Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CLUTCH CONTROL DEVICE FOR HYDRAULICALLY DRIVEN VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/096859
Kind Code:
A1
Abstract:
A first motor (3) and a second motor (4), which are of the variable displacement type, are parallelly connected in a closed circuit to a hydraulic pump (2). Output torque of the first motor (3) is transmitted to an output shaft (6) through a clutch device (15). A clutch control section (10) controls the clutch device (15) such that, when the speed of an engine is at N1, or at full acceleration, the clutch is disengaged at a vehicle speed of v1 and, when the speed of the engine is at N3 (< N1), or in a partial acceleration, the clutch is disengaged at a vehicle speed of v3 (< v1).

Inventors:
HYODO KOJI (JP)
SUZUKI NOBUHIRO (JP)
TAKANO KOJI (JP)
ISHIMARU GENICHIRO (JP)
ISHIDA KAZUO (JP)
CHONAN KAZUO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/052159
Publication Date:
August 14, 2008
Filing Date:
February 08, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
TCM CORP (JP)
HITACHI CONSTRUCTION MACHINERY (JP)
HYODO KOJI (JP)
SUZUKI NOBUHIRO (JP)
TAKANO KOJI (JP)
ISHIMARU GENICHIRO (JP)
ISHIDA KAZUO (JP)
CHONAN KAZUO (JP)
International Classes:
F16H59/38; F16H59/44; F16H61/42; F16H61/421; F16H61/433; F16H61/44; F16H61/444; F16H61/452
Foreign References:
JPH11166623A1999-06-22
JPH11230333A1999-08-27
JP2000074184A2000-03-07
Other References:
See also references of EP 2119942A4
Attorney, Agent or Firm:
NAGAI, Fuyuki (1-1-3 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo 03, JP)
Download PDF:
Claims:
 エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
 前記油圧ポンプに閉回路接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形の第1の油圧モータと、
 前記第1の油圧モータに対し並列に接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形または固定容量形の第2の油圧モータと、
 前記第1の油圧モータと前記第2の油圧モータの出力により駆動する走行用駆動軸と、
 前記第1の油圧モータの押しのけ容積を負荷に応じてゼロから最大押しのけ容積の間で制御する容積制御装置と、
 前記第1の油圧モータと前記走行用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切り離すクラッチ装置と、
 前記エンジンの回転速度を検出するエンジン速度検出部と、
 車速を検出する車速検出部と、
 検出されたエンジン速度と車速に応じて前記クラッチ装置を制御するクラッチ制御部とを備え、
 前記クラッチ制御部は、車速の増速時に第1のエンジン速度が検出されている場合には、第1の車速で前記動力伝達経路を切り離し、前記第1のエンジン速度よりも低い第2のエンジン速度が検出されている場合には、前記第1の車速よりも低い第2の車速で前記動力伝達経路を切り離すように前記クラッチ装置を制御する油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
 請求項1に記載の油圧駆動車両のクラッチ制御装置において、
 前記クラッチ制御部は、エンジン速度の増加に伴い、前記動力伝達経路を切り離す車速がほぼ直線的に増加するように前記クラッチ装置を制御する油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
 請求項1または2に記載の油圧駆動車両のクラッチ制御装置において、
 前記クラッチ制御部は、検出された車速が所定の下限車速より低いときはエンジン速度に拘わらず前記動力伝達経路を接続し、所定の上限車速より高いときはエンジン速度に拘わらず前記動力伝達経路を切り離すように前記クラッチ装置を制御する油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
 請求項1に記載の油圧駆動車両のクラッチ制御装置において、
 エンジン速度が低速域では、前記動力伝達経路を切り離す車速をエンジン速度に拘わらず所定の下限値に設定し、エンジン速度が中速域では、エンジン速度の増加に伴い前記動力伝達経路を切り離す車速をほぼ直線的に増加させ、エンジン速度が高速域では、前記動力伝達経路を切り離す車速をエンジン速度に拘わらず所定の上限値に設定する設定部を備え、
 前記クラッチ制御部は、前記設定部により設定された特性に従って前記クラッチ装置を制御する油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
 請求項1~4のいずれか1項に記載の油圧駆動車両のクラッチ制御装置において、
 前記クラッチ制御部は、前記動力伝達経路が切り離された後、車速の減速時に前記第1のエンジン速度が検出されている場合には、前記第1の車速よりも低い第3の車速で前記動力伝達経路を接続し、前記第2のエンジン速度が検出されている場合には、前記第2の車速よりも低い第4の車速で前記動力伝達経路を接続する油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
 請求項1~5のいずれか1項に記載の油圧駆動車両のクラッチ制御装置において、
 アクセルペダルの操作量の増加に伴いエンジン速度を増加させるエンジン速度制御装置を備え、
 前記第1のエンジン速度は、前記アクセルペダルがフル操作されたときのエンジン速度に相当し、前記第2のエンジン速度は、前記アクセルペダルがハーフ操作されたときのエンジン速度に相当する油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
 エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
 前記油圧ポンプに閉回路接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形の第1の油圧モータと、
 前記第1の油圧モータに対し並列に接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形または固定容量形の第2の油圧モータと、
 前記第1の油圧モータと前記第2の油圧モータの出力により駆動する走行用駆動軸と、
 前記第1の油圧モータの押しのけ容積を負荷に応じてゼロから最大押しのけ容積の間で制御する容積制御装置と、
 前記第1の油圧モータと前記走行用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切り離すクラッチ装置と、
 前記第1の油圧モータおよび前記第2の油圧モータに作用する負荷圧力を検出する圧力検出部と、
 検出された負荷圧力が所定値以下になると、前記動力伝達経路を切り離すように前記クラッチ装置を制御するクラッチ制御部とを備える油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
 エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
 前記油圧ポンプに閉回路接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形の第1の油圧モータと、
 前記第1の油圧モータに対し並列に接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形または固定容量形の第2の油圧モータと、
 前記第1の油圧モータと前記第2の油圧モータの出力により駆動する走行用駆動軸と、
 前記第1の油圧モータの押しのけ容積を負荷に応じてゼロから最大押しのけ容積の間で制御する容積制御装置と、
 前記第1の油圧モータと前記走行用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切り離すクラッチ装置と、
 前記第1の油圧モータを通過する通過流量を検出する流量検出部と、
 検出された流量が所定値以下になると、前記動力伝達経路を切り離すように前記クラッチ装置を制御するクラッチ制御部とを備える油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
 エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
 前記油圧ポンプに閉回路接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形の第1の油圧モータと、
 前記第1の油圧モータに対し並列に接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形または固定容量形の第2の油圧モータと、
 前記第1の油圧モータと前記第2の油圧モータの出力により駆動する走行用駆動軸と、
 前記第1の油圧モータの押しのけ容積を負荷に応じてゼロから最大押しのけ容積の間で制御する容積制御装置と、
 前記第1の油圧モータと前記走行用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切り離すクラッチ装置と、
 前記第1の油圧モータの傾転角を検出する傾転角検出部と、
 検出された傾転角が所定値以下になると、前記動力伝達経路を切り離すように前記クラッチ装置を制御するクラッチ制御部とを備える油圧駆動車両のクラッチ制御装置。
Description:
油圧駆動車両のクラッチ制御装

 本発明は、複数の可変容量型油圧モータ 出力で車両を駆動する油圧駆動車両のクラ チ制御装置に関する。

 この種のクラッチ制御装置として、従来 一方の油圧モータがゼロ傾転になった後、 の油圧モータに連結されたクラッチを切り し、他方の油圧モータの出力のみで車両を 動するようにした装置が知られている(例え ば特許文献1参照)。この特許文献1記載の装置 は、油圧モータがゼロ傾転になった後、車速 が所定値以上になるとクラッチを切り離す。

特開平11-230333号公報

 上記特許文献1記載の装置は、フルアクセ ルでの走行を前提として上記所定値を設定し ている。そのため、ハーフアクセルで走行し ている場合には、この所定値よりも遅い車速 でゼロ傾転となり、車速が所定値になるまで はゼロ傾転のままクラッチが接続された状態 となるため、エンジン出力を無駄に消費し、 ロスが大きい。

 本発明による油圧駆動車両のクラッチ制御 置は、エンジンにより駆動される油圧ポン と、油圧ポンプに閉回路接続され、油圧ポ プからの圧油により駆動する可変容量形の 1の油圧モータと、第1の油圧モータに対し 列に接続され、油圧ポンプからの圧油によ 駆動する可変容量形または固定容量形の第2 油圧モータと、第1の油圧モータと第2の油 モータの出力により駆動する走行用駆動軸 、第1の油圧モータの押しのけ容積を負荷に じてゼロから最大押しのけ容積の間で制御 る容積制御装置と、第1の油圧モータと走行 用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切 り離すクラッチ装置と、エンジンの回転速度 を検出するエンジン速度検出部と、車速を検 出する車速検出部と、検出されたエンジン速 度と車速に応じてクラッチ装置を制御するク ラッチ制御部とを備える。クラッチ制御部は 、車速の増速時に第1のエンジン速度が検出 れている場合には、第1の車速で動力伝達経 を切り離し、第1のエンジン速度よりも低い 第2のエンジン速度が検出されている場合に 、第1の車速よりも低い第2の車速で動力伝達 経路を切り離すようにクラッチ装置を制御す る。
 ここで、エンジン速度の増加に伴い、動力 達経路を切り離す車速がほぼ直線的に増加 るようにクラッチ装置を制御することが好 しい。
 検出された車速が所定の下限車速より低い きはエンジン速度に拘わらず動力伝達経路 接続し、所定の上限車速より高いときはエ ジン速度に拘わらず動力伝達経路を切り離 ようにクラッチ装置を制御することもでき 。
 エンジン速度が低速域では、前記動力伝達 路を切り離す車速をエンジン速度に拘わら 所定の下限値に設定し、エンジン速度が中 域では、エンジン速度の増加に伴い動力伝 経路を切り離す車速をほぼ直線的に増加さ 、エンジン速度が高速域では、動力伝達経 を切り離す車速をエンジン速度に拘わらず 定の上限値に設定する設定部を備え、この 定部により設定された特性に従ってクラッ 装置を制御するようにしてもよい。
 動力伝達経路が切り離された後、車速の減 時に第1のエンジン速度が検出されている場 合には、第1の車速よりも低い第3の車速で動 伝達経路を接続し、第2のエンジン速度が検 出されている場合には、第2の車速よりも低 第4の車速で動力伝達経路を接続することも きる。
 アクセルペダルの操作量の増加に伴いエン ン速度を増加させるエンジン速度制御装置 備え、第1のエンジン速度をアクセルペダル がフル操作されたときのエンジン速度とし、 第2のエンジン速度をアクセルペダルがハー 操作されたときのエンジン速度としてもよ 。
 また、本発明は、第1の油圧モータおよび第 2の油圧モータに作用する負荷圧力を検出す 圧力検出部と、検出された負荷圧力が所定 以下になると、動力伝達経路を切り離すよ にクラッチ装置を制御するクラッチ制御部 を備える。
 さらに、本発明は、第1の油圧モータを通過 する通過流量を検出する流量検出部と、検出 された流量が所定値以下になると、動力伝達 経路を切り離すようにクラッチ装置を制御す るクラッチ制御部とを備える。
 さらにまた、本発明は、第1の油圧モータの 傾転角を検出する傾転角検出部と、検出され た傾転角が所定値以下になると、動力伝達経 路を切り離すようにクラッチ装置を制御する クラッチ制御部とを備える。

 本発明によれば、油圧モータがゼロ傾転 状態でクラッチが接続状態となることが抑 されるため、エンジン出力のロスを低減で る。

本発明の実施の形態に係るクラッチ制 装置の構成を示す走行用油圧回路図。 図1の油圧モータの傾転制御特性の一例 を示す図。 ホイールローダの走行性能線図の一例 示す図。 アクセルペダルのフル操作時における ラッチ制御の一例を示す図。 クラッチオフ車速とクラッチオン車速 特性を示す図。 図1のコントローラで実行される処理の 一例を示すフローチャート。 第1の変形例としての処理の一例を示す フローチャート。 第2の変形例の構成を示す走行用油圧回 路図。 第2の変形例としての処理の一例を示す フローチャート。 第3の変形例としての処理の一例を示 フローチャート。

 以下、図1~図6を参照して本発明による油圧 動車両のクラッチ制御装置の実施の形態に いて説明する。
 図1は、本実施の形態に係るクラッチ制御装 置の構成を示す走行用油圧回路図である。こ のクラッチ制御装置は、例えばホイールロー ダに適用される。エンジン1により駆動され 油圧ポンプ2には一対の油圧モータ(第1モー 3および第2モータ4)が互いに並列に閉回路接 され、いわゆるHST走行回路が形成されてい 。油圧ポンプ2からの圧油により油圧モータ 3,4が回転すると、油圧モータ3、4の出力トル はギアボックス5を介して出力軸6に伝達さ る。これによりアクスル7を介してタイヤ8が 回転し、車両が走行する。

 このとき、第1モータ3の出力トルクはク ッチ装置15を介してギヤボックス5に入力さ る。クラッチ装置15の作動はコントローラ10 より制御される。すなわちコントローラ10 クラッチオン信号を出力し、クラッチ装置15 をオンする。このクラッチオンにより第1モ タ3と出力軸6の動力伝達経路が接続され、第 1モータ3の出力トルクがタイヤ8に伝達される 。また、コントローラ10はクラッチオフ信号 出力し、クラッチ装置15をオフする。この ラッチオフにより第1モータ3と出力軸6の動 伝達経路が切り離され、第1モータ3から出力 軸6へのトルク伝達が遮断される。

 コントローラ10には、アクセルペダル9の 作量を検出する操作量検出器9aと、車両の 後進を指令する前後進切換スイッチ18と、エ ンジン回転数(エンジン速度)を検出する回転 センサ11と、前進時および後進時におけるHS T回路の負荷圧(モータ駆動圧)を検出する圧力 センサ12,13と、車速を検出する車速センサ14 らの信号がそれぞれ入力される。アクセル ダル9の操作によりエンジン1の目標回転数が 入力され、コントローラ10は操作量検出器9a 検出した目標回転数にエンジン回転数を制 する。すなわちコントローラ10は、アクセル ペダル9の操作量が増加するとエンジン回転 を増加させるエンジン速度制御装置として 機能する。

 油圧ポンプ2は可変容量形ポンプであり、 ポンプ傾転量すなわちポンプ押しのけ容積( ンプ容量)は傾転制御装置2aにより制御され 。図示は省略するが、傾転制御装置2aは傾転 シリンダと、前後進切換スイッチ18の操作に じて切り換わる前後進切換弁とを有する。 転シリンダには、前後進切換弁を介して制 圧力が供給され、制御圧力に応じてポンプ 転量が制御されるとともに、前後進切換弁 切換に応じて傾転シリンダの動作方向が制 され、油圧ポンプ2の傾転方向が制御される 。制御圧力はエンジン回転数の増加に比例し て上昇し、制御圧力が上昇するとポンプ傾転 量が増加する。その結果、エンジン回転数が 増加すると、油圧ポンプ1の回転数とポンプ 転量の両方が増加するため、ポンプ吐出量 エンジン回転数の増加に応じて滑らかに応 性よく増大し、滑らかで力強い加速性が得 れる。

 油圧モータ3,4はいずれも可変容量形モー であり、コントローラ10から図示しない傾 制御装置に制御信号が出力され、モータ傾 量すなわちモータ押しのけ容積(モータ容量) がそれぞれ制御される。図2(a),(b)は、それぞ 第1モータ3と第2モータ4の傾転制御特性の一 例を示す図であり、横軸にHSTの駆動圧力Pを 縦軸にモータ押しのけ容積qをとっている。

 図2(a)に示すように第1モータ3の押しのけ 積q1は、モータ駆動圧Pが所定値Pa以下の範 ではゼロ(q1=0)であり、モータ駆動圧Pが所定 Pa以上になると負荷に応じて0から最大q1max で増加する。押しのけ容積q1が0になると、 圧ポンプ2から第1モータ3への圧油の流れが ロックされ、ポンプ吐出油による第1モータ3 の回転が阻止される。

 一方、図2(b)に示すように第2モータ4のモ タ押しのけ容積q2は、モータ駆動圧Pが所定 Pa以下の範囲では最小q2min(>0)であり、モ タ駆動圧Pが所定値Pa以上になると負荷に応 て最小q2minから最大q2maxまで増加する。但し 図2(b)の特性に従ってモータ押しのけ容積2 制御されるのは、車速が後述のクラッチオ 車速Voff以上になったときであり、車速がク ッチオフ車速Voff以下の場合には、走行負荷 に拘わらずモータ押しのけ容積q2は最大q2max 保持される。なお、図2(a),(b)では、安定した モータ傾転制御が行われるようにするため、 押しのけ容積が最大q1max,q2maxになる点の駆動 PがPaよりもδPだけ大きくなっているが、説 を簡単にするため以下ではδP=0として説明 る。

 図3は、ホイールローダの走行性能線図の 一例である。図では、横軸に車速v、縦軸に 大牽引力に対する牽引力の割合(%)をとって る。特性f1はアクセルペダル9をフル操作(最 踏み込み操作)したときの走行性能線図、特 性f3はハーフ操作(中程度の踏み込み操作)し ときの走行性能線図であり、特性f2はフル操 作とハーフ操作の間の操作に対応した走行性 能線図、特性f4はハーフ操作よりも少ない操 に対応した走行性能線図である。各特性f1~f 4とも車速の増加に伴い牽引力は減少してい 。特性f1~f4に対応したエンジン回転数をそれ ぞれN1~N4とすると、N1~N4にはN1>N2>N3>N4の 関係があり、エンジン回転数が低いほど車速 と牽引力の積、つまり走行に利用できる動力 の値が減少している。

 ここで、特性f1~f4において、走行牽引力 減少すると、モータ出力トルクが減少し、 1モータ3のモータ押しのけ容積q1が減少する( 図2)。その結果、例えば特性f1~f4上の各点P1~P4 において、第1モータ3の押しのけ容積q1がゼ となる。P1~P4の車速v1~v4にはv1>v2>v3>v4 関係があり、エンジン回転数が低いほど、 り遅い車速で第1モータ3の押しのけ容積q1は ロとなる。

 図4は、本実施の形態に係るクラッチ制御 の一例を示す図である。図中、特性f11および f12はそれぞれアクセルペダル9のフル操作に る加速操作時および減速操作時の車速と第1 ータ3の押しのけ容積q1との関係を、特性f21 よびf22はそれぞれアクセルペダル9のフル操 作による加速操作時および減速操作時の車速 と第2モータ4の押しのけ容積q2との関係を示 ている。

 アクセルペダル9をフルに踏み込み操作し て車両を走行すると、走行負荷の減少に伴い 特性f11に示すように第1モータ3の押しのけ容 q1は小さくなり、例えば車速Voff(=図3のv1)時 0となる。このとき押しのけ容積q1の減少に り車速vは増加する。ここで、車速Voff時に ントローラ10からクラッチオフ信号が出力さ れると、クラッチ装置15がオフされ、第1モー タ3が出力軸6から切り離される。このとき、 性f21に示すように、第2モータ4の押しのけ 積q2は、車速がVoffになるまでは最大q2maxに保 持されるが、車速がVoff以上になると負荷に じて制御され、モータ駆動圧PがPaより小さ 場合はq2minまで減少する。これにより車速v 増加し、高速低トルクの走行が可能となる

 一方、最高車速で走行中にアクセルペダ 9を減速操作してあるいは走行負荷が増加す ることにより車速が減少すると、特性f22に示 すように、第2モータ4の押しのけ容積q2は最 q2minから最大q2maxまで増加する。車速がVoff以 下になると、第2モータ4の押しのけ容積q2は 大q2maxに保持される。車速がVon(<Voff)まで 少するとコントローラ10からクラッチオン信 号が出力され、クラッチ装置15がオンされ、 1モータ3と出力軸6が接続される。このとき 特性f12に示すように第1モータ3の押しのけ 積q1は負荷に応じて制御され、モータ駆動圧 PがPaより大きい場合はq1maxまで増加する。こ により車速が減少し、低速高トルクの走行 可能となる。

 上述したようにアクセルペダル9をフル操 作した状態では、車速Voff(=v1)時に第1モータ3 押しのけ容積は0になる。そのため、車速Vof fでクラッチオフすることで、車軸6の回転に って第1モータ3が回転することを防止でき 。その結果、走行抵抗が小さくなり、エン ン出力のロスを低減できる。つまり、ゼロ 転のモータを駆動するにもトルク(ゼロ傾転 ストルクと呼ぶ)が必要となるが、ゼロ傾転 になった後にクラッチをオフすることで、ゼ ロ傾転ロストルクの発生を抑えることができ る。

 第1モータ3がゼロ傾転になる車速はエン ン回転数によって異なり(図3)、例えばアク ルペダル9のハーフ操作時には車速v3でモー 押しのけ容積は0となる。このため、フル操 を基準にしてクラッチオフ車速Voff(=v1)をエ ジン回転数に拘わらず一律に定めていたの は、ハーフ操作時において車速がv3からv1に 至るまで、第1モータ3は出力軸6によって無駄 に回転させられるため、ロスが大きい。そこ で、本実施の形態では、図5に示すようにエ ジン速度に応じてクラッチオフ車速Voffおよ クラッチオン車速Vonの特性を設定し、この 性に基づきクラッチ装置15を制御する。

 図5において、クラッチオフ車速Voffは、 ンジン速度が所定値Naに至るまでは所定値v10 に保持され、エンジン速度が所定値Na以上所 値Nb以下の範囲では、エンジン速度の増加 伴いほぼ比例的(直線的)に増加し、エンジン 速度が所定値Nbを超えると所定値v11に保持さ るように設定されている。クラッチオン車 Vonは、エンジン速度が所定値Naに至るまで 所定値v20に保持され、エンジン速度が所定 Na以上所定値Nb以下の範囲では、エンジン速 の増加に伴いほぼ比例的(直線的)に増加し エンジン速度が所定値Nbを超えると所定値v21 に保持されるように設定されている。

 すなわちクラッチオフ車速Voffは、下限値 v10と上限値v11の間でエンジン速度に応じて変 化するとともに、クラッチオン車速Vonは、エ ンジン速度の全域にわたりクラッチオフ車速 Voffよりも所定速度(例えば1.5km/h程度)だけ低 値に設定されている。エンジン速度がNaとNb 間のクラッチオフ車速Voffは、モータ押しの け容積q1が0となる車速(例えば図3のv1~v3)に相 する。このクラッチオフ車速Voffは、計算や 実験等により求められる。

 図5の特性は予めコントローラ10に記憶さ ている。コントローラ10は、CPU,ROM,RAM,その の周辺回路などを有する演算処理装置を含 で構成され、CPUでは以下のようにクラッチ 置15のオンオフに関する処理が行われる。

 図6は、コントローラ10(CPU)で実行される 理の一例を示すフローチャートである。こ フローチャートは例えばエンジンキースイ チのオンによりスタートする。ステップS1で は、回転数センサ11からの信号に基づきエン ン速度の大きさを判定する。ステップS1で エンジン速度が所定値Na以上所定値Nb以下と 定されるとステップS3に進み、図5の特性に づきエンジン速度に応じてクラッチオフ車 Voffおよびクラッチオン車速Vonを設定する。

 ステップS1で、エンジン速度が所定値Naよ り低いと判定されるとステップS2に進み、図5 の下限値v10およびv20をそれぞれクラッチオフ 車速Voffおよびクラッチオン車速Vonとして設 する。下限値v10を設けたのは、ホイールロ ダによる掘削積み込み作業等を低速走行に り行ってもクラッチがオフしないようにす ためであり、作業時の車速を考慮して下限 v10が設定される。例えば図3の車速v3とv4の間 の値に下限値v10が設定される。

 一方、ステップS1で、エンジン速度が所 値Nbより高いと判定されるとステップS4に進 、図5の上限値v11およびv21をそれぞれクラッ チオフ車速Voffおよびクラッチオン車速Vonと て設定する。クラッチオフ車速の上限値v11 、フルアクセル走行の車速v1に相当し、第1 ータ3の最大許容回転速度を超えないような に設定される。上限車速v11はギアボックス5 のギア比の設定に依存する。

 クラッチオフ車速Voffおよびクラッチオン 車速Vonの設定が終了するとステップS5に進む ステップS5では、クラッチ装置15がクラッチ オン状態か否か、すなわちクラッチ装置15に ラッチオン信号が出力されていたか否かを 定する。

 ステップS5でクラッチオンと判定される ステップS6に進み、車速センサ14により検出 れた車速vがクラッチオフ車速Voff以上にな たか否かを判定する。ステップS6が肯定され るとステップS7に進み、クラッチ装置15にク ッチオフ信号を出力し、クラッチ装置15をオ フする。

 ステップS5でクラッチオフと判定される ステップS8に進み、車速センサ14により検出 れた車速vがクラッチオン車速Von以下になっ たか否かを判定する。ステップS8が肯定され とステップS9に進み、クラッチ装置15にクラ ッチオン信号を出力し、クラッチ装置15をオ する。

 本実施の形態に係るクラッチ制御装置の主 な動作を説明する。
 クラッチ装置15がオンされた状態で、アク ルペダル9を踏み込み操作して車両走行する 、車速がVoffに至るまでは、第1モータ3の押 のけ容積q1は負荷に応じて変化し、第2モー 4の押しのけ容積は最大q2maxに保持される。 のとき例えばアクセルペダル9をフル操作し ていればエンジン回転数はN1であり、その状 で走行負荷の減少によりモータ押しのけ容 q1が0になると、車速はv1(Voff)まで増加する これによりクラッチ装置15がオフされて第1 ータ3が出力軸6から切り離され、出力軸6の 転により第1モータ3が回転させられることを 阻止できる。

 一方、クラッチ装置15がオンされた状態 、アクセルペダル9をハーフ操作していれば ンジン回転数はN3であり、その状態で走行 荷の減少によりモータ押しのけ容積q1が0に ると、車速はv3(Voff)まで増加する。この場合 は、車速がv1に至らなくてもクラッチ装置15 オフされ、第1モータ3が出力軸6から切り離 れる。これによりゼロ傾転ロストルクの発 を抑えることができ、燃費を向上できる。 た、車両の加速性も向上する。

 車両走行しながらバケットを操作して掘 積み込み作業を行う場合、車速はクラッチ フ車速Voffの下限値v10以下となり、この場合 には常にクラッチ装置15がオンされる。した って、バケットを地山に突入した場合に、 ちに第1モータ3の走行駆動力をタイヤ8に伝 することができ、トルク不足(いわゆるトル ク抜け)やクラッチのオンオフによるショッ の発生を抑えることができる。その結果、 業効率が向上するとともに、オペレータの り心地性および操作性も向上する。

 アクセルペダル9を操作したまま降坂走行 する際、走行負荷が軽くなってエンジン1が 回転し、車速がクラッチオフ車速Voffの上限 v11以上になるおそれがある。この場合、車 が上限値v11を超えると常にクラッチ装置15 オフされるため、第1モータ3が出力軸6によ て回転させられることがなく、モータ3の過 転による損傷を防ぐことができる。また、 ラッチ装置15のオフにより第1モータ3には走 行負荷が作用せず、第1モータ3はゼロ傾転と るため、油圧ポンプ2からの圧油によりモー タ3が過回転することもない。

 なお、以上では、車両増速時にエンジン 転数に応じた車速によってクラッチ装置15 オフする場合の動作について説明したが、 れと同様に、車両減速時にはエンジン回転 に応じた車速によってクラッチ装置15がオン する。この場合、エンジン回転数の全域にわ たってクラッチオン車速Vonをクラッチオフ車 速Voffよりも低く設定しているので、クラッ のオンオフ制御が安定して行われる。

 以上の実施の形態によれば以下のような作 効果を奏することができる。
(1)アクセルペダル9のフル操作時には車速v1で クラッチ装置15をオフし、ハーフ操作時にはv 1よりも遅い車速v3でクラッチ装置15をオフす ようにした。つまり、エンジン回転数が高 ほどより速い車速でクラッチ装置15をオフ るようにした。これにより車速がv3~v1の領域 で第1モータ3がゼロ傾転で回転させられるこ を抑制し、ゼロ傾転ロストルクの発生を抑 ることができ、燃費の向上を実現できる。

(2)エンジン速度がNaとNbの間で、エンジン回 数の増加に伴いクラッチオフ車速Voffをほぼ 線的に増加させるようにしたので、第1モー タ3がゼロ傾転になるときに車速がクラッチ フ車速Voffになり、ゼロ傾転ロストルクの発 を効率よく抑えることができる。
(3)クラッチオフ車速Voffに下限値v10を設定し ので、低速走行でホイールローダによる掘 積み込み作業を行う際にクラッチが切り離 れることがなく、作業効率が向上する。
(4)クラッチオフ車速Voffに上限値v20を設定し ので、降坂走行時等におけるモータ3の過回 を防止することができ、モータ3の損傷を防 ぐことができる。
(5)エンジン回転数の全域にわたりクラッチオ ン車速Vonをクラッチオフ車速Voffよりも低く 定したので、クラッチのオンオフが安定し 行われる。

 なお、本発明は、ゼロ傾転ロストルクの 生を抑制するようにクラッチ装置15を制御 る点において特徴を有するものであり、種 の変形例が可能である。

-第1の変形例-
 上記実施の形態では、エンジン回転数と車 に応じてクラッチ装置15を制御したが、ゼ 傾転ロストルクはモータ駆動圧Pが小さいと に発生するため、例えばモータ駆動圧Pに応 じてクラッチ装置15を制御することもできる 図7は、第1の変形例に係るコントローラ10に おける処理の一例を示すフローチャートであ る。なお、図6と同一の処理には同一の符号 付している。

 コントローラ10には、予めモータ押しの 容積q1がゼロとなるモータ駆動圧Pa(図2)が記 されている。Paは実験等により求められる 図7において、ステップS5でクラッチオンと 定されると、ステップS11に進み、圧力セン 12,13により検出されたいずれか大きい方のモ ータ駆動圧Pが所定値Pa以下か否かを判定する 。ステップS11が肯定されるとステップS7に進 、クラッチ装置15をオフする。これにより 圧モータ3がゼロ傾転の状態でクラッチが接 されることを防止でき、ゼロ傾転ロストル の発生を抑えることができる。

 一方、ステップS5でクラッチオフと判定 れるとステップS12に進み、圧力センサ12,13に より検出されたいずれか大きい方のモータ駆 動圧Pが、予め定めた所定値Pb以上か否かを判 定する。所定値Pbは、制御の安定のためPaよ 大きな値に設定されている。ステップS12が 定されるとステップS9に進み、クラッチ装置 15をオンする。なお、以上では、圧力センサ1 2,13によりモータ3,4に作用する負荷圧を検出 たが、他の圧力検出部を用いてもよい。

-第2の変形例-
 ゼロ傾転ロストルクが発生するときは、第1 モータ3を圧油が通過しないため、第1モータ3 の通過流量に応じてクラッチ装置15を制御す こともできる。この場合、図8に示すように 油圧回路に流量センサ16を設け、流量センサ1 6により第1モータ3の通過流量を検出すればよ い。図9は、第2の変形例に係るコントローラ1 0における処理の一例を示すフローチャート ある。なお、図6と同一の処理には同一の符 を付している。

 図9において、ステップS5でクラッチオン 判定されると、ステップS21に進み、流量セ サ16により検出されたモータ3の通過流量Qが 所定値Qa(例えば0)以下か否かを判定する。ス ップS21が肯定されるとステップS7に進み、 ラッチ装置15をオフする。これにより油圧モ ータ3がゼロ傾転の状態でクラッチが接続さ ることを防止でき、ゼロ傾転ロストルクの 生を抑えることができる。

 一方、ステップS5でクラッチオフと判定 れるとステップS22に進み、流量センサ16によ り検出された流量Qが、予め定めた所定値Qb以 上か否かを判定する。所定値Qbは、制御の安 のためQaより大きな値に設定されている。 テップS22が肯定されるとステップS9に進み、 クラッチ装置15をオンする。なお、以上では 流量センサ16によりモータ3の通過流量を検 したが、他の流量検出部を用いてもよい。

-第3の変形例-
 ゼロ傾転ロストルクが発生するときは、第1 モータ3の傾転角が小さくなっているため、 1モータ3の傾転角に応じてクラッチ装置15を 御することもできる。この場合、図8に示す ように傾転角センサ17により第1モータ3の傾 角qmを検出すればよい。図10は、第3の変形例 に係るコントローラ10における処理の一例を すフローチャートである。なお、図6と同一 の処理には同一の符号を付している。

 図10において、ステップS5でクラッチオン と判定されると、ステップS31に進み、傾転角 センサ17により検出された傾転角qmが所定値qm a(例えば0)以下か否かを判定する。ステップS3 1が肯定されるとステップS7に進み、クラッチ 装置15をオフする。これにより油圧モータ3が ゼロ傾転の状態でクラッチが接続されること を防止でき、ゼロ傾転ロストルクの発生を抑 えることができる。

 一方、ステップS5でクラッチオフと判定 れるとステップS32に進み、傾転角センサ17に より検出された傾転角qmが、予め定めた所定 qmb以上か否かを判定する。所定値qmbは、制 の安定のためqmaより大きな値に設定されて る。ステップS32が肯定されるとステップS9 進み、クラッチ装置15をオンする。なお、以 上では、傾転角センサ17によりモータ傾転角 検出したが、他の傾転角検出部を用いても い。

 上記実施の形態では、クラッチ装置15に 続された第1モータ3(第1の油圧モータ)とクラ ッチ装置15に接続されていない第2モータ4(第2 の油圧モータ)を1つづつ設けたが、第1の油圧 モータと第2の油圧モータは複数あってもよ 。また、上記実施の形態では第2の油圧モー としての第2モータ4を可変容量形としたが 固定容量形であってもよい。

 容積制御装置としてコントローラ10から 制御信号により第1モータ3の押しのけ容積q1 0~qmax1の間で制御するようにしたが、モータ 駆動圧Pに応じて押しのけ容積q1を油圧的に制 御してもよい。なお、モータ3の押しのけ容 q1が0である場合とは、q1が厳密に0である場 だけでなく、実質的に0である場合も含む。

 第1モータ3とギアボックス5の間にクラッ 装置15を設けたが、第1モータ3と走行用駆動 軸の間の動力伝達経路を接続または切り離す ことができるのであれば、クラッチ装置15の 置はこれに限らない。エンジン速度を回転 センサ11により検出し、車速を車速センサ14 により検出したが、エンジン速度検出部と車 速検出部の構成はこれに限らない。

 上記実施の形態では、クラッチオフ車速V offの特性(図5)として、エンジン速度がNaより い低速域でクラッチオフ車速Voffを下限値V10 に設定し、エンジン速度がNa以上かつNb以下 中速域でクラッチオフ車速Voffをエンジン速 の増加に伴いほぼ直線的に増加させ、エン ン速度がNbより高い高速域でクラッチオフ 速Voffを上限値に設定し、この特性に従って ラッチ装置15を制御するようにした。しか 、少なくとも車速の増速時に第1のエンジン 度(例えばN1)が検出されると第1の車速(v1)で ラッチ装置15をオフし、第1のエンジン速度 り低い第2のエンジン速度(例えばN3)が検出 れると第1の車速よりも低い第2の車速(v3)で ラッチ装置15をオフするのであれば、クラッ チ制御部としてのコントローラ10の構成は上 したものに限らない。なお、この場合の第2 の車速は少なくとも0より大きい。

 図5に示すように車速の増速時に、エンジ ン速度がNa(第1のエンジン速度)の場合には、v 10(第1の車速)よりも低いV20(第3の車速)でクラ チ装置15を接続し、エンジン速度がNb(第2の ンジン速度)の場合には、v11(第2の車速)より も低いV21(第4の車速)でクラッチ装置15を接続 るようにしたが、クラッチ装置15の特性は れに限らない。

 以上では、本発明のクラッチ制御装置を イールローダに適用する例を説明したが、 ォークリフト等、他の油圧駆動車両にも本 明を同様に適用することができる。すなわ 、本発明の特徴、機能を実現できる限り、 発明は実施の形態のクラッチ制御装置に限 されない。

 本出願は日本国特許出願2007-30145号(2007年2 月9日出願)を基礎として、その内容は引用文 してここに組み込まれる。