JPH0813636B2

JPH0813636B2 - 液圧リターダ制御装置

Info

Publication number: JPH0813636B2
Application number: JP2306970A
Authority: JP
Inventors: ドナルド・クレメン; デニス・マイケル・クーク; ジョン・リチャード・ビトナー; ジェームズ・トーマス・クレイグ
Original assignee: ゼネラル・モータース・コーポレーション
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1990-11-13
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH03176260A; ES2047863T3; US5000300A; DE69005591T2; CA2020867C; EP0428311A3; EP0428311A2; DE69005591D1; EP0428311B1; CA2020867A1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は液圧リターダ（液圧制動装置）の制御装置に
関する。

［従来の技術及びその問題点］液圧リターダは、流体カップリングに類似した構造を
有し、流体の動きを利用して制動を行う装置であり、多
くはトラック等の自動車の減速装置として使われる。す
なわち、液圧リターダは、供給される流体によって回転
されるロータと、静止したステータとを有し、供給され
た流体が回転しているロータの遠心力により該ロータか
ら放出されてステータ内に入り、そこで流体の動きが抑
制された状態で該ステータから出て再びロータ内に入る
ようになっており、それにより当該ロータの回転を減速
するようになっている。リターダの制動効果は供給され
る流体の量でコントロールされる。

リターダは通常、トランスミッションの液圧流体系統
に組み込まれ、リタード（すなわち制動）の要求がある
と、該液圧流体系統から液圧流体が供給されるようにな
っている。そして該系統には通常アキュムレータが組み
込まれており、リタード要求があると主に該アキュムレ
ータから流体が放出されてリターダに供給されるように
なっている。従って、リタードが行われるとアキュムレ
ータ内がほとんど空になるため、該リターダを再充填す
る必要がある。

従って、このようなリターダ装置においては、アキュ
ムレータの再充填を迅速に行わなければならなず、この
ためにトランスミッションの液圧系統の液圧ポンプの容
量を大きなものとしなければならないといった問題を有
している。

また、リターダへの流体の供給を迅速に行う必要があ
り、この点でも液圧ポンプの容量を増大する必要があ
る。リターダへの流体の遅延を補うために摩擦装置を設
けて摩擦により減速を行う方法もあるが、リターダの本
来の機能である摩擦によらない制動という点から考えれ
ば、なるべく摩擦による制動に依存することは少なくす
ることが望ましい。

［発明の目的］本発明は、上記の点に鑑み、リタードの要求があった
ときにリターダへの迅速な液圧流体の供給ができるよう
にするとともに、リタードの際にアキュムレータ内の流
体が過剰に放出されるのを回避することにより、該アキ
ュムレータの再充填のためにポンプ容量を増大する必要
のないようにしたリターダ制御装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成及びその作用］本発明に係る液圧リターダ制御装置は、アキュムレー
タの方へ流体を導くため主流体圧力源に流体連通された
第１逆止め弁手段と；流体を、第１逆止め弁手段からア
キュムレータへ向け若しくはアキュムレータから放出す
るためのアキュムレータパルス弁手段と；アキュムレー
タパルス弁手段から液圧リターダへ流体を導くための第
２逆止め弁手段と；アキュムレータから第２逆止め弁手
段へ流体を導くためアキュムレータパルス弁手段を適所
に保持するパルス制御手段と；副流体圧力源から液圧リ
ターダへ流体を供給する調整器手段であって、液圧リタ
ーダでの圧力が所定レベルにあるときに、副流体圧力源
から供給される圧力のレベルを制御するための制御手段
を具備した調整器手段と；を有することを基本的特徴と
している。

このような本発明に係る液圧リターダ制御装置におい
ては、リタードの要求があると、パルス制御手段と調整
器手段とが作動して、流体をアキュムレータ及び副流体
圧力源から供給するようにすることができ、迅速に流体
の供給を行うことができるとともに、リターダの圧力が
所定値になった時点で、パルス制御手段の作動を停止す
ることによりアキュムレータからの流体の供給が停止さ
れ、調整器手段による副流体源からの流体の供給をその
圧力のレベルを制御しながら行うことができる。

具体的構成としては、上記第１逆止め弁手段は１方向
逆止め弁とし、該２逆止め弁手段を別の１方向逆止め弁
とすることができる。

また、パルス制御手段は、通常は、主流体圧力源とア
キュムレータとの間を流体連通するようにアキュムレー
タパルス弁手段を作動させるようにする。

アキュムレータパルス弁手段は、第１逆止め弁手段か
ら、アキュムレータへ流体を導く第１の位置を有し、パ
ルス手段が該アキュムレータパルス弁手段をアキュムレ
ータから第２逆止め弁手段へ流体を導くための第２位置
へ動かすようにするようになされる。

パルス制御手段は、液圧リターダでの圧力が所定レベ
ル以上のとき、前記副流体圧力源からの流体供給を遮断
する作用もなす。

調整器手段が弁手段を有し、前記アキュムレータパル
ス弁手段及び該弁手段が相互連結されており、単一のボ
ア内に配置されるようにすることができる。

調整器手段がアキュムレータパルス弁手段の動きを制
御するように流体を導くため制御手段に流体接続した弁
手段を有するようにすることもできる。

［発明の効果］以上から分かるように、本発明の液圧リターダ制御装
置は、前述の従来の液圧リターダに比べて、液圧リター
ダを充填するための運転手の要求に一層迅速に応答する
ことができ、従ってまた、付加的な摩擦によるリタード
の必要性を少なくする。また、液圧リターダの充填中、
アキュムレータからの流体の供給を停止して副流体源す
なわちコンバータから供給することができるので従来の
装置のように、リターダ充填のためにアキュムレータを
空にすることもなく、リタード後のアキュムレータの充
填を迅速に行うことができる。

［実施例］以下、添付図面を参照して本発明の実施例につき説明
するが、同じ参照番号は同じ部品を示すものとする。第
１、２、３図には、制御機構及び液圧リターダを概念的
に示す。各機構は液圧リターダ10と、流れ制御弁12と、
アキュムレータ14と、第１図に示すようなトランスミッ
ション及び制御装置16と、トルクコンバータ18とを有す
る。液圧リターダ10、流れ制御弁12、アキュムレータ1
4、トランスミッション及び制御装置16、及びトルクコ
ンバータ18は、普通のものでよく、その構造及び作動は
当業者にとって周知のものである。これらの装置はトラ
ンスミッション内の種々の装置を既知の方法で作動させ
るために使用する加圧流体源を提供する普通のポンプ組
立体を有する。

ブロックとして示したトランスミッション及び制御装
置16とトルクコンバータ18（第１図）は、本発明の理解
にとって不必要なので、第２、３図においては省略して
ある。

特に第１図を参照すると、液圧リターダ10はトランス
ミッション及び制御装置16の回転部材に連結したロータ
20と、静止関係にてパワートランスミッション又は自動
車（図示せず）の一部に連結したステータ22の一部とで
構成される。ロータ20及びステータ22は羽根部材24、26
をそれぞれ具備し、これらの羽根部材は相対回転し、ロ
ータ20及びステータ22内に形成したトロイド室内で流体
の攪はんを生じさせる。車両のリタード（減速）を行い
たい場合、リターダの入口通路28を流体で満たし、羽根
部材24、26間の内側半径部分に流体を送給する。流体は
リターダの出口通路30を介して液圧リターダ10から排出
される。

流れ制御弁12は弁スプール36を摺動収納したボア
（穴）34を有する弁本体32を具備する。ボア34は、リタ
ーダ入口通路28、リターダ出口通路30、コンバータ出口
通路38、クーラー入口通路40、クーラー出口通路42、ト
ランスミッション潤滑通路44及び複数個の排気通路を含
む複数個の通路に流体連通している。

弁スプール36は複数個の同径の弁ランド部46、48、5
0、52を有する。これらの弁ランド部46−52はボア34と
共働して種々の接続通路間の流体の流れの方向を確立す
る。弁スプール36は圧縮バネ54及び制御プラグ56により
ボア34内に位置決めされ、ブレーキ信号通路58内の圧力
に応答する。圧縮バネ54はボア34内で示すバネ設定位置
へ弁スプール36を押圧する。ブレーキ信号通路58内の流
体圧力は制御プラグ56に作用し、所定の圧力レベルのと
きには、圧縮バネ54の力に抗して弁スプール36を動かす
のに十分な力を制御プラグ56に与え、これにより流れ制
御弁12を通る流体流れ経路を変更する。

バネ設定位置においては、リターダ入口通路28及びリ
ターダ出口通路30は排気部（EX）に通じ、それ故、液圧
リターダ10は不作動状態となる。コンバータ出口通路38
はクーラー入口通路40に接続し、クーラー出口通路42は
トランスミッション潤滑通路44に接続する。制御プラグ
56により制御される左方位置即ち圧力設定位置において
は、リターダ出口通路30はクーラー入口通路40に流体連
通し、クーラー出口通路42はリターダ入口通路28に流体
連通する。コンバータ出口通路38は流れ制御弁12におい
て閉じられ、トランスミッション潤滑通路44は一対の流
れ絞り通路60、62を介してクーラー出口通路42から一部
の流体を受入れる。

リターダ制御装置はまた、アキュムレータパルス弁
（アキュムレータパルス弁手段）64と、調整弁（調整器
手段）66とを有する。アキュムレータパルス弁64はアキ
ュムレータ14に出入りする流体流れを制御するように作
動し、離間した同径のランド部74、76を有する弁スプー
ル72を摺動収納した単一直径の弁ボア70を備えた弁本体
68を具備する。弁ボア70はアキュムレータ充填通路78、
主圧力入口通路80及びリターダ充填通路82に流体連通し
ている。

主圧力入口通路80は普通の逆止め弁（第１逆止め弁手
段）84の下流側に接続され、この逆止め弁はトランスミ
ッション及び制御装置16の主圧力通路86に流体連通し、
流体圧力源（図示せず）に接続している。リターダ充填
通路82は逆止め弁（第２逆止め弁手段）88に流体連通
し、この逆止め弁はリターダ入口通路28に接続してい
る。逆止め弁84は主圧力通路86からの流体を絞り部90を
介してアキュムレータパルス弁64へ導くように位置して
いる。逆止め弁84は反対方向への流れを許容しない。逆
止め弁88はリターダ充填通路82からリターダ入口通路28
への流体の流れは許容するが、反対方向への流れは許容
しないように位置している。

アキュムレータパルス弁64はソレノイド制御弁ででき
ており、その目的のため、ワイヤ94を介してトランスミ
ッション及び制御装置16に電気接続する普通のソレノイ
ド制御弁（パルス制御手段）92を有する。ソレノイド制
御弁92はまた、バネ96に抗しての弁スプール72の運動を
制御するためランド部74の一端に流体圧力を作用させる
ことができるように、主圧力通路86に接続している。

図示のバネ設定位置において、アキュムレータパルス
弁64は主圧力通路86からの流体をアキュムレータ14へ導
くように位置決めされる。主圧力通路86からの流体は、
主圧力入口通路80内の圧力が主圧力通路86内の圧力より
小さい場合にのみアキュムレータ14へ流入し、逆止め弁
84は加圧流体が逆方向へ流れるのを阻止する。従って、
アキュムレータ14が完全に充填されておらず、例えばト
ランスミッションの速比変更期間中に主圧力通路86内の
システム圧力が一時的に減少した場合、アキュムレータ
14の流体は空にならず、同様に、トランスミッションは
主圧力通路86内の圧力流体をアキュムレータよりも優先
的に使用するようになっている。

ソレノイド制御弁92は、運転手がリターダ信号を発す
る毎に付勢される。リターダ信号が発生したとき、ソレ
ノイド制御弁92はランド部74に流体圧力を作用させるよ
うに作動し、バネ96に抗して弁スプール72を移動させ
る。この運動により、アキュムレータ充填通路78はリタ
ーダ充填通路82と流体接続し、逆止め弁88を介してリタ
ーダ入口通路28と流体接続する。従って、トランスミッ
ション及び制御装置16とアキュムレータ14と接続通路と
が液圧リターダ10に使用する主加圧流体源を提供する。

流れ制御弁12がリターダ信号に応答するので、リター
ダ入口通路28は排気部から遮断され、弁ランド部50によ
り流れ制御弁12に対して閉じる。この状態の下では、液
圧リターダ10は極めて短時間で加圧流体を受け、リター
ド（減速）が開始する。

調整弁66は弁ボア100を備えた弁本体98を有する。離
間したランド部104、106を有する弁スプール102は弁ボ
ア100内に摺動収納され、コンバータ出口通路38とリタ
ーダ入口通路28との間の流体の流れを制御するように作
動する。弁スプール102は図示の位置では作動状態にあ
り、リターダ入口通路28を排気部に接続する。調整弁66
はソレノイド制御弁であって、ワイヤ110によりトラン
スミッション及び制御装置16に電気接続したソレノイド
弁（制御手段）108を有する。ソレノイド弁108は、この
ソレノイド弁108の作動期間中流体圧力がランド部104に
導かれ、制御バネ112に抗して弁スプール102を動かすよ
うに、主圧力通路86に流体連通する。

制御バネ112は絞り部116を介してリターダ入口通路28
に流体連通した室114内に位置している。それ故、リタ
ーダ入口通路28内の圧力はソレノイド弁108により確立
された流体圧力に対抗するように作動する。ソレノイド
弁108は、ランド部104に可変制御圧力を作用させること
のできるパルス幅変調型のソレノイドを有する。ソレノ
イド制御弁92はオン／オフ型のソレノイドを有する。

リタード要求期間中、ソレノイド弁108は運転手が要
求したリタード（減速）のレベルに応答し、ランド部10
4に所定の圧力を作用させ、弁スプール102を運動させ
る。この運動が生じると、コンバータ出口通路38内の流
体圧力がリターダ入口通路28に接続し、液圧リターダ10
により使用される副加圧流体源を提供する。リターダ入
口通路28内の圧力は室114内で作用し、コンバータ出口
通路38からリターダ入口通路28への流体の流れを制限す
る。リターダ入口圧力が確立されると、ソレノイド弁92
が去勢され、アキュムレータ14は液圧リターダ10への流
体供給を停止する。この瞬間から、リターダ入口の流体
流れはソレノイド弁108及び調整弁66により制御され
る。リターダの流体はコンバータ出口通路38により供給
されるので、当該システムのポンプが付加的な流れを供
給する必要はない。

第２図に示す制御機構は第１図のものと類似であり、
液圧リターダ10と、流れ制御弁12と、アキュムレータ14
とを有する。第２図の制御装置はまた、アキュムレータ
パルス弁200及び調整弁202をも有する。アキュムレータ
パルス弁200は通路204及び通路206、208を介してアキュ
ムレータ14に接続している。通路206は絞り部90及び逆
止め弁84を介して主圧力通路86からの流体を受入れる。
通路208は逆止め弁88を介してリターダ入口通路28へ流
体を送給する。アキュムレータパルス弁200はボア212内
に摺動装着された弁スプール210を有し、この弁スプー
ルは、圧力室216内のバネ214の制御の下に、通路204、2
06間又は通路208、204間の流体連通を制御するように作
動する。アキュムレータパルス弁200とアキュムレータ
パルス弁64との主な相違は、ソレノイド制御弁がアキュ
ムレータパルス弁200と一緒に使用されていないことで
ある。

圧力室216は調整弁202に流体連通した制御通路218を
介して流体圧力を受けるようになつている。調整弁202
は弁ボア230内に摺動収納された同径の離間したランド
分222、224、226、228を有する弁スプール220を具備
し、この弁シプールはバネ232及びソレノイド制御弁234
の制御の下に弁ボア内に位置決めされている。ソレノイ
ド制御弁234はソレノイド弁108と類似のもので、トラン
スミッション及び制御装置16によりその作動を制御され
るようになっている。

図示のバネ設定位置においては、調整弁202は制御通
路218を排気しコンバータ出口通路38を閉じるように作
動する。ソレノイド制御弁234により確立されるような
圧力設定位置においては、調整弁202は、主圧力通路86
内のシステム圧力を制御通路218へ導き、制御圧力を確
立すると共にコンバータ出口通路38からリターダ入口通
路28への流れを確立するのに有効である。

調整弁202が圧力調整地点に到達したとき、主圧力通
路86は制御通路218から遮断され、アキュムレータパル
ス弁200はバネ設定位置へ戻ってアキュムレータ14から
の流体の更なる消失を生じさせず、主圧力通路86内のシ
ステム圧力が十分大きな場合には、アキュムレータ14は
再充填される。

第３図に示す制御機構はまた、液圧リターダ10と、流
れ制御弁12と、アキュムレータ14とを合体している。し
かし、この制御機構は調整及びアキュムレータパルス弁
を単一の弁構造体300として合体している。この弁300は
大径ボア部分306と小径ボア部分308とを有する弁ボア30
4を備えた弁本体302を具備する。弁スプール310は、大
径ボア部分306内に摺動収納された一対の離間した大径
のランド部312、314と、小径ボア部分308内に摺動収納
された離間した小径のランド部316、318とを有する。大
径ランド部312は大径ボア部分306と共働して、制御バネ
322を内蔵した制御室320を画定する。制御室320は絞り
部324を介してリターダ入口通路28に流体連通してい
る。

弁300は小径ランド部318に隣接して位置した室328内
の流体圧力を制御するように作動するソレノイド制御弁
326を有する。ソレノイド制御弁326はトランスミッショ
ン及び制御装置16により周知の方法で制御され、室328
内の圧力を制御する。

図示のバネ設定位置においては、アキュムレータ14は
絞り部330及び逆止め弁84を介して主圧力通路86に流体
連通し、これによりアキュムレータ14を加圧できる。上
述した制御機構と同様、逆止め弁84はアキュムレータ14
からの逆流を阻止する。

運転手がリタードを要求したとき、ソレノイド制御弁
326は室328内の流体圧力を制御するように作動して、制
御バネ322に抗して弁スプール310を移動させ、それによ
り、アキュムレータ14への主圧力通路86を閉じ、逆止め
弁88を介してアキュムレータ14をリターダ入口通路28へ
開く。同時に、弁スプール310はコンバータ出口通路38
とリターダ入口通路28との間の流体連通を確立する。ま
た、流れ制御弁12はブレーキ信号通路58内の流体圧力に
より操作されて、所望の流れ接続を提供することを諒解
されたい。

リターダ入口通路28内の流体圧力及び制御バネ322の
力が室328内の圧力により生起された力に平衡するのに
十分なものとなったとき、弁300はリターダ入口通路28
内の圧力を調整（規制）し始める。圧力規制期間中、逆
止め弁88はアキュムレータ14から遮断され、逆止め弁84
はアキュムレータに再接続されて、アキュムレータ14の
再チャージ（再充填）を許容する。

第１、２、３図について上述したすべての制御機構
は、リタードの要求時に、液圧リターダ10の充填期間
中、圧力をアキュムレータ14から遮断するような機能を
提供する。リターダ圧力が達成されると、各制御機構は
アキュムレータの再充填を行えるように圧力源とアキュ
ムレータ14との間の連通を確立する。この構成によれ
ば、トランスミッションのための制御ポンプに大きな負
荷をかけずに、液圧リターダの反復オン／オフ操作を達
成できる。

この制御装置の構成により、ある場合は、応答時間が
10:1程度まで大幅に減少することが判明した。このよう
な迅速応答により、摩擦によるリタードの必要性が大幅
に減少し、液圧リターダ組立体から摩擦装置を排除する
ことができ、これにより全体の製造費用を減少させるこ
とができる。

ソレノイド制御弁234、326はパルス幅変調型式のもの
とするのが好ましい。しかし、制御機構はパルス弁及び
調整弁のための液圧的、空気的又は機械的な入力信号を
用いた場合と同等に機能することを諒解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による液圧リターダ制御装置
の概略構成図、第２図は本発明の別の実施例による液圧リターダ制御装
置の概略構成図、第３図は本発明の更に別の実施例による液圧リターダ制
御装置の概略構成図である。符号の説明 10:液圧リターダ、14:アキュムレータ 64、200:アキュムレータパルス弁 66、202:調整弁、84、88:逆止め弁 92:ソレノイド制御弁 108:ソレノイド弁、218:制御通路 220:弁スプール 234:ソレノイド制御弁 300:弁構造体、304:弁ボア 310:弁スプール 326:ソレノイド制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョン・リチャード・ビトナーアメリカ合衆国インディアナ州46104，アーリントン，アールアールナンバー１, ボックス 94エイ (72)発明者ジェームズ・トーマス・クレイグアメリカ合衆国インディアナ州46205，インディアナポリス，ワシントン・ブールヴァード 5015

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主流体圧力源と、加圧流体を貯蔵するため
のアキュムレータ（14）とを有する液圧リターダ及び制
御装置において、アキュムレータの方へ流体を導くため
前記主流体圧力源に流体連通する第１逆止め弁手段（8
4）と；流体を、第１逆止め弁手段からアキュムレータ
へ向け若しくは同アキュムレータから放出するためのア
キュムレータパルス弁手段（64、200、300）と；アキュ
ムレータパルス弁手段から液圧リターダ（10）へ流体を
導くための第２逆止め弁手段（88）と；アキュムレータ
から該第２逆止め弁手段へ流体を導くため前記アキュム
レータパルス弁手段を適所に保持するパルス制御手段
（92、218、326）と；副流体圧力源から同液圧リターダ
へ流体を供給する調整器手段（66、202、300）であっ
て、液圧リターダでの圧力が所定レベルにあるときに、
副流体圧源から供給される圧力のレベルを制御するため
の制御手段（08、234、326）を具備した調整器手段と；
を有することを特徴とする液圧リターダ制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の液圧リターダ制御装置に
おいて、前記第１逆止め弁手段を１方向逆止め弁（84）
とし；前記第２逆止め弁手段を別の１方向逆止め弁（8
8）とした液圧リターダ制御装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の液圧リターダ制御
装置において、前記パルス制御手段（92、218、326）
が、通常は、前記主流体圧力源と前記アキュムレータ
（14）との間を流体連通するように前記アキュムレータ
パルス弁手段（64、200、300）を作動させるようにした
液圧リターダ制御装置。
【請求項４】請求項３に記載の液圧リターダ制御装置に
おいて、前記アキュムレータパルス弁手段（64、200、3
00）が前記アキュムレータ（14）へ流体を導く第１位置
を有し、前記パルス制御手段（92、218、326）が該アキ
ュムレータから前記第２逆止め弁手段（88）へ流体を導
うための第２位置へ該アキュムレータパルス弁手段を動
かすようにした液圧リターダ制御装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の液圧
リターダ制御装置において、前記制御手段（108、234、
326）が、前記液圧リターダ（10）での圧力が所定レベ
ル以上のとき、前記副流体圧力源からの流体供給を遮断
する作用もなすようにした液圧リターダ制御装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の液圧
リターダ制御装置において、前記調整器手段（300）が
弁手段（310）を有し、前記アキュムレータパルス弁手
段（300）及び該弁手段が相互連結されており、単一の
ボア（304）内に配置されている液圧リターダ制御装
置。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の液圧
リターダ制御装置において、前記調整器手段（202）が
前記アキュムレータパルス弁手段（200）の動きを制御
するように流体を導くため前記制御手段（234）に流体
接続した弁手段（220）を有する液圧リターダ制御装
置。