JP6142168B2

JP6142168B2 - 作業車両の走行制御装置

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Publication number: JP6142168B2
Application number: JP2012150321A
Authority: JP
Inventors: 鎌田　稔; 稔鎌田
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: JP2014013054A

Description

本発明は、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含む油圧式無段変速装置と制御部とを備える作業車両の走行制御装置に関する。

従来から農用トラクタ、芝刈り機、ホイールローダ等の作業車両に、エンジンと、静油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）とを搭載し、無段変速装置は、油圧ポンプと、油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含む構成が知られている。この構成では、油圧ポンプはエンジンにより駆動され、油圧モータの回転軸の動力が歯車装置等で変速されつつ車両の車輪に伝達される。また、油圧ポンプは斜板式の可変容量型であり、斜板の角度を変更し、油圧ポンプの吐出量を増大させることで固定容量型の油圧モータの回転軸の回転速度を上昇可能とする。

特許文献１には、油圧ポンプと油圧モータとにより一体的に構成され、油圧ポンプ及び油圧モータの容量をそれぞれ連続的に調節可能とした油圧式無段変速装置が記載されている。油圧ポンプ及び油圧モータのそれぞれの側方に設けられたサーボ機構によりそれぞれの可動斜板の斜板角を回動可能としている。サーボ機構の変速操作アームの回動は、リンク機構、操作レバー等を介してマニュアルで操作するか、油圧ピストンを用いて行っている。

特許文献２には、油圧ポンプと油圧モータとを含み、油圧ポンプ及び油圧モータの一方または両方を可動斜板式の可変容積型とした油圧式無段変速装置が記載されている。この装置では、可動斜板の斜板角度を制御する油圧サーボ機構を構成し、可動斜板を傾転させるピンを減速側に移動させるアクチュエータを有し、油圧ポンプと油圧モータとを接続する閉回路のメイン油路の圧油をアクチュエータに導く負荷制御機構が設けられている。油圧モータは、停止時において最大斜板角度で保持され、走行するにしたがって斜板角度が小さくなる。また、負荷制御機構によって斜板角度を小さくする方向に制御している。

特開２００１−７１７６９号公報特開２００６−６４０１１号公報

上記の無段変速装置を搭載する作業車両の加速時において、加速操作子であるアクセルペダルが操作されると、アクセルペダルの操作に連動して油圧ポンプの可動斜板の傾斜角度が大きくなり、油圧モータの回転速度が上昇する。このため、油圧モータの回転軸に歯車機構等を介して動力伝達可能に連結される車輪の回転速度が上昇し、車両が加速する。一方、車両の減速時にアクセルペダルが非操作、すなわち踏み込み量が０になりアクセルペダルが低速側に変位すると、油圧モータの容量が一定であるため、油圧ポンプから油圧モータへの作動油の供給が急に遮断され、油圧モータから油圧ポンプへの作動油の供給も急に遮断される。このため、油圧モータの作動油の行き場がなくなり、油圧モータが急減速する原因となる。したがって、作業車両が急減速するので、作業車両の減速時の速度変化を緩やかにして、車両の挙動変化を小さくし、運転者に加わる減速の衝撃感を緩和することが望まれている。特許文献１，２に記載された無段変速装置を有する車両では、加速操作子が低速側に変位する場合の車両の急減速を緩和する面から改良の余地がある。

本発明に係る作業車両の走行制御装置の目的は、加速操作子が低速側に変位する場合の車両の急減速を緩和することである。

本発明に係る作業車両の走行制御装置は、エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、加速操作子の位置を検出する操作子センサと、前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、前記制御部は、前記加速操作子が低速側に変位することで、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのにしたがって、前記油圧モータの容量を大きくし、前記加速操作子はアクセルペダルであり、さらにブレーキペダルの位置を検出するブレーキペダルセンサを備え、前記制御部は、前記アクセルペダルの位置が操作位置から非操作位置とされた後、前記ブレーキペダルの位置が操作位置となった場合に、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのに応じて前記油圧モータの容量が大きくなる程度を、通常時よりも減速初期段階で小さくすることを特徴とする作業車両の走行制御装置である。また、本発明に係る作業車両の走行制御装置は、エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、加速操作子の位置を検出する操作子センサと、前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、前記制御部は、前記加速操作子が低速側に変位することで、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのにしたがって、前記油圧モータの容量を大きくし、前記油圧ポンプの容量に対する前記油圧モータの容量の関係を無段階または複数段階で異なる関係に設定可能な減速状態設定部を備え、前記制御部は、前記加速操作子の位置が操作位置から非操作位置となったときに、前記減速状態設定部での設定に応じて、前記油圧モータの容量を前記油圧ポンプの容量に応じて変化させることにより、車両の減速の程度を変更可能とすることを特徴とする作業車両の走行制御装置である。また、本発明に係る作業車両の走行制御装置は、エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、加速操作子の位置を検出する操作子センサと、前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、前記制御部は、前記加速操作子が低速側に変位することで、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのにしたがって、前記油圧モータの容量を大きくし、標準減速モードと、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのに応じて前記油圧モータの容量が大きくなる程度を、前記標準減速モードよりも減速初期段階で小さくする積極減速モードとのいずれかを選択可能なモード選択部を備え、前記制御部は、前記モード選択部での選択に応じたモードで前記油圧モータの容量を前記油圧ポンプの容量に応じて変化させることを特徴とする作業車両の走行制御装置である。

本発明に係る作業車両の走行制御装置によれば、車両の走行中に加速操作子が非操作等により低速側に変位した場合でも、油圧ポンプの容量が小さくなるのに伴って油圧モータの容量が大きくなる。このため、油圧モータの急減速を緩和でき、加速操作子が低速側に変位する場合の車両の急減速を緩和できる。

本発明に係る実施形態の走行制御装置を搭載する作業車両の全体構成を示す概略図である。本発明に係る実施形態の走行制御装置で制御される無段変速装置の油圧制御回路及び制御部を示す図である。図２の走行制御装置の構成を示すブロック図である。本発明に係る実施形態において、高速走行から停止制御に移行する場合に使用する油圧ポンプの斜板位置と油圧モータの容量比との関係を、複数の減速モードを用いて示す図である。本発明に係る実施形態において、油圧ポンプの斜板位置と油圧モータの容量比が同じ点と停止状態を表す点とを結ぶ複数の積極減速モードを設定した状態を示す、図４に対応する図である。本発明に係る実施形態の走行制御装置を使用して、減速制御を実行する方法を示すフローチャートである。本発明に係る実施形態において、高速走行から停止制御に移行する場合の油圧ポンプの斜板位置と油圧モータの容量比とを、比較例との関係で示す図である。本発明に係る実施形態の走行制御装置を搭載する作業車両において、アクセルペダルを非操作とした時点から車両が進む距離と車速との関係を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図８は、本発明に係る実施の形態を示す図である。図１は、本実施形態の作業車両の走行制御装置を搭載する作業車両の全体構成を示す概略図である。本実施形態の走行制御装置を搭載する作業車両は、例えば農作業を行う農用トラクタ、芝刈り作業を行う芝刈車両、土木作業を行うホイールローダ等とすることができる。

図１に示すように作業車両１０は、図示しない車両フレームと、車両フレームにそれぞれ支持されたエンジン１２、左右２つの車輪である図示しない前輪、及び左右２つの車輪である後輪１４(図１では１つのみ図示する。)と、耕うん機、芝刈り機等の作業機（図示せず）とを備える。また、車両フレームに動力伝達部である動力伝達装置１６が支持され、エンジン１２の回転力が油圧力に変換された後、再び回転力に変換されてから各前輪と各後輪１４とに伝達される。作業車両１０に設けられた図示しない運転席の前側に加速操作子であるアクセルペダル１８(図２)と制動操作子であるブレーキペダル２０(図２)とが設けられている。

図２は、本実施形態の走行制御装置で制御される無段変速装置の油圧制御回路及び制御部を示す図である。図２では、ペダル１８，２０をそれぞれ２つ示しているが、これは位置の違いを示すためのもので、実際にはそれぞれ１つが設けられている。アクセルペダル１８は踏み込むことで加速が指示され、ブレーキペダル２０は踏み込むことで制動が指示される。ブレーキペダル２０は、車輪の周辺部に設けたブレーキ装置に機械式または電気式に接続され、ブレーキペダル２０の制動に応じてブレーキ装置を使用して車輪を制動させることもできる。

各ペダル１８，２０のいずれのペダルも踏み込みがされないときには非操作となる。また、運転席の周辺部に前後進切替レバー２２及び副変速レバー２４が、それぞれ車両の前後方向の揺動可能に設けられている。前後進切替レバー２２を前側に倒すことで前進が指示され、後側に倒すことで後進が指示され、直立状態で中立状態が指示される。また、副変速レバー２４を前側に倒すことで作業機が作業位置に降下して駆動される作業モードが指示され、後側に倒すことで作業機が上昇して駆動が停止される非作業の通常走行モードが指示される。高速走行時には、副変速レバー２４で通常走行モードを指示し、作業機を上昇させた状態で走行することが行われる。

図１に戻って、動力伝達装置１６は、エンジン１２と前輪及び後輪１４との間に介在される静油圧式無段変速装置(以下、「ＨＳＴ」という。)２６と、歯車機構２８，３０と差動機構３２とを含む。ＨＳＴ２６は、ケース内に設けられ、流体的に接続された油圧ポンプ３４と油圧モータ３６とを含む。油圧ポンプ３４の回転軸はエンジン１２の回転軸に連結され、エンジン１２により駆動される。油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６は、それぞれ可動斜板３８，４０を有し、容量が連続的に変化する連続容量可変式である。すなわち、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６は閉回路を構成しており、油圧ポンプ３４の第１ポートＰ１と油圧モータ３６の第１ポートＭ１とは第１油路Ｓ１により接続され、油圧ポンプ３４の第２ポートＰ２と油圧モータ３６の第２ポートＭ２とは第２油路Ｓ２により接続される。ＨＳＴ２６は、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６により静油圧伝動を行う。油圧モータ３６及び油圧ポンプ３４では、可動斜板３８，４０の傾斜角が変更されることによりそれぞれの容量が連続的に変更可能である。

エンジン１２に補助ポンプ４２が動力伝達可能に連結されている。油圧ポンプ３４の回転軸が駆動することにより、第１ポートＰ１及び第２ポートＰ２の一方のポートから加圧された作動油が吐出され、他方のポートから作動油が吸入される。油圧ポンプ３４の可動斜板３８は斜板操作軸である操作ピン５２(図２)が移動されることにより可動斜板３８の向き及び角度が変更可能である。可動斜板３８の向きや角度により油圧ポンプ３４の吐出側及び吸入側が決定され、吐出容量も決定される。

油圧モータ３６のモータ軸４４の動力は、歯車機構２８及びクラッチを介して２つの前輪を駆動する車軸に伝達可能とされている。しかも油圧モータ３６のモータ軸４４の動力は、差動機構３２及び遊星歯車機構４６を介して左右の後輪１４に伝達可能とされている。すなわちモータ軸４４は、動力伝達装置１６を介して２つの前輪及び２つの後輪１４に作動的に連結されている。また、エンジン１２の駆動軸の動力は別のクラッチ及び別の歯車機構３０を介して作業機の回転軸に伝達可能とされている。

図２に示すように、ＨＳＴ２６のケース内に、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６のそれぞれに対応する２つの油圧式のサーボ機構４８が設けられている。各サーボ機構４８は、シリンダ内部に摺動可能に設けられたサーボピストンと、サーボピストン内に摺動可能に設けられたスプールとを含む。サーボピストンに可動斜板駆動用の操作ピン５２が係合されており、スリーブにアーム部材５４が係合されている。アーム部材５４は、中立位置保持機構５６を構成するバネの付勢力により中立位置に保持されている。中立位置保持機構５６は、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６のそれぞれに対応して２つ設けられている。アーム部材５４の両側の圧力室のうち、ソレノイド式の方向制御弁５８で選択されたいずれかの圧力室に補助ポンプ４２から加圧された作動油が導入される。このため、アーム部材５４がいずれかの方向へ駆動され、サーボ機構４８のスプールが移動する。スプールの移動によりサーボピストン内の油路とスリーブ内の油路との接続状態が切り替わり、サーボピストン両側の圧力室の補助ポンプ４２からの作動油導入側と、油溜まりへの作動油排出側とが切り替わる。このため、油圧ポンプ３４または油圧モータ３６の可動斜板３８，４０がいずれかの方向に傾斜する。可動斜板３８，４０の傾斜方向及び傾斜量は、制御部６０から方向制御弁５８に入力される制御信号に応じて決定される。

制御部６０は、ＣＰＵや、メモリ等の記憶部を有するマイクロコンピュータを含む。制御部６０には、複数の操作子センサから検出信号が入力される。すなわち、副変速レバー２４の位置は、操作子センサであるレバーセンサ６２により検出される。前後進切替レバー２２の位置は、操作子センサである第２レバーセンサ６４により検出される。アクセルペダル１８の位置は、操作子センサであるペダルセンサ６６により検出される。アクセルペダル１８が踏み込みされると、アクセルペダル１８の周辺部に設けられたペダルセンサ６６が、アクセルペダル１８の踏み込み量、すなわち操作量を検出する。

ブレーキペダル２０の操作位置は、操作子センサでありブレーキペダルセンサである第２ペダルセンサ６８により検出される。各センサ６２，６４，６６，６８の検出信号は制御部６０に入力される。本実施形態の走行制御装置６９は、上記のＨＳＴ２６と、制御部６０と、各センサ６２，６４，６６，６８とを含む。

図３に示すように、制御部６０は、油圧ポンプ容量制御部７０と、油圧モータ容量制御部７２と、記憶部７４とを含んでいる。油圧ポンプ容量制御部７０は、ペダルセンサ６６で検出されたアクセルペダル１８の位置から油圧ポンプ３４の容量を変化させる。油圧ポンプ容量制御部７０は、前後進切替レバー２２(図２)の位置が前進側（Ｆ側）である場合に、図２の油圧ポンプ３４の可動斜板をＮからＦへ、すなわち前進側の傾斜角度が大きくなるように傾斜させる。油圧ポンプ容量制御部７０は、方向制御弁５８に制御信号を出力する。この出力により、アクセルペダル１８の位置が図２で「最高速」で示される最大踏み込み位置に近くなるのにしたがって油圧ポンプ３４の容量を大きくし、図２で「停止」で示される非操作位置に近くなるのにしたがって油圧ポンプ３４の容量を小さくする。方向制御弁５８によるアーム部材５４の移動により、サーボ機構４８及び操作ピン５２を介して可動斜板３８の傾斜角度が決定される。油圧モータ３６の容量が一定であれば、油圧ポンプ３４の容量が大きくなるほど油圧モータ３６のモータ軸４４(図１)の回転速度は上昇し、前輪及び後輪１４の回転速度も上昇する。なお、本実施形態では、油圧モータ３６の動力を前輪及び後輪１４に伝達する４輪駆動型としているが、油圧モータ３６の動力を前輪のみ、または後輪１４のみに伝達する２輪駆動型とすることもできる。

図２において、前後進切替レバー２２の位置が後進側（Ｒ側）である場合には、油圧ポンプ容量制御部７０は、油圧ポンプ３４の可動斜板をＮからＲへ、すなわち後進側の傾斜角度が大きくなるように傾斜させる。また、作業車両１０(図１)にはステアリングホイール等の図示しない旋回操作子が設けられており、旋回操作子の操作位置に応じて機械式または電気式に連結された前輪を操舵可能としている。

油圧モータ容量制御部７２(図３)は、ペダルセンサ６６(図２)で検出されたアクセルペダル１８の位置から油圧モータ３６の容量を変化させる。この場合、油圧モータ３６の可動斜板４０の傾斜角、すなわちモータ軸４４(図１)の軸方向に対し直交する面に対する傾斜角度は、図２のＬ位置とＨ位置との間で連続的に変化させることができる。油圧モータ３６の可動斜板４０の傾斜角度が最大となり、Ｌ位置にある場合、油圧モータ３６は最大容量を有する。すなわちモータ軸４４の１回転で油圧モータ３６のシリンダ内でピストンにより圧縮され、吐出される作動油量が最大となる。一方、油圧モータ３６の可動斜板４０の傾斜角度が最小となり、Ｈ位置にある場合、油圧モータ３６は最小容量を有する。すなわちモータ軸４４の１回転で油圧モータ３６のシリンダ内でピストンにより圧縮され、吐出される作動油量が最小となる。このように油圧モータ３６は、最小容量と最大容量との間で容量を連続的に変化可能な構造を有する。

油圧モータ容量制御部７２は、アクセルペダル１８が操作され、アクセルペダル１８の位置が図２の「停止」位置、すなわち非操作位置から図２の「最高速」位置に向かうほど、車速の上昇量を高くするように、油圧モータ３６の可動斜板４０を図２のＬ位置からＨ位置に向かうように変化させることができる。また、油圧モータ容量制御部７２は、アクセルペダル１８の位置が図２の「停止」位置から図２の「最高速」位置に向かうにしたがって、アクセルペダル１８の踏み込み前半時に油圧モータ３６の可動斜板４０を図２のＬ位置としたままで、油圧ポンプ３４の容量を大きくして、車速を上昇させることもできる。次いで、油圧モータ容量制御部７２は、油圧ポンプ３４の可動斜板４０がＦ位置となり最大容量となった後に、アクセルペダル１８の位置が図２の「最高速」位置に向かうにしたがって、油圧モータ３６の可動斜板を図２のＬ位置からＨ位置に近づけるように変化させ、車速を上昇させることもできる。

アクセルペダル１８が非操作となると、アクセルペダル１８またはアクセルペダル１８に連結された部材の周辺部に設けられたバネの力で、アクセルペダル１８は停止位置に自動復帰する。また、高速走行時においてアクセルペダル１８が非操作となり、アクセルペダル１８の位置が高速側から低速側、すなわち踏み込んだ位置から停止位置に変位することで、油圧ポンプ容量制御部７０は油圧ポンプ３４の容量を小さくするように制御する。一方、油圧モータ容量制御部７２は、このように油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのにしたがって、油圧モータ３６の容量を大きくするように制御する。

このために制御部６０は、走行時にアクセルペダル１８の非操作により車両を減速させるときの、油圧ポンプ３４の斜板位置と油圧モータ３６の容量比との関係を表すデータを予め記憶部７４(図３)に記憶させている。

図４は、本実施形態において、高速走行から停止制御に移行する場合に使用する油圧ポンプの斜板位置と油圧モータの容量比との関係を、複数の減速モードを用いて示す図である。なお、以下の説明では、図１から図３に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。例えば記憶部７４に、「標準減速モード」を表すデータを記憶させている。この場合、油圧モータ容量制御部７２は、車両走行中にアクセルペダル１８が非操作となったと判定した場合に、記憶部７４で記憶された標準減速モードで規定される油圧ポンプ３４の斜板位置と油圧ポンプ３４の容量比との関係にしたがって、油圧モータ３６の容量を変化させる。

図４の横軸は油圧ポンプ３４の斜板位置を示しており、斜板位置１が油圧ポンプ３４が最大容量を有することを示しており、３／４、１／２、１／４の順に容量が徐々に小さくなり、斜板位置０でスタンバイ位置となる。スタンバイ位置は、油圧ポンプ３４の回転軸に対し直交する面上に可動斜板３８が位置する状態である。すなわち図４の横軸は、油圧ポンプ３４の容量に置き換えることもできる。

図４の縦軸は油圧モータ３６の容量比、すなわち油圧モータ３６が最大容量を有する場合を１として、最大容量に対する容量の比を示している。したがって容量比が１／２では、油圧モータ３６が最大容量の１／２倍の容量比を有する最小容量を有することを意味する。図４で油圧ポンプ３４の斜板位置が１で油圧モータ３６の容量比が１／２である点Ａと、油圧ポンプ３４の斜板位置が０で油圧モータ３６の容量比が１である点Ｂとを結ぶ直線を基準線ａ０として想定する。点Ａは車両が最高速で走行する状態に対応し、点Ｂは車両の停止状態に対応する。「標準減速モード」は、この基準線ａ０よりも上側に描かれる曲線で、点Ａと点Ｂとを結ぶ曲線で表される。このため、点Ａの状態から油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのにしたがって、減速初期段階で油圧モータ３６の容量が大きくなる程度を大きくし、停止直前段階で油圧モータ３６の容量が大きくなる程度を小さくしている。

また、記憶部７４には、図４に示す複数の「積極減速モード」(アグレッシブモード)を表すデータを予め記憶させている。「積極減速モード」は、「標準減速モード」を通常時として、車両走行中にアクセルペダル１８が非操作となった場合の減速の程度を、減速初期段階で「標準減速モード」よりも急激に増大させる。油圧モータ容量制御部７２は、標準減速モードを設定するか、または積極減速モードを設定するかを、ブレーキペダルの操作と非操作の違いにより決定することができる。例えばブレーキペダルが非操作であれば「標準減速モード」にしたがって油圧モータ３６の容量が油圧ポンプ３４の容量に応じて決定される。これに対して、第２ペダルセンサ６８から入力される検出信号が表すブレーキペダル２０の位置が操作位置となった場合、すなわち、ブレーキペダル２０が操作された場合に「積極減速モード」にしたがって油圧モータ３６の容量が油圧ポンプ３４の容量に応じて決定されるようにする。

「積極減速モード」は図４の標準減速モードａ１上のいずれかの点と点Ｂとを結ぶ複数の線分ｂ１、ｂ２・・・ｂ６で描かれるもので、例えば点Ａと点Ｂとを、基準線ａ０の下側を通過するように描かれる曲線ｂ１で表される。標準減速モード上のいずれの点と点Ｂとを結ぶかは、ブレーキペダル２０の操作を開始した時点での油圧ポンプ３４の斜板位置で決定される。例えば車両上の運転者がアクセルペダル１８を非操作とした後、ブレーキペダル２０を踏み始めた時点での油圧ポンプ３４の斜板位置が３／４であれば点Ｐと点Ｂとを結ぶ積極減速モードｂ４が選択され、ｂ４のモードにしたがって油圧モータ３６の容量が油圧ポンプ３４の容量に応じて変化する。また、制御部６０は、ペダルセンサ６６から入力される検出信号が表すアクセルペダル１８の位置が非操作位置になった場合に、油圧ポンプ３４の容量がスタンバイ容量になるのと同時に油圧モータ３６の容量を最大容量に変化させる。また、アクセルペダル１８の非操作後、ブレーキペダル２０が操作された場合、すなわち積極減速モードが選択された場合に、油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのに応じて油圧モータ３６の容量が大きくなる程度を、通常時である標準減速モードａ１に従う場合よりも減速初期段階で小さくする。

また、制御部６０は、減速状態設定部である感度調節ダイアル７６(図２)を含んでいる。感度調節ダイアル７６は、車両の走行時においてアクセルペダル１８が非操作となったときに停止制御を行う場合の減速の程度をユーザにより設定可能とするもので、摘み部を回すことで標準減速モードから最大積極減速モードまでのモードを複数段階または無段階で設定可能とする。例えば図４の油圧ポンプ３４の斜板位置と油圧モータ３６の容量比との関係が同じ点と、点Ｂとを結ぶ複数の積極減速モードを表す線分を設定することができる。

図５は、油圧ポンプの斜板位置と油圧モータの容量比が同じ点と停止状態を表す点とを結ぶ複数の積極減速モードを設定した状態を示す、図４に対応する図である。図５では、標準減速モードを表す曲線ａ１上の点Ｐと点Ｂとを結ぶ複数の線分ｂ４１、ｂ４２、ｂ４３、ｂ４４を設定し、これらの線分に対応して複数の積極減速モードを設定している。感度調節ダイアル７６は摘み部を回すことで複数の積極減速モードｂ４１、ｂ４２、ｂ４３、ｂ４４のいずれか１つまたは標準減速モードａ１を設定可能としている。感度調節ダイアル７６を用いて減速初期の減速強度を調節できる。感度調節ダイアル７６で積極減速モードを設定した場合、ブレーキペダル２０の操作による積極減速モードの設定を適用しない構成とすることができる。

このような積極減速モードが設定された場合にはアクセルペダル１８の非操作時点で、ブレーキペダル２０が非操作でも、設定された積極減速モードで油圧モータ３６の容量を変化させることができる。図５では、油圧ポンプ３４の斜板位置と油圧モータ３６の容量比とがそれぞれ同じ点Ｐと停止状態を表す点Ｂとを結ぶ複数の積極減速モードｂ４１、ｂ４２、ｂ４３、ｂ４４を表す線分のみを示しているが、標準減速モードａ１上の複数の点に応じてそれぞれ感度調節ダイアル７６の設定に応じた複数の積極減速モードを設定できる。なお、図４、図５において、記憶部７４に標準減速モードを表す曲線ａ１上で積極減速モードを表す線分との交差点が記憶されていない点では、標準減速モードａ１上のその点の両側で記憶されている積極減速モードから補間または予め設定した関係式を用いてその点での積極減速モードを設定できる。

図６は、本実施形態の走行制御装置を使用して、減速制御を実行する方法を示すフローチャートである。ステップＳ１０(以下ではステップＳは単にＳという。)で制御部６０でアクセルペダル１８がオフ、すなわち非操作であると判定されると、Ｓ１２でブレーキペダル２０がオンすなわち操作されたことと、感度調節ダイアル７６で積極減速モードが設定されたこととの少なくとも一方が成立したか否かが判定される。Ｓ１２の判定結果が肯定であるときはＳ１４で積極減速モードが実行される。積極減速モードでは、図４、図５等で設定された積極減速モードを表す関係に応じて油圧モータ３６の容量を油圧ポンプ３４の容量に応じて変化させ、車両を減速させ、停止させる。これに対して、Ｓ１２の判定結果が否定である場合、Ｓ１６に移行して図４の曲線ａ１で表される標準減速モードで油圧モータ３６の容量を油圧ポンプ３４の容量に応じて変化させ、減速させ、再びＳ１０のステップに戻る。すなわち図６のＥＮＤに達するとＳＴＡＲＴに戻り、これを繰り返す。

このような本実施形態の作業車両の走行制御装置によれば、車両の走行中にアクセルペダル１８が非操作により低速側に変位した場合でも、油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのに伴って油圧モータ３６の容量が大きくなる。このため、油圧モータ３６の急減速を緩和でき、アクセルペダル１８が低速側に変位する場合の車両の急減速を緩和できる。したがって、運転者に加わる減速の衝撃感を緩和できる。また、油圧ポンプ３４及び油圧モータ３６をそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式としているので、車両の最高速度を高くできるのにもかかわらず、アクセルペダル１８の非操作による減速の衝撃感を最高速度が低い車両の場合に近づけることができる。このため、運転者による車両の操縦性が向上する。

図７は、本実施形態において、高速走行から停止制御に移行する場合の油圧ポンプ３４の斜板位置と油圧モータ３６の容量比とを、比較例との関係で示す図である。図７の「比較例」の欄で示すように、比較例は、車両の高速走行中にアクセルペダル１８が非操作となったときに、油圧ポンプ３４の斜板位置は１から０に向かって容量が小さくなるように変化するが、油圧モータ３６の容量比が１／２で一定に維持される。この場合、上記の図４で油圧モータ３６の容量比が１／２である横軸上を右から左へ移行するのと同じである。この場合、油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのに油圧モータ３６の容量が小さいままであるので、閉回路での油圧ポンプ３４から吐出される作動油や油圧モータ３６から吐出される作動油の行き場がなくなり、油圧モータ３６のモータ軸４４が急減速する。このため、アクセルペダル１８の非操作時に作業車両１０が急減速して、運転者に加わる減速の衝撃感が大きくなる可能性がある。

本実施形態の場合、図７の「本発明」の欄で示すように、車両の高速走行中にアクセルペダル１８が非操作となったときに、油圧ポンプ３４の斜板位置は１から０に向かって容量が小さくなるとともに、油圧モータ３６の容量比が１／２から１に向かって容量が大きくなる。このため、油圧モータ３６の急減速を緩和して、アクセルペダル１８の非操作時の車両の減速を緩やかにし、運転者に加わる減速の衝撃感を緩和できる。なお、車両が最高速にないときのアクセルペダルの非操作での油圧モータ３６の容量は、図５の曲線ａ１上の点Ａと点Ｂとの間の油圧ポンプ３４の斜板位置から決定される。

また、車両が最高速での高速走行中にアクセルペダル１８が非操作となると、図４の点Ａから曲線ａ１で示される標準減速モードに沿って減速されるので、油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのにしたがって油圧モータ３６の容量が徐々に大きくなる。しかも点Ａと点Ｂとを直線で結ぶ基準線ａ０よりも上側で曲線ａ１が設定されているので、減速初期段階で油圧モータ３６の容量が大きくなる程度が大きくなり、油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのにしたがってその油圧モータ３６の容量が大きくなる程度が徐々に小さくなる。このため、アクセルペダル１８が非操作となった時点での運転者に加わる減速の衝撃感をより緩和できる。車速が十分に低下した状態、すなわち油圧ポンプ３４の容量が十分に小さくなった状態で油圧モータ３６の容量が大きくなる程度は小さくなるが、このような低速領域では運転者に加わる減速の衝撃感は十分に小さい。

図８は、本実施形態の走行制御装置を搭載する作業車両において、アクセルペダル１８を非操作とした時点から車両が進む距離と車速との関係を示す図である。図８のＫ１は本実施形態で最高速Ｖ１からアクセルペダル１８を非操作とした場合の距離と車速との関係を示しており、Ｊ１は比較例の場合を示している。「標準減速モード」にしたがうＫ１では車速の低下が緩やかであるが比較例のＪ１では車速の低下が急である。Ｋ１とＪ１とを比較すれば明らかなように本実施形態によれば、高速走行中でのアクセルペダル１８の非操作時の減速の衝撃感を緩和できる。また、十分に速度が低下した図８のα領域で車速が急に低下しても車速の絶対値自体が十分に小さいので、衝撃感は十分に小さい。

また、制御部６０は、ペダルセンサ６６から入力される検出信号が表すアクセルペダル１８の位置が非操作位置になった場合に、油圧ポンプ３４の容量がスタンバイ容量になるのと同時に油圧モータ３６の容量を最大容量に変化させる。このため、車両の停止直前でも車両の急減速を十分に小さくできる。

また、制御部６０は、ペダルセンサ６６から入力される検出信号が表すアクセルペダル１８の位置が操作位置から非操作位置とされた後、第２ペダルセンサ６８から入力される検出信号が表すブレーキペダル２０の位置が操作位置となった場合や、感度調節ダイアル７６で積極減速モードが設定されている場合に、油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのに応じて油圧モータ３６の容量が大きくなる程度を、通常時よりも減速初期段階で小さくする。このため、運転者の操作に基づいて車両の減速度を減速初期段階で通常時よりも高くして、車両を短い距離で停止させることができる。

図８のＫ２、Ｋ３は積極減速モードにしたがって減速させる場合を示している。Ｋ２は、図５の点Ａから積極減速モードを示す曲線ｂ１に沿って減速させる場合に対応する。Ｋ３はアクセルペダル１８の非操作後、ある速度Ｖ２に達した時点でブレーキペダル２０を操作する場合を示している。図８のＪ１、Ｋ１とＫ２とを比較すれば明らかなように、本実施形態では、減速時に油圧モータ３６の容量を一定のままとする比較例の場合に比べて、減速時の衝撃感を小さくしつつ、通常時である標準減速モードよりも短い距離で車両を停止させることができる。この場合、減速初期時の衝撃感は標準減速モードに従うよりも大きくなるが、障害物の迅速回避等のための運転者の急停止要求に、より迅速に対応できる。この場合、ＨＳＴ２６の油圧ブレーキ機能を有効利用できる。また、感度調節ダイアル７６で減速の程度を設定可能であり、ユーザにより減速時の衝撃感を調節できる。

なお、図４において、点Ａと点Ｂとを結ぶ線分として、標準減速モードをａ１とする場合に、積極減速モードとして、直線状のａ０で示される関係を使用することもできる。また、積極減速モードをｂ１とする場合に、標準減速モードとして、直線状のａ０で示される関係を使用することもできる。なお、感度調節ダイアル７６で、積極減速モードを設定した場合に、アクセルペダル１８の非操作時点からではなく、ブレーキペダル２０の操作時点から、感度調節ダイアル７６で設定された積極減速モードに従って減速制御を行うこともできる。また、感度調節ダイアル７６で無段階で減速初期時の減速強度を調節することもできる。例えば、図５のモードｂ４１、ｂ４２・・・で規定されない間のモードは、両側の規定されたモードｂ４１、ｂ４２・・・から、補間または予め設定した関係式を用いて設定することができる。

また、上記の感度調節ダイアル７６を省略することもできる。この場合、ブレーキペダル２０の操作により図４の積極減速モードｂ１、ｂ２・・・等で減速制御される。また、感度調節ダイアル７６の代わりに、走行制御装置６９が図２に示すモード選択部であるモード選択スイッチ７８を備えるようにすることもできる。モード選択スイッチ７８は、標準減速モードと積極減速モードとのいずれかをユーザにより選択可能としている。「積極減速モード」は、油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのに応じて油圧モータ３６の容量が大きくなる程度を、「標準減速モード」よりも減速初期段階で小さくするモードであり、例えば図４のｂ１、ｂ２・・・ｂ６で示される。制御部６０は、モード選択スイッチ７８での選択に応じたモードで油圧モータ３６の容量を油圧ポンプ３４の容量に応じて変化させる。その他の構成は、上記の実施形態と同様である。このようにモード選択スイッチ７８を使用する場合も、感度調節ダイアル７６で積極減速モードを設定する場合と同様の効果を得られる。また、モード選択部として、モード選択スイッチ７８の代わりに、モード選択ボタンまたは液晶表示部を使用して、標準減速モードと積極減速モードとのいずれかをユーザにより選択可能とすることもできる。

なお、上記では加速操作子としてアクセルペダル１８を使用する場合を説明したが、加速操作子として運転席周辺部に変速レバーを設けることもできる。例えば、変速レバーを前後に揺動可能として前側に倒すことで前進速度を高くすることを、後側に倒すことで後進速度を高くすることを指示することができる。この場合、変速レバーの直立位置が中立位置となり速度が０となることを指示する。このような変速レバーを使用する場合でも制御部６０は、高速走行中に変速レバーが０に近づく、すなわち低速側に変位することで油圧ポンプ３４の容量が小さくなるのにしたがって、油圧モータ３６の容量を大きくする構成を採用できる。この構成でも上記の実施形態と同様の効果を得られる。

なお、上記の実施形態では積極減速モードを設定する場合を説明したが、ブレーキペダル２０の操作にかかわらず積極減速モードを設定しない構成を採用することもできる。

１０作業車両、１２エンジン、１４後輪、１６動力伝達装置、１８アクセルペダル、２０ブレーキペダル、２２前後進切替レバー、２４副変速レバー、２６無段変速装置（ＨＳＴ）、３４油圧ポンプ、３６油圧モータ、３８，４０可動斜板、４４モータ軸、５８方向制御弁、６０制御部、６２レバーセンサ、６４第２レバーセンサ、６６ペダルセンサ、６８第２ペダルセンサ、６９走行制御装置、７０油圧ポンプ容量制御部、７２油圧モータ容量制御部、７４記憶部、７６感度調節ダイアル、７８モード選択スイッチ。

Claims

エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、
加速操作子の位置を検出する操作子センサと、
前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記加速操作子が低速側に変位することで、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのにしたがって、前記油圧モータの容量を大きくし、
前記加速操作子はアクセルペダルであり、
さらにブレーキペダルの位置を検出するブレーキペダルセンサを備え、
前記制御部は、前記アクセルペダルの位置が操作位置から非操作位置とされた後、前記ブレーキペダルの位置が操作位置となった場合に、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのに応じて前記油圧モータの容量が大きくなる程度を、通常時よりも減速初期段階で小さくすることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、
加速操作子の位置を検出する操作子センサと、
前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記加速操作子が低速側に変位することで、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのにしたがって、前記油圧モータの容量を大きくし、
前記油圧ポンプの容量に対する前記油圧モータの容量の関係を無段階または複数段階で異なる関係に設定可能な減速状態設定部を備え、
前記制御部は、前記加速操作子の位置が操作位置から非操作位置となったときに、前記減速状態設定部での設定に応じて、前記油圧モータの容量を前記油圧ポンプの容量に応じて変化させることにより、車両の減速の程度を変更可能とすることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
エンジンと車輪との間に介在される油圧式無段変速装置であって、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに流体的に接続される油圧モータとを含み、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータはそれぞれ容量が連続的に変化する連続容量可変式である油圧式無段変速装置と、
加速操作子の位置を検出する操作子センサと、
前記加速操作子の位置から前記油圧ポンプの容量を変化させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記加速操作子が低速側に変位することで、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのにしたがって、前記油圧モータの容量を大きくし、
標準減速モードと、前記油圧ポンプの容量が小さくなるのに応じて前記油圧モータの容量が大きくなる程度を、前記標準減速モードよりも減速初期段階で小さくする積極減速モードとのいずれかを選択可能なモード選択部を備え、
前記制御部は、前記モード選択部での選択に応じたモードで前記油圧モータの容量を前記油圧ポンプの容量に応じて変化させることを特徴とする作業車両の走行制御装置。