(57)【要約】【課題】低コストかつ簡単にＨＳＴ車両を連結できるとともに、機械的なトラブルや人為的なミスを招くことの無い連結されたＨＳＴ車両およびその制御方法を提供する。【解決手段】主車両１１及び従車両１２は、それぞれエンジン１により駆動されるＨＳＴ３（３ｓ，３ｊ）から走行用動力を得ている。各車両のコントローラ５には、各車両のエンジン１及びトランスミッション（走行用変速機４）から各種情報が入力される。主車両１１と従車両１２のコネクタ６ｓ，６ｊを接続ケーブル７を用いて接続し、両車両のコントローラ５同士を接続して情報を転送する。取得した情報に基づき、両車両の負荷が同一になるように従車両１２のＨＳＴ３ｊを制御することで、各車両の負荷状況を同一になるように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＳＴを駆動系に用いたＨＳＴ車両を複数台連結した連結ＨＳＴ車両において、
自車両に連結された他車両のエンジン負荷情報を通信により取得し、該取得した他車両のエンジン負荷情報に基づいて各車両の負荷が同一になるように自車両又は／及び他車両のＨＳＴを制御することを特徴とする連結ＨＳＴ車両。
【請求項２】
車両の速度が所定値未満の場合は、前記各車両の負荷を同一とする制御を実施しないことを特徴とする、請求項１に記載の連結ＨＳＴ車両。
【請求項３】
自車両のエンジン負荷と他車両のエンジン負荷の差が所定の範囲内の場合は、前記各車両の負荷を同一とする制御を実施しないことを特徴とする、請求項１に記載の連結ＨＳＴ車両。
【請求項４】
前記制御対象車両におけるＨＳＴの制御指令値の増減量を、制御非対象車両のエンジントルクから制御対象車両のエンジントルクを減じたものに所定の比例定数を乗じた値とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の連結ＨＳＴ車両。
【請求項５】
前記制御対象車両におけるＨＳＴの制御指令値を、現在の指令値に前記増減量を加えた値とすることを特徴とする、請求項４に記載の連結ＨＳＴ車両。
【請求項６】
駆動系にＨＳＴを用いた車両を複数台連結した連結ＨＳＴ車両のＨＳＴ制御方法において、
自車両に連結された他車両のエンジン負荷情報を通信により取得し、該取得した他車両のエンジン負荷情報に基づいて各車両の負荷が同一になるように自車両又は／及び他車両のＨＳＴを制御することを特徴とするＨＳＴ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結されたＨＳＴ車両およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静油圧無段変速機（以下、「ＨＳＴ」と称す）を駆動系に用いた、除雪車両や建設作業車両等は周知であり、例えば特許文献１に開示されている。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（斜板角度を制御して）走行速度を制御する。
【０００３】
図４に、１ポンプ・１モータ型の代表的なＨＳＴの構成例を示す。また、図５に、２ポンプ・２モータ型の代表的なＨＳＴの構成例を示す。
ところで、軌道モータカーや重量物運搬車においては、複数台のＨＳＴ車両を連結して使用する場合がある。図６は、２ポンプ・２モータ型ＨＳＴ搭載車両を２台連結した場合の油圧回路図である。
【０００４】
連結走行での使用を前提としたＨＳＴ車両を２台連結して使用する場合、従来は、各車両間のＨＳＴの圧力差を無くするために、双方の高圧配管を油圧的に接続（インチング）し、同期させていた。すなわち、図６に示すように、車両１の高圧配管Ａと車両２の高圧配管Ａとを車両間インチング回路１０１により接続し、車両１の高圧配管Ｂと車両２の高圧配管Ｂとを車両間インチング回路１０２により接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再表２００５／０５４７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来、ＨＳＴ車両を２台連結して使用する場合、各ＨＳＴ機器の個体差，負荷による差等により、効率が下がらないようにするため、各車両の２組（Ａ，Ｂ）の高圧配管をそれぞれ油圧的に接続（インチング）することで圧力差を無くし、同期させることを行っている。
【０００７】
しかしながら、上記車両間のインチング回路は、３０ＭＰａ以上の高圧配管のため、価格的にも高価な部品であり、また、ホース硬度も高く（したがって硬く）なるため連結作業時の取り扱いがしにくく、作業時間がかかるという問題があった。
【０００８】
さらに、負荷の低い車両側にＨＳＴのドレイン回路から作動油が送られる結果、その油を元の車両に戻してやる回路（図６には示さず）も必要となり、接続部が増えることによる油漏れ等の機械的なトラブル、および接続間違い等の人為的ミスの要因にもなっているという問題があった。
【０００９】
本発明は、複数台のＨＳＴ車両を連結した場合の上述の問題を解決し、低コストかつ簡単にＨＳＴ車両を連結できるとともに、機械的なトラブルや人為的なミスを招くことの無い連結されたＨＳＴ車両およびその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】
【００１０】
前記の課題は、本発明により、ＨＳＴを駆動系に用いたＨＳＴ車両を複数台連結した連結ＨＳＴ車両において、自車両に連結された他車両のエンジン負荷情報を通信により取得し、該取得した他車両のエンジン負荷情報に基づいて各車両の負荷が同一になるように自車両又は／及び他車両のＨＳＴを制御することにより解決される。
【００１１】
また、車両の速度が所定値未満の場合は、前記各車両の負荷を同一とする制御を実施しないと好適である。
また、自車両のエンジン負荷と他車両のエンジン負荷の差が所定の範囲内の場合は、前記各車両の負荷を同一とする制御を実施しないと好適である。
【００１２】
また、前記制御対象車両におけるＨＳＴの制御指令値の増減量を、制御非対象車両のエンジントルクから制御対象車両のエンジントルクを減じたものに所定の比例定数を乗じた値とすると好適である。
また、前記制御対象車両におけるＨＳＴの制御指令値を、現在の指令値に前記増減量を加えた値とすると好適である。
【００１３】
また、前記の課題は、本発明により、駆動系にＨＳＴを用いた車両を複数台連結した連結ＨＳＴ車両のＨＳＴ制御方法において、自車両に連結された他車両のエンジン負荷情報を通信により取得し、該取得した他車両のエンジン負荷情報に基づいて各車両の負荷が同一になるように自車両又は／及び他車両のＨＳＴを制御することにより解決される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の連結ＨＳＴ車両あるいはＨＳＴ制御方法によれば、自車両に連結された他車両のエンジン負荷情報を通信により取得し、該取得した他車両のエンジン負荷情報に基づいて各車両の負荷が同一になるように自車両又は／及び他車両のＨＳＴを制御するので、各車両のＨＳＴの高圧配管を油圧的に接続（インチング）する必要が無く、低コストかつ簡単にＨＳＴ車両を連結できるとともに、機械的なトラブルや人為的なミスを未然に防止することができる。
【００１５】
また、各車両間での油量を調節する油量調節機構なども廃止することができるため、接続にかかるコストも低減することができる。
さらに、各車両における負荷の違いやＨＳＴの個体差、ヒステリシス特性に起因する斜板の位置の誤差等による効率の低下を防ぐことができる。
【００１６】
請求項２の構成により、低速走行の場合には運転者の操作を優先させることができる。
請求項３の構成により、車両間での負荷の差が小さい場合には運転者の操作を優先させることができる。
【００１７】
請求項４の構成により、各車両のエンジントルクの差にリニアに対応した制御を行なうことができる。
請求項５の構成により、制御指令値の増加に上限を設定することで、他車両のエンジンが負荷１００％で停止した場合でも制御指令値が増加し続けることが無い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る作業車両の一例における駆動系の構成を模式的に示す図である。
【図２】エンジン負荷同期処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】エンジンの負荷同期関数の一例を示すグラフ及びエンジン回転数毎の出力とトルクの関係を示す表である。
【図４】１ポンプ・１モータ型の代表的なＨＳＴの構成例を示す油圧回路図である。
【図５】２ポンプ・２モータ型の代表的なＨＳＴの構成例を示す油圧回路図である。
【図６】２ポンプ・２モータ型ＨＳＴ搭載車両を２台連結した場合の油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、本発明に係る作業車両の一例における駆動系の構成を模式的に示す図である。この図に示す作業車両１０は、第一車両１１と第二車両１２を連結したものである（軌道上を走行する軌道車両の場合には、車両を連結することを「重連」とも言う）。本実施形態では、第一車両１１を主車両、第二車両１２を従車両として説明する。なお、図１においては、各車両の主要な構成要素の符号に「ｓ」又は「ｊ」の添え字を付けて主車両１１と従車両１２を区別しているが、以下の説明において、各車両の要素を区別する必要がある場合は添え字を付して、区別する必要が無い場合は添え字を省略して説明する。
【００２０】
主車両１１及び従車両１２の基本的構成は同一であり、それぞれエンジン１，動力分配機２，ＨＳＴ（静油圧無断変速機）３，走行用変速機４，コントローラ（制御器）５を備えている。エンジン１の出力は動力分配機２に入力され、ＨＳＴ３及び走行用変速機４を介して走行用動力が取り出される。動力分配機２の符号２１は入力軸、符号２２は出力軸である。ロータリ除雪装置等の作業装置を備える場合は、その作業装置を駆動する作業用動力は、分配機出力軸２２から取り出される。なお、作業車両の構成により、一方側の車両（例えば従車両１２）では作業用動力を取り出さない（出力軸２２に作業装置を接続しない）場合もあるし、主従の両車両で作業装置を装着しないもの（例えば重量物運搬車など）もある。
【００２１】
ＨＳＴ３は油圧ポンプ３１及び油圧モータ３２を有している。図では１ポンプ・１モータ型の構成で示してあり、例えば図４に示すような構成のものを使用可能である。油圧ポンプ３１は分配機出力軸２２からの動力により駆動され、その油圧ポンプの圧油を受けて油圧モータ３２が回転される。図４の構成の場合には、油圧ポンプ３１が可変容量型であり、油圧モータ３２は固定容量型となっている。なお、図５に示すような２ポンプ・２モータ型のＨＳＴを使用することも可能である。油圧モータ３２は走行用変速機４の入力軸４１に接続され、変速機の出力軸４２から走行用動力が取り出され、図示しない車輪を回転駆動する。
【００２２】
コントローラ５には、各車両のエンジン１及びトランスミッション（走行用変速機４）から、次の表１に示すような各種情報が入力される。本実施例でコントローラ５に入力されるエンジン及びトランスミッションに関するパラメータは、ＳＡＥ  Ｊ１９３９規格に則ったものである。なお、ここに示す各種パラメータは一例であり、これに限定されるものではない。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
そして、本実施形態では、主車両１１と従車両１２間で情報転送するためのコネクタ６が各車両に設けてある。この各車両のコネクタ６ｓ，６ｊを接続ケーブル（通信ケーブル）７を用いて接続することで、両車両のコントローラ５同士を接続し、ＣＡＮ（コントローラー・エリア・ネットワーク）通信でデータ及び制御情報を転送する。このようにして取得した情報に基づき、各車両の負荷が同一になるように従車両のＨＳＴ３ｊを制御することで、各車両の負荷状況を同一になるように制御することができる。これにより、油圧的な接続（インチング）が不要となり、図６のような従来構成におけるインチング用配管及び油量調節機構等を廃止することが可能となる。
【００２５】
さて、本実施形態の作業車両１０は、主車両１１と従車両１２を連結したものであるが、各車両の負荷は必ずしも同一ではなく、連結走行中の各車両においてＨＳＴ３ｓ，３ｊに圧力差が生じる。そこで、接続ケーブル７を介して受信した他車両の上記表１に示すエンジン及びトランスミッションに関する情報に基づき、各車両の負荷が同一になるようにＨＳＴの油圧ポンプ３１の斜板を制御する。これにより、各車両のＨＳＴ３（３ｓ，３ｊ）の負荷状況を同一にすることができ、油圧的に接続（インチング）したのと同様にＨＳＴ３ｓ，３ｊ間の圧力差を無くし、同期させることが可能となる。
【００２６】
本実施形態では、従車両１２において、受信した主車両１１の情報に基づいて、従車両１２のＨＳＴ３ｊを制御する（油圧ポンプ３１ｊの斜板を制御する）ように構成している。なお、本実施例では、従車両１２におけるＨＳＴ３ｊの制御は従車両１２のコントローラ５ｊにより行なわれる。
【００２７】
図２は、本実施形態におけるエンジン負荷同期処理の一例を示すフローチャートである。このフローにおいて、まずＳ１で制御対象の車両が重連された従車両であるかどうかを判断し、「Ｎｏ」の場合はＳ８に進んで通常制御（ＨＳＴに設けられる通常の走行レバーによるポンプ指令値の制御）を行い、目標指令値まで段階的に増加・減少を行い、同期処理を終了する。
【００２８】
Ｓ１で「Ｙｅｓ（重連された従車両）」の場合にはＳ２に進み、車速が設定以上であるかどうかを見る。ここで、車速が設定未満の場合はＳ８に進み通常制御を行なう。一方、車速が設定以上の場合はＳ３に進み、主車両１１と従車両１２のエンジントルクの差が設定範囲以内であるかどうかを見る。設定範囲以内であればＳ８に進み通常制御を行なう。一方、主車両と従車両でエンジントルク差が設定範囲を超えている場合はＳ４に進み、１００ミリ秒（０．１秒）経過する毎にＳ５に進んで、タイマ（１００ミリ秒タイマ）をセットしてＳ６に進む。
【００２９】
Ｓ６では、ポンプ指令値の増減量を、主車両のエンジントルクから自車（従車両１２）のエンジントルクを減じたもの（主従車両間のエンジン負荷の差）に所定の比例定数を乗じた値とする。そして、Ｓ７において、ポンプ指令値を、現在のポンプ指令値＋ポンプ指令値の増減量として同期処理ルーティンを終了する。
【００３０】
なお、主車両がエンジン負荷１００％でドロップした（エンジン回転数が低下した）場合に従車両のポンプ斜板はエンジン負荷１００％になるまで倒れていくので、油圧回路内に設けられた圧力制御弁が働いて指令値より斜板が倒れていなくても指令値が増加し続ける場合に対応するよう、指令値の増減に上限（車速、エンジン回転数、変速段から逆算した傾転量＋α）を設定している。
【００３１】
重量物運搬車などに適用される１ポンプ・複数モータ型のＨＳＴ構成の場合、前記上限を設定することにより、特定のモータ軸の輪重抜けが発生した際のモータ過回転を防止することができる。
【００３２】
また、図内に注（※）１，２，３として記載したように、主車両のエンジントルク（現在の回転数における最大トルクに対する割合）は制御器（コントローラ５ｓ，５ｊ）間のＣＡＮ通信で受信する。自車両のエンジントルクはＥＣＵ（Engine Contorol Unit）とのＣＡＮ通信で受信する。そして、現在の回転数における最大トルクに対するエンジントルクの割合、から実トルクを演算することは可能だが、本実施例では行なわないものとする。
【００３３】
図３に、本実施形態の作業車両１０が搭載するエンジン１の負荷同期関数の一例を示すグラフ及びエンジン回転数毎の出力とトルクの表を示す。これらのグラフ及び表から分かるように、本例のエンジン１は、１４００回転（ｒｐｍ）付近で最大トルクを発揮し、以降エンジン回転数の上昇に従ってトルクは減少する。一方、出力は回転数とともに上昇し、約１８００回転でほぼ最大出力に達する。
【００３４】
本実施形態では、第二車両１２において自車両（従車両）のＨＳＴを制御｛自車両（従車両）に連結された他車両（主車両）のエンジン負荷情報を通信により取得し、該取得した他車両のエンジン負荷情報に基づいて各車両の負荷が同一になるように自車両（従車両）のＨＳＴを制御｝しているが、第一車両１１において他車両（従車両）のＨＳＴを制御｛自車両（主車両）に連結された他車両（従車両）のエンジン負荷情報を通信により取得し、該取得した他車両のエンジン負荷情報に基づいて各車両の負荷が同一になるように他車両（従車両）のＨＳＴを制御｝するようにしても良い。
【００３５】
また、３台以上のＨＳＴ車両を連結する構成にも本発明を適用可能である。例えば、第一車両１１を自車両とし、２台の他車両（従車両）のＨＳＴを制御することで対応可能である。あるいは、１台の従車両（自車両）から、自車両のＨＳＴ及びもう１台の従車両（他車両）のＨＳＴを制御するようにしても良い。
【００３６】
このように、本発明においては、ＨＳＴ車両を複数台連結する場合でも、各車両のＨＳＴの高圧配管を油圧的に接続（インチング）する必要が無く、電気的な信号をやり取りする接続ケーブル７で接続するだけで済むため、硬くて取扱のしにくい高圧配管を用いることが無いことにより、連結作業も容易で接続ミスも防ぐことができ、また、接続にかかるコストも低減することができる。各車両間での油量を調節する油量調節機構なども廃止することができる。
【００３７】
そして、上記のような通信ケーブルの接続という簡易な接続作業と構成の簡素化及び低コスト化のもとで、連結された各車両の負荷状況を同一にすることができ、また、各車両における負荷の違いやＨＳＴの個体差、ヒステリシス特性に起因する斜板の位置の誤差等による効率の低下を防ぐこともできる。
【００３８】
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、２ポンプ２モータ型ＨＳＴ搭載車を２台連結した構成の場合も、同様に各車両の負荷状況を同一になるように制御することができる。また、ＨＳＴの制御は油圧ポンプに限らず、油圧モータを制御するようにしても良い。
【００３９】
ＨＳＴの構成は図４、図５に示した構成を含め、適宜な構成を採用可能である。また、各車両の構成も任意であり、動力分配機や走行用変速機などの構成を含め、適宜な構成を採用可能である。車両のエンジンもディーゼルエンジンやガソリンエンジンを含め、任意の原動機を採用可能である。
【００４０】
ロータリ除雪車の場合は道路走行用に限らず、線路上を走行する軌道除雪車や、道路及び線路上の走行が可能な軌陸両用車であってもよい。さらに、作業車両はロータリ除雪車に限定されるものではなく、本発明はホイールローダ等の建設作業車や重量物運搬車などにも適用可能なものである。
【符号の説明】
【００４１】
１              エンジン（原動機）
２              動力分配機
３              ＨＳＴ（静油圧無段変速機）
４              走行用変速機
５              コントローラ（制御器）
６              コネクタ
７              接続ケーブル
１０            作業車両
１１            第一車両（主車両）
１２            第二車両（従車両）
３１            油圧ポンプ
３２            油圧モータ
１０１，１０２  車両間インチング回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013019457.tif 000007
【図５】
2013019457.tif 000008
【図６】
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