JP2016155473A - Ｐｔｏシステム及びｐｔｏシステムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デュアルクラッチシステムを用いているＰＴＯシステムで、クラッチの切り替えで架装設備を駆動するＰＴＯ軸の変速を行う機能を備えた場合において、自動変速機能の使用の可否を自動又は手動で選択する機能を備えることにより、架装設備を使用して作業中に、クラッチ切り替えによって生じる、作業者の違和感や不安感を払しょくできるＰＴＯシステム及びＰＴＯシステムの制御方法を提供する。【解決手段】架装設備を作動している途中で、予め設定された変速条件が満たされたときに、第１のクラッチ１１ａの接続と第２のクラッチ１１ｂの接続とを切り替える変速操作を行うと共に、予め設定された変速禁止条件を満たしたときには、若しくは、変速操作禁止の手動スイッチがＯＮされているときには、前記変速条件が満たされても、第１のクラッチ１１ａと第２クラッチ１１ｂによる変速操作を行わないようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の動力の一部をデュアルクラッチ、トランスミッション、ＰＴＯ軸を介して架装設備に伝達するＰＴＯシステム及びＰＴＯシステムの制御方法に関する。

一般に、ディーゼルエンジン等の内燃機関を備えた車両は、エンジンの動力をトランスミッションを介して車輪に伝達することで走行する。このエンジンとトランスミッションの間には、通常、クラッチが配設され、クラッチの断接状態を切り替えることで、エンジンとトランスミッションの間の動力伝達を制御している。

ここで、消防車両やダンプカー等の大型車両では、消火用の放水作業や荷台の傾斜作業を行うための、すなわち、車両の走行以外の作業を行うための架装設備が設けられている。この架装設備においては、この架装設備を駆動するＰＴＯ（ＰＴＯ：パワー・テイク・オフ）軸がトランスミッションの出力軸に接続されて設けられ、ＰＴＯ使用時は、ＰＴＯ軸と出力軸の間を接続状態にして、エンジンの動力の一部を、エンジンとトランスミッションの間のクラッチを介して供給している。

一方、エンジンとトランスミッションの間のクラッチを、２つのクラッチにして、第１のクラッチと第２のクラッチを備えたデュアルクラッチシステムが開発され使用されてきている。デュアルクラッチシステムでは、第１のクラッチを接続した状態のギヤ減速比と第２のクラッチを接続した状態のギヤ減速比が異なるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

このデュアルクラッチを採用したＰＴＯシステムにおいては、架装設備の種類や稼働状況に応じて、第１のクラッチを選択して第１のギヤ変速比で架装設備を駆動して作業を行なったり、第２のクラッチを選択して第１のギヤ変速比よりも小さい第２のギア変速比で架装設備を駆動して作業を行なったりすることが考えられる。

しかしながら、稼働設備によっては、第１のクラッチと第２のクラッチの間の切り替えをＰＴＯシステムが自動的に行うと、稼働設備を使用して作業に従事している作業員が違和感を覚えたり、途惑ったり、また、高所作業車両の高所作業台で高所作業などを行っている時にクラッチ切り替えによるトルクショックを受けたりすると、不安感に駆られたりするという問題が考えられる。

特開２０１３−１０００６０号公報

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、デュアルクラッチシステムを用いているＰＴＯシステムで、クラッチの切り替えで架装設備を駆動するＰＴＯ軸の変速を行う機能を備えた場合において、自動変速機能の使用の可否を自動又は手動で選択する機能を備えることにより、架装設備を使用して作業中に、クラッチ切り替えによって生じる、作業者の違和感や不安感を払しょくできるＰＴＯシステム及びＰＴＯシステムの制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明のＰＴＯシステムは、内燃機関の動力の一部を、第１のクラッチと第２のクラッチを有するデュアルクラッチを介してトランスミッションのカウンターシャフトに伝達して、該カウンターシャフトからＰＴＯ軸を介して架装設備に伝達し、前記第１のクラッチを接続状態にすると共に前記第２のクラッチを断絶状態にした第１クラッチ状態のときには、第１のギヤ減速比で前記内燃機関と前記カウンターシャフトの間の動力伝達を行い、前記第１のクラッチを断絶状態にすると共に前記第２のクラッチを接続状態にした第２クラッチ状態のときには、前記第１のギヤ減速比より小さい第２のギヤ減速比で前記内燃機関と前記カウンターシャフトの間の動力伝達を行うように構成したＰＴＯシステムにおいて、当該ＰＴＯシステムを制御する制御装置が、前記内燃機関の動力の一部を前記ＰＴＯ軸へ伝達して前記架装設備を作動している途中で、予め設定された変速条件が満たされたときに、前記第１クラッチ状態から前記第２クラッチ状態へ、又は、前記第２クラッチ状態から前記第１クラッチ状態へ、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチを操作する変速操作手段を備えると共に、該変速操作手段における変速操作を自動又は手動で禁止する変速操作禁止手段を備えて構成される。

上記のＰＴＯシステムにおいて、前記制御装置が、前記架装設備を作動している途中で、前記変速操作禁止手段が、予め設定された変速禁止条件を満たしたときには、前記変速条件が満たされても、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチによる変速操作を行わないように構成される。

上記のＰＴＯシステムにおいて、前記制御装置が、前記変速操作禁止の手動スイッチがＯＮされているときには、前記架装設備を作動している途中で、前記変速条件が満たされても、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチによる変速操作を行わないように構成される。

そして、上記の目的を達成するための本発明のＰＴＯシステムの制御方法は、内燃機関の動力の一部を、第１のクラッチと第２のクラッチを有するデュアルクラッチを介してトランスミッションのカウンターシャフトに伝達して、該カウンターシャフトからＰＴＯ軸を介して架装設備に伝達し、前記第１のクラッチを接続状態にすると共に前記第２のクラッチを断絶状態にした第１クラッチ状態のときには、第１のギヤ減速比で前記内燃機関と前記カウンターシャフトの間の動力伝達を行い、前記第１のクラッチを断絶状態にすると共に前記第２のクラッチを接続状態にした第２クラッチ状態のときには、前記第１のギヤ減速比より小さい第２のギヤ減速比で前記内燃機関と前記カウンターシャフトの間の動力伝達を行うように構成したＰＴＯシステムの制御方法において、前記内燃機関の動力の一部を前記ＰＴＯ軸へ伝達して前記架装設備を作動している途中で、予め設定された変速条件が満たされたときに、前記第１クラッチ状態から前記第２クラッチ状態へ、又は、前記第２クラッチ状態から前記第１クラッチ状態へ、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチを操作すると共に、該変速操作を予め設定された変速禁止条件を満たしたときには、若しくは、前記変速操作禁止の手動スイッチがＯＮされているときには、前記変速条件が満たされても、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチによる変速操作を行わないことを特徴とする方法である。

本発明のＰＴＯシステム及びＰＴＯシステムの制御方法によれば、予め設定された変速条件が満たされたときに、各クラッチの断接状態を切り替えて架装設備を駆動するＰＴＯ軸の回転を制御する変速操作手段を備えた場合において、この架装設備の変速操作を自動又は手動で禁止する変速操作禁止手段を備えることにより、架装設備を使用して作業中に、クラッチ切り替えによって生じる、作業者の違和感や不安感を払しょくできる。

本発明に係る実施の形態のＰＴＯシステムの構成の一例を示す図であり、第１のクラッチの接状態時の動力伝達経路を示す図である。 図１のＰＴＯシステムで、第２のクラッチの接状態時の動力伝達経路を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態のＰＴＯシステム及びＰＴＯシステムの制御方法について、図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、本発明に係る実施の形態のＰＴＯシステム１は、エンジン（内燃機関）１０、第１のクラッチ１１ａ及び第２のクラッチ１１ｂで構成されるデュアルクラッチ１１、トランスミッション１２を順に配置して、このトランスミッション１２のカウンターシャフト１２ａにＰＴＯ軸１３を接続して、エンジン１０の動力Ｐの一部を、第１のクラッチ１１ａまたは第２のクラッチ１１ｂのいずれか一方、トランスミッション１２のカウンターシャフト１２ａ、ＰＴＯ軸１３を介して架装設備（図示しない）に伝達するシステムとして構成される。

ここで、エンジン１０の動力Ｐをデュアルクラッチ１１及びトランスミッション１２を介して車輪（図示しない）に伝達するときの動力伝達経路について説明する。第１のクラッチ１１ａ及び第２のクラッチ１１ｂの各断接状態は、エンジン１０の運転状態に応じて切り替えられるが、デュアルクラッチ１１を断絶状態から接続状態に切り替える場合においては、通常には、エンジン１０の動力Ｐを第１のクラッチ１１ａ、カウンターシャフト１２ａ、メインシャフト１２ｂを介して車輪（図示しない）に伝達する。ただし、トランスミッション１２の変速ギア段として直結ギア段を用いる場合には、第１のクラッチ１１ａを接続状態として、カウンターシャフト１２ａを介することなく、エンジン１０の動力Ｐを第１のクラッチ１１ａ、メインシャフト１２ｂを介して車輪に伝達する。

なお、図１及び図２では、エンジン１０とデュアルクラッチ１１の間に、トルクコンバータ１４が配設されているが、本発明は、このトルクコンバータ１４を設けない場合にも適用できて、後述する本発明の効果を奏することができる。

また、図１に示すように、第１のクラッチ１１ａを接続状態にすると共に第２のクラッチ１１ｂを断絶状態にした第１クラッチ状態では、エンジン１０とカウンターシャフト１２ａの間の動力伝達を第１のギヤ減速比ＧＲ１で行うように構成し、図２に示すように、第１のクラッチ１１ａを断絶状態にすると共に第２のクラッチ１１ｂを接続状態にした第２クラッチ状態のときには、エンジン１０とカウンターシャフト１２ａの間の動力伝達を第１のギヤ減速比ＧＲ１より小さい第２のギヤ減速比ＧＲ２で行うように構成する。

また、ＰＴＯシステム１を制御する制御装置２０を設ける。この制御装置２０は、エンジン１０全般の運転状態を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）に組み込んでもよいし、独立して設けてもよい。

そして、本発明に係る実施の形態のＰＴＯシステム１は、このＰＴＯシステム１を制御する制御装置２０が、エンジン１０の動力の一部をＰＴＯ軸１３へ伝達して架装設備を作動している途中で、予め設定された変速条件が満たされたときに、第１クラッチ状態から第２クラッチ状態へ、又は、前記第２クラッチ状態から前記第１クラッチ状態へ、第１のクラッチ１１ａと第２のクラッチ１１ｂを操作する変速操作手段を備えると共に、この変速操作手段における変速操作を自動又は手動で禁止する変速操作禁止手段を備えて構成される。

また、制御装置２０が、架装設備を作動している途中で、変速操作禁止手段が、予め設定された変速禁止条件を満たしたときには、変速条件が満たされても、第１のクラッチ１１ａと第２のクラッチ１１ｂによる変速操作を行わないように構成される。また、この変速操作禁止手段での自動禁止では、例えば、変速操作を行うソフトウェアにおいて、予め設定された変速禁止条件、例えば、作業員が高所作業台に乗っていることが、重量センサや高所作業台側の操作盤の操作が可能な状態になっている等を自動的に検知して、変速操作を禁止する機能を設定したプログラムを組み込んで、このプログラムに基づいて、架装設備の作動状態に応じて、変速禁止条件が満たされているか否かをモニターして、変速禁止条件が成立したときには、自動的に、変速条件が満たされても変速操作を禁止するようにプログラミングする。

また、制御装置２０が、変速操作禁止の手動スイッチがＯＮされているときには、架装設備を作動している途中で、変速条件が満たされても、変速操作を禁止するように構成される。これにより、変速操作機能の使用の可否を手動で選択できるようになる。例えば、車両の運転席に、変速操作遮断の作動を許可又は禁止する手動スイッチ（例えば、切替スイッチ）を設けて、作業者の意思に応じて、変速操作機能の使用の可否を手動で選択できるようにする。

また、本発明に係る実施の形態のＰＴＯシステムの制御方法は、エンジン１０の動力の一部を、第１のクラッチ１１ａと第２のクラッチ１１ｂを有するデュアルクラッチ１１を介してトランスミッション１２のカウンターシャフト１２ａに伝達して、このカウンターシャフト１２ａからＰＴＯ軸１３を介して架装設備に伝達し、第１のクラッチ１１ａを接続状態にすると共に第２のクラッチ１１ｂを断絶状態にした第１クラッチ状態のときには、第１のギヤ減速比ＧＲ１でエンジン１０とカウンターシャフト１２ａの間の動力伝達を行い、第１のクラッチ１１ａを断絶状態にすると共に第２のクラッチ１１ｂを接続状態にした第２クラッチ状態のときには、第１のギヤ減速比ＧＲ１より小さい第２のギヤ減速比ＧＲ２でエンジン１０とカウンターシャフト１２ａの間の動力伝達を行うように構成したＰＴＯシステムの制御方法である。

そして、このＰＴＯシステムの制御方法においては、エンジン１０の動力の一部をＰＴＯ軸１３へ伝達して架装設備を作動している途中で、予め設定された変速条件が満たされたときに、第１クラッチ状態から第２クラッチ状態へ、又は、第２クラッチ状態から第１クラッチ状態へ、第１のクラッチ１１ａと第２のクラッチ１１ｂを操作すると共に、この変速操作を予め設定された変速禁止条件を満たしたときには、若しくは、変速操作禁止の手動スイッチがＯＮされているときには、変速条件が満たされても、第１のクラッチ１１ａと第２のクラッチ１１ｂによる変速操作を行わない。

上記の構成のＰＴＯシステム及びＰＴＯシステムの制御方法によれば、予め設定された変速条件が満たされたときに、各クラッチ１１ａ、１１ｂの断接状態を切り替えて架装設備を駆動するＰＴＯ軸１３の回転を制御する変速操作手段を備えた場合において、この架装設備の変速操作を自動又は手動で禁止する変速操作禁止手段を備えることにより、架装設備を使用して作業中に、クラッチ切り替えによって生じる、作業者の違和感や不安感を払しょくできる。

１ ＰＴＯシステム
１０ エンジン（内燃機関）
１１ デュアルクラッチ
１１ａ 第１のクラッチ
１１ｂ 第２のクラッチ
１２ トランスミッション
１２ａ カウンターシャフト
１２ｂ メインシャフト
１３ ＰＴＯ軸
１４ トルクコンバータ
２０ 制御装置
ＧＲ１ 第１のギヤ減速比
ＧＲ２ 第２のギヤ減速比

Claims (4)

1. 内燃機関の動力の一部を、第１のクラッチと第２のクラッチを有するデュアルクラッチを介してトランスミッションのカウンターシャフトに伝達して、該カウンターシャフトからＰＴＯ軸を介して架装設備に伝達し、
   前記第１のクラッチを接続状態にすると共に前記第２のクラッチを断絶状態にした第１クラッチ状態のときには、第１のギヤ減速比で前記内燃機関と前記カウンターシャフトの間の動力伝達を行い、前記第１のクラッチを断絶状態にすると共に前記第２のクラッチを接続状態にした第２クラッチ状態のときには、前記第１のギヤ減速比より小さい第２のギヤ減速比で前記内燃機関と前記カウンターシャフトの間の動力伝達を行うように構成したＰＴＯシステムにおいて、
   当該ＰＴＯシステムを制御する制御装置が、
   前記内燃機関の動力の一部を前記ＰＴＯ軸へ伝達して前記架装設備を作動している途中で、予め設定された変速条件が満たされたときに、前記第１クラッチ状態から前記第２クラッチ状態へ、又は、前記第２クラッチ状態から前記第１クラッチ状態へ、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチを操作する変速操作手段を備えると共に、
   該変速操作手段における変速操作を自動又は手動で禁止する変速操作禁止手段を備えて構成されることを特徴とするＰＴＯシステム。
2. 前記制御装置が、前記架装設備を作動している途中で、前記変速操作禁止手段が、予め設定された変速禁止条件を満たしたときには、前記変速条件が満たされても、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチによる変速操作を行わないように構成されることを特徴とする請求項１に記載のＰＴＯシステム。
3. 前記制御装置が、前記変速操作禁止の手動スイッチがＯＮされているときには、前記架装設備を作動している途中で、前記変速条件が満たされても、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチによる変速操作を行わないように構成されることを特徴とする請求項１に記載のＰＴＯシステム。
4. 内燃機関の動力の一部を、第１のクラッチと第２のクラッチを有するデュアルクラッチを介してトランスミッションのカウンターシャフトに伝達して、該カウンターシャフトからＰＴＯ軸を介して架装設備に伝達し、
   前記第１のクラッチを接続状態にすると共に前記第２のクラッチを断絶状態にした第１クラッチ状態のときには、第１のギヤ減速比で前記内燃機関と前記カウンターシャフトの間の動力伝達を行い、前記第１のクラッチを断絶状態にすると共に前記第２のクラッチを接続状態にした第２クラッチ状態のときには、前記第１のギヤ減速比より小さい第２のギヤ減速比で前記内燃機関と前記カウンターシャフトの間の動力伝達を行うように構成したＰＴＯシステムの制御方法において、
   前記内燃機関の動力の一部を前記ＰＴＯ軸へ伝達して前記架装設備を作動している途中で、予め設定された変速条件が満たされたときに、前記第１クラッチ状態から前記第２クラッチ状態へ、又は、前記第２クラッチ状態から前記第１クラッチ状態へ、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチを操作すると共に、
   該変速操作を予め設定された変速禁止条件を満たしたときには、若しくは、前記変速操作禁止の手動スイッチがＯＮされているときには、前記変速条件が満たされても、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチによる変速操作を行わないことを特徴とするＰＴＯシステムの制御方法。

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