作業車両および作業車両の制御方法
【課題】急加速中の加速の低下を抑えることができる作業車両および作業車両の制御方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る作業車両は、エンジンと、タイヤと、動力伝達機構と、制御部とを備える。タイヤは、エンジンからの駆動力によって回転駆動される。動力伝達機構は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力をタイヤに伝達する。制御部は、車速に応じてトランスミッションの速度段の変更を制御する。そして、制御部は、車速が所定の第１範囲Ｒ１内である場合は、加速度が所定の閾値以下であるか否かを判定し、加速度が所定の閾値以下である場合には、ロックアップクラッチを非連結状態から連結状態に切り換え、加速度が所定の閾値より大きい場合には、ロックアップクラッチを非連結状態に維持する。
【解決手段】本発明に係る作業車両は、エンジンと、タイヤと、動力伝達機構と、制御部とを備える。タイヤは、エンジンからの駆動力によって回転駆動される。動力伝達機構は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力をタイヤに伝達する。制御部は、車速に応じてトランスミッションの速度段の変更を制御する。そして、制御部は、車速が所定の第１範囲Ｒ１内である場合は、加速度が所定の閾値以下であるか否かを判定し、加速度が所定の閾値以下である場合には、ロックアップクラッチを非連結状態から連結状態に切り換え、加速度が所定の閾値より大きい場合には、ロックアップクラッチを非連結状態に維持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両および作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダなどの作業車両は、エンジンと、エンジンからの駆動力によって回転駆動される走行輪と、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する動力伝達機構とを備えている。動力伝達機構は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、トランスミッションとを有しており、ロックアップクラッチの連結・非連結、およびトランスミッションの速度段の切替が制御部によって制御される。例えば、特許文献１に示される作業車両では、第１境界速度段から第４速度段までのトランスミッションの速度段の切替が可能であると共に、ロックアップクラッチの連結・非連結状態の切替が可能である。ここで、従来の作業車両では、ロックアップクラッチの連結・非連結状態の切替は、車速が所定速度以上になっているか否かによって判断される。すなわち、車速が所定速度以上に達した場合に、ロックアップクラッチが連結され、エンジンからの駆動力がロックアップクラッチを介してトランスミッションに伝達される。
【特許文献１】特開２００７−１０７６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のように、ロックアップクラッチの連結状態への切替が、車速によって判断されると、急加速中であっても車速が所定速度に達することによってロックアップクラッチの切替が行われる。この場合、既に大きな加速度が得られている状態であるのにも関わらずロックアップクラッチの切替が行われることにより、かえって加速が鈍くなる恐れがある。
【０００４】
本発明の課題は、急加速中の加速の低下を抑えることができる作業車両および作業車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る作業車両は、エンジンと、走行輪と、動力伝達機構と、制御部とを備える。走行輪は、エンジンからの駆動力によって回転駆動される。動力伝達機構は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する。制御部は、車速に応じてトランスミッションの速度段の変更を制御する。そして、制御部は、車速が所定の第１範囲内である場合は、加速度が所定の閾値以下であるか否かを判定し、加速度が所定の閾値以下である場合には、ロックアップクラッチを非連結状態から連結状態に切り換える。また、制御部は、加速度が所定の閾値より大きい場合には、ロックアップクラッチを非連結状態に維持する。
【０００６】
この作業車両では、車速が第１範囲内である場合には、ロックアップクラッチの非連結状態から連結状態への切替の判定において、加速度が考慮される。すなわち、加速度が閾値より大きい場合には、ロックアップクラッチの非連結状態から連結状態への切替は行われず、ロックアップクラッチは非連結状態に維持される。そして、加速度が閾値以下である場合に、ロックアップクラッチが連結状態に切り換えられる。このため、急加速中には、ロックアップクラッチが非連結状態に維持され、ロックアップクラッチの切替が行われない。これにより、急加速中に加速度が低下することを抑えることができる。
【０００７】
第２発明に係る作業車両は、第１発明の作業車両であって、オペレーターがエンジンの目標回転数を指示するためのアクセル装置をさらに備える。そして、第１範囲は、アクセル装置の操作量に応じて定められる。
【０００８】
この作業車両では、アクセル装置の操作量に応じて第１範囲が定められることにより、駆動力の変化に対応して第１範囲を定めることができる。これにより、より効率よくロックアップクラッチの切替を行うことができる。
【０００９】
第３発明に係る作業車両は、第１発明または第２発明の作業車両であって、トランスミッションの速度段が同じである状態において、ロックアップクラッチが非連結状態である場合に駆動力伝達機構から走行輪に伝達される第１駆動力と、ロックアップクラッチが連結状態である場合に動力伝達機構から走行輪に伝達される第２駆動力とは、車速が第１境界速度である場合に一致し、且つ、車速が第１境界速度を超えた場合に第２駆動力が第１駆動力よりも大きくなる。そして、第１範囲の下限は、第１境界速度と概ね一致している。
【００１０】
この作業車両では、車速が第１範囲内である場合は、トランスミッションが同じ速度段ではロックアップクラッチが非連結状態である場合よりも連結状態である場合の方が、駆動力が大きい。このため、この第１範囲においてロックアップクラッチを連結状態にすることによって、高い駆動力を発生させることができる。
【００１１】
第４発明に係る作業車両は、第１発明から第３発明のいずれかの作業車両であって、ロックアップクラッチが非連結状態であり且つトランスミッションが所定の低速度段である場合に動力伝達機構から走行輪に伝達される第１駆動力と、ロックアップクラッチが非連結状態であり且つトランスミッションが低速度段よりも一段階高い高速度段である場合に動力伝達機構から走行輪に伝達される第３駆動力とは、車速が第２境界速度である場合に一致し、且つ、車速が第２境界速度より小さい場合には第３駆動力は第１駆動力よりも小さい。そして、第１範囲の上限は、第２境界速度と概ね一致している。
【００１２】
この作業車両では、車速が第１範囲内である間は、トランスミッションを上記の低速度段から一段階高い高速度段にシフトアップするよりも低速度段に維持した方が大きな駆動力を発生させることができる。このため、車速が第１範囲内である場合は、トランスミッションを低速度段に維持して、加速度に基づいてロックアップクラッチの切替を行うことによって、トランスミッションの速度段が切り替えられる場合よりも高い駆動力を確保することができる。
【００１３】
第５発明に係る作業車両は、第４発明の作業車両であって、制御部は、ロックアップクラッチが非連結状態である状態において、車速が第１範囲の上限を越えた場合は、ロックアップクラッチを非連結状態に維持した状態でトランスミッションの速度段を低速度段から高速度段にシフトアップする。
【００１４】
この作業車両では、ロックアップクラッチが非連結状態である場合において、トランスミッションが低速度段である場合の第１駆動力と、高速度段である場合の第３駆動力とが、車速が第１境界速度であるときに一致する。このため、車速が第１範囲の上限を超えたときに、トランスミッションの速度段をシフトアップすることによって、駆動力の差が小さい状態でトランスミッションの速度段を切り替えることができる。これにより、変速時のショックを低減させることができる。
【００１５】
第６発明に係る作業車両は、第４発明または第５発明の作業車両であって、上記の第３駆動力と、ロックアップクラッチが連結状態であり且つトランスミッションが低速度段である場合に動力伝達機構から走行輪に伝達される第２駆動力とは、車速が第３境界速度である場合に一致する。制御部は、ロックアップクラッチが連結状態である状態において、車速が第１範囲の上限を越えた場合は、車速が、第１範囲の高速側に連続する第２範囲内である間はロックアップクラッチを連結状態に維持する。そして、制御部は、車速が、第３境界速度に概ね一致する第２範囲の上限を超えたときに、ロックアップクラッチを非連結状態に切り換えると共にトランスミッションの速度段を低速度段から高速度段にシフトアップする。
【００１６】
この作業車両では、車速が、第２駆動力と第３駆動力との差が小さくなる第２範囲の上限を超えたときに、ロックアップクラッチの切替およびトランスミッションのシフトアップが行われる。このため、ロックアップクラッチの切替およびトランスミッションのシフトアップに伴うショックを低減させることができる。
【００１７】
第７発明に係る作業車両の制御方法は、エンジンと、エンジンからの駆動力によって回転駆動される走行輪と、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有しエンジンからの駆動力を走行輪に伝達する動力伝達機構とを備える作業車両の制御方法であって、以下のステップを備える。
【００１８】
車速に応じて前記トランスミッションの速度段の変更が制御されるステップ：
車速が所定の第１範囲内である場合に、加速度が所定の閾値以下であるか否かが判定されるステップ：
加速度が上記の閾値以下である場合に、ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられるステップ：
加速度が上記の閾値より大きい場合に、ロックアップクラッチが非連結状態に維持されるステップ：
この作業車両の制御方法では、車速が第１範囲内である場合には、ロックアップクラッチの非連結状態から連結状態への切替の判定において、加速度が考慮される。すなわち、加速度が閾値より大きい場合には、ロックアップクラッチの非連結状態から連結状態への切替は行われず、ロックアップクラッチは非連結状態に維持される。そして、加速度が閾値以下である場合に、ロックアップクラッチが連結状態に切り換えられる。このため、急加速中には、ロックアップクラッチが非連結状態に維持され、ロックアップクラッチの切替が行われない。これにより、急加速中に加速度が低下することを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、急加速中には、ロックアップクラッチが非連結状態に維持され、ロックアップクラッチの切替が行われないことにより、加速度の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔構成〕
本発明の一実施形態に係る作業車両１を図１および図２に示す。図１は、作業車両１の外観図であり、図２は、作業車両１の内部構成を示す模式図である。この作業車両１は、ホイールローダであり、タイヤ４ａ，４ｂが回転駆動されることにより自走可能であると共に作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。
【００２１】
〈作業車両１の外部構成〉
図１に示すように、この作業車両１は、車体フレーム２、作業機３、タイヤ４ａ，４ｂ、運転室５を備えている。
【００２２】
車体フレーム２の前部には、作業機３および一対のフロントタイヤ４ａが取り付けられている。作業機３は、油圧ポンプ１１（図２参照）からの圧油によって駆動される装置であり、車体フレーム２の前部に装着されたリフトアーム６と、リフトアーム６の先端に取り付けられたバケット７と、これらを駆動する作業機シリンダ８とを有する。
【００２３】
車体フレーム２の後部には、運転室５や一対のリアタイヤ４ｂなどが設けられている。運転室５は、車体フレーム２の上部に載置されており、オペレーターが着座するシートや、後述する操作部１２などが内装されている。
【００２４】
〈作業車両１の内部構成〉
また、図２に示すように、この作業車両１は、エンジン９、動力伝達機構１０、油圧ポンプ１１、操作部１２、制御部１３などを備えている。
【００２５】
エンジン９は、ディーゼルエンジンであり、その出力の制御は、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することにより行われる。この調整は、エンジン９の燃料噴射ポンプに付設されたガバナを制御することで行われる。ガバナとしては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、スロットル量に応じた目標回転数となるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナは目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。
【００２６】
動力伝達機構１０は、ロックアップクラッチ１５付きのトルクコンバータ１６とトランスミッション１７とを有しており、エンジン９からの駆動力を走行輪としてのタイヤ４ａ，４ｂに伝達する。
【００２７】
トルクコンバータ１６は、付設されたロックアップクラッチ１５が非連結状態である場合には、オイルを媒体としてエンジン９からの駆動力を伝達する。ロックアップクラッチ１５は、連結状態と非連結状態とに切替可能であり、連結状態において、トルクコンバータ１６の入力側と出力側とを連結する。このロックアップクラッチ１５は、油圧作動式のクラッチであり、ロックアップクラッチ１５への圧油の供給が制御部１３によって制御されることにより、連結状態と非連結状態とを切り換えることができる。
【００２８】
トランスミッション１７は、前進走行段に対応する前進クラッチＣＦと、後進走行段に対応する後進クラッチＣＲとを有しており、各クラッチＣＦ，ＣＲの連結状態・非連結状態を切り換えることによって、前進・後進を切り換える。また、トランスミッション１７は、複数の速度段に対応した複数の速度段クラッチＣ１−Ｃ４を有しており、減速比を複数段階に切り換えることができる。このトランスミッション１７では、第１速度段から第４速度段までの４段階の速度段に切替可能であり、各速度段に対応して４つの速度段クラッチＣ１−Ｃ４が設けられている。各速度段クラッチＣ１−Ｃ４は、油圧作動式の油圧クラッチであり、各クラッチＣ１−Ｃ４への圧油の供給が制御部１３によって制御されることにより、連結・非連結状態を切り換えることができる。また、トランスミッション１７の出力軸には、トランスミッション１７の出力軸の回転数を検出する車速センサ１８が設けられている。車速センサ１８からの検出信号は、制御部１３に入力される。
【００２９】
トランスミッション１７から出力された駆動力は、プロペラシャフト１９などを介してタイヤ４ａ，４ｂに伝達される。
【００３０】
この作業車両１において、エンジン９の出力の一部は、トルクコンバータ１６、トランスミッション１７等を介してタイヤ４ａ，４ｂに伝達される。また、エンジン９の出力の残りは、ＰＴＯ軸２０を介して油圧ポンプ１１に伝達される。これにより油圧ポンプ１１が駆動され、油圧ポンプ１１から吐出された圧油が図示しない操作弁を介して油圧アクチュエータに伝達される。油圧アクチュエータは、例えば、上述した作業機シリンダ８であり、これにより作業機３が作動される。
【００３１】
操作部１２は、オペレーターが操作するものであり、オペレーターがエンジン９の目標回転数を指示するためのアクセル装置としてのアクセルペダル２１を有する。アクセルペダル２１は、オペレーターによって踏み込み操作され、アクセルペダル２１の踏み込み操作量に対応したスロットル信号が制御部１３に入力される。なお、図２では図示されていないが、操作部１２は、アクセルペダル２１以外にも、ステアリング、ブレーキ、作業機３を操作するための作業機操作部材、前後進を切り替えるための前後進切替部材などを有しており、これらの操作内容は、操作信号として制御部１３に送られる。
【００３２】
制御部１３は、操作部１２や、車速センサ１８などのセンサからの信号に応じて上述した各種の構成部品の動作を制御する。例えば、制御部１３は、アクセルペダル２１から入力されたスロットル信号に応じた指令信号をガバナに出力し、スロットル信号に応じた目標回転数が得られるように、エンジン９を制御する。また、制御部１３は、車両の走行状態に応じて、トランスミッション１７やトルクコンバータ１６を制御して、自動的にトランスミッション１７の速度段の切替およびロックアップクラッチ１５の切替を行うことができる。以下、制御部１３による自動変速制御について詳細に説明する。
【００３３】
〔制御部１３による自動変速制御〕
シフトアップ時の作業車両１の速度段の変化と、各速度段における駆動力−車速特性曲線Ｌ１ＴＣ〜Ｌ４ＴＣ，Ｌ２ＬＵ〜Ｌ４ＬＵとを図３に示す。
【００３４】
図３において、「F２TC」や「F2LU」のように表示されている白抜き矢印が速度段の変化を示している。この表示において「F」が含まれている場合は、トランスミッション１７が前進状態であることを示している。「TC」が含まれている場合は、ロックアップクラッチ１５が非連結状態であり、トルクコンバータ１６のオイルによって駆動力が伝達されている状態を示している。「LU」が含まれている場合は、ロックアップクラッチ１５が連結状態であり、トルクコンバータ１６の入力側と出力側とがロックアップクラッチ１５によって直結されている状態を示している。また、これらの表示に含まれている数字は、各数字に対応したトランスミッション１７の速度段が選択されていることを示している。例えば、「F1TC」では、トランスミッション１７の速度段が第１速度段となっている。
【００３５】
また、図３の駆動力−車速特性曲線Ｌ１ＴＣ〜Ｌ４ＴＣ，Ｌ２ＬＵ〜Ｌ４ＬＵを示すグラフにおいて縦軸は駆動力であり、横軸は車速である。なお、ここでいう駆動力は、動力伝達機構１０からタイヤ４ａ，４ｂに伝達される駆動力を示している。図３において、符号「Ｌ１ＴＣ」が付された曲線は、作業車両１の速度段が「F1TC」である場合の駆動力−車速特性曲線を示している。同様に、「Ｌ２ＴＣ」、「Ｌ３ＴＣ」、「Ｌ４ＴＣ」の各曲線は、作業車両１の速度段が「F2TC」、「F3TC」、「F4TC」である場合の駆動力−車速特性曲線をそれぞれ示している。また、「Ｌ2ＬＵ」、「Ｌ３ＬＵ」、「Ｌ４ＬＵ」の各曲線は、作業車両１の速度段が「F2LU」、「F3LU」、「F4LU」である場合の駆動力−車速特性曲線をそれぞれ示している。
【００３６】
この作業車両１では、制御部１３は、車速に応じて速度段の変更を制御するが、車速が所定の範囲内（図３の第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３，第５範囲Ｒ５）である場合には、車速だけではなく車両の加速度も考慮してロックアップクラッチ１５の切替が判断される。
【００３７】
まず、作業車両１が車速ゼロの状態から発進する場合、作業車両１の速度段は「F1TC」となっている。図４に速度段「F1TC」からシフトアップする場合の制御フローを示す。ここでは、車速が第１速度Ｖ１に達したか否かが判定される（第１ステップＳ１）。車速が第１速度Ｖ１に達すると加速度に関わらず、速度段が「F1TC」から「F2TC」にシフトアップされる（第２ステップＳ２）。車速が第１速度Ｖ１に達するまでは、速度段が「F1TC」に維持される。ここで、第１速度Ｖ１は、作業車両１の速度段が「F1TC」である場合の駆動力と、速度段が「F2TC」である場合の駆動力とが一致する速度である。なお、制御部１３は、入力されたトランスミッション１７の出力軸の回転数から以下の（数式１）により車速を算出している。
（数式１） V(n)=N(n) ×A / 1000
ここで、V(n)：車速、N(n)：出力軸の回転数、A：ギヤ比によって求まる所定の定数、である。
【００３８】
次に、図３に示すように、車速が第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２の間である場合は、作業車両１の速度段は「F2TC」に維持される。車速が、第２速度Ｖ２と第３速度Ｖ３との間の第１範囲Ｒ１内である場合は、加速度≦閾値ａという判定条件が満たされるか否かが常に判断される（図４の第３ステップＳ３〜第５ステップＳ５）。上記判定条件が成立した場合、すなわち、加速度が閾値ａ以下となった場合は、上記判定条件が成立した時点で、ロックアップクラッチ１５が連結状態に切り替えられ、速度段が「F2TC」から「F2LU」に切り替えられる（図４の第６ステップＳ６）。上記判定条件が成立していない場合、すなわち、加速度が閾値ａより大きい場合は、ロックアップクラッチ１５は連結状態に切り替えられず、速度段は「F2TC」に維持される。ここで、図３に示すように、第２速度Ｖ２（第１境界速度）は、速度段が「F2TC」である場合の駆動力（第１駆動力）と、速度段が「F2LU」である場合の駆動力（第２駆動力）とが一致する速度である。また、第３速度Ｖ３（第２境界速度）は、速度段が「F2TC」である場合の駆動力（第１駆動力）と、速度段が「F3TC」である場合の駆動力（第３駆動力）とが一致する速度である。なお、制御部１３は、以下の（数式２）により加速度を算出している。
【００３９】
（数式２）
【００４０】
ここで、α(n)：加速度、Δｔ：サンプリング時間、T：時定数、である。
【００４１】
なお、上記のように速度段が「F2TC」から「F2LU」に切り替えられると、その後、車速が上記の第１範囲Ｒ１内である間は、加速度が再び閾値を超えても、速度段は「F2TC」に戻ることはなく「F2LU」に維持される。
【００４２】
速度段が「F2TC」である状態で、車速が第１範囲Ｒ１の上限すなわち第３速度Ｖ３に達すると、速度段が「F2TC」から「F3TC」に切り替えられる（図４の第７ステップＳ７）。すなわち、ロックアップクラッチ１５の切替は行われずにトランスミッション１７の速度段のシフトアップのみが行われる。
【００４３】
速度段が「F2LU」である状態で、車速が第１範囲Ｒ１の上限を越えると、車速が第４速度Ｖ４に達するまでは、速度段が「F2LU」に維持される（図４の第８ステップＳ８参照）。車速が第４速度Ｖ４に達すると、速度段が「F2LU」から「F3TC」にシフトアップされる（図４の第９ステップＳ９）。ここで、図３に示すように、第４速度Ｖ４（第３境界速度）は、速度段が「F2LU」である場合の駆動力と、速度段が「F3TC」である場合の駆動力とが一致する速度である。
【００４４】
速度段が「F3TC」である場合、車速が第５速度Ｖ５に達するまでは、速度段は「F3TC」に維持される。なお、速度段が「F3TC」以上の速度段である場合のシフトアップ時の制御フローは、図４と同様であるため省略する。車速が増大して第５速度Ｖ５を越えた場合は、車速が第５速度Ｖ５と第６速度Ｖ６との間の第３範囲Ｒ３内である間は、常に上記と同様の加速度の判定が行われる。すなわち、上記判定条件が成立した場合は、上記判定条件が成立した時点で、ロックアップクラッチ１５が連結状態に切り替えられ、速度段が「F3TC」から「F3LU」に切り替えられる。上記判定条件が成立していない場合は、ロックアップクラッチ１５は連結状態に切り替えられず、速度段は「F3TC」に維持される。なお、第５速度Ｖ５（第１境界速度）は、速度段が「F3TC」である場合の駆動力と、速度段が「F3LU」である場合の駆動力とが一致する速度である。また、第６速度Ｖ６（第２境界速度）は、速度段が「F3TC」である場合の駆動力と、速度段が「F4TC」である場合の駆動力とが一致する速度である。
【００４５】
速度段が「F3TC」である状態で、車速が第３範囲Ｒ３の上限すなわち第６速度Ｖ６を越えると、速度段が「F3TC」から「F4TC」に切り替えられる。また、速度段が「F3LU」である状態で、車速が第３範囲Ｒ３の上限を越えると、車速が第７速度Ｖ７に達するまでは、速度段が「F3LU」に維持される。そして、車速が第７速度Ｖ７に達したときに、速度段が「F3LU」から「F4TC」にシフトアップされる。なお、第７速度Ｖ７（第３境界速度）は、速度段が「F3LU」である場合の駆動力と、速度段が「F4TC」である場合の駆動力とが一致する速度である。
【００４６】
速度段が「F4TC」である場合、車速が第８速度Ｖ８に達するまでは、速度段は「F4TC」に維持される。そして、車速が増大して第８速度Ｖ８を越えた場合は、車速が第８速度Ｖ８以上の第５範囲Ｒ５内である間は常に上記と同様の加速度の判定が行われる。上記判定条件が成立した場合は、上記判定条件が成立した時点で、ロックアップクラッチ１５が連結状態に切り替えられ、速度段が「F4TC」から「F4LU」に切り替えられる。上記判定条件が成立していない場合は、ロックアップクラッチ１５は連結状態に切り替えられず、速度段は「F4TC」に維持される。なお、第８速度Ｖ８（第１境界速度）は、速度段が「F4TC」である場合の駆動力と、速度段が「F4LU」である場合の駆動力とが一致する速度である。
【００４７】
なお、図３では、第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５は、アクセル操作量が最大である場合に設定される範囲を示しており、アクセル操作量が最大ではない場合は、図３とは異なる第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５が設定される。すなわち、アクセル操作量が異なれば、駆動力−車速特性曲線が異なるため、各速度段における駆動力が一致する速度が異なる。このため、各速度段における駆動力が一致する速度の変化に応じて、すなわちアクセル操作量に応じて第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５が定められる。
【００４８】
また、上述した自動変速制御はシフトアップ時の制御であり、シフトダウン時には上記とは異なる制御が行われる。
【００４９】
〔特徴〕
この作業車両１では、車速が第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５内である場合には、ロックアップクラッチ１５の非連結状態から連結状態への切替の判定において、加速度が考慮される。すなわち、加速度が閾値ａより大きい場合には、ロックアップクラッチ１５の非連結状態から連結状態への切替は行われず、ロックアップクラッチ１５は非連結状態に維持される。そして、加速度が閾値ａ以下である場合に、ロックアップクラッチ１５が連結状態に切り換えられる。このため、急加速中には、ロックアップクラッチ１５の切替が行われず、加速度が低下することが抑えられる。また、加速度が小さい場合にロックアップクラッチ１５が連結状態とされることによって、一定速度で走行している場合や、登坂時に大きな駆動力を必要としている場合のように、ロックアップクラッチ１５を作動させる（連結状態にする）のに適した走行状態でロックアップクラッチ１５を作動させることができる。
【００５０】
また、図３に示されるように、第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５は、ロックアップクラッチ１５が連結状態である場合の駆動力（駆動力−車速特性曲線Ｌ２ＬＵ，Ｌ３ＬＵ，Ｌ４ＬＵ参照）が、ロックアップクラッチ１５が非連結状態である場合の駆動力（駆動力−車速特性曲線Ｌ１ＴＣ〜Ｌ４ＴＣ参照）よりも大きくなる車速の範囲である。このため、第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５において、ロックアップクラッチ１５が非連結状態から連結状態に切り替えられることによって、高い駆動力を発生させることができる。
【００５１】
また、ロックアップクラッチ１５が非連結状態である場合には、車速が第３速度Ｖ３や第６速度Ｖ６を越えたときにトランスミッション１７の速度段が高速側に切り換えられるが、ロックアップクラッチ１５が連結状態である場合には、車速が第３速度Ｖ３や第６速度Ｖ６を越えても直ぐには変速は行われず、第４速度Ｖ４や第７速度Ｖ７を越えたときに、ロックアップクラッチ１５の連結状態への切替とトランスミッション１７の速度段の高速側への切替とが行われる。これにより、変速前と変速後との駆動力の差が小さい状態で変速を行うことができ、変速時のショックを低減させることができる。
【００５２】
〔他の実施形態）
（ａ）
上記の実施形態では、作業車両としてホイールローダが例示されているが、他の作業車両にも本発明を適用することができる。
【００５３】
（ｂ）
車速および加速度の算出は上記の手法に限られるものではなく、他の計算方法により算出されてもよい。或いは、車速および加速度を検出する別途のセンサが備えられてもよい。
【００５４】
（ｃ）
上記の実施形態では、第１範囲Ｒ１の下限は、第２速度Ｖ２と一致しているが、完全に一致していなくてもよく、第２速度Ｖ２に対して１０％の範囲で増減してもよい。ただし、第２速度Ｖ２より低速側であることが望ましい。また、第１範囲Ｒ１の上限は、第３速度Ｖ３と一致しているが、完全に一致していなくてもよく、第３速度Ｖ３に対して１０％の範囲で増減してもよい。ただし、第３速度Ｖ３より高速側であることが望ましい。またこの場合、第１範囲Ｒ１の上限と第３速度Ｖ３との差は、第１範囲Ｒ１の下限と第２速度Ｖ２との差よりも小さいことが望ましい。第３範囲Ｒ３の上限および下限、第５範囲Ｒ５の上限および下限についても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、急加速中に加速度が低下することを抑えることができる効果を有し、作業車両および作業車両の制御方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】作業車両の外観図。
【図２】作業車両の内部構成を示す概略図。
【図３】シフトアップ時の自動変速制御を示す図。
【図４】シフトアップ時の制御フローの一部
【符号の説明】
【００５７】
９ エンジン
４ａ，４ｂ タイヤ（走行輪）
１５ ロックアップクラッチ
１６ トルクコンバータ
１７ トランスミッション
１０ 動力伝達機構
１３ 制御部
１ 作業車両
２１ アクセルペダル（アクセル装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両および作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダなどの作業車両は、エンジンと、エンジンからの駆動力によって回転駆動される走行輪と、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する動力伝達機構とを備えている。動力伝達機構は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、トランスミッションとを有しており、ロックアップクラッチの連結・非連結、およびトランスミッションの速度段の切替が制御部によって制御される。例えば、特許文献１に示される作業車両では、第１境界速度段から第４速度段までのトランスミッションの速度段の切替が可能であると共に、ロックアップクラッチの連結・非連結状態の切替が可能である。ここで、従来の作業車両では、ロックアップクラッチの連結・非連結状態の切替は、車速が所定速度以上になっているか否かによって判断される。すなわち、車速が所定速度以上に達した場合に、ロックアップクラッチが連結され、エンジンからの駆動力がロックアップクラッチを介してトランスミッションに伝達される。
【特許文献１】特開２００７−１０７６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のように、ロックアップクラッチの連結状態への切替が、車速によって判断されると、急加速中であっても車速が所定速度に達することによってロックアップクラッチの切替が行われる。この場合、既に大きな加速度が得られている状態であるのにも関わらずロックアップクラッチの切替が行われることにより、かえって加速が鈍くなる恐れがある。
【０００４】
本発明の課題は、急加速中の加速の低下を抑えることができる作業車両および作業車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る作業車両は、エンジンと、走行輪と、動力伝達機構と、制御部とを備える。走行輪は、エンジンからの駆動力によって回転駆動される。動力伝達機構は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する。制御部は、車速に応じてトランスミッションの速度段の変更を制御する。そして、制御部は、車速が所定の第１範囲内である場合は、加速度が所定の閾値以下であるか否かを判定し、加速度が所定の閾値以下である場合には、ロックアップクラッチを非連結状態から連結状態に切り換える。また、制御部は、加速度が所定の閾値より大きい場合には、ロックアップクラッチを非連結状態に維持する。
【０００６】
この作業車両では、車速が第１範囲内である場合には、ロックアップクラッチの非連結状態から連結状態への切替の判定において、加速度が考慮される。すなわち、加速度が閾値より大きい場合には、ロックアップクラッチの非連結状態から連結状態への切替は行われず、ロックアップクラッチは非連結状態に維持される。そして、加速度が閾値以下である場合に、ロックアップクラッチが連結状態に切り換えられる。このため、急加速中には、ロックアップクラッチが非連結状態に維持され、ロックアップクラッチの切替が行われない。これにより、急加速中に加速度が低下することを抑えることができる。
【０００７】
第２発明に係る作業車両は、第１発明の作業車両であって、オペレーターがエンジンの目標回転数を指示するためのアクセル装置をさらに備える。そして、第１範囲は、アクセル装置の操作量に応じて定められる。
【０００８】
この作業車両では、アクセル装置の操作量に応じて第１範囲が定められることにより、駆動力の変化に対応して第１範囲を定めることができる。これにより、より効率よくロックアップクラッチの切替を行うことができる。
【０００９】
第３発明に係る作業車両は、第１発明または第２発明の作業車両であって、トランスミッションの速度段が同じである状態において、ロックアップクラッチが非連結状態である場合に駆動力伝達機構から走行輪に伝達される第１駆動力と、ロックアップクラッチが連結状態である場合に動力伝達機構から走行輪に伝達される第２駆動力とは、車速が第１境界速度である場合に一致し、且つ、車速が第１境界速度を超えた場合に第２駆動力が第１駆動力よりも大きくなる。そして、第１範囲の下限は、第１境界速度と概ね一致している。
【００１０】
この作業車両では、車速が第１範囲内である場合は、トランスミッションが同じ速度段ではロックアップクラッチが非連結状態である場合よりも連結状態である場合の方が、駆動力が大きい。このため、この第１範囲においてロックアップクラッチを連結状態にすることによって、高い駆動力を発生させることができる。
【００１１】
第４発明に係る作業車両は、第１発明から第３発明のいずれかの作業車両であって、ロックアップクラッチが非連結状態であり且つトランスミッションが所定の低速度段である場合に動力伝達機構から走行輪に伝達される第１駆動力と、ロックアップクラッチが非連結状態であり且つトランスミッションが低速度段よりも一段階高い高速度段である場合に動力伝達機構から走行輪に伝達される第３駆動力とは、車速が第２境界速度である場合に一致し、且つ、車速が第２境界速度より小さい場合には第３駆動力は第１駆動力よりも小さい。そして、第１範囲の上限は、第２境界速度と概ね一致している。
【００１２】
この作業車両では、車速が第１範囲内である間は、トランスミッションを上記の低速度段から一段階高い高速度段にシフトアップするよりも低速度段に維持した方が大きな駆動力を発生させることができる。このため、車速が第１範囲内である場合は、トランスミッションを低速度段に維持して、加速度に基づいてロックアップクラッチの切替を行うことによって、トランスミッションの速度段が切り替えられる場合よりも高い駆動力を確保することができる。
【００１３】
第５発明に係る作業車両は、第４発明の作業車両であって、制御部は、ロックアップクラッチが非連結状態である状態において、車速が第１範囲の上限を越えた場合は、ロックアップクラッチを非連結状態に維持した状態でトランスミッションの速度段を低速度段から高速度段にシフトアップする。
【００１４】
この作業車両では、ロックアップクラッチが非連結状態である場合において、トランスミッションが低速度段である場合の第１駆動力と、高速度段である場合の第３駆動力とが、車速が第１境界速度であるときに一致する。このため、車速が第１範囲の上限を超えたときに、トランスミッションの速度段をシフトアップすることによって、駆動力の差が小さい状態でトランスミッションの速度段を切り替えることができる。これにより、変速時のショックを低減させることができる。
【００１５】
第６発明に係る作業車両は、第４発明または第５発明の作業車両であって、上記の第３駆動力と、ロックアップクラッチが連結状態であり且つトランスミッションが低速度段である場合に動力伝達機構から走行輪に伝達される第２駆動力とは、車速が第３境界速度である場合に一致する。制御部は、ロックアップクラッチが連結状態である状態において、車速が第１範囲の上限を越えた場合は、車速が、第１範囲の高速側に連続する第２範囲内である間はロックアップクラッチを連結状態に維持する。そして、制御部は、車速が、第３境界速度に概ね一致する第２範囲の上限を超えたときに、ロックアップクラッチを非連結状態に切り換えると共にトランスミッションの速度段を低速度段から高速度段にシフトアップする。
【００１６】
この作業車両では、車速が、第２駆動力と第３駆動力との差が小さくなる第２範囲の上限を超えたときに、ロックアップクラッチの切替およびトランスミッションのシフトアップが行われる。このため、ロックアップクラッチの切替およびトランスミッションのシフトアップに伴うショックを低減させることができる。
【００１７】
第７発明に係る作業車両の制御方法は、エンジンと、エンジンからの駆動力によって回転駆動される走行輪と、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有しエンジンからの駆動力を走行輪に伝達する動力伝達機構とを備える作業車両の制御方法であって、以下のステップを備える。
【００１８】
車速に応じて前記トランスミッションの速度段の変更が制御されるステップ：
車速が所定の第１範囲内である場合に、加速度が所定の閾値以下であるか否かが判定されるステップ：
加速度が上記の閾値以下である場合に、ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられるステップ：
加速度が上記の閾値より大きい場合に、ロックアップクラッチが非連結状態に維持されるステップ：
この作業車両の制御方法では、車速が第１範囲内である場合には、ロックアップクラッチの非連結状態から連結状態への切替の判定において、加速度が考慮される。すなわち、加速度が閾値より大きい場合には、ロックアップクラッチの非連結状態から連結状態への切替は行われず、ロックアップクラッチは非連結状態に維持される。そして、加速度が閾値以下である場合に、ロックアップクラッチが連結状態に切り換えられる。このため、急加速中には、ロックアップクラッチが非連結状態に維持され、ロックアップクラッチの切替が行われない。これにより、急加速中に加速度が低下することを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、急加速中には、ロックアップクラッチが非連結状態に維持され、ロックアップクラッチの切替が行われないことにより、加速度の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔構成〕
本発明の一実施形態に係る作業車両１を図１および図２に示す。図１は、作業車両１の外観図であり、図２は、作業車両１の内部構成を示す模式図である。この作業車両１は、ホイールローダであり、タイヤ４ａ，４ｂが回転駆動されることにより自走可能であると共に作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。
【００２１】
〈作業車両１の外部構成〉
図１に示すように、この作業車両１は、車体フレーム２、作業機３、タイヤ４ａ，４ｂ、運転室５を備えている。
【００２２】
車体フレーム２の前部には、作業機３および一対のフロントタイヤ４ａが取り付けられている。作業機３は、油圧ポンプ１１（図２参照）からの圧油によって駆動される装置であり、車体フレーム２の前部に装着されたリフトアーム６と、リフトアーム６の先端に取り付けられたバケット７と、これらを駆動する作業機シリンダ８とを有する。
【００２３】
車体フレーム２の後部には、運転室５や一対のリアタイヤ４ｂなどが設けられている。運転室５は、車体フレーム２の上部に載置されており、オペレーターが着座するシートや、後述する操作部１２などが内装されている。
【００２４】
〈作業車両１の内部構成〉
また、図２に示すように、この作業車両１は、エンジン９、動力伝達機構１０、油圧ポンプ１１、操作部１２、制御部１３などを備えている。
【００２５】
エンジン９は、ディーゼルエンジンであり、その出力の制御は、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することにより行われる。この調整は、エンジン９の燃料噴射ポンプに付設されたガバナを制御することで行われる。ガバナとしては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、スロットル量に応じた目標回転数となるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナは目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。
【００２６】
動力伝達機構１０は、ロックアップクラッチ１５付きのトルクコンバータ１６とトランスミッション１７とを有しており、エンジン９からの駆動力を走行輪としてのタイヤ４ａ，４ｂに伝達する。
【００２７】
トルクコンバータ１６は、付設されたロックアップクラッチ１５が非連結状態である場合には、オイルを媒体としてエンジン９からの駆動力を伝達する。ロックアップクラッチ１５は、連結状態と非連結状態とに切替可能であり、連結状態において、トルクコンバータ１６の入力側と出力側とを連結する。このロックアップクラッチ１５は、油圧作動式のクラッチであり、ロックアップクラッチ１５への圧油の供給が制御部１３によって制御されることにより、連結状態と非連結状態とを切り換えることができる。
【００２８】
トランスミッション１７は、前進走行段に対応する前進クラッチＣＦと、後進走行段に対応する後進クラッチＣＲとを有しており、各クラッチＣＦ，ＣＲの連結状態・非連結状態を切り換えることによって、前進・後進を切り換える。また、トランスミッション１７は、複数の速度段に対応した複数の速度段クラッチＣ１−Ｃ４を有しており、減速比を複数段階に切り換えることができる。このトランスミッション１７では、第１速度段から第４速度段までの４段階の速度段に切替可能であり、各速度段に対応して４つの速度段クラッチＣ１−Ｃ４が設けられている。各速度段クラッチＣ１−Ｃ４は、油圧作動式の油圧クラッチであり、各クラッチＣ１−Ｃ４への圧油の供給が制御部１３によって制御されることにより、連結・非連結状態を切り換えることができる。また、トランスミッション１７の出力軸には、トランスミッション１７の出力軸の回転数を検出する車速センサ１８が設けられている。車速センサ１８からの検出信号は、制御部１３に入力される。
【００２９】
トランスミッション１７から出力された駆動力は、プロペラシャフト１９などを介してタイヤ４ａ，４ｂに伝達される。
【００３０】
この作業車両１において、エンジン９の出力の一部は、トルクコンバータ１６、トランスミッション１７等を介してタイヤ４ａ，４ｂに伝達される。また、エンジン９の出力の残りは、ＰＴＯ軸２０を介して油圧ポンプ１１に伝達される。これにより油圧ポンプ１１が駆動され、油圧ポンプ１１から吐出された圧油が図示しない操作弁を介して油圧アクチュエータに伝達される。油圧アクチュエータは、例えば、上述した作業機シリンダ８であり、これにより作業機３が作動される。
【００３１】
操作部１２は、オペレーターが操作するものであり、オペレーターがエンジン９の目標回転数を指示するためのアクセル装置としてのアクセルペダル２１を有する。アクセルペダル２１は、オペレーターによって踏み込み操作され、アクセルペダル２１の踏み込み操作量に対応したスロットル信号が制御部１３に入力される。なお、図２では図示されていないが、操作部１２は、アクセルペダル２１以外にも、ステアリング、ブレーキ、作業機３を操作するための作業機操作部材、前後進を切り替えるための前後進切替部材などを有しており、これらの操作内容は、操作信号として制御部１３に送られる。
【００３２】
制御部１３は、操作部１２や、車速センサ１８などのセンサからの信号に応じて上述した各種の構成部品の動作を制御する。例えば、制御部１３は、アクセルペダル２１から入力されたスロットル信号に応じた指令信号をガバナに出力し、スロットル信号に応じた目標回転数が得られるように、エンジン９を制御する。また、制御部１３は、車両の走行状態に応じて、トランスミッション１７やトルクコンバータ１６を制御して、自動的にトランスミッション１７の速度段の切替およびロックアップクラッチ１５の切替を行うことができる。以下、制御部１３による自動変速制御について詳細に説明する。
【００３３】
〔制御部１３による自動変速制御〕
シフトアップ時の作業車両１の速度段の変化と、各速度段における駆動力−車速特性曲線Ｌ１ＴＣ〜Ｌ４ＴＣ，Ｌ２ＬＵ〜Ｌ４ＬＵとを図３に示す。
【００３４】
図３において、「F２TC」や「F2LU」のように表示されている白抜き矢印が速度段の変化を示している。この表示において「F」が含まれている場合は、トランスミッション１７が前進状態であることを示している。「TC」が含まれている場合は、ロックアップクラッチ１５が非連結状態であり、トルクコンバータ１６のオイルによって駆動力が伝達されている状態を示している。「LU」が含まれている場合は、ロックアップクラッチ１５が連結状態であり、トルクコンバータ１６の入力側と出力側とがロックアップクラッチ１５によって直結されている状態を示している。また、これらの表示に含まれている数字は、各数字に対応したトランスミッション１７の速度段が選択されていることを示している。例えば、「F1TC」では、トランスミッション１７の速度段が第１速度段となっている。
【００３５】
また、図３の駆動力−車速特性曲線Ｌ１ＴＣ〜Ｌ４ＴＣ，Ｌ２ＬＵ〜Ｌ４ＬＵを示すグラフにおいて縦軸は駆動力であり、横軸は車速である。なお、ここでいう駆動力は、動力伝達機構１０からタイヤ４ａ，４ｂに伝達される駆動力を示している。図３において、符号「Ｌ１ＴＣ」が付された曲線は、作業車両１の速度段が「F1TC」である場合の駆動力−車速特性曲線を示している。同様に、「Ｌ２ＴＣ」、「Ｌ３ＴＣ」、「Ｌ４ＴＣ」の各曲線は、作業車両１の速度段が「F2TC」、「F3TC」、「F4TC」である場合の駆動力−車速特性曲線をそれぞれ示している。また、「Ｌ2ＬＵ」、「Ｌ３ＬＵ」、「Ｌ４ＬＵ」の各曲線は、作業車両１の速度段が「F2LU」、「F3LU」、「F4LU」である場合の駆動力−車速特性曲線をそれぞれ示している。
【００３６】
この作業車両１では、制御部１３は、車速に応じて速度段の変更を制御するが、車速が所定の範囲内（図３の第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３，第５範囲Ｒ５）である場合には、車速だけではなく車両の加速度も考慮してロックアップクラッチ１５の切替が判断される。
【００３７】
まず、作業車両１が車速ゼロの状態から発進する場合、作業車両１の速度段は「F1TC」となっている。図４に速度段「F1TC」からシフトアップする場合の制御フローを示す。ここでは、車速が第１速度Ｖ１に達したか否かが判定される（第１ステップＳ１）。車速が第１速度Ｖ１に達すると加速度に関わらず、速度段が「F1TC」から「F2TC」にシフトアップされる（第２ステップＳ２）。車速が第１速度Ｖ１に達するまでは、速度段が「F1TC」に維持される。ここで、第１速度Ｖ１は、作業車両１の速度段が「F1TC」である場合の駆動力と、速度段が「F2TC」である場合の駆動力とが一致する速度である。なお、制御部１３は、入力されたトランスミッション１７の出力軸の回転数から以下の（数式１）により車速を算出している。
（数式１） V(n)=N(n) ×A / 1000
ここで、V(n)：車速、N(n)：出力軸の回転数、A：ギヤ比によって求まる所定の定数、である。
【００３８】
次に、図３に示すように、車速が第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２の間である場合は、作業車両１の速度段は「F2TC」に維持される。車速が、第２速度Ｖ２と第３速度Ｖ３との間の第１範囲Ｒ１内である場合は、加速度≦閾値ａという判定条件が満たされるか否かが常に判断される（図４の第３ステップＳ３〜第５ステップＳ５）。上記判定条件が成立した場合、すなわち、加速度が閾値ａ以下となった場合は、上記判定条件が成立した時点で、ロックアップクラッチ１５が連結状態に切り替えられ、速度段が「F2TC」から「F2LU」に切り替えられる（図４の第６ステップＳ６）。上記判定条件が成立していない場合、すなわち、加速度が閾値ａより大きい場合は、ロックアップクラッチ１５は連結状態に切り替えられず、速度段は「F2TC」に維持される。ここで、図３に示すように、第２速度Ｖ２（第１境界速度）は、速度段が「F2TC」である場合の駆動力（第１駆動力）と、速度段が「F2LU」である場合の駆動力（第２駆動力）とが一致する速度である。また、第３速度Ｖ３（第２境界速度）は、速度段が「F2TC」である場合の駆動力（第１駆動力）と、速度段が「F3TC」である場合の駆動力（第３駆動力）とが一致する速度である。なお、制御部１３は、以下の（数式２）により加速度を算出している。
【００３９】
（数式２）
【００４０】
ここで、α(n)：加速度、Δｔ：サンプリング時間、T：時定数、である。
【００４１】
なお、上記のように速度段が「F2TC」から「F2LU」に切り替えられると、その後、車速が上記の第１範囲Ｒ１内である間は、加速度が再び閾値を超えても、速度段は「F2TC」に戻ることはなく「F2LU」に維持される。
【００４２】
速度段が「F2TC」である状態で、車速が第１範囲Ｒ１の上限すなわち第３速度Ｖ３に達すると、速度段が「F2TC」から「F3TC」に切り替えられる（図４の第７ステップＳ７）。すなわち、ロックアップクラッチ１５の切替は行われずにトランスミッション１７の速度段のシフトアップのみが行われる。
【００４３】
速度段が「F2LU」である状態で、車速が第１範囲Ｒ１の上限を越えると、車速が第４速度Ｖ４に達するまでは、速度段が「F2LU」に維持される（図４の第８ステップＳ８参照）。車速が第４速度Ｖ４に達すると、速度段が「F2LU」から「F3TC」にシフトアップされる（図４の第９ステップＳ９）。ここで、図３に示すように、第４速度Ｖ４（第３境界速度）は、速度段が「F2LU」である場合の駆動力と、速度段が「F3TC」である場合の駆動力とが一致する速度である。
【００４４】
速度段が「F3TC」である場合、車速が第５速度Ｖ５に達するまでは、速度段は「F3TC」に維持される。なお、速度段が「F3TC」以上の速度段である場合のシフトアップ時の制御フローは、図４と同様であるため省略する。車速が増大して第５速度Ｖ５を越えた場合は、車速が第５速度Ｖ５と第６速度Ｖ６との間の第３範囲Ｒ３内である間は、常に上記と同様の加速度の判定が行われる。すなわち、上記判定条件が成立した場合は、上記判定条件が成立した時点で、ロックアップクラッチ１５が連結状態に切り替えられ、速度段が「F3TC」から「F3LU」に切り替えられる。上記判定条件が成立していない場合は、ロックアップクラッチ１５は連結状態に切り替えられず、速度段は「F3TC」に維持される。なお、第５速度Ｖ５（第１境界速度）は、速度段が「F3TC」である場合の駆動力と、速度段が「F3LU」である場合の駆動力とが一致する速度である。また、第６速度Ｖ６（第２境界速度）は、速度段が「F3TC」である場合の駆動力と、速度段が「F4TC」である場合の駆動力とが一致する速度である。
【００４５】
速度段が「F3TC」である状態で、車速が第３範囲Ｒ３の上限すなわち第６速度Ｖ６を越えると、速度段が「F3TC」から「F4TC」に切り替えられる。また、速度段が「F3LU」である状態で、車速が第３範囲Ｒ３の上限を越えると、車速が第７速度Ｖ７に達するまでは、速度段が「F3LU」に維持される。そして、車速が第７速度Ｖ７に達したときに、速度段が「F3LU」から「F4TC」にシフトアップされる。なお、第７速度Ｖ７（第３境界速度）は、速度段が「F3LU」である場合の駆動力と、速度段が「F4TC」である場合の駆動力とが一致する速度である。
【００４６】
速度段が「F4TC」である場合、車速が第８速度Ｖ８に達するまでは、速度段は「F4TC」に維持される。そして、車速が増大して第８速度Ｖ８を越えた場合は、車速が第８速度Ｖ８以上の第５範囲Ｒ５内である間は常に上記と同様の加速度の判定が行われる。上記判定条件が成立した場合は、上記判定条件が成立した時点で、ロックアップクラッチ１５が連結状態に切り替えられ、速度段が「F4TC」から「F4LU」に切り替えられる。上記判定条件が成立していない場合は、ロックアップクラッチ１５は連結状態に切り替えられず、速度段は「F4TC」に維持される。なお、第８速度Ｖ８（第１境界速度）は、速度段が「F4TC」である場合の駆動力と、速度段が「F4LU」である場合の駆動力とが一致する速度である。
【００４７】
なお、図３では、第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５は、アクセル操作量が最大である場合に設定される範囲を示しており、アクセル操作量が最大ではない場合は、図３とは異なる第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５が設定される。すなわち、アクセル操作量が異なれば、駆動力−車速特性曲線が異なるため、各速度段における駆動力が一致する速度が異なる。このため、各速度段における駆動力が一致する速度の変化に応じて、すなわちアクセル操作量に応じて第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５が定められる。
【００４８】
また、上述した自動変速制御はシフトアップ時の制御であり、シフトダウン時には上記とは異なる制御が行われる。
【００４９】
〔特徴〕
この作業車両１では、車速が第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５内である場合には、ロックアップクラッチ１５の非連結状態から連結状態への切替の判定において、加速度が考慮される。すなわち、加速度が閾値ａより大きい場合には、ロックアップクラッチ１５の非連結状態から連結状態への切替は行われず、ロックアップクラッチ１５は非連結状態に維持される。そして、加速度が閾値ａ以下である場合に、ロックアップクラッチ１５が連結状態に切り換えられる。このため、急加速中には、ロックアップクラッチ１５の切替が行われず、加速度が低下することが抑えられる。また、加速度が小さい場合にロックアップクラッチ１５が連結状態とされることによって、一定速度で走行している場合や、登坂時に大きな駆動力を必要としている場合のように、ロックアップクラッチ１５を作動させる（連結状態にする）のに適した走行状態でロックアップクラッチ１５を作動させることができる。
【００５０】
また、図３に示されるように、第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５は、ロックアップクラッチ１５が連結状態である場合の駆動力（駆動力−車速特性曲線Ｌ２ＬＵ，Ｌ３ＬＵ，Ｌ４ＬＵ参照）が、ロックアップクラッチ１５が非連結状態である場合の駆動力（駆動力−車速特性曲線Ｌ１ＴＣ〜Ｌ４ＴＣ参照）よりも大きくなる車速の範囲である。このため、第１範囲Ｒ１、第３範囲Ｒ３、第５範囲Ｒ５において、ロックアップクラッチ１５が非連結状態から連結状態に切り替えられることによって、高い駆動力を発生させることができる。
【００５１】
また、ロックアップクラッチ１５が非連結状態である場合には、車速が第３速度Ｖ３や第６速度Ｖ６を越えたときにトランスミッション１７の速度段が高速側に切り換えられるが、ロックアップクラッチ１５が連結状態である場合には、車速が第３速度Ｖ３や第６速度Ｖ６を越えても直ぐには変速は行われず、第４速度Ｖ４や第７速度Ｖ７を越えたときに、ロックアップクラッチ１５の連結状態への切替とトランスミッション１７の速度段の高速側への切替とが行われる。これにより、変速前と変速後との駆動力の差が小さい状態で変速を行うことができ、変速時のショックを低減させることができる。
【００５２】
〔他の実施形態）
（ａ）
上記の実施形態では、作業車両としてホイールローダが例示されているが、他の作業車両にも本発明を適用することができる。
【００５３】
（ｂ）
車速および加速度の算出は上記の手法に限られるものではなく、他の計算方法により算出されてもよい。或いは、車速および加速度を検出する別途のセンサが備えられてもよい。
【００５４】
（ｃ）
上記の実施形態では、第１範囲Ｒ１の下限は、第２速度Ｖ２と一致しているが、完全に一致していなくてもよく、第２速度Ｖ２に対して１０％の範囲で増減してもよい。ただし、第２速度Ｖ２より低速側であることが望ましい。また、第１範囲Ｒ１の上限は、第３速度Ｖ３と一致しているが、完全に一致していなくてもよく、第３速度Ｖ３に対して１０％の範囲で増減してもよい。ただし、第３速度Ｖ３より高速側であることが望ましい。またこの場合、第１範囲Ｒ１の上限と第３速度Ｖ３との差は、第１範囲Ｒ１の下限と第２速度Ｖ２との差よりも小さいことが望ましい。第３範囲Ｒ３の上限および下限、第５範囲Ｒ５の上限および下限についても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、急加速中に加速度が低下することを抑えることができる効果を有し、作業車両および作業車両の制御方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】作業車両の外観図。
【図２】作業車両の内部構成を示す概略図。
【図３】シフトアップ時の自動変速制御を示す図。
【図４】シフトアップ時の制御フローの一部
【符号の説明】
【００５７】
９ エンジン
４ａ，４ｂ タイヤ（走行輪）
１５ ロックアップクラッチ
１６ トルクコンバータ
１７ トランスミッション
１０ 動力伝達機構
１３ 制御部
１ 作業車両
２１ アクセルペダル（アクセル装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンからの駆動力によって回転駆動される走行輪と、
ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する動力伝達機構と、
車速に応じて前記トランスミッションの速度段の変更を制御し、車速が所定の第１範囲内である場合は、加速度が所定の閾値以下であるか否かを判定し、加速度が前記閾値以下である場合には、前記ロックアップクラッチを非連結状態から連結状態に切り換え、加速度が前記閾値より大きい場合には、前記ロックアップクラッチを非連結状態に維持する制御部と、
を備える作業車両。
【請求項２】
オペレーターが前記エンジンの目標回転数を指示するためのアクセル装置をさらに備え、
前記第１範囲は、前記アクセル装置の操作量に応じて定められる、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記トランスミッションの速度段が同じである状態において、前記ロックアップクラッチが非連結状態である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第１駆動力と、前記ロックアップクラッチが連結状態である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第２駆動力とは、車速が第１境界速度である場合に一致し、且つ、車速が前記第１境界速度を超えた場合に前記第２駆動力が前記第１駆動力よりも大きくなり、
前記第１範囲の下限は、前記第１境界速度と概ね一致している、
請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記ロックアップクラッチが非連結状態であり且つ前記トランスミッションが所定の低速度段である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第１駆動力と、前記ロックアップクラッチが非連結状態であり且つ前記トランスミッションが前記低速度段よりも一段階高い高速度段である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第３駆動力とは、車速が第２境界速度である場合に一致し、且つ、車速が前記第２境界速度より小さい場合には前記第３駆動力は前記第１駆動力よりも小さく、
前記第１範囲の上限は、前記第２境界速度と概ね一致している、
請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが非連結状態である状態において、車速が前記第１範囲の上限を越えた場合は、前記ロックアップクラッチを非連結状態に維持した状態で前記トランスミッションの速度段を前記低速度段から前記高速度段にシフトアップする、
請求項４に記載の作業車両。
【請求項６】
前記第３駆動力と、前記ロックアップクラッチが連結状態であり且つ前記トランスミッションが前記低速度段である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第２駆動力とは、車速が第３境界速度である場合に一致し、
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが連結状態である状態において、車速が前記第１範囲の上限を越えた場合は、車速が前記第１範囲の高速側に連続する第２範囲内である間は前記ロックアップクラッチを連結状態に維持し、車速が、前記第３境界速度に概ね一致する前記第２範囲の上限を超えたときに、前記ロックアップクラッチを非連結状態に切り換えると共に前記トランスミッションの速度段を前記低速度段から前記高速度段にシフトアップする、
請求項４または５に記載の作業車両。
【請求項７】
エンジンと、前記エンジンからの駆動力によって回転駆動される走行輪と、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する動力伝達機構とを備える作業車両の制御方法であって、
車速に応じて前記トランスミッションの速度段の変更が制御されるステップと、
車速が所定の第１範囲内である場合に、加速度が所定の閾値以下であるか否かが判定されるステップと、
加速度が前記閾値以下である場合に、前記ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられるステップと、
加速度が前記閾値より大きい場合に、前記ロックアップクラッチが非連結状態に維持されるステップと、
を備える作業車両の制御方法。
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンからの駆動力によって回転駆動される走行輪と、
ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する動力伝達機構と、
車速に応じて前記トランスミッションの速度段の変更を制御し、車速が所定の第１範囲内である場合は、加速度が所定の閾値以下であるか否かを判定し、加速度が前記閾値以下である場合には、前記ロックアップクラッチを非連結状態から連結状態に切り換え、加速度が前記閾値より大きい場合には、前記ロックアップクラッチを非連結状態に維持する制御部と、
を備える作業車両。
【請求項２】
オペレーターが前記エンジンの目標回転数を指示するためのアクセル装置をさらに備え、
前記第１範囲は、前記アクセル装置の操作量に応じて定められる、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記トランスミッションの速度段が同じである状態において、前記ロックアップクラッチが非連結状態である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第１駆動力と、前記ロックアップクラッチが連結状態である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第２駆動力とは、車速が第１境界速度である場合に一致し、且つ、車速が前記第１境界速度を超えた場合に前記第２駆動力が前記第１駆動力よりも大きくなり、
前記第１範囲の下限は、前記第１境界速度と概ね一致している、
請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記ロックアップクラッチが非連結状態であり且つ前記トランスミッションが所定の低速度段である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第１駆動力と、前記ロックアップクラッチが非連結状態であり且つ前記トランスミッションが前記低速度段よりも一段階高い高速度段である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第３駆動力とは、車速が第２境界速度である場合に一致し、且つ、車速が前記第２境界速度より小さい場合には前記第３駆動力は前記第１駆動力よりも小さく、
前記第１範囲の上限は、前記第２境界速度と概ね一致している、
請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが非連結状態である状態において、車速が前記第１範囲の上限を越えた場合は、前記ロックアップクラッチを非連結状態に維持した状態で前記トランスミッションの速度段を前記低速度段から前記高速度段にシフトアップする、
請求項４に記載の作業車両。
【請求項６】
前記第３駆動力と、前記ロックアップクラッチが連結状態であり且つ前記トランスミッションが前記低速度段である場合に前記動力伝達機構から前記走行輪に伝達される第２駆動力とは、車速が第３境界速度である場合に一致し、
前記制御部は、前記ロックアップクラッチが連結状態である状態において、車速が前記第１範囲の上限を越えた場合は、車速が前記第１範囲の高速側に連続する第２範囲内である間は前記ロックアップクラッチを連結状態に維持し、車速が、前記第３境界速度に概ね一致する前記第２範囲の上限を超えたときに、前記ロックアップクラッチを非連結状態に切り換えると共に前記トランスミッションの速度段を前記低速度段から前記高速度段にシフトアップする、
請求項４または５に記載の作業車両。
【請求項７】
エンジンと、前記エンジンからの駆動力によって回転駆動される走行輪と、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する動力伝達機構とを備える作業車両の制御方法であって、
車速に応じて前記トランスミッションの速度段の変更が制御されるステップと、
車速が所定の第１範囲内である場合に、加速度が所定の閾値以下であるか否かが判定されるステップと、
加速度が前記閾値以下である場合に、前記ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられるステップと、
加速度が前記閾値より大きい場合に、前記ロックアップクラッチが非連結状態に維持されるステップと、
を備える作業車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１０３２５８（Ｐ２００９−１０３２５８Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７７０８６（Ｐ２００７−２７７０８６）
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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