JP5608808B1 - Ｈｓｔ車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＳＴブレーキが作用しない状態で惰性走行を行なうことのできるＨＳＴ車両およびその制御方法を提供する。
【解決手段】走行レバー３１による所定の操作があった場合、制御器１０１から変速機１２に対し変速段をニュートラルとする制御信号を出力するとともに、車速センサ３５からの現在の車速と、その車速に適切な走行変速段に基づいて、惰性走行解除時におけるＨＳＴ２０の指令値を算出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、静油圧無段変速機（ＨＳＴ）を介して走行用動力を伝達するＨＳＴ車両およびその制御方法に関するものである。

静油圧無段変速機（ＨＳＴ）を介して走行用動力を伝達するＨＳＴ車両は周知であり、例えば特許文献１に開示されているように、除雪車両や建設作業車両等として広く用いられている。また、線路上を走行する小型の鉄道車両、例えば軌道モータカーなどにも、ＨＳＴを介して走行用動力を伝達するように構成されたものがある。ＨＳＴは、少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ及び油圧モータとから構成され、油圧ポンプ又は油圧モータの流量を制御して（斜板角度を制御して）走行速度を制御する。

ところで、ＨＳＴを駆動系に用いた従来のＨＳＴ車両では、減速時に無条件でＨＳＴブレーキが作用するため、従来のＨＳＴ車両では惰性走行ができないという問題があった。なお、従来のＨＳＴ車両において、走行変速機を強制的にニュートラルにすることで、惰性走行は可能であるが、惰性走行から再加速する際のクラッチ再接続時にＨＳＴやミッション（変速機）に負荷が掛かり故障の原因となってしまうこと、変速ショックが大きいこと、ミッションのエンジン側・アクスル側の回転差が少なくなるように運転者がエンジン回転数及びＨＳＴを適宜操作するのは困難であること、などにより、現実的には不可能である。

鉄道車両では、直線や下り勾配において、ある程度の速度が得られると、加速を行わず惰性により走行を行う惰性走行を行い、エネルギー消費の低減を図ることを可能としている。

しかしながら、上記のように、従来のＨＳＴ車両では惰性走行ができないため、ＨＳＴを駆動系に用いた鉄道車両では、惰性走行ができないためにエネルギー消費の低減を図ることができないという問題があった。これは、一般道路上を走行するＨＳＴ車両においても同様であり、省エネという観点からは、ＨＳＴブレーキがデメリットとして作用してしまうこととなる。

また、軌道モータカーは、保線用の荷物（機材やレールなど）を積んだ台車を牽引したり、貨車や故障車を移動させるなどといった使い方をされることが多く、すなわち、他の車両を牽引する牽引車両として使用する場合が多い。

そのような牽引走行時において、牽引車両であるＨＳＴ車両（例えば軌道モータカー）が減速操作すると、上記のようにＨＳＴブレーキが作用する。一方、牽引される側の被牽引車両ではＨＳＴブレーキがかからないため、牽引走行での減速時に被牽引車両から押されてしまうという問題もあった。エアーブレーキは被牽引車両にも掛かるが、それは特性上遅れがあること、また牽引車両はエアーブレーキ＋ＨＳＴブレーキのため、被牽引車両よりも強力にブレーキが作用し、被牽引車両から押されてしまう状況は免れない。

惰性走行が可能であれば、牽引走行での減速時に被牽引車両から押されてしまうという問題も解消できる。
本発明は、従来のＨＳＴ車両における上述の問題を解決し、ＨＳＴブレーキが作用しない状態で惰性走行を行なうことのできるＨＳＴ車両およびその制御方法を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、エンジンから静油圧無段変速機であるＨＳＴを介して走行用動力を伝達するＨＳＴ車両において、前記ＨＳＴから走行用動力が伝達される走行変速機と、該走行変速機を制御する制御手段を有し、惰性走行を指令する所定の操作があった場合、前記制御手段は前記走行変速機をニュートラルとする制御信号を出力するとともに、予め設定された車速と走行変速段との関係に基づいて現在の車速に対応した走行変速段を求め、現在の車速と求めた走行変速段に基づいて、惰性走行解除時の前記ＨＳＴの指令値を算出することにより解決される。

また、前記の課題は、本発明により、エンジンから静油圧無段変速機であるＨＳＴを介して走行用動力を伝達するＨＳＴ車両の制御方法において、惰性走行を指令する所定の操作があった場合、制御手段から走行変速機をニュートラルとする制御信号を出力するとともに、予め設定された車速と走行変速段との関係に基づいて現在の車速に対応した走行変速段を求め、現在の車速と求めた走行変速段に基づいて、惰性走行解除時の前記ＨＳＴの指令値を算出することにより解決される。

本発明のＨＳＴ車両及びその制御方法によれば、惰性走行解除時にＨＳＴや走行変速機に負荷を掛けることがなく、またショックを軽減するように制御できるため、従来不可能であったＨＳＴ車両での惰性走行を実現することが可能となる。

本発明に係るＨＳＴ車両の一例である軌道モータカーの側面図である。 その軌道モータカーにロータリ除雪装置及びラッセル式除雪装置を装着した様子を示す側面図である。 その軌道モータカーにロータリ除雪装置及びラッセル式除雪装置を装着した様子を示す平面図である。 その軌道モータカーにおける動力伝達系の構成を示す図である。 その軌道モータカーの制御系統を示すブロック図である。 実施形態における惰性走行モードの制御を示すフローチャートである。 走行レバー位置，変速段，エンジン回転数，ＨＳＴ指令値の関係を示す特性図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るＨＳＴ車両の一例である軌道モータカーの側面図である。この図に示すように、本実施形態の軌道モータカー１００は、台車１上に運転室２および機関室３を備えている。機関室３内には、機関としてのエンジン１０が配置される。台車１の前後両端部には連結器５１，５２が設けられ、他の車両を軌道モータカー１００に連結できるようになっている。

また、軌道モータカー１００は、車両前部又は／及び車両後部に除雪装置などの作業装置を装着可能に構成されている。図２及び図３に、軌道モータカー１００の前部にロータリ除雪装置４を、後部にラッセル式除雪装置５を装着した様子を示す。なお、図２は側面図、図３は平面図である。なお、除雪装置は、車両前部又は後部のどちらか一方に装着することも可能であるし、ラッセル式除雪装置５を車両前部（運転室２側）に、ロータリ除雪装置４を車両後部に（機関室３側に）装着することも可能である。

なお、図１のように、除雪装置を装着していない状態の軌道モータカー１００を「夏姿」、図２,図３のように除雪装置を装着した状態（車両前部又は後部の少なくとも一方に装着した状態）の軌道モータカー１００を「冬姿」と称する。

ロータリ式除雪装置４は、オーガ，ブロワ，シュートを備え、オーガにより雪を切り崩して掻き込むとともにブロワによりシュートを介して線路脇等へ投雪するもので、従来周知な構成を採用可能である。また、ラッセル式除雪装置５は、雪を押しのけるプラウを備え、さらに本実施形態では開閉式の補助翼を備えている。

図４は、軌道モータカー１００における動力伝達系の構成を示す図である。
この図に示すように、エンジン１０からの動力は、推進軸１１により変速機（トランスミッション）１２に入力される。変速機１２にはＨＳＴ２０が取り付けられ、変速機１２の入力側から出力側にＨＳＴ２０を介して動力が伝達される。ＨＳＴ２０は、少なくとも一方が可変容量型の油圧ポンプ２１および油圧モータ２２から構成されている。なお、本実施形態では、ＨＳＴ２０として２ポンプ２モータ型のＨＳＴシステムを用いているが、ＨＳＴの構成はこれに限定されるものではなく、例えば１ポンプ１モータ型のＨＳＴシステムを用いることもできる。

変速機１２の出力側は走行用トランスミッションとして機能し、その出力軸からは推進軸１３，１４を介して、それぞれ前輪用の軸減速機１５と後輪用の軸減速機１６に動力が伝達され、前輪１７及び後輪１８を駆動する。なお、変速機１２の入力側は動力分配機として機能し、出力軸１９から作業用動力（例えばロータリ除雪装置４を駆動する動力）を取り出すことが可能となっている。

図５は、軌道モータカー１００の制御系統を示すブロック図である。
この図において、制御器１０１は、エンジン１０やＨＳＴ２０あるいは変速機１２等を制御するコントローラであり、各種の信号や情報が入出力される。

制御器１０１とエンジン１０は、ＣＡＮ（コントローラー・エリア・ネットワーク）通信でデータ及び制御情報を転送する。図では、エンジン１０から制御器１０１に実エンジン回転数が入力され、制御器１０１からエンジン１０に目標回転数が出力される様子を示してある。

制御器１０１からＨＳＴ２０には、油圧ポンプ２１又は油圧モータ２２の斜板傾転角を制御する信号が出力される。また、制御器１０１から変速機１２には、走行変速段を切り替える走行変速制御信号が出力される。

除雪装置４，５からは、軌道モータカー１００本体との脱着を確認する信号が制御器１０１に入力される。また、車速センサ３５からは、軌道モータカー１００の走行速度を示す信号が制御器１０１に入力される。

さらに、軌道モータカー１００は走行レバー３１，走行モード切替スイッチ（ＳＷ）３２，貫通／直通ブレーキ切替スイッチ（ＳＷ）３３，走行変速切替スイッチ（ＳＷ）３４を備えており、これらからの信号が制御器１０１に入力される。なお、図５の右斜め上に示した信号種別は、制御器１０１に入出力される各種信号が、どのような信号として入出力されるものであるかを示したものである。

上記走行レバー３１は、ＨＳＴ２０をコントロールする（ＨＳＴの油圧ポンプ２１又は油圧モータ２２の斜板傾転角を制御する）レバーである。ただし、後述する回送モード時には、走行レバー３１によりＨＳＴ２０とエンジン１０を連動して制御することが可能となる。

走行モード切替ＳＷ３２は、実施形態の軌道モータカー１００が有する２種類の走行モード（除雪モード、回送モード）を切り替えるためのスイッチである。ただし、本実施形態では、走行中に走行モードを切り替えることはできないように構成している。

除雪モード：走行レバー３１の操作に応じてＨＳＴ２０の斜板角（油圧ポンプ２１又は油圧モータ２２の斜板傾転角）を制御するとともに、エンジン回転設定用ツマミ（図示せず）の操作に応じてエンジン回転数を制御する。すなわち、ＨＳＴ２０の斜板角とエンジン回転数を、それぞれ独立して操作できるモードである。この除雪モードは、基本的に除雪作業を行なうためのモードであり、通常の除雪作業は、エンジン回転数を最高回転数に固定しつつ、低速で且つ一定速度で除雪作業を行なう。

回送モードは、走行レバー３１の操作に応じて、ＨＳＴ２０の斜板角とエンジン回転数が連動して制御される。この回送モードは、基本的に回送時など、ＨＳＴ斜板角とエンジン回転数を独立して操作する必要が無い場合に選択するモードである。

貫通／直通ブレーキ切替ＳＷ３３は、貫通ブレーキと直通ブレーキを切り替えるためのスイッチである。鉄道用のエアブレーキは、用途によって２種類（貫通ブレーキ、直通ブレーキ）があり、これを用途によってオペレータが使い分ける。

直通ブレーキは、ブレーキ操作した車両のみにブレーキが作用する。基本的に単車時に選択するブレーキである。
貫通ブレーキは、ブレーキ操作した車両のみならず、連結した全ての車両にブレーキが作用する。基本的に牽引時に選択するブレーキである。

走行変速切替ＳＷ３４は、走行変速段を切り替えるためのスイッチである。該スイッチからの信号により、変速機１２の走行変速段が切り替えられる。本実施形態では、走行変速切替ＳＷ３４を用いて走行変速段を切り替えること（オペレータが走行変速の段数を指示する手動切替）に加えて、走行変速を「自動」に設定できるようになっており、これも走行変速切替ＳＷ３４により「自動」を指定することで設定される。走行変速が「自動」に設定された場合、制御器１０１からの制御信号出力により自動で変速段の切り替えが行なわれる。

さて、ＨＳＴを介して走行用動力を伝達するＨＳＴ車両においては、車両の制動に際して、ＨＳＴの発揮する減速度が大きいことから、停止までの余裕があるときにはＨＳＴの減速作用のみにより車両を停止させることが可能である。この減速時におけるＨＳＴブレーキ作用は、メリットである反面、従来のＨＳＴ車両では惰性走行ができないというデメリットにもなる。惰性走行によりエネルギー消費の低減が図れるからである。また、軌道モータカーは、保線用の荷物（機材やレールなど）を積んだ台車を牽引したり、貨車や故障車を移動させるなどといった使い方をされることが多く、すなわち、他の車両を牽引する牽引車両として使用する場合が多い。そのような牽引走行時において、牽引車両であるＨＳＴ車両が減速操作すると、上記のようにＨＳＴブレーキが作用する一方、牽引される側の被牽引車両ではＨＳＴブレーキがかからないため、牽引走行での減速時に被牽引車両から押されてしまうという問題もあった。

そこで、本実施形態の軌道モータカー１００では、ソフトウェアにより変速機１２（走行用トランスミッション）を制御し、トルクコンバータと同様の惰性走行を可能とするように構成した。

具体的には、惰性走行を行ないたいとき、指定された操作（所定の操作）を行なうことで制御器１０１が変速機１２に対して変速段をＮ（ニュートラル）とする指令を出力し、惰性走行を可能とする。それとともに、制御器１０１は、再加速時に備え（再接続時のショックを軽減するため）、現在の車速とその場合の適切な変速段から演算した位置にＨＳＴ２０の斜板傾転角を制御する。そしてオペレータが加速操作（走行レバー３１の操作）を行い、上記で演算した結果に相当する操作位置に（走行レバー３１が）到達した時点で、適切なエンジン回転にして走行変速機を接続する（ニュートラルから前記適切な変速段に切替える）、ように制御するものである。なお、惰性走行中は燃費向上のため、エンジン回転数はアイドルまで落とすものとする。

以下、上記の制御を図６のフローチャートを参照して詳しく説明する。
図６は、本実施形態における惰性走行モードの制御を示すフローチャートである。なお、フローのＳ１〜Ｓ１９は惰性走行モード開始の動作、Ｓ２０以降は惰性走行モード終了の動作である。

図６のフローチャートにおいて、まず軌道モータカー１００が「夏姿」であるかどうかを判断する（Ｓ１）。本実施形態では、除雪装置４,５を装着する際につなぐハーネスを接続することで自動認識するシステムとなっており、図５に示すように、除雪装置からの脱着確認信号に基づき判断する。

次に、ブレーキ設定が「直通ブレーキ」であるか、「貫通ブレーキ」であるかを判断する（Ｓ２）。これは図５に示すように、貫通／直通ブレーキ切替ＳＷ３３からの入力に基づき判断する。

次に、走行変速が「自動」に設定されているかどうかを判断する（Ｓ３）。これは図５に示すように、走行変速切替ＳＷ３４からの入力に基づき判断する。本実施形態では、走行変速が「自動」に設定されていない場合は、惰性走行モードに入らないように制御している。

続いて、走行モードが「回送モード」であるかどうか判断する（Ｓ４）。これは図５に示すように、走行モード切替ＳＷ３２からの入力に基づき判断する。本実施形態では、走行モードが「回送モード」でない場合、すなわち走行モードが除雪モードの場合は、惰性走行モードに入らないように制御している。

ここまでのＳ１〜Ｓ４の判断がＮｏの場合はＳ９に進んで、惰性走行モードを解除するフラグを立てる。すなわち、本実施形態では、軌道モータカー１００が「冬姿」の場合、ブレーキが「直通ブレーキ」に設定されている場合、走行変速が「自動」でない場合（手動の場合）、走行モードが「除雪モード」の場合は、惰性走行モードに入らないように制御している。

そして、Ｓ１〜Ｓ４の判断が全てＹｅｓの場合はＳ５〜Ｓ７で、走行レバー３１の変化量及び操作方向を監視する。これは、オペレータの意図が、加速（力行：りきこう）なのか、一定速なのか、減速（ここでは惰性走行）なのか、走行レバー３１の操作から判断する必要があるため、一定時間（一定サイクル）毎に走行レバー３１の変化量及び操作方向を監視する。仮に、０．５秒サイクルで監視する場合の処理で説明すると、(1)監視タイマに５（一定時間）をセットして、走行レバー３１の位置を読み取り記憶する。(2)０．１秒ごとにタイマが１つずつ減る（４→３→・・・→０）。(3)タイマが０になったら走行レバー３１の現在の位置と先に記憶した位置との変化量を判定し、(1)に戻る、と処理し、判断を繰り返す。

そしてＳ８に進み、惰性走行モードフラグを立てる（オンする）とともに、惰性走行モード解除フラグをオフする。
次のＳ１０では、惰性走行モードフラグがＯＮであるか否かを判断する。ここでの判断がＮｏの場合は制御は終了となる。一方、惰性走行モードフラグがＯＮしていればＳ１１に進み、変速機１２に対して「Ｎ（ニュートラル）」を指示する信号、すなわち走行変速段をニュートラルとするように指示する信号を出力する。

次に、Ｓ１２〜Ｓ１４で、走行変速段をニュートラルとする信号の出力後に所定時間（ここでは１秒）が経過したかどうかを見て、エンジン回転数をアイドリング回転数に固定する（Ｓ１５）。

次に、現在の車速から、惰性走行解除時の走行変速段を求める（Ｓ１６）。これは、図７の特性図に示す、走行レバー位置（走行レバー３１の位置）、変速段、エンジン回転数、ポンプ傾転量の関係に基づき、惰性走行解除時の車速に最適な走行変速段を制御器１０１が算出するものである。図示例の場合、例えば車速がｈ１であれば走行変速段を２段（速）に、車速がｈ２であれば走行変速段を４段（４速）に制御する。

続いて、その車速と走行変速段から、惰性走行を解除する際のレバー位置（走行レバー３１の位置）を算出する（Ｓ１７）。図７において、例えば車速がｈ１のとき、走行変速段は２速に制御されるから、そのときに最適なレバー位置（走行レバー３１の位置）はｐ１となる。また、車速がｈ２のとき、走行変速段は４速に制御されるから、そのときに最適なレバー位置（走行レバー３１の位置）はｐ２となる。

さらに、その算出された走行レバー３１の位置より、ＨＳＴ２０の斜板傾転角（ＨＳＴ指令値）を算出する（Ｓ１８）。図７において、例えば車速がｈ１のとき、最適なレバー位置はｐ１であるから、特性図より、ＨＳＴ指令値（ここでは油圧ポンプ２１の傾転角）としてｋ１を算出する。同様に、車速がｈ２のとき、最適なレバー位置はｐ２であるから、特性図より、ＨＳＴ指令値（ここでは油圧ポンプ２１の傾転角）としてｋ２を算出する。また、オペレータによる加速（力行：りきこう）操作に備え、算出したＨＳＴ指令値を出力に設定する。すなわち、算出したＨＳＴ指令値を目標ＨＳＴ指令値に設定する（Ｓ１９）。

Ｓ２０以降は惰性走行モード終了の動作であり、Ｓ２０で走行レバー３１の加速側への倒し量が所定量以上であるかどうかを見る。すなわち、走行レバー３１を前述の惰性走行を解除する際のレバー位置（前述の例ではｐ１、もしくはｐ２）以上加速側へ倒した場合は、Ｓ２３に進んで惰性走行モード解除フラグをオンする。一方、走行レバー３１の倒し量が先に求めた惰性走行を解除する際のレバー位置（前述の例ではｐ１、もしくはｐ２）未満の場合はＳ２１へ進み、走行レバー３１の位置が中立よりもブレーキ側に位置するかどうかを判断する。ここでレバー位置がブレーキ側の場合は車速センサ３５の出力に基づき車速が０ｋｍ／ｈかどうか見る（Ｓ２２）。車速が０ｋｍ／ｈであればＳ２３に進んで惰性走行モード解除フラグをオンし、車速が０ｋｍ／ｈでなければＳ２４に進む。また、Ｓ２１で走行レバー３１の位置が中立よりもブレーキ側でない場合もＳ２４に進む。

Ｓ２４では、惰性走行モード解除フラグがオンであるかどうかを判断する。この解除フラグが立っていない場合は制御を終了する。一方、解除フラグが立っていれば、エンジン回転数のアイドル固定を解除する（Ｓ２５）。

そして、エンジン回転数が目標値から所定の範囲（±α）以内であるかどうかを判断する（Ｓ２６）。エンジン回転数が目標値±α以内でない場合は目標値±α以内になるまで待つ、即ち走行変速の出力はニュートラルを保持する。

エンジン回転数が目標値±α以内の場合は、先に求めた惰性走行解除時の走行変速段を変速機１２に出力する（Ｓ２７）。そして、惰性走行モードフラグをオフし、惰性走行モード解除フラグをオフして（Ｓ２８）終了する。

図６のフローチャートで分かるように、本実施形態においては、減速時に（オペレータによる減速操作＝走行レバー３１によりＨＳＴの斜板を中立側に戻す操作時）に、条件が成立していれば自動的に惰性走行モードとなり、制御器１０１が惰性走行解除時に最適な走行変速段・最適なレバー位置（走行レバー３１の位置）・最適なＨＳＴ指令値を演算して制御するため、オペレータに何ら難しい操作を要求すること無く惰性走行が可能となるとともに、惰性走行解除時（再加速時）にＨＳＴ２０や変速機１２に負荷が掛からず、故障発生を防止し、また変速ショックも軽減することができる。

なお、上記フローではＳ１０，Ｓ１１でニュートラル指令を出力した後にＳ１６〜１８で惰性走行解除時の変速段を算出しているので、順序が逆のように感じるかもしれないが、惰性走行解除時にＨＳＴ２０や変速機１２に負荷を掛けず、またショックを軽減するように制御するから、惰性走行を実現することができると言うことになる。

従来のＨＳＴ車両では、単に走行変速機を強制的にニュートラルにしただけでは、惰性走行を解除する際にＨＳＴやミッション（変速機）に負荷が掛かり故障の原因となってしまうこと、変速ショックが大きいこと、それらを抑制するように運転者がエンジン回転数及びＨＳＴを適宜操作するのは困難であることにより、現実的には惰性走行は不可能であった。

図７は、惰性走行解除時の制御量算出に用いる、走行レバー位置，変速段，エンジン回転数，ＨＳＴ指令値（ここでは油圧ポンプ斜板の傾転量であるが、油圧モータを制御しても良い）の関係を示す特性図である。同図において、グラフの横軸は走行レバー位置であり、左端が中立位置、右端が最高速となる。縦軸は右側がエンジン回転数であり、左側は車速およびポンプ傾転角（傾転量）である。

なお、本実施形態では、減速操作時に所定の条件が成立していれば自動的に惰性走行モードとなるように構成している。そのため、ハード面での新規な付加物を必要とせずに、制御ソフトのみで惰性走行を実現できるため、従来構成からのコスト上昇を最小限に抑えることができる。

ただし、これに限らず、例えばニュートラルを指定する（惰性走行を指示する）スイッチあるいはボタン等の入力手段を設けて、オペレータがこのスイッチあるいはボタンによりニュートラルを指定した場合に惰性走行モードとなるように構成してもよい。その場合も、特性図に基づき、最適な走行変速段・最適な走行レバー位置・最適なＨＳＴ指令値を演算して制御すればよい。

なお、本実施形態では、車両が上り坂などで自然に減速した場合は、所定の条件が成立しない（実施例では走行レバー３１を操作しない）ので、変速段がニュートラルに切り替わることがない。したがって、オペレータが意図せずに惰性走行となってしまうことはない。

次に、ＨＳＴ車両で他の車両を牽引する牽引走行について説明する。
先に記載したように、軌道モータカーは、保線用の荷物（機材やレールなど）を積んだ台車を牽引したり、貨車や故障車を移動させるなどといった使い方をされることが多く、すなわち、他の車両を牽引する牽引車両として使用する場合も多い。そのような牽引走行時において、牽引車両である従来のＨＳＴ車両で減速操作するとＨＳＴブレーキが作用する。一方、被牽引車両ではＨＳＴブレーキがかからないため、牽引走行での減速時に被牽引車両から押されてしまうという問題があった。エアーブレーキは牽引車両だけでなく被牽引車両にも掛かるが、それは特性上遅れがあること、また牽引車両はエアーブレーキ＋ＨＳＴブレーキのため、被牽引車両よりも強力にブレーキが作用し、被牽引車両から押されてしまう状況は免れない。

しかし、本実施形態の軌道モータカー１００では減速時には惰性走行となるため、被牽引車両から押されてしまうことがなく、牽引走行時における問題を生じることがない。なお、実施形態では、除雪装置を装着した「冬姿」の場合には減速時に惰性走行しないように制御している。これにより、除雪作業時におけるＨＳＴのメリットを維持することができる。ＨＳＴの斜板を中立位置に戻したときのブレーキ作用（ＨＳＴブレーキの作用）は、除雪時にパワーが必要なためエンジン回転を高回転に固定して作業を行なう状態であっても、ブレーキ操作（ブレーキペダルによるブレーキ操作）をしなくてもほぼ安全に停止できるだけの減速度をＨＳＴブレーキ作用によって発揮できるため、一定速で、しかも低速で作業する除雪作業においては、安全上、ＨＳＴブレーキの作用が非常なメリットとなる。このＨＳＴブレーキの作用を、軌道モータカー１００による除雪作業時には発揮することができるように制御している。

また、図６のフローでは牽引走行時のブレーキが貫通モードでない場合は惰性走行にはならない。したがって、牽引走行時の惰性走行においてブレーキは貫通モードであり、連結した全ての車両に対して同様にブレーキを作用させることができる。そのため、牽引状態での惰性走行時のブレーキ操作時に、一部の車両が押されたり引っ張られたりすることなく、惰性走行から安全な制動を行なうことができる。

また、軌道上を走行する鉄道車両では力行（りきこう）以外は惰性走行で運転することも多いが、本実施形態の軌道モータカー１００では、上記のように単独走行及び牽引走行の双方において惰性走行が可能なため、省エネ効果を得ることもできる。

なお、上記説明した実施形態のＨＳＴ車両は線路上を走行する鉄道車両の一例である軌道モータカーとしたが、本発明は鉄道車両に限らず、一般道路を走行する車両や、一般道路を走行する車両にアタッチメントを装着して道路と軌道の両方を走行可能な軌陸両用車（デュアルモード車両）であってもよい。

例えば、一般道路を走行するロータリ除雪車（ＨＳＴを駆動系に用いるもの）に本発明を適用することも可能である。一般道路を走行するＨＳＴ車両においては牽引走行を行なう機会は少ないと考えられるが、本発明により惰性走行が可能であれば、一般道路を走行するうえでも、省エネ効果が期待できる。

ここまで説明したように、本発明では、惰性走行を指令する所定の操作があった場合、制御手段（制御器１０１）は走行変速機（変速機１２）をニュートラルとする制御信号を出力するとともに、現在の車速と該車速に適切な走行変速段に基づいて惰性走行解除時のＨＳＴ（ＨＳＴ２０）の指令値（斜板傾転角）を算出するので、惰性走行解除時にＨＳＴや走行変速機に負荷を掛けることがなく、またショックを軽減するように制御できるため、従来不可能であったＨＳＴ車両での惰性走行を実現することが可能となった。

また、惰性走行解除を指令する所定の操作があった場合、算出された指令値でＨＳＴを制御するとともに、そのＨＳＴ制御値に適した回転数にエンジンを制御して走行変速機をニュートラルから走行変速段に切替えるので、実際の惰性走行解除時にＨＳＴや走行変速機に負荷がかからず、またショックも軽減することができる。

また、ＨＳＴを操作する操作部材（走行レバー３１）を有し、所定の操作が操作部材による操作であることにより、操作部材で減速操作したときに自動で惰性走行に移行することが可能となる。そのため、オペレータに何ら難しい操作を要求すること無く惰性走行が可能となる。

また、惰性走行を指示する入力手段を設け、惰性走行を指令する所定の操作が入力手段による入力であることにより、オペレータが所望するときに的確に惰性走行に移行することができる。

また、除雪装置を装着可能に設けられ、除雪装置が装着されている場合は惰性走行を禁止することにより、除雪作業時におけるＨＳＴブレーキの作用を得られるため、ＨＳＴのメリットを維持して安全で容易な除雪作業を行なうことができる。

また、牽引走行時に選択手段により貫通ブレーキモードが選択されていない場合は惰性走行を禁止することにより、牽引走行時に安全な制動を行なうことができる。また、制動時に被牽引車両から押されることを防止できる。

また、走行変速機が自動変速モードに設定されていない場合は惰性走行を禁止することにより、惰性走行を所望しない場合に惰性走行となってしまうことが防止される。
また、ＨＳＴ車両の走行モードが回送モードでない場合は惰性走行を禁止することにより、作業走行等におけるＨＳＴブレーキ作用を得ることができる。

また、惰性走行中はエンジン回転数をアイドル回転に制御することで、燃費を向上させることができる。
また、当該ＨＳＴ車両が軌道上を走行する鉄道車両であることにより、鉄道車両に特有な力行以外の走行で惰性走行できるため、燃費向上・省エネルギーを図ることができる。また、鉄道車両に特有な牽引走行時の、減速時に被牽引車両によって牽引車両が押されてしまう問題を解決できる。

以上、本発明を図示の実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＨＳＴは２ポンプ２モータ型に限らず、適宜な構成を採用可能である。また、ＨＳＴを操作する操作部材も、実施形態の走行レバーに限らず、つまみやスライダー等の形態であっても構わない。

さらに、変速機は、動力分配機や走行用トランスミッションが別体であってもよい。車両のエンジンもディーゼルエンジンやガソリンエンジンを含め、任意の原動機を採用可能である。

ＨＳＴ車両は線路上を走行する鉄道車両に限らず、道路走行用の車両であってもよい。また、道路及び線路上の走行が可能な軌陸両用車とすることもできる。さらに、本発明はホイールローダ等の建設作業車や重量物運搬車などのＨＳＴ車両にも適用可能なものである。

１ 台車
２ 運転室
３ 機関室
４ ロータリ除雪装置
５ ラッセル式除雪装置
１０ エンジン（原動機）
１２ 変速機
１５，１６ 軸減速機
２０ ＨＳＴ（静油圧無段変速機）
２１ 油圧ポンプ
２２ 油圧モータ
３１ 走行レバー（ＨＳＴ操作部材）
３２ 走行モード切替スイッチ
３３ 貫通／直通ブレーキ切替
３４ 走行変速切替スイッチ
３５ 車速センサ
１００ 軌道モータカー（ＨＳＴ車両）
１０１ 制御器（制御手段）

再表２００５／０５４７２０号公報

Claims (12)

1. エンジンから静油圧無段変速機であるＨＳＴを介して走行用動力を伝達するＨＳＴ車両において、
   前記ＨＳＴから走行用動力が伝達される走行変速機と、該走行変速機を制御する制御手段を有し、
   惰性走行を指令する所定の操作があった場合、前記制御手段は前記走行変速機をニュートラルとする制御信号を出力するとともに、予め設定された車速と走行変速段との関係に基づいて現在の車速に対応した走行変速段を求め、現在の車速と求めた走行変速段に基づいて、惰性走行解除時の前記ＨＳＴの指令値を算出することを特徴とするＨＳＴ車両。
2. 惰性走行解除を指令する所定の操作があった場合、前記算出された指令値で前記ＨＳＴを制御するとともに、該ＨＳＴ制御値に適した回転数に前記エンジンを制御して前記走行変速機をニュートラルから前記走行変速段に切替えることを特徴とする、請求項１に記載のＨＳＴ車両。
3. 前記ＨＳＴを操作する操作部材を有し、
   前記所定の操作が、前記操作部材による操作であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のＨＳＴ車両。
4. 惰性走行を指示する入力手段を設け、
   前記惰性走行を指令する所定の操作が、前記入力手段による入力であることを特徴とする、請求項１に記載のＨＳＴ車両。
5. 除雪装置を装着可能に設けられ、
   前記除雪装置が装着されている場合、惰性走行を禁止することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＨＳＴ車両。
6. 他の車両を牽引可能に設けられ、
   他の車両を牽引している場合に全ての車両にブレーキが作用する貫通ブレーキモードと、当該ＨＳＴ車両のみにブレーキが作用する直通ブレーキモードとを選択する選択手段を有し、
   牽引走行時に前記選択手段により前記貫通ブレーキモードが選択されていない場合、惰性走行を禁止することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のＨＳＴ車両。
7. 前記走行変速機を自動で制御する自動変速モードを有し、
   前記走行変速機が自動変速モードに設定されていない場合、惰性走行を禁止することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＨＳＴ車両。
8. 前記ＨＳＴと前記エンジンを連動して制御する回送モードを有し、
   当該ＨＳＴ車両の走行モードが前記回送モードでない場合、惰性走行を禁止することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のＨＳＴ車両。
9. 惰性走行中は前記エンジン回転数をアイドル回転に制御することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のＨＳＴ車両。
10. 当該ＨＳＴ車両が軌道上を走行する鉄道車両であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のＨＳＴ車両。
11. エンジンから静油圧無段変速機であるＨＳＴを介して走行用動力を伝達するＨＳＴ車両の制御方法において、
    惰性走行を指令する所定の操作があった場合、制御手段から走行変速機をニュートラルとする制御信号を出力するとともに、予め設定された車速と走行変速段との関係に基づいて現在の車速に対応した走行変速段を求め、現在の車速と求めた走行変速段に基づいて、惰性走行解除時の前記ＨＳＴの指令値を算出することを特徴とするＨＳＴ車両の制御方法。
12. 惰性走行解除を指令する所定の操作があった場合、前記算出された指令値でＨＳＴを制御するとともに、該ＨＳＴ制御値に適した回転数にエンジンを制御して走行変速機をニュートラルから前記走行変速段に切替えることを特徴とする、請求項１１に記載のＨＳＴ車両の制御方法。
    

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