(57)【要約】【課題】減速力が急に落ちてしまうような感覚を運転者に与えることなく、エンジンのオーバランを防止することのできる作業車両のエンジンオーバラン防止装置を提供する。【解決手段】ロックアップクラッチ１０とステータクラッチ１２とこれら各クラッチ１０，１２を制御するクラッチ制御手段（２７，３０，３１）を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、クラッチ制御手段（２７，３０，３１）は、ロックアップクラッチ１０とステータクラッチ１２の両方が係合されるリターダモードであり、かつ、エンジン２の回転数が所定の閾値Ｎｓ（＝Ｎｏ−ｎ）を超えたときに（Ｓ５）、ロックアップクラッチ１０が係合されステータクラッチ１２が開放されるロックアップモードを所定時間維持し（Ｓ６）、その後、ロックアップクラッチ１０とステータクラッチ１２の両方が開放されるロックアップ・ステータ開放モードを実施する（Ｓ７）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップクラッチとステータクラッチとこれら各クラッチを制御するクラッチ制御手段を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、
前記クラッチ制御手段は、ロックアップクラッチが係合されステータクラッチが開放されるロックアップモードであり、かつ、エンジンの回転数が所定の閾値を超えたときに、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が開放されるロックアップ・ステータ開放モードを実施する
ことを特徴とする作業車両のエンジンオーバラン防止装置。
【請求項２】
ロックアップクラッチとステータクラッチとこれら各クラッチを制御するクラッチ制御手段を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、
前記クラッチ制御手段は、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が係合されるリターダモードであり、かつ、エンジンの回転数が所定の閾値を超えたときに、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が開放されるロックアップ・ステータ開放モードを実施する
ことを特徴とする作業車両のエンジンオーバラン防止装置。
【請求項３】
ロックアップクラッチとステータクラッチとこれら各クラッチを制御するクラッチ制御手段を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、
前記クラッチ制御手段は、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が係合されるリターダモードであり、かつ、エンジンの回転数が所定の閾値を超えたときに、ロックアップクラッチが係合されステータクラッチが開放されるロックアップモードを所定時間維持し、その後、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が開放されるロックアップ・ステータ開放モードを実施する
ことを特徴とする作業車両のエンジンオーバラン防止装置。
【請求項４】
ロックアップクラッチとステータクラッチとこれら各クラッチを制御するクラッチ制御手段を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、
前記クラッチ制御手段は、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が係合されるリターダモードであり、かつ、エンジンの回転数が所定の閾値を超えたときに、ロックアップクラッチが係合されステータクラッチが開放されるロックアップモードを実施する
ことを特徴とする作業車両のエンジンオーバラン防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホイールローダやダンプトラック、モータグレーダ等の作業車両の降坂時におけるエンジンのオーバランを防止する作業車両のエンジンオーバラン防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを備えた作業車両において、エンジン回転数が所定の回転数を超えたときにロックアップクラッチを開放することにより、降坂時のエンジンのオーバランによる損傷を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方を係合することにより実現されるリターダモードの実施により、エンジンのオーバランを防止するようにした技術も知られている（特許文献２参照）。リターダモードでは、ロックアップモード時のエンジンブレーキ力にトルクコンバータでの流体攪拌抵抗力を加えることにより、作業車両により大きな減速力を作用させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７９１３７号公報
【特許文献２】実開平５−１０５８号公報
【０００４】
特許文献１の技術では、エンジン回転数が所定の回転数を超えたときにロックアップクラッチを開放することにより、降坂時のエンジンのオーバランによる損傷が防止されるのであるが、このときに車両の減速力は当然低くなる。
しかしながら、エンジンを保護するためにやむを得ないこととは言え、降坂時に減速力が急激に低下することはあまり好ましいことではない。
また、坂道の傾斜の度合によっては、リターダモードを実施してもエンジン回転数の上昇を抑えることができない場合がある。そこで、特許文献１に係る技術と特許文献２に係る技術とを組み合わせることにより、すなわち、リターダモードを実施し、それでもエンジンがオーバランしそうなとき、トルコンモードに切り換えることにより、エンジンのオーバランを防止することが考えられる。この場合には、リターダモードでの減速力とトルコンモードでの減速力とが大きく異なるため、減速力の低下がより顕著になってしまうという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、減速力が急に落ちてしまうような感覚を運転者に与えることなく、エンジンのオーバランを防止することのできる作業車両のエンジンオーバラン防止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】
【０００６】
前記目的を達成するために、第１発明による作業車両のエンジンオーバラン防止装置は、
ロックアップクラッチとステータクラッチとこれら各クラッチを制御するクラッチ制御手段を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、
前記クラッチ制御手段は、ロックアップクラッチが係合されステータクラッチが開放されるロックアップモードであり、かつ、エンジンの回転数が所定の閾値を超えたときに、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が開放されるロックアップ・ステータ開放モードを実施する
ことを特徴とするものである。
【０００７】
次に、第２発明による作業車両のエンジンオーバラン防止装置は、
ロックアップクラッチとステータクラッチとこれら各クラッチを制御するクラッチ制御手段を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、
前記クラッチ制御手段は、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が係合されるリターダモードであり、かつ、エンジンの回転数が所定の閾値を超えたときに、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が開放されるロックアップ・ステータ開放モードを実施する
ことを特徴とするものである。
【０００８】
次に、第３発明による作業車両のエンジンオーバラン防止装置は、
ロックアップクラッチとステータクラッチとこれら各クラッチを制御するクラッチ制御手段を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、
前記クラッチ制御手段は、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が係合されるリターダモードであり、かつ、エンジンの回転数が所定の閾値を超えたときに、ロックアップクラッチが係合されステータクラッチが開放されるロックアップモードを所定時間維持し、その後、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が開放されるロックアップ・ステータ開放モードを実施する
ことを特徴とするものである。
【０００９】
次に、第４発明による作業車両のエンジンオーバラン防止装置は、
ロックアップクラッチとステータクラッチとこれら各クラッチを制御するクラッチ制御手段を備える作業車両のエンジンオーバラン防止装置において、
前記クラッチ制御手段は、ロックアップクラッチとステータクラッチの両方が係合されるリターダモードであり、かつ、エンジンの回転数が所定の閾値を超えたときに、ロックアップクラッチが係合されステータクラッチが開放されるロックアップモードを実施する
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、減速力を段階的に落とすことができ、減速力が急に落ちてしまうような感覚を運転者に与えることなく、エンジンのオーバランを防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明による作業車両のエンジンオーバラン防止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。なお、以下に述べる実施の形態は、作業車両としてホイールローダに本発明が適用された例であるが、これに限定されるものではなく、ダンプトラックやモータグレーダ等の作業車両にも本発明を適用することができる。
【００１２】
図１には、本発明の一実施形態に係る作業車両のパワートレインの概略システム構成図が示されている。
【００１３】
図１に示されるパワートレイン１においては、エンジン２からの動力が、トルクコンバータ３を介してトランスミッション４に入力され、トランスミッション４から作業車両の前後に配置の各デファレンシャル装置５および図示されない終減速装置を介して作業車両の前後左右に設けられる車輪６に伝達されるようになっている。
【００１４】
トルクコンバータ３は、入力要素としてエンジン２に連結されるポンプインペラ７と、出力要素としてトランスミッション４に連結されるタービンランナ８と、これらポンプインペラ７とタービンランナ８との間に設けられる反動要素としてのステータ９より構成されている。このトルクコンバータ３には、クラッチの作動にてポンプインペラ７とタービンランナ８とを結合／解放する油圧作動式のロックアップクラッチ１０と、クラッチの作動にて固定要素１１に対しステータ９を結合／解放する油圧作動式のステータクラッチ１２とが付設されている。
【００１５】
トランスミッション４は、前後進各４段変速のトランスミッションであって、図示省略される歯車列（遊星歯車列や平行軸歯車列等）により形成される前進走行段１３、後進走行段１４、１速速度段１５、２速速度段１６、３速速度段１７および４速速度段１８を備えて構成されている。このトランスミッション４においては、各走行段１３，１４および各速度段１５，１６，１７，１８に対応する油圧作動式の変速クラッチ１９，２０，２１，２２，２３，２４が設けられており、これら変速クラッチ１９〜２４の係合／開放状態の組み合わせの切り換えにより、前後進の切り換えや、シフトアップ、シフトダウン等の変速動作が行われるようになっている。
【００１６】
エンジン２には、電子制御燃料噴射装置２５が付設されており、この電子制御燃料噴射装置２５に与えられる燃料スロットル開度信号に応じてエンジン回転数が制御されるになっている。また、エンジン２には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２６が付設されており、このエンジン回転数センサ２６からのエンジン回転数検出信号はマイクロコンピュータを主体に構成されるコントローラ２７に送られる。
【００１７】
図示されない作業車両運転室には、アクセル装置２８が設置されている。このアクセル装置２８にはアクセル開度センサ２９が付設されており、このアクセル開度センサ２９によって検出されるアクセル開度検出信号はコントローラ２７に送られる。コントローラ２７は、アクセル開度センサ２９からのアクセル開度検出信号に基づいて燃料スロットル開度を演算し、その演算結果に応じた燃料スロットル開度信号を電子制御燃料噴射装置２５に向けて出力する。こうして、アクセル装置２８の操作により、エンジン２の回転数が調整される。
【００１８】
コントローラ２７とロックアップクラッチ１０との間には、コントローラ２７からの制御信号に応じてロックアップクラッチ１０のクラッチ油圧を制御するロックアップクラッチ制御弁３０が設けられている。ロックアップクラッチ１０のクラッチ油圧が制御されることにより、ポンプインペラ７とタービンランナ８との係合／開放状態が制御される。
【００１９】
コントローラ２７とステータクラッチ１２との間には、コントローラ２７からの制御信号に応じてステータクラッチ１２のクラッチ油圧を制御するステータクラッチ制御弁３１が設けられている。ステータクラッチ１２のクラッチ油圧が制御されることにより、固定要素１１とステータ９との係合／開放状態が制御される。
【００２０】
コントローラ２７と各変速クラッチ１９，２０，２１，２２，２３，２４との間には、コントローラ２７からの制御信号に応じて各変速クラッチ１９，２０，２１，２２，２３，２４のクラッチ油圧を制御する変速クラッチ制御弁３２，３３，３４，３５，３６，３７が設けられている。こうして、エンジン２からトルクコンバータ３を介してトランスミッション４に入力される動力を、各走行段１３，１４や各速度段１５〜１８において各変速クラッチ１９〜２４により、伝達したり、遮断したりすることができるようになっている。
【００２１】
トランスミッション４には、その出力軸の回転数を検出するトランスミッション出力軸回転数センサ３８が付設されている。コントローラ２７には、車速に基づく自動変速マップが予め記憶されている。そして、コントローラ２７は、トランスミッション出力軸回転数センサ３８からのトランスミッション出力軸回転数検出信号に基づいて車速を演算し、その演算結果で得られる車速と自動変速マップとから選択すべき速度段を判断し、この判断に基づいて変速クラッチ制御弁３４〜３７を介して変速クラッチ２１〜２４の作動を制御する。したがって、コントローラ２７は、車速と自動変速マップとに基づいて、現在、トランスミッション４が１速〜４速のいずれの速度段にあるかを判断することができる。
【００２２】
ここで、コントローラ２７には、ロックアップクラッチ１０の係合／開放とステータクラッチ１２の係合／開放との組み合わせによって実現される、（Ａ）ロックアップモード、（Ｂ）リターダモード、（Ｃ）ロックアップ・ステータ開放モード、（Ｄ）トルコンモードの合計４つのモードが記憶されている。以下、表１を参照しつつ、４つのモードについて説明する。
（Ａ）のロックアップモードは、ロックアップクラッチ１０を係合し、ステータクラッチ１２を開放するモードである。
（Ｂ）のリターダモードは、ロックアップクラッチ１０を係合するとともに、ステータクラッチ１２を係合するモードであり、降坂時においてロックアップモードよりも大きな減速力を得ることができる。
（Ｃ）のロックアップ・ステータ開放モードは、ロックアップクラッチ１０を開放するとともに、ステータクラッチ１２を開放するモードであり、降坂時においてロックアップモードとトルコンモードの中間ぐらいの減速力を得ることができる。また、このロックアップ・ステータ開放モードは、降坂時において車輪６側からエンジン２に入力されるエンジン逆駆動力をトルコンモードに次いで小さくすることができる。
（Ｄ）のトルコンモードは、ロックアップクラッチ１０を開放し、ステータクラッチ１２を係合するモードであり、降坂時において車輪６側からエンジン２に入力されるエンジン逆駆動力を上記モード中で最も小さくすることができる。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
次に、コントローラ２７に格納されているエンジンオーバラン防止プログラムの処理内容について、前進走行で坂道を下る降坂動作を例に図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２中記号「Ｓ」はステップを表わす。
【００２５】
（ステップＳ１の処理内容）
ステップＳ１において、コントローラ２７は、車速と変速マップとに基づいてトランスミッション４の現在の速度段が最高速度段（４速速度段）であるか否かを判断するとともに、現在、ロックアップモードであるか否かを判断する。
コントローラ２７は、トランスミッション４の現在の速度段が最高速度段でかつ現在ロックアップモード状態であると判断したとき、ステップＳ２の処理を実行する。
コントローラ２７は、トランスミッション４の現在の速度段が最高速度段でないか、または、現在ロックアップモード状態でないと判断したとき、ステップＳ１の処理を繰り返す。
【００２６】
（ステップＳ２の処理内容）
ステップＳ２において、コントローラ２７は、アクセル開度センサ２９からのアクセル開度検出信号に基づいてアクセル開度が０であるか否かを判断する。
コントローラ２７は、アクセル開度が０であると判断したときステップＳ３の処理を実行する。
一方、コントローラ２７は、アクセル開度が０よりも大きいと判断したとき、フローを終了する。
【００２７】
（ステップＳ３の処理内容）
ステップＳ３において、コントローラ２７は、エンジン回転数センサ２６からの信号に基づいて、現在のエンジン回転数Ｎｅが最大許容回転数Ｎｏよりも所定回転数ｎだけ低い回転数（エンジンオーバラン閾値Ｎｓ）を超えたか否かを判断する。
最大許容回転数Ｎoは、エンジン２が強度的に許容できる最大の回転数である。
エンジンオーバラン閾値Ｎｓは、設計的に適宜定める値である。
コントローラ２７は、現在のエンジン回転数Ｎｅがエンジンオーバラン閾値Ｎｓを超えた（Ｎｅ＞Ｎｏ−ｎ）と判断したとき、ステップＳ４の処理を実行する。
【００２８】
（ステップＳ４の処理内容）
ステップＳ４において、コントローラ２７は、ロックアップクラッチ１０を係合としステータクラッチ１２を係合とする制御信号をロックアップクラッチ制御弁３０およびステータクラッチ制御弁３１に送信する。
これにより、リターダモードが実施される。
【００２９】
（ステップＳ５の処理内容）
次いで、ステップＳ５において、コントローラ２７は、エンジン回転数センサ２６からの信号に基づいて、現在のエンジン回転数Ｎｅがエンジンオーバラン閾値Ｎｓを超えたか否かを判断する。
コントローラ２７は、現在のエンジン回転数Ｎｅがエンジンオーバラン閾値Ｎｓを超えていないと判断している間、ステップＳ４の処理を繰り返し実行する。
一方、コントローラ２７は、現在のエンジン回転数Ｎｅがエンジンオーバラン閾値Ｎｓを超えた（Ｎｅ＞Ｎｏ−ｎ）と判断したとき、ステップＳ６の処理を実行する。
【００３０】
（ステップＳ６の処理内容）
ステップＳ６において、コントローラ２７は、ロックアップクラッチ１０を係合としステータクラッチ１２を開放とする制御信号をロックアップクラッチ制御弁３０およびステータクラッチ制御弁３１に送信する。
これにより、ロックアップモードが実施される。
コントローラ２７は、このロックアップモードを第１の所定時間Ｔａだけ実施した後、ステップＳ７の処理を実行する。
なお、第１の所定時間Ｔａが、本発明の「所定時間」に相当する。
【００３１】
（ステップＳ７の処理内容）
次いで、ステップＳ７において、コントローラ２７は、ロックアップクラッチ１０を開放としステータクラッチ１２を開放とする制御信号をロックアップクラッチ制御弁３０およびステークラッチ制御弁３１に送信する。
これにより、ロックアップ・ステータ開放モードが実施される。
コントローラ２７は、このロックアップ・ステータ開放モードを第２の所定時間Ｔｂだけ実施した後、ステップＳ８の処理を実行する。
【００３２】
（ステップＳ８の処理内容）
次いで、ステップＳ８において、コントローラ２７は、ロックアップクラッチ１０を開放としステータクラッチ１２を係合とする制御信号をロックアップクラッチ制御弁３０おおびステータクラッチ制御弁３１に送信する。
これにより、トルコンモードが実施される。
【００３３】
（ステップＳ９の処理内容）
コントローラ２７は、上記ステップＳ８の処理の後、ステップＳ９を実行する。
ステップＳ９では、アクセル開度センサ２９からのアクセル開度検出信号に基づくアクセル開度が０であるか否かを判断し、０である間はトルコンモードを維持する。
一方、アクセル開度が０よりも大きいと判断したとき、フローを終了する。
【００３４】
本実施形態においては、ロックアップモードでエンジンブレーキを効かせながら坂道を下り走行中にエンジン２がオーバランしそうになったとき、つまりエンジン２の回転数がエンジンオーバラン閾値Ｎｓを超えてしまったとき、ロックアップモードよりも大きな減速力を得ることのできるリターダモードが実施される（ステップＳ４）。
ステップＳ４のリターダモードを実施してもエンジン回転数の上昇を抑えることができずに再度エンジンオーバラン閾値Ｎｓを超えてしまったとき、ロックアップモードが第１の所定時間Ｔａだけ実施された後に、減速力はロックアップモード時よりも弱いがトルコンモード時よりは大きいロックアップ・ステータ開放モードが第２の所定時間Ｔｂだけ実施される（ステップＳ５〜ステップＳ７）。こうして、図３（ａ）に示されるように、リターダモードからロックアップモードへ切り換えられる時刻ｔ１以降、減速力を段階的に落としながら、エンジン逆駆動力の低減により、同図（ｂ）に示されるように、エンジン回転数の上昇を抑えることができる。
【００３５】
本実施形態によれば、減速力が急に落ちてしまうような感覚を運転者に与えることなく、エンジン２のオーバランを防止することができる。
【００３６】
なお、コントローラ２７、ロックアップクラッチ制御弁３０およびステータクラッチ制御弁３１を含む構成が、本発明における「クラッチ制御手段」に相当する。
【００３７】
本実施形態においては、ロックアップモードからリターダモードに移行して一旦減速力を高めた後、順次、ロックアップモード、ロックアップ・ステータ開放モードを経てトルコンモードに移行する例を示したが、必ずしもリターダモードに移行する必要はない。
例えば、ステップＳ４〜ステップＳ６を省略し、ロックアップモードで降坂中にエンジンがオーバランしそうになったら、直ちにロックアップ・ステータ開放モードを経てトルコンモードに移行しても良い。
また、リターダモードからトルコンモードへの移行する間に、必ずしもロックアップモードとロックアップ・ステータ開放モードの両方を経由する必要は無い。
すなわち、ステップＳ６を省略して、リターダモード、ロックアップ・ステータ開放モード、トルコンモードの順に移行しても良い。
また、ステップＳ７を省略して、リターダモード、ロックアップモード、トルコンモードの順に移行しても良い。
第１の所定時間Ｔａと第２の所定時間Ｔｂは適宜決めれば良く、それら２つの値は異なっていても同じであっても構わない。
本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業車両のパワートレインの概略システム構成図
【図２】エンジンオーバラン防止プログラムの処理内容を説明するフローチャート
【図３】エンジンオーバラン防止動作のタイムチャート
【符号の説明】
【００３９】
１      パワートレイン
２      エンジン
３      トルクコンバータ
４      トランスミッション
７      ポンプインペラ
８      タービンランナ
９      ステータ
１０    ロックアップクラッチ
１２    ステータクラッチ
２７    コントローラ
３０    ロックアップクラッチ制御弁
３１    ステータクラッチ制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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