JP5389248B2 - 作業車両および作業車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両および作業車両の制御方法に関する。

出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせるブレーキ装置では、摩擦によって回転部材が発熱する。このため、回転部材と固定部材との間に潤滑油を流すことによって、回転部材を冷却し、回転部材の温度上昇を抑制することが行われる。

ここで、ブレーキ装置が、回転部材と固定部材とが圧接されていない非制動状態である場合にも、回転部材と固定部材との間に多量の潤滑油が介在している場合、出力軸の駆動力の一部が回転部材から潤滑油に伝わることによって、駆動力のロスが生じる恐れがある。

このような駆動力のロスを防止するため、特許文献１に記載の技術では、ブレーキ装置が制動状態である場合に潤滑油の供給量を増大させ、ブレーキ装置が非制動状態である場合には供給量を低減させる潤滑油回路が設けられている。

特開昭５３−０３４０５４号公報

しかし、ブレーキ装置では、制動状態から非制動状態に切り替えられたときに、回転部材の温度が十分に低下していない場合がある。このような場合、上記のようにブレーキ装置の制動状態・非制動状態の切替に応じて潤滑油の供給量が切り換えられると、回転部材の温度が高い状態でも潤滑油の供給量が低減されてしまい、回転部材がオーバーヒートする恐れがある。また、このようなオーバーヒートを防止するためには、潤滑油の供給量を多量に設定する必要があり、この場合、駆動力のロスを抑制する効果が低減してしまう。

本発明の課題は、ブレーキ装置における駆動力のロスを抑制することができると共に、オーバーヒートの発生を抑えることができる作業車両および作業車両の制御方法を提供することにある。

第１発明に係る作業車両は、ブレーキ装置と、潤滑油供給部と、トランスミッションと、制御部とを備える。ブレーキ装置は、出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせ、且つ、回転部材を潤滑油によって冷却可能な装置である。潤滑油供給部は、潤滑油をブレーキ装置に供給する。トランスミッションは、出力軸に伝達される動力を変速する。制御部は、回転部材の温度に基づいてブレーキ装置への潤滑油の供給量を制御する第１制御を実行可能である。そして、制御部は、ブレーキ装置が、制動状態である場合は、潤滑油の供給量を所定の第１供給量とし、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、上記の第１制御において、回転部材の温度に基づいて潤滑油の供給量の第１供給量から第１供給量より少ない第２供給量への変更を判断する。なお、制動状態とは、回転部材と固定部材とが圧接されることにより、制動力を生じさせる状態である。また、制御部は、トランスミッションの速度段が所定の高速速度段である場合には、第１制御を実行可能とし、トランスミッションの速度段が高速速度段より変速比が大きい低速速度段である場合には、回転部材の温度およびブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油をブレーキ装置に供給する第２制御を行う。

この作業車両では、ブレーキ装置が、制動状態である場合には、比較的多量の第１供給量の潤滑油がブレーキ装置に供給される。これにより、高い冷却能力を確保することができる。また、ブレーキ装置が、制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、潤滑油が常に第２供給量に低減されるのではなく、上記の第１制御において、回転部材の温度に基づいて潤滑油の供給量の第１供給量から第２供給量への変更が判断される。これにより、回転部材の温度の低下が十分ではない場合には第１供給量を維持し、回転部材の温度が十分に低下した場合に第２供給量に低減させることができる。これにより、常時、多量の潤滑油がブレーキ装置に供給される場合と比べて、ブレーキ装置における駆動力のロスを抑制することができる。また、ブレーキ装置の制動状態・非制動状態の切替に応じて供給量が増減される場合と比べて、回転部材の冷却を適切に行うことができ、オーバーヒートの発生を抑えることができる。

また、この作業車両では、トランスミッションの速度段が、駆動力のロスが比較的大きい高速速度段である場合に、上記の第１制御が実行可能とされる。これによって、駆動力のロスを抑える効果をさらに向上させることができる。また、トランスミッションの速度段が、駆動力のロスが比較的少ない低速速度段である場合には、第２制御が行われる。第２制御では、回転部材の温度およびブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油がブレーキ装置に供給されるため、回転部材の冷却能力を向上させることができる。

第２発明に係る作業車両は、第１発明の作業車両であって、制御部は、第１制御において、回転部材の温度が所定の目標温度より低い場合に潤滑油の供給量を第１供給量から第２供給量に低減する。

この作業車両では、第１制御において、回転部材の温度が所定の目標温度より低い温度まで低下した場合に潤滑油の供給量が第１供給量から第２供給量に低減される。これにより、回転部材の温度に対して精度よく潤滑油の供給量を変更することができる。

第３発明に係る作業車両は、第１発明の作業車両であって、制御部は、第１制御において、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、第１供給量の潤滑油の供給により回転部材の温度が所定の目標温度に下降するまでに要する潤滑油供給時間を算出し、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた時点から潤滑油供給時間が経過した場合に、潤滑油の供給量を第１供給量から第２供給量に低減する。

この作業車両では、第１制御において、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、潤滑油供給時間が経過するまで第１供給量の潤滑油が供給される。このため、ブレーキ装置が非制動状態である場合でも高い冷却能力で回転部材を冷却することができる。また、潤滑油供給時間が経過した場合に、潤滑油の供給量が第１供給量から第２供給量に低減されることにより、ブレーキ装置での駆動力のロスを抑えることができる。

第４発明に係る作業車両は、第３発明の作業車両であって、制御部は、第１制御において、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた時点から潤滑油供給時間が経過する前にブレーキ装置が非制動状態から制動状態に切り換えられた場合は、その後に、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り換えられた時点からの潤滑油供給時間を再算出する。

この作業車両では、回転部材の温度が十分に低下していない状態でブレーキ装置が制動状態にされると、その後にブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り換えられた時点からの潤滑油供給時間が改めて算出される。これにより、ブレーキ操作が断続的に繰り返された場合でも、回転部材を十分に冷却することができる。

第５発明に係る作業車両は、ブレーキ装置と、潤滑油供給部と、トランスミッションと、制御部とを備える。ブレーキ装置は、出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせ、且つ、回転部材を潤滑油によって冷却可能な装置である。潤滑油供給部は、潤滑油をブレーキ装置に供給する。トランスミッションは、出力軸に伝達される動力を変速する。制御部は、固定部材の温度に基づいてブレーキ装置への潤滑油の供給量を制御する第１制御を実行可能である。そして、制御部は、ブレーキ装置が、制動状態である場合は、潤滑油の供給量を所定の第１供給量とし、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、上記の第１制御において、固定部材の温度に基づいて潤滑油の供給量の第１供給量から第１供給量より少ない第２供給量への変更を判断する。なお、制動状態とは、回転部材と固定部材とが圧接されることにより、制動力を生じさせる状態である。また、制御部は、トランスミッションの速度段が所定の高速速度段である場合には、第１制御を実行可能とし、トランスミッションの速度段が高速速度段より変速比が大きい低速速度段である場合には、固定部材の温度およびブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油をブレーキ装置に供給する第２制御を行う。

この作業車両では、ブレーキ装置が、制動状態である場合には、比較的多量の第１供給量の潤滑油がブレーキ装置に供給される。これにより、高い冷却能力を確保することができる。また、ブレーキ装置が、制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、潤滑油が常に第２供給量に低減されるのではなく、上記の第１制御において、固定部材の温度に基づいて潤滑油の供給量の第１供給量から第２供給量への変更が判断される。これにより、固定部材の温度の低下が十分ではない場合には第１供給量を維持し、固定部材の温度が十分に低下した場合に第２供給量に低減させることができる。これにより、常時、多量の潤滑油がブレーキ装置に供給される場合と比べて、ブレーキ装置における駆動力のロスを抑制することができる。また、ブレーキ装置の制動状態・非制動状態の切替に応じて供給量が増減される場合と比べて、回転部材の冷却を適切に行うことができ、オーバーヒートの発生を抑えることができる。

また、この作業車両では、トランスミッションの速度段が、駆動力のロスが比較的大きい高速速度段である場合に、上記の第１制御が実行可能とされる。これによって、駆動力のロスを抑える効果をさらに向上させることができる。また、トランスミッションの速度段が、駆動力のロスが比較的少ない低速速度段である場合には、第２制御が行われる。第２制御では、固定部材の温度およびブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油がブレーキ装置に供給されるため、回転部材の冷却能力を向上させることができる。

第６発明に係る作業車両の制御方法は、出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせ、且つ、回転部材を潤滑油によって冷却可能なブレーキ装置と、潤滑油をブレーキ装置に供給する潤滑油供給部と、出力軸に伝達される動力を変速するトランスミッションと、ブレーキ装置への潤滑油の供給量を制御する制御部とを備える作業車両の制御方法であって、制御部が回転部材の温度を計算によって求めるステップと、ブレーキ装置が、回転部材と固定部材とが圧接された制動状態である場合は、潤滑油の供給量を所定の第１供給量とし、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、回転部材の温度に基づいて潤滑油の供給量の第１供給量から第１供給量より少ない第２供給量への変更を判断するステップと、を備える。また、第６発明に係る作業車両の制御方法は、トランスミッションの速度段が所定の高速速度段である場合には、第１制御を実行可能とし、トランスミッションの速度段が高速速度段より変速比が大きい低速速度段である場合には、回転部材の温度およびブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油をブレーキ装置に供給する第２制御を行うステップをさらに備える。

この作業車両の制御方法では、ブレーキ装置が、制動状態である場合には、比較的多量の第１供給量の潤滑油がブレーキ装置に供給される。これにより、高い冷却能力を確保することができる。また、ブレーキ装置が、制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、潤滑油が常に第２供給量に低減されるのではなく、回転部材の温度に基づいて潤滑油の供給量の第１供給量から第２供給量への変更が判断される。これにより、回転部材の温度の低下が十分ではない場合には第１供給量を維持し、回転部材の温度が十分に低下した場合に第２供給量に低減させることができる。これにより、常時、多量の潤滑油がブレーキ装置に供給される場合と比べて、ブレーキ装置における駆動力のロスを抑制することができる。また、ブレーキ装置の制動状態・非制動状態の切替に応じて供給量が増減される場合と比べて、回転部材の冷却を適切に行うことができ、オーバーヒートの発生を抑えることができる。

また、この作業車両の制御方法では、トランスミッションの速度段が、駆動力のロスが比較的大きい高速速度段である場合に、上記の第１制御が実行可能とされる。これによって、駆動力のロスを抑える効果をさらに向上させることができる。また、トランスミッションの速度段が、駆動力のロスが比較的少ない低速速度段である場合には、第２制御が行われる。第２制御では、回転部材の温度およびブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油がブレーキ装置に供給されるため、回転部材の冷却能力を向上させることができる。

第７発明に係る作業車両の制御方法は、出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせ、且つ、回転部材を潤滑油によって冷却可能なブレーキ装置と、潤滑油をブレーキ装置に供給する潤滑油供給部と、出力軸に伝達される動力を変速するトランスミッションと、ブレーキ装置への潤滑油の供給量を制御する制御部とを備える作業車両の制御方法であって、制御部が固定部材の温度を計算によって求めるステップと、ブレーキ装置が、回転部材と固定部材とが圧接された制動状態である場合は、潤滑油の供給量を所定の第１供給量とし、ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、固定部材の温度に基づいて潤滑油の供給量の第１供給量から第１供給量より少ない第２供給量への変更を判断するステップと、を備える。また、第７発明に係る作業車両の制御方法は、トランスミッションの速度段が所定の高速速度段である場合には、第１制御を実行可能とし、トランスミッションの速度段が高速速度段より変速比が大きい低速速度段である場合には、固定部材の温度およびブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油をブレーキ装置に供給する第２制御を行うステップをさらに備える。

この作業車両の制御方法では、ブレーキ装置が、制動状態である場合には、比較的多量の第１供給量の潤滑油がブレーキ装置に供給される。これにより、高い冷却能力を確保することができる。また、ブレーキ装置が、制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、潤滑油が常に第２供給量に低減されるのではなく、固定部材の温度に基づいて潤滑油の供給量の第１供給量から第２供給量への変更が判断される。これにより、固定部材の温度の低下が十分ではない場合には第１供給量を維持し、固定部材の温度が十分に低下した場合に第２供給量に低減させることができる。これにより、常時、多量の潤滑油がブレーキ装置に供給される場合と比べて、ブレーキ装置における駆動力のロスを抑制することができる。また、ブレーキ装置の制動状態・非制動状態の切替に応じて供給量が増減される場合と比べて、回転部材の冷却を適切に行うことができ、オーバーヒートの発生を抑えることができる。

また、この作業車両の制御方法では、トランスミッションの速度段が、駆動力のロスが比較的大きい高速速度段である場合に、上記の第１制御が実行可能とされる。これによって、駆動力のロスを抑える効果をさらに向上させることができる。また、トランスミッションの速度段が、駆動力のロスが比較的少ない低速速度段である場合には、第２制御が行われる。第２制御では、固定部材の温度およびブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油がブレーキ装置に供給されるため、回転部材の冷却能力を向上させることができる。

本発明によれば、ブレーキ装置における駆動力のロスを抑制することができると共に、オーバーヒートの発生を抑えることができる。

作業車両の概略システム構成図。 ブレーキ装置の構成を示す断面図。 作業車両の制御フローチャート。 本発明の作業車両の制御内容を示すタイミングチャート。 従来の作業車両の制御内容を示すタイミングチャート。

＜第１実施形態＞
〔構成〕
本発明の第１実施形態に係る作業車両１の概略システム構成図を図１に示す。この作業車両１は、例えばブルドーザであり、エンジン２、動力伝達機構３、一対の走行装置４ａ，４ｂ、一対のブレーキ装置５ａ，５ｂ、潤滑油供給部６、各種の操作部３２−３５、各種のセンサ４１−４３、制御部７などを備えている。

〔エンジン２〕
エンジン２は、ディーゼルエンジンであり、図示しない燃料噴射ポンプからの燃料の噴射量が調整されることにより、エンジン２の出力が制御される。具体的には、実際のエンジン回転数が制御部７によって設定されたエンジン回転数になるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とが調整される。エンジン２からの駆動力は、動力取出装置８を介して、動力伝達機構３や、後述する油圧ポンプ３０に分配される。

〔動力伝達機構３〕
動力伝達機構３は、エンジン２からの駆動力を一対の走行装置４ａ，４ｂに伝達する機構であり、トルクコンバータ９、トランスミッション１０、ベベルギヤ１１、横軸１２、一対の操向クラッチ１３ａ，１３ｂ、一対の出力軸１４ａ，１４ｂなどを有する。

トルクコンバータ９は、エンジン２からの駆動力をトランスミッション１０に伝達する。

トランスミッション１０は、エンジン２から出力軸１４ａ，１４ｂに伝達される駆動力を変速するための装置であり、駆動力をトルクコンバータ９からベベルギヤ１１に伝達する。トランスミッション１０は、制御部７からの制御信号によって制御されることにより、前進と後進と切り替える。また、トランスミッション１０は、制御部７からの制御信号によって制御されることにより、速度段の切替を行う。例えば、前進１〜３速および後進１〜３速の切り替えが可能である。トランスミッション１０から出力されたエンジン２の駆動力は、ベベルギヤ１１に伝達される。

図２に示すように、ベベルギヤ１１に伝えられた動力は、横軸１２および操向クラッチ１３ａを介して出力軸１４ａに伝えられる。操向クラッチ１３ａは、クラッチピストン１５によってクラッチディスク１６を皿バネにより圧接、また油圧により切断することによりＯＮ／ＯＦＦを行う。なお、図２では、一対の操向クラッチ１３ａ，１３ｂのうち一方の操向クラッチ１３ａのみを図示しているが、他方の操向クラッチ１３ｂも同様の構造である。また、左右一対の操向クラッチ１３ａと左右一対のブレーキ装置５ａ，５ｂとで、作業車両１の操向装置を構成している。

〔一対の走行装置４ａ，４ｂ〕
一対の走行装置４ａ，４ｂは、図１に示すように、それぞれ、スプロケット１７ａ，１７ｂと、スプロケット１７ａ，１７ｂに巻回される履帯１８ａ，１８ｂとを有している。スプロケット１７ａ，１７ｂは、動力伝達機構３の出力軸１４ａ，１４ｂに連結されており、エンジン２からの駆動力は、動力伝達機構３を介してスプロケット１７ａ，１７ｂにそれぞれ伝達される。スプロケット１７ａ，１７ｂが回転駆動されると、スプロケット１７ａ，１７ｂに巻回された履帯１８ａ，１８ｂが駆動され、これにより作業車両１が走行する。

〔一対のブレーキ装置５ａ，５ｂ〕
一対のブレーキ装置５ａ，５ｂのうち一方のブレーキ装置５ａの構造を図２に示す。なお、他方のブレーキ装置５ｂも同様の構造である。このブレーキ装置５ａは、いわゆる湿式多板式のブレーキ装置であり、複数のブレーキディスク２０（回転部材）と、複数の固定プレート２１（固定部材）と、ブレーキピストン２２とを有している。ブレーキディスク２０は固定プレート２１の間にそれぞれ配置されており、横軸１２および出力軸１４ａと共に回転する複数のブレーキディスク２０と、車体側に固定された固定プレート２１とが圧接されることによって制動力が発生する。なお、このブレーキ装置５ａは、ブレーキピストン２２に油圧がかけられていない状態において、皿バネの付勢力によってブレーキディスク２０と固定プレート２１とが圧接された制動状態となる。また、ブレーキピストン２２に油圧がかけられることによって、ブレーキピストン２２が皿バネの付勢力に抗してブレーキディスク２０と固定プレート２１とを離反させる。これにより、ブレーキ装置５ａが非制動状態となる。

ブレーキ装置５ａの制動状態・非制動状態の切り替えが繰り返えされると、ブレーキディスク２０に摩擦熱が発生する。このブレーキ装置５ａでは、後述する潤滑油供給部６から供給される潤滑油によって、ブレーキディスク２０の潤滑および冷却を行うことができる。図２に示すように、潤滑油供給部６から供給される潤滑油は、矢印のように潤滑油供給路２３を通り、ブレーキ用供給路２４ａとクラッチ用供給路２４ｂとの二つの経路に分岐する。なお、図２では、ブレーキ用供給路２４ａとクラッチ用供給路２４ｂとは重なって配置されており、ブレーキ用供給路２４ａは、クラッチ用供給路２４ｂの後方に位置している。ブレーキ用供給路２４ａに送られた潤滑油は、ブレーキ用供給口２５を通り、ブレーキディスク２０の隙間を通ってブレーキディスク２０を潤滑および冷却する。また、クラッチ用供給路２４ｂに送られた潤滑油は、クラッチ用供給口２６を通り、クラッチディスク１６の隙間を通ってクラッチディスク１６を潤滑および冷却する。ブレーキディスク２０の隙間を通った潤滑油およびクラッチディスク１６の隙間を通った潤滑油は、図示しない回収経路を通って潤滑油供給部６に回収される。

〔潤滑油供給部６〕
潤滑油供給部６は、図１に示すように、油圧ポンプ３０と、流量切替弁３１とを有しており、潤滑油をブレーキ装置５ａ，５ｂに供給する。

油圧ポンプ３０は、動力取出装置８を介して伝達されるエンジン２からの駆動力によって駆動される固定容量ポンプであり、上述したブレーキ装置５ａ，５ｂを冷却するための潤滑油を吐出する。

流量切替弁３１は、制御部７からの制御信号によって制御される電磁弁であり、ブレーキ装置５ａ，５ｂに供給される潤滑油の供給量を切り替える。流量切替弁３１は、油圧ポンプ３０から吐出された潤滑油の全量（以下、「第１供給量」と呼ぶ）をブレーキ装置５ａ，５ｂに供給する第１状態と、油圧ポンプ３０から吐出された潤滑油を第１供給量より少ない第２供給量に減量してブレーキ装置５ａ，５ｂに供給する第２状態とに切り替え可能である。流量切替弁３１が非励磁状態である場合には、バネの付勢力によって流量切替弁３１は第１状態とされる。流量切替弁３１が励磁状態である場合には、流量切替弁３１は第２状態とされる。

〔各種の操作部３２−３５〕
各種の操作部３２−３５は、図示しない運転室に内装されており、オペレータによって操作されることにより作業車両１に各種の動作を行わせることができる。また、これらの操作部３２−３５による操作内容は、操作信号として制御部７へ送られる。操作部３２−３５には、スロットル操作部３２、変速操作部３３、ステアリング操作部３４、ブレーキ操作部３５などがある。

スロットル操作部３２は、エンジン回転数の変更を指示するためのものである。スロットル操作部３２によって指定されたエンジン回転数は制御部７に入力され、制御部７はエンジン回転数が指定された回転数になるようにエンジン２を制御する。

変速操作部３３は、トランスミッション１０の速度段の切替を指示するためのものである。この作業車両１では、前進・後進のそれぞれにおいて、第１速から第３速までの速度段の切替が可能である。オペレータが変速操作部３３を操作すると、制御部７は、変速操作部３３によって指定された速度段にトランスミッション１０を切り替える。これにより、オペレータは、手動で速度段の切替を行うことができる。なお、制御部７による判断によって自動的にトランスミッション１０の変速が行われてもよい。

ステアリング操作部３４は、作業車両１の前進・後退の切替、直進・旋回の切替、旋回方向の切替を指示するためのものである。オペレータは、ステアリング操作部３４を操作することによりトランスミッション１０の前進状態および後進状態を切り替えることができる。また、オペレータは、ステアリング操作部３４を操作することにより、作業車両１の直進・旋回の切替、旋回方向の切替、旋回速度の調整を行うことができる。具体的には、ステアリング操作部３４からの操作信号に応じて、制御部７が、一対の操向クラッチ１３ａ，１３ｂおよび一対のブレーキ装置５ａ，５ｂの制御を行うことにより、上記操向の切替が行われる。例えば、両方の操向クラッチ１３ａ，１３ｂがＯＮにされ、且つ、両方のブレーキ装置５ａ，５ｂが非制動状態にされると、作業車両１は直進する。この状態から、一方の操向クラッチ１３ａがＯＦＦにされると、作業車両１は緩旋回する。また、一方の操向クラッチ１３ａがＯＦＦにされ、且つ、ＯＦＦにされた操向クラッチ１３ａと同じ側のブレーキ装置５ａが制動状態にされると、車両は信地旋回する。上記と逆方向に旋回する場合は、操向クラッチ１３ｂがＯＦＦにされ、ブレーキ装置５ｂが制動状態にされる。また、両方の操向クラッチ１３ａ，１３ｂがＯＦＦにされ、両方のブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態にされると車両は停止する。

ブレーキ操作部３５は、作業車両１の減速を指示するためのものである。ブレーキ操作部３５が操作されると、制御部７は、ブレーキ操作部３５の操作量に応じてブレーキ装置５ａ，５ｂの制動力を制御する。これにより、オペレータは、ブレーキ操作部３５を操作することによって、作業車両１を減速・停止させることができる。

なお、図示していないが、この作業車両１は、ブレードなどの作業機と、作業機を駆動するための油圧シリンダおよび油圧シリンダに圧油を供給する作業機用油圧ポンプなどを備えており、図示しない作業機操作部が操作されることにより、作業機による各種の作業を行うことができる。

〔各種のセンサ４１−４３〕
各種のセンサには、エンジン回転数センサ４１、ベベルギヤ回転数センサ４２、潤滑油温度センサ４３などがある。

エンジン回転数センサ４１は、エンジン２の実際のエンジン回転数を検出する。

ベベルギヤ回転数センサ４２は、ベベルギヤ１１の回転数を検出する。なお、ベベルギヤ回転数センサ４２によって検出されたベベルギヤ１１の回転数からブレーキ装置５ａ，５ｂのブレーキディスク２０の回転数が求められるため、ベベルギヤ回転数センサ４２は、ブレーキディスク２０の回転数を検知する回転数検知部として機能する。

潤滑油温度センサ４３は、潤滑油の温度を検出する。

これらのセンサ４１−４３によって検出された情報は、検出信号として制御部７に入力される。

〔制御部７〕
制御部７は、マイクロコンピュータや数値演算プロセッサ等の演算処理装置やメモリーなどによって構成されている。制御部７は、操作部３２−３５からの操作信号、各種のセンサ４１−４３からの検出信号、制御部７に記憶されている制御データなどに基づいて、エンジン２、動力伝達機構３、ブレーキ装置５ａ，５ｂ、潤滑油供給部６などの制御を行う。ここで、制御部７は、ブレーキディスク２０の温度に基づいてブレーキ装置５ａ，５ｂへの潤滑油の供給量を制御する第１制御と、ブレーキディスク２０の温度およびブレーキ装置５ａ，５ｂの制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油をブレーキ装置５ａ，５ｂに供給する第２制御とを選択的に実行することができる。以下、制御部７が行うブレーキ装置５ａ，５ｂへの潤滑油の供給量の制御について、図３のフローチャートおよび図４のタイミングチャートに基づいて詳細に説明する。なお、図３のフローチャートで示される制御は、作業車両１のエンジン起動後に、常時、繰り返して実行される。

〔潤滑油の供給量の制御〕
まず、第１ステップＳ１において、トランスミッション１０の速度段が前進の第１速であるか否かが判断される。ここでは、変速操作部３３から制御部７に送られた操作信号に基づいて、トランスミッション１０の速度段が検知される。トランスミッション１０の速度段が前進の第１速である場合には、第４ステップＳ４に進む。

第４ステップＳ４では、流量切替弁３１が第１状態にされ、第１供給量の潤滑油がブレーキ装置５ａ，５ｂに供給される。このように、トランスミッション１０の速度段が前進の第１速である場合には、ブレーキディスク２０の温度およびブレーキ装置５ａ，５ｂの制動状態・非制動状態に関わらず所定量の潤滑油をブレーキ装置５ａ，５ｂに供給する第２制御が行われる。

第１ステップＳ１において、トランスミッション１０の速度段が前進第１速の低速速度段ではない場合、すなわち、前進第２速、第３速の高速速度段である場合又は後進第１速〜第３速である場合は、第２ステップＳ２に進む。

第２ステップＳ２では、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態であるか否かが判断される。ブレーキ装置５ａ，５ｂの少なくとも一方が制動状態である場合には、第３ステップＳ３に進む。

第３ステップＳ３では、ブレーキディスク温度

が算出される。ここでは、以下のようにしてブレーキディスク温度

が算出される。

単位時間当たりのブレーキディスク２０の発熱量

単位時間当たりのブレーキディスク２０の放熱量

単位時間当たりのブレーキディスク２０の蓄熱量

とすると、

（１）
である。

なお、

について、Ｔは、ブレーキトルクであり、ブレーキディスク径、ブレーキディスク２０の枚数、ブレーキディスク２０の摩擦係数などのブレーキディスク２０の諸元データと、ブレーキディスク２０の圧接力とから算出される。ブレーキディスク２０の諸元データは、予め制御部７に記憶されている。ブレーキディスク２０の圧接力は、ブレーキ操作部３５やステアリング操作部３４からの操作信号に基づいて算出される。また、Ｎは、ブレーキディスク２０の回転数であり、ベベルギヤ回転数センサ４２が検出したベベルギヤ１１の回転数から算出される。

また、

について、

は、エンジン起動後、ｎ回目に算出されたブレーキディスク２０の温度である。

は、潤滑油の温度である。

は、潤滑油の供給量である。

上記（１）式の

を比熱ｃで除して時間ｔで積分することにより、ブレーキディスク温度の変化量

が求まる。

すなわち、

である。なお、ブレーキディスク温度の初期値tr(0)は、潤滑油温度

に等しいと見なす。

なお、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態である場合は、

であり、ブレーキ装置５ａ，５ｂが非制動状態である場合は、

である。

これより、ブレーキディスク温度

が算出され、制御部７によってブレーキディスク温度が把握される。なお、このブレーキディスク温度

は、次回のブレーキディスク温度

の演算に用いられる。

次に、第４ステップＳ４において、流量切替弁３１が第１状態とされる。これにより、図４の期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１２のように、第１供給量Ｑ１の潤滑油がブレーキ装置５ａ，５ｂに供給される。すなわち、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態である場合には、ブレーキディスク２０の発熱量が比較的大きいため、多量の潤滑油がブレーキ装置５ａ，５ｂに供給されることにより、ブレーキ装置５ａ，５ｂの冷却能力が高められる。

第２ステップＳ２において、ブレーキ装置５ａ，５ｂの両方が非制動状態である場合は、第５ステップＳ５に進む。

第５ステップＳ５では、ブレーキディスク温度

が算出される。ここでは、上記の第３ステップＳ３と同様にしてブレーキディスク温度

が算出される。

次に、第６ステップＳ６において、第５ステップＳ５で算出されたブレーキディスク温度

が所定の目標温度αより小さいか否かが判断される。

ブレーキディスク温度

が目標温度αより低くない場合には、第４ステップＳ４に進み、第１供給量の潤滑油がブレーキ装置５ａに供給される。すなわち、図４における期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ１０，Ｔ１３のように、ブレーキ操作部３５からの操作信号（ブレーキ信号）がオフになっており、ブレーキ装置５ａ，５ｂが非制動状態となっていても、ブレーキディスク温度が十分に低下していない場合には、第１供給量の潤滑油が供給されることにより、高い冷却能力が維持される。

ブレーキディスク温度

が所定の目標温度αより低い場合には、第７ステップＳ７に進み、第２供給量の潤滑油がブレーキ装置５ａに供給される。すなわち、図４における期間Ｔ１１，Ｔ１４のように、ブレーキ操作部３５からのブレーキ信号がオフになっており、すなわち、ブレーキ装置５ａが非制動状態であり、且つ、ブレーキディスク温度が十分に低下している場合には、潤滑油の供給量が第２供給量Ｑ２に低減される。これにより、ブレーキ装置５ａ，５ｂにおける駆動力のロスが抑えられる。

なお、ブレーキ装置５ａは、上記のようなポジティブブレーキではなく、ネガティブブレーキであってもよい。

このように、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、第５ステップＳ５〜第７ステップＳ７において、ブレーキディスク温度に基づいて潤滑油の供給量を制御する第１制御が行われる。

〔特徴〕
この作業車両１では、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態である場合には、比較的多量の潤滑油がブレーキ装置５ａ，５ｂに供給されることにより、高い冷却能力が維持される。また、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態から非制動状態に切り替えられても、ブレーキディスク温度が高い間は、高い冷却能力が維持される。そして、ブレーキディスク温度が十分に低下した場合に潤滑油の供給量が低減される。

これにより、常時、多量の潤滑油がブレーキ装置５ａ，５ｂに供給される場合と比べて、ブレーキ装置５ａ，５ｂにおける駆動力のロスを抑制することができる。

また、ブレーキ装置５ａ，５ｂの制動状態・非制動状態の切替に応じて供給量が増減される場合は、図５に示すように、ブレーキ信号がオフになるとブレーキディスク２０の温度が十分に下がっていない状態でも潤滑油の供給量が低減されてしまう。このため、断続的にブレーキ操作部３５が操作されてブレーキ装置５ａ，５ｂの制動状態と非制動状態との切替が短時間に繰り返されると、実線Ｌ２で示すように、ブレーキディスク温度が上昇して、オーバーヒートが発生してしまう。

しかし、この作業車両１では、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態から非制動状態に切り替えられても、ブレーキディスク温度が十分に低下するまで高い冷却能力が維持されるため、ブレーキディスク２０の冷却を適切に行うことができ（図４の実線Ｌ１および図５の波線Ｌ１参照）、オーバーヒートの発生を抑えることができる。

また、この作業車両１では、トランスミッション１０が、ブレーキ装置５ａ，５ｂでの駆動力の抑制効果の高い高速速度段である場合に、上記の第１制御が実行可能とされ、ブレーキ装置５ａ，５ｂでの駆動力の抑制効果が低い低速速度段では、上記の第１制御は行われない。このため、トランスミッション１０が低速速度段である場合のブレーキ装置５ａ，５ｂの冷却能力をより向上させることができる。

また、ブレーキディスク２０は高速で回転するため、ブレーキディスク温度を温度センサによって直接的に測定する場合には、耐久性の高い高価な温度センサが必要となる。また、ブレーキディスク２０に隣接する固定プレート２１に温度センサを取り付け、測定された固定プレート２１の温度をブレーキディスク温度として代用することによっても、ブレーキディスク温度を求めることが可能である。制動状態では固定プレート２１とブレーキディスク２０とが密着しているからである。しかし、この場合も高価な温度センサが必要となる。これに対して、この作業車両１では、制御部７は、ブレーキディスク温度を計算によって求めているため、制御部７は、安価な構成でブレーキディスク温度を把握することができる。

＜第２実施形態＞
上記の実施形態では、第６ステップＳ６において、ブレーキディスク温度

が所定の目標温度αより小さいか否かが判断されているが、第１供給量の潤滑油の供給によりブレーキディスク温度が目標温度に下降するまでに要する潤滑油供給時間が算出され、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態から非制動状態に切り替えられた時点から潤滑油供給時間が経過した場合に、潤滑油の供給量が第１供給量から第２供給量に低減されてもよい。例えば、図４において、期間Ｔ１３に相当する時間が潤滑油供給時間として算出され、期間Ｔ１２の終了時点（図４のＰ１参照）から潤滑油供給時間（Ｔ１３）が経過したときに、潤滑油の供給量が第１供給量Ｑ１から第２供給量Ｑ２に低減される。この場合、潤滑油供給時間（Ｔ１３）は、例えば、図４の時点Ｐ１における潤滑油温度Ｔｐ１を期間Ｔ１３で一定と見なして、第５ステップＳ５で算出されたブレーキディスク温度

と目標温度αとより算出することができる。

また、この場合、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態から非制動状態に切り替えられた時点から潤滑油供給時間が経過する前にブレーキ装置５ａ，５ｂが非制動状態から制動状態に切り換えられた場合は、その後に、ブレーキ装置５ａ，５ｂが制動状態から非制動状態に切り換えられた時点からの潤滑油供給時間が再算出される。これにより、ブレーキ操作部３５が断続的に操作された場合でも、適切な潤滑油供給時間を確保することができる。

＜第３実施形態＞
上記の実施形態では、第１ステップＳ１において、トランスミッション１０の速度段が前進の第１速であるか否かが判断され、トランスミッション１０の速度段が前進の第１速である場合には、第１制御が行われず第２制御が行われる。しかし、上記の判断に代えて又は上記の判断と併せて以下のような判断が行われてもよい。

すなわち、ブレーキディスク２０の回転数が所定値を越えているか否かが判断され、ブレーキディスク２０の回転数が所定値を越えている場合には第１制御が実行可能とされ、ブレーキディスク２０の回転数が所定値以下である場合には、第２制御が行われてもよい。

この場合も、ブレーキ装置５ａ，５ｂでの駆動力の抑制効果の高い場合に、第１制御が実行可能とされ、ブレーキ装置５ａ，５ｂでの駆動力の抑制効果が低い場合には第１制御は行われず第２制御が行われる。これにより、ブレーキ装置５ａ，５ｂの冷却能力をより向上させることができる。

＜他の実施形態＞
（ａ）
ブレーキディスク温度の算出方法は、上記のものに限られず、他の手法によって算出されてもよい。例えば、日本国特許公開公報−特開平１１−７２１２９号に記載のブレーキ摩擦材の温度推定方法が用いられてもよい。

また、固定プレート２１の温度がブレーキディスク温度として求められてもよい。

（ｂ）
上記の実施形態では、トランスミッション１０の速度段が前進第１速である場合に第２制御が行われているが、他の速度段においても第２制御が行われるような制御が行われてもよい。例えば、前進第１速および前進第２速において第２制御が行われてもよい。また、全ての速度段において第１制御が行われてもよい。換言すれば、少なくともブレーキ装置５ａ，５ｂが非制動状態であり、回転部材が高速回転する高次の速度段（例えば前進第３速）である場合において第１制御を行うことにより、駆動力のロスを十分に抑制することができる。

（ｃ）
上記の実施形態では、第２供給量は少量の供給量とされているが、第２供給量がゼロとされてもよい。

（ｄ）
上記の実施形態では、一対のブレーキ装置５ａ，５ｂの少なくとも一方が制動状態である場合には第２制御が行われ、一対のブレーキ装置５ａ，５ｂの両方が非制動状態である場合に第１制御が実行可能とされている。しかし、ブレーキ装置５ａ，５ｂのそれぞれについて独立して潤滑油の供給量を変更可能として、供給量の変更が独立して判断されてもよい。

（ｅ）
上記の実施形態では、潤滑油の第１供給量Ｑ１から第２供給量Ｑ２への低減はステップ状に制御されているが、漸減するように制御されてもよい。

（ｆ）
上記の実施形態では、作業車両１としてブルドーザが例示されているが他の作業車両に本発明が適用されてもよい。

本発明は、ブレーキ装置における駆動力のロスを抑制することができると共に、オーバーヒートの発生を抑えることができる効果を有し、作業車両および作業車両の制御方法として有用である。

１ 作業車両
５ａ，５ｂ ブレーキ装置
６ 潤滑油供給部
７ 制御部
１０ トランスミッション
２０ ブレーキディスク（回転部材）
２１ 固定プレート（固定部材）
４２ ベベルギヤ回転数センサ（回転数検知部）

Claims (7)

1. 出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせ、且つ、前記回転部材を潤滑油によって冷却可能なブレーキ装置と、
   前記潤滑油を前記ブレーキ装置に供給する潤滑油供給部と、
   前記出力軸に伝達される動力を変速するトランスミッションと、
   前記回転部材の温度に基づいて前記ブレーキ装置への前記潤滑油の供給量を制御する第１制御を実行可能な制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ブレーキ装置が、前記回転部材と前記固定部材とが圧接された制動状態である場合は、前記潤滑油の供給量を所定の第１供給量とし、前記ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、前記第１制御において、前記回転部材の温度を計算によって求め、算出した前記回転部材の温度に基づいて前記潤滑油の供給量の前記第１供給量から前記第１供給量より少ない第２供給量への変更を判断し、
   前記制御部は、前記トランスミッションの速度段が所定の高速速度段である場合には、前記第１制御を実行可能とし、前記トランスミッションの速度段が前記高速速度段より変速比が大きい低速速度段である場合には、前記回転部材の温度および前記ブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の前記潤滑油を前記ブレーキ装置に供給する第２制御を行う、
   作業車両。
2. 前記制御部は、前記第１制御において、前記回転部材の温度が所定の目標温度より低い場合に前記潤滑油の供給量を前記第１供給量から前記第２供給量に低減する、
   請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御部は、前記ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、前記第１制御において、前記第１供給量の潤滑油の供給により前記回転部材の温度が所定の目標温度に下降するまでに要する潤滑油供給時間を算出し、前記ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた時点から前記潤滑油供給時間が経過した場合に、前記潤滑油の供給量を前記第１供給量から前記第２供給量に低減する、
   請求項１に記載の作業車両。
4. 前記制御部は、前記第１制御において、前記ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた時点から前記潤滑油供給時間が経過する前に前記ブレーキ装置が非制動状態から制動状態に切り換えられた場合は、その後に、前記ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り換えられた時点からの前記潤滑油供給時間を再算出する、
   請求項３に記載の作業車両。
5. 出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせ、且つ、前記回転部材を潤滑油によって冷却可能なブレーキ装置と、
   前記潤滑油を前記ブレーキ装置に供給する潤滑油供給部と、
   前記出力軸に伝達される動力を変速するトランスミッションと、
   前記固定部材の温度に基づいて前記ブレーキ装置への前記潤滑油の供給量を制御する第１制御を実行可能な制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ブレーキ装置が、前記回転部材と前記固定部材とが圧接された制動状態である場合は、前記潤滑油の供給量を所定の第１供給量とし、前記ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、前記第１制御において、前記固定部材の温度を計算によって求め、算出した前記固定部材の温度に基づいて前記潤滑油の供給量の前記第１供給量から前記第１供給量より少ない第２供給量への変更を判断し、
   前記制御部は、前記トランスミッションの速度段が所定の高速速度段である場合には、前記第１制御を実行可能とし、前記トランスミッションの速度段が前記高速速度段より変速比が大きい低速速度段である場合には、前記固定部材の温度および前記ブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の前記潤滑油を前記ブレーキ装置に供給する第２制御を行う、
   作業車両。
6. 出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせ、且つ、前記回転部材を潤滑油によって冷却可能なブレーキ装置と、前記潤滑油を前記ブレーキ装置に供給する潤滑油供給部と、前記出力軸に伝達される動力を変速するトランスミッションと、前記ブレーキ装置への前記潤滑油の供給量を制御する制御部とを備える作業車両の制御方法であって、
   前記制御部が前記回転部材の温度を計算によって求めるステップと、
   前記ブレーキ装置が、前記回転部材と前記固定部材とが圧接された制動状態である場合は、前記潤滑油の供給量を所定の第１供給量とし、前記ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、前記回転部材の温度に基づいて前記潤滑油の供給量の前記第１供給量から前記第１供給量より少ない第２供給量への変更を判断する第１制御を行なうステップと、
   前記トランスミッションの速度段が所定の高速速度段である場合には、前記第１制御を実行可能とし、前記トランスミッションの速度段が前記高速速度段より変速比が大きい低速速度段である場合には、前記回転部材の温度および前記ブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の前記潤滑油を前記ブレーキ装置に供給する第２制御を行うステップと、
   を備える作業車両の制御方法。
7. 出力軸と共に回転する回転部材と車体側に固定された固定部材とが圧接することによって制動力を生じさせ、且つ、前記回転部材を潤滑油によって冷却可能なブレーキ装置と、前記潤滑油を前記ブレーキ装置に供給する潤滑油供給部と、前記出力軸に伝達される動力を変速するトランスミッションと、前記ブレーキ装置への前記潤滑油の供給量を制御する制御部とを備える作業車両の制御方法であって、
   前記制御部が前記固定部材の温度を計算によって求めるステップと、
   前記ブレーキ装置が、前記回転部材と前記固定部材とが圧接された制動状態である場合は、前記潤滑油の供給量を所定の第１供給量とし、前記ブレーキ装置が制動状態から非制動状態に切り替えられた場合には、前記固定部材の温度に基づいて前記潤滑油の供給量の前記第１供給量から前記第１供給量より少ない第２供給量への変更を判断する第１制御を行なうステップと、
   前記トランスミッションの速度段が所定の高速速度段である場合には、前記第１制御を実行可能とし、前記トランスミッションの速度段が前記高速速度段より変速比が大きい低速速度段である場合には、前記固定部材の温度および前記ブレーキ装置の制動状態・非制動状態に関わらず所定量の前記潤滑油を前記ブレーキ装置に供給する第２制御を行うステップと、
   を備える作業車両の制御方法。
   

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