JP2014013056A

JP2014013056A - 作業車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP2014013056A
Application number: JP2012150373A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kamata; 稔鎌田
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: JP6002899B2

Abstract

【課題】作業車両の走行制御装置において、ユーザの要望に応じた作業車両の発進性能を提供しやすくすることである。
【解決手段】走行制御装置６９は、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６を有する油圧式無段変速装置であるＨＳＴ２６と、加速操作子であるアクセルペダル１８の位置を検出する操作子センサであるペダルセンサ６６と、アクセルペダル１８の位置から油圧ポンプ３４の容量を変化させる制御部６０とを含む。制御部６０は、発進初期時の油圧モータ３６の容量を常に可変容量範囲のうちの最大容量とするように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含む油圧式無段変速装置と、制御部とを備える作業車両の走行制御装置に関する。

従来から農用トラクタ、芝刈り機、ホイールローダ等の作業車両に、エンジンと、静油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）とを搭載し、無段変速装置は、油圧ポンプと、油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含む構成が知られている。この構成では、油圧ポンプはエンジンにより駆動され、油圧モータの回転軸の動力が歯車装置等で変速されつつ車両の車輪に伝達される。また、油圧ポンプは斜板式の可変容量型であり、斜板の角度を変更し、油圧ポンプの吐出量を増大させることで固定容量型の油圧モータの回転軸の回転速度を上昇可能とする。

特許文献１には、油圧ポンプと油圧モータとにより一体的に構成され、油圧ポンプ及び油圧モータの容量をそれぞれ連続的に調節可能とした油圧式無段変速装置が記載されている。油圧ポンプ及び油圧モータのそれぞれの側方に設けられたサーボ機構によりそれぞれの可動斜板の斜板角を回動可能としている。サーボ機構の変速操作アームの回動は、リンク機構、操作レバー等を介してマニュアルで操作するか、油圧ピストンを用いて行っている。

特許文献２には、油圧ポンプと油圧モータとを含み、油圧ポンプ及び油圧モータの一方または両方を可動斜板式の可変容積型とした油圧式無段変速装置が記載されている。この装置では、可動斜板の斜板角度を制御する油圧サーボ機構を構成し、可動斜板を傾転させるピンを減速側に移動させるアクチュエータを有し、油圧ポンプと油圧モータとを接続する閉回路のメイン油路の圧油をアクチュエータに導く負荷制御機構が設けられている。油圧モータは、停止時において最大斜板角度で保持され、走行するにしたがって斜板角度が小さくなる。また、負荷制御機構によって斜板角度を小さくする方向に制御している。

特開２００１−７１７６９号公報特開２００６−６４０１１号公報

上記の無段変速装置を搭載する作業車両の加速時において、加速操作子であるアクセルペダルが操作されると、アクセルペダルの操作に連動して油圧ポンプの可動斜板の傾斜角度が大きくなり、油圧モータの回転速度が上昇する。このため、油圧モータの回転軸に歯車機構等を介して動力伝達可能に連結される車輪の回転速度が上昇し、車両が加速する。この場合、ユーザによっては、車両の発進時にアクセルペダルの操作にかかわらず急激な加速による衝撃感が生じないようにしたいと望む場合がある。また、作業機を使用した作業状態と、作業機を使用しない通常走行状態とで発進性能を変えたいと望む場合もある。例えば作業車両が農用トラクタである場合に耕うん機等の作業機で地面を作業しながら発進する場合に車両が急発進すると、畑荒れ等、地面が好ましくない状態になるのを防止したいと望む場合がある。特許文献１，２には、ユーザの要望に応じた発進性能を提供しやすくする手段は開示されていない。例えば、特許文献２には、ＨＳＴを構成する油圧モータが停止時に最大斜板角度で保持され、走行するのにしたがって斜板角度が小さくなることは記載されているが、どのような条件でこのような動作を行うのかは開示されていない。

本発明に係る作業車両の走行制御装置の目的は、ユーザの要望に応じた作業車両の発進性能を提供しやすくすることである。

本発明に係る第１の作業車両の走行制御装置は、エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、加速操作子の位置を検出する操作子センサと、前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、前記制御部は、発進初期時の前記油圧モータの容量を常に可変容量範囲のうちの最大容量とすることを特徴とする作業車両の走行制御装置である。

本発明に係る第２の作業車両の走行制御装置は、エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、加速操作子の位置を検出する操作子センサと、前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、前記制御部は、作業機が駆動されていると判定された場合に発進初期時の前記油圧モータの容量を可変容量範囲のうちの最大容量とし、前記作業機が駆動されていないと判定され、かつ予め設定した特別条件が成立した場合に発進初期時の前記油圧モータの容量を前記可変容量範囲のうちの最小容量とすることを特徴とする作業車両の走行制御装置である。

本発明に係る作業車両の走行制御装置によれば、ユーザの要望に応じた作業車両の発進性能を提供しやすくなる。例えば第１の作業車両の走行制御装置によれば、作業車両に搭載した場合に作業機の作業状態等にかかわらず発進初期時の油圧モータの容量を常に最大容量とするので、加速操作子の操作が急でも滑らかな発進性能が得られる。このため、ユーザが常に滑らかな発進性能を望む場合にこの要望に応じた性能を提供できる。また、第２の作業車両の走行制御装置によれば、作業機が駆動されている場合に加速操作子の操作が急でも滑らかな発進性能を得られ、作業機が駆動されていない場合には加速操作子の操作に対して車速が上昇する程度を高くして俊敏な発進性能を得られる。このため、ユーザが作業状態では滑らかな発進性能を望み、非作業状態で俊敏な発進性能を望む場合にこの要望に応じた性能を提供できる。

本発明に係る第１実施形態の走行制御装置を搭載する作業車両の全体構成を示す概略図である。本発明に係る第１実施形態の走行制御装置で制御される無段変速装置の油圧制御回路及び制御部を示す図である。図２の走行制御装置の構成を示すブロック図である。本発明に係る第１実施形態において、発進時の油圧ポンプ及び油圧モータの容量を、作業走行時と通常走行時とで比較して示す図である。本発明に係る第２実施形態において、発進時の油圧ポンプ及び油圧モータの容量を、作業走行時と通常走行時とで比較して示す図である。本発明に係る第２実施形態の別例において、１つの負荷条件で規定される効率マップを示す図である。

［第１実施形態］
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図４は、本発明に係る第１実施形態を示す図である。図１は、本実施形態の作業車両の走行制御装置を搭載する作業車両の全体構成を示す概略図である。本実施形態の走行制御装置を搭載する作業車両は、例えば農作業を行う農用トラクタ、芝刈り作業を行う芝刈車両、土木作業を行うホイールローダ等とすることができる。

図１に示すように作業車両１０は、図示しない車両フレームと、車両フレームにそれぞれ支持されたエンジン１２、左右２つの車輪である図示しない前輪、及び左右２つの車輪である後輪１４(図１では１つのみ図示する。)と、耕うん機、芝刈り機等の作業機（図示せず）とを備える。また、車両フレームに動力伝達部である動力伝達装置１６が支持され、エンジン１２の回転力が油圧力に変換された後、再び回転力に変換されてから各前輪と各後輪１４とに伝達される。作業車両１０に設けられた図示しない運転席の前側に加速操作子であるアクセルペダル１８(図２)と制動操作子であるブレーキペダル(図示せず)とが設けられている。

図２は、本実施形態の走行制御装置で制御される無段変速装置の油圧制御回路及び制御部を示す図である。図２では、アクセルペダル１８を２つ示しているが、これは位置の違いを示すためのもので、実際には１つが設けられている。アクセルペダル１８は踏み込むことで加速が指示され、ブレーキペダルは踏み込むことで制動が指示される。

アクセルペダル１８は、踏み込みがされないときに非操作となる。また、運転席の周辺部に前後進切替レバー２２及び副変速レバー２４が、それぞれ車両の前後方向の揺動可能に設けられている。前後進切替レバー２２を前側に倒すことで前進が指示され、後側に倒すことで後進が指示され、直立状態で中立状態が指示される。また、副変速レバー２４を前側に倒すことで作業機が作業位置に降下して駆動される作業モードが指示され、後側に倒すことで作業機が上昇して駆動が停止される非作業の通常走行モードが指示される。

図１に戻って、動力伝達装置１６は、エンジン１２と前輪及び後輪１４との間に介在される静油圧式無段変速装置(以下、「ＨＳＴ」という。)２６と、歯車機構２８，３０と差動機構３２とを含む。ＨＳＴ２６は、ケース内に設けられ、流体的に接続された油圧ポンプ３４と油圧モータ３６とを含む。油圧ポンプ３４の回転軸はエンジン１２の回転軸に連結され、エンジン１２により駆動される。油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６は、それぞれ可動斜板３８，４０を有し、容量が連続的に変化する連続容量可変式である。すなわち、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６は閉回路を構成しており、油圧ポンプ３４の第１ポートＰ１と油圧モータ３６の第１ポートＭ１とは第１油路Ｓ１により接続され、油圧ポンプ３４の第２ポートＰ２と油圧モータ３６の第２ポートＭ２とは第２油路Ｓ２により接続される。ＨＳＴ２６は、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６により静油圧伝動を行う。油圧モータ３６及び油圧ポンプ３４では、可動斜板３８，４０の傾斜角が変更されることによりそれぞれの容量が連続的に変更可能である。

エンジン１２に補助ポンプ４２が動力伝達可能に連結されている。油圧ポンプ３４の回転軸が駆動することにより、第１ポートＰ１及び第２ポートＰ２の一方のポートから加圧された作動油が吐出され、他方のポートから作動油が吸入される。油圧ポンプ３４の可動斜板３８は斜板操作軸である操作ピン５２(図２)が移動されることにより可動斜板３８の向き及び角度が変更可能である。可動斜板３８の向きや角度により油圧ポンプ３４の吐出側及び吸入側が決定され、吐出容量も決定される。

油圧モータ３６のモータ軸４４の動力は、歯車機構２８及びクラッチを介して２つの前輪を駆動する車軸に伝達可能とされている。しかも油圧モータ３６のモータ軸４４の動力は、差動機構３２及び遊星歯車機構４６を介して左右の後輪１４に伝達可能とされている。すなわちモータ軸４４は、動力伝達装置１６を介して２つの前輪及び２つの後輪１４に作動的に連結されている。また、エンジン１２の駆動軸の動力は別のクラッチ及び別の歯車機構３０を介して作業機の回転軸に伝達可能とされている。

図２に示すように、ＨＳＴ２６のケース内に、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６のそれぞれに対応する２つの油圧式のサーボ機構４８が設けられている。各サーボ機構４８は、シリンダ内部に摺動可能に設けられたサーボピストンと、サーボピストン内に摺動可能に設けられたスプールとを含む。サーボピストンに可動斜板駆動用の操作ピン５２が係合されており、スリーブにアーム部材５４が係合されている。アーム部材５４は、中立位置保持機構５６を構成するバネの付勢力により中立位置に保持されている。中立位置保持機構５６は、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６のそれぞれに対応して２つ設けられている。アーム部材５４の両側の圧力室のうち、ソレノイド式の方向制御弁５８で選択されたいずれかの圧力室に補助ポンプ４２から加圧された作動油が導入される。このため、アーム部材５４がいずれかの方向へ駆動され、サーボ機構４８のスプールが移動する。スプールの移動によりサーボピストン内の油路とスリーブ内の油路との接続状態が切り替わり、サーボピストン両側の圧力室の補助ポンプ４２からの作動油導入側と、油溜まりへの作動油排出側とが切り替わる。このため、油圧ポンプ３４または油圧モータ３６の可動斜板３８，４０がいずれかの方向に傾斜する。可動斜板３８，４０の傾斜方向及び傾斜量は、制御部６０から方向制御弁５８に入力される制御信号に応じて決定される。

制御部６０は、ＣＰＵや、メモリ等の記憶部を有するマイクロコンピュータを含む。制御部６０には、複数の操作子センサから検出信号が入力される。すなわち、副変速レバー２４の位置は、操作子センサであるレバーセンサ６２により検出される。前後進切替レバー２２の位置は、操作子センサである第２レバーセンサ６４により検出される。アクセルペダル１８の位置は、操作子センサであるペダルセンサ６６により検出される。アクセルペダル１８が踏み込みされると、アクセルペダル１８の周辺部に設けられたペダルセンサ６６が、アクセルペダル１８の踏み込み量、すなわち操作量を検出する。

また、図示しないブレーキペダルの操作位置は、図示しない別のペダルセンサにより検出される。各センサ６２，６４，６６の検出信号は制御部６０に入力される。本実施形態の走行制御装置６９は、上記のＨＳＴ２６と、制御部６０と、各センサ６２，６４，６６とを含む。また、走行制御装置６９は、メインスイッチであるエンジンキースイッチ７６と、傾斜センサ７８と、車速検出部である車速センサ８０とを含んでいる。エンジンキースイッチ７６は、キーを差し込んだ状態で回してエンジン１２を始動させるためのものである。エンジンキースイッチ７６がオンされると、図示しないバッテリから制御部６０が通電された状態で、制御部６０がエンジン１２の始動モータに始動信号を出力する。

傾斜センサ７８は、車両が位置する地面の傾斜角度を、水平面に対する現在の車両の傾斜角度から検出し、検出信号を制御部６０に出力する。また、制御部６０は、レバーセンサ６２の検出信号から作業モードが指示されていると判定した場合に、エンジン１２と図示しない作業機との間に設けられたクラッチを接続し、作業機を駆動する。この場合に作業機が地面に接するように、制御部６０が図示しない昇降装置を制御して作業機を降下させることができる。車速センサ８０は、車両の車速を検出し、検出信号を制御部６０に出力する。

図３に示すように、制御部６０は、油圧ポンプ容量制御部７０と、油圧モータ容量制御部７２と、記憶部７４とを含んでいる。記憶部７４には、後述する制御を行うためのプログラムを予め記憶させておくことができる。油圧ポンプ容量制御部７０は、ペダルセンサ６６で検出されたアクセルペダル１８の位置から油圧ポンプ３４の容量を変化させる。油圧ポンプ容量制御部７０は、前後進切替レバー２２(図２)の位置が前進側（Ｆ側）である場合に、図２の油圧ポンプ３４の可動斜板をＮからＦへ、すなわち前進側の傾斜角度が大きくなるように傾斜させる。油圧ポンプ容量制御部７０は、方向制御弁５８に制御信号を出力する。この出力により、アクセルペダル１８の位置が図２で「最高速」で示される最大踏み込み位置に近くなるのにしたがって油圧ポンプ３４の容量を大きくし、図２で「停止」で示される非操作位置に近くなるのにしたがって油圧ポンプ３４の容量を小さくする。方向制御弁５８によるアーム部材５４の移動により、サーボ機構４８及び操作ピン５２を介して可動斜板３８の傾斜角度が決定される。油圧モータ３６の容量が一定であれば、油圧ポンプ３４の容量が大きくなるほど油圧モータ３６のモータ軸４４(図１)の回転速度は上昇し、前輪及び後輪１４の回転速度も上昇する。なお、本実施形態では、油圧モータ３６の動力を前輪及び後輪１４に伝達する４輪駆動型としているが、油圧モータ３６の動力を前輪のみ、または後輪１４のみに伝達する２輪駆動型とすることもできる。

図２において、前後進切替レバー２２の位置が後進側（Ｒ側）である場合には、油圧ポンプ容量制御部７０は、油圧ポンプ３４の可動斜板をＮからＲへ、すなわち後進側の傾斜角度が大きくなるように傾斜させる。また、作業車両１０(図１)にはステアリングホイール等の図示しない旋回操作子が設けられており、旋回操作子の操作位置に応じて機械式または電気式に連結された前輪を操舵可能としている。

油圧モータ容量制御部７２(図３)は、作業機を駆動する作業走行を行うか、または作業機を駆動しない非作業の通常走行を行うかで、車両の発進時の油圧モータ３６の容量制御を切り換えている。図４は、本実施形態において、発進時の油圧ポンプ及び油圧モータの容量を、作業走行時と通常走行時とで比較して示す図である。なお、以下では、図１から図３に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。図４では「通常走行」を（所定傾斜未満）と、（所定傾斜以上）とで分けて示しているが、これは、車両が位置する地面の傾斜角度に応じて制御を分けるためである。まず、作業走行時には、発進時に油圧モータ３６の容量を、可変容量範囲のうちの最大容量に維持、すなわち最大固定としている。また、地面が所定傾斜未満の通常走行の発進時には、油圧モータ３６の容量を最大とし、車両の加速にしたがって最小容量に向かうように変化させる。また、地面が所定傾斜以上の通常走行の発進時には、油圧モータ３６の容量を最大に維持、すなわち最大固定か、または車両の加速にしたがって最小容量に向かうように変化させる。

図４の作業走行時及び通常走行時のいずれの場合でも油圧ポンプ容量制御部７０は、油圧ポンプ３４の容量を発進時に最小とし、車両の加速にしたがって最大容量に向かうように変化させる。

油圧モータ３６の可動斜板４０の傾斜角、すなわちモータ軸４４(図１)の軸方向に対し直交する面に対する傾斜角度は、図２のＬ位置とＨ位置との間で連続的に変化させることができる。油圧モータ３６の可動斜板４０の傾斜角度が最大となり、Ｌ位置にある場合、油圧モータ３６は最大容量を有する。この場合、油圧モータ３６の可動斜板が「フル斜板位置」にあると呼ばれる。すなわちモータ軸４４の１回転で油圧モータ３６のシリンダ内でピストンにより圧縮され、吐出される作動油量が最大となる。

一方、油圧モータ３６の可動斜板４０の傾斜角度が最小となり、Ｈ位置にある場合、油圧モータ３６は最小容量を有する。すなわちモータ軸４４の１回転で油圧モータ３６のシリンダ内でピストンにより圧縮され、吐出される作動油量が最小となる。このように油圧モータ３６は、最小容量と最大容量との間で容量を連続的に変化可能な構造を有する。

このように油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６の容量を制御するために、油圧モータ容量制御部７２は、副変速レバー２４から入力された信号に基づいて作業機が駆動されているか否かを判定する。また、油圧モータ容量制御部７２は、傾斜センサ７８から入力された信号に基づいて車両が位置する地面の水平面に対する傾斜角度が所定傾斜角度以上であるか否かを判定する。さらに油圧モータ容量制御部７２は、ペダルセンサ６６から入力された信号に基づいて、アクセルペダル１８が非操作である、すなわち図２の「停止」位置か否かを判定し、車速センサ８０から入力された信号に基づいて、車速が０であるか否かを検出する。この結果、車速が０であり、アクセルペダル１８が非操作であり、作業機が駆動されていると判定されると、図４の作業走行の欄で示すように、油圧モータ容量制御部７２は、油圧モータ３６の容量を最大に固定する。このため、アクセルペダル１８が操作され、車両が発進する場合に加速にかかわらず油圧モータ３６の容量は最大(図２のＬ位置に対応する容量)のまま維持される。

また、車速が０であり、アクセルペダル１８が非操作であり、作業機が駆動されていない状態であり、地面の傾斜角度が所定値未満であると判定されると、図４の通常走行(所定傾斜未満)の欄で示すように、油圧モータ容量制御部７２は、油圧モータ３６の容量を最大とし、アクセルペダル１８の操作量、すなわち踏み込み量が大きくなるのにしたがって油圧モータ３６の容量を最小容量に向かって変化させる。すなわち、アクセルペダル１８が図２の「停止位置」から「最高速」位置に向かって操作され、車両が発進する場合に油圧モータ３６の容量は最大(図２のＬ位置に対応する容量)から最小(図２のＨ位置に対応する容量)に向かって変化する。

また、車速が０であり、アクセルペダル１８が非操作であり、作業機が駆動されていない状態であり、地面の傾斜角度が所定値以上であると判定されると、図４の通常走行(所定傾斜以上)の欄で示すように、油圧モータ容量制御部７２は、油圧モータ３６の容量を最大に固定する。このため、アクセルペダル１８が操作され、車両が発進する場合に加速にかかわらず油圧モータ３６の容量は最大(図２のＬ位置に対応する容量)のまま維持される。この場合に、油圧モータ容量制御部７２は、油圧モータ３６の容量を最大とし、アクセルペダル１８の操作量が大きくなるのにしたがって油圧モータ３６の容量を所定の許可最小容量である中間容量に向かって変化させることもできる。「中間容量」は、地面の傾斜角度が０である場合に設定される油圧モータ３６の「通常許可最小容量」を上回るように設定する。この場合、中間容量の値は、予め一定値に設定したり、地面の傾斜角度が大きくなるほど中間容量が大きくなるように、地面の傾斜角度に応じて設定することができる。なお、このような発進時の油圧モータ３６の容量制御は、発進初期時、例えばアクセルペダル１８の操作量が予め設定した所定量以下である場合のみで実行することができ、その後は、アクセルペダル１８の操作量の増大に応じて油圧モータ３６の容量が小さくなる等、変化させることもできる。

このように油圧モータ容量制御部７２は、作業機の駆動状態及び地面の傾斜角度にかかわらず、発進初期時の油圧モータ３６の容量を常に、可変容量範囲のうちの最大容量とする。このため、油圧モータ容量制御部７２は、レバーセンサ６２からの入力信号に基づいて作業機が駆動されていないと判定され、通常走行開始と判定された場合でも、発進初期時の油圧モータ３６の容量は常に最大容量となる。また、制御部６０は、作業機が駆動されていないと判定された場合で、アクセルペダル１８が加速状態に操作されていると判定された場合において、地面の「所定傾斜未満」で、油圧ポンプ３４の容量を「最大容量側」に、油圧モータ３６の容量を「最小容量側」にそれぞれ変化させる。また、油圧モータ容量制御部７２は、エンジンキースイッチ７６によるエンジン１２の停止時及び起動時の両方で、油圧モータ３６の容量が最大容量となるように制御する。

このような作業車両の走行制御装置６９によれば、ユーザの要望に応じた作業車両１０の発進性能を提供しやすくなる。すなわち、上記のように走行制御装置６９を作業車両１０に搭載した場合に作業機の作業状態等にかかわらず発進初期時の油圧モータ３６の容量を常に最大容量としている。この場合、アクセルペダル１８の操作に基づいて油圧ポンプ３４の吐出量が増大した場合でも油圧モータ３６のモータ軸４４の回転速度の上昇速度を低く抑制できるので、アクセルペダル１８の操作が急でも滑らかな発進性能が得られる。このため、ユーザが常に滑らかな発進性能を望む場合にこの要望に応じた性能を提供できる。

例えば、作業車両１０が農用トラクタである場合に作業状態で車両が急発進すると、畑荒れ等、地面が好ましくない状態となる可能性がある。本実施形態では、作業時にアクセルペダル１８の操作が急でも車両の発進時の加速度が低くなるので地面が好ましくない状態となるのを防止できる。また、発進時の運転者の急加速感を抑制でき、運転者にも地面にも優しい加速が可能となる。

一方、制御部６０は、作業機が駆動されていない通常走行で地面の傾斜角度が所定角度未満で、アクセルペダル１８が加速状態に操作されていると判定された場合に、油圧ポンプ３４の容量を最大容量側に、油圧モータ３６の容量を最小容量側に変化させる。このため、通常走行時に、アクセルペダル１８の操作に応じて車両の速度が高くなる程度が作業走行の場合よりも高くなる。

また、制御部６０は、通常走行で地面の傾斜角度が所定角度以上でも発進初期時の油圧モータ３６の容量を最大とするので、車両が登坂で発進する場合でも前輪及び後輪１４のトルクを高くできる。このため、ブレーキペダルを離した後、アクセルペダル１８を踏み込んだ場合の瞬間的なずり落ちを有効に防止でき、より安定した操縦が可能となる。また、車両が降坂で発進する場合でも、意図しないずり落ちに対する抵抗を高くできるので、より安定した操縦が可能となる。

また、油圧モータ容量制御部７２は、地面の傾斜角度に応じて、油圧モータ３６の許可最小容量である中間容量を地面の傾斜角度が０である場合に設定される通常許可最小容量を上回るように制限する。このため、地面の傾斜角度が高い場合に車両の最高速を抑制でき、坂道上でのより安定した操縦が可能となる。

［第２実施形態］
図５は、本発明に係る第２実施形態において、発進時の油圧ポンプ及び油圧モータの容量を、作業走行時と通常走行時とで比較して示す図である。本実施形態の走行制御装置及びこの走行制御装置を搭載する作業車両の基本構成は、上記の第１実施形態と同様である。このため、図１から図３に示した要素と同一または同等の要素には同一の符号を付して、以下、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。第１実施形態では、発進初期時の油圧モータ３６の容量を常に最大容量としていたが、本実施形態では、発進初期時の油圧モータ３６の容量を、作業走行時と、地面の傾斜角度が所定角度未満である通常走行時とで異ならせている。すなわち、制御部６０が有する油圧モータ容量制御部７２は、入力される信号から作業機が駆動されている作業状態であると判定された場合に、発進初期時の油圧モータ３６の容量を可変容量範囲のうちの最大容量とする。また、同じ場合に、油圧モータ容量制御部７２は、入力される信号から作業機が駆動されていない非作業状態であると判定され、かつ予め設定した「特別条件」が成立した場合に発進初期時の油圧モータ３６の容量を可変容量範囲のうちの最小容量とする。本実施形態では、「特別条件」は、車両が位置する地面の傾斜角度が所定角度未満であることである。このため、地面の傾斜角度が所定角度未満であり、かつ、非作業である通常走行の発進初期時には、油圧モータ３６の容量は最小（図２のＨ位置に対応する容量）となる。また、この通常走行では、発進時にアクセルペダル１８の操作量が大きくなる場合でも、油圧モータ３６の容量を最小容量に維持し、固定する。

また、車速が０であり、アクセルペダル１８が非操作であり、作業機が駆動されている状態であると判定されると、図５の作業走行の欄で示すように、上記の第１実施形態と同様に、油圧モータ容量制御部７２は、油圧モータ３６の容量を最大（図２のＬ位置に対応する容量)に固定する。

また、車速が０であり、アクセルペダル１８が非操作であり、作業機が駆動されていない状態であり、地面の傾斜角度が所定値以上であると判定されると、図５の通常走行(所定傾斜以上)の関係にしたがって、油圧モータ容量制御部７２は、油圧モータ３６の容量を最大（図２のＬ位置に対応する容量)に固定する。または、これに代えて、同じ場合に、油圧モータ容量制御部７２は、アクセルペダル１８の操作量が大きくなるのにしたがって油圧モータ３６の容量を最大容量から所定の許可最小容量である中間容量に向かって変化させる。または、これに代えて、同じ場合に、油圧モータ容量制御部７２は、地面の傾斜角に応じて予め設定される「傾斜角対応容量」に油圧モータ３６の容量を固定したり、この「傾斜角対応容量」から上記の中間容量に向かって容量が小さくなるように変化させることもできる。「傾斜角対応容量」は、例えば地面の傾斜角度が大きくなるほど大きくなるように設定することができる。

油圧モータ容量制御部７２は、エンジンキースイッチ７６によるエンジン１２の停止時及び起動時の両方で、油圧モータ３６の容量が最大容量となるように制御する。このため、地面の傾斜角度が所定角度未満である通常走行で発進を行う場合には、アクセルペダル１８が操作されたときにまず油圧モータ３６の容量を最小に変化させてから、油圧ポンプ３４の容量を増大させることで発進を行う。

このような本実施形態の場合も、ユーザの要望に応じた作業車両１０の発進性能を提供しやすくなる。本実施形態では、作業機が駆動されている場合にアクセルペダル１８の操作が急でも滑らかな発進性能を得られ、作業機が駆動されていない場合にはアクセルペダル１８の操作に対して車速が上昇する程度を高くして俊敏な発進性能を得られる。このため、ユーザが作業状態では滑らかな発進性能を望み、非作業状態で俊敏な発進性能を望む場合にこの要望に応じた性能を提供できる。その他の構成及び作用は、上記の第１実施形態と同様である。

図６は、本発明に係る第２実施形態の別例において、１つの負荷条件で規定される効率マップを示す図である。第２実施形態の別例では、制御部６０は、負荷値(例えばエンジン負荷値)と、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６の容量と、車速とに応じたエンジンの最高効率点を規定する効率マップを、複数の負荷値ごとに予め記憶部７４(図３)に記憶させている。図６は１つの負荷条件での効率マップであり、異なる複数の負荷値に対応して複数の効率マップのデータを記憶部７４に記憶させている。制御部６０は、発進初期時以外で、図示しないエンジン回転数検出部等から入力される信号から取得された負荷値と、車速センサ８０で検出された車速と、記憶部７４で記憶された対応する効率マップとからエンジン１２の最高効率が得られる点である最高効率点での油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６の容量を取得、すなわち算出する。制御部６０は、このように取得されたそれぞれの容量が得られるように、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６を制御する。例えば、アクセルペダル１８の操作量、すなわち踏み込み量が予め設定された所定量以上に達した後の場合を、上記の「発進初期時以外」とすることができる。

図６の横軸は油圧ポンプ３４の斜板位置を示しており、斜板位置１が油圧ポンプ３４が最大容量を有することを示しており、３／４、１／２、１／４の順に容量が徐々に小さくなり、斜板位置０でスタンバイ位置となる。スタンバイ位置は、油圧ポンプ３４の回転軸に対し直交する面上に可動斜板３８が位置する状態である。すなわち図６の横軸は、油圧ポンプ３４の容量に置き換えることもできる。

図６の縦軸は油圧モータ３６の容量比、すなわち油圧モータ３６が最大容量を有する場合を１として、最大容量に対する容量の比を示している。したがって容量比が１／２では、油圧モータ３６が最大容量の１／２倍の容量比を有する最小容量を有することを意味する。なお、図６では、油圧モータの容量比が大きい領域が高トルク領域であることを示している。

また、図６では、等速線Ｖ１，Ｖ２・・・が設定されている。各等速線Ｖ１，Ｖ２・・・は車速が同じになる点を結んで設定される。また、１つの負荷条件でのエンジン１２の最高効率点を結んだ最高効率線Ｌも設定されている。なお、このような最高効率線Ｌは１つの例を示したもので、図示の例に限定されるものではない。制御部６０は、取得された負荷値に対応する効率マップにおいて、車速センサ８０で得られた車速に対応するエンジン１２の最高効率点での油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６の容量を取得し、それぞれの容量を得られるように油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６を制御する。このような構成によれば、走行制御装置６９を搭載した作業車両１０の省エネルギ化を図れる。その他の構成及び作用は、上記の第２実施形態と同様である。なお、このような構成は、上記の図１から図４に示した第１実施形態と組み合わせて実施することもできる。

また、上記の各実施形態では加速操作子としてアクセルペダル１８を使用する場合を説明したが、加速操作子として運転席周辺部に変速レバーを設けることもできる。例えば、変速レバーを前後に揺動可能として前側に倒すことで前進速度を高くすることを、後側に倒すことで後進速度を高くすることを指示することができる。この場合、変速レバーの直立位置が中立位置となり速度が０となることを指示する。このような変速レバーを使用する場合でも制御部６０は、前進側または後進側の発進初期時の油圧モータ３６の容量を制御することで、上記の各実施形態と同様の効果を得られる。

また、上記の各実施形態において、傾斜センサ７８を省略して車両が位置する地面の傾斜角度に応じた制御を行わないようにすることもできる。

１０作業車両、１２エンジン、１４後輪、１６動力伝達装置、１８アクセルペダル、２２前後進切替レバー、２４副変速レバー、２６無段変速装置（ＨＳＴ）、３４油圧ポンプ、３６油圧モータ、３８，４０可動斜板、４４モータ軸、５８方向制御弁、６０制御部、６２レバーセンサ、６４第２レバーセンサ、６６ペダルセンサ、６９走行制御装置、７０油圧ポンプ容量制御部、７２油圧モータ容量制御部、７４記憶部、７６エンジンキースイッチ、７８傾斜センサ、８０車速センサ。

Claims

エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、
加速操作子の位置を検出する操作子センサと、
前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、
前記制御部は、発進初期時の前記油圧モータの容量を常に可変容量範囲のうちの最大容量とすることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
請求項１に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記制御部は、作業機が駆動されていないと判定された場合でも、発進初期時の前記油圧モータの容量を常に前記最大容量とすることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
請求項２に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記制御部は、作業機が駆動されていないと判定された場合で、前記加速操作子が加速状態に操作されていると判定された場合に、前記油圧ポンプの容量を大容量側に、前記油圧モータの容量を小容量側に変化させることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、
加速操作子の位置を検出する操作子センサと、
前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、
前記制御部は、作業機が駆動されていると判定された場合に発進初期時の前記油圧モータの容量を可変容量範囲のうちの最大容量とし、前記作業機が駆動されていないと判定され、かつ予め設定した特別条件が成立した場合に発進初期時の前記油圧モータの容量を前記可変容量範囲のうちの最小容量とすることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
請求項４に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記制御部は、前記エンジンの停止時及び起動時に前記油圧モータの容量を前記最大容量とすることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の作業車両の走行制御装置において、
車両が位置する地面の傾斜角度を検出する傾斜センサを備え、
前記制御部は、前記地面の傾斜角度に応じて、前記油圧モータの許可最小容量である中間容量を前記地面の傾斜角度が０である場合に設定される許可最小容量を上回るように制限することを特徴とする作業車両の走行制御装置。
請求項１から請求項６のいずれか１に記載の作業車両の走行制御装置において、
車速を検出する車速検出部を備え、
前記制御部は、負荷値と、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの容量と車速とに応じた前記エンジンの最高効率点を規定する効率マップを記憶し、発進初期時以外で、負荷値と、前記車速検出部で検出された車速と、前記効率マップとから取得された前記最高効率点での前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの容量を得られるように、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを制御することを特徴とする作業車両の走行制御装置。