DE10018994B4

DE10018994B4 - Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs

Info

Publication number: DE10018994B4
Application number: DE10018994A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Oyama Tanaka; Kouji Oyama Uematsu
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2020-04-18
Also published as: GB2349926B; DE10018994A1; GB0008621D0; US6272415B1; GB2349926A

Abstract

Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges aufweisend:
einen Gaspedalstellungsdetektor (21);
eine Steuereinrichtung (32), welche ein Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge (Fi) auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) abgibt;
eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (19), welche Kraftstoff auf Basis des Bestimmungssignals für die Kraftstoff-Einspritzmenge (Fi) einspritzt;
ein Motor (11), welcher eine Drehzahl aufweist, die entsprechend dem Kraftstoff, welcher durch die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (19) eingespritzt wird, gesteuert wird;
ein Getriebe (12), welches die Abtriebsdrehzahl des Motors (11) entsprechend einer Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Eingriff und einem Außereingriff einer Mehrzahl von Hydraulikkupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern ändert;
einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor (18);
ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil (16), welches einen vorbestimmten Hydraulikdruck an jede der Hydraulikkupplungen entsprechend der Geschwindigkeitsstufe des Getriebes (12) zuführt; und
eine automatische Schaltsteuervorrichtung (31), welche die Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Schaltgraphen bestimmt, der auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) und der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) festgelegt ist, und welche ein Steuersignal gemäß der zu schaltenden Geschwindigkeitsstufe...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs, insbesondere eine Schaltsteuervorrichtung eines Muldenkippwagens oder dergleichen, der eine schwere Zuladung trägt, und der wiederholt anfährt, anhält, bergauf- und bergabfährt.

Ein Arbeitsfahrzeug, z. B. ein Muldenkippwagen, trägt eine schwere Zuladung, wobei ein Getriebe mit mehrfachen Schaltstufen zum wiederholten Anfahren, Anhalten, Bergauf- und Bergabfahren verwendet wird, und eine automatische Getriebevorrichtung ist unter Berücksichtigung der Fähigkeiten eines Fahrers aufgrund mehrfacher Schaltstufen vorgesehen. Eine Mehrzahl von Hydraulikkupplungen sind in einem inneren Abschnitt des Getriebes vorgesehen, und eine Geschwindigkeitsstufe wird durch An- und Abschalten eines auf die Kupplung ausgeübten Hydraulikdrucks und durch Kombination der Kupplungen, an welche der Hydraulikdruck angelegt wird, und der Kupplung, an die kein Hydraulikdruck angelegt wird, eingestellt. Die automatische Getriebevorrichtung bestimmt ein Heraufschalten zur Erhöhung der Geschwindigkeit, wenn eine Drehzahl der Getriebeabtriebswelle eine vorbestimmte Drehzahl übersteigt, und ein Herunterschalten zur Reduzierung der Geschwindigkeit, wenn die Getriebeabtriebswellendrehzahl unter eine vorbestimmte Drehzahl sinkt, gemäß eines Graphen der Geschwindigkeitsänderung, der aufgrund der Betätigung eines Gaspedals und aufgrund der Getriebeabtriebswellendrehzahl bestimmt ist, und schickt einen Befehl an ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil, das den Hydraulikdruck der Kupplung bei einer entsprechenden Geschwindigkeitsstufe steuert, wodurch ein Schaltvorgang durchgeführt wird.

Ist der Schaltvorgang bestimmt worden, so hat die Kupplung nach dem Schaltvorgang entsprechend einer vorbestimmten neuen Geschwindigkeitsstufe eine Relativdrehzahl, die von der Getriebeabtriebswellendrehzahl, einem Drehzahlreduktionsverhältnis der Geschwindigkeitsstufe vor dem Schaltvorgang und einem Drehzahlreduktionsverhältnis der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang bestimmt wird. Da in diesem Zustand einer Rotationsträgheit auf einer Seite der Getriebeantriebswelle einschließlich einer Rotationsträgheit des Motors eine Drehzahlbeschleunigung beim allmählichen Erhöhen des Hydraulikdrucks der Kupplung mit der Zeit und durch Kupplungseingriff beim Schlupfen zeigt, wird eine trägheitsbedingte Drehkraft erzeugt, die durch Multiplizieren der Rotationsträgheit mit der Rotationsbeschleunigung berechnet wird. Der beim Schalten verursachte Schaltstoß läßt sich teilweise auf die trägheitsbedingte Drehkraft zurückführen. Die trägheitsbedingte Drehkraft kann durch Reduzieren des Anstiegs, mit der der Hydraulikdruck der Kupplung allmählich mit der Zeit erhöht wird, reduziert werden. Jedoch ist die Zeit, während der die Kupplung schlupft, lang, so daß sich die in der Kupplung erzeugte Wärmemenge erhöht und die Beständigkeit der Kupplung verschlechtert wird. Beim Reduzieren des Anstiegs des Hydraulikdrucks der Kupplung empfindet der Bediener ferner ein träges Gefühl und die Schaltbarkeit hinsichtlich des Schaltens ist nicht gut.

Um den Schaltstoß beim Schalten des oben erwähnten Arbeitsfahrzeugs derart zu reduzieren, daß die Schaltbarkeit unter Aufrechterhalten der Lebensdauer der Kupplung verbessert wird, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die relative Drehzahl der Kupplung, die bei einer Schaltzeit im Eingriff steht, reduziert wird, während der Hydraulikdruck angelegt wird. Zum Beispiel gibt es ein Verfahren, das in der JP 09-509 237 A beschrieben ist. Gemäß der Veröffentlichung ist das Verfahren derart ausgestaltet, daß eine gewünschte Motordrehzahl, die einer gewünschten Getriebeantriebswellendrehzahl entspricht, berechnet wird, so daß die Relativdrehzahl kleiner wird als ein vorbestimmter eingestellter Wert, und daß die Motordrehzahl derart gesteuert wird, daß der Unterschied zwischen der gewünschten Drehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl Null wird. Weiterhin wird die Steuerung der Motordrehzahl zu einer Zeit begonnen, zu dem der Hydraulikdruck der Kupplung nach dem Beginn des Schaltvorgangs ansteigt, welcher Schaltvorgang zu einem festgelegten Zeitpunkt nach Bestimmung des Schaltvorgangs angefangen hat, und wird für eine Steuerungsbeibehaltungszeit beibehalten, welche durch Lernen von Daten eingestellt wird, die durch Messen der Getriebeantriebswellendrehzahl und der Getriebeabtriebswellendrehzahl bei jedem Schaltvorgang erhalten wird. In der Veröffentlichung wird weiterhin angenommen, daß eine Beendigungszeit der Beibehaltungszeit mit der Beendigungszeit des Kupplungseingriffs nach dem Schaltvorgang durch Lernen der Steuerungsbeibehaltungszeit übereinstimmt.

Jedoch treten bei dem oben erwähnten Verfahren die folgenden Probleme auf.

Die Zeit zum Steuern des Motors ist eine Bemittelte Zeit, die unter jeweiligen Fahrbedingungen erlernt wird, und ist eine festgelegte Zeit. Dementsprechend kann in einem tatsächlichen Arbeitsumfeld, in dem sich die Steigung der Fahrstraße, die Zuladungsmenge und die Straßenbedingungen stets ändern, das Ergebnis des Lernens die beabsichtigte Steuerfunktion nicht ausreichend erzielen. Ändert sich ferner das Arbeitsumfeld, so ist das Leistungsvermögen der Schaltsteuerung nicht ausreichend, und eine gute Schaltbarkeit des Schaltens unterbleibt, bis das jeweilige Arbeitsumfeld gelernt ist und das Gelernte angewendet ist.

Hier zeigt 9 ein Beispiel einer typischen zeitabhängigen Änderung des Hydraulikdrucks Pc einer Kupplung bei einer automatischen Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs. Eine Beschreibung einer Kupplungseingriffszeit folgt für den Fall einer maximalen Zuladung und einer Leergewichtsfahrt. Beim Einstellen der Zeit t auf 0 beim Beginn des Schaltvorgangs, wird der Hydraulikdruck (nicht gezeigt) der Kupplung vor dem Schaltvorgang entsprechend dem Hydraulikdruck einer Geschwindigkeitsstufe vor dem Schaltvorgang auf 0 festgelegt, wenn der Schaltvorgang zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, wenn die Zeit t = 0 ist. Desweiteren wird das Öl nach dem Beginn des Schaltvorgangs der Kupplung entsprechend der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang von der Zeit Null auf die Zeit t zugeführt. Eine Füllzeit Tf ist erforderlich, um die Kupplungskammer mit dem Öl zu füllen. Nach dem Befüllen mit dem Öl erhöht sich der Hydraulikdruck der Kupplung mit einer vorbestimmten Steigung und wird bis auf einen vorbestimmten maximalen Hydraulikdruck Pm erhöht. Die vorbestimmte Steigung liegt innerhalb einer Zeitspanne vor dem Kupplungseingriff, die nach dem Beginn des Schaltvorgangs beginnt und mit dem beginnenden Kupplungseingriff endet, also die Zeitspanne beschreibt, während die Kupplung eingreift, ohne daß die Füllzeit Tf miteinbezogen wird. D.h. eine Zeitspanne Tt, für die die Kupplung nach dem Beginn des Schaltvorgangs schlupft, kann die Beständigkeit der Kupplung gewährleisten, und wird derart bestimmt, daß nur ein kleiner Schaltstoß beim Schalten erreicht wird, während die Ladungsbedingungen bei maximaler Zuladung beim Fahren auf einem steilen Gefälle und Fahren auf einer verschlammten Fahrstraße oder dergleichen mitberücksichtigt werden.

Bei der vorbestimmten Steigung des Kupplungshydraulikdrucks, welcher auf diese Weise bestimmt wird, tritt jedoch das folgende Problem auf. Ist im Allgemeinen das Fahrzeuggewicht, welches die Kupplung beansprucht, klein, z. B. in Zeiten ohne Beladung, so steht die Kupplung gemäß eines niedrigen Hydraulikdrucks in Eingriff. Da demgemäß die beginnende Steigung des Hydraulikdrucks der Kupplung zu groß ist, wenn das Fahrzeuggewicht klein ist, ist die Zeit Tk, während der die Kupplung nach dem Beginn des Schaltvorgangs schlupft, kürzer als die Zeit Tt, während die Kupplung nach dem Beginn des Schaltvorgangs bei maximalem Fahrzeuggewicht schlupft, und die Kupplung wird innerhalb einer kürzeren Zeit in Eingriff gebracht. Demgemäß wird die Rotationsänderung der Abtriebswelle des Getriebes pro Zeiteinheit erhöht, und der Schaltstoß ist groß. Da weiterhin die Zeit, für die der Schaltvorgang zu Ende geführt wird, nicht wegen einer Laständerung, wie beispielsweise des Gewichts der Ladung, einer Steigung der Fahrstraße und dergleichen festgelegt ist, ist die Schaltbarkeit des Schaltens nicht gut.

Gemäß der automatischen Schaltsteuervorrichtung des Arbeitsfahrzeugs, wird sogar im Zustand der Betätigung des Gaspedals (nachfolgend wird ein Schaltvorgang in einem Pedalzustand des Gaspedals als Power-On-Schaltung bezeichnet) geschaltet, wenn sich das Fahrzeug von einer ebenen Fahrstraße auf eine ansteigende Fahrstraße zubewegt, die eine große Steigung hat, so daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufgrund der unzureichenden Traktionskraft plötzlich reduziert wird und ein Zustand entsteht, bei dem der Schaltvorgang zu spät für die Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausgeführt wird, wenn der Schaltvorgang Schritt für Schritt ausgeführt wird, bis die Geschwindigkeitsstufe, die das Fahrzeug zu fahren imstande ist, erreicht wird. Das heißt, daß für die Zeit, die für einen Schaltvorgang erforderlich ist, z. B. 0,5s bis 1s, der Zustand eintritt, daß bei einer großen Steigung eine lange Zeit erforderlich ist, bis in die Geschwindigkeitsstufe geschaltet wird, die für die erforderliche Traktionskraft geeignet ist, und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird in hohem Maße reduziert, so daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs während dieser Zeit zu sehr reduziert wird. In diesem Fall findet sogar bei einer Steigung, bei der das Fahrzeug z. B. im zweiten Vorwärtsgang (nachfolgend als F2 bezeichnet, der erste Vorwärtsgang wird z. B. F1 genannt) fahren kann, eine Art Pendeln (um die Nenndrehzahl) statt, so daß die Geschwindigkeitsstufe vorübergehend in F1 heruntergeschaltet wird und danach wieder in F2 heraufgeschaltet wird und der Schaltstoß beim Schaltvorgang verstärkt wird. Wiederholte Schaltvorgänge sind für den Bediener unbequem und ermüdend. Deswegen verwendet man herkömmlicherweise einen Mechanismus, bei dem der Bediener beim Befahren der bergaufsteigenden Fahrstraße einen Schalthebel betätigt, wodurch in eine Ziel-Geschwindigkeitsstufe geschaltet wird, ohne daß durch die mittlere Geschwindigkeitsstufe hindurchgeschaltet werden muß.

Bei dem Arbeitsfahrzeug, z. B. dem Muldenkippwagen, welches auf einem vorbestimmten Weg fährt tritt jedoch das folgende Problem auf. Wenn das Arbeitsfahrzeug einen bestimmten Ort auf dem Weg erreicht, ist jedesmal ein manueller Schaltvorgang durch den Bediener erforderlich. Dementsprechend wird der Bediener dazu gezwungen, viel Fahrarbeit zu leisten.

Bei der automatischen Schaltsteuervorrichtung des Arbeitsfahrzeugs wird weiterhin beim Betätigen des Bremspedals während der Fahrt in einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe zum Stoppen für den Fall, daß die Geschwindigkeitsverringerung zu einem großen Teil durch die Bremse ausgeführt wird, die Operation des schrittweisen Herunterschaltens zu der Geschwindigkeitsstufe der niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs für die Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu spät ausgeführt, so daß der nächste Schaltvorgang direkt nach Beendigung eines Schaltvorgangs beginnt. Zu diesem Zeitpunkt werden einige Schaltvorgänge kontinuierlich für eine kurze Zeit wiederholt, wodurch der Bediener ein unbequemes Gefühl bekommt.

Demgemäß wurden viele Verfahren vorgeschlagen, welche die Anzahl der Schaltvorgänge, die beim Betätigen der Bremse wiederholt vollzogen werden, reduziert, wodurch dem Bediener kein unbequemes Gefühl vermittelt wird. Z. B. ist aus der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 57-149348 eine solche Technik bekannt. In der Veröffentlichung wird ein Verfahren zur Reduzierung der Schaltvorgänge offenbart, ohne während des Betätigens des Bremspedals zu schalten, wodurch eine bequeme Schaltbarkeit erzielt wird.

Bei dem oben erwähnten Verfahren tritt jedoch das folgende Problem auf.

Für den Fall, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bis auf ein Niveau reduziert wird, welches dem Geschwindigkeitszustand einer geringen Geschwindigkeit unterhalb einer Mehrzahl von Geschwindigkeitsstufen beim Betätigen und beim anschließenden Loslassen des Bremspedals entspricht, werden die Schaltvorgänge schrittweise bis zur Geschwindigkeitsstufe der geringen Geschwindigkeit wiederholt ausgeführt und der Bediener fühlt sich unbequem. Da ferner der Schaltvorgang nicht während der Betätigung des Bremspedals ausgeführt wird, wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert, wenn das Bremspedal für längere Zeit getreten wird. Da zur gleichen Zeit die Motorabtriebswelle direkt mit der bei einer vorbestimmten Geschwindigkeitsstufe verbunden ist, wird auch die Motordrehzahl reduziert. Eine Arbeitsflüssigkeit, wie Kühlwasser und dergleichen, die im Fahrzeug verwendet wird, wird durch einen Ventilator, der durch den Motor angetrieben wird, gekühlt. Es ist jedoch in diesem Zustand unmöglich, eine ausreichende Kühlleistung zu erzielen, da die Motordrehzahl gering ist.

Mit der Erfindung wird eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs geschaffen, bei der unabhängig von einem Anstieg der Fahrstraße, von der Ladungsmenge und dem Fahrstraßenzustand eine hervorragende Schaltbarkeit erzielt werden kann, ohne daß lange Zeit zur Steuerung des Motors notwendig ist.

Ferner wird eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs geschaffen, die einen verminderten Schaltstoß sowie eine gute Schaltbarkeit mit einem guten Gefühl beim Schalten hat und eine im wesentlichen festgelegte Schaltzeit unabhängig von der Größe des (momentanen) Fahrzeuggewichts aufweist.

Ferner wird eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs geschaffen, die eine gute Schaltbarkeit und einen geringen Schaltstoß aufweist, bei welchem ein manueller Schaltvorgang durch einen Bediener zum Zeitpunkt eines Power-On-Herunterschaltens zusammen mit einer plötzlichen Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht erforderlich ist, z. B. zu einem Zeitpunkt des Befahrens einer bergaufsteigenden Fahrstraße von einer ebenen Fahrstraße aus.

Außerdem wird eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs geschaffen, bei welcher ein Schaltvorgang zu einer Geschwindigkeitsstufe ausgeführt werden kann, welche Geschwindigkeitsstufe einer Fahrzeugsgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt des Loslassens des Bremspedals entspricht, ohne daß durch eine andere Geschwindigkeitsstufe hindurchgeschaltet werden muß, wodurch die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert wird, und wodurch eine bequeme Schaltbarkeit beim Fahren und eine ausreichende Kühlleistung sogar beim Betätigen des Bremspedals für längere Zeit erzielt werden können.

Dies wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs erreicht, aufweisend: einen Gaspedalstellungsdetektor; eine Steuervorrichtung, die ein Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge auf Basis der Betätigung des Gaspedals (Gaspedalstellung) ausgibt; eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, die den Kraftstoff auf Basis des Bestimmungssignals für die Kraftstoff-Einspritzmenge einspritzt; einen Motor, der eine Drehzahl aufweist, die entsprechend dem Kraftstoff gesteuert wird, der durch die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung eingespritzt wird; ein Getriebe, das die Abtriebsdrehzahl des Motors entsprechend einer Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Eingriff oder einem Außereingriff einer Mehrzahl von Hydraulikkupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern ändert; einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor; ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil, welches einen vorbestimmten Hydraulikdruck auf jede der Hydraulikkupplungen gemäß einer Geschwindigkeitsstufe des Getriebes anlegt; und eine automatische Schaltsteuervorrichtung, die die Geschwindigkeitsstufe gemäß einem auf Basis der Gaspedalstellung und der Getriebeabtriebswellendrehzahl erzeugten Schaltgraphen bestimmt, und die ein Steuersignal an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil gemäß einer Geschwindigkeitsstufe ausgibt, so daß geschaltet wird, wobei ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor vorgesehen ist, wobei das Signal der Getriebeantriebswellendrehzahl und das Signal der Getriebeabtriebswellendrehzahl an die Steuervorrichtung eingegeben werden, und die Steuervorrichtung gibt ein Steuersignal zum Einstellen des Hydraulikdrucks der Kupplung vor dem Schaltvorgang zum Wert "0" zum Anfang des Schaltvorgangs und ein Steuersignal zum allmählichen Erhöhen des Hydraulikdrucks der Kupplung nach dem Schaltvorgang an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil aus, ändert das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vom Beschleunigungs-Einspritzmengensignal auf Basis der Gaspedalstellung zu einem Synchron-Einspritzmengensignal zum Steuern der Motordrehzahl derart, daß ein Absolutwert einer umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle reduziert wird, welche einer Differenz zwischen einer Getriebeantriebswellendrehzahl und einer umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle bei einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang in eine Getriebeabtriebswellendrehzahl entspricht und ändert das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge von dem Synchron-Einspritzmengensignal in das Beschleunigungs-Einspritzmengensignal, wenn der Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle kleiner als eine vorbestimmte Schwelle wird.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird, wenn die Steuervorrichtung bestimmt, daß sich die Geschwindigkeitsstufe ändert, das Steuersignal zum Einstellen des Hydraulikdrucks der Kupplung vor dem Schaltvorgang auf den Wert "0" festgelegt und an das Elektromagnetventil über den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil der automatischen Schaltsteuervorrichtung ausgegeben. Demgemäß sind alle Kupplungen innerhalb des Getriebes in ausgekuppeltem Zustand. Gleichzeitig wird das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge, das an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung des Motors weitergegeben wird, vom Beschleunigungs-Einspritzmengensignal auf Basis der Gaspedalstellung auf das Synchron-Einspritzmengensignal zum Steuern der Drehzahl des Motors geändert, so daß der Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert wird.

Gemäß der synchronen Einspritzmenge werden, im Falle eines Heraufschaltens die Kraftstoff-Einspritzmenge und die Motordrehzahl reduziert, und im Falle eines Herunterschaltens werden die Einspritzmenge und die Motordrehzahl erhöht. Danach wird das Signal für die Kraftstoff-Einspritzmenge an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ausgegeben, nachdem die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle kleiner als ein Schwellenwert wird, und die allgemeine Geschwindigkeitsbedienung des Fahrzeugs wird durch den Bediener durchgeführt. Das Drehmoment, welches durch die Rotationsbeschleunigung beim Eingreifen verursacht wird, wird durch Steuern der Motordrehzahl und durch Reduzieren der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle vermindert und der Schaltstoß wird reduziert. Da weiterhin die Kraftstoff-Einspritzmenge an den Motor beim Heraufschalten reduziert wird, wird auch das Motorabtriebsdrehmoment vermindert, so daß, verglichen mit dem Fall, daß die Motordrehzahl- nicht gesteuert wird, das Eingreifen der Kupplung nach dem Schaltvorgang durch einen kleineren Kupplungshydraulikdruck beendet wird. Da demgemäß der zeitliche Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks geringer eingestellt werden kann, ist es im Vergleich mit einem Zustand, bei dem die Motordrehzahl nicht gesteuert wird, möglich, den Schaltstoß weiter zu reduzieren. Da weiterhin die Drehzahl des Motors gesteuert wird, nachdem festgestellt wird, daß sich die Geschwindigkeitsstufe geändert hat, bevor die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle kleiner wird als eine Schwelle, d. h. bis die Relativdrehzahl der Kupplung einen ausreichend kleinen Wert annimmt, ist es möglich, immer eine stabile Schaltbarkeit mit geringem Schaltstoß zu erzielen, die unabhängig von der Größe der Steigung der Fahrstraße oder der Größe der Zuladung ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs geschaffen, aufweisend: ein Getriebe, welches gemäß einer Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Eingriff und Außereingriff einer Mehrzahl von Hydraulikkupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern schaltet; einen Gaspedaldetektor, der eine Gaspedalstellung eines Bedieners erfasst; einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor, der die Drehzahl der Getriebeabtriebswelle erfasst; ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil, welches einen vorbestimmten Hydraulikdruck an jede der Hydraulikkupplungen gemäß der Geschwindigkeitsstufe des Getriebes anlegt; eine Getriebesteuervorrichtung, die einen Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen der Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Schaltgraphen, der auf Basis der Gaspedalstellung und der Getriebeabtriebswellendrehzahl eingestellt ist, und die ein Steuersignal einer beginnenden Steigung des Hydraulikdrucks einer Kupplung mit einem festgelegten Steigungswert gemäß der festgelegten Geschwindigkeitsstufe ausgibt, und die einen Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil zum Steuern des elektromagnetischen Proportionalsteuerventils gemäß der Eingabe eines Steuerungssignals aufweist, wobei ein Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt, der das Motorabtriebswellendrehmoment auf Basis der Gaspedalstellung berechnet, vorgesehen ist, wobei die Getriebesteuervorrichtung mit einem Modulationssteuerabschnitt versehen ist, welcher das Fahrzeuggewicht erfasst und den beginnenden Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks als Steuerungssignalausgabe zum elektromagnetischen Proportionalsteuerventil gemäß der Größe des erfassten Fahrzeuggewichts ausgibt, so daß die Eingriffszeit zwischen dem beginnenden Anstieg des Hydraulikdrucks der Kupplung nach dem Schaltvorgang, welcher auf Basis eines Schaltgraphen im Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt bestimmt wird, und dem vollständigen Eingriff im wesentlichen gleich lang ist, und welcher das Steuersignal auf Basis einer festgelegten Steigung an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil über einen Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil ausgibt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung erhöht sich der Hydraulikdruck gemäß dem Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks, welcher derart eingestellt ist, daß die Eingriffszeit entsprechend der Größe des Fahrzeuggewichts im wesentlichen gleich lang ist, selbst wenn sich das Fahrzeuggewicht ändert, wobei die Kupplung immer mit einer gleich langen Eingriffszeit eingreift. Demgemäß greift die Kupplung nicht für eine kurze Zeit ein. Selbst wenn das Fahrzeuggewicht niedrig ist, ist es möglich, die Schaltsteuervorrichtung so einzurichten, daß nur ein kleiner Schaltstoß, unabhängig von der Größe des Fahrzeuggewichts, stattfindet.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs wie im zweiten Aspekt vorgesehen, wobei ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor zum Erfassen einer Antriebswellendrehzahl des Getriebes vorgesehen ist, und der Modulationssteuerabschnitt derart ausgestaltet ist, um ein Steuersignal zum Ändern des beginnenden Anstiegs des Kupplungshydraulikdrucks auf einen vorbestimmten Anstieg, der größer als der beginnende Anstieg ist, welcher beim Starten des Schaltvorgangs eingestellt ist, an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil über einen Ausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil auszugeben, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der Getriebeantriebswellendrehzahl und der umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle in der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang in die Getriebeabtriebswellendrehzahl kleiner als eine vorbestimmte Schwelle während des Erhöhens des Kupplungshydraulikdrucks wird, der einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang entspricht.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird ermittelt, ob der Absolutwert der Differenz zwischen der Getriebeantriebswellendrehzahl und der umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle in einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang in die Getriebeabtriebswellendrehzahl kleiner als eine vorbestimmte Schwelle der umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle ist, dann wird angenommen, daß der Eingriff der Kupplung abgeschlossen ist. Die Steigung wird von der derzeitig eingestellten Steigung auf eine vorbestimmte größere Steigung geändert, der Kupplungshydraulikdruck wird plötzlich erhöht und erreicht den vorbestimmten maximalen Hydraulikdruck, wobei der Schaltvorgang insgesamt abgeschlossen ist. Die Zeit, nachdem der Eingriff der Kupplung abgeschlossen ist und bevor der vorbestimmte Hydraulikdruck erreicht wird, ist im wesentlichen gleich lang und unabhängig von der Größe des Fahrzeuggewichts, da die vorbestimmte große Steigung des Hydraulikdrucks ausreichend groß ist. Im allgemeinen ist die Zeit, die für das Füllen der Kupplungskammer mit Öl, die nach dem Beginn des Schaltvorgangs anfängt und bevor der Kupplungshydraulikdruck sich erhöht, endet, unter den jeweiligen Kupplungen im wesentlichen gleich. Gemäß dem ersten Aspekt, ist die Zeit, nachdem sich der Hydraulikdruck der Kupplung erhöht, und bevor die Kupplung den Eingriff abschließt, im wesentlichen gleich lang. Weiterhin ist die Zeit, nachdem der Schaltvorgang angefangen hat, und bevor der Schaltvorgang vollständig abgeschlossen ist, im wesentlichen gleich lang, so daß es möglich ist, immer eine im wesentlichen gleich lange Schaltzeit, unabhängig von der Größe des Fahrzeuggewichts, zu erhalten. Demgemäß ist es möglich, eine Schaltsteuervorrichtung mit einem guten Bediengefühl zu erhalten.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs vorgesehen, aufweisend: ein Getriebe, welches gemäß einer Geschwindigkeitsstufe entsprechend einem Eingriff oder Außereingriff einer Mehrzahl von hydraulischen Kupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern, schaltet; einen Gaspedalstellungsdetektor, der die Gaspedalstellung eines Bedieners erfasst; einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor, der die Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes erfasst; ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil, das einen vorbestimmten Druck an jede der hydraulischen Kupplungen gemäß einer Geschwindigkeitsstufe des Getriebes anlegt; und eine Getriebesteuervorrichtung, die die Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang gemäß einem Schaltgraphen bestimmt, der auf Basis der Gaspedalstellung und der Getriebeabtriebswellendrehzahl festgelegt ist und ein Steuersignal für den Hydraulikdruck einer Kupplung gemäß einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil ausgibt, damit geschaltet werden kann, wobei ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor zum Erfassen der Drehzahl der Antriebswelle des Getriebes vorgesehen ist, und die Getriebesteuervorrichtung derart ausgestaltet ist, ein Steuersignal zum Einstellen des Kupplungshydraulikdrucks vor dem Schaltvorgang gemäß der Geschwindigkeitsstufe vor dem Schaltvorgang mit dem Wert "0" an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil zu einem solchen Zeitpunkt auszugeben, bei dem der Schaltvorgang beginnt, wenn der Schaltvorgang in eine niedrige Geschwindigkeitsstufe ausgeführt wird, bei einem Zustand, bei dem das Gaspedal heruntergedrückt ist, und gibt weiterhin einen Steuerbefehl an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil aus, wenn ein Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle, die durch Substrahieren der umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle in einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang in eine Getriebeabtriebswellendrehzahl von der Getriebeabtriebswellendrehzahl erhalten wird, kleiner als eine vorbestimmte kleine Geschwindigkeitsschwelle ist, um zu schalten.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird, wenn der Beginn des Schaltens bestimmt wird, der Hydraulikdruck der Kupplung vor dem Schaltvorgang auf den Wert "0" eingestellt, und alle Kupplungen, die die Geschwindigkeitsstufe des Getriebes festlegen, sind in einem Außereingriffszustand. Während des Herunterschaltens beim Auffahren auf eine ansteigende Fahrstraße wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und somit die Getriebeabtriebswellendrehzahl reduziert. Desweiteren wird, da der Bediener das Gaspedal zu diesem Zeitpunkt herunterdrückt, die Motorabtriebsdrehzahl und somit die Getriebeabtriebswellendrehzahl erhöht. Wenn die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle sich von einem negativen auf einen positiven Wert ändert, d. h. die Relativdrehzahl der Kupplung innerhalb einer vorbestimmten Schwelle nahe des Wertes "0" liegt, wird der Kupplungshydraulikdruck nach dem Schaltvorgang gemäß der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang erhöht. Da die Kupplung dementsprechend eingreift, wenn die Relativdrehzahl der Kupplung klein ist, ist es möglich, eine Schaltsteuervorrichtung zu erhalten, die einen kleinen Schaltstoß aufweist und die nicht durch die Motorbremse oder dergleichen beeinflußt wird.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs wie in dem vierten Aspekt vorgesehen, wobei die Getriebesteuervorrichtung eine Sprungschaltung durchführen kann, bei der die Geschwindigkeitsstufe von der derzeitigen Geschwindigkeitsstufe auf eine Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang geändert werden kann, ohne durch eine mittlere Geschwindigkeitsstufe hindurchschalten zu müssen, und ist derart ausgestaltet, daß die Sprungschaltung ausgeführt wird, wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs, die auf Basis der Getriebeabtriebswellendrehzahl berechnet wird, kleiner als eine vorbestimmte Beschleunigungsschwelle ist und den Schaltvorgang schrittweise in einer normalen Weise durchführt, wenn die Getriebeabtriebswellendrehzahl größer oder gleich der Beschleunigungsschwelle ist.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung, wenn der Schaltvorgang bestimmt ist, wird die Beschleunigung des Fahrzeugs durch Differentiation der Getriebeabtriebswellendrehzahl nach der Zeit, zum Zeitpunkt des Startens des Schaltvorgangs berechnet, und es wird festgestellt, ob die berechnete Beschleunigung des Fahrzeugs kleiner als der vorbestimmte Beschleunigungsschwellenwert ist oder nicht, und es wird entschieden, ob ein Sprungschalten auszuführen ist oder nicht. Es ist möglich die zeitabhängige Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit der Bestimmung der Geschwindigkeitsstufe in Zusammenhang zu bringen; und wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs stark im Verlauf der Zeit ändert, wird der Schaltvorgang durch eine Sprungschaltung ausgeführt. Demgemäß ist es möglich, eine Schaltsteuervorrichtung, in welcher die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert wird, zu erhalten, während sich der Bediener nicht unbequem fühlt. Ferner ist es für den Bediener nicht erforderlich, den Schalthebel in einer springenden Weise zu betätigen, so daß es möglich ist, eine Schaltsteuervorrichtung zu erhalten, die eine hervorragende Bedienbarkeit hat.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs wie im vierten Aspekt vorgesehen, wobei ein Fahrzeuggewichtsdetektor, welcher das Gewicht des Fahrzeugs erfasst oder ein Beschleunigungsdetektor zum Erfassen der Beschleunigung des Fahrzeugs in Bewegungsrichtung vorgesehen ist. Eine Motorsteuervorrichtung, welche das Motorabtriebsdrehmoment auf Basis der Gaspedalstellung berechnet, sendet das berechnete Motorabtriebsdrehmoment an die Getriebesteuervorrichtung, und die Getriebesteuervorrichtung kann eine Sprungschaltung durchführen, bei der die Geschwindigkeitsstufe von der derzeitigen Geschwindigkeitsstufe zu der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang geändert wird, ohne durch eine mittlere Geschwindigkeitsstufe schalten zu müssen, und ist derart ausgestaltet, die Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang auf Basis einer Eingabe des Motorabtriebsdrehmoments festzustellen. Die Fahrzeugbeschleunigung, die auf Basis der Getriebeabtriebswellendrehzahl berechnet wird, welches durch den Fahrzeuggewichtsdetektor erfasst wird, oder welche Fahrzeugbeschleunigung durch einen Beschleunigungsdetektor erfasst wird, führt die Getriebesteuervorrichtung eine Sprungschaltung aus, wenn die bestimmte Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang nicht in dem Bereich der derzeitigen Geschwindigkeitsstufe liegt, und den Schaltvorgang stufenweise durchführt, wenn sie in dem Bereich liegt.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird die für das Fahren mit unveränderter Fahrzeuggeschwindigkeit erforderliche Traktionskraft auf Basis des Fahrzeuggewichts, welches durch den Fahrzeuggewichtsdetektor ermittelt wird, oder die Fahrzeugbeschleunigung, welche durch einen Beschleunigungsdetektor zum Erfassen der Beschleunigung in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ermittelt wird, berechnet. Die Fahrzeugantriebskraft wird auf Basis des Motorabtriebsdrehmoments festgestellt, welches im Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt berechnet wird, und die Beschleunigung in Bewegungsrichtung wird in der Steuervorrichtung berechnet. Die Geschwindigkeitsstufe, die für die Fahrzeuggeschwindigkeit notwendig ist, wird gemäß der berechneten erforderlichen Traktionskraft und einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Traktionskraft-Kurve, die im voraus in der Steuervorrichtung gespeichert ist, ausgewählt. Liegt die ausgewählte Geschwindigkeitsstufe nicht im Bereich der derzeitigen Geschwindigkeitsstufe, so wird der Schaltvorgang springend ausgeführt, ohne durch eine mittlere Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Demgemäß kann die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert werden und es ist für den Bediener nicht erforderlich, den Schalthebel in einer springenden Weise manuell zu betätigen; und es ist möglich, eine Schaltsteuervorrichtung zu erhalten, die eine hervorragende Bedienbarkeit aufweist. Da sich desweiteren die Fahrzeugzustandsdaten, wie beispielsweise Fahrzeugantriebskraft, Fahrzeugbeschleunigung und Fahrzeuggewicht, welches den Beladungszustand widerspiegelt, mit der Zeit ändern und die Bestimmung der nächsten Geschwindigkeitsstufe damit in Zusammenhang gebracht werden kann, ist es möglich, eine Schaltsteuervorrichtung zu erhalten, die dem Bedienungsgefühl des Bedieners entspricht.

Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung ist eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs vorgesehen, aufweisend: ein Getriebe, welches gemäß einer Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Eingriff und Außereingriff einer Mehrzahl hydraulischer Kupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern schaltet; einen Gaspedalstellungsdetektor; einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor; ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil, welches einen vorbestimmten Hydraulikdruck an jede der hydraulischen Kupplungen, gemäß einer Geschwindigkeitsstufe des Getriebes, anlegt; und eine Getriebesteuervorrichtung, welche eine Geschwindigkeitsstufe gemäß eines Schaltgraphen auswählt, welcher auf Basis der Gaspedalstellung und der Getriebeabtriebswellendrehzahl festgelegt ist, und welche ein Steuersignal an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil gemäß der ausgewählten Geschwindigkeitsstufe ausgibt, so daß das Getriebe geschaltet wird, wobei die Verbesserung aufweist: einen Bremspedaldetektor, welcher die Stellung des Bremspedals erfasst und ein Bremsbetätigungssignal ausgibt; und eine Bremsdauerschaltsteuereinrichtung, welche die Geschwindigkeitsstufe beibehält, während das Bremsbetätigungssignal übermittelt wird, und die Geschwindigkeitsstufe von der Geschwindigkeitsstufe zum Zeitpunkt des Beginns der Übermittlung zu der Geschwindigkeitsstufe, welche der Getriebeabtriebswellendrehzahl entspricht, schaltet, wenn die Bremse gelöst wird, also das Bremsbetätigungssignal nicht mehr übermittelt wird, ohne durch die andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten.

Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung, da der Schaltvorgang nicht während der Betätigung des Bremspedals ausgeführt wird, sondern derart ausgeführt wird, daß die Geschwindigkeitsstufe zu einer neuen Geschwindigkeitsstufe geändert wird, die der Getriebeabtriebswellendrehzahl zu dem Zeitpunkt des Lösens des Bremspedals entspricht, ohne durch andere Geschwindigkeitsstufen zu schalten, wenn das Bremspedal gelöst wird, wird der Schaltvorgang nicht kontinuierlich wiederholt und die Anzahl der Schaltvorgänge wird reduziert, so daß es möglich ist, eine Schaltsteuervorrichtung mit einer guten Bedienbarkeit zu erhalten.

Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung ist eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs wie im siebten Aspekt vorgesehen, wobei die Bremsdauerschaltsteuereinrichtung weiterhin derart ausgestaltet ist, die Geschwindigkeitsstufe für eine vorbestimmte Zeitspanne, während der Übermittlung des Bremsbetätigungssignals beizubehalten, und in die Geschwindigkeitsstufe zu schalten, die der Getriebeabtriebswellendrehzahl zu dem Zeitpunkt entspricht, wenn die vorbestimmte Zeitspanne vergangen ist, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe schalten zu müssen.

Gemäß dem achten Aspekt der Erfindung wird, wenn die Zeit des Betätigens des Bremspedals nicht die vorbestimmte Zeit erreicht hat, die aktuelle Geschwindigkeitsstufe kontinuierlich beibehalten. Da dementsprechend der Schaltvorgang für eine kurze Zeit nicht ausgeführt wird, spürt der Bediener keine Unbequemlichkeit. Wenn weiterhin die Bremse betätigt ist und die vorbestimmte Zeit vergangen ist, wird die Geschwindigkeitsstufe von der Geschwindigkeitsstufe zum Zeitpunkt des Betätigungsbeginns des Bremspedals auf die Geschwindigkeitsstufe geändert, die der Getriebeabtriebswellendrehzahl zu einem Zeitpunkt entspricht, an dem die vorbestimmte Zeit vergangen ist. Da sich demgemäß die reduzierte Motordrehzahl durch den Schaltvorgang wiederaufbaut, ist es möglich, eine vorbestimmte Kühlleistung der Arbeitsflüssigkeit und des Kühlwassers zu gewährleisten.

Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung ist eine Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs wie im siebten Aspekt vorgesehen, wobei die Bremsdauerschaltsteuereinrichtung weiterhin derart ausgestaltet ist, um von einer Geschwindigkeitsstufe zu einem Zeitpunkt, während dem das Bremsbetätigungssignal übermittelt wird, zu der Anfangsgeschwindigkeit zu schalten, ohne durch andere Geschwindigkeitsstufen hindurchschalten zu müssen, wenn die Getriebeabtriebswellendrehzahl kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl wird, die zum Zweck des Schaltens in eine vorbestimmte Anfangsgeschwindigkeitsstufe festgelegt ist, welche zu einem Zeitpunkt des Fahrens oder der Inbetriebnahme des Fahrzeugs verwendet wird, während die vorbestimmte Zeit, nachdem das Bremsbetätigungssignal nicht mehr übermittelt wird, vergangen ist.

Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung wird, wenn die Getriebeabtriebswellendrehzahl kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl wird, die derart eingestellt ist, daß in die Anfangsgeschwindigkeitsstufe geschaltet wird, wenn die Betätigungszeit des Bremspedals größer als die vorbestimmte Zeit ist, die Geschwindigkeitsstufe von der Geschwindigkeitsstufe zum Zeitpunkt des Betätigungsbeginns des Bremspedals auf die Anfangsgeschwindigkeitsstufe geändert, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe schalten zu müssen. Da demgemäß die Geschwindigkeitsstufe für den nächsten Anfangszeitpunkt zusätzlich zu den Merkmalen des siebten Aspekts schnell vorbereitet wird, ist es möglich, eine Schaltsteuervorrichtung zu erhalten, welche eine gute Schaltbarkeit aufweist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
l eine schematische Ansicht der körperlichen Struktur einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltsteuereinrichtung eines Arbeitsfahrzeugs,
2 ein Steuerungsflußdiagrammm der in 1 gezeigten Steuereinrichtung,
3 eine schematische Ansicht der zeitlichen Veränderung jedes Zustandswerts beim Hochschalten,
4 eine schematische Ansicht der zeitlichen Veränderung jedes Zustandswerts beim Herunterschalten,
5 eine schematische Ansicht einer körperlichen Struktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
6 ein Steuerungsflußdiagramm des in 5 gezeigten Modulationssteuerabschnitts,
7 eine Ansicht, die die zeitliche Veränderung des jeweiligen Kupplungshydraulikdrucks vor einem Schaltvorgang und einen Kupplungshydraulikdruck nach einem Schaltvorgang zeigt und eine umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle bei geringem Fahrzeuggewicht darstellt und eine Veränderung eines Kupplungshydraulikdruckanstiegs erläutert.
8 eine Ansicht, die die zeitliche Veränderung des jeweiligen Kupplungshydraulikdrucks vor einem Schaltvorgang und einen Kupplungshydraulikdruck nach einem Schaltvorgang zeigt und eine umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle bei hohem Fahrzeuggewicht darstellt und eine Veränderung eines Kupplungshydraulikdruckanstiegs erläutert.
9 eine Ansicht, die den zeitlichen Verlauf des Kupplungsendeingriffs, bei hohem oder geringem Fahrzeuggewicht, bei einem typischen Kupplungshydraulikdruck zeigt,
10 eine schematische Ansicht einer körperlichen Struktur gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
11 ein Steuerungsflußdiagramm der Getriebesteuereinrichtung aus 10,
12 eine schematische Ansicht einer Beziehung zwischen dem Hydraulikdruck einer Kupplung vor dem Schaltvorgang und dem Hydraulikdruck einer Kupplung nach dem Schaltvorgang und einer umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle,
13 eine schematische Ansicht einer körperlichen Struktur gemäß einer vierten Ausführungsform,
14 ein Steuerungsflußdiagramm der in 13 gezeigten Getriebesteuereinrichtung,
15 eine schematische Ansicht der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Traktionskraft,
16 eine schematische Ansicht einer körperlichen Struktur gemäß einer fünften Ausführungsform,
17 eine schematische Ansicht einer körperlichen Struktur gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, und
18 ein Steuerungsflußdiagramm der in 17 gezeigten Bremsdauerschaltsteuereinrichtung.
Es folgt eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeugs mit Bezug auf die Zeichnung.
Eine körperliche Struktur der Ausführungsform ist in 1 gezeigt. Ein Getriebe 12, welches eine Mehrzahl von Kupplungen durch Ein- und Ausschalten eines Kupplungshydraulikdrucks in oder außer Eingriff bringt, so daß eine Geschwindigkeitsstufe gewählt werden kann, ist an einer Abtriebswelle 23 eines Motors 11 über einen Drehmomentwandler 13 befestigt. Ein Hinterrad 22 entsprechend einem angetriebenen Rad ist an einer Abtriebswelle des Getriebes 12 befestigt. Ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil 16, welches einen vorbestimmten Hydraulikdruck an eine Mehrzahl von Kupplungen liefert, um eine Geschwindigkeitsstufe auszuwählen ist an einem festgelegten Platz des Getriebes befestigt. (Hier im folgenden wird das elektromagnetische Proportionalsteuerventil in der jeweiligen Kupplung immer mit Elektromagnetventil 16 bezeichnet). Weiterhin ist eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 an einem festgelegten Platz des Motors 11 befestigt und steuert gemäß eines elektrischen Signals die Kraftstoff-Einspritzmenge zu den jeweiligen Zylindern des Motors 11. Ein Gaspedal 20, welches ein Fahrer betätigt, ist in der Nähe des Fahrerfußes vorgesehen.
Ein Sensor, ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor 17 (hier im folgenden als Antriebsdrehzahldetektor 17 bezeichnet), der die Getriebeantriebswellendrehzahl Ni mißt (hier im folgenden mit Antriebswellendrehzahl Ni bezeichnet) ist in Umfangsnähe der Getriebeantriebswelle befestigt, und ein Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor 18 (hier im folgenden als Abtriebsdrehzahldetektor 18 bezeichnet), der eine Getriebeabtriebswellendrehzahl No mißt (hier im folgenden mit Abtriebsdrehzahl No bezeichnet) ist in Umfangsnähe der Getriebeantriebswelle befestigt. Weiterhin ist ein Gaspedalstellungsdetektor 21, der die Gaspedalstellung Ac ermittelt, in einem unteren Abschnitt des Gaspedals 20 vorgesehen.
Herkömmliche automatische Schaltsteuervorrichtungen 31 bestehen aus einem Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41, welcher gemäß einem Schaltgraphen auf Basis der Gaspedalstellung Ac und der Abtriebsdrehzahl No entscheidet und einem Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42, welcher ein Elektromagnetventilsignal Sp zur Steuerung der zeitlichen Veränderung des Hydraulikdrucks vor dem Schaltvorgang und zur Steuerung der zeitlichen Veränderung des Hydraulikdrucks nach dem Schaltvorgang ausgibt.
Die Gaspedalstellung Ac und die Abtriebsdrehzahl No werden an den Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitts 41 über einen Eingangsschaltkreis (nicht gezeigt) eingegeben. Ein Schaltentscheidungssignal Si, welches bestimmt, ob der Schaltvorgang ausgeführt wird oder nicht, wird von dem Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 an die Steuereinrichtung 32 abgegeben, welche die Motordrehzahl während des Schaltvorgangs steuert. Ein Hydraulikdrucksteuerbefehl Cp, welcher die Niedrigdruckzeit des Kupplungshydraulikdrucks vor dem Schaltvorgang und einen zeitlich veränderbaren Druckanstieg des Kupplungshydraulikdrucks nach dem Schaltvorgang steuert, wird an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 eingegeben. Weiterhin wird ein Elektromagnetventilsignal Sp von dem Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 an das Elektromagnetventil 16 über einen Signalausgabeabschnitt (nicht gezeigt) abgegeben.
Die Gaspedalstellung Ac, die Antriebsdrehzahl Ni und die Abtriebsdrehzahl No werden an die Steuereinrichtung 32 über einen Eingangsschaltkreis (nicht gezeigt) gegeben. Weiterhin wird der Hydraulikdrucksteuerbefehl Cp von der Steuereinrichtung 32 an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 abgegeben, und ein Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge Fi wird an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 von einem Signalausgabeabschnitt (nicht gezeigt) gegeben.
Ein Steuerungsflußdiagramm der Steuereinrichtung 32 ist in 2 gezeigt. 3 zeigt eine Veränderung des jeweiligen Kupplungshydraulikdrucks vor und nach dem Gangschalten Pn und Pa, eine Antriebsdrehzahl Ni, eine Abtriebsdrehzahl No, und eine relative Getriebeantriebs-/Getriebeabtriebsdrehzahl Nr einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang. Nr (hier im folgenden als umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr bezeichnet) entspricht einem Wert, der durch Subtraktion einer umgewandelten Antriebsdrehzahl in der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang in die Antriebsdrehzahl No von der Antriebsdrehzahl Ni während des Heraufschaltens gebildet wird. Weiterhin zeigt 4 die zeitliche Veränderung derselben Zustandswerte, wie der in 3 gezeigten, nur während eines Herunterschaltens. Ein Verfahrensablauf der Ausführungsform wird mit Bezug auf diese Abbildungen beschrieben. In diesem Fall wird in der Beschreibung für 2 ein Referenzsymbol S an einen Schritt des jeweiligen Prozeßes hinzugefügt.
Der Kupplungshydraulikdruck Pn bringt vor dem Schaltvorgang einen Hydraulikdruck auf die sich im Eingriff befindende Kupplung bis zu dem Zeitpunkt auf, an dem der Schaltvorgang bestimmt ist und ist auf einen vorbestimmten maximalen Hydraulikdruck Pm gesetzt und der Kupplungshydraulikdruck Pa nach dem Schaltvorgang, der einen Hydraulikdruck auf die entsprechende Kupplung für eine bestimmte neue Geschwindigkeitsstufe aufbringt, wird auf den Wert "0" gesetzt. Das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge Fi an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 wird auf den Wert des Beschleunigungs-Einspritzmengensignals THo auf Basis der Gaspedalstellung Ac (S121) gesetzt.
Vom Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 der automatischen Schaltsteuervorrichtung 31 wird ein Hochschalten bestimmt, wenn die Antriebsdrehzahl No größer als eine vorbestimmte Standarddrehzahl für das Hochschalten Nus ist, und ein Herunterschalten wird bestimmt, wenn sie kleiner als eine vorbestimmte Standarddrehzahl für das Herunterschalten Nds ist. Das Schaltentscheidungssignal Si wird an die Steuereinrichtung 32 abgegeben, hat also den Wert "1", wenn der Schaltvorgang auf Basis der Schaltentscheidung festgelegt wurde, und hat den Wert "0", wenn keine Schaltentscheidung bestimmt worden ist. Die Steuereinrichtung 32 bestimmt, ob das Schaltentscheidungssignal Si "1" oder "0" (S121) ist. Ist das Signal "0", kehrt der Prozeß zu Schritt S121 zurück und wartet, bis das Schaltentscheidungssignal Si auf "1" wechselt. Wird es zu "1" bestimmt, wird der Kupplungshydraulikdruck Pn vor dem Schaltvorgang auf den Wert "0" gesetzt, der Hydraulikdrucksteuerbefehl Cp zum Aufbauen des Kupplungshydraulikdrucks Pa nach dem Schaltvorgang wird an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 (S123) abgegeben, und das Elektromagnetventilsignal Sp wird vom Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 an das Elektromagnetventil 16 abgegeben. Dieser Zeitpunkt wird als Schaltbeginnzeitpunkt Ts bezeichnet und ist in 3 und 4 gezeigt. Der Kupplungshydraulikdruck Pa nach dem Beginn des Schaltvorgangs beginnt mit einem ersten Anstieg M1, mit einer vorbestimmten Steigung m1 zu einem Zeitpunkt nach der Füllzeit Tf, welche die Zeitdauer bezeichnet, die notwendig ist, die Kupplungskammer nach dem Schaltbeginn mit Öl zu füllen. Zur selben Zeit wird die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr durch die Formel "Ni – ρ × No" berechnet (S124).
Ni: Getriebeantriebswellendrehzahl;
No: Getriebeabtriebswellendrehzahl;
ρ: Drehzahl-Reduktionsverhältnis der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang;
ρ × No: umgewandelte Drehzahl der Antriebswelle
Ein Synchron-Einspritzmengensignal THc wird berechnet, um die Treibstoff-Einspritzmenge gemäß der Größe der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr zu reduzieren, wenn der Wert von Nr positiv ist, und um die Treibstoff-Einspritzmenge gemäß der Größe von Nr zu erhöhen, wenn der Wert von Nr negativ ist (S125). Das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge Fi an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 wird auf das Synchron-Einspritzmengensignal THc gesetzt und die Steuerung der Motordrehzahl eingeleitet (S126).
Danach wird bestimmt, ob ein Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr kleiner als eine vorbestimmte Relativdrehzahlschwelle dNr (S127) ist. Für den Fall, daß Nr größer oder gleich der Relativdrehzahlschwelle dNr ist, kehrt der Prozeß zu Schritt S124 zurück, wiederholt den Teilprozeß, und die Motordrehzahl wird nachfolgend auf Basis des berechneten Synchron-Einspritzmengensignals THc gesteuert. Ab dem Zeitpunkt, ab dem der Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr kleiner wird, wird die Relativdrehzahlschwelle dNr für einen Motorsynchronisations-Endzeitpunkt Tec festgesetzt und die Motordrehzahlsteuerung wird gemäß der Synchron-Einspritzmenge beendet. Das Beschleunigungs-Einspritzmengensignal THo auf Basis des detektierten Signals Ac des Gaspedalstellungsdetektors 21 wird an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 als Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge Fi (S128) weitergeleitet. Die Relativdrehzahlschwelle dNr ist in der Steuereinrichtung 32 in Form einer Karte oder Liste abgespeichert und wird auf Basis der Treibstoff-Einspritzmenge, des Drosselöffnungsgrades und einer Motorreaktion festgelegt.
Als nächstes wird bestimmt, ob der Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr kleiner als die Relativdrehzahlschwelle für den Eingriff dNr0 (S129) ist oder nicht. Ist die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr größer oder gleich der Relativdrehzahlschwelle für den Eingriff dNr0, wird der Schritt S129 des Prozeßes wiederholt. Ist Nr kleiner, wird der Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks nach dem Beginn des Schaltvorgangs Pa von einem ersten Anstieg M1 auf einen zweiten Anstieg M2, mit einer vorbestimmten Steigung m2 (S130) allmählich auf einen vorbestimmten Maximal-Hydraulikdruck Pm erhöht, und der Prozeß ist vollendet. In diesem Fall ist die Relativdrehzahlschwelle für den Eingriff dNr0 eine Schwelle für die Bestimmung, daß die Kupplung nach dem Schaltvorgang ihren Eingriff vollendet hat, daß sie kleiner als die Relativdrehzahlschwelle dNr ist und ein Wert ist, um einen Meßfehler in Betracht zu ziehen und wird z. B. auf 30 U/min festgelegt.
Gemäß der Ausführungsform wird der Kupplungshydraulikdruck vor dem Schaltvorgang Pn auf "0" gesetzt, wenn durch die Steuereinrichtung 32 bestimmt wurde, daß die Geschwindigkeitsstufe verändert wird, und der Hydraulikdruck nach dem Schaltvorgang Pa wird, nachdem die Füllzeit vergangen ist, allmählich erhöht. Zur selben Zeit wird das Synchron-Einspritzmengensignal THc an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19, anstatt des Beschleunigungs-Einspritzmengensignals THo auf Basis der Gaspedalstellung Ac, eingegeben.
Gemäß dem Synchron-Einspritzmengensignal THc, berechnet auf Basis der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr, wird die Kraftstoff-Einspritzmenge für den Fall eines Heraufschaltens vermindert und somit die Motordrehzahl reduziert, und die Einspritzmenge wird für den Fall eines Herunterschaltens erhöht, so daß sich die Motordrehzahl erhöht, wobei die Motordrehzahl solange gesteuert wird, bis die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr kleiner als eine vorbestimmte Relativdrehzahlschwelle dNr wird. Dementsprechend ist es möglich, die Erzeugung eines Trägheitsdrehmoments und somit eines Schaltstoßes auf ein geringes Maß zu reduzieren, und immer ein stabiles Schalten mit einem kleinen Schaltstoß zu erzielen, ohne die Größe des Straßengefälles oder die Größe der Zuladung mit in Betracht zu ziehen.
Es wird bestimmt, daß der Eingriff der Kupplung nach dem Schaltvorgang vollendet ist, wenn die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr kleiner als die Relativdrehzahlschwelle für den Eingriff dNr0 ist, und der Kupplungshydraulikdruck wird nach dem Beginn des Schaltvorgangs so verändert, daß sich der zeitliche Anstieg vom ersten Anstieg M1 auf den zweiten Anstieg M2 verändert, so daß allmählich das vorbestimmte Hydraulikdruckmaximum Pm erreicht wird. Weiterhin ist zu diesem Zeitpunkt die Motordrehzahlsteuerung gemäß dem Synchron-Einspritzmengensignal bereits zum Motorsynchronisations-Endzeitpunkt Tec gestoppt. Die Wirkung der Motordrehzahlsteuerung ist jedoch noch wegen einer Motorreaktion für eine Weile intakt. Dementsprechend wird der Stoß durch ein Festlegen der Relativdrehzahlschwelle dNr über den Wert der Relativdrehzahlschwelle für den Eingriff dNr0 reduziert, und der Unterschied zwischen der Relativdrehzahlschwelle dNr und der Relativdrehzahlschwelle für den Eingriff dNr0 wird durch Berücksichtigen einer Motorreaktion festgelegt und somit ist ein exzellenter Schaltvorgang ohne dem Gefühl langsamen Schattens möglich.
Für den Fall eines Herunterschaltens während einer Bergauffahrt reduziert sich die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr, und es ist beabsichtigt, die Motordrehzahl zu erhöhen. Wird außerdem die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb einer kurzen Zeitspanne plötzlich reduziert, während Hydraulikdruck nicht an allen Kupplungen anliegt, wird also die Motorabtriebsdrehzahl klein, dann wird die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr schnell kleiner als die vorbestimmte Relativdrehzahlschwelle dNr und der Schaltvorgang wird schnell vollendet. Ferner ist es für den Fall eines Heraufschaltens während einer Bergabfahrt, beabsichtigt, die Motordrehzahl zu reduzieren. Für den Fall, daß sich die Abfahrtsgeschwindigkeit während der Bergabfahrt erhöht und Hydraulikdruck nicht an allen Kupplungen anliegt, erhöht sich die Motorabtriebsdrehzahl und die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr wird schnell kleiner als die Relativdrehzahlschwelle dNr und vollendet somit schnell den Schaltvorgang ohne Schaltstoß.
Beim Heraufschalten während einer Bergauffahrt oder beim Herunterschalten während einer Bergabfahrt wird die Motordrehzahlsteuerung nach Bestimmung der Veränderung der Geschwindigkeitsstufe und bevor die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr kleiner wird als die festgelegte Relativdrehzahlschwelle dNr, aufgenommen. Dementsprechend ist es möglich, immer einen sicheren Schaltvorgang mit einem geringen Schaltstoß zu erreichen ohne die Größe der Ansteigung der Fahrstraße oder die Größe der Zuladung mit in Betracht zu ziehen.
Für den Fall gemäß der Ausführungsform bezüglich der Berechnung der Kraftstoff-Einspritzmenge in der Motordrehzahlsteuerung wird das Synchron-Einspritzmengensignal THc so berechnet, daß die Kraftstoff-Einspritzmenge gemäß der Größe der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle reduziert wird, wenn der Wert von Nr positiv ist. Die Kraftstoff-Einspritzmenge wird gemäß dem Wert von Nr erhöht, wenn der Wert von Nr negativ ist. Es ist jedoch möglich, die Anordnung so auszulegen, einen vorbestimmten festen Wert für eine kleine Kraftstoff-Einspritzmenge festzulegen, wenn die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr positiv ist und einen vorbestimmten festen Wert für eine große Kraftstoff-Einspritzmenge festzulegen, wenn Nr negativ ist.
Wie oben erwähnt, kann erfindungsgemäß die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle reduziert werden und das Verursachen eines Trägheitsdrehmoments, welches durch die Rotationsbeschleunigung der trägen Massen an der Getriebeantriebsseite hervorgerufen wird, auf ein geringes Maß durch die Reduzierung der Kraftstoff-Einspritzmenge beschränkt werden und so die Motordrehzahl während des Heraufschaltens zu reduzieren, und die Kraftstoff-Einspritzmenge zu erhöhen, um die Motordrehzahl während der Zeitdauer des Herunterschaltens zu erhöhen. Dementsprechend ist es möglich, immer einen stabilen Schaltvorgang mit einem kleinen Schaltstoß zu erreichen, ohne die Größe der Neigung der Fahrstraße oder die Größe der Zuladung mit in Betracht zu ziehen. Ferner ist es nicht notwendig, die Zeitdauer für die Steuerung der Motordrehzahl zu kennen bzw. zu lernen. Anschließend wird die Steuerung an die Motordrehzahlsteuerung gemäß der normalen Gaspedalbetätigung zurückgegeben, nachdem die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle kleiner als die Relativdrehzahlschwelle ist. Dadurch, daß die Relativdrehzahlschwelle durch Inbetrachtziehen der Motorreaktion festgelegt wird, ist es möglich, ein stetiges Schaltgefühl zu erzeugen, sogar wenn die Drehzahl des Motors aus der Steuerung gemäß dem Synchron-Einspritzmengensignal genommen wird und an die normale Steuerung gemäß dem Gaspedal übergeben wird.
Als nächstes folgt die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung. Ein Blockdiagramm der körperlichen Struktur ist in 5 gezeigt. Ein Getriebe 12, welches eine Mehrzahl von Kupplungen (nicht gezeigt) durch Ein- und Ausschalten eines Kupplungshydraulikdrucks in oder außer Eingriff bringt, so daß eine Geschwindigkeitsstufe gewählt werden kann, ist an einer Abtriebswelle 23 des Motors 11 über einen Drehmomentwandler 13 befestigt. Ein Hinterrad 22 entsprechend einem angetriebenen Rad ist an einer Abtriebswelle des Getriebes 12 über ein Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) befestigt, welches auf der Getriebeabtriebsseite angeordnet ist. Eine Mehrzahl von elektromagnetischen Proportionalsteuerventilen 16, welche jeweils einen vorbestimmten Hydraulikdruck an eine Mehrzahl von Kupplungen liefern, um eine jeweilige Geschwindigkeitsstufe auszuwählen, sind an festgelegten Plätzen des Getriebes 12 befestigt. (Hier im folgenden wird das elektromagnetische Proportionalsteuerventil in der jeweiligen Kupplung immer mit Elektromagnetventil 16 bezeichnet). Ein Gaspedal 20, welches ein Bediener betätigt, ist in der Nähe des Fahrerfußes vorgesehen.
Ein Sensor, ein Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor 18 (hier im folgenden als Abtriebsdrehzahldetektor 18 bezeichnet), der die Getriebeabtriebswellendrehzahl No mißt (hier im folgenden mit Abtriebsdrehzahl No bezeichnet), ist in Umfangsnähe der Getriebeabtriebswelle befestigt. Weiterhin ist ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor 17 (hier im folgenden als Antriebsdrehzahldetektor 17 bezeichnet), der die Getriebeantriebswellendrehzahl Ni mißt (hier im folgenden mit Antriebsdrehzahl Ni bezeichnet), in Umfangsnähe der Getriebeantriebswelle befestigt. Ein Gaspedalstellungsdetektor 21, der die Gaspedalstellung Ac ermittelt, ist in einem unteren Abschnitt des Gaspedals 20 vorgesehen.
Eine Getriebesteuereinrichtung 40 und eine Motorsteuereinrichtung 60 zum Steuern der Kraftstoff-Einspritzmenge sind als Steuereinrichtungen vorgesehen.
Die Getriebesteuereinrichtung 40 weist einen Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41, einen Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 und einen Modulationssteuerabschnitt 50 auf. In diesem Fall bestimmt der Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 eine Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Schaltgraphen auf Basis der Gaspedalstellung Ac und der Abtriebsdrehzahl No. Der Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 gibt ein Elektromagnetventilsignal Sp aus, um eine Steigung des Kupplungshydraulikdrucks entsprechend der festgelegten Geschwindigkeitsstufe mit einem bestimmten Wert der Steigung festzulegen, selbst wenn sich das Fahrzeuggewicht und somit die Last an der Kupplung verändert. Der Modulationssteuerabschnitt 50 steuert die beginnende Steigung des Kupplungshydraulikdrucks und die beginnende Synchronisierung gemäß des Fahrzeuggewichts.
Die Signale der Gaspedalstellung Ac und der Abtriebsdrehzahl No werden an den Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 über einen Eingangsschaltkreis (nicht gezeigt) eingegeben. Ein Schaltentscheidungssignal Si, welches auf "1" gesetzt ist, wenn der Wechsel der Geschwindigkeitsstufe bestimmt ist, und auf "0" gesetzt ist, wenn der Wechsel der Geschwindigkeitsstufe nicht bestimmt ist, und die Daten des Drehzahlreduktionsverhältnisses der Geschwindigkeitstufe vor dem Schaltvorgang ϱ, werden vom Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 an den Modulationssteuerabschnitt 50 abgegeben.
Ein Hydraulikdrucksteuerbefehl Cp, welcher den Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks M hervorruft, also den zeitlichen Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks bestimmt, ist ein Signal, welches den Kupplungshydraulikdruck vor dem Schaltvorgang Pn an der Kupplung, die außer Eingriff gebracht werden soll, auf den Wert "0" vor dem Schaltvorgang festlegt. Es ist auch ein Signal, welches den Kupplungshydraulikdruck nach dem Schaltvorgang Pa, entsprechend der Kupplung, die nach dem Schaltvorgang in Eingriff sein soll, aufbaut und wird an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 vom Modulationssteuerabschnitt 50 eingegeben. Weiterhin wird das Elektromagnetventilsignal Sp, welches den jeweiligen Kupplungshydraulikdruck steuert, vom Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 an das Elektromagnetventil 16 über einen Signalausgabeabschnitt (nicht gezeigt) abgegeben.
Der Modulationssteuerabschnitt 50 weist eine Fahrzeuggewichts-Erfassungsvorrichtung 51, welche das Fahrzeuggewicht ermittelt, und eine Druckanstieg-Speichereinrichtung 52, welche eine Mehrzahl von Daten, die den Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks M betreffen, auf. Die jeweiligen Daten betreffen eine kleine Steigung Ms und eine große Steigung Mb, welche zu einer Zeit festgelegt werden, bei der der Kupplungseingriff gestartet wird, und eine Steigung bei vollständigem Eingriff, welche nach dem Beginn des vollständigen Kupplungseingriffs und dem vorher bestimmten maximalen Kupplungshydraulikdruck Pm anliegt, werden vorher in der Druckanstieg-Speichereinrichtung 52 gespeichert. Die kleine Steigung Ms wird festgelegt, wenn das Fahrzeuggewicht gering ist und weist einen kleineren Wert als die große Steigung Mb auf, die festgelegt wird, wenn das Fahrzeuggewicht hoch ist. Weiterhin erreicht der Hydraulikdruck die Steigung bei vollständigem Eingriff Mm, um den Eingriff der Kupplung zu sichern, und weist einen größeren Wert als die große Steigung Mb auf.
Die Antriebsdrehzahl Ni, die Abtriebsdrehzahl No, das Schaltentscheidungssignal Si und das Drehzahlreduktionsverhältnis der Geschwindigkeitsstufe vor dem Schaltvorgang ρ werden an den Modulationssteuerabschnitt 50 über einen Eingangsschaltkreis (nicht gezeigt) eingegeben. Weiterhin wird ein Motorabtriebsdrehmoment To an den Modulationssteuerabschnitt 50 von einer Motorsteuereinrichtung 60 eingegeben. Der Modulationssteuerabschnitt 50 gibt den Hydraulikdrucksteuerbefehl Cp an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 ab.
Die Motorsteuereinrichtung 60 weist einen Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt 61 auf, der das Motordrehmoment auf Basis der Gaspedalstellung Ac berechnet und einen Kraftstoff-Einspritzmengen-Berechungsabschnitt 62, welcher einen Kraftstoff-Einspritzmengenwert für die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 berechnet.
Die Gaspedalstellung Ac wird an den Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt 61 eingegeben. Weiterhin wird das berechnete Motorabtriebsdrehmoment To des Motordrehmoment-Berechnungsabschnitts 61 an den Modulationssteuerabschnitt 50 abgegeben.
Die Gaspedalstellung Ac wird an den Kraftstoff-Einspritzmengen-Berechnungsabschnitt 62 eingegeben und das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge Fi wird vom Kraftstoff-Einspritzmengen-Berechnungsabschnitt 62 an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 über einen Signalausgabeabschnitt (nicht gezeigt) abgegeben.
Ein Steuerungsflußdiagramm des Modulationssteuerabschnitts 50 ist in 6 gezeigt. 7 zeigt eine zeitliche Veränderung des jeweiligen Kupplungshydraulikdrucks vor dem Schaltvorgang Pn, einen Kupplungshydraulikdruck nach dem Schaltvorgang Pa, und eine Getriebeeingangsausgangsrelativdrehzahl einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang Nr (hier im folgenden als umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr bezeichnet), entsprechend einer Differenz zwischen der Getriebeeingangswellendrehzahl der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle bei einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang von der Getriebeabtriebswellendrehzahl, wenn das Fahrzeuggewicht klein ist. 8 zeigt die zeitliche Veränderung derselben Zustandswerte, wie der in 7 gezeigten nur während einer Zeit, in der das Fahrzeuggewicht groß ist. Ein Verfahrensablauf nach der Ausführungsform wird mit Bezug auf diese Zeichnungen beschrieben. In diesem Fall wird in der Beschreibung für 6 ein Referenzsymbol S an einen Schritt des jeweiligen Prozeßes hinzugefügt.
Der Kupplungshydraulikdruck vor dem Schaltvorgang Pn wird auf einen vorbestimmten maximalen Hydraulikdruck Pm festgelegt, und der Kupplungshydraulikdruck Pa nach dem Schaltvorgang wird auf den Wert "0" festgelegt (S221). Als nächstes wird bestimmt, ob das Schaltentscheidungssignal Si, welches vom Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitts 41 abgegeben wird, "1" oder "0" ist (S222). Ist das Schaltentscheidungssignal Si "0" kehrt der Prozeß wieder zum Schritt S221 zurück. Ist es "1", wird die Zeit auf 0 festgelegt und die Fortbewegungs-Beharrungslast W, welche das Fahrzeuggewicht ausdrückt, wird durch die Fahrzeuggewichts-Erfassungsvorrichtung 51, gemäß der folgenden Formel (1) auf Basis der Abtriebsdrehzahl No und des Motorabtriebsdrehmoments To (S223), berechnet. In diesem Fall entspricht die Fortbewegungs-Beharrungslast W der Summe aus einer Fahrwiderstandskraft, wie zum Beispiel einer Komponentenkraft in Richtung der Traktionskraft, resultierend aus dem Fahrzeuggewicht gemäß einer Neigung der Fahrstraße, einer Reibungskraft, die durch die Fahrstraßenoberfläche hervorgerufen wird und dergleichen und der Fahrzeuggewichtskraft inklusive der Zuladungsgewichtskraft.
W = K × g × To/(d(No))/dt) (1)d(No)/dt : zeitliche Ableitung der Abtriebsdrehzahl No
K : Umrechnungsbeiwert
g : Erdbeschleunigung.
Der oben erwähnte Umrechnungsbeiwert K umfaßt das Drehzahlreduktionsverhältnis der Geschwindigkeitsstufe vor dem Schaltvorgang des Getriebes, das Drehzahlreduktionsverhältnis nach dem Schaltvorgang des Getriebes und den Radius des Radreifens.
Es wird bestimmt, ob die Fortbewegungs-Beharrungslast W kleiner ist als eine Lastschwelle Wj entsprechend einem vorbestimmten Vielfachen des Fahrzeugleergewichts Wk (zum Beispiel das 1,5fache) oder nicht (S224). Ist sie größer oder gleich dem Lastschwellenwert Wj, wird die große Steigung Mb, wie in 8 gezeigt, als die Steigung des Kupplungshydraulikdrucks M festgelegt, der den zeitlichen Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks zu einem Zeitpunkt bestimmt, wenn der Kupplungshydraulikdruck zu steigen beginnt, ist sie geringer, wird die kleine Steigung Ms, jeweils durch Auswählen aus der Druckanstieg-Speichereinrichtung 52 festgelegt, wie in 7 gezeigt (S225, S226). Für den Fall, daß der Wert der großen Steigung Mb vorher festgesetzt wurde, so daß sich die Kupplungshaltbarkeit nicht verschlechtert, erhält man einen kleinen Schaltstoß, auch für den Fall, wenn die Kupplungswärme größer oder gleich einer festgelegten Wärme wird, wenn das Fahrzeuggewicht hoch ist, aufgrund dessen, daß die Trägheit der Fahrzeugmasse hoch ist. Wird weiterhin der Wert der kleinen Steigung Ms vorher festgesetzt, so ist die Zeitdauer bis zum Zeitpunkt Ts, bis sich der Kupplungshydraulikdruck aufbaut und den Eingriff der Kupplung bei geringem Fahrzeuggewicht vollendet, im wesentlichen gleich der Zeitdauer bis zum Zeitpunkt Tb bis sich der Kupplungshydraulikdruck aufbaut und den Eingriff der Kupplung bei großem Fahrzeuggewicht vollendet und man erhält einen kleinen Schaltstoß.
Der Hydraulikdrucksteuerbefehl Cp, welcher den Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks M hervorruft, wird in Art und Weise, wie oben beschrieben, festgelegt und setzt den Kupplungshydraulikdruck vor dem Schaltvorgang Pn auf "0". Der Befehl für den Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks nach dem Schaltvorgang Pa wird durch einen Kupplungshydraulikdruckbefehl gemäß einem festgelegten Steigungswert ersetzt und wird an die jeweiligen Elektromagnetventile 16 über den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 (S227) abgegeben. Dementsprechend wird der Kupplungshydraulikdruck vor dem Schaltvorgang Pn "0" und das Öl wird der Kupplungskammer der Kupplung nach dem Beginn des Schaltvorgangs zugeführt. Nachdem das Öl der Kupplungskammer der Kupplung zugeführt wurde und nachdem der Schaltvorgang begonnen hat und die Füllzeit gemäß einer notwendigen Füllzeit vergangen ist (Tfs in 7 und Tfb in 8), steigt der Kupplungshydraulikdruck mit den vorbestimmten Steigungen Ms und Mb. Da in diesem Fall, die Füllzeiten der entsprechenden Kupplungen nach dem Einleiten des Schaltvorgangs im wesentlichen gleich lang sind, sind die Füllzeit Tfs bei geringem Fahrzeuggewicht und die Füllzeit Tfb bei hohem Fahrzeuggewicht im wesentlichen gleich lang.
Als nächstes wird die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr, ausgedrückt durch die folgende Formel (2) berechnet (S228) und es wird bestimmt, ob deren Absolutwert kleiner ist als die vorbestimmte Getriebeantriebsabtriebsrelativdrehzahlschwelle der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang dNr (hier im folgenden als Relativdrehzahlschwelle dNr bezeichnet) oder nicht (S229).
Nr = Ni – ϱ × No (2)
Ist sie größer oder gleich der Relativdrehzahlschwelle dNr, kehrt. der Prozeß zu Schritt S228 zurück und berechnet nochmals die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr und wiederholt den oben erwähnten Prozeß. Ist sie kleiner, wird bestimmt, daß die Kupplung ihren Eingriff vollendet hat, und die nächste Kupplungshydraulikdrucksteigung M wird auf die Steigung für den vollständigen Eingriff Mm von der Druckanstieg-Speichereinrichtung 52 (S230) festgelegt. Eine Zeitdauer oder ein Zeitpunkt, welcher den vollständigen Eingriff der Kupplung bestimmt, wird auf die Eingriffszeit für eine geringe Zuladung Ts festgesetzt, wenn das Fahrzeuggewicht klein ist, und auf die Eingriffszeit für eine hohe Zuladung Tb festgesetzt, wenn das Fahrzeuggewicht groß ist. Die Zeitdauer, für die der Kupplungshydraulikdruck nach Beendigung des Füllens der Kupplungskammer mit Öl bis zur Eingriffszeit für eine geringe Zuladung Ts oder bis zur Eingriffszeit für eine hohe Zuladung Tb ansteigt, wird als Eingriffszeit bezeichnet. Die Steigung des Kupplungshydraulikdrucks M wechselt auf die Steigung bei vollständigem Eingriff Mm des Kupplungshydraulikdrucks mit einem festgelegten Steigungswert gemäß des Hydraulikdrucksteuerbefehls Cp, welcher an die jeweiligen Elektromagnetventile 16 über den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 abgegeben wird. Der Kupplungshydraulikdruck erreicht seinen vorbestimmten maximalen Hydraulikdruck Pm mit der Steigung bei vollständigem Eingriff Mm, so daß der Schaltvorgang beendet wird. Eine Schaltvorgangs-Beendigungszeit für eine geringe Zuladung Tes und eine Schaltvorgangs-Beendigungszeit für eine hohe Zuladung Teb, bei welchen der Schaltvorgang vollständig abgeschlossen ist, werden gemäß der Zeit für eine geringe Zuladung bzw. der Zeit für eine hohe Zuladung festgelegt. Die Zeitdauer zwischen dem die Steigung des Kupplungshydraulikdrucks M den Wert der Steigung bei vollständigem Eingriff Mm angenommen hat und dem Zeitpunkt der Schaltvorgangs-Beendigungszeit für eine geringe Zuladung Tes oder der Schaltvorgangs-Beendigungszeit für eine hohe Zuladung Teb, also die Zeitdauer zwischen Ts und Tes bzw. Tb und Teb, wird als Eingriffsvervollständigungszeit bezeichnet, um den Kupplungshydraulikdruck zu erhöhen und so den Eingriff sicherzustellen.
Gemäß der Ausführungsform wird die Steigung des Kupplungshydraulikdrucks M auf die kleine Steigung Ms festgelegt, wenn die Fortbewegungs-Beharrungslast W kleiner als die Lastschwelle Wj ist und auf die große Steigung Mb festgelegt, wenn sie größer oder gleich der Lastschwelle Wj ist, wodurch der Kupplungshydraulikdruck ansteigt. Die geringe Steigung Ms wird, wenn das Fahrzeuggewicht klein ist, vorher festgelegt, so daß die Eingriffszeit zwischen dem Zeitpunkt zu dem der Kupplungshydraulikdruck ansteigt und zu dem der Eingriff beendet ist, im wesentlichen gleich der Eingriffszeit der großen Steigung Mb ist, wenn das Fahrzeuggewicht groß ist, und man erhält einen kleinen Schaltstoß. Demgemäß greift die Kupplung immer mit einem kleinen Schaltstoß ein, ohne die Höhe des Fahrzeuggewichts mit in Betracht zu ziehen.
Die Eingriffszeit, also die Zeitdauer, die zwischen dem Beginn des Anstiegs des Kupplungshydraulikdrucks und der Beendigung des Kupplungseingriffs liegt (also zwischen Tfs (Ende) und Ts oder zwischen Tfb (Ende) und Tb), ist im wesentlichen gleich lang, ohne die Höhe des Fahrzeuggewichts mit in Betracht zu ziehen. Weiterhin sind die Füllzeiten Tfs oder Tfb, welche für die Befüllung der Kupplungskammer der Kupplung mit Öl nach dem Einleiten des Schaltvorgangs notwendig sind, bis zum Ansteigen des Kupplungshydraulikdrucks ansteigend, im wesentlichen in jeder der Kupplungen nach dem Einleiten des Schaltvorgangs gleich. Dementsprechend sind die jeweiligen vollständigen Zeitdauern der Füllzeit und der Eingriffszeit im wesentlichen gleich, ohne die Höhe des Fahrzeuggewichts mit in Betracht zu ziehen.
Die Steigung bei vollständigem Eingriff Mm, welche als Steigung festgelegt wird, nachdem der Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr kleiner als ein Schwellwert dNr wird und eine ausreichend große Steigung aufweist, werden die Eingriffsvervollständigungszeiten im wesentlichen gleich lang, ohne die Höhe des Fahrzeuggewichts mit in Betracht zu ziehen.
Nachdem es, wie oben erwähnt, möglich ist, die Eingriffszeiten, nachdem der Schaltvorgang gestartet wurde und bevor der Eingriff vollendet ist, zu steuern und somit im wesentlichen gleich lang sind, ohne die Höhe des Fahrzeuggewichts mit in Betracht zu ziehen und die Eingriffsvervollständigungszeiten, nachdem der Eingriff vollendet ist und bevor der Hydraulikdruck seinen vorbestimmten maximalen Hydraulikdruck Pm erreicht, im wesentlichen gleich lang sind, ist es möglich immer eine im wesentlichen gleich lange Schaltzeit als Ganzes zu erhalten.
In diesem Fall wird erfindungsgemäß die anfängliche Steigung des Kupplungshydraulikdrucks für die jeweiligen Fahrzeuggewichte festgelegt, welche in zwei Klassen, einer schweren und einer leichten, eingeordnet werden. Es ist jedoch möglich die anfängliche Steigung des Kupplungshydraulikdrucks für Fahrzeuggewichte in Klassen einzuteilen, die zum Beispiel eine schwere, eine mittlere und eine leichte Klasse umfassen. Andererseits ist es möglich, eine Berechnungsformel festzulegen, die die Steigung des Hydraulikdrucks M gemäß der Höhe des Fahrzeuggewichts auf Basis von experimentiellen Daten berechnet und so die Steigung des Hydraulikdrucks gemäß einer Berechnungsformel bestimmt.
Die Beschleunigung des Fahrzeugs wird gemäß der Ausführungsform durch ein Differenzieren der Getriebeabtriebsdrehzahl nach der Zeit berechnet, es ist jedoch möglich einen detektierten Wert zu verwenden, der von einem Beschleunigungsmesser erhalten wird, der sich an einem vorbestimmten Ort in Längsrichtung des Fahrzeugs befindet. Weiterhin wird die Fortbewegungs-Beharrungslast auf Basis des Motorabtriebsdrehmoments und der Fahrzeugbeschleunigung berechnet, wobei das Fahrzeuggewicht direkt durch andere Vorrichtungen, welche eine Masse bestimmen können, wie zum Beispiel durch den Fluiddruck einer hydro-pneumatischen Federvorrichtung, gemessen werden kann.
Weiterhin wird gemäß der Ausführungsform die Lastschwelle Wj auf das 1,5fache des Fahrzeugleergewichts Wk festgelegt, um das Fahrzeuggewicht gut in eine schwere und in eine leichte Klasse einordnen zu können. Die Lastschwelle Wj wird so festgelegt, daß zwischen dem beladenen und dem unbeladenen Fahrzeug einfach unterschieden werden kann.
Wie oben erwähnt, wird gemäß der Erfindung die Kupplung entsprechend des Kupplungshydraulikdrucks in Eingriff gebracht, der gemäß der Höhe des Fahrzeuggewichts bestimmt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Kupplungseingriffszeiten im wesentlichen gleich lang zu halten, ohne die Höhe des Fahrzeuggewichts mit in Betracht zu ziehen, und es ist weiterhin möglich, den Schaltstoß zu reduzieren. Weiterhin steigt der Kupplungshydraulikdruck mit der Steigung bei vollständigem Eingriff, welche einen vorbestimmten hohen Steigungswert aufweist, zu der Zeit, wenn der Eingriff vollzogen ist. Dementsprechend ist es möglich, die Zeiten nach Vollendung des Kupplungseingriffs und vor Vollendung des Schaltvorgangs am kürzesten zu gestalten und im wesentlichen gleich lang festzulegen, ohne die Höhe des Fahrzeuggewichts mit in Betracht zu ziehen. Dementsprechend ist es möglich eine im wesentlichen feste, kürzeste und gewünschte Schaltzeit mit einem geringen Schaltstoß zu erhalten, ohne die Höhe des Fahrzeuggewichts mit in Betracht zu ziehen, so daß für die Schaltsteuervorrichtung eine gute Betriebsweise erhalten wird. Für diesen Fall können gemäß der Erfindung die folgenden Effekte weiterhin erhalten werden.
Weist der Kupplungshydraulikdruck die Steigung bei vollständigem Eingriff auf und bewegt sich auf den vorbestimmten maximalen Kupplungsdruck zur selben Zeit zu, wenn der Kupplungseingriff im wesentlichen vollendet ist, ist es möglich, einen schnellen und sicheren Eingriff ohne Durchrutschen zu erzielen, wenn das maximale Motordrehmoment durch die sich im Eingriff befindende Kupplung geleitet wird. Dementsprechend ist es möglich eine Schaltsteuervorrichtung vorzusehen, welche ein Beschleunigungsgefühl mit gutem Ansprechverhalten entsprechend der Beschleunigung durch den Motor bzw. durch den Öffnungsgrad einer Drossel aufweist.
Weiterhin ist es möglich, die Höhe des Fahrzeuggewichts unter Verwendung der Fortbewegungs-Beharrungslast zu bestimmen und eine kostengünstige und effektive Schaltsteuervorrichtung zu erhalten.
Als nächstes folgt die Beschreibung einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung mit Bezug auf die angefügte Zeichnung. Ein Blockdiagramm der körperlichen Struktur ist gemäß einer dritten Ausführungsform in 10 gezeigt. Ein Getriebe 12, welches eine Mehrzahl von Kupplungen (nicht gezeigt) durch Ein- und Ausschalten eines Kupplungshydraulikdrucks in oder außer Eingriff bringt, so daß eine Geschwindigkeitsstufe gewählt werden kann, ist an einer Abtriebswelle 23 des Motors 11 über einen Drehmomentwandler 13 befestigt. Ein Hinterrad 22 entsprechend einem angetriebenen Rad ist an einer Abtriebswelle des Getriebes 12 über ein Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) befestigt, welches auf der Getriebeabtriebsseite angeordnet ist. Eine Mehrzahl von elektromagnetischen Proportionalsteuerventilen 16, welche einen vorbestimmten Hydraulikdruck an eine Mehrzahl von Kupplungen liefern, um eine jeweilige Geschwindigkeitsstufe auszuwählen, sind an festgelegten Plätzen des Getriebes 12 befestigt. (Hier im folgenden wird das elektromagnetische Proportionalsteuerventil in der jeweiligen Kupplung immer mit Elektromagnetventil 16 bezeichnet). Ein Gaspedal 20, welches ein Bediener betätigt, ist in der Nähe des Fahrerfußes vorgesehen.
Ein Sensor, ein Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor 18 (hier im folgenden als Abtriebsdrehzahldetektor 18 bezeichnet), der die Getriebeabtriebswellendrehzahl No mißt (hier im folgenden mit Abtriebsdrehzahl No bezeichnet) ist in Umfangsnähe der Getriebeabtriebswelle befestigt. Weiterhin ist ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor 17 (hier im folgenden als Antriebsdrehzahldetektor 17 bezeichnet), der die Getriebeantriebswellendrehzahl Ni mißt (hier im folgenden mit Antriebsdrehzahl Ni bezeichnet), ist in Umfangsnähe der Getriebeantriebswelle befestigt. Ein Gaspedalstellungsdetektor 21, der die Gaspedalstellung Ac ermittelt, ist in einem unteren Abschnitt des Gaspedals 20 vorgesehen.
Die Antriebsdrehzahl Ni, die Abtriebsdrehzahl No und die Gaspedalstellung Ac vom Gaspedalstellungsdetektor 21, werden an die Getriebesteuereinrichtung 40 eingegeben, und die Getriebesteuereinrichtung 40 sendet das Elektromagnetventilsignal Sp zur Steuerung des Hydraulikdrucks an das Elektromagnetventil 16.
Eine mechanische Einspritzmengenbestimmungsvorrichtung 63 bestimmt das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge Fi, um es an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 des Motors 11 zu senden, auf Basis eines mechanischen Signals der Gaspedalstellung Ac, und sendet es an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19.
Ein Steuerungsflußdiagramm der Getriebesteuereinrichtung 40, ist gemäß der Ausführungsform in 11 gezeigt. In diesem Fall, wird in der Beschreibung für 11 ein Referenzsymbol S an einen Schritt des jeweiligen Prozeßes hinzugefügt.
Zu Beginn wird in Schritt S320, auf Basis der Gaspedalstellung, bestimmt, ob das Gaspedal niedergedrückt ist oder nicht. Ist es nicht niedergedrückt, wird in Schritt S335 bestimmt, ob ein Herauf- oder ein Herunterschalten ausgeführt wird und der Prozeß kehrt zu Schritt S320 zurück. Das Herunter- oder das Heraufschalten, welches in Schritt S335 ausgeführt wird, entspricht einem Schaltvorgang gemäß einer herkömmlichen Schaltmethode, bei welchem das Schalten Stufe für Stufe ausgeführt wird. Wird im Schritt S320 bestimmt, daß das Gaspedal heruntergedrückt ist, wird als nächstes bestimmt, ob die Abtriebsdrehzahl No kleiner als die normale Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt ist oder nicht (S321). In diesem Fall entspricht die normale Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt einer Schwelle der Getriebeabtriebsdrehzahl, entsprechend eines bestimmten, standardisierten Schaltbeginns für jede der Geschwindigkeitsstufen und ist vorher in einem Schaltgraphen gespeichert. Ist die Abtriebsdrehzahl No größer oder gleich der normalen Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt, kehrt der Prozeß zu Schritt S321 über den Schritt S334 zurück, welcher entscheidet, ob ein Heraufschalten eingeleitet und ausgeführt wird oder nicht. In diesem Fall entspricht das Heraufschalten, welches in Schritt S334 ausgeführt wird, einem Schaltvorgang gemäß einer herkömmlichen Schaltmethode, bei welcher der Schaltvorgang Stufe für Stufe ausgeführt wird. Ist sie (No) kleiner als die normale Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt, wird bestimmt, ob die aktuelle Geschwindigkeitsstufe größer oder gleich F3 ist oder nicht (S322). Ist die aktuelle Geschwindigkeitsstufe eine Niedriggeschwindigkeitsstufe, inklusive F2, dann wird bestimmt, daß die Schaltmethode ein normaler Schaltvorgang ist, bei welchem das Schalten in die Niedriggeschwindigkeitsstufe Stufe nach Stufe ausgeführt wird, und der Schaltvorgang in Schritt S329 gestartet wird.
Ist die aktuelle Geschwindigkeitsstufe größer oder gleich F3, was der Fall ist, wenn die aktuelle Geschwindigkeitsstufe eine Hochgeschwindigkeitsstufe inklusive F3 ist, wird bestimmt, ob die Fahrzeugbeschleunigung kleiner als eine vorbestimmte Beschleunigungsschwelle aS ist oder nicht (S323). In diesem Fall wird die Fahrzeugbeschleunigung a durch Differenzieren der Abtriebsdrehzahl No nach der Zeit berechnet. Hat die Beschleunigung a einen negativen Wert, heißt das, daß das Fahrzeug seine Geschwindigkeit reduziert. Die Beschleunigungsschwelle aS entspricht einem Wert, welcher Basis des Fahrzeugleergewichts, des maximalen Motorabtriebdrehmoments, einem Drehzahlreduktionsverhältnis der aktuellen Geschwindigkeitsstufe und einem Drehzahlreduktionsverhältnis einer Geschwindigkeitsstufe, welche auf der Seite einer geringeren Geschwindigkeit als auf der aktuellen Geschwindigkeitsstufe liegt, berechnet wird und die Beschleunigungsschwelle aS wird, entsprechend jeder der Geschwindigkeitsstufen, vorher berechnet und in der Getriebesteuereinrichtung 40 gespeichert.
An dieser Stelle folgt die Beschreibung eines Berechnungsverfahrens der Beschleunigungsschwelle aS, welche vorher in der Getriebesteuereinrichtung 40 gespeichert wurde. Ein totales Drehzahlreduktionsverhältnis zwischen der Motorabtriebswelle und dem Radreifen sei ϱ0 für die aktuelle Geschwindigkeitsstufe und sei ϱ1 für eine Geschwindigkeitsstufe, welche eine Stufe unter der aktuellen Geschwindigkeitsstufe liegt, dann wird angenommen, daß eine Bewegungsgleichung des Fahrzeugs bei ansteigender Fahrstraße mit einem Winkel θ durch die Formeln (3) und (4) ausgedrückt werden kann.
Mk × a0 = T × ϱ0/r – Mk × g × sin θ (3) Mk × a1 = T × ϱ1/r – Mk × g × sin θ (4)Mk : Fahrzeugleergewichtsmasse (Wert der durch Dividieren der Fahrzeugleergewichtskraft durch die Erdbeschleunigung g gebildet wird)
a0 : Beschleunigung des Fahrzeugs in der aktuellen Geschwindigkeitsstufe
a1 : Beschleunigung des Fahrzeugs in einer Geschwindigkeitsstufe, welche eine Stufe kleiner ist als die aktuelle Geschwindigkeitsstufe
T : maximales Motorabtriebsmoment
r : Radius des Radreifens des Fahrzeugs
g : Erdbeschleunigung.
Hier an dieser Stelle wird vorausgesetzt, daß es dem Fahrzeug möglich ist, in einer Geschwindigkeitsstufe zu fahren, welche eine Stufe kleiner als die aktuelle Geschwindigkeitsstufe ist und eine positive Beschleunigung aufweist. Dann ist die Formel (4) positiv und die folgende Formel (5) wird aufgestellt.
Mk × g × sin θ ≤ T × ϱ1/r (5)
Die folgende Formel (6) wird aus den Formeln (5) und (3) gebildet.
a0 ≥ T × (ϱ0 – ϱ1)/(Mk × r) ≡ aX (6)
Der Wert, welcher sich gemäß der Formel "T × (ϱ0 – ϱ1)/(Mk × r)" in Formel (6) berechnet, entspricht einer Schwelle, welche bestimmt, ob ein Herunterschalten in eine Stufe niedriger oder ein Herunterschalten zwei Stufen niedriger ausgeführt wird. Diese Schwelle wird mit Einstufenschaltschwelle bezeichnet, und wenn die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung a0 größer oder gleich der Einstufenschaltschwelle aX ist, wird ein Herunterschalten in eine niedrigere Geschwindigkeitsstufe als der aktuellen Geschwindigkeitsstufe ausgeführt. Ist weiterhin die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung a0 kleiner als die Einstufenschaltschwelle aX, wird ein Herunterschalten um zwei Stufen nach unten als der aktuellen Geschwindigkeitsstufe ausgeführt. Das Drehzahlreduktionsverhältnis ϱ1 einer niedrigeren Stufe hat einen größeren Wert als das Drehzahlreduktionsverhältnis ϱ0 der aktuellen Geschwindigkeitsstufe. Die Einstufenschaltschwelle aX ist eine Schwelle mit einem negativen Wert. Ein negativer Wert der Fahrzeugbeschleunigung mit einem großen Absolutwert zeigt an, daß das Maß der Geschwindigkeitsreduktion des Fahrzeugs groß ist. In diesem Fall wird die Einstufenschaltschwelle aX zur Bestimmung der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang, um eine oder um zwei Stufen kleiner auf Basis des Fahrzeugleergewichts berechnet. Wird gemäß der auf Basis des Fahrzeugleergewichts berechneten Einstufenschaltschwelle aX bestimmt, daß die Traktionskraft für den Fall der einen Stufe der niedrigeren Geschwindigkeitsstufe ungenügend ist, ist es möglich zu bestimmen, daß die Traktionskraft immer für den Fall der einen Stufe niedrigeren Geschwindigkeitsstufe ungenügend ist, wenn das Fahrzeug beladen ist. Dementsprechend ist die Berechnungsmethode der Schwelle gemäß Formel (6), welche das Fahrzeuggewicht in einem unbeladenen Zustand mit in Betracht zieht, eine einfache und sichere Methode, welche mit allen Beladungsbedingungen übereinstimmen kann.
Ist die Fahrzeugbeschleunigung größer oder gleich der Beschleunigungsschwelle aS, wird ein normales Schalten bestimmt und in Schritt S329 begonnen. Ist die Fahrzeugbeschleunigung a kleiner als die Beschleunigungsschwelle aS, wird ein Sprungschalten bestimmt und es wird bestimmt, ob die Abtriebsdrehzahl No kleiner als die Sprungschaltdrehzahlschwelle Nd ist (S324). In diesem Fall ist die Sprungschaltdrehzahlschwelle Nd eine Schwelle, um den Motor vor einem Überdrehen während des Schaltvorgangs zu bewahren und ist im allgemeinen ein Wert, der kleiner als die Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt ist und wird vorher in der Getriebesteuereinrichtung 40 gespeichert.
Selbst wenn in Schritt S323 bestimmt wird, daß die Fahrzeugbeschleunigung a kleiner als die Beschleunigungsschwelle aS ist und das Sprungschalten bestimmt wird, kehrt der Prozeß zu Schritt S323 zurück, während die aktuelle Geschwindigkeitsstufe beibehalten wird, wenn die Abtriebsdrehzahl No größer oder gleich der Sprungschaltdrehzahlschwelle Nd ist, und es wird kontinuierlich bestimmt, ob die Fahrzeugbeschleunigung a kleiner als die Beschleungigungsschwelle aS wird oder nicht. Danach wird das Schalten in Schritt S329 gestartet, nachdem die Abtriebsdrehzahl No kleiner als die Sprungschaltdrehzahlschwelle Nd geworden ist. In diesem Fall wird die Zeit t, welche die horizontale Achse in 12 bildet, für den Beginn des Schaltvorgangs auf 0 gesetzt. Zuerst wird der Kupplungshydraulikdruck Pn der Kupplung vor dem Schaltvorgang auf den Wert 0 gesetzt (S330). Als nächstes wird bestimmt, ob die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr, ausgedrückt durch die Formel "Nr = Ni – ϱ × No" positiv ist oder nicht (S331). In diesem Fall ist ϱ ein Drehzahlreduktionsverhältnis der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang und wird in der Getriebesteuereinrichtung 40 in Form von Daten gespeichert. Ist die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr kleiner als der Wert 0, wartet der Prozeß in Schritt S331 so lange, bis die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr positiv wird. Wird die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr positiv, wenn sie vorher negativ war, wird bei der Relativdrehzahl 0, in 12 Ts bezeichnet, der Kupplungshydraulikdruck Pa der Kupplung nach dem Schaltvorgang gemäß einer neuen Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang schrittweise bis auf den maximalen Kupplungshydraulikdruck Pm erhöht (S332).
Wird gemäß der Ausführungsform die Abtriebsdrehzahl kleiner als die vorbestimmte normale Schaltbeginndrehzahlschwelle und die Beschleunigung, welche durch Differenzierung der Abtriebsdrehzahl nach der Zeit berechnet wird, größer oder gleich einer vorbestimmten Beschleunigung, wird ein normaler Schaltvorgang bestimmt und ein Herunterschalten aus der aktuellen Geschwindigkeitsstufe in eine niedrigere Geschwindigkeitsstufe ausgeführt. Selbst für den Fall, daß die berechnete Beschleunigung kleiner als die vorbestimmte Beschleunigung ist, wenn die Abtriebsdrehzahl größer oder gleich der Sprungschaltdrehzahlschwelle ist, wird die aktuelle Geschwindigkeitsstufe beibehalten. Wenn die berechnete Beschleunigung kleiner als die vorbestimmte Beschleunigung ist und die Abtriebsdrehzahl kleiner als die vorherbestimmte Schaltbeginndrehzahlschwelle ist, wird ein Sprungschalten nach unten bestimmt, welches aus der aktuellen Geschwindigkeitsstufe in eine zwei oder mehr Stufen darunterliegende Geschwindigkeitsstufe ausgeführt wird. Selbst wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit rapide reduziert, muß der Bediener das Sprungschalten nicht manuell durch den Gebrauch des Schalthebels in einer konventionellen Weise durchführen, und es ist somit möglich, eine niedrigere Geschwindigkeitsstufe in einer springenden Weise zu schalten, damit sich die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert, so daß es möglich ist, eine Schaltsteuervorrichtung mit einer exzellenten Bedienbarkeit zu erhalten.
Weiterhin wird, ohne einen normalen oder einen Sprungschaltvorgang zu betrachten, die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Zustand reduziert, bei welchem der Hydraulikdruck aller Kupplungen den Wert 0 annimmt, indem der Kupplungshydraulikdruck Pn vor dem Schaltvorgang auf den Wert 0 beim Starten des Schaltvorgangs festgelegt wird. Wenn die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr von einem negativen Wert aus erhöht wird und den Wert 0 während der Reduktion der Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht, was der Fall ist, nachdem die Relativdrehzahl der Kupplung den Wert 0 annimmt, steigt der Hydraulikdruck Pa der Kupplung nach dem Beginn des Schaltvorgangs an. Demgemäß ist es möglich, den Eingriffsstoß der Kupplung zu reduzieren und ein exzellentes Fahrgefühl zu erreichen.
In diesem Fall wird die Beschleunigung des Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform durch Differenzieren der Getriebeabtriebsdrehzahl nach der Zeit berechnet. Es ist jedoch möglich, die durch einen Beschleunigungsdetektor detektierte Beschleunigung des Fahrzeugs in Bewegungsrichtung hierfür zu verwenden.
Weiterhin wird der an der Kupplung anliegende Hydraulikdruck Pa nach dem Schaltvorgang gemäß einem Ergebnis bestimmt, ob die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr größer als der Wert 0 ist oder nicht. Es ist jedoch auch möglich, gemäß dem Ergebnis zu bestimmen, ob der Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle Nr größer als eine vorbestimmte Relativdrehzahlschwelle nahe des Werts 0 ist oder nicht.
Als nächstes ist in 13 ein Blockdiagramm der körperlichen Struktur gemäß einer vierten Ausführungsform gezeigt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Elemente, wie in dem in 10 gezeigten Blockdiagramm der körperlichen Struktur, welche die dritte Ausführungsform erläutert. Eine Beschreibung wird nur noch für die unterschiedlichen Abschnitte gegeben.
Ein Sensor, ein Fahrzeuggewichtsdetektor 24, welcher den Fluiddruck einer Aufhängevorrichtung gemäß einem Hydraulikdruck, einem Luftdruck oder einer Kombination aus Hydraulikdruck und Luftdruck zur Aufhängung des Arbeitsfahrzeugs mißt, um so das Fahrzeugsgewicht W zu detektieren, ist an einer vorbestimmten Stelle der Aufhängevorrichtung vorgesehen, und das Gewichtsignal W wird an die Getriebesteuereinrichtung 40 eingegeben.
Gemäß der Ausführungsform ist zusätzlich zur Getriebesteuereinrichtung 40 eine Motorsteuereinrichtung 60 vorgesehen. Die Motorsteuereinrichtung 60 ist mit einem Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt 61 versehen, der das Motorabtriebsdrehmoment To auf Basis der Gaspedalstellung Ac berechnet und der Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt 61 sendet das berechnete Motorabtriebsdrehmoment To an die Getriebesteuereinrichtung 40. Weiterhin weist der Motorsteuereinrichtung 60 einen Kraftstoff-Einspritzmengen-Berechnungsabschnitt 62 auf, welcher die Kraftstoff-Einspritzmenge auf Basis der Gaspedalstellung Ac berechnet und das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge Fi an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 19 abgibt.
Ein Steuerungsflußdiagramm der Getriebesteuereinrichtung 40 gemäß der Ausführungsform ist in 14 gezeigt. In diesem Fall wird der Beschreibung für 14 ein Referenzsymbol S an einem Schritt des jeweiligen Prozesses hinzugefügt.
Zuerst wird im Schritt S420 auf Basis der Gaspedalstellung bestimmt, ob das Gaspedal betätigt ist oder nicht. Ist es nicht betätigt, wird im Schritt S435 bestimmt, ob ein Heraufschalten oder ein Herunterschalten durchgeführt wird und der Prozeß kehrt zu Schritt S420 zurück. Das Herunterschalten oder das Heraufschalten, welches im Schritt S435 ausgeführt wird, entspricht einem Schaltvorgang gemäß einer normalen Schaltmethode, bei welcher das Schalten Schritt für Schritt ausgeführt wird. Wird im Schritt S420 bestimmt, daß das Gaspedal 20 betätigt ist, wird als nächstes bestimmt, ob die Abtriebsdrehzahl No kleiner als die Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt ist oder nicht (S421). Ist die Abtriebsdrehzahl No größer oder gleich der Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt, kehrt der Prozeß zu Schritt S421 über den Schritt S434 zurück, in welchem bestimmt wird, ob ein Heraufschalten ausgeführt und durchgeführt wird, und weiterhin wird kontinuierlich bestimmt, ob die Abtriebsdrehzahl No kleiner als die Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt ist oder nicht. In diesem Fall ist das Heraufschalten, welches in Schritt S434 ausgeführt wird, ein Schaltvorgang gemäß einer normalen Schaltmethode, in welcher das Schalten Stufe für Stufe ausgeführt wird. Ist sie (No) kleiner als die Schaltbeginndrehzahlschwelle Nt, wird bestimmt, ob die aktuelle Geschwindigkeitsstufe größer oder gleich F3 (eine Hochgeschwindigkeitsstufe inklusive F3) ist oder nicht (S422). Ist die aktuelle Geschwindigkeitsstufe eine Niedriggeschwindigkeitsstufe inklusive F2, wird bestimmt, daß die Schaltmethode ein normales Schalten ist, und der Schaltvorgang wird im Schritt S429 gestartet. Ist die aktuelle Geschwindigkeitsstufe größer oder gleich F3, wird eine erforderliche Traktionskraft Fn für eine benötigte Antriebskraft berechnet, um das Fahrzeug mit einer festgelegten Geschwindigkeit zu bewegen (S423). Eine Berechnungsmethode der erforderlichen Traktionskraft Fn wird im folgenden beschrieben.
Eine Bewegungsgleichung des Arbeitsfahrzeuges bei Befahren einer ansteigenden Fahrstraße mit einem Winkel B kann im allgemeinen durch folgende Formel (7) beschrieben werden.
F – W × sin θ = m × a (7)F: Antriebskraft des Fahrzeugs
W: Fahrzeuggewichtskraft
m: Fahrzeugmasse (Wert, der durch Dividieren der Fahrzeuggewichtskraft W durch die Erdbeschleunigung g gebildet wird)
a: Fahrzeugbeschleunigung in Bewegungsrichtung. Dementsprechend wird die erforderliche Traktionskraft Fn entsprechend dem Wert berechnet, der durch Subtrahieren der Beschleunigungskraft (m × a) von der Antriebskraft F gebildet wird und durch die folgende Formel (8) ausgedrückt werden kann.
Fn = F – (m × a) = W × sin θ (8)F: Antriebskraft des Fahrzeugs, berechnet auf Basis des Motorabtriebsdrehmoments To
W: Fahrzeuggewichtskraft, detektiert durch den Fahrzeuggewichtsdetektor 24
m: Wert, der die Fahrzeugmasse ausdrückt und durch Dividieren von W durch die Erdbeschleunigung g gebildet wird
a: Beschleunigung des Fahrzeugs in Bewegungsrichtung, berechnet auf Basis der Abtriebsdrehzahl No.
In diesem Fall kann die erforderliche Traktionskraft Fn berechnet werden, da die oben genannten Werte bereits detektiert und berechnet sind.
Eine Relation zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der erforderlichen Traktionskraft Fn ist in 15 gezeigt. Diese V-Fn-Kurve wird vorher auf Basis des Verhaltens des Abtriebsdrehmoments und des Drehzahlreduktionsverhältnisses in den jeweiligen Geschwindigkeitsstufen berechnet und in der Getriebesteuereinrichtung 40 gespeichert. Ist die benötigte Antriebskraft Fn z. B. FnS, ist es möglich, in F5 zu fahren, und wenn sie FnL ist, ist es möglich, in F3 zu fahren.
Ist die berechnete erforderliche Antriebskraft Fn z. B. FnL, ist die Geschwindigkeitsstufe, mit der es möglich ist, zu fahren, zu F3 bestimmt (S424). Als nächstes wird in Schritt S425 bestimmt, ob die aktuelle Geschwindigkeitsstufe eine Sprungschaltstufe ist oder nicht, und wenn die aktuelle Geschwindigkeitsstufe F5 ist, wird in Schritt S425 bestimmt, daß die aktuelle Geschwindigkeitsstufe eine Sprungschaltstufe ist, und es wird in Schritt S426 bestimmt, ob die Abtriebsdrehzahl No kleiner als die Sprungschaltdrehzahlschwelle Nd ist oder nicht, und wenn sie kleiner ist, wird ein Sprungschalten bestimmt und das Schalten in Schritt S429 gestartet. Ist die Abtriebsdrehzahl No größer oder gleich der Sprungschaltdrehzahlschwelle Nd, kehrt der Prozeß zu Schritt S423 zurück, während die aktuelle Geschwindigkeitsstufe beibehalten wird, und die Berechnung der erforderlichen Traktionskraft Fn wird fortgesetzt. Wird in Schritt S425 bestimmt, daß ein Schalten in die benachbarte Geschwindigkeitsstufe bestimmt ist, wird ein normales Schalten bestimmt, bei welchem das Schalten Stufe für Stufe ausgeführt wird, und das Schalten wird in Schritt S429 gestartet. Die Schritte S430, S431 und S432 sind in dem Steuerungsflußdiagramm, nachdem das Schalten in Schritt S429 gestartet wurde, dieselben wie die Schritte S330, S331 und S332 im Steuerungsflußdiagramm der 11, und eine Beschreibung dessen wird weggelassen.
Gemäß der Ausführungsform wird die erforderliche Traktionskraft Fn, um mit einer festgelegten Fahrzeuggeschwindigkeit fahren zu können, auf Basis des Fahrzeuggewichts W, welches durch den Fahrzeuggewichtsdetektor detektiert wird, des Motorabtriebsdrehmoments To, welches im Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt 61 berechnet wird und der Fahrzeugbeschleunigung a in Bewegungsrichtung, welche durch die Steuereinrichtung berechnet wird, berechnet. Die Geschwindigkeitsstufe, mit welcher es möglich ist, zu fahren, wird auf Basis der berechneten erforderlichen Traktionskraft Fn und der Fahrzeuggeschwindigkeit-Traktionskraft-Kurve bestimmt und wenn die bestimmte Geschwindigkeitsstufe nicht zur aktuellen Geschwindigkeitsstufe benachbart liegt, wird der Schaltvorgang in einer springenden Weise ausgeführt, ohne durch eine mittlere Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Demgemäß wird die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert, und der Bediener muß den Schalthebel nicht manuell, in einer springenden Weise, wie in der ersten Ausführungsform bedienen, so daß es möglich ist, eine Schaltsteuervorrichtung mit einer exzellenten Bedienbarkeit zu erhalten. Da sich weiterhin die Zustandswerte, wie die Fahrzeugantriebskraft und die Fahrzeugbeschleunigung mit der Zeit ändern und es anhand des Fahrzeuggewichts möglich ist, den Beladungsstatus zu beurteilen und diesen für die nächste Geschwindigkeitsstufe gut abzubilden, ist es möglich, eine Schaltsteuerungsvorrichtung nach den Fahrbedürfnissen des Bedieners zu erhalten.
Als nächstes ist in 16 ein Blockdiagramm der körperlichen Struktur gemäß einer fünften Ausführungsform gezeigt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Elemente wie in dem in 13 gezeigten Blockdiagramm. Eine Beschreibung der Figur wird weggelassen und eine Erklärung wird nur noch für die abweichenden Abschnitte gegeben.
Der in 13 gezeigte Fahrzeuggewichtsdetektor 24 wird herausgenommen und ein Sensor, ein Beschleunigungsdetektor 25 zum Detektieren der Beschleunigung in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ist an einer vorbestimmten Position des Fahrzeugs befestigt, und die detektierte Beschleunigung α wird an die Getriebesteuereinrichtung 40 eingegeben.
Da das Steuerungsflußdiagramm der Getriebesteuereinrichtung 40 gemäß der Ausführungsform dasselbe wie das in 14 gezeigte Steuerungsflußdiagramm gemäß der vierten Ausführungsform ist, wird eine Erläuterung dessen weggelassen. Eine Erläuterung wird nur noch für die Berechnungsmethode der erforderlichen Traktionskraft Fn gegeben, welche unterschiedlich zur vierten Ausführungsform ist.
In Übereinstimmung mit der oben genannten Formel (7) kann die folgende Formel (9) erhalten werden.
F = (m × a) + (W × sin θ) = m × (a + g x sin θ) = m × α (9)
Durch Substituieren der Fahrzeugmasse m, welche aus Formel (9) in die Formel (8), welche oben erwähnt wurde, eingesetzt werden kann, kann die erforderliche Traktionskraft Fn gemäß der folgenden Formel (10) berechnet werden.
Fn = F × (1 – a/α) (10)F: Antriebskraft des Fahrzeugs, berechnet auf Basis des Motorabtriebsdrehmoments To
a: Beschleunigung des Fahrzeugs in Bewegungsrichtung, berechnet auf Basis der Abtriebsdrehzahl No
α: Beschleunigung detektiert durch den Beschleunigungsdetektor 25.
Eine Beschleunigung, welche durch Addieren der Fahrzeugbeschleunigung in Bewegungsrichtung, zur Erdbeschleunigung erhalten wird, kann detektiert werden. Befindet sich das Fahrzeug an einer Gefällestelle, ist das ein detektierbarer Wert, welcher durch Addieren von der Beschleunigung a in Bewegungsrichtung mit der Komponentenkraft (g × sin θ) in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, verursacht durch die Erdbeschleunigung g in Verbindung mit der Neigung θ gebildet wird.
Auf Basis der auf diese Weise berechneten erforderlichen Traktrionskraft Fn wird die Geschwindigkeitsstufe, die das Fahrzeug imstande ist zu fahren, in Schritt S424 des in 14 gezeigten Steuerungsflußdiagramms bestimmt. Da die letzteren Schritte dieselben wie im Steuerungsflußdiagramm der vierten Ausführungsform sind, wird eine Beschreibung deren weggelassen.
Gemäß der Ausführungsform wird die erforderliche Traktionskraft Fn, welche für eine festgelegte Fahrzeuggeschwindigkeit notwendig ist, auf Basis der Beschleunigung α, welche durch den Beschleunigungsdetektor zum Detektieren der Beschleunigung des Fahrzeugs in Bewegungsrichtung detektiert wird, des Motorabtriebsdrehmoments To, welches im Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt berechnet wird und durch die Beschleunigung a des Fahrzeugs in Bewegungsrichtung, welche durch die Steuereinrichtung berechnet wird, berechnet. Die Geschwindigkeitsstufe, welche das Fahrzeug imstande ist zu fahren, wird während der Zeit der Bestimmung des Schaltstartes auf Basis der berechneten erforderlichen Traktionskraft Fn und der Fahrzeuggeschwindigkeits-Traktionskraft-Kurve bestimmt und das Schalten in die bestimmte Geschwindigkeitsstufe wird in einer springenden Weise durchgeführt, ohne durch eine mittlere Schaltstufe zu schalten. Dementsprechend muß der Bediener in derselben Weise wie in der dritten Ausführungsform den Schalthebel nicht manuell in einer springenden Weise betätigen, während die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert wird, so daß es möglich ist, eine Schaltsteuereinrichtung mit exzellenter Bedienbarkeit zu erhalten.
Da sich weiterhin die Zustandswerte, wie die Fahrzeugantriebskraft und die Fahrzeugbeschleunigung mit der Zeit ändern und es anhand des Fahrzeuggewichts möglich ist, den Beladungsstatus zu beurteilen und diesen für die nächste Geschwindigkeitsstufe gut abzubilden, ist es möglich, eine Schaltsteuerungsvorrichtung nach den Fahrbedürfnissen des Bedieners zu erhalten.
Wie oben erwähnt, wird gemäß der Ausführungsform zusätzlich zum normalen Schalten, bei welchem der Schaltvorgang Stufe für Stufe ausgeführt wird, die Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang mit einem Sprungschaltvorgang eingelegt, bei welchem der Schaltvorgang in einer Weise ausgeführt wird, ohne durch die mittlere Schaltstufe zu schalten, und der Schaltvorgang in die Schaltstufe nach dem Schaltvorgang wird in einer springenden Weise ausgeführt, während die Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang nicht benachbart zu der aktuellen Geschwindigkeitsstufe liegt. Dementsprechend ist es möglich, die Anzahl der Schaltvorgänge zu reduzieren, und exzellente Fahrbedingungen zu erzielen.
Ist die Beschleunigung des Fahrzeugs, welche durch Differenzieren der Getriebeabtriebswellendrehzahl nach der Zeit bestimmt wird, kleiner als die vorbestimmte Beschleunigungsschwelle, wird bestimmt, daß ein Sprungschalten ausgeführt wird. Weiterhin wird die Geschwindigkeitsstufe, in welcher das Fahrzeug zu fahren imstande ist, auf Basis der erforderlichen Traktionskraft bestimmt, und wenn eine oder mehrere Geschwindigkeitsstufen zwischen der aktuellen Geschwindigkeitsstufe und der Geschwindigkeitsstufe existieren, welche das Fahrzeug imstande ist, zu fahren, wird ein Sprungschalten bestimmt und durchgeführt. In Übereinstimmung damit, da der Schaltvorgang in die Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang ohne ein Schalten durch eine mittlere Geschwindigkeitsstufe ausgeführt wird, wird es für den Fall, daß sieh die Fahrzeuggeschwindigkeit plötzlich durch Befahren einer aufsteigenden Straße mit einer großen Steigung von einer flachen Straße aus reduziert, möglich, die Anzahl der Schaltvorgänge zu reduzieren, und der Bediener braucht nicht in einer springenden Weise manuell herunterzuschalten, wie in einer herkömmlichen Weise, so daß es möglich ist, eine Schaltsteuervorrichtung für ein Industriefahrzeug mit guter Bedienbarkeit zu erhalten.
Der Schaltvorgang wird weiterhin durch Ausgabe eines Befehls zum Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks nach dem Beginn des Schaltvorgangs, gemäß einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil durchgeführt, wenn die umgewandelte Relativdrehzahl der Antriebswelle, welche durch Subtrahieren der umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle in einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang der Getriebeabtriebswellendrehzahl von der Getriebeantriebswellendrehzahl gebildet wird, und einen Wert in der Nähe der vorbestimmten Drehzahlschwelle nahe 0 annimmt. Da es demgemäß möglich ist, die Kupplung ohne Stoß in Eingriff zu bringen, fühlt sich der Bediener nicht unkomfortabel, und es ist möglich, ein exzellentes Fahrgefühl zu erhalten.
Da weiterhin der Schock des Fahrzeugs aufgrunde der verminderten Anzahl der Schaltvorgänge reduziert, wird, ist es möglich, den Ladungsverlust von der Ladungsfläche des Arbeitsfahrzeugs zu reduzieren, und es ist möglich, die Haltbarkeit des Kraftübertragungsmechanismuses zu verbessern.
Es folgt eine Beschreibung einer sechsten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung.
Eine körperliche Struktur ist in 17 gezeigt. Ein Getriebe 12, welches eine Mehrzahl von Kupplungen durch Ein- und Ausschalten eines Kupplungshydraulikdrucks in oder außer Eingriff bringt, so daß eine Geschwindigkeitsstufe gewählt werden kann, ist an einer Abtriebswelle 23 eines Motors 11 über einen Drehmomentwandler 13 befestigt. Ein Hinterrad 22 entsprechend einem angetriebenen Rad ist an einer Abtriebswelle des Getriebes 12 befestigt. Eine Mehrzahl von elektromagnetischen Proportionalsteuerventilen 16, welche jeweils einen vorbestimmten Hydraulikdruck an einer Mehrzahl von Kupplungen liefern (nicht gezeigt), um eine Geschwindigkeitsstufe auszuwählen, sind an festgelegten Plätzen des Getriebes 12 befestigt. (Hier im folgenden wird das elektromagnetische Proportionalsteuerventil 16 in der jeweiligen Kupplung immer mit Elektromagnetventil 16 bezeichnet). Ein Gaspedal 20 und ein Bremspedal 117, welche ein Bediener betätigt, sind in der Nähe des Fahrerfußes vorgesehen.
Ein Sensor, ein Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor 18 (hier im folgenden als Abtriebsdrehzahldetektor 18 bezeichnet) der die Getriebeabtriebswellendrehzahl No mißt (hier im folgenden mit Abtriebsdrehzahl No bezeichnet), ist in Umfangsnähe der Getriebeabtriebswelle befestigt. Ein Gaspedalstellungsdetektor 21, der die Gaspedalstellung Ac ermittelt, ist in einem unteren Abschnitt des Gaspedals 20 vorgesehen. Weiterhin gibt ein Bremspedalstellungsdetektor 119 ein "An"-Signal ab, wenn das Bremspedal 117 betätigt ist und gibt ein "Aus"-Signal ab, wenn das Bremspedal 117 nicht betätigt ist, und ist in einem unteren Abschnitt des Bremspedals 117 vorgesehen.
Die Getriebesteuereinrichtung 15 besteht aus einer herkömmlichen automatischen Schaltsteuervorrichtung 31 und einer Bremsdauerschaltsteuereinrichtung 32, welche den Schaltvorgang bei Betätigen des Bremspedals 17 steuert.
Die automatische Schaltsteuervorrichtung 31 besteht aus einem Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41, welcher gemäß einem Schaltgraphen (nicht gezeigt) auf Basis der Gaspedalstellung Ac und der Abtriebsdrehzahl No entscheidet und einem Signalausgabeabschnitt für das elektromagnetische Ventil 42, welcher ein Elektromagnetventilsignal Sp, zur Steuerung der zeitlichen Veränderung des Hydraulikdrucks vor dem Schaltvorgang und zur Steuerung der zeitlichen Veränderung des Hydraulikdrucks nach dem Schaltvorgang, ausgibt. Die Gaspedalstellung Ac und die Abtriebsdrehzahl No werden an den Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 über einen Eingangsschaltkreis (nicht gezeigt) eingegeben. Ein Hydraulikdrucksteuerbefehl Cp wird an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 eingegeben. Ein Elektromagnetventilsignal Sp wird von dem Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 über einen Ausgabeabschnitt (nicht gezeigt) abgegeben.
Die Bremspedalstellung Br und die Abtriebsdrehzahl No werden an die Bremsdauerschaltsteuereinrichtung 32 über einen Eingabekreislauf (nicht gezeigt) eingegeben, um die zeitliche Abstimmung des Starts des Schaltvorgangs auf Basis der Abtriebsdrehzahl No und des Signals der Bremspedalstellung Br zu bestimmen. Weiterhin wird der Hydraulikdrucksteuerbefehl Cp von der Bremsdauerschaltsteuereinrichtung 32 an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 abgegeben.
18 zeigt ein Steuerungsflußdiagramm der in 17 gezeigten Bremsdauerschaltsteuereinrichtung 32, und ein Prozeß wird in Übereinstimmung damit beschrieben. In diesem Fall wird in der Beschreibung ein Referenzsymbol S an einem Schritt des jeweiligen Prozeßes hinzugefügt.
Als erstes wird bestimmt, ob der Schaltstart im Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 bestimmt wurde oder nicht (S621). Ist kein Schalten bestimmt, wird der Prozeß im Schritt 621 so lange wiederholt, bis ein Schalten bestimmt ist. Ist das Schalten bestimmt, wird in Schritt S622 bestimmt, ob die Bremspedalstellung Br "An" zeigt. Zeigt sie "Aus", wird eine neue Geschwindigkeitsstufe Ss entsprechend der Abtriebsdrehzahl No im Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 bestimmt. Danach wird das Schaltzeitsteuersignal (Cp), um in die neue Geschwindigkeitsstufe Ss ohne durch die andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten, von der Bremsdauerschaltsteuereinrichtung 32 an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 abgegeben. Das Elektromagnetventilsignal Sp, welches die Kupplungen gemäß der neuen Geschwindigkeitsstufe betätigt (An- und Ausschalten), wird vom Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventilsignal 42 an jede der Elektromagnetventile 16 ausgegeben, und der Schaltvorgang wird durchgeführt. Zeigt das Signal der Bremspedalstellung Br "An", wird bestimmt, ob die Bremsdauer TBon, für welche das Signal der Bremspedalstellung beibehalten wird, kleiner als eine vorbestimmte gewünschte Schaltbestimmungszeit Tj ist oder nicht (S623).
Die gewünschte Schaltbestimmungszeit Tj entspricht einer Zeit, während welcher es der Bediener wünscht, die aktuelle Fahrgeschwindigkeit beizubehalten, während er auf einer abfallenden Straße fährt, indem er das Bremspedal für eine Zeit größer oder gleich dieser Zeit betätigt.
Ist die Bremsdauer TBon kleiner als die gewünschte Schaltbestimmungszeit Tj, wird bestimmt, ob die Abtriebsdrehzahl No kleiner als eine vorbestimmte Startschaltdrehzahl Nmin ist oder nicht (S624). In diesem Fall entspricht die Startschaltdrehzahl Nmin einer Drehzahl, welche in Schaltgraphen festgelegt ist, so daß das Schalten in die Startgeschwindigkeitsstufe während des Startens des Fahrzeugs einer Drehzahl kleiner oder gleich diesem Wert entspricht. Ist die Abtriebsdrehzahl No größer oder gleich der Startschaltdrehzahl Nmin in Schritt 624, kehrt der Prozeß zu Schritt S622 über den Schritt S625 zurück, in welchem bestimmt wird, ob das Signal der Bremspedalstellung Br "An" zeigt, während die aktuelle Geschwindigkeitsstufe beibehalten wird. Ist die Abtriebsdrehzahl No kleiner als die Startschaltdrehzahl Nmin, wird im Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 die Startgeschwindigkeitsstufe zur neuen Geschwindigkeitsstufe Ss bestimmt (S626). Danach wird das Schaltzeitsteuersignal (Cp), um in die Startgeschwindigkeitsstufe ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten, von der Bremsdauerschaltsteuereinrichtung 32 an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 abgegeben. Das Elektromagnetventilsignal Sp wird, um die Kupplung entsprechend der neuen Geschwindigkeitsstufe an- und abzuschalten, vom Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 an jede der Elektromagnetventile 16 abgegeben, und der Schaltvorgang wird durchgeführt (S627).
Ist die Bremsdauer TBon in Schritt S623 größer oder gleich der vorbestimmten gewünschten Schaltbestimmungszeit Tj, wird die neue Geschwindigkeitsstufe Ss entsprechend der Abtriebsdrehzahl No beim Bestimmen der Zeit, welche größer als die gewünschte Schaltbestimmungszeit Tj ist, im Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 bestimmt (S626). Danach wird das Schaltzeitsteuersignal (Cp), um in die neue Geschwindigkeitsstufe Ss zu schalten, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten, von der Bremsdauerschaltsteuereinrichtung 32 an den Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 abgegeben. Das Elektromagnetventilsignal Sp, welches die Kupplung gemäß der neuen Geschwindigkeitsstufe Ss an- und abschaltet, wird vom Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil 42 an die jeweiligen Elektromagnetventile 16 abgegeben, und der Schaltvorgang wird durchgeführt (S627).
In diesem Fall wird in Schritt S626 der Prozeßvorgang durch den Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt 41 der herkömmlichen Schaltsteuereinrichtung 31 ausgeführt, wobei eine Reihe von Prozeßvorgängen durch das Steuerungsflußdiagramm der Bremsdauerschaltsteuereinrichtung 32 beschrieben werden.
Der Bediener nimmt den Fuß vom Gaspedal 20 oder betätigt das Bremspedal 117, wodurch das Fahrzeug an Geschwindigkeit verliert, so daß gemäß der Erfindung bestimmt wird, ob das Bremspedal 117 betätigt ist oder nicht, nachdem bestimmt wurde, daß die Abtriebsdrehzahl No kleiner als eine gewöhnliche Schaltstartgetriebeabtriebswellendrehzahl wird. Wird das Bremspedal 117 für eine Zeit größer oder gleich der gewünschten Schaltbestimmungszeit Tj betätigt, wird bestimmt, daß der Bediener das Bremspedal 117 fortgesetzt betätigt, um auf einer abfallenden Straße mit derselben Fahrgeschwindigkeit fahren zu können. Die Geschwindigkeitsstufe wird auf eine neue Geschwindigkeitsstufe in Abhängigkeit der Abtriebsdrehzahl No geändert, nachdem die gewünschte Schaltbestimmungszeit Tj, welche mit dem Betätigen des Bremspedals 117 beginnt, vergangen ist, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Dementsprechend wird kein Fall erzeugt, in dem die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert wird, und der Bediener fühlt sich unbequem. Da sich weiterhin die reduzierte Motordrehzahl erhöht und entsprechend dem Schaltvorgang wiederhertellt, ist es möglich, die vorbestimmte Kühlleistung eines Arbeitsfluids und des Kühlwassers sicherzustellen.
Ist die Betätigungszeit des Bremspedals 117 nicht länger als die gewünschte Schaltbestimmungszeit Tj, wird bestimmt, daß diese Zeit einer Zeit entspricht, während welcher der Bediener das Bremspedal 117 betätigt, um die Geschwindigkeit zu reduzieren oder das Fahrzeug zu stoppen. Ist die Abtriebsdrehzahl No größer oder gleich der Startschaltdrehzahl Nmin, wird die aktuelle Geschwindigkeitsstufe fortgesetzt beibehalten. Dementsprechend wird die Anzahl der Schaltvorgänge nicht erhöht, und der Bediener fühlt sich nicht unbequem. Ist weiterhin die Abtriebsdrehzahl No durch fortgesetztes Betätigen des Bremspedals 117 kleiner als die Startschaltdrehzahl Nmin, bevor die gewünschte Schaltbestimmungszeit Tj vergangen ist, wird die Geschwindigkeitsstufe in die Startgeschwindigkeitsstufe geschaltet, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Dementsprechend wird die Anzahl der Schaltvorgänge nicht erhöht, und der Bediener fühlt sich nicht unkomfortabel, und es ist möglich, die Geschwindigkeitsstufe schnell beim nächsten Start vorzubereiten.
Ist weiterhin das Signal der Bremspedalstellung Br durch Wegnehmen des Fußes vom Bremspedal 117 ausgeschaltet, wird die Geschwindigkeitsstufe in die neue Geschwindigkeitsstufe Ss gemäß der Abtriebsdrehzahl No während der Zeit des Wegnehmens des Fußes vom Bremspedal 117 geändert, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Da dementsprechend die Geschwindigkeitsstufe in eine neue Geschwindigkeitsstufe geändert wird ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten, während der Fuß vom Bremspedal 117 genommen wird, ist es möglich, die Anzahl der Schaltvorgänge zu reduzieren, und der Bediener fühlt sich nicht unkomfortabel.
Da wie oben erwähnt der Schaltvorgang nicht während des Betätigens des Bremspedals 117 ausgeführt wird, reduziert sich die Anzahl der Schaltvorgänge, und der Bediener fühlt sich nicht unkomfortabel. Wird weiterhin die Geschwindigkeitsstufe in die Geschwindigkeitsstufe gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert, während das Bremspedal 117 losgelassen wird, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten, wird die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert. Dementsprechend ist es möglich, eine Schaltsteuereinrichtung mit guter Bedienbarkeit zu erhalten. Wird weiterhin die Geschwindigkeitsstufe in eine niedrige Geschwindigkeitsstufe geändert, nachdem die vorbestimmte Zeit vergangen ist, und stellt sich die Motordrehzahl, selbst beim Betätigen des Bremspedals 117, wieder her, ist es möglich, eine Schaltsteuereinrichtung mit ausreichendem Kühleffekt zu erhalten.
Wie oben erwähnt, wird erfindungsgemäß die Zeit, welche durch Bestimmen der Betätigungszeit des Bremspedals 117 erhalten wird, größer oder gleich als die vorbestimmte Zeit, wird die Geschwindigkeitsstufe in eine Geschwindigkeitsstufe entsprechend der Getriebeabtriebswellendrehzahl geändert ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Da dementsprechend die Motordrehzahl wiederhergestellt wird, ist es möglich, eine ausreichende Kühlung des Arbeitsfluids und des Kühlwassers sicherzustellen. Ist die Zeit, während der das Bremspedal 117 betätigt ist, kleiner als die vorbestimmte Zeit, wird der Schaltvorgang so lange nicht ausgeführt, bis die Getriebeabtriebswellendrehzahl sich auf ein Maß entsprechend der Startgeschwindigkeit reduziert hat. Dementsprechend ist, da der Schaltvorgang nicht kontinuierlich für eine kurze Zeit durchgeführt wird, es möglich, eine Schaltcharakteristik zu erhalten, welche kein unkomfortables Gefühl auf den Bediener überträgt. In diesem Fall, selbst in dem Fall, wenn die Betätigungszeit des Bremspedals 117 kleiner als die vorbestimmte Zeit ist, wird die Geschwindigkeitsstufe entsprechend der Geschwindigkeitsstufe der Getriebeabtriebswellendrehzahl zu einer Zeit, wenn der Fuß vom Bremspedal 117 genommen wird, geändert, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Dementsprechend ist es mögich, das Schaltvorhaben des Bedieners zu einer Zeit, wenn das Bremspedal 117 betätigt ist, durch eine Schaltsteuerung vorzunehmen, und es ist somit möglich, eine Schaltsteuereinrichtung mit guter Bedienbarkeit zu erhalten.

Claims

Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges aufweisend: einen Gaspedalstellungsdetektor (21); eine Steuereinrichtung (32), welche ein Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge (Fi) auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) abgibt; eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (19), welche Kraftstoff auf Basis des Bestimmungssignals für die Kraftstoff-Einspritzmenge (Fi) einspritzt; ein Motor (11), welcher eine Drehzahl aufweist, die entsprechend dem Kraftstoff, welcher durch die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (19) eingespritzt wird, gesteuert wird; ein Getriebe (12), welches die Abtriebsdrehzahl des Motors (11) entsprechend einer Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Eingriff und einem Außereingriff einer Mehrzahl von Hydraulikkupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern ändert; einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor (18); ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil (16), welches einen vorbestimmten Hydraulikdruck an jede der Hydraulikkupplungen entsprechend der Geschwindigkeitsstufe des Getriebes (12) zuführt; und eine automatische Schaltsteuervorrichtung (31), welche die Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Schaltgraphen bestimmt, der auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) und der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) festgelegt ist, und welche ein Steuersignal gemäß der zu schaltenden Geschwindigkeitsstufe an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) abgibt, wobei ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor (17) vorgesehen ist, und das Signal der Getriebeabtriebswellendrehzahl und das Signal der Getriebeabtriebswellendrehzahl an die Steuereinrichtung (32) eingegeben werden, und die Steuereinrichtung (32) einen Befehl zum Festlegen des Hydraulikdrucks der Kupplung vor dem Schaltvorgang auf den Wert 0 während der Zeit des Startens des Schaltvorgangs und einen Befehl (Cp) zur allmählichen Erhöhung des Hydraulikdrucks der Kupplung mit der Zeit nach dem Beginn des Schaltvorgangs an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) abgibt, und das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge (Fi) an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (19) von einem Beschleunigungs-Einspritzmengensignal (THo) auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) zu einem Synchron-Einspritzmengensignal (THc) zum Steuern der Motordrehzahl ändert, so daß ein Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle (Nr), welche einer Differenz zwischen der Getriebeantriebswellendrehzahl (Ni) und einer umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle (ρNo) in einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang in eine Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) entspricht, reduziert wird, und wobei das Bestimmungssignal für die Kraftstoff-Einspritzmenge (Fi) vom Synchron-Einspritzmengensignal (THc) in das Beschleunigungs-Einspritzmengensignal THo geändert wird, wenn der Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle (Nr) kleiner als eine vorbestimmte Schwelle (dNr) wird.
Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges aufweisend: ein Getriebe (12), welches entsprechend einer Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Eingriff und einem Außereingriff einer Mehrzahl von Hydraulikkupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern schaltet; einen Gaspedalstellungsdetektor (21), welcher die Gaspedalstellung (Ac) eines Bedieners detektiert; einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor (18), welcher die Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) eines Getriebes detektiert; ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil (16), welches einen vorbestimmten Hydraulikdruck an jede der Hydraulikkupplungen gemäß einer Geschwindigkeitsstufe des Getriebes (12) liefert; eine Getriebesteuereinrichtung (40), welche einen Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt (41) zur Bestimmung der Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Schaltgraphen, welcher auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) und der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) festgelegt ist und ein Steuersignal eines Anstiegs des Kupplungshydraulikdrucks mit einem festgelegten Steigungswert gemäß der bestimmten Geschwindigkeitsstufe abgibt, und einen Signalausgabeabschnitt für das Elektromagnetventil (42) aufweist, um das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) gemäß einem Steuersignal, welches eingegeben wird, steuert; wobei ein Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt (61), welcher das Motorabtriebsdrehmoment auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) berechnet, vorgesehen ist, und wobei die Getriebesteuereinrichtung (40) mit einem Modulationssteuerabschnitt (50), welcher das Fahrzeuggewicht detektiert, versehen ist, und den beginnenden Anstieg des Kupplungshydraulikdrucks festlegt, welcher als Steuersignal an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) gemäß der Größe des detektierten Fahrzeuggewichts eingegeben wird, so daß die Eingriffszeit, in der der Kupplungshydraulikdruck der Kupplung nach dem Schaltvorgang, bestimmt auf Basis des Schaltgraphen im Geschwindigkeitsstufen-Bestimmungsabschnitt (41), ansteigt und dem Vollenden des Eingriffs im wesentlichen gleich wird, und das Steuersignal auf Basis der festgelegten Steigung an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) über einen Elektromagnetventil-Signalausgabeabschnitt ausgegeben wird.
Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges gemäß Anspruch 2, wobei ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor (17) zum Detektieren der Getriebeantriebswellendrehzahl (Ni) vorgesehen ist, und der Modulationssteuerabschnitt (50) so strukturiert ist, daß ein Befehl der Änderung der beginnenden Steigung des Kupplungshydraulikdrucks auf eine vorher bestimmte Steigung, die größer als die beginnende Steigung ist, die zu einem Zeitpunkt des Beginns des Schaltvorgangs festgelegt ist, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen der Getriebeantriebswellendrehzahl (Ni) und der umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle (ρNo) in einer Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang in eine Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) kleiner als eine vorher bestimmte Schwelle wird, während der Kupplungshydraulikdruck, gemäß der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang ansteigt, an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) über einen Elektromagnetventil-Signalausgabeabschnitt abgegeben wird.
Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges aufweisend ein Getriebe (12), welches entsprechend einer Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Eingriff und einem Außereingriff einer Mehrzahl von Hydraulikkupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern schaltet; einen Gaspedalstellungsdetektor (21), welcher die Gaspedalstellung (Ac) eines Bedieners detektiert; einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor (18), welcher die Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) eines Getriebes detektiert; ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil (16), welches einen vorbestimmten Hydraulikdruck an jede der Hydraulikkupplungen gemäß einer Geschwindigkeitsstufe des Getriebes (12) liefert; und eine Getriebesteuereinrichtung (40), welche die Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang gemäß einem Schaltgraphen bestimmt, welcher auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) und der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) festgelegt ist und ein Steuersignal des Kupplungshydraulikdrucks gemäß der bestimmten Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) abgibt, um zu schalten, und wobei ein Getriebeantriebswellendrehzahldetektor (17) zum Detektieren der Getriebeantriebswellendrehzahl (Ni) vorgesehen ist, und die Getriebesteuereinrichtung (40) so strukturiert ist, einen Befehl zum Festlegen des Kupplungshydraulikdrucks vor dem Schaltvorgang gemäß einer Geschwindigkeitsstufe vor dem Schaltvorgang mit dem Wert 0 an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) zu einer Zeit, wenn der Schaltvorgang gestartet wird, abzugeben, während der Schaltvorgang in eine niedrige Geschwindigkeitsstufe ausgeführt wird, während das Gaspedal (20) betätigt ist, und weiterhin einen Befehl zum Ansteigen des Kupplungshydraulikdrucks nach dem Beginn des Schaltvorgangs gemäß der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil (16) abgibt, wenn ein Absolutwert der umgewandelten Relativdrehzahl der Antriebswelle (Nr), welche durch Subtrahieren der umgewandelten Drehzahl der Antriebswelle (ρNo) in der Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang in eine Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) von der Getriebeantriebswellendrehzahl (Ni) gebildet wird, kleiner als eine vorbestimmte kleine Drehgeschwindigkeitsschwelle ist, um zu schalten.
Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges gemäß Anspruch 4, wobei die Getriebesteuereinrichtung (40) einen Sprungschaltvorgang, bei welchem die Geschwindigkeitsstufe von der aktuellen Geschwindigkeitsstufe in eine Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang ohne durch eine mittlere Geschwindigkeitsstufe hindurch zu schalten, durchführen kann, und so strukturiert ist, einen Sprungschaltvorgang durchzuführen, wenn die Fahrzeugbeschleunigung, welche auf Basis der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) berechnet wird, kleiner als eine vorbestimmte Beschleunigungsschwelle ist, und einen Schaltvorgang Schritt für Schritt durchführt, wenn sie größer oder gleich der Beschleunigungsschwelle ist.
Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges gemäß Anspruch 4, wobei ein Fahrzeuggewichtdetektor (24), welcher das Gewicht des Fahrzeuges detektiert, oder ein Beschleunigungsdetektor (25) zum Detektieren der Beschleunigung des Fahrzeugs in Bewegungsrichtung vorgesehen ist, und eine Motorsteuereinrichtung (60), welche das Motorabtriebsdrehmoment (To) auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) berechnet, und das berechnete Motorabtriebsdrehmoment (To) an die Getriebesteuereinrichtung (40) abgibt, vorgesehen ist, und die Getriebesteuereinrichtung (40) einen Sprungschaltvorgang, bei welchem die Geschwindigkeitsstufe von der aktuellen Geschwindigkeitsstufe zur Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang ohne durch eine mittlere Geschwindigkeitsstufe zu schalten, durchführen kann, und so strukturiert ist, die Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang auf Basis des eingegebenen Motorabtriebsdrehmoments, einer Fahrzeugbeschleunigung, berechnet auf Basis der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) und einer erforderlichen Traktionskraft, welche entweder auf Basis des Fahrzeuggewichts, welches durch den Fahrzeuggewichtsdetektor (24) detektiert wird, oder einer Fahrzeugbeschleunigung, welche durch den Beschleunigungsdetektor (25) detektiert wird, bestimmt, und einen Sprungschaltvorgang durchführt, wenn die bestimmte Geschwindigkeitsstufe nach dem Schaltvorgang nicht benachbart zur aktuellen Geschwindigkeitsstufe liegt, und den Schaltvorgang Schritt für Schritt durchführt, wenn sie dazu benachbart liegt.
Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges aufweisend: ein Getriebe (12), welches entsprechend einer Geschwindigkeitsstufe gemäß einem Eingriff und Außereingriff einer Mehrzahl von Hydraulikkupplungen und einer Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern schaltet; einen Gaspedalstellungsdetektor (21); einen Getriebeabtriebswellendrehzahldetektor (18); ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil (16), welches einen vorher bestimmten Hydraulikdruck an jede der Hydraulikkupplungen entsprechend einer Geschwindigkeitsstufe des Getriebes (12) liefert; und eine Getriebesteuereinrichtung (40), welche die Geschwindigkeitsstufe entsprechend einem Schaltgraphen, welcher auf Basis der Gaspedalstellung (Ac) und der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) festgelegt ist und ein Steuersignal an das Elektromagnetventil (16) entsprechend der bestimmten Geschwindigkeitsstufe abgibt, um das Getriebe zu schalten, wobei ein Bremspedalstellungsdetektor (119), welcher die Bremspedalstellung (Br) detektiert und ein Signal der Bremspedalstellung (Br) abgibt; eine Bremsdauerschaltsteuereinrichtung (132), welche die Geschwindigkeitsstufe zu einer Zeit, wenn das Signal der Bremspedalstellung (Br) anzeigt, beibehält, und die Geschwindigkeitsstufe von der Geschwindigkeitsstufe der "An"-Zeit in die Geschwindigkeitsstufe entsprechend der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) zu einer Zeit, wenn die Bremse losgelassen wird, schaltet, während das Signal der Bremspedalstellung vom "An"-Zustand auf den "Aus"-Zustand wechselt, ohne durch die andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten.
Schaltsteuereinrichtung eines Arbeitsfahrzeuges gemäß Anspruch 7, wobei die Bremsdauerschaltsteuereinrichtung (132) weiterhin so strukturiert ist, die Geschwindigkeitsstufe zu einer Zeit, wenn das Signal der Bremspedalstellung auf "An" wechselt so lange für eine vorbestimmte Zeit beizubehalten, nachdem das Signal der Bremspedalstellung (Br) auf "An" wechselt, und in eine Geschwindigkeitsstufe entsprechend der Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) zu einer Zeit schaltet, wenn die vorbestimmte Zeit vergangen ist, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten.
Schaltsteuervorrichtung eines Arbeitsfahrzeuges gemäß Anspruch 7, wobei die Bremsdauerschaltsteuereinrichtung (132) weiterhin so strukturiert ist, aus einer Geschwindigkeitsstufe zu einer Zeit, wenn das Signal der Bremspedalstellung (Br) auf "An" wechselt, in die Startgeschwindigkeitsstufe zu schalten, ohne durch eine andere Geschwindigkeitsstufe zu schalten, wenn die Getriebeabtriebswellendrehzahl (No) kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl wird, welche zum Zweck des Schaltens in eine vorbestimmte Startgeschwindigkeitsstufe zu einer Zeit verwendet wird, wenn das Fahrzeug gestartet wird, während die vorbestimmte Zeit vergangen ist, nachdem das Signal der Bremspedalstellung auf "An" wechselt.