JP2691923B2 - Clutch control device for mechanical automatic transmission - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、機械式自動変速機におけるクラッチのコン
トロール装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for a clutch in a mechanical automatic transmission.

〈従来の技術〉 コンピュータの指令信号に基づき空気圧によるセレク
ト・シフトシリンダによって各変速段に切替制御する機
械式自動変速機は公知である。この機械式自動変速機の
クラッチも前記コンピュータによって変速機の切替制御
と関連して自動的に接−断コントロールされる。<Prior Art> A mechanical automatic transmission in which switching is controlled to each shift stage by a select shift cylinder by air pressure based on a command signal from a computer is known. The clutch of this mechanical automatic transmission is also automatically engaged / disengaged by the computer in association with transmission switching control.

従来のクラッチコントロール装置は第２図に示す構成
であった。すなわち、１はクラッチ、２は上記機械式自
動変速機、３は前記クラッチ１を接−断制御する空気圧
のクラッチシリンダである。４はクラッチシリンダ３内
に進退可能に嵌装されているピストンであり、そのピス
トンロッド５がクラッチ１に連結されている。The conventional clutch control device has the structure shown in FIG. That is, 1 is a clutch, 2 is the above-mentioned mechanical automatic transmission, and 3 is a pneumatic clutch cylinder for controlling connection / disconnection of the clutch 1. Reference numeral 4 denotes a piston that is fitted in the clutch cylinder 3 so as to be able to move forward and backward, and its piston rod 5 is connected to the clutch 1.

このクッラチシリンダ３はピストン４の前進移動でク
ラッチ接、また、ピストンの後退移動でクラッチ断に制
御される。そのため、クラッチシリンダ３の前室7aにピ
ストン４を後退方向に押動するスプリング６が内設さ
れ、後室7bには図略のエアタンクからの配管８が接続さ
れている。このエア配管８には、エアタンクからの供給
並びに遮断する第１電磁弁９と、前記後室7bを大気と連
通並びに遮断する第２電磁弁10とが設けられ、これらは
前記コンピュータにより変速機の切替制御と連係的に制
御される。The clutch cylinder 3 is controlled to engage the clutch by the forward movement of the piston 4 and to disengage the clutch by the backward movement of the piston. Therefore, a spring 6 for pushing the piston 4 in the backward direction is provided in the front chamber 7a of the clutch cylinder 3, and a pipe 8 from an air tank (not shown) is connected to the rear chamber 7b. The air pipe 8 is provided with a first electromagnetic valve 9 for supplying and shutting off the air from the air tank, and a second electromagnetic valve 10 for communicating with and shutting off the rear chamber 7b from the atmosphere. It is controlled in cooperation with the switching control.

その動作は、変速機の切替制御前に第１電磁弁９はエ
ア供給を遮断し、また、同時に第２電磁弁10は後室7bを
大気と連通するよう開口する。これにより、ピストン４
はスプリング６によつて後退移動し、クラツチ１は断と
なる。これで変速機２は切替動作を行い、切替動作の完
了信号により第１電磁弁９はエア供給に切り替わり、第
２電磁弁10は大気との連通を遮断するよう切替えられ
る。これで後室7bにエアが供給され、ピストン４が前進
してクラッチ１を接続する。The operation is such that the first solenoid valve 9 shuts off the air supply before switching control of the transmission, and at the same time, the second solenoid valve 10 opens the rear chamber 7b so as to communicate with the atmosphere. Thereby, the piston 4
Is moved backward by the spring 6, and the clutch 1 is disconnected. Thus, the transmission 2 performs the switching operation, and the first electromagnetic valve 9 is switched to the air supply by the completion signal of the switching operation, and the second electromagnetic valve 10 is switched to cut off the communication with the atmosphere. With this, air is supplied to the rear chamber 7b, and the piston 4 moves forward to connect the clutch 1.

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来装置によると、クラッチシリンダ３にはクラ
ッチ１を断とする大きな力に見合った大径のスプリング
６を必要とするため、クラッチシリンダ３は大型となり
重量が増大してスペース的に不利となり、コストも高く
なる。さらに、電気系が故障した場合、クラッチ１は接
続状態を保持しているため、変速機のギヤが抜けなくな
る。<Problems to be Solved by the Invention> According to the above conventional device, since the clutch cylinder 3 needs the large-diameter spring 6 corresponding to the large force for disengaging the clutch 1, the clutch cylinder 3 becomes large and the weight thereof becomes large. This increases the space disadvantage and increases the cost. Further, when the electric system fails, the clutch 1 maintains the connected state, and therefore the gear of the transmission cannot be disengaged.

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、その特徴とする構成は、コンピュータの指令信号
に基づき空気圧シリンダによって各変速段に切替制御す
る機械式自動変速機の切替動作と関連的に空気圧クラッ
チシリンダで接−断制御されるクラッチにおいて、クラ
ッチ自体に内蔵されているクラッチプレートの接方向の
スプリング力でクラッチ接作動し、スプリングレスのク
ラッチシリンダを、そのピストンの前進移動でクラッチ
断作動するよう配置し、エアタンクとクラッチシリンダ
の後室とを接続したエア配管に前記変速機の切替制御後
にエア供給を遮断する第１電磁弁と、この第１電磁弁の
遮断動作と同時にクラッチシリンダの後室を大気に開口
連通する第２電磁弁と、前記エアタンクの圧力が一定値
以下に降下したときにこれを検出して前記コンピュータ
にて前記第１電磁弁を開口し、前記第２電磁弁を閉止さ
せるエア圧センサと、前記エアタンクの圧力が一定値以
下に降下したときに前記変速機の空気圧シリンダを作動
して変速機を中立位置に制御する空気圧感応型シフト非
常弁と、エアタンクの圧力を感知して切替えられ前記シ
フト非常弁に信号圧を付与するリレー弁とを備えたこと
を特徴とするものである。<Means for Solving the Problems> The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a characteristic configuration in which a pneumatic cylinder is used to control switching to each shift stage based on a command signal from a computer. In a clutch that is controlled to be engaged / disengaged by a pneumatic clutch cylinder in association with the switching operation of a mechanical automatic transmission, the spring force in the contact direction of the clutch plate built into the clutch itself causes the clutch to engage and the springless clutch. A first solenoid valve arranged to disengage the clutch by the forward movement of the piston, and to cut off the air supply to the air pipe connecting the air tank and the rear chamber of the clutch cylinder after switching control of the transmission; Simultaneously with the shutoff operation of the first solenoid valve, the second solenoid valve that opens and communicates the rear chamber of the clutch cylinder with the atmosphere, When the force drops below a certain value, the computer detects the force and opens the first electromagnetic valve and closes the second electromagnetic valve, and the pressure in the air tank falls below a certain value. An air pressure sensitive shift emergency valve that operates the pneumatic cylinder of the transmission to control the transmission to a neutral position when it descends, and a relay that applies a signal pressure to the shift emergency valve that is switched by sensing the pressure of the air tank. It is characterized by having a valve.

〈作用〉 本発明は、上記の構成により、通常は第１電磁弁の開
口切替状態でエアがクラッチシリンダの後室に供給され
クラッチ断とし、第１電磁弁の閉止によるエア供給の遮
断、第２電磁弁の開口による後室の大気圧連通によりク
ラッチ自体に内蔵されているクラッチプレートの接方向
のスプリング力でクラッチ接とする。<Operation> According to the present invention, according to the above-described configuration, air is normally supplied to the rear chamber of the clutch cylinder in the opening switching state of the first solenoid valve to disconnect the clutch, and the air supply is shut off by closing the first solenoid valve. (2) Due to the atmospheric pressure communication in the rear chamber through the opening of the solenoid valve, the clutch force is applied by the spring force in the contact direction of the clutch plate built into the clutch itself.

また、エアタンクの圧力が一定値以下に降下したとき
には、クラッチを断とするに必要なエア圧が残存してい
る間に変速機のギヤ抜きを自動的に行い、安全性を確保
する。Further, when the pressure in the air tank drops below a certain value, the gear of the transmission is automatically disengaged while the air pressure required to disengage the clutch remains, and safety is ensured.

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図において、１はクラッチであり、クラッチ自体に内蔵
されているクラッチプレートの接方向のスプリング力で
クラッチ接作動する。２は機械式自動変速機である。３
は前記クラッチ１を接−断作動するスプリングレスのク
ラッチシリンダであり、ピストン４と、このピストン４
と一体のピストンロッド５を有し、ピストンロッド５は
クラッチ１と連結されている。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. First
In the figure, reference numeral 1 denotes a clutch, which is operated by a spring force in a contact direction of a clutch plate incorporated in the clutch itself to engage the clutch. 2 is a mechanical automatic transmission. 3
Is a springless clutch cylinder for engaging and disengaging the clutch 1. The piston 4 and the piston 4
Has a piston rod 5 which is integral with, and the piston rod 5 is connected to the clutch 1.

前記クラッチシリンダ３は、そのピストン４が前進移
動することによりクラッチ断作動するよう配置されてい
る。また、クラッチシリンダ３の後室7bとエアタンク11
とを接続したエア配管８には、エアを供給、遮断する第
１電磁弁９と、前記後室7bを大気と連通、遮断する第２
電磁弁10とが設けられている。The clutch cylinder 3 is arranged so that the clutch 4 is disengaged when the piston 4 moves forward. In addition, the rear chamber 7b of the clutch cylinder 3 and the air tank 11
A first solenoid valve 9 that supplies and shuts off air to the air pipe 8 that is connected to and a second solenoid valve that communicates and shuts off the rear chamber 7b with the atmosphere.
A solenoid valve 10 is provided.

第１電磁弁９において、9aは開口ポート、9bは閉止ポ
ートであり、第２電磁弁10において、10aは開口ポー
ト、10bは閉止ポートである。これら第１電磁弁９並び
に第２電磁弁10はコンピュータ15の指令信号によって変
速機２の切替作動と関連して開閉制御される。In the first solenoid valve 9, 9a is an opening port, 9b is a closing port, and in the second solenoid valve 10, 10a is an opening port and 10b is a closing port. The first solenoid valve 9 and the second solenoid valve 10 are controlled to be opened / closed by a command signal from the computer 15 in association with the switching operation of the transmission 2.

変速機２の切替作動機構は、図略のセレクトシリンダ
と図示のシフトシリンダ12とによって構成され、エアタ
ンク11とシフトシリンダ12とはエア配管16で接続されて
いる。また、このエア配管16には変速機２を各変速段並
びに中立位置にシフトするためのシフト電磁弁14a、14b
が設けられている。このシフト電磁弁14a、14bはコンピ
ュータ15の指令信号により切替制御される。The switching operation mechanism of the transmission 2 is composed of a select cylinder (not shown) and a shift cylinder 12 (not shown), and the air tank 11 and the shift cylinder 12 are connected by an air pipe 16. In addition, shift solenoid valves 14a and 14b for shifting the transmission 2 to each shift speed and a neutral position are provided in the air pipe 16.
Is provided. The shift solenoid valves 14a and 14b are switched and controlled by a command signal from the computer 15.

前記第１電磁弁９は通常では開口ポート9aに切替えら
れ、第２電磁弁10は閉止ポート10bに切替えられてい
る。従って、エアタンク11のエアはエア配管８を介して
クラッチシリンダ３の後室7aに供給され、ピストン４は
前進移動してクラッチ断の状態にしている。Normally, the first solenoid valve 9 is switched to the opening port 9a, and the second solenoid valve 10 is switched to the closing port 10b. Therefore, the air in the air tank 11 is supplied to the rear chamber 7a of the clutch cylinder 3 through the air pipe 8, and the piston 4 moves forward to bring the clutch into a disengaged state.

そこで、コンピュータ15によりシフト電磁弁14a、14b
を切替作動し、変速機２の変速切替制御された後コンピ
ュータ15は第１電磁弁９並びに第２電磁弁10に切替信号
を送り、第１電磁弁９を閉止ポート9bに、第２電磁弁10
を開口ポート10aに切替える。これにより、クラッチシ
リンダ３の後室7bへのエア供給は遮断され、かつ後室7b
は第２電磁弁10の開口ポート10aを介して大気と連通す
る。Therefore, the computer 15 controls the shift solenoid valves 14a and 14b.
The computer 15 sends a switching signal to the first solenoid valve 9 and the second solenoid valve 10, and the first solenoid valve 9 is closed to the closing port 9b, and the second solenoid valve is operated. Ten
To the opening port 10a. As a result, the air supply to the rear chamber 7b of the clutch cylinder 3 is cut off, and the rear chamber 7b
Communicate with the atmosphere via the opening port 10a of the second solenoid valve 10.

この後室7bが大気圧となることによりピストン４はク
ラッチ１に内蔵されているクラッチプレートの接続方向
のスプリング力で後退移動し、クラッチ１は接続され動
力伝達するのである。When the rear chamber 7b becomes the atmospheric pressure, the piston 4 moves backward by the spring force in the connecting direction of the clutch plate built in the clutch 1, and the clutch 1 is connected and the power is transmitted.

よって、クラッチ１にはクラッチ接続方向にピストン
４を押圧するスプリングを不要とし、また、電気系が故
障した場合には、第１電磁弁９は開口ポート9aに、第２
電磁弁10は閉止ポート10bにスプリングにて戻されるた
め、クラッチ１は断となり動力伝達がカットされ安全を
確保する。Therefore, the clutch 1 does not need a spring for pressing the piston 4 in the clutch connecting direction, and when the electric system fails, the first solenoid valve 9 is connected to the opening port 9a and the second port.
Since the solenoid valve 10 is returned to the closing port 10b by a spring, the clutch 1 is disengaged and power transmission is cut to ensure safety.

ところで、クラッチ１を断状態にするにはクラッチシ
リンダ３の後室7bにエアを供給しているときである。従
って、若し車両の走行中にエアタンク11のエア圧が異常
に下がるとクラッチ１が切れなくなることも想定され
る。そこで、本発明は、その時の保安機構が設けられて
いる。By the way, the clutch 1 is disengaged when air is being supplied to the rear chamber 7b of the clutch cylinder 3. Therefore, if the air pressure in the air tank 11 drops abnormally while the vehicle is traveling, it is assumed that the clutch 1 cannot be disengaged. Therefore, the present invention is provided with a security mechanism at that time.

その構成は次の通りである。すなわち、エアタンク11
の圧力が一定値以下に降下したことを検出しコンピュー
タ15に入力するエア圧センサ18を設け、また、シフトシ
リンダ12のエア配管16に配置されているシフト電磁弁14
a、14bとシフトシリンダ12との間にシフト非常弁13a、1
3bを設ける。The configuration is as follows. That is, the air tank 11
Is provided with an air pressure sensor 18 for detecting that the pressure has dropped below a certain value and inputting it to the computer 15, and a shift solenoid valve 14 arranged in the air pipe 16 of the shift cylinder 12
Shift emergency valves 13a, 1 between a, 14b and shift cylinder 12
Provide 3b.

さらに、シフト非常弁13a、13bのオシレートポートと
エアタンク11との間にリレー弁17を設けた構成である。
このリレー弁17は開口ポート17aと閉止ポート17bとを備
え、リレー弁17のオシレートポートにはエアタンク11の
エアが供給され、エアタンク11の圧力が一定値以上で閉
止ポート17bに切替られ、一定値以下になるとスプリン
グの力にて開口ポート17aに切り替わるものである。Further, a relay valve 17 is provided between the oscillating ports of the shift emergency valves 13a and 13b and the air tank 11.
This relay valve 17 is provided with an opening port 17a and a closing port 17b, the air of the air tank 11 is supplied to the oscillating port of the relay valve 17, the pressure of the air tank 11 is switched to the closing port 17b at a certain value or more, a constant value. In the following cases, the force of the spring switches to the opening port 17a.

上記の構成により、クラッチ１の接続状態でエアタン
ク11の圧力が一定値以下に降下すると、エア圧センサ18
の検出信号をコンピュータ15に入力し、コンピュータ15
は第１電磁弁９を開口ポート9aに、第２電磁弁10を閉止
ポート10bに切替えてエアタンク11の圧力が残留してい
る間にクラッチ断とし、また、リレー弁18は開口ポート
17aに切り替わりエア圧信号をシフト非常弁13a、13bに
付与してシフトシリンダ12を作動し、変速機２のギヤ抜
きを行い中立位置に制御する。With the above configuration, when the pressure in the air tank 11 drops below a certain value when the clutch 1 is engaged, the air pressure sensor 18
The detection signal of is input to the computer 15, and the computer 15
Switches the first solenoid valve 9 to the opening port 9a and the second solenoid valve 10 to the closing port 10b to disconnect the clutch while the pressure in the air tank 11 remains, and the relay valve 18 opens the opening port.
Switching to 17a, an air pressure signal is applied to the shift emergency valves 13a and 13b to operate the shift cylinder 12, and the transmission 2 is disengaged to control to the neutral position.

これで少なくとも、エアタンク11のエア圧がクラッチ
１を断にする圧力がなくなってクラッチ１が接続しても
変速機２はギヤが抜けているため、動力伝達が断たれ走
行を停止するものである。With this, at least the air pressure of the air tank 11 disengages the clutch 1 so that the transmission 2 is out of gear even when the clutch 1 is engaged, so that the transmission of power is interrupted and the traveling is stopped. .

〈発明の効果〉 以上のように本発明によると、クラッチ自体に内蔵さ
れているクラッチプレートの接方向のスプリング力でク
ラッチ接作動し、エアの供給によるピストンの前進移動
でクラッチ断作動するよう配置したクラッチシリンダに
スプリングを不要とすることにより、非常時（故障時）
に設定値以下のエア圧でもクラッチ断作動が可能で変速
機を中立位置に制御することができ、また、クラッチシ
リンダの小型化が可能となり、コストダウン並びにスペ
ース的に有利となる。<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the clutch is operated by the spring force in the contact direction of the clutch plate built into the clutch itself, and the clutch is disengaged by the forward movement of the piston due to the supply of air. In the event of an emergency (at the time of failure) by eliminating the need for a spring in the clutch cylinder
The clutch can be disengaged even if the air pressure is less than the set value, the transmission can be controlled to the neutral position, and the clutch cylinder can be downsized, which is advantageous in terms of cost reduction and space.

さらに、電気系が故障した場合、クラッチシリンダへ
エアを供給してクラッチ断とし、駆動力伝達を切るので
安全が確保されると共に、エアタンクのエアの使い過
ぎ、あるいはエア配管系の破損等による圧力降下ではク
ラッチを速やかに断状態とし、かつ変速機のギヤ抜きを
行うため、クラッチが接続状態で変速機のギヤが抜けな
くなり走行状態を続行する危険を防止する保安効果を有
している。In addition, if the electrical system fails, air is supplied to the clutch cylinder to disconnect the clutch, cutting off the drive force transmission, ensuring safety, and overusing the air in the air tank or damaging the air piping system. When descending, the clutch is quickly disengaged and the transmission gear is disengaged. Therefore, there is a safety effect of preventing the danger that the gear of the transmission will not be disengaged and the traveling state will be continued when the clutch is engaged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の構成図、第２図は従来のクラッチコン
トロール装置を示す図である。 １……クラッチ、２……変速機、３……クラッチシリン
ダ、４……ピストン、7b……後室、８……エア配管、９
……第１電磁弁、9a……開口ポート、9b……閉止ポー
ト、10……第２電磁弁、10a……開口ポート、10b……閉
止ポート、11……エアタンク、12……シフトシリンダ、
13a、13b……シフト非常弁、14a、14b……シフト電磁
弁、15……コンピュータ、17……リレー弁。FIG. 1 is a configuration diagram of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a conventional clutch control device. 1 ... Clutch, 2 ... Transmission, 3 ... Clutch cylinder, 4 ... Piston, 7b ... Rear chamber, 8 ... Air piping, 9
...... First solenoid valve, 9a ... Opening port, 9b ... Closed port, 10 ... Second solenoid valve, 10a ... Opening port, 10b ... Closed port, 11 ... Air tank, 12 ... Shift cylinder,
13a, 13b …… Shift emergency valve, 14a, 14b …… Shift solenoid valve, 15 …… Computer, 17 …… Relay valve.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】コンピュータの指令信号に基づき空気圧シ
リンダによって各変速段に切替制御する機械式自動変速
機の切替動作と関連的に空気圧クラッチシリンダで接−
断制御されるクラッチにおいて、クラッチ自体に内蔵さ
れているクラッチプレートの接方向のスプリング力でク
ラッチ接作動し、スプリングレスのクラッチシリンダ
を、そのピストンの前進移動でクラッチ断作動するよう
配置し、エアタンクとクラッチシリンダの後室とを接続
したエア配管に前記変速機の切替制御後にエア供給を遮
断する第１電磁弁と、この第１電磁弁の遮断動作と同時
にクラッチシリンダの後室を大気に開口連通する第２電
磁弁と、前記エアタンクの圧力が一定値以下に降下した
ときにこれを検出して前記コンピュータにて前記第１電
磁弁を開口し、前記第２電磁弁を閉止させるエア圧セン
サと、前記エアタンクの圧力が一定値以下に降下したと
きに前記変速機の空気圧シリンダを作動して変速機を中
立位置に制御する空気圧感応型シフト非常弁と、エアタ
ンクの圧力を感知して切替えられ前記シフト非常弁に信
号圧を付与するリレー弁とを備えたことを特徴とする機
械式自動変速機のクラッチコントロール装置。1. A pneumatic clutch cylinder is connected in connection with a switching operation of a mechanical automatic transmission in which a pneumatic cylinder switches and controls each shift stage based on a command signal from a computer.
In the clutch controlled to be disengaged, the spring force in the contact direction of the clutch plate built into the clutch itself operates the clutch contact, and the springless clutch cylinder is arranged so that the forward movement of the piston disengages the clutch. And a rear chamber of the clutch cylinder to an air pipe connecting the rear chamber of the clutch cylinder to the atmosphere at the same time as a first solenoid valve that shuts off the air supply after switching control of the transmission. An air pressure sensor that communicates with a second solenoid valve that communicates with the air tank, detects when the pressure in the air tank drops below a certain value, and causes the computer to open the first solenoid valve and close the second solenoid valve. And an air cylinder for controlling the transmission to a neutral position by operating the pneumatic cylinder of the transmission when the pressure in the air tank drops below a certain value. Pressure sensitive shift very valve and the clutch control device of a mechanical automatic transmission, characterized in that a relay valve for applying a signal pressure to said shift very valve is switched by sensing the pressure of the air tank.