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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automatikgetriebesystem und insbesondere ein Automatikgetriebesystem für einen Bulldozer, der ein Getriebe mit mehreren Gängen enthält und der in einem beliebigen, von dem Fahrer gewählten Gang anfahren kann.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Bulldozer sind normalerweise mit Automatikgetriebesystemen ausgestattet. Die automatischen Getriebesysteme sind konfiguriert für das Hochschalten und Herunterschalten der Gänge entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit und für das automatische Herunterschalten eines Gangs speziell dann, wenn das Fahrzeug aufgrund einer Last während des Fahrbetriebs auf eine vorgegebene Geschwindigkeit oder darunter verzögert wird.
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Wie in Patentliteratur 1 und 2 beschrieben ist, sind manche Bulldozer, die über die vorstehend beschriebene automatische Gang-Schaltfunktion verfügen, derart konfiguriert, dass sie beim Anfahren automatisch den ersten Gang wählen und danach eine Schaltsteuerung vornehmen, um anschließend entsprechend der zunehmenden Fahrgeschwindigkeit in den zweiten und dann in den dritten Gang zu schalten.
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Andererseits gibt es unter den derzeit produzierten Bulldozern solche, die in einem beliebigen, von dem Fahrer gewählten Gang anfahren und dann entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit in einen höheren oder einen niedrigeren Gang schalten können.
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Bei diesem zuletzt genannten Bulldozer-Typ mit automatischer Gang-Schaltfunktion ist eine konstante Schalt-Verweigerungszeit eingestellt. Unmittelbar nach dem Anfahren wird der Bulldozer von einer Geschwindigkeit Null beschleunigt. Es wird daher eine vorgegebene Zeitdauer als Schalt-Verweigerungszeit eingestellt, in der ein Befehl der automatischen Gang-Schaltfunktion zum Herunterschalten verweigert wird, um zu verhindern, dass im Zustand dieser niedrigen Geschwindigkeit in der Beschleunigungsphase automatisch heruntergeschaltet wird.
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DOKUMENTLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1: Japanische Patentpublikation Nr. 3242421
- Patentliteratur 2: Japanische Patentpublikation Nr. 3250820
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Problemstellung
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Bei einem derartigen Automatikgetriebesystem mit Einstellung einer Schalt-Verweigerungszeit wie vorstehend beschrieben variiert die Beschleunigungscharakteristik des Fahrzeugs mit dem zu wählenden Gang, mit der Beschleunigungsleistung des Motors, mit der Bodenbeschaffenheit, mit einem Neigungszustand des Fahrzeugs und dergleichen. Daher muss eine relativ lange Schalt-Verweigerungszeit eingestellt werden. Zum Beispiel reicht die Beschleunigungsleistung in einem hohen Gang oder beim Umschalten der Fahrtrichtung zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung nicht aus, weshalb die Schalt-Verweigerungszeit hier vergleichsweise länger eingestellt werden muss als in anderen Situationen, in denen diese Gegebenheiten ausgeschlossen sind.
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Dagegen ist es vorteilhaft, sobald wie möglich von dem zweiten Gang nach unten in den ersten Gang zu schalten, um eine möglichst hohe Traktionskraft zu erzielen, wenn ein Bulldozer Arbeiten wie beispielsweise Aushubarbeiten ausführt und unmittelbar nach dem Anfahren im zweiten Vorwärtsgang Erdreich und Sand auf einer Schaufel mitführt. Wenn aber die Schalt-Verweigerungszeit auf eine relativ lange Dauer eingestellt ist, wird der zweite Gang beibehalten, obwohl ein Herunterschalten in den ersten Gang zweckmäßig wäre. Dadurch reicht die Traktionskraft möglicherweise nicht aus, und der Bulldozer bleibt stehen.
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Demgemäß ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Einstellung einer Schalt-Verweigerungszeit für ein Automatikgetriebesystems eines Bulldozers, der in einem beliebigen, von dem Fahrer gewählten Gang anfahren kann, und gleichzeitig die Erzielung einer ausreichenden Traktionskraft, wenn die Fahrlast des Bulldozers unmittelbar nach dem Anfahren mit einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist oder wenn die Fahrtrichtung zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung umgeschaltet wird.
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Problemlösung
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Ein Automatikgetriebesystem für einen Bulldozer gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Automatikgetriebesystem für einen Bulldozer, der ein Getriebe mit mehreren Gängen enthält. Das Automatikgetriebesystem hat einen Abschnitt zum automatischen Schalten der Gänge, einen Abschnitt zum Beibehalten eines Gangs, einen Abschnitt zur Lastermittlung und einen Abschnitt zur Einschränkung der Steuerung. Der Abschnitt zum automatischen Schalten der Gänge ist konfiguriert für das Schalten der Gänge gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Abschnitt für die Beibehaltung eines Gangs ist für eine vorgegebene Schalt-Verweigerungszeit konfiguriert. Der Abschnitt für die Beibehaltung eines Gangs ist konfiguriert für die Verweigerung eines Schaltbefehls von dem Abschnitt zum automatischen Schalten der Gänge, um einen aktuell gewählten Gang beizubehalten, bis die Schalt-Verweigerungszeit nach dem erfolgtem Gangwechsel verstrichen ist. Der Abschnitt zur Lastermittlung ist konfiguriert für die Erfassung einer Fahrzeuglast. Der Abschnitt für die Einschränkung der Steuerung ist konfiguriert für die Einschränkung des Steuerungsablaufs des Abschnitts für die Beibehaltung eines Gangs, um zu bewirken, dass der Abschnitt für die Beibehaltung eines Gangs den Schaltbefehl von dem Abschnitt für das automatische Schalten der Gänge noch vor Ablauf der Schalt-Verweigerungszeit befolgt, wenn die Last des Fahrzeugs größer oder gleich einer vorgegebenen Last ist.
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Gemäß dem Automatikgetriebesystem des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung werden die Gänge entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch nach oben und nach unten geschaltet. Ferner wird der Schaltbefehl von dem Abschnitt für das automatische Schalten der Gänge verweigert, um den aktuell gewählten Gang beizubehalten, bis die Schalt-Verweigerungszeit nach erfolgtem Gangwechsel verstrichen ist. Dagegen wird bei einer Last des Fahrzeugs, die größer oder gleich einer vorgegebenen Last ist, der Steuerungsablauf des Abschnitts für die Beibehaltung eines Gangs eingeschränkt, und der Gangwechsel wird in Reaktion auf den Schaltbefehl von dem Abschnitt für das automatische Schalten der Gänge durchgeführt, noch ehe die Schalt-Verweigerungszeit verstrichen ist.
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Dadurch wird hier der Schaltbefehl so lange verweigert, bis die Schalt-Verweigerungszeit verstrichen ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass entgegen der Absicht des Fahrers bei einer niedrigen Geschwindigkeit unmittelbar nach dem Anfahren des Bulldozers von einem beliebigen Gang automatisch nach unten geschaltet wird, selbst wenn der Bulldozer im zweiten oder im dritten Gang anfährt. Wenn aber der Bulldozer unmittelbar nach dem Anfahren Arbeiten ausführt, zum Beispiel im zweiten oder im dritten Gang, und die Last hoch ist, wird der Schaltvorgang unter Befolgung des Schaltbefehls basierend auf der normalen automatischen Steuerung des Gangwechsels durchgeführt, noch ehe die Schalt-Verweigerungszeit verstrichen ist.
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Gemäß dem Automatikgetriebesystem des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ohne Herunterschalten des Gangs eine gleichmäßige Beschleunigung erreicht, wenn im lastfreien Zustand des Bulldozers eine Beschleunigung gewünscht wird. Dagegen wird rasch heruntergeschaltet, und es kann eine hohe Traktionskraft erzielt werden, wenn der Bulldozer unter hoher Last Arbeiten ausführt.
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Ein Automatikgetriebesystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Automatikgetriebesystem gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Bei dem Automatikgetriebesystem ist der Abschnitt für die Einschränkung der Steuerung derart konfiguriert, dass der Steuerungsablauf des Abschnitts für die Beibehaltung eines Gangs nur dann eingeschränkt wird, wenn das Fahrzeug entweder anfährt oder die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zwischen einer Vorwärtsfahrtrichtung und einer Rückwärtsfahrtrichtung umgeschaltet wird.
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Allgemein lässt sich ein negativer Effekt feststellen, wenn der Bulldozer anfährt oder wenn die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zwischen einer Vorwärtsfahrtrichtung und einer Rückwärtsfahrtrichtung umgeschaltet wird. Angesichts der vorstehenden Ausführungen ist gemäß dem Automatikgetriebesystem des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung der Steuerungsablauf für die Beibehaltung des Gangs derart konfiguriert, dass er nur dann eingeschränkt wird, wenn das Fahrzeug entweder anfährt oder wenn die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zwischen einer Vorwärtsfahrtrichtung und einer Rückwärtsfahrtrichtung umgeschaltet wird.
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Ein Automatikgetriebesystem gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das Automatikgetriebesystem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Bei dem Automatikgetriebesystem ist der Lastermittlungsabschnitt konfiguriert für die Detektion einer Verzögerungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Gemäß dem Automatikgetriebesystem des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird die Fahrzeuglast durch die Detektion der Verzögerungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Eine Lastermittlung ist daher auf einfache Weise möglich.
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Ein Automatikgetriebesystem gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das Automatikgetriebesystem gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Bei dem Automatikgetriebesystem ist der Abschnitt für die Einschränkung der Steuerung konfiguriert für die Ermittlung, ob die Last des Fahrzeugs größer oder gleich der vorgegebenen Last ist, wenn entweder die Verzögerungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs höher ist als ein vorgegebener Wert oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als ein vorgegebener Wert.
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Gemäß dem Automatikgetriebesystem des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird festgestellt, dass eine Last des Fahrzeugs höher ist als eine vorgegebene Last, wenn entweder die Verzögerungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs höher ist als ein vorgegebener Wert oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als ein vorgegebener Wert. Entsprechend wird die Steuerung für die Beibehaltung eines Gangs eingeschränkt. Deshalb wird der normale automatische Gangwechsel durchgeführt, wenn die Last des Bulldozers größer oder gleich einer vorgegebenen Last ist, und es wird grundsätzlich heruntergeschaltet.
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Ein Automatikgetriebesystem gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Automatikgetriebesystem gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Automatikgetriebesystem enthält ferner einen Abschnitt für die Ermittlung des Gangs, der konfiguriert ist für die Ermittlung des aktuell gewählten Gangs. Ferner ist der Abschnitt für die Einschränkung der Steuerung derart konfiguriert, dass der Steuerungsablauf des Abschnitts für die Beibehaltung eines Gangs nur dann eingeschränkt wird, wenn der aktuell gewählte Gang ein vorgegebener Gang mit einer schlechten Beschleunigungscharakteristik ist.
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Gemäß dem Automatikgetriebesystem des fünften Aspekts der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung für die Beibehaltung eines Gangs nur in einem Gang mit einer schlechten Beschleunigungscharakteristik eingeschränkt. Eine unnötige Einschränkung der Steuerung lässt sich somit vermeiden, so dass eine Fahrt des Bulldozers mit einer besseren Beschleunigung möglich ist.
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Ein Automatikgetriebesystem gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das Automatikgetriebesystem gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Bei dem Automatikgetriebesystem ist der Abschnitt für das automatische Schalten der Gänge derart konfiguriert, dass er einen Befehl für die Zuführung von Drucköl zu einer von Hydraulikkupplungen überträgt, die einmalig den jeweiligen Gängen zuzuordnen sind. Der Abschnitt für die Beibehaltung eines Gangs enthält einen Bereich für den Nachweis des ausgeführten Gangwechsels und einen Timer. Der Bereich für den Nachweis des ausgeführten Gangwechsels ist konfiguriert für den Nachweis, dass der Gangwechsel abgeschlossen ist. Der Timer ist derart konfiguriert, dass er in Reaktion auf den abgeschlossenen Gangwechsel die Schalt-Verweigerungszeit zu zählen beginnt. Ferner ist der Bereich für den Nachweis des ausgeführten Gangwechsels derart konfiguriert, dass er den Zeitpunkt erfasst, an welchem Drucköl zu der einen der vorgenannten Hydraulikkupplungen geleitet und als Abschluss des Gangwechsels ein Druck in der einen der vorgenannten Hydraulikkupplungen erzeugt wird.
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Wenn ein Getriebe mit Hydraulikkupplungen ausgestattet ist, die den jeweiligen Gängen einmalig zuzuordnen sind, erfolgt nicht notwendigerweise ein Gangwechsel unmittelbar in Reaktion auf einen Gangwechselbefehl. Speziell bei Übertragung eines Gangwechselbefehls wird Drucköl zu einer Hydraulikkupplung geleitet, die dem durch den Gangwechselbefehl angewiesenen Gang zugeordnet ist. Bei dieser Hydraulikkupplung wird Drucköl in einen Zylinder geleitet, und ein Kolben wird in Richtung auf eine Kupplungsplatte bewegt, wodurch der Zylinder an der Kupplungsplatte zur Anlage gelangt. Wenn in diesem Zustand weiter Drucköl zugeleitet wird, wird ein auf die Kupplungsplatte ausgeübter Kolbendruck erzeugt.
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In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen wird bei dem Automatikgetriebesystem gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bestimmt, dass der Gangwechsel an einem Zeitpunkt abgeschlossen ist, an dem ein vorgegebener Druck auf die Kupplungsplatte erzeugt wird, wobei der Timer an diesem Zeitpunkt zu zählen beginnt. Es ist somit möglich, eine präzise Steuerung durchzuführen, wenn zwischen dem Zeitpunkt der Übertragung eines Gangwechselbefehls und dem Zeitpunkt des tatsächlichen Beginns der Kraftübertragung in dem gewählten Gang eine große Differenz vorliegt, speziell beim Umschalten der Fahrtrichtung des Bulldozers zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf diese Weise konfiguriert ist, lässt sich bei einer geringen Last des Bulldozers ohne Herunterschalten eine gleichmäßige Beschleunigung erzielen, speziell wenn der Bulldozer in einem beliebigen, von dem Fahrer gewählten Gang anfährt oder wenn die Fahrtrichtung des Bulldozers zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung umgeschaltet wird. Ferner wird sofort heruntergeschaltet, und es lässt sich eine ausreichende Traktionskraft erzielen, wenn der Bulldozer nach erfolgtem Gangwechsel unter hoher Last Arbeiten ausführt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration eines Bulldozers, der mit einem Automatikgetriebesystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist;
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2 ist ein Steuerungsablaufdiagramm des Automatikgetriebesystems;
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3 zeigt (a) ein Diagramm zur Darstellung der Relation zwischen der Betriebszeitsteuerung des Umschaltens zwischen der Vorwärts- und der Rückwärtsfahrtrichtung und der Fahrzeuggeschwindigkeit; und
(b) ein Diagramm zur Darstellung der Relation zwischen der Zeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gesamtstruktur
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1 zeigt schematisch eine Konfiguration eines Bulldozers, der mit einem Automatikgetriebesystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Es ist anzumerken, dass 1 nur Komponenten zeigt, die sich auf die Kraftübertragung und auf die Steuerung der Kraftübertragung beziehen, während Komponenten wie beispielsweise eine Arbeitseinheit und Raupenketten nicht dargestellt sind. Der Bulldozer hat einen Motor 1, eine Kraftübertragungseinheit, einen Steuerungsbedienbereich und ein Getriebe 10. Die Kraftübertragungseinheit umfasst einen Drehmomentwandler 2 und eine Überbrückungskupplung 3. Der Steuerungsbedienbereich umfasst ein Überbrückungssteuerventil 4 und einen Hebel 5 für die Vorwärtsfahrt/Rückwärtsfahrt. Das Überbrückungssteuerventil 4 ist ein Ventil zur Steuerung des Einkuppelns (Anschalten) und Auskuppelns (Abschalten) der Überbrückungskupplung 3.
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Das Getriebe 10 umfasst eine Vorwärtskupplung 11, eine Rückwärtskupplung 12, eine Kupplung 13 für den ersten Gang, eine Kupplung 14 für den zweiten Gang und eine Kupplung 15 für den dritten Gang. Ferner hat der Bulldozer einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 16, eine zur Querwelle gehörende Einheit 17 und ein Kettenrad 18. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 16 ist ausgebildet für die Detektion der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle des Getriebes (d. h. der Fahrzeuggeschwindigkeit). Es ist anzumerken, dass jede Kupplung eine Mehrscheiben-Hydraulikkupplung ist.
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Ein Gangwechsel-Steuerventil 20 ist ausgebildet für die Steuerung des Gangwechsels des Getriebes 10. Das Gangwechsel-Steuerventil 20 umfasst ein Rückwärtskupplungsventil 21, ein Vorwärtskupplungsventil 22, ein Kupplungsventil 23 für den dritten Gang, ein Kupplungsventil 24 für den zweiten Gang und ein Kupplungsventil 25 für den ersten Gang.
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STEUEREINHEIT
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Der Bulldozer hat ferner eine Steuereinheit 26. Die Steuereinheit 26 enthält einen Mikrocomputer, der durch ein RAM, ein ROM, eine CPU und dergleichen gebildet wird. Das Überbrückungs-Steuerventil 4, der Hebel 5 für die Vorwärtsfahrt/Rückwärtsfahrt, der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 16, das Rückwärtskupplungsventil 21, das Vorwärtskupplungsventil 22, das Kupplungsventil 23 für den dritten Gang, das Kupplungsventil 24 für den zweiten Gang und das Kupplungsventil 25 für den ersten Gang sind mit der Steuereinheit 26 verbunden.
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Ferner bilden die Steuereinheit 26, das Gangwechsel-Steuerventil 20 und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 16 einen Abschnitt für das automatische Schalten der Gänge, einen Abschnitt für die Beibehaltung eines Gangs, einen Abschnitt für die Lastermittlung und einen Abschnitt für die Einschränkung der Steuerung. Der Abschnitt für das automatische Schalten der Gänge hat die Funktion, in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen einer Mehrzahl von Gängen zu schalten. Der Abschnitt für die Beibehaltung eines Gangs ist so eingestellt, dass er über eine vorgegebene Schalt-Verweigerungszeit Tsft verfügt. Der Abschnitt für die Beibehaltung eines Gangs hat die Funktion der Verweigerung eines Schaltbefehls von dem Abschnitt für den automatischen Gangwechsel, um einen aktuell gewählten Gang beizubehalten, bis die Schalt-Verweigerungszeit unmittelbar nach dem Anfahren des Bulldozers oder nach dem Umschalten der Fahrtrichtung des Bulldozers zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung verstrichen ist. Der Abschnitt für die Lastermittlung hat die Funktion der Ermittlung einer Last auf der Basis der Verzögerungsgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Abschnitt für die Einschränkung der Steuerung hat die Funktion des Einschränkens der Steuerungsablaufs des Abschnitts für die Beibehaltung eines Gangs, um zu bewirken, dass der Abschnitt für die Beibehaltung eines Gangs dem Schaltbefehl von dem Abschnitt für das automatische Schalten der Gänge folgt, wenn entweder die Verzögerungsgeschwindigkeit höher ist als ein vorgegebener Wert oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als ein vorgegebener Wert, und zwar vor dem Ablauf der Schalt-Verweigerungszeit nach erfolgtem Gangwechsel. Es ist zu bemerken, dass die Verzögerungsgeschwindigkeit mittels Berechnung durch die Steuereinheit 26 auf der Basis eines durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 16 erfassten Ergebnisses ermittelt wird.
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Steuerungsablauf
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Im Folgenden wird ein Steuerungsablauf der vorliegenden Steuereinheit mit Bezug auf das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm erläutert. Zunächst wird in Schritt S1 ermittelt, ob das Getriebe 10 einen Gangwechsel ausführt oder nicht. Die Zeitsteuerung für die Ermittlung ”Ausführung des Gangwechsels” wird nachstehend mit Bezug auf die Diagramme (a) und (b) von 3 im Detail erläutert. Das Diagramm (a) von 3 stellt eine Variation eines der Vorwärtskupplung 11 zuzuführenden Hydraulikdrucks dar, wobei an der horizontalen Achse die Zeit und an der vertikalen Achse der der Vorwärtskupplung 11 zuzuführende Druck angegeben ist. Dagegen stellt das Diagramm (b) von 3 eine Variation der Fahrzeuggeschwindigkeit dar, wenn der Hebel 5 für die Vorwärtsfahrt/Rückwärtsfahrt von der Position für die Vorwärtsfahrt in die Position für die Rückwärtsfahrt umgestellt wird, wobei die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse die Fahrzeuggeschwindigkeit angibt.
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Wie in den Diagrammen (a) und (b) von 3 angegeben ist, ist die Steuereinheit 26 konfiguriert für die Ausgabe eines Befehls zum Umschalten der Fahrtrichtung von der Rückwärtsfahrtrichtung auf die Vorwärtsfahrtrichtung an einem Zeitpunkt t1 in Reaktion auf die Betätigung des Hebels 5 für die Vorwärtsfahrt/Rückwärtsfahrt. Zum anderen wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Zuge des allmählichen Wechsels von der negativen (Rückwärtsfahrt) zur positiven Seite (Vorwärtsfahrt) erhöht. Das Diagramm (a) von 3 zeigt die Situation an diesem Punkt anhand des Hydraulikdrucks, der der Vorwärtskupplung 11 zuzuführen ist. Insbesondere bleibt ein niedriger Hydraulikdruck in einer Zeitspanne von t1 bis t2 bestehen, wenn das Drucköl in Reaktion auf den Befehl von der Steuereinheit 26 durch das Vorwärtskupplungsventil 22 zur Vorwärtskupplung 11 geleitet wird. Die Zeitspanne 1t bis t2 ist eine Zeitspanne, die benötigt wird, damit sich ein Kolben der Vorwärtskupplung 11 an eine Kupplungsplatte bewegt. In der Zeitspanne von t2 bis t3 wird der Hydraulikdruck durch die Charakteristik des Vorwärtskupplungsventils 22 graduell erhöht. In der Zeitspanne von t2 bis t3 reicht der Druck der Kupplungsplatte nicht aus, weshalb die Kupplung in manchen Fällen schlupfen kann. Bei t3 ist ein vorgegebener Kupplungsdruck erreicht, und der Hydraulikdruck wird durch das Vorwärtskupplungsventil 22 auf einen Druck Pmax gesteuert. Der Zeitpunkt t3 gilt somit als Zeitpunkt der ”Ausführung des Gangwechsels”.
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Der Ablauf führt von Schritt S1 weiter zu Schritt S2, wenn festgestellt wurde, dass der Gangwechsel ausgeführt ist. In Schritt S2 wird der Timer, der die Schalt-Verweigerungszeit Tsft zählt, zurückgesetzt. Mit anderen Worten: Der Timer beginnt, die Schalt-Verweigerungszeit Tsft zu zählen. Die Schalt-Verweigerungszeit Tsft ist hier auf eine Zeitspanne eingestellt, die ausreicht, um eine Reihe von Aktionen auszuführen: das Umstellen des Hebels für die Vorwärtsfahrt/Rückwärtsfahrt; die tatsächliche Beendigung der Fahrtrichtungsänderung des Bulldozers und die Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorgegebene Geschwindigkeit. Der Begriff ”vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit” bezieht sich hier auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der automatisch heruntergeschaltet wird. Es ist zu bemerken, dass das Diagramm (b) von 3 eine Beschleunigungscharakteristik des Fahrzeugs darstellt, die entsprechend den Bedingungen zu variieren ist. Insbesondere ist anhand der durchgezogenen Linie die schlechteste Beschleunigungscharakteristik dargestellt, während die gestrichelte Linie die beste Beschleunigungscharakteristik zeigt. Wie in den Diagrammen (a) und (b) von 3 gezeigt ist, ist die Schalt-Verweigerungszeit Tsft insbesondere derart eingestellt, dass sie zumindest länger als eine Zeitspanne von t4 – t3 ist, da eine Verzögerung (d. h. t4 – t3) vorliegt, bis nach dem Einrücken der Kupplung eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist.
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Anschließend wird in Schritt S3 ermittelt, ob eine gezählte Zeit T des Timers die Schalt-Verweigerungszeit Tsft erreicht oder nicht. Der Ablauf führt von Schritt S3 zu Schritt S4, wenn die Schalt-Verweigerungszeit Tsft nicht verstrichen ist, d. h. wenn der Zählwert T des Timers die Schalt-Verweigerungszeit Tsft nicht erreicht hat. In Schritt S4 wird ermittelt, welche der folgenden Richtungen des Hebels 5 für die Vorwärtsfahrt/Rückwärtsfahrt gewählt ist, d. h. entweder eine Richtung von der Neutralposition zur Vorwärtsfahrtposition (d. h. von N nach F) oder eine Richtung von der Rückwärtsfahrtposition (oder Vorwärtsfahrtposition) zur Vorwärtsfahrtposition (oder Rückwärtsfahrtposition) (d. h. von R nach F (oder von F nach R)). Mit anderen Worten: Es wird ermittelt, welche der folgenden Aktionen des Bulldozers gewählt wurden, nämlich entweder das Anfahren oder das Umschalten zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung. Weiterhin wird in Schritt S5 ermittelt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger ist als eine vorgegebene Mindestfahrzeuggeschwindigkeit V1 und ob die Verzögerungsgeschwindigkeit höher oder gleich einer vorgegebenen Verzögerungsgeschwindigkeit α ist. Es ist zu bemerken, dass die Verzögerungsgeschwindigkeit α unter der Annahme eingestellt wird, dass der Bulldozer unmittelbar nach dem Anfahren mit der Durchführung von Arbeiten beginnt und die Fahrzeuggeschwindigkeit dadurch rapide verringert wird. Die Verzögerungsgeschwindigkeit α wird experimentell ermittelt und vorab eingestellt. Wenn die Arbeitslast extrem hoch ist, nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit rapide ab und das Fahrzeug bleibt möglicherweise stehen. In solchen Fällen kann die Verzögerungsgeschwindigkeit nicht detektiert werden. Deshalb erfolgt hier außer der Bestimmung auf der Basis der Verzögerungsgeschwindigkeit die Bestimmung auf der Basis Mindestfahrzeuggeschwindigkeit V1 als Alternative zu der Bestimmung der Basis der Verzögerungsgeschwindigkeit. Es ist zu bemerken, dass die Mindestfahrzeuggeschwindigkeit V1 niedriger eingestellt ist als eine Schwellengeschwindigkeit, bei der beim automatischen Gangwechsel von dem zweiten Gang in den ersten Gang heruntergeschaltet wird.
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Ist das Ergebnis der Ermittlung in den Schritten S4 und S5 ”JA”, wird in Schritt S6 der normale Gangwechsel ausgeführt. Insbesondere wird bereits vor Ablauf der Schalt-Verweigerungszeit Tsft die Steuerung für die Beibehaltung eines Gangs innerhalb der Schalt-Verweigerungszeit Tsft aufgehoben, und der automatische Gangwechsel wird in Reaktion auf den Befehl der Ablaufsteuerung für den automatischen Gangwechsel ausgeführt. Insbesondere wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S5 ”JA” ist, wird durch die Ablaufsteuerung in Schritt S6 heruntergeschaltet, da die Fahrzeuggeschwindigkeit vermutlich kleiner oder gleich einer Geschwindigkeit ist, bei der von einem aktuell gewählten Gang heruntergeschaltet werden sollte. Durch das Herunterschalten kann eine ausreichende Traktionskraft erzielt werden.
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Wenn dagegen die Schalt-Verweigerungszeig Tsft nach Ausführung des Gangwechsels verstrichen ist, führt die Ablaufsteuerung von Schritt S3 zu Schritt S6, und es erfolgt die Ablaufsteuerung für den normalen Gangwechsel. Die Ablaufsteuerung für den normalen Gangwechsel in Schritt S6 ist völlig identisch mit der bekannten Ablaufsteuerung für einen Gangwechsel. Bei der Ablaufsteuerung für den normalen Gangwechsel in Schritt S6 wird der Gang des Getriebes in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit geschaltet.
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Merkmale
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- (a) Unmittelbar nach dem Anfahren des Bulldozers oder wenn die Fahrtrichtung des Bulldozers zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung umgeschaltet wird, wird ein aktuell gewählter Gang beibehalten, während ein Schaltbefehl von dem Abschnitt für das automatische Schalten der Gänge verweigert wird, bis die Schalt-Verweigerungszeit Tsft verstrichen ist. Es wird dadurch verhindert, dass entgegen der Absicht des Fahrers bei einer niedrigen Geschwindigkeit unmittelbar nach dem Anfahren des Bulldozers automatisch heruntergeschaltet wird, auch wenn der Bulldozer in dem zweiten oder in dem dritten Gang anfährt. Dadurch lässt sich eine gleichmäßige Beschleunigung erzielen. Dagegen wird die Ablaufsteuerung für den normalen Gangwechsel ausgeführt und es wird sogar unter der Steuerung innerhalb der Schalt-Verweigerungszeit entsprechend heruntergeschaltet, wenn die Last des Bulldozers hoch ist. Dadurch kann eine ausreichende Traktionskraft erzielt werden, noch bevor die Schalt-Verweigerungszeit verstrichen ist, wodurch der Bulldozer problemlos Arbeiten ausführen kann.
- (b) Die Last des Fahrzeugs wird durch die Detektion der Fahrzeugverzögerungsgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Die Komponenten für eine Lastermittlung können daher ohne weiteres bereitgestellt werden.
- (c) Der Zeitpunkt, an dem Drucköl zu einer Hydraulikkupplung geleitet wird und beim Gangwechsel ein Druck in derselben erzeugt wird, wird als Ausführung des Gangwechsels ermittelt. Es kann daher eine präzise Steuerung durchgeführt werden.
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Andere Ausführungsbeispiele
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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist für die Einschränkung der Steuerung für die Beibehaltung eines Gangs kein spezieller Gang eingestellt. Jedoch kann die Steuerung so ausgelegt sein, dass eine Einschränkung nur in einem Gang erfolgt, dessen Beschleunigungscharakteristik besonders schlecht ist (zum Beispiel der dritte Vorwärtsgang).
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Die vorstehende Ausführungsform wurde anhand des Beispiels eines Automatikgetriebesystems mit Überbrückungskupplung erläutert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Automatikgetriebesystem ohne Überbrückungskupplung anwendbar.
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Ferner sind die Komponenten für die Lastermittlung nicht auf jene der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform beschränkt.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Bei einem Automatikgetriebesystem für einen Bulldozer wird nicht heruntergeschaltet und es kann eine gleichmäßige Beschleunigung erzielt werden, wenn die Fahrzeuglast gering ist, speziell wenn der Bulldozer in einem beliebigen, von dem Fahrer gewählten Gang anfährt oder wenn die Fahrtrichtung des Bulldozers zwischen der Vorwärtsfahrtrichtung und der Rückwärtsfahrtrichtung umgeschaltet wird. Ferner wird rasch heruntergeschaltet und es kann eine ausreichende Traktionskraft erzielt werden, wenn der Bulldozer nach Ausführung des Gangwechsels und bei einer hohen Last Arbeiten ausführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motor
- 5
- Hebel für die Vorwärtsfahrt/Rückwärtsfahrt
- 10
- Getriebe
- 11
- Vorwärtskupplung
- 12
- Rückwärtskupplung
- 20
- Gangwechsel-Steuerventil
- 26
- Steuereinheit
