JP2002295526A - インチング用油圧クラッチの制御装置 - Google Patents
インチング用油圧クラッチの制御装置Info
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Abstract
場合に、ペダル等の操作手段が通常の操作速度範囲内で
操作されている場合には操作に対して車速の応答性を遅
らせることによって、車速が0になったり車速が急激に
増加することのないようにして、作業効率を向上させる
とともに、危険回避等するためにペダル等が明確に急操
作されている場合には操作に対して車速の応答性を高め
て安全性を確保するようにし、さらに、操作に熟練を要
せずにペダル操作を容易に行えるようにする。 【解決手段】操作手段20の操作速度Vがしきい値Vth
2以下の速度V1で操作された場合に、油圧クラッチ12
に供給される圧油の圧力変化率Aが通常の圧力変化率A
1よりも小さくなる値A2となるように圧油の圧力変化率
Aが補正され、操作手段20の操作に対する車速Sの応
答性が遅らされる。
Description
エンジンの駆動力を駆動輪に伝達するインチング用油圧
クラッチを制御するインチング用油圧クラッチの制御装
置に関するものであり、インチング用油圧クラッチの圧
力変化率を補正するものである。
行われる。インチングとは、インチングクラッチと呼ば
れる油圧クラッチを半クラッチ状態にしてエンジンから
駆動輪へ動力を伝達し、車両を微速走行させるという操
作方法である。
操作に応じて、インチングクラッチに作用する油圧が漸
減して係合状態から半クラッチ状態を経て解放状態とさ
れ、ペダルの踏み戻し操作に応じて、インチングクラッ
チに作用する油圧が漸増して解放状態から半クラッチ係
合を経て元の係合状態とされる。
作量θを大きくするほど、インチングクラッチに与えら
れる指令油圧Pが減少する。指令油圧Pが減少すると、
インチングクラッチのピストン作動圧油室内の実際の油
圧P′が減少し、クラッチ作動ピストンに作用する圧力
が減少し、クラッチ摩擦板に作用する圧力が減少する。
するとインチングクラッチの係合力が減少するため、半
クラッチ状態になる。こうして車両が微速走行する。ペ
ダル操作量θをストロークエンドにすると、インチング
クラッチのクラッチ摩擦板が解放される。
くするほど、インチングクラッチに与えられる指令油圧
Pが増加する。指令油圧Pが増加するとインチングクラ
ッチのピストン作動圧油室内の実際の油圧P′が増加
し、クラッチ作動ピストンに作用する圧力が増加し、ク
ラッチ摩擦板に作用する圧力が増加して、インチングク
ラッチのクラッチ摩擦板が係合される。
られる指令油圧をPとし、インチングクラッチの圧油室
内の実際の油圧をP′であるとして説明する。
Pと車速Sとの変化について図2を用いて説明する。
るペダル操作量θを示す図である。図2(b)は時間t
の経過に応じて変化する指令油圧Pを示す図である。図
2(c)は時間tの経過に応じて変化する車速Sを示す
図である。図2(a)、(b)、(c)の横軸の時間t
はそれぞれ対応している。
が最小値θ1のときに、指令油圧Pは最大値P1となる。
またペダル操作量θが最大値θ2のときに、指令油圧P
は最小値P2となる。またペダル操作量θが最小値θ1の
ときに、車速Sは最大値S1となる。図2(a)に示す
一点鎖線32は、通常作業時にペダルを急操作させた場
合のペダル操作量θの変化を示している。図2(b)に
示す一点鎖線34は、通常作業時にペダルを急操作させ
た場合の指令油圧Pの変化を示している。図2(c)に
示す一点鎖線37は、通常作業時にペダルを急操作させ
た場合の車速Sの変化を示している。
について以下説明する図2(a)の一点鎖線32で示す
ように、作業者が時刻t1でペダルを踏み込むと、ペダ
ル操作量θが最小値θ1から増加し始め、時刻t3で最大
値θ2に達する。
で示すように、指令油圧Pは時刻t1の最大値P1から減
少し始め、時刻t3で最小値P2に達する。指令油圧Pの
減少に応じてインチングクラッチの油圧係合力が減少し
クラッチが滑り、エンジンから駆動輪へ伝達される動力
が減少する。
ように、車速Sは、時刻t1における最大値S1から減少
し始め、時刻t3″(>時刻t3)で車速0に達する。車
速Sが、指令油圧Pが最小値P2に達する時刻t3で0に
ならないのは、慣性のためである。時刻t3″と時刻t3
の差は微小である。
について以下説明する図2(a)の一点鎖線32で示す
ように、作業者が時刻t4でペダルを戻すと、ペダル操
作量θは最大値θ2から減少し始め、時刻t6で最小値θ
1に達する。
で示すように、指令油圧Pは時刻t4の最小値P2から増
加し始め、時刻t6で最大値P1に達する。指令油圧Pの
増加に応じてインチングクラッチの油圧係合力が増加
し、エンジンから駆動輪へ伝達される動力が増加する。
ように、車速Sは時刻t4の車速0から増加し始め、時
刻t6で最大値S1に達する。
ルの操作速度V(=dθ/dt)を表しており、その大
きさをV1とする。図2(b)の一点鎖線34の傾き
は、圧力変化率A(=dP/dt)を表しており、その
大きさをA1とする。
を示している。
Vと圧力変化率Aとは比例関係にある。操作速度Vが大
きくなるほど圧力変化率Aは大きくなる。
に対する指令油圧の応答性つまりペダル操作に対する車
速の応答性を示している。
あり、ペダル操作に対する指令油圧の応答性つまりペダ
ル操作に対する車速の応答性は一義的に設定されてい
た。
作に対して車速の応答性が一義的に設定されているとす
ると、以下のような問題が生じる。
業者としては、インチングペダルを操作することによっ
て車速Sを調整する。この場合車速Sが車速0にならな
ようにインチングペダルを滑らかに操作することが作業
者に求められる。
軽く、急操作が可能なものが建設機械に装着されている
ことが多い。このようにインチングペダルの操作力が軽
く、急操作が可能であるとすると、作業者の意思に反し
て、たとえば不用意なペダルのふらつきにも敏感に反応
するため、図5に示すように操作速度VはV1に達し
て、圧力変化率AはA1に達する。このため図2(a)
に一点鎖線32で示す操作速度V1で、ペダルが急操作
され、図2(b)に一点鎖線34で示す圧力変化率A1
で、指令油圧Pが急激に変化し、図2(c)に一点鎖線
37で示す車速変化率で、車速Sが急激に変化し、車速
が0になってしまうことがある。つまり作業者が車両を
停止させたくないにもかかわらず、車両が停止すること
がある。
作業している途中で、このように不用意なペダルの急操
作によって車両を停止させてしまうと、初めから作業を
やり直さなければならなくなる。これは作業効率の低下
を招く。
場合に、ペダルを不用意に急操作してしまうと、作業者
の意思に反して車速Sが急激に増加し、やはり同様に作
業効率の低下を招く。
するには、作業者に相当の熟練を要求することになり、
また実際上そのようにペダルを操作することは熟練者と
いえども容易ではない。
性が一義的に設定され、急激なペダル操作に対して車速
が急激に変化すると、車速が0になったり車速が急激に
増加して作業効率を招くとともに、ペダル操作に熟練を
課すことになっていた。
急操作の意思が明確であるときには、ペダル操作に応じ
て応答性よく車速を増減させてやり、作業者の意思とお
りの急な動きをさせることが、安全性の確保等の上で必
要である。
のであり、建設機械等の作業車両でインチング操作を行
う場合に、ペダル等の操作手段が通常の操作速度範囲内
で操作されている場合には操作に対して車速の応答性を
遅らせることによって、車速が0になったり車速が急激
に増加することのないようにして、作業効率を向上させ
るとともに、危険回避等するためにペダル等が明確に急
操作されている場合には操作に対して車速の応答性を高
めて安全性を確保するようにし、さらに、操作に熟練を
要せずにペダル操作を容易に行えるようにすることを解
決課題とするものである。
本発明の第1発明は、エンジンと駆動輪との間に介在さ
れ、両回転板が係合することにより前記エンジンの駆動
力を前記駆動輪に伝達するインチング用油圧クラッチ
と、前記インチング用油圧クラッチに、操作速度に応じ
た通常の圧力変化率で圧力が変化するように圧油を供給
することにより、前記インチング用油圧クラッチを係合
または解放させる操作手段とを備えたインチング用油圧
クラッチの制御装置において、前記操作手段の操作速度
が、前記しきい値以下の速度で操作された場合に、前記
インチング用油圧クラッチに供給される圧油の圧力変化
率が通常の圧力変化率よりも小さくなるように圧油の圧
力変化率を補正して、前記操作手段の操作に対する車速
の応答性を遅らせることを特徴とする。
用いて説明する。
度Vがしきい値Vth2以下の速度V1で操作された場合
に、インチング用の油圧クラッチ12に供給される圧油
の圧力変化率Aが通常の圧力変化率A1よりも小さくな
る値A2となるように圧油の圧力変化率Aが補正され、
操作手段20の操作に対する車速Sの応答性が遅らされ
る。
在され、両回転板が係合することにより前記エンジンの
駆動力を前記駆動輪に伝達するインチング用油圧クラッ
チと、前記インチング用油圧クラッチに、操作速度に応
じた通常の圧力変化率で圧力が変化するように圧油を供
給することにより、前記インチング用油圧クラッチを係
合または解放させる操作手段とを備えたインチング用油
圧クラッチの制御装置において、前記操作手段の操作速
度が第1のしきい値以上でかつ前記第1のしきい値より
も大きい第2のしきい値以下の速度で操作された場合
に、前記インチング用油圧クラッチに供給される圧油の
圧力変化率が通常の圧力変化率よりも小さくなるように
圧油の圧力変化率を補正して、前記操作手段の操作に対
する車速の応答性を遅らせることを特徴とする。
用いて説明する。
度Vが第1のしきい値Vth1以上でかつ第1のしきい値
Vth1よりも大きい第2のしきい値Vth2以下の速度V1
で操作された場合に、インチング用の油圧クラッチ12
に供給される圧油の圧力変化率Aが通常の圧力変化率A
1よりも小さくなる値A2となるように圧油の圧力変化率
Aが補正され、操作手段20の操作に対する車速Sの応
答性が遅らされる。このため図2(a)に一点鎖線32
で示すように、しきい値Vth2以下の操作速度V1で、操
作手段20が操作された場合には、図2(b)に破線3
5で示すように、通常の圧力変化率A1よりも小さな圧
力変化率A2で、指令油圧Pが緩やかに減少し、図2
(c)に破線38で示す緩やかな車速変化率で、車速S
が緩やかに減少し、車速が0になることはなくなる。
が緩やかに増加し車速が急上昇することがなくなる。
に実線31で示すように、しきい値Vth2よりも大きい
操作速度V3で、操作手段20が操作された場合には、
図2(b)に実線33で示す通常の圧力変化率A3で、
指令油圧Pが急激に減少し、図2(c)に実線36で示
す急激な車速変化率で、車速Sが急激に減少し、車速が
0に達する。
戻したときも車速Sが急激に増加し車速は急上昇する。
作を行う場合に、ペダル等の操作手段が通常の操作速度
範囲内で操作されている場合には操作に対して車速の応
答性を遅らすようにしたので、車速が0になったり車速
が急上昇することがなくなる。このため作業効率が向上
し、操作に熟練を要せずにペダル操作を容易に行えるよ
うになる。一方で、危険回避等するためにペダル等が明
確に急操作されている場合には操作に対して車速の応答
性を高めるようにしたので、安全性が確保される。
いて、前記インチング用油圧クラッチに供給される圧油
の圧力変化率を、車両が停止しない程度に補正すること
を特徴とする。
で示す緩やかな車速変化率で、車速Sが緩やかに減少す
るが、車速Sが0になることはない。
制御装置の実施の形態について図面を参照して説明す
る。
れた動力伝達装置を示す図である。
15との間には、回転クラッチであるインチングクラッ
チ12、ギヤトレイン13、ディファレンシャル14が
順に設けられている。なおエンジン11とインチングク
ラッチ12との間にトルクコンバータを設けるととも
に、エンジン11の出力軸とインチングクラッチ12の
入力軸とを直結にするロックアップクラッチを設けるよ
うにしてもよい。インチングクラッチ12は、クラッチ
摩擦板としてのクラッチディスク12aとクラッチプレ
ート12bとからなる。
チが設けられている。
ト12bとの係合操作および解放(係合解除)操作はイ
ンチングペダル20によって行われる。インチングペダ
ル20の基準位置からの操作量θは、ポテンショメータ
21で検出され検出信号がコントローラ19に入力され
る。インチングペダル20が戻されており(基準位置に
あり)操作量θが最小値θ1のときには、インチングク
ラッチ12は係合している。インチングペダル20が踏
み込まれており操作量θが最大値θ2のときには、イン
チングクラッチ12は解放している。
1で検出された操作量θに基づいて、圧力制御弁22に
対して指令信号を出力する。圧力制御弁22は入力され
た指令信号に応じた指令油圧Pを生成し、インチングク
ラッチ12に出力する。
1から入力されるペダル操作量θを1階微分し操作速度
V(=dθ/dt)を演算する処理が実行される。コン
トローラ19には操作速度Vの2つのしきい値Vth1、
Vth2(Vth1<Vth2)が設定されている。ここで、し
きい値Vth1〜Vth2の範囲は、インチング操作時に通常
想定される操作速度の範囲に設定されている。しきい値
Vth2より大きい範囲は、インチング操作時に危険回避
するときの操作速度の範囲に設定されている。
変化率Aとの関係が、図4に示すように、危険回避時の
応答特性51と、通常時の応答特性52として設定され
ている。危険回避時の応答特性51の傾きは、通常時の
応答特性52の傾きよりも大きく設定されている。危険
回避時の応答特性51は、図5で説明した従来の通常時
の応答特性51に相当する。
度Vがしきい値Vth1以上であってしきい値Vth2以下で
ある場合に、図4の通常時の応答特性52を選択し、演
算された操作速度V1に対応する圧力変化率A2を、この
通常時の応答特性52にしたがって求める。また演算さ
れた操作速度Vがしきい値Vth1よりも小さいか、しき
い値Vth2よりも大きい場合に、図4の危険回避時の応
答特性51を選択し、演算された操作速度V3に対応す
る圧力変化率A3を、この危険回避時の応答特性51に
したがって求める。
い値Vth2以下)でインチングペダル20が操作された
としても、通常時の応答特性52のときには圧力変化率
がA2と小さく、危険回避時の応答特性51のときには
圧力変化率がA1と大きくなる。同様に、同じ操作速度
V3(しきい値Vth2より大)でインチングペダル20が
操作されたとしても、通常時の応答特性52のときには
圧力変化率がA4と小さく、危険回避時の応答特性51
のときには圧力変化率がA3と大きくなる。
の手順をフローチャートで示している。
ョメータ21から入力されるペダル操作量θを1階微分
しインチングペダル20の操作速度V(=dθ/dt)
が演算される(ステップ301)。つぎに演算された操
作速度VがVth1≦V≦Vth2の範囲内にあるか否かが判
断される(ステップ302)。この結果操作速度VがV
th1≦V≦Vth2の範囲にある場合、つまりインチングペ
ダル20が通常想定される範囲内の操作速度で操作され
ている場合には(ステップ302の判断YES)、図4
の通常時の応答特性52が選択され、演算された操作速
度V1に対応する圧力変化率A2が、この通常時の応答特
性52にしたがって求められる(ステップ303)。こ
れに対して操作速度VがV<Vth1の場合あるいはV>
Vth2の場合、つまりインチングペダル20がきわめて
緩やかに操作されているか、危険回避するときの操作速
度で操作されている場合には(ステップ302の判断N
O)、図4の危険回避時の応答特性51が選択され、演
算された操作速度V3に対応する圧力変化率A3が、この
危険回避時の応答特性51にしたがって求められる(ス
テップ304)。
(b)、(c)を併せ参照して説明する。
動作について以下説明する。
作業者が時刻t1でインチングペダル20を踏み込む
と、ペダル操作量θは最小値θ1から増加し始める。操
作速度V1でペダル操作量θが増加する。そしてペダル
操作量θは時刻t3で最大値θ2に達する。
すように、指令油圧Pは時刻t1の最大値P1から減少し
始める。圧力変化率A2で指令油圧Pが減少する。そし
て指令油圧Pは時刻t3′(>時刻t3)で最小値P2に
達する。指令油圧Pの減少に応じてインチングクラッチ
の油圧係合力が減少しクラッチが滑り、エンジン11か
ら駆動輪15へ伝達される動力が減少する。このように
従来と同じ操作速度V1でインチングペダル20を踏み
込んだとしても、従来の一点鎖線34で示される圧力変
化率A1と比較して緩やかな圧力変化率A2で指令油圧P
が減少する。
すように、車速Sは時刻t1における最大値S1から減少
し始める。従来と同じ操作速度V1でインチングペダル
20が踏み込まれているが、従来の一点鎖線37で示さ
れる車速変化率と比較して緩やかな車速変化率で車速が
減少する。このため車速は0には到達しない。
動作について以下説明する。
作業者が時刻t4でインチングペダル20を戻すと、ペ
ダル操作量θは最大値θ2から減少し始める。操作速度
V1でペダル操作量θが減少する。そしてペダル操作量
θは時刻t6で最小値θ1に達する。
すように、指令油圧Pは時刻t4の最小値P2から増加し
始める。圧力変化率A2で指令油圧Pが増加する。そし
て指令油圧Pは時刻t6′(>時刻t6)で最大値P1に
達する。指令油圧Pの増加に応じてエンジンから駆動輪
へ伝達される動力が増加する。このように従来と同じ操
作速度V1でインチングペダル20を戻したとしても、
従来の一点鎖線34で示される圧力変化率A1と比較し
て緩やかな圧力変化率A2で指令油圧Pが増加する。
すように、車速Sは時刻t4の最小速度から増加し始
め、時刻t6″(>時刻t6、t6′)で最大値S1に達す
る。つまり従来と同じ操作速度V1でインチングペダル
20を戻したとしても、従来の一点鎖線37で示される
車速変化率と比較して緩やかな車速変化率で車速が増加
する。
ル20が通常想定される操作速度よりも大きな速度で操
作された場合について説明する。たとえばインチング操
作を行っているときに車両の前方に障害物を発見した場
合には、インチングペダル20を急激に踏み込みインチ
ングクラッチ12を即座に解放し車両を緊急停止させる
必要がある。このような場合インチングペダル20の操
作速度Vは、しきい値Vth2よりも大きくなる。
に、作業者が時刻t1でインチングペダル20を踏み込
むと、ペダル操作量θは最小値θ1から増加し始める。
操作速度V3は通常時の操作速度V1よりも大きく、しき
い値Vth2よりも大きな速度である。そしてペダル操作
量θは時刻t2(<時刻t3)で最大値θ2に達する。
すように、指令油圧Pは時刻t1における最大値P1から
減少し始める。圧力変化率A3で指令油圧Pが減少す
る。そして指令油圧Pは時刻t2(<時刻t3)で最小値
P2に達する。指令油圧Pの減少に応じてエンジン11
から駆動輪15へ伝達される動力が減少する。このよう
に、しきい値Vth2を越えた大きな操作速度V3でインチ
ングペダル20を踏み込んだとすると、従来と同様に通
常時の応答特性51(図4)に応じた圧力変化率A3で
指令油圧Pが減少する。
すように、車速Sは時刻t1における最大値S1から減少
し始める。車速Sは圧力変化率A3に応じた大きな車速
変化率で減少する。車速Sは時刻t2′(>時刻t2)で
0に到達する。
合する場合も同様である。
に、作業者が時刻t4でインチングペダル20を戻す
と、ペダル操作量θは最大値θ2から減少し始める。操
作速度V3でペダル操作量θが減少する。そしてペダル
操作量θは時刻t5(<時刻t6)で最小値θ1に達す
る。
すように、指令油圧Pは時刻t4における最小値P2から
増加し始める。圧力変化率A3で指令油圧Pが増加す
る。そして指令油圧Pは時刻t5(<時刻t6)で最大値
P1に達する。指令油圧Pの増加に応じてエンジンから
駆動輪へ伝達される動力が増加する。このように、しき
い値Vth2を越えた大きな操作速度V3でインチングペダ
ル20を戻したとすると、従来と同様に通常時の応答特
性51(図4)に応じた圧力変化率A3で指令油圧Pが
増加する。
すように、車速Sは時刻t4における最小速度から増加
し始める。車速Sは圧力変化率A3に応じた大きな車速
変化率で増加する。車速Sは時刻t5で最大値S1に達す
る。
1よりも小さい操作速度Vで操作されている場合にも、
上述した危険回避時の動作と同様に、図4の通常時の応
答特性51(図4)に応じた圧力変化率で指令油圧Pが
変化することとなり、作業者の意思通りに敏感に車両が
動作する。
作業車両でインチング操作を行う場合に、インチングペ
ダル20が通常の操作速度範囲内(Vth1〜Vth2)で操
作されている場合には操作に対して車速の応答性を遅ら
すようにしたので、車速が0になったり車速が急激に増
加することがなくなる。このため作業効率が向上し、操
作に熟練を要せずにペダル操作を容易に行えるようにな
る。一方で、危険回避等するためにペダル20が明確に
急操作されている場合には操作に対して車速の応答性を
高めるようにしたので、安全性が確保される。
しきい値Vth1、Vth2を設定して、操作速度Vが、しき
い値Vth1以上でかつしきい値Vth2以下の範囲内である
か否かに応じて、操作に対する車速(指令油圧)の応答
性を異ならせる補正をしている。
2のみを設定して、操作速度Vが、しきい値Vth2以下で
あるか否かに応じて、操作に対する車速(指令油圧)の
応答性を異ならせる補正をしてもよい。
る。
ル操作量を示す図であり、図2(b)は時間の経過に応
じて変化する指令油圧を示す図であり、図2(c)は時
間の経過に応じて変化する車速を示す図である。
ャートである。
との関係を示す図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジンと駆動輪との間に介在さ
れ、両回転板が係合することにより前記エンジンの駆動
力を前記駆動輪に伝達するインチング用油圧クラッチ
と、前記インチング用油圧クラッチに、操作速度に応じ
た通常の圧力変化率で圧力が変化するように圧油を供給
することにより、前記インチング用油圧クラッチを係合
または解放させる操作手段とを備えたインチング用油圧
クラッチの制御装置において、 前記操作手段の操作速度が、前記しきい値以下の速度で
操作された場合に、前記インチング用油圧クラッチに供
給される圧油の圧力変化率が通常の圧力変化率よりも小
さくなるように圧油の圧力変化率を補正して、前記操作
手段の操作に対する車速の応答性を遅らせることを特徴
とするインチング用油圧クラッチの制御装置。 - 【請求項2】 エンジンと駆動輪との間に介在さ
れ、両回転板が係合することにより前記エンジンの駆動
力を前記駆動輪に伝達するインチング用油圧クラッチ
と、前記インチング用油圧クラッチに、操作速度に応じ
た通常の圧力変化率で圧力が変化するように圧油を供給
することにより、前記インチング用油圧クラッチを係合
または解放させる操作手段とを備えたインチング用油圧
クラッチの制御装置において、 前記操作手段の操作速度が第1のしきい値以上でかつ前
記第1のしきい値よりも大きい第2のしきい値以下の速
度で操作された場合に、前記インチング用油圧クラッチ
に供給される圧油の圧力変化率が通常の圧力変化率より
も小さくなるように圧油の圧力変化率を補正して、前記
操作手段の操作に対する車速の応答性を遅らせることを
特徴とするインチング用油圧クラッチの制御装置。 - 【請求項3】 前記インチング用油圧クラッチに供
給される圧油の圧力変化率を、車両が停止しない程度に
補正することを特徴とする請求項1または請求項2記載
のインチング用油圧クラッチの制御装置。
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