(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータとから構成され、エンジンからの動力で駆動される走行用ＨＳＴの制御方法において、
現在のエンジン回転数と車両速度とに基づいて前記油圧ポンプの斜板傾転量または前記油圧モータの斜板傾転量のいずれを制御するかを決定し、
現在の車両速度に対して増速方向の操作指令値が入力された場合、前記決定された油圧ポンプ又は油圧モータの斜板傾転量の制御値は、前記斜板傾転量の現在値に対して所定の割合を増加した指令値を上限として制御目標値を出力することを特徴とする走行用ＨＳＴの制御方法。
【請求項２】
少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータとから構成され、エンジンからの動力で駆動される走行用ＨＳＴの制御方法において、
現在のエンジン回転数と車両速度とに基づいて前記油圧ポンプの斜板傾転量または前記油圧モータの斜板傾転量のいずれを制御するかを決定し、
現在の車両速度に対して減速方向の操作指令値が入力された場合、前記決定された油圧ポンプ又は油圧モータの斜板傾転量の制御値は、前記斜板傾転量の現在値に対して所定の割合を減少した指令値を下限として制御目標値を出力することを特徴とする走行用ＨＳＴの制御方法。
【請求項３】
少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータとから構成され、エンジンからの動力で駆動される走行用ＨＳＴの制御方法において、
現在のエンジン回転数と車両速度とに基づいて前記油圧ポンプの斜板傾転量または前記油圧モータの斜板傾転量のいずれを制御するかを決定し、
現在の車両速度に対して増速方向の操作指令値が入力された場合、前記決定された油圧ポンプ又は油圧モータの斜板傾転量の制御値は、前記斜板傾転量の現在値に対して所定の割合を増加した指令値を上限として制御目標値を出力するとともに、
現在の車両速度に対して減速方向の操作指令値が入力された場合、前記決定された油圧ポンプ又は油圧モータの斜板傾転量の制御値は、前記斜板傾転量の現在値に対して所定の割合を減少した指令値を下限として制御目標値を出力することを特徴とする走行用ＨＳＴの制御方法。
【請求項４】
現在の走行変速段では目標速度に達しない場合は変速段の変更を指令することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行用ＨＳＴの制御方法。
【請求項５】
前記油圧モータを用いて車速を制御する場合、前記増速時に前記油圧モータの斜板傾転量を一定割合で増加させることを特徴とする、請求項１又は３に記載の走行用ＨＳＴの制御方法。
【請求項６】
前記油圧モータを用いて車速を制御する場合、前記減速時に前記油圧モータの斜板傾転量を一定割合で減少させることを特徴とする、請求項２又は３に記載の走行用ＨＳＴの制御方法。
【請求項７】
前記制御目標値を所定時間遅延させて出力することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の走行用ＨＳＴの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、例えばロータリ除雪車等において、主として走行用に用いられるＨＳＴの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロータリ除雪車やゲレンデ整備車、ホイールローダあるいは軌道モータカー等において主として走行用に用いられるＨＳＴは周知であり、例えば、特開２００４−２９３６６１号公報（特許文献１）には、油圧ショベル等の作業車両に用いられる走行用ＨＳＴ回路が開示されている。
【０００３】
このようなＨＳＴは、少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータとから構成され、油圧ポンプ又は油圧モータの流量を制御して、走行用ＨＳＴであれば走行速度を制御する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の走行用ＨＳＴの制御では、車速制御用の足踏みペダル又は手動レバーによる指令値に見合った制御信号でＨＳＴポンプ及びモータの斜板を動かしており、足踏みペダル又は手動レバーを大きく動かすと、指令値も大きく変化してポンプ及びモータの斜板が大きく変化する。
【０００５】
このため、加速時はポンプ吐出流量が急に増えることにより、負荷の急増によるエンジンの停止や、ＨＳＴを複数組使用している場合は路面の不整などにより車輪が浮くなどした場合に負荷の軽いモータに過回転が発生するという問題があった。
【０００６】
また、減速時はポンプ吐出流量が急に減少することになり、モータからポンプが回されることによるポンプ過回転が発生するという問題もある。
本発明は、従来のＨＳＴの制御方法における上述の問題を解決し、エンジンやモータ等機器の過回転ならびに過負荷によるエンジン停止を防ぐことのできるＨＳＴ制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題は、本発明により、少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータとから構成され、エンジンからの動力で駆動される走行用ＨＳＴの制御方法において、現在のエンジン回転数と車両速度とに基づいて前記油圧ポンプの斜板傾転量または前記油圧モータの斜板傾転量のいずれを制御するかを決定し、現在の車両速度に対して増速方向の操作指令値が入力された場合、前記決定された油圧ポンプ又は油圧モータの斜板傾転量の制御値は、前記斜板傾転量の現在値に対して所定の割合を増加した指令値を上限として制御目標値を出力することにより解決される。
【０００８】
また、前記の課題は、本発明により、少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータとから構成され、エンジンからの動力で駆動される走行用ＨＳＴの制御方法において、現在のエンジン回転数と車両速度とに基づいて前記油圧ポンプの斜板傾転量または前記油圧モータの斜板傾転量のいずれを制御するかを決定し、現在の車両速度に対して減速方向の操作指令値が入力された場合、前記決定された油圧ポンプ又は油圧モータの斜板傾転量の制御値は、前記斜板傾転量の現在値に対して所定の割合を減少した指令値を下限として制御目標値を出力することにより解決される。
【０００９】
また、前記の課題は、本発明により、少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータとから構成され、エンジンからの動力で駆動される走行用ＨＳＴの制御方法において、現在のエンジン回転数と車両速度とに基づいて前記油圧ポンプの斜板傾転量または前記油圧モータの斜板傾転量のいずれを制御するかを決定し、現在の車両速度に対して増速方向の操作指令値が入力された場合、前記決定された油圧ポンプ又は油圧モータの斜板傾転量の制御値は、前記斜板傾転量の現在値に対して所定の割合を増加した指令値を上限として制御目標値を出力するとともに、現在の車両速度に対して減速方向の操作指令値が入力された場合、前記決定された油圧ポンプ又は油圧モータの斜板傾転量の制御値は、前記斜板傾転量の現在値に対して所定の割合を減少した指令値を下限として制御目標値を出力することにより解決される。
【００１０】
また、現在の走行変速段では目標速度に達しない場合は変速段の変更を指令すると好適である。
また、前記油圧モータを用いて車速を制御する場合、前記増速時に前記油圧モータの斜板傾転量を一定割合で増加させると好適である。
【００１１】
また、前記油圧モータを用いて車速を制御する場合、前記減速時に前記油圧モータの斜板傾転量を一定割合で減少させると好適である。
また、前記制御目標値を所定時間遅延させて出力すると好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＨＳＴ制御方法によれば、増速側に増加値の上限を設けることで負荷によるエンジン停止やモータの過回転を防止することができる。また、減速側に減少値の下限を設けることでＨＳＴブレーキの効き具合の調整およびエンジンの過回転を防止することができる。さらに、従来のＨＳＴシステムに対して追加機器の必要がないため、コストアップ無しに機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用される走行用ＨＳＴを用いるロータリ除雪車の動力伝達機構を示す構成図である。
【図２】その走行用ＨＳＴの制御フローチャートである。
【図３】本実施形態のＨＳＴに用いる可変ポンプ又は可変モータの走行性能線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の制御方法が適用されるＨＳＴの一例を、走行用ＨＳＴとして用いるロータリ除雪車の動力伝達機構を示すものである。この図において、エンジン６で発生した動力は、動力分配機７に伝達され作業用動力と走行用動力とに２分される。作業用動力は、動力分配機７から取り出されて伝動機１５に至り、２分されて一系統はブロワ１８を駆動し他系統はチェーン伝動機１６を経てオーガ１７を駆動する。
【００１５】
走行用動力は、動力分配機７から、可変容量型の油圧ポンプ８と油圧モータ９とから構成されるＨＳＴ２０を経てトランスミッション１２へ伝達され、前後輪差動機（ディファレンシャル）１３及び１４を経て前後輪１０，１１に伝達される。
【００１６】
ところで、エンジン６の回転数調節機構はアクセルペダル１とアクセルレバー２の２系統が設けられている。アクセルペダル１はロータリ除雪車の回送時等に用いられる。また、アクセルレバー２は除雪作業時に用いられ、エンジンの回転数を任意に保持する機構を有し、エンジン６の回転数を調節し、エンジントルクが最大となる回転数すなわち最も効率のよい回転数で作業が行なわれるようにする。
【００１７】
また、ＨＳＴ２０には前後進コントロールレバー３が設けられ、トランスミッション１２には走行コントロールレバー４が設けられている。前後進コントロールレバー３は、ＨＳＴ２０の油圧ポンプ８の斜板をコントロールすることにより油圧ポンプ８の吐出量及び吐出方向をコントロールするレバーで、走行速度のコントロール及び前後進の切換に用いられる。走行時にこのレバー３を中立位置に戻すとＨＳＴ２０が停止位置となり車両を停止させるだけの減速度を発揮する。また、走行コントロールレバー４は、トランスミッション１２の変速段を切り換えるためのレバーであり、除雪車の走行時には走行コントロールレバー４によりトランスミッション１２の変速段を任意の段に入れ、前後進コントロールレバー３を操作しながらアクセルペダル１を踏み込んで走行する。
【００１８】
上記エンジン６の回転数と車両速度の情報は、車両情報として図示しない制御器に入力される。本実施形態では、この車両情報として制御器に常時入力される上記エンジン回転数及び車両速度の情報を利用し、現在の車速に必要な油圧ポンプ８の斜板傾転量（可変モータ９を制御する場合はモータの斜板傾転量）および変速段を演算する。
【００１９】
すなわち、車速制御用のアクセルペダル１又は前後進コントロールレバー３による操作指令値を一旦制御器に取り込む。現在の車速に対して増速方向に操作した場合は、ＨＳＴ機器への斜板傾転制御値は現在値に対し一定割合を増加した指令値を上限に制御器から出力する（増加値は任意に設定可能とする）。車速変化後も操作指令値が上の場合は、一定割合を増加した指令値を上限に制御器から再度出力する。
【００２０】
上記制御を繰り返すことで、急な車速上昇を防止することができる。制御中、現在の走行変速段では目標速度に達しない場合は、変速段を変更（シフトアップ）するとともに、切り換えた変速段での斜板傾転量を演算して油圧ポンプ８の制御を行う。可変モータ９を使用する場合はモータの斜板傾転量を一定割合で増加することを繰り返し、指令操作値まで急な変化をさせること無しに制御を行う。
【００２１】
一方、現在車速に対して減速方向に操作した場合は、ＨＳＴ機器への斜板傾転制御値は現在値に対して一定割合を減少した指令値を下限に制御器から出力する（減少値は任意に設定可能とする）。車速変化後も操作指令値が下の場合は、一定割合を減少した指令値を下限に制御器から再度出力する。
【００２２】
上記制御を繰り返すことで、急な車速減少を防止することができる。制御中、現在の走行変速段では目標速度に達しない場合は、変速段を変更（シフトダウン）するとともに、切り換えた変速段での斜板傾転量を演算して油圧ポンプ８の制御を行う。可変モータ９を使用する場合はモータの斜板傾転量を一定割合で減少することを繰り返し、指令操作値まで急な変化をさせること無しに制御を行う。
【００２３】
図２は、上記制御をより具体的・詳細に示すフローチャートである。ステップ番号に従って説明すると、エンジン回転数及び現在の車速を読み込む（Ｓ１）。そして、ＨＳＴポンプ／モータ領域の境界車速を算出し（Ｓ２）、算出した境界車速がポンプ領域に属するかモータ領域に属するかを判断する（Ｓ３）。
【００２４】
Ｓ３にてモータ領域に属すると判定された場合はＳ４に進み、車速からモータ回転数を算出するとともにエンジン回転数からポンプ吐出量を算出する。次に、そのモータ回転数とポンプ吐出量からモータ吐出量を算出し（Ｓ５）、さらに、そのモータ吐出量からモータ斜板の傾転量を算出する（Ｓ６）。
【００２５】
一方、Ｓ３にてポンプ領域に属すると判定された場合はＳ８に進み、ポンプ／モータ領域の境界車速および現在の車速からポンプ斜板の傾転量を算出する。次に、そのポンプ斜板の傾転量からポンプ出力の上限値または下限値を算出する（Ｓ９）。
【００２６】
そして、Ｓ７及びＳ９からＳ１０に進み、アクセルペダル１の踏み込み量からポンプ／モータの目標出力値を算出する。
次に、上記目標出力値が加速に相当するか減速に相当するかを判断する（Ｓ１１）。加速に相当する場合はＳ１２に進み、上記目標出力値が上限値以上なら上限値を出力する（目標出力値が上限値未満であれば目標出力値を出力する）。
【００２７】
一方、Ｓ１１での判定が減速に相当する場合はＳ１３に進み、上記目標出力値が下限値以下なら下限値を出力する（目標出力値が下限値より大きければ目標出力値を出力する）。
【００２８】
図２のフローチャートにおける、Ｓ１〜Ｓ９までの処理は、ＨＳＴ出力の上限値又は下限値を算出するルーチンであり、下記(１)〜(３)の特徴を有している。(１)ポンプ／モータの斜板傾転量の算出方法は、基本的に図３に示す走行性能線図の導出過程を逆算している。(２)駆動系の構成がモータ出力軸〜機械式トランスミッション〜タイヤで構成される場合は、変速段も考慮される。(３)ポンプ／モータの出力の上限値または下限値を決めるための設定パラメータは、図示しない制御器の書き換え可能なメモリ領域に格納されている。
【００２９】
また、図２のフローチャートにおける、Ｓ１０〜Ｓ１３の処理は、最終的なＨＳＴ出力を算出するルーチンであり、下記(４)〜(６)の特徴を有している。(４)現在のＨＳＴ出力と目標出力の大小関係から加速であるか減速であるかを判断する。(５)目標出力値が上限値未満または下限値より大きい場合は、目標出力値をそのまま出力する。(６)出力値を増減する際に、時間遅れを設けて出力しても構わない。
【００３０】
図３は、本実施形態のＨＳＴに用いる可変ポンプ又は可変モータの走行性能線図である。本実施形態では、エンジン定格は２０００［ｒｐｍ］，ポンプ最大吐出量は５００［ｃｃ／ｒｅｖ］，モータ最大容積は８７９．２［ｃｃ／ｒｅｖ］，モータ最小容積は２２４．８［ｃｃ／ｒｅｖ］である。また、ポンプ減速比は０．９７９である。その他、トランスファ減速比、アクスル減速比、タイヤ、ポンプ容積効率、モータ容積効率は図示のとおりである。
【００３１】
上記のように、本発明によるＨＳＴの制御方法によれば、増速側に増加値の上限を設けることで負荷によるエンジン停止やモータの過回転を防止することができる。また、減速側に減少値の下限を設けることでＨＳＴブレーキの効き具合の調整およびエンジンの過回転を防止することができる。さらに、従来のＨＳＴシステムに対して追加機器の必要がないため、コストアップ無しに機能を向上させることができる。
【００３２】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、油圧ポンプ及び油圧モータは適宜な構成のものを使用可能である。また、車両の動力伝達機構の構成も図１のものに限定されない。走行用ＨＳＴを用いる車両はロータリ除雪車に限らず、ゲレンデ整備車、ホイールローダ、パワーショベル、軌道モータカー、重量物運搬車等の適宜な車両に本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１        アクセルペダル
３        前後進コントロールレバー
６        エンジン
７        動力分配機
８        可変容量型油圧ポンプ（ＨＳＴポンプ）
９        可変容量型油圧モータ（ＨＳＴモータ）
１２      トランスミッション
２０      走行用ＨＳＴ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特開２００４−２９３６６１号公報
【図１】
0005364652.tif 000002
【図２】
0005364652.tif 000003
【図３】
0005364652.tif 000004