JPH03323A - 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） この発明は、トランスミッションのクラッチ油圧１１ｖ
ｓ装置に係り、特に大形建設機械のトランスミッション
の変速用クラッチのようなりラッチパック容量の大きな
りラッチのフィリングタイム（油の充満に要する時間）
を短くするための構成に関する。

（従来の技術） 大形ダンプトラックのような大容量のクラッチパックを
備えたトランスミッシヨンのクラッチ圧を制御するに当
たり、クラッチパックに油を充満させる時間を短縮する
ために流量検出弁を備えた電子式圧力ｔｉ制御弁が例え
ば、特願昭６１−１０４３２６や特願昭６３−０４９８
０５などで公知である。

この弁は、電気指令によって作動する電子式圧力比例制
御弁と、クラッチ出力ポートに形成したオリフィス前後
の差圧によって作動する流量検出弁とで構成され、変速
時には圧力制御弁を開とすることにより油圧ポンプから
の油を流量検出弁に流入し、これによって生じた前記オ
リフィス前後の差圧によって流量検出弁を開とし、ポン
プからの油を該流量検出弁を介して直接クラッチバンク
に流入させる。クラッチパックが油で充満するとスプー
ルの受圧面積差による油圧力により流量検出弁は閉とな
り、この後前記圧力ｗ４御弁に加える指令値を徐々に増
大させてクラッチ圧を漸増させてゆくものである。

（発明が解決しようとする謀！１） しかしながら、上記従来の第６図の回路においては第７
図に示すように次の欠点を有している。

（１）圧力制御弁が指令電２１１已により作動すると同
時にオリフィス３０を介して、クラッチパックｌへの出
力ポートに油が流れ、差圧　（Ｐａ　−Ｐｂ）が発生し
流量検出弁が作動する。圧力制御弁は流量検出弁が作動
すると指令電流Ｅから目標の充満圧になる降下した指令
電流Ｅａを受ける。このため、圧力制御弁の図示しない
スプールは戻り出口ポート７０はタンクポート７１に一
部が通じる。

これにより、ポンプから直接流量検出弁に流れている油
は圧力制御弁の出力ポートに逆流し、タンクポートに流
れ出てしまう。このとき、圧力Ｐａが増加すると圧力制
御弁のスプールが閉じる方向　（第６図の図示位ｉ！！
（イ））に動くた５、め、タンクポートの開口が増大し
、タンクへ流れる流量が増し、供給圧Ｐａが第６図Ａ部
のごとく降下する。

（２）流量検出弁が作動した後に、タンクポートへの流
量が増しクラッチパックへの流量が低下すると、オリフ
ィス前後の差圧が少なくなり流量検出弁は閉じる。閉じ
た瞬間には前記（１）のごとく圧力制御弁は出力ポード
ア０がタンクポート７１に大きく開口している。このた
め、圧力制御弁には目標の充満圧の指令電流Ｅａが流れ
ているが、急降な圧力降下のためすぐには目標の充満圧
にはならず、供給圧Ｐａは一度零近くまで降下する。（
Ｂ部〉それによりクラッチパック圧Ｐｃも第６図の０部
のごとく降下する。

（３）供給圧Ｐａが一度零近くまで降下した後に、目標
の充満圧まで圧力が上昇するまでの時間遅れによって、
クラッチパックの圧力Ｐｃも目標圧力に達する時間　（
実際のフィリング時間ｔｆ）が長くなる。その結果見掛
けのフィリング時間ｔｆｓと実際のフィリング時間ｉｆ
が大きくことなり最高のコントロールが出来なくなる。

本発明は上記ＡＸＢ、部の落ち込みをなくし、従って０
部の降下をなくすることによって目標充満圧Ｐｆに達す
る時間をできるだけ短くすることにより、クラッチ係合
を円滑にすることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は係るクラッチ油圧
制御装置は、トランスミッションのクラッチパック１に
油を満たす際に、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３ＯｖＩ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１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油圧ポンプ
７からの油を流量検出弁４へ供給して流量検出弁４を開
にすると共にクラッチパックｌの充満終了後クラッチ油
圧を漸増させるように作動する圧力ＩＩＪｇｌＩ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
ッチ作用によりクラッチパック１の充満検出およびクラ
ッチ圧検出を行う検出機構５とを備えた電子式クラッチ
油圧制御装置２において、 前記流量検出弁４のスプール２５が開く方向に動くこと
により、前記圧力制御弁３からの入力ポート２２を閉じ
るとともに油圧ポンプ７からの油を直接クラッチパック
１への出力ポート１１にオリフィス３０を介して供給す
る構成としている。

（作　用） 上記構成によれば、クラッチパンクへの油の流入中に油
圧ポンプからの油が圧力ｗＩ御弁を通じてタンクへ還流
することはなく、従ってＡ部の圧力降下はなくなる。ま
た、その間圧力制御弁の出力ポートへの逆流も止まるた
め、該出力ポートの圧力は目標充満圧で時期することと
なり、流量検出弁が閉じた直後に供給圧は零　（ゼロ）
にならない。

その結果、実際の充満時間は短くなって目標の時間通り
となる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図において１はクラッチバンク、２は電子式のクラ
ッチ油圧″ａｍ装置、３はクラッチ油圧を制御する圧力
制御弁、４は流量検出弁、５はクラッチ圧検出用の検出
機構、６は圧力制御弁３を制御するコントローラ、７は
油圧ポンプ、８はリリーフ弁、９は油タンクである。

第２図は本発明の第１実施例を示し、流量検出弁４の内
部構成を示す正面断面図で、第３図は第２図のＺ−Ｚ断
面図で、第２図は第３図のｙ−ｏ−ｙ断面図である。

第２図に於いて流量検出弁４は、弁本体４ａ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が慴動可能に嵌装されており、油圧ポン
プ７からの油の流入ポートｌＯと、クラッチパックｌへ
油を供給する出力ポート１１が設けである。

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にはバネガイド５１が嵌着してあり、左側のカバー４
６と第１のランド４８の左端面４８ａとの間には、左側
のバネ５２が介装してあり、前記バネガイド５１と右側
のカバー４７との間に右側のバネ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２７に
、第２、第３のランド４９．５０間が油室２６をそれぞ
れ形成しており、第１のランド４８に油室２７と油室２
８とを連通ずるオリフィス３０を形成しである。

そして、第１のランド４８の左端面４８ａの受圧Ｗ１槓
をＡ３、第１のランド４８の右端面４８ｂの受圧面積を
Ａ１、第２のランド４９の左端面４９ａの受圧面積をＡ
２とすれば、これら受圧ｌ積Ａｌ、Ａ２．Ａ３の間には Ａ３　＞Ａｔ　＞Ａ２ の関係がある。

前記検出機構５には検出ビン３４を備えており、この検
出ビン３４は前記カバー４７の礼状部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、検出ビン３４の外部にはナツト３６が螺着してあり
、このナツト３６の締め付けにより検出ビン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
検出ビン３４の内端面は前記スプール２５の右端面に対
向している。前記検出ビン３４は抵抗Ｒ１，Ｒ２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
つ弁本体４ａは接地しである。

次に作動を説明する。

今油室２７．２８に圧力をかけていないとき、バネ５２
の取付荷ｊ！ｉ’Ｆ２よりバネ５３の取付荷重Ｆ１の方
が大きいためスプール２５は中立状態を保ち、入力ポー
ト１０に油圧ポンプ７から流入した油はスプール２５が
ランド４９．５ｏによって閉じられているので油室２６
内に留まっている。この状態で、圧力制御弁３の比例ソ
レノイド１６を励磁すると、圧力制御弁３から流入した
油は油路２２を通り油室２７へ流入する。この油はオリ
フィス３０を経て油室２８へ流入し、出力ポート１１を
経て油圧クラッチ１へ流入する。この時オリフィス３０
により油室２８と油室２７の間には圧力差を生ずる。

油室２７の圧力をＰＩ、油室２８の圧力をＲ２とすると
ＰＩ　＞Ｒ２となり、Ｒ２＝０であるから（Ａｌ　−Ａ
２）ＰＬ　＞Ａ、３　Ｒ２・・・■（Ａ　　Ｉ　　−Ａ
　　２）　　Ｐ　　１　　＞　　０　　　　　　　　　
・　・　・　■の関係が成立する。

このように０式による力によりスプール２５はバ５２に
抗して左方向に移動する。従ってスプール２５はランド
４９の部分で油路２２を閉じると同時に油室２６に入っ
た油圧ポンプ７からの油は油室２７に流入し、オリフィ
ス３０を通り油室２８を経て油圧クラッチ１へ流れ込む
、この流れはクラッチパックｌが充満されるまで続く、
このときスプール２５は検出ビン３４に接触していない
。

従って流量検出弁４が油圧クラッチ１を充満していると
き、ａ点には抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された電圧ｖ１が現
れる（第４図） そしてクラッチパックｌが油で充満され始めるとオリフ
ィス３０を介してクラッチパック１への油の流れが少な
くなるので前述の圧力差ｐｔ　−Ｆ２は小さくなる。こ
こで、バネ５３のバネ常数をｋｌ、取付は荷重をＦｌと
しバネ５２のバネ常数をに２．取付は荷重をＦ２とすれ
ば Ｆ２　＋Ａ３　Ｆ２　＋Ａ２　Ｐｉ　＞Ａｔ　Ｐｉ　　
・・■従って Ａ３　Ｆ２　＋　（Ａ２−ＡＩ）ＰＬ　＞−Ｆ２　・・
■ここでバネ５２の取付は荷重Ｆ２を油圧力に比べて無
視できる値に設定すれば０式より次式を得る ＰＩ　　　　　　　　　Ａ３ 従ってＦ２とＰｌの圧力比が０式の値以上になったとき
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のランド４９の部分で油路２２を
開口すると同時にランド４９の部分で油室２６と油室２
７のスプール孔４５を閉じる。

さらに差圧が（ＰＬ−Ｆ２）が小さくなると、スプール
２５の中立状！！（初期状態）から検出ビン３４までの
移動量をＸとすれば （Ｆ２−　ｋ２ｘ）　＋　Ａ３Ｐ２＋　Ａ２Ｐ１　＞　
ＡＩＰ１＋　（Ｆｌ　＋　ｋｌｘ）・・■ 従って ＾３Ｐ２＋（＾２　−　Ａｌ）Ｐｉ　　＞　Ｆｌ−Ｆ２
＋　（ｋｌ　　＋　ｋ２）χ・　・　・　■ 従うてＰＩ、Ｆ２が０式を満たす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さらに右方向に
移動してスプール２５の右端面は検出ビン３４に接触す
る。スプール２５は弁本体４ａに接触しているのでａ点
はアース電位となりａ点に電圧は現れなくなる。（第４
図）このようにしてクラッチパック１が充満したことを
検知できる。

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、クラッチパック１の圧力制御が行われる。このとき
スプール２５は検出ビン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。よりてクラッチパック
１に圧力がかかっているときはａ点の電位は常に零にな
っている。クラッチパック１の圧力がなくなればａ点に
電位が現れる０以上の関係を第４図に示す。第４図にお
いて（ｅ）は圧力制御弁の指令電流（ｑ）および検出機
構　（センサ）５のａ点の電圧（ｖ）、（Ｐｃ）はクラ
ッチパックの圧力、Ｐｌは供給圧（オリフィス３０の直
前圧）でそれぞれの特性を示すものである。

この実施例においては、前記検出機構５を備えたクラッ
チパック１の圧力ｉＩ１ｗ装Ｗ２を変速機の各速度段ご
とに設け、これら複数の検出機構５の出力を第８図に示
すようにコントローラ６へ入カスるようにしている。コ
ントローラ６はこれら複数の検出機構５の出力をモニタ
しており、これらモニタ結果から充満終了および２型係
合の有無を判定する。

今、変速速度段の１速から２速へ切換えようとするとき
トルクオフ（トルクの伝達がなくなる時間）を小さくす
るには上記したように２速のクラッチパックへの充満終
了の信号を起点としてクラッチ圧力Ｐｃを立ち上らせれ
ばよい。

つまり、１速の油圧クラッチを切る直前に２速のクラッ
チパックに油を充満しておき、１速の油圧クラッチを切
ると同時に流量検出弁４の充満終了信号を基点に２速の
クラッチ圧を立上げてやれば第９図に示すように充満時
間ｔｆをなくせるので変速時のトルクオフを解消できる
。

また、第１０図に示すように、■速の油圧クラッチを切
りながら２速の油圧クラッチを係合させるというクロス
オーバｖｍｍを実施すると非常に滑らかな変速操作が実
現できる。この場合流量検出弁４のスプール２５により
クラッチ圧が検出できるのでこのクラッチ圧検出信号を
モニタしながら二重係合を起こさないようにコントロー
ラ６の指令を決めればよい。第５図は本発明の第２実施
例の正面断面図を示す。なお、第３図に示した構成を同
一部品には同一符号を付し説明を省略する。

第５図に於いて、流量検出弁４は弁本体４ｂに形成され
たスプール孔４５ａを備えており、このスプール孔４５
ａ内にスプール２５ａが摺動可能に嵌装され、かつ、油
圧ポンプ７からの油の流入ポート１０ａと、圧力制御弁
３からの油路２２ａが第１実施例と位置を変えて設けら
れている。前記スプール２５ａには第１、第２ランド６
０．６１が形成してあり、弁本体４ｂには第１ランド６
０と第２ランド６１との間に油室６２と６３が弁本体４
ｂのランド６４を隔てて設けられており、油室６３は圧
力制御弁３からの油路２２ａに接続されている。また、
スプールの第１ランド６０の外側には油室６５が設けら
れ、油室６５はポンプ７からの油の流入ポー）１０ａに
接続されている。

スプール２５ａの第１ランド６０の左端面６０ａの受圧
面積をＡ３、第１ランド６０の右端面６０ｂの受圧面積
をＡＩ、第２ランド６１の左端面６１ａの受圧面積をＡ
２とすれば前記第１実施例と同様な計算が行われ、同様
な作動が行われる。

（発明の効果） 本発明によれば、クラッチパック１に対する油の充満時
、油圧ポンプ７から直接油が供給され供給圧が一時的に
降下して充満圧に達するまでの時間が長くかかるという
不具合は解消され、油圧クラッチの係合が極めて円滑に
行われる。つまり、変速時の応答性が極めて良好となる
のて、その実用性は非常に高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧回路図。 第２図は第１図における流量検出弁の内部構成を示す正
面断面図。 第３図は第２図のＺ−Ｚ断面図。 第４図は指令電流ｑ、センサ電圧Ｖとクラッチ圧Ｐｃお
よび供給圧ｐｔとの関係を説明する図。 第５図は本発明の流量検出弁の第２実施例の正面断面図
。 第６図は従来の油圧回路図。 第７図は従来技術における指令電流Ｅ、センサ電圧Ｖと
クラッチ圧Ｐｃおよび供給圧ＰＩ　との関係の説明図。 第８図は変速機の各速度段ごとに設けた圧力検出機構と
コントローラとの関係を示す説明図。 第９図は変速時のクラッチ油圧の切換要領の説明図。 第１０図は変速時のクラッチ油圧の切換をクロスオーバ
で行う場合の説明図である。 １・・・クラッチパック ２・・・電子式クラッチ油圧制御装置 ３・・・圧力制御弁　　４・・・流量検出弁５・・・検
出機構　　　６・・・コントローラ７・・・油圧ポンプ
　　１１・・・出力ポート２２・・・入力ポート　２５
・・・スプール３０・・・オリフィス 第２図 第３図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　トランスミッションのクラッチパック１に油を満たす
   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１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油圧ポンプ７からの油を流
   量検出弁４へ供給して流量検出弁４を開にすると共にク
   ラッチパック１の充満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クラッチ
   パック１の充満検出およびクラッチ圧検出を行う検出機
   構５とを備えた電子式クラッチ油圧制御装置２において
   、 前記流量検出弁４のスプール２５が開く方向に動くこと
   により、前記圧力制御弁３からの入力ポート２２を閉じ
   るとともに油圧ポンプ７からの油を直接クラッチパック
   １への出力ポート１１にオリフィス３０を介して供給す
   ることを特徴とするクラッチ油圧制御装置。