JPH10196683A - クラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置 - Google Patents

クラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置

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JPH10196683A
JPH10196683A JP9017318A JP1731897A JPH10196683A JP H10196683 A JPH10196683 A JP H10196683A JP 9017318 A JP9017318 A JP 9017318A JP 1731897 A JP1731897 A JP 1731897A JP H10196683 A JPH10196683 A JP H10196683A
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JP
Japan
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clutch
time
engagement
slip
heat
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Application number
JP9017318A
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English (en)
Inventor
Yukio Sugano
幸夫 菅野
Genichirou Watanabe
弦一郎 渡辺
Nobuki Hasegawa
信樹 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速機の各クラッチを熱負荷制御できるよう
な、クラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置を提供す
る。 【解決手段】 内蔵したクラッチ2を油圧で離合し、ク
ラッチ2の入出力軸間3p、3dのトルク伝達を断続す
ることにより変速するクラッチ式変速機において、クラ
ッチ2の係合滑り時の発熱量Qを検出する発熱量検出手
段と、発熱量検出手段から発熱量Qを受け、これを微分
してその最大値qMAX を抽出し記憶し、所定時に各最大
値qMAX を所定形態で出力する演算手段とを有するq。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クラッチ式変速機
のクラッチ負荷検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】クラッチ式変速機(以下、単に「変速
機」とする)の内部データを検出するものとして、次の
ものが知られる。 (1)特公平5−14315号公報には「変速機の各段
の使用頻度の分布を算出し、プリンタ等で打出す運行管
理装置」との記載がある。 (2)また変速機に不都合が生じたとき、クラッチ係合
油圧を油圧計で検出し、所定の閾値と比較してリリーフ
弁、操作弁、各クラッチ等の良否を判断するトラブルシ
ュート方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】変速機は一般に「積載
量や車速に合わせて変速するためのもの」と概念され
る。ところで本出願人が製造する例えば鉱山用ダンプト
ラックは、長距離登坂時や発進時における大トルクを確
保するために、また円滑走行を確保するためにクラッチ
式多段変速機を採用している。この場合、先ず変速機の
変速履歴をマクロ的に、又はミクロ的に把握することが
大切である。このようにすると例えば、変速機の各クラ
ッチに対して個別に熱負荷制御を行えるようになる。例
えば、特定の速度段(即ち、特定のクラッチ)ばかりが
高熱負荷を強いられる変速の走行条件でも、たとえその
とき多少効率は悪くとも、時には他の速度段(即ち、低
熱負荷の他のクラッチ)に変速した方が長期的には変速
機は元より車両全体の長寿化を図ることができるはずで
ある。
【0004】ところが上記従来の技術では、上記したよ
うな各クラッチに対する熱負荷制御を行うための示唆は
何処にも記載ない。具体的には、特公平5−14315
号公報での上記記載は、公報第1頁右下欄(従来技術の
欄)第14行目〜第18行目の数行記載だけであり、詳
細は全く不明である。しかも、例えば高速道路では、最
高速度段の使用頻度が最も高いが、熱負荷的には発進時
の1〜2速が最も高い。つまり特公平5−14315号
公報の上記記載の「変速機の各段の使用頻度の分布を算
出し」ても、上記のような各クラッチに対する熱負荷制
御を行えない。また変速機全体をマクロ的に観察できる
ものでもない。一方、トラブルシュート法は、故障時に
おいて油圧測定するだけであるから、マクロ的でもミク
ロ的でもない。
【0005】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
例えば変速機の各クラッチを熱負荷制御できるような、
クラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び効果】そこで本発明に
係るクラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置の第1
は、内蔵したクラッチを油圧で離合し、クラッチの入出
力軸間のトルク伝達を断続することにより変速するクラ
ッチ式変速機において、(1) クラッチの係合滑り時の発
熱量Qを検出する発熱量検出手段と、(2) 発熱量検出手
段から発熱量Qを受け、これを微分してその最大発熱率
MAXを抽出し記憶し、所定時に各最大発熱率qMAX
所定形態で出力する演算手段とを有することを特徴とし
ている。
【0007】第2に、上記第1のクラッチ式変速機のク
ラッチ負荷検出装置において、演算手段は発熱量Qを記
憶し、所定時に各発熱量Qを所定形態で出力することを
特徴としている。
【0008】第3に、内蔵したクラッチを油圧で離合
し、クラッチの入出力軸間のトルク伝達を断続すること
により変速するクラッチ式変速機において、(1) クラッ
チの係合滑り時の発熱量Qを検出する発熱量検出手段
と、(2) 発熱量検出手段から発熱量Qを受け、これを微
分してその最大発熱率qMAXを抽出して発熱量Qとの乗
算値Q・qMAX を算出し記憶し、所定時に各乗算値Q・
MAX を所定形態で出力する演算手段とを有することを
特徴としている。
【0009】第4に、上記第3のクラッチ式変速機のク
ラッチ負荷検出装置において、演算手段は発熱量Q及び
最大発熱率qMAX の少なくとも1つを記憶し、所定時に
記憶した各発熱量Q及び各最大発熱率qMAX の少なくと
も1つを所定形態で出力することを特徴としている。
【0010】第5に、内蔵したクラッチを油圧で離合
し、クラッチの入出力軸間のトルク伝達を断続すること
により変速するクラッチ式変速機において、(1) クラッ
チの係合滑り時の発熱量Qを検出する発熱量検出手段
と、(2) 変速機の潤滑油温Tを検出する潤滑油温検出手
段と、(3) クラッチの係合滑り時間tcを検出する滑り
時間検出手段と、(4) クラッチの係合滑り時間tcと、
クラッチの係合滑り時の単位発熱量当たりのクラッチの
上昇温度ΔT/Qとの関係テーブルを予め記憶し、発熱
量検出手段からの発熱量Qと、滑り時間検出手段からの
係合滑り時間tcと、潤滑油温検出手段からの潤滑油温
Tとを受け、発熱量Q、係合滑り時間tc及び連関テー
ブルからクラッチの上昇温度ΔTを算出し、さらに潤滑
油温Tとの加算値T+ΔTを算出し記憶し、所定時に各
加算値T+ΔTを所定形態で出力する演算手段とを有す
ることを特徴としている。
【0011】第6に、上記第5のクラッチ式変速機のク
ラッチ負荷検出装置において、演算手段は発熱量Q、潤
滑油温T、クラッチの上昇温度ΔT及び係合滑り時間t
cの少なくとも1つを記憶し、所定時に記憶した各発熱
量Q、各潤滑油温T、クラッチの各上昇温度ΔT及びク
ラッチの各係合滑り時間tcの少なくとも1つを所定形
態で出力することを特徴とするクラッチ式変速機のクラ
ッチ負荷検出装置。
【0012】第7に、上記第1、第2、第3又は第4の
クラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置において、
(1) 発熱量検出手段は、クラッチの係合滑り速度Vを検
出する滑り速度検出手段と、クラッチの係合滑り時間t
cを検出する滑り時間検出手段とを有し、滑り時間検出
手段からの係合滑り速度V及び滑り時間検出手段からの
係合滑り時間tcを受けてクラッチ係合時の発熱量Qを
検出し、(2) 演算手段は、係合滑り速度V及係合滑り時
間tcの少なくとも1つを記憶し、所定時に記憶した各
係合滑り速度V及び各係合滑り時間tcの少なくとも1
つを所定形態で出力することを特徴としている。
【0013】第8に、上記第5又は第6のクラッチ式変
速機のクラッチ負荷検出装置において、(1) 発熱量検出
手段は、クラッチの係合滑り速度Vを検出する滑り速度
検出手段を有し、クラッチ係合滑り時間検出手段からの
係合滑り速度V及び滑り時間検出手段からの係合滑り時
間tcを受けてクラッチ係合時の発熱量Qを検出し、
(2) 演算手段は、係合滑り速度Vを記憶し、所定時に記
憶した係合滑り速度Vを所定形態で出力することを特徴
としている。
【0014】第9に、内蔵したクラッチを油圧で離合
し、クラッチの入出力軸間のトルク伝達を断続すること
により変速するクラッチ式変速機において、(1) クラッ
チの係合時間tONを検出する係合時間検出手段と、(2)
変速機の作動中におけるクラッチの離間時間tOFF を検
出する離間時間検出手段と、(3) 係合時間tONと離間時
間tOFF との一方を縦軸とし、他方を横軸とし、かつ縦
横軸を夫々の所定幅で複数分割してなるマトリクスを予
め記憶し、係合時間検出手段からの係合時間tONと、離
間時間検出手段からの離間時間tOFF とを受け、両時間
ON、tOFF の値を共に含むマトリクスの分割区域内に
加点し記憶し、所定時に加点結果を所定形態で出力する
演算手段とを有することを特徴としている。
【0015】即ち上記第1〜第8の構成によれば、詳細
を後述すように(発明の実施の形態の欄参照)、夫々
が、最大発熱率qMAX 、発熱量Q、これらの乗算値Q・
MAX、潤滑油温T、プレートの上昇温度ΔT、これら
の加算値T+ΔT、係合滑り速度V及び係合滑り時間t
cの少なくとも1つを出力できる。即ち、クラッチ毎の
熱的負荷を履歴として出力できる。つまりクラッチ毎に
ついて、従来の傾向をミクロに把握でき、またミクロに
対応できる。一方上記第9の構成によれば、クラッチの
係合時間tONと離間時間tOFF との発生頻度を把握でき
る。即ち、クラッチ全体の熱負荷をマクロ的に履歴とし
て出力できる。
【0016】
【発明の実施の形態】好適な事例を図1〜図16を参照
し説明する。図1はクラッチ式多段自動変速機を搭載し
た例えば鉱山用ダンプトラックに適用した事例のブロッ
ク図である。尚、説明を容易にするため、図1には複数
クラッチの内の1式だけを記してある。即ち、他のクラ
ッチも同様であるから、特に強調するとき以外は、この
1式のクラッチだけで以下説明する。
【0017】図1に示すように、変速機1はクラッチ2
を内蔵している。クラッチ2は入力軸3p側に係合され
たプレート2pと、出力軸3d側に係合されたディスク
2dと、プレート2p背面に設けた油圧シリンダ2cと
を有する。油圧シリンダ2cには切換弁4を経て油圧源
5からの油圧Pが導かれると、クラッチ2が係合し、こ
れにより入力軸3pからのトルクが出力軸3dに伝達さ
れる。他のクラッチ2においても同様であり、またこれ
らクラッチ2の前後の減速比が互いに異なることより、
1式又は複式のクラッチ2を順次離合させることにより
変速する。
【0018】切換弁4は各クラッチ2毎に1個設けら
れ、制御器6から指令信号S1を受けたとき、対となる
油圧シリンダ2cに対して圧油を供給してクラッチ2を
係合させる。一方、制御器6が指令信号S1の発信を停
止すると、油圧シリンダ2cの圧油をドレンしてクラッ
チ2を離間させる。尚、制御器6は運転席に設けた変速
レバー7から変速指令S3を受ける。変速レバー7は、
例機では後進R、中立N、前進D、1、2の5位置を有
している。前進Dは1速〜5速、前進1は1速〜3速、
前進2は1速であり、例えば車速V等に応じて制御器6
が、前進Dならば1速〜5速内で速度段を自動選択し、
前進1ならば1速〜3速内で速度段を自動選択し、選択
した切換弁4に指令信号S1を入力する。これによって
多段自動変速を達成する。
【0019】上記例機において、事例は次のように構成
される。制御器6にはさらに、入力軸3pの入力回転数
Niを検出する入力軸回転検出器8pと、出力軸3dの
出力回転数Noを検出する出力軸回転検出器8dと、変
速機1の潤滑油溜の潤滑油温Tを検出する潤滑油温検出
器9(前記潤滑油温検出手段)と、切換弁4に設けた油
充填完了検出器4cと、制御器6が入力するデータをビ
ジュアルに表示する表示器10と、表示器10での各種
表示形態を指定すると共に表示器10で表示させるため
の演算指令となる各種指令信号Mを制御器6に入力する
指令入力盤11とが電気的に接続されている。
【0020】制御器6は、例えばマイコン等であり、通
常通りのRAM61、ROM62及びCPU63を有す
ると共に、車両の休車時でもRAM61での記憶が消去
されないように、バックアップ電源64を有している。
尚、詳細は後述するように、制御器6における第1制御
例では前記潤滑油温検出器9を用いずに構成し、一方第
2制御例では潤滑油温検出器9を用いて構成している。
【0021】油充填完了検出器4cの詳細を図1、図
2、図4を参照し説明する。この油充填完了検出器4c
は、切換弁4に含まれる。即ち図1に示すように、切換
弁4は上流側から順に、2位置a1、a2を有する圧力
制御弁4aと、内部に夫々オリフィスを有する2位置b
1、b2式の流量制御弁4bとを有する。圧力制御弁4
aは制御器6からの指令信号S1(但し、最大値)を受
けて位置a2から位置a1に切り換わる比例ソレノイド
式切換弁である。尚、指令信号S1が無いときは位置a
2であり、油圧シリンダ2cの油はこの位置a2から変
速機1の潤滑油溜にドレンし、これによりクラッチ2は
離間している。一方、流量制御弁4bは前記油充填完了
検出器4cを有している。即ち、圧力制御弁4aが最大
値である前記指令信号S1を受けて位置a2から位置a
1に切り換わると、油圧源5からの油は位置a1から位
置b2を経て油圧シリンダ2cに流れ込む。このとき位
置b2内のオリフィス効果により、パイロット圧P1、
P2が「P1>P2」となり、流量制御弁4bは位置b
2から位置b1に切り換わり、油圧源5からの油は位置
a1から位置b1を経て油圧シリンダ2c内に流れ込
む。このとき制御器6は指令信号S1を瞬間的に初期値
に下げる。すると、圧力制御弁4aは位置a1から位置
a2に切り換わり、油圧源5からの油が位置b1のオリ
フィス効果により位置a2から位置b1とパイロット管
路4dとを経て圧力制御弁4aを位置a2を維持し続け
る。尚このとき、油は位置a2から多少ドレンするが、
殆どは位置b1を経て油圧シリンダ2cに流れ込む。油
圧シリンダ2cに油が充満すると、油の流れが無くな
り、位置b1での前記オリフィス効果が無くなる(即
ち、P1=P2となる)。但し流量制御弁4bの左右の
受圧面積は左側を右側よりも大きくしてあるため、油圧
P2による力がバネ4eに打ち勝って流量制御弁4bを
右方に押し位置b1から位置b2に切り換えると共に、
油充填完了検出器4cを押す(即ち、油充填完了検出器
4cはタッチセンサとしてある)。すると、油充填完了
検出器4cは、図4に示すように、信号tfを制御器6
に入力する。制御器6は信号tfを受けると、続いて指
令信号S1を規定の大きさまで漸増させる。すると圧力
制御弁4aは指令信号S1の大きさに対応してバネ4g
を押し縮めた状態で再び位置a1となり、油圧源5から
の油は位置a1と、位置b2とを経て油圧シリンダ2c
に送られ、クラッチ2を係合させてゆく。尚、このとき
の油圧Pは、前記バネ4gと指令信号S1との釣り合う
位置によって、図2に示すように、指令信号S1の大き
さに比例した値で漸増する。即ち、クラッチ2を緩慢に
係合させ(つまり滑り時間を長くし)、変速ショックの
低減を図っている。またこの間、油充填完了検出器4c
から信号tfが制御器6に入力され続ける。制御器6が
指令信号S1の発信を停止すると、圧力制御弁4aは位
置a2に戻り、流量制御弁4bは位置b2であるから、
図4に示すように、油圧シリンダ2cの油は変速機1の
潤滑油溜にドレンし、これによりクラッチ2は離間す
る。尚このとき、バネ4eの付勢力がバネ4fの付勢力
に釣り合う位置まで流量制御弁4bを位置b2に維持し
たまま左方へ移動させる。この移動によって油充填完了
検出器4cは、図4に示すように、信号tfの発信を停
止する。即ち信号tfは、図4に示すように、油圧シリ
ンダ2cでの油の充填完了時からクラッチ2が離間する
までの間、ずっと発信され続ける。
【0022】尚、制御器6は、各クラッチ2毎に入力軸
3pからプレート2pまでの減速比を記憶し、この減速
比から得られる入力回転数Niに対するプレート2pの
回転数Npを算出可能とされる。同様に、出力軸3dか
らディスク2dまでの減速比を記憶し、この減速比から
得られる出力回転数Noに対するディスク2dの回転数
Ndを算出可能とされている。即ち制御器6は、次のよ
うな演算を行い、指令入力盤11から出力指令Mを受け
たとき、前記演算結果を所定形態で表示器10にビジュ
アルに表示する。また制御器6に前記演算結果に基づき
自動制御を補正している。詳しくは、次の通り。
【0023】第1制御例は次の通りである。制御器6
は、変速毎に、油充填完了検出器4cから信号tfを受
け、この時から、プレート2pの回転数Npと、ディス
ク2dの回転数Ndとを算出しつつ、「Np−Nd=
V」を単位時間毎に算出する。この算出値Vは単位時間
毎のクラッチ2の係合滑り速度Vとなる。そして「V=
0」となるときまでの時間がクラッチ2の係合滑り時間
tcとなる(即ち、前記滑り時間検出手段は、本事例で
は、油充填完了検出器4cと、入力軸回転検出器8p
と、出力軸回転検出器8dと、本制御器6とから構成さ
れる)。これら演算結果V、tcを受けて制御器6はさ
らに、「∫tc 0 (V・P・L・μ)dt=Q」を算出す
る。尚、Pは、図2に示すように、指令信号S1に比例
して漸増する単位時間毎の油圧Pである。Lはクラッチ
2の有効受圧面の平均周長であり、既知であるため予め
制御器6に記憶させてある。μはクラッチ2の摩擦係数
であり、これもまた既知であるため予め制御器6に記憶
させてある。従ってQは、図3に示すように、クラッチ
2の係合滑り時間tc中での発熱量Qとなる。そしてこ
の発熱量Qは、クラッチ2が係合する毎に算出され記憶
される。さらに発熱量Qを算出する毎に制御器6は、こ
れを微分dQ/dtしてその最大発熱率qMAX を抽出し
前記発熱量Qと共に記憶する。
【0024】そして作業者が適時(前記所定時)、指令
入力盤11をから出力指令M(M1とする)を制御器6
に入力すると、制御器6は各最大発熱率qMAX を所定形
態で表示器10に入力し、表示器10はこれを前記所定
形態でビジュアルに表示する。尚、指令入力盤11から
の出力指令Mは、各発熱量Qを所定形態で表示器10で
表示させる出力指令M(M2とする)でもよく、また望
ましくは、制御器6に予め発熱量Qとの乗算値Q・q
MAX を算出させ記憶させておき、この各乗算値Q・q
MAX を所定形態で出力させる出力指令M(M3とする)
でもよい。上記夫々の作用効果は次の通りである。
【0025】最大発熱率qMAX は、図3に示すように、
例え発熱量Qが小さくても、この最大発熱率qMAX が大
きいと(例えば、閾値qMAXSよりも大きいと)、丁度ハ
ンマーで衝撃を与えたように、クラッチ2の熱負荷が大
きい状態となる。従って、この最大発熱率qMAX の推移
を監視することでクラッチ2の損傷等の状態や推移を把
握できる。
【0026】発熱量Qは、この値が大きい程、クラッチ
2にとっての負荷が大きいことを意味する。従って、こ
の発熱量Qの推移を監視することでもクラッチ2の損傷
等の状態や推移を把握できる。
【0027】乗算値Q・qMAX は、仮に一定値「Q・q
MAX =CNST.」とすると、Qと、qMAX との関係は、図
6に示すように、放物線を描く。この場合、CNST.が閾
値以内であれば、最大発熱率qMAX 及び発熱量Qのいず
れか偏ってもよいが(尚、上記したように、偏りには限
度があり、これらに対する制限が上記最大発熱率qMAX
と上記発熱量Qとの把握である)、所定の閾値を越えた
ようとする場合、又は越えた場合、クラッチ2には明ら
かに何らかの不都合が生じたものと推定できる。即ち、
乗算値Q・qMAX の推移を監視することでもクラッチ2
の損傷等の状態や推移を把握できる。
【0028】尚、前記所定形態は、本事例では、最も利
用し易いヒストグラムとしている。例えば、図7は出力
指令M1による各最大発熱率qMAX 、図8は出力指令M
2による各発熱量Q、図9は出力指令M3による乗算値
Q・qMAX の頻度Nを示している。そしてこれらは各ク
ラッチ2毎に出力し表示可能とされている。
【0029】尚、ヒストグラムは、例えば図7〜図9に
示したように、横軸を所定幅で複数分割し、各演算値が
含まれる分割領域に変速毎に加点するだけであるから
(即ち、頻度管理を行うだけであるから)、制御器6で
のRAM61の記憶容量を最小に抑えて多量のデータを
蓄積できる効果がある。そしてヒストグラムはそもそも
経歴を把握する上で、また今後の傾向を推定する上で極
めて有効な判断材料を示す。尚、ヒストグラムに代え
て、いわゆる管理図や散布図等を用いてもよい。これら
ヒストグラム、管理図及び散布図は、いずれもいわゆる
「QC(品質管理)」での経過及び将来に対する解析手
法の一つである。
【0030】次に、潤滑油温検出器9を用いた第2制御
例を説明する。制御器6は、クラッチ2の係合滑り時間
tc中、潤滑油温検出器9から潤滑油温Tも受けてい
る。また制御器6は予め、図10に示すように、クラッ
チ2の係合滑り時間tc(横軸)と、クラッチ2の係合
滑り時の単位発熱量当たりのクラッチ上昇温度ΔT/Q
(縦軸)との関係テーブル(又は関係式「f(tc,d)= Δ
T/Q」)を記憶している。この関係は、計算によって
もまた試験結果によっても求めることができる。尚、こ
の関係は、同図10から明らかなように、クラッチ2の
係合滑り時間tcが長くなると、発熱量Qが大きくなる
が(前記発熱量Qの式からも明らかである)、潤滑油に
よる冷却時間も長くなるため、クラッチ2の上昇温度Δ
Tの割合が漸減し、一定温度以降はサチュレイトしてし
まうことを意味する。さらにまた関係は、同図10に示
すように、プレート2pの厚さd(d1〜d8)によっ
て大きな差があることが分かる。そしてこの関係を利用
して実際のクラッチ上昇温度ΔTを把握し、さらに展開
しようとするのが本第2制御例である。尚、各クラッチ
2のプレート2pの厚さdは既知であるため、制御器6
はこれらをクラッチ2毎に予め記憶しておき、切換弁4
に指令信号S1を与える毎に、クラッチ2の厚さdを特
定している。即ち、クラッチ2毎に「f(tc)= ΔT/
Q」としている。ところがこの関係は、上記の通り、標
準的結果であり、実際稼働のクラッチ2にそのまま適用
できないために、補正して実際のクラッチ上昇温度ΔT
を把握する必要がある。
【0031】即ち制御器6は、前記したように、実際の
発熱量Q及びクラッチ2の係合滑り時間tcを算出して
いる。従ってこれら算出値Q、tcを「f(tc)= ΔT/
Q」に代入することにより、又は関係テーブルに当て嵌
めることにより、クラッチ2の上昇温度ΔTを算出又は
抽出できる。一方、前記したように、制御器6は、クラ
ッチ2の係合滑り時間tc中、潤滑油温検出器9から潤
滑油温Tも受けている。そこで制御器6は、これらの加
算値T+ΔTを算出し記憶する。
【0032】そして作業者が適時(前記所定時)、指令
入力盤11を介して出力指令M(M4とする)を制御器
6に入力すると、制御器6は各加算値T+ΔTを所定形
態で表示器10に入力し、表示器10はこれらを前記所
定形態でビジュアルに表示する。尚、指令入力盤11か
らの出力指令Mは、各潤滑油温Tを所定形態で表示器1
0で表示させる出力指令M(M5とする)でもよく、ク
ラッチの各上昇温度ΔTを所定様式で出力させる出力指
令M(M6とする)でもよい。勿論、発熱量Qを演算の
ために算出した単位時間毎の各クラッチ係合滑り速度V
(例えば、その最大値)を所定形態で出力させる出力指
令M(M7とする)でもよく、クラッチ2の各係合滑り
時間tcを所定形態で出力させる出力指令M(M8とす
る)でもよい。上記夫々の作用効果は次の通りである。
【0033】加算値T+ΔTにおいて、潤滑油温Tはプ
レート2pの温度上昇前の温度と見做る。即ち加算値T
+ΔTは、クラッチ2の滑り時におけるプレート2p自
体の温度を示し、仮にこれが閾値を越えるようである
と、例えばディスク2dが剥離したり、変形する等の不
都合を予測できる。言い換えれば、前記閾値はこのよう
な判断で予め設定される。特に、ディスク2dが紙や樹
脂等の有機材料であるとき、この加算値T+ΔTは極め
て大きな示唆を与える。
【0034】潤滑油温Tは上記の通り、プレート2pの
温度上昇前の温度と見做せる。言い換えれば、潤滑油量
不足や潤滑油冷却器(図示せず)が損なわれていると、
上記加算値T+ΔTがプレート2p自体の指標となると
しても、その悪さ原因は潤滑油量や冷却器潤滑油に起因
する。従って潤滑油温Tも傾向的に監視可能としてい
る。
【0035】クラッチ2の上昇温度ΔTが、局所的に各
クラッチ2の熱負荷の大小を示すことは説明を要さな
い。従ってクラッチ2の各上昇温度ΔTも傾向的に監視
可能としている。
【0036】クラッチ2の係合滑り速度Vは、車両の発
進時が最も大きく、中速度段及び高速度段では同期して
最も小さくするのが普通の制御である。ところが例え
ば、より強い制動力をより低速度段への変速によるエン
ジンブレーキから得るとき、また例えば、危険回避のた
めに前進走行から後進走行又は後進走行から前進走行へ
急激に変速するときに、前記普通の制御がなされるよう
では、満足な制動や危険回避を得ることができない。即
ち、走行条件やオペレータの操縦癖によっては各クラッ
チ2毎でのクラッチ2の係合滑り速度Vが大きくばらつ
くことになり、クラッチ2を局所的に短寿命化させる。
従ってクラッチ2の係合滑り速度Vも傾向的に監視可能
としている。
【0037】クラッチ2の係合滑り時間tcは、図2に
示すように、信号tfが発信されてから油圧Pが規定圧
になる以前の間に生ずる。ところがこれも、例機のよう
な鉱山用ダンプトラックでは、積載過多、制動のための
減速変速、危険回避のために急変速時には、慣性力によ
って油圧Pが規定圧の以前でも、また規定圧になっても
暫くは(図2のΔtc)滑り続けることになる。即ち、
上記クラッチ2の係合滑り速度Vの場合とほぼ同様、作
業条件や走行条件やオペレータの操縦癖によっては各ク
ラッチ2毎におけるクラッチ2の係合滑り時間tcが大
きくばらつくことになり、クラッチ2を局所的に短寿命
化させる。従ってクラッチ2の係合滑り時間tcも傾向
的に監視可能としている。
【0038】尚、前記所定形態は、本第2制御例でも、
ヒストグラムとしており、その効果は前記の通りであ
る。例えば、図11は出力指令M4によるクラッチ2の
各加算値T+ΔT、図12は出力指令M5によるクラッ
チ2の係合時の各潤滑油温T、図13は出力指令M6に
よるクラッチ2の各上昇温度ΔT、図14は出力指令M
7によるクラッチ2の係合滑り速度V、図15は出力指
令M7によるクラッチ2の各係合滑り時間tcの頻度N
を示している。そしてこれらはクラッチ2毎に出力可能
とされている。尚、ヒストグラムに換えて、いわゆる管
理図や散布図等を用いてもよいことは前記第1制御例と
同じである。
【0039】ところで、上記第1及び第2制御例では、
表示器10に適時(前記所定時)に、ヒストグラム、管
理図や散布図等を所定形態として出力したが、前記した
ように、これらヒストグラム、管理図や散布図等から得
られた傾向値を制御器6自身が自動変速の制御に自動的
に適用するようにするのがより好ましい。例えば、図示
しないが、各ヒストグラムにおいて、2速のクラッチ2
の検出情報が予め制御器6に記憶した安全領域(閾値、
例えばヒストグラムであれば、偏差2σ)を越えたと
き、制御器6は、当面2速を回避する自動変速に切り換
わるような自動制御すればよい。また場合によっては、
特殊現場に併せて、メーカ側が2速のクラッチ2を変更
する等の特殊対応も可能となり、使用者の満足度を高め
ることが可能となる。
【0040】上記第1及び第2制御例は各クラッチ2に
対するミクロ的事例であるが、次にに各クラッチ2に対
するマクロ的な第3制御例を、図5及び図16を参照し
て次に説明する。
【0041】上記したように、特殊現場に併せてメーカ
側が、あるクラッチ2を変更する等の特殊対応を行って
使用者の満足度を高めるには、前記特殊状態をマクロ的
にも把握する必要がある。それには例えば1日、また1
週間等の所定期間における、全クラッチ又は各クラッチ
2毎のクラッチ2の係合時間tON(図5参照)とその回
数、全クラッチ2又は各クラッチ2の離間時間t
OFF (図5参照)とその回数を知ることである。この場
合、各クラッチ2の係合時間tONは前記「V=0」とな
ったときからその指令信号S1を制御器6が停止したと
きまでの期間である。従ってクラッチ2の係合時間tON
は、制御器6で算出できる。一方、各クラッチ2の離間
時間tOFF は、制御器6が前の指令信号S1を停止した
ときから次の指令信号S1を発信するまでの期間である
から、これも制御器6で算出できる。即ち、例えば図1
6に示すように、縦軸を係合時間tONとし、横軸を離間
時間tOFF とし、縦横夫々所定長さに複数分割してマト
リクスとする。そして係合時間tON及びクラッチ2の離
間時間tOFF を算出する毎に、両値を含む分割領域Aij
内に加点する。即ち、頻度検出を行う。
【0042】このようにすると、例えば多くの交差点や
急カーブや急坂を備え、踏切等を備え、また過積載等で
あるときには、頻度が左下寄りに多く現れ、前記特殊対
応を画策することができる。一方、頻度が右下寄りに多
く現れる場合は、より多くの積載とすることを使用者に
リコメンドもできるようになる。いずれにしても、作業
負荷がマトリクス上に顕著に現れる。そして前記第1制
御例や第2制御例における表示器10で得られた各ミク
ロ所定形態からより具体的施策を立案することもでき
る。
【0043】即ち上記事例によれば、第1、第2及び第
3制御例で夫々説明したように、クラッチ2毎に対する
熱負荷を各指標Q、qMAX 、Q・qMAX 、T+ΔT、
T、ΔT、V、tc、tOFF 、tONで分かり易く把握で
き、また自動制御や警報等に補正値としてフィードバッ
クできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】事例の全体ブロック図である。
【図2】クラッチの係合油圧の変化グラフである。
【図3】クラッチの係合滑り時の発熱量と、その変化の
最大値とを示すグラフである。
【図4】クラッチの係合時間及び離間時間と、油圧との
関係グラフである。
【図5】クラッチの係合時及び離間時と、係合滑り速度
との関係グラフである。
【図6】クラッチの係合滑り時の発熱量と、その変化の
最大値との乗算値の関係グラフである。
【図7】クラッチの係合滑り時の発熱量の変化の最大値
の頻度を示すヒストグラムである。
【図8】クラッチの係合滑り時の発熱量の頻度を示すヒ
ストグラムである。
【図9】クラッチの係合滑り時の発熱量と、その変化の
最大値との乗算値の頻度を示すヒストグラムである。
【図10】プレートの厚さをパラメータとした、クラッ
チの係合滑り時間と、係合滑り時の単位発熱量当たりの
クラッチの上昇温度との関係テーブルである。
【図11】クラッチの係合滑り時のプレートの最高温度
の頻度を示すヒストグラムである。
【図12】クラッチの係合滑り時の潤滑油温の頻度を示
すヒストグラムである。
【図13】クラッチの係合滑り時のプレートの上昇温度
の頻度を示すヒストグラムである。
【図14】クラッチの係合滑り時の係合滑り速度の頻度
を示すヒストグラムである。
【図15】クラッチの係合滑り時間の頻度を示すヒスト
グラムである。
【図16】クラッチの係合頻度と、離間頻度とが表示さ
れるマトリクスである。
【符号の説明】
1…変速機、2…クラッチ、2p…プレート、2d…デ
ィスク、2c…油圧シリンダ、3p…入力軸、3d…出
力軸、4…切換弁、4a…圧力制御弁、4b…流量制御
弁、4c…油充填完了検出器、5…油圧源、6…制御
器、7…変速レバー、8p…入力軸回転検出器、8d…
出力軸回転検出器、9…潤滑油温検出器、10…表示
器、11…指令入力盤、qMAX …最大値、Q…発熱量
Q、Q・qMAX…乗算値、T+ΔT…加算値、T…潤滑
油温、ΔT…クラッチ2の上昇温度、V…係合滑り速
度、tc…係合滑り時間、tON…係合時間、tOFF …離
間時間。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内蔵したクラッチを油圧で離合し、クラ
    ッチの入出力軸間のトルク伝達を断続することにより変
    速するクラッチ式変速機において、(1) クラッチの係合
    滑り時の発熱量Qを検出する発熱量検出手段と、(2) 発
    熱量検出手段から発熱量Qを受け、これを微分してその
    最大発熱率qMAXを抽出し記憶し、所定時に各最大発熱
    率qMAX を所定形態で出力する演算手段とを有すること
    を特徴とするクラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のクラッチ式変速機のクラ
    ッチ負荷検出装置において、演算手段は発熱量Qを記憶
    し、所定時に各発熱量Qを所定形態で出力することを特
    徴とするクラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置。
  3. 【請求項3】 内蔵したクラッチを油圧で離合し、クラ
    ッチの入出力軸間のトルク伝達を断続することにより変
    速するクラッチ式変速機において、(1) クラッチの係合
    滑り時の発熱量Qを検出する発熱量検出手段と、(2) 発
    熱量検出手段から発熱量Qを受け、これを微分してその
    最大発熱率qMAXを抽出して発熱量Qとの乗算値Q・q
    MAX を算出し記憶し、所定時に各乗算値Q・qMAX を所
    定形態で出力する演算手段とを有することを特徴とする
    クラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のクラッチ式変速機のクラ
    ッチ負荷検出装置において、演算手段は発熱量Q及び最
    大発熱率qMAX の少なくとも1つを記憶し、所定時に記
    憶した各発熱量Q及び各最大発熱率qMAX の少なくとも
    1つを所定形態で出力することを特徴とするクラッチ式
    変速機のクラッチ負荷検出装置。
  5. 【請求項5】 内蔵したクラッチを油圧で離合し、クラ
    ッチの入出力軸間のトルク伝達を断続することにより変
    速するクラッチ式変速機において、(1) クラッチの係合
    滑り時の発熱量Qを検出する発熱量検出手段と、(2) 変
    速機の潤滑油温Tを検出する潤滑油温検出手段と、(3)
    クラッチの係合滑り時間tcを検出する滑り時間検出手
    段と、(4) クラッチの係合滑り時間tcと、クラッチの
    係合滑り時の単位発熱量当たりのクラッチの上昇温度Δ
    T/Qとの関係テーブルを予め記憶し、発熱量検出手段
    からの発熱量Qと、滑り時間検出手段からの係合滑り時
    間tcと、潤滑油温検出手段からの潤滑油温Tとを受
    け、発熱量Q、係合滑り時間tc及び連関テーブルから
    クラッチの上昇温度ΔTを算出し、さらに潤滑油温Tと
    の加算値T+ΔTを算出し記憶し、所定時に各加算値T
    +ΔTを所定形態で出力する演算手段とを有することを
    特徴とするクラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のクラッチ式変速機のクラ
    ッチ負荷検出装置において、演算手段は発熱量Q、潤滑
    油温T、クラッチの上昇温度ΔT及び係合滑り時間tc
    の少なくとも1つを記憶し、所定時に記憶した各発熱量
    Q、各潤滑油温T、クラッチの各上昇温度ΔT及びクラ
    ッチの各係合滑り時間tcの少なくとも1つを所定形態
    で出力することを特徴とするクラッチ式変速機のクラッ
    チ負荷検出装置。
  7. 【請求項7】 請求項1、2、3又は4記載のクラッチ
    式変速機のクラッチ負荷検出装置において、(1) 発熱量
    検出手段は、クラッチの係合滑り速度Vを検出する滑り
    速度検出手段と、クラッチの係合滑り時間tcを検出す
    る滑り時間検出手段とを有し、滑り時間検出手段からの
    係合滑り速度V及び滑り時間検出手段からの係合滑り時
    間tcを受けてクラッチ係合時の発熱量Qを検出し、
    (2) 演算手段は、係合滑り速度V及係合滑り時間tcの
    少なくとも1つを記憶し、所定時に記憶した各係合滑り
    速度V及び各係合滑り時間tcの少なくとも1つを所定
    形態で出力することを特徴とするクラッチ式変速機のク
    ラッチ負荷検出装置。
  8. 【請求項8】 請求項5又は6記載のクラッチ式変速機
    のクラッチ負荷検出装置において、(1) 発熱量検出手段
    は、クラッチの係合滑り速度Vを検出する滑り速度検出
    手段を有し、クラッチ係合滑り時間検出手段からの係合
    滑り速度V及び滑り時間検出手段からの係合滑り時間t
    cを受けてクラッチ係合時の発熱量Qを検出し、(2) 演
    算手段は、係合滑り速度Vを記憶し、所定時に記憶した
    係合滑り速度Vを所定形態で出力することを特徴とする
    クラッチ式変速機のクラッチ負荷検出装置。
  9. 【請求項9】 内蔵したクラッチを油圧で離合し、クラ
    ッチの入出力軸間のトルク伝達を断続することにより変
    速するクラッチ式変速機において、(1) クラッチの係合
    時間tONを検出する係合時間検出手段と、(2) 変速機の
    作動中におけるクラッチの離間時間tOFF を検出する離
    間時間検出手段と、(3) 係合時間tONと離間時間tOFF
    との一方を縦軸とし、他方を横軸とし、かつ縦横軸を夫
    々の所定幅で複数分割してなるマトリクスを予め記憶
    し、係合時間検出手段からの係合時間tONと、離間時間
    検出手段からの離間時間tOFF とを受け、両時間tON
    OFF の値を共に含むマトリクスの分割区域内に加点し
    記憶し、所定時に加点結果を所定形態で出力する演算手
    段とを有することを特徴とするクラッチ式変速機のクラ
    ッチ負荷検出装置。
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