JP3351798B2 - クラッチ付き変速機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はクラッチ付き変速機の制御装置及び制御方法
に係り、特に、ホイールローダ等のタイヤを用いる建設
車両に好適なクラッチ付き変速機の制御装置及び制御方
法に関する。

背景技術 変速機のクラッチを滑らかに係合する変速機の制御方
法として、日本特開昭62−132060号が提案されている。
この提案のクラッチ油圧制御装置の構成は、図８の断面
図、図９の油圧回路図に示される。図９において、クラ
ッチ油圧制御装置50は、コントローラ51からの指令によ
りクラッチ油圧制御弁52を作動させて、油圧ポンプ53か
らの圧油をクラッチ室54に送り、滑らかに係合してい
る。クラッチ油圧制御弁52は、前進用52A、後進用52B、
あるいは、１速用、２速用、・・等がある。

クラッチ油圧制御弁52は、クラッチ油圧を制御する圧
力制御弁60と、油圧ポンプ53から、圧力制御弁60及び流
量検出弁70を介してクラッチ室54へ流れる圧油の流れを
検出する流量検出弁70と、クラッチ室54が油で充満した
こと、即ちフィリングが完了したことを検出するフィリ
ング完了検出用センサ80（以下、フィル用センサ80とい
う）とを備えている。圧力制御弁60はコントローラ51に
よって制御され、またフィル用センサ80からの検出信号
はコントローラ51に入力される。

圧力制御弁60、流量検出弁70、及び、フィル用センサ
80は、図８に示すように、ボデー90に組み付けられてい
る。ボデー90には、油圧ポンプ53から圧油が流入するポ
ンプポート91と、クラッチ室54へ圧油を供給する出力ポ
ート92と、クラッチ室54からの戻り油、又は漏れた油
を、タンク95に戻す図８に示すドレンポート93、94とが
設けてある。圧力制御弁60は、圧力制御弁用スプール61
（以下、制御弁用スプール61という）と、ピストン62
と、比例ソレノイド63と、第１バネ64とを備えている。
制御弁用スプール61の右端部は比例ソレノイド63のプラ
ンジャ63aに当接し、左端部にはバネ64が当接して制御
弁用スプール61を比例ソレノイド63側に向けて押圧して
いる。制御弁用スプール61とピストン62とによって画成
されたスプール内油室65には、制御弁用スプール61内に
形成された油路66を介して、油路67の圧力（クラッチ室
54への圧力）が作用している。

流量検出弁70は、流量検出弁用スプール71（以下、検
出弁用スプール71という）と、第２バネ72と、及び第３
バネ73とを備えている。検出弁用スプール71には３個の
突起部が形成され、この突起部により第１油室74、第２
油室75、及び第３油室76が画成されている。検出弁用ス
プール71の突起部で、かつ、第２油室75と第３油室76と
の間には、穴77が設けられている。検出弁用スプール71
は、３つの異なる受圧面積Aa、Ab,及びAcを有し、これ
らの面積間には、Aa＋Ac＞Ab,及びAb＞Ac,の関係を持た
せている。検出弁用スプール71の左端部には第２バネ72
が、右端部には第３バネ73が当接して挿入されている。
検出弁用スプール71は、第２油室75及び第３油室76に圧
力が生じていないときには、第２バネ72及び第３バネ73
の各自由長さの位置で、中立位置を保持している。従っ
て、検出弁用スプール71が非作動時（図示は作動時を示
す）のときには、ポンプポート91を経て流量検出弁70に
流入した圧油は、第１油室74に留まっている。上記にお
いて、第２バネ72と第３バネ73は検出弁用スプール71の
戻し用のバネとして作用し、圧油の供給がない時には、
検出弁用スプール71は中立位置になるようにしている。

フィル用センサ80は、検出ピン81と、直列に結線され
た第１抵抗Ra及び第２抵抗Rbと、絶縁体82とを備えてい
る。検出ピン81は、検出弁用スプール71が移動したとき
右端部に当接する位置で、かつ、絶縁体を介してボデー
90に取着されている。検出ピン81からは、リード線83が
引き出され、リード線83は第１抵抗Ra及び第２抵抗Rbの
間の点に結線されている。これらの第１抵抗Ra及び第２
抵抗Rbには所定の直流電圧が印加され、また、ボデー90
はアース線84によりアースされている。

次に上記構成での作動について説明する。該当する変
速段のクラッチを係合しようとする場合に、コントロー
ラ51は、圧力制御弁60の比例ソレノイド63にトリガ指令
の電流Ia（時間Ta）を入力し、その後、指令電流Iaをク
ラッチ油圧の初期Ppに対応する初期圧指令電流Ipに降下
させ、この状態でフィリング終了時まで待機する。

トリガ指令の電流Iaの入力により、比例ソレノイド63
のプランジャ63aは制御弁用スプール61を図示の左方向
に移動する。これにより、油圧ポンプ53からの圧油は、
ポンプポート91、制御弁用スプール61、及び油路67を経
て、検出弁用スプール71の第２油室75に流入する（図示
の矢印Ya）。第２油室75に流入した圧油は、検出弁用ス
プール71の穴77、第３油室76、及び出力ポート92を経
て、クラッチ室54に流れ込む。このとき、穴77により、
第２油室75と第３油室76との間に差圧が生じて、検出弁
用スプール71は図示の左方向に移動する。これにより、
第１油室74と第２油室75とがボデー90により遮断されて
いたのが、開となり、油圧ポンプ53からの圧油はこの開
の部分（Yb）を通り、前記の制御弁用スプール61からの
油Yaと合流して、検出弁用スプール71の穴77、第３油室
76、及び出力ポート92を経て、クラッチ室54に流れ込
む。この圧油の流れは、クラッチ室54が充満されるまで
続く クラッチ室54が油で充満すると、フィリング終了とな
り、もはや油は流れなくなり、第２油室75と第３油室76
との間の穴77の差圧がなくなる。これにより、検出弁用
スプール71は右方向に移動し、中立位置まで復帰する。
このとき、さらに、検出弁用スプール71の受圧面積の面
積間の関係、Aa＋Ac＞Abと、第２バネ72の復帰力を加え
た力とにより、検出弁用スプール71は右方向に移動す
る。検出弁用スプール71の復帰の際、油圧ポンプ53から
の圧油はクラッチ室54を充満し、シュート圧が発生す
る。また、検出弁用スプール71が右方向に移動すること
により、検出弁用スプール71が検出ピン81に接触する。
この接触により、クラッチ室54が油で充満して、フィリ
ングが終了したことを検出している。

このように、上記技術においては、クラッチ室54の充
満が完了した時点で、圧力制御弁60及び流量検出弁70の
応答遅れにより、ピーク圧が発生する。このピーク圧
は、エンジンの回転速度が高い、高スロットル域では問
題にならない。しかし、前後進共にクラッチのスムーズ
な繋がりを必要とするホイールローダ等のタイヤを用い
る建設車両で、かつ、特に、エンジンの回転速度が低
い、低スロットル域で、車両にショックや音を発生さ
せ、オペレータに不快感を与える問題が生ずる。この問
題を解決するためには、本発明が提案するクラッチ室８
（図１参照）に圧油が充満する前にクラッチ室８に供給
する圧油の流量を少なくし、クラッチの繋がりをスムー
ズにすれば良い。しかし、クラッチの係合は、一定の時
間の幅内にしないとオペレータに発進が遅いという不快
感を与える問題が生ずる。このために、クラッチの係合
をスムーズに、かつ、一定の時間の幅内で行う制御を実
施しようとすると、次の困難を伴う。これは、第１に
は、クラッチディスク、クラッチピストン、及びピスト
ンケース等の部品の製作誤差により、クラッチ室の容積
が一定でなく“バラツク”ことである。第２には、クラ
ッチディスクが摩耗し、クラッチ室の容積が変化するこ
とである。

図10は、上記の説明のための図であり、エンジンの回
転速度が低い場合を示す。横軸はクラッチ室54の充満時
の経過時間Ｔを、縦軸はクラッチ室54の容積Ｖを表して
いる。図において、線Ｌはクラッチ室54への圧油の供給
を示し、係合時間０から時間Taまでの線LAでは供給流量
は多く、時間Taからの実線LBでは少ない供給量を示す。
時間Taからの実線LBの傾きは、車両にショックや音を発
生させない圧油の供給量の増加率を示している。時間Tb
からTcの間は、エンジンの回転速度が低いときの許容係
合時間を示している。クラッチ室54の容積VbからVcの間
は、クラッチ室54の容積のバラツキを示している。クラ
ッチ室54の容積のバラツキVbからVcの間の容積Vdに、ク
ラッチが組み立てられる。この容積Vdに適合し、かつ、
許容係合時間TbからTcに合わせて、クラッチの係合の完
了点、即ち、実線LBの完了点PSを合わせることは困難で
ある。即ち、完了点PSが実線LCの点PAからPBの幅内に収
めることは困難が伴う。また、一時的に合わしても、ク
ラッチディスクが摩耗すると、係合時間は許容係合時間
TbからTcの間から外れてしまう問題がある。

発明の開示 本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するために
なされたもので、エンジンの回転速度が低いときにも、
車両にショック又はクラッチのつながり音等を生ずるこ
となく、スムーズにクラッチを繋げる調整容易なクラッ
チ付き変速機の制御装置及び制御方法を提供することを
目的とする。

本発明に係るクラッチ付き変速機の制御装置の第１構
成は、 複数速度段の中から選択されたクラッチ室に油圧ポンプ
からの油を供給して、選択されたクラッチ室内のクラッ
チピストンを移動し、クラッチピストンによりクラッチ
を押圧して係合し、選択された速度段によりエンジンの
動力を伝達するクラッチ付き変速機であって、クラッチ
油圧制御弁の圧力制御弁及び流量検出弁を介して選択さ
れたクラッチ室に油を供給すると共に、流量検出弁によ
り選択されたクラッチ室に油が充満したことを検出し、
また、コントローラからの変速指令を受けて圧力制御弁
によりクラッチを滑らかに係合するクラッチ付き変速機
の制御装置において、 クラッチ室は、油圧ポンプからの油が供給されると共
に、クラッチピストンが移動する所定の容積を有し、 コントローラは、 クラッチ室に、当初大きな流量を流すため圧力制御弁に
大きなトリガ指令値を第１所定時間だけ出力して、圧力
制御弁から流量検出弁を経て第１所定容量を供給すると
共に、 クラッチピストンが移動を完了する前に、大きなトリガ
指令値から小さな指令値に変更して、第１所定容量時の
流量より少ない流量を供給し、かつ流量検出弁によりク
ラッチ室が充満したことを検出し、 変速指令を受けた時点からクラッチ室が充満した時点ま
での充満時間が所定値の幅内にないときには、第１所定
時間を増減して充満時間が所定値の時間の幅内に入るよ
うに補正された第２所定時間を圧力制御弁に出力するこ
とを特徴としている。

かかる構成によれば、所定の容積を有するクラッチ室
に、当初は多量の油を供給すると共に、クラッチ室が充
満する前に、極く少量の油に切り換えて供給するため、
クラッチを非常に滑らかに係合できる。オペレータに
は、係合時のショック、あるいは、クラッチのつながり
音の伝播が無くなる。また、極く少量の油に切り換えて
供給しても、クラッチ容積のバラツキ、あるいは、使用
中に摩耗により変化するクラッチ容積に合わせて、多量
の油から極く少量の油に切り換えるため、クラッチの係
合時間も所定の規格幅内に入れることができる。これに
より、オペレータには、クラッチの係合が遅いという感
覚を与えることが無くなる。特に、車両に発生したショ
ックあるいは音等が伝播し易いホイールローダ等のタイ
ヤを用いる建設車両においても、極く少量の油でクラッ
チを係合するため、滑らかに発進、変速ができる。更
に、この車両において、エンジンの回転速度が低いとき
に感じるショックあるいは音等が生ずることなく、スム
ーズにクラッチを繋げることができる。また、所定の間
隔で、自動的、あるいは、オペレータの調整により、ク
ラッチの係合時間を所定の規格幅内に入れることができ
るため、クラッチ調整が容易になる。

本発明に係るクラッチ付き変速機の制御装置の第２構
成は、 複数の速度段の中から選択されたクラッチ室に油圧ポン
プからの油を供給して、選択されたクラッチ室内のクラ
ッチピストンを移動し、クラッチピストンによりクラッ
チを押圧して係合し、選択された速度段によりエンジン
の動力を伝達するクラッチ付き変速機であって、選択さ
れたクラッチ室に変速指令を受けた圧力制御弁を介して
油を供給すると共に、クラッチを滑らかに係合するため
圧力制御弁を制御するコントローラを備えるクラッチ付
き変速機の制御装置において、 クラッチ室が圧油で充満したことを圧力で検出する充
満検出センサを備え、 クラッチ室は、油圧ポンプからの油が供給されると共
に、クラッチピストンが移動する所定の容積を有し、 コントローラは、 クラッチ室に、当初大きな流量を流すため圧力制御弁に
大きなトリガ指令値を第１所定時間だけ流して第１所定
容量を供給すると共に、 クラッチピストンが移動を完了する前に、大きなトリガ
指令値から小さな指令値に変更して、第１所定容量時の
流量より少ない流量を供給してクラッチ室を充満し、か
つ充満検出センサによりクラッチ室が充満したことを検
出し、 変速指令を受けた時点からクラッチ室が充満した時点ま
での充満時間が所定値の幅内にないときには、第１所定
時間を増減して充満時間が所定値の時間の幅内に入るよ
うに補正された第２所定時間を圧力制御弁に出力するこ
とを特徴としている。

かかる構成により、上記第１構成と同様な作用効果が
得られる。また、一般的な圧力制御弁、及び圧力検出器
を用いることができる。

本発明に係るクラッチ付き変速機の制御方法は、 変速指令を受けた圧力制御弁を介して、複数の速度段の
中から選択されたクラッチ室に油圧ポンプからの油を供
給し、選択されたクラッチ室内のクラッチピストンを移
動し、クラッチピストンによりクラッチを押圧して係合
し、選択された速度段によりエンジンの動力を伝達する
クラッチ付き変速機の制御方法において、 油圧ポンプからの油を供給する際、クラッチピストン
が移動する所定の容積を有するクラッチ室に、当初大き
な流量を流すため圧力制御弁に大きなトリガ指令値を第
１所定時間だけ流し、 クラッチピストンが移動を完了する前に、大きなトリ
ガ指令値から小さな指令値に変更して、トリガ指令値時
の流量より少ない流量を供給してクラッチ室を充満し、 変速指令が出力された時点からクラッチ室が充満した
時点までの充満時間が所定値の幅内にないときには、第
１所定時間を所定単位時間づつ増加させて又は減少させ
て、充満時間が所定値の幅内に入るように制御すること
を特徴としている。

かかる方法によれば、上記装置の第１構成と同様な作
用効果が得られる。

図面の簡単な説明 図１は本発明の実施例に係るクラッチ付き変速機の制
御装置の概略図である。

図２は本発明の実施例に係るクラッチ油圧制御弁の断
面図である。

図３は図２のクラッチ油圧制御弁への指令信号のタイ
ムチャートである。

図４は本発明の実施例に係る制御の一部のフローチャ
ートである。

図５は図４に続くフロチャートの一部である。

図６は図４に続くフロチャートの他の一部である。

図７は本発明の実施例に係るクラッチ容積とクラッチ
係合時間との関係を示す図である。

図８は従来のクラッチ油圧制御弁の断面図である。

図９は従来のクラッチ付き変速機の制御装置の概略図
である。

図10は従来技術の問題点を説明するための、クラッチ
容積とクラッチ係合時間との関係を表す図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明の好ましい実施例を添付図面に従って以下に詳
述する。

図１において、クラッチ付き変速機の制御装置１（以
下、制御装置１という）は、図示しない作業装置を有す
る装輪式ホイールローダに搭載されている。制御装置１
は、コントローラ２、クラッチ油圧制御弁３、及び油圧
ポンプ４を備えている。コントローラ２には、アクセル
レバー５からの信号、及び変速機の前後進あるいは速度
段を選択する変速機レバー６からの信号が、入力されて
いる。アクセルレバー５及び変速機レバー６には、各々
位置センサ5a、6aが付設されている。

上記構成において、オペレータがアクセルレバー５に
よりエンジン７の回転速度を設定すると共に、変速機レ
バー６を選択してホイールローダを走行させる。このと
き、制御装置１では、コントローラ２からの指令により
クラッチ油圧制御弁３を作動させて、油圧ポンプ４の圧
油をクラッチ室８に送り、以下で説明するごとく、滑ら
かに係合してショックあるいは音等を生ずることなく、
スムーズにクラッチを繋げてホイールローダを走行させ
る。クラッチは、クラッチ室８に圧油を受けて摺動自在
に移動するクラッチ室８内のクラッチピストン8Aにより
押圧され、かつクラッチ室８が所定の圧力に上昇すると
係合する多板クラッチを備えている。クラッチ室８は、
油圧ポンプ４からの圧油を受け、クラッチピストン8Aが
クラッチに接触し、クラッチを押圧し結合開始するまで
の移動量による所定の容積Vx（符号8Bで示す斜線部を相
当する）を有している。

図１、図２において、クラッチ油圧制御弁３は、クラ
ッチ油圧を制御する圧力制御弁10と、油圧ポンプ４から
圧力制御弁10と流量検出弁20を経てクラッチ室８へ流れ
る圧油の流れを検出する流量検出弁20と、フィリング完
了を検出するフィル用センサ80Aとを備えている。圧力
制御弁10はコントローラ２によって制御され、フィル用
センサ80Aからの検出信号はコントローラ２に入力され
る。圧力制御弁10は、従来例と同一に構成され、圧力制
御弁用スプール61（以下、制御弁用スプール61という）
と、ピストン62と、比例ソレノイド63と、及び第１バネ
64とを備えている。

流量検出弁20は、従来例と同一形状に構成され、流量
検出弁用スプール21（以下、検出弁用スプール21とい
う）、第２バネ72、及び第３バネ73を備えている。検出
弁用スプール21には３個の突起部が形成され、この突起
部により第１油室22、第２油室23、及び第３油室24が画
成されている。検出弁用スプール21の突起部で、かつ、
第２油室23と第３油室24との間には、穴77が設けられて
いる。検出弁用スプール21は、従来例と同様に、３つの
異なる受圧面積Aa、Ab,及びAcを有し、これらの面積間
には、Aa＋Ac＞Ab,及びAb＞Ac,の関係を持たせている。

フィル用センサ80Aは、検出ピン81と、絶縁体82と、
検出ピン81に結線された第１抵抗Raと、電源85とを備え
ている。検出ピン81は、検出弁用スプール21が移動した
とき右端部に接触する位置で、かつ、絶縁体82を介して
ボデー90に取着されている。また、検出ピン81からはリ
ード線83が引き出され、このリード線83は第１抵抗Raに
結線されている。第１抵抗Raには所定の直流電圧が印加
され、また、ボデー90はアース線84によりアースされて
いる。上記構成により、検出ピン81と検出弁用スプール
21とが接触すると、電源85からの電流が第１抵抗Raを経
て流れる。この第１抵抗Raの前後の電位差を検出してク
ラッチ室８が充満したことを検出する。

次に、従来例と本発明の実施例との構成の差異につい
て説明する。

従来例では、上述のように、油圧ポンプ53からの圧油
は、ポンプポート91、制御弁用スプール61、及び、油路
67を経て、検出弁用スプール71の第２油室75に流入す
る。第２油室75に流入した圧油は、検出弁用スプール71
の穴77、第３油室76、及び、出力ポート92を経て、クラ
ッチ室54に流れ込む。このとき、穴77により、第２油室
75と第３油室76との間に差圧が生じて、スプール71は図
示の左方向に移動する。これにより、第１油室74と第２
油室75とがボデー90により遮断されていたのが、開とな
り、油圧ポンプ53からの圧油はこの開の部分を通り、前
記の制御弁用スプール61からの油Yaと合流して、検出弁
用スプール71の穴77、第３油室76、及び、出力ポート92
を経て、クラッチ室54に流れ込む。この圧油の流れは、
クラッチ室54が充満されるまで続いていた。しかし、本
実施例では、従来例での図８及び図９に当てはめて説明
すれば、第１油室74と第２油室75とが閉となる。従っ
て、従来例のような「油圧ポンプ53からの圧油で、この
開の部分を通り、制御弁用スプール61からの油Yaと合流
して、クラッチ室54に流れ込んでいた」油が、なくな
る。即ち、矢印Ybでの油の流れがなくなる。

本実施例の図１及び図２に戻れば、油圧ポンプ４から
の圧油は、ポンプポート91、制御弁用スプール61、及
び、油路67を経て、検出弁用スプール21の第２油室23に
流入する（矢印Yaにて示す）。第２油室23に流入した圧
油は、検出弁用スプール21の穴77、第３油室24、及び、
出力ポート92を経て、クラッチ室８に流れ込む。クラッ
チ室８が油で充満すると、フィリング終了となり、やは
り油は流れなくなり、第２油室23と第３油室24との間の
穴77の差圧がなくなる。これにより、検出弁用スプール
21が、右方向に移動して、中立位置まで復帰すると共
に、前記の従来例と同様に、さらに右方向に移動する。
この移動により、クラッチ室８が油で充満しフィリング
終了となったことが、従来例と同様に、フィル用センサ
80Aにより検出される。

上記のようにクラッチ室８への流量が制御弁用スプー
ル61により制御されることにより、油圧ポンプ４からク
ラッチ室８への圧油の供給量の増加率は、図７に示すよ
うに、時間Taからの実線LBの傾きになる。これにより、
クラッチは滑らかに係合し、ショックあるいは音等を生
ずることなく、スムーズにクラッチを繋げてホイールロ
ーダを走行させる。

コントローラ２は、アクセルレバー５及び変速機レバ
ー６からの信号が入力され、オペレータが変速機レバー
６で選択した変速機の前後進用あるいは速度段用のクラ
ッチ油圧制御弁３に、油圧ポンプ４からの圧油をクラッ
チ室８へ供給するよう指令を出力する。コントローラ２
からの指令は、図３に示すような、指令電流Ｉが出力さ
れる。図３では、横軸に時間Ｔを、縦軸にコントローラ
２が出力する指令電流Ｉを示している。図３の記号につ
いて、以下では、時間Tfは変速指令出力時間、時間Tfか
ら時間Tgの間の指令電流Iaはトリガー指令値、時間Tfか
ら時間Tgの間の指令電流Iaを流している時間taはトリガ
ー時間、時間Thはクラッチ室８のフィリング終了時間、
時間Tfから時間Thの間の時間tbはフィリング時間とい
う。

上記構成における作動について説明する。図４〜図６
は、クラッチの係合の指令点からフィリング終了点まで
の時間を、所定の時間内に入れるためのクラッチ油圧制
御弁３を制御する方法のフローチャートである。図７
は、本実施例の所定の許容係合時間の幅にクラッチを係
合するための説明図であり、図10に対応する図である。

以下は、車両が組み立てられた後で、車両が使用され
ているとき、あるいは、車両が使用されてクラッチデイ
スクが摩耗した状態にあるとき、クラッチ室８が所定の
容積Vxにある状態で、クラッチが係合する時間を所定の
時間内に入れるための調整方法である。ここで、所定の
容積Vx＝クラッチ室の面積Ac×クラッチピストンの移動
量Sxである。

ステップ１で、コントローラ２は、変速機の油温（ト
ルクコンバータの油を兼用しているときはトルクコンバ
ータの油温）が所定値の幅内に入っていることを認識す
る。ステップ２では、オペレータがアクセルレバー５を
操作し、エンジン７を所定の回転速度に設定したとき、
コントローラ２はその回転域を認識する。ステップ３で
は、予めマップ等により記憶させてあって、油温及びエ
ンジン回転速度に応じた最適な設定フィリング時間の下
限値Tq及び上限値Trを、この状態における最適な設定フ
ィリング時間Tq、Trとして、コントローラ２が読み込
む。

ステップ４で、オペレータは変速機レバー６を操作
（中立Ｎから前進１速F1、中立Ｎから前進２速F2、ある
いは、中立Ｎから後進Ｒ等）し、コントローラ２に選択
した変速機の速度段の信号を与える。ステップ５で、コ
ントローラ２は、変速機レバー６からの選択された信号
を受け、それに相当する制御装置１のクラッチ油圧制御
弁３に、作動する指令を出力すると共に、指令を出力し
た変速指令出力時間Tfaを記憶する。または、指令を出
力した変速指令出力時間Tfaからの経過時間のカウント
を開始する。出力する指令は、図３のタイムチャートに
よる。ステップ６で、タイムチャートによる指令によ
り、クラッチ油圧制御弁３が切り換わり、クラッチ油圧
制御弁３は油圧ポンプ４からの圧油をクラッチ室８に供
給する。

図７も参照しつつ、さらに詳細に説明する。本実施例
では、コントローラ２は、先ず、クラッチ油圧制御弁３
の圧力制御弁10の比例ソレノイド63に、電流のトリガー
指令値Iaを時間でトリガー時間taaだけ出力する。これ
により、圧力制御弁10の制御弁用スプール61が左方向に
大きく移動し、油圧ポンプ４からの圧油は、制御弁用ス
プール61の大きく開かれたMA部から、検出弁用スプール
21の第２油室23、検出弁用スプール21の穴77、第３油室
24、及び出力ポート92を経て、クラッチ室８に流れ込
む。クラッチ室８へ流れ込む量は、増加率の勾配αが大
きいので、多量である。これは、図７に示す線LAでのク
ラッチ室８への圧油の供給を示し、変速指令出力時間Tf
a（係合時間０）から時間Taまで、即ちトリガー時間taa
の間、クラッチ室８への供給量を多くしている。

次に、トリガー時間taaが経過すると、コントローラ
２は、圧力制御弁10の比例ソレノイド63に、指令電流を
減じた指令値Ibを出力する。これにより、大きく左方向
に移動していた制御弁用スプール61の移動量が減少す
る。このため、油圧ポンプ４からの圧油は、制御弁用ス
プール61の小さく開かれたMB部から、検出弁用スプール
21の第２油室23、検出弁用スプール21の穴77、第３油室
24、及び出力ポート92を経て、クラッチ室８に流れ込
む。クラッチ室８への流れ込む量は、増加率の勾配βが
小さいので、少量である。これは、図７に示す実線LBで
のクラッチ室８への圧油の供給を示し、車両にショック
や音を発生させない圧油の供給の増加率を示している。

圧油がクラッチ室８に充満し（点PSの状態）、フィリ
ング終了時間Thaになったことがフィル用センサ80Aによ
り検出されて、コントローラ２に信号が送られる。尚、
ステップ５での指令により開始した変速指令出力時間Tf
aからの経過時間のカウントの終了値を、読み込んでも
良い。コントローラ２は、クラッチ室８のフィリング終
了時間Thに、指令電流をさらに減じた指令値Icを出力し
ても良い。その後、クラッチの係合のために、クラッチ
室８の圧力が上昇し、滑りが少なくなりスムーズに係合
できる。

フローに戻ると、ステップ７で、コントローラ２は、
ステップ６でのフィリング終了時間Tha及びステップ５
ので変速指令出力時間Tfaより、フィリング時間tbを求
める。ステップ８では、この求められたフィリング時間
tbが、変速した時点の温度域及びエンジン回転域に応じ
て設定されている設定フィリング時間の幅（下限値Tqか
ら上限値Tr）内に入っているか、否かを判定する。即
ち、フィリング時間tbは、設定フィリング時間の下限値
Tq≦フィリング時間tb≦設定フィリング時間の上限値Tr
か、否かを判定する。フィリング時間tbが設定フィリン
グ時間の幅（下限値Tqから上限値Tr）内に入っている場
合には、ステップ９に行く。ステップ９で、コントロー
ラ２は、次回の変速も同一の指令値を圧力制御弁10の比
例ソレノイド63に出力する。

ステップ８で、フィリング時間tbが設定フィリング時
間の上限値Trよりも大きい場合には、ステップ10に行
く。ステップ10で、コントローラ２は、前回のトリガー
時間taaに設定値のトリガー時間Δtaを加算して、新し
いトリガー時間tab（＝taa＋Δta）を求める。ステップ
11でコントローラ２は、新しいトリガー時間tabで、電
流のトリガー指令値Iaを圧力制御弁10の比例ソレノイド
63に出力すると共に、その時間Tfbを記憶する。ステッ
プ12では、新しいタイムチャートの指令によりクラッチ
油圧制御弁３が切り換わり、ステップ６と同様に、クラ
ッチ油圧制御弁３は油圧ポンプ４からの圧油をクラッチ
室８を供給する。そして、フィリング終了時間Thbにな
ったことが、フィル用センサ80Aにより検出される。

ステップ13でコントローラ２は、ステップ12でのフィ
リング終了時間Thb及びステップ11での変速指令出力時
間Tfbより、フィリング時間tcを求める。ステップ14で
は、この求められたフィリング時間tcが、tc≦上限値Tr
になったか、否かを判定する。否の場合には、ステップ
10に戻り、tc≦Trになるまでステップ10からステップ14
を繰り返す。ステップ14でtc≦Trの場合には、ステップ
15に行き、コントローラ２は、新しいタイムチャートを
記憶すると共に、それに従って圧力制御弁10の比例ソレ
ノイド63に指令を出力する。即ち、新しいトリガー時間
tabにより制御する。

ステップ８で、フィリング時間tb＜下限値Tqの場合に
は、ステップ16に行き、コントローラ２は、前回のトリ
ガー時間taaから所定値のトリガー時間Δtaを減算して
新しいトリガー時間tac（＝taa−Δta）を求める。ステ
ップ17でコントローラ２は、新しいトリガー時間tac
で、電流のトリガー指令値Iaを圧力制御弁10の比例ソレ
ノイド63に出力すると共に、その時間Tfcを記憶する。
ステップ18では、新しいタイムチャートの指令によりク
ラッチ油圧制御弁３が切り換わり、ステップ６と同様
に、クラッチ油圧制御弁３は油圧ポンプ４からの圧油を
クラッチ室８に供給する。そして、フィリング終了時間
Thcになったことが、フィル用センサ80Aにより検出され
る。

ステップ19でコントローラ２は、ステップ18でのフィ
リング終了時間Thc及びステップ17での変速指令出力時
間Tfcより、フィリング時間tdを求める。ステップ20
で、この求められたフィリング時間tdが、td≧下限値Tq
であるか否かを判定する。否の場合には、ステップ16に
戻り、td≧Tqになるまでステップ16からステップ20を繰
り返す。td≧Tqの場合には、ステップ21に行き、コント
ローラ２は、新しいタイムチャートを記憶すると共に、
それに従って圧力制御弁10の比例ソレノイド63に指令を
出力する。即ち、新しいトリガー時間tacにより制御す
る。

以上により、フィリング時間tbが、設定フィリング時
間の下限値Tqと上限値Trとの間のフィリング時間tc,td
になると共に、クラッチは滑らかに係合してショックあ
るいは音等を生ずることなく、スムーズにクラッチを繋
げてホイールローダを走行させる。

上記において、ステップ８での判定、即ち、測定した
フィリング時間tbが設定フィリング時間の幅内に入って
いるか否かの判定を、一回で行っている例を示した。し
かし、ステップ22、23に示すように、この判定を複数回
行い、この結果が、複数回共に外れていたとき、ステッ
プ10あるいはステップ16に行くようにしても良い。ま
た、トリガー指令値Iaを出力するトリガー時間taaの設
定は、車両が組み立てられた後では、クラッチ室８の容
積の部品製造時のバラツキを考慮して設定すれば良い。
例えば、部品の誤差を集積し、最初の容積時にフィリン
グ終了時間Thが設定フィリング時間の幅内Tq〜Trになる
ようにすれば良い。また、車両が使用されているとき、
あるいは、車両が使用されてクラッチディスクが摩耗し
た時には、前回のトリガー時間taaを記憶しておき、そ
れに所定値のトリガー時間Δtaを加算すれば良い。

上記においては、圧力制御弁10により流量及び圧力を
制御し、かつ、流量検出弁20の検出弁用スプール21によ
りクラッチ室８のフイリング完了を検出していたが、ク
ラッチ室８のフイリング完了は、図１に示す圧力センサ
（充満検出センサ）97により圧力の変化を検出しても良
い。トリガー指令値Iaを出力するトリガー時間taの変更
は、所定時間経過したらオペレータがリセットレバー98
により行っても良く、また、オペレータがクラッチの係
合が遅いと感じたときにリセットレバー98により行って
も良い。更に、オペレータには関係なく、自動的に所定
時間間隔でコントローラ２からの指令により行っても良
い。

産業上の利用可能性 本発明は、エンジンの回転速度が低いときにも、車両
にショック又はクラッチのつながり音等を生ずることな
く、スムーズにクラッチを繋げる調整容易なクラッチ付
き変速機の制御装置及び制御方法として有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−251653（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−235451（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−103327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−254255（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−166058（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−265004（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11026（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−240446（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−140564（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−132060（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−80054（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の速度段の中から選択されたクラッチ
   室に油圧ポンプからの油を供給し、前記選択されたクラ
   ッチ室内のクラッチピストンを移動し、前記クラッチピ
   ストンによりクラッチを押圧して係合し、選択された速
   度段によりエンジンの動力を伝達するクラッチ付き変速
   機であって、クラッチ油圧制御弁の圧力制御弁及び流量
   検出弁を介して前記選択されたクラッチ室に油を供給す
   ると共に、前記流量検出弁により前記選択されたクラッ
   チ室に油が充満したことを検出し、また、コントローラ
   からの変速指令を受けて前記圧力制御弁により前記クラ
   ッチを滑らかに係合するクラッチ付き変速機の制御装置
   において、 前記クラッチ室（８）は、前記油圧ポンプ（４）からの
   油が供給されると共に、前記クラッチピストン（8A）が
   移動する所定の容積を有し、 前記コントローラ（２）は、 前記クラッチ室（８）に、当初大きな流量を流すため前
   記圧力制御弁（10）に大きなトリガ指令値を第１所定時
   間だけ出力して、前記圧力制御弁（10）から前記流量検
   出弁（20）を経て第１所定容量を供給すると共に、 前記クラッチピストン（8A）が移動を完了する前に、前
   記大きなトリガ指令値から小さな指令値に変更して、前
   記第１所定容量時の流量より少ない流量を供給し、かつ
   前記流量検出弁（20）により前記クラッチ室（８）が充
   満したことを検出し、前記変速指令を受けた時点から前
   記クラッチ室（８）が充満した時点までの充満時間が所
   定値の幅内にないときには、前記第１所定時間を増減し
   て前記充満時間が前記所定値の時間の幅内に入るように
   補正された第２所定時間を前記圧力制御弁（10）に出力
   することを特徴とするクラッチ付き変速機の制御装置。
2. 【請求項２】複数の速度段の中から選択されたクラッチ
   室に油圧ポンプからの油を供給して、前記選択されたク
   ラッチ室内のクラッチピストンを移動し、前記クラッチ
   ピストンによりクラッチを押圧して係合し、選択された
   速度段によりエンジンの動力を伝達するクラッチ付き変
   速機であって、前記選択されたクラッチ室に変速指令を
   受けた圧力制御弁を介して油を供給すると共に、前記ク
   ラッチを滑らかに係合するため前記圧力制御弁を制御す
   るコントローラを備えるクラッチ付き変速機の制御装置
   において、 前記クラッチ室（８）が圧油で充満したことを圧力で検
   出する充満検出センサ（97）を備え、 前記クラッチ室（８）は、前記油圧ポンプ（４）からの
   油が供給されると共に、前記クラッチピストン（8A）が
   移動する所定の容積を有し、 前記コントローラ（２）は、 前記クラッチ室（８）に、当初大きな流量を流すため前
   記圧力制御弁（10）に大きなトリガ指令値を第１所定時
   間だけ流して第１所定容量を供給すると共に、 前記クラッチピストン（8A）が移動を完了する前に、前
   記大きなトリガ指令値から小さな指令値に変更して、前
   記第１所定容量時の流量より少ない流量を供給して前記
   クラッチ室（８）を充満し、かつ前記充満検出センサ
   （97）により前記クラッチ室（８）が充満したことを検
   出し、 前記変速指令を受けた時点から前記クラッチ室（８）が
   充満した時点までの充満時間が所定値の幅内にないとき
   には、前記第１所定時間を増減して前記充満時間が前記
   所定値の時間の幅内に入るように補正された第２所定時
   間を前記圧力制御弁（10）に出力することを特徴とする
   クラッチ付き変速機の制御装置。
3. 【請求項３】変速指令を受けた圧力制御弁を介して、複
   数の速度段の中から選択されたクラッチ室に油圧ポンプ
   からの油を供給し、前記選択されたクラッチ室内のクラ
   ッチピストンを移動し、前記クラッチピストンによりク
   ラッチを押圧して係合し、選択された速度段によりエン
   ジンの動力を伝達するクラッチ付き変速機の制御方法に
   おいて、 前記油圧ポンプ（４）からの油を供給する際、前記クラ
   ッチピストン（8A）が移動する所定の容積を有するクラ
   ッチ室（８）に、当初大きな流量を流すため前記圧力制
   御弁（10）に大きなトリガ指令値を第１所定時間だけ流
   し、 前記クラッチピストン（8A）が移動を完了する前に、前
   記大きなトリガ指令値から小さな指令値に変更して、前
   記トリガ指令値時の流量より少ない流量を供給して前記
   クラッチ室（８）を充満し、かつ前記クラッチ室（８）
   への流量を検出する流量検出弁（20）と前記クラッチ室
   （８）が圧油で充満したことを圧力で検出する充満検出
   センサ（97）とのいずれかにより前記クラッチ室（８）
   が充満したことを検出し、 前記変速指令が出力された時点から前記クラッチ室
   （８）が充満した時点までの充満時間が所定値の幅内に
   ないときには、前記第１所定時間を所定単位時間づつ増
   加させて又は減少させて、前記充満時間が前記所定値の
   幅内に入るように制御することを特徴とするクラッチ付
   き変速機の制御方法。
4. 【請求項４】請求項１又は２記載のクラッチ付き変速機
   の制御装置において、 前記所定値の時間の幅は、油温及びエンジン回転速度に
   応じて設定されることを特徴とするクラッチ付き変速機
   の制御装置。
5. 【請求項５】請求項1,2及び４のいずれか一に記載のク
   ラッチ付き変速機の制御装置において、 前記コントローラ（２）は、前記変速指令が出力された
   時点から前記クラッチ室（８）が充満した時点までの充
   満時間が所定値の幅内にあるかないかの判定を、油温が
   所定値の幅内に入っている場合で、かつエンジン回転速
   度が所定の回転速度である場合に行うことを特徴とする
   クラッチ付き変速機の制御装置。
6. 【請求項６】請求項1,2,4及び５のいずれか一に記載の
   クラッチ付き変速機の制御装置において、 前記コントローラ（２）は、前記第１所定時間を増減す
   る際、前記第１所定時間に対し、所定値のトリガ時間を
   加算又は減算することを特徴とするクラッチ付き変速機
   の制御装置。
7. 【請求項７】請求項1,2,4〜６のいずれか一に記載のク
   ラッチ付き変速機の制御装置において、 前記コントローラ（２）は、前記補正された第２所定時
   間を出力する際、前記充満時間が前記所定値の時間の幅
   内に入るまで、前記第１所定時間に対して所定値のトリ
   ガ時間の加算又は減算を繰り返し行ってから出力するこ
   とを特徴とするクラッチ付き変速機の制御装置。
8. 【請求項８】請求項３記載のクラッチ付き変速機の制御
   方法において、 前記所定値の時間の幅は、油温及びエンジン回転速度に
   応じて設定されることを特徴とするクラッチ付き変速機
   の制御方法。
9. 【請求項９】請求項３又は８記載のクラッチ付き変速機
   の制御方法において、 前記変速指令が出力された時点から前記クラッチ室
   （８）が充満した時点までの充満時間が所定値の幅内に
   あるかないかの判定は、油温が所定値の幅内に入ってい
   る場合で、かつエンジン回転速度が所定の回転速度であ
   る場合に行われることを特徴とするクラッチ付き変速機
   の制御方法。