(57)【要約】【課題】  エンジンからの動力を油圧−機械式変速機における機械伝動部のみを介して伝達する車速領域を一部に包含しつつ、全車速領域において減速動作を迅速に行うことのできる車両制御装置を提供する。【解決手段】  エンジン２と油圧−機械式変速機１とを備え、所定のエンジン回転数領域で油圧−機械式変速機１の入力軸３から中間出力軸８への動力伝達がその油圧−機械式変速機１における機械伝動部のみによって行われるダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性が設定されるように構成される車両制御装置であって、エンジン２を制御するエンジン制御装置６５と、操作量に応じた減速指令を出力するデセル装置６０とを設け、エンジン制御装置６５は、所定のエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルクをデセル装置６０からの減速指令に応じて減少させるようにエンジン２を制御する構成とする。【選択図】図２
2005163782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンの動力を入力軸から機械伝動部および油圧伝動部を介して出力軸に伝達する油圧−機械式変速機を備え、前記エンジンの低速側の一エンジン回転数に対応するエンジン出力トルク値を入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを前記油圧−機械式変速機の出力軸が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく低速側の一牽引力−車速特性が設定されるとともに、前記エンジンの高速側の一エンジン回転数に対応するエンジン出力トルク値を入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを前記油圧−機械式変速機の出力軸が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく高速側の一牽引力−車速特性が設定され、かつ前記低速側の一エンジン回転数と前記高速側の一エンジン回転数との間のエンジン回転数領域で前記入力軸から前記出力軸への動力伝達が前記機械伝動部のみによって行われるダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性が設定されるように構成される車両制御装置であって、
前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、操作量に応じた減速指令を出力するデセル操作手段とを設け、
前記エンジン制御手段は、前記低速側の一エンジン回転数と前記高速側の一エンジン回転数とを含むエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルクを前記デセル操作手段からの減速指令に応じて減少させるように前記エンジンを制御することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記機械伝動部が、前記入力軸と出力軸との間に介挿される遊星歯車機構であり、前記油圧伝動部が、第１のポンプ／モータと、この第１のポンプ／モータに接続される第２のポンプ／モータとを備え、前記入力軸が前記遊星歯車機構の第１要素に連結され、前記第２のポンプ／モータが前記遊星歯車機構の第２要素に連結され、前記出力軸が前記遊星歯車機構の第３要素に連結されて構成され、かつ前記第１のポンプ／モータを前記入力軸または前記出力軸のいずれかに選択的に連結するように切換えるクラッチ機構が設けられる請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記エンジン制御手段は、前記デセル操作手段の操作が行われているときに、前記低速側の一エンジン回転数と前記高速側の一エンジン回転数との間のエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルク特性が、エンジン馬力を一定または略一定に推移させるエンジン出力トルク特性となるように前記エンジンを制御する請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
さらに、車両の最高速度を設定する最高速度設定手段が設けられ、この最高速度設定手段により設定される設定最高速度が前記ダイレクト領域に対応する車速領域の範囲内にあるときに、前記エンジン制御手段は、前記設定最高速度に見合うエンジン回転数となるように前記エンジンを調速する請求項１〜３のいずれかに記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばブルドーザのような作業車両に搭載されて好適な車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンと、このエンジンの動力を入力軸から機械伝動部および油圧伝動部を介して出力軸に伝達するように構成される油圧−機械式変速機（ハイドロメカニカルトランスミッション；ＨＭＴ）とを備える車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この車両制御装置において、前記変速機（ＨＭＴ）は、機械的動力の一部を油圧動力に変換すれば良く、機械的動力の伝達効率が高いことから、高効率を達成することができるという利点を有しており、ブルドーザ、ホイールローダといった負荷変動の激しい車両に対して理想的な変速機と言われて一部車両で採用されている。
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−３１６６０号公報
【０００４】
前記油圧−機械式変速機（ＨＭＴ）の代表的なものとして、その無段変速特性を遊星歯車機構により達成するようにしたものがある。すなわち、遊星歯車機構のサンギア、プラネタリギアを備えたキャリアおよびリングギアの三要素のうちの第１要素を入力軸に、第２要素を出力軸にそれぞれ結合するとともに、第３要素を油圧ポンプもしくは油圧モータに結合し、この油圧ポンプもしくは油圧モータの回転速度を変化させて出力軸の回転速度を変化させるように構成されたものである。
【０００５】
このＨＭＴは、前記遊星歯車機構に連結した油圧ポンプもしくは油圧モータと油圧回路により接続される他の油圧ポンプもしくは油圧モータを、変速機の入力軸と回転比一定で連結する出力分割型のものと、前記遊星歯車機構に連結した油圧ポンプもしくは油圧モータと油圧回路により接続される他の油圧ポンプもしくは油圧モータを、変速機の出力軸と回転比一定で連結する入力分割型のものの２形式があり、さらに両形式共に、油圧ポンプ、油圧モータおよび入出力軸を遊星歯車機構の三要素のうちのいずれに結合するかによって各６タイプ、計１２タイプの基本的組み合わせがある。
【０００６】
次に、従来の出力分割型ＨＭＴおよび入力分割型ＨＭＴのそれぞれについて、より詳細に説明する。
【０００７】
図１２（ａ）には、出力分割型ＨＭＴの概略構成図が示されている。この出力分割型ＨＭＴ１００においては、エンジン１０１からの動力が入力される入力軸１０２に第１ギア１０３が固定され、この第１ギア１０３に噛合される第２ギア１０４が第１のポンプ／モータ１０５の軸１０５ａに固定されている。また、前記入力軸１０２には遊星歯車機構１０６のサンギア１０７が固定され、このサンギア１０７の外周に複数のプラネタリギア１０８が噛合されるとともに、各プラネタリギア１０８が遊星キャリア１０９に軸支され、この遊星キャリア１０９に出力軸１１０が固定されている。さらに、前記プラネタリギア１０８群の外周にリングギア１１１が噛合され、このリングギア１１１の外周に第３ギア１１２が噛合され、この第３ギア１１２が第２のポンプ／モータ１１３の軸１１３ａに固定されている。ここで、第１のポンプ／モータ１０５と第２のポンプ／モータ１１３とは配管１１４により油圧接続されている。
【０００８】
このような構成において、第２のポンプ／モータ１１３の回転速度、言い換えればリングギア１１１の回転速度が０のときには、油圧により伝達される動力は０となり、動力は全て機械機構を介して伝達される。このときの出力軸１１０の回転速度を基準にすると、
（１）出力軸１１０が増速されるときには、第２のポンプ／モータ１１３は油圧を通して動力を受け取って出力軸１１０を増速する側に作動されることになる。このとき、第１のポンプ／モータ１０５はポンプの働きをし、第２のポンプ／モータ１１３はモータの働きをし、第１のポンプ／モータ１０５から第２のポンプ／モータ１１３へ油圧を介してエネルギーが流れる。このとき、図１２（ｂ）中の線分Ａ−Ｂで示されるように、油圧パワーの伝達馬力はプラス（＋）側となって、油圧パワーは入力軸１０２から遊星歯車機構１０６へ向かう順方向の流れとなる。
（２）出力軸１１０が減速されるときには、第２のポンプ／モータ１１３は遊星歯車機構１０６より動力を受け取って前記（１）の場合と反対方向に回転することになる。このとき、この第２のポンプ／モータ１１３はポンプの働きをし、第１のポンプ／モータ１０５はモータの働きをし、第１のポンプ／モータ１０５には第２のポンプ／モータ１１３より油圧を介してエネルギーが流れる。このとき、図１２（ｂ）中の線分Ａ−Ｃで示されるように、油圧パワーの伝達馬力はマイナス（−）側となって、油圧パワーは遊星歯車機構１０６から入力軸１０２側へ向かう逆方向の流れとなる。
【０００９】
一方、図１３（ａ）に示される入力分割型ＨＭＴ２００においては、入力軸１０２側に遊星歯車機構１０６が配置されるとともに、出力軸１１０側に第１のポンプ／モータ１０５が配置されている。なお、この図１３（ａ）において、図１２（ａ）に示される変速機１００と同一部分および対応する部分には図に同一符号を付すに止めて、その詳細な説明を省略することとする。
【００１０】
この入力分割型の変速機２００において、
（１）出力軸１１０が増速されるときには、第２のポンプ／モータ１１３はモータの働きをし、第１のポンプ／モータ１０５はポンプの働きをし、第１のポンプ／モータ１０５から第２のポンプ／モータ１１３へ油圧を介してエネルギーが流れる。このとき、図１３（ｂ）中の線分Ａ−Ｄで示されるように、油圧パワーの伝達馬力はマイナス（−）側となって、油圧パワーは出力軸１１０から遊星歯車機構１０６へ向かう逆方向の流れとなる。
（２）出力軸１１０が減速されるときには、第２のポンプ／モータ１１３は遊星歯車機構１０６より動力を受け取って前記（１）の場合と反対方向に回転することになる。このとき、この第２のポンプ／モータ１１３はポンプの働きをし、第１のポンプ／モータ１０５はモータの働きをし、第１のポンプ／モータ１０５には第２のポンプ／モータ１１３より油圧を介してエネルギーが流れる。このとき、図１３（ｂ）中の線分Ａ−Ｅで示されるように、油圧パワーの伝達馬力はプラス（＋）側となって、油圧パワーは遊星歯車機構１０６から出力軸１１０側へ向かう順方向の流れとなる。
【００１１】
このように、出力分割型または入力分割型のいずれの変速機においても、増速側と減速側とで順方向のエネルギー流れと逆方向のエネルギー流れとが生じることになる。この場合のエネルギーの伝達効率について、図１２に示される出力分割型ＨＭＴ１００を例にとって、以下に考察することとする。ここで、機械部の伝達効率を９５％、油圧部の伝達効率を８０％とする（一般に、ポンプ−モータを用いる場合の伝達効率は低い）。なお、比較を容易にするために、エンジンパワー１に対して、油圧部に取り出されるパワーを１／３として考える。
【００１２】
油圧パワーの流れが順方向の場合には、図１４（ａ）に示されるようになる。エンジン１０１から得られる１．０のエネルギーはその１／３である０．３３３が増速のために油圧部へと流れる。出力軸１１０では、機械部から０．６３３（＝（１−１／３）×０．９５）のエネルギーが伝達されるとともに、油圧部から０．２６７（＝０．３３３×０．８）のエネルギーが伝達される。この結果、全体効率は０．９（＝０．６３３＋０．２６７）となる。これに対して、油圧パワーの流れが逆方向の場合には、図１４（ｂ）に示されるようになる。この場合には、機械部には１．２６７（＝１＋０．２６７）のエネルギーが入り、伝達されるのは１．２０（＝１．２６７×０．９５）となるので、全体効率は０．８７０（＝１．２０−０．３３３）となる。
【００１３】
以上のように、油圧パワーの流れが逆方向である場合には、各要素に大きなエネルギーの流れが生じることになり、効率が悪化する。言い換えれば、油圧エネルギーの流れは順方向の方が優れていることになる。また、図１４（ａ）（ｂ）からも明らかなように、エネルギー流れが逆方向の部分を有していると、機械部の通過エネルギーが大きくなるために、遊星歯車機構を大型化する必要があって、コスト面においても不利になってしまう。
【００１４】
この従来の出力分割型ＨＭＴおよび入力分割型ＨＭＴにおける問題点を解決するものとして、出力軸が増速されるときには出力分割型ＨＭＴを得ることができ、出力軸が減速されるときには入力分割型ＨＭＴを得ることができるようにされた変速機（この変速機を以下において「出力分割・入力分割切換型ＨＭＴ」という。）が提案されている。この出力分割・入力分割切換型ＨＭＴによれば、出力軸の回転速度に拘わらず油圧パワーの伝達馬力を常に正値にすることができて油圧パワーの流れを常に順方向にすることができ、低速域から高速域にわたる全ての速度域においてエネルギー効率を高めることができる等といった優れた効果を奏することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、エンジンと前記出力分割・入力分割切換型ＨＭＴとを具備する車両制御装置においては、図１５に示されるように、低速側の一エンジン回転数ＮＱに対応するエンジン出力トルク値ＴＱを入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを前記出力分割・入力分割切換型ＨＭＴの出力軸が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく低速側の一牽引力−車速特性ライン（図１５中記号ＷＬＱで示される一点鎖線）が設定されるとともに、高速側の一エンジン回転数ＮＨに対応するエンジン出力トルク値ＴＨを入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを前記出力分割・入力分割切換型ＨＭＴの出力軸が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく高速側の一牽引力−車速特性ライン（図１５中記号ＷＬＨで示される一点鎖線）が設定され、かつ前記低速側の一エンジン回転数ＮＱと前記高速側の一エンジン回転数ＮＨとの間のエンジン回転数領域で前記出力分割・入力分割切換型ＨＭＴの入力軸から出力軸への動力伝達が機械伝動部のみによって行われるダイレクト領域が牽引力−車速特性の関係において使用頻度の高い領域に対応させて形成され、そのダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性ライン（図１５中記号ＷＬＧで示される実線）が設定されるようにされている。
【００１６】
また、前記低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱは入力分割型ＨＭＴの牽引力−車速特性ラインとなるように、前記高速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＨは出力分割型ＨＭＴの牽引力−車速特性ラインとなるようにされるとともに、エンジン制御は、図１５中記号ＲＬ０〜ＲＬ６のレギュレーションラインで示されるように、全回転数域で調速を行うオールスピード制御が、負荷変動に対しエンジン回転数変動が少なく安定性が良好であることから採用されている。なお、図１５において、前記低速側の一エンジン回転数ＮＱはエンジンの最大トルク点に対応するエンジン回転数とされ、前記高速側の一エンジン回転数ＮＨはエンジンの定格トルク点（エンジンの出力が定格出力となる出力トルク点）に対応するエンジン回転数とされている。ここで、前記低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱの設定に係る低速側の一エンジン回転数ＮＱおよびその低速側の一エンジン回転数ＮＱに対応するエンジン出力トルク値ＴＱで特定される点を、以下において「低速側の一マッチング点ＭＱ」と称し、前記高速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＨの設定に係る高速側の一エンジン回転数ＮＨおよびその高速側の一エンジン回転数ＮＨに対応するエンジン出力トルク値ＴＨで特定される点を、以下において「高速側の一マッチング点ＭＨ」と称することとする。
【００１７】
しかしながら、前記出力分割・入力分割切換型ＨＭＴを具備する車両制御装置では、ダイレクト領域を有効に形成するために低速側の一マッチング点ＭＱと高速側の一マッチング点ＭＨとをある程度離間させて設ける必要があるために、またエンジン制御としてオールスピード制御が採用されているために、例えば負荷が要求する牽引力ＦＱと車速ＶＱとのつり合い点Ｑが前記低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱ上にある場合、デセル装置等の減速操作に連動させてエンジンのスロットル開度を絞ることにより、現在のレギュレーションラインをフルスロット時のレギュレーションラインＲＬ０からレギュレーションラインＲＬ１、レギュレーションラインＲＬ２およびレギュレーションラインＲＬ３を経て低速側の一マッチング点ＭＱを通るレギュレーションラインＲＬ４にまで移行させたとしても、エンジンと前記出力分割・入力分割切換型ＨＭＴとは低速側の一マッチング点ＭＱで適合しているから、かかるレギュレーションラインの移行動作では前記出力分割・入力分割切換型ＨＭＴからの出力速度が変化されないことになる。つまり、当該車両制御装置では、減速操作に連動させてエンジンのスロットル開度を絞っても迅速に車速を落とせない車速領域が生じてしまうという問題点がある。
【００１８】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、エンジンからの動力を油圧−機械式変速機における機械伝動部のみを介して伝達する車速領域を一部に包含しつつ、全車速領域において減速動作を迅速に行うことのできる車両制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明による車両制御装置は、
エンジンと、このエンジンの動力を入力軸から機械伝動部および油圧伝動部を介して出力軸に伝達する油圧−機械式変速機を備え、前記エンジンの低速側の一エンジン回転数に対応するエンジン出力トルク値を入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを前記油圧−機械式変速機の出力軸が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく低速側の一牽引力−車速特性が設定されるとともに、前記エンジンの高速側の一エンジン回転数に対応するエンジン出力トルク値を入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを前記油圧−機械式変速機の出力軸が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく高速側の一牽引力−車速特性が設定され、かつ前記低速側の一エンジン回転数と前記高速側の一エンジン回転数との間のエンジン回転数領域で前記入力軸から前記出力軸への動力伝達が前記機械伝動部のみによって行われるダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性が設定されるように構成される車両制御装置であって、
前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、操作量に応じた減速指令を出力するデセル操作手段とを設け、
前記エンジン制御手段は、前記低速側の一エンジン回転数と前記高速側の一エンジン回転数とを含むエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルクを前記デセル操作手段からの減速指令に応じて減少させるように前記エンジンを制御することを特徴とするものである（第１発明）。
【００２０】
第１発明において、前記機械伝動部が、前記入力軸と出力軸との間に介挿される遊星歯車機構であり、前記油圧伝動部が、第１のポンプ／モータと、この第１のポンプ／モータに接続される第２のポンプ／モータとを備え、前記入力軸が前記遊星歯車機構の第１要素に連結され、前記第２のポンプ／モータが前記遊星歯車機構の第２要素に連結され、前記出力軸が前記遊星歯車機構の第３要素に連結されて構成され、かつ前記第１のポンプ／モータを前記入力軸または前記出力軸のいずれかに選択的に連結するように切換えるクラッチ機構が設けられるのが好ましい（第２発明）。
【００２１】
第１発明または第２発明において、前記エンジン制御手段は、前記デセル操作手段の操作が行われているときに、前記低速側の一エンジン回転数と前記高速側の一エンジン回転数との間のエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルク特性が、エンジン馬力を一定または略一定に推移させるエンジン出力トルク特性となるように前記エンジンを制御するのが好ましい（第３発明）。
【００２２】
さらに、第１発明乃至第３発明において、車両の最高速度を設定する最高速度設定手段が設けられ、この最高速度設定手段により設定される設定最高速度が前記ダイレクト領域に対応する車速領域の範囲内にあるときに、前記エンジン制御手段は、前記設定最高速度に見合うエンジン回転数となるように前記エンジンを調速するのが好ましい（第４発明）。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明においては、図９に示されるように、エンジンの低速側の一エンジン回転数ＮＱに対応するエンジン出力トルク値ＴＱを入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを油圧−機械式変速機の出力軸が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱが設定される。また、エンジンの高速側の一エンジン回転数ＮＨに対応するエンジン出力トルク値ＴＨを入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを油圧−機械式変速機の出力軸が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく高速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＨが設定される。また、低速側の一エンジン回転数ＮＱと高速側の一エンジン回転数ＮＨとの間のエンジン回転数領域で油圧−機械式変速機の入力軸から出力軸への動力伝達がその油圧−機械式変速機における機械伝動部のみによって行われるダイレクト領域が形成され、そのダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性ラインＷＬＧが設定される。
【００２４】
さらに、この第１発明においては、エンジンを制御するエンジン制御手段と、操作量に応じた減速指令を出力するデセル操作手段とが設けられ、このデセル操作手段からの減速指令に応じて前記エンジン制御手段により、前記低速側の一エンジン回転数ＮＱと前記高速側の一エンジン回転数ＮＨとを含むエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルクが減少される（図９中破線で示されるエンジン出力トルクラインを参照）。したがって、前記低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱ、前記ダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性ラインＷＬＧ、および前記高速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＨが、それぞれ図９の牽引力−車速特性線図における牽引力の低い領域に向けて移行され〔（ＷＬＱ；ＷＬＧ；ＷＬＨ）→（ＷＬＱ'；ＷＬＧ'；ＷＬＨ'）〕、負荷が要求する牽引力（ＦＱ；ＦＧ；ＦＨ）が決定されることで決定される車速が全車速領域で迅速に減少されることになる〔（ＶＱ→ＶＱ'）；（ＶＧ→ＶＧ'）；（ＶＨ→ＶＨ'）〕。本発明によれば、エンジンからの動力を油圧−機械式変速機における機械伝動部のみを介して伝達する車速領域を一部に包含しつつ、減速動作を全車速領域において迅速に行うことができる。
【００２５】
また、第２発明の構成を採用すれば、出力軸が増速されるときには、クラッチ機構によって第１のポンプ／モータを入力軸側に連結するように切換えることで出力分割型の変速機を得ることができ、出力軸が減速されるときには、クラッチ機構によって第１のポンプ／モータを出力軸側に連結するように切換えることで入力分割型の変速機をえることができる。したがって、出力軸の回転速度に拘わらず油圧パワーの伝達馬力を常に正値にすることができて油圧パワーの流れを常に順方向にすることができる。こうして、従来の入力分割型もしくは出力分割型のものに比べてパワーの流れが逆方向であることからくるロス馬力の増大という現象がなくパワー効率を向上させることができ、しかもトルク切れの発生を防いで操作性も向上させることができる。
【００２６】
また、第３発明によれば、デセル操作手段の操作が行われているときに、低速側の一エンジン回転数と高速側の一エンジン回転数との間のエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルク特性が、エンジン馬力を一定または略一定に推移させるエンジン出力トルク特性となるようにされるので、余分なエンジン出力が削減され、燃費の低減を図ることができる。
【００２７】
また、第４発明によれば、ダイレクト領域に対応する車速領域内において最高速度設定手段により設定された設定最高速度に見合うエンジン回転数となるようにエンジンが調速されるので、ダイレクト領域に対応する車速領域において最高速度を任意に設定することができる。なお、低速側の一牽引力−車速特性および高速側の一牽引力−車速特性に対応する車速領域で最高速度を設定する態様例としては、最高速度設定手段により設定される設定最高速度に基づいて、油圧−機械式変速機における油圧伝動部の制御により速度比を制限する例が挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明による車両制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１には、本発明の一実施形態に係る車両制御装置の概略構成図が示されている。なお、本実施形態は、ブルドーザ等の装軌式車両の駆動系に本発明が適用された例に関するものであるが、勿論、これに限定されるものではない。
【００３０】
本実施形態の車両制御装置は、ディーゼル式のエンジン２と、このエンジン２からの動力を入力軸から機械伝動部および油圧伝動部を介して出力軸に伝達するように構成される油圧−機械式変速機１（以下、単に「変速機１」という。）を備えて構成されている。
【００３１】
前記エンジン２には、蓄圧（コモンレール）式の燃料噴射装置２ａが付設されている。この燃料噴射装置２ａは、それ自体公知のものであって、図示による詳細説明は省略するが、燃料圧送ポンプによりコモンレールに燃料を蓄圧し、電磁弁の開閉によりインジェクタから燃料を噴射する方式のものであり、後述するコントローラ４０から前記電磁弁への駆動信号により燃料噴射特性が決定され、エンジン２の低速域から高速域まで任意の噴射特性を得ることができるようにされている。本実施形態では、燃料噴射装置２ａ、コントローラ４０および各種センサ類（主として後述のエンジン回転数検知器５０）を含む機器にて構築される所謂電子制御噴射システムによりエンジン制御装置（本発明における「エンジン制御手段」に対応する。）６５が構成されており、かかる電子制御噴射システムでは、目標噴射特性をデジタル値でマップ化することにより、後述するようなエンジン特性を得ることができるようにされている。
【００３２】
前記変速機１においては、エンジン２からの動力が入力される入力軸３に第１ギア４が固定され、この第１ギア４に第２ギア５が噛合され、この第２ギア５がシンクロメッシュ機構（本発明における「クラッチ機構」に対応する。）６を介して第１のポンプ／モータ７の軸７ａに結合できるようにされている。このシンクロメッシュ機構６は、切換え操作時に軸７ａの回転と第２ギア５の回転または後述の第５ギア１７の回転とを選択的に同期させるもので、これら第２ギア５と第５ギア１７との間に配されている。
【００３３】
前記入力軸３とその入力軸３と同一軸線上に並ぶ中間出力軸８との間には変速用遊星歯車機構９が配されている。そして、前記入力軸３には、この変速用遊星歯車機構９のサンギア１０が回転自在に支承されるとともに、複数のプラネタリギア１１を軸支する遊星キャリア１２が固定されている。また、前記サンギア１０には大径の第３ギア１３が一体結合され、この第３ギア１３の外周に第４ギア１４が噛合され、この第４ギア１４が第２のポンプ／モータ１５の軸１５ａに固定されている。さらに、前記プラネタリギア１１群の外周にはリングギア１６が噛合され、このリングギア１６に中間出力軸８が固定されている。また、前記リングギア１６の外周には第５ギア１７が噛合され、この第５ギア１７が前記第１のポンプ／モータ７の軸７ａに回転自在に軸支されている。ここで、前記第１のポンプ／モータ７と第２のポンプ／モータ１５とは油圧配管１８を介して接続されている。
【００３４】
一方、前記中間出力軸８にはシングルプラネタリ型の後進用遊星歯車機構１９および前進用遊星歯車機構２０が設けられている。前記後進用遊星歯車機構１９は、中間出力軸８に固定されるサンギア２１と、このサンギア２１の外側に位置するリングギア２２と、これら両ギア２１，２２間に介在されて両ギア２１，２２に噛合される遊星ギア２３と、この遊星ギア２３のキャリアであって後進用油圧クラッチ２４により油圧制動可能な遊星キャリア２５とにより構成されている。また、前記前進用遊星歯車機構２０は、中間出力軸８に固定されるサンギア２６と、このサンギア２６の外側に位置して前進用油圧クラッチ２７により油圧制動可能なリングギア２８と、これら両ギア２６，２８間に介在されて両ギア２６，２８に噛合される遊星ギア２９と、この遊星ギア２９のキャリアであって後進用遊星歯車機構１９のリングギア２２と一体固定される遊星キャリア３０とにより構成されている。
【００３５】
また、前記遊星キャリア３０は出力軸３１に連結され、この出力軸３１はベベルギアを介して横軸に配された油圧操向方式の操向装置３２に連結されている。そして、この操向装置３２は左右の終減速装置３３に連結され、出力軸３１から横軸に伝達された動力は操向装置３２および終減速装置３３等を介して左右の履帯を駆動するスプロケットにそれぞれ伝達される。
【００３６】
本実施形態の変速機１によれば、シンクロメッシュ機構６により第１のポンプ／モータ７の軸７ａを第２ギア５側に連結したときには、入力軸３側に第１のポンプ／モータ７が配置されることになるので出力分割型の変速機（図１２参照）となり、第１のポンプ／モータ７の軸７ａを第５ギア１７側に連結したときには、中間出力軸８側に第１のポンプ／モータ７が配置されることになるので入力分割型の変速機（図１３参照）となる。
【００３７】
すなわち、中間出力軸８の回転速度が増速側のとき、第１のポンプ／モータ７の軸７ａを第２ギア５側に連結すると、この第１のポンプ／モータ７はポンプの働きをし、第２のポンプ／モータ１５はモータの働きをする。したがって、第１のポンプ／モータ７から第２のポンプ／モータ１５へ油圧を介してエネルギーが流れる、言い換えれば油圧パワーは入力軸３から中間出力軸８側へ向かう順方向の流れとなる。こうして、エンジン２からの動力が遊星キャリア１２に、モータの働きをする第２のポンプ／モータ１５からの動力がサンギア１０にそれぞれ入力され、遊星キャリア１２の回転動力がポンプの働きをする第１のポンプ／モータ７の入力軸（軸７ａ）へ出力され、リングギア１６の回転動力が中間出力軸８へ出力される。
【００３８】
一方、中間出力軸８の回転速度が減速側のとき、第１のポンプ／モータ７の軸７ａを第５ギア１７側に連結すると、この第１のポンプ／モータ７はモータの働きをし、第２のポンプ／モータ１５はポンプの働きをする。したがって、第２のポンプ／モータ１５から第１のポンプ／モータ７へ油圧を介してエネルギーが流れる、言い換えれば油圧パワーは入力軸３から中間出力軸８側へ向かう順方向の流れとなる。こうして、エンジン２からの動力が遊星キャリア１２に、モータの働きをする第１のポンプ／モータ７からの動力がリングギア１６にそれぞれ入力され、サンギア１０の回転動力がポンプの働きをする第２のポンプ／モータ１５の入力軸（軸１５ａ）へ出力され、リングギア１６の回転動力が中間出力軸８へ出力される。
【００３９】
次に、図２に示される制御ブロック図を用いて、本実施形態の車両制御装置に係る制御系の基本構成を説明することとする。
【００４０】
まず、図２に示される制御ブロック図において、エンジン２の出力軸にはその出力軸の実回転数を検知するエンジン回転数検知器５０が付設されるとともに、差動部（遊星歯車機構９）の出力軸（中間出力軸８）にはその出力軸の実回転数を検知する変速機出力軸回転数検知器５１が付設されている。また、エンジン２のスロットル量を設定するためのスロットルレバー５２には、そのスロットルレバー５２のレバー位置を検知するスロットルレバー位置検知器５３が付設されている。また、前後進を切り換えるための前後進切換レバー５４には、その前後進切換レバー５４のレバー位置が前進（Ｆ），中立（Ｎ），後進（Ｒ）のいずれにあるかを検知する前後進切換レバー位置検知器５５が付設されている。また、車両の最高速度を設定するための最高速度設定レバー（本発明における「最高速度設定手段」に対応する。）５６には、その最高速度設定レバー５６のレバー位置を検知する最高速度設定レバー位置検知器５７が付設されている。また、前記第１のポンプ／モータ７の軸７ａにはその軸７ａの実回転数を検知する第１のポンプ／モータ回転数検知器５８が、前記第２のポンプ／モータ１５の軸１５ａにはその軸１５ａの実回転数を検知する第２のポンプ／モータ回転数検知器５９がそれぞれ付設されている。また、車両を減速させるためのデセル装置（本発明における「デセル操作手段」に対応する。）６０には、踏み込み操作されるデセルペダル６１の操作量を検知するデセルペダル操作量検知器６２が設けられている。そして、エンジン回転数検知器５０からのエンジン回転数信号、変速機出力軸回転数検知器５１からの変速機出力軸回転数信号、スロットルレバー位置検知器５３からのスロットルレバー位置信号（スロットル信号）、前後進切換レバー位置検知器５５からの前後進切換レバー位置信号（前後進切換信号）、最高速度設定レバー位置検知器５７からの最高速度設定レバー位置信号（最高速度設定信号）、第１のポンプ／モータ回転数検知器５８からの第１のポンプ／モータ回転数信号、第２のポンプ／モータ回転数検知器５９からの第２のポンプ／モータ回転数信号、およびデセルペダル操作量検知器６２からのデセルペダル操作量信号（デセル信号）は、それぞれコントローラ４０に与えられる。
【００４１】
前記コントローラ４０は、所定プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）と、このプログラム、更には各種テーブルおよびマップを記憶する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）と、このプログラムを実行するに必要なワーキングメモリとしての書込み可能メモリとを備えて構成されている。こうして、コントローラ４０は、前述のエンジン回転数信号、変速機出力軸回転数信号、スロットルレバー位置信号（スロットル信号）、前後進切換レバー位置信号（前後進切換信号）、最高速度設定レバー位置信号（最高速度設定信号）、第１のポンプ／モータ回転数信号および第２のポンプ／モータ回転数信号に基づき、前記プログラムを実行することにより演算処理を行って、後進用油圧クラッチ２４および前進用油圧クラッチ２７のクラッチ切換えを行う変速バルブ４１にはコントローラ４０からの切換制御信号が与えられる。また、可変容量型の第１のポンプ／モータ７の斜板角度を制御するサーボ機構４２、および可変容量型の第２のポンプ／モータ１５の斜板角度を制御するサーボ機構４３にはコントローラ４０からの角度制御信号が与えられる。さらに、前記シンクロメッシュ機構６におけるスリーブ（図示省略）を移動させるための切換えバルブ４４にはコントローラ４０からの切換え信号が与えられる。
【００４２】
また、前記コントローラ４０においては、前記ＲＯＭに、エンジン２の実回転数が到達すべき目標値としての目標エンジン回転数とデセルストローク（デセルペダル６１の操作量）とを関係付けてなる目標エンジン回転数制御マップ（図３（ａ）〜（ｃ）参照）が記憶されており、デセルペダル操作量検知器６２からの入力信号に基づき当該目標エンジン回転数制御マップを参照することで、デセルストロークに対応する目標エンジン回転数が設定されるようになっている。なお、以下の説明において、図３（ａ）に示される目標エンジン回転数制御マップを「目標エンジン回転数制御マップ（Ａ）」と称し、同図（ｂ）に示される目標エンジン回転数制御マップを「目標エンジン回転数制御マップ（Ｂ）」と称し、同図（ｃ）に示される目標エンジン回転数制御マップを「目標エンジン回転数制御マップ（Ｃ）」と称することとする。
【００４３】
また、このコントローラ４０において、前記ＣＰＵは、エンジン２の実回転数を前記目標エンジン回転数に一致させるように変速機１における速度比〔中間出力軸８の回転数／入力軸回転数（エンジン回転数）〕の目標値（目標速度比）を式（１）により演算する。
Ｅ＝ｅ＋ｋ（ｎ−Ｎ）・・・（１）
ここに、
Ｅ：目標速度比
ｅ：実速度比
ｋ：定数
ｎ：実エンジン回転数
Ｎ：目標エンジン回転数
である。
そして、実速度比ｅを目標速度比Ｅに一致させるような角度制御信号が、コントローラ４０から前記サーボ機構４２，４３に与えられる。
【００４４】
さらに、このコントローラ４０は、前記デセル装置６０の操作にて前記目標エンジン回転数が一の目標値からその一の目標値よりも低い他の目標値に変化されたときに、その目標値の変化量に対するエンジン出力トルク値の変化量の比を一定または略一定に保ちつつエンジン出力トルクを減少させるような駆動信号を、前記燃料噴射装置２ａに対して出力する。また、コントローラ４０は、後述する低速側の一エンジン回転数ＮＱと高速側の一エンジン回転数ＮＨとを含むエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルクを前記デセル装置６０からのデセル信号（減速指令）に応じて減少させるような駆動信号を、前記燃料噴射装置２ａに対して出力する。また、コントローラ４０は、前記最高速度設定レバー５６により設定される設定最高速度が後述するダイレクト領域に対応する車速領域の範囲内にあるときに、その設定最高速度に見合うエンジン回転数となるようにエンジンを調速する駆動信号を、前記燃料噴射装置２ａに対して出力する。また、コントローラ４０は、最高速度設定レバー５６により設定される設定最高速度が、後述する低速側の一牽引力−車速特性ＷＬＱおよび高速側の一牽引力−車速特性ＷＬＨに対応する車速領域の範囲内にあるときに、その設定最高速度に見合う速度比となるような角度制御信号を、サーボ機構４２，４３に対して出力する。
【００４５】
次に、図４を用いて前記切換えバルブ４４の切換え制御を、図５のフローチャートを用いて車両の減速動作時におけるコントローラ４０の処理内容を、図６乃至図９を用いて牽引力−車速特性制御の基本原理を、それぞれ順を追って説明することとする。
【００４６】
（切換えバルブ４４の切換え制御：図４参照）
図４の牽引力−車速特性線図に示されるように、エンジン回転数検知器５０からの入力信号より演算される車両の牽引力および車速に基づき、エンジン２の最大トルク点ＴＭの車速以上で定格トルク点（エンジン２の出力が定格出力となる出力トルク点）ＴＮの車速以下の車速領域（領域（１））が設定され、この領域（１）が前記第２のポンプ／モータ１５の回転が停止される領域、つまり機械部のみにより動力伝達がなされる領域（ダイレクト領域）とされる。そして、エンジン回転数検知器５０および変速機出力軸回転数検知器５１からの入力信号によって前記領域（１）から増速側に移行したこと、言い換えれば車両が前記定格トルク点ＴＮの車速を越える車速領域（領域（２））に移行したことが検知されると、第１のポンプ／モータ７が第２ギア５（入力軸３側）に結合されて、変速機１は出力分割型変速機として機能する。一方、エンジン回転数検知器５０および変速機出力軸回転数検知器５１からの入力信号によって前記領域（１）から減速側に移行したこと、言い換えれば車両が前記最大トルク点ＴＭの車速未満の車速領域（領域（３））に移行したことが検知されると、第１のポンプ／モータ７が第５ギア１７（中間出力軸８側）に結合されて、変速機１は入力分割型変速機として機能する。なお、以下の説明において、変速機１が出力分割型変速機として機能する領域を「出力分割領域」と称し、変速機１が入力分割型変速機として機能する領域を「入力分割領域」と称することとする。また、図４に示される牽引力−車速特性線図は、デセル装置６０の操作が行われない状態での特性線図であり、領域（１）（２）（３）の切換え点、すなわち前記最大トルク点ＴＭおよび定格トルク点ＴＮで特定されるそれぞれの点は、デセル装置６０の操作時に後述するように移動される。
【００４７】
（車両の減速動作時におけるコントローラ４０の処理内容：図５参照）
Ｓ１：デセル装置６０に設けられるデセルペダル操作量検知器６２からのデセル信号（デセルペダル操作量信号）が入力されたか否かを判断し、デセルペダル操作量を検知する（Ｓ１）。デセル信号が入力された場合には、ステップＳ２に進む。
【００４８】
Ｓ２〜Ｓ５：ステップＳ２では、デセル信号が入力された時点での、変速機１の動作領域を判断する。この動作領域の判断は、実際にはデセル信号の有無に関わりなく、常時判断されている。車両の動作開始直後では、変速機１は入力分割領域（領域（３）：図４参照）で動作する。第１のポンプ／モータ７の容積比が０であるところの目標速度比Ｅの値を基準速度比ｅＣとして、実速度比ｅが基準速度比ｅＣよりも大きくなると、動作領域は、入力分割領域からダイレクト領域（領域（１）：図４参照）に変化したと判断する。デセル信号が入力された時に、変速機１がダイレクト領域で機能していると判断されると、図３（ｂ）に示される目標エンジン回転数制御マップ（Ｂ）が読み込まれる（Ｓ３）。この目標エンジン回転数制御マップ（Ｂ）は、デセルペダル６１の操作量、すなわちデセルストロークに対し、変速機１がダイレクト領域で機能するときの上限回転数ＮＨと下限回転数ＮＱとを規定する。すなわち、変速機１がダイレクト領域で機能している時に、実エンジン回転数ｎが下限回転数ＮＱよりも小さくなると、変速機１の動作領域は入力分割領域となる。また、実エンジン回転数ｎが上限回転数ＮＨよりも大きくなると変速機１の動作領域は出力分割領域（領域（２）：図４参照）となる。変速機１の動作領域が出力分割領域であるときに、実速度比ｅが基準速度比ｅＣよりも小さくなると、動作領域はダイレクト領域となる。デセル信号が入力され変速機１が入力分割領域で機能していると判断されると、図３（ｃ）に示される目標エンジン回転数制御マップ（Ｃ）が読み込まれる（Ｓ４）。また、デセル信号が入力され変速機１が出力分割領域で機能していると判断されると、図３（ａ）に示される目標エンジン回転数制御マップ（Ａ）が読み込まれる（Ｓ５）。
【００４９】
Ｓ６〜Ｓ７：変速機１がダイレクト領域で機能している場合には、デセルペダル６１の操作量に応じてエンジン出力を減少させる駆動信号を燃料噴射装置２ａに出力する（Ｓ６）。変速機１が入力分割領域または出力分割領域で機能している場合には、前記ステップＳ４またはステップＳ５で読み込んだ目標エンジン回転数制御マップに基づいて、目標エンジン回転数Ｎを変化させ、目標エンジン回転数Ｎを変化させるに伴い、目標エンジン回転数の変化量ΔＮに対するエンジン出力トルク値の変化量ΔＴの比ΔＴ／ΔＮを略一定に保ちつつエンジン出力トルクを減少させる駆動信号を燃料噴射装置２ａに出力する（Ｓ７）。なお、ダイレクト領域でのステップＳ３の後に、変速機１の全動作領域での制御の整合性を考慮して、ステップＳ７以降のステップを行っても良い。その際の目標エンジン回転数は、目標エンジン回転数制御マップ（Ａ），（Ｂ）中における破線部分となる。この破線部分は、変速機１にかかる負荷によりグラフ上の左右に変動する。
【００５０】
Ｓ８〜Ｓ１０：変速機１における実速度比ｅ、実エンジン回転数ｎおよび目標エンジン回転数Ｎに基づき前記式（１）〔Ｅ＝ｅ＋ｋ（ｎ−Ｎ）〕を用いて目標速度比Ｅを演算し（Ｓ８）、算出された目標速度比Ｅと実速度比ｅとの偏差を減少させる角度制御信号を、実速度比ｅと目標速度比Ｅとが一致するまでサーボ機構４２，４３に出力する（Ｓ９〜Ｓ１０）。概括すると、ＨＭＴにおける油圧伝動部機能時のデセル装置の制御において、デセルペダルの操作により燃料噴射量を小さくするとともに、ＨＭＴの目標エンジン回転数も下げるということである。
【００５１】
（牽引力−車速特性制御の基本原理：図６〜９参照）
コントローラ４０において、エンジン２の実回転数が到達すべき目標値として一の目標値Ｎａが設定されると、ＣＰＵにより、エンジン２の実回転数をその一の目標値Ｎａに一致させるように変速機１における速度比の目標値が前記式（１）に基づいて演算される。そして、コントローラ４０は、算出された速度比の目標値を目標速度比として変速機１における実速度比をその目標速度比に一致させるような角度制御信号をサーボ機構４２，４３に対して出力する。これにより、変速機１においては、前記一の目標値Ｎａに対応するエンジン出力トルク値を入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力Ｆに見合う出力トルクを当該変速機１の中間出力軸８が発生するような変速動作（トルク変換動作）が行われ、かかる変速動作に基づく一の牽引力−車速特性ラインＷＬａが設定される（図６参照）。また、前記デセル装置６０の操作によって目標エンジン回転数が前記一の目標値Ｎａからその一の目標値よりも低い他の目標値Ｎｂに変化されたときにおいても同様に、変速機１においては、前記他の目標値Ｎｂに対応するエンジン出力トルク値を入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力Ｆに見合う出力トルクを当該変速機１の中間出力軸８が発生するような変速動作（トルク変換動作）が行われ、かかる変速動作に基づく他の牽引力−車速特性ラインＷＬｂが設定される（図６参照）。
【００５２】
また、目標エンジン回転数が一の目標値Ｎａからその一の目標値Ｎａよりも低い他の目標値Ｎｂに変化されたときに、コントローラ４０は、その目標値の変化量ΔＮ（＝Ｎａ−Ｎｂ）に対するエンジン出力トルク値の変化量ΔＴ（Ｔａ−Ｔｂ）の比ΔＴ／ΔＮを、つまりその目標値の変化領域（Ｎａ〜Ｎｂ）におけるエンジン出力トルクの平均変化率（線分ａ−ｂの傾き）を、一定または略一定に保ちつつエンジン出力トルクを減少させる駆動信号を燃料噴射装置２ａに対して出力する。これにより、エンジン出力トルク特性が、図６において記号ＴＬａで示されるエンジン出力トルク特性ライン（要部のみ表わす。）から、同図において記号ＴＬｂで示されるエンジン出力トルク特性ライン（要部のみ表わす。）へと変化される。これにより、牽引力−車速特性が、図６の牽引力−車速特性線図において、一の牽引力−車速特性ラインＷＬａよりも車速の低速側にある他の牽引力−車速特性ラインＷＬｂに移行され、負荷が要求する牽引力Ｆが決定されることで決定される車速が減じられる（Ｖａ→Ｖｂ）ことになる。
【００５３】
さらに、例えば図７において記号ＮＬで示されるような目標エンジン回転数変化特性ライン（要部のみを表わす。）を設定することにより、言い換えれば前述のエンジン制御において目標エンジン回転数の変化量に対するエンジン出力トルクの減少量を調整することにより、図７の牽引力−車速特性線図において、一の牽引力−車速特性ラインＷＬａよりも牽引力および車速が共に低い領域に、他の牽引力−車速特性ラインＷＬｂ'が設定される。
【００５４】
そして、図８に示されるように、目標エンジン回転数変化領域（ＮＡ−ＮＢ）をｎ区間に分割した各区間において図７に示される牽引力−車速特性制御を行い（ＴＬ０→ＴＬ１，ＴＬ１→ＴＬ２，ＴＬ２→ＴＬ３，・・・ＴＬ（ｎ−３）→ＴＬ（ｎ−２），ＴＬ（ｎ−２）→ＴＬ（ｎ−１），ＴＬ（ｎ−１）→ＴＬｎ）、かつその区間数ｎを極限まで大きくすることで、現在の目標エンジン回転数とエンジン２の実回転数とが一致されている状態における、エンジン回転数値に対するエンジン出力トルク値で特定される点（以下、「マッチング点」と称する。）が、前記目標エンジン回転数制御マップに基づき設定される目標エンジン回転数変化特性ラインＮＬ上で移動されることになる（Ｍ０→Ｍ１→Ｍ２→Ｍ３・・・Ｍ（ｎ−３）→Ｍ（ｎ−２）→Ｍ（ｎ−１）→Ｍｎ）。したがって、かかる目標エンジン回転数変化特性ラインＮＬの設定を調整することにより、言い換えれば前記目標エンジン回転数制御マップの設定を調整することにより、牽引力−車速特性を、図８の牽引力−車速特性線図における低負荷−高速領域、低負荷−低速領域および高負荷−低速領域のそれぞれにおいて設定することができる（順に例えば、記号ＷＬ３，ＷＬｎおよびＷＬ（ｎ−３）にて示されるそれぞれの牽引力−車速特性ラインを参照）。
【００５５】
また、図９に示されるような牽引力−車速特性が設定された状態においてデセル装置６０の操作を行うと、このデセル装置６０から出力されるデセル信号（減速指令）に応じて前記エンジン制御装置６５により以下に述べるような制御が行われる。なお、図９において記号ＮＬＱおよびＮＬＨで示されるラインは、それぞれ図３（ａ）〜（ｂ）に示される目標エンジン回転数制御マップに基づき設定される目標エンジン回転数の変化特性ラインである。
【００５６】
すなわち、図９に示される牽引力−車速特性制御においては、前述したコントローラ４０によるサーボ機構４２，４３の斜板角度制御および切換えバルブ４４の切換え制御により、エンジン２の低速側の一エンジン回転数ＮＱに対応するエンジン出力トルク値ＴＱを入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを変速機１の中間出力軸８が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱが設定されるとともに、エンジン２の高速側の一エンジン回転数ＮＨに対応するエンジン出力トルク値ＴＨを入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを変速機１の中間出力軸８が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく高速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＨが設定され、かつ低速側の一エンジン回転数ＮＱと高速側の一エンジン回転数ＮＨとの間のエンジン回転数領域で変速機１の入力軸３から中間出力軸８への動力伝達がその変速機１における機械伝動部のみによって行われるダイレクト領域が形成されそのダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性ラインＷＬＧが設定される。
【００５７】
この図９に示されるような牽引力−車速特性が設定された状態においてデセル装置６０による減速操作を行うと、このデセル装置６０からのデセル信号に応じて前記エンジン制御装置６５により、前記低速側の一エンジン回転数ＮＱと前記高速側の一エンジン回転数ＮＨとを含むエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルクが減少される（図９中破線で示されるエンジン出力トルクラインを参照）。したがって、前記低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱ、前記ダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性ラインＷＬＧ、および前記高速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＨが、それぞれ図９の牽引力−車速特性線図における牽引力の低い領域に向けて移行され〔（ＷＬＱ；ＷＬＧ；ＷＬＨ）→（ＷＬＱ'；ＷＬＧ'；ＷＬＨ'）〕、負荷が要求する牽引力（ＦＱ；ＦＧ；ＦＨ）が決定されることで決定される車速が全車速領域で迅速に減少されることになる〔（ＶＱ→ＶＱ'）；（ＶＧ→ＶＧ'）；（ＶＨ→ＶＨ'）〕。
【００５８】
なお、本実施形態では、前記デセル装置６０の操作が行われているときに図１０に示されるように、低速側の一エンジン回転数（ＮＱ１，ＮＱ２，ＮＱ３・・・ＮＱｎ）と高速側の一エンジン回転数（ＮＨ１，ＮＨ２・・・ＮＨｎ）との間のエンジン回転数領域に対応するエンジン出力トルク特性が、エンジン馬力を一定または略一定に推移させるエンジン出力トルク特性、つまり等馬力レギュレーションを満足するエンジン出力トルク特性となるように（同図中において破線で示されるエンジン出力トルクラインを参照）、燃料噴射装置２ａの噴射特性が設定される。こうして、余分なエンジン出力を削減し、燃費の低減を図るようにされている。
【００５９】
ここで、低速側の一牽引力−車速特性ラインの設定に係る低速側の一エンジン回転数およびその低速側の一エンジン回転数に対応するエンジン出力トルク値で特定される点を、以下において「低速側の一マッチング点」と称し、高速側の一牽引力−車速特性ラインの設定に係る高速側の一エンジン回転数およびその高速側の一エンジン回転数に対応するエンジン出力トルク値で特定される点を、以下において「高速側の一マッチング点」と称することとする。
【００６０】
以上に述べた牽引力−車速特性制御の基本原理を踏まえた上で、本実施形態の車両制御装置による減速時の作動について図１０の牽引力−車速特性線図を用いて以下に説明する。なお、かかる減速動作は、エンジン２がフルスロットル状態で運転されている状態から行われる例である。
【００６１】
図１０に示される牽引力−車速特性線図においては、前述したサーボ機構４２，４３の斜板角度制御および切換えバルブ４４の切換え制御により、エンジン２の低速側の一エンジン回転数ＮＱ０に対応するエンジン出力トルク値ＴＱ０を入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを変速機１の中間出力軸８が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱ０が入力分割領域として設定されるとともに、エンジン２の高速側の一エンジン回転数ＮＨ０に対応するエンジン出力トルク値ＴＨ０を入力トルク値としてその入力トルク値を一定に保ちつつ負荷が要求する牽引力に見合う出力トルクを変速機１の中間出力軸８が発生するような変速動作が行われてその変速動作に基づく高速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＨ０が出力分割領域として設定され、かつ低速側の一エンジン回転数ＮＱ０と高速側の一エンジン回転数ＮＨ０との間のエンジン回転数領域で変速機１の入力軸３から中間出力軸８への動力伝達がその変速機１における機械伝動部のみによって行われるダイレクト領域が形成されそのダイレクト領域に対応する牽引力−車速特性ラインＷＬＧ０が設定される。また、図３（ａ）〜（ｃ）に示される目標エンジン回転数制御マップに基づいて、図１０において記号ＮＬＱおよびＮＬＨで示される目標エンジン回転数変化特性ラインがそれぞれ設定される。
【００６２】
このように牽引力−車速特性が設定された状態において前記デセル装置６０におけるデセルペダル６１を踏み込んでいきその操作量を全ストロークの例えば６０％程度にまで変化させると、かかる減速操作に連動して、低速側の一マッチング点が目標エンジン回転数変化特性ラインＮＬＱ上を点ＭＱ０から点ＭＱ１を経て点ＭＱ２にまで移動されるとともに、高速側の一マッチング点が目標エンジン回転数変化特性ラインＮＬＨ上を点ＭＨ０から点ＭＨ１を経て点ＭＨ２にまで移動される。これにより、低速側の一マッチング点ＭＱ０から入力分割領域として設定される低速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＱ０が、記号ＷＬＱ１にて示される牽引力−車速特性ラインを経て、点ＭＱ２から入力分割領域として設定される牽引力−車速特性ラインＷＬＱ２へと移行されるとともに、高速側の一マッチング点ＭＨ０から出力分割領域として設定される高速側の一牽引力−車速特性ラインＷＬＨ０が、記号ＷＬＨ１にて示される牽引力−車速特性ラインを経て、点ＭＨ２から出力分割領域として設定される牽引力−車速特性ラインＷＬＨ２へと移行される。これと同時に、低速側の一マッチング点ＭＱ０と高速側の一マッチング点ＭＨ０との間のダイレクト領域に対応して設定される牽引力−車速特性ラインＷＬＧ０が、記号ＷＬＧ１にて示される牽引力−車速特性ラインを経て、牽引力−車速特性ラインＷＬＧ２へと移行される。
【００６３】
そして、負荷が要求する牽引力ＦＱと牽引力−車速特性とのつり合い点が入力分割領域の牽引力−車速特性ライン上にある場合には、先の減速操作によってそのつり合い点が低速側に移行されて（Ｑ０→Ｑ１→Ｑ２）、車速がＶＱ０からＶＱ１を経てＶＱ２にまで減じられる。また、負荷が要求する牽引力ＦＧと牽引力−車速特性とのつり合い点がダイレクト領域の牽引力−車速特性ライン上にある場合には、先の減速操作によってそのつり合い点が低速側に移行されて（Ｇ０→Ｇ１）、車速がＶＧ０からＶＧ１にまで減じられる。また、負荷が要求する牽引力ＦＨと牽引力−車速特性とのつり合い点が出力分割領域の牽引力−車速特性ライン上にある場合には、先の減速操作によってそのつり合い点が低速側に移行されて（Ｈ０→Ｈ１）、車速がＶＨ０からＶＨ１にまで減じられる。
【００６４】
なお、前記最高速度設定レバー５６の操作にて設定最高速度がダイレクト領域に対応する車速領域内の例えば図１１中記号ＶＧｍａｘにて示される車速に設定されていたとすると、その設定最高速度ＶＧｍａｘに見合うエンジン回転数ＮＧｍａｘを含む高速側回転数領域に、前記エンジン制御装置６５によって同図中記号ＲＬＧで示されるようなレギュレーションラインが設定され、これにより車両の最高速度はＶＧｍａｘに規制される。また、最高速度設定レバー５６の操作によって設定最高速度が、入力分割領域に対応する車速領域内の例えば図１１中記号ＶＱｍａｘにて示される車速に、もしくは出力分割領域に対応する車速領域内の例えば同図中記号ＶＨｍａｘにて示される車速に設定されていたとすると、サーボ機構４２，４３の斜板角度制御による速度比の制限により、同図中記号ＳＬＱで示されるような車速制限ラインもしくは同図中記号ＳＬＨで示されるような車速制限ラインが設定され、これより車両の最高速度はＶＱｍａｘもしくはＶＨｍａｘに規制される。
【００６５】
以上に述べたように、本実施形態によれば、エンジン２からの動力を変速機１における機械伝動部のみを介して伝達する車速領域（ダイレクト領域）を一部に包含しつつ、デセル装置６０の操作に連動させて減速動作を全車速領域において迅速に行うことができる。また、最高速度設定レバー５６の操作により全車速領域において任意に最高速度を設定することができるので、かかる最高速度の設定を行うことで、作業負荷が急に抜けたとしても車両速度をその設定最高速度以下に規制することができるという利点がある。
【００６６】
さらに、本実施形態の車両制御装置においては、油圧パワーの流れを常に順方向にすることのできる変速機１が採用されているので、従来の入力分割型もしくは出力分割型のものに比べてパワーの流れが逆方向であることからくるロス馬力の増大という現象がなくパワー効率を向上させることができ、しかもトルク切れの発生を防いで操作性も向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両制御装置の概略構成図
【図２】本実施形態に係る車両制御装置の制御ブロック図
【図３】本実施形態に係る目標エンジン回転数制御マップ
【図４】車両の牽引力−車速特性線図
【図５】車両の減速動作時におけるコントローラの処理内容を説明するフローチャート
【図６】牽引力−車速特性制御の基本原理を説明する図（１）
【図７】牽引力−車速特性制御の基本原理を説明する図（２）
【図８】牽引力−車速特性制御の基本原理を説明する図（３）
【図９】牽引力−車速特性制御の基本原理を説明する図（４）
【図１０】本実施形態の車両制御装置による減速動作を説明する牽引力−車速特性線図
【図１１】最高速度設定手段により最高速度が設定されている状態を表わす牽引力−車速特性線図
【図１２】２つのポンプ／モータを用いた出力分割型ＨＭＴの概略構成図（ａ）およびその伝達馬力特性図（ｂ）
【図１３】２つのポンプ／モータを用いた入力分割型ＨＭＴの概略構成図（ａ）およびその伝達馬力特性図（ｂ）
【図１４】エネルギー流れによる効率面での差を説明する図
【図１５】出力分割・入力分割切換型ＨＭＴによる牽引力−車速特性とオールスピード制御との関係を表わす図
【符号の説明】
【００６８】
１            油圧−機械式変速機
２            エンジン
２ａ          燃料噴射装置
３            入力軸
６            シンクロメッシュ機構（クラッチ機構）
７            第１のポンプ／モータ
８            中間出力軸
９            遊星歯車機構
１５          第２のポンプ／モータ
４０          コントローラ
４２，４３    サーボ機構
４４          切換えバルブ
５６          最高速度設定レバー
５７          最高速度設定レバー位置検知器
６０          デセル装置
６１          デセルペダル
６２          デセルペダル操作量検知器
６５          エンジン制御装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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