JP3031431B2 - ブルドーザの自動変速制御装置 - Google Patents

ブルドーザの自動変速制御装置

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JP3031431B2 JP3164970A JP16497091A JP3031431B2 JP 3031431 B2 JP3031431 B2 JP 3031431B2 JP 3164970 A JP3164970 A JP 3164970A JP 16497091 A JP16497091 A JP 16497091A JP 3031431 B2 JP3031431 B2 JP 3031431B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction

Landscapes

  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ブルドーザの自動変速
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ブルドーザの自動変速制御装置
は、トルクコンバータと、変速機と、変速機の速度段を
制御する制御弁と、車速検出器(変速機出力軸回転数を
検出し、車速に換算する)と、車速検出器からの信号を
受けて制御弁に信号を発信するコントローラとから構成
され、車速が予め定められた変速開始車速よりも大きく
なるとコントローラは制御信号を制御弁に発信して変速
機を変速するようになっている。変速は、変速機内の速
度段を設定する複数の油圧クラッチを制御弁から吐出さ
れる圧油により係合、開放して行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成によると、掘削押土作業時の走行装置のスリップ又は
走行路面の凹凸により車速が急激に変動するときに車速
が変速開始車速をよぎって頻繁に増減するので、頻繁な
シフトアップあるいはシフトダウンがなされる。シフト
アップあるいはシフトダウンの変速時には変速機内の油
圧クラッチが一時的に開放されて走行装置に出力される
けん引力が途切れるので、頻繁な変速があると、けん引
性能低下するという問題がある。
【0004】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たもので、負荷の急変動による車速の急激な変化に対し
ても、頻繁に変速することなく、けん引性能低下する
ことのない、ブルドーザの自動変速制御装置を提供する
ことを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的達成のため、
第1発明は、エンジンの出力軸に取着されているトル
コンバータと、トルクコンバータの出力軸に取着されて
いる変速機と、変速機の出力軸回転数を検出する変速機
出力軸回転数検出器と、変速機の速度段を制御する制御
弁と、車速けん引力曲線の隣接する速度段間の交点に対
応する通常時変速開始回転数を予め記憶し、変速機出力
軸回転数検出器により検出される変速機出力軸回転数が
通常時変速開始回転数よりも大きくなったら変速開始す
る指令を制御弁に出力して変速機を変速するコントロー
ラとを備えたブルドーザの自動変速制御装置において、
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器及び
トルクコンバータの出力軸回転数を検出するトルクコン
バータ出力軸回転数検出器を付設し、コントローラは、
予め所定の負荷変動率閾値及び通常時変速開始回転数よ
りも大きい所定の急負荷時変速開始回転数を記憶し、エ
ンジン回転数及びトルクコンバータ出力軸回転数に基づ
いて演算した車両のけん引力を時間的に微分して負荷変
動率を演算し、負荷変動率が所定の負荷変動率閾値より
も大きいとき、かつ変速機出力軸回転数が急負荷時変速
開始回転数よりも大きくなったときに変速開始する指令
を制御弁に出力する構成としている。第2発明は、第1
発明に基づいて、車体の前後方向の車体傾斜角度を検出
する傾斜角度検出器を付設し、前記負荷変動率は、コン
トローラにおいて、エンジン回転数及びトルクコンバー
タ出力軸回転数に基づいて演算した車両のけん引力から
傾斜角度検出器からの車体傾斜角度に応じた車体重量の
分力分を差し引いて求めた値を時間的に微分して演算さ
れる構成としている。
【0006】
【作用】上記構成によれば、通常時には、変速機出力軸
回転数が所定の通常時変速開始回転数よりも大きくなっ
たらコントローラから変速指令が制御弁に出力されて変
速される。エンジン回転数及びトルクコンバータ出力軸
回転数から演算されるトルクコンバータ速度比とトルク
コンバータ性能データとに基づいて演算される車両のけ
ん引力、即ち車体への負荷を時間的に微分して負荷変動
率求める。求めた負荷変動率が予め記憶した負荷変動率
閾値よりも大きいとき、かつ変速機出力軸回転数が所定
の急負荷時変速開始回転数よりも大きいときにコントロ
ーラは変速 指令を制御弁に出力して変速する。急負荷時
変速開始回転数は、通常時変速開始回転数よりも大きい
値を有しており、負荷の急変時に車速が短時間の間に加
速、減速しても変速機出力軸回転数が急負荷時変速開始
回転数よりも大きくなるまでは変速しないので変速が頻
繁に起きることがない。これにより、けん引力が連続し
て走行装置に出力されるのでけん引力特性の優れたブル
ドーザの自動変速制御装置が得られる。また、傾斜地に
おいても、傾斜角度検出器により車体の前後方向の車体
傾斜角度を検出して車体傾斜角度に応じた車体重量の分
力分を演算し、車両のけん引力から演算した分力分を引
いて車体に外部からかかる掘削押土負荷のみを求めてい
る。このように、傾斜角度の影響を除去した掘削押土負
荷のみに基づいて負荷変動率を演算しているので、傾斜
地における作業時の変速時期も車体の外部からかかる掘
削押土負荷のみにより決定される。これにより、傾斜地
における掘削押土作業に適した車速段に変速されるので
けん引力特性の優れたブルドーザの自動変速制御装置が
得られる。
【0007】
【実施例】以下に、本発明に係るブルドーザの自動変速
制御装置について、図面を参照して詳述する。図1は自
動変速制御装置の構成図であり、1はエンジンであり、
2はトルクコンバータであり、3はエンジン回転数検出
器であり、4は車体の長手方向の車体傾斜角度を検出す
傾斜角度検出器であり、5は車体の前進及び後進のい
ずれかを指令する前後進レバーであり、6はトルクコン
バータ(以降、トルコンと呼ぶ)出力軸回転数検出器で
ある。10は変速機で、11は前進クラッチであり、1
2は後進クラッチであり、13は1速クラッチであり、
14は2速クラッチであり、15は3速クラッチであ
る。16は変速機出力軸回転数検出器であり、これによ
り車速を検出する。17はエンジン動力を左右の走行装
置に分配する横軸装置であり、18は走行装置にけん引
力を出力するスプロケットである。20は変速機制御用
制御弁であり、21は後進クラッチ弁であり、22は
前進クラッチ弁であり、23は3速クラッチ弁であり、
24は2速クラッチ弁であり、25は1速クラッチ弁で
ある。26はコントローラであり、エンジン回転数検出
器3と、傾斜角度検出器4と、前後進レバー5と、トル
コン出力軸回転数検出器6と、変速機出力軸回転数検出
器16と、電子モジュレーションバルブ20の各クラッ
チ弁とそれぞれ接続している。
【0008】図2はブルドーザの車速けん引力曲線であ
り、縦軸はけん引力を示し、横軸は車速を示す。けん引
力曲線31は1速、けん引力曲線32は2速、けん引力
曲線33は3速である。図から明らかなごとく、各速度
段のけん引力曲線はa点、b点で交差し、a点より低速
域ではけん引力曲線31が最大のけん引力を示し、a点
とb点との間ではけん引力曲線32が最大のけん引力を
示し、b点より高速域ではけん引力曲線33が最大のけ
ん引力を示している。即ち、a点およびb点に対応する
車速を変速開始車速として設定し、車速が変速開始車速
よりも大きくなったときに変速すれば、ブルドーザは太
い実線で示すように常に最大のけん引力で走行すること
となる。
【0009】次に自動変速方法について説明する。通常
走行においては、前後進レバーを前進にするとコント
ローラ26は信号を前進クラッチ弁22と、1速クラッ
チ弁25に送って車両を前進1速で発進させる。車両が
次第に加速すると、変速機出力軸回転数検出器16から
の信号を受けたコントローラ26は、車速がa点に対応
する車速v1 に達すると、2速クラッチ弁24に信号を
送って変速機を2速に変速する。2速から3速への変速
は車速がb点に対応する車速v2 に達すると同様の手順
で行われ、車両は常に最大のけん引力で走行するように
制御される。
【0010】車両にかかる負荷が急変し、車速が急激に
変化した場合の変速方法について、図3のフローチャー
トに従って説明する。ステップ52で変速レバー5を前
進または後進に操作する。ステップ53でコントローラ
26で前進か否かを判断し、YESの場合はステップ5
4で前進クラッチ弁22および1速クラッチ弁25に制
御信号を発信し、前進クラッチおよび1速クラッチを係
して車両を発進させる。
【0011】車両が加速を始めると、ステップ55でエ
ンジン回転数を検出し、ステップ56でトルコン出力軸
回転数を検出する。ステップ57でコントローラ26は
演算して、エンジン回転数Neとトルコン出力軸回転数
Ntからトルコン速度比e=Nt/Neを求め、求めた
トルコン速度比及び予めコントローラ26に記憶してい
トルコン性能データに基づきトルコン出力軸トルクを
算出し、変速機速度段の減速比を考慮して車両のけん引
力Fmを算出する。
【0012】ステップ58で傾斜角度検出器4により
出した車体傾斜角度θを検出し、ステップ59でコント
ローラ26は車両の負荷FをF=Fm−Wsinθ
(Wは車両重量)から求める。
【0013】ステップ60では負荷Fの時間変化率から
負荷変動率αを求める。ステップ61で負荷変動率αと
予め定めた負荷変動率閾値Aとを比較し、α≦AがYE
Sの場合には急激な負荷変動ではないので、ステップ6
2で変速機回転数検出器16により検出される変速機出
力軸回転数Nmと、車速v1 のときの変速機出力軸回転
数Nmである通常時変速開始回転数n1 と比較して、
Nm≧n1 がYESの場合にはステップ63で2速に変
速する。Nm≧n1 がNOの場合には、1速を保持して
ステップ55の処理に戻る。
【0014】ステップ61でα≦AがNOの場合は急激
な負荷変動であるので、ステップ64で変速機出力
転数Nmと後述する急負荷時変速開始回転数n2 とを比
較する。急激な負荷変動の場合は短時間のうちに車速が
加速、減速を繰り返す可能性がある。急激な負荷変動の
場合は短時間のうちに車速が加速、減速を繰り返す可能
性がある。その場合、車速がn2 に達して2速に変速す
ると、その直後に減速して1速に変速するという操作を
頻繁に繰り返すことになり、けん引性能が低下する。
【0015】それを防止するために、急負荷時変速開始
回転数n2 の値を通常時変速開始回 転数n1 よりも所定
の回転数だけ大きい値に設定してある。例えば前進1速
から前進2速への変速時には通常時変速開始回転数n1
570rpmに対して急負荷時変速開始回転数n2
606rpmに設定する。即ち、変速開始速度をV1か
図2の走行性能曲線の点線に示すv3 に変更する。V
3はn2に対応した車速である。そして、ステップ64
でNm≧n2 がYESの場合にはステップ65で2速に
変速する。NOの場合には1速を保持してステップ55
処理に戻る。このようにすれば、負荷が急変動して車
速が多少の加速、減速を繰り返しても車速がV3に達し
ないと変速機は1速から2速に変速しないので、頻繁な
変速は行われず、けん引性能を低下させることはない。
【0016】以上、前進1速から前進2速へのシフトア
ップの場合について詳述したが、前進2速から前進3速
へのシフトアップの場合にも同様の変速処理がなされ
る。また、後進の場合にも同様な変速処理がなされる。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したごとく、通常時には、変速
機出力軸回転数が所定の通常時変速開始回転数よりも大
きくなったらコントローラから変速指令が制御弁に出力
されて変速される。エンジン回転数、トルクコンバータ
出力軸回転数及び車体傾斜角度に基づいて演算される車
体への負荷の時間的微分値である負荷変動率が予め記憶
した負荷変動率閾値よりも大きいとき、かつ変速機出力
軸回転数が所定の急負荷時変速開始回転数よりも大きい
ときにコントローラは変速指令を制御弁に出力して変速
する。急負荷時変速開始回転数は、通常時変速開始回転
数よりも大きい値を有しており、負荷の急変時に車速が
短時間の間に加速、減速しても変速機出力軸回転数が急
負荷時変速開始回転数よりも大きくなるまでは変速しな
いので変速が頻繁に起きることがない。これにより、け
ん引力が連続して走行装置に出力されるのでけん引力特
性の優れたブルドーザの自動変速制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動変速機の構成図である。
【図2】ブルドーザの走行性能曲線である。
【図3】自動変速のフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン 2 トルクコンバータ 3 エンジン回転数検出器 4 傾斜角度検出器 5 前後進レバー 6 トルコン出力軸回転数検出器 10 変速機 16 変速機出力軸回転数検出機 20 電子制御モジュレーションバルブ 26 コントローラ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン(1)の出力軸に取着されている
    トルクコンバータ(2)と、 トルクコンバータ(2)の出力軸に取着されている変速機
    (10)と、 変速機(10)の出力軸回転数(Nm)を検出する変速機出力軸
    回転数検出器(16)と、変速機(10)の速度段を制御する制
    御弁(21-25)と、 車速けん引力曲線の隣接する速度段間の各交点(a)に対
    応する通常時変速開始回転数(n1)を予め記憶し、変速機
    出力軸回転数検出器(16)により検出される変速機出力軸
    回転数(Nm)が通常時変速開始回転数(n1)よりも大きくな
    ったら変速開始する指令を制御弁(21-25)に出力して変
    速機(10)を変速するコントローラ(26)とを備えたブルド
    ーザの自動変速制御装置において、 エンジン(1)の回転数を検出するエンジン回転数検出器
    (3)及びトルクコンバータ(2)の出力軸回転数(Nt)を検出
    するトルクコンバータ出力軸回転数検出器(6)を付設
    し、 コントローラ(26)は、予め所定の負荷変動率閾値(A)及
    び通常時変速開始回転数(n1)よりも大きい所定の急負荷
    時変速開始回転数(n2)を記憶し、エンジン回転数(Ne)及
    びトルクコンバータ出力軸回転数(Nt)に基づいて演算し
    た車両のけん引力(Fm)を時間的に微分して負荷変動率
    (α)を演算し、負荷変動率(α)が所定の負荷変動率閾値
    (A)よりも大きいとき、かつ変速機出力軸回転数(Nm)が
    急負荷時変速開始回転数(n2)よりも大きいときに変速
    開始する指令を制御弁(21-25)に出力することを特徴と
    するブルドーザの自動変速制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のブルドーザの自動変速制
    御装置において、 車体の前後方向の車体傾斜角度(θ)を検出する傾斜角度
    検出器(4)を付設し、 前記負荷変動率(α)は、コントローラ(26)において、エ
    ンジン回転数(Ne)及びトルクコンバータ出力軸回転数(N
    t)に基づいて演算した車両のけん引力(Fm)から傾斜角度
    検出器(4)からの車体傾斜角度(θ)に応じた車体重量(W)
    の分力分を差し引いて求めた値を時間的に微分して演算
    されることを特徴とするブルドーザの自 動変速制御装
    置。
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WO2008066169A1 (fr) * 2006-11-30 2008-06-05 Tcm Corporation Dispositif de commande de passage de vitesse pour véhicule industriel
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