WO2006118139A1

WO2006118139A1 - クラッチ制御装置およびクラッチ制御方法

Info

Publication number: WO2006118139A1
Application number: PCT/JP2006/308719
Authority: WO
Inventors: Tetsuji Tanaka; Masami Higaki; Hideo Nakayama; Eiichi Sakai; Hidenobu Tsukada
Original assignee: Tcm Corporation; Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2006-11-09
Also published as: TWI303697B; US20090312922A1; JPWO2006118139A1; CN101166923B; KR20070122513A; EP1878950A1; CN101166923A; JP4903692B2; TW200702575A; US8290670B2; EP1878950A4

Abstract

　クラッチ制御装置は、変速機に組み込まれた複数の油圧クラッチと、変速機の変速パターン毎に複数の油圧クラッチの係合／解放の切換タイミングを規定した複数種類のクラッチ切換パターンを記憶するクラッチ切換パターン記憶装置と、変速時に変速機の変速パターンに従って、クラッチ切換パターン記憶装置に記憶されたクラッチ切換パターンを選択するクラッチ切換パターン選択装置と、クラッチ切換パターン選択装置によって選択されたクラッチ切換パターンに応じて複数の油圧クラッチの油圧制御を行う油圧制御装置とを備える。

Description

明細書

クラッチ制御装置およびクラッチ制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、クラッチ制御装置およびクラッチ制御方法に関する。

背景技術

[0002] 作業車両用の変速機に組み込まれた複数の油圧クラッチにつ、て油圧制御を行うためのクラッチ制御装置が知られて、る（特許文献 1参照)。

上記特許文献 1に開示されたクラッチ制御装置では、アクセルの操作量、ブレーキの作動状態、および変速時の速度段といった 3つの変速条件により、解放状態から係合状態へ移行すべき油圧クラッチ (セカンダリクラッチ)の油圧制御に必要な制御ノメータ（油圧漸増率)を可変制御している。また、他の制御パラメータとしては、セカンダリクラッチに対して急速的に油圧を加えるための油圧値を設定する必要があり、この油圧値については、変速時のトルクコンバータの出力トルクなど力演算によつて求めて、る。このような油圧漸増率および油圧値に基づヽてセカンダリクラッチを変速時に制御することにより、従来のクラッチ制御装置では、変速ショックが出来る限り生じな、ようになされて!、る。

[0003] 特許文献 1：特許第 2732096号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、従来のクラッチ制御装置では、演算によって制御パラメータを求めるために制御アルゴリズムが複雑にならざるを得ず、このような制御アルゴリズムによる制御動作の信頼性や安定性を検証するのが困難となっている。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明の第 1の態様によるクラッチ制御装置は、変速機に組み込まれた複数の油圧クラッチと、変速機の変速パターン毎に複数の油圧クラッチの係合 Z解放の切換タイミングを規定した複数種類のクラッチ切換パターンを記憶するクラッチ切換パターン記憶装置と、変速時に変速機の変速パターンに従って、クラッチ切換パターン記憶装置に記憶されたクラッチ切換パターンを選択するクラッチ切換パターン選択装置と、クラッチ切換パターン選択装置によって選択されたクラッチ切換パターンに応じて複数の油圧クラッチの油圧制御を行う油圧制御装置とを備える。

変速機は、エンジンの出力をトルクコンバータを介して伝え、第 1の態様〖こよるクラッチ制御装置は、エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、トルクコンバータの速度比を検出する速度比検出装置とをさらに備える。クラッチ切換パターン選択装置は、変速時に変速機の変速パターンに従い、エンジン回転数検出装置によって検出されるエンジン回転数と速度比検出装置によって検出される速度比に応じて、クラッチ切換パターンを選択することが好ま、。

変速機の変速パターンは、少なくとも 1速から 2速、 2速から 3速、 3速から 2速および 2速から 1速への変速パターンを含み、クラッチ切換パターン記憶装置には、変速パターンのそれぞれにつ、て複数種類のクラッチ切換パターンが記憶されて、ることが好ましい。

クラッチ切換パターンは、変速時に係合状態力も解放状態へと移行すべき油圧クラツチについての解放用の油圧制御パラメータと、これと同時に解放状態から係合状態へと移行すべき油圧クラッチについての係合用の油圧制御パラメータとの組み合わせ制御情報として、変速パターン毎に複数種類設定されていることが好ましい。油圧制御パラメータは、それぞれ時間経過に伴う油圧変化プロファイルを規定してもよい。

複数種類の組み合わせ制御情報は、変速パターン毎に、エンジン回転数と速度比をそれぞれ複数レベルに区分した上で、エンジン回転数のレベルと速度比のレベルとの組み合わせに応じて分類されて、ることが好ま、。クラッチ切換パターン選択装置は、エンジン回転数検出装置によって変速開始時に検出されるエンジン回転数を用いてクラッチ切換パターンを選択することが好まし、。

エンジン駆動中に常時検出されるエンジン回転数を一時的に記憶する一時記憶装置と、変速開始時に検出されたエンジン回転数と、一時記憶装置に記憶された変速開始前のエンジン回転数とから、変速中のエンジン予測回転数を算出する予測回転数算出装置とをさらに備え、クラッチ切換パターン選択装置は、エンジン回転数検出装置によって検出されるエンジン回転数の代わりに、予測回転数算出装置によって算出されるエンジン予測回転数を用いて、クラッチ切換パターンを選択してもよい。解放用の油圧制御パラメータは減圧用の油圧制御パラメータであり、係合用の油圧制御パラメータは増圧用の油圧制御パラメータであってもよい。

クラッチ切換パターン記憶装置には、走行モードと作業モードのそれぞれについて複数種類のクラッチ切換パターンが記憶されて、てもよ、。走行モードと作業モードのいずれが設定されているかを検出するモード検出装置をさらに備え、クラッチ切換パターン選択装置は、モード検出装置で検出されたモードに対応する複数のクラッチ切換パターンからヽずれかを選択するようにしてもよヽ。クラッチ切換パターン記憶装置は、走行モードと作業モードに共通のクラッチ切換パターンを記憶してもよ、。本発明の第 2の態様による変速機に組み込まれた複数の油圧クラッチの油圧制御を行うクラッチ制御方法は、変速機の変速パターン毎に複数の油圧クラッチの係合 Z 解放の切換タイミングを規定した複数種類のクラッチ切換パターンを記憶し、変速時に変速機の変速パターンに従って、複数種類のクラッチ切換パターンから、ずれかを選択し、選択したクラッチ切換パターンに応じて複数の油圧クラッチの油圧制御を行う。

本発明の第 3の態様による作業車両は、上記第 1の態様によるクラッチ制御装置を備える。

なお、クラッチ切換パターン記憶装置はクラッチ切換パターン記憶手段、クラッチ切換パターン選択装置はクラッチ切換パターン選択手段、油圧制御装置は油圧制御手段、エンジン回転数検出装置はエンジン回転数検出手段、速度比検出装置は速度比検出手段、一時記憶装置は一時記憶手段、予測回転数算出装置は予測回転数算出手段に置き換えてもよい。

発明の効果

本発明によれば、変速パターンに従って選択されたクラッチ切換パターンに応じて複数の油圧クラッチが制御され、変速時の変速ショック等を防止した適切な油圧制御を行うことができる。

図面の簡単な説明 [0007] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施の形態によるクラッチ制御装置の全体構成図である。

[図 2]図 2は、クラッチ制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。

[図 3]図 3は、制御パラメータおよび油圧波形を説明するための図である。

[図 4]図 4は、組み合わせ制御情報を説明する図である。

[図 5]図 5は、図 1のクラッチ制御装置によるクラッチ制御方法を示すフローチャートである。

[図 6]図 6は、本発明の第 2の実施の形態によるクラッチ制御装置における、エンジン回転数径時変化を示すグラフである。

[図 7]図 7は、第 2の実施の形態のクラッチ制御装置による制御方法を示すフローチヤートである。

[図 8]図 8は、本発明の第 3の実施の形態によるクラッチ制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。

[図 9]図 9は、図 1に示すクラッチ制御装置が搭載されるホイールローダの側面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0008] 第 1の実施の形態

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。図 1〜 5は、本発明に係るクラッチ制御装置の第 1の実施の形態を示している。図 9に示すように、第 1の実施の形態によるクラッチ制御装置 100は、一例として作業車両、例えばホイールローダ用の変速機 110に装備されたものである。ホイールローダのェンジン Eの出力は、変速機 110により減速されて車輪 120に伝達される。

[0009] 図 1に示すようにクラッチ制御装置 100は、変速機 110に組み込まれた油圧クラッチ C1〜C4について油圧制御を行うものである。変速機 110は、トルクコンバータ 10 、クラッチシャフト S1〜S3、アウトプットシャフト S4、複数のギヤ G1〜G13、前進用の油圧クラッチ F、後進用の油圧クラッチ R、 1〜4速用の油圧クラッチ C1〜C4を基本的な構成要素として備えて、る。

[0010] クラッチ制御装置 100は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出センサ 2 0、トルクコンバータ 10のタービン回転数を検出するタービン回転数検出センサ 21、電子制御部 30、および油圧回路 40を有して構成されている。また、電子制御部 30 には、シフトチェンジの際に運転者によって操作されるシフトチェンジレバー 50からの操作信号が入力される。

[0011] トルクコンバータ 10の入力軸 11は、エンジン Eの出力軸に連結されており、トルクコンバータ 10の出力軸（タービン軸） 12は、クラッチシャフト S1に連結されている。トルクコンバータ 10の入力軸 11の回転数は、エンジン回転数としてエンジン回転数検出センサ 20により検出される。トルクコンバータ 10の出力軸 12の回転数は、タービン回転数としてタービン回転数センサ 21により検出される。このタービン回転数をェンジン回転数で除算すると、トルクコンバータ 10の速度比が得られる。

[0012] アウトプットシャフト S4の両端部には、車両の前後に各々配置された差動装置などを介してフロントアクスル FAXおよびリャアクスル RAXが連結されて!、る（図 9参照）。油圧クラッチ F, R, C1〜C4の制御用油圧は、油圧回路 40を介して増圧あるいは減圧されるように構成されている。油圧クラッチ F, R, C1〜C4は、クラッチ解放からクラツチ係合へと移行する際には増圧され、クラッチ係合からクラッチ解放へと移行する際には減圧される。

[0013] 図 1に一例として示すように、前進用の油圧クラッチ Fと 1速用の油圧クラッチ C1がそれぞれ係合状態で、その他の油圧クラッチ R, C2〜C4が解放状態にある場合には、ギヤ G1とクラッチシャフト S1が一体になつて回転するとともに、ギヤ G6とクラッチシャフト S2とが一体になつて回転する。このとき、エンジンの出力トルクは、トルタコンバータ 10の入力軸 11、出力軸 12、クラッチシャフト S1,前進用の油圧クラッチ F、ギャ Gl, G3, G5, G6、 1速用の油圧クラッチ C1,クラッチシャフト S2,ギヤ G8, G12 を順に経てアウトプットシャフト S4に伝わる（図 1の矢印参照)。これにより、 1速による走行状態が実現される。

[0014] なお、すべてのギヤ G1〜G13は、常に嚙み合った状態になっており、図 1では便宜上省略している力ギヤ G6, G9やギヤ G7, G10についても、常に嚙み合った状態にある。油圧クラッチが解放状態の場合には、その油圧クラッチに対応するギヤが空転するため、そのような空転するギヤではエンジン Eの出力トルクが伝えられない。 [0015] 上記のような 1速による走行状態において、例えば 1速から 2速へと変速する場合には、 1速用の油圧クラッチ C1の制御用油圧が減圧されることで係合状態力解放状態へと移行させられ、それと同時に 2速用の油圧クラッチ C2の制御用油圧が増圧される。これにより、 2速用の油圧クラッチ C2は、 1速用の油圧クラッチ C1に代わって係合状態となる。 2速用油圧クラッチ C2が係合状態になると、エンジンの出力トルクは、トルクコンバータ 10の入力軸 11、出力軸 12、クラッチシャフト S1,前進用の油圧クラツチ F、ギヤ Gl, G3, G7、 2速用の油圧クラッチ C2、クラッチシャフト S2、ギヤ G8, G12を順に経てアウトプットシャフト S4に伝わり、その結果、 2速による走行状態に切り替わる。

[0016] 1速と 2速との間における変速パターンは、シフトアップパターンとシフトダウンパターンの 2つである。シフトアップパターンとしては、 1速から 2速、 2速から 3速、 3速から 4速の 3つのパターンがあり、シフトダウンパターンとしては、 4速力ら 3速、 3速から 2 速、 2速から 1速の 3つのパターンがある。すなわち、本実施の形態において変速パターンは 6通り用意されて、る。

[0017] 電子制御部 30は、所定の制御プログラムを実行するマイクロコンピュータによって構成される。電子制御部 30は、図 2に示されているように、 CPU31、 ROM32、 RA M33、 EEPROM34、およびインターフェース 35を有して構成されている。インターフェース 35には、エンジン回転数センサ 20およびタービン回転数センサ 21が接続されているとともに、油圧回路 40が接続されている。また、シフトチェンジレバー 50の操作信号力インターフェース 35を介して電子制御部 30に入力される。

[0018] 油圧回路 40は、油圧クラッチ F, R, C1〜C4のそれぞれに対応する比例電磁弁式油圧弁（図示略)を備えている。これらの油圧弁は、電子制御部 30からの駆動信号に応じて開閉動作を行い、開動作すると、クラッチへの油圧が増圧する一方、閉動作すると、クラッチへの油圧が減圧する。油圧回路 40には、エンジン Eを駆動源とする不図示の油圧ポンプから作動油が供給される力この油圧ポンプは、トルクコンパ一タ 10や稼動作業アタッチメント 130 (図 9参照）用の油圧ァクチユエータ（図示略)などにも作動油を供給するように構成されている。そのため、エンジン Eには、走行負荷だけでなく稼動作業による負荷も力かるようになって!/、る。 [0019] 変速時には、 ROM32に格納された制御プログラムに基づいて CPU31が所定の処理を行う。以下の説明において、「変速時」とは、変速開始時から変速完了時までの変速中の時間帯を意味する。「変速」とは、ある速度段のクラッチ圧を抜きつつ、ある速度段のクラッチ圧を上昇させることにより、滑らかに車両速度を変化させる過程を意味する。「変速開始時」は、前記過程の最初の時点を意味し、具体的には変速制御指令が発せられた瞬間のことである。また、「変速中」とは、上記過程の「変速開始時」より後の過程を意味し、「変速時」とは上記過程の全域を意味する。

[0020] 制御プログラムには、図 3に示すように、変速時における油圧クラッチ C1〜C4の油圧制御に必要な油圧変化プロファイル D, Uが組み込まれている。各油圧変化プロフアイル D, Uは、時間に関する油圧制御パラメータ丁(11〜丁(14、1\10〜1\15,および油圧そのものに関する油圧制御パラメータ Pdl〜Pd3, Pul〜Pu5によって規定される。つまり、変速時において、係合状態から解放状態へと移行すべき油圧クラッチ（以下、「プライマリクラッチ」と称する）は、減圧用の油圧制御パラメータ Tdl〜Td4、 P dl〜Pd3で規定された油圧変化プロファイル Dに追従するように制御される。一方、プライマリクラッチと同時に解放状態力係合状態へと移行すべき油圧クラッチ (以下、「セカンダリクラッチ」と称する）は、増圧用の油圧制御パラメータ TuO〜Tu5、 Pul 〜Pu5で規定された油圧変化プロファイル Uに追従するように制御される。

[0021] 図 3に示すように、油圧変化プロファイル Uは、変速開始時直後の圧力 Pulが時間 Tulにおける圧力 Pu2よりも大きく設定されている。これは、解放状態から係合状態へと移行する油圧クラッチのシリンダに予め作動油を充填しておくことにより、駆動力の抜けを防ぐためである。このように、油圧変化プロファイル D, Uは、それぞれ駆動力の抜けや変速ショックを起こさないように、車両状態や走行環境に基づく種々の条件に応じて最適な値に設定されている。

[0022] このような減圧用の油圧制御パラメータ Tdl〜Td4、 Pdl〜Pd3および増圧用の油圧制御パラメータ TuO〜Tu5, Pul〜Pu5は、予め実機テストにより決定される。すなわち、図 4に一例を示すように、車両状態や走行環境に基づく種々の条件に応じて求められたそれぞれのパラメータの最適値力組み合わせ制御情報 Sとして EEPRO M34に記憶されている。なお、油圧そのものに関する油圧制御パラメータ Pdl〜Pd 3, Pul〜Pu5は、制御対象としての油圧弁が電気的に制御されるものであるため、圧力値に代えて電流値により規定されている。

[0023] 組み合わせ制御情報 Sは、 6種類の変速パターンごとに情報管理されている。さらに、各変速パターンにおける組み合わせ制御情報 Sは、エンジン回転数の低中高と速度比の低中高の組み合わせによって一義的に決定される。エンジン回転数およびトルクコンバータ 10の速度比のそれぞれの低中高の 3つのレベルを EgLv=0〜2、 Ec Lv=0〜2で表すと、組み合わせ制御情報 Sは、これらのエンジン回転数のレベル Eg Lv=0〜2と速度比のレベル EcLv=0〜2との組み合わせに応じて 9種類に分類されている。したがって、 6つの変速パターン毎に 9つの組み合わせ制御情報 Sが定められている。理論上は 6 X 9 = 54通りである力同一の組み合わせ制御情報 Sを含む場合は、 54通りより少ない組み合わせ制御情報 Sが定義される。エンジン回転数は、例えば 800〜1800rpmを低回転レベル (EgLv=0)、 1800〜2200rpmを中回転レベル（EgLv= 1)、 2200〜2400rpmを高回転レベル（EgLv= 2)と設定する。

[0024] 図 4には、 3速から 2速へのシフトダウンパターンにおける 9種類のうち、 5種類の組み合わせ制御情報 Sを示している。なお、図 3の油圧変化プロファイル D, Uは、ェンジン回転数が低回転レベル (EgLv=0)で速度比が高負荷 (EcLv= 2)の組み合わせ制御情報 Sに対応する。

[0025] 例えば 3速から 2速への変速時、 CPU31は、検出したエンジン回転数が EgLv=0 で速度比が EcLv= 2のレベルにある場合、これら EgLv=0、 EcLv= 2に対応する組み合わせ制御情報 Sを選択する。そして、 CPU31は、当該組み合わせ制御情報 S に基づいてプライマリクラッチ（この場合、 3速用の油圧クラッチ C3)およびセカンダリクラッチ（この場合、 2速用の油圧クラッチ C2)について油圧制御を行う。他のレベルの場合にっヽても同様である。このようにエンジン回転数と速度比のレベルに応じて異なる組み合わせ制御情報 Sを用いるのは、変速時のエンジン回転数や速度比がェンジン Eに力かる負荷などによって異なるためである。なお、図 4には、油圧制御パラメータである Pu3の値のみが異なる組み合わせ制御情報 Sを示している力もちろん他の油圧制御パラメータが異なる値であってもよい。

[0026] 次に、クラッチ制御装置 100の変速時の処理手順 (クラッチ制御方法）について、図 5を用いて説明する。図 5は、第 1の実施の形態によるクラッチ制御装置 100の電子制御部 30によって実行されるクラッチ制御処理の処理手順を示すフローチャートである。この制御プログラムは、たとえば電子制御部 30のメモリに記憶されている。

[0027] 図 5に示すように、変速時にクラッチ制御処理を実行する CPU31は、最初にどの変速パターンに基づいて変速制御しょうとするのかを特定する (ステップ Sl)。変速パターンは、例えば運転者のシフトチェンジ操作に応じてシフトチェンジレバー 50から CPU31に入力される信号 (変速制御指令)から特定することができる。

[0028] 変速パターンを特定した直後、 CPU31は、エンジン回転数検出センサ 20を介して現時点（変速開始時)でのエンジン回転数を検出するとともに (ステップ S2)、タービン回転数検出センサ 21を介して現時点でのタービン回転数を検出する (ステップ S3

) o

[0029] さらに、 CPU31は、検出したエンジン回転数およびタービン回転数について所定の演算を行うことにより、トルクコンバータ 10の速度比（タービン回転数 Zエンジン回転数)を検出する (ステップ S4)。

[0030] そして、 CPU31は、現時点での変速パターン、エンジン回転数および速度比に応じて最適値となる組み合わせ制御情報 Sを選択し、当該組み合わせ制御情報 Sを EE PROM34から読み出す (ステップ S 5)。

[0031] 最終的に、 CPU31は、 EEPROM34力読み出した組み合わせ制御情報 Sから油圧変化プロファイル D, Uを決定し、これら油圧変化プロファイル D, Uに基づいてプライマリクラッチおよびセカンダリクラッチのそれぞれに対応する油圧弁を制御する (ステップ S6)。これにより、プライマリクラッチが係合状態力も解放状態へとスムーズに移行し、それと同時にセカンダリクラッチが解放状態から係合状態へとスムーズに移行し、変速制御が速やかに完結する。

[0032] 以上説明したように、第 1の実施の形態によるクラッチ制御装置 100は、変速機 11 0の 6種類の変速パターン毎に複数の油圧クラッチ F, R, C1〜C4の係合 Z解放の切り換えタイミングを規定した複数種類のクラッチ切換パターンから、変速パターンに従っていずれかを選択する。そして、選択したクラッチ切換パターンに応じて変速パターンに対応する油圧クラッチの油圧制御を行う。ここで、クラッチ切換パターンは、プライマリクラッチおよびセカンダリクラッチをどのように切り換えるかを規定するものであり、上述した組み合わせ制御情報 Sがクラッチ切換パターンであるといえる。また、上述した減圧用の油圧制御パラメータ Tdl〜Td4、 Pdl〜Pd3が解放用の油圧制御パラメータに相当し、増圧用の油圧制御パラメータ TuO〜Tu5, Pul〜Pu5が係合用の油圧制御パラメータに相当する。

[0033] このような制御アルゴリズムは、変速パターン、エンジン回転数および速度比に応じてどのような組み合わせ制御情報 Sを選択するかと、つた点に特徴がある。制御プログラムとしては、入力（エンジン回転数や速度比）に対してどのような出力（制御動作）になるのか分力りやすいものとなる。これは、エンジン回転数や速度比が決まると油圧制御パラメータの値が一義的に決まり、油圧制御パラメータで規定された油圧変ィ匕プロファイル D, Uによって制御動作が決まるためである。これにより、エンジン Eの負荷が異なる各種の走行状況に対して簡単な制御プログラムで対応することができ、エンジン回転数や速度比に応じてどのような制御動作となるの力検証を行、やすヽ

[0034] 従って、第 1の実施の形態のクラッチ制御装置 100によれば、制御プログラムとしては比較的単純なものとなり、その出力たる制御動作の信頼性や安定性についての検証を容易に行うことができる。

[0035] また、変速時には、エンジン Eに力かる負荷に応じてエンジン回転数や速度比が異なる値をとりうる力各種のエンジン回転数や速度比の組み合わせに応じた複数種類の組み合わせ制御情報 Sを持っため、最適となる組み合わせ制御情報 Sを選択してプライマリクラッチおよびセカンダリクラッチを適切に制御することができる。これにより、エンジン Eにかかる負荷がどのようなレベルにあっても変速ショックを確実に防止することができる。

[0036] 第 2の実施の形態

次に、本発明の第 2の実施の形態によるクラッチ制御装置 100について、図 6及び図 7を参照して説明する。

[0037] 第 2の実施の形態によるクラッチ制御装置 100は、上述した組み合わせ制御情報 S を決定するためのエンジン回転数として、変速開始時点ではなぐ変速開始時点から微小時間後の予測回転数を用いる。その他の構成は、上述した第 1の実施の形態と同様である。以下では、第 1の実施の形態との相違点を主に説明する。

[0038] 図 6は、変速開始前後におけるエンジン回転数の径時変化を、縦軸を回転数とし、横軸を時間軸として示している。なお、図 6は、変速時のエンジン回転数の変動が通常レベルより大きい場合を示している。このようなエンジン回転数の大きな変動は、例えばアクセルオフと同時に前後進を切り換える際等に生じ得る。

[0039] 図 6に示すように、予測回転数は、変速開始 (例えば、シフトチェンジレバー 50からの変速制御指令出力時)の 0. 25秒前と、変速開始時との両時点でのエンジン回転数を検出し、下記の回転数予測計算式に基づいて、変速開始時から 0. 25秒後の回転数を予測することにより得ることができる。 0. 25秒後のエンジン予測回転数は、変速開始時のエンジン回転数を Rl、変速開始時の 0. 25秒前のエンジン回転数を RO として、以下の式（1)から算出される。

エンジン予測回転数 =R1 + (R1—R0) · ' · (1)

[0040] 変速開始時前のエンジン回転数を得るために、エンジン回転数検出センサ 20によつて検出されたエンジン回転数は、常に一時記憶手段としての RAM33に一時的（ここでは、少なくとも 0. 25秒間）に記憶、すなわちバッファーリングされている。 CPU3 1は、変速制御指令に応じて、変速開始時の 0. 25秒前のエンジン回転数 R0と、変速開始時のエンジン回転数 R1を RAM33から読込み、上記回転数予測計算式（1) に基づいて演算して予測回転数を算出する、エンジン予測回転数検出手段を含んでいる。

[0041] 変速時の具体的な処理手順 (クラッチ制御方法）について、図 7を参照して説明する。図 7は、クラッチ制御装置 100の電子制御部 30によって実行されるクラッチ制御処理の処理手順を示すフローチャートである。この制御プログラムは、たとえば電子制御部 30のメモリに記憶されている。なお、図 7において、図 5に示した第 1の実施の形態と同様の処理を行うステップにつ、ては、同一のステップ番号を付して、る。

[0042] CPU31は、クラッチ制御処理の指令に基づき、変速パターンを特定する (ステップ Sl)。変速パターンを特定した直後、 CPU31は、変速開始時の 0. 25秒前の回転数 R0を RAM33から読込む (ステップ S21)。次いで、変速開始時でのエンジン回転数 Rlを検出して (ステップ S22)、上記回転数予測計算式（1)に基づく演算処理により変速開始時の 0. 25秒後のエンジン回転数を検出する (ステップ S23)。さらに、タービン回転数検出センサ 21を介して変速開始時でのタービン回転数を検出する (ステップ S3)。

[0043] 次いで CPU31は、変速開始時から 0. 25秒後のエンジン予測回転数と、変速開始時のタービン回転数について所定の演算を行うことにより、トルクコンバータ 10の速度比（タービン回転数 Zエンジン予測回転数)を検出する (ステップ S4)。なお、タービン回転数についても、上記エンジン回転数の回転数予測計算式（1)と同様の予測計算式により予測することもできる。

[0044] そして、 CPU31は、変速指令に基づく変速パターン、変速開始時から 0. 25秒後のエンジン予測回転数、及び前記速度比に応じて最適値となる組み合わせ制御情報 Sを選択し、当該組み合わせ制御情報 Sを EEPROM34から読み出す (ステップ S 5)。

[0045] 最終的に、 CPU31は、 EEPROM34力読み出した組み合わせ制御情報 Sから油圧変化プロファイル D, Uを決定し、これら油圧変化プロファイル D, Uに基づいてプライマリクラッチおよびセカンダリクラッチのそれぞれに対応する油圧弁を制御する (ステップ S6)。

[0046] 以上説明した第 2の実施の形態による制御アルゴリズムは、変速時におけるェンジン回転数の変動が大き!/、場合に、最適な変速波形を選択できる効果がある。

[0047] 図 6に示したグラフを参照すれば、変速開始時では、エンジン回転数が中（Mid)レベル (EgLv= l)であったのに、実際に変速が行われている際には、エンジン回転数が低 (Lo)レベル（EgLv=0)まで下がって!/、る。このように変速時のエンジン回転数変動が大きい場合には、変速開始時のエンジン回転数 (エンジン回転数レベル）に対応した変速波形を選択したのでは、最適な変速波形を選択できなヽ場合がある。そこで第 2の実施の形態のように変速開始時力所望時間後のエンジン回転数を予測し、その予測回転数に対応させた変速波形を選択することにより、最適な変速波形を選択することが可能となる。

[0048] なお、上記第 2の実施の形態において変速開始時力 0. 25秒前のエンジン回転数を検出し、変速開始時から 0. 25秒後のエンジン回転数を予測している力何れの場合も 0. 25秒に限らず、変速開始時力所定の微小時間の範囲内において適宜設定される。変速に要する時間は、一般には 1〜2秒であり、その範囲内で予測開始前および予測開始後の時間が設定される。

[0049] 第 3の実施の形態

次に、本発明の第 3の実施の形態によるクラッチ制御装置について説明する。第 3の実施の形態によるクラッチ制御装置は、車速とエンジン回転数等の条件に合致した速度段を自動的に選択するオートモードを設定可能な作業車両 (例えばホイールローダ）に搭載される。

[0050] 図 8に、第 3の実施の形態によるクラッチ制御装置の電気的な構成を示すブロック図を示す。オートモードは、作業車両の走行に適した走行モードとパケット作業等に適した作業モードとを含み、モード切換スィッチ 60の操作により切換選択が可能である。クラッチ制御装置の電子制御部 30aには、インターフェース 35を介して運転者によって操作されるモード切換スィッチ 60からの操作信号が入力される。

[0051] 電子制御部 30の EEPROM34aには、走行モードと作業モードのそれぞれにおける組み合わせ制御情報 St、 Soが記憶されている。 CPU31は、走行モードが選択されて、る場合は走行モード用の組み合わせ制御情報 Stから、現時点での変速バターン、エンジン回転数および速度比に応じて最適値となるものを選択する。一方、作業モードが選択されている場合は作業モード用の組み合わせ制御情報 _Soから、現時点での変速パターン、エンジン回転数および速度比に応じて最適値となるものを選択する。

[0052] そして、 CPU31は、 EEPROM34aから読み出した組み合わせ制御情報 Stまたは Soから油圧変化プロファイル D, Uを決定し、これら油圧変化プロファイル D, Uに基御する。

[0053] 走行モード用の組み合わせ制御情報 Stと作業モード用の組み合わせ制御情報 So は、作業車両の走行および作業にそれぞれ適した異なる値が設定され、 EEPROM 34aに記憶されている。ただし、エンジン回転数や速度比等の条件によって走行モード用と作業モード用で同じ組み合わせ制御情報が設定される場合は、共通の組み合わせ制御情報として記憶される。これにより、 EEPROM34aのメモリ容量を節約することがでさる。

[0054] 上述した第 1から第 3の実施の形態では、クラッチ制御装置を作業車両用の変速機に装備した場合を例として説明したが、作業車両以外の車両の変速機にも適用することができる。また、トルクコンバータ 10を用いる走行回路だけでなぐ HST走行回路にも上述した第 1から第 3の実施の形態によるクラッチ制御装置を搭載することができる。油圧クラッチ F, R, C1〜C4をいわゆるポジティブ型の油圧クラッチとして構成した力ネガティブ型の油圧クラッチとしてもよい。この場合は、ネガティブ型の油圧クラツチに対応するように組み合わせ制御情報 Sを調整する。

[0055] 上述した第 1から第 3の実施の形態においては、エンジン回転数と速度比をそれぞれ 3段階に分類して組み合わせ制御情報 Sを設定した。ただし、これには限定されず、エンジン回転数と速度比を 4段階以上に分類したり、 2段階に分類して組み合わせ制御情報 Sを設定してもよい。また、変速機 110が 1〜4速用の油圧クラッチ C1〜C4 を備えるように構成したが、これには限定されず、 5速以上に対応する油圧クラッチをさらに備えたり、 3速以下の油圧クラッチのみを備えるように構成することもできる。

[0056] 上述した第 1及び第 2の実施の形態では、クラッチ制御装置を、運転者によるシフトチェンジレバー 50の操作に応じて速度段を切り換えるマニュアル変速機に適用した力自動で速度段を切り換える自動変速機に適用することももちろん可能である。

[0057] 上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

[0058] 本出願は日本国特許出願 2005— 129225号（2005年 4月 27日出願）、および日本国特許出願 2005 - 332082号（2005年 11月 16日）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。

Claims

請求の範囲

[1] クラッチ制御装置は、

変速機に組み込まれた複数の油圧クラッチと、

前記変速機の変速パターン毎に前記複数の油圧クラッチの係合 Z解放の切換タイミングを規定した複数種類のクラッチ切換パターンを記憶するクラッチ切換パターン記憶装置と、

変速時に前記変速機の変速パターンに従って、前記クラッチ切換パターン記憶装置に記憶されたクラッチ切換パターンを選択するクラッチ切換パターン選択装置と、前記クラッチ切換パターン選択装置によって選択された前記クラッチ切換パターンに応じて前記複数の油圧クラッチの油圧制御を行う油圧制御装置とを備える。

[2] 請求項 1に記載のクラッチ制御装置にお、て、

前記変速機は、エンジンの出力をトルクコンバータを介して伝え、

前記クラッチ制御装置は、

前記エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、前記トルクコンバータの速度比を検出する速度比検出装置とをさらに備え、前記クラッチ切換パターン選択装置は、変速時に前記変速機の変速パターンに従い、前記エンジン回転数検出装置によって検出される前記エンジン回転数と前記速度比検出装置によって検出される前記速度比に応じて、前記クラッチ切換パターンを選択する。

[3] 請求項 1または請求項 2に記載のクラッチ制御装置にお、て、

前記変速機の変速パターンは、少なくとも 1速から 2速、 2速から 3速、 3速から 2速および 2速から 1速への変速パターンを含み、

前記クラッチ切換パターン記憶装置には、前記変速パターンのそれぞれについて複数種類のクラッチ切換パターンが記憶されて、る。

[4] 請求項 2に記載のクラッチ制御装置にお、て、

前記クラッチ切換パターンは、変速時に係合状態力も解放状態へと移行すべき油圧クラッチについての解放用の油圧制御パラメータと、これと同時に解放状態から係合状態へと移行すべき油圧クラッチについての係合用の油圧制御パラメータとの組み合わせ制御情報として、前記変速パターン毎に複数種類設定されている。

[5] 請求項 4に記載のクラッチ制御装置にお、て、

前記油圧制御パラメータは、それぞれ時間経過に伴う油圧変化プロファイルを規定する。

[6] 請求項 4または請求項 5に記載のクラッチ制御装置にお、て、

前記複数種類の組み合わせ制御情報は、前記変速パターン毎に、前記エンジン回転数と前記速度比をそれぞれ複数レベルに区分した上で、前記エンジン回転数のレベルと前記速度比のレベルとの組み合わせに応じて分類されている。

[7] 請求項 4力請求項 6のいずれかに記載のクラッチ制御装置において、

前記クラッチ切換パターン選択装置は、前記エンジン回転数検出装置によって変速開始時に検出されるエンジン回転数を用いて前記クラッチ切換パターンを選択する。

[8] 請求項 4力請求項 6のいずれかに記載のクラッチ制御装置において、

エンジン駆動中に常時検出される前記エンジン回転数を一時的に記憶する一時記憶装置と、

変速開始時に検出されたエンジン回転数と、前記一時記憶装置に記憶された変速開始前のエンジン回転数とから、変速中のエンジン予測回転数を算出する予測回転数算出装置とをさらに備え、

前記クラッチ切換パターン選択装置は、前記エンジン回転数検出装置によって検出される前記エンジン回転数の代わりに、前記予測回転数算出装置によって算出される前記エンジン予測回転数を用いて、前記クラッチ切換パターンを選択する。

[9] 請求項 4に記載のクラッチ制御装置にお、て、

前記解放用の油圧制御パラメータは減圧用の油圧制御パラメータであり、前記係合用の油圧制御パラメータは増圧用の油圧制御パラメータである。

[10] 請求項 1から請求項 9のいずれかに記載のクラッチ制御装置において、

前記クラッチ切換パターン記憶装置には、走行モードと作業モードのそれぞれにつ V、て複数種類のクラッチ切換パターンが記憶されて、る。

[11] 請求項 10に記載のクラッチ制御装置において、前記走行モードと前記作業モードのいずれが設定されているかを検出するモード検出装置をさらに備え、

前記クラッチ切換パターン選択装置は、前記モード検出装置で検出されたモードに対応する前記複数のクラッチ切換パターン力もいずれかを選択する。

[12] 請求項 10または請求項 11に記載のクラッチ制御装置にお、て、

前記クラッチ切換パターン記憶装置は、前記走行モードと前記作業モードに共通のクラッチ切換パターンを記憶する。

[13] 変速機に組み込まれた複数の油圧クラッチの油圧制御を行うクラッチ制御方法は、前記変速機の変速パターン毎に前記複数の油圧クラッチの係合 Z解放の切換タイミングを規定した複数種類のクラッチ切換パターンを記憶し、

変速時に前記変速機の変速パターンに従って、前記複数種類のクラッチ切換バターン力いずれかを選択し、

選択したクラッチ切換パターンに応じて前記複数の油圧クラッチの油圧制御を行う

[14] 作業車両は、

請求項 1から請求項 12のいずれかに記載のクラッチ制御装置を備える。