JPH07103905B2 - 油圧駆動式クラツチのクラツチ油圧制御装置 - Google Patents

油圧駆動式クラツチのクラツチ油圧制御装置

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JPH07103905B2
JPH07103905B2 JP61104326A JP10432686A JPH07103905B2 JP H07103905 B2 JPH07103905 B2 JP H07103905B2 JP 61104326 A JP61104326 A JP 61104326A JP 10432686 A JP10432686 A JP 10432686A JP H07103905 B2 JPH07103905 B2 JP H07103905B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧駆動式クラッチのクラッチ油圧制御装置
に関し、とくに大型建設機械の変速用クラッチ等のよう
なクラッチパック容積の大きなクラッチに採用して好適
なクラッチ油圧制御装置に関する。
〔従来の技術〕
大型建設機械の変速機に組込まれた変速用クラッチの油
圧を制御する手段として、従来から機械式のモジュレー
ションバルブが使用されている。
この機械式モジュレーションバルブは、変速用クラッチ
に漸増油圧を作用させるために使用され、第10図はこの
モジュレーションバルブの油圧モジュレーション特性が
実線で、また該バルブを介して油圧が供給される変速用
クラッチのフィリング時におけるクラッチ油圧の変化が
点線で各々例示されている。
同図において、斜線部に示す差圧は、空状態にある上記
変速用クラッチのクラッチパック内に油を充填するため
に、つまりいわゆるフィリングのために使用される。そ
してこの差圧が大きいほどフィリング中における上記ク
ラッチパックへの油の流入量が多いことになり、この流
入量が多いほどフィリングに要する時間Tfが短くなる。
また、フィリング終了時のクラッチ油圧Pfは、クラッチ
油圧の初期圧となり、この初期圧Pfが高いほど変速ショ
ックが大きくなる。
なお、クラッチ油圧は、フィリングの終了時点から上記
モジュレーション特性に従って漸増される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記フィリングタイムTfは、変速タイムラグの原因とな
るので変速フィーリング上短いことが望ましく、また初
期圧Pfは変速ショックを低減する上でできるだけ低く抑
えることが望ましい。
ところが、上記機械式モジュレーションバルブでは、下
記するようにフィリングタイムTfを短縮することと、初
期圧Pfを抑制することが相反する事項となるため、それ
ら同時に達成することが不可能であった。
すなわち、この機械式モジュレーションバルブの場合、
第10図に示すモジュレーション特性の油圧上昇勾配を大
きく設定することによってフィリングタイムTfの短縮化
を図ることが可能であるが、かくすると初期圧Pfが高く
なる。一方、初期圧Pfを低くするには、上記油圧上昇勾
配を小さくすればよいが、これはフィリングタイムTf
長くさせることになる。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
本発明では、加えられる指令信号の大きさに対応した油
圧を発生する圧力制御弁がオリフィスを介して油圧駆動
式クラッチと油圧源間に配設され、かつ上記オリフィス
の前圧と後圧の差圧によって開成作動される切換弁が上
記圧力制御弁に併設される。そして、上記差圧を発生す
べく第1の指令信号が上記圧力制御弁に加えられ、その
後、上記差圧が上記切替弁を開成作動させうる大きさと
なっている条件下で上記第1の指令信号が上記クラッチ
の初期圧を設定する第2の指令信号に変更される。さら
に、上記クラッチのフィリングの終了時点からクラッチ
油圧をモジュレーションさせる第3の指令信号が上記圧
力制御弁に加えられる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
第1図は、大型建設機械の歯車式変速機1に使用されて
いる変速用クラッチ2A〜2Dの油圧制御に適用した本発明
の実施例を示す。
この実施例に係るクラッチ油圧の制御装置では、ポンプ
3と上記変速用クラッチ群2A〜2D間にクラッチ選択用切
換弁4とオリフィス6とを介して電子制御式の圧力制御
弁5が配設され、またフィリング用切換弁7が上記圧力
制御弁5に並列接続されている。
なお、上記フィリング用切換弁7の容量は圧力制御弁5
のそれよりも大きく設定されている。ここで上記圧力制
御弁5について説明する。
この圧力制御弁5は、第2図にその一構成例を示すよう
に、第1ピストン部501、第2ピストン部502および第3
ピストン部503を備えたスプール504を有し、このスプー
ル504の左端には比例ソレノイド505のプランジャ506
が、また右端にはバネ507で左方に付勢されたリテーナ5
08が各々当接している。
上記第1ピストン部501と第2ピストン部502は油室509
を画成し、第2ピストン部502と第3ピストン部503は油
室510を画成している。そして油室509および油室510に
は、各々入力ポート511およびタンクポート512が開口さ
れている。
バネ507およびリテーナ508が配設された油室513は、通
路514を介して出力ポート515に連通されている。また出
力ポート515のスプール504側の開口端には、上記第2ピ
ストン部502が位置しており、図示する状態において上
記開口端は第2ピストン部502によって閉塞されてい
る。
上記比例ソレノイド505は、上記スプール504を移動させ
るアクチュエータとして設けたものである。この比例ソ
レノイド505は、周知のようにそのプランジャ506の推力
Fが駆動電流Iに比例する特性をもち、第3図にはこの
関係が示されている。
つぎに、この圧力制御弁5の作用を説明する。
いま、比例ソレノイド505が作動されてスプール504が右
行すると、ポンプ3より入力ポート511に供給されてい
る油が出力ポート515をに流れ込み、その際出力ポート5
15を通過する油の一部が前記通路514を介して油室513内
に流入する。
そこで、第3ピストン部503の受圧面積をA、出力ポー
ト515における油圧つまり油室513内の油圧をP0とする
と、A・P0なる力がスプール504を左行させる方向に作
用し、この結果油室513内の油圧の上昇に伴ってスプー
ル504が左行される。そして、スループ504が左行される
と、出力ポート515への油の流入が断たれるとともに、
出力ポート515側よりタンクポート512側に油がドレンさ
れる。
かくして、スループ504はプランジャの推力Fと上記A
・P0とがつり合うように、つまり下式に示すつり合い関
係が満たされるように作動する。
F=A・P0 ……(1) なお、前記バネ507はスプール504を左方向に付勢させる
作用をなすが、このバネ507としてバネ常数の小さなも
のが使用されることから以上の説明ではこのバネの作用
を無視している。
前述したように、プランジャ506の推力Fとソレノイド
の駆動電流Iとの間には F=K・I ……(2) 但し、K;比例定数 なる関係があるので、(1),(2)式から K・I=A・P0 ……(3) という関係が得られ、これより出力ポート515の油圧P0
は P0=K・(I/A) ……(3) と表わされる。この(3)式から明らかなように、出力
ポートの油圧P0はソレノイド駆動電流Iに比例し、第4
図にはこの関係が示されている。
なお、第1図に示すリリーフ弁9はポンプ2の出力圧を
一定(例えば35kg/cm2)に保つために設けられている。
一方、第1図に示した切換弁7は、オリフィス6の前圧
PAと後圧PBの差圧ΔP=PA−PBが所定値以上になった際
に切換作動するように構成されている。
なお、同図に示す変速機は1は、変速用クラッチ2A,2B,
2Cおよび2Dによってそれぞれ1速,2速,3速およびR(バ
ック)を選択するように構成されている。
また同図において、変速レンジ指令器10は、レバー操作
によって変速レンジを指令するものであり、指令された
レンジに対応した信号を出力する。さらに、トルクコン
バータ出力軸回転センサ10は、図示されていないトルク
コンバータの出力軸の回転数も、またスロットル量セン
サ12はスロットルの開度量をそれぞれ検出するものであ
る。
第6図は、コントローラ8の処理手順を例示したフロー
チャートであり、以下、同図を参照してこの実施例の作
用を説明する。
コントローラ8では、まず上記変速レンジ指令器10の出
力とセンサ11,12の各出力とに基づいて変速すべきか否
かが判断される(ステップ101)。なお、この変速の判
断処理は従来公知であるので、ここではその説明を省略
する。
いま、例えば変速用クラッチ2Aが係合されて1速が選択
されていると仮定し(この場合、圧力制御弁5はクラッ
チ2Aに油圧を作用させるべく作動している。)、上記ス
テップ101において2速を選択すべき判断がなされたと
すると、コントローラ8からはこの2速についてのクラ
ッチ2Bを選択するためのクラッチ選択信号S1が切換弁4
に対して出力され、かつオリフィス6に油を流して上記
所定値以上の差圧ΔPを発生させるべく、指令電流I0
上記圧力制御弁5に対し出力される(ステップ102)。
なお、第5図には上記信号S1,S2およびIfの出力時点がt
0で示されている。
クラッチ選択信号S1がクラッチ選択用切換弁4に加えら
れると、この切換弁4によって1速用クラッチ2A内の油
がタンク13にドレンされ、これによってクラッチ2Aの係
合が解かれる。また同切換弁7によって2速用クラッチ
2Bが選択され、油路14に該2速用クラッチ2Bが接続され
る。
それ故、前記指令電流I0によって圧力制御弁5が作動さ
れると同時にオリフィス6を介してクラッチ2Bに油が供
給され、その結果該オリフィスに前記差圧ΔP=PA−PB
が発生する。この差圧ΔPは、圧力制御弁5の作動後た
だちに切換弁7を切換作動させうる値ΔP1に到達するの
で、圧力制御弁5とほぼ同時に切換弁7が切換作動さ
れ、この結果、両弁5,7を介してクラッチ2Bへの油の充
填、つまりフィリングが行なわれる。なお、上記前圧PA
と後圧PBはフィリングの開始時点t0から第5図に例示す
る態様で変化する。
ところで、上記差圧ΔP=PA−PBが値ΔP1に到達してい
ることは前記フィリング開始時点t0からの時間経過から
推定することができる。そこでこの実施例では、上記コ
ントローラ8に上記差圧ΔPが上記大きさΔP1に到達す
るのに十分な時間Tを計時させ(ステップ103)、かつ
その計時の終了を判断させている(ステップ104)。第
5図には、上記時間Tの経時終了時点でt1で示されてい
る。
なお、上記差圧ΔPが値ΔP1に達したことを圧力センサ
で検出することも当然可能である。
コントローラ8において時間Tの経過が判断されると、
それまで圧力制御弁5に加えられていた前記指令電流I0
に代えて、クラッチ2Bの初期圧Pfを設定する指令電流If
が同コントローラ8より出力される(ステップ105)。
指令電流Ifが出力されると、この指令電流に基づく圧力
制御弁5の出力圧よりもオリフィス前圧PAの方が大きい
ことから該弁5がドレン作動し、これに伴って第5図に
示す如くオリフィス6の前圧PAと後圧PBが降下する。し
かし、両者の差圧ΔPは、依然としてΔP1以上の値を示
すので、切換弁7が切換作動状態を保持し、したがって
クラッチ2Bのフィリングはこの弁7を介して続行され
る。
クラッチ2Bのフィリングが進行して、該クラッチのクラ
ッチパック内への油の充填がほぼ完了すると、このクラ
ッチパックに流入する油の量が減少するので、上記差圧
ΔPがΔP1以下になって切換弁7が自己復帰する。そし
て、切換弁7が復帰動作すると前記オリフィス6の前圧
PAと後圧PBがさらに低下し、ついにはそれらの圧が前記
初期圧Pfに一致する。
つまり、切換弁7の復帰作動後は、オリフィス前圧PA
初期圧Pfとなるように圧力制御弁5が圧力制御を行なう
ので、前圧PA、後圧PBが前記駆動電流Ifに基づく圧力制
御弁5の出力圧P0(初期圧Pf)に収束する。そしてこの
とき、クラッチ2Bのクラッチパック内圧PCも初期圧Pf
なり、この時点t2でクラッチ2Bについてのフィリングが
終了する。
なお、第5図においてはフィリング中における上記クラ
ッチパック内圧PCの値とオリィス後圧PBの値が互いに相
違しているが、この相違は油路14の管路抵抗等に基因し
て発生する。したがって管路抵抗等が無い場合には内圧
PCと後圧PBが互いに一致する態様で変化することにな
る。
第6図に示す如く、コントローラ8では上記時点t2確認
つまりフィリングタイムTfの終了の判断が実行されるが
(ステップ106)、この判断はたとえば次のようにして
行なわれる。すなわち、フィリングタイムTfが終了する
と、前記差圧ΔPがほぼ零となるので、この差圧ΔPを
図示した圧力センサで検出してフィリングタイムTfの終
了を判断することができる。なお、上記切換弁7が復帰
動作する時点はほぼフィリングタイムTfの終了時点とみ
なすことができるので、この復帰動作を適宜なセンサで
検出してフィリングタイムTfの終了を判断することも可
能である。
ステップ106でフィリングタイムTfの終了が確認される
と、コントローラ8から所定の油圧増加パターンを得る
ための指令電流つまりクラッチ油圧をモジュレーション
させるための指令電流Imが圧力制御弁5に対して経時的
に加えられ(ステップ107)、これによってクラッチ2B
に作用する油圧が該パターンに従って変化される。
上記油圧増加パターンとしては、たとえば第5図に示す
ようにフィリングタイムTfの終了時点t2から短時間だけ
初期圧Pfの状態を持続させ、しかるのちクラッチ油圧を
漸増させるというパターンが考えられ、このパターンの
場合、同パターンに従った指令電流が圧力制御弁7に加
えられることになる。
もちろん、同図に点線で示す如く、フィリングタイムTf
の終了後ただちにクラッチ油圧を漸増させるパターンを
採用してもよく、また複数のパターンを用意しておい
て、車輌の走行状態(車重、速度段等)に適したパター
ンを選択採用することも可能である。
なお、上記油圧増加パターンを得るための指令電流Im
値および前記指令電流Ifの値は、コントローラ8に内蔵
された図示されていないメモリから読出される。
以上においては、クラッチ2Aの係合を断ってクラッチ2B
を係合させる場合について説明したが、別のクラッチを
係合させる場合も同様の態様でクラッチ油圧が制御され
る。
第7図は、本発明の他の実施例を示す。この実施例では
クラッチ2A〜2Dのそれぞれに対して圧力制御弁5、オリ
フィス6および切換弁7が設けられる。そして第1図に
示したクラッチ選択用切換弁4は省略される。
この実施例において、1速から2速への変速を行なう場
合を考えると、この場合、コトローラ8の手順としては
第6図に示すステップ102の内容のみが変更されること
になる。つまり、この場合、同ステップ102において
は、それまで全開状態におかれていた1速用クラッチ2A
に係る圧力制御弁5を第7図に示す作動位置に復帰させ
るための信号、つまり、クラッチ2A内の油を該弁5を介
してドレンさせるための信号がコントローラ8より出力
される。また同時に2速用クラッチ2Bに係る圧力制御弁
7(第7図には示されていない)に対して前記指令電流
I0が出力される。
この実施例の場合、次のような制御も可能である。すな
わち、上記ステップ102で1速用クラッチに係る圧力制
御弁7を復帰作動させないで、第6図に示すステップ10
6でフィリングタイムTfの終了が判断された時点t2でこ
の1速用クラッチについての圧力制御弁7を復帰作動さ
せるようにすれば、第8図(a),(b)に示す如く時
点t2で1速用クラッチ2Aのクラッチ油圧が低下すると同
時に2速用クラッチ2Bの油圧を初期圧Pfからただちにモ
ジュレーションさせることができ、これによってフィリ
ングに起因した変速タイムラグを完全に無くすことがで
きる。
上記実施例では、前記時点t1で圧力制御弁5に対する指
令電流をI0からIfに変更させているが、この時点t1は前
記差圧ΔPがΔP1以上の値を示している間であれば、任
意に選択しえる。
また、上記実施例では圧力制御弁5の出力ポート側オリ
フィス6が設けられているが、第9図に示すように圧力
制御弁5と切替弁7に対する共通の圧油供給路にオリフ
ィス6を設けた場合でも本発明は実施可能である。
なお、本発明は、マニュアルシフト式の変速機にも適用
することができ、また実施例を示したような変速用クラ
ッチのクラッチ油圧制御だけでなく、他のクラッチたと
えばトルクコンバータの入出力軸間をロックするロック
アップクラッチ等のクラッチ油圧制御にも適用すること
ができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、クラッチに対するフィリングが専用の
切換弁を介して行なわれ、かつフィリング終了時におけ
るクラッチ初期圧を圧力制御弁により任意に設定するこ
とが可能である。したがってフィリングタイムを短縮
し、かつ初期圧を低くするという制御が可能となり、こ
れによってとえば変速用クラッチに適用した場合、次の
ような利便が得られる。
a.フィリングタイムの短縮化により、伝達トルクが零と
なる時間が短くなるので作業性の向上を図れ、また、マ
ニュアルシフト式の変速機においてはシフトレバーを操
作してから変速が終了するまでのタイムラグが短くなる
ので操作感の向上を図ることができる。
b.初期圧の低下により、変速ショックの低減とクラッチ
の耐久性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るクラッチ油圧制御装置の一実施例
を示したブロック図、第2図は第1図に示す圧力制御弁
の一構成例を示した縦断面図、第3図は比例ソレノイド
の電流−推力特性を例示したグラフ、第4図はソレノイ
ド電流と圧力制御弁の出力圧との関係を例示したグラ
フ、第5図は第1図に示す実施例の作用を示したグラ
フ、第6図は第1図に示すコントローラの処理手順の一
例を示したフローチャート、第7図は本発明の他の適用
例を示したブロック図、第8図は第7図の適用例におけ
るクラッチ油圧の他の制御態様を示したグラフ、第9図
は本発明の他の実施例を示した油圧回路図、第10図は機
械式モジュレーションバルブの油圧漸増特性とフィリン
グ時のクラッチ油圧の変化を例示したグラフである。 1……変速機、2A〜2D……変速用クラッチ、3……ポン
プ、4……クラッチ選択用切換弁、5……圧力制御弁、
6……オリフィス、7……フィリング用切換弁、8……
コントローラ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】油圧駆動式クラッチと油圧源間にオリフィ
    スを介して配設され、加えられる指令信号の大きさに対
    応した油圧を発生する圧力制御弁と、 上記圧力制御弁に併設され、上記オリフィスの前圧と後
    圧の差圧によって開成作動される切換弁と、 上記差圧を発生させるべく、上記圧力制御弁に第1の指
    令信号を加え、かつ上記差圧が上記切換弁を開成作動さ
    せうる大きさとなっている条件の元で上記第1の指令信
    号を上記クラッチの初期圧を設定する第2の指令信号に
    変更させる手段と、 上記クラッチのフィリングの終了時点からクラッチ油圧
    をモジュレーションさせる第3の指令信号を上記圧力制
    御弁に加える手段とを備える 油圧駆動式クラッチのクラッチ油圧制御装置。
  2. 【請求項2】上記オリフィスが上記圧力制御弁の出力ポ
    ート側に設けられた特許請求の範囲第(1)項記載の油
    圧駆動式クラッチのクラッチ油圧制御装置。
  3. 【請求項3】上記オリフィスが上記圧力制御弁の入力ポ
    ート側に設けられた特許請求の範囲第(1)項記載の油
    圧駆動式クラッチのクラッチ油圧制御装置。
  4. 【請求項4】上記条件が満たされているか否かは、上記
    第1の指令信号が加えられてからの時間によって判断さ
    れる特許請求の範囲第(1)項記載の油圧駆動式クラッ
    チのクラッチ油圧制御装置。
  5. 【請求項5】上記フィリングの終了は、上記切換弁の復
    帰動作から検出される特許請求の範囲第(1)項記載の
    油圧駆動式クラッチのクラッチ油圧制御装置。
JP61104326A 1986-05-07 1986-05-07 油圧駆動式クラツチのクラツチ油圧制御装置 Expired - Lifetime JPH07103905B2 (ja)

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