JP2882794B2 - 変速機クラツチ油圧低下診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、フォークリフト等産業用車両の変速機に適
用される変速機クラッチ油圧低下診断装置に関する。 【従来の技術】 従来のパワーシフト変速機は手動式であり、かつ、油
圧低下検出手段を具えていなかった。 【発明が解決しようとする問題点】 （１） 従来のパワーシフト変速機は、油圧低下検出手
段を具えていなかったため、クラッチピストンシール等
の破損に基づく油漏れ等によるクラッチ油圧の低下を検
知できなかった。 （２） たとえ油圧低下検出手段を具えていたとして
も、変速機が手動式の場合には、油圧が低下したクラ
ッチの使用を回避すること、油圧が低下したクラッチ
の個所を探すこと、が人為的操作に依存することとな
り、これら作業の実行が困難であった。 （３） そのため、油圧が低下したクラッチが故障後も
すべりながら使用されることとなり、これによってク
ラッチ板の焼き付き、摩耗、それによる変速機油温の
上昇、変速機オイルの汚濁、劣化等を引き起こし、故
障の範囲を拡げることとなった。 【問題点を解決するための手段】 本発明は上述した問題点を解決するためになされたも
ので、前後進の方向クラッチと３速の速度段クラッチと
を具備してなる変速機が、アキュムレータバルブの下流
側に設置されメインクラッチ油圧を検出する油圧センサ
と、前記アキュムレータバルブの下流に設置され電磁弁
の開閉により油圧流路を切換えて前記速度段クラッチを
操作する速度段シフトバルブと、前記アキュムレータバ
ルブの下流に前記速度段シフトバルブから分流して設置
されF/N/R切換レバーの操作により油圧流路を切換えて
前記方向クラッチを操作するF/N/R切換バルブと、該F/N
/R切換バルブのスプールに設置され前記F/N/R切換レバ
ーの位置を検出する後進スイッチ及びニュートラルスイ
ッチとを備えてなるコントロールバルブと、エアシリン
ダの作動により前記F/N/R切換レバーの動きを禁止する
シフトインヒビットレバーと、前記各センサ、前記電磁
弁及び前記エアシリンダとの間で検出信号及び作動指令
信号の入出力をあらかじめ設定したプログラムに従って
制御するコントローラと、により作動制御され、前記コ
ントローラが、前記油圧センサにおいて前記メインクラ
ッチ油圧の変速時間以上連続した油圧低下を検出した
時、前記速度段クラッチのうち現在係合しているものを
記憶する係合速度段クラッチ記憶ステップと、前記F/N/
R切換レバーのシフトを禁止するシフトインヒビットス
テップと、前記速度段クラッチを強制的にニュートラル
位置に切換える強制切換ステップと、この後前記油圧低
下が継続しているか否かを再度判断する油圧低下継続判
断ステップとを経て、前記油圧低下継続判断ステップで
前記油圧低下が継続していると判断した時には、前記F/
N/R切換レバーの位置を検出して同位置に対応する故障
位置を判断し、前記油圧低下継続判断ステップで前記油
圧低下が回復したと判断した時には、前記係合変速段ク
ラッチ記憶ステップで記憶した前記速度段クラッチを故
障クラッチ位置であると判断して、変速機クラッチの油
圧故障個所を診断することを特徴とする変速機クラッチ
油圧低下診断装置である。 【作用】 コントローラ11は、あらかじめ内部ROM内に書き込ん
でおいたプログラムに従って上記信号の入出力を司り、
下記作用を実現する。 （１） 油圧センサ４からの信号によってクラッチ油圧
低下を検出する。 （２） 後進スイッチ９、ニュートラルスイッチ10から
の信号によって係合中の方向クラッチを検知する。 （３） 速度段切換用のアクチュエータとなる速度段シ
フトバルブ28,29を電磁弁5,6の開閉操作で作動させる
が、同電磁弁5,6への信号によって係合中の速度段クラ
ッチを検知する。 （４） シフトインヒビットレバー38のアクチュエータ
としてエアシリンダ37を設け、同エアシリンダ37をコン
トローラ11からの信号によって作動させる。これによ
り、シフトインヒビットレバー38がF/N/R切換レバー７
を拘束してシフト操作を禁止する。 （５） 電磁弁5,6への開閉信号によって速度段シフト
バルブ28,29を作動させ、変速機１の速度段クラッチを
強制的にニュートラル（中立）位置に切換えて、上記
（１）〜（４）の作用との組み合わせで油圧低下クラッ
チ個所を探す。 （６） 油圧低下クラッチ個所診断後、同じく電磁弁5,
6への信号によって故障クラッチの使用を回避する。 【実施例】 第１図ないし第５図において、１は変速機、２はコン
トロールバルブ、３はアキュムレータバルブ、４は油圧
センサ、5,6は電磁弁、７は前進（Ｆ）／中立（Ｎ）／
後進（Ｒ）切換レバー、８はF/N/R切換バルブ、8aはス
ループ、９は後進スイッチ、10はニュートラルスイッ
チ、11はコントローラ、12はエンジン、13はベベルギ
ヤ、14はファイナルリダクションギヤ、15はタイヤ、16
は前進クラッチ、17は後進クラッチ、18は１速クラッ
チ、19は２速クラッチ、20は３速クラッチ、21はトルク
コンバータ、22は油圧ポンプ、23は変速機オイルパン、
24はサクションストレーナ、25はラインフィルタ、26は
メインレギュレータバルブ、27はレデューシングバル
ブ、28,29は速度段シフトバルブ、30はオリフィス、31
はディファレンシャルバルブ、32はインチングバルブ、
33はインチングペダル、34は変速機出力軸ギヤ、35は車
速センサ、36はランプ、37はエアシリンダ、38はシフト
インヒビットレバーである。 変速機１は、コントロールバルブ２、シフトインヒビ
ットレバー７及びコントローラ11により作動制御され
る。 コントロールバルブ２は、アキュムレータバルブ３の
下流側に設置されメインクラッチ油圧を検出する油圧セ
ンサ４と、アキュムレータバルブ４の下流に設置され電
磁弁5,6の開閉により油圧流路を切換えて速度段クラッ
チ18,19,20を操作する速度段シフトバルブと、アキュム
レータバルブ４の下流に速度段シフトバルブ28,29から
分流して設置されF/N/R切換レバー７の操作により油圧
流路を切換えて前進クラッチ16及び後進クラッチ17より
なる方向クラッチを操作するF/N/R切換バルブ８と、F/N
/R切換バルブ８のスプール8aに設置されF/N/R切換レバ
ー８の位置を検出する後進スイッチ９及びニュートラル
スイッチ10とを備えている。 インヒビットレバー７は、エアシリンダ37の作動によ
りF/N/R切換レバー７の動きを禁止するものである。 また、コントローラ11は、油圧センサ4,後進スイッチ
９及びニュートラルスイッチ10等の各センサ、電磁弁5,
6及びエアシリンダ37との間で検出信号及び作動指令信
号の入出力をあらかじめ設定したプログラムに従って制
御するものである。 以下、第１図の制御システム図について機能を説明す
る。 （１） 変速機１は前進、後進３速トルクコンバータ付
遊星式パワーシフト変速機である。 （２） エンジン12からの出力は変速機１にて変速段を
決定された後、ベベルギヤ13、ファイナルリダクション
ギヤ14を通ってタイヤ15へ伝達される。 （３） 変速機１は方向クラッチの前進クラッチ16、後
進クラッチ17のいずれかを係合することによって方向を
決定し、速度段クラッチの１速クラッチ18、２速クラッ
チ19、３速クラッチ20のいずれかを係合することによっ
て変速段を決定する２バックコントロールである。 （４） すなわち、例えば、前進クラッチ16と１速クラ
ッチ18とを係合することによって前進１速を、後進クラ
ッチ17と３速クラッチ20を係合することによって後進３
速を実現できる。 （５） 変速機１のニュートラルは、前進クラッチ16
と後進クラッチ17の両方を解放するか、１速クラッチ
18、２速クラッチ19、３速クラッチ20のすべてを解放す
るかによって実現できる。すなわち、速度段クラッチの
いずれか係合していても方向クラッチを解放することに
よって、逆に、方向クラッチの一方が係合していても速
度段クラッチを解放することによって、変速機１は動力
の伝達を中断し、ニュートラルを実現できることとな
る。 （６） 変速機１のコントロールはコントロールバルブ
２が行う。 （７） 変速機１内のトルクコンバータ21のインペラに
取り付けられ、インペラと同回転する油圧ポンプ22は、
変速機オイルパン23からサクションストレーナ24を通し
て油を吸い上げ、ラインフィルタ25を通してコントロー
ルバルブ２へ油を導く。 （８） 油はメインレギュレータバルブ26によってメイ
ンクラッチ圧に調圧され、リリーフした油はトルクコン
バータ21へ導かれる。 （９） 調圧された油は分流され、レデューシングバル
ブ27とアキュムレータバルブ３へ導かれる。 （10） レデューシングバルブ27はメインクラッチ油圧
の減圧を行い、速度段シフトバルブ28および29のシフト
用のパイロット油圧の設定を行う。 （11） アキュムレータバルブ３は、通常油を蓄積して
おり、変速時、蓄積していた油を係合しようとするク
ラッチ室へ充填させる働きと、オリフィス30によって
クラッチ係合時クラッチ油圧を暫増させて（モジュレー
ションをかけて）、変速時のショックを緩和させる働き
を担う。 （12） アキュムレータバルブ３の下流でクラッチ油圧
は分流され、一方は、速度段シフトブルブ28,29へ導か
れ、他方は、ディファレンシャルバルブ31、インチング
バルブ32を介してF/N/R切換バルブ８へ導かれる。 （13） ディファレンシャルバルブ31は、速度段クラッ
チ圧と方向クラッチ圧との間に差圧を設ける。通常、方
向クラッチ圧を低く設定して変速時のエネルギー吸収を
方向クラッチで担っている。 （14） インチングバルブ32は、インチングペダル33に
連結されており、ペダル踏み込み量に応じて方向クラッ
チ圧の減圧を行い、半クラッチ、クラッチの解放を実現
する。 （15） F/N/R切換バルブ８はF/N/R切換レバー７によっ
て手動で操作され、方向クラッチ圧の前進クラッチ16、
後進クラッチ17への分配、あるいは両クラッチ圧の解放
によって、F/N/R間切換えを実現する。F/N/R切換バルブ
８のスプール8aにはスプールの働きによってON,OFFする
後進スイッチ９とニュートラルスイッチ10とが設置され
ており、両スイッチ9,10の信号はコントローラ11へ送ら
れる。コントローラ11では、これらの信号からF/N/R切
換レバー７のポジションを検知している。スイッチ信号
とレバーポジションとの関係は第２図に示す通りであ
る。コントローラ11からの信号によって駆動されるエア
シリンダ37はシフトインヒビットレバー38を上下させ、
F/N/R切換レバー７のシフト禁止、解除を実現する。 （16） 速度段シフトバルブ28,29は各々電磁弁5,6の開
閉によってシフトされ、本２個のシフトバルブの組み合
わせによって速度段クラッチ油圧の１〜３速クラッチへ
の分配、あるいは全速度段クラッチの解放を行い、１〜
３速間の変速およびニュートラルの実現を司っている。
速度段シフトバルブ28,29の組み合わせを電磁弁5,6のO
N,OFFに置き換え、各速度段との関係を示したものが第
３図である。電磁弁5,6の駆動はコントローラ11からの
電気信号によって行われる。変速機１の出力軸ギヤ34に
は車速センサ35が設置されており、車速信号をコントロ
ーラ11に送っている。コントローラ11はあらかじめ設定
されたプログラムに従い、車速に応じて電磁弁5,6へ信
号を送って通常は自動変速を実現している。速度段の決
定は上述のごとくコントローラ11から信号によって行わ
れるため、コントローラ11は常に現在の速度段を認知し
ていることとなる。 （17） F/N/R切換バルブ８および速度段シフトバルブ2
8,29が各々ニュートラルを実現できることは上述の通り
であるが、両バルブとも、各々ニュートラルポジション
にある場合には変速機１の方向クラッチの全てあるいは
速度段クラッチの全てを解放する（クラッチ内の油圧を
ドレンする）と同時に、メインクラッチ油圧のクラッチ
室への流れを遮断する。これによってニュートラル時メ
インクラッチ油圧が低下することはなく、メインレギュ
レータバルブ26で設定された圧を保持する。 （18） アキュムレータバルブ３の下流側に設置された
油圧センサ４はメインクラッチ油圧を検出し、コントロ
ーラ11へ送っている。クラッチに漏れがなく正常に方向
クラッチおよび速度段クラッチが係合している時、及び
ニュートラル時にはメインクラッチ油圧は正常なレベル
にある。クラッチピストンシールの破損等によるクラッ
チ油圧の漏れ、油圧ポンプ22の故障等によりメインクラ
ッチ油圧が低下するとこれを油圧センサ４は検知して故
障発生をコントローラ11へおしえる。ただし、F/N/R切
換時あるいは変速時には、今まで解放されていて油が抜
けていたクラッチ室へメインクラッチ油圧が流れ込み、
その後アキュムレータバルブ３のモジュレーション機能
によってクラッチ油圧が暫増してくる間メインクラッチ
油圧は低下するので、この信号は無視しなければならな
い。 よって通常の変速時の油圧低下時間以上連続して油圧
が低下した場合に異常とみなすこととする。このように
経時変化をみて診断することは、パルス状のノイズ信号
を無視することにもなり、システムの信頼性を高めるこ
ととなる。 （19） ランプ36はコントローラ11からの信号によって
点滅し、油圧低下の診断結果を表示する。 本システムを利用した油圧低下診断ロジック（コント
ローラ11内のROMにプログラムされるもの）を第４図に
示す。 （20） 変速時間以上の連続したメインクラッチ油圧低
下を油圧センサ４が検出すると本ロジックが開始される
（図中39）。 （21） 初めに、現在係合している（コントローラから
信号が送られている）速度段クラッチを記憶するが（図
中40）、このステップを係合速度段クラッチ記憶ステッ
プと呼ぶ。 （22） 次に、エアシリンダ37へ信号を送ってF/N/R切
換レバー７のシフトを禁止するが（図中41）、このステ
ップをシフトインヒビットステップと呼ぶ。これは、ク
ラッチ油圧低下個所診断中にF/N/R切換がなされて、故
障個所の検出が不可能になることを防ぐためである。 （23） 次に、電磁弁5,6へ信号を送り、速度段クラッ
チ側を強制的にニュートラルとするが（図中42）、この
ステップを強制切換ステップと呼ぶ。これは初めに方向
クラッチ側から故障診断することを意味する。 （24） 次に、まだ油圧低下が継続しているかどうかを
みるが（図中43）、このステップを油圧低下継続診断ス
テップと呼ぶ。 （25） 油圧低下継続診断ステップにおいて、油圧低下
が継続していた場合には、次に、F/N/R切換レバー７の
ポジションを後進スイッチ９、ニュートラルスイッチ10
からの信号によって検出する（図中44）。これによって
コントローラは、故障クラッチ個所を検知できる。次に
ポジションによって故障表示用ランプ36の点滅を変え、
故障クラッチ位置を表示する（図中45,46,47）。ポジシ
ョンがＮであった場合には、クラッチの故障ではなく、
配管の漏れ、油圧ポンプの故障等の油源の異常であると
判断する。ポジションがＦあるいはＲの場合には、Ｆあ
るいはＲクラッチが故障したと表示するが、厳密にはク
ラッチの異常であるのか、油源の異常であるのか本シス
テムでは区別がつかない。しかし、本システムは現在ま
での不具合実績からクラッチ油圧低下の最も大きな原因
となるクラッチピストンシール破損等のクラッチ部故障
を診断するシステムを想定しているため、この区別は行
わない。故障クラッチ位置表示後、いずれの場合でも、
車速が0km/hになるのを待ってから（図中48）、F/N/R切
換レバーのシフトインヒビットを解除し（図中49）、速
度段を強制的に１速とし（図中50）、以後１速のみのF/
N/R走行を可能とする（図中51）。これは、故障後の車
両の非常退避を可能にするためのものであり、１速固定
とするのは、変速機１の減速比を大きくし、クラッチ油
圧が低下してクラッチがすべっている方向クラッチの負
担をできる限り小さくするためである。 （26） 上記（24）項において油圧低下継続診断ステッ
プ43にて油圧低下が回復した場合には、油圧低下の原因
は速度段クラッチの故障にあると判断する。そこで係合
速度段クラッチ記憶ステップ40にて記憶しておいた速度
段クラッチを呼び出す（図中52）。速度段クラッチが１
速であったならば、１速クラッチ油圧低下の表示をラン
プ36で行い（図中53）、車速が0km/hになるのを待って
から（図中56）、シフトインヒビット解除し（図中5
7）、速度段を強制的に２速とし（図中58）、以後、２
速のみでのF/N/R走行を可能とする（図中59）。これは
故障した１速クラッチの使用を避けて、故障後の車両の
非常退避を可能にするためである。ステップ52にて速度
段クラッチが２速または３速であった場合には、それぞ
れ油圧低下クラッチをランプ36にて表示し（図54,5
5）、車速が0km/hになるのを待ってから（図中60）、シ
フトインヒビット解除し（図中61）、速度段をともに強
制的に１速とし（図中62）、以後１速でのF/N/R走行を
可能とする（図中63）。 これも故障したクラッチの使用を避けて、故障後の車
両の非常退避を可能にするためである。 以上の故障ランプ表示と故障内容との関係を第５図に
示す。 【発明の効果】 以上説明したように、本発明の変速機クラッチ油圧低
下診断装置は、前後進の方向クラッチと３速の速度段ク
ラッチとを具備してなる変速機が、アキュムレータバル
ブの下流側に設置されメインクラッチ油圧を検出する油
圧センサと、前記アキュムレータバルブの下流に設置さ
れ電磁弁の開閉により油圧流路を切換えて前記速度段ク
ラッチを操作する速度段シフトバルブと、前記アキュム
レータバルブの下流に前記速度段シフトバルブから分流
して設置されF/N/R切換レバーの操作により油圧流路を
切換えて前記方向クラッチを操作するF/N/R切換バルブ
と、該F/N/R切換バルブのスプールに設置され前記F/N/R
切換レバーの位置を検出する後進スイッチ及びニュート
ラルスイッチとを備えてなるコントロールバルブと、エ
アシリンダの作動により前記F/N/R切換レバーの動きを
禁止するシフトインヒビットレバーと、前記各センサ、
前記電磁弁及び前記エアシリンダとの間で検出信号及び
作動指令信号の入出力をあらかじめ設定したプログラム
に従って制御するコントローラと、により作動制御さ
れ、前記コントローラが、前記油圧センサにおいて前記
メインクラッチ油圧の変速時間以上連続した油圧低下を
検出した時、前記速度段クラッチのうち現在係合してい
るものを記憶する係合速度段クラッチ記憶ステップと、
前記F/N/R切換レバーのシフトを禁止するシフトインヒ
ビットステップと、前記速度段クラッチを強制的にニュ
ートラル位置に切換える強制切換ステップと、この後前
記油圧低下が継続しているか否かを再度判断する油圧低
下継続判断ステップとを経て、前記油圧低下継続判断ス
テップで前記油圧低下が継続していると判断した時に
は、前記F/N/R切換レバーの位置を検出して同位置に対
応する故障位置を判断し、前記油圧低下継続判断ステッ
プで前記油圧低下が回復したと判断した時には、前記係
合変速段クラッチ記憶ステップで記憶した前記速度段ク
ラッチを故障クラッチ位置であると判断して、変速機ク
ラッチの油圧故障個所を診断するものであるから、クラ
ッチ油圧低下を１個の油圧センサで検知することによっ
て故障クラッチ個所の診断及び表示が可能になると同時
に、故障していないクラッチを緊急的に係合させて車両
の非常待避を実現することができるため、故障したクラ
ッチの使用を自動的に回避し、故障クラッチの長期使用
を防止してクラッチ板の焼き付き摩耗を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の変速機クラッチ油圧低下診断装置を組
込んだ変速機の実施例における制御システム図、第２図
は第１図の後進スイッチ及びニュートラルスイッチの信
号とF/N/Rレバーのポジションとの関係を示す図、第３
図は第１図の電磁弁のON,OFFと速度段との関係を示す
図、第４図は本発明によるクラッチ油圧低下診断ロジッ
クのフローチャート図、第５図は第１図の故障ランプの
表示と故障内容との関係を示す図である。 １……変速機、２……コントロールバルブ、３……アキ
ュムレータバルブ、４……油圧センサ、5,6……電磁
弁、７……前進（Ｆ）／中立（Ｎ）／後進（Ｒ）切換レ
バー、８……F/N/R切換バルブ、8a……スループ、９…
…後進スイッチ、10……ニュートラルスイッチ、11……
コントローラ、37……エアシリンダ、38……シフトイン
ヒビットレバー

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．前後進の方向クラッチと３速の速度段クラッチとを
   具備してなる変速機が、 アキュムレータバルブの下流側に設置されメインクラッ
   チ油圧を検出する油圧センサと、前記アキュムレータバ
   ルブの下流に設置され電磁弁の開閉により油圧流路を切
   換えて前記速度段クラッチを操作する速度段シフトバル
   ブと、前記アキュムレータバルブの下流に前記速度段シ
   フトバルブから分流して設置されF/N/R切換レバーの操
   作により油圧流路を切換えて前記方向クラッチを操作す
   るF/N/R切換バルブと、該F/N/R切換バルブのスプールに
   設置され前記F/N/R切換レバーの位置を検出する後進ス
   イッチ及びニュートラルスイッチとを備えてなるコント
   ロールバルブと、 エアシリンダの作動により前記F/N/R切換レバーの動き
   を禁止するシフトインヒビットレバーと、 前記各センサ、前記電磁弁及び前記エアシリンダとの間
   で検出信号及び作動指令信号の入出力をあらかじめ設定
   したプログラムに従って制御するコントローラと、によ
   り作動制御され、 前記コントローラが、前記油圧センサにおいて前記メイ
   ンクラッチ油圧の変速時間以上連続した油圧低下を検出
   した時、前記速度段クラッチのうち現在係合しているも
   のを記憶する係合速度段クラッチ記憶ステップと、前記
   F/N/R切換レバーのシフトを禁止するシフトインヒビッ
   トステップと、前記速度段クラッチを強制的にニュート
   ラル位置に切換える強制切換ステップと、この後前記油
   圧低下が継続しているか否かを再度判断する油圧低下継
   続判断ステップとを経て、前記油圧低下継続判断ステッ
   プで前記油圧低下が継続していると判断した時には、前
   記F/N/R切換レバーの位置を検出して同位置に対応する
   故障位置を判断し、前記油圧低下継続判断ステップで前
   記油圧低下が回復したと判断した時には、前記係合変速
   段クラッチ記憶ステップで記憶した前記速度段クラッチ
   を故障クラッチ位置であると判断して、変速機クラッチ
   の油圧故障個所を診断することを特徴とする変速機クラ
   ッチ油圧低下診断装置。