JPS58142062A - 油圧機械式変速及び操向機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンにより駆動され、１つの入力軸と２
つの出力軸を育し、主として装軌車両に用いられる油圧
機械式変速及び操向ｍＫ関する４ので、その目的とする
ところは、左右の出力軸の速度比を自動制御できるよう
圧して運転操作の容易化を図ることができるようにした
ｇ＆１ＩＩｌｔ−提供することにある。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図中１はエンジン２に連結し曳１つの入力軸３と２つ（
左右）の出力軸４．５を有する機械式の変速装置、６．
７はエンジン２にて駆動される２つ（左右）の油圧ポン
プ、８，９は各油圧ポンプ６．７の吐出油にて駆動され
る油圧モータであり、この両モータ８，９の出力軸は上
記変速装置１に連結してあり、この油圧モータ８．９の
制御により変速装置！は各速度段内で無段階に変速され
るよう、：忙なっている。変速装置１には１速用クラツ
゛チＡ、２連用クラツチＢ１３速用クラツチＣ，４連用
クラツチＤがＴｏす、それぞれを油圧力にて選択的に作
動することＫより出力軸４．５の回転数が１速〜４速に
変速されるようになっている。

１１はエンジン２０回転数を制御するスロットル位置を
検出してこれの信号αをとり出すスロットル位置検出器
、１２は車両を旋回させるためのハンドルの旋回角度を
検出してこれの信号すをとり出すノ１ンドル角検出器、
１３はチェンジレバーの前進、後進、中立、超信地旋回
の４種の位置を検出してそれぞれに応じた信号Ｃをとり
出すチェンジレバー位置検出器、１４はエンジンブレー
キをかけるための信号ｄをと９出スエンジンプレー命ス
イツチ、１５は実際のエンジン回転数（ｒｂｍ　）Ｋよ
るエンジン回転数信号”ｘｔｌ／ＩＬｆ）出すエンジン
回転数検出器、ｌ６゜ｌ７は各油圧モータ８．９の回転
数信号ｒＬｍ　ｔ。

ル　を職り出すモータ回転数検出器、１８゜ｌ１ １’？、２０．２１は上記亀速〜４連用クラッチＡ−Ｄ
の油圧力″を検出してそれぞれの信号−１ｆ、ｙ、ｈを
取シ出す油圧スイッチ、２２゜２３．２４．２５は上記
ｌ適〜４連用クラッチＡ−Ｄを制御するそれぞれのり２
ツチ切換スイツチ、２６．２７は両ポンプ６、フの吐出
量制御アクチェータである。２８は制御論理回路であり
、この回路２８は上記各信号α〜ん及び’ｌ　ａ　”ａ
ｌ＃　’□　が入力することにより、この入力信号に応
じて両ポンプ６．７の吐出制御アクチェータ２６．２７
に信号番、　ｊ　ｔ−１また各クラッチ切換スイッチ２
２〜２５に信号り、ｔ。

属、ルを出すようになっている。

以下に本発明値＊における作用及び各作用における制ｍ
＠珊回路の異体的実施例を示す。

（１）　　エンジン回転数制御 エンジン回転数はスロットル位置と負荷トルクによって
決まるのであるのが、負荷トルクはＲ速ｆｉｌｔ＋の入
出力軸の回転数比（以下速度比という）の値により変化
させることができる。

ところで本発明装置は無段変速機であるから、エンジン
回転数はスロットル位置に対して任意の回転数に制御で
きる。なお油圧ポンプ６．７の吐出量を変化させること
により速度比は変化し、適度比が増加するとエンジン回
転数が下がり、適度比が減少するとエンジン回転数は上
がる。従ってスロットル位置に対して最適なエンジン回
−散を設定しておき、その回転数になるように変速装置
１の速度比を制御すればエンジンの最適な運転ができる
。

次にエンジン回転数制御方法の具体的な実施例を第２図
を参照して説明する。

スロットル位置検出！１１よりそのときのスロットル位
置信号αがエンジン回転数設定器３０に入力される。こ
のエンジン回転数設定器３０はスロットル位置に対する
目標のエンジン回転数（＃早）の関係を記憶させてあり
、上記スロッル位置信号−が入力されると、このときの
目標のエンジン回転数（＃ｍ）の信号Ｎｍ　　が出力さ
れる。この目標のエンジン回転数信号Ｎ１　　と実際の
エンジンの回転数（ｆ＆、）を検出するエンジン回転数
検出＠１５よりのエンジン回転数信号３８とが比較演算
されてこれより工／ジ／回転数差信号Ｉｌが出力される
。そしてこのエンジン回転数差信号ムは演算装置３２に
入力される。この演算装置３２へは、チェンジレバー位
置検出器１３からの前進、後進、中立、超信地旋回のそ
れぞれに応じた信号Ｃと、そのときの速度段に応じた油
圧スイッチ１８〜２１からの信号−〜為のいずれか鳳つ
の信号とが入力される。そしてこの各入力信号ＩＩ　８
　’　＃−〜ルのうちの１つの信号を演算して上記エン
ジン回転数差信号ムがゼロになるような信号寥、ノ゛が
加算器３３゜３４を介して両油圧ポンプ６．７の吐出量
制御アクチェータ２６．２７に出される。

上記信号ｉ、ｊにより両油圧ポンプ６．７が制御されて
車速か変化し、実際のエンジン回転数（ル、）が目標の
回転数（＃ｍ）に収束畜れる。

（２）　　変速制御 第１１に示す変速及び操向機は変速機としては機械式の
４段変速装置と油圧号、、、−夕８，９による上記各速
度段内の無段変速−置とからなっている。このうち４段
変速装置につｂては、ある速度段のとき、その上の速度
段（Ｎす）ｔたは下の速度段（Ｎｄｏｗ＋％）のクラッ
チの相対回転数がゼロのときに切換えれば各速度段も速
度比が連続することになり、全体として無段変速機とな
る。オたこれにより各クラッチの摩擦板の摩耗が少なく
なり痔命が延び、さらに摩擦板の面圧を上げることによ
りコンパクト化することがで自る。

次に変速制御方法の具体的な貞施例を第３図を参照して
説明する。

エンジン回転数検出器１５からのエンジン回転数信号ｈ
　と、左右のモータ回転数検出器１６゜１フからのモー
タ回転数信号り、ル、Ｉ、と、各速度段の油圧スイッチ
１８〜２１のうちの１つの速度段の油圧スイッチからの
速度段信号−〜ｈとから速度差演算装置４０にてその運
ｆ段の上下の適度段クラッチ相対回転数Ｎμｐ　、　Ｎ
ｄｏｗ路を演算する。そしてこの回転数Ｎμｐ　、　Ｎ
ｄｏｗｎを比較！！４１にで適当な値Ｎ＃と比較して相
対回転数の値Ｎｂｐ　、　Ｎｄｏｗ％がＮｃより小さく
なつｔら変速時期と１にり、Ｎ語ｐがＮｃより小さくな
った場合、ｔｌｔｉｊ　Ｎｄｏｗ％がＮｏより小さくな
った場合のそれぞれの信号が次遭度段切秦スイッチ信号
発生器４２へ送られる。そしてこの切換スイッチ信号発
生器４２から次の速度段切換スイッチ２２〜２５へ信号
ｈ−ｓを送り、次の速度段の切換スイッチ２２〜２５を
作動させて次の速度段のクラッチに圧油を送る。そして
この次の速度段のクラッチに油が満尺されクラッチ油圧
が上かつ几らこれの油圧スイッチ１６〜２１が作動して
これから信号−〜ｈが送られ、これＫより前の速度段の
クラッチの切換スイッチ信号発生器４２′から前の速度
段切換スイッチ２２〜２５へ信号に−Ｆ＆が送られて前
の速度段のクラッチが切れ、前の速度段クラッチが切離
される。

なお上記ＮｅＯ値はクラッチ切換時にクラッチにショッ
クが発生し几り、摩耗が生じたりしない種度の速度差に
とられる。

上記比較器４１にて比較され九回転数Ｎ卵。

ＮｄｏｗルがＨａより大きいときには切換信号が出され
ず切換されない。

ｆ７ｅ上記変速作動する間に時間的に間がある几め、そ
の間に速度比が変化すると、クラッチ相対回転数も変化
し、クラッチの摩耗等の問題が生じるので、ＮμｐＴｏ
るいはＮｄｏｗルがＨａより小さくなって変速時期に人
つｔら比較器４１よりのＮｓ＆ＦＴｏるいはＮｄｏｗル
の信号から速度差信号１、を出す、そしてこの信号ムは
、油圧スイッチ１８〜２１からの速度段信号６−ルのう
ちのそのときの適度段の信号と比較演算されて、上記速
度差信号１．がゼロになるような信号ｌ、ノが加算！１
４３．４４を介して両油圧ポンプ６．７の吐出量制御ア
クチェータ２６．２７に出力される。この信号は変速が
完了するまで続けられる。

（３）　　旋回制御 第１図に示す変速及び操向機は左右の油圧ポンプ６．７
の吐出量に差を持几せることにより左右の出力軸４．５
の回転数に差が生じ、従って車両を旋回させることがで
きる。この油圧ポンプ６．７は無段変速可能であるから
、旋回半径も任意の値を取ることができる。そしてハン
ドル角θ、平均車速Ｖとから最適な旋回半径が得られる
ように制御することができる。

次に旋回制御方法の具体的な実施例を８１４図を参照し
て説明する。

ハンドル角θがＩ＃ｌ）　θ、（θ、はハンドルの遊び
角）のときに鋤くようにする。なおハンドル角＃は中立
時は上管である。

エンジン回転数検出器１５からのエンジン回転数信号ｈ
　と、左右のモータ回転数検出器１６゜１７からのモー
タ回転数信号８　、ル　と、各１１１　　　　　１１ｆ
ｉ 速ＦＩｔ段の油圧スイッチ１８〜２１のうちの１つの速
度段の油圧スイッチからの速度段信号−〜人とから車速
演ｘ！装置５０にてそのときの速度段における車両の平
均車速Ｖを演算し、車速信号Ｖを出す。

この車速信号Ｖと、ハシドル角検出１ｉ１１１２からの
ハンドル角信号ｂ１エンジン回転数検出器１５からのエ
ンジン回転数信号ｈ　と、上記モータ回転数信号ｎ、ｌ
、　ｊ％□とを演算装置５２にて演算して旋回信号Ｉ・
を出す。この信号！、はハンドル角−と平均車速ｒとか
ら最適な旋回半径になったと自はゼロとなろような関係
になっている。この旋回ｎムとチェンジレバー位置検出
器１３からのチェンジ位置信号Ｃとにより上記旋回信号
ムがゼロに近づく方向くなるような僅号憾、ｊが加算器
５３．５４を介して両油圧ポンプ６．７の吐出量制御ア
クチェータ２６゜２７に出力される。

（４）　　直進制御 第１１１１に示す変速及び操向機は２ｉｊｉの油圧ポン
プとモータを持っており、各組のモータ出力回転数が左
右の出力軸４．５の回転数に影響する割合は、旋回の必
要から当然違っている。ところが油圧ポンプ６．７とモ
ータ８．９の容積効率は単品毎に違っている。ま友経時
的にも変化するものである。従って車両としては当然な
がら直進性が悪くなり、この九め直進制御が必要になる
。

次にこの直進制御について第５図を参照して説明する。

この直進制御はハンドル角θが１θｌ（＃、のときに鋤
くようくする。

左右のモータ回転数検出器１６．１７からの七−タ回転
数信号ル　、鶏　を制御論理回路でｍｌ　　　　　　　
ＩＩｍ 両信号ル、□ｅ　１番１ｍより直進からのずれの割合を
演算し、その値より直進ずれ信号ムを出す。この信号ム
は直進状態ではゼロになるようにする。

そして制御論理回路からは直進からのずれを補正する方
向、すなわち上記１．がゼロになるような信号ｉ、ｊが
加算器６１．６２を介して両油圧ポンプ６．７の吐出量
制御アクチェータ２６゜２７に出される。

（５）　　超信地旋回制御 変速及び操向機は左右の出力軸４，５を逆方向に同回転
数で回転することにより車両を超信地旋回（その場旋回
）させることができ、車両の機動性を向上することがで
きる。第１図に示す実施例では言連用クラッチＡが人っ
ているときか、いずれのクラッチも入っていないときに
この超信地旋回が可能であるが、いずれのクラッチも入
ってＡないとｔＫは左右の出力軸４゜５の負荷トルタの
大きさが変わると超信地旋回できなｉことがある。従っ
てこの実施例では１連用クラツチＡを入れて超信地旋回
させる例を示す。

次にその具−的な制御方法を第６図を参照して説明すゐ
。

チェンジレバーの位置が超信地旋回位置にあるときにチ
ェンジレバー位置検出器１３からの超信地信号Ｃが制御
論理回路に入り、１速切僕スイツチ２２に信号ｋが出力
されて１連用クラツチＡが入り、これと同時に１速用の
クラッチの油圧スイッチ１８から信号−が出力される。

そしてこの１連用クラツチの油圧スイッチＩ８からの信
号−と、上記エンジン回転数制御におけるエンジン回転
数差信号ムと、チェンジレバー位置検出器１３からの信
号Ｃと、ハンドル角検出器１２からのハンドル角信号す
とで比較演算式れ、上記エンジン回転数差信号Ｉ、が車
両が左または右へ超信地旋回する方向となるような信号
ｉ、ノが加算器７１．７２を介して両油圧ポンプ６．７
の吐出量制御アクチェータ２６゜２７に出力される。

なおハンドル角信号すは♂〉Ｃ０のと１！ｉＫ右、−＜
−、のときに左を示す。また１＃１≦θ、のときはハン
ドル遊び範囲で中立制御と同様の信号ｉ。

ノを出す。

＋６７　　中立制御 本発明に係る変速及び操向機は油圧ポンプを使用してお
り、その吐出量を完全にゼロにすることはできな−、従
って適当な制御をしなければ車両を停止させることがで
きない。その几めに中立制御を行なう。

次にその具体的な制御方法を第７図を参照して説明する
。

チェンジレバーが中立位ｆｌＫあり、チェンジレバー位
置検出器１３から中立信号Ｃが論理回路２ＢＶＣ入力さ
れると、論理回路から各クラッチ切戻スイッチ２２−２
５への信号−、Ａを全てゼＩＩＫＬ、各クラッチＡ−Ｄ
を切る。これと同時に上記チェンジレバー位置検出器１
３からの中立信号と左右の各油圧モータの回転数検出＠
１４．１７からの各回転数信号ル、□及び蕗□から停止
信号１．及びＩ・を出す。上記回転数信号爲　及び島□
がゼロに近づく方向になるように１ 停止信号１．及び！、をそれぞれ別々に左右の油圧ポン
プ８．９の吐出量制御アクチェータ２６゜２フへの信号
ｔ、ノ゛に加算器８１．８２を介して加算される。これ
により各モータ８，９０回転すなわち左右の出力軸４．
５の回転数はゼロに収束し、車両は停止される。

（））　エンジンブレーキ制御 零発＠に係る変速及び操向機は、通常走行時にはエンジ
ン回転数制御により制ｍされている。

すなわち、スーツトル位置に対して最適なエンジン１転
数になる本うに制御されているため、スロットル操作だ
けではエンジンブレーキは効かない、従って車両の制動
のためにエンジンブレーキを使いたい場合には強制的に
エンジンブレーキが効くような制御をしてやらなければ
ならない。またそれ故に車速に応じｔ適当なエンジンブ
レーキも可能となる。

次にその具体的な制御方法を第８図を参照して説明する
。

エンジンブレーキスイッチ１４からの信号ｄがあるとエ
ンジンブレーキ制御に入る。

エンジン回転数検出器１５からのエンジン回転数信号ｈ
　と、左右のモータ回転数検出器１６゜１７からのモー
−回転数信号路１８１％、、と、各速１ｔｍの油圧スイ
ッチＡ−Ｄのうちの！つの速度段の油圧スイッチからの
速度段信号−〜人とから車速演算装置５０にてそのとき
の速ｊ［ＮＫおける車両の平均車速ｒを演算して車速信
号νを出す。エンジンブレーキ時の平均車速ＦＫ対する
目標のエンジン回転数Ａ’ｌ−を論理回路に記憶させて
おく、そしてこの目標のエンジン回転数Ｎ■とそのとき
のエンジン回転数信号錫、との差からエンジンブレーキ
信号Ｉ、を出し、上記差（／Ｖｘｍ−＋ｓ、）がゼロに
近ずくように左右の油圧ポンプの吐出量制御アクチェー
タ２６．２７への信４４４．ｊが加算１１９１．９２を
介して各ボンプロ、７の吐出量制御アクチェータ２６゜
２７に出される。これＫよりエンジン回転はエンジンブ
レーキ回転数Ｎｍ１Ｋ収束し、蛾過なエンジンブレーキ
が得られる。

なお上記実施例のほかに、目標のエンジン回転数Ｎ■を
平均車速ＦＫ量関係くあらかじめ設定してこれの値とル
、とを演算して信号Ｉ、を出すようにして４よ込。

（８）　　オーバラン防止制御 エンジンブレーキを働かせて込るときにはエンジンがオ
ーバランする危険があるｔめ、自動制御によｐオーバラ
ンを防止し、運転の各易化を図る。

以下その実施態様を第９図を参照して説明する。

オーバラン限界回転数）ＯｏをｍＩ場回路に記憶させて
お奮、このオーバラン限界回転数１ｉｘｏとエンジン回
転数検出器１５からのエンジン回転数信号ル、とを比較
演算してオーバラン信号Ｉ・を出す、セしてｓ、　）　
Ｎｅｏ　　になつｔら（％ｍ−Ｎ１０がゼロに近づく方
向になるように上記オーバラン信号ムがポンプ６、）の
アクチェー−２６゜２７に対する出力信号＝、ｊｙｃ加
算器１０１゜１０２を介して加算される。

これによりエンジン回転数ｓｔオーバラン限界回転数Ｉ
ＶｘｏＫ保すれ、オーバランが防止される。

なお上記各実施例における加算器は現在出力されている
信号ｉ、ノ゛に各信号＋１１〜ＩＴｏるいは−Ｌ〜、を
加える演算器である。

なお、上記し友説明は第１図に示した一実施例にりいて
行なったが、１つの入力軸と２つの出力軸を有する無段
変速操向機ならばいずれのものにも適用できる。ま７Ｅ
１つの入力軸と２つの出力軸は同一のユニット丙にある
必要はなく別々のものであっても全体として変速及び操
向を行なえるものならば適用できる。

を几上記実施例では油圧モー＃回転数り、。

ル、を検出しているが、これは油圧モータ以降の出力軸
まで同一軸以外の２個所の回転数を検出しても全て外＠
１　”　”ａｍに還元可能であるのでかまわない。

本発１１Ｎは以上のようＫなり、エンジン２に連結しａ
ｔつの人力軸３と左右の出力軸４，５と複数段の変速用
油圧クラッチＡ−Ｄとを有する機械式の変速装置１と、
エンジン２にて駆動される左右の油圧ポンプ６．７とこ
れの吐出油にて駆動される左右の油圧モータ８．９とか
らなり、この油圧モータ８．９の出力軸を上記変速装置
１に連結し、油圧モータ６．９の制御により変速＊ｔｔ
を各速度段で無段階に変速されるようくし九油圧機械式
変速及び操向機の制＠装置において、エンジン２のスロ
ット位置を検出してこれの信号Ｇを発するスロットル位
置検出器１１と、操向鵬のノ・ンドルの旋回角度を検出
してこれの信号すを発する／Ｓンドル角積検出器１２、
チェンジレバーの前進、後進、中立、超信地旋回の各位
置を検出してそれぞれに応じた信号Ｃを発するチェンジ
レバー位置検出器１３と、エンジン回転数によるエンジ
ン回転数信号りを発するエンジン回転数検出器Ｉ５と、
左右の各油圧モータ８．９の回転数信号’ａｔ　’ルｍ
ｌを発するモータ回転数検出器１６．８７と、変速装ａ
１の各変速段における変速用油圧クラッチＡ〜Ｄの油圧
力を検出してそれぞれの信号−〜ルを発する油圧スイッ
チ１ｇ〜２１と、制御信号を受けて油圧ポンプ６．７を
制御する吐出量制御アクチェータ２６．２７と、制御信
号を受けてみ変速用クラッチＡ−Ｄの油圧をＯＮ　、　
ＯＦＦ制偏する切換スイッチ２２−２５と、上記各検出
器から発せられる各信号α〜ル、九Ｈ＊　”Ｍｋ　回路
、、を入力し、吐出量制御アクチェータ２６＃２７およ
び切換スイッチ２２〜２５への信号ｉ〜ｎを出力する制
御論理回路２！ｉとから油圧機械式変速及び操向様の制
御装置を構成したから、左右の出力軸４．５の速度比を
自動制御でき、運転操作の容易化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

Ｉ５！！１面は本発明の実施態様を示すもので、第１図
は制御系統図、第２図はエンジン回転数制御量を示す説
明図、第３図は変速制御系を示す説＠図％１１４ｇは旋
回制御系を示す説明図、縞５図は直進制御系を示す説明
図、第６図は超信地旋回制御系を示す説明図、８７図は
中立制御系を示す説明図、第８図はエンジンブレーキ制
御系を示す説明図、嬉９図はオーバラン防止制御系を示
す説明図である。 １は変速装置、２はエンジン、３は入力軸、ム、Ｓは出
力軸、６．フは油圧ポンプ、６，９は油圧モータ、１ｌ
ｔｌスロットル位置検出器、１２はハンドル角検出器、
１３はチェンジレバー位置検出器、１５はエンジン回転
数検出器、１６．１７はモータ回転数検出器、１８〜２
１は油圧スイッチ、２２〜２５ｕ切換スイツチ、２６．
２７は吐出量制御アクチェータ、２６はＩＩ！ｌ＠論壇
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジン２に連結し７ｊ１つの入力軸３と左右の出力軸
   ４，５と複数段の変速用油圧クラッチ、４−　Ｄとを有
   する機械式の変速装置１と、エンジン２にて駆動される
   左右の油圧ポンプ６．７とこれの吐出油にて駆動される
   左右の油圧モータ８，９とからなり、この油圧モータ３
   ，９の出力軸を上記変速装置１に連結し、油圧モータ８
   ．９の制御により変速装置１を各速度段で無段階に変速
   されるよう圧した油圧機械式変速及び操向機の制御装置
   において、エンジン２のスロットル位置を検出してこれ
   の信号αを発するスロットル位置検出器１１と、操向用
   のノ〜ンドルの旋回角度を検出してこれの信号すを発す
   るノ）ンドル角横出器１２と、チェンジレノ（−の前進
   、後進、中立、超信地旋回の各位置を検出してそれぞれ
   に応じた信号Ｃを発するチェンジレバー位置検出器１３
   と、エンジン回転数によるエンジン回転数信号３ｍを発
   するエンジン回転数検出器１５と、左右の各油圧モータ
   ｇ、９０回転数信号ルｍｌ　ａ　ＳｍＭを発するモータ
   回転数検出器１６゜ｌ）と、変速装置１の各変速段にお
   ける変速用油圧クラッチＡ−Ｄの油圧力を検出してそれ
   ぞれの信号−〜人を発する油圧スイッチ１８〜２１と、
   制御信号を受けて油圧ポンプ６．７′ｔ−制御する吐出
   量制御アクチェータ２６．２７と、制御信号を受けて各
   変速用クラッチＡ−Ｄの油圧をＯＮ　、　ＯＦＦ制御す
   る切換スイッチ２２〜２５と、上記各検出器から発せら
   れる各信号ａ−Ａ。 ３１０％１８．１％□　を入力し、吐出量制御アクチェ
   ータ２６，２７および切換スイッチ２２〜２５への信号
   １〜％を出力する制御論理回路２８とからなることを特
   徴とする油圧機械式変速及び操向機の制御装置。