JPH01224547A - クラッチ油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トランスミッションのクラッチ油圧制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第１０図は、従来一般的に行われているトランスミッシ
ョンの変速制御を示すものである。

第１速から第２速への変速を考える。この従来の変速制
御においては、変速指令が出された時点で第１速のクラ
ッチをオフとし、同時に第２速のクラッチに対して油を
流入し始める。この結果、第１速のクラッチの油圧は変
速指令が出された時に所定圧から零まで降下し、第２速
のクラッチの油圧はフィリングタイムｔｌの経過後漸増
を開始する。このフィリングタイムｔ。

は空状態にある第２速のクラッチのクラッチバック内に
油を充填するための時間である。

このように、従来装置においては、クラッチバックに油
が充満するまでの時間ｔｒが存在し、この時間ｔ、中は
トルクが伝達されない。

このため、従来装置においては、変速時に息つき現象が
発生し、乗心地性および加速性という走行性能上におい
て問題となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

これを解決するためには、フィリングタイムｔ１を短縮
してやればよい。しかし、フィリングタイム１．の検出
が困難であった。

また、全クラッチ電子モジュレーション方式における変
速制御では、たとえば、２速から３速へ変速するという
場合、２速のクラッチ油圧を下げながら、３速のクラッ
チに油を充満させておき、２速のクラッチ油圧が零とな
ったらすぐに３速のクラッチ油圧を上昇させるというク
ロスオーバー制御を実施する。

このような制御をするため、タイミングがずれればクラ
ッチが二重係合する危険性があり、これは安全対策上重
要な問題であった。

また、各クラッチに油圧がたっているかどうかを検知す
るための手段として圧力センサが考えられるが、市販の
圧力センサは高価であり、耐久性にも難点があり、問題
となっていた。

本発明は上記の事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、フィリング検出による電子制御に
より息つき現象を解消させることができ、また、フィリ
ングタイムを短縮するために装置を大型化する必要はな
く、小型の流量検出弁でよく、コスト低減を図ることが
でき、またフィリング検出により息つき現象のみならず
変速をクロスオーバーさせることにより、従来よりも滑
らかな変速が可能となり、走行性能（乗心地性および加
速性）の向上が図れるし、しかもクラッチ圧の有無を電
気信号として取り出せて安価で信頼性の高い圧力検出を
行うことができるクラッチ油圧制御装置を提供すること
にある。

また、本発明の他の目的とするところは、フィリング検
出において、このフィリング検出信号が不安定になる恐
れをなくすことができるクラッチ油圧制御装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記の−の目的
を達成するために本発明は、トランスミッションのクラ
ッチバックに油を満す際にばね力により中立に保持され
たスプール２５に設けたオリフィス３０前後の差圧によ
り開作動して大流量を流し且つクラッチバックに油が満
たされた際にスプール２５の受圧面積による油圧力によ
り開方向とは逆方向にスプール２５を移動させる流量検
出弁４と、電気信号によって作動されて変速時ポンプか
らの油を流量検出弁４へ供給して流量検出弁４を開にす
ると共にフィリング終了後クラッチ油圧を漸増させるよ
うに作動する圧力制御弁３と、前記流量検出弁４のスプ
ール２５の移動に応じたスイッチ作用によりフィリング
検出およびクラッチ圧検出を行う検出機構５とを備えた
構成にしである。

そして、トランスミッションのクラッチパックに油が満
たされた際にスプール２５が閉じる方向に移動し、この
スプール２５の移動に応じたスイッチ作用によりフィリ
ング検出およびクラッチ圧検出を行い、このフィリング
検出による電子制御により息つき現象を解消させた。

また、上記の他の目的を達成するために、本発明は、上
記したクラッチ油圧制御装置において、流量検出弁４に
おいて、スプール２５を中立状態に保持する一方のばね
５３の保持を、スプール２５の端部に導電性のばねガイ
ド５１を設けて、このばねガイド５１を介してばね５３
が、装置本体２′に設けたカバー４７に接触する構造に
し、前記スプール２５の移動時このスプール２５が接触
してスイッチ作用をなす検出ピン３４を前記カバー４７
に絶縁状態で設けた構成にしである。

そして、スプール２５が移動して検出ピン３４に接触し
たとき、スプール２５と装置本体２′との間に円周方向
の接触不良が発生したとしても、スプール２５が移動す
ることにより、ばねガイド５１を介してばね５３をカバ
ー４７に押し付けてスプール２５→ばねガイド５１→ば
ね５３−カバー４７＝装置本体２′−接地という経路で
アース側の接触不良を防止した。

〔実　施　例〕

以下、本発明を第１図乃至第９図に基づいて説明する。

第１図は、クラッチ１を駆動する電子式のクラッチ油圧
制御装置２の油圧回路構成を示すものであり、第２図は
同クラッチ油圧制御装置２の内部断面構成を示すもので
ある。

第１図、第２図において、クラッチ油圧制御装置２は、
クラッチ油圧を制御する圧力制御弁３と、流量検出弁４
と、フィリングおよびクラッチ圧検出用の検出機構５と
より構成されている。圧力制御弁３はコントローラ６に
よって制御され、また前記検出機構うの検出信号Ｓはコ
ントローラ６に入力される。

前記クラッチ油圧制御装置２は装置本体２′を備えてお
り、この装置本体２′に、ポンプ（図示省略）からの油
の流入を行う入力ポート１０と、クラッチ１へ浦を供給
する出力ポート１１と、閉塞ボート１２と、ドレンボー
ト１３とが設けてあり、また装置本体２′には、前記圧
力制御弁３と流量検出弁４とが設けである。

前記圧力制御弁３は、装置本体２′に形成されたスプー
ル孔４０を備えており、このスプール孔４０内にスプー
ル１５が摺動可能に嵌挿しである。このスプール１５の
左端面にはシリンダ部４１が形成してあり、またスプー
ル１うにはシリンダ部４１に通じる油路４２が形成して
あり、この油路４２は前記スプール１５の中央のランド
４３の周面に開口している。そして前記シリンダ部４１
には、ロードピストン１つが嵌挿しである。

前記装置本体２′の右側には比例ソレノイド１６が固設
してあり、また、前記スプール孔４０の左端部はカバー
４４により閉塞されていて、このカバー４４と前記スプ
ール１５の左端面との間にばね１８が介装してあり、こ
のばね１８によりスプール１５は、右方向に付勢されて
、スプール１５の右端面は、前記比例ソレノイド１６の
プランジャ１７に当接している。

前記流量検出弁４は、装置本体２′に形成されたスプー
ル孔４５を備えており、このスプール孔４５内にスプー
ル２５が摺動可能に嵌挿してあり、このスプール孔４５
は前記スプール孔４０に油路２９，２２により通じてい
る。また出力ポート１１は油路５５を介してスプール孔
４５に通じている。

また、前記スプール孔４５の左端部にはカバー４６が、
またスプール孔４５の右端部にはカバー４７がそれぞれ
設けである。

前記スプール２５には第１、第２、第３のランド４８，
４９．５０が形成してあり、スプール２５の右端部２５
ａには、ばねガイド５１が嵌着してあり、前記左のカバ
ー４６と第１のランド４８の左端面４８ａとの間には左
側のばね５２が介装してあり、前記ばねガイド５１と右
端のカバー４７との間に右側のばね５３が介装しである
。そして、前記カバー４６と第１のランド４８との間が
油室２８に、第１、第２のランド４８．４９間が油室２
７に、第２、第３のランド４９．５０間が油室２６にそ
れぞれなされており、第１のランド４８に油室２７を油
室２８に連通するオリフィス３０が形成しである。

そして、第１のランド４８の左端面４８ａの受圧面積が
Ａ１、第１のランド４８の右端面４８ｂの受圧面積がＡ
２、第２のランド４９の左端面４９ａの受圧面積がＡ３
にそれぞれなされており、これら受圧面積Ａ１、Ａ２　
、Ａ３間にはＡ３　＞Ａ、＞Ａ２ の関係がある。

前記検出機構５は検出ピン３４を備えており、この検出
ピン３４は、前記カバー４７の孔状部４７ａを貫通した
状態で、カバー４７に絶縁部材３５を介して保持されて
いて、検出ピン３４の外部にはナツト３６が螺若してあ
り、このナツト３６の締め付けにより検出ピン３４は絶
縁部材３５を介してカバー４７に締結されている。

そして、検出ピン３４の内端面は前記スプール２５の右
端面に対向している。前記検出ピン３４は抵抗Ｒ１、Ｒ
２の中点ａにリード線３７を介して接続されており、抵
抗Ｒ１、Ｒ２の両端には１２Ｖの直流電圧が印加されて
おり、且つ装置本体２′は接地しである。

次に、作動を説明する。

今、油室２７，２８に圧力がたっていないとき、ばね５
２，５３の自由長の位置でスプール２５は中立状態を保
ち、人力ポート１０を経て油路２９に流入した油は、ス
プール２５か閉じているので、油路２９内にとどまって
いる。

この状態で、比例ソレノイド１６を励磁すると、圧力制
御弁３のスプール１５が左方向に移動するので、入力ポ
ート１０から流入した油は、油路２２を通り油室２７に
流れ込む。この油はオリフィス３０を経て油室２８へ流
入し油路５５を経て出力ポート１１に至りクラッチ１へ
流れ込む。このとき、オリフィス３０により油室２８と
油室２７の間に差圧が発生する。

油室２７の圧力をＰ４、油室２８の圧力をＰｌとすると
、 Ｐ、＞Ｐｌとなり、Ｐｌさ０であるから、（ＡＩ　　Ａ
２　）　Ｐｌ　＞Ａ３　Ｐｌ　　　・・・■（Ａ、Ａ２
　）　Ｐ　、＞０　　　　　・・◆■′の関係が成立す
る。

このように、■′式による力によりスプール２５はばね
５２に抗して左方向に移動する。したがって、スプール
２５はランド４９の部分で開口し、油路２９に入った、
ポンプからの油は、油室２７に流入し、オリフィス３０
を通って油室２８を経て、クラッチパックへ流れ込む。

この流れは、クラッチパックが油が充満されるまで続く
。

このとき、スプール２５は検出ピン３４に接触していな
い。したがって、流量検出弁４が、クラッチ１をフィリ
ングしているとき、スプール２５は検出ピン３４に接触
していないので、ａ点には抵抗Ｒ，、Ｒ２で分圧された
電圧イが現われる（第３図（Ｃ）参照）。

そして、クラッチパックが油で充満されると、オリフィ
ス３０を介してクラッチパックへの油が流れなくなるの
で、 １−ｐ２ となる。

ここで、ばね５３のバネ定数をに１、ばね５２のバネ定
数をに２とし、スプール２５のストローク量をＸとすれ
ば、 Ｒ２ｘ十Ａ３　Ｐｌ　＋Ａ２　Ｐｌ　−ＡＩ　Ｐｌ　＋
に１　ｘ　　ａ　ａ　ｍ■したがって、 Ａ３　Ｐｌ　＋　（Ａ２　　Ａ１　）Ｐ＝（ｋｌ　−に
２　）　ｘ　　・・■′ ここで、Ｐ、−Ｐｌであるから、■′式は次のようにな
る。

（Ａ３　　＋Ａ２　−Ａ１　　）−Ｐｌ　　−（ｋｌ　
　−に２　　）　　ｘ　　　・　・　・■ここでバネ定
数ｋｌ、Ｒ２をに１　＞Ｒ２となるように設定すれば０
式より次式を得る。

したがって、バネ定数に１、Ｒ２とストロークＸを任意
に設定すれば、油室２８の圧力Ｐ２が０式の値になった
とき、スプール２５は受圧面積差による油圧力により右
方向に移動してスプール２５の右端面は、検出ピン３４
に接触する。スプール２５は装置本体２′に接触してい
るのでａ点はアース電位となり、ａ点に電圧は現われな
くなる（第３図（Ｃ）参照）。

このようにしてフィリングが終了したことが検知できる
。

以上説明したように、スプール２５が検出ピン３４に接
触しているとき、スプール２５は、スプール２５の周面
で装置本体２′に接触しているが、装置本体２′とスプ
ール２５にはクリアランスがあり、場合によっては、装
置本体２′とスプール２５との接触不良が発生する恐れ
もあり、検出信号Ｓが不安定になる可能性も考えられる
ため、本発明では、スプール２５が装置本体２′に接触
するようにスプール２５に接するばねガイド５１を設け
、このばねガイド５１にばね５３の一端部が接し、また
ばね５３の他端部が直接にカバー４７に接触する構成に
しであるので、スプール２５が右方向に移動して検出ピ
ン３４に接触したとき、スプール２５と装置本体２′と
の間に円周方向の接触不良が発生したとしても、スプー
ル２５が右方向に移動することにより、ばねガイド５１
を介してばね５３がカバー４７に押し付けられる状態に
なるので、スプール２５−ばねガイド５１−ばね５３−
カバ−４７＝装置本体２′→接地という経路でアース側
の接触不良が防市される。

前記流量検出弁４が閉じると圧力制御弁３は調圧を開始
し、クラッチ１の圧力制御が行われる。

このとき、スプール２５は検出ピン３４に接触したまま
であるから、ａ点の電位は零のままである。

よって、クラッチ１に圧力がたっているときはａ点の電
位は常に零になっている。クラッチ１の圧力がなくなれ
ばａ点に電位が現われる。

以上の関係を第３図に示す。

第３図において（ａ）は圧力制御弁圧、（ｂ）はクラッ
チ圧、（Ｃ）は検出機構（センサ）５のａ点の電圧のそ
れぞれの特性である。

また、油中のゴミ等の介入によるスプール２５の端面と
検出ピン３４との接触不良を避けるために、スプール２
５の右端部の形状を第７図に示すように球面形状にした
り、第８図及び第９図に示すようにスプール２５の右端
面に油溝５６を設けてもよい。

この実施例においては、前記検出機構５を備えたクラッ
チ油圧制御装置２を各クラッチに夫々設け、これら複数
の検出機構５の出力を第５図に示す如く、コントローラ
６へ入力するようにしている。コントローラ６は、これ
ら複数の検出機構うの出力をモニタしており、これらモ
ニタ結果からフィリング終了および二重係合の有無を判
定する。

トルクオフを小さくするには、今、１速から２速へ変速
しようとするとき、上記したようにフィリング終了の信
号を基点としてクラッチ圧力をビルドアップさせてやれ
ばよい。こうすれば、１速のクラッチを切る寸前に２速
のクラッチに浦を満しておき、１速のクラッチを切ると
同時に流量検出弁４のフィリング終了信号を基点にクラ
ッチ圧をビルドアップさせてやれば第４図に示すように
フィリングタイムｔ、をなくせるので、変速時のトルク
オフが解消できる。

また、第６図に示すように、１速のクラッチを切りなが
ら、２速のクラッチを係合させるというクロスオーバー
制御も可能なため非常に滑らかな変速操作が実現できる
。

クラッチのクロスオーバー制御を実施するとクラッチの
二重係合に注意しなければならない。

しかし、上記したように、流量検出弁４のスプール２５
によりクラッチ圧力が検知できるので、このクラッチ圧
検出信号によりどのクラッチに定常圧がかかっているか
モニタする。

また、この信号を監視しながら二重係合を起こさないよ
うにコントローラ６のバルブ指令を決める。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明に係るクラッチ油圧制御装置
は、トランスミッションのクラッチバックに油を満す際
にばね力により中立に保持されたスプール２５に設けた
オリフィス３０前後の差圧により開作動して大流量を流
し且つクラッチバックに油が満たされた際にスプール２
５の受圧面積差による油圧力により開方向とは逆方向に
スプール２５を移動させる流量検出弁４と、電気信号に
よって作動されて変速時ポンプからの油を流量検出弁４
へ供給して流量検出弁４を開にすると共にフィリング終
了後クラッチ油圧を漸増させるように作動する圧力制御
井３と、前記流量検出弁４のスプール２５の移動に応じ
たスイッチ作用によりフィリング検出およびクラッチ圧
検出を行う検出機構５とを備えたことを特徴とするもの
である。

したがって、トランスミッションのクラッチパックに油
が満たされた際にスプール２５が移動し、このスプール
２５の移動に応じたスイッチ作用によりフィリング検出
およびクラッチ圧検出を行うことができ、このフィリン
グ検出による電子制御により息つき現象を解消させるこ
とができる。

また、フィリングタイムを短縮するために装置を大型化
する必要はなく、小型の流量検出弁でよいためコスト低
減を図ることができる。

また、フィリング検出により息つき現象のみならず変速
をクロスオーバーさせることにより、従来よりも滑かな
変速が可能となり、走行性能（乗心地性および加速性）
の向上が図れる。

また、検出機構５により各クラッチの油圧をモニタする
ようにすれば、どのクラッチが係合しているかがわかり
クラッチの二重係合の判定が可能になる。

また、フィリング検出とクラッチ圧力の検出を一本のス
プール２５と検出機構５とで行うことができるので構造
が簡単になり、コストダウンを図ることができる。

更に各クラッチの係合状態を知るための手段として、市
販の圧力センサを用いることなく受圧面積差を付けたス
プール２５とスイッチ作用をなす簡単な検出機構５によ
り、クラッチ圧のを無を電気信号として取り出せて安価
で信頼性の高い圧力検出を行うことができる。

また、本発明は、流量検出弁４において、スプール２５
を中立状態に保持する一方のばね５３の保持を、スプー
ル２５の端部に導電性のばねガイド５１を設けてこのば
ねガイド５１を介してばね５３が、装置本体２′に設け
たカバー４７に接触する構造にし、前記スプール２５の
移動時このスプール２５が接触してスイッチ作用をなす
検出ピン３４を前記カバー４７に絶縁状態で設けたクラ
ッチ油圧制御装置である。

したがって、スプール２５が検出ピン３４に接触してい
るとき、スプール２５は、スプール２５の周面で装置本
体２′に接触しているが、装置本体２′　とスプール２
５にはクリアランスがあり、場合によっては、装置本体
２′とスプール２５との接触不良が発生する恐れもあり
、検出信号Ｓが不安定になる可能性も考えられるが、本
発明は上記構成をとるためにスプール２５が移動して検
出ピン３４に接触したとき、スプール２５と装置本体２
′との間に円周方向の接触不良が発生したとしても、ス
プール２５が移動することにより、ばねガイド５１を介
してばね５３がカバー４７に押し付けられる状態になる
ので、スプール２５→ばねガイド５１−４ばね５３→力
バー４７→装置本体２′→接地という経路でアース側の
接触不良が防止され、フィリング検出信号Ｓが不安定と
なる恐れをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す油圧回路図、第２図は
同実施例のクラッチ油圧制御装置の内部構造を示す断面
図、第３図は同実施例による動作例（フィリング検知及
びクラッチ圧検知）のタイムチャート、第４図は同実施
例による変速動作のタイムチャート、第５図は検出機構
のモニタ構成を示すブロック図、第６図は変速時のクロ
スオーバー制御を説明するタイムチャート、第７図、第
８図は流量検出弁のスプールの端部形状の説明図、第９
図は第８図区方向からの矢視図、第１０図は従来のクラ
ッチ油圧制御装置による変速動作のタイムチャートであ
る。 ３は圧力制御弁、４は流量検出弁、５は検出機構、２５
はスプール、３０はオリフィス、３４は検出ピン、４７
はカバー、５１はばねガイド、５３はばね。 出願人　　株式会社　小　松　製　作　所代理人　　弁
理士　　米　原　正　章

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トランスミッションのクラッチパックに油を満す
   際にばね力により中立に保持されたスプール２５に設け
   たオリフィス３０前後の差圧により開作動して大流量を
   流し且つクラッチパックに油が満たされた際にスプール
   ２５の受圧面積による油圧力により開方向とは逆方向に
   スプール２５を移動させる流量検出弁４と、電気信号に
   よって作動されて変速時ポンプからの油を流量検出弁４
   へ供給して流量検出弁４を開にすると共に、フィリング
   終了後クラッチ油圧を漸増させるように作動する圧力制
   御弁３と、前記流量検出弁４のスプール２５の移動に応
   じたスイッチ作用によりフィリング検出およびクラッチ
   圧検出を行う検出機構５とを備えたことを特徴とするク
   ラッチ油圧制御装置。
2. （２）流量検出弁４において、スプール２５を中立状態
   に保持する一方のばね５３の保持を、スプール２５の端
   部に導電性のばねガイド５１を設けて、このばねガイド
   ５１を介してばね５３が、装置本体２′に設けたカバー
   ４７に接触する構造にし、前記スプール２５の移動時こ
   のスプール２５が接触してスイッチ作用をなす検出ピン
   ３４を前記カバー４７に絶縁状態で設けた特許請求の範
   囲（１）記載のクラッチ油圧制御装置。