WO2000029765A1 - Procede de regulation de la pression hydraulique dans un mecanisme de changement de vitesse avec un embrayage hydraulique - Google Patents

Procede de regulation de la pression hydraulique dans un mecanisme de changement de vitesse avec un embrayage hydraulique Download PDF

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Katsunori Katou
Mizuya Matsufuji
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Yanmar Diesel Engine Co., Ltd.
Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a transmission mechanism provided with a plurality of hydraulic clutches, a so-called hydraulic power shift transmission mechanism, and more particularly to a hydraulic transmission having a plurality of transmission trains and a hydraulic clutch provided for each transmission train.
  • the present invention relates to a hydraulic control method for a multi-speed transmission mechanism in which a plurality of units are connected in tandem.
  • a so-called hydraulic power shift transmission mechanism has a plurality of selectively joined hydraulic clutches (wet-type multi-plate clutches).
  • a multi-speed transmission mechanism in which a plurality of hydraulic transmission units provided with a gear are connected in tandem is known.
  • the number of gears can be changed by multiplying the number of transmission trains provided for each transmission unit.
  • a switching valve of an electromagnetic type or the like has been used for controlling the input / output of the hydraulic oil for joining / separating operation to / from each hydraulic clutch of such a transmission mechanism.
  • each operating time and each time-dependent hydraulic characteristic of the clutch to be separated and the clutch to be joined can secure a region where the slip state of both clutches appears (this is referred to as a “common slip region”).
  • Shall be set to
  • the hydraulic control according to the present invention employs the clutch to be engaged and the clutch to be engaged. If the hydraulic characteristics over time of the clutch to be disengaged and the operation start time difference between the two clutches are fixed and set under certain conditions, such as when the engine is running at rated speed, a common slip will occur due to changes in conditions. In some cases, the area cannot be secured.
  • the clutch of one hydraulic transmission unit is held as it is, and the other clutch connected to another hydraulic transmission unit is separated. Then, another clutch is newly engaged (separate clutch is engaged), and one clutch that has been engaged in each hydraulic transmission unit is separated and the other clutch is engaged.
  • a total of two clutches are separated and the two
  • the rotational speed of the secondary rotation shaft relative to the primary side of the clutch to be engaged and disengaged is increased, In order to ensure torque transmission during the speed increase period of the secondary rotary shaft, it is necessary to set a longer common slip region period.
  • the latter is also a shift in which the relative rotation speed of the secondary rotation shaft is reduced, and the rotational inertia force at the time of operation before the shift acts on the secondary rotation shaft.
  • the period can be short, and long periods hinder smooth shifting.
  • a pressure sensor or the like is used to detect that the clutch to be joined is joined despite the harm of separating the clutch to be separated.
  • the clutch is checked for abnormalities (for example, foreign matter penetration), and the subsequent engagement of the clutch to be engaged can be prevented to avoid double transmission.
  • the disengagement operation and the engagement operation of the clutch are intersected, and a situation may occur in which the clutch to be engaged is engaged without leaving the clutch to be separated. In other words, it is possible for the transmission mechanism called double transmission to succumb to damage. Accordingly, there is a need for a method for detecting an abnormality of a clutch that is compatible with the present invention.
  • the present invention relates to a transmission mechanism (so-called hydraulic power shift transmission mechanism) having a plurality of transmission hydraulic clutches that are joined by a hydraulic pressure increasing action and separated by a hydraulic pressure decreasing action. This is to prevent the non-transmission state from appearing in the transmission mechanism at times.
  • the present invention is to gradually increase the operating oil pressure of the clutch to be engaged from the disengaged state over time during gear shifting, and to decrease the operating oil pressure of the clutch to be separated from the engaged state during the gradual increase.
  • the timing at which the operating oil pressure of the clutch to be separated starts to decrease is determined by filling the oil chamber of the clutch to be joined with oil. This is set after the timing when the clutch holding pressure rises to secure a temporal pressure region (common slip region) in which both the clutch to be engaged and the clutch to be disengaged during shifting.
  • One of the various conditions in this case is the engine speed. That is, if the time difference is changed in response to the filling time of the oil chamber of the clutch to be engaged becoming longer as the engine speed becomes lower, the time difference is set as the engine speed becomes lower, or When the engine speed is set to be longer when the rotational speed is equal to or lower than a certain value, and the time-dependent decrease characteristic is changed, the time-dependent decrease characteristic is determined as the engine speed is lower or the engine speed is constant. Set the value to decrease gradually in the following cases.
  • a transmission mechanism (a so-called multi-speed transmission mechanism) having a configuration in which the plurality of transmission hydraulic clutches are separately provided in a plurality of hydraulic transmission units connected in tandem
  • One speed stage is formed by joining hydraulic clutches alternatively at the unit.
  • the clutch in order to secure a temporal pressure region (common slip region) in which the clutch to be engaged and the clutch to be separated slip together during gear shifting, the clutch is engaged from the separated state during gear shifting.
  • hydraulic control is used to gradually increase the operating oil pressure of the clutch over time and decrease the operating oil pressure of the clutch that separates from the joined state during the increasing, the shift of the clutch that should be joined and separated during shifting
  • the total number of mechanisms is one of the various conditions described above.
  • the number of clutches to be joined / separated is smaller. If the time difference is set to be long at the time of a large number of shifts, and if the time-dependent decrease characteristic is changed, the time-dependent decrease characteristic is gradually reduced at the time of a shift with a large number of engaged / disengaged clutches. Set. In consideration of the fact that the rotational inertia force acts during downshifting compared to upshifting, the shift operation must be upshifted or downshifted to reduce the common slip area during downshifting compared to that during upshifting.
  • the time difference is set short.
  • the timing at which the operating oil pressure of the clutch to be separated starts to decrease during gear shifting is determined by the time of joining. It shall be set after the time when the oil chamber of the target clutch is filled with oil and rises to the biston holding pressure.
  • the present invention provides an appropriate method for detecting an abnormal clutch and avoiding the appearance of the double transmission state in the hydraulic power shift transmission mechanism hydraulically controlled as described above. Aim.
  • means for detecting an operating oil pressure for each hydraulic clutch and the number of the detecting means for detecting that the operating oil pressure is higher than a predetermined pressure value is equal to the number of clutches to be separated during shifting.
  • at least one hydraulic transmission unit detects two or more detection means that detect a hydraulic pressure higher than a certain pressure value.
  • the hydraulic pressure detecting means is configured as a switch that is turned on and off at the fixed pressure value as a boundary, and the number of the switches indicating that the operating hydraulic pressure is higher than the fixed pressure value is separated at the time of shifting.
  • the number of clutches is larger than the number of clutches to be used (In a transmission mechanism with multiple hydraulic transmission units connected in tandem, at least one hydraulic transmission unit requires two or more switches to operate at a fixed pressure value. If it is indicated that the hydraulic pressure is high), the operation to connect only the hydraulic clutch that has been engaged first or the operation to separate all hydraulic clutches may be performed.
  • an object of the present invention is to detect whether or not a towing load is applied to a vehicle by an appropriate detecting means without relying on a switch operation of an operator.
  • the present invention provides a traction load detecting means in a vehicle employing the present speed change mechanism, and joins the vehicle at the time of shifting when the traction load detecting means detects the traction load and when the traction load is not detected.
  • the operating hydraulic pressure of the hydraulic clutch to be changed over time.
  • the governor mechanism when the vehicle has a governor mechanism capable of controlling the engine speed based on the detection of the engine load, the governor mechanism does not detect when the engine load exceeds a certain level. Change the time-dependent increase characteristic of the working oil pressure of the hydraulic clutch to be joined during shifting.
  • the time-dependent decrease characteristic of the operating oil pressure of the hydraulic clutch separated during shifting may be changed.
  • the transmission mechanism having the hydraulic clutch according to the present invention is configured such that, according to various conditions, when the operating oil pressure of the clutch to be joined starts to be increased and when the operating oil pressure of the clutch to be separated starts to decrease during shifting.
  • the change of the time difference between the two, the time-dependent decrease in the operating oil pressure of the disengagement target clutch, and the time-dependent increase in the operation oil pressure of the disengagement target clutch enables adjustment of the hydraulic oil input / output pressure to the hydraulic clutch. Therefore, each hydraulic clutch is controlled by an electromagnetic pressure proportional valve provided for each individual clutch.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram of a tractor transmission system having a nine-speed transmission type hydraulic main transmission mechanism 1
  • FIG. 2 is a hydraulic clutch control hydraulic circuit diagram of the main transmission mechanism 1
  • FIG. FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of the electric control circuit of the main transmission mechanism 1.
  • FIG. 4 is a block diagram of another embodiment
  • FIG. 5 is a block diagram of a six-speed hydraulic main transmission mechanism 1 ′.
  • FIG. 6 is a skeleton diagram of a tractor transmission system having a tractor
  • FIG. 6 is a hydraulic circuit for controlling a hydraulic clutch of a main transmission mechanism 1 ′
  • FIG. 7 is a side view of a tractor employing the electric control system shown in FIG.
  • FIG. 8 is a plan view of the same, FIG.
  • FIG. 9 is a plan view of the main transmission hydraulic valve device 3 for the main transmission mechanism 1 ′, and FIG. 10 is a clutch to be engaged.
  • Fig. 11 is a time-dependent oil pressure graph showing the pressure increase characteristics of the clutch, and Fig. 11 is a time-dependent oil pressure graph showing the pressure decrease characteristics of the disengagement target clutch.
  • Fig. 12 is a load detecting means for determining the pressure increase characteristics. It is a time-dependent voltage graph of the left and right draft sensors 1 2 2 L '1 2 2 R, and FIG. 13 is a flow chart of the pressure increase characteristic determination using the left and right draft sensors 1 2 2 and the traction sensor 1 2 3.
  • Fig. 14 is a time-dependent graph of the engine speed detected for determining the pressure increase characteristic, and Fig.
  • FIG. 15 is a time-dependent graph of the rack position detected for determining the pressure increase characteristic.
  • B is a flowchart for determining the pressure increase characteristic using the electronic governor.
  • FIG. 17 is a first hydraulic transmission unit 17 ′ and a second hydraulic transmission unit 17 ′ in the main transmission mechanism 1 ′.
  • Operation for each hydraulic clutch FIG. 3 is a graph of pressure and the input voltage from each pressure sensor over time, showing a shift between the first speed position and the second speed position, and FIG. 18 similarly shows the relationship between the second speed position and the third speed position.
  • Fig. 19 is a graph of the working hydraulic pressure for the hydraulic clutch during a shift-up operation in the engine rated rotation state with time
  • Fig. 20 is a diagram illustrating a shift-down operation in the engine rated rotation state.
  • Fig. 21 is a graph of the operating hydraulic pressure for the hydraulic clutch at the time of shift-up when the engine is running at a low speed
  • Fig. 21 is a graph of the operating hydraulic pressure for the hydraulic clutch at a low engine speed
  • Fig. 23 is a graph of the operating hydraulic pressure for the hydraulic clutch over time during downshifting in Fig. 23.Fig. 23 shows the case where the delay time is not changed depending on whether there is one or two engagement clutches during shifting.
  • D Fig. 24 is a time-dependent graph of the hydraulic pressure applied to the hydraulic clutch during a shift-up operation in the rated rotation state of the gin
  • Fig. 24 is a time-dependent graph of the hydraulic pressure applied to the hydraulic clutch also during a down-shift.
  • Fig. 21 is a graph of the operating hydraulic pressure for the hydraulic clutch at the time of shift-up when the engine is running at a low speed
  • Fig. 21 is a graph of the operating hydraulic pressure for the hydraulic clutch at a low engine speed
  • FIG. 26 is a graph showing the operating hydraulic pressure for the hydraulic clutch during a shift-up operation at the rated engine speed when the time at which the hydraulic pressure of the clutch starts increasing and the time at which the hydraulic pressure of the clutch to be separated starts decrease.
  • Fig. Fig. 27 is a graph of the operating pressure of the hydraulic clutch at the time of shift-up, and Fig. 27 shows the flow of hydraulic clutch hydraulic control based on the detection of an abnormal clutch.
  • FIG. 2 8 is another hydraulic circuit diagram for the main speed change mechanism 1.
  • FIG. 1 is a transmission system for a work vehicle (tractor) equipped with a nine-speed transmission type transmission having a hydraulic clutch according to an embodiment of the present invention as a main transmission mechanism (a so-called hydraulic power shift transmission mechanism). Is shown.
  • the traveling transmission system and the PTO transmission system are branched from a driving shaft 12 connected to an engine 10 mounted on the foremost part of the fuselage via a buffer joint 11. It is housed in the transmission housing 2 shown in FIG.
  • the traveling transmission system will be described first. Between the drive shaft 12 and the reverser output shaft 13 parallel to the drive shaft 12, there is interposed a hydraulic-type river summit 14.
  • the first drive shaft 15 is arranged on an extension of the reverser output shaft 13, and is integrally connected to the reverser output shaft 13.
  • a hollow first transmission shaft 16 is disposed on an extension of the driving shaft 12, and a first hydraulic transmission unit 17 is provided between the first drive shaft 15 and the first transmission shaft 16. Is interposed.
  • a hollow second drive shaft 18 is disposed on an extension of the first transmission shaft 16, a second transmission shaft 19 is disposed on an extension of the first drive shaft 15, and a second drive shaft 18
  • a second hydraulic transmission unit 20 is interposed between the second transmission shaft 19 and the second transmission shaft 19.
  • a propeller shaft 22 is disposed on an extension of the second transmission shaft 19, and a mechanical transmission mechanism 23 is provided between the second transmission shaft 19 and the propeller shaft 22 as an auxiliary transmission mechanism.
  • a small bevel gear 24 is provided at the rear end of the propeller shaft 22. This small bevel gear 24 is combined with the large input bevel gear 26 of the differential device 25 for the left and right rear wheels.
  • the left and right differential output shafts 27 of the differential 25 are connected to the left and right rear wheels 30 shown in FIG. 4 via left and right brakes 28 and a planetary gear type final reduction gear 29. I have.
  • a differential lock shaft 31 is used for the differential output shaft 27.
  • the main transmission mechanism 1 composed of a combination of the first transmission unit 17 and the second transmission unit 20 will be described later.
  • the mechanism 23 will be described in detail.
  • the reverse unit 14 has a forward gear train 91 and a reverse gear train 92 including an idle gear 92 a interposed between the driving shaft 12 and the reverser output shaft 13.
  • gear trains 9 1 and 9 2 one gear is loosely fitted to the driving shaft 12, respectively.
  • One of the gears on the driving shaft 12 is connected to the driving shaft 12 by the selective connection of the forward hydraulic clutch 14 F and the reverse hydraulic clutch 14 R, and the front of the reverser output shaft 13 The forward and reverse rotations are selectively applied.
  • the mechanical transmission mechanism 23 has an intermediate shaft 21 connected to the second transmission shaft 19 via a reduction gear train.
  • Two transmission gears 9 3 In addition to the fixed gear 4, the gear 94 on the smaller diameter side of both gears is connected to the transmission gear 96 arranged outside the intermediate shaft 21 via a reduction gear mechanism 95.
  • gears 97, 998, and 99 are loosely fitted, and two double clutches 100, 101 are further provided.
  • the gear 97 can be connected to the propeller shaft 2 2 or the second variable speed shaft 19 can be directly connected to the propeller shaft 22.
  • the mechanical transmission mechanism as the auxiliary transmission mechanism in the present embodiment enables four-speed shifting.
  • This tractor is driven not only by the two-wheel drive of the left and right rear wheels 30, which are transmitted by the above-mentioned traveling transmission system, but also by selectively driving the left and right front wheels 6 shown in FIG. Can also run.
  • a gear 32 fixed on the propeller shaft 22 is provided with two gears 3 4 and 3, which are rotatably provided on the intermediate shaft 33 and rotate integrally with each other.
  • 5 and gears 36 and 37 provided on the front wheel driving force take-out shaft 38 and gears 34 and 35 respectively.
  • a hydraulic clutch unit 39 is provided to selectively connect any of them to the front wheel drive power take-out shaft 38. Have been.
  • the front wheel 6 When the gear 37 is connected to the front wheel drive force take-out shaft 38, the front wheel 6 is synchronized with the rear wheel 30 at a speed synchronized with the front wheel 6, and when the gear 36 is connected, the front wheel 6 is connected to the rear wheel 30. Are driven at higher speeds.
  • a transmission shaft 40 extends from the rear end of the driving shaft 12, and penetrates the hollow first transmission shaft 16, the second drive shaft 18, and the intermediate shaft 21.
  • a transmission shaft 41 extends from a rear end of the transmission shaft 41, and a PTO clutch 42 is interposed between the transmission shaft 43 and the transmission shaft 41 arranged on an extension of the transmission shaft 41.
  • a PTO shaft 44 is disposed parallel to the transmission shaft 43 and protrudes out of the fuselage.
  • a mechanical PTO transmission 4 is located between the transmission shaft 43 and the ⁇ ⁇ shaft 44 in the fuselage. 5 is interposed.
  • a pressure for operating a later-described hydraulic clutch of the first hydraulic variable speed unit 17 and the second hydraulic variable speed unit 20 via gears 46, 47, and 48.
  • Power is transmitted to a power take-out shaft 49 that drives a hydraulic pump 50 for discharging oil. It is also possible to use a discharge oil from the hydraulic pump 50 to move a hydraulic working machine lifting device provided at the rear of the tractor up and down.
  • the main transmission mechanism 1 in the traveling transmission system will be described in detail.
  • three gears 51, 52, 53 mounted loosely on the first drive shaft 15 consist of three gears fixed on the first transmission shaft 16.
  • ⁇ 53 is alternatively connected to the first drive shaft 15 to enable three-speed shifting.
  • the main transmission mechanism 1 is configured by connecting a first hydraulic transmission unit 17 and a second hydraulic transmission unit 20 in tandem. Therefore, any one of the hydraulic clutches 57, 58, 59 in the first hydraulic transmission unit 17 and the hydraulic clutch 66 in the second hydraulic transmission unit 20, 6 6-6 By joining with any one of 7-68, a total of nine gears can be obtained.
  • the combination of the hydraulic clutches 57, 58, 59 and the hydraulic clutches 66, 67, 68 can be combined with the first and second hydraulic types.
  • the speed change units 17 ⁇ 20 are in the order of the first to ninth speed ratios (output rotation speed, input rotation speed, that is, rotation speed of the second speed change shaft 19, first drive shaft 15) in ascending order. Rotation speed) is set.
  • the oil supply circuit 70 is branched and connected to the six hydraulic clutches 57, 58, 59, 66 and 67-68, respectively.
  • Each branch circuit has a two-position electromagnetic proportional switching valve. VL'VM'VH and V1'V2, V3 are interposed. It should be noted that the variable throttle V a configured in each electromagnetic proportional switching valve is drawn outside each electromagnetic proportional switching valve for convenience.
  • Solenoids of these proportional solenoid valves VL, VM, VH, V1-V2 'V3 SL * SM * SH * S1 * S2 * S3 are set to the operating position when excited, and de-energized. To the neutral position. That is, when each solenoid is excited, the corresponding hydraulic clutch is joined, and when demagnetized, the corresponding hydraulic clutch is separated.
  • a proportional pressure change valve is connected between the VL, VM, VH, V1-V2'V3 and the hydraulic clutch 57, 58, 59, 66, 67, 68.
  • PSL. PSM 'P SH' PS l ⁇ PS 2 ⁇ PS 3 are connected.
  • These pressure sensors detect the hydraulic pressure applied to each hydraulic clutch, but may be connected to each pressure sensor with a switch that turns on and off at a fixed pressure value. Alternatively, the pressure sensor itself may be configured as such a pressure switch.
  • switches 27 described below are switches that turn on when the pressure value is higher than a certain pressure value (switch switching pressure pb described later) and turn off when the pressure value is less than a certain value. It may be turned off when the value is high at the boundary and turned on when the value is low.
  • the main transmission hydraulic valve device 3 contains the electromagnetic proportional switching valve and the pressure sensor of the six-stage main transmission mechanism 1 ′ described later.
  • the main transmission mechanism 1 ′ is a first hydraulic transmission unit having a configuration in which the hydraulic clutch 58 for medium speed is removed from the first hydraulic transmission unit 17 in the nine-speed main transmission mechanism 1.
  • the electromagnetic proportional switching valve group and the pressure sensor group are replaced with the main transmission hydraulic valve device shown in FIG. It is housed inside 3.
  • a secondary pressure regulating valve 72 for setting the lubricating oil pressure is connected to the oil discharge side of the pressure regulating valve 69 provided branching from the oil supply circuit 70, and is connected to the hydraulic clutch 57, 58, 59, 66, 67, 68.
  • a lubricating oil circuit 73 is drawn out between the two pressure regulating valves 60 and 72.
  • the oil suction circuit 75 extending from the oil tank 74 to the hydraulic pump 50 is provided with a line fill valve 76 and a relief valve 77 as a bypass valve in parallel.
  • the relief valve 77 performs a relief operation when the line filter 76 is clogged, and maintains the flow of oil to the hydraulic pump 50.
  • the hydraulic pump 78 driven by the driving shaft 12 shown in FIG. 1 discharges oil to both hydraulic clutches 14 F and 14 R of the hydraulic reverse unit 14.
  • the oil suction circuit 79 is connected between the suction side of the hydraulic pump 78 and the oil suction circuit 75 so that the oil in the oil tank 74 is also supplied to the hydraulic clutch 14F * 14R. I have to.
  • the input side interface of the logic circuit 80 built in the controller 4 provided in a part of the tractor includes a potentiometer 82, a tachometer 83, a mode selection switch 84, and a The six pressure sensors PSL-PSM-PSH-PS1, PS2, and PS3 are connected.
  • the potentiometer 82 detects the position (lever angle) and the turning direction of the main transmission lever 81 disposed near the driver's seat 7 as shown in FIGS.
  • the speed range from 1st to 9th is set in the rotation range of lever 1 in order from low speed, and the numbers 1 to 9 in Fig. 3 correspond to each speed position. Is engraved.
  • the tachometer 83 detects the number of revolutions of the engine 10.
  • the load control selection switch 84 is used to change the hydraulic pressure increase characteristic for joining the hydraulic clutch of the main transmission between normal (on the road) driving and traction driving work. It is a switch that can be switched by operator operation in response.
  • the electronic governor described below is used for controlling the engine speed to match the engine speed setting by normal accelerator operation, and for load control for detecting the engine load factor and controlling the engine speed to match the load factor. It can also be used as a selection switch to switch to.
  • the left and right draft sensors 122 L and 122 R are provided on the left lower link 12 1 of the work implement mounting device 120, and the drawer ( (Not shown), a traction sensor 123 is provided, and an electronic governor controller 5 is provided.
  • Fig. 4 shows the left and right draft sensors 1 2 2 L '1 2 2 R, the traction sensor 1 2 3 and the electronic governor controller, which are input means for selecting the pressure increase characteristics of the hydraulic clutch, instead of the load control selection switch 84. It discloses an electrical control circuit in which 5 is connected to the input interface of a logic circuit 80.
  • the tachometer 83 and the rack position sensor 124 are connected to the input side of the electronic governor controller 5, and the logic circuit 80 receives signals from the tachometer 83 through the electronic governor controller 5.
  • a load factor signal calculated from both signals from the tachometer 83 and the rack position sensor 124 is input.
  • the electronic governor controller 5 is further connected to a hydraulic lift controller 125 for hydraulically driving the work equipment mounting device 120 and an electronic governor (drive device for a fuel injection amount adjustment rack) 126. are doing.
  • the output side of the logic circuit 80 is connected to the delay circuit 88 connected to the input side of the solenoid drive circuit 86 and the solenoid drive circuit 85.
  • the solenoid drive circuit 85 drives the solenoids SL.SM'SH'Sl'S2.S3 of the electromagnetic proportional changeover valves VL, VM, VH, V1, V2, V3 in the excitation direction.
  • the solenoid drive circuit 86 drives these in the direction of demagnetization.
  • a solenoid drive circuit 85 and a pressure (increase characteristic) setting circuit 87 are connected to the output side of the logic circuit 80, and a solenoid drive circuit 85 is connected to the output side of the pressure setting circuit 87. ing.
  • the pressure setting circuit 87 stores two types of solenoid excitation patterns for producing two types of pressure increase characteristics as shown by the pressure rise graphs U 1 and U 2 in FIG. 10. .
  • a delay circuit 88, a time setting circuit 90, and a pressure (drop characteristic) setting circuit 89 are connected to the output side of the logic circuit 80, and an output side of the time setting circuit 90 is connected to the delay circuit 8.
  • the solenoid drive circuit 86 is connected to the output side of the delay circuit 88 and the output side of the pressure setting circuit 89.
  • the pressure setting circuit 89 three types of solenoid demagnetization patterns for producing three types of pressure drop characteristics as shown by the pressure drop graphs Dl and D2-D3 in Fig. 11 are provided. It is remembered.
  • the logic circuit 80 determines the clutch to be engaged and the clutch to be separated based on the signal indicating the shifted position of the main speed change lever 81 detected by the potentiometer 82, and determines the clutch to be separated according to the logic described later. Determine the oil pressure drop characteristics of the clutch to be separated.
  • the setting is made by the load control selection switch 84.
  • the input from the left and right draft sensors 122 and the traction sensor 123 or the electronic governor controller 5 is used.
  • the pressure rise characteristics of the clutch to be engaged are determined on the basis of the input from. Further, based on the input from the pressure sensors PSL, PSM and PSH-PS1-PS2-PS3, it is determined whether or not control for preventing foreign matter from being caught in the hydraulic clutch is required.
  • the logic circuit 80 sends a signal to the solenoid drive circuit 85 to send an ON signal to the solenoid of the target electromagnetic proportional switching valve, and the pressure setting circuit 87 sends a solenoid excitation signal to the solenoid setting circuit 87.
  • a pressure setting signal for selecting one of the patterns is sent, and the transmission of an ON signal to the solenoid is controlled by the solenoid excitation pattern set by the pressure setting circuit 87.
  • the logic circuit 80 sends a signal to the solenoid drive circuit 86 to send an off signal to the solenoid of the target solenoid proportional switching valve, and the pressure setting circuit 89 sends a solenoid demagnetization signal to the solenoid.
  • a pressure setting signal for selecting one of the patterns is sent, and the transmission of an off signal to the solenoid is controlled by the solenoid demagnetization pattern set by the pressure setting circuit 89.
  • the above-described electric control circuit 85, 86, 87, 88, 89, 90 is provided in the controller 4 or the main transmission valve device 3, and the solenoid Solenoid circuits VL, VM, VH, V 1 -V 2 'V 3 Solenoid SL-SM-SH-S provided in the main shift hydraulic valve device 3 as described above from the drive circuits 85 and 86.
  • a control signal (ON / OFF signal) is sent to the target one of 1-S2-S3.
  • the components and structure of this transmission system are the same as those of the transmission system shown in FIG. 1 except for the first hydraulic transmission unit 17 '.
  • the cut 17 ' is a two-stage gearshift, eliminating the middle gear train of the first hydraulic shift unit 17; that is, the gears 52 * 55 and the hydraulic clutch 58.
  • the main transmission mechanism 1 ′ which is a combination of the first hydraulic transmission unit 17 ′ and the second hydraulic transmission unit 20, is capable of a total of six gears. Is what you do. That is, as shown in Table 2, the first and second hydraulic transmissions are changed by the combination of the alternative connection of the hydraulic clutches 57, 59 and the alternative connection of the hydraulic clutches 66, 67, 68.
  • the unit 17 ′ ⁇ 20 is the first to sixth speed ratios (output rotation speed Z input rotation speed, that is, the rotation speed of the second transmission shaft 19, (Rotational speed) is set.
  • FIG. 6 shows a hydraulic control circuit of the hydraulic clutch in the main transmission mechanism 1 'shown in FIG.
  • the same reference numerals as those shown in FIG. 2 represent the same members.
  • the electric control circuit is not disclosed, the pressure sensor PSM and the solenoid SM are omitted from the electric control circuit of FIG. 4 or FIG. 5, and the speed positions of the main shift lever 81 are shown from 1 to 6. Just think of it.
  • FIGS. 7 and 8 show a tractor provided with the transmission system shown in FIG. 1 or FIG. 5, and the members denoted by reference numerals in the figures are the same as those of the transmission system shown in FIG. 1 to FIG. This has already been explained in the explanation.
  • a related load detection means is provided, and the electric control circuit shown in FIG. 4 is adopted rather than the one shown in FIG.
  • the main transmission valve device 3-shown in FIG. 9 is disposed at the position shown in FIG. 8, and as described above, is used for the six-stage main transmission structure 1 ′ shown in FIG.
  • a valve device in which the electromagnetic ratio switching valve VM and the pressure sensor PSM are additionally housed may be used for the nine-speed main transmission mechanism 1 shown in FIG. 1, a valve device in which the electromagnetic ratio switching valve VM and the pressure sensor PSM are additionally housed may be used.
  • FIG. 10 shows the oil pressure increase characteristics of the clutch to be engaged during a gear shift. That is, when the ON signal is given to the target solenoid (excitation is started), the joining process start time t. Then, the hydraulic pressure P is gradually increased until the clutch working hydraulic pressure p finally reaches the normal hydraulic pressure p, as shown in the hydraulic pressure rise graphs U 1 and U 2.
  • the hydraulic pressure rise graphs U l * U 2 the lower hydraulic pressure rise graph U 1 is set when traveling on a road with a small traveling load, and the higher hydraulic pressure rising graph U 2 is used when traveling with a large traveling load. Is set.
  • the left and right draft sensors 1 2 2 L and 1 2 2 R detect the load when the left and right lower links 1 2 1 are pulled backward, and enter the logic circuit 80 according to the pulling force.
  • the applied voltage value changes.
  • the load voltage value L is the sum of the output voltage values of both draft sensors 1 2 2, as shown in Fig. 12, assuming that the load voltage value L-is 1 during normal (road) travel, towing work During running, the load voltage value becomes L 2, which is lower than 1. Therefore, a threshold value L3 is set between L1 and L2, and a case where the threshold value is less than or equal to L3 is defined as a pressure increase characteristic selection range of the main transmission hydraulic clutch in the traction load mode.
  • the traction sensor 1 2 3 is turned off during normal (road) driving, and turned on when a load is applied during traction work.
  • the pressure increase characteristic of the main transmission hydraulic clutch in the traction load mode is selected.
  • step 201 when the load voltage value input to the logic circuit 80 from the left and right draft sensors 122 is less than 3 (step 201), or the traction sensor 12 If 3 is on (step 202), at least in either case, the traction load mode pressure rise graph U2 shown in FIG. 10 is selected (step 204), otherwise , That is, when the load voltage value L of the left draft 1 2 2 L '1 2 2 R exceeds L 3 and the traction sensor 1 2 3 is off, the pressure increase graph U 1 for the normal driving mode Is selected (step 203).
  • FIGS. 14 to 16 Still another embodiment in which the pressure rise pattern is determined based on the detection of the engine load (load factor) by the electronic governor of the engine will be described with reference to FIGS. 14 to 16.
  • This control embodiment can be applied to a vehicle in which the engine 10 is a diesel engine.
  • an electronic governor controller 5 is connected to an input interface of the logic circuit 80 so that a load factor signal of the electronic governor can be input to the logic circuit 80.
  • the electronic governor controller 5 includes a hydraulic lift controller 125, the tachometer 83 for detecting the engine speed, and a rack position sensor 124 for detecting the position of the governor fuel injection amount adjusting rack. Is connected.
  • the electronic governor controller 5 calculates a load factor based on the input from the tachometer 83 and the rack position sensor 124, and outputs an engine load factor signal output based on the calculated load factor to the hydraulic lift controller 125. By inputting it, it is used for raising and lowering the hydraulic lift of the work equipment mounting device 120, and input to the logic circuit 80, based on which The rack is moved by the control output signal fed back from the logic circuit 80 to adjust the fuel injection amount.
  • the signal to the hydraulic lift controller 125 is output in a long cycle so as not to reduce the work efficiency by performing frequent control.
  • the signal to the circuit 80 is output in a short cycle to make the engine speed correspond to the load immediately. Therefore, by using the load factor signal to the logic circuit 80 that is issued in this short cycle as it is, the pressure increase characteristic is determined immediately in response to the load factor, which is useful for hydraulic control of the hydraulic clutch. Can be.
  • the engine speed Ne expressed as the voltage input from the tachometer 83 to the electronic governor controller 5 is Ne 3 which is lower than Ne 3
  • the rack position L s input to the electronic governor controller 5 from the rack position sensor 124 is higher than L s 3 (L si on the side where the fuel injection amount is larger).
  • L s 3 L si on the side where the fuel injection amount is larger
  • the engine speed Ne is detected by 3 and the rack position Ls is detected by the rack position sensor 124 in the same cycle, and these detected values are stored every moment. That is, in step 301, among the engine speeds N e detected every moment, at least the engine speeds Ne 2 (previous detection) and Ne 3 (previous detection)
  • Ne 4 (detected twice before) * Ne 5 (detected twice before) is stored, and at the same time (in this flow, for convenience, step 3 1 2) At least rack position L s 2 (previously detected at t 2) ⁇ L s 3 (previously detected at t 3) ⁇ L s 4 (previously detected at t 4) of position L s ⁇ L s 5 (detected twice before and after) is recorded.
  • the engine speed Ne is newly detected by the tachometer 83, and the signal of the detected engine speed Ne1 is sent to the electronic governor controller 5.
  • the engine speed N e 2 detected last time is taken out, the current speed Ne 1 and the previous speed Ne 2 are compared, and the engine speed decreases. Is confirmed, that is, whether it is Ne1 or Ne2 (step 303).
  • take out the stored engine speed N e 2 ⁇ Ne 3 ⁇ Ne 4 'Ne 5 and make sure that the engine speed is lower than at least the number of times detected at t 5 two times before and after.
  • the rack position of the electronic governor 126 is on the fuel injection amount lower side (the rack position detection voltage is lower). On the other hand, if the rack position is moving to the side where the fuel injection amount is increasing (the rack position detection voltage is increasing) even though the engine speed is decreasing, the electronic governor It is determined that 126 is performing control corresponding to the load.
  • the solenoid demagnetization pattern in the pressure setting circuit 89 should be selected according to the engine speed detected by the tachometer 83, as described later.
  • the pressure drop characteristic of the clutch to be separated is also determined by load factor detection means such as the left and right draft sensors 122 and the traction sensor 123, or the electronic governor controller. It may be changed based on a load factor signal input from the controller 5 to the logic circuit 80.
  • Clutch start time t The solenoid of the target hydraulic clutch is turned on, and the supply of oil to the oil chamber of the hydraulic clutch is started. Therefore, the oil pressure p in the oil chamber is at the time t. After rising a little, it gradually increases. The time t. When it is detected that the oil chamber has been filled and the hydraulic pressure p has reached the piston holding pressure pa (that is, the pressure at which the piston can be operated) at a point in time ta after a lapse of slightly from ta, the hydraulic pressure p is increased at this time. Start up to the specified pressure at once.
  • the piston holding pressure pa that is, the pressure at which the piston can be operated
  • the hydraulic pressure P gradually increases as shown by the part a of the hydraulic pressure rise graphs U 1 and U 2, during which the clutch is in the slip state. At time tb, the hydraulic pressure P reaches the value necessary for complete engagement of the clutch.After that, as shown by the part b where the degree of increase is higher than the part a in each of the hydraulic pressure rise graphs U 1 and U 2, When the hydraulic pressure p is gradually increased to the specified pressure P, the clutch is brought into the press-contact state, and when the specified pressure p, is reached At this point, the joining process of the clutch ends.
  • FIG. 11 shows the oil pressure drop characteristics of the clutch to be separated during the gear shift.
  • the clutch pressure p is reduced from the normal pressure p, to approximately 0, until the hydraulic pressure drop graph D 1 ⁇ Decrease as D 2 ⁇ D 3.
  • the hydraulic pressure drop graph D 1 shows that the hydraulic pressure p is reduced immediately from the normal pressure to the piston holding pressure pa when the solenoid is demagnetized, and the hydraulic pressure drop graph D 2
  • the pressure is reduced at a stroke to a high pressure pb, and then gradually reduced to 0 (or the lowest value in the vicinity).
  • the degree of descent of D2 is greater than that of D3.
  • the hydraulic clutch is biased toward the neutral position, and during the entire separation stroke, that is, from the point in time ts to the point in time when the hydraulic pressure p becomes 0 (or the lowest value in the vicinity thereof) (the most moderate). (Even when the pressure drop graph D3 in which the pressure is lowered is set), the period is shorter than the entire period of the above-described joining process.
  • the pressure drop graph is not limited to D1 to D3.By setting various slope angles of the gentle pressure drop portion as seen in D2 and D3, Other pressure drop graphs may be allowed to appear, but in the embodiments shown in FIGS. 19 to 22 described below, the pressure drop graph D 1 ′ D 2 ′ D 3 can be displayed for convenience. There is.
  • the hydraulic pressure rise graph U 1 ⁇ ⁇ 2 gradually increases and the hydraulic pressure rise characteristic changes from a to b halfway through the adjustment of the applied voltage to each solenoid.
  • a variable throttle in each electromagnetic proportional switching valve is used.
  • the variable throttle is taken out of each electromagnetic proportional switching valve in the hydraulic circuit diagram of FIG. 2 and is denoted by reference symbol Va, and a change in the voltage applied to the variable throttle V a causes a change in the voltage from each electromagnetic proportional switching valve.
  • the amount of drain is adjusted to change the manner in which the oil pressure drops.
  • a complete power cutoff state does not occur in any of the first hydraulic transmission unit 17 and the second hydraulic transmission unit 20 during shifting. To do. If either one of the transmissions is in a transmission interrupted state, that is, if all the hydraulic clutches of the transmission unit are completely separated, the transmission in the main transmission is not performed, that is, the first drive shaft 15 to the second transmission The transmission between the shafts 19 is not performed, and if the vehicle is traveling in this state, the vehicle may stop, and the shock caused by the hydraulic pressure rise when the clutch is engaged from this state Because it is large and uncomfortable.
  • the engagement stroke period of the clutch is longer than the disengagement stroke period of the clutch (no matter which pressure drop pattern is set), and the working oil pressure of the clutch to be engaged gradually increases. Therefore, in the present invention, the hydraulic pressure of the disengagement target clutch is started to decrease during the gradually increasing of the disengagement target clutch, whereby the clutch action pressure p during the disengagement operation is higher than the biston holding pressure pa (the clutch slips) State) and the period during which the clutch operating pressure p during the joining operation is higher than the piston holding pressure pa (state in which the clutch is slipping).
  • the clutch to be separated and the clutch to be joined are both in the slip state, and either one is in the separated state and the main transmission mechanism is in the non-transmission state. Avoid the situation of becoming
  • both the clutch during the joining stroke and the clutch during the separation stroke such as the time-dependent graph of the hydraulic clutch operating oil pressure in Fig. 17 and Fig. 19 (graph of the hydraulic clutch operating oil pressure p against time t), for example, are shaded in the area where both slip (hereinafter referred to as “common slip area”).
  • the state and area of the common slip region are determined so that the gear shifting operation (switching of the speed position) is performed most smoothly in response to various situations, that is, without changing the capacity of the hydraulic pump 50. It is desirable that the setting be made so that the shifting feeling can be secured.
  • the first hydraulic shift unit 17 is engaged with the hydraulic pressure being engaged. While the clutch 58 is held as it is, the second hydraulic transmission unit 20 performs operations such as newly joining the hydraulic clutch 67 and separating the engaged hydraulic clutch 66. Further, when shifting down the shift lever 81 from the 6th position to the 4th position, the second hydraulic shift unit 20 holds the joined hydraulic clutch 67 as it is, while maintaining the first hydraulic In the speed change unit 17, operations such as newly joining the hydraulic clutch 57 and separating the hydraulic clutch 59 being engaged are performed.
  • the hydraulic clutch 59 of the first hydraulic speed change unit 17 and the second The hydraulic clutch 67 of the hydraulic transmission unit 20 is newly connected, and the hydraulic clutch 58 of the first hydraulic transmission unit 17 and the hydraulic clutch of the second hydraulic transmission unit 20 are newly connected. 6 Separate from 6.
  • the hydraulic clutch 58 of the first hydraulic shift unit 17 and the hydraulic clutch 6 of the second hydraulic shift unit 20 are used. 7 is newly joined, and when the hydraulic clutch 59 of the first hydraulic transmission unit 17 and the hydraulic clutch 68 of the second hydraulic transmission unit 20 are separated from each other, there is no operation. Is done.
  • the second hydraulic transmission unit 20 While the hydraulic clutch 66 remains connected, one of the hydraulic clutches 57 and 59 is connected and the other is separated in the first hydraulic variable speed unit 17 '.
  • the first hydraulic speed change unit 17 ′ engages the hydraulic clutches 57 and 59 with the first hydraulic speed change unit 17 ′.
  • the exchange clutch is exchanged between the second hydraulic shift unit 20 and the exchange clutch between the hydraulic clutches 66 and 67.
  • a shift in which one hydraulic clutch is separated and a new hydraulic clutch is joined as a whole of the main transmission mechanism (hereinafter referred to as “a shift in which one hydraulic clutch is separated and joined”).
  • the main transmission mechanism includes a shift in which two hydraulic clutches are separated and two new hydraulic clutches are joined (hereinafter, a shift in which two hydraulic clutches are separated and joined).
  • FIGS. 17 and 18 show the hydraulic clutch operations of the first hydraulic shift unit 17 ′ and the second hydraulic shift unit 20 on the same time axis when shifting the main transmission mechanism 1 ′. It shows a graph of oil pressure over time (graph of operating oil pressure p against time t), and a graph of voltage over time of the pressure sensor on the same time axis.
  • Fig. 17 shows the case where the main transmission lever 8 1 is shifted up and down between the first gear position and the second gear position as a gear shift for separating and joining the hydraulic clutches for one piece. This is a case where the main transmission lever 81 is shifted up and down between the second speed position and the third speed position as a speed for separating and joining the two hydraulic clutches.
  • the pressure sensor PSL 'P SH' PS 1 * PS 2 'PS 3 shown in Fig. 17 and Fig. 18 is a switch that turns on when the switch sensing pressure pb set higher than the piston holding pressure pa exceeds pb. ing.
  • the hydraulic pressure 66 p of the hydraulic clutch 66 is increased.
  • the pressure sensor PS 1 is kept on at the specified pressure p, and the pressure sensors PS 2 and PS 3 are off while the hydraulic pressures 67 p and 68 p of the hydraulic clutches 67 and 68 remain 0. It has become.
  • the hydraulic pressure 59p of the clutch 59 to be engaged rises, and thereafter, the specified pressure Gradually increase to If the oil pressure 59a reaches the switch switching pressure pb during the operation, the pressure sensor PSH turns on. Then, the hydraulic pressure of 59 p Slightly after the rise, the hydraulic pressure 57 P of the separation target clutch 57, which was the specified pressure P i, starts to decrease, and the pressure drop line crosses the pressure increase line of the oil pressure 59 p. That is, the working oil pressure of the clutch to be separated decreases while the working oil pressure of the clutch to be joined gradually increases.
  • the pressure sensor PSL switches from off to on when the oil pressure 57 p reaches the switch switching pressure pb while the pressure is increasing, and the pressure sensor PSH switches the oil pressure 59 p to the switch switching pressure pb during the pressure decrease. Switches from on to off when the value falls below.
  • the hydraulic clutches are separated and joined by the two hydraulic speed change units 17 ′ and 20.
  • the first hydraulic shift unit 17 ′ when shifting up (from the 2nd gear position to the 3rd gear position) and when shifting down (from the 3rd gear position to the 2nd gear position), as described in FIG.
  • the hydraulic control for separating and joining the hydraulic clutches 57 and 59 is performed.
  • the second hydraulic transmission unit 20 when shifting up, the first hydraulic transmission unit 17 'is used.
  • the hydraulic pressure 67 p of the target clutch 67 rises, and then gradually increase to the specified pressure P, in parallel with the increase of the hydraulic pressure 57 p I do.
  • the hydraulic pressure 67 p rises. Shortly after the rise, the hydraulic pressure 66 p of the separation target clutch 66 decreases.
  • FIGS. 17 and 18 are applicable to the main transmission mechanism 1 ′, when these are applied to the main transmission mechanism 1, in FIG. 17, the first hydraulic transmission unit 17 ′
  • the hydraulic pressure 59 p of the high-speed hydraulic clutch 59 is replaced by the hydraulic pressure 58 p of the medium-speed hydraulic clutch 58 of the first hydraulic shift unit 17, and the hydraulic pressure 59 p is omitted for the entire period. It is assumed that it changes at 0.
  • the voltage aging graph of the pressure sensor PSH is replaced with the voltage aging graph of the pressure sensor PSM, and the pressure sensor PSH is assumed to be off for the entire period.
  • Fig. 18 shows a shift that separates and joins two hydraulic clutches.
  • the shift between the 2nd and 3rd position is performed by the first hydraulic unit. This is not applicable because only the hydraulic clutches 5 8 and 5 9 can be switched on and off with only 1 7. Therefore, when FIG. 18 is applied to the main transmission mechanism 1, for example, the shift of the main transmission lever 81 is performed between the third speed position and the fourth speed position.
  • the hydraulic clutch 59 is separated and the hydraulic clutch 57 is engaged at the time of upshift. Therefore, the time-dependent graphs of the hydraulic pressures 57p and 59p of the first hydraulic transmission unit 17 'shown in Fig.
  • the joining process start time t so that a good common slip area can be obtained if one hydraulic clutch is separated and joined.
  • the delay time of the separation stroke start time ts is fixedly set, the pressure rise time ta is delayed from the former case when the speed of separating and joining the two hydraulic clutches is changed.
  • the delay time at the start of the separation stroke, ts, relative to the pressure rise time, ta is relatively short, and the common slip area is narrower than the common slip area, which can be obtained by a shift pattern that separates and joins each hydraulic clutch.
  • the smaller the area the worse the shift feeling.
  • the separation stroke start time ts is earlier than the pressure rise time ts, and a common slip range cannot be obtained (i.e., the separation target clutch is separated far enough to come out of the slip state). After that, the hydraulic pressure of the clutch to be welded rises and becomes a slip state.) There is also a possibility that this deviates from the basic concept described above.
  • the present invention provides a method for compensating for the difference in the time required to fill the clutch oil chamber between the two cases as described above at the time of starting the joining stroke t. Therefore, the setting of the delay time at the start point t s of the separation process is different in each case.
  • Logic circuit 80 outputs delay pattern selection parameters to time setting circuit 90 based on input signals from 82 and tachometer 83, etc., and solenoid control based on the selected delay pattern
  • the signal is input to the delay circuit 88 from the time setting circuit 90, and the delay circuit 88 causes the solenoid driving circuit to operate. This can be obtained by delaying the time of the off-drive of the solenoid applied to the road 86 by a predetermined amount.
  • these delay times are set in accordance with a total of four patterns of upshifting and downshifting at the time of the rated rotation of the engine and at the time of low-speed rotation, respectively. It sets the pressure drop characteristics of the clutch.
  • the hydraulic control patterns of the main clutch hydraulic clutch are provided in four cases, namely, when shifting up and down when the engine is running at the rated speed, and when shifting up and down when the engine is running at low speed. Things.
  • A shows a hydraulic control graph in the case of joining and separating hydraulic clutches to one unit
  • B shows a hydraulic control graph in the case of joining and separating hydraulic clutches to two units.
  • the unit time interval on the horizontal axis and the unit pressure interval on the vertical axis are the same for A and B.
  • Fig. 19 shows the hydraulic control mode at the time of shift-up in the rated engine speed state.
  • the tachometer 83 shown in FIG. 3 or FIG. 4 inputs to the logic circuit 80 that the engine is in the rated rotation state.
  • a signal indicating the position of the shift lever 81 before and after the shift-up is input to the logic circuit 80 from the potentiometer 82, and only one hydraulic clutch is newly joined in the logic circuit 80. Is determined, or whether two hydraulic clutches are newly joined.
  • Fig. 19A shows the hydraulic control mode when the hydraulic clutches are joined and separated from each other.At the start of the separation stroke ts, one hydraulic clutch is disengaged and the working hydraulic pressure p decreases, while the other hydraulic clutches decrease. One hydraulic clutch remains engaged and its working pressure P is maintained at the normal pressure pa.
  • B in Fig. 19 shows the control mode when the two hydraulic clutches are engaged and separated, so at the start of the separation stroke ts, the two hydraulic clutches are disengaged, p decreases.
  • the solenoid demagnetization control pattern for displaying the pressure drop graph D1 shown in Fig. 11 is selected in both the case of Fig. 19A and the case of Fig. 19B. Hydraulic clutches separated The working oil pressure P is rapidly reduced to below the piston holding pressure pa.
  • the engine load condition does not change between A and B in Fig. 19, and the same solenoid excitation pattern is set in the pressure setting circuit 87 so that the same pressure rise pattern appears in both cases. It is assumed that This is common to the subsequent FIGS. 20 to 22.
  • the start time t of the joining process As can be seen by comparing Fig. 19 A and B, the start time t of the joining process.
  • Delay time at the start of the separation stroke ts (hereinafter, simply referred to as “delay time”).
  • delay time At delay time when At 2 joins and separates one hydraulic clutch as shown in Fig. 19A. This is set to be longer than t 1, so that the shapes and areas of the common slip area that are hatched in A and B are substantially the same. Therefore, no matter what kind of shift-up operation is performed during the rated engine speed, the same good shift feeling can be obtained.
  • Fig. 20 shows the hydraulic control mode at the time of downshifting at the rated engine speed, where A joins and separates one hydraulic clutch, and B joins two hydraulic clutches. This is the case when they are separated. In both cases A and B, as in Fig. 19, the pressure drop pattern is set by D1.
  • the delay time ⁇ t 2 ′ in B is changed to the delay time t 1 in A so that the common slip area in A and B in FIG.
  • t compared to,. From the time t to the pressure rise time ta.
  • ⁇ t1 'and ⁇ t2' at the time of shift-down are shorter than At1 and At2 at the time of shift-up, respectively.
  • the pump area is made smaller than the shift-up shown in Fig. 19 to improve energy efficiency.
  • Fig. 21 shows the hydraulic control mode at the time of shift-up when the engine is running at low speed (idling rotation or rotation at a speed close to idling).
  • the tachometer 83 shown in FIG. 3 or FIG. 4 inputs a signal indicating that the engine is rotating at a low speed to the logical circuit 80.
  • the setting of the delay times ⁇ t1 and ⁇ t2 is the same as in Fig. 6. It is like.
  • the hydraulic pump 50 rotates at a lower speed than the rated engine speed shown in Fig. 19, so the hydraulic pressure p rises above the specified pressure pa. Filling time, i.e., t at the start of the welding process.
  • the solenoid setting is set so that the operating pressure of the separated clutch decreases gradually in the pressure setting circuit 89, that is, the pressure drop pattern D2 or D3 appears.
  • the magnetic pattern is selected.
  • the variable throttle Va in each of the electromagnetic proportional switching valves is used.
  • Fig. 22 shows the oil pressure control mode during downshifting when the engine is running at low speed.
  • the engine rotates at low speed using the tachometer 83 shown in Fig. 3 or Fig. 4.
  • a signal indicating the state is input to the logic circuit 80.
  • the pressure drop patterns are shown by the graphs of ⁇ and ⁇ in FIG.
  • the same pressure drop pattern as when starting up is set in the pressure setting circuit 89.
  • the delay time ⁇ t1 in the shift up is used in the time setting circuit 90, as in the case of the downshift in the rated engine speed state shown in FIG. 20, in order to improve the energy efficiency, the delay time ⁇ t1 in the shift up is used.
  • ⁇ Delay time ⁇ t 1 ' ⁇ ⁇ t 2' shorter than ⁇ t 2 is set. In this way, a common slip area having almost the same area as the area of the common slip area shown in FIGS. 20A and B is secured, and a good shift feeling can be obtained.
  • the delay time ie, the starting point t of the welding process. It is also conceivable to change the time between the start time t s and the separation stroke start time t s, or to change both the pressure drop characteristic and the delay time.
  • the hydraulic control shown in FIGS. 1 9 to 2 22 involves the operation of joining and separating one hydraulic clutch and the operation of joining and separating two hydraulic clutches during shifting. Different cases have different delay times. That is, the delay time in the latter case is set to ⁇ t 2 ⁇ ⁇ t 2 ′.
  • the delay set when connecting and separating the hydraulic clutches for one unit is also set in the case of the gear shift where the two hydraulic clutches are connected and separated.
  • the time ⁇ t 1 ⁇ ⁇ t 1 ' is used, and instead, the pressure drop pattern is different in each case.
  • Fig. 23 shows the case of shifting up with the engine at the rated engine speed, at the start of the joining process, when joining and separating the hydraulic clutches for one unit, and when joining and separating the hydraulic clutches for two units.
  • the delay time from the start of the separation process to ts is set to ⁇ t 1.
  • the pressure drop graph D1 appears as in Fig. 19A, as shown in Fig. 23A, and in the latter case, it gradually decreases as in Fig. 23B.
  • the solenoid demagnetization pattern is selected by the pressure setting circuit 89 respectively.
  • Fig. 24 shows the case of downshifting at the rated engine speed, and the delay time is ⁇ whether the hydraulic clutches for one unit are engaged or disengaged or the hydraulic clutches for two units are engaged or disengaged. It is set to ⁇ t 1 ', which is shorter than t1.
  • the pressure drop pattern D1 appears as in FIG. 2OA (FIG. 23A).
  • FIG. 4B the solenoid demagnetization patterns are respectively set by the pressure setting circuits 89 so that a pressure drop graph D2 having a portion where the pressure gradually decreases as in FIG. 23B appears. Selected.
  • the common slip area shown in Figs. 24A and B is made smaller than the common slip area in Figs. 23A and B. The area of the common slip area is almost the same for 24B.
  • the delay time is the same for the case where one hydraulic clutch is joined / separated and the case where the two hydraulic clutches are joined / separated, and the pressure drop pattern is a common slip region which can be obtained at low engine speed.
  • the oil chamber filling period (t. ⁇ Ta) is very long, so the delay time A t1 ' With the setting of, there is a possibility that a common slip area cannot be secured.
  • the corresponding solenoid demagnetization pattern is stored in the pressure setting circuit 89 so that a pressure drop graph including a more gentle pressure drop slope than D3 shown in Fig. 22B can be displayed.
  • a pressure drop graph including a more gentle pressure drop slope than D3 shown in Fig. 22B can be displayed.
  • the delay time longer than the time t 1 '(for example, ⁇ t 2').
  • Fig. 25 shows the delay time when shifting up at the rated engine speed. This shows an example of control that cannot be performed. That is, the separation process start time t S is set to the joining process start time t.
  • a pressure drop graph for example, D 2 having a part where the pressure gradually decreases
  • a pressure drop graph for example, D 3 with a part where the pressure drops more slowly appears, considering that the oil chamber filling time is longer than in the case of A.
  • the solenoid demagnetization pattern in the pressure setting circuit 89 is selected so that it can be performed. In this way, a common slip area having substantially the same area as the common slip area in the case of FIGS. 19A and B can be secured without providing a delay time.
  • Fig. 26 A and B show that the delay time is set to be shorter than the delay time ⁇ t 1 and ⁇ t 2 set in Fig. 19 A and B when shifting up the engine at the rated engine speed. Therefore, in the case of A, the pressure drop graph (for example, D 2), which has a part where the pressure gradually decreases, is in the case of B.
  • the solenoid demagnetization pattern in the pressure setting circuit 89 is selected so that a pressure drop graph (for example, D 3) having a part where the pressure drops more slowly is considered in consideration of the length of the pressure drop. It is.
  • a common slip area having substantially the same area as the common slip area in the case of FIGS. A good operation feeling can be obtained.
  • FIGS. 25 and 26 disclose only when shifting up the engine at the rated engine speed, it is also possible to shift down and shift up and down the engine at the rated engine speed.
  • the pressure drop characteristics pressure drop graph
  • the hydraulic control shown in FIGS. 19 to 26 is not provided with a delay time when shifting up in the rated engine speed state and a short delay time when shifting down in the rated engine speed state. They may be combined according to various cases.
  • FIGS. 19 to 26 may be combined according to various cases.
  • the characteristic of decreasing the hydraulic pressure to the hydraulic clutch is changed by dividing the engine into a rated rotation state and a low speed rotation state.
  • the gradient of the oil pressure descending graph as shown in Fig. 11 can be changed continuously according to the rotation speed of the engine 10, that is, so that it becomes gentler as the rotation speed becomes lower.
  • the detected value of the tachometer 83 is compared with the rated engine speed, and in accordance with the result, the pressure setting circuit 89 enables a gentler graph of the pressure drop as the engine speed decreases.
  • the aperture of the variable aperture Va can be adjusted. As a result, the oil filling time for the hydraulic clutch, which takes longer as the engine speed becomes lower, can be continuously compensated in accordance with the engine speed, and a common slip region can be secured in the hydraulic control graph. The shift operation can always be obtained.
  • the pressure increase characteristics of the clutch to be joined, the pressure drop characteristics of the clutch to be separated, and the start timing of each of the joining and separating strokes are set to be constant according to the respective conditions.
  • the pressure value to be detected is the pressure value corresponding to the allowable absorption energy value of the lining of the friction plate in the hydraulic clutch after the hydraulic pressure starts to decrease (switch switching pressure pb as shown in Figs. 17 and 18 above). The time it takes to fall can also be predicted.
  • a time is set in anticipation of the pressure drop time, and if the pressure sensor of the separation target clutch is still higher than the pressure value (switch switching pressure pb) even after the set time is exceeded, the input signal is received.
  • the logic circuit 80 determines that the clutch to be separated presents an abnormality such as penetration of a foreign object.
  • each pressure sensor is configured as a switch that turns on when the pressure is higher than the switch switching pressure pb, as shown in FIGS. 17 and 18, the pressure of the clutch to be separated must not exceed this set time. If the sensor remains on, judge that the clutch is abnormal.
  • the first hydraulic transmission unit 17 (17 ') and the second hydraulic transmission unit 20 are each separated clutches when shifting. Is a harmful alternative, so that for each hydraulic transmission unit, at least two pressure sensors are higher (or on) than the switch switching pressure Pb, then the hydraulic It can be determined that there is an abnormality in the hydraulic clutch of the transmission unit. That is, it is not necessary to specify the clutch to be disengaged, and for each hydraulic transmission unit, the number of pressure sensors that detect a hydraulic pressure higher than the switch switching pressure pb when the set time during the speed change is exceeded is calculated. For example, it is possible to determine whether the hydraulic transmission unit is normal or abnormal, and such an abnormality determination method may be employed.
  • the joining command to the solenoids of all the solenoid operated directional control valves is cut off by the logic circuit 80 and the solenoid driving circuits 85, 86, that is, the joining should be performed. Separate the hydraulic clutch as well.At most, only the hydraulic clutch, which cannot be separated due to foreign matter entering the oil chamber, is filled with hydraulic oil higher than the switch switching pressure pb. It prevents double bonds.
  • the operating pressure p to the hydraulic clutch that is connected to the pressure sensor that is actively generating the ON signal first that is, the hydraulic clutch that has been joined before the shift and that has a foreign object in the oil chamber.
  • the worker may be notified of the presence of the abnormal clutch by, for example, turning on an alarm lamp upon detection of the abnormal clutch.
  • FIG. 27 shows a control flowchart of one embodiment for coping with such a foreign matter penetration of the hydraulic clutch.
  • the pressure sensor is a switch that is turned on when detecting a hydraulic pressure higher than the switch switching pressure pb.
  • step 410 it is determined whether or not the engine 10 is operating. If the engine 10 is operating, in step 402, the three first hydraulic transmission units 17 are operated. If at least two of the pressure sensors of the first hydraulic transmission unit 17 ′ or the two pressure sensors of the first hydraulic transmission unit 17 ′ are on, in step 403 the main transmission lever 81 is turned on before the shift. Press the hydraulic clutch corresponding to the pressure sensor that was in the state.
  • step 404 an alarm means (a lamp or a buzzer) for notifying the abnormality of the first hydraulic shift unit 17 or the first hydraulic shift unit 17 'is operated.
  • step 405 when two or more of the three pressure sensors of the second hydraulic transmission unit 20 are turned on, the control in steps 403 and 404 is similarly performed. Done. In both the first hydraulic transmission unit 17 (17 ') and the second hydraulic transmission unit 20, unless two or more pressure sensors are ON, the joined hydraulic Assuming that there is no abnormality that the clutch cannot be separated, the hydraulic clutch to be connected and the hydraulic clutch to be separated are separated according to the shift of the main transmission lever 81 (step 406).
  • the hydraulic control for the hydraulic clutch of the main transmission mechanism 1 (1 ′) according to the present invention has been described above.
  • the hydraulic circuit shown in FIG. 28 in which the hydraulic circuit shown in FIG. 2 is changed to a more basic circuit An example will be described.
  • the electromagnetic proportional changeover valves VL, VM, VH, VI, V2, V3 are replaced by electromagnetic changeover valves VAL-VAM, VAH, VA1, VA2-VA3.
  • the switching valves are connected to each other via a circuit in which an electromagnetic proportional valve 110 is inserted, and an electromagnetic control valve 111 is connected to a tank port of each electromagnetic switching valve.
  • Each solenoid control valve 111 is provided with a variable throttle 111a that changes the degree of throttle depending on the current flowing through the solenoid. Painted outside. This is replaced with the variable aperture Va in FIG.
  • Each solenoid proportional valve 110 is in the neutral position N when the solenoid is in a demagnetized state, and is in the operating position I when the solenoid is excited.
  • the corresponding electromagnetic proportional valve 110 is set to the neutral position N, and the connection between the electromagnetic switching valve connected to it and the oil supply circuit 70 is cut off.
  • the solenoid of the electromagnetic switching valve is demagnetized and connected to the oil tank via each electromagnetic control valve 111.
  • the magnetic control valve 1 1 1 1 is in the X position, the oil from the electromagnetic control valve 1 1 1 is returned to the oil tank without passing through the variable throttle 1 1 1 a.
  • the solenoid of the solenoid proportional valve 110 When the hydraulic clutches are joined, the solenoid of the solenoid proportional valve 110 is excited to the operating position I, and the solenoid of the electromagnetic switching valve connected to it is also excited, and the solenoid is connected to the corresponding hydraulic clutch.
  • the oil from the oil supply circuit 70 is supplied.
  • the electromagnetic proportional valve 110 reduces the hydraulic pressure supplied from the oil supply circuit 70 to the electromagnetic switching valve, and gradually increases the hydraulic pressure p to the clutch to be joined as shown in FIG.
  • the hydraulic circuit configuration shown in FIG. 28 can also be used for the hydraulic control shown in FIGS. 17 to 27 in combination with the electric control circuit shown in FIGS. Industrial applicability
  • the present invention relates to a transmission mechanism having a hydraulic clutch, and in particular, to a transmission mechanism in which a plurality of hydraulic transmission units that employ a plurality of alternatively connected hydraulic clutches are connected in tandem.
  • the speed is always smooth, reliable and comfortable regardless of the engine speed and the speed gear switching conditions.
  • an abnormality such as the penetration of foreign matter into the hydraulic clutch occurs during shifting, It effectively avoids double transmission, and many vehicles that use it, such as tractors for agricultural and other work, etc.

Landscapes

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Description

明 細 書 油圧クラッチを有する変速機構の油圧制御方法 技術分野
本発明は、 複数の油圧クラッチを設けてなる変速機構、 所謂油圧パワーシフト 変速機構であって、 特に、 複数の伝動列を有して各伝動列毎に油圧クラッチを設 けてなる油圧式変速ュニットを、 タンデムに複数個接続してなる多段変速式変速 機構における油圧制御方法に関する, 背景技術
従来、 選択的に接合される油圧クラッチ (湿式多板クラッチ) を複数個設けて なる所謂油圧パワーシフト変速機構であって、 特に、 複数の伝動列を有して各伝 動列毎に油圧クラッチを設けてなる油圧式変速ュニッ トを、 タンデムに複数個接 統してなる多段変速式変速機構は公知となっている。 この変速機構を設けた農用 その他の業務用トラクタ等の車両においては、 変速ュニッ ト毎に設けた伝動列数 同士を乗じてなる段数の変速が可能となる。 例えば、 二つの油圧式変速ユニッ ト からなる変速機構であって、 一つの油圧式変速ユニッ トには二つの伝動列が、 も う一つの油圧式変速ュニッ トには三つの伝動列が設けられている場合には、 2 X 3で、 合計六段の変速が可能である。
このような変速機構の各油圧クラツチに対する接合 ·離間操作用作動油の入出 制御のため、 従来より電磁式等の切換弁が用いられている。
さて、 今までの変速時の油圧クラッチにおける油圧制御のうち、 まず、 接合対 象クラツチと離間対象クラッチとの間の時間的関係について説明する。 変速で重 要なことは、 伝動列が二重に伝動状態になることを防ぐことである。 即ち、 前記 の複数の油圧式変速ュニッ トを組み合わせてなる多段変速式変速機構では、 各変 速ュニッ トにおいて、 二つのクラツチが接合状態になることを回避することであ る。 従来は、 そのため、 離間対象クラッチをまず略完全に離間して、 変速機構に 一旦、 非伝動状態を現出させてから、 接合対象クラッチの接合を開始していた。 しかし、 このような非伝動状態が現出されている最中に強い負荷がかかると、 車 両が停止するという事態が生じるし、 また、 接合対象クラッチが接合を開始する - 時点では、 非伝動状態から油圧が立ち上がるので、 ショックが大きく、 作業者に 不快感を与えてしまうという解消不能の問題が存在していた。
そこで、 本発明は、 以下の発明の開示等にて説明するように、 変速中に伝動効 率が最低限になった状態でも、 少なくとも離間対象クラツチと接合対象クラツチ の両方ともがスリップ状態であるようにする。 言い換えると、 離間対象クラッチ と接合対象クラツチの各作動夕イミング及び各経時的油圧特性が、 両クラッチの スリップ状態を現出する頜域 (これを 「共通スリップ領域」 と称する。 ) を確保 できるように設定されるものとする。
なお、 スリ ップ状態におけるクラッチ油圧について触れておく。 離間している クラツチの油室内の油圧は略 0で、 クラツチ板を作動させるビストンがフリーの 状態になっている。 この離間しているクラッチを接合する場合、 まず、 油室内に 油を充満させて、 充満した油にてピストンを保持できるほどに油圧を立ち上げな ければならない。 このビストンを最低限保持できるほどの値の油圧をビストン保 持圧とすると、 油圧ピストンはピストン保持圧より高い作用油圧でスリップ状態 となる。
しかし、 離間対象クラッチと接合対象クラッチの各油圧状態同士の関係を考慮 しなくてすむ前記の従来の変速時の油圧制御と違って、 この本発明に係る油圧制 御においては、 接合対象クラッチと離間対象クラッチの各経時的油圧特性や、 両 者間の作動開始時間差を、 エンジンの定格回転時等、 ある一定の条件下で設定し たまま固定していると、 条件の変化で共通スリップ頜域が確保できなくなる事態 が生じる。
例えば、 二つの油圧式変速ユニッ トよりなる変速機構では、 一つの油圧式変速 ユニッ トのクラツチはそのまま接合保持され、 もう一つの油圧式変速ュニッ トに て、 接合されていた一つのクラッチを離間し、 他の一つのクラッチを新たに接合 する (一個宛のクラッチを離間 ·接合する) という変速と、 各油圧式変速ュニッ トにおいて接合されていた一つのクラツチを離間し、 他の一つのクラツチを新た に接合することで、 変速機構全体で合計二個のクラッチを離間し、 二個のクラッ チを接合する (二個宛のクラッチを離間 ·接合する) という変速とが存在する。 前記の如く、 接合対象クラッチがスリップ状態になるまでには、 クラッチの油室 に圧油が充填開始されてからビストン保持圧に油圧が高まるまで待たなければな らない。 この時間が、 二個宛のクラッチを離間 ·接合する場合は、 一個宛のクラ ツチを離間 ·接合する場合の略二倍になる。 従って、 一個宛のクラッチを離間 · 接合する場合に合わせて共通スリップ頜域が確保できるようにクラツチタイミン グゃ経時的油圧特性を設定していると、 二個宛のクラッチを離間 · 接合する場合 に合わなくなる。
また、 エンジン回転数が下がると、 やはりクラッチ油室の充満に要する時間は 長くなり、 例えば定格回転時に共通スリップ頜域を確保できるように油圧制御設 定をしていれば、 アイ ドリング回転時に同様の問題が生じる。
また、 変速操作のシフトアップ時とシフトダウン時とを比べると、 前者の場合 には、 入り切りされるクラッチの一次側に対する相対的な二次側回転軸の回転速 度を高めるのであるから、 該二次側回転軸の増速期間中のトルク伝動を確保すベ く、 共通スリップ領域期間を長めに設定する必要がある。 一方、 後者は、 同じく 二次側回転軸の相対回転速度を低下させる変速であり、 該二次側回転軸にはシフ ト前の運転の時の回転慣性力が働いているので、 共通スリッブ領域期間は短くて よく、 また、 長いと却って円滑な変速を阻害する。
次に、 従来のような離間対象クラツチを離間した後に接合対象クラツチを接合 する変速では、 離間対象クラツチを離間した害なのにそのクラツチが接合してい るのを圧力センサ等で検出することで、 該クラッチの異常 (異物嚙み込み等) が チェックされ、 その後の接合対象クラッチの接合を阻止して、 二重伝動を回避で きるが、 本発明のように共通スリップ領域を確保する変速においては、 クラッチ の離間動作と接合動作が交錯していて、 離間すべきクラツチが離間せぬままに接 合対象クラッチの接合がなされるという事態が生じうる。 即ち、 二重伝動という 伝動機構にとってはダメージに槃がる事態が起こりうる。 従って、 本発明に合わ せたクラツチの異常検出方法が求められる。
次に、 変速時の接合対象クラッチにおける圧力増加特性に関しては、 この変速 機構を採用する作業車両が通常 (路上) 走行しているか、 牽引走行しているかに よって、 要求される特性が異なる。 即ち、 牽引走行時には、 立ち上げ時の油圧を 高く設定して、 早くクラッチを接合状態に近づけないと、 伝動効率が負荷に追い つけず、 エンストしてしまうおそれがある。 また、 通常走行時には油圧立ち上げ 時のショックを軽減するため、 できるだけ立ち上げ圧は低く抑える方がよい。 従って、 従来は、 油圧クラッチの油圧制御系において、 通常走行時用と牽引走 行時用の二種類の圧力増加特性を記憶しておき、 作業者のスィツチ切換によって その二つのうちの一つを選択するものとしていた。
しかし、 作業者のスィッチ操作に頼っていては、 スィッチ操作が忘れられてい たり、 誤操作されたりした場合に、 変速時に接合対象クラッチにおいて現状に対 応しない油圧増加が現出し、 エンストゃショック等が発生するという未解決の問 題が残っていた。 これに対処するには、 自動的に負荷状態を検出し、 その検出結 果に基づいて、 いずれかの油圧増加特性を選択するような制御構造にすることが 望ましい。
そして、 以上に述べるように、 様々な条件によって、 求められる変速時の油圧 クラッチの接合 ·離間動作、 即ち、 接合対象クラッチの経時的油圧増加特性や、 離間対象クラッチの経時的油圧低下特性、 また、 それぞれの作動タイミングは異 なっているので、 これに対処するには、 油圧クラッチに対し入出する油の圧力を 搽々に変化させられることが、 即ち、 油圧クラッチ作動用に設けられる弁の容量 が可変であることが望ましい。 発明の開示
本発明は、 油圧増加作用にて接合し、 油圧低下作用にて離間する変速用油圧ク ラッチを複数個有する変速機構 (所謂、 油圧パワーシフ ト変速機構) に関し、 そ の第一の目的として、 変速時に該変速機構にて非伝動状態が現出するのを回避す るものである。
この目的を達成すべく、 本発明は、 変速時にて、 離間状態から接合するクラッ チの作動油圧を経時的に漸増させ、 その漸増する途中に、 接合状態から離間する クラッチの作動油圧を低下させ、 望ましくは、 変速中にて、 離間対象クラッチの 作動油圧が低下開始する時期を、 接合対象クラツチの油室に油が充満してピスト ン保持圧に立ち上がる時期の後に設定して、 変速時における接合対象クラツチと 離間対象クラッチとがともにスリップする経時的圧力領域 (共通スリップ領域) を確保するのである。
また、 この目的に関連して、 共通スリップ領域が、 様々な条件の変化にかかわ らず常に一定に確保できるようにするため、 変速時における接合対象クラツチの 作動油圧増加開始時と離間対象クラツチの作動油圧低下開始時との間の時間差、 または離間対象クラッチの作動油圧の経時的低下特性のうち、 少なくとも一つを 変化させるものである。
この場合の様々な条件の一つとして、 エンジン回転数がある。 即ち、 エンジン 回転数が低くなるほど接合対象クラッチの油室充満時間が長くなることに対応し て、 前記時間差を変化させるものとした場合には、 該時間差を、 エンジン回転数 が低いほど、 或いはエンジン回転数が一定以下の時に、 長く設定し、 また、 前記 経時的低下特性を変化させるものとした場合には、 該経時的低下特性を、 ェンジ ン回転数が低いほど、 或いはエンジン回転数が一定以下の時に、 緩やかに低下す るものに設定する。
また、 前記の複数の変速用油圧クラッチを、 タンデムに連設された複数の油圧 式変速ユニッ トに区分して設けた構成の変速機構 (所謂、 多段変速式変速機構) では、 各油圧式変速ュニッ トにて択一的に油圧クラツチが接合されることにより 一つの速度段を形成するものである。 この構成において、 前記の如く、 変速時に おける接合対象クラッチと離間対象クラツチとがともにスリ ップする経時的圧力 領域 (共通スリ ップ領域) を確保すべく、 変速時にて、 離間状態から接合するク ラッチの作動油圧を経時的に漸増させ、 その漸増する途中に、 接合状態から離間 するクラツチの作動油圧を降下させるような油圧制御を採用した時には、 変速時 に接合 ·離間すべきクラツチの変速機構全体での数が前記の様々な条件の一つと なる。 即ち、 接合 ·離間すべきクラッチの数が多いほど接合対象クラッチの油室 充満時間が長くなることに対応して、 前記時間差を変化させるものとした場合に は、 接合 ·離間するクラッチの数が多い変速時に該時間差を長く設定し、 また、 前記経時的低下特性を変化させるものとした場合には、 接合 ·離間するクラッチ の数が多い変速時に該経時的低下特性を緩やかに低下するものに設定する。 なお、 シフトダウン時はシフトアップ時に比べて回転慣性力が働く ことを考慮 して、 シフトダウン時の共通スリップ領域をシフトアップ時のそれに比して小さ くすべく、 変速操作がシフトアップかシフトダウンかによつて、 変速時における 接合対象クラツチの作動油圧増加開始時と離間対象クラツチの作動油圧低下開始 時との間の時間差、 または離間対象クラツチの作動油圧の経時的低下特性のうち 少なく とも一つを変化させる。 例えば、 該時間差を短く設定するのである。
なお、 望ましくは、 以上のような各条件に合わせての前記時間差または前記経 . 時的低下特性の変化にかかわらず、 変速中にて、 離間対象クラッチの作動油圧が 下降開始する時期が、 接合対象クラッチの油室に油が充満してビス トン保持圧に 立ち上がる時期の後に設定されているものとする。
次に、 本発明は、 以上のように油圧制御される油圧パワーシフト変速機構にお いて、 異常クラッチを検出し、 二重伝動状態が現出するのを回避する適切な方法 を提供することを目的とする。
この目的を達成すべく、 各油圧クラッチ向けの作動油圧の検出手段を設け、 該 作動油圧が一定の圧力値より高いことを検出する該検出手段の数が、 変速時に離 間すべきクラツチの数に比べて多い場合 (複数の油圧式変速ュニッ トをタンデム に接続してなる変速機構では、 少なくとも一つの油圧式変速ュニッ トにおいて二 つ以上の検出手段が一定の圧力値より高い油圧を検出している場合) に、 最先に 接合していた油圧クラッチのみを接合する操作を行うか、 または、 全ての油圧ク ラツチを離間する操作を行うものとする。
なお、 該油圧検出手段は、 該一定の圧力値を境界としてオン ' オフするスイツ チに構成するものとし、 該作動油圧が一定の圧力値より高いことを示すスィツチ の数が、 変速時に離間すべきクラッチの数に比べて多い場合 (複数の油圧式変速 ュニッ トをタンデムに接続してなる変速機構では、 少なくとも一つの油圧式変速 ユニッ トにおいて、 二つ以上のスィッチが、 一定の圧力値より高い油圧であるこ とを示している場合) に、 最先に接合していた油圧クラッチのみを接合する操作 を行うか、 または全ての油圧クラッチを離間する操作を行うものとしてもよい。 次に、 本発明は、 車両に牽引負荷がかかっているかどうかを、 作業者のスイツ チ操作に頼らず、 適当な検出手段にて検出することを目的とし、 これにより、 誤 りなく、 変速時に接合される油圧クラッチの作動油圧が適切に増加するようにす るものである。 - 本発明は、 この目的を達成すべく、 本変速機構を採用する車両に牽引負荷検出 手段を設け、 該牽引負荷検出手段が牽引負荷を検出している時といない時とで、 変速時に接合される油圧クラツチの作動油圧の経時的増加特性を変更する。 或い は、 該車両がエンジン負荷の検出に基づきエンジン回転数を制御可能なガバナ機 構を設けている場合には、 該ガバナ機構にて、 一定以上のエンジン負荷を検出し ている時といない時とで、 変速時に接合される油圧クラツチの作動油圧の経時的 増加特性を変更する。
なお、 以上の負荷検出に基づいて、 変速時に離間される油圧クラッチの作動油 圧の経時的低下特性を変更するものとしてもよい。
そして、 本発明に係る油圧クラッチを有する変速機構は、 以上に述べたように 様々な条件に応じて、 変速時における接合対象クラツチの作動油圧増加開始時と 離間対象クラツチの作動油圧低下開始時との間の時間差、 離間対象クラッチの作 動油圧の経時的低下特性、 また、 接合対象クラッチの作動油圧の経時的増加特性 を変更するので、 油圧クラッチへの作動油の入出圧を調節可能とすべく、 各油圧 クラツチを、 各個に設けた電磁圧力比例弁にて制御するものである。
本発明の以上の及びその他の目的、 構成、 効果については、 以下の添付の図面 をもととした詳細な説明により明らかになるであろう。 図面の簡単な説明
図 1は、 九段変速式の油圧式主変速機構 1を有するトラクタ用伝動系のスケル トン図であり、 図 2は、 主変速機構 1の油圧クラッチ制御用油圧回路図であり、 図 3は、 主変速機構 1の電気制御回路の一実施例のブロック図であり、 図 4は、 同じく他の実施例のブロック図であり、 図 5は、 六段変速式の油圧式主変速機構 1 ' を有する トラクタ用伝動系のスケルトン図であり、 図 6は、 主変速機構 1 ' の油圧クラッチ制御用油圧回路であり、 図 7は、 図 4図示の電気制御系を採用す るトラクタの側面図であり、 図 8は、 同じく平面図であり、 図 9は、 主変速機構 1 ' 用の主変速油圧バルブ装置 3の平面図であり、 図 1 0は、 接合対象クラッチ の圧力増加特性を示す経時油圧グラフであり、 図 1 1は、 離間対象クラッチの圧 力低下特性を示す経時油圧グラフであり、 図 1 2は、 圧力増加特性決定のための 負荷検出手段である左右ドラフトセンサ 1 2 2 L ' 1 2 2 Rの経時電圧グラフで あり、 図 1 3は、 左右ドラフトセンサ 1 2 2及び牽引センサ 1 2 3を用いての圧 力増加特性決定のフローチャート図であり、 図 1 4は、 圧力増加特性決定のため 検出されるエンジン回転数の経時グラフであり、 図 1 5は、 圧力増加特性決定の ため検出されるラック位置の経時グラフであり、 図 1 6 A · Bは、 電子ガパナを 用いての圧力増加特性の決定用フローチャート図であり、 図 1 7は、 主変速機構 1 ' における第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' 及び第二油圧式変速ュニッ ト 2 0そ れぞれの油圧クラツチ用作動油圧と各圧力センサからの入力電圧の経時グラフで あって、 1速位置と 2速位置との間での変速に関する図であり、 図 1 8は、 同じ く 2速位置と 3速位置との間での変速に関する図であり、 図 1 9は、 エンジン定 格回転状態でのシフトアップ時における油圧クラツチ用作動油圧の経時グラフで あり、 図 2 0は、 エンジン定格回転状態でのシフトダウン時における油圧クラッ チ用作動油圧の経時グラフであり、 図 2 1は、 エンジン低速回転状態でのシフト アップ時における油圧クラッチ用作動油圧の経時グラフであり、 図 2 2は、 ェン ジン低速回転状態でのシフトダウン時における油圧クラッチ用作動油圧の経時グ ラフであり、 図 2 3は、 変速時の離間 '接合クラッチが一個宛であるか二個宛で あるかで遅延時間を変更しない場合におけるエンジン定格回転状態でのシフトァ ップ時の油圧クラッチ用作動油圧の経時グラフであり、 図 2 4は、 同じくシフト ダウン時の油圧クラッチ作動油圧の経時グラフであり、 図 2 5は、 接合対象クラ ツチの油圧増加開始時点と離間対象クラツチの油圧低下開始時点とを一致させた 場合のエンジン定格回転状態でのシフトアップ時の油圧クラツチ用作動油圧の経 時グラフであり、 図 2 6は、 離間対象クラッチの圧力低下開始時点と、 接合対象 クラツチの圧力対象開始時点との間に設定される遅延時間を、 図 1 9にて設定さ れる遅延時間よりも短く した場合の、 エンジン定格回転状態でのシフトアップ時 における油圧クラッチ用作動油圧の経時グラフであり、 図 2 7は、 異常クラッチ の検出と、 それに基づく油圧クラッチの油圧制御のフローチャート図であり、 図 2 8は主変速機構 1用のその他の油圧回路図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1は、 この発明の一実施例である油圧クラッチを備えた九段変速式の変速機 - 構 (所謂油圧パワーシフト変速機構) を主変速機構として装備した作業車両 (ト ラクタ) 用の伝動系を示している。 この伝動系は、 図 4のように機体最前部に搭 載されたエンジン 1 0に緩衝継手 1 1を介して接続された原動軸 1 2から走行伝 動系と P T O伝動系とを分岐させた構成となっており、 図 4に示した伝動ハウジ ング 2内に収納されている。
図 1図示の伝動系のうち、 まず、 走行伝動系について説明する。 原動軸 1 2に 平行なリバ一サ出力軸 1 3と該原動軸 1 2との間には、 油圧式リバ一サュニッ ト 1 4が介設されている。 リバーサ出力軸 1 3の延長線上に第一駆動軸 1 5が配置 されて、 該リバーサ出力軸 1 3に一体状に接続されている。 原動軸 1 2の延長線 上に、 中空状の第一変速軸 1 6が配置され、 第一駆動軸 1 5と第一変速軸 1 6と の間に、 第一油圧式変速ユニッ ト 1 7が介設されている。 第一変速軸 1 6の延長 線上に、 中空状の第二駆動軸 1 8が配置され、 第一駆動軸 1 5の延長線上に第二 変速軸 1 9が配置され、 第二駆動軸 1 8と第二変速軸 1 9との間に、 第二油圧式 変速ュニッ ト 2 0が介設されている。 第二変速軸 1 9の延長線上にはプロペラ軸 2 2が配置され、 該第二変速軸 1 9と該プロペラ軸 2 2との間に、 副変速機構と して、 機械式変速機構 2 3が配設されている。 プロペラ軸 2 2の後端には小べベ ルギア 2 4を設けており、 この小べベルギア 2 4を、 左右後輪用の差動装置 2 5 の大入力べベルギア 2 6に嚙合している。 差動装置 2 5の左右の差動出力軸 2 7 は、 左右のブレーキ 2 8及び遊星歯車式の最終減速装置 2 9を介して、 図 4に示 す左右の後輪 3 0に接続されている。 なお、 一方の差動出力軸 2 7にはデフロッ ククラッチ 3 1が傭えられている。
走行伝動系について、 第一変速ュニッ ト 1 7及び第二変速ュニッ ト 2 0の組合 せにより構成される主変速機構 1については後述するとして、 その油圧式リバ一 サュニッ ト 1 4及び機械式変速機構 2 3について詳述する。
リバーサュニッ ト 1 4は、 原動軸 1 2とリバーサ出力軸 1 3との間に、 前進ギ ァ列 9 1 と、 アイ ドルギア 9 2 aを含む後進ギア列 9 2とを介設しており、 各ギ ァ列 9 1 · 9 2においてそれぞれ原動軸 1 2に一ギアを遊嵌設置しており、 これ らの原動軸 1 2上のギアのうち一つを、 前進用油圧クラツチ 1 4 F ·後進用油圧 クラッチ 1 4 Rの択一接合により原動軸 1 2に結合し、 リバーサ出力軸 1 3に前 進方向及び後進方向の回転を選択的に付与するものとしている。
機械式変速機構 2 3は、 第二変速軸 1 9に対して、 減速ギア列を介して中間軸 2 1を接続しており、 該中間軸 2 1上に二個の変速ギア 9 3 · 9 4を固設すると ともに、 両ギアのうち、 小径側のギア 9 4には、 減速ギア機構 9 5を介して、 中 間軸 2 1外に配設された変速ギア 9 6を接続している。 一方、 プロペラ軸 2 2上 には、 ギア 9 7 · 9 8 · 9 9が遊嵌設置されており、 更に、 二個の複式クラツチ 1 0 0 · 1 0 1が設けられている。 複式クラツチ 1 0 0によっては、 ギア 9 8 · 9 9のうちいずれかを選択してプロペラ軸 2 2に結合可能としており、 また、 複 式クラッチ 1 0 1によっては、 ギア 9 7をプロペラ軸 2 2に結合するか、 第二変 速軸 1 9をプロペラ軸 2 2に直結するかを選択できるものとしている。 このよう に、 本実施例においての副変速機構としての機械式変速機構は四段の変速を可能 とするものである。
このトラクタは、 以上のような走行伝動系にて動力伝達される左右後輪 3 0の 二輪駆動による他、 図 4に示す左右の前輪 6も選択的に駆動して四輪駆動によつ ても走行できる。 前輪駆動力の伝動系に関しては、 プロペラ軸 2 2上に固設した ギア 3 2が、 中間軸 3 3上に遊転自在に設けられて互いに一体状に回転する二個 のギア 3 4 · 3 5のうちのギア 3 4に嚙合しており、 前輪駆動力取出し軸 3 8上 に設けられたギア 3 6 · 3 7がギア 3 4 · 3 5にそれぞれ嚙合している。 これら ギア 3 6 · 3 7 と前輪駆動力取出し軸 3 8との間には、 そのいずれかを選択的に 前輪駆動力取出し軸 3 8に結合するための油圧式クラツチュニッ ト 3 9が介設さ れている。 前輪駆動力取出し軸 3 8に対しギア 3 7が結合されると、 前輪 6が後 輪 3 0と同期した速度で、 また、 ギア 3 6が結合されると、 前輪 6が後輪 3 0よ りも高い速度で、 それぞれ駆動される。
P T O伝動系について説明する。 原動軸 1 2の後端より伝動軸 4 0が延設され て、 中空状の第一変速軸 1 6、 第二駆動軸 1 8及び中間軸 2 1を貫通しており、 この伝動軸 4 0の後端より伝動軸 4 1が延設され、 伝動軸 4 1の延長線上に配置 された伝動軸 4 3と伝動軸 4 1 との間に P T Oクラッチ 4 2が介設されている。 伝動軸 4 3 と平行状に P T O軸 4 4が配設されて、 機体外に突出しており、 機体 内で伝動軸 4 3と Ρ Τ Ο軸 4 4との間に機械式の P T O変速装置 4 5を介設して いる。 また、 伝動軸 4 1からは、 ギア 4 6 · 4 7 · 4 8を介して、 第一油圧式変 速ュニッ ト 1 7及び第二油圧式変速ュニッ ト 2 0の後記油圧クラツチを作動する 圧油を吐出するための油圧ポンプ 5 0を駆動する動力取出し軸 4 9に動力が伝達 される。 なお、 油圧ポンプ 5 0からの吐出油により、 トラクタ後部に備えた油圧 式の作業機昇降装置を上下動させるものとしてもよい。
走行伝動系における主変速機構 1について詳しく説明する。 第一油圧式変速ュ ニッ ト 1 7では、 第一駆動軸 1 5上に遊嵌設置した三個のギア 5 1 · 5 2 · 5 3 が第一変速軸 1 6上に固設した三個のギア 5 4 · 5 5 · 5 6に、 それぞれ嚙合し ており、 第一駆動軸 1 5上に設けた三個の油圧クラツチ 5 7 · 5 8 · 5 9を介し てギア 5 1 · 5 2 · 5 3が択一的に第一駆動軸 1 5に結合されるようになってい て三段の変速を可能としている。
一方、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0では、 第二駆動軸 1 8上にて固設した三個 のギア 6 0 · 6 1 · 6 2が、 第二変速軸 1 9上に遊嵌設置した Ξ個のギア 6 3 · 6 4 - 6 5にそれぞれ嚙合しており、 第二変速軸 1 9上に設けた三個の油圧クラ ツチ 6 6 . 6 7 . 6 8によって、 ギア 6 3 · 6 4 · 6 5が択一的に第二変速軸 1 9に結合されるようになっていて、 三段の変速を可能としている。
主変速機構 1は、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7と第二油圧式変速ュニッ ト 2 0 をタンデムに接続して構成されている。 従って、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7中 の油圧クラツチ 5 7 · 5 8 · 5 9のうちのいずれか一個と、 第二油圧式変速ュニ ッ 卜 2 0中の油圧クラッチ 6 6 - 6 7 - 6 8のうちいずれか一個とを接合するこ とにより、 合計で九段の変速を得ることができる。
表 1に示すように、 油圧クラツチ 5 7 · 5 8 · 5 9の択一接合と、 油圧クラッ チ 6 6 · 6 7 · 6 8の択一接合との組合せによって、 第一及び第二油圧式変速ュ ニッ ト 1 7 · 2 0は、 小さいものから順に第 1〜第 9の速度比 (出力回転速度ノ 入力回転速度、 即ち、 第二変速軸 1 9の回転速度ノ第一駆動軸 1 5の回転速度) が得られるよう設定されている。
<表 1 > 速度比 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 第二油圧式変速ュニッ ト 20 にて接合される油圧クラツチ にて接合される油圧クラツチ 第 1 5 7 6 6
第 2 5 8 6 6
第 3 5 9 6 6
第 4 5 7 6 7
第 5 5 8 6 7
第 6 5 9 6 7
第 7 5 7 6 8
第 8 5 8 6 8
第 9 5 9 6 8 図 2に示す、 第一油圧式変速ユニッ ト 1 7の油圧クラッチ 5 7、 58、 59及 び第二油圧式変速ユニッ ト 20の油圧クラッチ 66、 6 7、 6 8を作動させるた めの主変速用油圧回路について説明する。 図 1に示した油圧ポンプ 50より、 調 圧弁 6 9で設定された油圧の作動油が給油回路 70に吐出される。
給油回路 70は分岐して、 前記の六個の油圧クラッチ 5 7 · 5 8 · 59 · 66 • 6 7 - 6 8にそれぞれ接続され、 各分岐回路にはそれぞれ、 二ポジション式の 電磁比例切換弁 V L ' VM ' VH及び V 1 ' V 2 , V3が介設されている。 なお 各電磁比例切換弁中に構成されている可変絞り V aを、 便宜上、 各電磁比例切換 弁の外に描いている。
これらの電磁比例切換弁 V L · VM · VH · V 1 - V 2 ' V 3の各ソレノイ ド S L * SM * SH * S 1 * S 2 * S 3は、 励磁されると作動位置に、 非励磁で中 立位置になる。 即ち、 各ソレノイ ドが励磁されると、 それに対応する油圧クラッ チが接合し、 解磁されると、 それに対応する油圧クラッチが離間する。
各分岐回路における電磁比例切換弁 VL · VM · VH · V 1 - V 2 ' V 3と、 油圧クラツチ 5 7 · 58 · 59 · 66 · 67 · 68との間には、 それぞれ圧力セ ンサ P S L . P SM ' P SH ' P S l · P S 2 · P S 3が接続されている。 これ らの圧力センサは、 各油圧クラッチへの作動油圧を検出するが、 各圧力センサに - 一定の圧力値を境界としてオン · オフするスィツチを接続してもよい。 或いは、 圧力センサそのものをこのような圧力スィツチとして構成してもよい。 後記の図 1 7、 図 1 8及び図 2 7に示す圧力センサは、 一定の圧力値 (後記スィツチ切換 圧 p b) 以上の時にオン、 未満の時にオフするスィッチとしているが、 反対に、 該圧力値を境界に高い場合にオフ、 低い場合にオンするものとしてもよい。
これらの電磁比例切換弁及び圧力センサは全て、 図 9に示す如き主変速用油圧 バルブ装置 3に収納され、 図 8のようにトラクタの一部に配設されており、 伝動 ハウジング 2内の油圧クラッチ等と配管によって接続されている。 但し、 図 9に 示す主変速用油圧バルブ装置 3は、 後記の六段式主変速機構 1 ' の電磁比例切換 弁及び圧力センサを収納したものである。 後で詳述するとして、 主変速機構 1 ' は、 九段の主変速機構 1における第一油圧式変速ュニッ ト 1 7から中速用の油圧 クラッチ 58を除いた構成の第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' と、 主変速機構 1に おけるものと同一の第二油圧式変速ュニッ ト 20とをタンデム接続してなるもの であって、 それに伴って、 前記の電磁比例切換弁群及び圧力センサ群のうち、 電 磁比例切換弁 VM (ソレノイ ド SMを含む。 ) と圧力センサ P S Mとが除かれた 状態で、 該電磁比例切換弁群及び圧力センサ群を図 9に示す主変速用油圧バルブ 装置 3内に収納されているのである。
図 2の油圧回路図の説明に戻る。 給油回路 70から分岐して設けた調圧弁 6 9 の排油側には潤滑油圧設定用の二次調圧弁 7 2が接続され、 油圧クラッチ 5 7 · 58 · 59 · 66 · 6 7 · 68に潤滑油を供給すべく、 両調圧弁 60 · 7 2間か ら潤滑油回路 7 3を導出している。
なお、 油タンク 74から油圧ポンプ 50に至る油吸入回路 7 5には、 並列状に ラインフィル夕 76と、 バイパス弁としてのリ リーフ弁 7 7とを介設している。 リ リーフ弁 7 7は、 ラインフィルタ 7 6に目詰まりが起きた時にリ リーフ動作し て、 油圧ポンプ 50に対する油の流れを持続させる。
図 1に示す原動軸 1 2にて駆動される油圧ポンプ 7 8は、 前記の油圧式リバー サユニッ ト 14の両油圧クラッチ 14 F · 14 Rに対して油を吐出するものであ り、 該油圧ポンプ 7 8の吸入側と該油吸入回路 7 5との間を油吸入回路 79にて 接続して、 油タンク 74内の油を油圧クラッチ 14 F * 14 Rにも供給するよう にしている。
図 3により、 主変速機構 1に関わる電磁比例切換弁 VL · VM · VH · V 1 · V 2 · V 3の電気的作動制御について説明する。 図 8に示すようにトラクタの一 部に配設されたコントローラ 4に内蔵された論理回路 80の入力側インタ一フエ イスには、 ポテンショメータ 82、 回転計 8 3、 モード選択スィッチ 84、 そし て、 前記の六個の圧力センサ P S L - P SM - P SH - P S 1 · P S 2 · P S 3 が接続されている。 ボテンショメータ 82は、 図 7及び図 8のように運転席 7の 近傍に配設された主変速レバー 8 1の位置 (レバー角度) と回動方向とを検出す るものであり、 主変速レバ一 8 1の回動頜域に、 低速から順に 1速位置から 9速 位置までの速度位置を設定しており、 各速度位置に対応するように、 図 3におい て、 1〜 9の数字を刻んである。 回転計 83は、 エンジン 1 0の回転数を検出す る。 負荷制御選択スィッチ 84は、 通常 (路上) 走行時と、 牽引負荷のかかる作 業走行時とで、 主変速装置の油圧クラツチを接合するための油圧増加特性を変化 させるために、 それぞれの場合に対応して作業者の操作で切り換えられるスィッ チである。 なお、 後記の電子ガバナを、 通常のアクセル操作によるエンジン回転 数設定にエンジン回転数を合わせる制御と、 エンジン負荷率を検出して、 該負荷 率に見合うようにエンジン回転数を制御する負荷制御とに切り換えるための選択 スィツチとしても活用できる。
但し、 作業者が負荷制御選択スィッチ 84の操作を忘れたり、 また、 通例に従 つて該スィツチを作業走行設定にしても実際には牽引負荷がさほどかからなかつ たりという事態が発生することがあり、 実情とは異なった油圧増加特性が現出し てしまうおそれがある。 このような事態を考慮して、 自動的にいずれの制御を選 択したらよいかを決定できる自動負荷検出構造を設け、 実情に見合った油圧クラ ツチの油圧増加特性を選択できるものとした油圧制御に関する二つの実施例を後 に図 1 2及び図 1 3と、 図 14乃至図 1 6とにて開示している。 これらの制御に 合わせて、 図 8図示のトラクタにおいては、 作業機装着装置 1 20の左おロアリ ンク 1 2 1に左右ドラフトセンサ 1 22 L · 1 22 Rを設け、 また、 ドローパ ( 図示せず) に牽引センサ 1 2 3を設けており、 また、 電子ガバナコントローラ 5 が配設されているものとなっている。 図 4は、 負荷制御選択スィッチ 84に代わ り、 油圧クラツチの圧力増加特性選択のための入力手段である左右ドラフトセン サ 1 2 2 L ' 1 2 2 R, 牽引センサ 1 2 3及び電子ガバナコントローラ 5を論理 回路 8 0の入力側ィンターフェイスに接続した電気制御回路を開示している。 な お、 回転計 8 3及びラック位置センサ 1 2 4を電子ガバナコントローラ 5の入力 側に接続しており、 論理回路 8 0には、 電子ガバナコントローラ 5を通って回転 計 8 3からの信号が入力される他、 回転計 8 3及びラック位置センサ 1 24から の両信号より演算した負荷率信号が入力されるものとしている。 また、 電子ガバ ナコントローラ 5には更に、 作業機装着装置 1 2 0を油圧駆動するための油圧リ フトコントローラ 1 2 5及び電子ガバナ (燃料噴射量調整用ラックの駆動装置) 1 2 6を接続している。
図 3及び図 4の電気制御回路において、 論理回路 8 0の出力側には、 ソレノィ ド駆動回路 8 6の入力側に接続された遅延回路 8 8と、 ソレノィ ド駆動回路 8 5 とが接続されている。 ソレノィ ド駆動回路 8 5は、 電磁比例切換弁 VL · VM · VH · V 1 . V 2 . V 3のソレノイ ド S L . SM ' S H ' S l ' S 2 . S 3を励 磁方向に駆動させるためのものであり、 ソレノイ ド駆動回路 8 6は、 これらを解 磁方向に駆動させるものである。
論理回路 8 0の出力側にはソレノイ ド駆動回路 8 5と、 圧力 (増加特性) 設定 回路 8 7 とが接続され、 該圧力設定回路 8 7の出力側にソレノイ ド駆動回路 8 5 が接続されている。 圧力設定回路 8 7には、 図 1 0にて圧力上昇グラフ U 1 · U 2で示されるような二種類の圧力増加特性を現出するための二種類のソレノィ ド 励磁パターンが記憶されている。
また、 論理回路 8 0の出力側には、 遅延回路 8 8、 時間設定回路 9 0、 及び圧 力 (低下特性) 設定回路 8 9が接続され、 時間設定回路 9 0の出力側は遅延回路 8 8に接続されており、 遅延回路 8 8の出力側と、 圧力設定回路 8 9の出力側と に、 ソレノィ ド駆動回路 8 6が接続される。 圧力設定回路 8 9には、 図 1 1にて 圧力下降グラフ D l , D 2 - D 3で示されるような三種類の圧力低下特性を現出 するための三種類のソレノィ ド解磁パターンが記憶されている。 論理回路 80では、 ポテンショメータ 82にて検出される主変速レバ一 8 1の シフト後の位置を示す信号に基づき、 接合対象のクラッチ及び離間対象のクラッ - チを決定し、 また、 後述の論理に従って、 離間対象のクラッチの油圧低下特性を 決定する。 また、 図 3の電気制御回路では、 負荷制御選択スィッチ 84による設 定、 そして、 図 4の電気制御回路では、 左右ドラフトセンサ 1 2 2及び牽引セン サ 1 23からの入力、 または電子ガバナコントローラ 5からの入力に基づき、 接 合対象のクラッチの圧力上昇特性を決定する。 更に、 圧力センサ P S L · P S M • P SH - P S 1 - P S 2 - P S 3からの入力に基づき、 油圧クラツチにおける 異物嚙み込みを防ぐための制御が必要かどうかを判断する。
そして、 論理回路 80よりソレノイ ド駆動回路 8 5に対し、 対象となる電磁比 例切換弁のソレノィ ドへのオン信号を発信させるための信号を発するとともに、 圧力設定回路 8 7に、 ソレノィ ド励磁パターンの一つを選択する圧力設定信号が 送られ、 該圧力設定回路 8 7にて設定されたソレノイ ド励磁パターンにて、 該ソ レノィ ドへのオン信号の発信が制御される。
また、 論理回路 80よりソレノイ ド駆動回路 86に対し、 対象となる電磁比例 切換弁のソレノィ ドへのオフ信号を発信させるための信号を発するとともに、 圧 力設定回路 8 9に、 ソレノィ ド解磁パターンの一つを選択する圧力設定信号が送 られ、 該圧力設定回路 89にて設定されたソレノイ ド解磁パターンにて、 該ソレ ノィ ドへのオフ信号の発信が制御される。
論理回路 80の他、 以上のような電気制御回路 8 5 · 8 6 · 8 7 · 88 · 8 9 • 90が前記のコントローラ 4内、 或いは主変速用バルブ装置 3内に設けられて おり、 ソレノィ ド駆動回路 8 5及び 86より前記の如く主変速用油圧バルブ装置 3内に設けた電磁比例切換弁 V L · VM · VH · V 1 - V 2 ' V 3のソレノイ ド S L - SM - SH - S 1 - S 2 - S 3のうちの対象となるものに制御信号 (オン • オフ信号) が発信される。
次に、 図 5に示した、 六段変速式の主変速機構 1 ' を装備した作業車両 (トラ クタ) 用の伝動系について説明する。
この伝動系における各部品及び構造は、 第一油圧式変速ユニッ ト 1 7 ' を除い ては図 1に示す伝動系と同一である。 図 1の実施例における第一油圧式変速ュニ ッ ト 1 7 ' は、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7の中の中速段用ギア列、 即ち、 ギア 5 2 * 5 5、 及び油圧クラツチ 5 8を省いて、 二段の変速を可能としたものとな - つており、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' と第二油圧式変速ュニッ ト 2 0との組 合せによる主変速機構 1 ' 全体では、 合計六段の変速を可能とするものである。 即ち、 表 2に示すように、 油圧クラッチ 5 7 · 5 9の択一接合と、 油圧クラッ チ 6 6 · 6 7 · 6 8の択一接合との組合せによって、 第一及び第二油圧式変速ュ ニッ ト 1 7 ' · 2 0は、 小さいものから順に第 1〜第 6の速度比 (出力回転速度 Z入力回転速度、 即ち、 第二変速軸 1 9の回転速度 第一駆動軸 1 5の回転速度 ) が得られるよう設定されている。
<表 2 >
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図 6は、 図 5に示した主変速機構 1 ' における油圧クラッチの油圧制御回路を 示している。 図 2に示したものと同一の符号は同一部材を表す。 また、 電気制御 回路は開示していないが、 図 4または図 5の電気制御回路から、 圧力センサ P S M , ソレノイ ド S Mを省き、 主変速レバ一 8 1の速度位置を 1〜 6まで示したも のと考えればよい。
図 7及び図 8は、 図 1或いは図 5に示した伝動系を備えたトラクタを図示した ものであって、 図中の符号を付した部材については、 図 1乃至図 4に示す伝動系 の説明の中で説明済みである。 なお、 接合対象クラッチの圧力増加特性の決定に 関わる負荷検出手段を設けており、 図 3に示すものよりはむしろ図 4に示す電気 制御回路を採用したものとなっている。 また、 図 9に示す主変速用バルブ装置 3 - は、 図 8に示す位置に配設されており、 前記の如く、 図 5図示の六段式主変速機 構 1 ' 用のものとなっているが、 図 1図示の九段式主変速機構 1用には、 電磁比 例切換弁 V M及び圧力センサ P S Mを追加して収納したバルブ装置に置換すれば よい。
次に、 本発明の油圧クラッチを有する変速機構における油圧制御について、 図 1 0乃至図 2 7より説明するが、 以下に説明される油圧制御は、 図 1の九段式主 変速機構 1 にも、 図 5の六段式主変速機構 1 ' にも適用が可能である。
まず、 図 1 0は、 変速時における接合対象クラッチの油圧増加特性を示すもの である。 即ち、 対象となるソレノイ ドにオン信号が与えられた (励磁が開始され た) 接合行程開始時点 t。 から、 クラッチ作用油圧 pが最終的に正規油圧 p , に 至るまで、 該油圧 Pを、 油圧上昇グラフ U 1 · U 2の如く漸増させるのである。 油圧上昇グラフ U l * U 2のうち、 低位の油圧上昇グラフ U 1は、 走行負荷の 小さい路上走行時に設定されるものであり、 高位の油圧上昇グラフ U 2は、 走行 負荷の大きい作業走行時に設定される。 走行負荷が大きいと、 早く トルク伝動効 率を高めて、 負荷抵抗力を付与する必要があり、 走行負荷の小さい路上走行時に は、 クラッチ切替え時の油圧の立ち上がりにより発生するショックができるだけ 少ない快適性が求められるからである。 このグラフ U l ' U 2のうちいずれを設 定するかについては、 図 3の電気制御回路を採用している場合は、 負荷制御選択 スィッチ 8 4を用いて作業者によって選択され、 図 4の電気制御回路を採用して いる場合は、 図 8に示す左右ドラフトセンサ 1 2 2及び牽引センサ 1 2 3からの 入力信号、 或いは電子ガバナコントローラ 5より入力されるエンジン負荷率信号 に基づく論理回路 8 0内での判断による。
ここで、 左右ドラフトセンサ 1 2 2 L * 1 2 2 R及び牽引センサ 1 2 3を用い ての負荷検出に基づき接合対象クラツチの圧力増加特性を決定する方法について 図 1 2及び図 1 3より説明する。
左右ドラフトセンサ 1 2 2 L · 1 2 2 Rは、 左右各ロアリンク 1 2 1が後方に 引っ張られるとその負荷を検出し、 その引っ張り力に応じて、 論理回路 8 0に入 力される電圧値が変化する。 両ドラフトセンサ 1 2 2の出力電圧値を加えたもの を負荷電圧値 Lとすると、 図 1 2の如く、 通常 (路上) 走行時には負荷電圧値 L - がし 1であるとすれば、 牽引作業走行中には該負荷電圧値 がし 1より低い値の L 2 となるものである。 そこで、 L 1 と L 2との間にしきい値 L 3を設定し、 そ れ以下である場合を、 牽引負荷モードでの主変速用油圧クラツチの圧力増加特性 選択域であるものとする。
一方、 牽引センサ 1 2 3は、 通常 (路上) 走行時にオフとなり、 牽引作業走行 時に負荷がかかるとオンとなる。 この牽引センサ 1 2 3がオンしている時に、 牽 引負荷モードでの主変速用油圧クラツチの圧力増加特性を選択する。
即ち、 図 1 3のフローチャートで示す如く、 左右ドラフトセンサ 1 2 2からの 論理回路 8 0に入力される負荷電圧値しがし 3以下である場合 (ステップ 2 0 1 ) 、 または牽引センサ 1 2 3がオンしている場合 (ステップ 2 0 2 ) の、 少なく ともいずれかの場合に、 図 1 0に示す牽引負荷モード用圧力上昇グラフ U 2が選 択され (ステップ 2 0 4 ) 、 それ以外の時、 即ち左おドラフト 1 2 2 L ' 1 2 2 Rの負荷電圧値 Lが L 3を上回り、 かつ、 牽引センサ 1 2 3がオフの場合は、 通 常走行モード用圧力上昇グラフ U 1が選択されるのである (ステップ 2 0 3 ) 。
更にもう一つ、 エンジンの電子ガバナによるエンジン負荷 (負荷率) の検出に 基づいて圧力上昇パターンを決定する実施例を図 1 4乃至図 1 6にて紹介する。 なおこの制御実施例を採用できるのは、 エンジン 1 0をディ一ゼルエンジンとす る車両である。
図 4の如く、 電子ガバナコントローラ 5が論理回路 8 0の入力側インタ一フエ イスに接続されて、 電子ガバナの負荷率信号を論理回路 8 0に入力可能としてい る。 電子ガバナコントローラ 5には、 油圧リフトコントローラ 1 2 5、 エンジン 回転数を検出するための前記回転計 8 3、 及びガバナの燃料噴射量調節用ラック の位置を検出するためのラック位置センサ 1 2 4が接続されている。
電子ガバナコントローラ 5は、 回転計 8 3とラック位置センサ 1 2 4からの入 力に基づいて負荷率を演算し、 これに基づいて出力するエンジン負荷率信号を、 油圧リフ トコントローラ 1 2 5に入力することにより、 作業機装着装置 1 2 0の 油圧リフトの昇降用に使用するとともに、 論理回路 8 0に入力し、 これに基づき 論理回路 8 0よりフィードバックされる制御出力信号によってラックを動かし、 燃料噴射量を調節する。 この電子ガバナコントローラ 5から発せられる負荷率信 ― 号のうち、 油圧リフトコントローラ 1 2 5への信号は、 あまり頻繁な制御をして 作業効率を落とさないように長い周期で出力されるが、 論理回路 8 0への信号は エンジン回転数を即座に負荷に対応させるために、 短い周期で出力される。 従つ て、 この短い周期で発せられる論理回路 8 0への負荷率信号をそのまま利用する ことで、 負荷率に即時的に対応して圧力増加特性を決定し、 油圧クラッチの油圧 制御に役立てることができる。
図 1 4の如く、 回転計 8 3より電子ガバナコントローラ 5に入力される電圧に て表されるエンジン回転数 N eが、 N e 3であったのがそれより低い N e 1にな り、 一方、 図 1 5の如くラック位置センサ 1 2 4より電子ガバナコントローラ 5 に入力されるラック位置 L sが、 L s 3であったのがそれより高い (燃料噴射量 の多い側の) L s iになるとする。 このようにエンジン回転数の低下とラック位 置のリフトアップ (即ち燃料噴射量の増加) が同時に起こり、 かつ、 それぞれが 一定の特性を示す時に、 車両に牽引負荷がかかっているものと判断し、 圧力設定 回路 8 7において圧力上昇グラフ U 2を設定するのである。
図 1 6 A · Bにて、 エンジン回転数及びラック位置の検出に基づく圧力増加特 性の設定フローについて説明する。 まず、 前提として、 短い一定周期で回転計 8
3によりエンジン回転数 N eが検出され、 また、 同周期でラック位置センサ 1 2 4によりラック位置 L sが検出され、 これら刻々に検出した検出値を記憶してい る。 即ち、 ステップ 3 0 1において、 時々刻々検出したエンジン回転数 N eのう ち、 少なく ともエンジン回転数 N e 2 (前回検出分) , N e 3 (前々回検出分)
• N e 4 (前々々回検出分) * N e 5 (前々々々回検出分) を記憶し、 また、 同 時に (本フローでは便宜上ステップ 3 1 2 ) において、 時々刻々検出したラック 位置 L sのうち少なく ともラック位置 L s 2 ( t 2 での前回検出分) · L s 3 ( t 3 での前々回検出分) ■ L s 4 ( t 4 での前々々回検出分) · L s 5 ( で の前々々々回検出分) を記億している。
そして、 今回検出時点 t , において新たにエンジン回転数 N eを回転計 8 3に て検出し、 検出したエンジン回転数 N e 1の信号を電子ガバナコントローラ 5に 入力するものであり (ステップ 302 ) 、 前回に検出したエンジン回転数 N e 2 を取り出して、 今回の回転数 N e 1と前回の回転数 N e 2とを比較し、 エンジン - 回転数が下がっているか、 即ち、 N e 1く N e 2かどうかを確認する (ステップ 30 3 ) 。 エンジン回転数の低下が確認されたら、 その低下量 a 1 (=N e 2 - N e 1 ) を演算する (ステップ 304) 。 更に、 記憶していたエンジン回転数 N e 2 · N e 3 · N e 4 ' Ne 5を取り出して、 少なくとも前々々々回の t 5 での 検出分よりエンジン回転数が低下していることを確認したら、 低下量 a 2 ( = N e 3 -N e 2 ) , a 3 ( = Ne 4— Ne 3) , a 4 ( = N e 5— N e 4) を求め (ステップ 30 5~3 1 0) 、 a l— a 2≥ a 3— a 4であるかどうか、 即ちェ ンジン回転数の低下率が増加しているかどうかを確かめる (ステップ 3 1 1) 。
エンジン回転数が低下しており、 かつ、 その単位時間当たりの低下量が増して いる場合には、 アクセル設定で減速しているか、 牽引負荷により減速しているも のと考えられる。 アクセル設定で減速しているのならば、 電子ガバナ 1 26のラ ック位置は燃料噴射量低下側になっている (ラック位置検出電圧が低下している ) 害である。 これに対して、 エンジン回転数が低下しているにもかかわらず、 ラ ック位置が燃料噴射量増加側に移動している (ラック位置検出電圧が増加してい る) 場合には、 電子ガバナ 1 26が負荷に対応する制御を行っているものと判断 される。
このようなコンセプトの下で、 前記の如くラック位置 L s 2 ' L s 3 ' L s 4 • L s 5を記憶している状態で (ステップ 3 1 2 ) 、 今回検出時点 t , において 新たにラック位置 L sをラック位置センサ 1 24にて検出して、 検出したラック 位置し s 1の信号を電子ガバナコントローラ 5に入力するものであり (ステップ 3 1 3) 、 前回に検出したラック位置 L s 2を取り出して、 今回のラック位置 L s 1と前回のラック位置 L s 2とを比較し、 ラック位置がリフトアップ (燃料噴 射量の増加側に移動) しているか、 即ち、 L s 1〉L s 2かどうかを確認する ( ステップ 3 14) 。 ラック位置のリフトアップが確認されたら、 その低下量 b 1
(= L s 1 - L s 2) を演算する (ステップ 3 1 5) 。 更に、 記憶していたラッ ク位置 L s 2 · L s 3 · L s 4 · L s 5を取り出して、 少なくとも前々々々回の t 5 での検出分よりエンジン回転数が低下していることを確認したら、 低下量 b 2 (=L s 3 -L s 2) , b 3 (=L s 4 -L s 3) , b 4 (=L s 5 -L s 4 ) を求め (ステップ 3 1 6~32 1) 、 b l— b 2≥b 3— b 4であるかどうか を、 即ち、 ラック位置の上昇移動率が増加しているかどうかを確かめる (ステツ プ 3 22 ) 。
こうして、 エンジン回転数の低下及びラック位置のリフトアップが同時に発生 し、 かつそれぞれの変位が急である場合には、 これを負荷状態であるものと判断 して、 圧力設定回路 8 7にて、 牽引作業向きの圧力上昇グラフ U 2を現出すべく ソレノイ ド励磁パターンを設定し (ステップ 32 3 ) 、 それ以外の場合には、 圧 力設定回路 8 7において、 通常 (路上) 走行向きの圧力上昇グラフ U 1を現出す ベくソレノイ ド励磁パターンが設定されるのである (ステップ 324) 。
なお、 圧力低下特性 (圧力下降グラフ) については、 後記の如く、 回転計 83 にて検出されるエンジン回転数等に応じて圧力設定回路 8 9におけるソレノィ ド 解磁パターンを選択するものとはしているが、 負荷に応じて圧力増加特性を変更 するように、 離間対象クラッチの圧力低下特性についても、 左右ドラフトセンサ 1 2 2及び牽引センサ 1 23のような負荷率検出手段や、 或いは電子ガバナコン トローラ 5から論理回路 80に入力される負荷率信号に基づいて変更するものと してもよい。
図 1 0の説明に戻って、 作用油圧 pの全上昇過程について詳述する。 クラッチ 接合行程開始時点 t。 にて対象となる油圧クラッチのソレノイ ドが ONし、 該油 圧クラッチの油室への油の供給が開始される。 従って、 該油室内の油圧 pが該時 点 t。 でやや立ち上がった後、 漸増する。 該時点 t。 からやや経過した時点 t a で、 該油室内が充満し、 油圧 pがピストン保持圧 p a (即ち、 ピストンを作動可 能とする圧力) に達したことが検出されると、 油圧 pを、 この時点での規定圧ま で一気に立ち上げる。
その後の時点 t bまでは、 油圧上昇グラフ U 1 · U 2の部分 aで示すように、 油圧 Pが漸増し、 この間はクラッチがスリ ップ状態である。 時点 t bにて、 油圧 Pはクラッチの完全接合に必要な値に至り、 その後は、 各油圧上昇グラフ U 1 · U2の、 部分 aより上昇度が高い部分 bで示すように、 不測の事態に備えて油圧 pを規定圧 P , まで漸増させ、 クラッチを圧接状態にし、 規定圧 p , に達した時 点でクラツチの接合行程が終了する。
次に、 図 1 1は変速時の離間対象クラッチの油圧低下特性を示すものである。 - 即ち、 対象となるソレノイ ドにオフ信号が与えられた (励磁が開始された) 時点 t sより、 クラッチ作用油圧 pを、 正規圧 p , から略 0になるまで、 油圧下降グ ラフ D 1 · D 2 · D 3の如く減少させる。 油圧下降グラフ D 1は、 ソレノィ ドが 解磁されるや、 油圧 pを正規圧 からピストン保持圧 p aまで一気に下降させ るものであり、 油圧下降グラフ D 2 · D 3は、 ビストン保持圧 p aより高い圧力 p bまで一気に下降させた後、 0 (またはその近傍の最低値) になるまで漸減さ せるものであり、 D 3より D 2の方が下降度が大きくなっている。
いずれにしても、 油圧クラッチは中立位置方向に付勢されており、 その離間行 程全期間、 即ち、 時点 t sから油圧 pが 0 (またはその近傍の最低値) となる時 点まで (最も緩やかに圧力下降する圧力下降グラフ D 3を設定した場合でも) の 期間は、 前記の接合行程全期間よりも短くなつている。
なお、 圧力下降グラフは、 D 1〜D 3の三つに限られるものではなく、 D 2 · D 3に見られるような緩やかな傾斜の圧力下降部分の傾斜角度を様々に設定する ことで、 それ以外の圧力下降グラフを現出できるようにしてもよいが、 後述の図 1 9乃至図 2 2図示の実施例では、 便宜上、 圧力下降グラフ D 1 ' D 2 ' D 3を 現出可能であるものとする。
油圧上昇グラフ U 1 · υ 2の如く漸増させ、 また、 油圧上昇特性を途中で aか ら bへと変化させるのは、 各ソレノィ ドへの付加電圧の調節によるものである。 また、 油圧下降グラフ D 2 · D 3の如く油圧を緩やかに低下させるには、 各電磁 比例切換弁中の可変絞りが用いられる。 該可変絞りは、 図 2の油圧回路図におい て、 各電磁比例切換弁の外部に取り出して符号 V aで示してあり、 可変絞り V a に付加する電圧の変化で各電磁比例切換弁からのドレン量が調節され、 該油圧の 下降様態を変化させるのである。
次に、 変速時のクラツチの接合行程と離間行程との夕イミングの関係について 図 1 7乃至図 2 6より説明する。
まず、 基本的な概念として、 変速途中に第一油圧式変速ユニッ ト 1 7及び第二 油圧式変速ュニッ ト 2 0のいずれにおいても、 動力の完全な遮断状態が生じない ようにする。 どちらか片方でも伝動遮断状態、 即ち、 その変速ユニッ トの有する 油圧クラツチの全てが完全に離間した状態になると、 主変速装置における伝動が なされず、 即ち、 第一駆動軸 1 5〜第二変速軸 1 9間の伝動がなされない状態と なり、 この状態で作業走行をしていると、 車両が停止してしまうおそれがあり、 また、 この状態からクラッチを入れた時に油圧立ち上がりによって生じるショッ クが大きく、 不快感を伴うからである。
前記の如く、 クラッチの接合行程期間は、 クラッチの離間行程期間 (いずれの 圧力下降パターンを設定した場合でも) よりも長くなつており、 接合対象クラッ チの作用油圧は漸増する。 そこで、 本発明では、 接合対象クラッチの漸増途中で 離間対象クラッチの油圧低下を開始し、 これにより、 離間作動中のクラッチ作用 圧力 pがビストン保持圧 p aよりも高い期間 (クラッチがスリップしている状態 ) と、 接合作動中のクラッチ作用圧力 pがピストン保持圧 p aよりも高い期間 ( クラッチがスリップしている状態) とが重なるようにする。 即ち、 変速中に伝動 効率が最低値になった状態でも、 離間対象クラツチと接合対象クラツチとがとも にスリップ状態であるものとし、 いずれかが離間状態となっていて主変速機構が 非伝動状態になるという事態を回避するのである。
これに関しては、 例えば図 1 7や図 1 9の油圧クラッチ作動油圧の経時グラフ (時間 t に対する油圧クラッチ作動油圧 pのグラフ) のように、 接合行程中のク ラッチと離間行程中のクラッチの両方がともにスリップする領域 (以後、 「共通 スリップ頜域」 とする。 ) に斜線を施している。 この共通スリップ領域の様態及 び面積は、 様々な状況に対応して、 変速操作 (速度位置の切替え) が最も円滑に 行われるよう、 即ち油圧ポンプ 5 0の容量に左右されることなく良好な変速フィ ーリングを確保できるように設定されることが望ましい。
ところで、 主変速レバー 8 1のシフトで主変速機構 1または 1 ' のクラッチの 切替えによる変速操作を行う場合、 前掲の表 1または表 2から見てとれるように 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ( 1 7 ' ) または第二油圧式変速ュニッ ト 2 0のい ずれか一方のみの中で、 一個の油圧クラッチを新たに接合し、 接合中の他の油圧 クラツチを離間する場合と、 両油圧式変速ュニッ ト 1 7 ( 1 7 ' ) · 2 0におい て、 一個の油圧クラツチを新たに接合するとともに他の一個の接合中の油圧クラ ツチを離間させる場合とがある。
前者の場合として、 主変速機構 1においては、 例えば変速レバ一 8 1を 3速位 - 置から 5速位置へとシフトアップする時に、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7では接 合中の油圧クラッチ 5 8をそのまま保持する一方、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0 では油圧クラッチ 6 7を新たに接合するとともに接合中の油圧クラッチ 6 6を離 間させるといった操作がなされる。 また、 変速レバ一 8 1 を 6速位置から 4速位 置へとシフトダウンする時に、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0では接合中の油圧ク ラッチ 6 7をそのまま保持する一方、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7では油圧クラ ツチ 5 7を新たに接合するとともに接合中の油圧クラッチ 5 9を離間させるとい つた操作がなされる。
後者の場合として、 主変速機構 1においては、 例えば、 変速レバー 8 1を 2速 位置から 6速位置へシフトアップする時に、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7の油圧 クラッチ 5 9と、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0の油圧クラツチ 6 7とが新たに接 合されるとともに、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7の油圧クラッチ 5 8と、 第二油 圧式変速ュニッ ト 2 0の油圧クラッチ 6 6とを離間する。 また、 変速レバー 8 1 を 9速位置から 5速位置へシフトダウンする時は、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 の油圧クラツチ 5 8と、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0の油圧クラツチ 6 7とが新 たに接合されるとともに、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7の油圧クラッチ 5 9と、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0の油圧クラッチ 6 8とを離間するといつた操作がな される。
また、 主変速機構 1 ' においては、 前者の場合として、 例えば変速レバー 8 1 を 1速位置と 2速位置との間でシフトアップまたはシフトダウンする時に、 第二 油圧式変速ュニッ ト 2 0では油圧クラツチ 6 6が接合したままで、 第一油圧式変 速ュニッ ト 1 7 ' 内の中で、 油圧クラツチ 5 7 · 5 9のうち、 いずれか一方が接 合され、 他方が離間される。 後者の場合としては、 例えば変速レバー 8 1を 2速 位置と 3速位置との間でシフトアップまたはシフトダウンする時に、 第一油圧式 変速ュニッ ト 1 7 ' で油圧クラッチ 5 7と 5 9との間で接合クラッチの交換がな されるとともに、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0でも油圧クラッチ 6 6 と 6 7 との 間でも接合クラツチの交換がなされる。 即ち、 主変速機構全体として、 一個の油圧クラッチが離間されて新たに一個の 油圧クラッチが接合される変速 (以後、 「一個宛の油圧クラッチを離間 · 接合す る変速」 とする。 ) と、 主変速機構全体として、 二個の油圧クラッチが離間され て新たに二個の油圧クラッチが接合される変速 (以後、 「二個宛の油圧クラッチ を離間 , 接合する変速」 とする。 ) とがあるが、 いずれの場合にも、 前記の共通 スリップ領域を確保することが肝要である。
図 1 7及び図 1 8は、 主変速機構 1 ' を変速する場合の、 同一時間軸における 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' と第二油圧式変速ュニッ ト 20との各油圧クラッ チ作動油圧の経時グラフ (時間 tに対する作動油圧 pのグラフ) を描いており、 また、 同一時間軸にて、 圧力センサの経時的電圧グラフを描いている。 図 1 7は 一個宛の油圧クラツチを離間 · 接合する変速として、 主変速レバ一 8 1を 1速位 置と 2速位置との間でシフトアップ及びシフトダウンする場合、 そして、 図 1 8 は、 二個宛の油圧クラツチを離間 ·接合する変速として 2速位置と 3速位置との 間で主変速レバー 8 1をシフトアップ及びシフ トダウンする場合である。 なお、 図 1 7及び図 1 8の各油圧経時グラフの昇圧部分においては、 図 1 0に示した油 室充満所要期間 (接合行程開始時点 t。 〜圧力立ち上げ時点 t a) を考慮せず、 主変速レバー 8 1の位置を切り換えるとともに圧力がビス トン保持圧 p aより高 く立ち上がるものと仮定している。 また、 図 1 7及び図 1 8に示す圧力センサ P S L ' P SH ' P S 1 * P S 2 ' P S 3は、 ピストン保持圧 p aより高く設定さ れたスィツチ感知圧 p bを上回るとオンするスィッチとされている。
図 1 7について説明すると、 まず、 主変速レバー 8 1を 1速位置にしても 2速 位置にしても、 第二油圧式変速ユニッ ト 20においては、 油圧クラッチ 6 6の油 圧 6 6 pが規定圧 p , で保持され、 圧力センサ P S 1がオンし続けており、 油圧 クラッチ 6 7 · 6 8の各油圧 6 7 p · 68 pが 0のままで、 圧力センサ P S 2 · P S 3がオフとなっている。
一方、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' において、 主変速レバー 8 1を 1速位置 から 2速位置にシフトアップすると、 接合対象クラッチ 5 9の油圧 5 9 pが立ち 上がり、 その後、 規定圧 まで漸増する。 その途中で油圧 59 aがスィッチ切 換圧 p bに達すると、 圧力センサ P S Hがオンする。 そして、 該油圧 5 9 pの立 ち上がりからやや遅れて、 規定圧 P i であった離間対象クラッチ 5 7の油圧 5 7 Pが低下し始め、 その圧力下降線部が油圧 5 9 pの圧力上昇線部とが交わる。 即 ち接合対象クラツチの作動油圧の漸増途中で離間対象クラツチの作動油圧が低下 する。 こうして、 斜線で示すように両油圧クラツチ 5 7 · 5 9による共通スリッ プ頜域を確保しているのである。 なお、 低下する油圧 5 7 pがスィッチ切換圧 p bを下回ると、 1速位置の時からオンしていた圧力センサ P S Lがオフする。 そして、 主変速レバ一 8 1を 2速位置から 1速位置にシフトダウンすると、 接 合対象クラツチ 5 7の油圧 5 7 pが立ち上がり、 漸増し、 その途中で、 離間対象 クラッチ 5 9の油圧 5 9 pが低下する。 こうして、 やはり共通スリ ップ領域を確 保している。 なお、 圧力センサ P S Lは圧力増加途中で油圧 5 7 pがスィツチ切 換圧 p bとなった時点でオフからオンに切り換わり、 圧力センサ P S Hは圧力低 下途中で油圧 5 9 pがスィツチ切換圧 p bを下回った時点でオンからオフに切り 換わる。
そして、 シフトアップ時 ( 1速位置から 2速位置へ) とシフトダウン時 (2速 位置から 1速位置へ) とを比べた場合に、 シフトダウン時の共通スリップ領域を 小さく している。 シフトダウン時には、 入り切りするクラッチの二次側の回転軸 (この場合には第一変速軸 1 6 ) にシフト前の (2速位置の時の) 回転慣性力が 伝動力として働くので、 スリップ領域を小さく して、 迅速かつ円滑な変速となる ようにしているのである。
次に、 2速位置と 3速位置との間で変速する図 1 8の場合には、 両油圧式変速 ユニッ ト 1 7 ' · 2 0で油圧クラツチの離間 ·接合がなされる。 即ち、 第一油圧 式変速ュニッ ト 1 7 ' では、 シフトアップ時 ( 2速位置から 3速位置へ) 及びシ フトダウン時 ( 3速位置から 2速位置へ) それぞれにおいて、 図 1 7で述べたよ うな油圧クラッチ 5 7 · 5 9の離間 ·接合のための油圧制御がなされ、 その一方 で、 第二油圧式変速ユニッ ト 2 0においては、 シフトアップ時には、 第一油圧式 変速ュニッ ト 1 7 ' で接合対象クラッチ 5 7の油圧 5 7 pが立ち上がるのと同時 に接合対象クラッチ 6 7の油圧 6 7 pが立ち上がり、 その後、 該油圧 5 7 pの漸 増と並行して規定圧 P , まで漸増する。 また、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' の 離間対象クラッチ 5 9の油圧 5 9 pの低下と同時並行して、 該油圧 6 7 pの立ち 上がりより少ししてから離間対象クラッチ 6 6の油圧 6 6 pが低下する。 シフト ダウン時には、 接合対象クラッチ 5 9の油圧 5 9 pの増加と、 離間対象クラッチ - 5 7の油圧 5 7 pの低下にそれぞれ同期して、 接合対象クラツチ 6 6の油圧 6 6 pが増加し、 離間対象クラッチ 6 7の油圧 6 7 pが低下する。 こうして、 図 1 7 の第一油圧式変速ユニッ ト 1 7 ' の経時的油圧特性と同様に、 第一油圧式変速ュ ニッ ト 1 7 ' においても、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0においても、 シフトアツ プ時には大きな、 シフトダウン時には小さな共通スリップ頜域が確保される。 な お、 各油圧クラツチ向け圧力センサのオン · オフが開示されている。
なお、 図 1 7及び図 1 8は、 主変速機構 1 ' に適応するものであるが、 これら を主変速機構 1に適用する場合、 図 1 7では、 第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' に おける高速用油圧クラツチ 5 9の作動油圧 5 9 pを第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 の中速用油圧クラツチ 5 8の作動油圧 5 8 pに置換し、 油圧 5 9 pは全期間略 0 で推移するものとする。 また、 圧力センサ P S Hの電圧経時グラフを圧力センサ P S Mの電圧経時グラフに置換し、 圧力センサ P S Hについては全期間オフして いるものとする。
—方、 図 1 8は二個宛の油圧クラッチを離間 ·接合する変速であって、 主変速 機構 1では 2速位置と 3速位置との間での変速は、 油圧式第一変速ュニッ ト 1 7 のみで油圧クラッチ 5 8 · 5 9の入り切りを入れ替えるだけなので該当しない。 そこで、 図 1 8を主変速機構 1に適用する場合には、 例えば主変速レバー 8 1の シフトを 3速位置と 4速位置との間で行うものとする。 この場合には、 第一油圧 式変速ュニッ 卜 1 7では、 シフトアップ時に油圧クラッチ 5 9を離間して、 油圧 クラッチ 5 7を接合する。 従って、 図 1 8図示の第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' の油圧 5 7 p · 5 9 pの経時グラフ及び圧力センサ P S L · P S Hの電圧経時グ ラフをそのまま使用でき、 油圧 5 8 pについては略 0で、 圧力センサ P S Mはォ フで全期間推移する。 また、 第二油圧式変速ユニッ ト 2 0については、 この場合 は油圧クラツチ 6 6と 6 7とが離間 ·接合され、 油圧クラッチ 6 8は離間保持さ れるので、 図 1 8図示の油圧経時グラフ及び圧力センサの電圧経時グラフをその まま使用すればよい。
油圧クラツチ 5 7 と 5 9との間で 図 1 7及び図 1 8では、 便宜上、 接合対象 クラツチの油室充満所要期間を考慮していないことを前に述べたが、 実際には接 合対象クラッチの油圧経時グラフは前記の如く該油室充満所要期間を有する図 1 - 0に示すような様態となる。 そしてこの油室充満所要期間は、 変速時に離間 ·接 合する油圧クラッチが一個宛か二個宛かで変動する。 即ち、 二個宛の場合の油室 充満所要期間は、 一個宛の場合に比べて略倍加する。 また、 該所要期間はェンジ ン回転数によっても変化する。 即ち、 エンジン回転が下がるほど、 油圧ポンプの 駆動力も弱まるので、 油圧の上昇も緩やかになり、 該油室充満所要期間も長くな る。
仮に一個宛の油圧クラツチを離間 ·接合する場合に対応して良好な共通スリ ッ プ頜域が得られるよう、 接合行程開始時点 t。 に対する離間行程開始時点 t sの 遅延時間を固定的に設定していると、 二個宛の油圧クラツチを離間 ·接合する変 速を行った時に、 圧力立ち上げ時点 t aが前者の場合より遅れる分、 離間行程開 始時点 t sの圧力立ち上げ時点 t aに対する遅延時間は相対的に短くなり、 一個 宛の油圧クラツチを離間 ·接合する変速パターンで得られる共通スリップ頜域に 比べて、 共通スリップ領域が狭く、 その面積も小さくなつて、 変速フィーリング は悪くなる。 場合によっては、 離間行程開始時点 t sの方が圧力立ち上げ時点 t sよりも早くなつて、 共通スリップ頜域が得られない (即ち、 離間対象クラッチ がスリ ップ状態を脱するほど離間してしまつてから接合対象クラツチの油圧が立 ち上がってスリ ップ状態となる。 ) おそれもあり、 これは前記の基本概念から外 れることである。
そこで、 本発明は、 このように、 両ケース間でのクラッチ油室の充満所要時間 の差を補償すべく、 接合行程開始時点 t。 に対しての離間行程の開始時点 t sの 遅延時間の設定を、 それぞれの場合で異ならせているのである。
この接合行程開始時点 t Q に対する離間行程開始時点 t sの遅延時間について は、 図 3または図 4に示すように、 時間設定回路 9 0にいくつかの遅延パターン が記憶されており、 ポテンショメ一夕 8 2や回転計 8 3等からの入力信号に基づ いて、 論理回路 8 0より時間設定回路 9 0に遅延パターン選択用のパラメ一夕を 出力し、 選択された遅延パターンに基づくソレノイ ド制御信号が、 時間設定回路 9 0より遅延回路 8 8に入力され、 該遅延回路 8 8によって、 ソレノイ ド駆動回 路 8 6に付与されるソレノィ ドのオフ駆動時点を所定量だけ遅延させることによ つて得られるものである。
更に、 本発明では、 エンジンの定格回転時と低速回転時のそれぞれの場合にお けるシフトアップ時とシフトダウン時の合計四パターンに合わせて、 これらの遅 延時間を設定するとともに、 離間対象のクラツチの圧力低下特性を設定するもの である。
即ち、 エンジン定格回転状態でのシフトアップ時とシフトダウン時、 エンジン 低速回転状態でのシフトアップ時とシフトダウン時の四つの場合に分けて、 主変 速用油圧クラツチの油圧制御パターンを提供するものである。
以下に説明される油圧クラツチの油圧制御に関する図 1 9乃至図 2 2図示の実 施例、 図 2 3及び図 2 4図示の実施例、 そして図 2 5及び図 2 6図示の実施例に おいて、 Aは一個宛の油圧クラッチを接合 ·離間する場合の油圧制御グラフ、 B は二個宛の油圧クラツチを接合 ·離間する場合の油圧制御グラフを示している。 各図において、 横軸の単位時間間隔と縦軸の単位圧力間隔とは、 Aと Bとで同一 となるようにしている。
図 1 9は、 エンジン定格回転状態でのシフトアツプ時の油圧制御様態を示して いる。 図 3または図 4に示した回転計 8 3は、 エンジンが定格回転状態であるこ とを論理回路 8 0に入力している。 また、 ポテンショメ一夕 8 2より、 シフトァ ップ前後の変速レバー 8 1の位置を示す信号が論理回路 8 0に入力され、 論理回 路 8 0にて、 一個のみの油圧クラッチを新たに接合させる場合か、 二個の油圧ク ラツチを新たに接合させる場合かが判定される。
図 1 9 Aは、 一個宛の油圧クラツチを接合 ·離間させる場合の油圧制御様態な ので、 離間行程開始時点 t sで、 一個の油圧クラッチが切られて作用油圧 pが低 下する一方で、 他の一個の油圧クラッチは接合されたままで、 その作用圧力 Pは 正規圧 p aに保持されている。 図 1 9の Bは、 二個宛の油圧クラッチを接合 '離 間させる場合の制御様態を示しているので、 離間行程開始時点 t sで、 二個の油 圧クラッチが切られ、 その両作用油圧 pが低下する。 圧力設定回路 8 9では、 図 1 9 Aの場合も、 図 1 9 Bの場合も、 図 1 1に示す圧力下降グラフ D 1を現出す るためのソレノィ ド解磁制御パターンが選択されており、 離間される油圧クラッ チの作用油圧 Pはビストン保持圧 p a以下にまで急速に低下される。
なお、 図 1 9の Aと Bとでエンジン負荷の状態は変わらないものとし、 両方と も同一の圧力上昇パターンを現出すべく、 圧力設定回路 8 7にて同一のソレノィ ド励磁パターンが設定されているものとする。 これは、 以後の図 2 0乃至図 2 2 において共通である。
図 1 9 Aと Bとを比較して判るように、 接合行程開始時点 t。 から圧力立ち上 げ時点 t aまでの時間差に対応して、 図 1 9 Bにて示す二個宛の油圧クラツチを 接合 · 離間させる場合の接合行程開始時点 t。 からの離間行程開始時点 t sの遅 延時間 (以後、 単に 「遅延時間」 とする。 ) A t 2が、 図 1 9 Aにて示す一個宛 の油圧クラツチを接合 ·離間させる場合の遅延時間 Δ t 1よりも長ぐ設定されて おり、 これにより、 Aと Bとで斜線を施した共通スリップ頜域の様態及び面積が 略同一になるようにしている。 従って、 エンジン定格回転中にどのようなシフト アップ操作をしても、 同じように良好な変速フィーリングが得られるのである。 図 2 0は、 エンジン定格回転状態でのシフトダウン時の油圧制御様態を示して おり、 Aが、 一個宛の油圧クラッチを接合 ·離間する場合、 Bが、 二個宛の油圧 クラッチを接合 '離間する場合である。 Aの場合も Bの場合も、 図 1 9の場合と 同様に、 圧力の下降パターンは D 1で設定されている。
図 1 9の場合と同様に、 図 2 0の Aと Bとで共通スリップ頜域が略同じ様態で 同じ面積になるように、 Bにおける遅延時間 Δ t 2 ' を Aにおける遅延時間厶 t 1 , に比して、 接合行程開始時点 t。 から圧力立ち上げ時点 t aまでの時間差に 対応して長く している。
但し、 車両走行時の慣性を考慮して、 シフトダウン時の Δ t 1 ' · Δ t 2 ' は シフ トアップ時の A t 1 · A t 2よりもそれぞれ短く し、 これによつて共通スリ ップ頜域を図 1 9図示のシフトアツプ時に比べて小さくして、 エネルギー効率の 向上を図っている。
図 2 1は、 エンジン低速回転 (アイ ドリング回転またはそれに近い速度での回 転) 状態でのシフ トアップ時の油圧制御様態を示している。 従って、 図 3または 図 4に示した回転計 8 3は、 エンジンが低速回転状態であることを示す信号を論 理回路 8 0に入力している。 遅延時間 Δ t 1 · Δ t 2の設定については図 6 と同 様である。 しかし、 エンジン低速回転時には、 図 1 9のエンジン定格回転時に比 して、 油圧ポンプ 5 0の回転数が落ちるので、 油圧 pが規定圧 p a以上に立ち上 - がるのに要するクラッチの油室充満所要時間、 即ち、 接合行程開始時点 t。 から 圧力立ち上げ時点 t aまでの時間が長くなる。 従って、 エンジン定格回転状態で の油室充満所要時間を見越して設定した遅延時間 Δ t l及び Δ ΐ 2をそのまま用 いる一方で、 圧力下降グラフを図 1 9の場合と同様に D 1で設定していると、 A の場合にも Bの場合にも共通スリップ頜域が非常に狭く、 十分な面積を確保でき ず、 変速フィーリングが悪化する。
そこで、 図 2 1の場合には、 圧力設定回路 8 9において、 離間するクラツチの 作用圧力が緩やかに低下するように、 即ち、 圧力下降パターン D 2または D 3を 現出するようにソレノイ ド解磁パターンを選択するのである。 なお、 このように 圧力低下を緩やかにするには、 各電磁比例切換弁における可変絞り V aを使用す る。
図 2 1 Aの、 一個宛の油圧クラッチを接合 ·離間する状態でのシフトアップ時 の圧力制御グラフでは、 離間開始時点 t sで急速に圧力を低下させ、 一定の圧力 まで下がった後は、 緩やかに圧力が低下する圧力下降パターン D 2を設定するこ とで、 共通スリ ップ領域の面積を、 図 1 9の場合と略同一にしていることが示さ れている。
更に、 図 2 1 Bの、 二個宛の油圧クラッチを接合 · 離間する状態でのシフトァ ップ時の圧力制御グラフでは、 前記の油室充満所要時間が非常に長くなつて、 遅 延時間 Δ t 1より長く した遅延時間 Δ t 2により設定した離間行程開始時点 t s でも、 圧力立ち上げ時点 t aより早くなつてしまうほどである。 従って、 圧力下 降パターン D 2よりも更に圧力下降を緩やかにした圧力下降パターン D 3を選択 して、 共通スリ ップ頜域を確保し、 また、 その面積も、 図 1 9の場合と略同一に なるようにしているのである。
図 2 2は、 エンジン低速回転状態でのシフトダウン時の油圧制御様態を示して おり、 図 2 1 と同様に、 図 3または図 4に示した回転計 8 3にて、 エンジンが低 速回転状態であることを示す信号を論理回路 8 0に入力している。 圧力下降パ夕 ーンは、 図 2 2の Α · Βとも、 それぞれ、 図 2 1の Α · Βのグラフ、 即ち、 シフ トアップ時と同じ圧力下降パターンを、 圧力設定回路 8 9にて設定している。 そ して、 時間設定回路 9 0において、 図 2 0に示したエンジン定格回転状態におけ - るシフトダウン時と同様に、 エネルギー効率の向上を図る意味から、 シフトアツ プ時の遅延時間 Δ t 1 · Δ t 2よりもそれぞれ短い遅延時間 Δ t 1 ' · Δ t 2 ' を設定している。 こうして、 図 2 0 A · Bに示す共通スリップ頜域の面積と略同 じ面積の共通スリップ頜域を確保し、 良好な変速フィーリングを得られるように している。
本実施例では、 エンジン定格回転時とエンジン低速回転時との間での接合対象 クラツチの油室充満所要時間の時間差にかかわらず一定の共通スリ ップ領域を得 る方策として、 図 1 9 Aと図 2 1 Aとの間、 図 1 9 Bと図 2 1 Bとの間、 図 2 0 Aと図 2 2 Aとの間、 及び図 2 0 Bと図 2 2 Bとの間の比較で判るように、 離間 対象クラッチの圧力低下特性の変更を行っている。 しかし、 これに代わって、 遅 延時間、 即ち、 接合行程開始時点 t。 と離間行程開始時点 t s との間の時間を変 更することも考えられるし、 また、 該圧力低下特性と、 該遅延時間との両方を変 更することも考えられる。
次に、 図 2 3及び図 2 4に示した油圧制御について説明する。 前記の図 1 9乃 至図 2 2図示の油圧制御は、 変速に、 一個宛の油圧クラッチを接合 ·離間する操 作を伴う場合と、 二個宛の油圧クラッチを接合 ·離間する操作を伴う場合とで、 遅延時間を異ならせている。 即ち、 後者の場合の遅延時間を Δ t 2 · Δ t 2 ' に 設定している。 これに対し、 図 2 3乃至図 2 4に示す油圧制御では、 二個宛の油 圧クラツチを接合 · 離間する変速の場合も、 一個宛の油圧クラツチを接合 ·離間 する場合に設定された遅延時間△ t 1 · Δ t 1 ' を用いるものとし、 その代わり に、 それぞれの場合で、 圧力下降パターンを異ならせるのである。
図 2 3は、 エンジン定格回転状態でシフトアップする場合であり、 一個宛の油 圧クラッチを接合 ·離間する場合も、 二個宛の油圧クラッチを接合 ·離間する場 合も、 接合行程開始時点 t。 から離間行程開始時点 t s までの遅延時間は Δ t 1 に設定されている。 一方、 前者の場合には、 図 2 3 Aの如く、 図 1 9 Aと同様に 圧力下降グラフ D 1が現出されるよう、 また、 後者の場合には、 図 2 3 Bの如く 緩やかに圧力低下する部分を有する圧力下降グラフ D 2が現出されるように、 そ れぞれ圧力設定回路 8 9にてソレノィ ド解磁パターンが選択される。 遅延時間が 厶 t 1を保持しているので、 二個宛の油圧クラッチを接合 ·離間する時は、 一個 宛の油圧クラツチを接合 ·離間する場合に比べて、 油室充満期間 ( t。 〜 t a ) が長くなつて、 油圧立ち上げ時点 t aと離間行程開始時点 t s との間の時間が相 対的に短くなるが、 その分、 圧力下降を緩やかにしていることで、 Aの場合と B の場合とで、 共通スリ ップ領域の面積が略同一となるようにしている。
図 2 4は、 エンジン定格回転状態でシフトダウンする場合であり、 一個宛の油 圧クラッチを接合 · 離間する場合も、 二個宛の油圧クラッチを接合 · 離間する場 合も、 遅延時間は Δ t 1より短い Δ t 1 ' に設定されている。 一方、 前者の場合 には、 図 2 4 Aの如く、 図 2 O A (図 2 3 A ) と同様に圧力下降パターン D 1が 現出されるように、 また、 後者の場合には、 図 2 4 Bの如く、 図 2 3 Bと同様に 緩やかに圧力低下する部分を有する圧力下降グラフ D 2が現出されるように、 そ れぞれ圧力設定回路 8 9にてソレノィ ド解磁パターンが選択される。 こうして、 エネルギー効率を向上すべく、 図 2 4 A · Bで表される共通スリップ領域は、 図 2 3 A · Bの共通スリップ頜域に比べて小さく しているが、 図 2 4 Aと図 2 4 B とで、 共通スリップ頜域の面積は略同一となっている。
なお、 図 2 3及び図 2 4図示の本実施例ではエンジン定格回転状態のみ開示し ているが、 エンジン低速回転状態でも、 このような制御が可能である。 即ち、 遅 延時間を、 一個宛の油圧クラツチ接合 ·離間する場合と二個宛の油圧クラツチを 接合 , 離間する場合とで同一とし、 圧力下降パターンを、 エンジン低速回転状態 で得られる共通スリップ領域と略同一の面積の共通スリップ頜域を得られるよう に設定する。 但し、 例えば二個宛のクラッチを接合 ,離間するシフ トダウン時に おいては、 図 2 2 Bの如く、 油室充満期間 ( t。 ~ t a ) が非常に長いため、 遅 延時間 A t 1 ' の設定では共通スリップ領域が確保できないおそれもある。 この 場合には、 図 2 2 B図示の D 3よりも更に緩やかな圧力下降傾斜部分を含む圧力 下降グラフを現出できるように、 圧力設定回路 8 9にそれに対応するソレノィ ド 解磁パターンを記憶させておくか、 或いは、 このような場合に限り、 遅延時間を 厶 t 1 ' よりも長く (例えば Δ t 2 ' の如く) 設定することが考えられる。 次に、 図 2 5は、 エンジン定格回転状態でのシフトアップ時で、 遅延時間を設 けない制御実施例を示している。 即ち、 離間行程開始時点 t S を接合行程開始時 間 t。 と一致させており、 その分、 一個宛の油圧クラッチを接合 · 離間する Aの 一 場合には、 圧力が緩やかに下降する部分を有する圧力下降グラフ (例えば D 2 ) を、 二個宛の油圧クラッチを接合 ·離間する Bの場合には、 油室充満時間が Aの 場合よりも長いことを考慮して、 圧力が更に緩やかに下降する部分を有する圧力 下降グラフ (例えば D 3 ) を現出できるように、 圧力設定回路 8 9でのソレノィ ド解磁パターンを選択するものである。 こうして、 遅延時間を設けなくても、 図 1 9 A · Bの場合の共通スリップ頜域と略同一面積の共通スリップ領域を確保で きるようにしている。
次に、 図 2 6 A · Bは、 エンジン定格回転状態のシフトアップ時において、 遅 延時間を、 図 1 9 A · Bで設定した遅延時間 Δ t 1 · Δ t 2よりもそれぞれ更に 短く設定しており、 その分、 Aの場合には、 圧力が緩やかに下降する部分を有す る圧力下降グラフ (例えば D 2 ) を、 Bの場合には、 油室充満時間が Aの場合よ りも長いことを考慮して、 圧力が更に緩やかに下降する部分を有する圧力下降グ ラフ (例えば D 3 ) を現出できるように、 圧力設定回路 8 9でのソレノイ ド解磁 パターンを選択するものである。 このように、 遅延時間を短縮する一方で、 圧力 低下特性を適当に設定することにより、 やはり図 1 9 A · Bの場合の共通スリッ プ頜域と略同一面積の共通スリップ頜域を確保でき、 良好な操作フィーリングを 得られるのである。
図 2 5や図 2 6の制御実施例は、 エンジン定格回転状態のシフトアップ時しか 開示していないが、 エンジン定格回転時のシフトダウン時や、 エンジン低速回転 時のシフ トアップ及びシフトダウン時にも、 各実施例を適用させ、 遅延時間を設 けなかったり、 或いは遅延時間を短くしても、 圧力低下特性 (圧力下降グラフ) を様々に設定させることで、 共通スリップ頜域を確保できるようにすればよい。 或いは、 エンジン定格回転状態のシフトアップ時には遅延時間を設けず、 ェンジ ン定格回転状態のシフトダウン時には短い遅延時間を設けて、 というように、 図 1 9乃至図 2 6に示した油圧制御を、 様々な場合に応じて組み合わせてもよい。 また、 図 1 9乃至図 2 2の実施例の如く、 エンジンの定格回転状態と低速回転 状態とに区分して油圧クラツチへの油圧低下特性を変更する他、 このような区分 をせず、 エンジン 1 0の回転数に応じて連続的に、 即ち、 回転数が低いほど緩や かになるように、 図 1 1に示すような油圧下降グラフの傾斜度を変更できるよう にしてもよい。 例えば、 回転計 8 3の検出値をエンジン定格回転数と比較し、 そ の結果に応じて、 圧力設定回路 8 9にて、 エンジン回転数が低いほど緩やかな圧 力下降グラフを現出できるように、 可変絞り V aの絞り度を調節可能とするもの である。 これによつて、 エンジン回転数が低いほど長くかかる油圧クラッチへの 油充満時間を、 エンジン回転数に応じて連続的に補償でき、 油圧制御グラフにお いて、 共通スリップ領域を確保でき、 良好な変速操作を常に得ることができるの である。
次に、 図 2図示の各電磁比例切換弁とそれに対応する油圧クラツチとの間に介 設される圧力センサを用いての異常クラッチの検出と、 それに基づく油圧制御に ついて説明する。 接合対象クラツチの圧力増加特性や離間対象クラツチの圧力低 下特性、 また、 接合 · 離間各行程の開始時期は、 それぞれの条件に合わせて一定 に設定されているので、 離間対象クラッチの圧力センサの検出する圧力値が、 油 圧が低下し始めてから油圧クラツチにおける摩擦板のライニングの許容吸収エネ ルギー値に対応する圧力値 (前記の図 1 7や図 1 8で示すところのスィツチ切換 圧 p b ) まで低下する時間も予測できる。 そこで、 この圧力低下時間を見越して 時間を設定し、 この設定時間を超えてもなお離間対象クラツチの圧力センサが該 圧力値 (スィッチ切換圧 p b ) よりも高い場合には、 その入力信号を受け取る論 理回路 8 0は、 その離間対象クラッチが異物嚙み込み等の異常を呈するものと判 断する。
なお、 図 1 7や図 1 8に示す如く、 各圧力センサを、 該スィツチ切換圧 p bよ り高い場合にオンするスィツチとして構成した場合は、 この設定時間を超えてな お離間対象クラツチの圧力センサがオンのままである場合に、 該クラッチを異常 と判断する。
ところで、 離間対象クラッチの圧力センサについて、 このような異常検出を行 うには、 様々な変速によってその都度変わる離間対象クラツチを特定しなければ ならず、 制御が複雑になる。 ここで、 第一油圧式変速ユニッ ト 1 7 ( 1 7 ' ) と 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0のそれぞれについて、 変速時には離間対象クラツチ は択一される害であるから、 各油圧式変速ュニッ トについて少なくとも二個以上 の圧力センサがスィッチ切換圧 P bより高い (或いはオンしている) 状態である ' とすれば、 その油圧式変速ユニッ トの油圧クラッチに異常ありと判断できる。 即 ち、 離間対象クラッチを特定する必要なく、 各油圧式変速ユニッ トについて、 変 速時における前記の設定時間を超えた時にスィツチ切換圧 p bより高い油圧を検 出する圧力センサの数を算出すれば、 その油圧式変速ュニッ トについて正常か異 常かを判断できるのであり、 このような異常判断方法を採用してもよい。
このように、 異常クラッチの存在を判断すると、 論理回路 8 0とソレノイ ド駆 動回路 8 5 · 8 6 とによって全ての電磁比例切換弁のソレノィ ドに対する接合指 令を断ち、 即ち、 接合すべき油圧クラッチをも離間して、 多くとも、 油室に異物 を嚙み込んで離間不能である油圧クラッチのみにスィツチ切換圧 p bより高い作 動油が充填されている状態にし、 異常なギア列の二重嚙合を防ぐのである。
或いは、 積極的に最先にオン信号を発している圧力センサに接続される油圧ク ラッチ、 即ち、 シフト前に接合されていて油室に異物を嚙み込んだ油圧クラッチ への作動油圧 pを、 規定圧 まで増加させることも考えられる。 こうして、 該 油圧クラツチを完全圧接状態にすることで、 少なくとも該油圧クラツチの油室内 に浸入した異物を嚙み込み状態にせずに、 油室内の油内で浮遊した状態に保持し て、 該油圧クラッチの破損を防ぐことができるからである。
そして、 いずれの油圧制御を採用するにせよ、 異常クラッチの検出によって、 警報ランプを点灯する等、 作業者に異常クラツチの存在を知らせるようにすれば よい。
図 2 7は、 このような油圧クラツチの異物嚙み込み時に対処するための一実施 例の制御フローチャートを示す。 なお、 この制御では、 圧力センサは、 スィッチ 切換圧 p bより高い油圧を検出する場合にオンするスィッチであるものとする。 まず、 ステップ 4 0 1にてエンジン 1 0が運転中か否かの判断がなされ、 ェンジ ン 1 0が運転中であれば、 ステップ 4 0 2において第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 の三個の圧力センサ、 或いは第一油圧式変速ユニッ ト 1 7 ' の二個の圧力センサ のうち、 二個以上がオンされていれば、 ステップ 4 0 3において、 主変速レバー 8 1のシフト前からオン状態になっていた圧力センサに該当する油圧クラツチを 昇圧すべく、 その電磁比例切換弁のソレノイ ドを励磁し、 他のソレノイ ドは解磁 して、 該油圧クラッチ以外の油圧クラッチを離間する。 即ち、 シフト前の第一油 - 圧式変速ュニッ ト 1 7 ( 1 7 ' ) の状態に戻すのである。 なお、 これに代わって 第一油圧式変速ユニッ ト 1 7 ( 1 7 ' ) における全ての電磁比例切換弁のソレノ イ ドを解磁するものとしてもよい。 そして、 ステップ 4 0 4において、 第一油圧 式変速ュニッ ト 1 7或いは第一油圧式変速ュニッ ト 1 7 ' の異常を知らせる警報 手段 (ランプやブザー) を作動する。
更に、 ステップ 4 0 5において、 第二油圧式変速ュニッ ト 2 0の三個の圧力セ ンサのうち二個以上がオンされている場合に、 同様にステップ 4 0 3及び 4 0 4 の制御がなされる。 第一油圧式変速ユニッ ト 1 7 ( 1 7 ' ) においても、 第二油 圧式変速ュニッ ト 2 0においても、 二個以上の圧力センサが O Nしていることが なければ、 接合していた油圧クラツチが離間不可能であるという異常はないもの として、 主変速レバー 8 1のシフトに応じて、 接合すべき油圧クラツチを接合し 離間すべき油圧クラッチが離間される (ステップ 4 0 6 ) 。
本発明に係る主変速機構 1 ( 1 ' ) の油圧クラッチ用油圧制御については以上 であるが、 ここで、 図 2に図示の油圧回路をより基本的な回路に変更した図 2 8 の油圧回路の実施例について説明する。 前記電磁比例切換弁 V L · V M · V H · V I · V 2 · V 3は、 電磁切換弁 V A L - V A M · V A H · V A 1 · V A 2 - V A 3に置換され、 給油回路 7 0は、 これらの電磁切換弁に対し、 それぞれ、 電磁 比例弁 1 1 0を挿入した回路を介して接続されており、 各電磁切換弁のタンクポ 一トにはそれぞれ電磁制御弁 1 1 1を接続している。 各電磁制御弁 1 1 1には、 ソレノィ ドに導通する電流値によって絞り度を変更する可変絞り 1 1 1 aが備え られており、 図 2 8では見やすくするため、 電磁制御弁 1 1 1の外部に描かれて いる。 これを、 前記の図 2における可変絞り V aに置換するものである。
各電磁比例弁 1 1 0は、 ソレノイ ドが解磁状態だと中立位置 Nに、 ソレノイ ド が励磁されると作用位置 I になる。 各油圧クラッチを離間する際には、 それに該 当する電磁比例弁 1 1 0を中立位置 Nにし、 それに接続される電磁切換弁と給油 回路 7 0との間の接続を断つ。 また、 それと同時に、 その電磁切換弁のソレノィ ドが解磁され、 各電磁制御弁 1 1 1を介して油タンクに接続される。 この時、 電 磁制御弁 1 1 1が X位置にある時は、 可変絞り 1 1 1 aを経ずに電磁制御弁 1 1 1からの油が油タンクに戻されるものであり、 従って、 前記の図 1 1に図示され る離間行程開始時点 t sでの垂直線状の油圧クラツチの圧力下降が現出されるも のである。 そして、 電磁制御弁 1 1 1が Y位置になると、 電磁切換弁からの作動 油は可変絞り 1 1 1 aを介して徐々に油タンクに戻され、 油圧クラッチの圧力は 緩やかに下降する。 従って、 図 1 1に示す圧力下降グラフ D 1を現出する場合に は、 電磁比例弁 1 1 0及び各電磁切換弁を油戻し位置 (中立位置 N ) にした時に 油圧クラツチの油室内の圧力 pが略 0になる全下降行程を通して電磁制御弁 1 1 1を X位置にしており、 圧力下降グラフ D 2や D 3を現出する場合には、 同じく 電磁比例弁 1 1 0及び各電磁切換弁を油戻し位置 (中立位置 N ) にした時に、 ま ず、 電磁制御弁 1 1 1 を X位置にして離間される油圧クラッチの油室内の圧力 P をある値まで急降下させ、 それから電磁制御弁 1 1 1を Y位置に切り換えて、 該 圧力 Pを緩やかに下降させるのであって、 また、 可変絞り 1 1 1 aの絞り度調節 により D 2か D 3かを選択する。
そして、 各油圧クラツチを接合する際には、 電磁比例弁 1 1 0のソレノイ ドを 励磁して作用位置 I にし、 それに接続される電磁切換弁のソレノィ ドも励磁され て、 該当の油圧クラッチに給油回路 7 0からの油を供給する状態となる。 この状 態において、 電磁比例弁 1 1 0は、 給油回路 7 0から電磁切換弁への供給油圧を 絞り、 図 1 0の如く、 接合対象クラッチへの油圧 pを漸増させるのである。 このように、 図 2 8図示の油圧回路構成も、 図 3や図 4図示の電気制御回路と 組み合わせて、 図 1 7乃至図 2 7図示の油圧制御に用いることが可能である。 産業上の利用可能性
このように、 本発明は、 油圧クラッチを有する変速機構、 特には、 択一的に接 合される複数の油圧クラツチを傭えた油圧式変速ュニッ トを複数個タンデムに接 続してなる変速機構において、 エンジン回転数や速度段の切換状況にかかわらず 常に円滑で、 確実で、 快適な変速が可能であり、 また、 変速時において油圧クラ ツチに異物嚙み込み等の異常が発生した場合に有効に二重伝動を回避するもので あり、 これを採用する車両として、 例えば農用その他の作業用トラクタ等、 多く
の速度段を必要とするような作業車両に多くの利益をもたらすものである。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 油圧上昇作用にて接合し、 油圧下降作用にて離間する変速用油圧クラッチを 複数個有する変速機構において、
いずれかのクラツチを接合状態から離間させるとともに他のいずれかのクラ ツチを離間状態から接合させる変速時にて、 離間状態から接合するクラツチの作 動油圧を経時的に漸増させ、 その漸増する途中に、 接合状態から離間するクラッ チの作動油圧を低下させることを特徴とする油圧クラツチを有する変速機構の油 圧制御方法。
2 . 変速時における接合対象クラッチと離間対象クラッチとがともにスリップす る一定の経時的圧力領域が確保されることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の 油圧制御方法。
3 . 変速時にて、 離間対象クラッチの作動油圧が下降開始する時期を、 接合対象 クラツチの油室に油が充満してビストン保持圧に立ち上がる時期の後に設定した ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の油圧制御方法。
4 . 前記の油圧制御は、 前記の複数の変速用油圧クラッチに対して各個に設けた 電磁圧力比例弁の制御によるものとしたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の油圧制御方法。
5 . 変速時における接合対象クラツチの作動油圧増加開始時と離間対象クラッチ の作動油圧低下開始時との間の時間差、 または、 離間対象クラッチの作動油圧の 経時的低下特性のうち、 少なく とも一つを、 エンジン回転数に対応して変化させ ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の油圧制御方法。
6 . 前記時間差を変化させるものとした場合に, 該時間差は、 エンジン回転数が 低いほど、 或いはエンジン回転数が一定以下の時に、 長く設定されることを特徴 とする請求の範囲第 5項記載の油圧制御方法。
7 . 前記経時的低下特性を変化させるものとした場合に、 該経時的低下特性は、 エンジン回転数が低いほど、 或いはエンジン回転数が一定以下の時に、 緩やかに 低下するものに設定されることを特徴とする請求の範囲第 5項記載の油圧制御方 法。
8 . 前記の時間差または経時的低下特性の変化にかかわらず、 変速中にて、 離間 対象クラツチの作動油圧が下降開始する時期は、 接合対象クラツチの油室に油が 充満してピストン保持圧に立ち上がる時期の後に設定されていることを特徴とす る請求の範囲第 5項記載の油圧制御方法。
9 . 前記の時間差または経時的低下特性の変化により、 変速時における接合対象 クラツチと離間対象クラツチとがともにスリップする経時的圧力領域が、 ェンジ ン回転数の変化にかかわらず、 略一定に保持されることを特徴とする請求の範囲 第 5項記載の油圧制御方法。
1 0 . 変速時における接合対象クラッチの作動油圧増加開始時と離間対象クラッ チの作動油圧低下開始時との間の時間差、 または、 離間対象クラッチの作動油圧 の経時的低下特性のうち、 少なくとも一つを、 変速操作がシフ トアップであるか シフトダウンであるかによって変化させることを特徵とする請求の範囲第 1項記 載の油圧制御方法。
1 1 . 前記時間差を変化させる場合に、 シフトダウン時の該時間差をシフトアツ プ時の該時間差より短く設定することを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の油 圧制御方法。
1 2 . 前記の時間差または経時的低下特性の変化にかかわらず、 変速中にて、 離 間対象クラツチの作動油圧が下降開始する時期は、 接合対象クラツチの油室に油 が充満してピストン保持圧に立ち上がる時期の後に設定されていることを特徴と する請求の範囲第 1 0項記載の油圧制御方法。 ^
1 3 . 変速操作がシフトダウンである場合、 シフ トアップの場合に比べて、 接合 対象クラッチと離間対象クラッチとがともにスリツプする経時的圧力頜域を小さ くすることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の油圧制御方法。
1 4 . 各油圧クラッチ向けの作動油圧を検出する圧力検出手段を各個に設け、
一定の圧力値より高い油圧を検出する圧力検出手段の数が、 変速時に接合す べき油圧クラッチの数よりも多い場合には、 最先に接合していた油圧クラツチの みを接合するか、 または、 全ての油圧クラッチを離間するか、 いずれかの油圧制 御を行うことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の油圧制御方法。
1 5 . 前記圧力検出手段として、 前記一定の圧力値を境界としてオン ' オフする スィッチを備え、 該スィッチのオン ' オフによりその対応する油圧クラツチの作 動油圧が一定の圧力値より高いか低いかを判断することを特徴とする請求の範囲 第 1 4項記載の油圧制御方法。
1 6 . 本変速機構を採用する車両に牽引負荷検出手段を設け、
該牽引負荷検出手段が牽引負荷を検出している時といない時とで、 変速時に 接合される油圧クラツチの作動油圧の経時的増加特性、 または変速時に離間され る油圧クラッチの作動油圧の経時的低下特性のうち、 少なく とも一つを変更する ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の油圧制御方法。
1 7 . 本変速機構を採用する車両に、 エンジン負荷の検出に基づきエンジン回転 数を制御可能なガバナ機構を設け、
該ガバナ機構が一定以上のエンジン負荷を検出している時といない時とで、 変速時に接合される油圧クラツチの作動油圧の経時的増加特性、 または変速時に 離間される油圧クラッチの作動油圧の経時的低下特性のうち、 少なく とも一つを 変更することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の油圧制御方法。
1 8 . 前記の複数の変速用油圧クラッチは、 タンデムに連設された複数の油圧式 変速ュニッ トに区分されて設けられており、 各油圧式変速ュニッ トにて択一的に 油圧クラツチが接合されることにより、 一つの速度段を形成するものであること を特徴とする請求の範囲第 1項記載の油圧制御方法。
1 9 . 変速時における接合対象クラッチの作動油圧増加開始時と離間対象クラッ チの作動油圧低下開始時との間の時間差、 または、 離間対象クラッチの作動油圧 の経時的低下特性のうち、 少なくとも一つを、 変速時に接合 · 離間すべきクラッ チの前記変速機構全体での数に応じて変化させることを特徴とする請求の範囲第
1 8項記載の油圧制御方法。
2 0 . 前記時間差を変化させるものとした場合に、 該時間差は、 接合 ·離間すべ きクラッチの数が多いほど、 長く設定されることを特徴とする請求の範囲第 1 9 項記載の油圧制御方法。
2 1 . 前記経時的低下特性を変化させるものとした場合に、 該経時的低下特性は 接合 · 離間すべきクラツチの数が多いほど、 緩やかに低下するものに設定される ことを特徵とする請求の範囲第 1 9項記載の油圧制御方法。
2 2 . 前記の時間差または経時的低下特性の変化にかかわらず、 変速中にて、 離 間対象クラツチの作動油圧が下降開始する時期は、 接合対象クラツチの油室に油 が充満してビストン保持圧に立ち上がる時期の後に設定されていることを特徴と する請求の範囲第 1 9項記載の油圧制御方法。
2 3 . 前記の時間差または経時的低下特性の変化により、 変速時における接合対 象クラツチと離間対象クラツチとがともにスリ ップする経時的圧力領域が、 変速 時に接合 '離間すべきクラッチの数の変化にかかわらず、 略一定に保持されるこ とを特徴とする請求の範囲第 1 9項記載の油圧制御方法。
2 4 . 各油圧クラッチ向けの作動油圧を検出する圧力検出手段を各個に設け、 複数の油圧式変速ュニッ トのいずれかにおいて、 二つ以上の圧力検出手段が 一定の圧力値より高い油圧を検出している場合に、 少なくともその油圧式変速ュ ニッ トにおいては、 最先に接合していた油圧クラッチのみを接合するか、 または 全ての油圧クラツチを離間するか、 いずれかの油圧制御を行うことを特徵とする 請求の範囲第 1 8項記載の油圧制御方法。
2 5 . 前記圧力検出手段として、 前記一定の圧力値を境界としてオン ' オフする スィッチを備え、 該スィッチのオン ' オフによりその対応する油圧クラツチの作 動油圧が一定の圧力値より高いか低いかを判断することを特徴とする請求の範囲 第 2 4項記載の油圧制御方法。
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