CN101529128A - 工业车辆的变速控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工业车辆的变速控制装置，具有：检测液力变扭器的输入轴和输出轴的速度比的速度比检测部；根据所述检测到的速度比对变速箱的速度级进行加档及减档的液力变扭器速度比基准变速部；检测车速的车速检测部；用于选择L模式和H模式的模式选择部；变速控制部，当L模式被选择时，以车速为第一规定值以上的情况为条件允许加档，当H模式被选择时，以车速为比规定值大的规定值以上的情况为条件允许加档。

Description

工业车辆的变速控制装置

技术领域

本发明涉及轮式装载机等工业车辆的变速控制装置。

背景技术

以往，公知一种通过转矩变换器(以下，称作液力变扭器)将发动机的输出转矩传递到变速箱的装置(例如参照专利文献1)。在该专利文献1记载的装置中，计算出作为液力变扭器的输入轴侧和输出轴侧的转速比的液力变扭器速度比，当该速度比达到预定的规定值时，自动地使变速箱加档或减档。

专利文献1：日本专利第3388594号公报

但是，上述专利文献1记载的装置，由于液力变扭器速度比大时，变速箱自动地加档，所以，例如为了将砂土等装载入卡车，存在即使想在降低速度级的状态下以低速接近卡车，可变速箱进行不期望的加档从而车速上升的情况。由此，驾驶者需要一边操作制动器踏板一边接近卡车，需要进行复杂的操作。

发明内容

本发明的工业车辆的变速控制装置，具有：检测液力变扭器的输入轴和输出轴的速度比的速度比检测部；根据检测到的速度比对变速箱的速度级进行加档及减档的液力变扭器速度比基准变速部；检测车速的车速检测部；变速控制部，变速控制部以由车速检测部检测到的车速为规定值以上的情况为条件，允许基于液力变扭器速度比基准变速部进行的加档。

优选地，还具有用于选择第一变速模式和第二变速模式中的某一个的模式选择部，当通过模式选择部选择第一变速模式时，变速控制部以由车速检测部检测到的车速为第一规定值以上的情况为条件，允许加档；当通过模式选择部选择第二变速模式时，变速控制部以由车速检测部检测到的车速为比第一规定值大的第二规定值以上的情况为条件，允许加档。

另外，本发明的工业车辆的变速控制装置具有：检测液力变扭器的输入轴和输出轴的速度比的速度比检测部；根据所检测的速度比对变速箱的速度级进行加档及减档的液力变扭器速度比基准变速部；检测车速的车速检测部；根据检测到的车速对变速箱的速度级进行加档及减档的车速基准变速部；用于选择第一变速模式和第二变速模式中的某一个的模式选择部；变速控制部，当通过模式选择部选择第一变速模式时，变速控制部通过液力变扭器速度比基准变速部进行变速，当选择第二变速模式时，变速控制部通过车速基准变速部进行变速。

而且，还具有用于选择最低速度级为一速的模式和最低速度级为二速的模式中的某一方的最低速度级选择部，能够根据由最低速度级选择部所选择的模式对变速箱的最低速度级进行限制。

还可以具有根据制动操作对行驶用的离合器进行连接及分离的离合器断开机构；检测离合器断开机构的工作状态的离合器断开检测部，在通过离合器断开检测部检测出离合器的连接时允许加档，在检测出离合器的分离时禁止加档。

具有检测行驶用制动器装置的动作的制动器检测部，在通过制动器检测部检测出制动器装置的动作时，能够将基于液力变扭器速度比基准变速部进行的减档的最低速度级限制在二速。

具有检测油门踏板的操作量的油门操作量检测部，能够将通过油门操作量检测部检测出油门踏板的规定值以上的踏入操作的情况作为允许向一速减档的条件。

该情况下，优选将油门踏板的规定值以上的踏入操作持续了规定时间的情况作为允许向一速减档的条件。

能够将通过油门操作量检测部检测出油门踏板的规定值以上的踏入操作的情况作为允许加档的条件，并在没有检测出规定值以上的踏入操作时禁止加档。

该情况下，优选将规定值以上的踏入操作持续了规定时间的情况作为允许加档的条件。

在没有检测出油门踏板的规定值以上的踏入操作，且由车速检测部检测的车速为规定值以下时，也可以不拘于由速度比检测部检测的速度比地进行减档。该情况下，优选将减档时的最低速度级限制为二速。

具有判断车辆是否处于能够发动的状态的发动判断部，在通过发动判断部判断为能够发动的状态时，能够将变速箱控制为二速。

本发明的工业车辆的变速控制装置具有：检测液力变扭器的输入轴和输出轴的速度比的速度比检测部；根据检测到的速度比对变速箱变速用的电磁线圈进行驱动，并对变速箱的速度级进行加档及减档的电磁线圈控制部；检测车速的车速检测部；以由车速检测部所检测的车速为规定值以上的情况为条件、允许加档的变速控制部；用于选择第一变速模式和第二变速模式中的某一个的模式选择部，变速控制部具有：输入来自模式选择部和车速检测部的信号的输入部；判断部，判断部根据输入到输入部的信号，判断被选择的变速模式，并且判断所检测的车速是否为第一规定值以上，或是否为比第一规定值大的第二规定值以上；输出部，在通过判断部判断为选择第一变速模式的情况下，输出部以判断车速为第一规定值以上的情况为条件，向电磁线圈控制部输出允许加档的信号，在判断为选择第二变速模式的情况下，输出部以判断车速为第二规定值以上的情况为条件，向电磁线圈控制部输出允许加档的信号。

以上的变速控制装置优选适用于如下工业车辆，该工业车辆具有：四个轮胎；被支承在轮胎上并以能够折曲的方式设置的车身；构成车身的前侧车架及后侧车架；设置在后侧车架的前方侧的驾驶室；设置在后侧车架的后方侧的发动机室；以相对于前侧车架在上下方向能转动的方式设置的斗杆；以能够转动的方式设置在斗杆的前端的铲斗。

发明的效果

根据本发明，以车速为规定值以上的情况为条件，允许基于液力变扭器速度比基准进行的加档，由此，能够维持以低速度级进行的行驶，即使不操作制动器踏板，也能够以低速行驶进行作业。

附图说明

图1是本发明的实施方式的轮式装载机的侧视图。

图2是表示本发明的第一实施方式的变速控制装置的概要结构图。

图3是表示各速度级的车速和驱动力之间的关系的图。

图4是表示基于液力变扭器速度比基准控制进行的变速的时刻图。

图5是表示液力变扭器速度比和液力变扭器效率之间的关系的图。

图6是表示第一实施方式的行驶模式选择开关的一例的图。

图7是表示第一实施方式的控制器中的变速控制处理的一例的流程图。

图8是表示第一实施方式的变速控制装置的动作特性的一例的图。

图9是表示第二实施方式的行驶模式选择开关的一例的图。

图10是表示第二实施方式的控制器中的变速控制处理的一例的流程图。

图11是表示基于车速基准控制进行的变速的时刻图。

图12是表示第二实施方式的变速控制装置的动作特性的一例的图。

具体实施方式

以下，参照图1～图8说明本发明的第一实施方式的工业车辆的变速控制装置。

图1是本实施方式的变速控制装置所适用的工业车辆的一例即轮式装载机的侧视图。轮式装载机100由具有斗杆111、铲斗112、轮胎113等的前部车身110和具有驾驶室121、发动机室122、轮胎123等的后部车身120构成。斗杆111通过斗杆液压缸114的驱动在上下方向转动(俯仰动)，铲斗112通过铲斗液压缸115的驱动在上下方向转动(卸载或铲装)。前部车身110和后部车身120通过中心销101以相互自由转动的方式连结，前部车身110通过转向液压缸(未图示)的伸缩相对于后部车身120向左右折曲。

图2是表示第一实施方式的变速控制装置的概要结构的图。在发动机1的输出轴上连结有转矩变换器2(以下，称作液力变扭器)的输入轴，液力变扭器2的输出轴被连结在变速箱3上。液力变扭器2是由周知的叶轮、涡轮、定子构成的流体离合器，发动机1的旋转通过液力变扭器2被传递到变速箱3。变速箱3具有使速度级在一速～四速间变速的液压离合器，液力变扭器2的输出轴的旋转通过变速箱3变速。变速后的旋转通过传动轴4、车轴5被传递到轮胎113、123，从而车辆行驶。

液力变扭器2具有使输出转矩相对于输入转矩增大的功能，也就是具有使转矩比为1以上的功能。转矩比随着作为液力变扭器2的输入轴和输出轴的转速比的液力变扭器速度比e(输出转速/输入转速)的增加而减小。例如，在发动机转速为恒定的状态下，在行驶过程中，行驶负荷增大时，液力变扭器2的输出轴的转速也就是车速减小，液力变扭器速度比e减小。此时，由于转矩比增加，所以能够以更大的驱动力(牵引力)使车辆行驶。各速度级的车速和驱动力之间的关系如图3所示，在同一速度级进行比较时，车速慢时驱动力变大(低速高转矩)，车速快时驱动力变小(高速低转矩)。另外，速度级越小，同一车速下能够得到越大的驱动力。

变速箱3是具有与各速度级对应的电磁阀的自动变速器。这些电磁阀通过从控制器10向电磁线圈控制部11输出的控制信号驱动。即，控制信号从控制器10输出时，电磁线圈控制部11与该控制信号对应地向电磁阀输出控制信号，驱动电磁阀。由此，在一速～四速之间，速度级自动地变更。

在自动变速控制中，有如下两种方式：液力变扭器速度比e达到规定值时进行变速的液力变扭器速度比基准控制和车速达到规定值时进行变速的车速基准控制。在第一实施方式中，通过液力变扭器速度比基准控制来控制变速箱3的速度级。

图4是表示基于液力变扭器速度比基准控制进行的变速的时刻的图。此外，图4(a)是在一速～四速的范围内能够变速的图，图4(b)是在二速～四速的范围内能够变速的图。在行驶负荷降低，液力变扭器速度比e增加且液力变扭器速度比e变为规定值eu以上时，速度级加档1级。相反地，在行驶负荷变大，液力变扭器速度比e降低且液力变扭器速度比e变为规定值ed以下时，速度级减档1级。

规定值eu、ed是作为变速的基准的液力变扭器速度比，预先被设定在控制器10中。图5是表示液力变扭器速度比e和液力变扭器效率之间的关系的图。如图5所示，液力变扭器效率的特性大致呈抛物线形状，液力变扭器速度比e在0附近和1附近效率差。由此，在本实施方式中，将规定值eu、ed设定成例如eu＝0.8、ed＝0.3。刚加档之后的液力变扭器速度比e1变得比规定值eu低(例如0.4)，刚减档之后的液力变扭器速度比e2变得比规定值ed高(例如0.7)。

此外，速度比e的规定值eu、ed被设定成图3的一速度级的特性和二速度级的特性的交点Px的值。由此，一速行驶时驱动力减小，驱动力达到交点Px时加档到二速。二速行驶时驱动力增加，驱动力达到交点Px时减档到一速。由此，能够顺畅地从一速向二速以及从二速向一速过渡，变速冲击小。此时，若发动机转速变小，各速度级的特性向左侧移位，交点Px向箭头方向偏移，但速度比e不受发动机转速影响而大致恒定。

通过以上的液力变扭器速度比基准控制，如果车速低且负荷小，则成为e≥eu，进行加档。因此，加档的时刻变早，与车速基准控制相比，在燃料费、噪音方面良好。另外，液力变扭器速度比基准控制也存在与操作者想以规定的速度级(牵引力)进行行驶的意志相反地进行加档的情况。例如，即使在将变速比设定成二速，想以低速行驶接近卡车，并将铲斗内的砂土等装入卡车时，若负荷小也会加档到三速或四速，存在不能以低速行驶接近卡车的情况。为了解决由于这样的液力变扭器速度比基准控制导致的不良情况，在本实施方式中，如下地构成变速控制装置。

在图2中，控制器10被构成为包括CPU、ROM、RAM及具有其他的周边电路等的计算处理装置，控制器10具有：输入来自各种传感器及开关的信号的输入部10a；如后述那样进行各种判断的判断部10b；根据判断部10b的判断结果将控制信号向电磁线圈控制部11输出的输出部10c。在控制器10上连接有：检测油门踏板31的操作量A的油门操作量检测器12；检测制动器踏板32的操作量的制动器操作量检测器13；检测液力变扭器2的输入轴的转速Ni的转速检测器14；检测液力变扭器2的输出轴的转速Nt的转速检测器15；检测变速箱3的输出轴的旋转速度也就是车速v的车速检测器16；选择行驶模式的行驶模式选择开关7；在一速～四速之间对最大速度级进行指令的换档开关8；对车辆的前进后退进行指令的前进后退切换开关9。操作量检测器12、13能够由例如用于检测踏板行程的行程传感器或用于检测踏板操作压的压力传感器等构成。

图6表示行驶模式选择开关7的一例。行驶模式选择开关7是能够在手动模式、L1-4模式、H2-4模式、H1-4模式间切换的拨号盘式的开关。该开关7被设置在驾驶室内，由驾驶者操作。在通过行驶模式选择开关7选择手动模式的状态下，变速箱3的速度级能够通过未图示的变速杆的操作在一速～四速的范围内手动地变速。

L1-4模式和H1-4模式分别是能够在一速～四速的范围内自动变速的行驶模式，H2-4模式是能够在二速～四速的范围内自动变速的行驶模式。在以下的说明中，将L1-4模式称为L模式，将H1-4模式和H2-4模式称为H模式。在L模式及H模式中，液力变扭器速度比e达到规定值eu时加档条件成立。此时，如后所述，如果车速v为预定的最低车速以上，则允许加档，如果不足最低车速，禁止加档。

在L模式中，将一速→二速、二速→三速、三速→四速加档时的最低车速分别设为vL1、vL2、vL3，在H模式中，将一速→二速、二速→三速、三速→四速加档时的最低车速分别设为vH1、vH2、vH3。在这些最低车速中，存在vL1＜vL2＜vL3及vH1＜vH2＜vH3的关系。另外，对L模式和H模式的最低车速进行比较，存在vL1＜vH1、vL2＜vH2、vL3＜vH3的关系。

控制器10根据来自油门操作量检测器12的信号对发动机转速进行控制。另外，控制器10根据来自前进后退切换开关9的信号对前进后退切换用电磁阀进行控制。即，在前进后退切换开关9被从中立位置操作到前进位置或后退位置时，将前进后退切换用电磁阀切换到前进位置或后退位置。由此，发动机旋转输出被传递到车轮113、123，车辆的前进后退成为可能。而且，控制器10如下地控制变速箱3的速度级。

图7是表示第一实施方式的控制器10中的变速控制处理的一例的流程图，是表示由被搭载在控制器10内的程序执行的处理的一例的图。该程序在前进后退切换开关9被从中立操作到前进位置或后退位置，并且行驶模式选择开关7被操作到手动模式以外时发动。在步骤S1中，将二速指令输出到电磁线圈控制部11，将变速箱3的速度级控制到二速。

在步骤S2中，判断油门踏板31是否被踏入预定的规定值A1以上。这是对是否存在基于油门踏板的复位进行的减速操作的判断，规定值A1被设定成例如油门踏板最大踏入量的30％左右。步骤S2为否定时进入步骤S3。在步骤S3中，判断车速v是否为预定的设定车速v1以下。设定车速v1是许可减档的车速，按照各速度级进行设定。例如将许可进行四速→三速的减档的车速设为v14，将许可进行三速→二速的减档的车速设为v13时，设定成v14＞v13。

另外，设定车速v1被设定成比通过液力变扭器速度比基准控制进行减档时的车速(推定值)大的值。即，以在液力变扭器速度比e成为通过液力变扭器速度比基准控制减档的基准值即规定值ed以下之前进行减档的方式设定车速v1。但是，由于若太早减档则车辆的冲击变大，所以也考虑到这点，将车速v1设定成最合适的值。步骤S3为肯定时进入步骤S4，为否定时返回步骤S2。

在步骤S4中，判断当前的速度级是否为二速。如果当前的速度级为三速或四速，在步骤S5中，向电磁线圈控制部11输出减档信号，将速度级减1级。也就是说，该情况不是通过液力变扭器速度比基准进行减档，而是通过车速基准进行减档。当前的速度级为二速时，由于步骤S4为肯定，所以不输出减档信号，维持二速状态。重复进行以上的步骤S2～步骤S5的处理直到判断油门踏板31的踏入量A为规定值A1以上。

由此，在以三速进行行驶的过程中，复位操作油门踏板31，油门操作量A变得比规定值A1小，车速v成为设定车速v1以下时，车辆减档到二速。以四速进行行驶的过程中，减档到三速。由此，作用在车辆上的减速力变大，能够迅速地使车辆减速。

即，例如在进行将脚从油门踏板离开的减速操作时，由于惯性力使轮胎113、123、液力变扭器2、发动机1旋转，由此，车辆的动能被消耗，车辆减速。该情况下，由于车速v变为设定车速v1以下后进行减档，所以与通过液力变扭器速度比基准控制自动地进行减档的情况相比，减档时的车速快。其结果是，在液力变扭器2内消耗的动能变大，从而能够迅速地使车辆减速。

对此，在构成为将脚从油门踏板离开的减速操作时通过液力变扭器速度比基准控制进行减档的情况下，减档的时刻变迟，液力变扭器内消耗的能量减少，不能得到大的减速力。因此，减速时的行驶距离延长，为了使车辆迅速减速，必须另外对制动器踏板32进行操作，产生驾驶操作复杂、制动器的寿命降低的问题。

关于这点，根据实施方式一的变速控制装置，在选择手动模式以外的自动变速模式，并且，在进行了前进后退切换操作从而开始行驶时，使速度级为二速(步骤S1)，并且由于不用减档到一速(步骤S4、步骤S5)，所以能够防止二速→一速的减档所产生的冲击。另外，在减档后踏入油门踏板31进行再加速的情况下，由于为二速发动，不存在一速→二速的加档，所以能够降低加档所产生的冲击，能够得到平稳的加速性。此外，虽将减档的速度级限制在二速，但也可以构成为能够减档到一速，也可以变更减档的速度级的限制值。

在步骤S2中，在判断油门踏入量A为规定值A1以上时进入步骤S6。在步骤S6中，根据来自行驶模式选择开关7的信号，判断哪个行驶模式被选择。在判断L1-4模式和H1-4模式中的某个被选择时，也就是判断为最低速度级为一速的行驶模式被选择时，进入步骤S7。

在步骤S7中，根据来自转速检测器14、15的信号计算液力变扭器2的输入轴的转速Ni和输出轴的转速Nt的比，也就是液力变扭器速度比e(＝Nt/Ni)。在步骤S8中，判断液力变扭器速度比e的值。

在判断液力变扭器速度比e比作为减档判断阈值的规定值ed大且比作为加档判断阈值的规定值eu小(ed＜e＜eu)时，返回步骤S2。由于该情况下加档条件和减档条件都不成立，所以不向电磁线圈控制部11输出用于变速的控制信号，维持当前的速度级。

在步骤S8中，在判断液力变扭器速度比e为规定值eu以上(e≥eu)时，也就是在判断液力变扭器速度比变速控制中的加档条件成立时，进入步骤S11。在步骤S11中，判断当前的速度级是否为由换档开关8设定的最大速度级。步骤S11为肯定时返回步骤S2。该情况下，不进行变速箱3的加档，维持当前的速度级。步骤S11为否定时，进入步骤S12。

在步骤S12中，判断离合器断开机构是否工作。所谓离合器断开机构是在制动器踏板被踏入规定量以上时，与制动器踏板32连动地使前进侧、后退侧离合器的离合器压为0从而关闭(分离)前进侧、后退侧离合器的机构。本实施方式的变速控制装置具有该离合器断开机构，在来自制动器操作量检测器13的信号表示制动器踏板32被踏入规定量以上时，控制器10的CPU检测离合器断开机构的工作。离合器断开机构在停止制动器踏板32的踏入时成为非工作状态，离合器被打开(连接)。

步骤S12为肯定时，返回步骤S2。该情况下，即使加档条件成立也不进行加档，维持当前的速度级。即，在由于制动器踏板32的踏入而使离合器断开机构工作时，液力变扭器2的行驶负荷减少，从而液力变扭器速度比e成为规定值eu以上，但变速箱3不加档，维持当前的速度级。由此，停止制动器踏板32的踏入，从而离合器断开机构成为非工作状态，在离合器连接的情况下，能够得到充分的行驶驱动力，能够顺畅地开始车辆行驶。

对此，若在离合器断开机构工作的情况下允许加档，则难以进行顺畅的行驶。即，存在如下情况：例如在上坡行驶时，暂时制动从而离合器断开机构工作，加档后通过再发动使离合器断开机构成为非工作状态，此时由于速度级高，行驶驱动力不足，不能上坡行驶。该情况下，车辆在坡道上边往下滑边减档，由此，行驶驱动力增加，从而能够进行上坡行驶，所以，车辆的行驶动作不稳定。

步骤S12为否定时进入步骤S13。在步骤S13中，油门踏板31被踏入操作到规定值A2以上，判断该状态是否持续了规定时间t1(例如1～2秒左右)。规定值A2被设定成例如与上述规定值A1(步骤S2)相同的值(整个操作量的30％左右)。也可以设定成比规定值A1大的值。

步骤S13为否定时返回步骤S2。该情况下，在步骤S8和步骤S32中，即使加档条件成立，也不进行加档，维持当前的速度级。由此，在油门踏入量A比规定值A2小的状态下，也就是行驶负荷小且e＞eu的加档条件成立的状态下，在车辆行驶时，若油门踏板31被踏入规定值A2以上，则行驶负荷马上上升，成为e＜eu。因此，在经过规定时间t1之前，加档条件不成立，变速箱3的加档被阻止。其结果就是，车辆以低速度级加速，能够得到充分的行驶加速性。

步骤S13为肯定时进入步骤14。在步骤S14中，判断被车速检测器16检测的车速v是否为预定的最低车速以上。这里，如上所述，最低车速按照各行驶模式及各速度级定决定，将与该行驶模式和速度级对应的最低车速与车速v进行比较。例如，通过模式选择开关7选择L1-4模式，在当前的速度级为二速时，对vL2和车速v进行比较，通过模式选择开关7选择H1-4模式，在当前的速度级为二速时，对vH2和车速v进行比较。在L1-4模式下车速为vL2以上或在H1-4模式下车速为vH2以上的情况下，步骤S14为肯定，进入步骤S15。步骤S14为否定时返回步骤S2。

在步骤S15中，向电磁线圈控制部11输出加档信号。由此，变速箱3进行一速→二速或二速→三速或三速→四速的1级加档。这样，即使在液力变扭器速度比e大的情况(负荷小的情况)下，只要车速v不超过最低车速以上就不进行加档，由此，能够进行维持在低速度级的车辆的低速行驶。其结果就是，例如将车辆设定为二速并在将铲斗内的砂土等装入卡车的情况下，即使负荷小，也能在将车辆维持在二速的状态下以低速行驶接近卡车，提高作业性。

如通过步骤S14所说明的那样，在L模式和H模式下，允许加档的最低车速不同。将L模式的1～三速时的最低车速分别设为vL1～vL3，将H模式的1～三速时的最低车速分别设为vH1～vH3，则具有vL1＜vH1、vL2＜vH2、vL3＜vH3的关系。在同一速度级进行比较时，L模式一方能够以更低速进行加档。由此，在选择L模式时，能够减少燃料消耗量，降低燃料费，并且能够降低发动机噪音，改善作业环境。另外，在选择H模式时，由于在车速v没成为更高速之前不进行加档，所以不用操作制动器踏板32，能够容易地进行低速状态下的作业(例如向卡车的装载作业)。

在步骤S8中，在判断液力变扭器速度比e为作为减档判断阈值的规定值ed以下(e≤ed)时，也就是在判断减档条件成立时，进入步骤S21。在步骤S21中，判断当前的速度级是否比二速大。当前的速度级为三速或四速的情况下，步骤S21为肯定，进入步骤S22。步骤S21为否定时进入步骤S23。在步骤S22中，向电磁线圈控制部11输出减档信号。由此，变速箱3进行四速→三速或三速→二速的1级减档。

在步骤S23中，通过来自制动器操作量检测器13的信号判断制动器踏板32是否被踏入，即判断制动器装置是否工作。此外，也可以根据制动器踏板32的踏入操作以外的物理量检测制动器装置的工作。步骤S23为肯定时返回步骤S2。该情况下，即使减档条件成立也不进行向一速的减档，维持二速状态。即，在二速行驶时若踏入制动器踏板32，则行驶负荷上升，从而液力变扭器速度比e成为规定值ed以下，但变速箱3不减档，维持二速行驶。

由此，例如在为进行向卡车装载的作业而以二速接近卡车，并在卡车的近前侧操作制动器踏板32使车辆停车的情况下，由于不减档到一速，只施加抵抗二速行驶的驱动力的制动力即可。因此，与对一速行驶的车辆进行制动的情况相比，需要的制动力小，能够延长制动器的寿命，并且能够可靠地对车辆进行制动。

步骤S23为否定时进入步骤S24。在步骤S24中，判断油门踏入量A是否为规定值A3以上。规定值A3被设定成例如与上述规定值A1(步骤S2)相同的值(例如整个操作量的30％左右)。也可以设定成比规定值A1大的值。步骤S24为否定时返回步骤S2。这样，即使减档条件成立，在油门踏入量不足规定值的情况下，也不进行向一速的减档，维持二速状态。即，在油门踏入量A比规定值A3小时，由于被认为是驾驶者不要求大的驱动力，所以禁止二速→一速的减档。由此，二速→一速及一速→二速的变速次数减少，能够降低变速冲击，并且还能够延长离合器的寿命。

步骤S24为肯定时进入步骤S25。在步骤S25中，油门踏板31被踏入操作规定值A3以上，判断该状态是否持续了规定时间t2(例如1秒左右)。步骤S25为否定时返回步骤S2。该情况下，即使减档条件成立，也不进行向一速的减档，维持二速状态。

若车辆发动时油门踏入量成为规定值A3以上，则行驶负荷急剧上升，液力变扭器速度比e成为作为减档判断阈值的规定值ed以下，之后，在经过规定时间t2之前，负荷减少，只要为e＞ed，则不减档到一速。因此，变得在发动时难以减档到一速。而在油门踏入量成为规定值A3以上后允许马上向一速减档的情况下，二速→一速及一速→二速的变速频度增加，不仅产生变速冲击的问题，还对离合器寿命产生不良影响。另外，由于变速时的冲击大，所以驾驶者的乘坐感也变差。

步骤S25为肯定时进入步骤S26。在步骤S26中，向电磁线圈控制部11输出减档信号。由此，变速箱3进行二速→一速的1级减档。这样，即使在液力变扭器速度比e小的情况(负荷大的情况)下，由于只要油门踏入量为规定值A3以上的状态没有持续规定时间t2以上，就禁止向一速的减档，所以，除了需要较大的行驶驱动力的情况以外不减档到一速，能够将向一速的减档次数抑制在需要的最小限度。其结果就是，变速冲击减少，离合器寿命增长，并且由于一速行驶的频度少，所以降低燃料费。

另一方面，在步骤S6中，判断为H2-4模式被选择时，也就是最低速度级为二速的行驶模式被选择时，进入步骤S31。在步骤S31中，根据来自转速检测器14、15的信号计算液力变扭器速度比e。在步骤S32中，判断液力变扭器速度比e的值。

在步骤S32中，若判断液力变扭器速度比e比作为减档阈值的规定值ed大，并且比作为加档判断阈值的规定值eu小(ed＜e＜eu)，则返回步骤S2。该情况下，由于加档条件和减档条件都不成立，所以不向电磁线圈控制部11输出用于变速的控制信号，维持当前的速度级。

在步骤S32中，若判断液力变扭器速度比e为规定值eu以上(e≥eu)，也就是在判断加档条件成立时，进入步骤S11，以后，在步骤S11～步骤S15中，执行与上述同样的处理。即，在本实施方式中，不拘于行驶模式地进行加档的处理。

在步骤S32中，若判断液力变扭器速度比e为规定值ed以下(e≤ed)，也就是在判断减档条件成立时，进入步骤S33。在步骤S33中，判断当前的速度级是否比二速大。当前的速度级为三速或四速，步骤S33为肯定时，进入步骤S34。步骤S33为否定时，跳过步骤S34返回步骤S2。在步骤S34中，向电磁线圈控制部11输出减档信号。由此，变速箱3进行四速→三速或三速→二速的1级减档。由于H2-4模式被选择，所以最低速度级被限制在二速，不进行二速→一速的减档。

下面，说明本实施方式的变速控制装置的主要的动作。

发动机钥匙开关打开后，将前进后退切换开关9向前进位置操作，踏入油门踏板31，则发动机转速上升，并且发动机输出轴的旋转通过液力变扭器2被传递到变速箱3，车辆开始行驶。由于发动时是二速(步骤S1)，所以发动时的车辆的冲击少，能够顺畅地开始车辆的行驶。另外，通过二速发动，发动机转速的上升被抑制，能够降低燃料费，并且能够降低噪音。

在以油门踏入量为规定值A1以上的状态进行行驶的过程中，在行驶负荷减小，液力变扭器速度比e成为规定值eu以上时，加档条件成立。此时，通过换档开关8，将最高速度级选择成三速以上，并且，离合器断开机构为非工作状态，并且，油门踏入量为规定值A2以上的状态持续规定时间t1，并且，车速v变得比最低车速vL2或vH2大时，变速箱3进行二速→三速的加档(步骤S11～步骤S15)。

图8是表示第一实施方式的变速控制装置的动作特性的一例的图。H模式的最低车速vH2和L模式的最低车速vL2的关系是vH2＞vL2，若通过模式选择开关7选择H模式(H1-4模式或H2-4模式)，则能够维持二速状态直到油门踏入的比例成为AH2(例如75％)。由此，例如在进行向卡车装载的作业时，由于能够通过加档抑制车速上升，所以不需要制动器踏板32的复杂操作，能够容易地进行这种作业。在H模式时，例如在以使其踏入比例成为AH2以上的方式踏入油门踏板31时，车速v成为最低车速vH2以上，进行二速→三速的加档。

另一方面，在行驶主体的作业中，优选选择L模式。在通过模式选择开关7选择了L模式(L1-4模式)的状态下，在油门踏入的比例成为AL2(例如50％)时，车速v成为最低车速vL2以上，进行二速→三速的加档。由此，在L模式时，以比H模式时小的油门踏入进行加档，能够降低燃料费，并能够降低噪音。另外，由于最低车速为vL2＜vH2，所以在L模式时，允许液力变扭器速度比e成为规定值eu以上后马上加档，与H模式时相比，能够在液力变扭器效率的比较高的范围内行驶车辆。此外，如果通过换档开关8将最高速度级设定为二速，则在L模式时也能够始终以二速状态进行作业。

在以三速或四速行驶的过程中，对油门踏板31进行复位操作时，发动机转速减小，车辆减速。此时，油门踏入量比规定值A1小，并且，如果车速v为设定车速v1以下，则能够进行四速→三速以及三速→二速的减档。因此，车辆的减速能量增大，能够迅速地使车辆减速。另外，在车辆的减速后再加速的情况下，能够不以三速或四速而以二速开始行驶，能够得到顺畅的加速性。而且，在油门踏入量比规定值A小的情况下，由于将最低速度级限制在二速，所以冲击小，乘坐感好。

车辆停车后，在暂时将前进后退切换开关9操作到中立位置后，为使车辆行驶，在再次将前进后退切换开关9操作到前进位置的情况下，变速箱被设定在二速(步骤S1)。由此，车辆以二速发动，因此发动时的冲击小。该情况下，在前进后退切换开关9被操作到前进位置或后退位置时，由于车辆成为能够发动的状态，所以不拘于将前进后退切换开关9操作到中立位置时的速度级，通常变速箱3被设定在二速。

此外，不仅在前进后退切换开关9被操作到前进位置或后退位置时能够对车辆是否为能够发动的状态进行判断，还可以通过发动机钥匙开关的开启来判断车辆是否为能够发动的状态。车速v成为规定值以下时(例如停车时)，判断为处于能够发动的状态，也可以将变速箱3控制在二速。

例如，在使铲斗插入堆积的砂土并进行将砂土挖取入铲斗内的作业时，通过模式选择开关7选择能够减档到一速的模式(L1-4模式或H1-4模式)。在该状态下，在以二速行驶使车辆向砂土前进时，行驶负荷上升，从而液力变扭器速度比e成为规定值ed以下，减档条件成立。此时，制动器踏板32为非操作状态，并且，油门踏入量为规定值A3以上的状态持续规定时间t2时，减档到一速(步骤S23～步骤S26)。

由此，车辆的驱动力增加，驾驶者不用进行减档的操作，能够容易地进行挖掘等重负荷的作业。在由于上坡行驶而使行驶负荷增大的情况下，变速箱3减档到一速，由此能够顺畅地行驶。由于从二速向一速是根据液力变扭器速度比e进行减档的，所以能够在最适当的时刻进行减档。由此，与驾驶者手动减档的情况相比，能够使车辆在液力变扭器效率高的区域内行驶，能够抑制燃料消耗。

在行驶时不需要大的驱动力的情况下，例如通过模式选择开关7选择H2-4模式。在该状态下，即使减档条件成立，也只减档到二速，阻止二速→一速的减档(步骤S33、步骤S34)。因此，换档的次数减少，能够降低变速冲击，并且能够延长一速/二速的离合器寿命。

根据第一实施方式，能够发挥以下作用效果。

(1)在油门踏板被踏入规定值A1以上的情况下，通过液力变扭器速度比基准控制进行变速。此时，即使液力变扭器速度比e为规定值eu以上的加档条件成立，只要车速v不成为最低车速以上就不进行加档(步骤S14、步骤S15)。由此，能够使加档的时刻推迟，即使不操作制动器踏板32也能够以低速行驶进行作业。

(2)能够通过模式选择开关7选择L模式和H模式，将L模式的最低车速设定成比同一速度级中的H模式的最低车速低。由此，选择L模式时，由于即使不用以太大的程度踏入油门踏板31也能够加档，所以能够实现降低燃料费及降低发动机噪音。另外，选择H模式时，由于能够维持比选择L模式时低的速度级的行驶，所以能够容易地进行将载荷装入卡车的作业等。

(3)在液力变扭器速度比基准控制中，由于通过换档开关8限制变速箱3的最高速度级(步骤S11)，所以即使在L模式也能够进行低速度级的作业，能够适应多种作业形态。

(4)在液力变扭器速度比基准控制中，即使液力变扭器速度比e为规定值eu以上，在将制动器踏板踏入规定值以上并且离合器断开机构工作时，也禁止加档(步骤S12)，由此能以低速度级再连接离合器，能够顺畅地开始车辆行驶。另外，即使液力变扭器速度比e为规定值eu以上，由于从油门踏入量成为规定值A2以上直到经过规定时间t1都禁止加档(步骤S13)，所以，能够以低速度级进行加速，加速性好。

(5)通过选择开关7，可以选择最低速度级为一速的模式(L1-4模式、H1-4模式)和为二速的模式(H2-4模式)，由此，能够设定成与作业内容相应的最适当的模式。即，在重负荷作业时，通过选择最低速度级为一速的模式，能够得到大的行驶驱动力，另外，在轻负荷作业时，通过选择最低速度级为二速的模式，能够进行变速冲击少的行驶。

(6)二速行驶时，即使液力变扭器速度比e为规定值ed以下的减档条件成立，制动器踏板32被踏入时也禁止二速→一速的减档(步骤S23)，由此，车辆制动时不需要大的制动力，通过制动器装置能够容易地使车辆停车。另外，通过制动器对一速行驶的车辆进行制动的情况减少，能够延长制动器寿命。

(7)二速行驶时，即使液力变扭器速度比e成为规定值ed以下，只要油门踏入量不是规定值A3以上，即，除了考虑到需要大驱动力而进行的油门操作以外，也禁止二速→一速的减档(步骤S24)。由此，二速→一速的减档的次数减少，能够减少变速冲击。

(8)二速行驶时，即使液力变扭器速度比e成为规定值ed以下，禁止二速→一速的减档，直到油门踏入量为规定值A3以上的状态持续规定时间t2(步骤S25)。由此，二速发动时，通过油门踏板31的踏入，即使行驶负荷急剧上升，由于在经过规定时间t2之前为e＞ed，所以不向一速减档，能够减小变速冲击。

(9)由于在二速行驶时，若规定的条件成立，则自动地减档到一速，因此，不需要通过减档开关手动地指令减档，不需要复杂的操作。

(10)由于前进后退切换开关9被操作到前进位置或后退位置时，将变速箱3设定成二速，并使车辆以二速发动(步骤S1)，因此，能够减小发动时的冲击，能够顺畅地使车辆开始行驶。

(11)由于在将变速箱3设定成二速之后，在油门踏板31被操作规定值A1以上时，成为与液力变扭器速度比e对应地进行自动变速的液力变扭器速度比基准控制，因此，二速发动后，能够变速到最适当的速度级进行行驶。

(12)二速发动后，在油门踏入量为规定值A1以上时，允许加档和减档，在不足规定值A1的情况下，只允许减档。由此，即使通过油门踏板31的复位操作，液力变扭器速度比e成为规定值eu以上，也不进行加档，能够使车辆尽早减速。

(13)油门踏入量为规定值A1以下，并且车速v为规定值v1以下时，进行减档(步骤S2～步骤S5)。即，在油门踏入量不足规定值A1的条件下，不通过液力变扭器速度比基准进行减档，而通过车速基准进行减档。由此，由于能够使减档的时刻提前，所以，车辆的减速力增大，即使不踏入制动器踏板32，也能够迅速地使车辆减速。

(14)在油门踏入量不足规定值A1的条件下，由于只减档到二速(步骤S5)，所以能够减小变速冲击。另外，由于禁止二速→一速的减档，所以也不存在一速→二速的加档，换档的次数减少，能够延长离合器寿命。

第二实施方式

参照图9～图12，说明本发明的变速控制装置的第二实施方式。此外，以下主要说明与第一实施方式的不同点。

在第一实施方式中，能够选择液力变扭器速度比基准中的、加档时的最低车速不同的L模式和H模式，而在第二实施方式中，能够选择液力变扭器速度比基准和车速基准中的某一个。即，在第二实施方式中，代替选择L/H模式的模式选择开关7，设置行驶模式选择开关7，其用于选择基于液力变扭器速度比基准的自动变速和基于车速基准的自动变速中的某一方。

第二实施方式的行驶模式选择开关7的一例如图9所示。该行驶模式选择开关7是能够在手动模式、液力变扭器速度比基准模式、速度基准模式间进行切换的拨号盘式开关。此外，在第二实施方式中，在选择液力变扭器速度比基准模式和速度比基准模式中的任意一个的情况下，都能够在一速～四速的范围内变速。

图10是表示第二实施方式的控制器10中的变速控制处理的一例的流程图。此外，在与图7相同的位置标注相同的附图标记，主要对不同点进行说明。在第二实施方式中，发动时也是二速(步骤S1)。

在步骤S41中，根据来自行驶模式选择开关70的信号判断行驶模式。在判断选择液力变扭器速度比基准模式时，进入步骤S2，与上述同样地，判断油门踏入量是否是规定值A1以上。步骤S2为肯定时进入步骤S7，算出液力变扭器速度比。以后的处理与图7相同。该情况下，步骤S14的最低车速设定成与例如第一实施方式中的L模式时的最低车速vL1～vL3相等。此外，另外设置用于切换变速范围的切换开关，可以构成为通过打开切换开关，在一速～四速的范围内进行变速，通过关闭切换开关，在二速～四速的范围内进行变速。由此，能够将图7的步骤S6及步骤S31～步骤S34的处理追加到图10中。

另一方面，在步骤S41中，在判断选择车速基准模式时，进入步骤S42，根据如图11所示的预定的特性，与车速v相应地对变速箱3进行变速控制。在图11中，车速v从0上升到vS1→vS2→vS3时，依次进行一速→二速、二速→三速、三速→四速的加档，车速v以vS6→vS5→vS4降低时，依次进行四速→三速、三速→二速、二速→一速的减档。

图12是表示第二实施方式的变速控制装置的动作特性的一例的图。例如在液力变扭器速度比基准模式中，油门踏入比例为AL2(例如为最大踏入量的50％)时，车速成为最低车速vL2，进行二速→三速的加档。对此，在车速基准模式中，油门踏入比例为AS2(例如为最大踏入量的75％)时，车速成为规定值vS2，进行二速→三速的加档。

因此，如果选择液力变扭器速度比基准模式，与车速基准模式相比，能够以更小的油门踏入量加档，能够实现降低燃料费。另一方面，如果选择车速基准模式，由于能够在油门踏入量被更大地踏入之前以低速度级(二速)行驶，所以基于制动器踏板32的操作进行车辆减速的必要性小，能够容易地进行向卡车装入载荷的作业等。

这样，在第二实施方式中，通过模式选择开关7能够选择液力变扭器速度比基准模式和车速基准模式。由此，若选择液力变扭器速度比基准模式，则由于不以太大程度踏入油门踏板31也进行加档，所以能够实现降低燃料费及降低发动机噪音。另外，若选择车速基准模式，则由于能够维持以比选择液力变扭器速度比基准模式时低的速度级进行的行驶，所以能够容易地进行向卡车装入载荷的作业等。

此外，在上述第一实施方式中，通过模式选择开关7能够选择L模式和H模式，由此构成为能够选择多个行驶模式，并可以按各模式设定加档时的最低车速。另外，还可以不通过模式选择开关7的操作而通过例如数值输入变更最低车速。也可以不选择行驶模式，在该情况下，只要将加档时的最低车速作为单一的值设定即可。液力变扭器速度比基准中的规定值eu、ed为恒定，也可以例如按照各速度级设定规定值eu、ed，可以对规定值进行变更。另外，在第二实施方式中，也可以设定多个车速基准模式，在该情况下，也可以与各模式对应地变更规定值sV1～sV6。

在图7及图11中，在液力变扭器速度比e为规定值eu以上时，若步骤S11～步骤S14的条件成立则进行加档，但也可以对与这些条件不同的条件进行判断并进行加档。也可以与行驶模式对应地使加档时的处理不同。另外，在液力变扭器速度比e为规定值ed以下时，若步骤S21、步骤S23～步骤S25的条件成立则进行二速→一速的减档，但也可以对与这些条件不同的条件进行判断并进行减档。即，控制器10中的处理不限于上述。

在上述实施方式中，使用了能够进行一速～四速变速的变速箱3，但也可以使用能够进行5速以上或三速以下的变速的变速箱。以上，说明了将变速控制装置适用于轮式装载机的例子，也能够将本发明同样地适用于自卸卡车、叉车等其他的工业车辆。

此外，只要能够实现本发明的特征、功能，本发明不限于实施方式的变速控制装置。

本申请以日本国专利申请2006-323031号(2006年11月30日申请)为基础，并将其内容援引入本发明。

Claims (15)

1.一种工业车辆的变速控制装置，其特征在于，具有：

检测液力变扭器的输入轴和输出轴的速度比的速度比检测部；

根据所述检测到的速度比对变速箱的速度级进行加档及减档的液力变扭器速度比基准变速部；

检测车速的车速检测部；

变速控制部，所述变速控制部以由所述车速检测部检测到的车速为规定值以上的情况为条件，允许基于所述液力变扭器速度比基准变速部进行的加档。

2.如权利要求1所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

还具有用于选择第一变速模式和第二变速模式中的某一个的模式选择部，

当通过所述模式选择部选择第一变速模式时，所述变速控制部以由所述车速检测部检测到的车速为第一规定值以上的情况为条件，允许加档；当通过所述模式选择部选择第二变速模式时，所述变速控制部以由所述车速检测部检测到的车速为比所述第一规定值大的第二规定值以上的情况为条件，允许加档。

3.一种工业车辆的变速控制装置，其特征在于，具有：

检测液力变扭器的输入轴和输出轴的速度比的速度比检测部；

根据所述所检测的速度比对变速箱的速度级进行加档及减档的液力变扭器速度比基准变速部；

检测车速的车速检测部；

根据所述检测到的车速对变速箱的速度级进行加档及减档的车速基准变速部；

用于选择第一变速模式和第二变速模式中的某一个的模式选择部；

变速控制部，当通过所述模式选择部选择第一变速模式时，所述变速控制部通过所述液力变扭器速度比基准变速部进行变速，当选择所述第二变速模式时，所述变速控制部通过所述车速基准变速部进行变速。

4.如权利要求1～3的任一项所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

还具有用于选择最低速度级为一速的模式和最低速度级为二速的模式中的某一方的最低速度级选择部，

所述变速控制部根据由所述最低速度级选择部所选择的模式对变速箱的最低速度级进行限制。

5.如权利要求1～4的任一项所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

具有：根据制动操作对行驶用的离合器进行连接及分离的离合器断开机构；

检测所述离合器断开机构的工作状态的离合器断开检测部，

所述变速控制部，在通过所述离合器断开检测部检测出离合器的连接时允许加档，在检测出离合器的分离时禁止加档。

6.如权利要求1～5的任一项所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

具有检测行驶用制动器装置的动作的制动器检测部，

所述变速控制部，在通过所述制动器检测部检测出制动器装置的动作时，将基于所述液力变扭器速度比基准变速部进行的减档的最低速度级限制在二速。

7.如权利要求1～6的任一项所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

具有检测油门踏板的操作量的油门操作量检测部，

所述变速控制部将通过所述油门操作量检测部检测出所述油门踏板的规定值以上的踏入操作的情况作为允许向一速减档的条件。

8.如权利要求7所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述变速控制部将所述油门踏板的规定值以上的踏入操作持续了规定时间的情况作为允许向一速减档的条件。

9.如权利要求1～6的任一项所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

具有检测油门踏板的操作量的油门操作量检测部，

所述变速控制部将通过所述油门操作量检测部检测出所述油门踏板的规定值以上的踏入操作的情况作为允许加档的条件，并在没有检测出规定值以上的踏入操作时禁止加档。

10.如权利要求9所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述变速控制部将所述规定值以上的踏入操作持续了规定时间的情况作为允许加档的条件。

11.如权利要求9或10所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述变速控制部，在没有检测出所述油门踏板的规定值以上的踏入操作，且由所述车速检测部检测的车速为规定值以下时，不拘于由所述速度比检测部检测的速度比地进行减档。

12.如权利要求11所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述变速控制部将减档时的最低速度级限制为二速。

13.如权利要求1～12的任一项所述的工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

具有判断车辆是否处于能够发动的状态的发动判断部，

所述变速控制部在通过所述发动判断部判断为能够发动的状态时，将变速箱控制为二速。

14.一种工业车辆的变速控制装置，其特征在于，

具有：

检测液力变扭器的输入轴和输出轴的速度比的速度比检测部；

根据所述检测到的速度比对变速箱变速用的电磁线圈进行驱动，并对变速箱的速度级进行加档及减档的电磁线圈控制部；

检测车速的车速检测部；

以由所述车速检测部所检测的车速为规定值以上的情况为条件、允许加档的变速控制部；

用于选择第一变速模式和第二变速模式中的某一个的模式选择部，

所述变速控制部具有：

输入来自所述模式选择部和所述车速检测部的信号的输入部；

判断部，所述判断部根据输入到所述输入部的信号，判断被选择的变速模式，并且判断所检测的车速是否为第一规定值以上，或是否为比所述第一规定值大的第二规定值以上；

输出部，在通过所述判断部判断为选择所述第一变速模式的情况下，所述输出部以判断车速为所述第一规定值以上的情况为条件，向所述电磁线圈控制部输出允许加档的信号，在判断为选择所述第二变速模式的情况下，所述输出部以判断车速为所述第二规定值以上的情况为条件，向所述电磁线圈控制部输出允许加档的信号。

15.一种工业车辆，其特征在于，具有：

四个轮胎；

被支承在所述轮胎上、并以能够折曲的方式设置的车身；

构成所述车身的前侧车架及后侧车架；

设置在所述后侧车架的前方侧的驾驶室；

设置在所述后侧车架的后方侧的发动机室；

以相对于所述前侧车架在上下方向能转动的方式设置的斗杆；

以能够转动的方式设置在所述斗杆的前端的铲斗；

权利要求1～14的任一项所述的变速控制装置。

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