KR101942851B1 - 작업 차량 - Google Patents

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아츠시 나카무라
게이스케 나이토
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가부시키가이샤 케이씨엠
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Abstract

(과제) 엔진의 시동성을 향상시킨다.
(해결 수단) 작업 차량은, 유압원과, 유압원으로부터 토출되는 압유의 흐름을 제어하고, 록업 클러치를 계합 상태 및 비계합 상태 중 어느 하나의 상태로 전환하는 제어 밸브와, 지시 장치에 의해 엔진의 시동이 지시되면, 엔진을 시동시키는 엔진 시동 장치를 구비하고, 제어 장치는, 지시 장치에 의해 전원 장치의 기동이 지시되고, 전원 장치가 기동되면, 토크 컨버터의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정하는 저온 상태 판정부와, 저온 상태 판정부에 의해 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정되면, 록업 클러치를 비계합 상태로 하기 위해 제어 밸브를 제어하고, 저온 상태 판정부에 의해 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 록업 클러치를 계합 상태로 하기 위해 제어 밸브를 제어하는 클러치 제어부를 가지고 있다.

Description

작업 차량{INDUSTRIAL VEHICLE}
본 발명은, 작업 차량에 관한 것이다.
엔진의 동력을 차륜(구동륜)을 향하여, 유체를 개재하여 전달하는 토크 컨버터를 구비한 작업 차량이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 작업 차량은, 토크 컨버터(유체 전동(傳動) 장치)의 입출력 부재 사이를 기계적으로 직결하는 록업 클러치를 구비하고 있다.
국제공개 제2012/105016호
토크 컨버터의 작동 유체의 온도가 낮아, 점도가 높은 상태일 때에 엔진을 시동시키는 경우, 록업 클러치가 비계합(non-engaging) 상태이면, 토크 컨버터 내의 고점도의 작동 유체가 휘저어지게 된다. 그 결과, 토크 컨버터의 작동 유체의 흐름의 저항에 기인하여 엔진 부하가 커지고, 엔진의 시동에 시간을 필요로 하거나, 시동할 수 없는 등, 엔진 시동성이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 일 양태에 의한 작업 차량은, 작업 도구 및 리프트 아암을 가지는 작업 장치와, 차륜과, 구동원으로서의 엔진과, 상기 엔진의 동력을, 작동 유체를 개재하여 상기 차륜으로 전달하는 토크 컨버터와, 상기 토크 컨버터의 입력 부재와 출력 부재를, 계합 상태와 비계합 상태와의 사이에서 전환 가능한 록업 클러치와, 제어 장치로 전력을 공급하는 전원 장치와, 상기 전원 장치의 기동 및 상기 엔진의 시동을 지시하는 지시 장치를 구비한 작업 차량에 있어서, 유압원과, 상기 유압원으로부터 토출되는 압유의 흐름을 제어하고, 상기 록업 클러치를 계합 상태 및 비계합 상태 중 어느 상태로 전환하는 제어 밸브와, 상기 지시 장치에 의해 상기 엔진의 시동이 지시되면, 상기 엔진을 시동시키는 엔진 시동 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 지시 장치에 의해 상기 전원 장치의 기동이 지시되어, 상기 전원 장치가 기동되면, 상기 토크 컨버터의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정하는 저온 상태 판정부와, 상기 저온 상태 판정부에 의해 상기 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니다고 판정되면, 상기 록업 클러치를 비계합 상태로 하기 위해 상기 제어 밸브를 제어하고, 상기 저온 상태 판정부에 의해 상기 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 상기 록업 클러치를 계합 상태로 하기 위해 상기 제어 밸브를 제어하는 클러치 제어부를 가지고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 엔진의 시동성을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 휠 로더의 측면도이다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시 형태에 관한 휠 로더의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 토크 컨버터 및 트랜스미션의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시 형태에 관한 컨트롤러에 의해 실행되는 엔진 시동 처리의 일 예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5(a)는, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 휠 로더의 개략 구성을 나타내는 도면이고, (b)는 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 록업 클러치의 모식도이다.
도 6은, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 컨트롤러에 의해 실행되는 엔진 시동 처리의 일 예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은, 본 발명의 제 3 실시 형태에 관한 휠 로더의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제 4 실시 형태에 관한 휠 로더를 설명하는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 제 4 실시 형태에 관한 컨트롤러에 의해 실행되는 엔진 시동 처리의 일 예를 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 작업 차량의 일 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1은, 휠 로더의 측면도이다. 휠 로더는, 리프트 아암(이하, 단순히 아암이라고 부른다)(111), 버킷(112), 전측(前側)의 차륜(113) 등을 가지는 전부(前部) 차체(110)와, 운전실(121), 엔진실(122), 후측의 차륜(113) 등을 가지는 후부 차체(120)로 구성된다.
아암(111)은 전부 차체(110)에 대하여 상하 방향으로 회전 운동 가능하게 장착되고, 아암 실린더(117)의 구동에 의해 회전 운동 구동된다. 버킷(112)은 아암(111)의 선단에 있어서, 아암(111)에 대하여 전후 경사 방향(상하 방향)으로 회전 운동 가능하게 장착되고, 버킷 실린더(115)의 구동에 의해 회전 운동 구동된다. 전부 차체(110)와 후부 차체(120)는 센터 핀(101)에 의해 서로 회전 운동이 자유롭게 연결되고, 스티어링 실린더(61)의 신축에 의해 후부 차체(120)에 대하여 전부 차체(110)가 좌우로 굴절한다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시 형태에 관한 휠 로더의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 휠 로더는, 엔진(1)의 동력을, 작동 유체를 개재하여 차륜(113)으로 전달하는 토크 컨버터(이하, 토르콘이라고도 부른다)(2)를 구비하고 있다. 도 3은, 토크 컨버터(2) 및 트랜스미션(3)의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 3에서는, 록업 클러치(102)의 모식도도 아울러 나타내고 있다.
구동원인 엔진(1)의 출력축에는 토르콘(2)의 입력축(21)(도 3 참조)이 연결되고, 토르콘(2)의 출력축(22)(도 3 참조)에는 트랜스미션(3)이 연결되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 토르콘(2)은, 입력축(21)에 연결된 임펠러(2i)와, 출력축(22)에 연결된 터빈(2t)과, 토르콘(2) 또는 트랜스미션(3)의 하우징에 고정 또는 원웨이 클러치를 개재하여, 연결된 스테이터(2s)를 구비하는 유체 전동 장치이다. 엔진(1)의 회전은 토르콘(2)을 개재하여 트랜스미션(3)으로 전달된다.
휠 로더는, 임펠러(2i) 및 입력축(21)을 포함하는, 토르콘(2)의 입력 부재와, 터빈(2t) 및 출력축(22)을 포함하는, 토르콘(2)의 출력 부재와의 사이에, 입력 부재와 출력 부재를, 계합 상태와 비계합 상태와의 사이에서 전환 가능한 록업 클러치(102)를 구비하고 있다.
록업 클러치(102)는, 클러치부(102c), 스프링(102e), 피스톤(102p) 및 유실(102s)을 구비하고 있다. 클러치부(102c)는, 입력축(21)에 장착되는 마찰판(입력축측 마찰판이라고도 기재한다)(102i), 및 출력축(22)에 장착되는 마찰판(출력축측 마찰판이라고도 기재한다)(102o)을 포함하는, 복수의 마찰판을 가지고 있다. 스프링(102e)은, 클러치부(102c)를 구성하는 마찰판끼리를 격리시키는 방향으로 탄성력을 부여하는 탄성 부재이다. 피스톤(102p)은, 유실(102s)로 압유가 공급되면, 스프링(102e)의 탄성력에 저항하여 클러치부(102c)를 구성하는 마찰판끼리를 가깝게 하는 방향으로 가압한다.
록업 클러치(102)의 클러치부(102c)는, 후술하는 바와 같이, 유압 제어에 의해, 입력축측 마찰판(102i)과 출력축측 마찰판(102o)이 접촉하는 계합 상태, 또는 복수의 입력축측 마찰판(102i)과 출력축측 마찰판(102o)이 접촉하고 있지 않은 비계합 상태(해방 상태)가 된다. 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)가 계합 상태가 되면, 임펠러(2i) 및 터빈(2t)이 기계적으로 직결되고, 일체적으로 회전 가능하게 된다.
본 실시 형태에 관한 록업 클러치(102)는, 스프링(102e)의 탄성력에 의해 비계합 상태가 되고, 엔진(1)의 구동과는 독립하여 구동되는 유압원인 어큐뮬레이터(103)로부터 토출되는 압유에 의해 계합 상태가 되는 포지티브식의 록업 클러치이다.
록업 클러치(102)의 클러치부(102c)가 비계합 상태(해방 상태)가 되면, 임펠러(2i)가 작동 유체(토르콘 오일이라고도 기재한다)의 흐름을 만들어 내고, 그것에 마주 보는 터빈(2t)이 그 흐름의 관성력을 받아 출력축(22)을 구동한다. 임펠러(2i)와 터빈(2t)의 사이에 위치하는 스테이터(2s)는, 터빈(2t)으로부터의 배출류(리턴류)를 정류하고, 임펠러(2i)로 환원함으로써, 토크 증폭 작용을 발생시킨다.
이와 같이, 토르콘(2)은 입력 토크에 대하여 출력 토크를 증대시키는 기능을 가진다. 토크비(比)는, 토르콘(2)의 입력축(21)의 회전 속도 Ni와 출력축(22)의 회전 속도 No의 비인 토르콘 속도비 e(＝No/Ni)의 증가에 수반하여 작아진다. 예를 들면 엔진 회전 속도가 일정 상태에서 주행 중에 주행 부하가 커지면, 토르콘(2)의 출력축(22)의 회전 속도 No가 저하, 즉 차속이 저하되고, 토르콘 속도비 e가 작아진다.
트랜스미션(3)은, 예를 들면, 그 속도단을 1속∼4속으로 전환하는 유압 클러치를 가지고, 토르콘(2)의 출력축(22)의 회전은 트랜스미션(3)으로 변속된다. 변속 후의 회전은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 프로펠러 샤프트(4) 및 엑셀(5)을 개재하여 차륜(타이어)(113)으로 전달되어, 휠 로더가 주행한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 트랜스미션(3)은, 토르콘 출력을 1속∼4속 중 어느 것으로 변속한다. 트랜스미션(3)은, 복수의 클러치 샤프트(SH1∼SH3), 아웃풋 샤프트(SH4), 복수의 기어(G1∼G13), 전진용의 유압 클러치(전진 클러치)(18), 후진용의 유압 클러치(후진 클러치)(19), 1속∼4속용의 유압 클러치(C1∼C4)를 구비한다. 각 유압 클러치(18, 19, C1∼C4)는, 트랜스미션 제어 장치(20)를 개재하여 공급되는 압유(클러치압)에 의해 계합 동작 또는 해방 동작을 행한다. 즉 유압 클러치(18, 19, C1∼C4)로 공급되는 클러치압이 증가하면 클러치(18, 19, C1∼C4)는 계합 동작을 행하고, 클러치압이 감소하면 해방 동작을 행한다.
토르콘(2)의 출력축(22)은, 클러치 샤프트(SH1)로 연결되고, 아웃풋 샤프트(SH4)의 양단부는, 도 2의 프로펠러 샤프트(4)를 개재하여 차량 전후의 엑셀(5)로 연결되어 있다. 도 3에서는, 전진 클러치(18)와 1속용 클러치(C1)가 계합 상태이며, 다른 클러치(19, C2∼C4)가 해방 상태에 있다. 이 경우에는, 기어(G1)와 클러치 샤프트(SH1)가 일체가 되어 회전함과 함께, 기어(G6)와 클러치 샤프트(SH2)가 일체가 되어 회전한다.
이때 엔진(1)의 출력 토크는, 도 3에 굵은선으로 나타내는 바와 같이 토르콘(2)의 입력축(21), 출력축(22), 클러치 샤프트(SH1), 전진 클러치(18), 기어(G1, G3, G5, G6), 1속용 클러치(C1), 클러치 샤프트(SH2), 기어(G8, G12)를 개재하여 아웃풋 샤프트(SH4)로 전달된다. 이에 따라 1속 주행이 가능해진다.
1속으로부터 2속으로 변속하는 경우에는, 트랜스미션 제어 장치(20)를 개재하여 공급되는 클러치압에 의해 1속용 클러치(C1)를 해방 상태로 하고, 2속용 클러치(C2)를 계합 상태로 한다. 이에 따라 엔진(1)의 출력 토크는, 토르콘(2)의 입력축(21), 출력축(22), 클러치 샤프트(SH1), 전진 클러치(18), 기어(G1, G3, G7), 2속용 클러치(C2), 클러치 샤프트(SH2), 기어(G8, G12)를 개재하여 아웃풋 샤프트(SH4)로 전달되고, 2속 주행이 가능해진다. 1속으로부터 2속 이외의 변속, 즉 2속으로부터 3속, 3속으로부터 4속, 4속으로부터 3속, 3속으로부터 2속, 2속으로부터 1속으로의 변속도 동일하게 클러치(C1∼C4)를 제어함으로써 행해진다.
또한, 트랜스미션(3)의 속도단은, 토르콘 속도비 e가 소정값에 도달하면 변속하는 토르콘 속도비 기준 제어, 또는, 차속이 소정값에 도달하면 변속하는 차속 기준 제어 등의 방식에 의해 자동으로 변속이 제어된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 유압 회로(HC1)는, 엔진(1)에 의해 구동되고, 작업 장치나 조타 장치의 액추에이터에 압유를 공급하는 유압 펌프(이하, 메인 펌프라고 기재한다)(13)와, 프론트 장치용 액추에이터(71)와, 프론트 장치용 컨트롤 밸브(70)와, 스티어링 실린더(61)와, 스티어링 밸브(60)와, 분류 밸브(15)와, 탱크(34)를 구비하고 있다. 또한, 도시하지 않지만, 유압 회로(HC1)에는, 유압 회로(HC1)를 보호하기 위한 릴리프 밸브 등의 유압기기도 접속되어 있다.
분류 밸브(15)는, 메인 펌프(13)로부터 토출되는 압유를 프론트 장치용 액추에이터(71)측과 스티어링 실린더(61)측으로 소정의 분류비로 분류한다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 휠 로더의 프론트 작업 장치(119)는, 아암(111), 버킷(112), 프론트 장치용 액추에이터(71), 및 프론트 장치용 컨트롤 밸브(70)를 포함하여 구성되어 있다. 프론트 장치용 액추에이터(71)로서는, 아암(111)을 회전 구동하는 아암 실린더(117)와, 버킷(112)을 회전 구동하는 버킷 실린더(115)가 있지만, 프론트 장치용 액추에이터(71)라고 총칭하여 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 프론트 장치용 컨트롤 밸브(70)는, 메인 펌프(13)로부터 프론트 장치용 액추에이터(71)로의 압유의 흐름을 제어한다.
본 실시 형태에 관한 휠 로더의 조타 장치는, 스티어링 실린더(61)와, 스티어링 밸브(60)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 스티어링 실린더(61)는, 한 쌍 설치되어 있지만, 도 2에서는, 일방의 스티어링 실린더(61)를 대표하여 도시되어 있다. 한 쌍의 스티어링 실린더(61)는, 전부 차체(110)와 후부 차체(120)와의 사이에 설치되어 있다. 한 쌍의 스티어링 실린더(61)의 기단부(基端部)는 전부 차체(110)에, 한 쌍의 스티어링 실린더(61)의 피스톤 로드는 후부 차체(120)에 각각 연결되어 있다.
메인 펌프(13)는 엔진(1)에 의해 구동되고, 이 메인 펌프(13)로부터 토출된 압유는, 분류 밸브(15) 및 스티어링 밸브(60)를 개재하여 스티어링 실린더(61)로 공급되고, 분류 밸브(15) 및 프론트 장치용 컨트롤 밸브(70)를 개재하여 프론트 장치용 액추에이터(71)로 공급된다. 프론트 장치용 컨트롤 밸브(70)는, 조작 레버(72, 73)의 조작에 의해 구동되고, 조작 레버(72, 73)의 조작량에 따라서 프론트 장치용 액추에이터(71)가 구동된다.
아암 조작 레버(72)는, 아암(111)을 조작하는 컨트롤 레버이며, 아암의 상승/하강 지령을 출력한다. 버킷 조작 레버(73)는, 버킷(112)의 틸트/덤프 지령을 출력한다.
스티어링 휠(62)은, 차량의 진행 방향을 조작하는 조작 부재이며, 회전 각도에 따라서 스티어링 밸브(60)를 동작시킨다. 스티어링 밸브(60)는 스티어링 휠(62)의 회전 운동 각도에 따라서 메인 펌프(13)로부터 스티어링 실린더(61)로의 압유의 흐름, 즉 한 쌍의 스티어링 실린더(61)의 각각에 대한 흐름의 방향과 유량을 제어한다. 스티어링 휠(62)이 조작되면, 한 쌍의 스티어링 실린더(61)가 신축되어, 전부 차체(110)가 후부 차체(120)에 대하여 회전 운동되어 조향(操向)이 행해진다.
컨트롤러(10) 및 엔진 컨트롤러(9)는, 각각 CPU, ROM, RAM, 그 밖의 주변 회로 등을 가지는 연산 처리 장치를 포함하여 구성된다. 컨트롤러(10)와 엔진 컨트롤러(9)는 서로 접속되어, 신호의 수수를 행한다.
컨트롤러(10)에는, 전원 장치(54)의 기동 및 엔진(1)의 시동을 지시하는 이그니션 스위치(86)가 접속되어 있으며, 이그니션 스위치(86)의 조작 위치가 컨트롤러(10)에 의해 검출된다. 이그니션 스위치(86)는, 도시하지 않는 엔진 키가 꽂아져 회전됨으로써, START 위치, ON 위치, 및 OFF 위치 중 어느 위치로 전환된다.
이그니션 스위치(86)가 ON 위치로 조작되면, 즉 이그니션 스위치(86)에 의해 전원 장치(54)의 기동이 지시되면, 전원 장치(54)가 기동된다. 전원 장치(54)가 기동되면, 전원 장치(54)로부터 컨트롤러(10)나 엔진 컨트롤러(9) 등의 제어 장치, 그 밖의 주행시에 사용되는 전장 부품에 전력이 공급된다.
이그니션 스위치(86)가 START 위치로 조작되면, 즉 이그니션 스위치(86)에 의해 엔진(1)의 시동이 지시되면, 컨트롤러(10)로부터 엔진 컨트롤러(9)로 시동 지령이 출력된다. 엔진 컨트롤러(9)로 시동 지령이 입력되면, 엔진 컨트롤러(9)는, 스타터(81)에 구동 지령을 출력하고, 스타터(81)에 의해 엔진(1)을 시동시킨다. 오퍼레이터가 이그니션 스위치(86)로부터 손을 떼고, 조작을 멈추면, 이그니션 스위치(86)는 스프링(도시하지 않음)의 탄성력에 의해 ON 위치로 되돌아가고, ON 위치에서 유지된다. 오퍼레이터가 이그니션 스위치(86)를 OFF 위치로 조작하면, 컨트롤러(10) 및 엔진 컨트롤러(9)는, 소정의 종료 처리를 실행하여 엔진(1)이나 전원 장치(54)를 정지한다.
컨트롤러(10)에는, 액셀 페달(52)의 페달 조작량 Sa(페달 스트로크 또는 페달 각도)를 검출하여, 검출 신호를 컨트롤러(10)로 출력하는 페달 조작량 검출기(52a)가 접속되어 있다. 엔진 컨트롤러(9)에는, 엔진(1)의 실회전 속도 Na를 검출하고, 검출 신호를 엔진 컨트롤러(9)로 출력하는 엔진 회전 속도 센서(50)가 접속되어 있다. 엔진 회전 속도 센서(50)에서 검출된 엔진(1)의 실회전 속도 Na의 검출 신호는, 엔진 컨트롤러(9)를 개재하여 컨트롤러(10)로 출력된다.
컨트롤러(10)는, 페달 조작량 검출기(52a)에서 검출한 액셀 페달(52)의 조작량에 따라서 엔진(1)의 목표 회전 속도 Nt를 설정하고, 엔진 컨트롤러(9)로 목표 회전 속도 지령을 출력하여, 엔진(1)의 실회전 속도(회전수 [rpm])를 제어한다. 액셀 페달(52)의 조작량 Sa가 커지면 엔진(1)의 목표 회전 속도 Nt는 커지고, 페달 최대 밟음시의 목표 회전 속도 Nt는 최고 회전 속도가 된다. 오퍼레이터는, 차속을 증가 또는 주행 구동력을 증가시키고 싶을 경우에, 액셀 페달(52)의 조작량 Sa를 늘리고, 엔진 회전 속도를 크게 한다.
엔진 컨트롤러(9)는, 엔진 회전 속도 센서(50)에서 검출된 엔진(1)의 실회전 속도 Na와, 컨트롤러(10)로부터의 지령값인 엔진(1)의 목표 회전 속도 Nt를 비교하여, 엔진(1)의 실회전 속도 Na를 목표 회전 속도 Nt에 가깝게 하도록 연료 분사 장치(51)를 제어한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 유압 회로(HC2)는, 엔진(1)에 의해 구동되는 유압 펌프(이하, 펌프(14)라고 기재한다)로부터 토출되는 압유를 축적하는 어큐뮬레이터(축압 장치)(103)와, 어큐뮬레이터(103)와 토크 컨버터(2)의 록업 클러치(102)와의 사이에 설치되고, 어큐뮬레이터(103)로부터 토출되는 압유의 흐름을 제어하는 전자(電磁) 전환 밸브(104)를 구비하고 있다.
유압 회로(HC2)에는, 전자 전환 밸브(104)와 펌프(14)와의 사이에 어큐뮬레이터(103)가 설치되고, 어큐뮬레이터(103)의 상류측에는 역지 밸브(105)가 설치되어 있다. 역지 밸브(105)는, 어큐뮬레이터(103)에 축적된 압유가 펌프(14)를 향하여 역류하는 것을 방지하고, 어큐뮬레이터(103)의 압력을 유지한다.
전자 전환 밸브(104)는, 어큐뮬레이터(103)와 토르콘(2)의 록업 클러치(102)를 연통하는 열림 위치와, 어큐뮬레이터(103)와 토르콘(2)의 록업 클러치(102)를 차단하는 닫힘 위치와의 사이에서 전환되는 제어 밸브이다.
컨트롤러(10)로부터 온 신호가 출력되고, 온 신호가 전자 전환 밸브(104)의 솔레노이드로 입력되면, 솔레노이드가 여자되어 전자 전환 밸브(104)가 열림 위치로 전환된다. 컨트롤러(10)로부터 오프 신호가 출력되고, 오프 신호가 전자 전환 밸브(104)의 솔레노이드로 입력되면, 솔레노이드가 소자(消磁)되어 스프링의 탄성력에 의해 전자 전환 밸브(104)가 닫힘 위치로 전환된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 전자 전환 밸브(104)가 닫힘 위치로 전환되면, 록업 클러치(102)의 유실(102s)이 탱크(34)와 연통되고, 스프링(102e)의 탄성력에 의해 마찰판 사이에 간극이 형성되어 클러치부(102c)가 비계합 상태가 된다. 전자 전환 밸브(104)가 열림 위치로 전환되어, 어큐뮬레이터(103)로부터 토출되는 압유가 유실(102s)로 공급되면, 피스톤(102p)이 도시하지 않는 오른쪽 방향으로 이동하고, 마찰판끼리가 접촉하여 클러치부(102c)가 계합 상태가 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 엔진(1)에는, 저온 시동시에 작동시켜서 흡기를 따뜻하게 하는 에어 히터(82)와, 엔진 시동시에 엔진(1)의 링 기어(플라이 호일)를 회전시키는 셀 모터를 가지는 스타터(81)가 부설되어 있다. 에어 히터(82)는, 엔진 컨트롤러(9)에 접속되고, 엔진 컨트롤러(9)로부터 온 신호가 입력되어 있는 동안에만 발열하여, 흡기를 따뜻하게 한다. 엔진 컨트롤러(9)는, 에어 히터(82)를 작동시키고 있는 동안, 에어 히터(82)가 작동하고 있는 것을 나타내는 신호를 컨트롤러(10)로 출력한다. 엔진 컨트롤러(9)는, 엔진(1)의 냉각수의 온도가 소정 온도 미만의 경우에, 에어 히터(82)를 작동시키고, 엔진(1)의 냉각수의 온도가 상기 소정 온도 이상인 경우에는, 에어 히터(82)를 작동시키지 않는다.
스타터(81)는, 엔진 컨트롤러(9)에 접속되고, 엔진 컨트롤러(9)로부터 구동 지령(온 신호)이 입력되고 있는 동안에만, 셀 모터를 구동시켜서 엔진(1)을 회전시킨다. 엔진 컨트롤러(9)는, 컨트롤러(10)로부터의 시동 지령이 입력되고 있는 동안에만, 셀 모터로 구동 지령을 출력한다.
토르콘(2)의 작동 유체는, 온도가 낮을수록 점도가 높아진다. 이 때문에, 엔진(1)의 시동시에, 록업 클러치(102)가 비계합 상태이면, 작동 유체의 온도가 낮을수록 흐름의 저항이 커지고, 엔진(1)에 작용하는 부하가 증가한다. 한편, 작동 유체의 온도가 높을수록, 작동 유체의 흐름의 저항이 작아지고, 엔진(1)에 작용하는 부하가 저하된다. 록업 클러치(102)가 계합 상태이면, 작동 유체는, 임펠러(2i) 및 터빈(2t)과 함께 회전하기 때문에, 흐름의 저항은 거의 발생하지 않는다. 그러나, 엔진 시동시에 록업 클러치(102)가 계합 상태인 경우에는, 뉴트럴 상태의 트랜스미션(3)의 일부가, 엔진 시동시로부터 엔진(1)과 함께 회전하게 된다.
이 때문에, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도가 소정 온도보다도 낮은 경우에는, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 했을 때의 엔진 시동시의 엔진 부하가, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 했을 때의 엔진 시동시의 엔진 부하보다도 작아진다. 한편, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도가 소정 온도보다도 높은 경우에는, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 했을 때의 엔진 시동시의 엔진 부하가, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 했을 때의 엔진 시동시의 엔진 부하보다도 커진다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태일 때에는, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 하여, 엔진 시동시의 엔진 부하의 저감을 도모하고, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아닌 경우에는, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 하여, 엔진 시동시의 엔진 부하의 저감을 도모한다.
컨트롤러(10)는, 저온 상태 판정부(10a)와, 알림 제어부(10b)와, 밸브 제어부(10c)를 기능적으로 가지고 있다. 저온 상태 판정부(10a)는, 이그니션 스위치(86)에 의해 전원 장치(54)의 기동이 지시되고, 전원 장치(54)가 기동되면, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정한다.
그런데, 에어 히터(82)가 작동되는 경우는, 주위의 환경이 저온 환경이며, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태도 저온 상태일 가능성이 높다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 저온 상태 판정부(10a)는, 엔진 컨트롤러(9)로부터 에어 히터(82)가 작동하고 있는 것을 나타내는 신호가 입력되고 있는 경우, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다. 저온 상태 판정부(10a)는, 엔진 컨트롤러(9)로부터 에어 히터(82)가 작동하고 있는 것을 나타내는 신호가 입력되고 있지 않은 경우, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다.
알림 제어부(10b)는, 저온 상태 판정부(10a)에 의해 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 램프(16)를 점등시키는 점등 신호를 램프(16)로 출력한다. 알림 제어부(10b)는, 저온 상태 판정부(10a)에 의해 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정되면, 램프(16)를 소등시키는 소등 신호를 램프(16)로 출력한다. 램프(16)는, 컨트롤러(10)에 접속된 표시 장치이며, 컨트롤러(10)로부터의 신호에 의거하여, 점등과 소등이 제어된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 에어 히터(82)가 작동하고 있는 동안에는 램프(16)가 점등하고, 에어 히터(82)가 정지하면 램프(16)가 소등한다.
밸브 제어부(10c)는, 저온 상태 판정부(10a)로부터 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 하기 위해, 전자 전환 밸브(104)의 솔레노이드에 온 신호(여자 전류)를 출력하고, 전자 전환 밸브(104)를 열림 위치로 전환한다. 또한, 밸브 제어부(10c)는, 저온 상태 판정부(10a)로부터 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정되면, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 하기 위해, 전자 전환 밸브(104)의 솔레노이드에 오프 신호를 출력하고, 전자 전환 밸브(104)를 닫힘 위치로 전환한다. 이 때문에, 엔진 시동시에 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아닌 경우에는, 전자 전환 밸브(104)는 닫힘 위치를 유지하게 된다.
엔진 컨트롤러(9)는, 이그니션 스위치(86)에 의해 엔진(1)의 시동이 지시되면, 스타터(81)의 셀 모터에 구동 지령을 출력하고, 셀 모터에 의해 엔진(1)을 회전시킨다. 엔진 컨트롤러(9)는, 엔진(1)의 실회전 속도 Na가 미리 정해진 스타터 이탈 회전 속도 Na1 이상인지 여부를 판정한다. 실회전 속도 Na가 스타터 이탈 회전 속도 Na1 이상이라고 판정되면, 엔진 컨트롤러(9)는, 엔진(1)의 실회전 속도 Na가 목표 회전 속도 Nt가 되도록 연료 분사 장치(51)를 제어한다.
밸브 제어부(10c)는, 록업 클러치(102)가 계합 상태에서 스타터(81)에 의해 엔진(1)이 시동된 경우, 엔진(1)의 실회전 속도 Na가 미리 정해진 해제 회전 속도 Na2 이상인지 여부를 판정한다. 실회전 속도 Na가 해제 회전 속도 Na2 이상라고 판정되면, 밸브 제어부(10c)는, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 하기 위해, 전자 전환 밸브(104)의 솔레노이드에 오프 신호를 출력하고 전자 전환 밸브(104)를 닫힘 위치로 전환한다.
해제 회전 속도 Na2는, 스타터 이탈 회전 속도 Na1 이상의 값이 설정된다(Na2≥Na1). 해제 회전 속도 Na2는, 미리 컨트롤러(10)의 기억 장치에 기억되어 있다. 스타터 이탈 회전 속도 Na1은, 연료 분사 장치(51)에 의한 연료 분사 제어를 개시하는 엔진(1)의 회전 속도에 상당하고, 미리 컨트롤러(10) 및 엔진 컨트롤러(9)의 기억 장치에 기억되어 있다. 스타터 이탈 회전 속도 Na1로서는, 예를 들면, 400∼600rpm 정도의 값이 채용된다.
또한, 밸브 제어부(10c)는, 실회전 속도 Na가 해제 회전 속도 Na2 이상인지 여부를 판정하는 것을 대신하여, 실회전 속도 Na가 스타터 이탈 회전 속도 Na1 이상이 된 것을 나타내는 엔진 컨트롤러(9)로부터의 신호, 예를 들면 연료 분사 개시신호가 컨트롤러(10)로 입력되었는지 여부를 판정하는 것으로 해도 된다.
도 4는, 컨트롤러(10)에 의해 실행되는 엔진 시동 처리의 일 예를 나타내는 플로우 차트이다. 도 4에 나타내는 처리는, 이그니션 스위치(86)가 OFF 위치로부터 ON 위치로 조작됨으로써 개시된다. 또한, 도시하지 않지만, 컨트롤러(10)는, 엔진 회전 속도 센서(50)에서 검출된 엔진(1)의 실회전 속도 Na나 에어 히터(82)의 작동 신호 등의 정보를 소정의 제어 주기마다 반복하여 취득하고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 단계 S110에 있어서, 컨트롤러(10)는, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정한다. 본 실시 형태에서는, 단계 S110에 있어서, 컨트롤러(10)는, 에어 히터(82)가 작동하고 있는지 여부를 판정함으로써, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정한다. 단계 S110에서 긍정 판정되면, 즉 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면 단계 S120으로 진행된다. 단계 S110에서 부정 판정되면, 즉 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정되면 단계 S135로 진행된다.
단계 S120에 있어서, 컨트롤러(10)는, 램프(16)에 점등 신호를 출력하고, 램프(16)를 점등시켜, 단계 S130으로 진행된다. 단계 S130에 있어서, 컨트롤러(10)는, 전자 전환 밸브(104)를 열림 위치로 전환하기 위해, 전자 전환 밸브(104)로 온 신호를 출력하고, 단계 S140으로 진행된다.
단계 S140에 있어서, 컨트롤러(10)는, 에어 히터(82)가 정지했는지 여부를 판정한다. 컨트롤러(10)는, 단계 S140의 처리를 긍정 판정될 때까지 반복 실행한다. 에어 히터(82)가 작동하고 있는 것을 나타내는 신호의 입력이 없어지면, 컨트롤러(10)는, 단계 S140에 있어서, 에어 히터(82)가 정지했다고 판정하고, 단계 S145로 진행된다.
단계 S145에 있어서, 컨트롤러(10)는, 램프(16)에 소등 신호를 출력하고, 램프(16)를 소등시켜, 단계 S150으로 진행된다.
단계 S135에 있어서, 컨트롤러(10)는, 전자 전환 밸브(104)를 닫힘 위치로 유지시키기 위해, 전자 전환 밸브(104)로 오프 신호를 출력하고, 단계 S150으로 진행된다.
단계 S150에 있어서, 컨트롤러(10)는, 이그니션 스위치(86)가 START 위치로 조작되었는지 여부를 판정한다. 단계 S150에서 긍정 판정되면 단계 S160으로 진행되고, 단계 S150에서 부정 판정되면 단계 S165로 진행된다.
단계 S160에 있어서, 컨트롤러(10)는, 스타터(81)를 구동시키기 위해, 엔진 컨트롤러(9)에 시동 지령을 출력하고, 단계 S170으로 진행된다. 단계 S170에 있어서, 컨트롤러(10)는, 엔진(1)의 실회전 속도 Na가 해제 회전 속도 Na2 이상인지 여부를 판정한다. 단계 S170에서 긍정 판정되면 단계 S180으로 진행되고, 단계 S170에서 부정 판정되면 단계 S150으로 되돌아간다.
단계 S180에 있어서, 컨트롤러(10)는 전자 전환 밸브(104)를 닫힘 위치로 전환하기 위해, 전자 전환 밸브(104)로 오프 신호를 출력하고, 도 4의 플로우 차트에 나타내는 처리를 종료한다. 또한, 단계 S150에서 부정 판정되면 단계 S165로 진행되고, 단계 S165에 있어서, 컨트롤러(10)는, 스타터(81)의 정지를 유지시키기 위해, 엔진 컨트롤러(9)로 정지 지령을 출력하고, 단계 S150으로 되돌아간다.
본 실시 형태의 주된 동작에 대해서 설명한다. 오퍼레이터가 운전실(121)에 탑승하고, 엔진 키를 이그니션 스위치(86)에 꽂아, 엔진 키를 회전시켜 이그니션 스위치(86)를 ON 위치로 조작한다. 이그니션 스위치(86)가 ON되면, 전원 장치(54)로부터 컨트롤러(10)나 엔진 컨트롤러(9), 그 밖의 주행시에 사용되는 전장 부품에 전력이 공급된다.
토르콘(2)의 작동 유체가 저온이고 점성이 높은 상태인 경우, 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)를 비계합 상태로 하여 엔진(1)을 시동시키면, 토르콘(2)의 작동 유체의 저항이 크고, 엔진(1)을 시동할 수 없거나, 또는 엔진(1)의 시동에 시간이 걸릴 우려가 있다.
본 실시 형태에서는, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인 경우, 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)가 계합 상태가 된다. 또한, 어큐뮬레이터(103)로부터 토출되는 압유에 의해, 클러치부(102c)가 비계합 상태로부터 완전한 계합 상태로 이행할 때까지, 근소한 시간(예를 들면, 1초 미만)이 필요해진다.
램프(16)는, 엔진(1)의 시동을 금지하는 것을 알리는 알림 장치이다. 휠 로더의 취급 설명서 등에는, 램프(16)가 점등하고 있는 동안에는, 이그니션 스위치(86)를 START 위치로 조작하지 말아야 하는 것이 주의서에 기재되어 있다. 이 때문에, 오퍼레이터는, 램프(16)가 점등하고 있는 동안에는, 이그니션 스위치(86)를 ON 위치로 조작한 채의 상태에서 대기한다. 램프(16)는, 에어 히터(82)가 작동하고 있는 동안, 점등한다. 통상, 에어 히터(82)의 작동 시간은, 클러치부(102c)가 비계합 상태로부터 완전한 계합 상태가 될 때까지의 시간보다도 길다.
램프(16)가 소등하면, 오퍼레이터는, 이그니션 스위치(86)를 START 위치로 조작한다. 이그니션 스위치(86)가 START 위치로 조작되면, 스타터(81)가 구동되고, 스타터(81)의 셀 모터에 의해 엔진(1)이 회전 구동된다.
엔진(1)의 실회전 속도 Na가 스타터 이탈 회전 속도 Na1까지 상승하면, 연료 분사 장치(51)에 의한 연료 분사 제어가 개시된다. 오퍼레이터는, 이그니션 스위치(86)를 ON 위치로 되돌려 조작하고, 휠 로더의 운전을 개시한다.
본 실시 형태에서는, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인 경우, 록업 클러치(102)가 계합 상태에서 엔진(1)이 회전 구동되기 때문에, 엔진(1)에 작용하는 부하를, 록업 클러치(102)가 비계합 상태일 때에 비해 작게 할 수 있다. 한편, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아닌 경우, 록업 클러치(102)가 비계합 상태에서 엔진(1)이 회전 구동되기 때문에, 엔진(1)에 작용하는 부하를, 록업 클러치(102)가 계합 상태일 때에 비해 작게 할 수 있다. 이에 따라, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태에 관계없이, 양호한 엔진(1)의 시동성을 얻을 수 있다.
전술한 실시 형태에 의하면, 다음 작용 효과가 얻어진다.
(1) 휠 로더는, 엔진(1)의 동력을, 작동 유체를 개재하여 차륜(113)으로 전달하는 토크 컨버터(2)와, 토크 컨버터(2)의 입력 부재와 출력 부재를, 계합 상태와 비계합 상태와의 사이에서 전환 가능한 록업 클러치(102)를 구비하고 있다. 어큐뮬레이터(103)로부터 토출되는 압유의 흐름은, 전자 전환 밸브(104)에 의해 제어된다. 전자 전환 밸브(104)는, 어큐뮬레이터(103)로부터 토출되는 압유의 흐름을 제어함으로써, 록업 클러치(102)를 계합 상태 및 비계합 상태 중 어느 상태로 전환한다.
이그니션 스위치(86)가 ON 위치로 조작되고, 이그니션 스위치(86)에 의해 전원 장치(54)의 기동이 지시되고, 전원 장치(54)가 기동되면, 전원 장치(54)로부터 전력이 공급되는 컨트롤러(10)가, 토크 컨버터(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정한다. 컨트롤러(10)는, 토크 컨버터(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정되면, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 하기 위해 전자 전환 밸브(104)를 제어한다. 컨트롤러(10)는, 토크 컨버터(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 하기 위해 전자 전환 밸브(104)를 제어한다. 이그니션 스위치(86)가 START 위치로 조작되어, 이그니션 스위치(86)에 의해 엔진(1)의 시동이 지시되면, 스타터(81)가 엔진(1)을 시동시킨다.
토크 컨버터(2)의 작동 유체가 저온 상태일 때에는, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 함으로써, 토크 컨버터(2)의 내부의 고점도의 작동 유체(토르콘 오일)가, 임펠러(2i) 및 터빈(2t)과 함께 회전하고, 토크 컨버터(2)의 내부에서 작동 유체가 휘져어지는 일이 방지된다. 작동 유체가, 임펠러(2i)나 터빈(2t)에 대하여, 상대적으로 이동하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 엔진(1)의 시동 부하를 저감시킬 수 있고, 엔진 시동성을 향상시킬 수 있다.
토크 컨버터(2)의 작동 유체가 저온 상태가 아닌 경우에는, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 함으로써, 엔진(1)과 트랜스미션(3)을 분리할 수 있기 때문에, 엔진(1)의 시동 부하를 저감시킬 수 있고, 엔진 시동성을 향상시킬 수 있다.
(2) 컨트롤러(10)는, 록업 클러치(102)가 계합 상태에서 스타터(81)에 의해 엔진(1)이 시동된 경우, 엔진(1)의 실회전 속도 Na가 미리 정한 해제 회전 속도 Na2 이상이 되었을 때에, 전자 전환 밸브(104)를 제어하여 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 한다. 엔진(1)이 연료 분사 장치(51)에 의해 제어되고, 스타터(81)에 의한 엔진(1)의 시동이 완료된 후에는, 자동으로 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 이행할 수 있다.
(3) 컨트롤러(10)는, 전원 장치(54)가 기동되고 나서 소정 시간, 엔진(1)의 시동을 금지하는 것을 램프(16)에 의해 알린다. 본 실시 형태에서는, 에어 히터(82)가 작동되어 있는 동안의 시간, 램프(16)를 점등시켜, 오퍼레이터에 대하여, 엔진(1)의 시동을 금지하는 알림을 행했다. 에어 히터(82)가 작동되어 있는 동안의 소정 시간은, 전원 장치(54)가 기동되고, 록업 클러치(102)가 비계합 상태로부터 완전한 계합 상태가 될 때까지의 이행 시간보다도 길다. 이에 따라, 록업 클러치(102)가 비계합 상태인 채로, 이그니션 스위치(86)가 START 위치로 조작되어버리는 것을 방지할 수 있다.
(4) 록업 클러치(102)로 압유를 공급하는 유압원으로서, 엔진(1)의 구동과는 독립하여 구동되는 어큐뮬레이터(103)를 채용했다. 컨트롤러(10)는, 전원 장치(54)가 기동되고, 또한, 이그니션 스위치(86)에 의해 엔진(1)의 시동이 지시되기 전에, 저온 상태 판정부(10a)에 의한 판정 결과에 의거하여, 록업 클러치(102)를 계합 상태 또는 비계합 상태로 한다. 이에 따라, 전원 장치(54)가 기동되고, 또한, 이그니션 스위치(86)에 의해 엔진(1)의 시동이 지시되기 전의 상태, 즉 엔진(1)이 회전하고 있지 않은 상태라도, 록업 클러치(102)로 압유를 공급하고, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 할 수 있다. 본 실시 형태에 의하면, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정된 경우에는, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 하고 나서 스타터(81)에 의한 엔진(1)의 시동을 개시할 수 있다. 이 때문에, 스타터(81)에 의한 엔진(1)의 시동을 개시하고 나서 록업 클러치(102)를 계합 상태로 이행시키는 경우에 비해, 이그니션 스위치(86)를 START 위치로 조작하고 나서 엔진(1)의 시동이 완료될 때까지의 시간을 짧게 할 수 있다.
(5) 휠 로더는, 에어 히터(82)를 구비하고 있다. 컨트롤러(10)는, 에어 히터(82)가 작동하고 있는지 여부를 판정하고, 에어 히터(82)가 작동하고 있다고 판정된 경우에 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다. 에어 히터(82)의 작동에 연동하여 록업 클러치(102)를 계합 상태로 함으로써, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 센서 등을 개별적으로 설치할 필요가 없고, 부품 점수나 비용의 저감을 도모할 수 있다.
-제 1 실시 형태의 변형예-
도 4의 단계 S110에 있어서, 컨트롤러(10)는, 엔진(1)이 정지하고 있는지 여부를 판정해도 된다. 이 경우, 단계 S110에 있어서, 에어 히터(82)가 작동하고, 또한, 엔진(1)이 정지하고 있는 경우에 긍정 판정되고, 단계 S120으로 진행된다. 단계 S110에 있어서, 에어 히터(82)가 작동하고 있지 않거나, 또는, 엔진이 정지하고 있지 않은 경우에는 부정 판정되고, 도 4와는 상이하며, 단계 S150 또는 「END」로 진행된다.
이에 따라, 엔진(1)이 회전하고 있을 때에 에어 히터(82)가 오작동한 경우에, 록업 클러치(102)가 계합 상태가 되어버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 엔진(1)이 정지하고 있는지 여부는, 엔진(1)의 실회전 속도 Na가 미리 정한 문턱값Na0 이하인지 여부에 의해 판정할 수 있다. 문턱값 Na0는, 예를 들면, 수십rpm 등의 스타터 이탈 회전 속도 Na1에 비해 충분히 작은 값이다(0<Na0<Na1).
-제 2 실시 형태-
도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 작업 차량에 대해서 설명한다. 또한, 도면 중, 제 1 실시 형태와 동일 또는 상당 부분에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 차이점을 주로 설명한다. 도 5(a)는, 도 2와 동일한 도면이며, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 휠 로더의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 5(b)는, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 록업 클러치(102)의 모식도이다.
전술한 제 1 실시 형태에서는, 록업 클러치(102)가 포지티브식(도 3 참조)이며, 록업 클러치(102)로 압유를 공급하는 유압원이 어큐뮬레이터(103)(도 2 참조)인 예에 대해서 설명했다.
이에 대하여, 제 2 실시 형태에서는, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 록업 클러치(102)로 압유를 공급하는 유압원은, 엔진(1)의 구동에 의해 압유를 토출하는 펌프(14)이다. 펌프(14)에는, 전자 전환 밸브(104)를 개재하여 록업 클러치(102)의 유실(102s)(도 5(b) 참조)이 접속되어 있다.
제 2 실시 형태에 관한 록업 클러치(102)는, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 스프링(102e)의 탄성력에 의해 계합 상태가 되고, 펌프(14)로부터 토출되는 압유를 유실(102s)의 피스톤(102p)에 작용시킴으로써 비계합 상태가 되는 네거티브식의 록업 클러치이다.
전자 전환 밸브(104)는, 펌프(14)와 토르콘(2)의 록업 클러치(102)를 연통하는 열림 위치와, 펌프(14)와 토르콘(2)의 록업 클러치(102)를 차단하는 닫힘 위치와의 사이에서 전환되는 제어 밸브이다.
전자 전환 밸브(104)는, 컨트롤러(210)로부터 온 신호가 솔레노이드로 출력되면, 솔레노이드가 여자되어 열림 위치로 전환된다. 전자 전환 밸브(104)는, 컨트롤러(210)로부터 오프 신호가 솔레노이드로 출력되면, 솔레노이드가 소자되어 스프링의 탄성력에 의해 닫힘 위치로 전환된다.
도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 전자 전환 밸브(104)가 닫힘 위치로 전환되면, 록업 클러치(102)의 유실(102s)이 탱크(34)와 연통되고, 스프링(102e)의 탄성력에 의해 마찰판끼리가 접촉하여 클러치부(102c)가 계합 상태가 된다. 전자 전환 밸브(104)가 열림 위치로 전환되고, 펌프(14)로부터 토출되는 압유가 유실(102s)로 공급되면, 피스톤(102p)이 도시하는 왼쪽 방향으로 이동하고, 마찰판 사이에 간극이 형성되어 클러치부(102c)가 비계합 상태가 된다.
컨트롤러(210)의 밸브 제어부(210c)는, 저온 상태 판정부(10a)에 의해 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정되면, 전자 전환 밸브(104)의 솔레노이드에 온 신호를 출력하고, 전자 전환 밸브(104)를 열림 위치로 전환한다. 컨트롤러(210)의 밸브 제어부(210c)는, 저온 상태 판정부(10a)에 의해 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 전자 전환 밸브(104)의 솔레노이드에 오프 신호를 출력하고, 전자 전환 밸브(104)를 닫힘 위치로 전환한다. 이 때문에, 엔진 시동시에 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인 경우에는, 전자 전환 밸브(104)는 닫힘 위치를 유지하게 된다.
밸브 제어부(210c)는, 록업 클러치(102)가 계합 상태에서 스타터(81)에 의해 엔진(1)이 시동된 경우, 엔진(1)의 실회전 속도 Na가 해제 회전 속도 Na2 이상 인지 여부를 판정한다. 실회전 속도 Na가 해제 회전 속도 Na2 이상이라고 판정되면, 밸브 제어부(210c)는, 전자 전환 밸브(104)의 솔레노이드에 온 신호를 출력하고, 전자 전환 밸브(104)를 열림 위치로 전환한다.
도 6은, 컨트롤러(210)에 의해 실행되는 엔진 시동 처리의 일 예를 나타내는 플로우 차트이다. 도 6에 나타내는 처리는, 이그니션 스위치(86)가 OFF 위치로부터 ON 위치로 조작됨으로써 개시된다.
도 6의 플로우 차트는, 도 4의 플로우 차트의 단계 S130, S135, S180을 대신하여, 단계 S230, S235, S280의 처리를 추가한 것이다. 단계 S230에 있어서, 컨트롤러(210)는, 전자 전환 밸브(104)를 닫힘 위치로 전환하기 위해, 전자 전환 밸브(104)에 오프 신호를 출력하고, 단계 S140으로 진행된다. 단계 S235에 있어서, 컨트롤러(210)는, 전자 전환 밸브(104)를 열림 위치로 전환하기 위해, 전자 전환 밸브(104)에 온 신호를 출력하고, 단계 S150으로 진행된다.
단계 S280에 있어서, 컨트롤러(210)는 전자 전환 밸브(104)를 열림 위치로 전환하기 위해, 전자 전환 밸브(104)에 온 신호를 출력하고, 도 6의 플로우 차트에 나타내는 처리를 종료한다.
이러한 제 2 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태와 동일한 작용 효과에 더하여, 다음 작용 효과를 얻을 수 있다.
(6) 록업 클러치(102)는, 스프링(102e)의 탄성력에 의해 계합 상태가 되고, 펌프(14)로부터 토출되는 압유에 의해 비계합 상태가 되는 네거티브식의 록업 클러치이다. 이에 따라, 이그니션 스위치(86)가 ON 위치로 조작되었을 때에 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인 경우, 록업 클러치(102)는, 계합 상태가 유지된 채가 된다. 비계합 상태로부터 계합 상태로의 이행 동작이 없기 때문에, 다른 제약이 없으면, 오퍼레이터는 즉시 이그니션 스위치(86)를 ON 위치부터 START 위치로 조작할 수 있다.
(7) 본 실시 형태에 관한 휠 로더는, 펌프(14)로부터 토출된 압유가 전자 전환 밸브(104)를 개재하여 록업 클러치(102)로 공급되는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 이그니션 스위치(86)에 의해 엔진(1)의 시동이 지시되고, 스타터(81)에 의해 엔진(1)이 구동됨으로써 펌프(14)로부터 토출되는 압유에 의해 록업 클러치(102)를 계합 상태로부터 비계합 상태로 이행시킬 수 있다. 어큐뮬레이터(103)를 생략할 수 있기 때문에, 유압 회로(HC2)의 구성의 간략화에 의한 비용, 부품 점수, 중량의 저감을 도모할 수 있다.
-제 2 실시 형태의 변형예-
제 2 실시 형태에서는, 록업 클러치(102)가 네거티브식인 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 록업 클러치(102)가 포지티브식이라도 된다. 이 경우, 컨트롤러(210)는, 도 4의 플로우 차트와 동일한 처리를 실행한다.
본 변형예의 주된 동작에 대해서 설명한다. 오퍼레이터에 의해 이그니션 스위치(86)가 ON 위치로 조작되고, 저온 상태 판정부(10a)에 의해 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 전자 전환 밸브(104)가 열림 위치로 전환된다. 이 상태에서는, 펌프(14)는 회전하고 있지 않기 때문에, 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)는, 비계합 상태로 되어 있다.
오퍼레이터에 의해 이그니션 스위치(86)가 START 위치로 조작되면, 스타터(81)에 의해 엔진(1)이 저속으로 회전한다. 엔진(1)이 회전하면, 펌프(14)로부터 토출된 기름이 록업 클러치(102)의 유실(102s)로 공급된다. 유실(102s)에 작용하는 유압이 상승하고, 클러치부(102c)가 계합 상태로 이행되면, 엔진(1)의 부하가 저감되고, 엔진(1)의 회전 속도가 스타터 이탈 회전 속도 Na1까지 상승한다.
이와 같이, 본 변형예에서는, 이그니션 스위치(86)가 ON 위치에 있는 상태에서는, 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)를 비계합 상태로 하고, 이그니션 스위치(86)가 START 위치에 있는 상태에서 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)를 계합 상태로 이행시킨다. 이러한 변형예라도, 저온 환경하에 있어서 록업 클러치(102)를 비계합 상태인 채로 엔진(1)을 시동시키는 경우에 비해, 엔진(1)의 부하를 저감하고, 엔진(1)의 시동성을 향상시킬 수 있다.
-제 3 실시 형태-
도 7을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시 형태에 관한 작업 차량에 대해서 설명한다. 또한, 도면 중, 제 1 실시 형태와 동일 또는 상당 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고, 상위점을 주로 설명한다. 도 7은, 본 발명의 제 3 실시 형태에 관한 휠 로더의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
제 1 실시 형태에서는, 어큐뮬레이터(103)에 축적된 압유를 록업 클러치(102)로 공급하는 구성이었다(도 2 참조). 이에 비하여, 제 3 실시 형태에서는, 전동 유압 펌프(319)로부터 토출되는 압유를 록업 클러치(102)로 공급하는 구성이다. 전동 유압 펌프(319)는, 엔진(1)의 구동과는 독립하여 구동되는 전동 펌프이며, 전동 모터(319m)와 유압 펌프(319p)를 가지고 있다. 전동 모터(319m)에는, 전원 장치(54)로부터 전력이 공급된다.
컨트롤러(310)는, 제 1 실시 형태에서 설명한 저온 상태 판정부(10a), 알림 제어부(10b) 및 밸브 제어부(10c)에 더하여, 펌프 제어부(310d)를 기능적으로 구비하고 있다. 펌프 제어부(310d)는, 저온 상태 판정부(10a)에 의해 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 전동 모터(319m)에 구동 신호를 출력하여 전동 모터(319m)를 회전 구동시킨다. 펌프 제어부(310d)는, 저온 상태 판정부(10a)에 의해 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정되면, 전동 모터(319m)에 정지 신호를 출력하여 전동 모터(319m)를 정지시킨다. 이 때문에, 엔진 시동시에 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아닌 경우에는, 전동 유압 펌프(319)는 정지 상태를 유지하게 된다.
펌프 제어부(310d)는, 전동 모터(319m)를 구동시킨 경우, 엔진(1)의 실회전 속도 Na가 미리 정해진 해제 회전 속도 Na2 이상인지 여부를 판정한다. 실회전 속도 Na가 해제 회전 속도 Na2 이상이라고 판정되면, 펌프 제어부(310d)는, 전동 모터(319m)에 정지 신호를 출력하여 전동 모터(319m)를 정지시킨다.
제 3 실시 형태에서는, 도 4의 플로우 차트에 나타내는 단계 S130(전자 전환 밸브 열림 동작 처리)에 있어서, 전동 모터(319m)를 구동시키는 전동 모터 구동 처리가 실행된다. 또한, 도 4의 플로우 차트에 나타내는 단계 S180(전자 전환 밸브 닫힘 동작 처리)에 있어서, 전동 모터(319m)를 정지시키는 전동 모터 정지 처리가 실행된다.
이러한 제 3 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
-제 4 실시 형태-
도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제 4 실시 형태에 관한 작업 차량에 대해서 설명한다. 또한, 도면 중, 제 1 실시 형태와 동일 또는 상당 부분에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 상위점을 주로 설명한다. 도 8은, 본 발명의 제 4 실시 형태에 관한 휠 로더를 설명하는 도면이다. 제 4 실시 형태에서는, 에어 히터(82) 이외에서 저온 상태를 판단한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(410)에는, 외기온 센서(456)가 접속되어 있다. 외기온 센서(456)는, 외기의 온도 Ta를 검출하고, 검출 신호를 컨트롤러(410)로 출력한다. 컨트롤러(410)는, 제 1 실시 형태의 저온 상태 판정부(10a)를 대신하여, 저온 상태 판정부(410a)를 기능적으로 구비하고 있다. 저온 상태 판정부(410a)는, 이하의 온도 조건 1이 충족되었을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 이하의 온도 조건 1이 충족되어 있지 않은 경우, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다.
(온도 조건 1) 외기온 센서(456)에서 검출된 외기 온도 Ta가 문턱값 Ta1 이하
문턱값 Ta1은, 엔진 시동시의 엔진 부하를 고려하여 실험 등에 의해 미리 결정되고, 컨트롤러(410)의 기억 장치에 기억되어 있다. 외기 온도 Ta가 문턱값 Ta1보다도 낮은 경우에는, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 했을 때의 엔진 시동시의 엔진 부하가, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 했을 때의 엔진 시동시의 엔진 부하보다도 작은 경향이 있다. 한편, 외기 온도 Ta가 문턱값 Ta1보다도 높을 경우에는, 록업 클러치(102)를 계합 상태로 했을 때의 엔진 시동시의 엔진 부하가, 록업 클러치(102)를 비계합 상태로 했을 때의 엔진 시동시의 엔진 부하보다도 큰 경향이 있다.
컨트롤러(410)는, 제 1 실시 형태의 알림 제어부(10b)를 대신하여, 알림 제어부(410b)를 기능적으로 구비하고 있다. 알림 제어부(410b)는, 저온 상태 판정부(410a)에 의해 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되면, 램프(16)를 점등시키는 점등 신호를 램프(16)로 출력한다.
컨트롤러(410)에는, 타이머가 내장되어 있으며, 타이머는 컨트롤러(410)에 의해 제어된다. 알림 제어부(410b)는, 저온 상태 판정부(410a)에 의해 저온 상태라고 판정되었을 때부터, 타이머에 의해 시간의 계측(타이머 카운트)을 개시한다. 알림 제어부(410b)는, 타이머에 의한 계측 시간 t가 기억 장치에 미리 기억된 설정 시간 t1 이상이 되었는지 여부를 판정한다. 계측 시간 t가 설정 시간 t1 이상이 되면, 알림 제어부(410b)는, 램프(16)를 소등시키는 소등 신호를 램프(16)로 출력한다. 즉, 알림 제어부(410b)는, 저온 상태로 판정되고 나서 설정 시간 t1을 경과할 때까지 램프(16)를 점등한다.
설정 시간 t1은, 전원 장치(54)가 기동되고, 록업 클러치(102)가 비계합 상태로부터 완전한 계합 상태가 될 때까지의 이행 시간보다도 긴 시간(예를 들면, 2, 3초)이며, 미리 기억 장치에 기억되어 있다.
도 9는, 본 발명의 제 4 실시 형태에 관한 컨트롤러(410)에 의해 실행되는 엔진 시동 처리의 일 예를 나타내는 플로우 차트이다. 도 9의 플로우 차트는, 도 4의 플로우 차트의 단계 S120과 S130의 사이에 단계 S425의 처리를 추가하고, 도 4의 플로우 차트의 단계 S110, S140을 대신하여, 단계 S410, S440의 처리를 추가한 것이다.
단계 S410에 있어서, 컨트롤러(410)는 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정한다. 단계 S410에서 긍정 판정되면 단계 S120으로 진행되고, 단계 S410에서 부정 판정되면 단계 S135로 진행된다.
단계 S120에 있어서, 컨트롤러(410)가 램프 점등 처리를 실행하면, 단계 S425로 진행되고, 컨트롤러(410)는 타이머의 카운트를 개시하여 단계 S130으로 진행된다.
단계 S130에 있어서, 컨트롤러(410)가 전자 전환 밸브 열림 동작 처리를 실행하면, 단계 S440으로 진행되고, 컨트롤러(410)는, 타이머에 의한 계측 시간 t가 미리 정해진 설정 시간 t1 이상(t≥t1)인지 여부를 판정한다. 컨트롤러(410)는, 단계 S440의 처리를 긍정 판정될 때까지 반복 실행하고, 긍정 판정되면 단계 S145로 진행된다.
이러한 제 4 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태에서 설명한 (1)∼(4)와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
-제 4 실시 형태의 변형예 1-
도 8에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(410)에는, 냉각 수온 센서(457)가 접속되어 있다. 냉각 수온 센서(457)는, 엔진(1)의 냉각수의 온도 Tw를 검출하고, 검출 신호를 컨트롤러(410)로 출력한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 제 4 실시 형태의 온도 조건 1을 대신하여, 이하의 온도 조건 2가 충족되었을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 이하의 온도 조건 2가 충족되어 있지 않을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다. 또한, 문턱값 Tw1은, 전술한 문턱값 Ta1과 동일한 관점에서, 실험 등에 의해 미리 정해진다.
(온도 조건 2) 냉각 수온 센서(457)에서 검출된 냉각수 온도 Tw가 문턱값 Tw1 이하
-제 4 실시 형태의 변형예 2-
도 8에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(410)에는, 작동 유온 센서(458)가 접속되어 있다. 작동 유온 센서(458)는, 프론트 작업 장치(119)를 구동시키는 메인 펌프(13)로부터 토출되는 작동유의 온도 To를 검출하고, 검출 신호를 컨트롤러(410)로 출력한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 제 4 실시 형태의 온도 조건 1을 대신하여, 이하의 온도 조건 3이 충족되었을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 이하의 온도 조건 3이 충족되어 있지 않을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다. 또한, 문턱값 To1은, 전술한 문턱값 Ta1과 동일한 관점에서, 실험 등에 의해 미리 정해진다.
(온도 조건 3) 작동 유온 센서(458)에서 검출된 작동유의 온도 To가 문턱값 To1 이하
-제 4 실시 형태의 변형예 3-
도 8에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(410)에는, 토르콘 유온 센서(459)가 접속되어 있다. 토르콘 유온 센서(459)는, 토르콘(2)의 작동 유체(토르콘 오일)의 온도 Tt를 검출하고, 검출 신호를 컨트롤러(410)로 출력한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 제 4 실시 형태의 온도 조건 1을 대신하여, 이하의 온도 조건 4가 충족되었을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 이하의 온도 조건 4가 충족되어 있지 않을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다. 또한, 문턱값 Tt1은, 전술한 문턱값 Ta1과 동일한 관점에서, 실험 등에 의해 미리 정해진다.
(온도 조건 4) 토르콘 유온 센서(459)에서 검출된 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 Tt가 문턱값 Tt1 이하
또한, 트랜스미션 오일의 온도를 검출하는 트랜스미션 오일 온도 센서를 설치하여, 전술한 토르콘(2)의 작동 유체의 온도를 대신하여 트랜스미션 오일의 온도를 이용해도 된다. 즉, 「트랜스미션 오일 온도 센서에서 검출된 트랜스미션 오일의 온도가 문턱값 이하」를 (온도 조건 4)로 해도 된다.
-제 4 실시 형태의 변형예 4-
도 8에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(410)에는, 흡기온 센서(461)가 접속되어 있다. 흡기온 센서(461)는, 엔진(1)의 흡기 온도 Ti를 검출하고, 검출 신호를 컨트롤러(410)로 출력한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 제 4 실시 형태의 온도 조건 1을 대신하여, 이하의 온도 조건 5가 충족되었을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 이하의 온도 조건 5가 충족되어 있지 않을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다. 또한, 문턱값 Ti1은, 전술한 문턱값 Ta1과 동일한 관점에서, 실험 등에 의해 미리 정해진다.
(온도 조건 5) 흡기온 센서(461)에서 검출된 엔진 흡기 온도 Ti가 문턱값 Ti1 이하
-제 4 실시 형태의 변형예 5-
제 4 실시 형태, 및 제 4 실시 형태의 변형예 1∼4에서는, 저온 상태 판정부(410a)는, 단일의 온도 조건이 충족되었을 때에, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 저온 상태 판정부(410a)는, 외기 온도 Ta, 흡기 온도 Ti, 냉각수 온도 Tw, 작동유 온도 To, 트랜스미션 오일의 온도, 및, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 Tt 중 적어도 어느 것이 미리 정한 온도 이하인 경우에 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정할 수 있다. 예를 들면, (온도 조건 1)∼(온도 조건 5) 중 2개 이상이 충족되었을 때에, 저온 상태 판정부(410a)는, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정해도 된다.
-제 4 실시 형태의 변형예 6-
도 8에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(410)에는, 스타터 전류 센서(462)가 접속되어 있다. 스타터 전류 센서(462)는, 스타터(81)의 셀 모터로 공급되는 전류를 검출하고, 검출 신호를 컨트롤러(410)로 출력한다. 저온 상태 판정부(410a)는, 제 4 실시 형태의 온도 조건 1을 대신하여, 이하의 판정 조건 1이 충족되었을 때에, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정해도 된다. 저온 상태 판정부(410a)는, 이하의 판정 조건 1이 충족되어 있지 않을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다.
(판정 조건 1) 스타터 전류 센서(462)에서 검출된 스타터 전류 i가 문턱값 i1 이상
토르콘(2)의 온도 상태가 저온 상태인 경우이며, 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)가 비계합 상태일 때에, 엔진(1)을 스타터(81)에 의해 구동하면, 스타터(81)의 셀 모터에 대한 부하가 커지기 때문에, 스타터 전류(소비 전류) i가 커진다. 이 때문에, 스타터 전류 i가 미리 정해진 문턱값 i1 이상인 것이 검출된 경우, 저온 상태 판정부(410a)는, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다.
본 변형예에서는, 오퍼레이터가 운전실(121)에 탑승한 후, 최초로 이그니션 스위치(86)를 START 위치로 조작한 경우에는, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도가 낮아, 점성이 높은 것에 기인하여, 엔진(1)을 시동할 수 없는 경우도 있다. 그러나, 컨트롤러(410)의 기억 장치에는, 저온 상태 판정부(410a)에 의해 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정된 결과(플래그)가 기억되어 있다. 이 때문에, 오퍼레이터가 2회째에 이그니션 스위치(86)를 START 위치로 조작한 경우에는, 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)가 계합 상태가 되고 나서 스타터(81)에 의해 엔진(1)이 회전 구동됨으로써, 엔진(1)의 시동성이 향상된다.
-제 4 실시 형태의 변형예 7-
저온 상태 판정부(410a)는, 제 4 실시 형태의 온도 조건 1을 대신하여, 이하의 판정 조건 2가 충족되었을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정해도 된다. 저온 상태 판정부(410a)는, 이하의 판정 조건 2가 충족되어 있지 않을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다.
(판정 조건 2) 엔진(1)의 실회전 속도 Na의 시간 변화율(가속도) α가 문턱값 α1 이하인 경우
컨트롤러(410)는, 엔진 컨트롤러(9)를 개재하여 엔진 회전 속도 센서(50)로 검출된 엔진(1)의 실회전 속도 Na의 정보를 취득한다. 컨트롤러(410)는, 제어 주기마다 취득되는 엔진(1)의 실회전 속도 Na와, 제어 주기에 대응되는 시간에 의거하여 엔진(1)의 실회전 속도 Na의 시간 변화율(가속도) α를 연산하고, 기억 장치에 기억시켜 둔다. 또한, 시간 변화율 α는, 수제어 주기∼수십제어 주기의 평균값으로 연산해도 된다.
한랭지 등에 있어서, 오퍼레이터가 운전실(121)에 탑승한 후, 최초로 이그니션 스위치(86)를 START 위치로 조작했을 때에는, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도가 낮아, 점성이 높은 것에 기인하여, 엔진(1)의 시동이 늦어지는 경우가 있다. 본 변형예에서는, 엔진(1)의 시동이 느린 경우(α≤α1), 저온 상태 판정부(410a)에 의해 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정되고, 그 결과(플래그)가 기억 장치에 기억된다. 이 때문에, 오퍼레이터가 다음날 등에 이그니션 스위치(86)를 START 위치로 조작했을 때에는, 록업 클러치(102)의 클러치부(102c)가 계합 상태가 되고 나서 스타터(81)에 의해 엔진(1)이 회전 구동됨으로써, 엔진(1)의 시동성이 향상된다.
다음과 같은 변형도 본 발명의 범위 내이며, 변형예의 하나, 또는 복수를 전술의 실시 형태로 조합시키는 것도 가능하다.
(변형예 1)
제 1 실시 형태에서는, 에어 히터(82)가 자동으로 작동하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 에어 히터(82)을 수동으로 작동시키는 작동 스위치를 설치하고, 자동으로 작동하지 않도록 해도 된다. 여기에서, 오퍼레이터가 에어 히터(82)를 작동시키는 경우는, 주위의 환경이 저온 환경이며, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태도 저온 상태일 가능성이 높다. 이 때문에, 에어 히터(82)의 작동 스위치의 조작 위치에 의거하여, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정할 수 있다.
본 변형예에 관한 저온 상태 판정부(10a)는, 작동 스위치가 에어 히터(82)를 작동시키는 조작 위치로 조작되었을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정한다. 저온 상태 판정부(10a)는, 작동 스위치가 에어 히터(82)를 작동시키지 않는 조작 위치로 조작되었을 때, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정한다. 이러한 변형예에 의하면, 제 1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 에어 히터(82)의 작동 스위치를 대신하여, 초크 밸브(도시하지 않음)를 작동시키는 작동 스위치의 조작 위치에 의거하여, 토르콘(2)의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정해도 된다.
(변형예 2)
전술한 실시 형태에서는, 유압원으로부터 토출되는 압유의 흐름을 전자 전환 밸브(104)로 제어하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 전자 전환 밸브(104)를 대신하여, 전자 비례 밸브를 채용해도 된다.
(변형예 3)
전술한 실시 형태에서는, 엔진(1)의 시동을 금지하는 알림을 행하는 알림 장치로서 램프(16)를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 액정 모니터 등의 표시 장치에 엔진(1)의 시동을 금지하는 표시 화상을 표시시켜도 되고, 스피커 등의 음성 출력 장치에 엔진(1)의 시동을 금지하는 경고음을 출력시켜도 된다.
(변형예 4)
컨트롤러(10, 210, 310, 410)가 구비하는 기능을 엔진 컨트롤러(9)에 갖게 해도 되고, 엔진 컨트롤러(9)가 구비하는 기능을 컨트롤러(10, 210, 310, 410)가 갖게 해도 된다. 3개 이상의 컨트롤러에 기능을 분산시켜도 되고, 1개의 컨트롤러에 기능을 집약해도 된다.
(변형예 5)
전술한 실시 형태에서는, 작업 도구로서 버킷(112)을 구비한 작업 차량을 일 예로 하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 작업 도구로서 플라우, 스위퍼 등의 작업 도구를 구비한 작업 차량에 본 발명을 적용해도 된다.
(변형예 6)
전술한 실시 형태에서는, 작업 차량의 일 예로서 휠 로더를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 예를 들면, 휠 셔블, 텔레 핸들러, 리프트 트럭 등, 토크 컨버터(2)를 갖는 다른 주행식 작업 차량이라도 된다.
상기에서는, 여러가지 실시 형태 및 변형예를 설명했지만, 본 발명은 이들 내용으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 생각할 수 있는 다른 태양도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
1 : 엔진
2 : 토크 컨버터
3 : 트랜스미션
9 : 엔진 컨트롤러
10 : 컨트롤러(제어 장치)
10a : 저온 상태 판정부
10b : 알림 제어부
10c : 밸브 제어부(클러치 제어부)
13 : 메인 펌프(유압 펌프)
14 : 펌프(유압 펌프)
16 : 램프(알림 장치)
54 : 전원 장치
81 : 스타터(엔진 시동 장치)
82 : 에어 히터
86 : 이그니션 스위치(지시 장치)
102 : 록업 클러치
103 : 어큐뮬레이터(유압원)
104 : 전자 전환 밸브(제어 밸브)
111 : 아암(리프트 아암)
112 : 버킷(작업 도구)
113 : 차륜
119 : 프론트 작업 장치(작업 장치)
210 : 컨트롤러(제어 장치)
210c : 밸브 제어부(클러치 제어부)
310 : 컨트롤러(제어 장치)
310d : 펌프 제어부(클러치 제어부)
319 : 전동 유압 펌프(전동 펌프)
410 : 컨트롤러(제어 장치)
410a : 저온 상태 판정부
410b : 알림 제어부

Claims (8)

  1. 작업 도구 및 리프트 아암을 가지는 작업 장치와,
    차륜과,
    구동원으로서의 엔진과,
    상기 엔진의 동력을, 작동 유체를 개재하여 상기 차륜으로 전달하는 토크 컨버터와,
    상기 토크 컨버터의 입력 부재와 출력 부재를, 계합 상태와 비계합 상태의 사이에서 전환 가능한 록업 클러치와,
    제어 장치로 전력을 공급하는 전원 장치와,
    상기 전원 장치의 기동 및 상기 엔진의 시동을 지시하는 지시 장치를 구비한 작업 차량에 있어서,
    유압원과,
    상기 유압원으로부터 토출되는 압유의 흐름을 제어하고, 상기 록업 클러치를 계합 상태 및 비계합 상태 중 어느 상태로 전환하는 제어 밸브와,
    상기 지시 장치에 의해 상기 엔진의 시동이 지시되면, 상기 엔진을 시동시키는 엔진 시동 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 지시 장치에 의해 상기 전원 장치의 기동이 지시되고, 상기 전원 장치가 기동되면, 상기 토크 컨버터의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태인지 여부를 판정하는 저온 상태 판정부와,
    상기 저온 상태 판정부에 의해 상기 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태가 아니라고 판정된 경우에, 상기 록업 클러치를 비계합 상태로 하기 위해 상기 제어 밸브를 제어하고, 상기 저온 상태 판정부에 의해 상기 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정된 경우에, 상기 록업 클러치를 계합 상태로 하기 위해 상기 제어 밸브를 제어하는 클러치 제어부를 갖고,
    상기 클러치 제어부에 의해 상기 제어 밸브를 제어한 후에 상기 엔진을 시동시키는 시동 지령을 출력하여 상기 엔진 시동 장치를 가동시키는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
  2. 제 1 항에 기재된 작업 차량에 있어서,
    상기 클러치 제어부는, 상기 록업 클러치가 계합 상태에서 상기 엔진 시동 장치에 의해 상기 엔진이 시동된 경우, 상기 엔진의 회전 속도가 미리 정한 회전 속도 이상이 되었을 때에, 상기 제어 밸브를 제어하여 상기 록업 클러치를 비계합 상태로 하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
  3. 제 1 항에 기재된 작업 차량에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 전원 장치가 기동되고 나서 소정 시간, 상기 엔진의 시동을 금지하는 것을 알림 장치에 의해 알리는 통지 제어부를 가지고,
    상기 소정 시간은, 상기 록업 클러치에 있어서의 비계합 상태와 계합 상태와의 사이의 이행 시간보다도 긴 것을 특징으로 하는 작업 차량.
  4. 제 1 항에 기재된 작업 차량에 있어서,
    상기 유압원은, 상기 엔진의 구동과는 독립하여 구동되는 어큐뮬레이터 또는 전동 펌프이며,
    상기 클러치 제어부는, 상기 전원 장치가 기동되고, 또한, 상기 지시 장치에 의해 상기 엔진의 시동이 지시되기 전에, 상기 저온 상태 판정부에 의한 판정 결과 에 의거하여 상기 록업 클러치를 계합 상태 또는 비계합 상태로 하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
  5. 제 1 항에 기재된 작업 차량에 있어서,
    상기 유압원은, 상기 엔진의 구동에 의해 압유를 토출하는 유압 펌프이며,
    상기 유압 펌프로부터 토출된 압유가 상기 제어 밸브를 개재하여 상기 록업 클러치로 공급되는 구성으로 하고,
    상기 지시 장치에 의해 엔진의 시동이 지시되고, 상기 엔진 시동 장치에 의해 상기 엔진이 구동됨으로써 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 상기 록업 클러치가 계합 상태 또는 비계합 상태가 되는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
  6. 제 1 항에 기재된 작업 차량에 있어서,
    상기 록업 클러치는, 스프링의 탄성력에 의해 계합 상태가 되고, 상기 유압원으로부터 토출되는 압유에 의해 비계합 상태가 되는 네거티브식의 록업 클러치인 것을 특징으로 하는 작업 차량.
  7. 제 1 항에 기재된 작업 차량에 있어서,
    에어 히터를 구비하고,
    상기 저온 상태 판정부는, 에어 히터가 작동하고 있는지 여부를 판정하고, 상기 에어 히터가 작동하고 있다고 판정된 경우에 상기 토크 컨버터의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
  8. 제 1 항에 기재된 작업 차량에 있어서,
    상기 저온 상태 판정부는, 외기 온도, 상기 엔진의 흡기 온도, 상기 엔진의 냉각수 온도, 상기 작업 장치를 구동시키는 유압 펌프로부터 토출되는 작동유의 온도, 트랜스미션 오일의 온도, 및, 토크 컨버터의 작동 유체의 온도 중 적어도 어느 하나가 미리 정한 온도 이하인 경우에 상기 토크 컨버터의 작동 유체의 온도 상태가 저온 상태라고 판정하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.

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