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Title:
SPEED CHANGE CONTROLLER OF WORKING VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/041205
Kind Code:
A1
Abstract:
A speed change controller performing speed change not leading to engine stall in a working vehicle such as a wheel loader while sustaining a required tractive force and reducing fuel consumption. When a speed (“drive”, “second speed”) suitable for a work is selected by a speed change operator, a control means makes a modulation clutch engaged in response to the vehicle speed drop and makes a lock-up state where a lock-up clutch is engaged transit to a lock-up and modulation clutch slip state where the lock-up clutch is engaged and the modulation clutch is slipping. Subsequently, the control means performs clutch control for causing transition to both clutch slip state where the lock-up clutch and the modulation clutch are slipping in response to the vehicle speed drop, thence causing transition to a torque converter operating state where the modulation clutch is engaged and the lock-up clutch is disengaged.

Inventors:
YAMAGUCHI EIJI (JP)
KUMA MASAAKI (JP)
KUSE TAKASHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/065239
Publication Date:
April 02, 2009
Filing Date:
August 27, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KOMATSU MFG CO LTD (JP)
YAMAGUCHI EIJI (JP)
KUMA MASAAKI (JP)
KUSE TAKASHI (JP)
International Classes:
F16H61/14; F16D48/02; F16H45/00; F16H59/20; F16H59/44; F16H59/68
Domestic Patent References:
WO2005040629A12005-05-06
Foreign References:
JPH084876A1996-01-12
JPH0449253U1992-04-27
JP2006022939A2006-01-26
Other References:
See also references of EP 2194297A4
None
Attorney, Agent or Firm:
KIMURA, Takahisa et al. (8-11 Minato 1-chome, Chuo-k, Tokyo 43, JP)
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Claims:
エンジンの動力が、モジュレーションクラッチ、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ、トランスミッションを介して車輪に駆動力として伝達される作業車両の変速制御装置において、
 変速用操作子と、
 少なくとも前記モジュレーションクラッチおよび前記ロックアップクラッチ付トルクコンバータのロックアップクラッチの制御を行なうコントローラと
 を備え、
 前記コントローラは、
 車速が第1の車速以下になったときに、モジュレーションクラッチが係合されるとともに、ロックアップクラッチが係合されたロックアップ状態とし、
 車速が前記第1の車速よりも低い第2の車速以下となったときに、ロックアップクラッチが係合されたままモジュレーションクラッチが滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態とし、
 ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態が所定の時間以上継続するか、または車速が前記第2の車速よりも低い第3の車速以下となったときに、モジュレーションクラッチが係合されるとともにロックアップクラッチが開放されたトルクコンバータ作動状態とするクラッチ制御を行なうこと
 を特徴とする作業車両の変速制御装置。
エンジンの動力が、モジュレーションクラッチ、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ、トランスミッションを介して車輪に駆動力として伝達される作業車両の変速制御装置において、
 変速用操作子と、
 少なくとも前記モジュレーションクラッチおよび前記ロックアップクラッチ付トルクコンバータのロックアップクラッチの制御を行なうコントローラと
 を備え、
 前記コントローラは、
 車速が第1の車速以下になったときに、モジュレーションクラッチが係合されるとともに、ロックアップクラッチが係合されたロックアップ状態とし、
 車速が前記第1の車速よりも低い第2の車速以下となったときに、ロックアップクラッチが係合されたままモジュレーションクラッチが滑っているロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態とし、
 ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態が所定の時間以上継続するか、または車速が前記第2の車速よりも低い第3の車速以下となったときに、ロックアップクラッチおよびモジュレーションクラッチが滑っている両クラッチ滑り状態とし、
 両クラッチ滑り状態でかつエンジン回転数が所定の回転数以下となったときに、モジュレーションクラッチが係合されるとともにロックアップクラッチが開放されたトルクコンバータ作動状態とするクラッチ制御を行なうこと
 を特徴とする作業車両の変速制御装置。
前記コントローラは、
 ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態では、エンジン回転数を所定回転数以上に維持する制御を行なうこと
 を特徴とする請求項1記載の作業車両の変速制御装置。
前記コントローラは、
 ロックアップおよびモジュレーションクラッチ滑り状態では、エンジン回転数を所定回転数以上に維持する制御を行なうこと
 を特徴とする請求項2記載の作業車両の変速制御装置。
変速用操作子は、キックダウンスイッチを含んで構成され、 
 前記コントローラは、
キックダウンスイッチがオン操作された場合には、トルクコンバータ作動状態に移行させること
を特徴とする請求項1記載の作業車両の変速制御装置。
変速用操作子は、キックダウンスイッチを含んで構成され、 
 前記コントローラは、
キックダウンスイッチがオン操作された場合には、トルクコンバータ作動状態に移行させること
を特徴とする請求項2記載の作業車両の変速制御装置。
Description:
作業車両の変速制御装置

 本発明は、エンジンの動力が駆動力伝達 路を介して車輪(タイヤ)に駆動力として伝 される作業車両に関する発明であり、特に 速を制御する装置に関するものである。

 ホイールローダのエンジンから車輪(タイ ヤ)までの駆動力伝達経路には、トランスフ ー、モジュレーションクラッチ、ロックア プクラッチ付トルクコンバータ(トルクコン ータ、ロックアップクラッチ)、前進クラッ チ、後進クラッチ、各速度段クラッチを有し たトランスミッション、減速機が設けられて いる。

 エンジンの出力(トルク)は、トランスフ ー、モジュレーションクラッチ、ロックア プクラッチ付トルクコンバータのロックア プクラッチまたはトルクコンバータ、トラ スミッション、減速機を介して車輪(タイヤ) に伝達される。

 モジュレーションクラッチは、従来から ホイールローダ等の作業車両において、エ ジンとトルクコンバータとの間に設けられ 入力側と出力側の係合度合いを変更して、 ンジンからトルクコンバータに伝達される 力を変化させるために設けられている。モ ュレーションクラッチは、油圧クラッチで 成され、油圧の大きさを変化させることで 油圧クラッチが係合動作(接続動作)し、な しは開放動作(切断動作)する。

 モジュレーションクラッチは、インチン ペダルによって係合度合いが調整される。 ジュレーションクラッチによりタイヤに伝 される駆動力が所要に可変されることで、 ンチング作業、つまり微速走行や作業機と 行の的確な複合動作などが可能となり、作 能率を向上させることができる。

 ロックアップクラッチ付トルクコンバー は、モジュレーションクラッチとトランス ッションとの間に設けられている。ロック ップクラッチ付トルクコンバータのトルク ンバータは、車輪に負荷、つまり車輪の回 を妨げる力が作用した場合に、負荷の変化 応じて、自動的に無段階にトランスミッシ ンに伝えるトルクを変えて、車輪の駆動力 変化させるものである。トルクコンバータ より、車輪が回転できないような負荷がか った場合でも、エンジンの回転変動を少な することができ、エンジン停止(エンスト) 防止できる。なお。ホイールローダに搭載 れるトルクコンバータは、作業時のけん引 を確保するために、他の作業車両に比べて トールトルク比は比較的大きく設定されて る。

 ロックアップクラッチ付トルクコンバータ ロックアップクラッチは、モジュレーショ クラッチとトランスミッションとの間にあ てロックアップクラッチ付トルクコンバー のトルクコンバータと並列に設けられてい 。ロックアップクラッチは、トルクコンバ タにおける動力損失をカバーするために、 ルクコンバータの特性を必要としない速度 で、トルクコンバータのポンプとタービン 直結してロックアップ状態(クラッチ係合状 態)にするものである
 ホイールローダでは、ロックアップクラッ が、条件に応じて自動的に作動される。す わち、ロックアップクラッチは、条件に応 て自動的にオン(係合動作)、オフ(開放動作) する。

 トランスミッションは、進もうとする方 、必要とする駆動力、必要とする速度(車速 )に応じて、前進クラッチ、後進クラッチ、 速度段クラッチを選択的に係合動作、開放 作するものである。

 ホイールローダの運転室には、前後進選 操作レバーと、変速レバーと、キックダウ スイッチが備えられている。前後進選択操 レバー、変速レバーの操作によって、前進( F)、後進(R)、1速、2速、3速、4速の各速度段を 含むシフトレンジが選択可能となっている。

 前後進選択操作レバー、変速レバーが「 進」、「2速」の位置に操作されたときは、 トランスミッションで前進クラッチ、2速速 段クラッチが選択的に係合動作されて、前 進選択操作レバー、変速レバーが他の位置 操作されない限りあるいはキックダウンス ッチがオン操作されない限りは、この前進 2速速度段(これを「F2」という)に固定される 。

 キックダウンスイッチは、たとえば作業 用操作レバーに設けられている。前後進選 操作レバー、変速レバーが「前進」、「2速 」位置に操作されており、キックダウンスイ ッチがオン操作されると、前進の1速速度段( れを「F1」という)にシフトダウンされる。 れにより車輪で、より大きな駆動力(けん引 力)が得られる。つまり「2速」位置は、2速、 1速(キックダウンスイッチオン時)からなるシ フトレンジである。

 なお、「4速」位置は、2速と3速と4速の間 で自動変速する。キックダウンスイッチをオ ンすることにより4速から3速にシフトダウン る。また、「3速」位置では、2速と3速の間 自動変速する。キックダウンスイッチをオ することにより3速から2速にシフトダウン る。

 ホイールローダで行われる代表的な作業 態の1つに、Vシェープ(ローディング)運転が ある。

 Vシェープ運転とは、地山に前進して土砂 を掘削し、掘削後に後進して、方向転換位置 に達すると方向転換の上、前進して土砂をホ ッパやダンプトラックに積込むという経路を 繰り返し往復する運転のことである。

 掘削時には、ホイールローダは加速しな ら掘削用の作業機を地山に向けて突入する 作が行なわれる。このとき車輪にかかる負 は大きく、車輪にはエンジンからの大きな 動力が要求されることになる。

 Vシェープ運転時には、低速で大きな駆動 力(けん引力)が必要とされる作業が大半を占 ていることから、通常、変速レバーによっ 「2速」位置に操作されたまま作業が行なわ れる。そして、地山に突入するときなど、非 常に大きな駆動力(けん引力)を必要とする重 削時には、オペレータの意思によりキック ウンスイッチがオン操作されて、前進の1速 速度段(F1)にシフトダウンされる。

 また、Vシェープ運転時には、低速にて前 後進の切り換えが煩雑に行われるとともに、 殆ど車速が零ないしは零に近い状態で(重)掘 が行われる作業が大半を占めていることか エンジン停止を防止するために、通常、ロ クアップクラッチは開放状態となっており トルクコンバータを介してエンジンの駆動 を車輪に伝達させるようにしている(以下、 トルクコンバータ作動状態という)。

 このように、Vシェープ運転時には、常時 「トルクコンバータ作動状態」のままとされ 、重掘削時などより大きな駆動力が必要なと きに、前進の2速速度段F2から前進の1速速度 F1に変速される。なお、ロックアップクラッ チが係合状態になっていることを、以下、ロ ックアップ状態というものとする。

 なお、「2速」位置では、車速が低下する に従って、F2のロックアップ状態→F2のトル コンバータ作動状態→F1のトルクコンバータ 作動状態の順序で変化する。

 ところで、モジュレーションクラッチの 来の使われ方は、上述するように、インチ グ作業を行うことである。

 また、従来より、ホイールローダの作業 に、モジュレーションクラッチの係合度合 を制御することでタイヤスリップを防止す ことが行われている。

 特許文献1には、作業車両の左右の駆動輪の 回転数の差を算出し、算出した回転数差の大 きくなるほどモジュレーションクラッチ圧を 低下させてモジュレーションクラッチの係合 度合いを弱めてタイヤに伝達される駆動力を 低下させるという発明が記載されている。

特開2001-146928号公報

 ホイールローダにおいて、必要なけん引 を維持しつつ、より燃料の消費量を低減さ たいとの要請がある。

 しかしながら、従来にあっては、ホイー ローダの代表的な作業形態であるVシェープ 運転時には、常時「トルクコンバータ作動状 態」のままとなっており、トルクコンバータ を介してエンジンの駆動力が車輪に伝達され ている。このためトルクコンバータにおける 駆動力の伝達ロスは大きく、Vシェープ運転 、このトルクコンバータ作動状態が継続し いることから、燃料消費量の悪化は避けら ない。すなわち、従来のホイールローダで 、Vシェープ作業での作業性を考慮して、前 1速速度段F1では、常時トルクコンバータ作 状態であり、前進2速速度段F2の状態でキッ ダウンスイッチをオンすると、前進1速速度 段F1のロックアップ状態を経ることなく前進1 速速度段F1のトルクコンバータ作動状態に変 するからである。したがって、Vシェープ作 業時には特に問題はないものの、「2速」シ トレンジを選択して所定の速度以下、つま 前進2速速度段F2のトルクコンバータ作動状 となる車速以下でゆっくりと走行するよう 場合には燃費が悪化することになる。

 ここで、地山突入時などの重掘削時には 確かにキックダウンスイッチをオン操作し トルクコンバータ作動状態のまま前進1速速 度段F1にシフトダウンにして、燃料消費量を 視してまでも大きなけん引力を得ることが 要である。しかし重掘削時以外は、それほ 大きなけん引力は必要とせず、むしろロッ アップクラッチを係合状態にした方が、伝 ロスを小さくでき燃料消費量を小さくする とが期待できる。

 しかし、単純に、ロックアップクラッチ 係合状態にする(ロックアップ状態)と、確 に、トルクコンバータ作動状態に比べて駆 力の伝達ロスが小さくなり燃料消費量は小 くなるものの、低速での前後進切り換え時 あるいは、殆ど車速が零ないしは零に近い 態の(重)掘削時に、車速の低下に伴ってエン ジン回転数が大きく低下してしまい、容易に エンジン停止(エンスト)に至る。

 本発明は、こうした実情に鑑みてなされ ものであり、ホイールローダ等の作業車両 おいて、必要なけん引力を維持しつつ、よ 燃料の消費量を低減を図るとともに、エン ン停止に至ることのない変速を行えるよう することを解決課題とするものである。

 なお、モジュレーションクラッチの本来 使われ方は、上述するように、インチング 業を行うことであり、また特許文献からみ も、従来、タイヤスリップの防止の目的の めに、モジュレーションクラッチの係合度 いを制御するという例があるのみで、モジ レーションクラッチを、本発明のごとく、 速の制御に使用した例はない。

 第1発明は、エンジンの動力が、モジュレー ションクラッチ、ロックアップクラッチ付ト ルクコンバータ、トランスミッションを介し て車輪に駆動力として伝達される作業車両の 変速制御装置において、
 変速用操作子と、
 少なくとも前記モジュレーションクラッチ よび前記ロックアップクラッチ付トルクコ バータのロックアップクラッチの制御を行 うコントローラと
 を備え、
 前記コントローラは、
 車速が第1の車速以下になったときに、モジ ュレーションクラッチが係合されるとともに 、ロックアップクラッチが係合されたロック アップ状態とし、
 車速が前記第1の車速よりも低い第2の車速 下となったときに、ロックアップクラッチ 係合されたままモジュレーションクラッチ 滑っているロックアップおよびモジュレー ョンクラッチ滑り状態とし、
 ロックアップおよびモジュレーションクラ チ滑り状態が所定の時間以上継続するか、 たは車速が前記第2の車速よりも低い第3の 速以下となったときに、モジュレーション ラッチが係合されるとともにロックアップ ラッチが開放されたトルクコンバータ作動 態とするクラッチ制御を行なうこと
 を特徴とする。

 第2発明は、エンジンの動力が、モジュレー ションクラッチ、ロックアップクラッチ付ト ルクコンバータ、トランスミッションを介し て車輪に駆動力として伝達される作業車両の 変速制御装置において、
 変速用操作子と、
 少なくとも前記モジュレーションクラッチ よび前記ロックアップクラッチ付トルクコ バータのロックアップクラッチの制御を行 うコントローラと
 を備え、
 前記コントローラは、
 車速が第1の車速以下になったときに、モジ ュレーションクラッチが係合されるとともに 、ロックアップクラッチが係合されたロック アップ状態とし、
 車速が前記第1の車速よりも低い第2の車速 下となったときに、ロックアップクラッチ 係合されたままモジュレーションクラッチ 滑っているロックアップおよびモジュレー ョンクラッチ滑り状態とし、
 ロックアップおよびモジュレーションクラ チ滑り状態が所定の時間以上継続するか、 たは車速が前記第2の車速よりも低い第3の 速以下となったときに、ロックアップクラ チおよびモジュレーションクラッチが滑っ いる両クラッチ滑り状態とし、
 両クラッチ滑り状態でかつエンジン回転数 所定の回転数以下となったときに、モジュ ーションクラッチが係合されるとともにロ クアップクラッチが開放されたトルクコン ータ作動状態とするクラッチ制御を行なう と
 を特徴とする。

 第3発明は、第1発明において、
 前記コントローラは、
 ロックアップおよびモジュレーションクラ チ滑り状態では、エンジン回転数を所定回 数以上に維持する制御を行なうこと
 を特徴とする。

 第4発明は、第2発明において、
 前記コントローラは、
 ロックアップおよびモジュレーションクラ チ滑り状態では、エンジン回転数を所定回 数以上に維持する制御を行なうこと
 を特徴とする。

 第5発明は、第1発明において、
 変速用操作子は、キックダウンスイッチを んで構成され、 
 前記コントローラは、
キックダウンスイッチがオン操作された場合 には、トルクコンバータ作動状態に移行させ ること
を特徴とする。

 第6発明は、第2発明において、
 変速用操作子は、キックダウンスイッチを んで構成され、 
 前記コントローラは、
キックダウンスイッチがオン操作された場合 には、トルクコンバータ作動状態に移行させ ること
を特徴とする。

 本発明は、図1に示すように、作業機1aが えられ、エンジン10の動力が、モジュレー ョンクラッチ20、ロックアップクラッチ付ト ルクコンバータ35のトルクコンバータ30また ロックアップクラッチ40、トランスミッショ ン50を介して車輪60に駆動力として伝達され とともに、変速用操作子70によって選択され た速度段で走行される作業車両1に適用され 。

 制御手段80は、図3に示すように、変速用 作子70によって作業時に適合した速度段(「 進F」、「2速」)を含むシフトレンジ「2速位 置」が選択された場合に(ステップ101)、車速V の低下に応じて、モジュレーションクラッチ 20が係合されるとともに、ロックアップクラ チ40が係合されたロックアップ状態(ステッ 105)から、ロックアップクラッチ40が係合さ たままモジュレーションクラッチ20が滑っ いるロックアップおよびモジュレーション ラッチ滑り状態(ステップ108)を経て、モジュ レーションクラッチ20が係合されるとともに ックアップクラッチ40が開放されたトルク ンバータ作動状態(ステップ113)に移行させる クラッチ制御を行なう(第1発明)。

 具体的には、比較的軽負荷の状態から重 削時などの比較的重負荷の状態に移り、こ に伴い車速Vが徐々に低下すると、前進2速 度段F2のロックアップ状態、前進1速速度段F1 のロックアップ状態、さらに前進1速速度段F1 のロックアップおよびモジュレーションクラ ッチ滑り状態を経て、前進1速速度段F1のトル クコンバータ作動状態に移行する(図6(f))。こ れに対して、従来技術では、比較的軽負荷の 状態から重掘削時などの比較的重負荷の状態 に移り、これに伴い車速Vが徐々に低下する 、前進2速速度段F2のトルクコンバータ作動 態から、キックダウンスイッチ73のオン操作 により前進1速速度段F1のトルクコンバータ作 動状態に移行する(図6(f))。

 図7に示すように、本発明を従来技術と対 比すると、同じ車速域Cでは、従来技術が前 2速速度段F2のトルクコンバータ作動状態で るのに対して、本発明では、前進1速速度段F 1のロックアップ状態になる。このため、同 車速域Cで効率が斜線Aにて示す分だけ増加す ることになる。これに伴い図6(f)に示すよう 、本発明は、従来技術に比べて、馬力損失 斜線Bで示す分だけ減少することになる。こ により、本発明によれば、従来技術に比べ 燃料消費量を飛躍的に減少させることがで る。

 一方、図7に示す従来技術の前進2速速度 F2のトルクコンバータ作動状態におけるけん 引力性能特性L2tと、本発明の前進1速速度段F1 のロックアップ状態におけるけん引力性能特 性L1u、前進1速速度段F1のロックアップおよび モジュレーションクラッチ滑り状態における けん引力性能特性L1mとを対比すると、同じ車 速域Cでは、けん引力(駆動力)は同等であり、 従来技術とほぼ同じ大きさのけん引力を維持 できる。

 また、同じ低速の車速域C2で、従来技術 はトルクコンバータ作動状態であるのに対 て、本発明では、ロックアップ状態になっ いるため、エンジン停止のおそれがあるが これについては、その車速域C2でモジュレー ションクラッチ20を滑らせているため、図4(a) の仮想線Fに示すごとく、車速Vの低下に伴っ エンジン回転数Nが低下してしまうことを抑 制できる。具体的には、エンジン回転数Nが エンジンが停止をしない所定回転数N0以上に 維持されるようにモジュレーションクラッチ 20の係合度合いを調整して、モジュレーショ クラッチ滑り状態にする(第3発明、第4発明) 。これにより、従来技術にあっては、トルク コンバータ作動状態となっていた車速域Cを ックアップ状態にすることが可能となり、 来技術よりも低い車速域Cで、エンジン停止 せることなくロックアップ状態を維持する とが可能となる。

 この結果、本発明によれば、ホイールロ ダ等の作業車両において、必要なけん引力 維持されつつ、より燃料の消費量が低減さ るとともに、エンジン停止に至ることのな 変速を行えるようになる。

 ただし、モジュレーションクラッチ20が っている状態が長時間継続すると、クラッ を構成する部品が焼損するおそれがあるた 、ロックアップおよびモジュレーションク ッチ滑り状態に維持する限度の時間τ1が設 され、この設定時間τ1を超えてロックアッ およびモジュレーションクラッチ滑り状態 継続しないように制御される(図4(a))。

 第2発明では、制御手段80は、図2に示すよ うに、変速用操作子70によって作業時に適合 た速度段(「前進」、「2速」)を含むシフト ンジ「2速位置」が選択された場合に(ステ プ101)、車速Vの低下に応じて、モジュレーシ ョンクラッチ20が係合されるとともに、ロッ アップクラッチ40が係合されたロックアッ 状態(ステップ105)から、ロックアップクラッ チ40が係合されたままモジュレーションクラ チ20が滑っているロックアップおよびモジ レーションクラッチ滑り状態(ステップ108)に 移行させる。つぎに、制御手段80は、車速Vの 低下に応じて、ロックアップクラッチ40およ モジュレーションクラッチ20が滑っている クラッチ滑り状態に移行させ(ステップ111)、 さらに、この両クラッチ滑り状態を経て、モ ジュレーションクラッチ20が係合されるとと にロックアップクラッチ40が開放されたト クコンバータ作動状態(ステップ113)に移行さ せるクラッチ制御を行なう。

 具体的には、比較的軽負荷の状態から重 削時などの比較的重負荷の状態に移り、こ に伴い車速Vが徐々に低下すると、前進2速 度段F2のロックアップ状態、前進1速速度段F1 のロックアップ状態、前進1速速度段F1のロッ クアップおよびモジュレーションクラッチ滑 り状態、更に前進1速速度段F1の両クラッチ滑 り状態を経て、前進1速速度段F1のトルクコン バータ作動状態に移行する(図6(f))。

 両クラッチ滑り状態を経てトルクコンバ タ作動状態に移行させたときの効果につい 図4、図5、図6を用いて説明する。

 仮に、前進1速速度段F1の両クラッチ滑り 態(図4の時刻t4~t5)を経ないで、前進1速速度 F1のロックアップ状態から、前進1速速度段F 1のロックアップおよびモジュレーションク ッチ滑り状態を経て、直接、前進1速速度段F 1のトルクコンバータ作動状態に移行させた すると、図6(d)に破線Gに示すごとく、トルク コンバータ30のロックアップ状態からトルク ンバータ作動状態への変速時にエンジント クの落ち込み、エンジントルク切れという 象が発生し、オペレータに違和感、ショッ を与えるとともに車体にショックを与える そこで、第2発明では、ロックアップクラッ チ40およびモジュレーションクラッチ20が滑 ている両クラッチ滑り状態に移行させた上 、トルクコンバータ作動状態に移行させる うにする。両クラッチ滑り状態とすること 、エンジントルクの落ち込み、エンジント ク切れという現象を発生させないために必 な回転数N1までエンジン回転数Nが上昇して( 4(a)の時刻t5、図5(c))、エンジントルクの落 込み現象、エンジントルク切れ現象の発生 抑制されて、スムーズに前進1速速度段F1の ルクコンバータ作動状態に変速させること できる。

 第5発明、第6発明は、従来技術と同様に 重掘削時に、オペレータの意思によって、 制的に疎シフトダウンして最低速度段のト クコンバータ作動状態に移行させるための 明である。

 第5発明、第6発明では、図1に示すように 変速用操作子70は、前後進選択操作レバー71 と、変速レバー72と、キックダウンスイッチ7 3を含んで構成されている。制御手段80は、図 2に示すように、前後進選択操作レバー71、変 速レバー72がそれぞれ「前進F」、「2速」位 に操作された場合には(ステップ101)、キック ダウンスイッチ72がオン操作されていない限 (ステップ201の判断NO)、上述したごとく、車 速Vの低下に応じて、前進2速速度段F2のロッ アップ状態、前進1速速度段F1のロックアッ 状態、前進1速速度段F1のままでのロックア プおよびモジュレーションクラッチ滑り状 、前進1速速度段F1のままでの両クラッチ滑 状態を経て、前進1速速度段F1のトルクコン ータ作動状態へ移行される(ステップ103、ス ップ105、ステップ108、ステップ111、ステッ 113)。

 しかし、キックダウンスイッチ73がオン 作された時点で(ステップ201の判断YES)、車速 Vにかかわらず、前進1速速度段F1のトルクコ バータ作動状態に移行される(ステップ113)。

 このため、第5発明、第6発明によれば、 来と同様に、オペレータの意思によって重 削時など必要なときに大きなけん引力を発 させることができる。

 以下、図面を参照して本発明の実施の形 について説明する。

 図1は、実施形態の作業車両の変速制御装 置の構成を示すブロックであり、ホイールロ ーダの構成を、本発明に係る部分について示 している。

 同図1に示すように、ホイールローダ1の ンジン10から車輪(タイヤ)60までの駆動力伝 経路90には、トランスファー2、モジュレー ョンクラッチ20、ロックアップクラッチ付ト ルクコンバータ35のロックアップクラッチ40 ロックアップクラッチ付トルクコンバータ35 のトルクコンバータ30、前進クラッチ、後進 ラッチ、各速度段クラッチを有したトラン ミッション50、減速機3が設けられている。 イールローダ1のエンジン10の出力軸は、ト ンスファー2に連結されている。トランスフ ァー2は、ロックアップクラッチ付トルクコ バータ35のトルクコンバータ30およびロック ップクラッチ40に連結されているとともに 油圧ポンプ9に連結されている。

 エンジン10の出力(トルク)の一部は、トラ ンスファー2、モジュレーションクラッチ20、 ロックアップクラッチ付トルクコンバータ35 ロックアップクラッチ40またはトルクコン ータ30、トランスミッション50、減速機3を介 して車輪(タイヤ)60に伝達される。また、エ ジン10の出力の残りは、トランスファー2を して油圧ポンプ9に伝達される。これにより 圧ポンプ9が駆動され、油圧ポンプ9から吐 された圧油が操作弁1bを介して、油圧アクチ ュエータ1cに伝達され、作業機1a等が作動さ る。

 モジュレーションクラッチ20は、エンジ 10とトルクコンバータ30との間に設けられ、 力側と出力側の係合度合いを変更して、エ ジン10からトルクコンバータ30に伝達される 動力を変化させるために設けられている。モ ジュレーションクラッチ20は、湿式多板の油 クラッチで構成され、油圧の大きさを変化 せることで、油圧クラッチが係合動作(接続 動作)し、ないしは開放動作(切断動作)する。 本実施例では、モジュレーションクラッチ20 供給される油圧が大きくなると、係合動作 、油圧が小さくなると、開放動作するもの する。

 ロックアップクラッチ付トルクコンバー 35のトルクコンバータ30は、モジュレーショ ンクラッチ20とトランスミッション50との間 設けられている。

 ロックアップクラッチ付トルクコンバー 35のロックアップクラッチ40は、モジュレー ションクラッチ20とトランスミッション50と 間にあってトルクコンバータ30と並列に設け られている。ロックアップクラッチ40は、湿 多板の油圧クラッチで構成され、油圧の大 さを変化させることで、油圧クラッチが係 動作(接続動作)し、ないしは開放動作(切断 作)する。本実施例では、ロックアップクラ ッチ40に供給される油圧が大きくなると、係 動作し、供給油圧が小さくなると、開放動 するものとする。

 トランスミッション50は、前進走行段Fに 応する前進クラッチ55、後進走行段Rに対応 る後進クラッチ56、各速度段に対応する速 段クラッチ、つまり1速速度段、2速速度段、 3速速度段、4速速度段にそれぞれ対応する1速 クラッチ51、2速クラッチ52、3速クラッチ53、4 速クラッチ54を有している。各クラッチは、 式多板の油圧クラッチで構成されている。 ランスミッション50は、進もうとする方向 必要とする駆動力、必要とする速度(車速)に 応じて、前進クラッチ55、後進クラッチ56、 速度段クラッチ51~54を選択的に係合動作、開 放動作させる。

 トランスミッション50の各クラッチ51~56に 供給若しくは各クラッチ51~56から排出される 油の油圧を制御することにより、トランス ッション50の各クラッチ51~56の入力側と出力 側の摩擦係合力が制御される。同様にロック アップクラッチ40に供給若しくはロックアッ クラッチ40から排出される圧油の油圧(以下 ロックアップクラッチ圧という)を制御する ことにより、ロックアップクラッチ40の入力 と出力側の摩擦係合力が制御される。同様 モジュレーションクラッチ20に供給若しく モジュレーションクラッチ20から排出される 圧油の油圧(以下、モジュレーションクラッ 圧という)を制御することにより、モジュレ ションクラッチ20の入力側と出力側の摩擦 合力が制御される。

 トランスミッション50の各クラッチ51~56、 ロックアップクラッチ40、モジュレーション ラッチ20は、コントローラ80によって、係合 動作、開放動作が制御される。

 ホイールローダ1の運転室には、変速用操 作子70が設けられている。変速用操作子70は 前後進選択操作レバー71と、変速レバー72と キックダウンスイッチ73と、ロックアップ イッチ5とからなる。

 前後進選択操作レバー71と変速レバー72の 操作によって、前進(F)、後進(R)、1速、2速、3 速、4速の各速度段を含むシフトレンジが選 可能となっている。

 前後進選択操作レバー71は、操作位置に じて、前進走行段(前進クラッチ55)あるいは 進走行段(後進クラッチ56)を選択する。前後 進選択操作レバー7の操作位置(前進位置「F」 、後進位置「R」)を示す前後進位置信号は、 ントローラ80に入力される。

 変速レバー72は、操作位置に応じて、速 段の変速範囲であるシフトレンジを選択す 。変速レバー72の選択位置は、たとえばシフ トレンジ「1速」、シフトレンジ「2速」、シ トレンジ「3速」、シフトレンジ「4速」か なる。シフトレンジ「2速」は、前後進位置 前進位置「F」にあるときであってキックダ ウンスイッチ73がオン操作された場合のみ、1 速速度段にシフトダウンされ、それ以外は2 速度段に固定される低速のシフトレンジ位 であり、2速速度段を最高速度段とする。変 レバー72の操作位置(シフトレンジ「1速」、 「2速」、「3速」、「4速」)を示すシフトレ ジ信号は、コントローラ80に入力される。V ェープ運転時など、前後進の切り換えが煩 に行われる低速の作業時には、変速レバー72 は、通常、シフトレンジ「2速」に操作され 。

 コントローラ80は、前後進選択操作レバ 71、変速レバー72の選択位置に対応するクラ チをトランスミッション50で選択的に係合 るようにクラッチに供給される圧油を制御 る。

 前後進選択操作レバー71、変速レバー72が それぞれ「前進F」、「2速」位置に操作され ときは、コントローラ80は、トランスミッ ョン50で前進クラッチ55、2速速度段クラッチ 52が選択的に係合動作されるように制御する 前後進選択操作レバー71、変速レバー72が他 の位置に操作されたり、キックダウンスイッ チ73がオン操作されない限りは、この前進の2 速速度段F2に固定される。シフトレンジ「2速 」が選択されたときの自動変速の制御につい ては後述する。

 キックダウンスイッチ73は、作業機用操 レバーに設けられている。キックダウンス ッチ73がオン操作されると、オン操作を示す 操作信号がコントローラ80に入力される。前 進選択操作レバー71、変速レバー72がそれぞ れ「前進F」、「2速」位置に操作されている きに、キックダウンスイッチ73のオン操作 号が入力されると、コントローラ80は、トラ ンスミッション50で前進クラッチ55、1速速度 クラッチ51が選択的に係合動作されるとと にトルクコンバータ作動状態になるように 御する。これにより前進の1速速度段F1にシ トダウンされて、車輪60で、より大きな駆動 力(けん引力)が得られる。

 ホイールローダ1の運転室には、ロックア ップクラッチ40をオン(係合動作)、オフ(開放 作)するためのロックアップクラッチスイッ チ5が設けられている。ロックアップクラッ スイッチ5の操作信号は、コントローラ80に 力される。

 コントローラ80は、後述するクラッチ制 実行時を除く通常制御時には、ロックアッ クラッチスイッチ5の操作信号に応じてロッ アップクラッチ40を制御する。すなわち、 ックアップクラッチスイッチ5の操作信号の 容がオフである場合には、コントローラ80 、ロックアップクラッチ40が開放動作される ように制御する。またロックアップクラッチ スイッチ5の操作信号の内容がオンである場 には、コントローラ80は、ロックアップクラ ッチ40が係合動作されるように制御する。

 ロックアップクラッチスイッチ5は、ロッ クアップを無効にして常にトルクコンバータ 作動状態で走らせるために使用されるスイッ チである。クラッチ制御実行時には、コント ローラ80は、ロックアップクラッチスイッチ5 の操作信号の内容如何にかかわらず、クラッ チ制御の手順にしたがって、ロックアップク ラッチ40の係合動作、開放動作を自動的に制 する。

 ホイールローダ1の運転室には、モジュレ ーションクラッチ20の係合度合いを調整する めのインチングペダル4が設けられている。 インチングペダル4の操作量を示す信号は、 ントローラ80に入力される。

 コントローラ80は、後述するクラッチ制 実行時を除く通常制御時には、インチング ダル4の操作量に応じてモジュレーションク ッチ20を制御する。すなわち、コントロー 80は、インチングペダル4の操作量に対応す 係合度合いが得られるようにモジュレーシ ンクラッチ20を制御する。

 クラッチ制御実行時には、コントローラ8 0は、クラッチ制御の手順にしたがって、モ ュレーションクラッチ20の係合動作、開放動 作を制御する。ただし、インチングペダル4 操作された場合には、安全上、インチング ダル4の操作をクラッチ制御に優先させるよ にする。

 トランスミッション50の出力軸には、ト ンスミッション出力軸の回転数Ntを検出する 車速センサ6が設けられている。車速センサ6 検出回転数Ntを示す信号は、コントローラ80 に入力される。コントローラ80では、入力さ たトランスミッション出力軸回転数Ntがホ ールローダ1の車体速度(以下、車速という)V 変換される。

 ホイールローダ1の運転席には、アクセル ペダル7が設けられている。アクセルペダル7 、オペレータによって踏み込み操作され、 クセルペダル7の踏み込み操作量であるスロ ットル量を示す信号がコントローラ80に入力 れる。

 コントローラ80では、スロットル量に応 た目標回転数が得られるように、エンジン10 を制御する。エンジン10は、ディーゼルエン ンであり、エンジン出力の制御は、シリン 内に噴射する燃料量を調整することで行わ る。この調整は、エンジン10の燃料噴射ポ プに付設したガバナを制御することで行わ る。ガバナとしては、一般的にオールスピ ド制御方式のガバナが用いられ、スロット 量に応じた目標回転数となるように、負荷 応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調 する。すなわち、ガバナは目標回転数と実 のエンジン回転数との偏差がなくなるよう 燃料噴射量を増減する。

 エンジン10には、エンジン10の実際の回転 数Nを検出するエンジン回転数センサ8が設け れている。エンジン回転数センサ8の検出回 転数Nを示す信号は、コントローラ80に入力さ れる。

(第1のクラッチ制御例)
 図2は、コントローラ80で行われる処理の手 を示すフローチャートである。図2(a)は、ク ラッチ制御の処理手順を示すフローチャート で、図2(b)は、キックダウンスイッチ73のオン 操作に応じた制御の処理手順を示すフローチ ャートである。図2(a)と図2(b)は並存して処理 行われるものとする。

 図4(a)は、横軸を時間tとし、縦軸をエン ン回転数N、車速Vとしたときのエンジン回転 数N、車速Vの時間変化を示したグラフである

 図4(b)は、横軸を時間tとし、縦軸をモジ レーションクラッチ圧としたときのモジュ ーションクラッチ圧の時間変化を示したグ フである。

 図4(c)は、横軸を時間tとし、縦軸をロッ アップクラッチ圧としたときのロックアッ クラッチ圧の時間変化を示したグラフであ 。図4(a)、(b)、(c)の時間軸は共通である。

 以下、図2と図4を併せ参照して説明する

 コントローラ80は、まず、前後進選択操 レバー71、変速レバー72がそれぞれ「前進F」 、「2速」位置に操作されたか否かを判断す (ステップ101)。

 この結果、前後進選択操作レバー71、変 レバー72がそれぞれ「前進F」、「2速」位置 外に操作されていると判断された場合には( ステップ101の判断NO)、通常制御(ステップ102) 移行され、ステップ103以下のクラッチ制御 、行なわれない。

 これに対して、前後進選択操作レバー71 変速レバー72がそれぞれ「前進F」、「2速」 置に操作されていると判断された場合には( ステップ101の判断YES)、通常制御(ステップ102) は行われず、ステップ103以下のクラッチ制御 が実行される。

 すなわち、コントローラ80は、時刻t1でト ランスミッション50で前進クラッチ55、2速速 段クラッチ52が選択的に係合動作されるよ に制御する。これと同時に、モジュレーシ ンクラッチ20が係合されるとともに、ロック アップクラッチ40が係合されたロックアップ 態となるようにモジュレーションクラッチ2 0およびロックアップクラッチ40を制御する。 この結果、前進2速速度段F2のロックアップ状 態に移行される(ステップ103;図4(a)、(b)、(c)の 時刻t1~t2)。

 つぎに、現在の車速Vがしきい値V1以下で るか否かが判断される(ステップ104)。

 現在の車速Vがしきい値V1以下になってい ければ(ステップ104の判断NO)、前進2速速度 F2のロックアップ状態が維持されるが、現在 の車速Vがしきい値V1以下になると(ステップ10 4の判断YES)、コントローラ80は、トランスミ ション50で前進クラッチ55、1速速度段クラッ チ51が選択的に係合動作されるように制御す 。これと同時に、モジュレーションクラッ 20が係合されるとともに、ロックアップク ッチ40が係合されたロックアップ状態を維持 するようにモジュレーションクラッチ20およ ロックアップクラッチ40を制御する。この 果、前進1速速度段F1のロックアップ状態に 行(変速)される(ステップ105;図4(a)、(b)、(c)の 時刻t2~t3)。

 つぎに、現在の車速Vが上記V1よりも低く 定されたしきい値V2以下であるか否かが判 される(ステップ106)。

 現在の車速Vがしきい値V2以下になってい ければ(ステップ106の判断NO)、前進1速速度 F1のロックアップ状態が維持されるが、現在 の車速Vがしきい値V2以下になると(ステップ10 6の判断YES)、コントローラ80は、時間τを計時 するタイマをスタートさせ(ステップ107;図4(a) 、(b)、(c)の時刻t3)、ロックアップクラッチ40 係合されたままモジュレーションクラッチ2 0が滑っているロックアップおよびモジュレ ションクラッチ滑り状態に移行させる。具 的には、エンジン回転数Nが、エンジンが停 をしない所定回転数N0以上に維持されるよ にモジュレーションクラッチ20の係合度合い を調整するモジュレーションクラッチ滑り制 御を行なって、モジュレーションクラッチ20 滑り状態にする。たとえば、エンジン10の 回転数Nをエンジン回転数センサ8からフィー ドバックし、目標回転数N0と実回転数Nとの偏 差が零になるようにモジュレーションクラッ チ圧が調整される(時刻t3~t4)。ただし、実施 では、図4(b)に示すように、車速Vがしきい値 V12(>V2)に達した時点で(図4(b)の時刻t23)、予 モジュレーションクラッチ圧を所定圧まで 圧する処理を行うことで、上記モジュレー ョンクラッチ滑り制御のための準備を図4(b) の時刻t23~t3の間で行うようにしている(ステ プ108)。

 上記モジュレーションクラッチ滑り制御 行なわれ、モジュレーションクラッチ20が っている状態が長時間継続すると、クラッ を構成する部品が焼損するおそれがあるた 、ロックアップおよびモジュレーションク ッチ滑り状態に維持する限度の時間τ1が設 され、この設定時間τ1を超えてロックアッ およびモジュレーションクラッチ滑り状態 継続しないように制御される(ステップ109)。

 また、トルクコンバータ30のロックアッ 状態からトルクコンバータ作動状態への変 時には、エンジントルクの落ち込み、エン ントルク切れという現象が発生するおそれ あることからこれを抑制するために、ロッ アップクラッチ40およびモジュレーションク ラッチ20が滑っている両クラッチ滑り状態(ス テップ111)に移行させた上で、トルクコンバ タ作動状態(ステップ113)に移行させるように する。

 そのために、タイマの計時時間τが設定 間τ1に達しているか否かが判断される(ステ プ109)。つぎに、現在の車速Vが上記V2よりも 低く設定されたしきい値V3以下であるか否か 判断される(ステップ110)。

 この結果、タイマの計時時間τが設定時 τ1に達しておらず(ステップ109の判断NO)、か 現在の車速Vがしきい値V3以下になっていな 場合(ステップ110の判断NO)には、ロックアッ プおよびモジュレーションクラッチ滑り状態 (ステップ108)が維持されるが、タイマの計時 間τが設定時間τ1に達した(ステップ109の判 YES)か、または現在の車速Vがしきい値V3以下 になった場合(ステップ110の判断YES)には、両 ラッチ滑り状態に移行される。すなわち、 ントローラ80は、エンジン回転数Nが、エン ントルクの落ち込み、エンジントルク切れ いう現象を発生させないために必要な回転 N1まで上昇するように、ロックアップクラ チ40およびモジュレーションクラッチ20の係 度合いを調整する両クラッチ滑り制御を行 って、ロックアップクラッチ40およびモジ レーションクラッチ20の両クラッチを滑り状 態にする。両クラッチ滑り制御は、エンジン 回転数Nが必要回転数N1に復帰するまで徐々に ロックアップクラッチ40を滑らせるとともに エンジン回転数Nが必要回転数N1に復帰する でモジュレーションクラッチ20の滑り状態 保つようにして行われる(ステップ111;図4(a) (b)、(c)の時刻t4~t5)。

 エンジン回転数Nが上記しきい値N1まで上 した時点で(ステップ112の判断YE)、コントロ ーラ80は、モジュレーションクラッチ20を係 動作させるとともに、ロックアップクラッ 40が開放動作させる(図4(a)、(b)、(c)の時刻t5) これによりモジュレーションクラッチ圧が 々に上昇されるとともに、ロックアップク ッチ圧が徐々に減少され、モジュレーショ クラッチ20が係合されるとともに、ロック ップクラッチ40が開放されたトルクコンバー タ作動状態となる。この結果、前進1速速度 F1のトルクコンバータ作動状態に移行される (ステップ113;図4(a)、(b)、(c)の時刻t6)。

 図2(a)に示す処理実行中、図2(b)に示すよ に、キックダウンスイッチ72がオン操作され たか否かが常時、判断されている(ステップ20 1)。

 前後進選択操作レバー71、変速レバー72が それぞれ「前進F」、「2速」位置に操作択さ た場合には(ステップ101)、キックダウンス ッチ72がオン操作されていない限り(ステッ 201の判断NO)、上述したごとく、車速Vの低下 応じて、前進2速速度段F2のロックアップ状 、前進1速速度段F1のロックアップ状態、前 1速速度段F1のままでのロックアップおよび ジュレーションクラッチ滑り状態、前進1速 速度段F1のままでの両クラッチ滑り状態を経 、前進1速速度段F1のトルクコンバータ作動 態へ移行される(ステップ103、ステップ105、 ステップ108、ステップ111、ステップ113)。

 しかし、キックダウンスイッチ73がオン 作された時点で(ステップ201の判断YES)、車速 Vにかかわらず、前進1速速度段F1のトルクコ バータ作動状態に移行される(ステップ113)。

 このため、従来と同様に、オペレータの 思によって重掘削時など必要なときに大き けん引力を発生させることができる。

 つぎに、上述した第1のクラッチ制御例の 効果について、従来技術を比較例として用い て説明する。

 図5、図6は、実験データを示すグラフで る。

 図5(a)~(d)、図6(a)~(e)は、本実施例のデータ を示した図であり、前進2速速度段F2で走行中 に、負荷によって車速が徐々に低下していき 、所定のタイミングでキックダウンスイッチ 73がオンされることによりF1のトルクコンバ タ作動状態に切り換えられるときの各パラ ータの時間変化を示す。なお、図5(a)~(d)、図 6(a)~(e)は、キックダウンスイッチ73がオン操 されることなく車速低下に伴い自動的にF1ト ルクコンバータ作動状態に変速するときのデ ータとしても捕らえることができる。図6(f) 、本実施例のデータと従来技術のデータを 較した図である。

 図5(a)は、アクセルペダル7のスロットル の時間変化を示し、図5(b)は、車速Vの時間変 化を示し、図5(c)は、エンジン10の回転数Nの 間変化を示し、図5(d)は、速度段の時間変化 示している。

 図6(a)は、ロックアップクラッチ圧の時間 変化を示し、図6(b)は、モジュレーションク ッチ圧の時間変化を示し、図6(c)は、トルク ンバータ30の変速比の時間変化を示し、図6( d)は、トルクコンバータ30の出力軸トルクの 間変化を示し、図6(e)は、動力伝達経路90の 率(以下、効率という)の時間変化を示し、図 6(f)は、損失馬力の時間変化を示している。

 図5、図6の各グラフにおける時間軸は共 である。

 図6(f)では、図中に本実施例の変速パター ンと従来技術の変速パターンを示している。

 図6(f)に示すように、本実施例では、比較 的軽負荷の状態から重掘削時などの比較的重 負荷の状態に移り、これに伴い車速Vが徐々 低下すると、前進2速速度段F2のロックアッ 状態(時刻t1~t2)、前進1速速度段F1のロックア プ状態(時刻t2~t3)、さらに前進1速速度段F1の ロックアップおよびモジュレーションクラッ チ滑り状態(時刻t3~t4)、前進1速速度段F1の両 ラッチ滑り状態(時刻t4~t5)を経て、前進1速速 度段F1のトルクコンバータ作動状態(時刻t5~t6~ )に移行する(図6(f))。

 これに対して、従来技術では、比較的軽 荷の状態から重掘削時などの比較的重負荷 状態に移り、これに伴い車速Vが徐々に低下 しても、前進2速速度段F2のトルクコンバータ 作動状態のままである。ただし、実施例と同 じタイミングで重負荷となってキックダウン スイッチ73のオン操作されると、実施例と同 時刻t5から前進1速速度段F1のトルクコンバ タ作動状態に移行する(図6(f))。

 図7は、けん引力性能、効率を示したグラ フであり、横軸を車速Vで示している。図7に いて、L1uは、前進1速速度段F1のロックアッ 状態におけるけん引力性能特性を示し、L1t 、前進1速速度段F1のトルクコンバータ作動 態におけるけん引力性能特性を示し、L2uは 前進2速速度段F2のロックアップ状態におけ けん引力性能特性を示し、L2tは、前進2速速 度段F2のトルクコンバータ作動状態における ん引力性能特性を示している。また、L1mは 前進1速速度段F1のロックアップおよびモジ レーションクラッチ滑り状態におけるけん 力性能特性を示している。

 η2tは、前進2速速度段F2のトルクコンバー タ作動状態における効率を示し、η1tは、前 1速速度段F1のトルクコンバータ作動状態に ける効率を示している。また、η1mは、前進1 速速度段F1のロックアップおよびモジュレー ョンクラッチ滑り状態における効率を示し いる。なお、前進1速速度段F1のロックアッ 状態における効率、前進2速速度段F2のロッ アップ状態における効率は、1である。

 図7に示すように、本実施例を従来技術と 対比すると、同じ車速域Cでは、従来技術が 進2速速度段F2のトルクコンバータ作動状態 あるのに対して、本実施例では、前進1速速 段F1のロックアップ状態になる。このため 同じ車速域Cで効率が斜線Aにて示す分だけ増 加することになる。これに伴い図6(f)に示す うに、本実施例は、従来技術に比べて、馬 損失が斜線Bで示す分だけ減少することにな 。さらに、図7に示すように、本実施例では 、従来技術では前進2速速度段F2のトルクコン バータ作動状態であった車速域C3を、前進2速 速度段F2のロックアップ状態としている。こ ため、同じ車速域C3で効率が斜線Dにて示す だけ増加することになる。これに伴い図6(f) に示すように、本実施例は、従来技術に比べ て、馬力損失が斜線Eで示す分だけ減少する とになる。

 これにより、本実施例によれば、従来技 に比べて燃料消費量を飛躍的に減少させる とができる。

 一方、図7に示す従来技術の前進2速速度 F2のトルクコンバータ作動状態におけるけん 引力性能特性L2tと、本実施例の前進1速速度 F1のロックアップ状態におけるけん引力性能 特性L1u、前進1速速度段F1のロックアップおよ びモジュレーションクラッチ滑り状態におけ るけん引力性能特性L1mとを対比すると、同じ 車速域Cでは、けん引力(駆動力)は同等であり 、従来技術とほぼ同じ大きさのけん引力を維 持できる。

 また、同じ車速域C2で、従来技術ではト クコンバータ作動状態であるのに対して、 実施例では、ロックアップ状態になったた 、エンジン停止のおそれがあるが、これに いては、その車速域C2で、モジュレーション クラッチ20を滑らせているため、図4(a)の仮想 線Fに示すごとく、車速Vの低下に伴いエンジ 回転数Nが低下してしまうことを抑制できる 。これにより、従来技術にあっては、トルク コンバータ作動状態となっていた車速域Cを ックアップ状態にすることが可能となり、 来技術よりも低い車速域Cで、エンジン停止 せることなくロックアップ状態を維持する とが可能となる。

 この結果、本実施例によれば、ホイール ーダ1において、必要なけん引力が維持され つつ、より燃料の消費量が低減されるととも に、エンジン停止に至ることのない変速を行 えるようになる。

 さて、仮に、前進1速速度段F1の両クラッ 滑り状態(時刻t4~t5)を経ないで、前進1速速 段F1のロックアップ状態から、前進1速速度 F1のロックアップおよびモジュレーションク ラッチ滑り状態を経て、直接、前進1速速度 F1のトルクコンバータ作動状態に移行させた とすると、図6(d)に破線Gに示すごとく、トル コンバータ30のロックアップ状態からトル コンバータ作動状態への変速時にエンジン ルクの落ち込み、エンジントルク切れとい 現象が発生し、オペレータに違和感、ショ クを与えるとともに車体にショックを与え おそれがある。そこで、本実施例では、ロ クアップクラッチ40およびモジュレーション クラッチ20が滑っている両クラッチ滑り状態 移行させた上で、トルクコンバータ作動状 に移行させるようにしている。両クラッチ り状態とすることで、図5(c)あるいは図4(a) 示すごとく、エンジントルクの落ち込み、 ンジントルク切れという現象を発生させな ために必要な回転数N1までエンジン回転数N 上昇して、エンジントルクの落ち込み現象 エンジントルク切れ現象の発生が抑制され 、スムーズに前進1速速度段F1のトルクコン ータ作動状態に変速させることができる。

 なお、上述した本実施例の制御では、図7 に示すように、F2ロックアップ時の特性L2uとF 2トルコン時の特性L2tとが交わる点の車速と F2ロックアップ時の特性L2uとF1ロックアップ の特性L1uとが交わる点の車速とがほぼ同じ あるため、F2ロックアップ状態からF2トルク コンバータ作動状態を経ることなくF1ロック ップ状態にシフトダウンさせるように制御 ている(図2のステップ103、105)。しかし、上 両交点の車速が大きく異なる場合には、図2 の制御アルゴリズムを書き換えて、F2ロック ップ状態からF2トルクコンバータ作動状態 経てF1ロックアップ状態にシフトダウンさせ る制御を行なうようにしてもよい。

(第2のクラッチ制御例)
 上述した第1のクラッチ制御例では、前進1 速度段F1の両クラッチ滑り状態(時刻t4~t5)を て、前進1速速度段F1のトルクコンバータ作 状態(時刻t5~t6~)に移行させるようにしている 。

 しかし、前進1速速度段F1の両クラッチ滑 状態を経ることなく、前進1速速度段F1のロ クアップおよびモジュレーションクラッチ り状態を経て、直接、前進1速速度段F1のト クコンバータ作動状態に移行させる実施も 能である。

 図3は、コントローラ80で行われる処理の 順を示すフローチャートであり、図2と対比 すると、前進1速速度段F1の両クラッチ滑り状 態に関するステップ111、112の処理が省略され る。

 本実施例の制御によれば、比較的軽負荷 状態から重掘削時などの比較的重負荷の状 に移り、これに伴い車速Vが徐々に低下する と、前進2速速度段F2のロックアップ状態(ス ップ103)、前進1速速度段F1のロックアップ状 (ステップ105)、さらに前進1速速度段F1のロ クアップおよびモジュレーションクラッチ り状態(ステップ108)を経て、前進1速速度段F1 のトルクコンバータ作動状態(ステップ113)に 行される。

 よって、本実施例によれば、上述の第1の クラッチ制御例と同じく、ホイールローダ1 おいて、必要なけん引力が維持されつつ、 り燃料の消費量が低減されるとともに、エ ジン停止に至ることのない変速を行えると う効果が得られる。

 ただし、トルクコンバータ30のロックア プ状態からトルクコンバータ作動状態への 速時にエンジントルクの落ち込み、エンジ トルク切れという現象が発生し、オペレー に違和感、ショックを与えるとともに車体 ショックを与えるおそれがある。そこで、 1の制御例で行なわれていた両クラッチ滑り 御に代わる代替の制御、たとえばトルクコ バータ30のロックアップ状態からトルクコ バータ作動状態への変速時に、エンジン10の トルクを瞬間的に上昇させるエンジントルク 制御を行なうことによって、エンジントルク の落ち込み、エンジントルク切れを抑制する ことが望ましい。

 また、上述した各実施例では、前後進選 操作レバー71、変速レバー72がそれぞれ「前 進F」、「2速」位置に操作されていると判断 れた場合に(ステップ101の判断YES)、ステッ 103ないしステップ113のクラッチ制御が実行 れるものとしているが、クラッチ制御を実 させるための速度段選択位置は、作業車両 種類、作業形態に応じて適宜変更すること できる。たとえば、「前進F」、「1速」位置 に操作されていると判断された場合に、前進 1速速度段F1のロックアップ状態、前進1速速 段F1のロックアップおよびモジュレーション クラッチ滑り状態を経て、前進1速速度段F1の トルクコンバータ作動状態に移行させるクラ ッチ制御を実行する実施も可能であり、「前 進F」、「3速」位置に操作されていると判断 れた場合に、前進3速速度段F3のロックアッ 状態、前進2速速度段F2のロックアップ状態 前進1速速度段F1のロックアップ状態、前進1 速速度段F1のロックアップおよびモジュレー ョンクラッチ滑り状態を経て、前進1速速度 段F1のトルクコンバータ作動状態に移行させ クラッチ制御を実行する実施も可能である もちろん、この場合、前進1速速度段F1の両 ラッチ滑り状態を経て前進1速速度段F1のト クコンバータ作動状態に移行させてもよい

 要するに本発明としては、変速用操作子7 0によって作業時に適合した速度段が選択さ た場合に、クラッチ制御が行なえるもので ればよく、選択される速度段位置は問わな 。

 また、上述した各実施例では、前進2速速 度段F2のロックアップ状態から前進1速速度段 F1のロックアップ状態に移行させる変速パタ ンを採用しているが(ステップ103、105)、前 2速速度段F2のトルクコンバータ作動状態か 前進1速速度段F1のロックアップ状態に移行 せる変速パターンを採用する実施も可能で る。

 また、上述した各実施例では、クラッチ 御実行中に、キックダウンスイッチ73がオ 操作された時点で(ステップ201の判断YES)、車 速Vにかかわらず、強制的に前進1速速度段F1 トルクコンバータ作動状態に変速する(ステ プ113)ようにしているが、かかる強制的な変 速を行なわせない実施も可能である。この場 合、図2(b)、図3(b)に示す処理が省略されて、 ックダウンスイッチ73の操作如何にかかわ ず、図2(a)、図3(a)に示される処理手順にした がって変速が行われることになる。

 また、実施例では、作業車両としてホイ ルローダを想定して説明したが、本発明は モジュレーションクラッチ、トルクコンバ タ、ロックアップクラッチ、トランスミッ ョンが設けられた作業車両であれば、フォ クリフト、ブルドーザなどの他の作業車両 も同様にして適用することができる。

図1は、実施例の作業車両のエンジン回 転数制御装置の構成を示すブロック図であり 、ホイールローダの構成を、本発明に係る部 分について示した図である。 図2は、第1のクラッチ制御例を説明す ために用いた図で、コントローラで行われ 処理の手順を示すフローチャートであり、 2(a)は、クラッチ制御の処理手順を示すフロ チャートで、図2(b)は、キックダウンスイッ チのオン操作に応じた制御の処理手順を示す フローチャートである。 図3は、第2のクラッチ制御例を説明す ために用いた図で、コントローラで行われ 処理の手順を示すフローチャートであり、 3(a)は、クラッチ制御の処理手順を示すフロ チャートで、図3(b)は、キックダウンスイッ チのオン操作に応じた制御の処理手順を示す フローチャートである。 図4(a)、(b)、(c)は、フローチャートの各 処理を説明するために用いたグラフである。 図5(a)、(b)、(c)、(d)は、実験データを示 すグラフで、実施例の効果を説明するために 用いたグラフである。 図5(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は、実験デ ータを示すグラフで、実施例の効果を説明す るために用いたグラフである。 図7は、けん引力性能、効率を示したグ ラフであり、実施例の効果を説明するために 用いたグラフである。