JP2011001986A - 産業車両のクラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチカットオフが行われた際の産業車両の動きを滑らかにする。
【解決手段】クラッチカットオフを行うようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合に、圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１以上となり、かつ、トルコン速度比ｅが第１の閾値ｅｓ１以下となると、クラッチカットオフを行うように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホイールローダ等の産業車両のクラッチ制御装置に関する。

ホイールローダ等の産業車両では、たとえばダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、ダンプトラックへ接近する際にブレーキを踏んで車両を減速させるが、作業機装置（バケット）を上方へ上げるためにアクセルペダルを踏み込んでエンジン回転数を高回転で維持するようにしている。そこで、ブレーキの作動状態をたとえばブレーキ液圧で検出し、検出されたブレーキ液圧が所定の値を超えると、前後進用のクラッチを解放して駆動力の伝達を遮断するクラッチカットオフ装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００１−２６３３８４号公報

しかし、上述したクラッチカットオフ装置では、前後進用のクラッチの解放タイミングをブレーキの作動状態だけで判断している。そのため、産業車両の作業状態や路面の傾斜の程度によっては、前後進用のクラッチの解放タイミングが適切ではなくなり、クラッチの解放動作の前後で産業車両の動きが滑らかでなくなってしまう恐れがある。

請求項１の発明による産業車両のクラッチ制御装置は、産業車両が接近対象物へ接近したか否かを判断する接近判断手段と、接近判断手段で産業車両が接近対象物へ接近したと判断すると、前進クラッチを解放するように前進クラッチの係合／解放を制御するクラッチ制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、産業車両の動きが滑らかになる。

産業車両の一例であるホイールローダの側面図である。 ホイールローダ１００の概略構成を示す図である。 トランスミッション３の概略構成を示す図である。 トルコン速度比ｅと速度段の関係を示す図である。 Ｖシェープローディングについて示す図である。 土砂等のダンプトラックへの積み込みの際のホイールローダ１００の状態を説明する図である。 本実施の形態のホイールローダ１００におけるクラッチ制御処理の動作を示したフローチャートである。

以下、図１〜７を参照して、本発明に係る産業車両のクラッチ制御装置の一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るクラッチ制御装置が適用される産業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、作業機装置であるバケット１１２、タイヤ１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１、エンジン室１２２、タイヤ１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。アーム１１１はアームシリンダ１１４の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（ダンプまたはクラウド）する。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ（不図示）の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。

図２は、ホイールローダ１００の概略構成を示す図である。エンジン１の出力軸にはトルクコンバータ２（以下、トルコンと呼ぶ）の入力軸（図３の２１）が連結され、トルコン２の出力軸（図３の２２）はトランスミッション３に連結されている。トルコン２は周知のインペラ，タービン，ステータからなる流体クラッチであり、エンジン１の回転はトルコン２を介してトランスミッション３に伝達される。トランスミッション３は、後述するようにその速度段を１速〜４速に変速する液圧クラッチを有し、トルコン２の出力軸の回転はトランスミッション３で変速される。変速後の回転が、プロペラシャフト４，アクスル５を介してタイヤ１１３，１２３に伝達されて、ホイールローダが走行する。

アクスル５には、ホイールローダ１００を減速、停止させるためのブレーキ部５ａが設けられている。ブレーキ部５ａは、ブレーキバルブ３２を介してブレーキフルード（作動油）が供給されると、作動油の圧力に応じた制動力を発生させる。ブレーキバルブ３２は、作動油の油圧源３０から供給される圧油をスプリング３２ａの圧縮力に応じた圧力に減圧する減圧弁である。運転室１２１内に設けられたブレーキペダル３１がオペレータによって踏み込まれると、ブレーキペダル３１の踏み込み力に応じてスプリング３２ａが圧縮される。したがって、ブレーキバルブ３２は、作動油の油圧源３０から供給される圧油をブレーキペダル３１の踏み込み力に応じた圧力となるように減圧する。ブレーキバルブ３２は、スプリング３２ａの圧縮力（すなわちブレーキペダル３１の踏み込み力）が高くなるほど、高い圧力の作動油をブレーキ部５ａに供給するように、作動油の圧力を減圧する。３４は作動油タンクである。

なお、不図示の作業用油圧ポンプはエンジン１により駆動され、この油圧ポンプからの吐出油は不図示の方向制御弁を介して作業用アクチュエータ（例えばアームシリンダ１１４）に導かれる。方向制御弁は不図示の操作レバーの操作により駆動され、操作レバーの操作量に応じてアクチュエータを駆動できる。

トルコン２は入力トルクに対し出力トルクを増大させる機能、つまりトルク比を１以上とする機能を有する。トルク比は、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉと出力軸２２の回転数Ｎｔの比であるトルコン速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｉ）の増加に伴い小さくなる。たとえばエンジン回転数が一定状態で走行中に走行負荷が大きくなると、トルコン２の出力軸２２の回転数、つまり車速が減少し、トルコン速度比ｅが小さくなる。このとき、トルク比は増加するため、より大きな走行駆動力（牽引力）で車両走行可能となる。

ここで、トランスミッション３の構成について説明する。図３は、トランスミッション３の概略構成を示す図である。トランスミッション３は、複数のクラッチシャフトＳＨ１〜ＳＨ３、アウトプットシャフトＳＨ４、複数のギヤＧ１〜Ｇ１３、前進用の油圧クラッチ（前進クラッチ）１８、後進用の油圧クラッチ（後進クラッチ）１９、１〜４速用の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を備える。各油圧クラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４は、トランスミッション制御装置２０を介して供給される圧油（クラッチ圧）により係合または解放する。すなわち油圧クラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４に供給されるクラッチ圧が増加するとクラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４は係合し、クラッチ圧が減少すると解放する。

トルコン２の出力軸２２は、クラッチシャフトＳＨ１に連結され、アウトプットシャフトＳＨ４の両端部は、図２のプロペラシャフト４を介して車両前後のアクスル５に連結されている。図３では、前進クラッチ１８と１速用クラッチＣ１とが係合状態で、他のクラッチ１９，Ｃ２〜Ｃ４が解放状態にある。この場合には、ギヤＧ１とクラッチシャフトＳＨ１が一体になって回転するとともに、ギヤＧ６とクラッチシャフトＳＨ２が一体になって回転する。

このときエンジン１の出力トルクは、図３に太線で示すようにトルコン２の入力軸２１、出力軸２２、クラッチシャフトＳＨ１、前進クラッチ１８、ギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６、１速用クラッチＣ１、クラッチシャフトＳＨ２、ギヤＧ８，Ｇ１２を介してアウトプットシャフトＳＨ４に伝達される。これにより１速走行が可能となる。

１速から２速に変速する場合には、トランスミッション制御装置２０を介して供給されるクラッチ圧により１速用クラッチＣ１を解放し、２速用クラッチＣ２を係合する。これによりエンジン１の出力トルクは、トルコン２の入力軸２１、出力軸２２、クラッチシャフトＳＨ１、前進クラッチ１８、ギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ７、２速用クラッチＣ２、クラッチシャフトＳＨ２、ギヤＧ８，Ｇ１２を介してアウトプットシャフトＳＨ４に伝達され、２速走行が可能となる。１速から２速以外の変速、すなわち２速から３速、３速から４速、４速から３速、３速から２速、２速から１速への変速も同様にクラッチＣ１〜Ｃ４を制御することで行われる。

自動変速制御には、トルコン速度比ｅが所定値に達すると変速するトルコン速度比基準制御と、車速が所定値に達すると変速する車速基準制御の２つの方式がある。本実施の形態では、トルコン速度比基準制御によりトランスミッション３の速度段を制御する。

図４は、トルコン速度比ｅと速度段の関係を示す図である。走行負荷が低くなり、トルコン速度比ｅが増加してトルコン速度比ｅが所定値ｅｕ以上になると、速度段は１段シフトアップする。これによりトルコン速度比ｅがｅ１（ｅｄ＜ｅ１＜ｅｕ）となる。反対に走行負荷が高くなり、トルコン速度比ｅが低下してトルコン速度比ｅが所定値ｅｄ以下になると、速度段は１段シフトダウンする。これによりトルコン速度比ｅがｅ２（ｅｄ＜ｅ２＜ｅｕ）となる。所定値ｅｕ，ｅｄは、予めコントローラ１０に設定されている。

図２に示すコントローラ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントローラ１０には、アクセルペダル１２の操作量を検出するペダル操作量検出器１２ａと、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉを検出する回転数検出器１４と、トルコン２の出力軸２２の回転数Ｎｔを検出する回転数検出器１５と、トランスミッション３の出力軸の回転速度、つまり車速ｖを検出する車速検出器１６とが接続されている。コントローラ１０には、車両の前後進を指令する前後進切換スイッチ７と、１速〜４速の間で最大速度段を指令するシフトスイッチ８と、クラッチカットオフ（後述）を行うか否かを選択するクラッチカットオフ選択スイッチ９とが接続されている。また、コントローラ１０には、トランスミッション３における変速を自動で行うか手動で行うかを切り替える変速手段切替装置３５と、後述するように前後進用のクラッチ１８，１９をカットオフする際の条件を切り替えるクラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６とが接続されている。

コントローラ１０には、ブレーキペダル３１の操作量を検出するペダル操作量検出器３１ａと、ブレーキ部５ａに供給される作動油の圧力を検出する圧力センサ３３とが接続されている。コントローラ１０は、ペダル操作量検出器１２ａで検出したアクセルペダル１２の操作量に応じてエンジン１の回転速度（回転数）を制御する。

たとえば、ホイールローダ１００でダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、オペレータは、ダンプトラックへ接近する際にブレーキペダル３１を踏み込んでホイールローダ１００を減速させるが、バケット１１２を上方へ上げるためにアクセルペダル１２も踏み込んでエンジン１の回転数を高回転で維持するようにしている。コントローラ１０は、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、圧力センサ３３で検出した作動油の圧力（ブレーキ液圧Ｐｌｂ）が所定の値（ブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ）以上となるなどして、土砂等を積み込む作業を行う際に接近する対象物（たとえばダンプトラック）へ接近したと判断されると、前後進用のクラッチ１８，１９を解放（カットオフ）するための制御信号（カットオフ信号）をトランスミッション制御装置２０に出力する。トランスミッション制御装置２０では、カットオフ信号を受信すると、トランスミッション制御装置２０に設けられているクラッチカットオフ弁１７（図２）がクラッチ１８，１９のクラッチ圧を減少させる。これにより、クラッチ１８，１９が解放され、走行駆動力（以下、単に駆動力と呼ぶ）の伝達が遮断される。

上述のように、土砂等を積み込む作業を行う際に接近する対象物（以下、接近対象物と呼ぶ）へ接近したと判断されたときにクラッチ１８，１９を解放することをクラッチカットオフと呼んでいる。以下の説明では、接近対象物へ接近したか否かを判断するための条件を接近判定条件と呼ぶ。接近対象物へ接近したと判断されたときにクラッチカットオフを行うので、接近判定条件をクラッチカットオフ条件とも呼ぶ。接近判定条件（クラッチカットオフ条件）については後述する。なお、コントローラ１０は、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、接近判定条件が満たされてもカットオフ信号を出力しない。したがって、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、上述したクラッチカットオフは行われない。

図５は、土砂等をダンプトラックへ積み込む方法の１つであるＶシェープローディングについて示す図である。Ｖシェープローディングでは、まず、矢印ａで示すように、ホイールローダ１００を前進させて土砂等をすくい込み、その後、矢印ｂで示すように、ホイールローダ１００を一旦後退させる。そして、矢印ｃで示すように、ダンプトラックに向けてホイールローダ１００を前進させて、すくい込んだ土砂等をダンプトラックに積み込み、矢印ｄで示すように、ホイールローダ１００を元の位置に後退させる。

図５の矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際には、掘削時のように大きな駆動力が必要ではないため、オペレータは、シフトスイッチ８によって最大速度段を２段に設定するか、変速手段切替装置３５でトランスミッション３における変速を手動で行うように切り替えた上で、速度段を２速に固定するように設定している。

図６は、図５の矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際のホイールローダ１００の状態を説明する図である。説明の便宜上、接近対象物であるダンプトラックへ接近する（アプローチする）際の初期の段階であって、ホイールローダ１００を加速させる段階をアプローチ初期と呼ぶ。ダンプトラックへアプローチする際の中期の段階であって、ホイールローダ１００を減速し始めてからホイールローダ１００が停止するまでの段階をアプローチ中期と呼ぶ。ホイールローダ１００が停止してから、バケット１１２内の土砂等をダンプトラックに放土し終えるまでの段階をアプローチ後期と呼ぶ。

図６に示すように、アプローチ初期では、ホイールローダ１００を加速させるとともにバケット１１２を上昇させるため、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれる。アプローチ中期では、バケット１１２を上昇させるため、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれるが、ホイールローダ１００を減速させるためにブレーキペダル３１も徐々に踏み込まれる。アプローチ後期では、ホイールローダ１００を停止させておくためにブレーキペダル３１が最大限に踏み込まれる。クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、アプローチ中期のオペレータによるブレーキペダル３１の踏み込みによってなど、後述する接近判定条件が満たされると、上述したように、クラッチカットオフが行われる。

したがって、ダンプトラックへの接近時に駆動力の伝達が遮断されるので、駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させる必要がない。これにより、クラッチカットオフをせずに駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させたときと比べて、ブレーキ部５ａに対する負担を減らすことができ、ブレーキ部５ａの温度上昇を抑制し、ブレーキ部５ａの各部の消耗を抑制できる。また、エンジン１の回転数が高い状態を維持させつつホイールローダ１００を減速、停止させても、入力軸２１と出力軸２２の回転数比であるトルコン速度比ｅがほぼ１の状態であり、エンジン１からトルコン２への入力トルクが非常に小さいので、トルコン２における動力損失を低減して、燃料消費量を低減できる。

しかし、クラッチカットオフのタイミングが適切でない場合には、クラッチカットオフによって駆動力の伝達が突然遮断されることとなるので、ホイールローダ１００の駆動力が急激に減少してホイールローダ１００のピッチングを誘発する恐れがある。土砂等を積み込む作業を行う場合などには、バケット１１２の位置が高いため、ピッチングがより大きくなる傾向にある。そのため、ピッチングを嫌うオペレータが、従来のホイールローダにてダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９を選択して、上述したクラッチカットオフが行われないようにしていることがある。

この場合には、上述したようなピッチングを誘発する恐れはないが、ブレーキ部５ａの各部の消耗や、トルコン２における動力損失の増大を招くこととなる。そこで、本実施の形態のホイールローダ１００では、接近判定条件を以下に述べるような条件に設定することで、クラッチカットオフのタイミングが適切となるようにしている。

−−−接近判定条件（クラッチカットオフ条件）−−−
本実施の形態では、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第１段階に設定されている場合には、コントローラ１０は、次の２つの条件（ａ）および（ｂ）のいずれか一方を満たしたと判断すると、カットオフ信号をトランスミッション制御装置２０に出力する。
（ａ） 圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１以上となり、かつ、トルコン速度比ｅが第１の閾値ｅｓ１以下となったとき。
（ｂ） 圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２以上となったとき。
なお、トルコン速度比ｅは、回転数検出器１４，１５で検出したトルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉおよび出力軸２２の回転数Ｎｔから算出される。

ここで、第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１は、たとえば、平地における土砂等を積み込む作業などで、速度段が２速に設定されていて接近対象物へ接近した際に、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれていても、走行駆動力に抗して車速をたとえば７〜８ｋｍ／ｈ程度にまで落とすことができる程度の制動力を発生させるブレーキ液圧Ｐｌｂに相当する値とする。すなわち、第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１は、たとえば、上述したアプローチ中期におけるブレーキの掛け始めの弱い制動力を発生させるブレーキ液圧Ｐｌｂに相当する。

第１の閾値ｅｓ１は、たとえば、平地における土砂等を積み込む作業などで、速度段が２速に設定されていて接近対象物へ接近した際に、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれていてもブレーキが掛けられることで車速がたとえば７〜８ｋｍ／ｈ程度にまで落ちたときのトルコン速度比ｅに相当する値とする。すなわち、第１の閾値ｅｓ１は、たとえば、上述したアプローチ中期においてブレーキが掛けられて車速が７〜８ｋｍ／ｈ程度にまで落ちたときのトルコン速度比ｅに相当する。第１の閾値ｅｓ１として、たとえば、０．６程度に設定される。なお、第１の閾値ｅｓ１としての最適値は、トルコン２の容量やブレーキの性能、車重等で変わるので、第１の閾値ｅｓ１は０．６でなくてもよい。

第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２は、たとえば、平地における土砂等を積み込む作業などで、速度段が２速に設定されていて接近対象物へ接近した際に、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれているとホイールローダ１００が完全に停止せずに、走行駆動力に抗して車速をたとえば２〜３ｋｍ／ｈ程度にまで落として維持できる程度の制動力を発生させるブレーキ液圧Ｐｌｂに相当する値とする。換言すると、第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２は、第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１よりも高く、急ブレーキとなりうる制動力を発生させるブレーキ液圧Ｐｌｂに相当する値であり、一般的な脚力を有するオペレータが力一杯ブレーキペダル３１を踏み込んだときに発生するブレーキ液圧Ｐｌｂの半分程度の値とする。第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２は、アプローチ中期の最終段階（ホイールローダ１００の停止直前）における制動力に対応するブレーキ液圧Ｐｌｂである。

クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第１段階に設定されている際の接近判定条件を上述のように設定することで、上述したアプローチ中期にアクセルペダル１２が最大限に踏み込まれている状態で、ブレーキが掛けられて車速がたとえば７〜８ｋｍ／ｈ程度に低下すると、上述した（ａ）の条件が満たされて、クラッチカットオフが行われる。また、強めのブレーキが掛けられて、ブレーキ液圧Ｐｌｂが第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２以上となると、車速が７〜８ｋｍ／ｈ程度にまで低下していなくても、上述した（ｂ）の条件が満たされて、クラッチカットオフが行われる。

上述した（ａ）の条件では、アプローチ中期においてブレーキが掛けられて、ある程度まで車速が落ちたところでクラッチカットオフが行われるようになるので、クラッチカットオフのタイミングが適切となり、ホイールローダ１００のピッチングを抑制できる。また、上述した（ｂ）の条件では、強めのブレーキが掛けられると車速に関わらずクラッチカットオフが行われるようになるが、制動力が比較的強い状態でクラッチカットオフが行われることとなるため、ホイールローダ１００のピッチングを抑制できる。

−−−急勾配の傾斜路を上る場合−−−
たとえば、ホッパへの投入作業のように、急勾配（たとえば傾斜角度が２０度程度）の傾斜路を上りながら投入作業などを行う場合には、ホイールローダ１００の自重がホイールローダ１００が下がる方向（後退する方向）への走行負荷として作用するため、平地と同じ条件でクラッチカットオフを行うとクラッチカットオフのタイミングが早過ぎる。クラッチカットオフのタイミングが早過ぎる場合、制動力が十分ではない状態でクラッチカットオフによって走行駆動力が断たれてしまうため、ホイールローダ１００がそれまでとは逆に傾斜路を下降し始めてしまう。この場合、オペレータがさらにブレーキペダルを踏み込んでホイールローダ１００を停止させようとするので、ホイールローダ１００が急停止して、上述したようなピッチングを誘発する恐れがある。

そこで、本実施の形態では、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第２段階に設定されている場合には、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第１段階に設定されている場合と比べて、クラッチカットオフのタイミングが遅れるように（クラッチカットオフが行われ難くなるように）接近判定条件を定めている。具体的には、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第２段階に設定されている場合には、コントローラ１０は、次の２つの条件（ｃ）および（ｄ）のいずれか一方を満たしたと判断すると、カットオフ信号をトランスミッション制御装置２０に出力する。
（ｃ） 圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第３のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ３以上となり、かつ、トルコン速度比ｅが第２の閾値ｅｓ２以下となったとき。
（ｄ） 圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第４のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ４以上となったとき。

ここで、第３のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ３は、たとえば、傾斜角度が２０度程度の傾斜路でクラッチ１８，１９が解放されてもホイールローダ１００が傾斜路を下がらない程度に制動力を発生させるブレーキ液圧Ｐｌｂに相当する値とする。すなわち、第３のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ３は、たとえば、ホッパへの投入作業などで、傾斜角度が２０度程度の傾斜路でクラッチカットオフが行われても、ホイールローダ１００が傾斜路を下がらないようにするためにさらにブレーキペダルを踏み増す必要がない程度に制動力を発生させるブレーキ液圧Ｐｌｂに相当する値とする。第３のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ３は、第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１よりも高く、第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２よりも低い値となる。

第２の閾値ｅｓ２は、たとえば、傾斜角度が２０度程度の傾斜路で、速度段が１速に設定されていて接近対象物へ接近した際に、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれていてもブレーキが掛けられることで車速がたとえば１〜２ｋｍ／ｈ程度にまで落ちたときのトルコン速度比ｅに相当する値とする。第２の閾値ｅｓ２として、たとえば、０．３程度に設定される。なお、第２の閾値ｅｓ２としての最適値は、トルコン２の容量やブレーキの性能、車重等で変わるので、第２の閾値ｅｓ２は０．３でなくてもよい。

第４のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ４は、たとえば、オペレータが力一杯ブレーキペダル３１を踏み込んだときには必ずクラッチカットオフがされるように、たとえば、一般的な脚力を有するオペレータが力一杯ブレーキペダル３１を踏み込んだときに発生するブレーキ液圧Ｐｌｂのたとえば８０〜９０％程度の値とする。第４のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ４は、第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２よりも高い値となる。

クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第２段階に設定されている際の接近判定条件を上述のように設定することで、たとえば、傾斜角度が２０度程度の傾斜路を上がってホッパに土砂等を投入する際に、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれている状態で、ブレーキが掛けられて車速がたとえば１〜２ｋｍ／ｈ程度に低下すると、上述した（ｃ）の条件が満たされて、クラッチカットオフが行われる。また、ブレーキペダル３１が強く踏み込まれて、ブレーキ液圧Ｐｌｂが第４のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ４以上となると、車速が１〜２ｋｍ／ｈ程度にまで低下していなくても、上述した（ｄ）の条件が満たされて、クラッチカットオフが行われる。

上述した（ｃ）の条件では、車速が１〜２ｋｍ／ｈ程度にまで低下し、かつ、傾斜角度が２０度程度の傾斜路でクラッチ１８，１９が解放されてもホイールローダ１００が傾斜路を下がらない程度に制動力を発生していないとクラッチカットオフが行われない。したがって、クラッチカットオフが行われてもホイールローダ１００が傾斜路を下降し始めてしまうことがなく、上述したように、オペレータがさらにブレーキペダルを踏み込んでホイールローダ１００を停止させる必要がなく、ホイールローダ１００が急停止して、上述したようなピッチングを誘発する恐れがない。また、上述した（ｄ）の条件では、強くブレーキが掛けられると車速に関わらずクラッチカットオフが行われるようになるが、制動力が強い状態でクラッチカットオフが行われることとなるため、ホイールローダ１００のピッチングを抑制できる。

−−−急勾配の傾斜路を下る場合−−−
急勾配（たとえば傾斜角度が２０度程度）の傾斜路を下りながら土砂等の投入作業などを行う場合には、ホイールローダ１００の自重がホイールローダ１００が下がる方向（前進する方向）への走行させようとする力として作用する。そのため、平地よりも制動力を要するためブレーキの踏み込み量が多くなり、平地と同じ条件でクラッチカットオフを行うとクラッチカットオフのタイミングが早過ぎる。そこで、クラッチカットオフのタイミングが平地の場合と略同様にするには、クラッチカットオフを行う条件としてのブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓを第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１よりも大きな値とする必要がある。

上述のように、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第２段階に設定されている場合には、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第１段階に設定されている場合と比べて、クラッチカットオフのタイミングが遅れるように（クラッチカットオフが行われ難くなるように）接近判定条件を定めている。そこで、急勾配の傾斜路を下る場合には、オペレータがクラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６を第２段階に設定すればよく、これにより、クラッチカットオフのタイミングを平地におけるクラッチカットオフのタイミングに近づけることができる。

−−−フローチャート−−−
図７は、本実施の形態のホイールローダ１００におけるクラッチ制御処理の動作を示したフローチャートである。ホイールローダ１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図７に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ１０で繰り返し実行される。ステップＳ１において、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂの情報、および、回転数検出器１４，１５で検出されたトルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉおよび出力軸２２の回転数Ｎｔの情報を取得して、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されているか否かを判断する。

ステップＳ３が肯定判断されると、すなわち、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されていると判断されるとステップＳ５へ進み、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第１段階に設定されているか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されると、すなわち、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第１段階に設定されていると判断されるとステップＳ７へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２以上であるか否かを判断する。ステップＳ７が否定判断されるとステップＳ９へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１以上であるか否かを判断する。

ステップＳ９が肯定判断されるとステップＳ１１へ進み、ステップＳ１で取得したトルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉおよび出力軸２２の回転数Ｎｔからトルコン速度比ｅを算出し、算出したトルコン速度比ｅが第１の閾値ｅｓ１以下であるか否かを判断する。ステップＳ１１が肯定判断されるとステップＳ１３へ進み、上述したカットオフ信号をトランスミッション制御装置２０に出力してリターンする。

ステップＳ７が肯定判断されるとステップＳ１３へ進む。

ステップＳ５が否定判断されると、すなわち、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第２段階に設定されていると判断されるとステップＳ１７へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが第４のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ４以上であるか否かを判断する。ステップＳ１７が否定判断されるとステップＳ１９へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが第３のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ３以上であるか否かを判断する。

ステップＳ１９が肯定判断されるとステップＳ２１へ進み、ステップＳ１で取得したトルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉおよび出力軸２２の回転数Ｎｔからトルコン速度比ｅを算出し、算出したトルコン速度比ｅが第２の閾値ｅｓ２以下であるか否かを判断する。ステップＳ２１が肯定判断されるとステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１７が肯定判断されるとステップＳ１３へ進む。

ステップＳ３が否定判断されるか、ステップＳ９が否定判断されるか、ステップＳ１１が否定判断されるか、ステップＳ１９が否定判断されるか、ステップＳ２１が否定判断されると、リターンする。

本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１） クラッチカットオフを行うようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合に、上述した接近判定条件を満たすと、クラッチカットオフを行うように構成した。これにより、ホイールローダ１００の作業状態に応じてクラッチカットオフのタイミングを適切にできるので、ホイールローダ１００の動きが滑らかになる。

（２） クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第１段階に設定されている場合には、圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１以上となり、かつ、トルコン速度比ｅが第１の閾値ｅｓ１以下となったときにクラッチカットオフを行うように構成した。また、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第２段階に設定されている場合には、圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第３のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ３以上となり、かつ、トルコン速度比ｅが第２の閾値ｅｓ２以下となったときにクラッチカットオフを行うように構成した。これにより、クラッチカットオフを行うタイミングをブレーキの作動状態だけではなく、ホイールローダ１００の走行状態等も含めて判断するので、ホイールローダ１００の走行状態等が変化してもクラッチカットオフのタイミングを適切にでき、ホイールローダ１００の動きが滑らかになる。

（３） クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第１段階に設定されている場合には、トルコン速度比ｅに関わらず、圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第２のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ２以上となったときにクラッチカットオフを行うように構成した。また、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６が第２段階に設定されている場合には、トルコン速度比ｅに関わらず、圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第４のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ４以上となったときクラッチカットオフを行うように構成した。これにより、たとえば、ダンプトラックに土砂等を積み込む作業などを行う場合に、ホイールローダ１００を完全に停止させるべく強めにブレーキが掛けられると、ホイールローダ１００の走行状態（トルコン速度比ｅ）に関わらずクラッチカットオフが行われることとなる。したがって、クラッチカットオフをせずに駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させたときと比べて、ブレーキ部５ａに対する負担を減らすことができ、ブレーキ部５ａの温度上昇を抑制し、ブレーキ部５ａの各部の消耗を抑制できる。

（４） クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６によって第１段階または第２段階のいずれか一方をオペレータが選択可能に構成した。これにより、作業を行う道路の傾斜等に応じて、クラッチカットオフを行うタイミングをオペレータが適切に設定できる。また、クラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ３６による設定の選択肢を第１段階および第２段階の２つにしたことで、選択肢をより多くした場合と比べて、オペレータがどの選択肢を選択すればよいかを考える負担を軽減できるとともに、選択肢の切り替え回数を低減してオペレータの操作負担を軽減できる。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、接近判定条件として、トルコン速度比ｅを考慮するようにしているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、トルコン速度比ｅに代えて、ホイールローダ１００の車速を考慮するようにしてもよい。この場合、たとえば、上記条件（ａ）は、「圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第１のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ１以上となり、かつ、車速が第１の閾値Ｖｓ１以下となったとき」としてもよい。また、たとえば、上記条件（ｃ）は、「圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂが第３のブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ３以上となり、かつ、車速が第２の閾値Ｖｓ２以下となったとき」としてもよい。ここで、たとえば、第１の閾値Ｖｓ１を７〜８ｋｍ／ｈ程度としてもよい。また、たとえば、第２の閾値Ｖｓ２を１〜２ｋｍ／ｈ程度としてもよい。

（２） 上述の説明では、接近判定条件として、ブレーキ液圧Ｐｌｂを考慮するようにしているが、本発明はこれに限定されない。ブレーキ液圧Ｐｌｂに代えて、たとえばペダル操作量検出器３１ａで検出したブレーキペダル３１の操作量（ペダルストロークまたはペダル角度）や、不図示の検出器で検出するブレーキペダル３１の踏み込み力を接近判定条件として考慮するようにしてもよい。すなわち、ブレーキの作動状態（制動力の大きさ）を直接的にもしくは間接的に検出できるパラメータであれば、接近判定条件として考慮するパラメータはブレーキ液圧Ｐｌｂに限られない。

（３） 上述の説明では、クラッチカットオフを行う場合には、前後進用のクラッチ１８，１９をカットオフするためのカットオフ信号をコントローラ１０がトランスミッション制御装置２０に出力するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、クラッチカットオフを行う時点で係合している方のクラッチのみをカットオフするようにカットオフ信号をコントローラ１０がトランスミッション制御装置２０に出力するように構成してもよい。すなわち、ホイールローダ１００が前進しているときにクラッチカットオフを行う場合には、前進用のクラッチ１８だけをカットオフするようにカットオフ信号をコントローラ１０がトランスミッション制御装置２０に出力するように構成してもよい。

（４） 上述の説明では、トランスミッション３における選択可能な速度段の段数は４段であったが、本発明はこれに限定されず、３段でもよく、５段以上であってもよい。また上述の説明では、作業車両の一例としてホイールローダ１００を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、フォークリフト等、他の作業車両であってもよい。
（５） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、産業車両が接近対象物へ接近したか否かを判断する接近判断手段と、接近判断手段で産業車両が接近対象物へ接近したと判断すると、前進クラッチを解放するように前進クラッチの係合／解放を制御するクラッチ制御手段とを備えることを特徴とする各種構造の産業車両のクラッチ制御装置を含むものである。

１ エンジン ２ トルクコンバータ
３ トランスミッション ５ａ ブレーキ部
９ クラッチカットオフ選択スイッチ １０ コントローラ
１２ アクセルペダル １６ 車速検出器
１７ クラッチカットオフ弁 １８ 前進クラッチ
２０ トランスミッション制御装置 ３１ ブレーキペダル
３３ 圧力センサ
３６ ラッチカットオフ作動段階切り替えスイッチ
１００ ホイールローダ １１１ アーム
１１２ バケット

Claims (5)

1. 産業車両が接近対象物へ接近したか否かを判断する接近判断手段と、
   前記接近判断手段で前記産業車両が接近対象物へ接近したと判断すると、前進クラッチを解放するように前記前進クラッチの係合／解放を制御するクラッチ制御手段とを備えることを特徴とする産業車両のクラッチ制御装置。
2. 請求項１に記載の産業車両のクラッチ制御装置において、
   前記接近判断手段は、トランスミッションにエンジンの動力を伝達するトルクコンバータの速度比が所定の速度比以下および前記産業車両の走行速度が所定の速度以下のいずれかの条件と、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上である条件が成立した場合に、前記産業車両が接近対象物へ接近したと判断することを特徴とする産業車両のクラッチ制御装置。
3. 請求項１に記載の産業車両のクラッチ制御装置において、
   前記接近判断手段は、前記産業車両の制動力が、前記接近対象物へ接近する際の前記産業車両の走行駆動力に抗して前記産業車両の走行速度が所定の速度以下となるような所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両が接近対象物へ接近したと判断することを特徴とする産業車両のクラッチ制御装置。
4. 請求項２に記載の産業車両のクラッチ制御装置において、
   前記所定の制動力が第１の制動力であるか、前記第１の制動力より大きな第２の制動力であるのかをユーザに選択させるための選択手段をさらに備え、
   前記クラッチ制御手段は、前記選択手段で前記所定の制動力が前記第２の制動力であると選択されると、前記選択手段で前記所定の制動力が前記第１の制動力であると選択された場合と比べて、前進クラッチが解放し難くなるように前記前進クラッチの係合／解放を制御することを特徴とする産業車両のクラッチ制御装置。
5. 請求項３に記載の産業車両のクラッチ制御装置において、
   前記所定の制動力が第３の制動力であるか、前記第３の制動力より大きな第４の制動力であるのかをユーザに選択させるための選択手段をさらに備え、
   前記クラッチ制御手段は、前記選択手段で前記所定の制動力が前記第４の制動力であると選択されると、前記選択手段で前記所定の制動力が前記第２の制動力であると選択された場合と比べて、前進クラッチが解放し難くなるように前記前進クラッチの係合／解放を制御することを特徴とする産業車両のクラッチ制御装置。

Images