JP2010144816A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】例えばブルドーザ1の車体コントローラ70はブレーキプロテクト制御部70cを有し、ブレーキプロテクト制御部70cは、ロックアップクラッチ16の係合によりトルクコンバータ9におけるポンプインペラ9aとタービンランナ9bとが結合された状態のロックアップモードで、ブルドーザ1が第1所定傾斜角度θ1以上での降坂走行状態にあることが検出され(ステップS2〜ステップS3)、かつ操向レバー55が左旋回操作または右旋回操作されていることが検出されたとき(ステップS4)、ロックアップクラッチ16の係合解除を指令するロックアップクラッチ係合解除指令信号CLOFFを変速制御部70bに向けて出力する(ステップS5)ものとする。
【選択図】図5
Description
また、トルクコンバータにロックアップクラッチを付設し、ロックアップクラッチの係合または係合解除により、ポンプインペラとタービンランナとを結合または解放するようにしたものも広く用いられている(例えば、特許文献2参照。)。
特許文献2に係るブルドーザにおいては、ロックアップクラッチの係合によりポンプインペラとタービンランナとを結合させた状態のロックアップモードの実施により、エンジンからの回転動力を各駆動輪に向けて機械的に直接伝達して動力伝達効率の向上を図ることができるようになっている。
エンジンからの回転動力が、ロックアップクラッチが付設されたトルクコンバータを介して左右の各駆動輪に伝達され、各駆動輪に対応して設けられるステアリングクラッチおよびステアリングブレーキが操向レバーの操作に応じて制御されることによって左右の各旋回運動が行われるように構成される車両の制御装置において、
前記ロックアップクラッチを制御するロックアップクラッチ制御手段と、
前記操向レバーの操作量を検出するレバー操作量検出器と、
当該車両の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角度センサと、
前記ロックアップクラッチ制御手段により前記ロックアップクラッチが係合された状態で、前記傾斜角度センサにより当該車両が第1所定傾斜角度以上での降坂走行状態にあることが検出され、かつ前記レバー操作量検出器により前記操向レバーが操作されていることが検出されたとき、前記ロックアップクラッチの係合解除を指令するロックアップクラッチ係合解除指令信号を前記ロックアップクラッチ制御手段に向けて出力するブレーキプロテクト処理を実行するブレーキプロテクト制御部と
を備えることを特徴とするものである(第1発明)。
ブレーキプロテクト処理の実行により、ブレーキプロテクト制御部からロックアップクラッチ制御手段に向けてロックアップクラッチの係合解除を指令するロックアップクラッチ係合解除指令信号が出力されるので、ロックアップクラッチが係合解除された状態(トルコンモード)とされる。
こうして、ロックアップモードからトルコンモードに切り替えられることにより、車両の車速が減じられるので、旋回操作側のステアリングブレーキの負荷を軽減することができる。
したがって、高速降坂走行時の旋回運動に起因するステアリングブレーキの損傷を防止することができるという効果がある。
なお、ステアリングブレーキの耐久性に影響のない第1所定傾斜角度未満の斜面での降坂走行時には、ブレーキプロテクト処理は実行されず、ロックアップモードの状態が保持されるので、動力伝達効率の向上を図ることができる。
図2には、ブルドーザのパワーラインの概略システム構成図が示されている。
エンジン6の回転速度は、電子制御燃料噴射装置15に与えられる燃料噴射量制御信号Qfに基づいて制御される。
トルクコンバータ9には、ロックアップクラッチ16が付設されている。ロックアップクラッチ16は、ポンプインペラ9aとタービンランナ9bとを結合または解放する。
そして、トルクコンバータ9の特性を必要としない速度域において、ロックアップクラッチ16がポンプインペラ9aとタービンランナ9bとを結合して、エンジン6からの回転動力をトランスミッション10に機械的に直接伝達して動力伝達効率の向上を図ることができるようになっている。
ベベルギヤ41は、トランスミッション10の出力軸10aに固定されるベベルピニオン44と噛み合うように横軸40に固定されている。
こうして、トランスミッション10の出力軸10aまで伝達された回転動力は、ベベルピニオン44とベベルギヤ41とによって横軸40の左右に振り分けられる。
ステアリングクラッチ42L,42Rは、対応するスプロケット13L,13Rと横軸40との間の動力伝達経路を切ったり繋げたりする機能を有している。
ステアリングブレーキ43L,43Rは、対応するスプロケット13L,13Rの回転運動を制動する機能を有している。
レバー操作検出器61は、操向レバー55が中立位置から前進操作方向(F)へと操作されたとき、前進操作検出信号CFを出力する。
レバー操作検出器61は、操向レバー55が中立位置から後進操作方向(R)へと操作されたとき、後進操作検出信号CRを出力する。
レバー操作量検出器62は、操向レバー55が中立位置から左旋回操作方向(LH)へと操作されたとき、操向レバー55の中立位置から左旋回操作方向(LH)への変位量に応じた左旋回操作量検出信号CLHを出力する。
レバー操作量検出器62は、操向レバー55が中立位置から右旋回操作方向(RH)へと操作されたとき、操向レバー55の中立位置から右旋回操作方向(RH)への変位量に応じた右旋回操作量検出信号CRHを出力する。
シフトダウンスイッチ57は、3速速度段23から2速速度段22へと、または2速速度段22から1速速度段21へと速度段を下げるシフトダウン操作を行うものであり、シフトダウン操作を示すシフトダウン操作信号SDOWNを出力する。
スイッチ切替操作にて自動変速モードが選択されると、変速モード切替スイッチ58は、自動変速モードが選択されていることを示す自動変速モード選択信号TMAUTOを出力する。
スイッチ切替操作にて手動変速モードが選択されると、変速モード切替スイッチ58は、手動変速モードが選択されていることを示す手動変速モード選択信号TMMANUを出力する。
次に、これらの図を用いて、操向レバー55の操作によるステアリングクラッチ42L,42Rまたはステアリングブレーキ43L,43Rの油圧の制御特性について説明する。
一方、ステアリングブレーキ43L,43Rには所定の油圧の圧油が送られて制動力が解放された状態でブルドーザは直進している。
操向レバー55が左旋回操作または右旋回操作されると、レバーストロークがAに達した時点においてステアリングクラッチ42Lまたはステアリングクラッチ42Rに圧油を送って油圧をa点まで上昇させる。さらにレバーストロークを増やしていくと、このa点からb点の方向に向かって徐々に油圧を上昇させて結合力を減少させる(図3(b)参照)。レバーストロークがBを超えると最大の油圧を供給し、ステアリングクラッチ42Lまたはステアリングクラッチ42Rは完全に解放される(図3(b)参照)。
一方、ステアリングブレーキ43Rまたはステアリングブレーキ43Lにおいては、レバーストロークがCに達した時点で油圧をc点まで低下させて制動を開始する。さらにレバーストロークを増やしていくと、このc点からd点の方に向かって徐々に油圧を低下させて制動力を増加させる(図3(c)参照)。レバーストロークがDに達すると油圧は0となり、ばねの付勢力による制動力が完全に発揮され、最大の制動力となる(図3(c)参照)。
なお、図3に示すように、B<Cの関係となっており、操向レバー55の操作ストロークを徐々に増やしていくと、まずステアリングクラッチが解放され、次いでステアリングブレーキが作動するようになっている。
なお、変速制御部70bおよびロックアップクラッチ制御弁18を含む構成が、本発明の「ロックアップクラッチ制御手段」に相当する。
変速制御部70bは、車速Vと図4の自動変速マップとに基づいて、現在、トランスミッション10が1〜3速のいずれの速度段にあるかを判断することができる。
さらに、変速制御部70bは、車速Vと図4の自動変速マップとに基づいて、現在、ロックアップクラッチ16の係合によりポンプインペラ9aとタービンランナ9bとを結合させた状態のロックアップモードであるか、ロックアップクラッチ16の係合解除によりポンプインペラ9aとタービンランナ9bとが解放された状態のトルコンモードであるかを判断することができる。
一点鎖線は、トルコンモードでの走行性能曲線であり、トルコンモード1速走行性能曲線TC1、トルコンモード2速走行性能曲線TC2およびトルコンモード3速走行性能曲線TC3である。
実線は、ロックアップモードでの走行性能曲線であり、ロックアップモード1速走行性能曲線LU1、ロックアップモード2速走行性能曲線LU2、ロックアップモード3速走行性能曲線LU3である。
トルコン走行性能曲線とロックアップ走行性能曲線とは、図においてa,b,c,d,eの各点で交差する。
この自動変速マップにおいては、a点より低速域(0〜V1)ではトルコンモード1速が選択され、a点〜b点間の速度域(V1〜V2)ではロックアップモード1速が選択され、b点〜c点間の速度域(V2〜V3)ではトルコンモード2速が選択され、c点〜d点間の速度域(V3〜V4)ではロックアップモード2速が選択され、d点〜e点間の速度域(V4〜V5)ではトルコンモード3速が選択され、e点より高速域(V5〜)ではロックアップモード3速が選択される。
変速制御部70bは、次に選択すべき速度段へと変速したとき、その変速後の速度段を現在選択されている速度段として更新するため、現在、トランスミッション10が1〜3速のいずれの速度段にあるかを判断することができる。
さらに、ブレーキプロテクト制御部70cには、変速制御部70bからの現在速度段情報〔TMDATA〕が与えられる。
この現在速度段情報〔TMDATA〕としては、現在、ロックアップモードであるのか、トルコンモードであるのかという情報や、トランスミッション10において現在選択されている速度段が1〜3速のいずれの速度段であるかという情報などが挙げられる。
ブレーキプロテクト制御部70cは、旋回操作量検出信号CLH,CRH、傾斜角度検出信号θpおよび現在速度段情報〔TMDATA〕を取り込み、図5のフローチャートに示されるアルゴリズムに従って所定の処理を実行する。
なお、図5のフローチャートについては後で詳述する。
最小値選択部70dは、燃料ダイヤル操作量検出信号FQに基づいてエンジン回転速度指令信号N1を演算するとともに、デセルペダル操作量検出信号Dsに基づいてエンジン回転速度指令信号N2を演算する。
最小値選択部70dは、エンジン回転速度指令信号N1とエンジン回転速度指令信号N2とを比較し、これらエンジン回転速度指令信号N1,N2のうちの回転速度の目標値が最も小さいものをエンジンコントローラ71に向けて出力する。
エンジンコントローラ71には、最小値選択部70dからのエンジン回転速度指令信号N1またはエンジン回転速度指令信号N2と、エンジン6の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ74からのエンジン回転速度検出信号NREVがそれぞれ与えられる。
エンジンコントローラ71は、エンジン回転速度検出信号NREVから求められる現在のエンジン6の回転速度を、例えばエンジン回転速度指令信号N1で与えられるエンジン6の回転速度の目標値に一致させる燃料噴射量制御信号Qfを演算し、その演算結果により得られる燃料噴射量制御信号Qfを電子制御燃料噴射装置15に向けて出力する。
変速モード切替スイッチ58にて自動変速モードが選択されている場合には、図4の自動変速マップと車速Vとに基づいて、変速制御部70bによるロックアップクラッチ制御弁18および変速クラッチ制御弁36,37,38のそれぞれの制御が行われ、トルコンモードおよびロックアップモードの切り替えや、トランスミッション10における速度段の切り替えが図4の自動変速マップに従って自動的に行われる。
変速モード切替スイッチ58にて手動変速モードが選択されている場合には、シフトアップスイッチ56またはシフトダウンスイッチ57の操作に基づいて、変速制御部70bによる変速クラッチ制御弁36,37,38の制御が行われ、トランスミッション10における速度段の切り替えが手動で行われる。
操向レバー55を左旋回操作または右旋回操作すると、ステアリングクラッチ42Lまたはステアリングクラッチ42Rの結合状態が図3(a)のモジュレーション特性図に基づいて解除されるとともに、ステアリングブレーキ43Lまたはステアリングブレーキ43Rが同モジュレーション特性図に基づいて制動作動されて、左旋回運動または右旋回運動が行われる。
ブレーキプロテクト処理が実行状態(フラグ=1)にあるか解除状態(フラグ=0)にあるかを判断する。
ステップS1の判断において、ブレーキプロテクト処理が解除状態(フラグ=0)にあると判断した場合には、変速制御部70bからの現在速度段情報〔TMDATA〕に基づいて、現在、ロックアップモードであるか否かを判断する。
ステップS2の判断において、現在、ロックアップモードであると判断した場合には、傾斜角度センサ73からの傾斜角度検出信号θpに基づいて検出傾斜角度の値を求め、求められた検出傾斜角度の値が第1所定傾斜角度θ1(例えば、3°)以上であるか否かを判断する。
なお、振動等による影響を避けるため、検出角度は傾斜角度検出信号θpの移動平均により求めている。
ステップS3の判断において、検出傾斜角度の値が第1所定傾斜角度θ1以上であると判断した場合には、レバー操作量検出器62からの左旋回操作量検出信号CLHまたは右旋回操作量検出信号CRHに基づいて、操向レバー55が左旋回操作または右旋回操作されているか否かを判断する。具体的には、レバーストロークがB(図3(a)参照)を超えたか否かにより、旋回操作の有無を判断する。
ステップS4の判断において、操向レバー55が左旋回操作または右旋回操作されていると判断した場合には、ロックアップクラッチ16の係合解除を指令するロックアップクラッチ係合解除指令信号CLOFFを変速制御部70bへと送信するとともに、フラグを「1」として、スタートに戻る。
ステップS1の判断において、ブレーキプロテクト処理が実行状態(フラグ=1)にあると判断した場合には、傾斜角度センサ73からの傾斜角度検出信号θpに基づいて検出傾斜角度の値を求め、求められた検出傾斜角度の値が第2所定傾斜角度θ2(例えば、2°)以下であるか否かを判断する。
なお、前述と同様に、検出角度は傾斜角度検出信号θpの移動平均により求めている。
ステップS6の判断において、検出傾斜角度の値が第2所定傾斜角度θ2以下であると判断した場合には、ステップS7に進み、フラグを「0」として、ブレーキプロテクト処理を行わないままスタートに戻る。
なお、第2所定傾斜角度θ2<第1所定傾斜角度θ1とされている。
(1)ステップS2の判断において、ロックアップモードでないと判断した場合
(2)ステップS3の判断において、ブルドーザ1が第1所定傾斜角度θ1未満での降坂走行状態にあると判断した場合
(3)ステップS4の判断において、操向レバー55が左旋回操作および右旋回操作のいずれの操作もされていないと判断した場合
ステップS5のブレーキプロテクト処理の実行により、ブレーキプロテクト制御部70cから変速制御部70bに向けてロックアップクラッチ16の係合解除を指令するロックアップクラッチ係合解除指令信号CLOFFが出力される。
変速制御部70bは、ブレーキプロテクト制御部70cからのロックアップクラッチ係合解除指令信号CLOFFを受けると、ロックアップクラッチ16の係合を解除させる油圧制御信号Paを演算し、その演算結果により得られる油圧制御信号Paをロックアップクラッチ制御弁18に向けて出力する。この油圧制御信号Paを受けてロックアップクラッチ制御弁18は、その油圧制御信号Paに応じてロックアップクラッチ18に作用させる油圧を制御して、ロックアップクラッチ16の係合を解除する。
こうして、ロックアップクラッチ16の係合が解除されることにより、ポンプインペラとタービンランナとが解放された状態のトルコンモードとされる。
この降坂走行中の旋回運動に伴うブレーキプロテクト処理の実行によりロックアップモード3速からトルコンモード3速に切り替えられると、ブルドーザ1の車速は、トルコンモード3速走行性能曲線TC3上のg点で牽引力W0とマッチングする車速V6にまで減速される。
こうして、ロックアップモード3速からトルコンモード3速に切り替えられることにより、ブルドーザ1の車速がV7からV6にまで減じられると、図6に示されるように、ステアリングブレーキ発熱率がQ2からQ1にまで低下するので、ステアリングブレーキ43Lおよびステアリングブレーキ43Rのうちの旋回操作側のステアリングブレーキの負荷を軽減することができる。
したがって、高速降坂走行時の旋回運動に起因するステアリングブレーキ43L,43Rの損傷を防止することができる。
なお、ステアリングブレーキ43L,43Rの耐久性に影響のない第1所定傾斜角度θ1未満の斜面での降坂走行時(ステップS3において「NO」)には、ブレーキプロテクト処理は実行されず、ロックアップモードの状態が保持されるので(ステップS7)、動力伝達効率の向上を図ることができる。
また、ステップS3およびステップS6のそれぞれのステップにおいて用いられる検出傾斜角度の値は、傾斜角度センサ73からの傾斜角度検出信号θpを移動平均することにより求められている。
こうして、ブレーキプロテクト処理の実行動作と解除動作との間にヒステリシスを持たせるとともに、移動平均にて求められる検出傾斜角度の値を用いることにより、ブレーキプロテクト処理の実行と解除のハンチングを確実に防止することができる。
また、ロックアップクラッチ係合解除指令を出力するための条件として、上記実施形態で示した条件に加えて、図7のフローチャートに示されるように、速度段が最高速度段である場合(ステップS8において「Yes」)にのみロックアップクラッチ係合解除指令信号CLOFFを出力するようにしても良い。
さらに、ロックアップクラッチ係合解除指令を出力するための条件として、上記実施形態で示した条件に加えて、図8のフローチャートに示されるように、エンジン回転速度が予め定めた所定回転速度Nsを超えた場合(ステップS8´において「Yes」)にのみロックアップクラッチ係合解除指令信号CLOFFを出力するようにしても良い。
6 エンジン
9 トルクコンバータ
9a ポンプインペラ
9b タービンランナ
13L,13R スプロケット(駆動輪)
16 ロックアップクラッチ
18 ロックアップクラッチ制御弁(ロックアップクラッチ制御手段)
42L,42R ステアリングクラッチ
43L,43R ステアリングブレーキ
55 操向レバー
62 レバー操作量検出器
70 車体コントローラ(制御装置)
70b 変速制御部(ロックアップクラッチ制御手段)
70c ブレーキプロテクト制御部
73 傾斜角度センサ
Claims (2)
- エンジンからの回転動力が、ロックアップクラッチが付設されたトルクコンバータを介して左右の各駆動輪に伝達され、各駆動輪に対応して設けられるステアリングクラッチおよびステアリングブレーキが操向レバーの操作に応じて制御されることによって左右の各旋回運動が行われるように構成される車両の制御装置において、
前記ロックアップクラッチを制御するロックアップクラッチ制御手段と、
前記操向レバーの操作量を検出するレバー操作量検出器と、
当該車両の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角度センサと、
前記ロックアップクラッチ制御手段により前記ロックアップクラッチが係合された状態で、前記傾斜角度センサにより当該車両が第1所定傾斜角度以上での降坂走行状態にあることが検出され、かつ前記レバー操作量検出器により前記操向レバーが操作されていることが検出されたとき、前記ロックアップクラッチの係合解除を指令するロックアップクラッチ係合解除指令信号を前記ロックアップクラッチ制御手段に向けて出力するブレーキプロテクト処理を実行するブレーキプロテクト制御部と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。 - 前記傾斜角度センサの検出傾斜角度が前記第1所定傾斜角度よりも小さい第2所定傾斜角度以下となったとき、前記ブレーキプロテクト制御部は、前記ブレーキプロテクト処理を解除する請求項1に記載の車両の制御装置。
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