JP2520623B2 - 建設機械用ダンプトラツクのエンジン出力及び変速点制御方法 - Google Patents

建設機械用ダンプトラツクのエンジン出力及び変速点制御方法

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JP2520623B2
JP2520623B2 JP62034646A JP3464687A JP2520623B2 JP 2520623 B2 JP2520623 B2 JP 2520623B2 JP 62034646 A JP62034646 A JP 62034646A JP 3464687 A JP3464687 A JP 3464687A JP 2520623 B2 JP2520623 B2 JP 2520623B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建設機械用ダンプトラックのエンジン出力
と変速機の変速点を作業条件、走降路条件などの車両負
荷により切換えるエンジン出力及び変速点制御方法に関
する。
〔従来の技術〕
エンジンの出力側をトルクコンバータに連結し、その
トルクコンバータの出力側に複数の速度段を有する変速
機の入力側に連結し、その変速機の出力側を差動機構を
介して左右の駆動輪に連結した建設機械用ダンプトラッ
クにおいては、変速機の各速度段のけん引力と車速との
関係により増速、減速する点、つまり変速点を車速を基
準として設定すると共に、エンジン出力回転数などより
車速を検出し、その車速が車速点を越えた時に次の速度
段に自動的に変速するようにしたものが知られている。
例えば、第6図に示すように前進1速F1〜前進7速F
のけん引力と車速との関係により変速点f1〜fを設定
し、車速が変速点を越えると次の速度段に自動的に変速
するようにしている。
一方、建設機械用ダンプトラックに搭載されたエンジ
ンの最大出力は建設機械用ダンプトラックが必要とする
出力と比較してあまり大きくないと共に、積載時と空車
とでは車体重量が大きく異なり、しかも積載荷重、走路
勾配の変化が大きくなるから建設機械用ダンプトラック
にかかる負荷変動が非常に大きく、しかも積載荷重、走
路勾配を精度良く検出することは困難であるため、前述
の変速点はエンジンが最大出力を保てるように、エンジ
ン回転が高回転になるよう設定している。
他方、エンジンの最大出力は例えば第7図(a)に示
すように設定されてそのエンジ個有のものとなり、アク
セルペダルの開度を変更することで最大出力より部分出
力(b),(c)に変更される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上述べた様に建設機械用ダンプトラックにおいては
車両負荷が大きい場合を想定してエンジン個有の最大出
力状態に見合う変速点を設定し、エンジンを最大出力に
保ち走行することが一般的となっている。
このために空車で平地を走行したり、積載重量が軽い
状態で登坂走行する等の車両負荷が小さい場合には建設
機械用ダンプトラックが必要とする出力が実際にエンジ
ンが出力している最大出力よりも小さくなり、なるべく
エンジンを低回転で使用し高速速度段へ早めに変速した
方が燃料消費率を下げることが出来有効であるが、前述
の固定変速点に於ては、エンジンの燃費が悪いものとな
る。
なお、この時にアクセル開度を小さくしてエンジン出
力を部分出力として使用することにより、エンジン回転
を低めにする方法が考えられるが、エンジンを部分出力
とするとエンジンの最高回転数が前述のように設定した
変速点に相当するエンジン回転数まで達しなくなって変
速機が高速度段に変速、つまりシフトアップしなくなっ
てしまう。
又鉱山などの現地ではいろいろなエンジン出力を有す
る建設機械用ダンプトラックが、同じコースを走行して
おり、一台だけエンジン出力を大きく保ち、高速で走行
してもその作業量を上げることは出来ない。つまり、積
込み待ち時間が増える、遅い車両に合わせて低速で走行
しなければならない等のためである。この為、他の車両
に比べ大きなエンジン出力を有する車両に於てはより低
速速度段で、エンジンを高速回転で使用することになり
燃費が悪くなる。これはエンジンはその構造より主に耐
久性の面から、最大出力が設定されているが、燃費カー
ブは各回転におけるエンジン出力の上限付近で燃料消費
率が下がっている為である。よって早めにシフトアップ
させより高速の速度段で走行させ、エンジン出力の小さ
な同一コースを作業している他の建設機械用ダンプトラ
ックに合わせ走行する為には変速点を下げ、エンジンの
出力特性を低回転で高トルクとし、高回転では、出力を
絞る様変更する必要がある。しかしシフトアップ点を単
純に下げると車両負荷に対処出来ず、ハンチングし易く
なる。つまり、シフトアップ点では駆動力大であるがシ
フトアップ後の駆動力が足らず、シフトダウンしてしま
う。そこで本発明は、車両の負荷状態や、同一コースを
作業する車両に合わせ変速点を切換えられると共にエン
ジン出力特性を変化させ、燃料消費率を小さく保ち燃費
を向上できるようにした建設機械用ダンプトラックのエ
ンジン出力及び変速点制御方法を提供することを目的と
する。
具合的には重負荷でも軽負荷でもシフトアップすると
共に、軽負荷の時のエンジン出力を最大出力よりも小さ
くしてエンジンの燃費を向上できるようにした建設機械
用ダンプトラックのエンジン出力切換方法を提供するこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
本発明は、車体1にベッセル2を起伏自在に取付け、
この車体1に操向輪4と駆動輪5を装着し、この駆動輪
5を変速機を備えた動力伝達機構を介してエンジン10に
連結した建設機械用ダンプトラックにおいて、 前記エンジン10の出力をアクセルペダル51の踏み込み
量により予じめ設定した最大出力の最小出力の間で連続
的に制御できるようにし、 前記エンジンの最大出力を重負荷時には大とし、軽負
荷時には小に切換え設定すると共に、エンジンの最大出
力を大に設定した時には変速機の変速点をその最大出力
に見合う速度に設定し、エンジンの最大出力を小に設定
した時には変速機は変速点を前述よりも低速側でその最
大出力に見合う速度に設定するようにしたことを特徴と
する建設機械用ダンプトラックのエンジン出力及び変速
点制御方法である。
これにより、ベッセル2内の積載荷重が重い場合や、
大きな走路勾配を登坂する場合等の重負荷時にはエンジ
ンの最大出力を大きく設定すると共に、変速機の変速点
をその設定した最大出力に見合う速度に設定するので、
重負荷時にはアクセルパダル51の踏み込み量に応じた速
度で効率良く走行できる。
またベッセル2内に積載荷重が軽い場合等の軽負荷時
にはエンジンの最大出力を小さく設定すると共に、変速
機の変速点をその設定した最大出力に見合う低速側に設
定するので、軽負荷時にアクセルペダル51の踏み込み量
に応じた速度で走行できるし、その踏み込み量を少なく
してエンジンの燃費を向上できるし、変速機をシフトア
ップできる。
〔実施例〕 第3図に示すように、建設機械用ダンプトラックは車
体1にベッセル2を起伏自在に取付けると共に、サスペ
ンションシリンダ3を介して操向輪4、駆動輪5が装着
してあり、この駆動輪5は第4図に示すように動力伝達
機構を介してエンジン10に連結してある。
つまり、エンジン10の出力軸11はドライブシャフト12
を介してトルクコンバータ13のポンプ14に連結し、ター
ビン15が変速機16の入力軸17に連結していると共に、ポ
ンプ14とタービン15を連結するロックアップクラッチ18
が設けてあり、変速機16は複数の遊星歯車機構19を介し
て入力軸17を出力軸20に連結し、高速クラッチ21、低速
クラッチ22、第1〜第4クラッチ23〜26、後進クラッチ
27をON,OFFすることで前進1速〜前進7速、後進に変速
できるようにしてあり、その出力軸20が差動機28、終減
速機29を介して駆動輪5に連結してある。
前記各クラッチは第5図に示すように、ポンプ30の吐
出圧油を第1〜第7変速バルブ31〜37で供給制御するこ
とで断続制御され、第1〜第7変速バルブ31〜37をソレ
ノイド31a〜37aに通電することで供給位置に切換り、通
電しないと遮断位置となるようにしてあると共に、第
1、第2変速バルブ31,32の入力側と第3〜第7変速バ
ルブ33〜37の入力側とにモジュレーションバルブ38がそ
れぞれ設けられて各クラッチに供給される圧油力が滑ら
かに上昇するようにしてあると共に、前記ロックアップ
クラッチ18にはポンプ39の吐出圧油がロックアップ切換
弁40を介して供給され、そのソレノイド40aを励磁する
と供給位置となってロックアップクラッチ18がONとなり
ポンプ14とタービン15を連結し、消磁すると遮断位置と
なってロックアップクラッチ18がOFFとなるようにして
ある。
第1図において、エンジン10には電子制御ガバナ42で
燃料噴射量が制御される燃料噴射ポンプ42aが設けら
れ、その電子制御ガバナ42はラック杆43をシリンダ44で
往復動することで燃料噴射量を制御するようになってい
ると共に、そのシリンダ44の室44aには図示しない油圧
源の吐出圧油がコントロール弁45で供給されるようにな
り、かつ差動トランスよりなるラック位置検出センサ46
が設けてあり、エンジン10の出力軸11の回転数を検出す
るエンジン回転センサ47が設けてあると共に、変速機16
には入力軸17及び出力軸20の回転速度を検出する入力軸
速度センサ48、出力軸速度センサ49が設けてある。
50はエンジンコントローラであり、アクセルペダル51
の踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセルセン
サ52よりのアクセル開度信号が入力されるとコントロー
ル弁45に制御信号を出力して油圧源の吐出圧油をシリン
ダ44の室44aに供給制御することでラック杆43を往復動
し、ラック位置検出センサ46よりの検出ラック位置がア
クセル開度信号に見合うラック位置となるように制御動
作するようにしてあり、これによりエンジンの最大出力
は第2図Aで示すようになる。
60は変速機コントローラであり、変速機16の入力軸速
度センサ48又は出力軸速度センサ49、エンジン回転セン
サ47よりの入力軸速度又は出力軸速度、エンジン回転数
に基づいて車速を演算し、その車速が設定した変速点を
越えた時に前記第1〜第7変速バルブ31〜37とロックア
ップ切換弁41に制御信号を出力してロックアップクラッ
チ18を切としてトルクコンバータ13を介してエンジン10
と変速機16とを連結した後に現行の速度段より高速の速
度段又は低速の速度段に変速し、変速終了後にロックア
ップクラッチ18を接してエンジン10と変速機16を直結す
る動作制御を行なうようになり、変速機の変速点は第2
図に示すようにシフトアップ点がエンジン回転数N1(22
30rpm)、シフトダウン点がエンジン回転数N2(1400rp
m)に設定してある。
なお、変速機コントローラ60にはシフトレバー63より
シフトポジション信号R,N,D,V,IV,III,IIが入力され、
R信号が入力された時には後進に変速し、N信号が入力
された時にはニュートラルに変速し、N信号が入力され
た時にはニュートラルに変速し、D,V,IV,III,II信号が
入力された時には予じめ定めた速度段間において自動変
速するようにしてある。
70は走行モード切換スイッチであり、レバー71を重負
荷位置Pと軽負荷位置Eに切換えると重負荷信号S1と軽
負荷信号S2とがエンジンコントローラ50と変速機コント
ローラ60に入力されるようにしてあると共に、エンジン
コントローラ50と変速機コントローラ60に重負荷信号S1
が入力されると前述したように最大出力を設定してシフ
トアップ点、シフトダウン点を定め、重負荷で走行する
場合に適する重負荷走行モードとなる。
また、エンジンコントローラ50に軽負荷信号S2が入力
されるとアクセル開度信号に見合うラック杆43のストロ
ークを規制して最大出力を第2図Bに示すように小さく
すると共に、定格出力をCで示すように高等燃費カーブ
Dの内側、例えばエンジン回転数1700rpmとなるように
設定する。
一方、変速機コントローラ60に軽負荷信号S2が入力さ
れると変速点を低速側に変更、例えば第2図においてシ
フトアップ点をエンジン回転数N3(1800rpm)とし、シ
フトダウン点をエンジン回転数N4(1250rpm)とする。
これにより、軽負荷で走行する場合に適する軽負荷走
行モードとなる。
以上の様であるから、走行モード切換スイッチ70のレ
バー71を軽負荷位置Eとすればエンジンの最大出力が小
さくなると共に、変速機の変速点が低速側に変化(例え
ば、第6図で点線に示すようにけん引力と変速点が変
化)するので、変速機をシフトアップできると共に、エ
ンジンの燃費を向上できる。
〔発明の効果〕
ベッセル2内の積載荷重が重い場合や、大きな走路勾
配を登坂する場合等の重負荷時にはエンジンの最大出力
を大きく設定すると共に、変速機の変速点をその設定し
た最大出力に見合う速度に設定するので、重負荷時には
アクセルペダル51の踏み込み量に応じた速度で効率良く
走行できる。
またベッセル2内に積載荷重が軽い場合等の軽負荷時
にはエンジンの最大出力を小さく設定すると共に、変速
機の変速点をその設定した最大出力に見合う低速側に設
定するので、軽負荷時にアクセルペダル51の踏み込み量
に応じた速度で走行できるし、その踏み込み量を少なく
してエンジンの燃費を向上できるし、変速機をシフトア
ップできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る方法を実施する装置の一例を示す
説明図、第2図はエンジン出力カーブ線図、第3図は建
設機械用ダンプトラックの概略図、第4図は動力伝達機
構の説明図、第5図は変速油圧回路図、第6図は変速パ
ターンの一例を示す説明図、第7図はエンジン出力カー
ブの一例を示す線図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車体1にベッセル2を起伏自在に取付け、
    この車体1に操向輪4と駆動輪5を装着し、この駆動輪
    5を変速機を備えた動力伝達機構を介してエンジン10に
    連結した建設機械用ダンプトラックにおいて、 前記エンジン10の出力をアクセルペダル51の踏み込み量
    により予じめ設定した最大出力から最小出力の間で連続
    的に制御できるようにし、 前記エンジンの最大出力を重負荷時には大とし、軽負荷
    時には小に切換え設定すると共に、エンジンの最大出力
    を大に設定した時には変速機の変速点をその最大出力に
    見合う速度に設定し、エンジンの最大出力を小に設定し
    た時には変速機の変速点を前述よりも低速側でその最大
    出力に見合う速度に設定するようにしたことを特徴とす
    る建設機械用ダンプトラックのエンジン出力及び変速点
    制御方法。
JP62034646A 1987-02-04 1987-02-19 建設機械用ダンプトラツクのエンジン出力及び変速点制御方法 Expired - Lifetime JP2520623B2 (ja)

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EP98119242A EP0892197A3 (en) 1987-02-04 1988-02-04 Method of automatically changing speed of dump truck for use as construction vehicle
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JPH0678049B2 (ja) * 1985-10-31 1994-10-05 トヨタ自動車株式会社 車両の走行特性制御装置

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