッチに圧油を供給し、この後
前記フィリング検出手段の検出出力によって前記係合し
ようとする副変速機側のクラッチについてのフィリング
タイムの終了を確認し、このフィリングタイムの終了を
確認した時点で前記副変速機側のクラッチのクラッチ圧
を漸増するようこのクラッチにかかる圧力制御弁を制御
するとともに、前記フィリングタイムの終了を確認した
時点で係合しようとする主変速機側のクラッチの圧力制
御弁を作動してこの主変速機側のクラッチに圧油を供給
し、さらにこの後前記フィリング検出手段の検出出力に
よって前記係合しようとする主変速機側のクラッチにつ
いてのフィリングタイムの終了を確認し、この確認時点
からこの主変速機側のクラッチ圧を漸増するようこのク
ラッチにかかる圧力制御弁を制御する制御手段とを備え
るようにしたことを特徴とする。 かかる制御によれば、ポンプ吐出量が低下したときに
は、副変速機側のクラッチおよび主変速機側のクラッチ
が時間差をもって係合制御されるため、ポンプからの圧
油は１つのクラッチに対して供給されることになり、ポ
ンプ圧低下を防止することができる。 〔実施例〕 以下本発明を添付図面に示す実施例にしたがって詳細
に説明する。 第２図にこの発明を適用する変速機のシステム構成例
を示す。 同第２図において、エンジン１の出力はトルクコンバ
ータ２を介してトランスミッション３に伝達され、トラ
ンスミッション３の出力は差動装置、終減速機４を介し
て駆動輪５に伝えられる。 エンジン１にはその回転数に対応した信号を出力する
エンジン回転センサ６が設けられ、その出力はコントロ
ーラ７に入力されている。コントローラ７は該エンジン
回転センサ６の出力に基づきポンプ吐出量の大小を判定
する。また、コントローラ７にはシフトセレクタ８から
変速指令が入力されている。 トランスミッション３はトルクコンバータ２の出力軸
2aに連結される１段目のクラッチＨおよびＬ（以下これ
らクラッチH,Lを副変速機側のクラッチという）とトラ
ンスミッション３の出力軸3aに連結される２段目のクラ
ッチ1stおよび2nd（以下これらクラッチ1st,2ndを主変
速機側のクラッチという）を有し、副変速機側のクラッ
チH,Lと主変速機側のクラッチ1st,2ndとの組合わせで変
速段を選択する。 これらのクラッチに圧油を供給するクラッチ圧油供給
装置９は、第３図に示す如く、油圧ポンプ10、リリーフ
バルブ11の他に、上記クラッチH,L,1stおよび2ndに油圧
を作用させる電子式圧力制御弁21,22,23および24を各ク
ラッチ毎に各別に備えている。これら圧力制御弁21〜24
はコントローラ７からの電気指令によって各別に作動さ
れる。 第４図は、上記圧力制御弁21〜24の一構成例を示して
いる。この圧力制御弁は、第１ピストン部201、第２ピ
ストン部202および第３ピストン部203を備えたスプール
204を有し、このスプール204の左端は比例ソレノイド20
5のプランジャ206に、また該スプール204の右端はバネ2
07で左方に付勢されたリテーナ208に各々当接されてい
る。 上記第１ピストン部201と第２ピストン部202は油室20
9を画成し、第２ピストン部202と第３ピストン部203は
油室210を画成している。そして油室209および油室210
には、各々入力ポート211およびタンクポート212が開口
されている。 バネ207およびリテーナ208が配設された油室213は、
油路214を介して出力ポート215に連通されている。 比例ソレノイド205は、上記スプール204を移動させる
アクチュエータとして設けたものであり、そのプランジ
ャ206はスプール204の左端面に当接している。この比例
ソレノイド205は、プランジャ206の推力が入力電流に比
例する特性をもっている。 この図示する状態においては、出力ポート215は第２
ピストン部202によって開塞されている。 いま、比例ソレノイド205が作動されてスプール204が
右行すると、入力ポート211に供給されている油が出力
ポート215に流れ込み、その際出力ポート215を通過する
油の一部が前記油路214を介して油室213内に流入する。
この際、油室213内に流入した油はスプール204を左行さ
せる方向に作用するので、この結果油室213内の油圧の
上昇に伴ってスプール204が左行される。そして、スプ
ール204が左行されると、出力ポート215への油の流入が
断たれるとともに、出力ポート215側よりタンクポート2
12側に油がドレンされる。 かくして、スプール204はプランジャ206の推力と油室
213内の油圧による力とがつり合うように作動する。 したがって、出力ポート215の油圧はソレノイド205の
駆動電流に比例することになり、コントローラ７は圧力
制御弁21〜24の各ソレノイドに加える駆動電流を適宜制
御することにより任意のクラッチ油圧を与えることがで
きる。なお、バネ207のバネ定数が小さいので、上記の
説明ではバネの作用を無視している。 以下、かかる構成の具体的作用を第５図に示すフロー
チャートおよび第１図のタイムチャートを参照して説明
する。 この実施例ではフィリングタイムは実験等によって測
定することにより各クラッチ毎に適当な値を予め設定
し、変速開始後この設定時間が経過した時点をフィリン
グ終了と認定するようにする。 コントローラ７は変速や発進を行なう場合、まずシフ
トセレクタ８からの入力信号に基づき当該変速が主変速
機側のクラッチおよび副変速機側のクラッチの両方の切
替えによるものか否かを判定し（ステップ100）、両方
の切替えである場合は次にエンジン回転センサ６の出力
を調べる（ステップ110）。そして、コントローラ７は
エンジン回転数が所定の回転数より少ない場合は、ポン
プ10の吐出量が低下していると判断し、以下のクラッチ
制御を行なう。 まずコントローラ７は切替えるクラッチを選定する
（ステップ130）。 この場合、副変速機側はクラッチＬを、主変速機側は
クラッチ1stを係合するとする。 コントローラ７はまず副変速機側のクラッチＬの圧力
制御弁22に対して圧油供給を開始するとともに、内蔵タ
イマ（図示せず）を始動する（ステップ130、第１図時
刻t1）。この際、コントローラ７はクラッチＬの圧力制
御弁22のソレノイドに、第１図（ａ）に実線で示すよう
な指令値パターンを加える。この指令値パターンにおい
ては、初め高レベルの指令を与えることにより大流量の
油をクラッチを入力し、その後のフィリング終了前に指
令圧を低レベルに下げることによりクラッチ係合初期圧
を低く維持し、変速ショックを抑えるようにしている。 コントローラ７は、この後内蔵タイマによって当該副
変速機側のクラッチＬのフィリングタイム用に設定した
所定の時間T1が経過したことを認知すると（ステップ14
0）、この経過時点t2（第１図参照）において副変速機
側のクラッチＬに対する油圧の漸増を開始すると同時に
（ステップ150）、主変速機側のクラッチ1stに対して圧
油供給を開始し（ステップ160）、さらに内蔵タイマを
始動する。尚、コントローラ７はこのクラッチ1stに対
する油圧制御の際も第１図（ｂ）に示す如く、前述と同
様な指令値パターンを与えるようにする。そして、この
後、コントローラ７は主変速機側のクラッチ1stに対し
て設定した所定の時間T2が経過すると（ステップ17
0）、前記同様この経過時点t3において主変速機側のク
ラッチ1stに対する油圧のビルドアップを開始するよう
にする（ステップ180）。なお、第１図において破線
は、実際のクラッチ油圧を示すものである。 このように、この実施例では、エンジン回転数が低
く、かつ主副両変速機側のクラッチの切替である場合
は、先ず副変速機側のクラッチに圧油に供給し、その後
所定の設定時間が経過すると、副変速機側のクラッチの
漸増および主変速機側のクラッチの圧油供給を開始する
ようにして、主変速機と副変速機に時間差を与えて切替
えを行なわせるようにした。このため、ポンプからの圧
油は常に１つのクラッチへ供給されることになり、ポン
プ油圧の低下を抑えることができる。このため、フィリ
ングタイムが短縮化かつ均一化され、安定かつ滑らかな
変速を実現できる。尚、上記制御とは逆順の、主変速機
側→副変速機側の順でクラッチ係合を行った場合には、
変速時トランスミッション３の出力軸に変速ショックが
直接伝わることになる。このため、上記制御において
は、まず副変速機側を係合し、その後主変速機側のクラ
ッチを係合するようにしている。 次に、この発明の第２の実施例を説明する。 この第２の実施例では、各クラッチのフィリングタイ
ムの終了を圧力制御弁に設けたフィリング検出センサで
検出し、この検出出力に基づきクラッチ制御を行なうよ
うにしている。 第６図は、かかる制御を行なうためのバルブ構成を示
すものであり、第２の実施例ではこの第６図に示すバル
ブを第４図に示した圧力制御弁の代わりに用いるように
する。 このクラッチ油圧制御バルブ300はクラッチ油圧を制
御する圧力制御弁301と、流量検出弁302と、フィリング
およびクラッチ圧検出用のセンサ部303とで構成されて
いる。圧力制御弁301はコントローラ７によって制御さ
れ、またセンサ部303の検出信号はコントローラ７に入
力される。 このクラッチ油圧制御バルブ300は入力ポート310を介
して図示しないポンプからの油を流入し、出力ポート31
1を介してクラッチへ油を供給する。ポート312は閉塞さ
れ、またポート313,314はドレンポートである。 電子式圧力制御弁301はスプール315を有し、このスプ
ール315の右端は比例ソレノイド316のプランジャ317に
当接され、左端にはバネ318が設けられている。スプー
ル315とピストン319によって画成された油室320にはス
プール315内に形成された油路321を介して油路322の油
圧がパイロットされている。 流量検出弁302はスプール325を有し、このスプール32
5によって油室326,327および328を画成する。このスプ
ール325の油室327,328間にはオリフィス330が形成して
ある。このスプール325は３つの異なる受圧面積A1,A2,
およびA3を有するよう構成され、これら面積間にはA1＋
A3＞A2,かつA2＞A3の関係を持たせている。このスプー
ル325の左端にはバネ331が、右端にはバネ332が設けら
れており、このスプール325は油室327,328に圧力がたっ
ていないときにはバネ331および332の各自由長の位置で
第６図に示す中立位置を保持するようになっている。す
なわちこの場合、バネ331はスプール325の戻しバネとし
て作用し、またバネ332はクラッチ油圧検出のための圧
設定用バネとして働く。 バルブボディ333の上部右側には金属製の検出ピン334
が設けられ、この検出ピン334によりスプール325がバネ
332のバネ力に抗して第６図に示す中立位置から更に右
に移動したことを検出する。この検出ピン334はカバー3
35によって絶縁シート336を介してボディ333に取付けら
れており、この検出ピン334からはリード線337が引き出
されている。 このリード線337は直列接続された抵抗R1およびR2間
のａ点に接続されている。これら抵抗R1,R2間には所定
の直流電圧Ｖ（例えば12V）が印加されており、またボ
ディ333はアースされている。 このセンサ部303を備えたクラッチ油圧制御バルブ300
が各変速段のクラッチ対して個別に設けられている。 かかる構成のバルブ300の作用を第７図のタイムチャ
ートを参照して説明する。 尚、第７図において、（ａ）はコントローラ７からの
指令電流I,（ｂ）は油室328の油圧（クラッチ圧）、
（ｃ）はセンサ303の出力を示すものである。 当該変速段のクラッチを係合しようとする場合、コン
トローラ７は当該バルブ300のソレノイド316にトリガ指
令を入力し、その後指令電流Ｉをクラッチ油圧初期圧に
対応する所定の初期圧指令電流に降下させ、この状態で
フィリング終了時まで待機する（第７図（ａ）参照）。 前記トリガ指令の入力により、圧力制御弁301のスプ
ール315が左方向に移動し、ポンプからの油は入力ポー
ト310、油路322を介して流量検出弁302の油室327に流入
する。油室327に入った油は、オリフィス330を介して油
室328へ流入し、出力ポート311を介してクラッチへ流れ
込む。このときオリフィス330によって油室327と328と
の間に差圧が発生するのでスプール325は左行する。 この結果、流量検出弁302は開となり、油路329に流入
したポンプからの油は油室326を介して油室327に流入
し、その後、オリフィス330、油室328、油路323、出力
ポート311を介してクラッチへ流入する。この油の流れ
はクラッチパックが油で充満されるまで続く。 ここで、スプール325が第６図に示す中立位置にある
とき、およびスプール325が該中立位置より左に移動し
ているフィリングタイムtfの期間中には、スプール325
は検出ピン334から離間している。 このため、この状態においてはａ点の電位は第７図
（ｃ）に示す如く電圧Ｖを抵抗R1,R2で分圧した電圧値
となっている。 クラッチパックが油で充満すると、フィリング終了と
なり、もはや油が流れなくなるのでオリフィス330前後
に差圧がなくなる。 したがって、スプール325はバネ331の復帰力にスプー
ル325の受圧面積差（A1＋A3−A2）による力を加えた力
で右方向に移動する。 このスプール325の復帰の際、ポンプからの油圧が油
路329、油室327、オリフィス330、油室328等を介してク
ラッチ油圧にかかり、この結果第７図（ｂ）に示すよう
なシュート圧が発生する。 ここで、前記バネ332のバネ定数は第７図（ｂ）に示
す如く前記シュート圧より小さな圧力値Thに設定してあ
る。 したがってこの復帰動作の際スプール325は第６図に
示す中立位置まで右行した後、前述のシュート圧によっ
てバネ332の付勢力に打勝って更に右行し、その右端面
が検出ピン334に接触する。 この結果、検出ピン334はスプール325を介してアース
されたボディ333と導通することになるので、ａ点電位
は第３図（ｃ）に示す如く零まで降下し、ａ点には電圧
は現われなくなる このａ点電位はコントローラ７に入力されており、コ
ントローラ７は、該ａ点電位の立下がりをもってフィリ
ング終了を判定する。このフィリング終了を判定する
と、コントローラ７は直ちに当該クラッチに対する指令
電流Ｉを初期圧指令電流値から除々に増大させてゆく
（第７図（ａ））。 この結果、当該クラッチのクラッチ圧は第７図（ｂ）
に示す如く前記シュート圧値から初期圧に降下した後、
漸増されてゆく。したがって、スプール325はピン334に
接した状態から一旦中立位置方向へ左行する。その後、
クラッチ圧は、漸増されていくので、ある時点において
バネ332の設定圧Thを超える。この結果、スプール325は
バネ332の付勢力に打勝って再び右行し、その右端面を
検出ピン334に接触する。 この為、ａ点電位は再び零まで降下し、以後この零レ
ベルを維持することになる。 すなわちａ点電位は、クラッチに設定圧Th以上の圧が
たっているとき、零となり、クラッチ圧が設定圧Th以下
のとき所定の電圧値となるので、コントローラ７はこの
ａ点電位をモニタすることでフィリング終了検知のみな
らず、クラッチ圧の有無すなわちクラッチの係合状態を
知ることができる。 かかるフィリング検出センサ303を備えたバルブ構成
の場合、第８図に示したフローチャートのような制御を
なし得る。すなわち、この第８図に示したフローチャー
トは第５図のフローチャートのステップ140,170をステ
ップ141,171に置き換えたものであり、フィリング終了
を各クラッチのバルブに備えたフィリング検出センサの
検出出力に基づき検出するようにしている。 すなわち、この第２の実施例では、第１の実施例同様
ステップ100,ステップ110の条件が成立した場合、コン
トローラ７はまず副変速機側のクラッチに圧油供給を開
始し、このクラッチに接続したバルブの前記センサ303
からフィリング終了信号が入力された時点で、この副変
速機側のクラッチに対する油圧漸増を開始するとともに
主変速機側のクラッチへ圧油供給を開始する。そして、
その後、主変速機側のクラッチに接続されたバルブのセ
ンサ303からフィリング終了信号が入力されると、この
時点から該主変速機側のクラッチに対する油圧漸増制御
を開始するようにする。この第２の実施例ではフィリン
グ検出センサの出力にしたがって制御を行うようにして
いるので、第１の実施例に比べ正確な制御をなし得る。 なお、上記実施例においては、ポンプ吐出量をエンジ
ン回転数から判定するようにしたが、吐出量を流量セン
サによって直接検出する等、他の任意の手法を用いても
よい。 また、本発明はマニュアル変速車、自動変速車のいず
れにも適用可能である。 さらに、上記実施例では本発明を、第１段目にある副
変速機と第２段目にある主変速機を具えた変速機に適用
するようにしたが、本発明は第３段目以降の変速機を有
するものについても適用可能であり、この場合は前述し
た実施例同様これらを順番に時間差をもって係合するよ
うにすればよい。 〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、主変速機お
よび副変速機による２段クラッチ構成の変速機におい
て、発進時等のポンプ吐出量が不足しているときは、こ
れら主変速機側のクラッチと副変速機側のクラッチに対
し時間差に設けて油圧を供給するようにしたので、ポン
プ吐出量低下によるフィリングタイムのバラツキを抑え
ることができ、これによりポンプ容量を大きくすること
なく変速ショックを低減するとともに安定した変速をな
し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例の動作例を示すタイミングチ
ャート、第２図はこの発明を適用する制御システム構成
例を示すブロック図、第３図は同システム内のクラッチ
油圧供給装置の内部構成例を示す油圧回路図、第４図は
この発明の第１の実施例に用いる圧力制御弁の内部構成
例を示す断面図、第５図は同第１の実施例の具体作用例
を示すフローチャート、第６図はこの発明の第２の実施
例に用いるクラッチ油圧制御バルブの内部構成例を示す
断面図、第７図は同クラッチ油圧制御バルブの動作例を
説明するタイムチャート、第８図は第２の実施例の具体
作用例を示すフローチャート、第９図は従来方式を説明
するためのタイムチャートである。 １……エンジン、２……トルクコンバータ、３……トラ
ンスミッション、４……デファレンシャル＆ファイナ
ル、５……駆動輪、６……エンジン回転センサ、７……
コントローラ、８……シフトセレクタ、９……クラッチ
油圧供給装置、10……ポンプ、11……リリーフバルブ、
21〜24……圧力制御弁、301……圧力制御弁、302……流
量検出弁、303……センサ部、H,L……副変速機側クラッ
チ、1st,2nd……主変速機側クラッチ
ャート、第２図はこの発明を適用する制御システム構成
例を示すブロック図、第３図は同システム内のクラッチ
油圧供給装置の内部構成例を示す油圧回路図、第４図は
この発明の第１の実施例に用いる圧力制御弁の内部構成
例を示す断面図、第５図は同第１の実施例の具体作用例
を示すフローチャート、第６図はこの発明の第２の実施
例に用いるクラッチ油圧制御バルブの内部構成例を示す
断面図、第７図は同クラッチ油圧制御バルブの動作例を
説明するタイムチャート、第８図は第２の実施例の具体
作用例を示すフローチャート、第９図は従来方式を説明
するためのタイムチャートである。 １……エンジン、２……トルクコンバータ、３……トラ
ンスミッション、４……デファレンシャル＆ファイナ
ル、５……駆動輪、６……エンジン回転センサ、７……
コントローラ、８……シフトセレクタ、９……クラッチ
油圧供給装置、10……ポンプ、11……リリーフバルブ、
21〜24……圧力制御弁、301……圧力制御弁、302……流
量検出弁、303……センサ部、H,L……副変速機側クラッ
チ、1st,2nd……主変速機側クラッチ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
F16H 61/00 - 61/24
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．入力軸から第１段目にある副変速機側のクラッチと
第２段目にある主変速機側のクラッチとの組合せで速度
段を選択すると共に、これら複数の副変速機側および主
変速機側クラッチに対し電気指令によって作動する圧力
制御弁を個別に接続した変速機において、 発進の際、係合しようとするクラッチが前記副変速機お
よび主変速機の両方であり、かつ油圧ポンプの吐出量が
予め設定された所定値より小さいことを検出する検出手
段と、 前記各クラッチのフィリングタイムの終了をそれぞれ検
出するフィリング検出手段と、 前記検出手段から検出信号が出力されると、まず係合し
ようとする副変速機側のクラッチの圧力制御弁を作動し
てこの副変速機側のクラッチに圧油を供給し、この後前
記フィリング検出手段の検出出力によって前記係合しよ
うとする副変速機側のクラッチについてのフィリングタ
イムの終了を確認し、このフィリングタイムの終了を確
認した時点で前記副変速機側のクラッチのクラッチ圧の
漸増を開始するようこのクラッチにかかる圧力制御弁を
制御するとともに、前記フィリングタイムの終了を確認
した時点で係合しようとする主変速機側のクラッチの圧
力制御弁を作動してこの主変速機側のクラッチに圧油を
供給し、さらにこの後前記フィリング検出手段の検出出
力によって前記係合しようとする主変速機側のクラッチ
についてのフィリングタイムの終了を確認し、この確認
時点でこの主変速機側のクラッチ圧の漸増を開始するよ
うこのクラッチにかかる圧力制御弁を制御する制御手段
と、 を備えるようにしたことを特徴とする変速機の制御装
置。
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