JP3408622B2

JP3408622B2 - 動力伝達装置の油圧リターダ変速方法

Info

Publication number: JP3408622B2
Application number: JP10179694A
Authority: JP
Inventors: 泰則大蔵; 登金山
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1994-04-14
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 2003-05-19
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: KR0160864B1; JPH07277042A; KR950029632A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばホイール式建設
機械、農業機械、自動車等に用いるに好適な動力伝達装
置の油圧リターダ変速方法及び油圧リターダ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】動力伝達装置は、機械式動力伝達経路だ
けの構造が普通であるが、本出願による先の提案（特開
平３−５６７５４号公報）のような機械式動力伝達経路
と油圧式動力伝達経路との組み合わせ構造もある。これ
は、一方のクラッチの係合で原動力を外部へ伝達する機
械式動力伝達経路と、前記原動力で油圧ポンプを回しそ
の圧油を切替弁で切り換えて油圧モータを停止又は回転
させ、その回転に基づく駆動力を他方のクラッチの係合
で外部へ伝達する油圧式動力伝達経路とを備え、両クラ
ッチを同時又は交互に開放しまた係合することで機械式
動力伝達経路と油圧式動力伝達経路とを切り換えて変速
制御する構造となっている。このような機械油圧式の動
力伝達装置は両クラッチを個別制御できる利点があり、
またこれを例えば車両の変速機として用いると、高速走
行時は動力伝達効率が良い機械式動力伝達経路を使用で
き、他方低速走行時は前後進の切替え効率が良く、か
つ、無段変速できる油圧式動力伝達経路を使用できる等
の利点がある。

【０００３】他方、リターダは例えば車速を連続的に減
少し又は制限するための補助ブレーキであり、排気式や
電磁式がある。油圧リターダ装置としては先に本出願人
が提案した技術（特開平３−２７３９６８号公報）があ
る。これは、油圧ポンプとリリーフ弁との間のドレン回
路に、リターダ駆動信号を入力したときに該ドレン回路
を閉じる開閉弁を設けた構造である。従ってリターダ駆
動信号を得て開閉弁が閉じると、リターダ制動としての
リリーフ油圧が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが動力伝達装置
に油圧リターダ装置を装着し、リターダ制動時に変速さ
せるとき、只単に両クラッチを個別制御したり、リター
ダ制動を断続させたのでは、リターダ制動トルクの急変
や変速ショック（クラッチの開放ショックや係合ショッ
ク）の発生等の問題が起こる。この結果、該動力伝達装
置の寿命を短くしたり、オペレータに疲労感を与えるよ
うになる。

【０００５】ところで近時、油圧アクチュエータの負荷
圧に係わりなく、油圧アクチュエータの操作弁（以下、
切換弁とする）の開口面積に応じた流量だけを可変容量
形油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプとする）で吐出さ
せるＣＬＳＳ式油圧回路（クローズドセンタ・ロード・
センシング・システム）がその微操作性や省エネ性から
脚光を浴びている。ところがかかるＣＬＳＳ式油圧回路
を備えた動力伝達装置において、仮に上記従来の油圧リ
ターダ装置と同じような開閉弁を設けても、次の理由で
リターダ制動が得られない。

【０００６】先ずＣＬＳＳ式油圧回路を簡単に説明す
る。切換弁の流量Ｑｉは、その前後差圧ΔＰｉ〔＝ポン
プ側圧Ｐｐ−負荷圧Ｐｉ〕が一定であれば、その負荷圧
Ｐｉの大きさに係わらずその開口面積Ａｉに比例する。
そこでＣＬＳＳ式油圧回路は、ポンプ吐出圧Ｐｐと切換
弁の負荷圧Ｐｉ（以下、ＬＳ圧という）とを入力し（以
下、この入力路をＬＳ回路という）、これらの差圧ΔＰ
ＬＳ〔＝Ｐｐ−Ｐｉ〕（以下、ＬＳ差圧という）が一定
となるように、ポンプ吐出量Ｑｐを制御する弁（以下、
ＬＳ弁という）を備えている。このＬＳ弁は、ＬＳ差圧
ΔＰＬＳが基準差圧ΔＰｓより小さいときはポンプ吐出
量Ｑｐを増やし、逆にＬＳ差圧ΔＰＬＳが基準差圧ΔＰ
ｓより大きいときはポンプ吐出量Ｑｐを減らす信号をサ
ーボ機構へ出力する弁である。具体的にはＬＳ弁は、切
換弁の開口面積Ａｉが広がると、ＬＳ差圧ΔＰＬＳが小
さくなるため、ポンプ吐出量Ｑｐを増やし、逆に切換弁
の開口面積Ａｉが狭くなると、ＬＳ差圧ΔＰＬＳが大き
くなるため、ポンプ吐出量Ｑｐを減らすように作用す
る。尚、ＣＬＳＳ式油圧回路での切換弁はクローズドセ
ンタ式が用いられる。これは、仮にＣＬＳＳ式油圧回路
の切換弁がオープンセンタ式とすると、その中立位置
時、ＬＳ弁へのポンプ吐出圧Ｐｐが油タンク圧となるた
めＬＳ差圧ΔＰＬＳを検出できず、このため、上記ＣＬ
ＳＳの機能を達成できなくなるためである。

【０００７】即ち、かかるＣＬＳＳ式油圧回路を備えた
動力伝達装置において、仮に従来の油圧リターダ装置と
同じように開閉弁を設けても、この開閉弁を閉じるとリ
リーフ油圧は得られるものの、該開閉弁を油が流れない
ため、ＣＬＳＳの機能に基づき、油圧ポンプの押しのけ
容積が最小になってしまい、このため油圧ポンプのポン
プ吸収トルクが低下し、リターダ制動力を得られなくな
る。

【０００８】本発明は、上記従来技術の問題点に着目
し、各種動力伝達装置の油圧リターダ制動時における最
適変速方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１発明なる動力伝達装置の油圧リターダ変速方法
は、油圧ポンプおよび油圧モータを備えた動力伝達装置
における油圧式動力伝達経路中の油圧ポンプのリリーフ
油圧を用いたリターダ制動時に、機械式動力伝達部の一
方のクラッチＢを開放し、かつ、油圧式動力伝達部のク
ラッチＡを係合することで機械式動力伝達経路から前記
油圧式動力伝達経路へ切り換えてシフトダウンすること
を達成してなる動力伝達装置の油圧リターダ変速方法に
おいて、前記リターダ制動時にシフトダウンさせるとき
は、油圧モータの押しのけ容積を予め小さい側の位置と
して、該シフトダウン中に前記リターダ制動から、油圧
式動力伝達経路中の油圧モータのリリーフ油圧を用いた
リターダ制動へ切り換えることを特徴としている。

【００１０】尚、第２発明は、上記第１発明において、
油圧ポンプのリリーフ油圧を用いた油圧リターダ制動時
に、前記機械動力伝達部の他方のクラッチＣを開放し、
かつ、前記機械式動力伝達部の一方のクラッチＢを係合
することで機械式動力伝達経路間を切り替えてシフトダ
ウンするときは、該シフトダウン中は前記油圧ポンプの
リリーフ油圧を用いた油圧リターダ制動を弱めること特
徴としている。

【００１１】さらに、第３発明は、上記第２発明におい
て、前記機械式動力伝達部の一方のクラッチＢの初期係
合力を、油圧ポンプのリリーフ油圧を用いた油圧リター
ダ非制動時のシフトダウン中の前記機械式動力伝達部の
一方のクラッチＢの初期係合力よりも高めることを特徴
としている。

【００１２】

【００１３】

【作用】第１発明は、油圧ポンプおよび油圧モータを備
えた動力伝達装置における油圧式動力伝達経路中の油圧
ポンプのリリーフ油圧を用いたリターダ制動時に、機械
式動力伝達部の一方のクラッチＢを開放し、かつ、油圧
式動力伝達部のクラッチＡを係合することで機械式動力
伝達経路から前記油圧式動力伝達経路へ切り換えてシフ
トダウンすることを達成してなる動力伝達装置の油圧リ
ターダ変速方法において、前記リターダ制動時にシフト
ダウンさせるときは、油圧モータの押しのけ容積を予め
小さい側の位置として、該シフトダウン中に前記リター
ダ制動から、油圧式動力伝達経路中の油圧モータのリリ
ーフ油圧を用いたリターダ制動へ切り換えることにした
ものである。このようにすると、リターダ制動トルクの
変動や変速ショックが抑制されるようになり、動力伝達
装置の寿命が延び、オペレータの疲労も少なくなる。

【００１４】第２発明は第１発明において、油圧ポンプ
のリリーフ油圧を用いた油圧リターダ制動時に、前記機
械動力伝達部の他方のクラッチＣを開放し、かつ、前記
機械式動力伝達部の一方のクラッチＢを係合することで
機械式動力伝達経路間を切り替えてシフトダウンすると
きは、該シフトダウン中は前記油圧ポンプのリリーフ油
圧を用いた油圧リターダ制動を弱める。このようにする
と、リターダ制動トルクの変動や変速ショックが抑制さ
れるようになる。この結果、動力伝達装置の寿命は延
び、またオペレータの疲労も少なくなる。

【００１５】第３発明は、第２発明において、リターダ
制動を停止させると共に、係合側の前記機械式動力伝達
部の一方のクラッチＢの初期系合力を、油圧ポンプのリ
リーフ油圧を用いた油圧リターダ非制動時のシフトダウ
ン中（即ち通常シフトダウン中）の前記機械式動力伝達
部の一方のクラッチＢの初期系合力よりも高めると、リ
ターダ制動トルクの変動や変速ショックがより効果的に
抑制されるようになる。

【００１６】

【００１７】

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図１
は実施例なる動力伝達装置とその油圧リターダ装置とを
備えたホイール式建設機械の変速機の図である。エンジ
ン１００の駆動力Ｐｏは変速機２００を介して外部の車
軸３００へ伝達される。変速機２００は変速レバー１
０、クラッチ油圧回路２０、機械式動力伝達部３０、油
圧式動力伝達部４０、マイコン等でなる制御部５０及び
リターダスイッチ６０等から構成される機械油圧式の動
力伝達装置である。

【００１８】変速レバー１０はＲ（後進）、Ｎ（中
立）、Ｆ１（前進１速）、Ｆ２（前進２速）及びＦ３
（前進３速）の５位置を備え、オペレータの操作で選択
される。選択位置は図示しない位置検出器で検出され制
御部５０へ出力される。

【００１９】クラッチ油圧回路２０は、エンジン１００
で駆動された油圧ポンプ２２によって油タンク２１から
吸い出した油を切換弁２３ａ、２３ｂ、２３ｃを介して
クラッチＡ、Ｂ、Ｃへ送る。各切換弁２３ａ、２３ｂ、
２３ｃは各クラッチＡ、Ｂ、Ｃに対応して付設され、制
御部５０からの変速制御信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃを
入力して切り換わることにより、各クラッチＡ、Ｂ、Ｃ
の油の給排を行う。尚、各切換弁２３ａ、２３ｂ、２３
ｃは、各制御信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃの大きさによ
り供油油圧（即ち、クラッチ係合油圧）を無段階に調整
でき、かつ、各クラッチＡ、Ｂ、Ｃへの給油時に各クラ
ッチＡ、Ｂ、Ｃが油で満たされた時、そのフィリング信
号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃを制御部５０へフィードバッ
クし、その後、各クラッチ油圧を漸増させるフィリング
時検出器付き比例電磁式モジュレーションバルブであ
る。

【００２０】機械式動力伝達部３０は、クラッチＢ（又
はＣ）の係合により駆動力Ｐｏを外部なる車軸３００へ
伝達する２つの機械式動力伝達経路を備えている。詳し
くは、２つの遊星歯車機構３１ｃ、３１ｂが備えられ、
クラッチＣが係合すると、遊星歯車機構３１ｃのリング
ギヤが固定されてＦ３走行が達成され、他方クラッチＢ
が係合すると、遊星歯車機構３１ｂのリングギヤが固定
されてＦ２走行が達成される。

【００２１】油圧式動力伝達部４０は次の通りである。
先ず本例の全体油圧回路を説明する。全体油圧回路は、
本油圧式動力伝達部４０用油圧回路の他、作業機用油圧
回路４００や回路全体の最高油圧を規定するリリーフ弁
５００等から構成される。作業機用油圧回路４００はブ
ーム、アーム、バケット等の各油圧シリンダ及び旋回油
圧モータ等のアクチュエータ、各アクチュエータの切換
弁（いわゆる操作弁）、各切換弁に対応する圧力補償弁
並びに複数個シャトル弁等とこれらの油路等で構成され
ている。尚、全体油圧回路は、ＴＶＣ（トルク・バリア
ブル・コントロール）で制御された可変容量形油圧ポン
プ４１に対するＣＬＳＳ式の油圧回路となっている。

【００２２】ＴＶＣを説明する。油圧ポンプ４１のサー
ボ装置４１ａは、電磁ソレノイド、ＬＳ弁及びサーボ機
構をこの順で並べて構成されている。制御部５０は、ス
ロットル開度検出器５１で検出されたエンジン燃料噴射
量信号Ｓ３と、回転検出器５２で検出されたエンジン回
転数信号Ｓ４とを入力してエンジントルクＴｅを算出す
る。また制御部５０は、油圧検出器５３で検出された回
路油圧信号Ｓ５を入力し、前記エンジントルクＴｅに対
し油圧ポンプ４１のポンプ吸収トルクＴｐが最適マッチ
ングするように〔Ｔｅ≒Ｔｐ〕、即ち、ポンプ吐出量Ｑ
ｐｍとポンプ吐出油圧Ｐｐとの積が一定となるように
〔Ｑｐｍ×Ｐｐ＝一定〕、ポンプ吐出量可変制御信号Ｓ
６（以下、ＴＶＣ信号Ｓ６という）を前記電磁ソレノイ
ドへ出力する。

【００２３】本例のＣＬＳＳ式油圧回路を詳しく説明す
る。ＣＬＳＳ式油圧回路の基本形は前述の通りである
が、通常の油圧回路は、本例のように、アクチュエータ
が（従ってその切換弁も）多数装着されている。そこで
各ＬＳ回路の合流点毎にシャトル弁４４を設け、これに
より、ＬＳ弁へのＬＳ圧として各ＬＳ回路中の最大負荷
圧Ｐmax が入力される。ＬＳ弁はＬＳ差圧ΔＰＬＳ〔＝
Ｐｐ−ＰＬＳ（ＰＬＳ＝Ｐmax ）〕が一定となるよう
に、油圧ポンプ４１の吐出量Ｑｐｎを制御する。このポ
ンプ吐出量Ｑｐｎは、各切換弁の要求流量Ｑｉの総和で
あるが、ＴＶＣ信号Ｓ６によるポンプ吸収トルクを越え
ることはない。また各切換弁には圧力補償弁４５がそれ
ぞれ設けられ、各切換弁の固有の前後差圧ΔＰｉと係わ
りなく、総ての切換弁に見かけの前記ＬＳ差圧ΔＰＬＳ
を与えており、これにより各切換弁の流量Ｑｉを負荷圧
Ｐｉや差圧ΔＰｉに係わらず、さらに他の切換弁の影響
されることなく、各開口面積Ａｉに比例したものとして
いる。尚、各圧力補償弁の設定値を予め調整しておくこ
とにより、各切換弁の流量Ｑｉに優先度を与えるのが普
通である。

【００２４】ＴＶＣとＣＬＳＳとの関係を簡単に説明す
る。エンジン１００がエンストしない程度のポンプ吸収
トルクが維持されるように、油圧ポンプ４１の吐出量Ｑ
ｐｍを、ポンプ吐出油圧Ｐｐが高くなれば少なくし、逆
にポンプ吐出油圧Ｐｐが低くなれば多くするのがポンプ
ユニットで制御され、ポンプ吸収トルクを指定する信号
がＴＶＣ信号Ｓ６である。そしてこのＴＶＣ信号Ｓ６に
よるポンプ吸収トルク（即ち、リターダ量）を上限とし
て、各油圧アクチュエータの負荷圧Ｐｉに係わりなく、
各切換弁の開口面積Ａｉに応じて各アクチュエータへそ
の要求流量Ｑｉの総和を流すのがＣＬＳＳ式の油圧回路
である。リターダ時はアクチュエータ負荷圧はポンプの
リリーフ圧となるので、ＴＶＣ信号がポンプ吐出量に比
例する。尚、予め説明すれば、ＴＶＣ信号Ｓ６を大きく
すると、ポンプ吸収トルクが減る構造が普通であるた
め、後述する図６（ａ）及び図７（ａ）もこれに従って
記載されている。

【００２５】かかる全体油圧回路において、油圧式動力
伝達部４０は、エンジン１００の駆動力Ｐｏで油圧ポン
プ４１を回しその圧油を切換弁なる走行弁４３で切り換
えることにより油圧モータ４２を停止又は回転させ、そ
の回転に基づく駆動力ＰｍをクラッチＡを係合させるこ
とより外部へ伝達する油圧式動力伝達経路を備えてい
る。勿論、この油圧回路もＣＬＳＳ式となっており、走
行弁４３はクローズドセンタ式である。クラッチＡの油
の給排や増圧は切換弁２３ａで行われる。走行弁４３は
前進位置Ｆ、中立位置Ｎ及び後進位置Ｒを備えている。
尚、４６はオーバラン時の異常圧やキャビテーションの
発生を阻止するための吸込弁付きリリーフ弁であり、後
述するように、油圧式動力伝達経路での走行時（即ち、
Ｆ１走行時）でのリターダ制動中の制動力の吸収も司
る。４７は吸込弁付きリリーフ弁４６における吸い込み
時、強制的に吸込させるための背圧弁である。４４は走
行弁４３に対するＣＬＳＳ用の前記シャトル弁である。
４５は走行弁４３に対するＣＬＳＳ用の前記圧力補償弁
である。油圧モータ４２はサーボ機構４２ａを備え、制
御器５０からのサーボ駆動信号Ｓ９に応じてその押しの
け容積が変化する可変容量形モータである。

【００２６】制御部５０は、変速レバー１０から選択位
置信号Ｒ、Ｎ、Ｆ１〜Ｆ３を入力すると、本ホイール式
建設機械を次の通り停止又は走行させる。変速レバー１
０がＮ位置であると（停車時）、走行弁４３へも切換弁
２３へも信号は出力されず、走行弁４３も切換弁２３も
Ｎ位置となり、油圧モータ４２は停止し、クラッチＡ、
Ｂ、Ｃも開放されて停車する。変速レバー１０がＲ位置
であると（Ｒ走行時）、走行弁４３へ信号Ｓ８が出力さ
れ、これをＲ位置とし油圧モータ４２を後進方向へ回転
させる。また切換弁２３ａへ信号Ｓ１ａが出力されクラ
ッチＡが係合する。これにより後進する。変速レバー１
０がＦ１位置であると（Ｆ１走行時）、走行弁４３へ信
号Ｓ７が出力され、これＦ位置とし、油圧モータ４２を
前進方向へ回転させる。また切換弁２３ａへ信号Ｓ１ａ
が出力されクラッチＡが係合する。これによりＦ１走行
する。変速レバー１０がＦ２位置であり、かつ車速があ
る一定以上のＦ２走行設定値である時、走行弁４３へ信
号は出力されず、これをＮ位置とし、油圧モータ４２を
停止させ、Ｆ２走行させる。尚、車速がＦ２走行設定値
以下の時は上記Ｆ２走行となる。他方、切換弁２３ｂへ
信号Ｓ１ｂが出力されクラッチＢが係合する。これによ
りＦ２走行する。変速レバー１０がＦ３位置であり、か
つ車速がある一定以上のＦ３走行設定値である時、走行
弁４３へ信号は出力されず、これをＮ位置とし、油圧モ
ータ４２を停止させる。他方、切換弁２３ｃへ信号Ｓ１
ｃが出力されクラッチＣが係合する。これによりＦ３走
行する。尚、車速がＦ３走行設定値以下の時は上記Ｆ２
走行となり、さらに車速がＦ２走行設定値以下の時は上
記Ｆ１走行となる。

【００２７】尚、本例の制御部５０は、スロットル開度
検出器５１により検出されたエンジン燃料噴射量Ｓ３の
大きさに応じた信号Ｓ７、Ｓ８を走行弁４３へ出力で
き、これにより、走行弁４３の開口面積を自在に調整で
き、上記ＣＬＳＳの機能により、Ｆ１走行及びＲ１走行
の走行速度を自在に制御できる。

【００２８】リターダスイッチ６０はこれをＯＮ位置と
すると、この信号が制御器５０へ出力され、制御器５０
からリターダ弁４８へリターダ駆動信号Ｓ１０が出力さ
れる。リターダ弁４８は、ＬＳ弁のポンプ圧入力側４１
１とＬＳ圧入力側４１２との間に備えられ、前記リター
ダ駆動信号Ｓ１０を入力したとき、ポンプ圧入力側４１
１とＬＳ圧入力側４１２との間を連通させる。この結
果、ＬＳ差圧ΔＰＬＳが小さくなり、ポンプ吐出量Ｑｐ
が増える。しかしポンプ吐出量Ｑｐが増えても流れて行
く箇所がないため、ポンプ圧力が上昇し、リリーフ圧力
に達する。通常リターダ弁をＯＮすると、ポンプ圧力が
リリーフ圧力になってしまうと考えてよい。ＴＶＣ信号
Ｓ６はポンプ吐出量×ポンプ圧力の最大値を制御する信
号であり、ポンプ圧力がここでリリーフ圧になってしま
うことから。ＴＶＣの指令がポンプの吐出量と比例する
ことになる。但し、上述の通り、本例では、ＴＶＣ信号
Ｓ６が大きいとき吸収トルクは小さくなる。これによ
り、ＴＶＣで指定したポンプ吸収トルクが発生し、この
トルクがリターダ制動トルクとなる。但し、リターダ制
動時に変速レバー１０を操作してＦ３走行からＦ２走行
へ、Ｆ３走行からＦ１走行へ、又は、Ｆ２走行からＦ１
走行へシフトダウンさせると、制御器５０はこれら変速
信号を入力し、リターダスイッチ６０をＯＦＦ位置に切
り換えるまでの間、下記実施例に示すように、予め記憶
した手順に従って前記リターダ駆動信号Ｓ１０の出力
を、Ｆ３走行からＦ２走行へのシフトダウン時は一時停
止させ、また、Ｆ２走行からＦ１走行へのシフトダウン
時は完全停止させ、さらに切換弁２３ｂへの信号Ｓ１
ｂ、油圧モータ４２へのサーボ駆動信号Ｓ９、ＴＶＣ信
号Ｓ６及び走行弁４３への信号Ｓ７等を調整しつつ出力
する。詳しくは、次の実施例の通りである。

【００２９】リターダ弁４８は、制御部５０からリター
ダ駆動信号Ｓ１０を入力しさえすれば、何時でもリター
ダ制動させることができる。ところでかかるリターダ制
動は、例えば長い降坂時での連続制動には好適であり、
このような場合はシフトダウンも伴うことが多い。本例
の変速機２００では、Ｆ３走行からＦ２走行への機械式
動力伝達経路間のシフトダウンと、Ｆ３走行からＦ１走
行への又はＦ２走行からＦ１走行への機械式動力伝達経
路から油圧式動力伝達経路へのシフトダウンとがある。

【００３０】第１実施例として、図２、図４を参照し、
Ｆ３走行からＦ２走行への（即ち、機械式動力伝達経路
から機械式動力伝達経路への）リターダ制動時のシフト
ダウン方法を述べる。また比較例を図５を参照して述べ
る。図２のフローチャートを、図４を参照しつつ順を追
って説明する。ちなみにリターダ制動はアクセルＯＦＦ
で、かつリターダスイッチ６０がＯＮの時に実施する。
尚、リターダスイッチ６０以外にフートブレーキ等から
信号を入力してもよく、従ってこのようなフートブレー
キ等もリターダスイッチとしてもよい。

【００３１】図２に示す通り、Ｆ３走行時、リターダ制
動させるときは〔工程（１）〕、エンジン回転を下げる
と共に、リターダスイッチ６０をＯＮ位置にする。これ
により、制御部５０からリターダ弁４８へリターダ駆動
信号Ｓ１０が出力される〔工程（２）〕。詳しくは次の
通りである。リターダ弁４８はリターダ駆動信号Ｓ１０
を入力すると、通常位置（閉位置ａ）からリターダ走行
位置（連通位置ｂ）へ切り換わる。リターダ弁４８が連
通位置ｂになると、ポンプ吐出圧ＰｐとＬＳ圧ＰＬＳと
が等しくなり、ＬＳ差圧ΔＰＬＳがなくなる〔ΔＰＬＳ
＝Ｐｐ−ＰＬＳ＝０〕。この結果、上記ＬＳ機能によっ
てポンプ油圧は最大側へと変化する。この結果、油圧ポ
ンプ４１の吸収トルクが大きくなり、路面及びエンジン
からの駆動力はＦ３走行用機械式動力伝達経路を経て油
圧ポンプ４１へ伝達され、ここで吸収されてリターダ制
動する。こうしてＦ３走行時におけるリターダ走行が達
成される。尚、このとき制御部５０は、車速、速度段、
サービスブレーキの踏み込み量等も別途入力しており、
これらを予め記憶してある設定値と比較し、エンジンの
エンスト防止に定めたＴＶＣ信号Ｓ６の範囲を越えた値
のＴＶＣ信号Ｓ６を生成することにより、上記リターダ
制動をより効果的なものとしている。

【００３２】次に、上記リターダ走行時、Ｆ２走行へシ
フトダウンするときは〔工程（３１）〕、クラッチＣの
圧油を任意値まで減圧すると共に、クラッチＢへの給油
を開始する〔工程（４）〕。詳しくは次の通りである。
図４ｂのｔ１時、切換弁２３ｃへの信号Ｓ１ｃを小さく
してクラッチＣの保持圧Ｐｃを下げる。尚、この減圧
は、後述する工程（６）でのクラッチＣの開放応答性を
良くするためである。また、切換弁２３ｂへ信号Ｓ１ｂ
を送りクラッチＢへの給油を開始する。

【００３３】次に、クラッチＢがフィリング状態になっ
た時〔工程（５）〕、クラッチＣの圧油をドレンし、リ
ターダ制動を停止させる〔工程（６）〕。詳しくは次の
通りである。クラッチＢがフィリング状態になると、切
換弁２３ｂから制御部５０へフィリング完了信号Ｓ２が
出力される。制御部５０はこの信号Ｓ２を入力すると、
切換弁２３ｃへの信号Ｓ１ｃを停止し、クラッチＣの圧
油をドレンさせる〔図４ｂのｔ２〕。また制御器５０は
リターダ弁４８への信号Ｓ１０を停止する（但し、リタ
ーダスイッチ６０はＯＮ位置のままである）〔図４ａの
ｔ２〕。このようにすると、リターダ弁４８は連通位置
ｂから閉位置ａへ切り換わり、油圧ポンプ４１は作業機
用の油圧回路４００への供給流量Ｑｐｎのみを吐出する
ようになる。但し実際は、走行中に作業機を作動させな
いのが普通であり、この場合、図４ｄのｔ２に示すよう
に、ＬＳ機能により油圧ポンプ４１の吐出量Ｑｐｎは最
小まで下がり、かつ、図４ｃのｔ２に示すように、吐出
油圧Ｐｐも低圧となる。もっとも上記ＬＳ機能やリター
ダ弁を用いなくても、このときＴＶＣ制御信号６を大き
くして油圧ポンプ４１の吐出流量Ｑｐｍを低下させても
よい。かかる結果、油圧ポンプ４１はリターダ制動力を
吸収トルクしなくなり、その分、クラッチＢに余計な負
荷を与えることもなくなる。即ち、切り換えショックが
低減する。

【００３４】尚、このように油圧ポンプ４１がリターダ
制動力を吸収しなくなるため、上記工程（６）では、図
４ｂのｔ２にように、クラッチＢの初期圧を通常走行時
（即ち、リターダ非制動時）のシフトダウン中の初期圧
よりも高めるのがよい。この初期圧設定は、切換弁２３
ｂへのＳ１ｂを高めに出力することで達成される。即
ち、漸増圧を、破線Ｌ１から実線Ｌ２へ移行させること
により、エンジンブレーキによる制動トルクが得られる
ようになり、この結果、図４ｅに示すように、制動トル
クは破線Ｌ３から実線Ｌ４へと変化し、制動トルク変動
をさらに抑制することができる。

【００３５】次に、クラッチＢが係合したら〔工程
（７）〕、リターダ制動させる〔工程（８）〕。詳しく
は次の通りである。図４ｂのｔ３に示すように、切換弁
２３ｂのモジュレーション機能によってクラッチＢの油
圧の漸増が終了し、クラッチＢが係合したら、図４ａの
ｔ３に示すように、制御部５０はリターダ弁４８へリタ
ーダ駆動信号Ｓ１０を再出力する。これにより、リター
ダ弁４８は上記工程（２）と同様に作動し、Ｆ２走行時
のリターダ走行を開始する。

【００３６】尚、上記工程（８）でのポンプ容量を、図
４ｄのｔ３〜ｔ４に示すように、図４ｃのポンプ吐出圧
Ｐｐの増加に倣って漸増するように、ＴＶＣ制御信号Ｓ
６で漸増させると、図４ｅに示すように、制動トルクの
変動が少なくなる。

【００３７】上記シフトダウン制御の効果を比較例（図
５）を参照して説明する。図５ａ〜図５ｅの実線は比較
例を示し、破線は上記第１実施例の図４ａ〜図４ｅにそ
れぞれである。図４ａ及び図４ｂに示すように、第１実
施例ではクラッチＢのフィリング時ｔ２〜係合時ｔ３の
間にリターダ弁４８によるリターダ制動を停止させた
が、比較例ではクラッチＢのフィリング時ｔ２〜係合後
の所定時ｔ４の間にリターダ弁４８によるリターダ制動
を停止させた。比較例のようにすると、図５ｅに示すよ
うに、制動トルクの変動が激しく、リターダ制動トルク
を得られないばかりか、変速ショックやこれに伴うクラ
ッチ発熱及び制動力変化等が生じ、該動力伝達装置の寿
命を短くしたり、オペレータに疲労感を与えるようにな
る。

【００３８】尚、他の比較例として図示しないがリター
ダ弁４８による制動を行ったままＦ３走行からＦ２走行
へシフトダウンさせると、制動力は得られるが、エンジ
ンへの見かけ上の逆負荷が増大するため、クラッチＢの
負荷が著しく増大するため、変速ショックの発生は元よ
り、クラッチ寿命も短くなる等の弊害が生ずる。但し、
リターダ弁４８がＯＮのままでもＴＶＣ信号を大きく
（即ち、ポンプ吸収トルクを小さく）する場合は、上記
制御例と同様となる。

【００３９】第２実施例は、図３、図６に示すとおり、
Ｆ２走行からＦ１走行への（即ち、機械式動力伝達経路
から油圧式動力伝達経路への）リターダ制動時のシフト
ダウン方法である。また比較例を図７を参照して述べ
る。尚、Ｆ２走行中のリターダ制動方法は、第１実施例
のＦ３走行中のリターダ制動方法である工程１〜工程２
と同様であるのでその説明を省略する。図３のフローチ
ャートを、図６を参照しつつ順を追って説明する。

【００４０】即ち、Ｆ２走行中でのリターダ走行時、Ｆ
１走行へシフトダウンするときは〔工程（３２）〕、走
行弁４３を全開する〔工程（９）〕。詳しくは次の通り
である。Ｆ２走行中でのリターダ走行時の油圧ポンプ４
１は、図６ａの範囲Ｈに示すように（また第１実施例の
工程（１）での尚書きで示したように）、その範囲Ｈ内
で、車速、速度段、サービスブレーキの踏み込み量等に
応じて最適リターダ走行が得られるようにＴＶＣ信号Ｓ
６が生成され、油圧ポンプ４１の吐出量制御がなされて
いる。ここで、制御部５０がシフトダウン信号入力する
と、図６ｂのｔ５に示すように、先ず走行弁４３へ信号
Ｓ７を最大にして出力する。走行弁４３はこの最大信号
Ｓ７を入力すると、中立位置Ｎから前進位置Ｆの最大開
口位置へと切り替わる。そしてＬＳ機能により、油圧ポ
ンプ４１から該走行弁４３の該開口面積に応じた大流量
の油が流れ油圧モータ４２の回転を、図６ｃのｔ５に示
すように、漸増させる。このように油圧モータ４１の回
転を予め高めておくと、Ｆ１走行での油圧モータ４２に
よるリターダ制動への移行を円滑に行える。尚、油圧モ
ータ４２の押しのけ容積は、図６ｇに示すように、予め
信号Ｓ９によって小さい側の位置としてある。油圧モー
タの可変信号Ｓ９も、ＴＶＣ信号Ｓ６と同様、信号Ｓ９
が小さいと油圧モータ４２の押しのけ容積を大きくし、
他方信号Ｓ９が大きいと油圧モータ４２の押しのけ容積
を小さくする。

【００４１】次に、油圧モータ４２の回転速度が予め設
定した回転速度になったとき又は一定時間を経過したと
き〔工程（１０）〕、クラッチＢへの圧油を任意値まで
降下させると共に、クラッチＡへの給油を開始させる
〔工程（１１）〕。詳しくは次の通りである。油圧モー
タ４２の回転速度Ｎｍの検出は、その出力軸に回転セン
サを設けて制御部５０へ出力するが、本例では、制御部
５０に、図６ｃに示すように、一定時間Ｔ１を予め記憶
して制御している。この一定時間Ｔ１が経過したとき、
図６ｅのｔ６に示すように、切換弁２３ｂへの信号Ｓ１
ｂを小さくしてクラッチＢの保持圧Ｐｂを下げる。この
ようにすると、次のクラッチＢの開放の応答性が良くな
る。また、切換弁２３ａへ信号Ｓ１ａを送り、クラッチ
Ａへの給油を開始する。

【００４２】次に、クラッチＡがフィリング状態になっ
た時〔工程（１２）〕、クラッチＡの油圧を漸増させ、
リターダ制動を停止させ、走行弁４３の漸減を開始する
〔工程（１３）〕。詳しくは次の通りである。図６ｅの
ｔ７に示すように、クラッチＡがフィリング状態になる
と、切換弁２３ａから制御部５０へフィリング完了信号
Ｓ２が出力される。以降は切換弁２３ａのモジュレーシ
ョン機能によりクラッチＡの油圧は任意な値で漸増す
る。制御部５０はこの信号Ｓ２を入力すると、図６ｆの
ｔ７に示すように、リターダ弁４８へのリターダ駆動信
号Ｓ１０の出力を停止してリターダ弁４８を連通位置ｂ
のから閉位置ａへと切り換える。また図６ｂのｔ７に示
すように、走行弁４３への信号Ｓ７の漸減を開始し、中
立位置Ｎへ移行させる。尚、この信号Ｓ７の漸減によっ
て油圧モータ４２の回路内でのキャビテーションの発生
が阻止される。また本実施例では中立位置Ｎへ移行させ
たが、中立位置Ｎに近い開口量までの移行でもよい。

【００４３】上記工程（１３）により油圧リターダ制動
の方式は変化する。即ち、前者Ｆ２走行時での油圧リタ
ーダ制動は、第１実施例での油圧リターダと同様、リタ
ーダ弁４８による油圧ポンプ４１のポンプ吸収トルクに
基づく油圧リターダ制動である。これに対し、後者Ｆ１
走行時での油圧リターダ制動は、油圧モータ４２のモー
タ吸収トルクに基づく油圧リターダ制動である。即ち、
油圧モータ４２の押しのけ容積と吸込弁付きリリーフ４
６によるリリーフ油圧とによるモータ吸収トルクに基づ
く油圧リターダ制動である。

【００４４】尚、上記工程（１３）での油圧モータ４２
の押しのけ容積は、図６ｇのｔ７に示すように（また上
記工程（９）の尚書きのように）、予め小さくしてある
が、これを放置せず、車速、速度段、サービスブレーキ
の踏み込み量等に応じて予め可変制御しておくのがよ
い。油圧ポンプ４１については、Ｆ１走行が油圧駆動で
あるため、図６ａに示すように、ＴＶＣ信号Ｓ６を予め
小さくしておき、これにより該油圧ポンプ４１の吸収可
能トルクを予め大きくしておくのがよい。

【００４５】次に、クラッチＡが係合したら〔工程（１
４）〕、クラッチＢの圧油をドレンさせ〔工程（１
５）〕、次に、エンジン１００の回転を増加させる〔工
程（１６）〕。詳しくは次の通りである。クラッチＡが
係合したとき、切換弁２３ｂへの信号Ｓ１ｂを切りクラ
ッチＢの圧油をドレンさせる。尚、図６ｅのｔ８に示す
ように、この前後関係は厳格に規定する必要はなく、ク
ラッチＡが係合時前後でクラッチＢの圧油をドレンさせ
てもよい。さらに尚、クラッチＡの油圧は切換弁２３ａ
により増圧させる。以降は、Ｆ１走行でのリターダ走行
であるから、走行も可能なように、図６ｈに示すよう
に、アクセルペダルの踏角を調整し、エンジン１００の
回転速度（即ち、エンジン出力）を調整することにな
る。

【００４６】上記シフトダウン制御の効果を比較例（図
７）を参照して説明する。図７ａ〜図７ｉの実線は比較
例を示し、破線は第２実施例の図６ａ〜図６ｉにそれぞ
れ対応する。図７ｆに示すように、リターダ弁４８のＯ
ＦＦ時は、第２実施例ではフィリング時ｔ７としたが、
比較例ではクラッチＢへの圧油を任意値まで降下させた
時ｔ６とした。また図７ｇに示すように、油圧モータ４
２の容量制御は、第２実施例ではリターダ弁４８のＯＦ
Ｆ後に制御したが、比較例ではリターダ弁４８のＯＮ時
のままとした。比較例のようにすると、図７ｉに示すよ
うに、制動トルクの変動が激しく、リターダ制動トルク
を得られないばかりか、変速ショックやこれに伴うクラ
ッチ発熱及び制動力変化等が生じ、該動力伝達装置の寿
命を短くしたり、オペレータに疲労感を与えるようにな
る。

【００４７】他の実施例を項目列記する。（１）上記実施例における油圧リターダ装置は、実施例
本体がＣＬＳＳ回路であるため、上記実施例の通り特別
に「リターダ弁４８」を構成したが、第１実施例及び第
２実施例の動力伝達装置の油圧リターダ変速方法におけ
る機械式動力伝達経路での油圧リターダ装置は、例えば
従来技術に基づく油圧リターダ等の他のリターダ装置で
あってもよい。

【００４８】（２）上記第１実施例における油圧リター
ダ変速方法は、機械式動力伝達経路だけで構成された動
力伝達装置へも当然に適用される。

【００４９】（３）上記第２実施例はＦ２からＦ１への
シフトダウン例であるが、Ｆ３からＦ１へのシフトダウ
ンも同様である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる動
力伝達装置の油圧リターダ変速方法によれば、第１発明
は、油圧ポンプおよび油圧モータを備えた動力伝達装置
における油圧式動力伝達経路中の油圧ポンプのリリーフ
油圧を用いたリターダ制動時に、機械式動力伝達部の一
方のクラッチＢを開放し、かつ、油圧式動力伝達部のク
ラッチＡを係合することで機械式動力伝達経路から前記
油圧式動力伝達経路へ切り換えてシフトダウンすること
を達成してなる動力伝達装置の油圧リターダ変速方法に
おいて、前記リターダ制動時にシフトダウンさせるとき
は、油圧モータの押しのけ容積を予め小さい側の位置と
して、該シフトダウン中に前記リターダ制動から、油圧
式動力伝達経路中の油圧モータのリリーフ油圧を用いた
リターダ制動へ切り換えることにしたため、リターダ制
動トルクの急変及び変速ショックを抑制することができ
る。この結果、動力伝達装置の寿命延長となり、またオ
ペレータに疲労感を与えなくなる。

【００５１】第２発明では、上記第１発明において油圧
ポンプのリリーフ油圧を用いた油圧リターダ制動時に、
前記機械動力伝達部の他方のクラッチＣを開放し、か
つ、前記機械式動力伝達部の一方のクラッチＢを係合す
ることで機械式動力伝達経路間を切り替えてシフトダウ
ンするときは、該シフトダウン中は前記油圧ポンプのリ
リーフ油圧を用いた油圧リターダ制動を弱めることとし
たため、リターダ制動トルクの急変及び変速ショックを
抑制することができる。勿論、動力伝達装置はより寿命
延長となり、またオペレータに疲労感を与えなくなる。

【００５２】第３発明は、第２発明において、リターダ
制動を停止させると共に、係合側の前記機械式動力伝達
部の一方のクラッチＢの初期系合力を、油圧ポンプのリ
リーフ油圧を用いた油圧リターダ非制動時のシフトダウ
ン中（即ち通常シフトダウン中）の前記機械式動力伝達
部の一方のクラッチＢの初期系合力よりも高めることと
したため、より効果的に、リターダ制動トルクの急変及
び変速ショックを抑制することができる。勿論、動力伝
達装置はより寿命延長となり、またオペレータに疲労感
を与えなくなる。

【００５３】

【図面の簡単な説明】

【図１】動力伝達装置及びその油圧リターダ装置の回路
図である。

【図２】方法発明なる第１実施例のフローチャートであ
る。

【図３】方法発明なる第２実施例のフローチャートであ
る。

【図４】方法発明なる第１実施例のタイムチャートであ
り、（ａ）はリターダ弁の開閉時期、（ｂ）はクラッチ
油圧の変更時期、（ｃ）はポンプ油圧の変化、（ｄ）は
ポンプ容量の変更時期、（ｅ）は制動トルクの変化を示
す。

【図５】方法発明なる第１実施例の比較例のタイムチャ
ートであり、（ａ）はリターダ弁の開閉時期、（ｂ）は
クラッチ油圧の変更時期、（ｃ）はポンプ油圧の変化、
（ｄ）はポンプ容量の変更時期、（ｅ）は制動トルクの
変化を示す。

【図６】方法発明なる第２実施例のタイムチャートであ
り、（ａ）はＴＶＣ制御時期、（ｂ）は走行弁の開閉時
期、（ｃ）はモータ回転の変化、（ｄ）はモータ出口油
圧の変化、（ｅ）はクラッチ油圧の変更時期、（ｆ）は
リターダ弁の開閉時期、（ｇ）はモータ容量の変更時
期、（ｈ）はエンジンの回転、（ｉ）は制動トルクの変
化を示す。

【図７】方法発明なる第２実施例の比較例のタイムチャ
ートであり、（ａ）はＴＶＣ制御時期、（ｂ）は走行弁
の開閉時期、（ｃ）はモータ回転の変化、（ｄ）はモー
タ出口油圧の変化、（ｅ）はクラッチ油圧の変更時期、
（ｆ）はリターダ弁の開閉時期、（ｇ）はモータ容量の
変更時期、（ｈ）はエンジンの回転、（ｉ）は制動トル
クの変化を示す。

【符号の説明】

１０…変速レバー、２０…クラッチ油圧回路、３０…機
械式動力伝達部、４０…油圧式動力伝達部、４１…油圧
ポンプ、４２…油圧モータ、４３…走行弁、４４…シャ
トル弁、４５…圧力補償弁、４６…吸込弁付きリリーフ
弁、４８…リターダ弁、５０…制御部、６０…リターダ
スイッチ、１００…エンジン、２００…変速機、３００
…車軸、４００…作業器用油圧回路、５００…リリーフ
弁、Ｓ１０…リターダ駆動信号、Ｓ６…ＴＶＣ信号、Ｓ
７…信号、Ｓ９…信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ１６Ｈ 61/42 Ｆ１６Ｈ 61/42 Ｋ // Ｆ１６Ｈ 59:54 59:54 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 41/26 B60T 10/02 F16H 47/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧ポンプおよび油圧モータを備えた動
力伝達装置における油圧式動力伝達経路中の油圧ポンプ
のリリーフ油圧を用いたリターダ制動時に、機械式動力
伝達部の一方のクラッチＢを開放し、かつ、油圧式動力
伝達部のクラッチＡを係合することで機械式動力伝達経
路から前記油圧式動力伝達経路へ切り換えてシフトダウ
ンすることを達成してなる動力伝達装置の油圧リターダ
変速方法において、前記リターダ制動時にシフトダウン
させるときは、油圧モータの押しのけ容積を予め小さい
側の位置として、該シフトダウン中に前記リターダ制動
から、油圧式動力伝達経路中の油圧モータのリリーフ油
圧を用いたリターダ制動へ切り換えることを特徴とする
動力伝達装置の油圧リターダ変速方法。
【請求項２】油圧ポンプのリリーフ油圧を用いた油圧
リターダ制動時に、前記機械動力伝達部の他方のクラッ
チＣを開放し、かつ、前記機械式動力伝達部の一方のク
ラッチＢを係合することで機械式動力伝達経路間を切り
替えてシフトダウンするときは、該シフトダウン中は前
記油圧ポンプのリリーフ油圧を用いた油圧リターダ制動
を弱めることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置
の油圧リターダ変速方法。
【請求項３】前記機械式動力伝達部の一方のクラッチ
Ｂの初期係合力を、油圧ポンプのリリーフ油圧を用いた
油圧リターダ非制動時のシフトダウン中の前記機械式動
力伝達部の一方のクラッチＢの初期係合力よりも高める
ことを特徴とする請求項２記載の動力伝達装置の油圧リ
ターダ変速方法。