JP4951821B2 - Ｐｔｏ機構付きクラッチ自動制御式車両 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに変速機を連結する変速クラッチを自動制御するクラッチ自動制御式車両に係り、特に、快適にＰＴＯ機構を使用可能なＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ自動制御式車両とは、エンジンと変速機との間に、ロックアップクラッチを具備した流体継手と湿式摩擦クラッチとを直列に設け、これら流体継手及び湿式摩擦クラッチを制御部によって自動制御するものである。変速機には運転室内のシフトレバーによるマニュアル操作を伝達する機構が設けられるが、クラッチを操作するペダルはなく、シフトレバーのシフトノブにスイッチが内蔵され、このスイッチの状態からドライバの操作意図を制御部が判断し、アクチュエータを用いてクラッチを制御する。即ち、ドライバがシフトレバーで変速操作をしようとすると、制御部が湿式摩擦クラッチを断にして変速操作を可能にする。そして、ドライバの変速操作が終了したところで、制御部が湿式摩擦クラッチを接にする。湿式摩擦クラッチは、専ら変速のために使用されるので、変速クラッチと呼ぶこともある。
【０００３】
流体継手は、内蔵しているロックアップクラッチが断の状態では、クリープによる動力伝達を行うことができるもので、特に発進時の半クラッチに効果を発揮する。ロックアップクラッチが接の状態では、エンジンと変速クラッチとを直結したのと同等の状態になるので、発進後はロックアップクラッチを接に制御し、伝達効率を高めることができる。停車するときは、ロックアップクラッチを断に制御する。
【０００４】
シフトレバーの変速操作に対し変速クラッチ断の応答が遅れるとギア入れに抵抗が生じて不快になるので、シフトノブに力が入ってスイッチの状態が変化すると、制御部が直ちに変速クラッチを断に制御する。つまり、変速機がニュートラルになったときには、変速クラッチは断になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ゴミ収集車のように外部負荷（車両走行負荷以外の負荷、ＰＴＯまたはパワーテイクオフとも言う）を備えた車両では、外部負荷に駆動力を取り出すためのＰＴＯ機構が変速機に対して連結／遮断自在に設けられる。従って、変速機をニュートラルにし、ＰＴＯ機構を変速機に連結すると、車両は走行せずＰＴＯのみが駆動される。ＰＴＯ機構を遮断し、変速機をいずれかのギア段に入れると、ＰＴＯは駆動されず車両が走行する。
【０００６】
しかしながら、前記したクラッチ自動制御式車両では、変速機がニュートラルになれば、変速クラッチが断に制御される。このためＰＴＯ機構を変速機に連結したのみでは、ＰＴＯを駆動することができない。このことから、クラッチ自動制御式車両にＰＴＯ機構を付加するには、新規な制御手順を与えてやる必要がある。
【０００７】
また、ＰＴＯ機構付き車両は、停車中にＰＴＯを駆動し、走行に際してはＰＴＯを停止するのが望ましいが、ユーザからは業務の都合上、ＰＴＯを駆動したままで発進できることが要望されている。例えば、ゴミ集積場所から直ぐ隣のゴミ集積場所に移動するとき、ゴミの取り込みを継続しながら走行する場合がある。また、ダンプカーで荷台を起こしながら前進して砂利を散布する場合がある。
【０００８】
このような要望に応えるためには、変速機やＰＴＯ機構に無理な負担がかからないよう、新規な制御手順を与えてやる必要がある。
【０００９】
特に、前記したクラッチ自動制御式車両では、変速機にシンクロ機構がされており、変速の際に嵌合されようとするギア同士の回転数を徐々に近付けて円滑なギア入れができるようになっている。しかし、通常の車両走行の負荷に加えてＰＴＯの負荷が存在すると、変速の際にシンクロ機構に過大な負荷がかかることになり、不具合の原因となる。従って、シンクロ機構の保護を考慮した制御手順が望まれる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＰＴＯを快適に使用できるＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、エンジンに変速クラッチを介してシンクロ機構付きの変速機が連結され、その変速機の出力軸に車輪の駆動系が連結されると共に、外部負荷に駆動力を取り出すためのＰＴＯ機構が前記変速機に対して連結／遮断自在に設けられ、前記変速クラッチをシフトレバー操作に応じて自動制御するＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両において、前記変速クラッチ及びＰＴＯ機構の連結／遮断を制御する制御部に、前記ＰＴＯ機構を前記変速機に連結して所定速度以上の速度で走行中にシフトレバー操作が行われての変速操作中に前記変速機がニュートラルになったときは、前記シフトレバー操作の終了時における前記変速機のギア段に拘わらず前記変速機のシンクロ機構が作用し始めるまでに前記ＰＴＯ機構の遮断を終了するＰＴＯ遮断判定手段を設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１に、ＰＴＯ機構の連結／遮断を制御する制御部に関係する要部を示す。制御部を構成するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１６に、ＰＴＯ機構の連結／遮断を要求するＰＴＯスイッチ２７が接続されている。ＰＴＯスイッチ２７は、運転室内の適宜な箇所に設置されている。ＰＴＯスイッチ２７は、押しているときだけオンするモメンタリスイッチであり、オン操作は、ＰＴＯの停止中には駆動要求を意味し、ＰＴＯの駆動中には停止要求を意味する。ＥＣＵ１６内には図示しないＣＰＵからの指令によって導通／遮断するスイッチング素子４１が設けられており、このスイッチング素子４１の出力にＰＴＯリレー４２のコイルが接続されている。ＰＴＯリレー４２のメーク接点にはＰＴＯバルブ４３が接続されている。このＰＴＯバルブ４３は、後述するＰＴＯクラッチ３２を連結／遮断するアクチュエータに油圧を提供するものである。４４は、車両の電源を表している。
【００１５】
図２は本実施形態における車両の動力伝達装置を示す。図示するように、エンジンＥと変速機Ｔ／Ｍとの間にクラッチ機構１が設けられ、クラッチ機構１は動力伝達方向上流側に設けられた流体継手（フルードカップリング）２と、その下流側に直列に設けられた湿式摩擦クラッチとしての湿式多板クラッチ３とからなっている。この湿式摩擦クラッチ３を変速クラッチ３と呼ぶことは既に述べたとおりである。なお、ここでいう流体継手２とはトルクコンバータを含む広い概念であり、現に本実施形態においてもトルクコンバータを用いている。本装置が適用される車両はトラック等の比較的大型の車両である。エンジンＥはディーゼルエンジンである。
【００１６】
流体継手２は、エンジンの出力軸（クランク軸）に接続されたポンプ４と、ポンプ４に対向されクラッチ３の入力側に接続されたタービン５と、タービン５とポンプ４との間に介設されたステータ６とを有する。そして流体継手２と並列してロックアップクラッチ７が設けられ、これはポンプ４とタービン５との断接を行って流体継手２をロックアップ可能とする。湿式多板クラッチ３は、その入力側が入力軸３ａを介してタービン５に接続され、出力側が変速機Ｔ／Ｍのインプットシャフト８に接続され、流体継手２と変速機Ｔ／Ｍとの間を断接する。
【００１７】
変速機Ｔ／Ｍは、インプットシャフト８と、これと同軸に配置されたアウトプットシャフト９と、これらに平行に配置されたカウンタシャフト１０とを有する。インプットシャフト８には、入力主ギヤ１１が設けられている。アウトプットシャフト９には、１速主ギヤＭ１と、２速主ギヤＭ２と、３速主ギヤＭ３と、４速主ギヤＭ４と、リバース主ギヤＭＲとが夫々軸支されていると共に、６速主ギヤＭ６が固設されている。カウンタシャフト１０には、入力主ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２と、１速主ギヤＭ１に噛合する１速副ギヤＣ１と、２速主ギヤＭ２に噛合する２速副ギヤＣ２と、３速主ギヤＭ３に噛合する３速副ギヤＣ３と、４速主ギヤＭ４に噛合する４速副ギヤＣ４と、リバース主ギヤＭＲにアイドルギヤＩＲを介して噛合するリバース副ギヤＣＲとが固設されていると共に、６速主ギヤＭ６に噛合する６速副ギヤＣ６が軸支されている。
【００１８】
この変速機Ｔ／Ｍによれば、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／Ｒ１にスプライン噛合されたスリーブＳ／Ｒ１を、リバース主ギヤＭＲのドグＤＲにスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９がリバース回転し、上記スリーブＳ／Ｒ１を１速主ギヤＭ１のドグＤ１にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が１速相当で回転する。そして、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／２３にスプライン噛合されたスリーブＳ／２３を、２速主ギヤＭ２のドグＤ２にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が２速相当で回転し、上記スリーブＳ／２３を３速主ギヤＭ３のドグＤ３にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が３速相当で回転する。
【００１９】
そして、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／４５にスプライン噛合されたスリーブＳ／４５を、４速主ギヤＭ４のドグＤ４にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が４速相当で回転し、上記スリーブＳ／４５を入力主ギヤ１１のドグＤ５にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が５速相当（直結）で回転する。そして、カウンタシャフト１０に固定されたハブＨ６にスプライン噛合されたスリーブＳ６を、６速副ギヤＣ６のドグＤ６にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が６速相当で回転する。上記各スリーブは、図示しないシフトフォークおよびシフトロッドを介して、運転室内のシフトレバーによってマニュアル操作される。つまり変速機Ｔ／Ｍはマニュアル式である。
【００２０】
湿式多板クラッチ３は通常の構成である。即ち、図示省略するが、オイルが満たされたクラッチケーシング内で、入力側と出力側とにそれぞれ複数枚ずつ互い違いにクラッチプレートがスプライン噛合され、これらクラッチプレート同士をクラッチピストンにより押し付け合い、或いは解放して、クラッチの接続・分断を行うものである。クラッチピストンはクラッチスプリングにより常に断側に付勢されると共に、これを上回る油圧がクラッチピストンに付加されたときクラッチ３が締結される。クラッチ締結力ないしクラッチのトルク容量は与えられる油圧に応じて増大される。
【００２１】
ＰＴＯ機構３０は、変速機Ｔ／Ｍに対して連結／遮断自在に設けられている。本実施形態では、カウンタシャフト１０に平行に配置された補助シャフト３１に、カウンタシャフト１０の４速副ギヤＣ４に噛合するＰＴＯ副ギヤＰ１が固設され、この補助シャフト３１がＰＴＯクラッチ３２の入力側に接続されている。ＰＴＯクラッチ３１の出力側がＰＴＯ出力軸３３に接続され、このＰＴＯ出力軸３３が図示しない外部負荷に接続されている。ＰＴＯクラッチ３１は、電磁クラッチ、油圧クラッチ、スライディングメッシュなどで実現することができる。このＰＴＯクラッチ３１をアクチュエータによって駆動することにより、ＰＴＯ機構３０を変速機Ｔ／Ｍに対して連結／遮断し、外部負荷を駆動したり停止したりすることができる。ＰＴＯ機構３０が回転を取り出す変速機Ｔ／Ｍ内の箇所は４速副ギヤＣ４に限らず、インプットシャフト８に対して常時連動する箇所ならどこでもよい。
【００２２】
次に、図２の動力伝達装置を電子制御するための電子制御装置を図３を用いて説明する。ＥＣＵ１６にはクラッチソレノイドバルブＣＳＶの他、本装置を電子制御するために様々なスイッチやセンサが接続されている。これにはエンジン回転数を検出するためのエンジン回転センサ１８、クラッチ３の入力側の回転数即ちタービン５の回転数を検出するためのタービン回転センサ１９、変速機Ｔ／Ｍの回転数、代表的には入力副ギヤ１２の回転数を検出するための変速機回転センサ２０、及び車速を検出するための車速センサ２１が含まれる。これらのセンサは図２にも示される。特にＥＣＵ１６は変速機回転センサ２０の出力と、入力主ギヤ１１及び入力副ギヤ１２のギヤ比とから、インプットシャフト８の回転数を計算し、これをクラッチ３の出力側回転数とする。即ちクラッチ出力側回転数を検出するための手段が変速機回転センサ２０となる。
【００２３】
また、ＥＣＵ１６には、パーキングブレーキが作動中か否かを検出するためのパーキングブレーキスイッチ２２、フットブレーキが作動中か否かを検出するためのフットブレーキスイッチ２３、及び変速機のギヤポジションを検出するためのギヤポジションセンサ２４も接続される。
【００２４】
そしてＥＣＵ１６にはノブスイッチ２５も接続されている。即ち、本実施形態ではドライバーによる変速操作の開始時期を検出するため、或いはクラッチ断を開始するタイミングを決定するため、運転室のシフトレバーにおいて、レバーに対しシフトノブが僅かにシフト方向に揺動可能に取り付けられており、これらレバーとシフトノブとの間にノブスイッチ２５が設けられている。そしてドライバーによる変速操作時、レバーの動作に先立ってシフトノブが揺動すると、ノブスイッチ２５がONとなり、これを合図にクラッチ断を開始するようになっている。具体的構成は特開平１１−２３６９３１号公報に示されたものと同様である。
【００２５】
また、本実施形態の動力伝達装置には、同公報に示されたような坂道発進補助装置(HSA;Hill Start Aid)が設けられており、その装置の手動ON/OFFを行うため運転室にＨＳＡスイッチ２６が設けられ、ＨＳＡスイッチ２６がＥＣＵ１６に接続されている。ＰＴＯスイッチ２７については、既に図１で説明したとおりである。
【００２６】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置の作動及び制御方法を説明する。
【００２７】
この動力伝達装置では、エンジンＥの動力を流体継手２、湿式多板クラッチ３、変速機Ｔ／Ｍという順で伝達する。ロックアップクラッチ７は原則として発進後は常にON（接）され、停車時及び発進時にOFF （断）される。従って発進時はＡＴ車のように流体継手２のクリープを利用でき、摩擦クラッチを電子的に発進制御するものに比べ制御が簡単になると共に、走行中は流体継手２がロックアップされるのでスリップによるロスを防止できる。湿式多板クラッチ３は変速の度毎に断接される。これは通常のＭＴ車と同様である。
【００２８】
ここでロックアップクラッチ７の断接制御について詳しく述べると、ロックアップクラッチ７は比較的低車速である所定速度（本実施形態では約10km/h）以上で接とされる。正確には、ロックアップクラッチ接は、各ギヤ段においてインプットシャフト回転数が所定回転数（本実施形態では一律900rpm）以上に達すると接とされる。発進段（例えば多用される発進段である２速）で発進し、インプットシャフト回転数がその所定回転数（900rpm）に達すると、ロックアップクラッチが接とされ、このときの車速が低車速（約10km/h）である。
【００２９】
まず、車両発進時の作動を説明する。車両がギヤニュートラルで停止中、ドライバーが発進しようとしてシフトレバーを発進段に操作しようとしたとする。するとシフトレバーにおいて、レバーの動作に先立ってシフトノブが揺動することによりノブスイッチ２５がONされ、これを合図にクラッチ３が分断される。そして引き続きシフトレバーが操作されることによって変速機Ｔ／Ｍが発進段にギヤインされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が接続される。この接続によってタービン５が駆動輪側から止められるので、タービン５に対しポンプ４が滑動し、クリープ力が発生するようになる。従って後はブレーキを離したりアクセルを踏み込んだりすれば車両が動き出すのである。
【００３０】
次に、車両走行中の変速時の作動を説明する。車両が所定ギヤ段で走行中、ドライバーが変速しようとしてシフトレバーを次の変速段に操作しようとしたとする。するとレバーの動作に先立ってシフトノブが揺動し、ノブスイッチ２５がONされ、これを合図にクラッチ３が分断される。そして引き続きシフトレバーが操作されることによって変速機Ｔ／Ｍが次の変速段にギヤインされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が接続される。これによって変速が完了する。この変速中ロックアップクラッチ７はONのままで、エンジン動力がそのままクラッチ３に伝達される。
【００３１】
次に、本発明に係りＰＴＯ機構を変速機に対して連結する条件について説明する。本発明では、以下の８つの条件が全て成立したとき、ＰＴＯバルブ４３を駆動して外部負荷に駆動力を取り出す。即ち、
▲１▼車速センサ２１が正常である。
【００３２】
▲２▼車両が停車している。
【００３３】
▲３▼エンジン回転数が所定の上限値より小さい。
【００３４】
▲４▼エンジン回転数が所定の下限値より大きい。
【００３５】
▲５▼変速機Ｔ／ＭのギアがＰＴＯ許可ギアである。
【００３６】
▲６▼ＰＴＯスイッチ２７がオンである。
【００３７】
▲７▼ＰＴＯ非作動中が所定時間経過した。
【００３８】
▲８▼非常用スイッチ（図示せず）がオフである。
の各条件についての論理式▲１▼＆▲２▼＆▲３▼＆▲４▼＆▲５▼＆▲６▼＆▲７▼＆▲８▼を用いる。＆は論理積を表す。ＰＴＯ駆動判定手段は、この論理式を実行する。この論理式が成立したとき、ＥＣＵ１６内のスイッチング素子４１をオンにし、ＰＴＯリレー４２をメークする。各条件の詳細は次のとおり。
【００３９】
▲１▼車速センサ２１が検出する回転数を他の回転センサ１８、１９、２０が検出している回転数に対してクラッチ状態、ギア比などを考慮して対比するか、電圧レベルを監視するなどして車速センサ２１が正常か異常かを判定する。車速センサ２１が異常のときにはＰＴＯ駆動は禁止し、正常のときのみ許可する。
【００４０】
▲２▼車両が停車しているかどうかは、車速センサ２１が検出する車速が０ｋｍ／ｈであることをもって判断する。車両が停車しているときのみ、ＰＴＯ駆動を許可する。
【００４１】
▲３▼エンジン回転数は、例えば、８００ｒｐｍ未満であれば、アイドルと判断してＰＴＯ駆動を許可する。これは、高回転のエンジンに急激に負荷が印加されないようにするためである。
【００４２】
▲４▼エンジン回転数は、例えば、３００ｒｐｍを超えていれば、エンジンが停止していないと判断してＰＴＯ駆動を許可する。これは、エンジンが停止かそれに近い低回転のときに負荷が印加されないようにするためである。
【００４３】
▲５▼変速機Ｔ／Ｍのギアのうち、Ｎ、１、２、ＲはＰＴＯ許可ギアである。ギヤポジションセンサ２４が検出するギア段がＰＴＯ許可ギアであれば、低速段発進またはバックをしようとしているか、もしくは発進の意思がないと判断してＰＴＯ駆動を許可する。
【００４４】
▲６▼ＰＴＯスイッチ２７のオンは、ドライバが外部負荷を駆動しようとする意図を察知するものである。
【００４５】
▲７▼この条件は、過酷なオンオフ動作を回避するためのヒステリシス条件であり、前回のＰＴＯ作動が終了してから、例えば、１秒以上経過するまではＰＴＯスイッチ２７がオンでも駆動要求を受け付けないというものである。
【００４６】
▲８▼非常用スイッチは、踏切内でのエンストなどの非常状態から脱出するために使用するものであるから、非常用スイッチがオフのときのみＰＴＯ駆動を許可する。
【００４７】
以上のＰＴＯスイッチ操作及び車両状態に基づき制御部１６は変速クラッチの接制御及びＰＴＯ機構の連結を決定する。制御部１６は、ＰＴＯ機構を連結させた後、変速クラッチを接に制御する。
【００４８】
次に、ＰＴＯ機構を変速機から遮断する条件（解除条件）について説明する。解除の場合は、以下の７つの条件による論理式が成立したとき、ＰＴＯバルブ４３を開放して外部負荷への駆動力を停止する。即ち、
▲１▼ＰＴＯ作動中が所定時間経過した。
【００４９】
▲２▼変速機Ｔ／ＭのギアがＰＴＯ不許可ギアである。
【００５０】
▲３▼ＰＴＯスイッチ２７がオンである。
【００５１】
▲４▼変速機Ｔ／Ｍのギアがニュートラルである。
【００５２】
▲５▼車速が所定の低速以上である。
【００５３】
▲６▼非常用スイッチ（図示せず）がオンである。
【００５４】
▲７▼エンジン回転数が所定の低回転数より小さい。
の各条件についての論理式▲１▼＆｛▲２▼｜▲３▼｜（▲４▼＆▲５▼）｜▲６▼｜▲７▼｝を用いる。＆は論理積を表し、｜は論理和を表す。ＰＴＯ遮断判定手段は、この論理式を実行する。従って、▲１▼が成立している状態で▲２▼、▲３▼、▲６▼、▲７▼のいずれか、または、▲４▼及び▲５▼が成立すると、ＥＣＵ１６内のスイッチング素子４１をオフにし、ＰＴＯリレー４２をブレークする。各条件の詳細は次のとおり。
【００５５】
▲１▼この条件は、過酷なオンオフ動作を回避するためのヒステリシス条件であり、ＰＴＯ作動が開始してから、例えば、１秒以上経過するまではＰＴＯスイッチ２７がオンでも遮断要求を受け付けないというものである。
【００５６】
▲２▼変速機Ｔ／Ｍのギアのうち、３、４、５、６はＰＴＯ不許可ギアである。ギヤポジションセンサ２４が検出するギア段がＰＴＯ不許可ギアであれば、ドライバが高速段での発進又は高速段へのシフトアップを試みたと判断してＰＴＯ駆動を停止する。
【００５７】
▲３▼ＰＴＯスイッチ２７のオンは、ドライバが外部負荷を停止しようとする意図を察知するものである。
【００５８】
▲４▼変速機Ｔ／Ｍのギアがニュートラルで、▲５▼車速が所定速、例えば、２ｋｍ／ｈ以上であると、ＰＴＯ駆動走行中に変速を試みたと判断してＰＴＯを停止するものである。
【００５９】
▲６▼非常用スイッチがオンのときにはＰＴＯを停止する。
【００６０】
▲７▼エンジン回転数が所定回転数、例えば、２００ｒｐｍ以下では、エンストと判断しＰＴＯを停止する。
【００６１】
以上のＰＴＯスイッチ操作及び車両状態に基づき制御部１６は変速クラッチの断制御及びＰＴＯ機構の遮断を決定する。制御部１６は、変速クラッチを断に制御した後、ＰＴＯ機構を遮断する。
【００６２】
次に、実際の車両における本発明の動作を説明する。まず、車両を停車させるとき、制御部１６はロックアップクラッチ７を断に制御し、エンジンをアイドルにする。このとき、制御部１６は変速クラッチ３を断に制御する。また、シフトレバー操作によって変速機Ｔ／Ｍがニュートラルになった場合も、制御部１６は変速クラッチ３を断に制御する。
【００６３】
このようにして車両が停車し、変速機Ｔ／Ｍがニュートラルになっているとき、ドライバがＰＴＯスイッチ２７をオンにすると、前記連結条件の論理が成立するので、制御部１６は、まず、ＰＴＯバルブ４３をオンにしてＰＴＯ機構３０を変速機Ｔ／Ｍに連結する。そして、変速クラッチ３を接に制御する。流体継手２のクリープにより変速クラッチ３の入力軸３ａが回転しているので、変速クラッチ３が接になるとインプットシャフト８も回転するが、変速機Ｔ／Ｍがニュートラルであるからアウトプットシャフト９は回転せず車両は発進しない。一方、ＰＴＯ機構３０が変速機Ｔ／Ｍのカウンタシャフト１０に連結されているので、ＰＴＯ出力軸３３が回転し、外部負荷に駆動力が伝達される。即ち、ＰＴＯが駆動される。
【００６４】
その後（他の条件は変えないまま）、外部負荷を使用する作業が終了してドライバがＰＴＯスイッチ２７をオンにすると、前記解除条件の論理▲１▼＆▲３▼が成立するので、制御部１６は、変速クラッチ３を断に制御し、ＰＴＯ機構３０を遮断する。これによりＰＴＯは停止する。
【００６５】
外部負荷を使用する作業の継続中に、ドライバが２速以下で発進しようとしてシフトレバーを操作した場合は、前記解除条件の論理が不成立であるから、ＰＴＯ機構３０は遮断されない。ただし、シフトレバー操作の開始から完了までは、変速クラッチ３が断に制御されるため、ＰＴＯは一時的に停止する。シフトレバー操作が完了すると、変速クラッチ３が接に制御されるので、ＰＴＯが再開され、同時に発進が開始される。このことは、例えば、ゴミ収集車において、あるゴミ集積場所でのゴミの取り込みを継続しながら別のゴミ集積場所への移動を開始することを可能にし、業務効率を高めることに貢献する。
【００６６】
ドライバが３速以上で発進しようとしてシフトレバーを操作した場合は、前記解除条件の論理▲１▼＆▲２▼が成立するため、ＰＴＯ機構３０は遮断される。
【００６７】
１速、２速、又はバックで走行中に停車した場合、制御部１６が変速クラッチ３を接続にしたままで車両が停車する。ドライバがシフトレバー操作をしなければ、変速機Ｔ／Ｍは同じギア段を維持し、変速クラッチ３は接を維持する。ここで、ドライバがＰＴＯスイッチ２７をオンにすると、前記連結条件の論理が成立するので、制御部１６は、前記同様に、ＰＴＯバルブ４３をオンにしてＰＴＯ機構３０を変速機Ｔ／Ｍに連結する。流体継手２のクリープにより変速機Ｔ／Ｍの出力側にも力は発生するが、ドライバがブレーキペダルを踏んでいる限り車両は発進しないし、外部負荷は駆動されない。ドライバがブレーキペダルを外し、アクセルペダルを踏むことで、車両発進とＰＴＯ駆動とが同時に可能になる。これは、あるゴミ集積場所へ低速で到着した（或いは到着時にシフトダウンした）とき、ブレーキで一時的に停車し、そのままゴミを取り込みながら発進する場合に有効である。
【００６８】
ＰＴＯを駆動しながらの走行中にドライバが変速を試みると、前記解除条件の論理▲１▼＆▲４▼＆▲５▼が成立するので、ＰＴＯ機構３０は遮断される。変速クラッチ３はシフトレバー操作の完了後、接に制御されるので、変速は達成される。これにより、前例のゴミ収集車において、移動を開始した後、ゴミの取り込みが終了したとき、ＰＴＯスイッチ２７を操作することなくシフトアップの操作によって自動的にＰＴＯを停止させることができ、運転操作が快適になる。
【００６９】
図２には省略されているが、変速機Ｔ／Ｍの各ドグＤ１〜Ｄ５にはスリーブとの間にシンクロ機構が設けられている。ドライバがシフトレバーを操作すると、変速機Ｔ／Ｍは一旦、ニュートラルの状態を経て、いずれかのギア段のシンクロ機構を作用させて噛み合いを達成する。制御部１６は、変速機Ｔ／Ｍがニュートラルに変わると直ちに変速クラッチ３を断にし、ＰＴＯ機構３０を遮断する。従って、シンクロ機構が作用し始める頃には、変速機Ｔ／ＭからＰＴＯの負荷が除去されている。これにより、変速の際にはシンクロ機構に過大な負荷がかかることがなくなる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００７１】
（１）ＰＴＯを運転しながらの走行中に変速を試みると、ギアがニュートラルに抜けたところでＰＴＯが停止することになるので、シンクロ機構が過大な負荷から保護される。
【００７２】
（２）変速をすることによってＰＴＯを自動停止できるので、運転操作が快適になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す制御部に関係した要部の回路図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両における動力伝達装置の構造図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両における電子制御装置の入出力構成図である。
【符号の説明】
２ 流体継手
３ 湿式摩擦クラッチ（変速クラッチ）
１６ ＥＣＵ（制御部）
２７ ＰＴＯスイッチ
３０ ＰＴＯ機構
４２ ＰＴＯリレー
Ｅ エンジン
Ｔ／Ｍ 変速機
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに変速機を連結する変速クラッチを自動制御するクラッチ自動制御式車両に係り、特に、快適にＰＴＯ機構を使用可能なＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ自動制御式車両とは、エンジンと変速機との間に、ロックアップクラッチを具備した流体継手と湿式摩擦クラッチとを直列に設け、これら流体継手及び湿式摩擦クラッチを制御部によって自動制御するものである。変速機には運転室内のシフトレバーによるマニュアル操作を伝達する機構が設けられるが、クラッチを操作するペダルはなく、シフトレバーのシフトノブにスイッチが内蔵され、このスイッチの状態からドライバの操作意図を制御部が判断し、アクチュエータを用いてクラッチを制御する。即ち、ドライバがシフトレバーで変速操作をしようとすると、制御部が湿式摩擦クラッチを断にして変速操作を可能にする。そして、ドライバの変速操作が終了したところで、制御部が湿式摩擦クラッチを接にする。湿式摩擦クラッチは、専ら変速のために使用されるので、変速クラッチと呼ぶこともある。
【０００３】
流体継手は、内蔵しているロックアップクラッチが断の状態では、クリープによる動力伝達を行うことができるもので、特に発進時の半クラッチに効果を発揮する。ロックアップクラッチが接の状態では、エンジンと変速クラッチとを直結したのと同等の状態になるので、発進後はロックアップクラッチを接に制御し、伝達効率を高めることができる。停車するときは、ロックアップクラッチを断に制御する。
【０００４】
シフトレバーの変速操作に対し変速クラッチ断の応答が遅れるとギア入れに抵抗が生じて不快になるので、シフトノブに力が入ってスイッチの状態が変化すると、制御部が直ちに変速クラッチを断に制御する。つまり、変速機がニュートラルになったときには、変速クラッチは断になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ゴミ収集車のように外部負荷（車両走行負荷以外の負荷、ＰＴＯまたはパワーテイクオフとも言う）を備えた車両では、外部負荷に駆動力を取り出すためのＰＴＯ機構が変速機に対して連結／遮断自在に設けられる。従って、変速機をニュートラルにし、ＰＴＯ機構を変速機に連結すると、車両は走行せずＰＴＯのみが駆動される。ＰＴＯ機構を遮断し、変速機をいずれかのギア段に入れると、ＰＴＯは駆動されず車両が走行する。
【０００６】
しかしながら、前記したクラッチ自動制御式車両では、変速機がニュートラルになれば、変速クラッチが断に制御される。このためＰＴＯ機構を変速機に連結したのみでは、ＰＴＯを駆動することができない。このことから、クラッチ自動制御式車両にＰＴＯ機構を付加するには、新規な制御手順を与えてやる必要がある。
【０００７】
また、ＰＴＯ機構付き車両は、停車中にＰＴＯを駆動し、走行に際してはＰＴＯを停止するのが望ましいが、ユーザからは業務の都合上、ＰＴＯを駆動したままで発進できることが要望されている。例えば、ゴミ集積場所から直ぐ隣のゴミ集積場所に移動するとき、ゴミの取り込みを継続しながら走行する場合がある。また、ダンプカーで荷台を起こしながら前進して砂利を散布する場合がある。
【０００８】
このような要望に応えるためには、変速機やＰＴＯ機構に無理な負担がかからないよう、新規な制御手順を与えてやる必要がある。
【０００９】
特に、前記したクラッチ自動制御式車両では、変速機にシンクロ機構がされており、変速の際に嵌合されようとするギア同士の回転数を徐々に近付けて円滑なギア入れができるようになっている。しかし、通常の車両走行の負荷に加えてＰＴＯの負荷が存在すると、変速の際にシンクロ機構に過大な負荷がかかることになり、不具合の原因となる。従って、シンクロ機構の保護を考慮した制御手順が望まれる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＰＴＯを快適に使用できるＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、エンジンに変速クラッチを介してシンクロ機構付きの変速機が連結され、その変速機の出力軸に車輪の駆動系が連結されると共に、外部負荷に駆動力を取り出すためのＰＴＯ機構が前記変速機に対して連結／遮断自在に設けられ、前記変速クラッチをシフトレバー操作に応じて自動制御するＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両において、前記変速クラッチ及びＰＴＯ機構の連結／遮断を制御する制御部に、前記ＰＴＯ機構を前記変速機に連結して所定速度以上の速度で走行中にシフトレバー操作が行われての変速操作中に前記変速機がニュートラルになったときは、前記シフトレバー操作の終了時における前記変速機のギア段に拘わらず前記変速機のシンクロ機構が作用し始めるまでに前記ＰＴＯ機構の遮断を終了するＰＴＯ遮断判定手段を設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１に、ＰＴＯ機構の連結／遮断を制御する制御部に関係する要部を示す。制御部を構成するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１６に、ＰＴＯ機構の連結／遮断を要求するＰＴＯスイッチ２７が接続されている。ＰＴＯスイッチ２７は、運転室内の適宜な箇所に設置されている。ＰＴＯスイッチ２７は、押しているときだけオンするモメンタリスイッチであり、オン操作は、ＰＴＯの停止中には駆動要求を意味し、ＰＴＯの駆動中には停止要求を意味する。ＥＣＵ１６内には図示しないＣＰＵからの指令によって導通／遮断するスイッチング素子４１が設けられており、このスイッチング素子４１の出力にＰＴＯリレー４２のコイルが接続されている。ＰＴＯリレー４２のメーク接点にはＰＴＯバルブ４３が接続されている。このＰＴＯバルブ４３は、後述するＰＴＯクラッチ３２を連結／遮断するアクチュエータに油圧を提供するものである。４４は、車両の電源を表している。
【００１５】
図２は本実施形態における車両の動力伝達装置を示す。図示するように、エンジンＥと変速機Ｔ／Ｍとの間にクラッチ機構１が設けられ、クラッチ機構１は動力伝達方向上流側に設けられた流体継手（フルードカップリング）２と、その下流側に直列に設けられた湿式摩擦クラッチとしての湿式多板クラッチ３とからなっている。この湿式摩擦クラッチ３を変速クラッチ３と呼ぶことは既に述べたとおりである。なお、ここでいう流体継手２とはトルクコンバータを含む広い概念であり、現に本実施形態においてもトルクコンバータを用いている。本装置が適用される車両はトラック等の比較的大型の車両である。エンジンＥはディーゼルエンジンである。
【００１６】
流体継手２は、エンジンの出力軸（クランク軸）に接続されたポンプ４と、ポンプ４に対向されクラッチ３の入力側に接続されたタービン５と、タービン５とポンプ４との間に介設されたステータ６とを有する。そして流体継手２と並列してロックアップクラッチ７が設けられ、これはポンプ４とタービン５との断接を行って流体継手２をロックアップ可能とする。湿式多板クラッチ３は、その入力側が入力軸３ａを介してタービン５に接続され、出力側が変速機Ｔ／Ｍのインプットシャフト８に接続され、流体継手２と変速機Ｔ／Ｍとの間を断接する。
【００１７】
変速機Ｔ／Ｍは、インプットシャフト８と、これと同軸に配置されたアウトプットシャフト９と、これらに平行に配置されたカウンタシャフト１０とを有する。インプットシャフト８には、入力主ギヤ１１が設けられている。アウトプットシャフト９には、１速主ギヤＭ１と、２速主ギヤＭ２と、３速主ギヤＭ３と、４速主ギヤＭ４と、リバース主ギヤＭＲとが夫々軸支されていると共に、６速主ギヤＭ６が固設されている。カウンタシャフト１０には、入力主ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２と、１速主ギヤＭ１に噛合する１速副ギヤＣ１と、２速主ギヤＭ２に噛合する２速副ギヤＣ２と、３速主ギヤＭ３に噛合する３速副ギヤＣ３と、４速主ギヤＭ４に噛合する４速副ギヤＣ４と、リバース主ギヤＭＲにアイドルギヤＩＲを介して噛合するリバース副ギヤＣＲとが固設されていると共に、６速主ギヤＭ６に噛合する６速副ギヤＣ６が軸支されている。
【００１８】
この変速機Ｔ／Ｍによれば、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／Ｒ１にスプライン噛合されたスリーブＳ／Ｒ１を、リバース主ギヤＭＲのドグＤＲにスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９がリバース回転し、上記スリーブＳ／Ｒ１を１速主ギヤＭ１のドグＤ１にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が１速相当で回転する。そして、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／２３にスプライン噛合されたスリーブＳ／２３を、２速主ギヤＭ２のドグＤ２にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が２速相当で回転し、上記スリーブＳ／２３を３速主ギヤＭ３のドグＤ３にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が３速相当で回転する。
【００１９】
そして、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／４５にスプライン噛合されたスリーブＳ／４５を、４速主ギヤＭ４のドグＤ４にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が４速相当で回転し、上記スリーブＳ／４５を入力主ギヤ１１のドグＤ５にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が５速相当（直結）で回転する。そして、カウンタシャフト１０に固定されたハブＨ６にスプライン噛合されたスリーブＳ６を、６速副ギヤＣ６のドグＤ６にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が６速相当で回転する。上記各スリーブは、図示しないシフトフォークおよびシフトロッドを介して、運転室内のシフトレバーによってマニュアル操作される。つまり変速機Ｔ／Ｍはマニュアル式である。
【００２０】
湿式多板クラッチ３は通常の構成である。即ち、図示省略するが、オイルが満たされたクラッチケーシング内で、入力側と出力側とにそれぞれ複数枚ずつ互い違いにクラッチプレートがスプライン噛合され、これらクラッチプレート同士をクラッチピストンにより押し付け合い、或いは解放して、クラッチの接続・分断を行うものである。クラッチピストンはクラッチスプリングにより常に断側に付勢されると共に、これを上回る油圧がクラッチピストンに付加されたときクラッチ３が締結される。クラッチ締結力ないしクラッチのトルク容量は与えられる油圧に応じて増大される。
【００２１】
ＰＴＯ機構３０は、変速機Ｔ／Ｍに対して連結／遮断自在に設けられている。本実施形態では、カウンタシャフト１０に平行に配置された補助シャフト３１に、カウンタシャフト１０の４速副ギヤＣ４に噛合するＰＴＯ副ギヤＰ１が固設され、この補助シャフト３１がＰＴＯクラッチ３２の入力側に接続されている。ＰＴＯクラッチ３１の出力側がＰＴＯ出力軸３３に接続され、このＰＴＯ出力軸３３が図示しない外部負荷に接続されている。ＰＴＯクラッチ３１は、電磁クラッチ、油圧クラッチ、スライディングメッシュなどで実現することができる。このＰＴＯクラッチ３１をアクチュエータによって駆動することにより、ＰＴＯ機構３０を変速機Ｔ／Ｍに対して連結／遮断し、外部負荷を駆動したり停止したりすることができる。ＰＴＯ機構３０が回転を取り出す変速機Ｔ／Ｍ内の箇所は４速副ギヤＣ４に限らず、インプットシャフト８に対して常時連動する箇所ならどこでもよい。
【００２２】
次に、図２の動力伝達装置を電子制御するための電子制御装置を図３を用いて説明する。ＥＣＵ１６にはクラッチソレノイドバルブＣＳＶの他、本装置を電子制御するために様々なスイッチやセンサが接続されている。これにはエンジン回転数を検出するためのエンジン回転センサ１８、クラッチ３の入力側の回転数即ちタービン５の回転数を検出するためのタービン回転センサ１９、変速機Ｔ／Ｍの回転数、代表的には入力副ギヤ１２の回転数を検出するための変速機回転センサ２０、及び車速を検出するための車速センサ２１が含まれる。これらのセンサは図２にも示される。特にＥＣＵ１６は変速機回転センサ２０の出力と、入力主ギヤ１１及び入力副ギヤ１２のギヤ比とから、インプットシャフト８の回転数を計算し、これをクラッチ３の出力側回転数とする。即ちクラッチ出力側回転数を検出するための手段が変速機回転センサ２０となる。
【００２３】
また、ＥＣＵ１６には、パーキングブレーキが作動中か否かを検出するためのパーキングブレーキスイッチ２２、フットブレーキが作動中か否かを検出するためのフットブレーキスイッチ２３、及び変速機のギヤポジションを検出するためのギヤポジションセンサ２４も接続される。
【００２４】
そしてＥＣＵ１６にはノブスイッチ２５も接続されている。即ち、本実施形態ではドライバーによる変速操作の開始時期を検出するため、或いはクラッチ断を開始するタイミングを決定するため、運転室のシフトレバーにおいて、レバーに対しシフトノブが僅かにシフト方向に揺動可能に取り付けられており、これらレバーとシフトノブとの間にノブスイッチ２５が設けられている。そしてドライバーによる変速操作時、レバーの動作に先立ってシフトノブが揺動すると、ノブスイッチ２５がONとなり、これを合図にクラッチ断を開始するようになっている。具体的構成は特開平１１−２３６９３１号公報に示されたものと同様である。
【００２５】
また、本実施形態の動力伝達装置には、同公報に示されたような坂道発進補助装置(HSA;Hill Start Aid)が設けられており、その装置の手動ON/OFFを行うため運転室にＨＳＡスイッチ２６が設けられ、ＨＳＡスイッチ２６がＥＣＵ１６に接続されている。ＰＴＯスイッチ２７については、既に図１で説明したとおりである。
【００２６】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置の作動及び制御方法を説明する。
【００２７】
この動力伝達装置では、エンジンＥの動力を流体継手２、湿式多板クラッチ３、変速機Ｔ／Ｍという順で伝達する。ロックアップクラッチ７は原則として発進後は常にON（接）され、停車時及び発進時にOFF （断）される。従って発進時はＡＴ車のように流体継手２のクリープを利用でき、摩擦クラッチを電子的に発進制御するものに比べ制御が簡単になると共に、走行中は流体継手２がロックアップされるのでスリップによるロスを防止できる。湿式多板クラッチ３は変速の度毎に断接される。これは通常のＭＴ車と同様である。
【００２８】
ここでロックアップクラッチ７の断接制御について詳しく述べると、ロックアップクラッチ７は比較的低車速である所定速度（本実施形態では約10km/h）以上で接とされる。正確には、ロックアップクラッチ接は、各ギヤ段においてインプットシャフト回転数が所定回転数（本実施形態では一律900rpm）以上に達すると接とされる。発進段（例えば多用される発進段である２速）で発進し、インプットシャフト回転数がその所定回転数（900rpm）に達すると、ロックアップクラッチが接とされ、このときの車速が低車速（約10km/h）である。
【００２９】
まず、車両発進時の作動を説明する。車両がギヤニュートラルで停止中、ドライバーが発進しようとしてシフトレバーを発進段に操作しようとしたとする。するとシフトレバーにおいて、レバーの動作に先立ってシフトノブが揺動することによりノブスイッチ２５がONされ、これを合図にクラッチ３が分断される。そして引き続きシフトレバーが操作されることによって変速機Ｔ／Ｍが発進段にギヤインされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が接続される。この接続によってタービン５が駆動輪側から止められるので、タービン５に対しポンプ４が滑動し、クリープ力が発生するようになる。従って後はブレーキを離したりアクセルを踏み込んだりすれば車両が動き出すのである。
【００３０】
次に、車両走行中の変速時の作動を説明する。車両が所定ギヤ段で走行中、ドライバーが変速しようとしてシフトレバーを次の変速段に操作しようとしたとする。するとレバーの動作に先立ってシフトノブが揺動し、ノブスイッチ２５がONされ、これを合図にクラッチ３が分断される。そして引き続きシフトレバーが操作されることによって変速機Ｔ／Ｍが次の変速段にギヤインされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が接続される。これによって変速が完了する。この変速中ロックアップクラッチ７はONのままで、エンジン動力がそのままクラッチ３に伝達される。
【００３１】
次に、本発明に係りＰＴＯ機構を変速機に対して連結する条件について説明する。本発明では、以下の８つの条件が全て成立したとき、ＰＴＯバルブ４３を駆動して外部負荷に駆動力を取り出す。即ち、
▲１▼車速センサ２１が正常である。
【００３２】
▲２▼車両が停車している。
【００３３】
▲３▼エンジン回転数が所定の上限値より小さい。
【００３４】
▲４▼エンジン回転数が所定の下限値より大きい。
【００３５】
▲５▼変速機Ｔ／ＭのギアがＰＴＯ許可ギアである。
【００３６】
▲６▼ＰＴＯスイッチ２７がオンである。
【００３７】
▲７▼ＰＴＯ非作動中が所定時間経過した。
【００３８】
▲８▼非常用スイッチ（図示せず）がオフである。
の各条件についての論理式▲１▼＆▲２▼＆▲３▼＆▲４▼＆▲５▼＆▲６▼＆▲７▼＆▲８▼を用いる。＆は論理積を表す。ＰＴＯ駆動判定手段は、この論理式を実行する。この論理式が成立したとき、ＥＣＵ１６内のスイッチング素子４１をオンにし、ＰＴＯリレー４２をメークする。各条件の詳細は次のとおり。
【００３９】
▲１▼車速センサ２１が検出する回転数を他の回転センサ１８、１９、２０が検出している回転数に対してクラッチ状態、ギア比などを考慮して対比するか、電圧レベルを監視するなどして車速センサ２１が正常か異常かを判定する。車速センサ２１が異常のときにはＰＴＯ駆動は禁止し、正常のときのみ許可する。
【００４０】
▲２▼車両が停車しているかどうかは、車速センサ２１が検出する車速が０ｋｍ／ｈであることをもって判断する。車両が停車しているときのみ、ＰＴＯ駆動を許可する。
【００４１】
▲３▼エンジン回転数は、例えば、８００ｒｐｍ未満であれば、アイドルと判断してＰＴＯ駆動を許可する。これは、高回転のエンジンに急激に負荷が印加されないようにするためである。
【００４２】
▲４▼エンジン回転数は、例えば、３００ｒｐｍを超えていれば、エンジンが停止していないと判断してＰＴＯ駆動を許可する。これは、エンジンが停止かそれに近い低回転のときに負荷が印加されないようにするためである。
【００４３】
▲５▼変速機Ｔ／Ｍのギアのうち、Ｎ、１、２、ＲはＰＴＯ許可ギアである。ギヤポジションセンサ２４が検出するギア段がＰＴＯ許可ギアであれば、低速段発進またはバックをしようとしているか、もしくは発進の意思がないと判断してＰＴＯ駆動を許可する。
【００４４】
▲６▼ＰＴＯスイッチ２７のオンは、ドライバが外部負荷を駆動しようとする意図を察知するものである。
【００４５】
▲７▼この条件は、過酷なオンオフ動作を回避するためのヒステリシス条件であり、前回のＰＴＯ作動が終了してから、例えば、１秒以上経過するまではＰＴＯスイッチ２７がオンでも駆動要求を受け付けないというものである。
【００４６】
▲８▼非常用スイッチは、踏切内でのエンストなどの非常状態から脱出するために使用するものであるから、非常用スイッチがオフのときのみＰＴＯ駆動を許可する。
【００４７】
以上のＰＴＯスイッチ操作及び車両状態に基づき制御部１６は変速クラッチの接制御及びＰＴＯ機構の連結を決定する。制御部１６は、ＰＴＯ機構を連結させた後、変速クラッチを接に制御する。
【００４８】
次に、ＰＴＯ機構を変速機から遮断する条件（解除条件）について説明する。解除の場合は、以下の７つの条件による論理式が成立したとき、ＰＴＯバルブ４３を開放して外部負荷への駆動力を停止する。即ち、
▲１▼ＰＴＯ作動中が所定時間経過した。
【００４９】
▲２▼変速機Ｔ／ＭのギアがＰＴＯ不許可ギアである。
【００５０】
▲３▼ＰＴＯスイッチ２７がオンである。
【００５１】
▲４▼変速機Ｔ／Ｍのギアがニュートラルである。
【００５２】
▲５▼車速が所定の低速以上である。
【００５３】
▲６▼非常用スイッチ（図示せず）がオンである。
【００５４】
▲７▼エンジン回転数が所定の低回転数より小さい。
の各条件についての論理式▲１▼＆｛▲２▼｜▲３▼｜（▲４▼＆▲５▼）｜▲６▼｜▲７▼｝を用いる。＆は論理積を表し、｜は論理和を表す。ＰＴＯ遮断判定手段は、この論理式を実行する。従って、▲１▼が成立している状態で▲２▼、▲３▼、▲６▼、▲７▼のいずれか、または、▲４▼及び▲５▼が成立すると、ＥＣＵ１６内のスイッチング素子４１をオフにし、ＰＴＯリレー４２をブレークする。各条件の詳細は次のとおり。
【００５５】
▲１▼この条件は、過酷なオンオフ動作を回避するためのヒステリシス条件であり、ＰＴＯ作動が開始してから、例えば、１秒以上経過するまではＰＴＯスイッチ２７がオンでも遮断要求を受け付けないというものである。
【００５６】
▲２▼変速機Ｔ／Ｍのギアのうち、３、４、５、６はＰＴＯ不許可ギアである。ギヤポジションセンサ２４が検出するギア段がＰＴＯ不許可ギアであれば、ドライバが高速段での発進又は高速段へのシフトアップを試みたと判断してＰＴＯ駆動を停止する。
【００５７】
▲３▼ＰＴＯスイッチ２７のオンは、ドライバが外部負荷を停止しようとする意図を察知するものである。
【００５８】
▲４▼変速機Ｔ／Ｍのギアがニュートラルで、▲５▼車速が所定速、例えば、２ｋｍ／ｈ以上であると、ＰＴＯ駆動走行中に変速を試みたと判断してＰＴＯを停止するものである。
【００５９】
▲６▼非常用スイッチがオンのときにはＰＴＯを停止する。
【００６０】
▲７▼エンジン回転数が所定回転数、例えば、２００ｒｐｍ以下では、エンストと判断しＰＴＯを停止する。
【００６１】
以上のＰＴＯスイッチ操作及び車両状態に基づき制御部１６は変速クラッチの断制御及びＰＴＯ機構の遮断を決定する。制御部１６は、変速クラッチを断に制御した後、ＰＴＯ機構を遮断する。
【００６２】
次に、実際の車両における本発明の動作を説明する。まず、車両を停車させるとき、制御部１６はロックアップクラッチ７を断に制御し、エンジンをアイドルにする。このとき、制御部１６は変速クラッチ３を断に制御する。また、シフトレバー操作によって変速機Ｔ／Ｍがニュートラルになった場合も、制御部１６は変速クラッチ３を断に制御する。
【００６３】
このようにして車両が停車し、変速機Ｔ／Ｍがニュートラルになっているとき、ドライバがＰＴＯスイッチ２７をオンにすると、前記連結条件の論理が成立するので、制御部１６は、まず、ＰＴＯバルブ４３をオンにしてＰＴＯ機構３０を変速機Ｔ／Ｍに連結する。そして、変速クラッチ３を接に制御する。流体継手２のクリープにより変速クラッチ３の入力軸３ａが回転しているので、変速クラッチ３が接になるとインプットシャフト８も回転するが、変速機Ｔ／Ｍがニュートラルであるからアウトプットシャフト９は回転せず車両は発進しない。一方、ＰＴＯ機構３０が変速機Ｔ／Ｍのカウンタシャフト１０に連結されているので、ＰＴＯ出力軸３３が回転し、外部負荷に駆動力が伝達される。即ち、ＰＴＯが駆動される。
【００６４】
その後（他の条件は変えないまま）、外部負荷を使用する作業が終了してドライバがＰＴＯスイッチ２７をオンにすると、前記解除条件の論理▲１▼＆▲３▼が成立するので、制御部１６は、変速クラッチ３を断に制御し、ＰＴＯ機構３０を遮断する。これによりＰＴＯは停止する。
【００６５】
外部負荷を使用する作業の継続中に、ドライバが２速以下で発進しようとしてシフトレバーを操作した場合は、前記解除条件の論理が不成立であるから、ＰＴＯ機構３０は遮断されない。ただし、シフトレバー操作の開始から完了までは、変速クラッチ３が断に制御されるため、ＰＴＯは一時的に停止する。シフトレバー操作が完了すると、変速クラッチ３が接に制御されるので、ＰＴＯが再開され、同時に発進が開始される。このことは、例えば、ゴミ収集車において、あるゴミ集積場所でのゴミの取り込みを継続しながら別のゴミ集積場所への移動を開始することを可能にし、業務効率を高めることに貢献する。
【００６６】
ドライバが３速以上で発進しようとしてシフトレバーを操作した場合は、前記解除条件の論理▲１▼＆▲２▼が成立するため、ＰＴＯ機構３０は遮断される。
【００６７】
１速、２速、又はバックで走行中に停車した場合、制御部１６が変速クラッチ３を接続にしたままで車両が停車する。ドライバがシフトレバー操作をしなければ、変速機Ｔ／Ｍは同じギア段を維持し、変速クラッチ３は接を維持する。ここで、ドライバがＰＴＯスイッチ２７をオンにすると、前記連結条件の論理が成立するので、制御部１６は、前記同様に、ＰＴＯバルブ４３をオンにしてＰＴＯ機構３０を変速機Ｔ／Ｍに連結する。流体継手２のクリープにより変速機Ｔ／Ｍの出力側にも力は発生するが、ドライバがブレーキペダルを踏んでいる限り車両は発進しないし、外部負荷は駆動されない。ドライバがブレーキペダルを外し、アクセルペダルを踏むことで、車両発進とＰＴＯ駆動とが同時に可能になる。これは、あるゴミ集積場所へ低速で到着した（或いは到着時にシフトダウンした）とき、ブレーキで一時的に停車し、そのままゴミを取り込みながら発進する場合に有効である。
【００６８】
ＰＴＯを駆動しながらの走行中にドライバが変速を試みると、前記解除条件の論理▲１▼＆▲４▼＆▲５▼が成立するので、ＰＴＯ機構３０は遮断される。変速クラッチ３はシフトレバー操作の完了後、接に制御されるので、変速は達成される。これにより、前例のゴミ収集車において、移動を開始した後、ゴミの取り込みが終了したとき、ＰＴＯスイッチ２７を操作することなくシフトアップの操作によって自動的にＰＴＯを停止させることができ、運転操作が快適になる。
【００６９】
図２には省略されているが、変速機Ｔ／Ｍの各ドグＤ１〜Ｄ５にはスリーブとの間にシンクロ機構が設けられている。ドライバがシフトレバーを操作すると、変速機Ｔ／Ｍは一旦、ニュートラルの状態を経て、いずれかのギア段のシンクロ機構を作用させて噛み合いを達成する。制御部１６は、変速機Ｔ／Ｍがニュートラルに変わると直ちに変速クラッチ３を断にし、ＰＴＯ機構３０を遮断する。従って、シンクロ機構が作用し始める頃には、変速機Ｔ／ＭからＰＴＯの負荷が除去されている。これにより、変速の際にはシンクロ機構に過大な負荷がかかることがなくなる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００７１】
（１）ＰＴＯを運転しながらの走行中に変速を試みると、ギアがニュートラルに抜けたところでＰＴＯが停止することになるので、シンクロ機構が過大な負荷から保護される。
【００７２】
（２）変速をすることによってＰＴＯを自動停止できるので、運転操作が快適になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す制御部に関係した要部の回路図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両における動力伝達装置の構造図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両における電子制御装置の入出力構成図である。
【符号の説明】
２ 流体継手
３ 湿式摩擦クラッチ（変速クラッチ）
１６ ＥＣＵ（制御部）
２７ ＰＴＯスイッチ
３０ ＰＴＯ機構
４２ ＰＴＯリレー
Ｅ エンジン
Ｔ／Ｍ 変速機
Claims (1)
- エンジンに変速クラッチを介してシンクロ機構付きの変速機が連結され、その変速機の出力軸に車輪の駆動系が連結されると共に、外部負荷に駆動力を取り出すためのＰＴＯ機構が前記変速機に対して連結／遮断自在に設けられ、前記変速クラッチをシフトレバー操作に応じて自動制御するＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両において、前記変速クラッチ及びＰＴＯ機構の連結／遮断を制御する制御部に、前記ＰＴＯ機構を前記変速機に連結して所定速度以上の速度で走行中にシフトレバー操作が行われての変速操作中に前記変速機がニュートラルになったときは、前記シフトレバー操作の終了時における前記変速機のギア段に拘わらず前記変速機のシンクロ機構が作用し始めるまでに前記ＰＴＯ機構の遮断を終了するＰＴＯ遮断判定手段を設けたことを特徴とするＰＴＯ機構付きクラッチ自動制御式車両。
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