WO2010101007A1 - 建設機械の潤滑油量制御装置 - Google Patents

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transmission
speed
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山口　英治
雅昭 九間
隆 久世
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株式会社小松製作所
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    • F16H61/143—Control of torque converter lock-up clutches using electric control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H57/00—General details of gearing
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    • F16H—GEARING
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    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H59/72—Inputs being a function of gearing status dependent on oil characteristics, e.g. temperature, viscosity

Definitions

  • the present invention relates to a lubricating oil amount control device, and more particularly to a lubricating oil amount control device for a construction machine that controls a transmission lubricating oil amount of a construction machine that transmits power from an engine to a transmission via a torque converter with a lockup clutch. .
  • pressure oil is supplied to the clutch control valve of the transmission, and the pressure oil is reduced by the main relief valve and supplied to the torque converter.
  • the transmission is lubricated by the pressure oil at the torque converter outlet.
  • an oil pump driven by an engine is used to supply pressure oil. Since an inexpensive fixed displacement pump is generally used as the oil pump for supplying pressure oil, the pump discharge amount varies depending on the engine speed.
  • the torque converter is provided with a lock-up clutch in order to improve fuel consumption and improve power transmission efficiency (see, for example, Patent Document 1).
  • a lockup state When this lockup clutch is in a connected state (when the clutch is on, this state is hereinafter referred to as a lockup state), the engine-side power is transmitted directly to the transmission side without passing through fluid, Power is transmitted to the transmission side via fluid by being in a connected state (when the clutch is off, this state is hereinafter referred to as a torque converter state).
  • the on / off state of the lockup clutch is basically determined by the vehicle speed. When the vehicle speed decreases, the lockup clutch is turned off to enter the torque converter state, increasing the traction force and preventing the engine stall.
  • the lock-up area is simply expanded to the low speed area, there may be a situation where the amount of lubricating oil is insufficient.
  • the vehicle speed decreases even when the accelerator is fully depressed due to a large traveling load.
  • the engine speed also decreases as the vehicle speed decreases. Therefore, when climbing at a low vehicle speed near the limit at which the lock-up state is maintained continues for a long time, the pump discharge amount decreases and the lubricating oil amount becomes insufficient. Such a lack of lubricating oil causes damage to the transmission.
  • An object of the present invention is to enable a lock-up state in a low speed region and to prevent an insufficient amount of lubricating oil in the transmission due to this.
  • a lubricating oil amount control device for a construction machine is a device for controlling a transmission lubricating oil amount of a construction machine that transmits engine power to a transmission via a torque converter with a lock-up clutch, and is in a clutch state.
  • Judgment means, lubricating oil amount detection means, and lock-up clutch control means are provided.
  • the clutch state determining means determines whether or not the lockup clutch is in a connected state.
  • the lubricating oil amount detection means includes a rotation speed detection means for detecting the engine rotation speed, and a limit rotation time measurement means for determining whether or not the engine rotation speed is below a predetermined limit rotation speed for a predetermined time.
  • the lockup clutch control means puts the lockup clutch in a non-connected state when the lockup clutch is in a connected state and the lubricating oil supply amount is insufficient for a preset supply amount.
  • the state of the lock-up clutch that is, whether the lock-up clutch is connected or not is determined, and whether or not the amount of lubricating oil supplied to the transmission is insufficient for a preset supply amount is detected. Is done.
  • the engine speed is equal to or lower than the predetermined limit speed for a predetermined time, it is determined that the lubricating oil is insufficient.
  • the lockup clutch is in a connected state and the lubricating oil supply amount is insufficient to the preset supply amount, the lockup clutch is forcibly disconnected even in the speed region that should be in the lockup state. Controlled by the state.
  • the excess or deficiency of the lubricating oil is detected by detecting the engine speed and measuring time. Since a sensor or the like for detecting the engine speed is conventionally provided, the amount of lubricating oil supplied to the transmission can be detected without adding a special configuration.
  • the limit rotation time measuring means includes gear stage detecting means for detecting a selected gear stage of the transmission, and each gear stage.
  • Limit rotational speed storage means for storing the corresponding limit rotational speed.
  • the limit rotational speed as a threshold value for whether or not to continue for a predetermined time is a limiting rotational speed corresponding to the gear stage selected in the transmission.
  • the number of rotations for switching between coupling and non-coupling of the lockup clutch is set for each gear position. Therefore, the control with higher accuracy can be executed by changing the limit rotational speed for each gear position.
  • a lubricating oil amount control device for a construction machine is an apparatus for controlling the transmission lubricating oil amount of a construction machine that transmits engine power to the transmission via a torque converter with a lock-up clutch, wherein the clutch state Judgment means, lubricating oil amount detection means, and lock-up clutch control means are provided.
  • the clutch state determining means determines whether or not the lockup clutch is in a connected state.
  • Lubricating oil amount detecting means includes: a gear position detecting means for detecting a selected gear position of the transmission; a vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed; and whether the minimum vehicle speed set for each gear speed has continued for a predetermined time.
  • a minimum vehicle speed time measuring means for judging whether or not, based on the measurement result of the minimum vehicle speed time measuring means, detecting whether or not the lubricating oil supply amount to the transmission is short of a preset supply amount .
  • the clutch state determining means determines whether or not the lockup clutch is in a connected state.
  • the lockup clutch control means puts the lockup clutch in a non-connected state when the lockup clutch is in a connected state and the lubricating oil supply amount is insufficient for a preset supply amount.
  • This device detects the selected gear position and vehicle speed of the transmission. From these detected values, the engine speed can be calculated. When the minimum vehicle speed set corresponding to each gear stage continues for a predetermined time, that is, when the engine speed equal to or lower than the predetermined speed continues for a predetermined time, the lubricating oil is insufficient. To be judged. Since a sensor for detecting the gear position and a sensor for detecting the vehicle speed are conventionally provided, the amount of lubricating oil supplied to the transmission can be detected without adding a special configuration.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit and control circuit diagram of the construction machine.
  • FIG. 1 schematically shows a power transmission path of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • This construction machine is, for example, a wheel loader, and as shown in FIG. 1, an engine 1, a transmission 2 to which power of the engine 1 is transmitted, a torque converter 3 disposed between the engine 1 and the transmission 2, It is equipped with.
  • An oil pump 5 is connected to the engine 1 via a gear train 4 and is driven by the rotation of the engine 1 so that pressure oil and lubricating oil are supplied to each part.
  • the torque converter 3 includes a torque converter body 6 having an impeller, a turbine, and a stator, and a lock-up clutch 7.
  • the torque converter body 6 transmits the power from the engine 1 to the transmission 2 via a fluid.
  • the power from the engine 1 is directly transmitted to the transmission 2 (lock-up state) when the lock-up clutch 7 is connected (clutch on), and when the lock-up clutch 7 is not connected (clutch off).
  • the power from the engine 1 is transmitted to the transmission 2 via the fluid by the torque converter body 6.
  • FIG. 2 shows an outline of a hydraulic circuit and a control circuit of the construction machine shown in FIG.
  • This construction machine has a transmission control valve (hereinafter simply referred to as a control valve) 10 to which pressure oil from an oil pump 5 is supplied.
  • a first oil passage 11 is provided between the oil pump 5 and the control valve 10, and two filters 12 and 13 are provided in the first oil passage 11.
  • a second oil passage 14 is provided between the first oil passage 11 and the torque converter 3, and a first pressure control valve 15 is provided in the second oil passage 14.
  • the first pressure control valve 15 controls the pressure of the main pressure oil in this hydraulic circuit.
  • a third oil passage 16 is provided between the outlet of the torque converter 3 and the transmission 2.
  • a second pressure control valve 17 for adjusting the pressure in the torque converter 3 and a cooler 18 are disposed in the third oil passage 16. Furthermore, a fourth oil passage 20 is provided between the inlet of the torque converter 3 and the third oil passage 16, and this fourth oil passage 20 is for controlling the pressure oil pressure to the torque converter 3. A third pressure control valve 21 is arranged.
  • this construction machine has a control unit 25.
  • the control unit 25 is configured by a microcomputer having a RAM, a ROM, a CPU, and the like.
  • An engine speed sensor 26 that detects the engine speed and a vehicle speed sensor 27 that detects the vehicle speed are connected to the control unit 25. Whether the lockup clutch 7 is on or off, or which gear stage is currently selected in the transmission 2 is determined by the control unit 25.
  • the control unit 25 stores a limit rotational speed set corresponding to each shift speed and an allowable continuous time of the limit rotational speed.
  • the “limit rotational speed” is the rotational speed N when the lock-up clutch 7 is forcibly turned on when the engine rotational speed is below a certain low rotational speed N and continues for a predetermined time. Specifically, when the lock-up clutch 7 is on and in the lock-up state, the lock-up clutch 7 is turned off and switched to the torque converter state when the vehicle speed is below a certain vehicle speed.
  • the rotational speed is slightly higher than the rotational speed corresponding to.
  • the “allowable continuous time” is a time when the amount of lubricating oil in the transmission 2 becomes insufficient when the limit rotational speed exceeds the allowable continuous time, and is determined by experiments according to each model. Yes. Although the limit rotational speed varies depending on each gear, the allowable continuous time is the same time for all gears.
  • FIG. 3 shows a flowchart relating to the control processing of the lubricating oil amount. The control of the lubricating oil amount will be described according to this flowchart.
  • step S1 it is determined whether or not the lockup clutch 7 is on and is in a lockup state. When the lockup clutch 7 is off, this control process is not executed.
  • step S2 information on the number of gears currently selected in the transmission 2 is obtained, and data on the corresponding limit rotational speed N is obtained from this number of gears.
  • step S3 it is determined whether or not the engine speed is equal to or less than the limit speed N. For example, as in the previous example, if the wheel loader is climbing up a steep uphill in the loaded state at the third speed of the maximum speed stage, the vehicle speed will not increase even if the accelerator is fully depressed due to a large traveling load. descend. Therefore, in such a situation, if the lock-up state is maintained, the engine speed may decrease as the vehicle speed decreases, and may be below the limit speed.
  • step S4 a timer is started. That is, the measurement of the time during which the engine speed equal to or lower than the limit speed N is continued is started.
  • step S5 it is determined whether or not the measurement time T has reached the allowable continuous time T0. Steps S3 to S5 are repeatedly executed until this measurement time, that is, the time during which the engine speed continues for the limit speed N or less reaches the allowable continuous time T0.
  • step S3 If the engine speed exceeds the limit speed N before the measurement time reaches the allowable continuous time T0, the process proceeds from step S3 to step S6, where the count value of the timer is reset in step S3. Return to.
  • step S7 the lockup clutch 7 is turned off, the lockup state is switched to the torque converter state, and the timer is reset. This change reduces the engine load and increases the engine speed. That is, the rotation of the oil pump 5 also increases, and the discharge amount of the oil pump 5 increases. Thereby, the amount of lubricating oil to the transmission 2 also increases.
  • step S8 anti-hunting processing is executed. That is, as described above, when the lockup clutch 7 is turned off, the engine speed increases, but when the engine speed rises, the lockup clutch 7 is turned on and the torque converter state is shifted to the lockup state. . In this case, if the engine speed is suddenly changed from high to low or vice versa, switching between the torque converter state and the lock-up state is frequently performed, and a hunting phenomenon occurs. .
  • the duration of the torque converter state or the lock-up state is equal to or shorter than a predetermined time, it is regarded as hunting. If the number of huntings exceeds a predetermined value, a process of shifting the rotational speed for turning on the lock-up clutch 7 is performed. Execute.
  • the lock-up clutch 7 can be turned on to enter the lock-up state in the same low-speed region as in the past or in a lower-speed region lower than the conventional one. it can. Therefore, the fuel consumption can be improved.
  • the shortage of the lubricating oil amount is detected based on the detection of the engine speed and whether or not the engine speed equal to or lower than the limit rotational speed continues for an allowable continuous time.
  • the shortage of the lubricating oil amount is detected.
  • the structure for this is not limited to the said embodiment.
  • FIG. 4 Another embodiment is shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 4, the amount of lubricating oil is detected by measuring the vehicle speed and the time during which the predetermined vehicle speed continues.
  • step S10 it is determined whether or not it is in a lock-up state.
  • the process proceeds from step S10 to step S11.
  • step S11 information on the currently selected shift speed in the transmission 2 is obtained, and the corresponding minimum vehicle speed V data is obtained from the number of shift stages.
  • the “minimum vehicle speed” is the vehicle speed V when the lock-up clutch 7 is forcibly turned on when this low vehicle speed V continues for an allowable continuous time at a certain speed. Specifically, when the lock-up clutch 7 is on and in the lock-up state, the lock-up clutch 7 is turned off and switched to the torque converter state when the vehicle speed falls below a certain vehicle speed. Slightly higher vehicle speed.
  • the “allowable continuous time” is a time when the amount of lubricating oil in the transmission 2 is insufficient when the minimum vehicle speed V exceeds the allowable continuous time, and is determined by an experiment according to each model. Yes. Although the minimum vehicle speed V varies depending on each gear, the allowable continuous time is the same time for all gears.
  • step S12 it is determined whether or not the vehicle speed is the minimum vehicle speed V or less.
  • the process proceeds from step S12 to step S13.
  • step S13 a timer is started. That is, the measurement of the time during which the vehicle speed below the minimum vehicle speed V continues is started.
  • step S14 it is determined whether or not the measurement time T has reached the allowable continuous time T1. Steps S12 to S14 are repeatedly executed until this measurement time, that is, the time during which the vehicle speed continues below the minimum vehicle speed V reaches the allowable continuous time T1.
  • step S12 If the vehicle speed exceeds the minimum vehicle speed V before the measurement time reaches the allowable continuous time T1, the process proceeds from step S12 to step S15. In step S15, the count value of the timer is reset, and the process returns to step S12.
  • step S16 If the time during which the vehicle speed is below the minimum vehicle speed V has reached the allowable continuous time T1, it is determined that the amount of lubricating oil to the transmission 2 will be insufficient if the lock-up state is continued any further, and from step S13 to step S16 Migrate to In step S16, the lock-up clutch 7 is turned off to switch from the lock-up state to the torque converter state and reset the timer. This change reduces the engine load and increases the engine speed. That is, the rotation of the oil pump 5 also increases, and the discharge amount of the oil pump 5 increases. Thereby, the amount of lubricating oil to the transmission 2 also increases.
  • the hunting prevention process in step S17 is the same process as in step S8 of the above embodiment, and only the rotational speed and the vehicle speed are different.
  • the lockup clutch can be locked up in a low speed region to improve fuel efficiency and prevent transmission oil shortage.

Abstract

　低速領域におけるロックアップ状態を可能にするとともに、これによるトランスミッションの潤滑油量不足を防止する。この制御装置は、ロックアップクラッチ付トルクコンバータを有する建設機械のトランスミッション潤滑油量を制御する装置であって、クラッチ状態判断手段と、潤滑油量検出手段と、ロックアップクラッチ制御手段と、を備えている。クラッチ状態判断手段はロックアップクラッチ(７)が連結状態か否かを判断する。潤滑油量検出手段はトランスミッション(２)への潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足しているか否かを検出する。ロックアップクラッチ制御手段は、ロックアップクラッチ(７)が連結状態で、かつ潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足している場合は、ロックアップクラッチ(７)を非連結状態にする。

Description

建設機械の潤滑油量制御装置
　本発明は、潤滑油量制御装置、特に、エンジンからの動力を、ロックアップクラッチ付トルクコンバータを介してトランスミッションに伝達する建設機械のトランスミッション潤滑油量を制御する建設機械の潤滑油量制御装置に関する。
　ホイールローダ、ダンプトラックのような建設機械においては、トランスミッションのクラッチ制御弁に圧油を供給するとともに、この圧油を、メインリリーフ弁により減圧してトルクコンバータに供給するようにしている。そして、トルクコンバータ出口の圧油によってトランスミッションの潤滑が行われるようになっている。
　このような構造において、圧油を供給するために、エンジンによって駆動されるオイルポンプが用いられる。この圧油供給用のオイルポンプには、廉価な固定容量型のポンプが一般的に用いられるため、ポンプ吐出量はエンジン回転数によって変化する。
　一方で、トルクコンバータには、燃費改善、動力伝達効率のアップのために、ロックアップクラッチが設けられている（例えば特許文献１参照）。このロックアップクラッチは、連結状態（クラッチオンで、以下、この状態をロックアップ状態と記す）にされることにより、エンジン側の動力は流体を介することなく直接にトランスミッション側に伝達され、また非連結状態（クラッチオフで、以下、この状態をトルコン状態と記す）にされることにより、動力は流体を介してトランスミッション側に伝達される。そして、このロックアップクラッチのオン、オフは、基本的に車速によって決められており、車速が低くなるとロックアップクラッチをオフにしてトルコン状態とし、牽引力を増大させるとともにエンストを防止している。
特開平１０－３２５４６１号公報
　前述のように、ロックアップクラッチをオンすると、動力が直接的にトランスミッションに伝達されるので、燃費改善の観点からは、より車速の低い領域までロックアップ状態とすることが望ましい。
　しかし、単純にロックアップ領域を低速域まで拡大した場合、潤滑油量が不足する状況が発生する場合がある。例えば、ホイールローダで、３速（最高速度段）で、積荷状態で急な上り坂を登坂する場合を想定すると、大きな走行負荷により、アクセルを最大に踏み込んでいても車速は低下する。このとき、ロックアップ状態のままであると、車速の低下に伴いエンジン回転数も低下する。したがって、ロックアップ状態が維持される限界付近の低車速での登坂が長時間続いた場合、ポンプ吐出量が減少して潤滑油量不足が生じることになる。このような潤滑油量不足はトランスミッションの損傷を引き起こす。
　なお、低速段への変速がなされれば、エンジン回転数が上昇して潤滑油量不足は解消されるが、自動変速（この例の場合は３速から２速への変速）は、ロックアップ状態からトルコン状態に切り替わった後に行われるので、特に燃費改善のためにロックアップ状態解除のための回転数を低く設定している場合は、前述のような潤滑油量不足が生じる。また、オペレータが自動変速を解除し手動によって３速から２速へ変速を行えばこのような問題は生じないのであるが、全てのオペレータが適切に変速を行うという保証はない。
　このような問題に対応するために、オイルポンプの容量を大きくすることで低回転時の油量を確保することが考えられる。しかしながら、オイルポンプが大型化するほどポンプロスが増大するため、これではロックアップ領域拡大によって得られた燃費低減効果が大幅に目減りしてしまうこととなる。
　本発明の課題は、低速領域におけるロックアップ状態を可能にするとともに、これによるトランスミッションの潤滑油量不足を防止することにある。
　第１発明に係る建設機械の潤滑油量制御装置は、エンジンの動力を、ロックアップクラッチ付トルクコンバータを介してトランスミッションに伝達する建設機械のトランスミッション潤滑油量を制御する装置であって、クラッチ状態判断手段と、潤滑油量検出手段と、ロックアップクラッチ制御手段と、を備えている。クラッチ状態判断手段はロックアップクラッチが連結状態か否かを判断する。潤滑油量検出手段は、エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エンジン回転数が所定の限界回転数以下の状態が所定時間続いたか否かを判断する限界回転時間計測手段と、を含み、限界回転時間計測手段の計測結果に基づき、トランスミッションへの潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足しているか否かを検出する。ロックアップクラッチ制御手段は、ロックアップクラッチが連結状態で、かつ潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足している場合は、ロックアップクラッチを非連結状態にする。
　この装置では、ロックアップクラッチの状態、すなわち、ロックアップクラッチが連結状態か非連結状態が判断され、またトランスミッションへの潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足しているか否かが検出される。ここで、エンジン回転数が所定の限界回転数以下の状態が所定時間続いた場合には、潤滑油が不足していると判断される。そして、ロックアップクラッチが連結状態で、かつ潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足している場合は、ロックアップ状態であるべき速度領域においても、強制的にロックアップクラッチが非連結状態に制御される。
　ここでは、ロックアップ状態が継続しているときに、潤滑油量が予め設定された油量に不足している場合は、ロックアップクラッチを非連結状態にして、ロックアップ状態を解除する。このロックアップ状態に解除によってエンジン負荷が軽くなり、エンジン回転数はロックアップ状態の場合に比較して高くなる。このため、エンジンによって駆動されるオイルポンプの吐出量が増え、トランスミッションの潤滑に必要な潤滑油供給量が確保される。
　また、潤滑油の過不足は、エンジン回転数の検出と時間計測によって検出される。エンジン回転数の検出のためのセンサ等は従来から備えられているので、特別な構成を追加することなしに、トランスミッションに供給される潤滑油量を検出することができる。
　第２発明に係る建設機械の潤滑油量制御装置は、第１発明の装置において、限界回転時間計測手段は、トランスミッションの選択されている変速段を検出する変速段検出手段と、各変速段に対応して設定された限界回転数を記憶する限界回転数記憶手段と、を有している。そして、所定時間続くか否かのしきい値としての限界回転数は、トランスミッションにおいて選択されている変速段に対応する限界回転数である。
　ここでは、ロックアップクラッチの連結、非連結を切り換えるための回転数は、変速段毎に設定されている。そこで、限界回転数も変速段毎に変えることにより、より精度の高い制御を実行することができる。
　第３発明に係る建設機械の潤滑油量制御装置は、エンジンの動力を、ロックアップクラッチ付トルクコンバータを介してトランスミッションに伝達する建設機械のトランスミッション潤滑油量を制御する装置であって、クラッチ状態判断手段と、潤滑油量検出手段と、ロックアップクラッチ制御手段と、を備えている。クラッチ状態判断手段はロックアップクラッチが連結状態か否かを判断する。潤滑油量検出手段は、トランスミッションの選択されている変速段を検出する変速段検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、各変速段に対応して設定された最低車速が所定時間続いたか否かを判断する最低車速時間計測手段と、を含み、最低車速時間計測手段の計測結果に基づき、トランスミッションへの潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足しているか否かを検出する。クラッチ状態判断手段はロックアップクラッチが連結状態か否かを判断する。ロックアップクラッチ制御手段は、ロックアップクラッチが連結状態で、かつ潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足している場合は、ロックアップクラッチを非連結状態にする。
　この装置では、トランスミッションの選択されている変速段と車速とが検出される。これらの検出値から、エンジン回転数を演算することができる。そして、各変速段に対応して設定された最低車速が所定時間続いた場合には、すなわち、所定回転数以下のエンジン回転数が所定時間続いた場合には、潤滑油が不足していると判断される。変速段の検出のためのセンサや車速を検出するためのセンサは従来から備えられているので、特別な構成を追加することなしに、トランスミッションに供給される潤滑油量を検出することができる。
　以上のような本発明では、低速領域におけるロックアップ状態を可能にして燃費の向上を図りつつ、トランスミッションの潤滑油量不足を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る建設機械の動力伝達経路概略図。 前記建設機械の油圧回路及び制御回路図。 潤滑油量制御のフローチャート。 本発明の他の実施形態の図３に相当する図。
　［全体構成］
　図１に本発明の一実施形態による建設機械の動力伝達経路の概略を示す。この建設機械は、例えばホイールローダであり、図１に示すように、エンジン１と、エンジン１の動力が伝達されるトランスミッション２と、エンジン１とトランスミッション２との間に配置されたトルクコンバータ３と、を備えている。そして、エンジン１には、ギア列４を介してオイルポンプ５が連結され、エンジン１の回転によって駆動されて、各部に圧油や潤滑油が供給されるようになっている。
　トルクコンバータ３は、インペラ、タービン及びステータを有するトルクコンバータ本体６と、ロックアップクラッチ７とを有している。トルクコンバータ本体６は、エンジン１からの動力を、流体を介してトランスミッション２に伝達する。このトルクコンバータ３においては、ロックアップクラッチ７の連結状態（クラッチオン）ではエンジン１からの動力を直接トランスミッション２に伝達し（ロックアップ状態）、ロックアップクラッチ７の非連結状態（クラッチオフ）ではエンジン１からの動力はトルクコンバータ本体６による流体を介してトランスミッション２に伝達される。
　［油圧回路及び制御回路］
　図２に、図１に示した建設機械の油圧回路及び制御回路の概略を示す。この建設機械は、オイルポンプ５からの圧油が供給されるトランスミッションコントロールバルブ（以下、単にコントロールバルブと記す）１０を有している。オイルポンプ５とコントロールバルブ１０との間には第１油路１１が設けられ、この第１油路１１には２つのフィルタ１２，１３が設けられている。第１油路１１とトルクコンバータ３との間には第２油路１４が設けられ、この第２油路１４には第１圧力制御弁１５が設けられている。第１圧力制御弁１５はこの油圧回路におけるメインの圧油の圧力を制御するものである。また、トルクコンバータ３の出口とトランスミッション２との間には第３油路１６が設けられている。この第３油路１６には、トルクコンバータ３内の圧力を調整するための第２圧力制御弁１７と、クーラ１８とが配置されている。さらに、トルクコンバータ３の入り口と第３油路１６との間には第４油路２０が設けられ、この第４油路２０には、トルクコンバータ３への圧油の圧力を制御するための第３圧力制御弁２１が配置されている。
　また、この建設機械は制御部２５を有している。制御部２５は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＣＰＵ等を有するマイクロコンピュータで構成されている。この制御部２５には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２６と、車速を検出する車速センサ２７と、が接続されている。なお、ロックアップクラッチ７がオンかオフか、あるいはトランスミッション２において現在どの変速段が選択されているか、については、制御部２５によって判断される。
　制御部２５には、各変速段に対応して設定された限界回転数と、限界回転数の許容連続時間と、が記憶されている。ここで、「限界回転数」とは、エンジン回転数が、ある低い回転数Ｎ以下で所定時間続いた場合に、ロックアップクラッチ７を強制的にオンするときの回転数Ｎである。具体的には、ロックアップクラッチ７がオンでロックアップ状態の時に、ある車速以下になるとロックアップクラッチ７をオフしてトルコン状態に切り換えられるが、限界回転数Ｎはこのトルコン状態に切り換えられる車速に対応する回転数より若干高い回転数である。そして、「許容連続時間」は、限界回転数がこの許容連続時間を越えて続く場合に、トランスミッション２の潤滑油量が不足することになる時間であり、各機種に応じて実験によって決定されている。なお、限界回転数は各変速段によって異なるが、許容連続時間はすべての変速段において同じ時間である。
　［制御処理］
　図３に潤滑油量の制御処理に関するフローチャートを示す。このフローチャートにしたがって潤滑油量の制御について説明する。
　まず、ステップＳ１では、ロックアップクラッチ７がオンでロックアップ状態であるか否かを判断する。ロックアップクラッチ７がオフの場合は、この制御処理は実行されない。
　ロックアップクラッチ７がオンでロックアップ状態の場合は、ステップＳ１からステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、トランスミッション２において現在選択されている変速段数の情報を得て、この変装段数から対応する限界回転数Ｎのデータを得る。
　次にステップＳ３では、エンジン回転数が限界回転数Ｎ以下であるか否かを判断する。例えば、前述の例のように、ホイールローダで、最高速度段の３速で、積荷状態で急な上り坂を登坂している場合、大きな走行負荷により、アクセルを最大に踏み込んでいても車速は低下する。したがって、このような状況では、ロックアップ状態のままであると、車速の低下に伴いエンジン回転数も低下し、限界回転数以下になる場合がある。
　以上のような状況でエンジン回転数が限界回転数Ｎ以下になると、ステップＳ３からステップＳ４に移行する。このステップＳ４ではタイマをスタートさせる。すなわち、限界回転数Ｎ以下のエンジン回転数が連続する時間の計測を開始する。そして、ステップＳ５では、計測時間Ｔが許容連続時間Ｔ０に到達したか否かを判断する。この計測時間、すなわち、エンジン回転数が限界回転数Ｎ以下の状況が続く時間が、許容連続時間Ｔ０に到達するまで、ステップＳ３からステップＳ５を繰り返し実行する。
　なお、計測時間が許容連続時間Ｔ０に到達するまでにエンジン回転数が限界回転数Ｎを越えた場合は、ステップＳ３からステップＳ６に移行し、ステップＳ６ではタイマのカウント値をリセットし、ステップＳ３に戻る。
　エンジン回転数が限界回転数Ｎ以下の状況が続く時間が、許容連続時間Ｔ０に到達した場合は、これ以上ロックアップ状態を継続するとトランスミッション２への潤滑油量が不足すると判断し、ステップＳ５からステップＳ７に移行する。そして、ステップＳ７ではロックアップクラッチ７をオフし、ロックアップ状態からトルコン状態に切り換えるとともに、タイマをリセットする。この切換によりエンジン負荷が軽くなり、エンジン回転数は上昇する。すなわち、オイルポンプ５の回転も上昇し、オイルポンプ５の吐出量が増加する。これにより、トランスミッション２への潤滑油量も増加することになる。
　次にステップＳ８では、ハンチング防止処理を実行する。すなわち、前述のように、ロックアップクラッチ７をオフにするとエンジン回転数は上昇するが、エンジン回転数が上昇するとロックアップクラッチ７がオンになり、トルコン状態からロックアップ状態に移行することになる。この場合に、エンジン回転数が急激に高回転から低回転に、あるいはさらに低回転から高回転に変化すると、トルコン状態とロックアップ状態との間で頻繁に切換が実行されて、ハンチング現象が生じる。
　そこで、このトルコン状態あるいはロックアップ状態の継続時間が所定時間以下であればハンチングとみなし、ハンチング回数が所定値を上回った場合は、ロックアップクラッチ７をオンにする回転数をずらすような処理を実行する。
　以上のような処理を実行し、ロックアップクラッチ７がオンになってロックアップ状態に移行した場合は、この図３に示す処理が実行されることになる。
　なお、図示は省略したが、以上のステップＳ２～Ｓ７の実行中には常にロックアップ状態であるか否かが判断され、他の条件（例えば、車速がトルコンに切り換える値まで低下するなど）によってロックアップクラッチ７がオフとなった時には、それ以降の処理は中止されてタイマはリセットされ、ステップ１に戻る。
　［特徴］
　（１）本実施形態では、ロックアップ状態が継続しているときに、エンジン回転数が限界回転数以下で、かつその状態が所定時間続いた場合には、トランスミッション２への潤滑油量が不足すると判断してロックアップクラッチ７を強制的にオフし、トルコン状態に移行する。このため、エンジンの負荷が軽くなってエンジン回転数が上昇し、オイルポンプ５の吐出量が増加する。したがって、トランスミッション２に十分な潤滑油が供給される。
　以上のような潤滑油量制御を行っているので、従来と同様の低回転領域で、あるいは従来に比較してより低い低回転領域でロックアップクラッチ７をオンしてロックアップ状態にすることができる。したがって、燃費の向上を図ることができる。
　（２）トランスミッション２への潤滑油量の不足を、エンジン回転数と時間とを計測することによって検出することができるので、従来の建設機械において備えられている構成で潤滑油量の不足を知ることができ、本実施形態の実現のためのコスト増加を抑えることができる。
　（３）限界回転数は、各変速段に対応して設定されているので、より精度の高い制御を実行することができる。
　［他の実施形態］
　前記実施形態では、エンジン回転数の検出と、限界回転数以下のエンジン回転が許容連続時間続くか否かによって、潤滑油量の不足を検出するようにしたが、潤滑油量の不足を検出するための構成は前記実施形態に限定されない。
　他の実施形態を図４に示す。この図４に示す実施形態は、潤滑油量の検出を、車速及び所定の車速が連続する時間の計測によって行っている。
　具体的には、ステップＳ１０において、ロックアップ状態であるか否かを判断する。ロックアップクラッチ７がオンでロックアップ状態の場合は、ステップＳ１０からステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、トランスミッション２において現在選択されている変速段数の情報を得て、この変装段数から対応する最低車速Ｖのデータを得る。
　ここで、「最低車速」とは、ある変速段数において、この低い車速Ｖが許容連続時間続いた場合に、ロックアップクラッチ７を強制的にオンするときの車速Ｖである。具体的には、ロックアップクラッチ７がオンでロックアップ状態の時に、ある車速以下になるとロックアップクラッチ７をオフしてトルコン状態に切り換えられるが、最低車速Ｖはこのトルコン状態に切り換えられる車速より若干高い車速である。そして、「許容連続時間」は、最低車速Ｖがこの許容連続時間を越えて続く場合に、トランスミッション２の潤滑油量が不足することになる時間であり、各機種に応じて実験によって決定されている。なお、最低車速Ｖは各変速段によって異なるが、許容連続時間はすべての変速段において同じ時間である。
　次にステップＳ１２では、車速が最低車速Ｖ以下であるか否かを判断する。積荷状態で急な上り坂を登坂しているような場合で、車速が最低車速Ｖ以下になると、ステップＳ１２からステップＳ１３に移行する。このステップＳ１３ではタイマをスタートさせる。すなわち、最低車速Ｖ以下の車速が連続する時間の計測を開始する。そして、ステップＳ１４では、計測時間Ｔが許容連続時間Ｔ１に到達したか否かを判断する。この計測時間、すなわち、車速が最低車速Ｖ以下の状況が続く時間が、許容連続時間Ｔ１に到達するまで、ステップＳ１２からステップＳ１４を繰り返し実行する。
　なお、計測時間が許容連続時間Ｔ１に到達するまでに車速が最低車速Ｖを越えた場合は、ステップＳ１２からステップＳ１５に移行し、ステップＳ１５ではタイマのカウント値をリセットし、ステップＳ１２に戻る。
　車速が最低車速Ｖ以下である状況が続く時間が、許容連続時間Ｔ１に到達した場合は、これ以上ロックアップ状態を継続するとトランスミッション２への潤滑油量が不足すると判断し、ステップＳ１３からステップＳ１６に移行する。そして、ステップＳ１６ではロックアップクラッチ７をオフし、ロックアップ状態からトルコン状態に切り換えるとともに、タイマをリセットする。この切換によりエンジン負荷が軽くなり、エンジン回転数は上昇する。すなわち、オイルポンプ５の回転も上昇し、オイルポンプ５の吐出量が増加する。これにより、トランスミッション２への潤滑油量も増加することになる。
　ステップＳ１７のハンチング防止処理は、前記実施形態のステップＳ８と同様の処理であり、回転数と車速が異なるだけである。
　なお、図示は省略したが、前述の実施形態と同様に、以上のステップＳ１１～Ｓ１６の実行中には常にロックアップ状態であるか否かが判断され、他の条件（例えば、車速がトルコンに切り換える値まで低下するなど）によってロックアップクラッチ７がオフとなった時には、それ以降の処理は中止されてタイマはリセットされ、ステップ１０に戻る。
　このような実施形態によっても、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　建設機械のトランスミッションにおいて、低速領域におけるロックアップクラッチのロックアップ状態を可能にして燃費の向上を図りつつ、トランスミッションの潤滑油量不足を防止することができる。
１　エンジン
２　トランスミッション
３　ロックアップクラッチ付トルクコンバータ
５　オイルポンプ
２５　制御部
２６　エンジン回転数センサ
２７　車速センサ

Claims (3)

  1. 　エンジンの動力を、ロックアップクラッチ付トルクコンバータを介してトランスミッションに伝達する建設機械のトランスミッション潤滑油量を制御する潤滑油量制御装置であって、
    　ロックアップクラッチが連結状態か否かを判断するクラッチ状態判断手段と、
    　エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エンジン回転数が所定の限界回転数以下の状態が所定時間続いたか否かを判断する限界回転時間計測手段と、を含み、前記限界回転時間計測手段の計測結果に基づき、トランスミッションへの潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足しているか否かを検出する潤滑油量検出手段と、
    　ロックアップクラッチが連結状態で、かつ前記潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足している場合は、ロックアップクラッチを非連結状態にするロックアップクラッチ制御手段と、
    を備えた建設機械の潤滑油量制御装置。
  2. 　前記限界回転時間計測手段は、
    　トランスミッションにおいて選択されている変速段を検出する変速段検出手段と、
    　各変速段に対応して設定された限界回転数を記憶する限界回転数記憶手段と、
    を有し、
    　前記所定の限界回転数はトランスミッションの選択されている変速段に対応する限界回転数である、
    請求項１に記載の建設機械の潤滑油量制御装置。
  3. 　エンジンの動力をロックアップクラッチ付トルクコンバータを介してトランスミッションに伝達する建設機械のトランスミッション潤滑油量を制御する潤滑油量制御装置であって、
    　ロックアップクラッチが連結状態か否かを判断するクラッチ状態判断手段と、
    　トランスミッションの選択されている変速段を検出する変速段検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、各変速段に対応して設定された最低車速が所定時間続いたか否かを判断する最低車速時間計測手段と、を含み、前記最低車速時間計測手段の計測結果に基づき、トランスミッションへの潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足しているか否かを検出する潤滑油量検出手段と、
    　ロックアップクラッチが連結状態で、かつ前記潤滑油供給量が予め設定された供給量に不足している場合は、ロックアップクラッチを非連結状態にするロックアップクラッチ制御手段と、
    を備えた建設機械の潤滑油量制御装置。
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