JPH1089467A - ローダの変速装置及び変速方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフトダウンによるローダの操作性を向上さ
せるとともに、ローダの機械的保護を可能にするローダ
の変速装置及び変速方法を提供する。 【解決手段】 ローダの制御装置に、前進又は後進時に
低速段へと強制的又は自動的にシフトダウンさせると
き、車両速度がトランスミッション１３の第１機械的許
容速度を下回る場合に切り換え可能とする第１制限手
段、又は、前後進切換時に低速段へとシフトダウンさせ
るとき、前記車両速度がトランスミッション１３の第２
機械的許容速度を下回る場合に切り換え可能とする第２
制限手段を設け、速度段の切り換えに際して、クラッチ
１５の吸収エネルギ率がクラッチの材質と形状で決まる
許容値からきまる許容車両速度と比較し、この許容車両
速度を下回る場合に切換可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ショベル等の作業
機を車体前部に有し、四輪駆動されるホイールローダ等
のローダの変速装置及び変速方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にホイールローダはショベルで地山
を掘削し、それをダンプトラックに積み込むために使用
される。図１２は、ホイールローダの掘削からダンプト
ラックへの積み込みの一連の運転パターンを示すもの
で、これはＶシェープ運転と呼ばれる比較的頻度の多い
運転パターンである。

【０００３】このＶシェープ運転（矢印で示す運転(1)
〜(5) ）で最も作業時間を短くするためには、次のよう
に運転することが求められる。すなわち、ホイールロー
ダ１０１を前進２速（Ｆ２）で地山１０２に向かって高
速で前進し（運転(1) ）、地山１０２に近づくと（０．
５ｍ〜１．０ｍ）、掘削作業を行う場合の牽引力を大き
くするために前進１速（Ｆ１）で地山１０２に突っ込む
（運転(2) ）、掘削が終了すると、ホイールローダ１０
１を掘削作業位置から後進２速（Ｒ２）で高速で後退さ
せ（運転(3) ）、続いてホイールローダ１０１の走行方
向を切り換えてダンプトラック１０３にＦ２で高速接近
させる（運転(4) ）。ダンプトラック１０３への積み込
み作業が完了すると、ダンプトラック１０３からＲ２で
高速で離れる（運転(5) ）。

【０００４】ところで、前述した運転(1) のＦ２から運
転(2) のＦ１への切換は、左手でステアリングハンドル
を持ち、右手に操作機レバーを持った状態で行うため、
操作機レバーの先端にシフトダウンスイッチを設け、こ
のダウンシフトスイッチを押すことで、Ｆ２からＦ１へ
強制的に切り換わるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このダウンシフトスイ
ッチは、Ｖシェープ運転に対応するため、Ｆ２からＦ１
へ強制的のシフトだけになっているため、種々の作業状
況に対応する必要があるホイールローダにとって限定し
すぎた操作条件になっている。そこで、例えばＦ４から
の一気のシフトダウンを可能とするように、ダウンシフ
トスイッチの適用範囲を広げると、車体に過大な振動や
エンジンブレーキが生じる。

【０００６】そのため、特開平６−１１０２１号公報に
は、エンジン回転数の関数としてシフトダウン可能値を
設け、シフトダウン可能値以下の場合にシフトダウンを
実施する変速装置及び変速方法が提案されている。シフ
トダウン可能値はエンジン回転数が低いほど低くなり、
シフトダウンできる領域が狭くなる。その結果、ダウン
シフトスイッチによる操作性を制限するという問題点が
ある。またエンジン回転数が高いほど、シフトダウンで
きる領域が広くなるが、機械的に無理なシフトダウンに
なるという問題点があった。

【０００７】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、シフトダウンによ
るローダの操作性を向上させるとともに、ローダの機械
的保護を可能にするローダの変速装置及び変速方法を提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、前進又は後進、及び複数の速度段と
に切換可能なクラッチを有するトランスミッションと、
車両速度を検出する車速センサと、この車速センサから
の入力に基づき前記トランスミッションの切換を制御す
る制御装置とを備え、前記制御装置に、(1) 前進又は後
進時に低速段へと強制的又は自動的にシフトダウンさせ
るとき、前記車両速度が前記トランスミッションの第１
機械的許容速度を下回る場合に切り換え可能とする第１
制限手段、又は、(2) 前後進切換時に自動的に低速段へ
とシフトダウンさせるとき、前記車両速度が前記トラン
スミッションの第２機械的許容速度を下回る場合に切り
換え可能とする第２制限手段の少なくとも一つを設けた
ローダの変速装置である。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、前
記第１、第２機械的許容速度は、前記クラッチの吸収エ
ネルギ率がクラッチの材質と形状で決まる許容値以下と
なるように定められている変速装置である。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１において、前
記シフトダウンが順次行われる場合に、つぎのシフトダ
ウンまでに間隔を置くための第１タイマ手段を前記制御
装置に設けた変速装置である。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１において、前
記車速センサからの出力異常を検知する検知手段と、こ
の検知手段からの出力に基づきシフトダウンを間隔を置
いて行うための第２タイマ手段とを前記制御装置に設け
た変速装置である。

【００１２】請求項５の発明は、クラッチを有するトラ
ンスミッションにより、前進又は後進、及び複数の速度
段とに切換可能なローダの変速方法であって、速度段の
切り換えに際して、前記クラッチの吸収エネルギ率がク
ラッチの材質と形状で決まる許容値からきまる許容車両
速度と比較し、この許容車両速度を下回る場合に切換可
能とするローダの変速方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。図１は本発明のローダの変速装置
の機器ブロック図である。

【００１４】図１において、変速装置１は、エンジン１
１とトルコン１２とトランスミッション１３とタイヤ１
４に至る駆動系統２と、制御装置２１とコントロールス
イッチ２２とセレクトスイッチ２３とダウンシフトスイ
ッチ２４とキックダウンスイッチ２５と速度センサ（車
速センサ）２６と回転センサ（エンジンスピードセン
サ）２７とを有する制御系統３とからなっている。

【００１５】タイヤ１４を回転駆動するトランスミッシ
ョン（伝導装置）１３は、トルコン（トルクコンバー
タ）１２を介してエンジン１１に接続され駆動される。
トランスミッション１３は、例えば１段（１ｓｔ）から
４段（４ｔｈ）までの変速段と前進（Ｆ）又は後進
（Ｒ）とに切換可能とするクラッチを電磁バルブで切り
換える構造になっており、前後進のそれぞれに対して所
定の速度段に切り換えるための１ｓｔ電磁バルブ１３
ａ，２ｎｄ電磁バルブ１３ｂ，３ｒｄ電磁バルブ１３
ｃ，４ｔｈ電磁バルブ１３ｃが備えられている。

【００１６】またトランスミッション１３は各速度段に
切り換えるために油圧で作動するクラッチ１５を有して
おり、クラッチ１５はその材質と形状による吸収エネル
ギ率の許容値を持っている。

【００１７】制御装置２１は公知のマイコン装置であっ
て、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力装置、表示装置のＩ
／Ｏ等で構成される。特に、制御に必要な条件を記憶す
るメモリが符号２８で表示される。このメモリ２８を含
む制御装置２１が、第１制限手段及び第２制限手段を構
成している。制御装置２１に対して運転者が必要な切換
条件を入力するのがコントロールスイッチ２２である。
このコントロールスイッチ２２は、前進・中立・後進を
選択操作する前後進スイッチと、１速（１ｓｔ）〜４速
（４ｔｈ）までを選択操作する速度段スイッチとを一体
にしたものであるが、前後進スイッチと速度段スイッチ
を別々に設ける場合もある。図示例では、ステアリング
ホイール３１の基部にコントロールレバー３１ａがホイ
ール面と平行方向及びホイール軸平行方向に揺動自在に
突設されている。コントロールレバー３１ａをホイール
面と平行方向に揺動させると、図示のように前進（Ｆ）
又は中立（Ｎ）又は後進（Ｒ）に切り換えるための出力
が生成される。コントロールレバー３１ａをレバーの軸
方向に回転させると、図示のように１ｓｔ又は２ｎｄ又
は３ｒｄ又は４ｔｈのいずれかの速度段に切り換えるた
めの出力が生成される。

【００１８】セレクトスイッチ２３は、自動モード（オ
ートモード）と手動モード（マニュアルモード）を切り
換えるためのものである。ダウンシフトスイッチ２４
は、前進又は後退時に強制的に下の速度段にシフトダウ
ンさせるためのものであり、通常はバケット等の作業機
の操作レバー３２の先端に押し込み可能に突設されてい
る。キックダウンスイッチ２５はアクセル３３に設けら
れ、アクセル３３の踏み込みを検知するものである。速
度センサ２６はトランスミッション１３の出力以降に設
けられて車両速度に相当する出力を生成するものであ
る。回転センサ２７はエンジン１１の回転数に相当する
出力を生成するものである。

【００１９】制御装置２１には、コントロールスイッチ
２２、セレクトスイッチ２３、ダウンシフトスイッチ２
４やキックダウンスイッチ２５によって運転者の操作に
関する意思が入力され、更に速度センサ２６と回転セン
サ２７とから駆動系の状況に関するデータが入力され
る。制御装置２１にはこれらの入力情報が入力され、制
御装置２１はこれら入力情報に必要な演算処理を施し、
メモリ２８に予め入力された変速マップと対比して、ト
ランスミッション１３の必要なバルブ１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄを切り換える必要な信号を出力する。こ
のように制御装置２１が、前進又は後進時に低速段へと
強制的又は自動的にシフトダウンさせるとき、車両速度
がトランスミッション１５の第１機械的許容速度を下回
る場合に切り換え可能とする第１制限手段や、前後進切
換時に自動的に低速段へとシフトダウンさせるとき、車
両速度がトランスミッション１５の第２機械的許容速度
を下回る場合に切り換え可能とする第２制限手段を構成
している。

【００２０】図２、図３には、制御装置２１のメモリ２
８に記憶された変速条件のうちのシフトダウンに関する
ものが示されている。図２は前後進を切換と共に速度段
をシフトダウンする場合の制限（第２制限手段）が例示
されている。図示例のＦＲ４／３は前後切換と共に４速
から３速に切り換える場合を示しており、車両速度がａ
以上であればシフトダウン不可であり、車両速度がａ未
満であればシフトダウン可能である。図３は特に前進又
は後進時に単に速度段をシフトダウンする場合の制限
（第１制限手段）が例示されている。図示例のＳＤ４／
３は単に４速から３速に切り換える場合を示しており、
車両速度がｂ以上であればシフトダウン不可であり、車
両速度がｂ未満であればシフトダウン可能である。同じ
ような４速から３速への切換であっても、前後進切換を
伴う場合の制限速度のほうが高くなっている。またこれ
らシフトダウンの制限値はエンジン回転数に無関係な一
定の数値になっている。

【００２１】このようなシフトダウン時の制限速度の算
出根拠を以下に説明する。前後進しながらのシフトダウ
ンと通常のシフトダウン時にホイールローダに機械的負
荷が一番かかるのはトランスミッション１３であり、特
にそのクラッチ１５に過大な負荷がかかる恐れがある。
クラッチ１５は吸収エネルギ率で定義される許容値を有
しており、ホイールローダの通常の使用条件範囲内にお
いて、トランスミッション１３の各構成部品の強度が許
容する速度よりクラッチ１５が許容する速度の方が低い
ことをコンピュータシミュレーションで確認した。

【００２２】クラッチ１５の吸収エネルギ率ＥＡは数１
で算出される。

【００２３】

【数１】

【００２４】またクラッチ１５の平均吸収エネルギ率Ｅ
Ｂは数２で算出される。

【００２５】

【数２】

【００２６】この平均吸収エネルギ率ＥＢが、クラッチ
１５の材質と形状による許容値以下なる許容速度を求
め、この許容速度をエンジン回転数と無関係な固定の数
値で定めた。このような、許容速度は、前進又は後進時
に低速段へと強制的又は自動的にシフトダウンさせると
きの第１機械的許容速度と、前後進切換時に自動的に低
速段へとシフトダウンさせるときの第２機械的許容速度
とがある。

【００２７】つぎに、制御装置２１による変速制御例を
図４乃至図１１のフロー図により具体的に説明する。図
４は基本フローを示し、図５乃至図１１はサブルーチン
のフローを示す。

【００２８】図４において、ＣＰＵ、メモリ２８、Ｉ／
Ｏを初期設定してフローがスタートする（Ｓ１）。最初
の判断事項はセレクトスイッチ２３の状態である（Ｓ
２）。セレクトスイッチ２３は手動になっていると（Ｓ
２の横向き）、手動モード（マニュアルモード）のサブ
ルーチンに入り（Ｓ３）、再びステップＳ２に戻る。つ
ぎの判断事項は車速センサ２６の異常チェックである
（Ｓ４）。車速センサ２６に断線等の異常があると（Ｓ
４の横向き）、センサーモードのサブルーチンに入り
（Ｓ５）、再びステップＳ２に戻る。

【００２９】つぎの判断事項はコントロールスイッチ２
２によるＦＲ操作（前後進切換操作）の有無のチェック
である（Ｓ６）。操作が有ると（Ｓ６の横向き）、ＦＲ
モード（前後進モード）サブルーチンに入り（Ｓ７）、
再びステップＳ２に戻る。つぎの判断事項はダウンシフ
トスイッチ２４によるＤＳＳ操作（ダイレクトシフトス
イッチ操作）の有無のチェックである（Ｓ８）。操作が
有ると（Ｓ８の横向き）と、ダウンシフトスイッチモー
ド（強制的シフトダウンモード）に入り（Ｓ９）、再び
ステップＳ２に戻る。つぎの判断事項はＤＳＳ操作から
の経過時間のチェックである（Ｓ１０）。設定値未満で
あると（Ｓ１０の横向き）、再びステップＳ２に戻り、
設定値以上であると（Ｓ１０の下向き）、ＡＵＴＯモー
ドのサブルーチンに入り（Ｓ１１）、その後ステップＳ
２に戻る。すなわち、ダイレクトシフトスイッチ２４が
押し続けられると、設定値未満になり（Ｓ１０の横向
き）、ＤＳＳモードのサブルーチンに入り（Ｓ９）が繰
り返され、許容速度以内であれば引き続いてのであれば
シフトダウンが行われる。

【００３０】図５はマニュアルモードのフロー図であ
る。キックダウンモードの内外かのチェックでフローが
スタートする（Ｓ２１）。キックダウン内であると（Ｓ
２１の横向き）、キックダウンクリアチェックが行われ
（Ｓ２２，Ｓ２３）、キックダウン外であると（Ｓ２１
の下向き）、キックダウンチェックが行われる（Ｓ２
４，Ｓ２５，Ｓ２６）。キックダウンクリアチェックに
おけるステップＳ２２は、コントロールレバー３１の操
作の有無チェックであり、コントロールレバー３１が変
わると（Ｓ２２の横向き）、ステップ２７に進み、コン
トロールレバー３１が同じであると（Ｓ２２の下向
き）、ステップ２３に進む。同じくキックダウンクリア
チェックにおけるステップ２３は、パーキングオンオフ
のチェックであり、パーキングオンであると（Ｓ２３，
ＯＮ）、ステップ２７に進み、パーキングオフであると
（Ｓ２３，ＯＦＦ）、ステップＳ２１に戻るリターン
（ＲＥＴ）に進む。

【００３１】キックダウンチェックにおけるステップＳ
２４は、コントロールレバー３１の速度段確認チェック
であり、コントロールレバー３１が２ｎｄでないと（Ｓ
２４の横向き）、ステップ２７に進み、コントロールレ
バー３１が２ｎｄであると（Ｓ２４の下向き）、ステッ
プ２５に進む。同じくキックダウンチェックにおけるス
テップＳ２５はコントロールレバー３１の前後進確認チ
ェックであり、ニュートラルであると（Ｓ２５の横向
き）、ステップ２７に進み、前後進のいずれかであると
（Ｓ２５の下向き）、ステップ２６に進む。同じくキッ
クダウンチェックにおけるステップＳ２６はダウンシフ
トスイッチ２４の操作有無の確認チェックであり、押さ
れると（Ｓ２６の横向き）、２ｎｄから１ｓｔにシフト
ダウンし（Ｓ２８）、押されないと（Ｓ２６の下向
き）、２ｎｄを維持して（Ｓ２９）、それぞれリターン
に向かう。

【００３２】キックダウンチェック及びキックダウンク
リアチェック後のステップＳ２７において、速度段が１
ｓｔであるかどうかチェックし、１ｓｔであれば１ｓｔ
に切り換わってリターンに向かい（Ｓ３０）、１ｓｔで
なければステップＳ３１に向かう。ステップＳ３１にお
いて、速度段が２ｎｄであるかどうかチェックし、２ｎ
ｄであれば２ｎｄに切り換わってリターンに向かい（Ｓ
３２）、２ｎｄでなければステップＳ３３に向かう。ス
テップＳ３３において、速度段が３ｒｄであるかどうか
チェックし、２ｒｄであれば３ｒｄに切り換わってリタ
ーンに向かい（Ｓ３４）、３ｒｄでなければ４ｔｈに切
り換わってリターンに向かう（Ｓ３４）。以上説明した
ように、セレクトスイッチ２３で手動を選択すると、コ
ントロールスイッチ２２で選択した速度段（１速〜４
速）になる。そして、前後進とも２速で、ダウンシフト
スイッチ２４を押すと、１速になり、コントロールスイ
ッチ２２を操作すると２速に復帰する構成になってい
る。

【００３３】図６はセンサモードのフロー図である。速
度段のレンジの確認でフローがスタートする（Ｓ４
１）。速度段が１ｓｔ又は２ｎｄであると（Ｓ４１の横
向き）、リターンに戻り、速度段が３ｒｄ又は４ｔｈで
あると（Ｓ４１の下向き）、ステップ４２に向かう。ス
テップ４２は以前のシフトダウンからの経過時間と設定
値との対比確認であり、設定値未満であると（Ｓ４２の
横向き）、リターンに戻り、設定値以上であると（Ｓ４
２の下向き）、ステップ４３に向かう。ステップ４３は
速度段の確認であり、速度段が３ｒｄであれば（Ｓ４３
の横向き）、２ｎｄに切り換わってリターンに向かい
（Ｓ４４）、速度段が４ｔｈであれば（Ｓ４３の下向
き）、３ｒｄに切り換わってリターンに向かう（Ｓ４
５）。すなわち、速度段が３ｒｄ以上の高速走行中に速
度センサ２６の断線等の異常が発生すると、ステップ４
２の設定時間ＴＩＭＥ２を経過させながら、順次２ｎｄ
までシフトダウンさせるものである。したがって、速度
センサ２６の異常による急激なシフトダウンによる運転
者に危険な状態が回避される。

【００３４】図７はＦＲモードのフロー図である。現速
度段の確認でフローがスタートする（Ｓ５１）。現速度
段が１ｓｔであると（Ｓ５１の横向き）、２ｎｄに切り
換わってリターンに向かい（Ｓ５２）、現速度段が１ｓ
ｔ以外であると（Ｓ５１の下向き）、２ｓｔ以上の速度
段の確認が行われる（Ｓ５３）。現速度段が２ｎｄであ
ると（Ｓ５３の横向き）、２ｎｄを保ってリターンに向
かい（Ｓ５２）、３ｒｄ以上の速度段の確認が行われる
（Ｓ５４）。現速度段が３ｒｄであると（Ｓ５４の横向
き）、シフトダウン可能かどうかのチェックが行われる
（Ｓ５５）。図２に示されるように車速がＦＲ３／２未
満のシフトダウン可能領域にある場合（Ｓ５５の横向
き）、２ｎｄにシフトダウンしてリターンに向かう（Ｓ
５６）。図２に示されるように車速がＦＲ３／２以上の
シフトダウン不可能領域にある場合（Ｓ５５の下向
き）、３ｎｄを保持したままリターンに向かう（Ｓ５
７）。

【００３５】現速度段が４ｔｈであると（Ｓ５４）、シ
フトダウン可能かどうかのチェックが行われる（Ｓ５
８）。図２に示されるように車速がＦＲ４／３未満のシ
フトダウン可能領域にある場合（Ｓ５８の横向き）、更
なるシフトダウン可能かどうかのチェックが行われる
（Ｓ５９）。図２に示されるように車速がＦＲ３／２未
満のシフトダウン可能領域にある場合（Ｓ５９の横向
き）、２ｎｄにシフトダウンしてリターンに向かう（Ｓ
６０）。ステップＳ５９において、図２に示されるよう
に車速がＦＲ３／２以上のシフトダウン不可能領域にあ
る場合、３ｒｄを保持したままリターンに向かう（Ｓ６
１）。ステップＳ５８において、図２に示されるように
車速がＦＲ４／３以上のシフトダウン不可能領域にある
場合、４ｔｈを保持したままリターンに向かう（Ｓ６
２）。

【００３６】以上のフローによって、前後進を切り換え
た場合、つぎのように変速しながら走行方向を転換す
る。 (1) １速時又は２速時に後進（又は前進）に操作した場
合、１速又は２速のままで方向転換する。 (2) ３速時に後進（又は前進）に操作した場合、２速ク
ラックが許容する車両速度以下で２速にシフトダウン
し、２速で方向転換する。 (3) ３速時に後進（又は前進）に操作した場合、２速ク
ラックが許容する車両速度を越えるとき、３速を保持す
る。 (4) ４速時に後進（又は前進）に操作した場合、３速ク
ラックが許容する車両速度以下で３速にシフトダウンす
る。以後(2) (3) と同じ変速になる。 (5) ４速時に後進（又は前進）に操作した場合、３速ク
ラックが許容する車両速度を越えるとき、４速を保持す
る。 以上のように方向転換しながらのシフトダウン時には許
容できる車両速度（第２機械的許容速度）がある。この
許容速度は、方向転換しながらのシフトダウンの状況を
コンピュータシミュレーションし、エネルギバランス評
価・伝達動力評価・強度評価により決定した。この許容
速度は、主としてトランスミッション１３のクラッチ１
５の許容速度になるため、図２や図７の如きシフトダウ
ンの制限を行い、機械的損傷を回避しながら、迅速な方
向転換を可能にした。

【００３７】図８，９はＤＳＳモードのフロー図であ
る。ダウンシフトスイッチ２４の操作の状態確認でフロ
ーがスタートする（Ｓ７１）。ダウンシフトスイッチ２
４が一回だけ押されると（Ｓ７１，ＰＵＳＨ）、ダウン
シフト一回押しモードに入り、ダウンシフトスイッチ２
４が押し続けられる（Ｓ７１，ＨＯＬＤ）、ダウンシフ
トホールドモードに入る。ダウンシフト一回押しモード
では、現速度段の確認が行われ、１ｓｔであると（Ｓ７
２の横向き）、１ｓｔを保持したままリターンに戻る
（Ｓ７３）。２ｎｄ以上であるとシフトダウン可能かど
うかのチェックが行われる（Ｓ７４）。図３に示される
ように車速がＳＤ２／１未満のシフトダウン可能領域に
ある場合（Ｓ７４の横向き）、１ｓｔにシフトダウンし
てリターンに向かう（Ｓ７５）。図３に示されるように
車速がＳＤ２／１以上であるもののＳＤ３／２未満のシ
フトダウン可能領域にある場合（Ｓ７６の横向き）、２
ｎｄにシフトダウンしてリターンに向かう（Ｓ７７）。
図３に示されるように車速がＳＤ３／２以上であるもの
のＳＤ４／３未満のシフトダウン可能領域にある場合
（Ｓ７８の横向き）、３ｒｄにシフトダウンしてリター
ンに向かう（Ｓ７９）。図３に示されるように車速がＳ
Ｄ４／３以上のシフトダウン不可能領域にある場合（Ｓ
７８の下向き）、４ｔｈを保持したままリターンに向か
う（Ｓ８０）。

【００３８】ダウンシフト一回押しモードでは、前回の
シフトダウンから所定時間ＴＩＭＥ３以上経過したかど
うかの確認が行われる（Ｓ８１）。ＴＩＭＥ３未満であ
るとリターンに向かい（Ｓ８１の横向き）、ＴＩＭＥ３
以上経過すると（Ｓ８１の下向き）、現速度段の確認が
行われる（Ｓ８２）。現速度段が１ｓｔであると（Ｓ８
２の横向き）、１ｓｔを保持したままリターンに戻る
（Ｓ８３）。現速度段が２ｎｄであると（Ｓ８４の横向
き）、２ｎｄを保持したままリターンに戻る（Ｓ８
５）。現速度段が３ｒｄ以上であるとシフトダウン可能
かどうかのチェックが行われる（Ｓ７３）。図３に示さ
れるように車速がＳＤ３／２未満のシフトダウン可能領
域にある場合（Ｓ８６の横向き）、２ｎｄにシフトダウ
ンしてリターンに向かう（Ｓ８７）。図３に示されるよ
うに車速がＳＤ３／２以上であるもののＳＤ４／３未満
のシフトダウン可能領域にある場合（Ｓ８８の横向
き）、３ｒｄにシフトダウンしてリターンに向かう（Ｓ
８９）。図３に示されるように車速がＳＤ４／３以上の
シフトダウン不可能領域にある場合（Ｓ８８の下向
き）、４ｔｈを保持したままリターンに向かう（Ｓ９
０）。

【００３９】以上のフローによって、ダウンシフトスイ
ッチ２４を操作した場合、つぎのように変速しながら走
行方向を転換する。 (1) １速時、ダウンシフトスイッチ２４を操作しても何
も変化しない。 (2) ２速時、１速のクラッチが許容する車両速度以下の
場合は、１速にシフトダウンする。 １速にシフトダウンした状態で、設定した時間経過後に
加速した場合はシフトアップする（フローに図示しな
い）。１速にシフトダウンした状態で、前後進・速度段
スイッチ２２を操作すると、２速になる（フローに図示
しない）。 (3) ２速時、１速のクラッチが許容する車両速度を越え
る場合は、２速を保持する。 (4) ３速時、１速のクラッチが許容する車両速度以下の
場合は、１速にシフトダウンする。１速にシフトダウン
した状態で、設定した時間経過後に加速した場合はシフ
トアップする（フローに図示しない）。１速にシフトダ
ウンした状態で、前後進・速度段スイッチ２２を操作す
ると、２速になる（フローに図示しない）。 (5) ３速時、２速のクラッチが許容する車両速度以下の
場合は、２速にシフトダウンする。 (6) ３速時、２速のクラッチが許容する車両速度を越え
る場合は、３速を保持する。 (7) ４速時、１速のクラッチが許容する車両速度以下の
場合は、１速にシフトダウンする。１速にシフトダウン
した状態で、設定した時間経過後に加速した場合はシフ
トアップする（フローに図示しない）。１速にシフトダ
ウンした状態で、前後進・速度段スイッチ２２を操作す
ると、２速になる（フローに図示しない）。 (8) ４速時、２速のクラッチが許容する車両速度以下の
場合は、２速にシフトダウンする。２速にシフトダウン
した状態で、設定した時間経過後に加速した場合はシフ
トアップする（フローに図示しない）。２速にシフトダ
ウンした状態で、ダウンシフトスイッチ２４を押しつづ
けると、２速を保持する。 (9) ４速時、３速のクラッチが許容する車両速度以下の
場合は、３速にシフトダウンする。３速にシフトダウン
した状態で、設定した時間経過後に加速した場合はシフ
トアップする（フローに図示しない）。３速にシフトダ
ウンした状態で、ダウンシフトスイッチ２４を押しつづ
けると、設定した時間経過後に、前記(5) と同一の変速
になる。 (10)４速時、３速クラッチが許容する車両速度を越える
場合は、４速を保持する。

【００４０】以上のように単なるシフトダウン時にも許
容できる車両速度（第１機械的許容速度）がある。この
許容速度は、単なるシフトダウンの状況をコンピュータ
シミュレーションし、エネルギバランス評価・伝達動力
評価・強度評価により決定した。この許容速度は、主と
してトランスミッション１３のクラッチ１５の許容速度
になるため、図３や図８・図９の如きシフトダウンの制
限を行い、機械的損傷を回避しながら、迅速な方向転換
を可能にした。

【００４１】図１０，１１はオートモードのフロー図で
ある。回転センサ２７によるエンジン回転数の確認から
フローがスタートする（Ｓ１０１）。エンジン回転数が
ローであると（Ｓ１０１の左向き）、現速度段の確認が
行われる（Ｓ１０２）。現速度段が１ｓｔであると（Ｓ
１０２の右向き）、１ｓｔを保持してリターンに戻る
（Ｓ１０３）。現速度段が２ｎｄであると（Ｓ１０４の
右向き）、２ｎｄを保持してリターンに戻る（Ｓ１０
３）。現速度段が３ｒｄであると（Ｓ１０６の右向
き）、速度チェンジの要否が確認される（Ｓ１０７）。
スレッシュホールド値ＴＨ３／２以上であると、３ｒｄ
を保持したままリターンに戻るが（Ｓ１０８）、図３と
同様の考え方で決まるスレッシュホールド値ＴＨ３／２
未満であると、２ｎｄにシフトダウンしてリターンに戻
る（Ｓ１０９）。現速度段が４ｔｈであると（Ｓ１０６
の下向き）、速度チェンジの要否が確認される（Ｓ１１
０）。スレッシュホールド値ＴＨ４／３以上であると、
４ｔｈを保持したままリターンに戻るが（Ｓ１１１）、
スレッシュホールド値ＴＨ４／３未満であると、３ｒｄ
にシフトダウンしてリターンに戻る（Ｓ１１２）。

【００４２】エンジン回転数がミドルであると（Ｓ１０
１の下向き）、現速度段の確認が行われる（Ｓ１２
１）。現速度段が１ｓｔであると（Ｓ１２１の右向
き）、速度チェンジの要否が確認される（Ｓ１２２）。
スレッシュホールド値ＴＨ１／２以上であると、２ｎｄ
にシフトアップしてリターンに戻るが（Ｓ１２３）、ス
レッシュホールド値ＴＨ２／１未満であると、１ｓｔを
保持したままリターンに戻る（Ｓ１２４）。現速度段が
２ｓｔであると（Ｓ１２５の右向き）、速度チェンジの
要否が確認される（Ｓ１２６）。スレッシュホールド値
ＴＨ２／３以上であると、３ｒｄにシフトアップしてリ
ターンに戻るが（Ｓ１２７）、スレッシュホールド値Ｔ
Ｈ２／３未満であると、２ｎｄを保持したままリターン
に戻る（Ｓ１２８）。現速度段が３ｒｄであると（Ｓ１
２９の右向き）、コントロールレバー３１の操作位置が
確認される（Ｓ１３０）。コントロールレバー３１が４
ｔｈにあると（Ｓ１３０の下向き）、速度チェンジの要
否が確認される（Ｓ１３１）。スレッシュホールド値Ｔ
Ｈ３／４以上であると、４ｔｈにシフトアップしてリタ
ーンに戻るが（Ｓ１３２）、スレッシュホールド値ＴＨ
３／４未満であると、更に速度チェンジの要否が確認さ
れる（Ｓ１３３）。またステップ１３０でコントロール
レバー３１の操作位置が３ｒｄであると、同様に速度チ
ェンジの要否が確認される（Ｓ１３３）。スレッシュホ
ールド値ＴＨ３／２以上であると、３ｒｄを保持したま
まリターンに戻るが（Ｓ１３４）、スレッシュホールド
値ＴＨ３／２未満であると、２ｎｄにシフトダウンして
リターンに戻る（Ｓ１３５）。現速度段が４ｔｈである
と（Ｓ１２９の下向き）、速度チェンジの要否が確認さ
れる（Ｓ１３６）。スレッシュホールド値ＴＨ４／３以
上であると、４ｔｈを保持したままリターンに戻るが
（Ｓ１３７）、スレッシュホールド値ＴＨ４／３未満で
あると、３ｒｄにシフトダウンしてリターンに戻る（Ｓ
１３８）。

【００４３】エンジン回転数がハイであると（Ｓ１０１
の右向き）、現速度段の確認が行われる（Ｓ１４１）。
現速度段が１ｓｔであると（Ｓ１４１の右向き）、速度
チェンジの要否が確認される（Ｓ１４２）。スレッシュ
ホールド値ＴＨ１／２以上であると、２ｎｄにシフトア
ップしてリターンに戻るが（Ｓ１４３）、スレッシュホ
ールド値ＴＨ２／１未満であると、１ｓｔを保持したま
まリターンに戻る（Ｓ１４４）。現速度段が２ｓｔであ
ると（Ｓ１４５の右向き）、速度チェンジの要否が確認
される（Ｓ１４６）。スレッシュホールド値ＴＨ２／３
以上であると、３ｒｄにシフトアップしてリターンに戻
るが（Ｓ１４７）、スレッシュホールド値ＴＨ２／３未
満であると、２ｎｄを保持したままリターンに戻る（Ｓ
１４８）。現速度段が３ｒｄであると（Ｓ１４９の右向
き）、コントロールレバー３１の操作位置が確認される
（Ｓ１５０）。コントロールレバー３１が４ｔｈにある
と（Ｓ１５０の下向き）、速度チェンジの要否が確認さ
れる（Ｓ１５１）。スレッシュホールド値ＴＨ３／４以
上であると、４ｔｈにシフトアップしてリターンに戻る
が（Ｓ１５２）、スレッシュホールド値ＴＨ３／４未満
であると、更に速度チェンジの要否が確認される（Ｓ１
５３）。またステップ１５０でコントロールレバー３１
の操作位置が３ｒｄであると、同様に速度チェンジの要
否が確認される（Ｓ１５３）。スレッシュホールド値Ｔ
Ｈ３／２以上であると、３ｒｄを保持したままリターン
に戻るが（Ｓ１５４）、スレッシュホールド値ＴＨ３／
２未満であると、２ｎｄにシフトダウンしてリターンに
戻る（Ｓ１５５）。現速度段が４ｔｈであると（Ｓ１４
９の下向き）、速度チェンジの要否が確認される（Ｓ１
５６）。スレッシュホールド値ＴＨ４／３以上である
と、４ｔｈを保持したままリターンに戻るが（Ｓ１５
７）、スレッシュホールド値ＴＨ４／３未満であると、
３ｒｄにシフトダウンしてリターンに戻る（Ｓ１５
８）。

【００４４】以上説明したように、セレクトスイッチ２
３で自動を選択すると、コントロールスイッチ２２の操
作位置により、次のように自動変速する。 (1) １速が選択されていると、常に１速を保持する。 (2) ２速が選択されていると、２速になる。 (3) ３速が選択されていると、２〜３速間で自動変速す
る。 (4) ４速が選択されていると、２〜４速間で自動変速す
る。 このように、自動変速では、連続した駆動力が得られる
車両速度によって、変速するロジックを採用することが
好ましい。

【００４５】また走行中にコントロールスイッチ２２で
速度段を操作すると、次のように変速する。 (1) シフトアップ操作時は、連続した駆動力が得られる
車両速度によって変速する。 (2) シフトダウン操作時は、各速度段が許容できるシフ
トダウン時の車両速度以下でシフトダウンする。この許
容できる車両速度は、ダウンシフトスイッチ２４を操作
した場合の車両速度と同様の考え方で求めたものであ
る。また走行中にコントロールスイッチ２２で速度段を
操作しない場合、連続したシフトダウンはせずに、シフ
トダウン後、設定した時間経過以降に次段のシフトダウ
ンを実施するようにしている。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
ると、トランスミッションの機械的許容速度を基準にし
てシフトダウン可能領域を定めるため、操作領域が広が
り、種々の状況に対応した自動的又は強制的なシフトダ
ウンを可能にするという効果を奏する。また、無理なシ
フトダウンによるトランスミッションの機械的保護が確
実にできるという効果を奏する。

【００４７】請求項２の発明は、シストダウンによる機
械的な無理が生じる部分がトランスミッションにおける
クラッチであることをコンピュータシミュレーションで
確認したことに基づくものであり、ホイールローダの操
作性の範囲を最大限に広げると同時に、機械的保護も確
実であるという効果を奏する。

【００４８】請求項３の発明によると、順次のシフトダ
ウンにより、シフトダウンに伴う車体の過大な振動とか
急激なエンジンブレーキを防止するという効果を奏す
る。

【００４９】請求項４の発明によると、車速センサの配
線の断線などで、自動変速により急激にシフトダウンす
ることが防止されるという効果を奏する。

【００５０】請求項５の発明によると、請求項１と同様
に、ランスミッションの機械的許容速度を基準にしてシ
フトダウン可能領域を定めるため、操作領域が広がり、
種々の状況に対応した自動的又は強制的なシフトダウン
を可能にするという効果を奏する。また、無理なシフト
ダウンによるトランスミッションの機械的保護が確実に
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のローダの変速装置の機器ブロック図で
ある。

【図２】前後進切換時のシフトダウン限界を示すグラフ
図である。

【図３】前進又は後進時のシフトダウン限界を示すグラ
フ図である。

【図４】制御装置の全体制御を示すフローチャート図で
ある。

【図５】マニュアルモード時の切換を示すフローチャー
ト図である。

【図６】センサモード時の切換を示すフローチャート図
である。

【図７】前後進切換モード時の切換を示すフローチャー
ト図である。

【図８】強制シフトダウンモード時の切換を示す第１フ
ローチャート図である。

【図９】強制シフトダウンモード時の切換を示す第２フ
ローチャート図である。

【図１０】自動変速モード時の切換を示す第１フローチ
ャート図である。

【図１１】自動変速モード時の切換を示す第２フローチ
ャート図である。

【図１２】ホイールローダのＶシェープ動作を示す上面
図である。

【符号の説明】

１３ トランスミッション １５ クラッチ ２１ 制御装置 ２２ コントロールスイッチ ２３ セレクトスイッチ ２４ ダウンシフトスイッチ ２６ 速度センサ（車速センサ） ２８ メモリ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前進又は後進、及び複数の速度段とに切
   換可能なクラッチを有するトランスミッションと、車両
   速度を検出する車速センサと、この車速センサからの入
   力に基づき前記トランスミッションの切換を制御する制
   御装置とを備え、前記制御装置に下記(1) (2) の少なく
   とも一つの制限手段を設けたローダ変速装置。 (1) 前進又は後進時に低速段へと強制的又は自動的にシ
   フトダウンさせるとき、前記車両速度が前記トランスミ
   ッションの第１機械的許容速度を下回る場合に切り換え
   可能とする第１制限手段。 (2) 前後進切換時に自動的に低速段へとシフトダウンさ
   せるとき、前記車両速度が前記トランスミッションの第
   ２機械的許容速度を下回る場合に切り換え可能とする第
   ２制限手段。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１、第２機械
   的許容速度は、前記クラッチの吸収エネルギ率がクラッ
   チの材質と形状で決まる許容値以下となるように定めら
   れているローダの変速装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記シフトダウンが
   順次行われる場合に、つぎのシフトダウンまでに間隔を
   置くための第１タイマ手段を前記制御装置に設けたロー
   ダの変速装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記車速センサから
   の出力異常を検知する検知手段と、この検知手段からの
   出力に基づきシフトダウンを間隔を置いて行うための第
   ２タイマ手段とを前記制御装置に設けたローダの変速制
   御装置。
5. 【請求項５】 クラッチを有するトランスミッションに
   より、前進又は後進、及び複数の速度段とに切換可能な
   ローダの変速方法であって、 速度段の切り換えに際して、前記クラッチの吸収エネル
   ギ率がクラッチの材質と形状で決まる許容値からきまる
   許容車両速度と比較し、この許容車両速度を下回る場合
   に切換可能とするローダの変速方法。