JP3813576B2

JP3813576B2 - Wheel loader

Info

Publication number: JP3813576B2
Application number: JP2002361655A
Authority: JP
Inventors: 勝彦徳田; 優二古瀬; 周平松本
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: JP2004190615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のトルク特性が設定されたエンジンを備えてなるホイールローダに関する。
【０００２】
【従来技術】
ホイールローダなどの作業用車両に適用される従来のトルク特性切換装置は、エンジンへの燃料噴射量を制御してエンジンのトルクを制御するエレクトリック・コントロール・モジュールと、これに電気的に接続されるＯＮ／ＯＦＦ式の切換スイッチなどから構成されている。上記エレクトリック・コントロール・モジュールには、ホイールローダの作業内容に応じた負荷に対応するために２つのトルク特性が予め設定されている。具体的には、これらのうち一のトルク特性が他のトルク特性に比べて同じエンジン回転速度に対して高いトルク値になるように設定されている。これにより、ホイールローダは、走行しているときのような通常の負荷の場合（ノーマルモード）および作業中に牽引力などを増加させる必要がある場合（パワーモード）に対応した運転が可能になっている。
【０００３】
この構成では、例えば、オペレータがホイールローダの牽引力などを増加させる必要があると判断した場合には、オペレータは手動操作で切換スイッチをＯＮ状態にする。これにより、エレクトリック・コントロール・モジュールがトルク特性をノーマルモードからパワーモードに切り換え、このパワーモードに対応するトルク特性に従ってエンジンへの燃料噴射量を制御する。逆に、作業用車両が走行中などの場合には大きな牽引力などを必要としないので、オペレータは手動操作で切換スイッチをＯＦＦ状態にする。これにより、エレクトリック・コントロール・モジュールがトルク特性をパワーモードからノーマルモードに切り換え、このノーマルモードに対応するトルク特性に従ってエンジンへの燃料噴射量を制御する。
【０００４】
ところで、かかる先行技術は文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来のトルク特性切換装置ではホイールローダの運転状態（作業内容）に応じてその都度オペレータが手動操作（切換スイッチの操作）を行う必要がある。このような操作をホイールローダの運転操作中に行うのは非常に煩わしいことである。そこで、この煩わしさを避けるためにホイールローダを運転操作している間パワーモードにすることも考えられる。しかしながら、ホイールローダはその作業内容によって必要な負荷が異なるので、常にパワーモードにすることは却って不必要な燃料を消費することとなり燃費を悪化させる。
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、トルク特性を極めて容易に切り換えることができ、さらに省エネルギを実現することができるホイールローダを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明装置は、上記の課題を解決するために、複数のトルク特性が設定されたエンジンを備えてなるホイールローダであって、車速段及び前進後退を切り換えるために操作されて手動変速モードと自動変速モードとを有するシフトレバーと、前記シフトレバーからの情報に基づいてトランスミッションを制御すると共に、前記シフトレバー及び前記車速センサからの入力情報に基づいてトルク特性を切り換えるための情報を出力するトランスミッションコントローラと、前記トランスミッションコントローラからの出力情報に基づいて切り換えるトルク特性に対応する前記エンジンへの燃料噴射量を演算し、該演算結果に基づいてエンジンへの燃料噴射量を制御するエレクトリック・コントロール・モジュールと、を備え、前記トランスミッションコントローラは、前記シフトレバーが前進かつ手動変速モードである場合には、車速段が１速であると高トルクのパワーモードに切り換える情報を出力し、車速段が１速でないと低トルクのノーマルモードに切り換える情報を出力する一方、前記シフトレバーが前進かつ自動変速モードである場合には、前記車速センサの計測値が所定値以下であると高トルクのパワーモードに切り換える情報を出力し、所定値を超えると低トルクのノーマルモードに切り換える情報を出力することを特徴とする。
【０００８】
前記トランスミッションコントローラと前記エレクトリック・コントロール・モジュールとの間に介設されており、前記トランスミッションコントローラから入力された情報に応じてトルク特性を切り換える情報を前記エレクトリック・コントロール・モジュールに出力するオートモードと、手動でトルク特性を切り換える情報を前記エレクトリック・コントロール・モジュールに出力するマニュアルモードとを有するトルク特性切換スイッチをさらに備えていてもよい。
【０００９】
本発明方法は、複数のトルク特性が設定されたエンジンを備えてなる車両のトルク特性切換方法において、車両の運転状態に関する情報を検出する検出工程と、検出された情報に基づいて複数のトルク特性のうちいずれか一のトルク特性から他のトルク特性に切り換えるための情報を出力する情報出力工程と、該情報に基づいて切り換えたトルク特性に対応する、エンジンへの燃料噴射量を演算し、該演算結果に基づいてエンジンへの燃料噴射量を制御する制御工程とを備えてなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図５は、本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置が適用されるホイールローダの側面図である。なお、ホイールローダはトルク特性切換装置が適用される車両の一例である。ホイールローダＷＬは車体Ｄを備え、車体Ｄの下部前方および下部後方に一対の車輪１４がそれぞれ設けられている。車体Ｄの前方部にはアームＡの基端部が回動自在に取り付けられ、アームＡを昇降するアームシリンダＡＣの一端部が車体Ｄの前方部に取り付けられ、その他端部がアームＡの基端部側に取り付けられている。アームＡの先端部にはバケットＢが回動自在に取り付けられている。さらに、バケットＢはレバーＬを介して車体Ｄの前方部に回動自在に取り付けられたバケットシリンダＢＣに接続されている。このバケットシリンダＢＣによって図５中の矢符が示すようにバケットＢを回動することができるようになっている。
【００１６】
また、車体Ｄには、２つのトルク特性が設定された、動力を発生するエンジン１１が搭載されている。エンジン１１には、燃料をエンジン１１に噴射する燃料噴射装置１７および上記のアームシリンダＡＣなどからなるアクチュエータ１６に作動油を圧送する油圧ポンプ１５が装着されている。また、エンジン１１には、トルクコンバータ１２を介してホイールローダＷＬの走行速度（車速）を変えるトランスミッション１３が接続されている。トランスミッション１３は車輪１４に連結され、エンジン１１から車輪１４に動力を伝達している。さらに、車体ＤにはホイールローダＷＬの走行方向を変更するステアリングシリンダＳＣが設けられ、これにより車体Ｄが操舵される。
【００１７】
また、車体Ｄには操作室ＯＲが搭載され、この中には車体Ｄを操舵するステアリングＳ、トランスミッション１３を操作するシフトレバー２０、作業機としてのアームＡおよびバケットＢを操作する作業機操作レバーＭ、並びに、これらを操作することによってホイールローダＷＬの運転を制御する制御器が設けられている。
【００１８】
上記のホイルローダＷＬは、主に土砂ＬＤを掘削しこれを持ち上げダンプトラック（図示せず）などに積み込む作業を行う場合に使用される。一般的な掘削（突込みと掘り起こし）および積み込み作業の手順として、はじめに車体Ｄが土砂ＬＤなどに向かって前進し、その駆動力（トルク）によってバケットＢを土砂ＬＤに突込ませる。この時、車体ＤおよびバケットＢには土砂ＬＤからの抵抗力が発生し、これに対抗するためアクチュエータ１６を動かさない状態でホイルローダＷＬの車輪１４に大きなトルクが必要となる。
【００１９】
次に、土砂ＬＤを掘り起こすためにバケットＢをゆっくり上昇・回動させる。この時、車輪１４には土砂ＬＤからの抵抗力に対抗する大きなトルクが必要となり、アクチュエータ１６には確実に土砂ＬＤをバケットＢに入れるための最大掘削力を発生させる作業能力（駆動力）が必要となる。
【００２０】
そして、掘り起こし完了後、バケットＢに積載した土砂ＬＤを持ち上げ、ダンプトラックなどに積み込みを行う。この場合、作業効率の観点からアームＡおよびバケットＢをそれぞれ速く上昇および回動させる必要があるが、車輪１４に必要なトルクは掘削時に必要なトルクに比べて小さい。
【００２１】
以上のようにホイルローダＷＬの作業内容に応じて車輪１４に必要なトルクおよびアクチュエータ１６に必要な動力が異なるので、これらの状態に対応すべく本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置が使用される。以下、本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置の系統図である。トルク特性切換装置は、トランスミッションコントローラ（Ｔ／Ｍコントローラ）２１、このトランスミッションコントローラ２１に電気的に接続されるトルク特性切換スイッチ２２、および、このトルク特性切換スイッチ２２に電気的に接続されるエレクトリック・コントロール・モジュール（ＥＣＭ）２３を備える。なお、上記トランスミッションコントローラ２１およびトルク特性切換スイッチ２２が本発明の情報出力手段を構成し、エレクトリック・コントロール・モジュール２３が本発明の制御手段を構成する。
【００２３】
トランスミッションコントローラ２１はシフトレバー２０に配線２０ａ、２０ｂを介して接続されており、これにより、オペレータにより入力されたシフトレバー２０からの車速段および前進後退の情報を受信する。また、トランスミッションコントローラ２１はエンジン１１の出力軸（図示せず）に設けられた回転速度センサ２４に配線２４ａを介して接続されており、これにより、エンジン１１の出力軸の回転速度を受信する。また、トランスミッションコントローラ２１は配線２５ａを介してトランスミッション１３の出力軸（図示せず）に設けられた車速センサ２５に接続されており、これにより、トランスミッション１３の出力軸の回転速度を受信する。なお、上記シフトレバー２０、回転速度センサ２４および車速センサ２５が本発明の検出手段を構成する。
【００２４】
さらに、トランスミッションコントローラ２１は、配線２１ａ、２１ｂを介してトランスミッション１３およびトルク特性切換スイッチ２２にそれぞれ接続されている。これにより、トランスミッションコントローラ２１はトランスミッション１３に車速段および前進後退の情報を送信する。また、トランスミッションコントローラ２１は、シフトレバー２０からの前進後退および車速段、回転速度センサ２４からの回転速度、並びに、車速センサ２５からの回転速度などの情報に基づいてトルク特性を切り換えるための情報を、トルク特性切換スイッチ２２を介してエレクトリック・コントロール・モジュール２３に送信する。より具体的には、例えば、シフトレバー２０がいわゆるマニュアル（手動変速）モードである場合、前進後退および車速段などの情報をトルク特性切換スイッチ２２を介してエレクトリック・コントロール・モジュール２３に送信する。また、シフトレバー２０がいわゆるオートマティック（自動変速）モードである場合、マニュアルモードの速度段の情報に代えて車速センサ２５からの回転速度の情報をトルク特性切換スイッチ２２を介してエレクトリック・コントロール・モジュール２３に送信する。
【００２５】
上記トルク特性切換スイッチ２２は、４つの接点ＡＡ、ＢＢ、ＣＣ、ＤＤを備える。このうち接点ＡＡは配線２１ａを介して上記トランスミッションコントローラ２１に接続されている。接点ＢＢは開放されており、接点ＣＣはアースされている。接点ＤＤは配線２２ａを介してエレクトリック・コントロール・モジュール２３に接続されている。そして、トルク特性切換スイッチ２２は接点ＤＤと３つの接点ＡＡ、ＢＢ、ＣＣのいずれか一つと電気的に接続することによって後述のエレクトリック・コントロール・モジュール２３に予め設定されたトルク特性が切り替わるようになっている。これらのうち、接点ＢＢまたは接点ＣＣと接点ＤＤとを接続する場合が従来のマニュアルモードであり、接点ＡＡと接点ＤＤと接続する場合がオートモードである。そして、マニュアルモードでは、接点ＢＢと接点ＤＤとを接続することによりＯＦＦ信号をエレクトリック・コントロール・モジュール２３に出力する。同様に、接点ＣＣと接点ＤＤとを接続することによりＯＮ信号をエレクトリック・コントロール・モジュール２３に出力する。一方、オートモードでは、トランスミッションコントローラ２１がトルク特性切換スイッチ２２を経由してＯＮ／ＯＦＦ信号をエレクトリック・コントロール・モジュール２３に出力する。
【００２６】
上記エレクトリック・コントロール・モジュール２３は配線２３ａを介して燃料噴射装置１７に接続されている。また、エレクトリック・コントロール・モジュール２３には、図２に示すようなトルク特性（トルクカーブ）に対応した、エンジン１１への燃料噴射量が予め設定されている。図２はエンジン１１のトルクカーブの一例を示しており、縦軸はエンジン１１から車輪１４に伝達されるトルクであり、横軸はエンジン回転速度である。図示するようにパワーモードのトルクカーブはノーマルモードのトルクカーブに比べて同じエンジン回転速度に対するエンジンのトルクが高く設定されている。図中の「無負荷時」のトルクカーブはホイールローダＷＬのアクチュエータ１６を作動させない場合を示しており、「荷役、ステアリング操作時」のトルクカーブはアクチュエータ１６を作動させた場合を示している。この場合、エンジン１１の駆動力の一部分がアクチュエータ１６に分配され、エンジン１１から車輪１４に分配される動力が少なくなるので、車輪１４に伝達するトルクが小さくなっている。また、図中のトルクコンバータ吸収トルクカーブはエンジン１１とトルクコンバータ１２とを連結したときの性能曲線である。そして、トルクコンバータ吸収トルクカーブとトルクカーブとの交点Ａ１〜Ａ３が実際にエンジン１１から車輪１４に伝達されるトルクを示している。上記のエンジン１１への燃料噴射量はこれらの交点Ａ１〜Ａ３に対応して設定されている。図示するように「荷役、ステアリング操作時」に、ノーマルモード（交点Ａ１）からパワーモード（交点Ａ２）に切り換えることによってエンジン１１のトルクとエンジン回転速度とが上昇する。一方、「無負荷時」では、交点Ａ３のようにノーマルモードからパワーモードに切り換えても（交点Ａ３）エンジン１１のトルクおよびエンジン回転速度は上昇しない。以上のようにホイールローダＷＬが大きなトルクを必要とするときに大きなトルクを出力することができるように設定されている。なお、図２に示すトルクカーブは一例である。
【００２７】
そして、エレクトリック・コントロール・モジュール２３は、上記トランスミッションコントローラ２１またはトルク特性切換スイッチ２２からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいてノーマルモードまたはパワーモードに切り換える。その後、エレクトリック・コントロール・モジュール２３は、切り換えたモードに対応するエンジン１１への燃料噴射量を演算し、その演算結果を燃料噴射装置１７に出力する。この出力結果に基づいて燃料噴射装置１７はエンジン１１への燃料噴射量を制御する。
【００２８】
なお、上記トルク特性切換スイッチ２２がオートモードのみである場合には、トランスミッションコントローラ２１とエレクトリック・コントロール・モジュール２３とを直接接続しても構わない。これにより、トルク特性切換スイッチ２２を省くことができ、本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置が簡素化される。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置の処理フローについて図３および図４に基づいて説明する。図３は、シフトレバー２０からの車速段および前進後退の情報に基づいてトルク特性を切り換える場合の処理フローを示している。図４は、シフトレバー２０からの前進後退と、シフトレバー２０からの車速段または車速センサ２５からのトランスミッション１３の出力軸の回転速度との情報に基づいてトルク特性を切り換える場合の処理フローを示している。
【００３０】
図３に基づいて、まずトルク特性切換スイッチ２２がオートモードとされている（接点ＡＡと接点ＤＤが接続されている）か否かが調べられる（Ｓ１）。トルク特性切換スイッチ２２がオートモードである場合、シフトレバー２０からトランスミッションコントローラ２１に入力されたホイールローダＷＬの走行方向が前進であるか否かが調べられる（Ｓ２）。さらに、シフトレバー２０からトランスミッションコントローラ２１に入力されたホイールローダＷＬの車速段が１速であるか否かが調べられる（Ｓ３）。シフトレバー２０からトランスミッションコントローラ２１に入力されたホイールローダＷＬの走行方向が前進であり、かつ車速段が一速である場合には、エレクトリック・コントロール・モジュール２３がトルク特性をパワーモードに切り換える（Ｓ４）。
【００３１】
ステップＳ１においてトルク特性切換スイッチ２２がオートモードでない場合、すなわちマニュアルモードの場合には、さらにトルク特性切換スイッチ２２がＯＮ状態（接点ＣＣと接点ＤＤが接続されている）またはＯＦＦ状態（接点ＢＢと接点ＤＤとが接続されている）のいずれであるかが判断される（Ｓ６）。トルク特性切換スイッチ２２がＯＮ状態である場合には、エレクトリック・コントロール・モジュール２３がトルク特性をパワーモードに切り換える（Ｓ４）。トルク特性切換スイッチ２２がＯＦＦ状態である場合、エレクトリック・コントロール・モジュール２３がトルク特性をノーマルモードに切り換える（Ｓ５）。
【００３２】
ステップＳ２においてシフトレバー２０からトランスミッションコントローラ２１に入力されたホイールローダＷＬの走行方向が前進でない場合、エレクトリック・コントロール・モジュール２３がトルク特性をノーマルモードに切り換える（Ｓ５）。同様に、ステップＳ３においてシフトレバー２０からトランスミッションコントローラ２１に入力されたホイールローダＷＬの車速段が１速でない場合、エレクトリック・コントロール・モジュール２３がトルク特性をノーマルモードに切り換える（Ｓ５）。
【００３３】
次に、図４に基づいて、ステップＳ１〜Ｓ６までは上述したとおりであるので、ここではステップＳ７〜Ｓ９について説明する。まず、ステップＳ１においてトルク特性切換スイッチ２２がオートモードである場合、シフトレバー２０がオートマティックモードであるか否かが調べられる（Ｓ７）。シフトレバー２０がオートマティックモードである場合には、シフトレバー２０からトランスミッションコントローラ２１に入力されたホイルローダＷＬの走行方向が前進であるか否かが調べられる（Ｓ８）。ホイルローダＷＬの走行方向が前進である場合には、トランスミッションコントローラ２１に入力された車速センサ２５の計測値が所定値以下であるか否かが調べられる（Ｓ９）。ここで、所定値とは、マニュアルモードにおける車速段が１速である場合に相当する。
【００３４】
ステップＳ９で車速センサ２５の計測値が所定値以下である場合には、エレクトリック・コントロール・モジュール２３がトルク特性をパワーモードに切り換える（Ｓ４）。車速センサ２５の計測値が所定値を超える場合には、エレクトリック・コントロール・モジュール２３がトルク特性をノーマルモードに切り換える（Ｓ５）。
【００３５】
ステップＳ８においてホイルローダＷＬの走行方向が前進でない場合には、エレクトリック・コントロール・モジュール２３がトルク特性をノーマルモードに切り換える（Ｓ５）。
【００３６】
なお、本実施の形態では、選択しうるトルク特性を２つとしているが本発明ではかかる構成に限定されない。すなわち、選択し得るトルク特性を３つ以上としても構わない。そのために、例えば、エレクトリック・コントロール・モジュールに車速をパラメータとした３つ以上のトルク特性に対応する、エンジンへの燃料噴射量を予め設定する。これにより、エレクトリック・コントロール・モジュールは、車速センサからトランスミッションコントローラに入力された車速に基づいてトルク特性を所定のトルク特性に切り換えることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、トルク特性を極めて容易に切り換えることができ、さらに省エネルギを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置の系統図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置のトルクカーブの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置がシフトレバーからの車速段および前進後退の情報に基づいてトルク特性を切り換える場合の処理フロー図を示している。
【図４】本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置が、シフトレバーからの前進後退と、シフトレバーからの車速段または車速センサからのトランスミッションの出力軸の回転速度との情報に基づいてトルク特性を切り換える場合の処理フロー図を示している。
【図５】本発明の実施の形態に係るトルク特性切換装置が適用されるホイールローダの側面図である。
【符号の説明】
１１エンジン
１２トルクコンバータ
１３トランスミッション
２０シフトレバー
２１トランスミッションコントローラ
２２トルク特性切換スイッチ
２３エレクトリック・コントロール・モジュール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wheel loader comprising an engine having a plurality of torque characteristic is set.
[0002]
[Prior art]
A conventional torque characteristic switching device applied to a work vehicle such as a wheel loader is electrically connected to an electric control module that controls the engine torque by controlling the amount of fuel injected into the engine. It is composed of an ON / OFF type changeover switch and the like. In the electric control module, two torque characteristics are preset in order to cope with a load corresponding to the work content of the wheel loader. Specifically, one of these torque characteristics is set to have a higher torque value for the same engine speed than the other torque characteristics. As a result, the wheel loader can be operated in the case of a normal load such as when traveling (normal mode) and the case where the traction force or the like needs to be increased during work (power mode). Yes.
[0003]
In this configuration, for example, when the operator determines that it is necessary to increase the traction force of the wheel loader, the operator manually turns on the changeover switch. Thus, the electric control module switches the torque characteristic from the normal mode to the power mode, and controls the fuel injection amount to the engine according to the torque characteristic corresponding to the power mode. Conversely, when the work vehicle is traveling, a large traction force or the like is not required, so the operator manually turns the changeover switch off. Thus, the electric control module switches the torque characteristic from the power mode to the normal mode, and controls the fuel injection amount to the engine according to the torque characteristic corresponding to the normal mode.
[0004]
By the way, since this prior art is not related to the literature known invention, there is no prior art document information to be described.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional torque characteristic switching device, it is necessary for the operator to perform manual operation (switch switch operation) each time according to the operation state (work content) of the wheel loader. It is very troublesome to perform such an operation during the driving operation of the wheel loader. Therefore, in order to avoid this bothersomeness, it can be considered that the power mode is set while the wheel loader is operated. However, since the load required for the wheel loader differs depending on the content of the work, the power mode is always set to the power mode, and unnecessary fuel is consumed, and the fuel consumption is deteriorated.
[0006]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wheel loader capable of switching torque characteristics very easily and further realizing energy saving.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the device of the present invention is a wheel loader including an engine having a plurality of torque characteristics, and is operated to switch between a vehicle speed stage and a forward and backward movement, and is operated in a manual shift mode and an automatic mode. a shift lever having a shift mode, and controls the transmission based on information from the shift lever, the transmission controller for outputting information for switching the torque characteristics based on the shift lever and the input information from the vehicle speed sensor If, electric control calculates the fuel injection quantity to the previous SL engine that corresponds to the switching Ru torque characteristics based on the output information from said transmission controller controls the fuel injection amount to the engine based on the calculation result · a module, wherein the transmitter When the shift lever is in the forward shift and manual shift mode, the controller outputs information for switching to the high torque power mode if the vehicle speed is 1st speed, and the low torque if the vehicle speed is not 1st speed. While outputting the information for switching to the normal mode, when the shift lever is in the forward and automatic transmission mode, the information for switching to the high torque power mode is output if the measured value of the vehicle speed sensor is equal to or less than a predetermined value, characterized that you output information for switching exceeding a predetermined value and the normal mode of low torque.
[0008]
An auto mode that is interposed between the transmission controller and the electric control module, and outputs information for switching torque characteristics according to information input from the transmission controller to the electric control module; A torque characteristic changeover switch having a manual mode for outputting information for manually switching torque characteristics to the electric control module may be further provided .
[0009]
The method of the present invention is a torque characteristic switching method for a vehicle comprising an engine in which a plurality of torque characteristics are set, a detection step for detecting information relating to the driving state of the vehicle, and a plurality of torque characteristics based on the detected information. An information output step of outputting information for switching from any one of the torque characteristics to another torque characteristic, and calculating a fuel injection amount to the engine corresponding to the torque characteristic switched based on the information, And a control step of controlling the fuel injection amount to the engine based on the calculation result.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 5 is a side view of a wheel loader to which the torque characteristic switching device according to the embodiment of the present invention is applied. The wheel loader is an example of a vehicle to which the torque characteristic switching device is applied. The wheel loader WL includes a vehicle body D, and a pair of wheels 14 are provided on the lower front side and the lower rear side of the vehicle body D, respectively. A base end portion of the arm A is rotatably attached to the front portion of the vehicle body D, one end portion of the arm cylinder AC that moves up and down the arm A is attached to the front portion of the vehicle body D, and the other end portion is the base portion of the arm A. It is attached to the end side. A bucket B is rotatably attached to the tip of the arm A. Further, the bucket B is connected via a lever L to a bucket cylinder BC that is rotatably attached to the front portion of the vehicle body D. The bucket B can be rotated by the bucket cylinder BC as indicated by an arrow in FIG.
[0016]
The vehicle body D is equipped with an engine 11 that generates power and has two torque characteristics. The engine 11 is equipped with a fuel injection device 17 that injects fuel into the engine 11 and a hydraulic pump 15 that pumps hydraulic oil to an actuator 16 including the arm cylinder AC. Further, a transmission 13 that changes the traveling speed (vehicle speed) of the wheel loader WL is connected to the engine 11 via a torque converter 12. The transmission 13 is connected to the wheel 14 and transmits power from the engine 11 to the wheel 14. Furthermore, the vehicle body D is provided with a steering cylinder SC that changes the traveling direction of the wheel loader WL, and the vehicle body D is steered.
[0017]
The vehicle body D is equipped with an operation room OR, in which a steering wheel S for steering the vehicle body D, a shift lever 20 for operating the transmission 13, an arm A as a work machine, and a work machine operation lever for operating the bucket B. M and a controller for controlling the operation of the wheel loader WL by operating these are provided.
[0018]
The wheel loader WL is mainly used when excavating the earth and sand LD and lifting it and loading it onto a dump truck (not shown). As a procedure for general excavation (plunging and digging) and loading work, first, the vehicle body D moves forward toward the earth and sand LD and the like, and the bucket B is thrust into the earth and sand LD by its driving force (torque). At this time, a resistance force from the earth and sand LD is generated in the vehicle body D and the bucket B, and a large torque is required for the wheel 14 of the wheel loader WL in a state where the actuator 16 is not moved to counter this.
[0019]
Next, in order to dig up the earth and sand LD, the bucket B is slowly raised and rotated. At this time, the wheel 14 needs a large torque to resist the resistance force from the earth and sand LD, and the actuator 16 has a working ability (driving force) for generating the maximum excavation force for reliably putting the earth and sand LD into the bucket B. Necessary.
[0020]
Then, after completion of digging, the earth and sand LD loaded in the bucket B is lifted and loaded onto a dump truck or the like. In this case, from the viewpoint of work efficiency, it is necessary to raise and rotate the arm A and the bucket B, respectively, but the torque required for the wheel 14 is smaller than the torque required for excavation.
[0021]
As described above, the torque required for the wheel 14 and the power required for the actuator 16 differ depending on the work contents of the wheel loader WL, so that the torque characteristic switching device according to the embodiment of the present invention is used to cope with these conditions. Is done. Hereinafter, a torque characteristic switching device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
[0022]
FIG. 1 is a system diagram of a torque characteristic switching device according to an embodiment of the present invention. The torque characteristic switching device includes a transmission controller (T / M controller) 21, a torque characteristic changeover switch 22 electrically connected to the transmission controller 21, and an electric motor electrically connected to the torque characteristic changeover switch 22. A control module (ECM) 23 is provided. The transmission controller 21 and the torque characteristic changeover switch 22 constitute information output means of the present invention, and the electric control module 23 constitutes control means of the present invention.
[0023]
The transmission controller 21 is connected to the shift lever 20 via wires 20a and 20b, thereby receiving vehicle speed and forward / reverse information from the shift lever 20 input by the operator. The transmission controller 21 is connected to a rotation speed sensor 24 provided on an output shaft (not shown) of the engine 11 via a wiring 24a, and thereby receives the rotation speed of the output shaft of the engine 11. Further, the transmission controller 21 is connected to a vehicle speed sensor 25 provided on an output shaft (not shown) of the transmission 13 via a wiring 25a, thereby receiving the rotational speed of the output shaft of the transmission 13. The shift lever 20, the rotation speed sensor 24, and the vehicle speed sensor 25 constitute detection means of the present invention.
[0024]
Furthermore, the transmission controller 21 is connected to the transmission 13 and the torque characteristic changeover switch 22 via wires 21a and 21b, respectively. As a result, the transmission controller 21 transmits vehicle speed and forward / backward information to the transmission 13. The transmission controller 21 also provides information for switching torque characteristics based on information such as forward and backward movement from the shift lever 20 and the vehicle speed stage, the rotation speed from the rotation speed sensor 24, and the rotation speed from the vehicle speed sensor 25. Then, it is transmitted to the electric control module 23 via the torque characteristic changeover switch 22. More specifically, for example, when the shift lever 20 is in a so-called manual (manual shift) mode, information such as forward / reverse and vehicle speed is transmitted to the electric control module 23 via the torque characteristic changeover switch 22. When the shift lever 20 is in the so-called automatic (automatic shift) mode, the information on the rotational speed from the vehicle speed sensor 25 is replaced by the electric control module via the torque characteristic changeover switch 22 instead of the information on the speed stage in the manual mode. 23.
[0025]
The torque characteristic changeover switch 22 includes four contacts AA, BB, CC, and DD. Among these, the contact AA is connected to the transmission controller 21 via the wiring 21a. The contact BB is open and the contact CC is grounded. The contact DD is connected to the electric control module 23 via the wiring 22a. The torque characteristic changeover switch 22 is electrically connected to the contact DD and any one of the three contacts AA, BB, and CC so that the torque characteristic preset in the electric control module 23 described later is switched. It has become. Among these, the case where the contact BB or the contact CC and the contact DD are connected is the conventional manual mode, and the case where the contact AA and the contact DD are connected is the auto mode. In the manual mode, an OFF signal is output to the electric control module 23 by connecting the contact BB and the contact DD. Similarly, an ON signal is output to the electric control module 23 by connecting the contact CC and the contact DD. On the other hand, in the auto mode, the transmission controller 21 outputs an ON / OFF signal to the electric control module 23 via the torque characteristic changeover switch 22.
[0026]
The electric control module 23 is connected to the fuel injection device 17 via a wiring 23a. In the electric control module 23, a fuel injection amount to the engine 11 corresponding to torque characteristics (torque curve) as shown in FIG. FIG. 2 shows an example of the torque curve of the engine 11, the vertical axis is the torque transmitted from the engine 11 to the wheels 14, and the horizontal axis is the engine rotation speed. As shown in the figure, the torque curve in the power mode is set to have a higher engine torque for the same engine speed than the torque curve in the normal mode. The torque curve at “no load” in the figure shows the case where the actuator 16 of the wheel loader WL is not operated, and the torque curve at “load handling and steering operation” shows the case where the actuator 16 is operated. In this case, a part of the driving force of the engine 11 is distributed to the actuator 16 and the power distributed from the engine 11 to the wheel 14 is reduced, so that the torque transmitted to the wheel 14 is reduced. A torque converter absorption torque curve in the figure is a performance curve when the engine 11 and the torque converter 12 are connected. The intersections A1 to A3 between the torque converter absorption torque curve and the torque curve indicate the torque actually transmitted from the engine 11 to the wheels 14. The fuel injection amount to the engine 11 is set corresponding to these intersections A1 to A3. As shown in the figure, the torque of the engine 11 and the engine rotation speed are increased by switching from the normal mode (intersection A1) to the power mode (intersection A2) during “loading and steering operation”. On the other hand, at “no load”, even if the normal mode is switched to the power mode as at the intersection A3 (intersection A3), the torque of the engine 11 and the engine speed do not increase. As described above, the wheel loader WL is set so that it can output a large torque when it needs a large torque. The torque curve shown in FIG. 2 is an example.
[0027]
The electric control module 23 switches to the normal mode or the power mode based on the ON / OFF signal from the transmission controller 21 or the torque characteristic changeover switch 22. Thereafter, the electric control module 23 calculates the fuel injection amount to the engine 11 corresponding to the switched mode, and outputs the calculation result to the fuel injection device 17. Based on the output result, the fuel injection device 17 controls the fuel injection amount to the engine 11.
[0028]
When the torque characteristic changeover switch 22 is only in the auto mode, the transmission controller 21 and the electric control module 23 may be directly connected. Thereby, the torque characteristic switching switch 22 can be omitted, and the torque characteristic switching device according to the embodiment of the present invention is simplified.
[0029]
Next, a processing flow of the torque characteristic switching device according to the embodiment of the present invention will be described based on FIG. 3 and FIG. FIG. 3 shows a processing flow in the case of switching the torque characteristics based on the vehicle speed and forward / reverse information from the shift lever 20. FIG. 4 shows a processing flow in the case of switching the torque characteristics based on the information of the forward and backward movement from the shift lever 20 and the vehicle speed stage from the shift lever 20 or the rotational speed of the output shaft of the transmission 13 from the vehicle speed sensor 25. ing.
[0030]
Based on FIG. 3, it is first checked whether or not the torque characteristic changeover switch 22 is set to the auto mode (the contact AA and the contact DD are connected) (S1). When the torque characteristic changeover switch 22 is in the auto mode, it is checked whether or not the traveling direction of the wheel loader WL input from the shift lever 20 to the transmission controller 21 is forward (S2). Further, it is checked whether or not the vehicle speed stage of the wheel loader WL input from the shift lever 20 to the transmission controller 21 is the first speed (S3). When the traveling direction of the wheel loader WL input from the shift lever 20 to the transmission controller 21 is forward and the vehicle speed stage is first speed, the electric control module 23 switches the torque characteristic to the power mode (S4). ).
[0031]
When the torque characteristic changeover switch 22 is not in the auto mode in step S1, that is, in the manual mode, the torque characteristic changeover switch 22 is further in the ON state (contact CC and contact DD are connected) or OFF state (contact BB and Is determined (S6). If the torque characteristic changeover switch 22 is in the ON state, the electric control module 23 switches the torque characteristic to the power mode (S4). If the torque characteristic selector switch 22 is in the OFF state, the electric control module 23 switches the torque characteristic to the normal mode (S5).
[0032]
When the traveling direction of the wheel loader WL input from the shift lever 20 to the transmission controller 21 in step S2 is not forward, the electric control module 23 switches the torque characteristic to the normal mode (S5). Similarly, if the vehicle speed stage of the wheel loader WL input from the shift lever 20 to the transmission controller 21 in step S3 is not the first speed, the electric control module 23 switches the torque characteristics to the normal mode (S5).
[0033]
Next, since steps S1 to S6 are as described above based on FIG. 4, steps S7 to S9 will be described here. First, when the torque characteristic changeover switch 22 is in the auto mode in step S1, it is checked whether or not the shift lever 20 is in the automatic mode (S7). When the shift lever 20 is in the automatic mode, it is checked whether or not the traveling direction of the wheel loader WL input from the shift lever 20 to the transmission controller 21 is forward (S8). When the traveling direction of the wheel loader WL is forward, it is checked whether or not the measured value of the vehicle speed sensor 25 input to the transmission controller 21 is equal to or less than a predetermined value (S9). Here, the predetermined value corresponds to the case where the vehicle speed stage in the manual mode is the first speed.
[0034]
If the measured value of the vehicle speed sensor 25 is less than or equal to the predetermined value in step S9, the electric control module 23 switches the torque characteristic to the power mode (S4). When the measured value of the vehicle speed sensor 25 exceeds the predetermined value, the electric control module 23 switches the torque characteristic to the normal mode (S5).
[0035]
If the traveling direction of the wheel loader WL is not forward in step S8, the electric control module 23 switches the torque characteristic to the normal mode (S5).
[0036]
In the present embodiment, two torque characteristics are selectable, but the present invention is not limited to such a configuration. That is, three or more torque characteristics can be selected. For this purpose, for example, the fuel injection amount to the engine corresponding to three or more torque characteristics with the vehicle speed as a parameter is preset in the electric control module. Thus, the electric control module can switch the torque characteristic to a predetermined torque characteristic based on the vehicle speed input from the vehicle speed sensor to the transmission controller.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, torque characteristics can be switched very easily, and further energy saving can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a torque characteristic switching device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a torque curve of the torque characteristic switching device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a process flow diagram when the torque characteristic switching device according to the embodiment of the present invention switches torque characteristics based on vehicle speed and forward / backward information from a shift lever.
FIG. 4 shows a torque characteristic switching device according to an embodiment of the present invention based on information on forward / backward movement from a shift lever and a vehicle speed stage from the shift lever or a rotational speed of an output shaft of a transmission from a vehicle speed sensor. The processing flowchart in the case of switching a torque characteristic is shown.
FIG. 5 is a side view of a wheel loader to which a torque characteristic switching device according to an embodiment of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
11 Engine 12 Torque converter 13 Transmission 20 Shift lever 21 Transmission controller 22 Torque characteristic selector switch 23 Electric control module

Claims

複数のトルク特性が設定されたエンジンを備えてなるホイールローダであって、
車速段及び前進後退を切り換えるために操作されて手動変速モードと自動変速モードとを有するシフトレバーと、
前記シフトレバーからの情報に基づいてトランスミッションを制御すると共に、前記シフトレバー及び前記車速センサからの入力情報に基づいてトルク特性を切り換えるための情報を出力するトランスミッションコントローラと、
前記トランスミッションコントローラからの出力情報に基づいて切り換えるトルク特性に対応する前記エンジンへの燃料噴射量を演算し、該演算結果に基づいてエンジンへの燃料噴射量を制御するエレクトリック・コントロール・モジュールと、を備え、
前記トランスミッションコントローラは、
前記シフトレバーが前進かつ手動変速モードである場合には、車速段が１速であると高トルクのパワーモードに切り換える情報を出力し、車速段が１速でないと低トルクのノーマルモードに切り換える情報を出力する一方、
前記シフトレバーが前進かつ自動変速モードである場合には、前記車速センサの計測値が所定値以下であると高トルクのパワーモードに切り換える情報を出力し、所定値を超えると低トルクのノーマルモードに切り換える情報を出力することを特徴とするホイールローダ。A wheel loader comprising an engine having a plurality of torque characteristics,
A shift lever operated to switch between vehicle speed and forward / reverse, and having a manual shift mode and an automatic shift mode;
Controls the transmission based on information from the shift lever, a transmission controller for outputting information for switching the torque characteristics based on the shift lever and the input information from the vehicle speed sensor,
Calculates the fuel injection quantity to the previous SL engine that corresponds to the switching Ru torque characteristics based on the output information from said transmission controller, electric control module for controlling the fuel injection amount to the engine based on the calculation result and, with a,
The transmission controller
When the shift lever is in the forward and manual shift mode, information for switching to the high torque power mode is output if the vehicle speed stage is 1st speed, and information for switching to the low torque normal mode if the vehicle speed stage is not 1st speed. While outputting
When the shift lever is in the forward and automatic shift mode, information for switching to the high torque power mode is output if the measured value of the vehicle speed sensor is equal to or less than a predetermined value, and the low torque normal mode is exceeded if the measured value exceeds the predetermined value. A wheel loader characterized in that it outputs information for switching to .

前記トランスミッションコントローラと前記エレクトリック・コントロール・モジュールとの間に介設されており、前記トランスミッションコントローラから入力された情報に応じてトルク特性を切り換える情報を前記エレクトリック・コントロール・モジュールに出力するオートモードと、手動でトルク特性を切り換える情報を前記エレクトリック・コントロール・モジュールに出力するマニュアルモードとを有するトルク特性切換スイッチをさらに備えている請求項１記載ホイールローダ。 An auto mode that is interposed between the transmission controller and the electric control module, and outputs information for switching torque characteristics according to information input from the transmission controller to the electric control module; 2. The wheel loader according to claim 1 , further comprising a torque characteristic changeover switch having a manual mode for outputting information for manually switching torque characteristics to the electric control module .