JP2005163979A - 車両の変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作動油の温度が低い場合またはエンジン回転数が低い場合であっても、クラッチを繋げる際のフィーリングを良好にし得る車両の変速装置を提供する。
【解決手段】油圧ポンプ２から吐出される油を作動油としてトルクコンバータ１に供給する第２油圧供給管６の途中に、油を油タンク３に戻す油戻し管１１を接続するとともに、この油戻し管の途中に、比例電磁式圧力制御弁１３によりその動作圧力が制御される圧力調整弁１２を設け、上記比例電磁式圧力制御弁に、上記動作圧力を指示するための圧力指令を出力する制御器１７を設け、この制御器に、エンジンの回転数を検出するエンジン回転計１６および油温を検出する油温計１５からの各計測値を入力して、エンジンの回転数または油温に応じた圧力指令を出力する機能を具備させたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の変速装置に関するものである。

通常、産業用車両、例えばホイールローダの変速装置には、エンジン側とトランスミッション側との間にトルクコンバータが設けられており、またこの変速装置におけるクラッチの作動油は油圧ポンプによりトランスミッションに供給されるとともに、トルクコンバータにも上記油圧ポンプからの作動油が導かれている。

ここで、トランスミッションおよびトルクコンバータに作動油を供給するための油圧回路を図面に基づき説明する。
図２に示すように、エンジン（図示せず）にて駆動される油圧ポンプ５１により油タンク５２内の油をトランスミッション（Ｔ／Ｍ）（図示せず）のクラッチ部に作動油として供給する第１油圧供給管５３が設けられるとともに、その途中には、当該油をやはり作動油としてトルクコンバータ５４に供給する第２油圧供給管５５が接続されている。

そして、この第２油圧供給管５５側には、クラッチ部に供給する作動油の圧力（第１油圧供給管内の圧力）が設定圧力となるように調整するための圧力調整弁５６が設けられており、当該設定圧力を超えた場合には、油は第２油圧供給管５５側に逃がされる。

また、第２油圧供給管５５のトルクコンバータ５４近傍には、途中に安全弁（セフティバルブともいう）５７が介装されてその設定圧力を超えた場合に当該第２油圧供給管５５内の油を油タンク５２に戻すことによりトルクコンバータ５４を保護するための油戻し管５８が接続されている。

また、トルクコンバータ５４から排出された作動油は、途中にオイルクーラ６１が介装された第３油圧供給管６２を介して、トランスミッションのクラッチ部に潤滑油として供給される。

上記構成において、ホイールローダの運転時においては、油圧ポンプ５１の駆動により油タンク５２内の油が第１油圧供給管５３を介してクラッチ部の作動油としてトランスミッション側に供給されるとともに、この作動油の圧力は、第２油圧供給管５５側に設けられた圧力調整弁５６により設定された圧力以下となるように調整されている。

そして、トランスミッション側に供給される油の圧力が、圧力調整弁５６の設定圧力を超えた場合には、第２油圧供給管５５側に油が流入し作動油としてトルクコンバータ５４に供給される。

このトルクコンバータ５４に供給された油は、オイルクーラ６１を経てトランスミッションのクラッチ部に潤滑油として供給され、最終的には、油タンク５２に戻される。なお、少なくとも、このオイルクーラ６１での圧力損失（背圧）により、トルクコンバータ５４内での必要な圧力が発生されており、オイルクーラ６１による圧力損失だけでは不足する場合は、オイルクーラ６１の下流側に絞り弁が設けられる。

ところで、運転開始時または作動油の温度が低い場合には、サージ圧が発生してトルクコンバータ５４内での作動油の圧力が異常に高くなることがあり、このように異常に高くなった場合には、安全弁５７が開き、油は油戻し管５８から油タンク５２内に戻されていた（非特許文献１参照）。
「ＴＣＭサービスマニュアル ホイールローダ」（第５０頁の図２．２３参照）東洋運搬機株式会社より、平成９年７月に発行されたもの。

ところで、運転開始時または通常運転時において、作動油の温度が低い場合には、サージ圧が発生してトルクコンバータ５４内での作動油の圧力が高くなる。
作動油の圧力が高くなると、トルクコンバータ５４における吸収トルク（伝達し得るトルク）が高くなり、したがって変速操作時において、クラッチが繋がる際のショックに、トルクコンバータ５４側で発生するショックが加わり、クラッチを繋げる際のフィーリングが悪いという問題があった。なお、エンジンの回転数が低いときも、同様であった。

そこで、本発明は、油の温度が低い場合またはエンジン回転数が低い場合であっても、クラッチを繋げる際のフィーリングを良好にし得る車両の変速装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車両の変速装置は、エンジンとトランスミッションとの間にトルクコンバータが配置されてなる車両の変速装置であって、
油圧ポンプから吐出される油を作動油としてトルクコンバータに供給する作動油供給管の途中に、油を油タンク側に戻す油戻し管を接続するとともに、この油戻し管の途中に、比例電磁式圧力制御弁によりその動作圧力が制御される圧力調整弁を設け、上記比例電磁式圧力制御弁に、上記動作圧力を指示するための圧力指令を出力する制御器を設け、
且つ上記制御器に、
運転開始後の所定時間において、上記比例電磁式圧力制御弁に圧力調整弁を開放状態から所定圧力まで上昇させる昇圧機能を具備させるとともに、
エンジンの回転数を検出する回転数検出器および／または油タンク内の油温を検出する温度検出器からの各検出値を入力して、エンジン回転数および／または油温に応じた圧力指令を出力する機能を具備させたものである。

また、請求項２に係る車両の変速装置は、請求項１に記載の変速装置において、
作動油の温度が低い場合および／またはエンジンの回転数が低い場合には、制御器から、圧力調整弁における基準設定圧力よりも低い動作圧力を、圧力指令として出力させるようにしたものである。

上記の構成によると、作動油の温度および／またはエンジンの回転数に応じて、制御器から比例電磁式圧力制御弁に、トルクコンバータ内の圧力を制御し得る圧力調整弁の動作圧力が適正値となるような圧力指令を出力させるようにしたので、例えば作動油の温度が低い場合には、動作圧力を低くしてトルクコンバータに供給する油量を減らすことにより（具体的には、トルクコンバータの下流側に配置されたオイルクーラを通過する油量を減らすことにより）、早く、適正油温にすることができ、したがって変速操作時に発生するショックが減り、良好なフィーリングが得られる。なお、エンジンの回転数が低い場合も、動作圧力を低くして、トルクコンバータ内での吸収トルクを小さくすることにより、変速操作時に発生するショックを減らし、良好なフィーリングを得ることができる。

また、運転開始直後においては、予め、設定された所定時間だけ、制御器に具備された昇圧機能により、比例電磁式圧力制御弁を介して圧力調整弁における動作圧力が徐々に上昇されるため、運転開始時においてトルクコンバータ内に異常圧力が発生するのが防止され、したがってトルクコンバータを保護することができる。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る車両の変速装置を、図１に基づき説明する。
なお、本実施の形態においては、エンジンとトランスミッションとの間にトルクコンバータが設けられたホイールローダの変速装置として説明する。

この変速装置は、図１に示すように、エンジンおよびトランスミッション（Ｔ／Ｍ）（これらについては、図示せず）と、これらの間に配置されたトルクコンバータ１と、途中にエンジンにより駆動される油圧ポンプ２が介装されて油タンク（Ｔ／Ｍのケーシングでもある）３内の油をトランスミッション側のクラッチ部に作動油として供給する第１油圧供給管４と、この第１油圧供給管４の油圧ポンプ２の下流側に接続されるとともに途中に圧力制御弁（例えば、リリーフ弁が用いられる）５が介装されて油圧ポンプ２から吐出される油を作動油としてトルクコンバータ１に供給するための第２油圧供給管（作動油供給管）６と、途中にオイルクーラ７が介装されて上記トルクコンバータ１から排出された油を潤滑油としてクラッチ部に供給するための第３油圧供給管８と、上記第２油圧供給管６に接続されて当該第２油圧供給管６内の油を油タンク３に戻すための油戻し管１１と、この油戻し管１１の途中に介装されて外部からの圧力指令に基づき当該油戻し管１１の上流側に接続された第２油圧供給管６内の油の圧力を調整するための圧力調整弁（その動作圧力を超えた場合に、油を油タンク３に逃がすリリーフ機能を有するもの）１２と、この圧力調整弁１２に上記圧力指令に基づく（具体的には、圧力指令と同等の圧力値である）動作圧力を出力するための比例電磁式圧力制御弁１３と、トルクコンバータ１の入口側に設けられて第２油圧供給管６内の油圧を検出する油圧計（油圧検出器）１４と、油タンク３内の油温を検出する油温計（油温検出器）１５と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転計（回転数検出器）１６と、これら各計器１４〜１６からの計測値（検出値）を入力して、第２油圧供給管６内の油圧の適正値すなわちトルクコンバータ１の入口における圧力の適正値を演算するとともにこの適正値である圧力指令（外部からの圧力指令に相当）を上記比例電磁式圧力制御弁１３に出力する制御器（コントローラともいう）１７とから構成されている。なお、上記比例電磁式圧力制御弁１３の油圧入口ポートには、第１油圧供給管４内の作動油が第４油圧供給管１８を介して供給されるとともに、その油圧出口ポートと圧力調整弁１２とは第５油圧供給管１９を介して接続されており、この第５油圧供給管１９を介して、制御器１７からの圧力指令に基づき比例電磁式圧力制御弁１３にて発生された動作圧力を有する操作用の油圧が圧力調整弁１２に供給される。

上記制御器１７にて求められる適正値（圧力指令および動作圧力である）については、トルクコンバータ１およびオイルクーラ７にて生じる圧損は予め把握できるため、これらの圧損を考慮した値にされている。

例えば、油温が低い場合には、動作圧力は基準設定圧力（通常運転時において、トルクコンバータを保護するために設定された圧力である）よりも低く設定され、一方、油温が高い場合には、動作圧力は基準設定圧力よりも高く設定される。すなわち、トルクコンバータ１内の油温が低い場合には、油戻し管１１に油を多目に通過させてオイルクーラ７に流す油量を減らし、早く、適正油温（例えば、４０℃程度）となるようにするとともに、逆に、油温が高い場合には、油戻し管１１に油を少な目に通過させてオイルクーラ７に流す油量を増やし、早く、適正油温にされる。このように、トルクコンバータ１に供給される作動油の温度を、早く、適正温度にすることにより、変速操作時に発生するショックが減少する。

また、エンジン回転数が低い場合には、その動作圧力は基準設定圧力よりも低目に設定され、一方、エンジン回転数が高い場合には、その動作圧力は基準設定圧力よりも高目に設定される。このように設定することにより、トルクコンバータ１に供給される作動油の圧力は、エンジンにより回転されるトルクコンバータ１内の作動油の流動状態に応じた圧力とされるので、すなわちトルクコンバータ１内では、エンジンの回転数に応じた吸収トルクとなるので、変速操作時に発生するショックが減少する。

さらに、上記制御器１７には、このホイールローダの運転が開始されてから所定時間（例えば、数秒間程度）において、比例電磁式圧力制御弁１３に、圧力調整弁１２の待機状態（圧力開放状態）から基準設定圧力まで徐々に昇圧させる昇圧指令（圧力指令でもある）を出力する昇圧機能が具備されている。このように、運転開始時において、圧力調整弁１２での動作圧力を、待機状態から基準設定圧力まで、徐々に、昇圧させるようにしているので、運転開始時に、トルクコンバータ１内では異常な圧力（高圧力）の発生が防止されている。例えば、基準設定圧力値（通常運転時における安全対策用として高く決定された圧力値）が固定された状態であると、トルクコンバータ１内では、少なくとも、当該基準設定圧力値まで圧力が上昇するため、どうしても吸収トルクが高くなり、ショックを抑えることができない。なお、上記油圧計１４により、低温時における異常な圧力の発生および圧力に関する制御状態が監視されている。

次に、上記変速装置の動作について説明すると、ホイールローダの運転時において、作動油の温度、エンジン回転数およびトルクコンバータに供給される作動油の圧力を検出することにより、トルクコンバータ１内の作動油圧力が、変速操作時すなわちクラッチの繋ぎ操作時におけるフィーリングが良好となるように、調整される。

すなわち、運転開始直後においては、予め、設定された所定時間だけ、例えば数秒間だけ、制御器１７に具備された昇圧機能により、比例電磁式圧力制御弁１３に、圧力調整弁１２での待機状態（非作動状態）から基準設定圧力まで徐々に圧力が上昇するように昇圧指令が出力され、したがって圧力調整弁１２において、その動作圧力が徐々に基準設定圧力まで上昇される。

このように、運転開始時においては、第２油圧供給管６内の作動油を逃がす際に圧力が徐々に高くされるため、トルクコンバータ１内で圧力が異常に高くなるのが防止される。すなわち、トルクコンバータ１を保護することができる（安全弁の機能と同等の機能が得られる）。

一方、ホイールローダの通常運転時においては、油温計１５、エンジン回転計１６および油圧計１４に基づきトルクコンバータ１に供給される作動油の圧力が制御される。
例えば、油温が低い場合には、動作圧力は基準設定圧力よりも低く設定され、一方、油温が高い場合には、動作圧力は基準設定圧力よりも高く設定される。すなわち、トルクコンバータ１内の油温が低い場合には、油戻し管１１に油を多い目に通過させてオイルクーラ７に流す油量を減らし、早く、適正油温となるようにするとともに、逆に、油温が高い場合には、油戻し管１１に油を少な目に通過させてオイルクーラ７に流す油量を増やし、早く、適正油温にされる。このように、トルクコンバータ１に供給される作動油の温度を、早く、適正温度にすることにより、変速操作時に発生するショックが減り、良好なフィーリングが得られる。

また、エンジン回転数が低い場合には、その動作圧力は基準設定圧力よりも低く設定され、一方、エンジン回転数が高い場合には、その動作圧力は基準設定圧力よりも高く設定される。このように設定することにより、トルクコンバータ１に供給される作動油の圧力は、エンジンにより回転されるトルクコンバータ１内の作動油の流動状態に応じた圧力となるので、すなわちトルクコンバータ１内では、エンジンの回転数に応じた吸収トルクが得られるので、変速操作時に発生するショックが減り、したがって良好なフィーリングが得られる。

さらに、作動油の温度とエンジンの回転数の両者に基づき、圧力調整弁１２での適正な動作圧力を指示するようにしてもよい。この場合、低く指示された動作圧力が用いられる。

なお、上述したように、トルクコンバータ１内の作動油の圧力を、作動油の温度およびエンジンの回転数に基づき調整するようにしたのは、当該トルクコンバータ１内の圧力は、オイルクーラ１による圧力損失に依存しており、油の温度およびその流量（エンジンの回転数）に大きく影響を受けるからである。

本発明の実施の形態に係る車両の変速装置の概略構成を示す油圧回路図である。 従来例に係る車両の変速装置の概略構成を示す油圧回路図である。

符号の説明

１ トルクコンバータ
２ 油圧ポンプ
４ 第１油圧供給管
５ 圧力制御弁
６ 第２油圧供給管
１１ 油戻し管
１２ 圧力調整弁
１３ 比例電磁式圧力制御弁
１４ 油圧計
１５ 油温計
１６ エンジン回転計
１７ 制御器

Claims (2)

1. エンジンとトランスミッションとの間にトルクコンバータが配置されてなる車両の変速装置であって、
   油圧ポンプから吐出される油を作動油としてトルクコンバータに供給する作動油供給管の途中に、油を油タンク側に戻す油戻し管を接続するとともに、この油戻し管の途中に、比例電磁式圧力制御弁によりその動作圧力が制御される圧力調整弁を設け、上記比例電磁式圧力制御弁に、上記動作圧力を指示するための圧力指令を出力する制御器を設け、
   且つ上記制御器に、
   運転開始後の所定時間において、上記比例電磁式圧力制御弁に圧力調整弁を開放状態から所定圧力まで上昇させる昇圧機能を具備させるとともに、
   エンジンの回転数を検出する回転数検出器および／または油タンク内の油温を検出する温度検出器からの各検出値を入力して、エンジン回転数および／または油温に応じた圧力指令を出力する機能を具備させたことを特徴とする車両の変速装置。
2. 作動油の温度が低い場合および／またはエンジンの回転数が低い場合には、制御器から、圧力調整弁における基準設定圧力よりも低い動作圧力を、圧力指令として出力させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両の変速装置。
   

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