CN1502495A - 油压行驶车辆的自动变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对应于车辆的行驶状态可以自动地选择最佳的变速级的油压行驶车辆的自动变速装置。为此，自动变速装置具备：变速箱(14)的变速控制机构；检测油门踏板(23A)的踏下量的踏下量检测机构；检测向行驶马达(13)输送压油的行驶泵(12)的载荷压力的载荷压力检测机构；检测油压行驶车辆车速的车速检测机构；和在由载荷压力检测机构检测出的载荷压力为规定值以上，且由踏下量检测机构检测出的踏下量为规定值以上，并根据检测出的车速判断油压行驶车辆处于减速状态的情况下，向变速箱控制机构传送减速信号，使变速箱(14)减速的控制器(30)。

Description

油压行驶车辆的自动变速装置
技术领域
本发明涉及油压行驶车辆的自动变速装置。
背景技术
以往，装载在作为工程车辆的工业用车辆的变速箱，由于必须包括从原来作业用的极微低速区域到行驶一般道路用的通常行驶速度的变速区域，故一般在前进倒退上都具有多级的变速级。而且，提出一种对应于这种车辆的运转状态、可以自动地选择最佳变速级的自动变速箱的方案，作为行驶状态检测机构，采用检测车辆的行驶速度的车速传感器或检测油门踏板的踏下量的油门踏板开度传感器等(例如，日本特开5-223149号公报)。
然而，在油压行驶车辆中，对应于施加在油压泵或油压马达上的载荷的变动，将与油压马达组合的变速箱变速是有效的，在使用日本特开5-223149号公报中揭示的技术时，不能得到对应于油压行驶车辆的运转状态可以自动地选择最佳变速级的自动变速箱。再有，在上述现有技术中，也存在高价且构造复杂导致易发生故障、维修不容易的问题。
发明内容
本发明着眼于上述问题点做出的，其目的在于提供一种对应于车辆的运转状态可以自动地选择最佳的变速级的油压行驶车辆的自动变速装置。
为了达到上述目的，本发明的油压行驶车辆的自动变速装置的第1发明具备：变速箱的变速控制机构；检测向行驶马达输送压油的行驶泵的载荷压力的载荷压力检测机构；检测油压行驶车辆车速的车速检测机构；和在由载荷压力检测机构检测出的载荷压力为规定值以上，并根据车速检测机构检测出的车速判断油压行驶车辆处于减速状态的情况下，向变速箱控制机构传送减速(shift down)信号，使变速箱减速的控制器。
根据这种构成，在行驶泵的载荷压力为规定值以上，且油压行驶车辆处于减速状态的情况下，使变速箱减速。因此，作为工程车辆的油压行驶车辆，对应于车辆的行驶状态自动地选择最佳的变速级，即使在上坡的坡道等行驶阻力大的行驶道路上，也不会大幅度降低车速，可以顺畅地行驶。
本发明的油压行驶车辆的自动变速装置的第2发明具备：变速箱的变速控制机构；检测油门踏板的踏下量的踏下量检测机构；检测向行驶马达输送压油的行驶泵的载荷压力的载荷压力检测机构；检测油压行驶车辆车速的车速检测机构；和在由载荷压力检测机构检测出的载荷压力为规定值以上，且由踏下量检测机构检测出的踏下量为规定值以上，并根据车速检测机构检测出的车速判断油压行驶车辆处于减速状态的情况下，向变速箱控制机构传送减速(shift down)信号，使变速箱减速的控制器。
根据这种构成，在行驶泵的载荷压力为规定值以上，油门踏板的踏下量为规定值以上，且油压行驶车辆处于减速状态的情况下，使变速箱减速。因此，作为工程车辆的油压行驶车辆对应于车辆的行驶状态自动地选择最佳的变速级，即使在上坡的坡道等行驶阻力大的行驶道路上，也不会大幅度降低车速，可以顺畅地行驶。
另外，在油压行驶车辆的自动变速装置中，变速控制机构可以是双位切换阀。根据这种构成，将变速箱的变速控制机构做成结构简单且成本低的双位切换阀。因此，油压行驶车辆的自动变速装置的结构也简单，从而油压行驶车辆的自动变速装置的制造成本可以降低。
再有，在油压行驶车辆的自动变速装置中，变速箱可以做成两级。根据这种构成，可以达到低成本化。而且，由于使用上述载荷压力检测机构，尽管做成二级变速箱或双位切换阀等低价的构成，但也可以得到与现有技术同等或没有实用上的问题的性能水平。
附图说明
图1是本发明的实施方式的自动变速装置的系统构成图。
具体实施方式
参照附图对本发明的油压行驶车辆的自动变速箱的实施方式进行说明。图1是自动变速装置的系统构成图。
如图1所示，在发动机11上连接有行驶泵12，由发动机11驱动行驶泵12喷出压油。从行驶泵12喷出的压油通过行驶控制阀21及油压用回转接头(swivel joint)15，被送至行驶马达13。行驶马达13，与变速箱14的输入轴(未图示)连接，驱动变速箱14。
变速箱14中设有行驶速度检测用泵17，其与变速箱14的输出轴的旋转成正比地旋转。从行驶速度检测用泵17喷出的压油通过油压用回转接头15被送至行驶速度检测用马达18。行驶泵12是变量油压泵，具有容量控制机构12C。另外，行驶马达13是变量油压马达，具有容量控制机构13C。
而且，工程车辆(图中未示出)具备下部行驶体(图中未示出)与上部旋转体(图中未示出)，上部旋转体上具备作业机(图中未示出)，在下部行驶体与上部旋转体的连接部上设有油压用回转接头15。发动机11及控制器30设置于上部旋转体上，变速箱14设置于下部行驶体上。
变速箱14通过油压用回转接头15与作为变速控制机构的变速阀16连接。变速阀16，将变速箱(mission)用泵19的压油经过油压回转接头15输送到变速箱14的1档离合器14F或2档离合器14S。变速阀16是结构简单且成本低的双位切换阀，根据来自控制器30的信号切换图示的1档位置16A与2档位置16B。
变速箱14具有行星齿轮机构，根据来自变速阀16的压力信号，向可以切换行星齿轮机构的变速比用的低速用1档离合器14F或高速用2档离合器14S施加压力、或释放压力，从而合上断开来设定速度级。1档离合器14F及2档离合器14S，是施加压油合上离合器、释放压油断开离合器的方式的离合器。变速箱14具有1档及2档两级速度级。在使变速箱14为1档的情况下，变速阀16处于1档位置16A，向1档离合器14F施加来自变速阀16的压油合上1档离合器，释放2档离合器148的压油，断开2档离合器14S，使变速箱14为1档。另外，在使变速箱14为2档的情况下，变速阀16位于2档位置16B，向2档离合器14S施加来自变速阀16的压油，合上2档离合器、释放1档离合器14F的压油，断开1档离合器14F，使变速箱14为2档。
在车速检测用马达18的输出轴上设置车速信号发生用的车速检测齿轮35，由车速检测用马达18旋转。在车速检测齿轮35的外周，例如形成规定数量的齿、切口及凹凸。车速检测传感器31，靠近车速检测齿轮35的外周设置，将产生在车速检测齿轮35的外周的，例如规定数量的齿通过车速检测传感器31的信号检测部时所发生的脉冲作为电信号。
车速检测传感器31，与控制器30连接，作为电信号向控制器30传送车速信号。这样，车速检测机构由车速检测齿轮35、车速检测传感器31及控制器30构成。控制器30运算处理车速信号并计算出车速。
行驶控制阀21，从图示的中立位置N切换到前进位置F或倒退位置R，控制从行驶泵12喷出的压油的方向，并向行驶马达13输送。行驶控制阀21，通过将来自前进倒退切换阀22的作为导向压力(pilot压力)的行驶导向压力施加在行驶控制阀21的前进侧受压部21F或倒退侧受压部21R上，而从中立位置N切换到前进位置F或倒退位置R。前进倒退切换阀22，可根据来自控制器30的前进信号切换为图示的前进位置FK，或根据倒退信号切换为倒退位置RK。
油门踏板23A，通过被踏下，使行驶导向压力阀23运转，而产生行驶导向压力。作为油门踏板23A的踏下量检测机构用的行驶导向压力，根据油门踏板23A的踏下量进行变化，若油门踏板23A的踏下量增加，则以规定的比率增加。
在行驶导向压力阀23与前进倒退切换阀22之间的回路上，设置有行驶导向压力传感器32，行驶导向压力传感器32将已检测出的行驶导向压力信号向控制器30传送。在行驶泵12与行驶控制阀21之间的回路上设有作为载荷压力检测机构的行驶载荷压力传感器33，行驶载荷压力传感器33将已检测出的行驶载荷压力信号向控制器30传送。
前进倒退开关34与控制器30连接，将前进指令信号或倒退指令信号传送给控制器30。若控制器30接受行驶导向压力传感器32已经检测出的行驶导向压力信号，则根据行驶导向压力信号的大小，计算出油门踏板23A的踏下量。另外，若控制器30接受行驶泵12与行驶控制阀21之间回路的行驶载荷压力传感器33检测出的行驶载荷压力信号，则作为行驶阻力所产生的载荷，计算出行驶泵12的喷出压油的压力是否超过规定值。再有，控制器30运算处理车速检测传感器31检测出的作为电信号的车速信号，计算出车速。而且，运算处理车速的时效变化，判断是车速增加的加速状态还是车速减小的减速状态。
在根据上述行驶导向压力信号的大小计算出的油门踏板23A的踏下量为规定值以上(例如，油门踏板23A的全部踏下量的3/4以上的踏下量)，且行驶载荷压力传感器33检测出的行驶载荷压力信号为行驶泵12的最大设定压力的规定值以上(例如，行驶泵12的最大设定压力的80％以上)，且运算处理车速的时效变化而求得的行驶状态为车速减小的减速状态的情况下，控制器30向作为变速控制机构的变速阀16传送减速信号。变速阀16通过油压用回转接头15，合上变速箱14的1档离合器14F，而断开2档离合器14S，将速度级变速为1档的速度级。变速箱14，例如若现在的速度级为前进2档，则变速为前进1档。
接着，说明本实施方式的油压行驶车辆的自动变速装置的工作原理。驾驶员，若将前进倒退开关切换为前进侧，则前进倒退切换阀22位于前进位置FK，因此若踏下油门踏板23A，则行驶导向压力施加在行驶控制阀21的前进侧受压部21F上，从中立位置N切换为前进位置F。
控制器30，根据前进倒退开关34的前进指令信号和由速度级控制杆(图中未示出)设定的速度级信号例如为2档，首先，将变速阀16切换到1档位置16A，合上1档离合器14F，断开2档离合器14S，将变速箱14变速为前进1档。行驶控制阀21，通过油压用回转接头15将从行驶泵12喷出的压油输送到行驶马达13的前进侧喷口13F。行驶马达向前进方向旋转，驱动变速箱14，使工程车辆前进行驶。
若车速增加，来自车速检测传感器31的车速信号为2档加速的规定值，则控制器30，将作为变速信号的加速信号传送到变速阀16，将变速阀16切换到2档位置16B，断开1档离合器14F，使2档离合器14S合上，将变速箱14变速为前进2档。由此，虽然工程车辆高速行驶，但在行驶上坡的坡道时，由于行驶阻力增加，故车速逐渐下降，行驶泵12的喷出压力也增加。驾驶员要踏下油门踏板23A，以确保车速。
而且，在根据上述行驶导向压力信号计算出的油门踏板23A的踏下量为规定值以上(例如，油门踏板23A的全部踏下量的3/4以上的踏下量)，且行驶载荷压力传感器33检测出的行驶载荷压力信号为行驶泵12的最大设定压力的规定值以上(例如，行驶泵12的最大设定压力的80％以上)，且运算处理车速的时效变化而求得的行驶状态为车速减小的减速状态的情况下，控制器30向作为变速控制机构的变速阀16传送减速信号。
已经接受减速信号的变速阀16，切换到1档位置16A，通过油压用回转接头15，断开变速箱14的2档离合器14S，使1档离合器14F合上运转，进行将速度级变速为作为1级低速度级的前进1档的减速。因此，作为工程车辆的油压行驶车辆，对应于车辆的行驶状态自动地选择最佳的变速级，即使在上坡的坡道等行驶阻力大的行驶道路上，也不会大幅度降低车速，可以顺畅地行驶。
再有，变速箱14，虽然作为一例说明了具备1档与2档两级速度级的结构，但也可以是具有1档、2档及3档3级速度级的变速箱。进而，也可以是以上的多级速度级例如有具备4档的4级速度级的变速箱，还可以是有具备5档的5级速度级的变速箱。另外，油压行驶车辆可以是不具有上部旋转体的车辆。例如，也可以适用于轮式装载机、叉式起重车或其他工程车辆。在本发明的自动变速装置适用于不具有上部旋转体的车辆的情况下，可以省去油压用回转接头15。
在上述实施方式中，变速箱14的低速用的1档离合器14F及高速用的2档离合器14S，是施加压油合上离合器，释放压油断开离合器的方式的离合器。然而，相反可以做成在低速用的1档离合器14F及高速用的2档离合器14S上设置离合器连接用的弹簧，释放压油合上离合器、施加压油断开离合器的方式。在该方式中，在使变速箱14为1档的情况下，释放从变速阀16到1档离合器14F的压油，合上1档离合器，向2档离合器14S施加压油断开2档离合器14S，变速箱14为1档。另一方面，在使变速箱14为2档的情况下，释放从变速阀16到2档离合器14S的压油，合上2档离合器，向1档离合器14F施加压油断开1档离合器14F，变速箱14为2档。

Claims (4)

1.一种油压行驶车辆的自动变速装置，其特征在于：包括
变速箱(14)的变速控制机构；
检测向行驶马达(13)输送压油的行驶泵(12)的载荷压力的载荷压力检测机构；
检测油压行驶车辆的车速的车速检测机构；以及
在由上述载荷压力检测机构检测出的载荷压力为规定值以上，且根据上述车速检测机构检测出的车速判断上述油压行驶车辆处于减速状态的情况下，向上述变速箱控制机构传送减速信号，使上述变速箱(14)减速的控制器(30)。
2.一种油压行驶车辆的自动变速装置，其特征在于：包括
变速箱(14)的变速控制机构；
检测油门踏板(23A)的踏下量的踏下量检测机构；
检测向行驶马达(13)输送压油的行驶泵(12)的载荷压力的载荷压力检测机构；
检测油压行驶车辆车速的车速检测机构；以及
在由上述载荷压力检测机构检测出的载荷压力为规定值以上，且由上述踏下量检测机构检测出的踏下量为规定值以上，且根据上述车速检测机构检测出的车速判断上述油压行驶车辆处于减速状态的情况下，向上述变速箱控制机构传送减速信号，使上述变速箱(14)减速的控制器(30)。
3.根据权利要求1或2所述的油压行驶车辆的自动变速装置，其特征在于：上述变速控制机构为双位切换阀(16)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的油压行驶车辆的自动变速装置，其特征在于：上述变速箱(14)是两级的。
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