JPS6152428A - 車両用動力伝達装置のクラツチ自動制御方法 - 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】 技術分野 本発明は、車両用動力伝達装置、特に自動変速式トラン
スミッションがトルクコンバータを介することなくクラ
ッチによって直接エンジンに接続される形式の車両用動
力伝達装置において、クラッチを自動制御する方法に関
するものである。

従来の技術 従来、自動変速式トランスミッションを備えた車両用動
力伝達装置にはトルクコンバータが設けられるのが普通
であったが、この場合には車両の加速性および燃料消費
率の改善に限界があるため、近年、自動変速式トランス
ミソシランをトルクコンバータを介することなくクラッ
チによって直接エンジンに接続する形式の車両用動力伝
達装置（以下、グイレフトパワートレーンと称する）が
見直されるようになった。

トルクコンバータを備えた車両用動力伝達装置において
は、エンジンの出力に対してトランスミッション側の負
荷が大きい場合にはトルクコンバータの滑りが増大して
エンジンストールの発生が防止されるのであるが、ダイ
レクトパワートレーンにおいてはクラッチを切らなけれ
ばエンジンストールが発生してしまう。

しかしながら、クラッチが完全に切られてしまえば車両
は全く拘束のない不安定な状態となる。

例えば路面が傾斜している状態でクラッチが切られれば
車両は後退し始めるのであるが、運転者はクラッチが切
られることを必ずしも予期していないのであるから、車
両が後退し始めれば運転者が驚くこととなる。また、ダ
イレクトパワートレーンにトルクが全（作用しない状態
となるためダイレクトパワートレーン中の各ギヤの噛合
い部に遊びが生じ、これが再び噛み合う際に衝突音を発
して運転騒音増大の原因となる。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記のような事情を背景として、ダイレクトパ
ワードレーンを備えた車両において、エンジン回転数が
著しく低下した場合にはエンジンストールの発生を防止
するためにクラッチを切らざるを得す、クラ・ノチを切
れば車両が不安定な状態となってしまうという問題を解
決するために為されたものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題点を解決するために、ダイレクトパ
ワートレーンにおいて、車両のブレーキが非作用状態に
ある場合には、ｆａ）エンジンストールが発生するエン
ジン回転数よりやや高く定められている第一基準回転数
までエンジン回転数が低下したことを検知する工程と、
（ｂｌその検知信号に基づいて、クラッチを断接するア
クチュエータの油圧をクラッチがトルクを伝達する状態
ではあるがエンジン回転数が第一基準回転数から回復す
ることを許容する程度に滑る状態となるまで低下させる
工程と、（ｃ）エンジン回転数が第一基準回転数より高
い第二基準回転数まで回復したときアクチュエータの油
圧を上昇させる工程との各工程を繰り返す一方、前記ブ
レーキが作用状態にある場合には当該クラッチを切った
状態に保つようにしたものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図にフォークリフトトラック用ダイレクトパワート
レーンの一例を示すが、図において１０はエンジンであ
る。エンジン１０にはポンプ１２とプラネタリギヤユニ
ット１４とが接続されており、プラネタリギヤユニット
１４は、サンギート１６．１８，２０．２２．プラネタ
リギヤ２４，２６．２８，３０．　　リングギヤ３２，
３４．３’６゜３８、前進用クラッチ４０．後進用クラ
ッチ４２゜ファースト用クラッチ４４．セカンド用クラ
ッチ４６、サード用クラッチ４８等をα１７えている。

サード用クラッチ４８は互に接続される２つのクラッチ
要素がいずれも回転可能となっているが、他のクラッチ
においては一方のクラッチ要素が回転不能なものとされ
ている。前進用クラッチ４ｏまたは後進用クラッチ４２
の接状態においてファースト用、セカンド用、サード用
のいずれかのクラッチが接状態とされることによって前
進３段または後進３段の変速が得られる。すなわち、本
実施例においては、サンギヤ、プラネタリギヤ等と、フ
ァースト用クラッチ４４．セカンド用クラッチ４６およ
びサード用クラッチ４８等の変速用クラッチとでトラン
スミッションが構成され、これとエンジン１０とが主ク
ラッチたる前進用クラッチ４０または後進用クラッチ４
２によって接続されているのである。

上記プラネタリギヤユニット１４にはピニオン５０．５
２およびギヤ５４．５６から成る減速機５８が接続され
、その減速機５８には差動歯車装置６０を介して左右の
駆動輪６２が接続されている。

前記エンジン１０に接続されたポンプ１２は第３図に示
すようにクンク７ｏがら作動油を吸入し、前記各クラッ
チ４０，４２，４４．４６および４８のアクチュエータ
４０ａ、４２ａ、４４ａ、４６ａおよび４８ａへ供給す
る。これらに供給される油圧はレギュレータ７２によっ
て常に一定値に保たれているが、前進用クラッチ４０お
よび後進用クラッチ４２のアクチュエータ４０ａおよび
４２ａに供給される油圧は更にモジュレータ７４によっ
て制御されるようになっている。

モジュレータ７４は、第４図に示すように、レギュレー
タ７２とアクチュエータ４０ａまたは４２ａとを接続す
るメイン通路７６から作動油をタンク７０ヘドレンさせ
るドレン通路７８を備えている。ドレン通路７８のメイ
ン通路７６への接続部にはリリーフバルブ８０が設けら
れている。リリーフバルブ８０は弁子８２．スプリング
８４゜ピストン８６．スプリング８８等を備えており、
このリリーフバルブ８０の開弁圧はピストン８６の位置
の変化に従って変わるようになっている。

そして、このピストン８６の位置はスプリング８８およ
び８４の付勢力と油圧室９０の油圧に基づくピストン８
６の作動力との釣り合いによって決まるようになってお
り、油圧室９０の油圧は電磁開閉弁９２によって制御さ
れるようになっている。

油圧室９０には、校り９４を有する制御用通路９６を経
てメイン通路７６の作動油が導かれており、この油圧室
９０の作動油の電磁開閉弁９２からの流出量が制御され
ることにより油圧室９０の油圧が制御されるようになっ
ているのである。電磁開閉弁９２はモジュレーティング
ソレノイド９８のオフ状態、すなわち電流が供給されて
いない状態では閉じ、オン状態においては開くものであ
り、モジュレーティングソレノイド９８のデユーティ比
、すなわちソレノイド９８に供給されるパルス状の電流
のデユーティ比を変えることによって油圧室９０からの
作動油の流出量を制御するものである。

上記モジュレータ７４で油圧を制御された作動油は、手
動の方向切換弁１００によって前記前進用クラッチ４０
のアクチェエータ４０ａと後進用クラッチ４２のアクチ
ュエータ４２ａとに択一的に供給されるようになってい
る。すなわち、方向切換弁１００は車両の進行方向を決
定するための操作部材としてのシフトレバ−１０１に接
続され、シフトレバ−１０１がニュートラル位置にある
状態ではいずれのアクチュエータ４０ａ、４２ａにも作
動油を供給せず、シフトレバ−１０１が前進位置あるい
は後進位置へ操作されたとき、それぞれに対応するアク
チュエータに゛作動油を供給するようにされているので
ある。以上、ポンプ１２゜レギュレータ７２．モジュレ
ータ７４および方向切換弁１００等によってクラッチ断
接装置が構成されている。

一方、レギュレータ７２と前記ファースト用。

セカンド用およびサード用クラッチのアクチュエータ４
４ａ、４６ａおよび４８ａとを接続する油通路の途中に
は、方向切換弁１０２および１０４が配設されている。

これら方向切換弁１０２および１０４はそれぞれシフト
ソレノイド１０６および１０８が励磁されることにより
ドレン通路１１０および１１２が開かれた状態では第３
図に示す状態となり、シフトソレノイド１０６および１
０８がそれぞれ消磁されたとき逆の状態に切り換えられ
るようになっている。すなわち、シフトソレノイド１０
６，１０８のオン・オフ状態の如何によってアクチュエ
ータ４４ａ、４６ａおよび４８ａのいずれかに作動油が
供給され、それによりファースト用クラッチ４４．セカ
ンド用クラッチ４６もしくはサード用クラッチ４８が接
続されるようになっているの、である。

上記シフトソレノイド１０６，１０８および前記モジュ
レーティングソレノイド９８は、第５図に示すように、
ソレノイド駆動回路１１４を介してマイクロコンピュー
タ１１６によって制御される。マイクロコンピュータ１
１６はＣＰＵ　（中央処理装置）１１８を備えており、
これにセンサ１２０からの信号が入力されるようになっ
ている。

センサ１２０は歯車１２２の外周部に近接して配設され
、歯車１２２の回転に伴って交流信号を発生するように
されている。この交流信号は波形整形回路１２４によっ
て矩形波に整形され、ＣＰＵ１１８に供給される。歯車
１２２は第２図に示すようにエンジン１０に接続されて
いるため、矩形波の周波数はエンジン１０の回転速度に
比例する。

したがって、ＣＰＵＩ　１８は矩形波の周波数からエン
ジン１０の回転速度、すなわち１分光たりの回転数（以
下、単にエンジン回転数と言う）を６１１算することが
できる。

ＣＰＵＩ　１　Ｂには更にブレーキスイッチ１２６が接
続されている。このブレーキスイッチ１２６はブレーキ
ペダル１２８が原位置にあるか踏み込まれた状態にある
かによって異なる電気信号を発するものであり、ＣＰＵ
Ｉ　１８はこのブレーキスイッチ１２６の出力信号に基
づいてブレーキが作用状態にあるか否かを検知すること
ができる。

マイクロコンピュータ１１６ばＣＰＵ１１８の他にメモ
リ１３０を備えており、このメモリ１３０にはＣＰ、Ｕ
１１８の制御プログラムと共にモジュレーティングソレ
ノイド９８の制御パターンが記憶されている。すなわち
、変速時においてアクチュエータ４０ａ　　（４２ａも
同様）の油圧を第６図に示すように変化させて前進用ク
ラッチ４０を一旦切った後、変速用クラッチのいずれか
のもの、例えばファスト用クラッチ４４を切ると同時に
セカンド用クラッチ４６をつなぎ、その後、緩やかに前
進用クラッチ４０をつなぐことが必要なのであるが、そ
のためのモジュレーティングソレノイド９８のデユーテ
ィ比制御パターンが記憶されているのである。

メモリ１３０には更に、エンジンストールの発生を防止
するためのモジュレーティングソレノイド９８の制御パ
ターンが記憶されている。すなわち、第１図（１）に示
すようにデユーティ比が０％に保たれて前進用クラッチ
４０　（後進用クラッチ４２も同様）が完全につながれ
ている状態において、エンジン出力に対してトランスミ
ッション側の負荷が過大である場合には■で示すように
エンジン回転数が低下して来るのであるが、一定回転数
以下になればエンジンストールが発生するため、それよ
りやや高い第一基準回転数、例えば４００ｒｐｍまでエ
ンジン回転数が低下したときデユーティ比が■で示すよ
う、に急激に６０％まで増大させられ、その後、■で示
すようにエンジン回転数の回復に伴って漸減させられ、
エンジン回転数が第一基準回転数より一定値高くアイド
リング回転数よりやや低い第二基準回転数、例えば７０
０ｒｐｍまで回復したとき、■で示すように０％まで減
少させられるデユーティ比の制御パターンが記憶されて
いるのである。

以上のように構成された装置において、ＣＰＵ１１８は
ブレーキスイッチ１２６からの信号如何によって異なる
態様でソレノイド駆動回路１１４を制御する。

まず、プレーキスイッ±１２６からブレーキペダル１２
８が踏み込まれていない旨の信号が発・Ｕられている状
態の制御を説明する。この場合には、デユーティ比が■
で示すよ・うに急激に増大させられれば、アクチュエー
タ油圧は第１図（２）に■で示すように３　ｋｇ／　ｃ
ｌまで急激に低下させられる。この油圧３　ｋｇ　／　
ｃｎｌは、前進用クラッチ４０　（後進用クラッチ４２
も同様）を完全に切ってしまうのではなく、ある程度ψ
トルクを伝達し得る状態に保ち、かつ、前進用クラッチ
４０の滑りによってエンジン１０の負荷を低下させ、エ
ンジン回転数の回復を許容する値に選定されている。し
たがって、エンジン回転数が回復するのであるが、この
回復に伴ってデユーティ比が減少させられるためアクチ
ュエータ油圧が第１図（２）に■で示すように上昇し、
前進用クラッチ４０の伝達可能なトルクが増大する。そ
して、エンジン回転数が第二基準回転数７００ｒｐｍま
で回復したとき、デユーティ比が第１図（１）に■で示
すように急激に増大させられるため、アクチュエータ油
圧もそれに伴って上昇し、前進用クラッチ４０の伝達可
能なトルクが増大する。その結果、エンジン１０に対す
る負荷がエンジン１０の出力に比較して過大となるため
、第１図（２）に■で示すようにエンジン回転数が再び
低下する。

エンジン回転数が４０Ｏｒｐｍまで低下すれば再びデユ
ーティ比が急激に増大させられ、以下、同様のことが繰
り返されて前進用クラッチ４ｏの伝達可能なトルクの減
少・増大が繰り返されることとなる。これによってエン
ジンストールの発生が防止されるとともにダイレクトパ
ワートレ−ンはエンジン１０から常にある程度のトルク
が加えられることとなる。このトルクは上記のように増
減を繰り返すのであるが、この増減はエンジン回転数と
の関係において制御されるようになっているため、例え
ば路面の勾配が急である場合には運転者がアクセルペダ
ルの踏込みを多くし、傾斜が緩やかである場合には少な
くすることによって車両を前進することも後退すること
もない状態に維持し得ることとなる。すなわち、ダイレ
クトパワートレーンにおいて前進用クラッチ４０もしく
は後進用クラッチ４２にトルクコンバータに類似した役
割を果たさせることが可能となるのである。

また、上記のようにアクチュエータ油圧が最も低い状態
においてもエンジンからある程度のトルクは伝達される
ため、ダイレクトパワートレーンを構成する各ギヤの噛
合い部に遊びが生ずることはな（、この遊びの発生に起
因する運転騒音の増大も回避されるのである。

なお、上記のようにしてフォークリフトトラックが停止
させられている状態においてアクセルペダルが踏み込ま
れることによりエンジン１０の出力が増大させられれば
、エンジン回転数が７０Ｏｒｐｍに達してアクチュエー
タ油圧が上昇させられてもエンジン回転数は低下しない
ため、アクチュ・エータ油圧はそのまま最高油圧まで上
昇させられて接状態に保たれ、フォークリフトトラック
が発進することとなる。

以上、ブレーキペダル１２８が踏み込まれていない状態
における作動を説明したが、ブレーキペダル１２８が踏
み込まれている状態ではｃｐｕｔ１８がブレーキスイッ
チ１２６からの信号に基づいてその事実を検知し、アク
チュエータ油圧を最低レベルまで低下させる。すなわち
、ソレノイド駆動回路１１４を介してモジュレータ７４
をそのように制御するのであり、その結果、前進用クラ
ッチ４０（もしくは後進用クラッチ４２）が切られるの
である。これによって、ブレーキが作用させられている
ためその必要がないときまで前進用クラッチ４０もしく
は後進用クラッチ４２が半りランチ状態とされ、これら
のクラッチが無駄に席耗することが回避されるのである
。

以上、本発明の一実施例を詳細に説明したが、これは文
字通り例示であって、本発明はこれ以外の態様でも実施
し得る。

例えば、上記実施例においてはトランスミッションが常
時噛合い式のものとされており、エンジンからトランス
ミッションへの動力の伝達を断接するクラッチとして前
進用クラッチ４ｏおよび後進用クラッチ４２が設けられ
ていたが、トランスミッションが選択摺動式のものであ
り、エンジンからトランスミッションへの゛動力の伝達
を断接するクラッチが１個設けられているのみのもので
あっても、それらが油圧アクチュエータ等により自動的
に操作されるものであれば本発明を適用することが可能
である。

また、本発明はフォークリフトトランク等産業車両の動
力伝達装置に適用して最も有効なものであるが、トラッ
ク、乗用車等、各種車両の動力伝達装置に広（通用する
ことも可能である。

さらに、前記実施例においては、エンジン回転数が第一
基準回転数から第二基準回転数まで回復する間中デユー
ティ比が漸減させられてアクチュエータ油圧が上昇させ
られるようになっていたため、クラッチの伝達可能なト
ルクが掻く小さい状態の時間が最も短くなる利点が得ら
れるのであるが、エンジン回転数が第一基準回転数から
第二基準回転数まで回復する間中、あるいはその途中の
回転数まで回復する間は、デユーティ比が一定に保たれ
、その後、徐々に減少させられるようにすることも可能
である。

さらに、前記実施例においては第二基準回転数がアイド
リング回転数よりやや低い回転数に設定されていたが、
アイドリング回転数を第二基準回転数とするなど、第一
基準回転数および第二基準回転数は周辺の条件に応じて
適宜に選定することができる。

また、前記実施例においては、ブレーキが作用状態にあ
るか否かがブレーキペダルの位置に基づいて検出される
ようになっていたが、例えばブレ−キ装置が油圧ブレー
キ装置である場合には、その油圧が一定以上に上昇した
ことを圧力スイッチ　′で検出するというように、他の
手段によってブレーキが作用状態にあるか否かを検出す
ることが可能である。

その他、いちいち例示することはしないが、本発明は当
業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した態様で
実施し得るものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、ブレーキが
作用していない状態においてエンジン回転数が第一基準
回転数まで低下したとき、クラッチを断接するアクチュ
エータの油圧を低下さ・Ｕてクラッチにエンジン回転数
の回復を許容する程度の滑りが生ずるようにし、その結
果エンジン回転数が第二基準回転数まで回復したときア
クチュエータの油圧を上昇させ、そのアクチュエータ油
圧の上昇に伴ってエンジン回転数が低下した場合には、
再びアクチュエータ油圧を低下させるという工程を繰り
返すようにしたものであるため、エンジン回転数が基準
回転数を越えて低下することを防止し得、エンリンス１
−−ルの発生を防止することができる。

しかも、クラッチはある程度のトルクを伝達し得る状態
に保たれるため、車両が完全に拘束を解かれて不安定な
状態となることがない。すなわち、トルクコンバータに
滑りが生じている場合に近い状態がアクチュエータ油圧
の制御によって得られることとなり、傾斜した路面上に
おいても運転者の意識とは無関係に車両が後退してしま
うようなことが防止され、また、各ギヤの噛合い部に遊
びが生じて運転騒音が発生することも回避されるのであ
る。

また、アクチュエータ油圧が低下させられるエンジン回
転数（第一基準回転数）とアクチュエータ油圧が上昇さ
せられるエンジン回転数（第二基準回転数）とにヒステ
リシスが与えられているため、クラッチが極く短時間で
断接を繰り返すハンチングの発生が回避される。

さらに、ブレーキが作用状態にある場合には、アクチュ
エータ油圧の上記のような制御は行われず、アクチュエ
ータ油圧が十分に低下させられてクラ・７チが切られる
ため、多ラッチが無駄に滑らされて摩耗し、寿命が短く
なってしまうことが回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図［１）、　＋２１は本発明の一実施例であるフォ
ークリフトトラック用動力伝達装置（グイレクトバワー
トレーン）のクラッチ制御の状況を示すグラ油圧回路を
示す回路図である。第４図は第３図に示すモジュレータ
の詳細を模型的に示す図である。 第５図は上記動力伝達装置の電気的な制御部分を示すブ
ロック線図である。第６図は上記動力伝達装置における
発進時のアクチュエータ油圧の制御状況を示すグラフで
ある。 １２：ポンプ　　１４：プラネタリギャユニット４０：
前進用クラッチ ４０ａ、４２ａ、４４ａ、４６ａ、４８ａ：アクチュエ
ータ ４２：後進用クラッチ　７２；レギュレータ７４：モジ
ュレータ ９８：モジニレ−ティングソレノイド １００．１０２．　１ｏ４：方向切換弁１０６、ｉｏａ
：シフトソレノイド １１４：ソレノイド駆動回路 １１６：マイクロコンピュータ １１８：ＣＰＵ（中央処理装置） １２０：センサ　　１２２：歯車 １２４：波形整形回路 １２６：ブレーキスイッチ １２８ニブレーキペダル　　１３ｏ：メモリ出願人　株
式会社　豊田自動織機製作所°　　同　　富士通株式会
社 第１図 第６図 時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 自動変速式トランスミッションがトルクコンバータを介
   することなくクラッチによって直接エンジンに接続され
   る形式の車両用動力伝達装置におけるクラッチの自動制
   御方法であって、 当該車両のブレーキが非作用状態にある場合には、（ａ
   ）エンジンストールが発生するエンジン回転数よりやや
   高く定められている第一基準回転数までエンジン回転数
   が低下したことを検知する工程と、（ｂ）その検知信号
   に基づいて、前記クラッチを断接するアクチュエータの
   油圧をクラッチがトルクを伝達する状態ではあるがエン
   ジン回転数が前記第一基準回転数から回復することを許
   容する程度に滑る状態となるまで低下させる工程と、（
   ｃ）エンジン回転数が前記第一基準回転数より高い第二
   基準回転数まで回復したとき前記アクチュエータの油圧
   を上昇させる工程とを繰り返す一方、前記ブレーキが作
   用状態にある場合には当該クラッチを切った状態に保つ
   ことを特徴とする車両用動力伝達装置のクラッチ自動制
   御方法。