(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インチング操作手段を有する車両の、インチング操作の対象となる油圧作動クラッチに供給する油圧を制御するために用いられるインチング油圧制御装置であって、
前記インチング操作手段の操作量を検出するインチング操作量センサと、
前記油圧作動クラッチの入力側の回転数を検出する入力側回転センサと、
前記油圧作動クラッチの出力側の回転数を検出する出力側回転センサと、
前記インチング操作量センサの信号と前記入力側回転センサの信号と前記出力側回転センサの信号とが入力されるとともに、前記油圧作動クラッチに供給する油圧を制御するための信号を発生するコントローラを備え、
前記コントローラによる前記油圧作動クラッチのインチング油圧の演算は、前記インチング操作量センサの信号に基づいてベース油圧を決定し、前記入力側回転センサの出力信号と前記出力側回転センサの出力信号とからクラッチ滑り率を求め、前記ベース油圧を前記クラッチ滑り率で補正した値をインチング油圧とするものである
ことを特徴とするインチング油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインチング油圧制御装置において、
前記コントローラは、クラッチ滑り率が大きいほどインチング油圧も大きくなる関係を有する演算式に基づいて、前記油圧作動クラッチのインチング油圧の演算を行うものである
ことを特徴とする請求項１に記載のインチング制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインチング油圧制御装置において、
前記コントローラはさらに、前記入力側回転センサの出力信号と前記出力側回転センサの出力信号とからクラッチの摩擦発熱量を演算し、演算により求めた摩擦発熱量が予め定めた基準値より大きいか否かの判定を行うものである
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインチング油圧制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のインチング制御装置を搭載する建設機械。
【請求項５】
インチング操作手段とインチング操作の対象となる油圧作動クラッチとを有する車両の、前記油圧作動クラッチのインチング油圧の決定方法であって、
インチング操作手段の操作量に基づいてベース油圧を決定し、
前記油圧作動クラッチの入力側と出力側の回転数からクラッチ滑り率を求め、
前記ベース油圧を前記クラッチ滑り率により補正してインチング油圧とする
ことを特徴とする油圧作動クラッチのインチング油圧の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ブルドーザなどの建設機械において、エンジンを回転させながらゆっくり走行する、いわゆるインチング走行のためのインチング油圧制御装置と、それを搭載した建設機械、および、インチング油圧の決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブルドーザの前後進の微走行や停止はインチングペダルを踏み込んでインチングバルブを操作して行われ、インチングバルブは前後進クラッチ油圧をペダルストロークによって可変にし、半クラッチ状態にして微走行する。
従来のインチング制御はペダルの踏み込み量に応じてインチングバルブのスプールストロークが移動し、スプールストローク量（Ｓ）とインチング油圧（Ｐ）の関係は図５に示すように変化する。インチングバルブ非操作時はスプールストロークは（Ｓ）は０となりインチング油圧（Ｐ）は設定圧Ｐ１  となりクラッチは接続し、インチングバルブ微操作時は、ペダルの踏み込み量に応じてＰ２からＰ０の範囲で調圧して前進または後進クラッチを半クラッチ状態にする。インチングペダル踏み込みのストロークエンドはインチング油圧はＰ０  になり、前進又は後進クラッチは切れて車両は停止する。
【０００３】
【従来の技術】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如くインチング油圧はインチングバルブストロークのみで決まるため、図５の破線Ａで示すように、スプールストローク（Ｓ）と油圧（Ｐ）の関係をａのような緩やかな油圧勾配にすると、許容できる負荷変動が少なく微走行が可能だが牽引力がでない。逆にｂのように、油圧勾配をきつくすると、許容できる負荷変動が大きいが微走行ができないという課題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、インチングストロークに対してインチング油圧を負荷に応じ可変にして、負荷変動を吸収し、低車速時での微走行性と牽引力の向上ができるようにしたインチング油圧制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願第１発明に係る、インチング操作手段を有する車両の、インチング操作の対象となる油圧作動クラッチに供給する油圧を制御するために用いられるインチング油圧制御装置は、前記インチング操作手段の操作量を検出するインチング操作量センサと、前記油圧作動クラッチの入力側の回転数を検出する入力側回転センサと、前記油圧作動クラッチの出力側の回転数を検出する出力側回転センサと、前記インチング操作量センサの信号と前記入力側回転センサの信号と前記出力側回転センサの信号とが入力されるとともに、前記油圧作動クラッチに供給する油圧を制御するための信号を発生するコントローラを備え、前記コントローラによる前記油圧作動クラッチのインチング油圧の演算は、前記インチング操作量センサの信号に基づいてベース油圧を決定し、前記入力側回転センサの出力信号と前記出力側回転センサの出力信号とからクラッチ滑り率を求め、前記ベース油圧を前記クラッチ滑り率で補正した値をインチング油圧とするものであることを特徴とする。
本願第２発明に係るインチング制御装置は、本願第１発明に係るインチング制御装置において、前記コントローラは、クラッチ滑り率が大きいほどインチング油圧も大きくなる関係を有する演算式に基づいて、前記油圧作動クラッチのインチング油圧の演算を行うものであることを特徴とする。
本願第３発明に係るインチング制御装置は、本願第１発明または第２発明に係るインチング油圧制御装置において、前記コントローラはさらに、前記入力側回転センサの出力信号と前記出力側回転センサの出力信号とからクラッチの摩擦発熱量を演算し、演算により求めた摩擦発熱量が予め定めた基準値より大きいか否かの判定を行うものであることを特徴とする。
本願第４発明に係る建設機械は、請求項１から３のいずれかに記載のインチング制御装置を搭載することを特徴とする。
本願第５発明に係る、インチング操作手段とインチング操作の対象となる油圧作動クラッチとを有する車両の、前記油圧作動クラッチのインチング油圧の決定方法は、インチング操作手段の操作量に基づいてベース油圧を決定し、前記油圧作動クラッチの入力側と出力側の回転数からクラッチ滑り率を求め、前記ベース油圧を前記クラッチ滑り率により補正してインチング油圧とすることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
上記のようなインチング油圧制御装置にしたので、インチングペダルのストロークに応じて、クラッチ滑り率０のベースインチング油圧から、ベースインチング油圧をクラッチ滑り率に応じてプラス補正したクラッチ滑り率１までの間の油圧幅をもつ可変インチング油圧が得られ、インチングペダルストローク一定でも低車速時の負荷変動を吸収できて、微走行性と牽引力を両立するインチング油圧を発揮する。
【０００７】
【実施例】
本発明に係るインチング制御装置の実施例を、添付図面に従って詳説する。
【０００８】
図１は、本発明に係るインチング制御装置を含む変速装置の説明図である。
図１において、変速機１０は、遊星歯車装置からなる前後進切換部２０と速度切換部３０とからなっている。変速機１０の入力軸１１は、ダンパ４０を介してエンジン５０に接続してある。また、速度切換部３０に出力軸１２が接続してあり、出力軸１２の先端にはクラッチ式操向装置４０のビニオン４５が固定してある。そして、このピニオン４５に歯車４６が噛み合っており、出力軸１２の回転を、出力軸１２と直交した軸４７に伝達できるようにしてある。この軸４７の両端には、操向クラッチ４３、４４が設けられ、これらのクラッチ４３、４４の出力軸にステアリングブレーキ４１、４２が取り付けてある。これらのブレーキ４１、４２はブレーキ駆動部となる電子制御式モジュレーティングバルブ（ＥＣＭＶ（電気油圧制御弁））５１、５２が出力する油圧によって作動し、また操向クラッチ４３、４４は、対応して設けたＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）を介して供給される油圧によって制御されるようになっている。
【０００９】
一方、変速機１０の入力軸１１、中間軸１３、出力軸１２のそれぞれに回転センサ７１、７２、７３が設けてあり、各軸の回転速度を検出できるようにしてある。また、変速機１０の後進用クラッチ２１、前進用クラッチ２２、３速用クラッチ３１、２速用クラッチ３２、１速用クラッチ３３はこれらに対応して設けたクラッチ駆動部となるＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５５〜５９がメインリリーフバルブ６０から供給される油圧によって作動されることにより、対応するキャリアまたはリングギヤを固定または解放するようになっている。
【００１０】
ブルドーザの運転室９０には運転席９１の前方床面にブレーキペダル９２とインチングペダル９３とが設けてあるとともに、最前部に表示パネル９４が配置してある。また、運転席９１の前部右側にはブレードを操作するブレードレバー９５が配置してあり、前部左側にブルドーザの進行方向を制御するステアリングレバー９６が設けてある。そして、ステアリングレバー９６の操作信号は、ブレーキペダル９２、インチングペダル９３の操作信号（踏み込み信号）とともに、変速制御部８０を構成しているトランスミッションコントローラ（Ｔ／Ｍコントローラ）８１とステアリングコントローラ（Ｓ／Ｔコントローラ）８２とに入力するようになっている。
【００１１】
Ｔ／Ｍコントローラ８１はさらに回転センサ７１〜７３が検出した変速機１０の入力軸１１、中間軸１３、出力軸１２の回転速度信号を得て、変速機１０の各クラッチのＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５５〜５９に対して、油圧モジュレーション制御とクラッチ係合圧力制御された流体圧を出力するように電気信号を発信し、ＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５５〜５９は受けた電気信号に相当する圧力流体を出力する。ＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５５、５６については詳細を後述するように前後進クラッチ２２、２１に対してＴ／Ｍコントローラ８１から出力された電気信号を受けて、上記と同様な圧力流体を出力する。
【００１２】
一方、Ｓ／Ｔコントローラ８２には、前記したステアリングレバー９６からの信号等の他に、操向装置４０のクラッチとブレーキとを制御するＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５１〜５４からのフィル信号が入力するとともに、信号線を介してＴ／Ｍコントローラ８１と電気的に接続してあり、Ｔ／Ｍコントローラ８１との間でデータの授受を行うようになっている。
【００１３】
上記の如く構成した実施例でインチングペダル９３の操作を行った場合、Ｔ／Ｍコントローラ８１内で図２に示すフローチャートに基づいた制御が行われる。インチングペダル９３を踏み込むとインチングペダル９３を踏み込み信号がＴ／Ｍコントローラ８１に入力され（ステップ０１）、Ｔ／Ｍ入力軸１１の回転速度ωＥ  が回転センサ７１により検出され、Ｔ／Ｍ中間軸１３の回転速度ωＣ  が回転センサ７２により検出されＴ／Ｍコントローラ８１にそれぞれ入力され、またインチングペダル９３の踏み込み量ＳがＴ／Ｍコントローラ８１に入力され、踏み込み量Ｓに応じた電流制御信号をＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５５か５６（前進の場合はＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５６、後進の場合はＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５５）に出力し、クラッチ２１か２２の油圧を制御する。インチングペダル９３の踏み込み量Ｓが基準値より大きいか否か判断され（ステップ００３）、基準値より大（Ｙ）であるとブルドーザを停止させる操作を行っているものと判断し、Ｔ／Ｍコントローラ８１はブレーキ４１、４２の駆動部となるＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５１、５２に指令してブレーキを作動させる（ステップ０３）、基準値より小（Ｎ）であると、インチング操作をおこなっているものと判断しクラッチ滑り率（α）を
【数１】
α＝１−ωＣ  ／ωＥ
に基いて演算する（ステップ０５）。
クラッチ滑り率（α）が演算されるとインチング油圧Ｐ（α）が
【数２】
Ｐ（α）＝Ｋｐ  ×α＋Ｐ０  （Ｓ）
に基いて演算する、但しＫｐ  は滑り率に応じた油圧補正係数、Ｐ０  （Ｓ）はベース油圧である（ステップ０６）。
上記演算式を図３に基いて説明する。横軸はインチングペダル９３の踏み込み量（Ｓ）を示し、縦軸は油圧（Ｐ）を示す、直線ａ、ｂ、ｃはベースとなるインチングペダル９３の踏み込み量（Ｓ）と油圧（Ｐ）の関係を示す、例えば外部負荷が小さくクラッチが滑らなければ直線ａ、ｂ、ｃに示すインチングペダル９３の踏み込み量（Ｓ）と油圧（Ｐ）の関係となり、直線ｄはクラッチが滑るために油圧を高くできる上限を示す線である。例えば、インチングペダル９３の踏み込み量がＳ０  でクラッチ滑り率（α）が５０パーセントであるとベース油圧Ｐ０  （Ｓ０  ）と滑り補正係数ＫＰ  に５０パーセント（０．５）を掛けた値を加えた値、次式となる。
【数３】
Ｐ（α）＝Ｐ０  （Ｓ０  ）＋ＫＰ  ×０．５
また、例えば、インチングペダル９３の踏み込み量がＳ０  でクラッチ滑り率（α）が１００パーセントであるとベース油圧Ｐ０（Ｓ０）と油圧勾配ＫＰ  に１００パーセント（１）を掛け値を加えた値となり、次式に示すようになる。
【数４】
Ｐ（α）＝Ｐ０  （Ｓ０  ）＋ＫＰ  ×１
インチング操作はクラッチが滑るとインチングペダル９３の踏み込み量を少なくしていくので矢印Ａで示す点線のようなインチングペダル９３の踏み込み量Ｓとインチング油圧Ｐ（α）の関係となる。
インチング油圧Ｐ（α）が演算されるとＴ／Ｍコントローラ８１は電流制御信号をＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５５かＥＣＭＶ（電気油圧制御弁）５６に出力しクラッチ２１か２２を作動させ（ステップ０７）次にステップ０１に戻る。また、Ｉ１  を入力等価慣性モーメント、Ｉ２  を車両の慣性としＴＥ  をエンジンの出力トルク、ＴＣ  をＦクラッチ２２またはＲクラッチ２１の出力トルク、ＴＬ  を車両の走行抵抗、ωＥ０を時間０の時のエンジン回転速度、ωＥ  （ｔ）を時間ｔ後のエンジン回転速度、ωＣ０  を時間０の時のＴ／Ｍ中間軸１３の回転速度、ωＣ  （ｔ）を時間ｔ後のＴ／Ｍ中間軸１３の回転速度、とするとクラッチの摩擦発熱量ＱＣ  が次式により求められる（ステップ０８）。
【数５】
【数６】
クラッチの摩擦発熱ＱＣ  が基準値より大か否か判断し、大である（Ｙ）とアラームを発する（ステップ１０）、大でない（Ｎ）とステップ０１に戻る（ステップ０９）。
【００１４】
図４は車速と牽引力の関係を説明するための図である。縦軸は牽引力、横軸は車速であり、縦の傾斜した線はクラッチ滑り率を示し、横の傾斜した線（Ｓ０  ，Ｓ１  ）はインチングペダル９３の踏み込み量を示す。ΔＦは図３に示す油圧勾配ＫＰ  により変化する牽引力の範囲を示す。例えばインチングペダル９３の踏み込み量をＳ０  から徐々に踏み込み量を少なくして行くと破線Ｂの様になる。Ｂ１  点ではクラッチ滑り率α＝１であるから車速は０であり、牽引力Ｆ（α）は小さいが、Ｂ２  ではインチングペダル９３の踏み込み量が少なくなりＳ１  に近ずくに従ってインチング油圧が高くなるので（図３参照）車速が増加し牽引力も増加する。
【００１５】
本発明の第２の実施例として図２に示すフローチャートのステップ０１でインチングペダル９３を踏み込んだ信号がＴ／Ｍコントローラ８１に入力されると、Ｔ／Ｍコントローラ８１はエンジン制御装置５７に信号を出力してエンジン５０の回転速度を低下させ、次にステップ０２に行くステップを追加してものである。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コントローラを用いてインチング油圧をクラッチの滑り率によって変化させることができるので微走行が可能であるだけでなく牽引力も大きくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインチング制御装置を含む変速装置の説明図である。
【図２】Ｔ／Ｍコントローラ内で行われる制御を説明するためのフローチャート図である。
【図３】演算式を説明するための図である。
【図４】車速と牽引力の関係を説明するための図である
【図５】従来のインチングペダルの踏み込み量とインチング油圧の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０：変速機、１１：入力軸、１３：中間軸、２１：後進クラッチ、２２：前進クラッチ、３１：３速用クラッチ、３２：２速用クラッチ、３３：１速用クラッチ、５０：エンジン、５５，５６：電子制御式モジュレーテイングバルブ、７１：エンジン回転センサ、７２：中間軸回転センサ、８１：トランスミッションコントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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