JP3388594B2 - Automatic transmission control device for work vehicles - Google Patents
Automatic transmission control device for work vehiclesInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原動機の動力を走行と
同時に作業用油圧機器の動力源にも使用するホィールロ
ーダ等の作業車両の自動変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７に示すような、原動機１１からトル
クコンバータ１２、液圧クラッチ１３の接断で複数の速
度段に切換えて変速する変速機１４を介して前車軸１
５、後車軸１６へ動力を伝達する機構を備えた車両にお
いては、アクセルペダルと機械的または電気的に連結さ
れたスロットル開度の操作によって、図８に示すよう
に、トルクコンバータ１２で吸収する動力が変化し、図
９に示すような変速機１４の出力性能が得られる。ここ
で、図９は、１速から４速までの４段の速度段を有する
変速機の場合を示しており、スロットル開度を全開状態
から徐々に閉じていくと、隣接する速度段が交差するシ
フトポイントａ、ｂ、ｃが１速と２速の間ではａからａ
1 に、２速と３速の間ではｂからｂ1 に、３速と４速の
間ではｃからｃ 1 に向かって移動する。図９中の領域
Ｉ、II、III、IVは、最も有効に出力を引出せる１速、
２速、３速、４速の各速度段の使用領域を示しており、
これに沿って速度段の選定を行うことが迅速な走行及び
省エネルギーに好ましい変速制御である。
【０００３】乗用車等の走行を主目的とした車両におけ
る従来の自動変速制御では、変速機出力軸部の回転速度
をシフトポイントの設定基準としており、例えば、これ
を出力変動の変数であるスロットル開度の増減に応じて
修正を加えることで、図９の領域Ｉ、II、III、IVに近
い領域を形成するように変速制御することができた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、同一の原動
機の動力を用い、走行と同時に掘削、積込み等の作業を
行うホィールローダのような作業車両では、図１０に示
すような作業用油圧機器で消費される作業機トルクと、
原動機のスロットルの開度の２変数が互いに独立して連
続的に変化し、図８と図１０に示されるそれぞれの原動
機トルクの変動が複雑に組合わされたものとなる。例え
ば、スロットル開度が同じでも、作業機トルクが大きい
ときには、図９の変速機の出力性能が図１１のように変
化するため、シフトポイント修正のための演算処理が複
雑になり、処理時間が増加して反応遅れを生じ、従来の
自動変速制御装置では出力を有効に引出すためのシフト
ポイントの設定が困難であった。
【０００５】本発明は、作業車両の自動変速制御装置に
おける上記問題を解決するものであって、制御の高速処
理が可能で車両の出力変動に対して反応が速く、効率の
良い自動変速を行うことができ、作業内容やオペレータ
の操作感覚に合わせてシフトポイント位置を調整するこ
とのできる作業車両の自動変速制御装置を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の自動変速制御装
置は、上記課題を解決するため、原動機、トルクコンバ
ータ、及びトルクコンバータの出力軸回転速度をソレノ
イド弁のＯＮ−ＯＦＦによる液圧クラッチの接断で複数
の速度段に切換えて変速する変速機を備え、原動機の動
力を走行と同時に作業用油圧機器の動力源にも使用する
作業車両において、原動機の回転速度を検出する原動機
回転速度検出器と、変速機の出力軸部の回転速度を検出
する変速機出力軸部回転速度検出器と、原動機回転速度
検出器の検出値、変速機出力軸部回転速度検出器の検出
値、及び既選択の速度段からトルクコンバータの速度比
を算出し、この速度比と予め各速度段ごとにシフトポイ
ントの軌跡に置き換えて設定された増減速用の予設定速
度比とを比較して投入すべき速度段を選定する制御手段
と、を設けている。
【０００７】
【作用】本発明の自動変速制御装置は、隣接する速度段
間のシフトポイントの軌跡を、各速度段ごとに、特定の
トルクコンバータの速度比における変速機出力トルクと
変速機出力回転速度を表す点の軌跡で近似的に置換える
ことにより、出力変動をトルクコンバータの速度比の値
のみの１変数で処理可能としている。従って、トルクコ
ンバータの速度比と予め各速度段ごとに設定した増減速
用の予設定速度比とを比較するだけで投入すべき速度段
が選定され、複雑に変化する最適速度段領域への迅速な
追従が行われる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例である自動変速制御
装置の制御部の構成を示すブロック図である。ここで、
車載バッテリ１から電源を供給されるコントローラ２
は、ＩＮＰＵＴ−Ｉ／Ｆ２１、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２
３、ＲＡＭ２４、ＯＵＴＰＵＴ−Ｉ／Ｆ２５を備えてお
り、このコントローラ２へ、原動機回転検出部９に設け
た原動機回転速度検出器３と、変速機出力軸回転検出部
１０に設けた変速機出力軸部回転速度検出器４とで検出
された回転速度情報が入力されるようになっている。ま
たこのコントローラ２から、１速設定用ソレノイド弁
５、２速設定用ソレノイド弁６、３速設定用ソレノイド
弁７、及び４速設定用ソレノイド弁８へ、制御信号が送
られるようになっている。
【０００９】作業時には、コントローラ２には、原動機
回転速度検出器３と、変速機出力軸部回転速度検出器４
とから検出された回転速度情報が入力され、これらの入
力情報と、各ソレノイド弁５、６、７、８への出力によ
って得られる現在選択され投入されている速度段の情報
とから、コントローラ２がトルクコンバータの速度比ｅ
の値を次式により算出する。
ｅ＝ｒi ×ｒt ×ωt ／（ｒe ×ωe ）・・・(1)
ｒt ：変速機出力軸部から変速機出力軸回転検出部まで
の減速比
ωt ：変速機出力軸部回転速度検出器の検出回転速度
ｒe ：トルクコンバータ入口から原動機回転検出部まで
の減速比
ωe ：原動機回転速度検出器の検出回転速度
ｒi ：トルクコンバータ出口から変速機出力軸部までの
各速度段における減速比（選択される速度段がｎ段のと
き i ＝１〜ｎ）
次に、コントローラ２は算出した速度比ｅの値を予め各
速度段ごとに設定した増減速用の予設定速度比ｅs とを
比較して、シフトアップ、シフトダウン、現状速度段の
維持等の投入すべき速度段の選定を行う。例えば、１速
から２速へシフトアップする場合には、１速設定用ソレ
ノイド弁５をＯＦＦにして、２速設定用ソレノイド弁６
をＯＮにするよう制御信号を出力する。
【００１０】図２は上記制御の一例を示す流れ図であ
る。ここでは、１速から４速までの全速度段の減速基準
速度比の値をｅs ＝０．４、増速基準速度比の値をｅs
＝０．８に統一して設定しているが、これらの値は各速
度段ごとに作業車両の出力特性に合わせて個別に設定す
ることができる。図３は作業機トルクが小のときのシフ
トアップの際の変速性能を示す図、図４は作業機トルク
が小のときのシフトダウンの際の変速性能を示す図、図
５は作業機トルクが大のときのシフトアップの際の変速
性能を示す図、図６は作業機トルクが大のときのシフト
ダウンの際の変速性能を示す図であり、作業機トルクが
小から大の間であるときも同様の速度比の値による変速
性能を得ることになる。この図からわかるように、破線
で示す理想のシフトポイントの軌跡を特定の速度比ｅの
値で正確に置換えることはできないが、実用上は速度比
ｅの値で近似的に置換えて殆ど差のない変速性能を得ら
れることがわかる。この例では、各速度段からのシフト
ダウン側の速度比の値をｅ≒０．５、シフトアップ側の
速度比の値をｅ≒０．７と見なして差し支えない。図３
〜図６でシフトダウン側の予設定速度比の値をｅ≒０．
５より低速側のｅs ＝０．４に、シフトアップ側の予設
定速度比の値をｅ≒０．７より高速側のｅs ＝０．８に
ずらしているのは、シフトポイント近辺でのハンチング
現象の防止を目的としているためであり、このずれ幅を
狭めたり、広げたりすることは、予設定速度比ｅs の値
の変更により容易に行うことがてきる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の作業車両
の自動変速制御装置は、変速制御の高速処理が可能で車
両の出力変動に対して反応が速く、効率の良い自動変速
を行うことができ、作業内容やオペレータの操作感覚に
合わせてシフトポイント位置を調整することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention
At the same time, it is used as a power source for hydraulic equipment for work.
The present invention relates to an automatic transmission control device for a work vehicle such as a loader.
[0002]
2. Description of the Related Art As shown in FIG.
Multiple speeds by disconnecting the hydraulic converter 12 and hydraulic clutch 13
Front axle 1 via a transmission 14 that switches gears
5. For vehicles equipped with a mechanism for transmitting power to the rear axle 16,
Mechanically or electrically connected to the accelerator pedal.
With the operation of the throttle opening set as shown in FIG.
Next, the power absorbed by the torque converter 12 changes.
9, the output performance of the transmission 14 is obtained. here
FIG. 9 has four speed stages from the first speed to the fourth speed.
This shows the case of a transmission, with the throttle opening fully open.
When gradually closing from
When the shift points a, b, and c are between 1st and 2nd gear,
1Between b and b between 2nd and 3rd gear13rd and 4th speed
Between c and c 1Move towards. Area in FIG. 9
I, II, III, IV are the first speeds that can extract the most effective power,
It shows the use area of each speed stage of 2nd, 3rd, 4th,
It is quick to select the speed stage along this
This is a shift control preferable for energy saving.
[0003] In vehicles mainly intended for traveling, such as passenger cars,
In conventional automatic shift control, the rotation speed of the transmission output shaft is
Is the standard for setting the shift point.
According to the change in throttle opening, which is a variable of output fluctuation.
By making corrections, areas I, II, III, and IV in FIG.
The shift control could be performed so as to form an undesired area.
[0004]
However, the same prime mover
Using the power of the machine, work such as excavation and loading at the same time as traveling
In a working vehicle such as a wheel loader that performs
Work machine torque consumed by such working hydraulic equipment,
The two variables of the prime mover throttle opening are linked independently of each other.
The motive forces that change continuously and are shown in FIGS. 8 and 10
The fluctuation of the machine torque is a complex combination. example
If the throttle opening is the same, the work equipment torque is large.
Sometimes, the output performance of the transmission of FIG. 9 changes as shown in FIG.
Calculation for shift point correction
And the processing time increases, causing a reaction delay.
Automatic shift control shifts to extract output effectively
Point setting was difficult.
The present invention relates to an automatic transmission control device for a work vehicle.
To solve the above problem,
And respond quickly to vehicle power fluctuations,
Good automatic shifting can be performed, depending on the work content and the operator
Adjust the shift point position according to the operation
To provide a work vehicle automatic transmission control device capable of
With the goal.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An automatic transmission control device according to the present invention is provided.
In order to solve the above-mentioned problems,
Motor and torque converter output shaft rotation speed
Multiple disconnection of hydraulic clutch due to ON / OFF of id valve
The transmission is equipped with a transmission that switches gears to
Uses power as power source for working hydraulic equipment at the same time as traveling
A prime mover for detecting the rotational speed of the prime mover in a work vehicle
Rotation speed detector and detects the rotation speed of the output shaft of the transmission
Transmission output shaft rotation speed detector and prime mover rotation speed
Detection value of detector, detection of transmission output shaft rotation speed detector
Value and the speed ratio of the torque converter from the selected speed stage
And calculate the speed ratio andNishiHtopoi
Preset speed for acceleration / deceleration set in place of the
Control means for selecting the speed stage to be input by comparing with the speed ratio
And are provided.
[0007]
According to the automatic transmission control device of the present invention, an adjacent speed stage
The trajectory of the shift point between
Transmission output torque at speed ratio of torque converter
Approximately replace with the locus of points representing the transmission output rotational speed
The output fluctuation can be used to calculate the torque converter speed ratio value.
Only one variable can be processed. Therefore,
Inverter speed ratio and acceleration / deceleration preset for each speed stage
Speed stage to be entered simply by comparing with the preset speed ratio for
Is selected, and quickly changes to the complex speed range
Following is performed.
[0008]
FIG. 1 shows an automatic transmission control according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of the device. here,
Controller 2 supplied with power from vehicle-mounted battery 1
INPUT-I / F21, CPU22, ROM2
3, RAM 24, OUTPUT-I / F 25
In the controller 2, a motor rotation detecting unit 9 is provided.
Motor speed detector 3 and transmission output shaft rotation detector
Detected by the transmission output shaft rotation speed detector 4 provided at 10
The input rotation speed information is input. Ma
From the controller 2 the first speed setting solenoid valve
5, 2nd speed setting solenoid valve 6, 3rd speed setting solenoid
A control signal is sent to the valve 7 and the solenoid valve 8 for setting the 4th speed.
It is supposed to be.
At the time of operation, the controller 2
Rotation speed detector 3 and transmission output shaft portion rotation speed detector 4
The rotation speed information detected from the
Force information and output to each solenoid valve 5, 6, 7, 8
Information on the currently selected and entered speed stage
From the above, the controller 2 determines the speed ratio e of the torque converter.
Is calculated by the following equation.
e = ri× rt× ωt/ (Re× ωe) ・ ・ ・ (1)
rt: From transmission output shaft to transmission output shaft rotation detector
Reduction ratio of
ωt： Detected rotation speed of transmission output shaft rotation speed detector
re: From the torque converter inlet to the motor rotation detector
Reduction ratio of
ωe: Detected rotation speed of motor rotation speed detector
ri： From the torque converter outlet to the transmission output shaft
Reduction ratio at each speed stage (when the selected speed stage is n
Comei= 1 to n)
Next, the controller 2 preliminarily calculates the value of the calculated speed ratio e.
Preset speed ratio e for acceleration / deceleration set for each speed stagesAnd
In comparison, shift up, shift down,
Select the speed stage to be charged for maintenance. For example, 1st speed
When shifting up from 1st gear to 2nd gear,
Turn off the solenoid valve 5 and set the 2nd speed setting solenoid valve 6
A control signal is output so that is turned on.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the above control.
You. Here, the deceleration reference for all speed stages from 1st to 4th
The value of the speed ratio is es= 0.4, the value of the speed increase reference speed ratio is es
= 0.8 unified, but these values are
Set individually according to the output characteristics of the work vehicle for each step
Can be Fig. 3 shows the shift when the work equipment torque is small.
Fig. 4 shows the shifting performance during toe-up, and Fig. 4 shows the work equipment torque.
And FIG. 10 show shift performances during downshifting when is small.
5 is the gear shift during upshifting when the work equipment torque is large
Fig. 6 shows the performance and Fig. 6 shows the shift when the work equipment torque is large.
FIG. 8 is a diagram showing the shifting performance at the time of down, where the work machine torque is
Shifting with the same speed ratio value when between small and large
You will get performance. As can be seen from this figure, the broken line
The locus of the ideal shift point indicated by
Value cannot be replaced exactly, but in practice the speed ratio
Substantially replace the value of e to obtain a shift performance with almost no difference.
It is understood that it is. In this example, the shift from each speed stage
The value of the speed ratio on the down side is e ≒ 0.5,
The value of the speed ratio may be regarded as e ≒ 0.7. FIG.
6, the value of the preset speed ratio on the downshift side is e 側 0.
E lower than 5s= 0.4, pre-installation on the upshift side
When the value of the constant speed ratio is higher than e ≒ 0.7, es= 0.8
What is shifted is hunting near the shift point
This is because the purpose is to prevent the phenomenon.
Narrowing or widening is the preset speed ratio esThe value of the
This can be easily done by changing.
[0011]
As described above, the working vehicle of the present invention
The automatic transmission control device of the
Efficient automatic shifting with quick response to both output fluctuations
Can be performed, depending on the work content and operator's operational feeling.
The shift point position can be adjusted accordingly.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である自動変速制御装置の制
御部の構成を示すブロック図である。
【図２】制御の一例を示す流れ図である。
【図３】作業機トルクが小のときのシフトアップの際の
変速性能を示す図である。
【図４】作業機トルクが小のときのシフトダウンの際の
変速性能を示す図である。
【図５】作業機トルクが大のときのシフトアップの際の
変速性能を示す図である。
【図６】作業機トルクが大のときのシフトダウンの際の
変速性能を示す図である。
【図７】従来の車両の動力伝達機構の説明図である。
【図８】車両の原動機の出力性能を示す図である。
【図９】車両の変速機の出力性能を示す図である。
【図１０】作業用油圧機器の原動機の出力性能を示す図
である。
【図１１】作業機トルクが大きいときの変速機の出力性
能を示す図である。
【符号の説明】
２ コントローラ
３ 原動機回転速度検出器
４ 変速機出力軸部回転速度検出器
５ １速設定用ソレノイド弁
６ ２速設定用ソレノイド弁
７ ３速設定用ソレノイド弁
８ ４速設定用ソレノイド弁
１１ 原動機
１２ トルクコンバータ
１３ 液圧クラッチ
１４ 変速機BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control unit of an automatic transmission control device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of control. FIG. 3 is a diagram showing shift performance at the time of upshifting when the work implement torque is small. FIG. 4 is a diagram showing shift performance at the time of downshifting when the work implement torque is small. FIG. 5 is a diagram showing shift performance at the time of upshifting when the work implement torque is large. FIG. 6 is a diagram showing shift performance at the time of downshifting when the work implement torque is large. FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional vehicle power transmission mechanism. FIG. 8 is a diagram showing output performance of a motor of a vehicle. FIG. 9 is a diagram showing output performance of a transmission of a vehicle. FIG. 10 is a diagram showing output performance of a prime mover of a working hydraulic device. FIG. 11 is a diagram showing output performance of the transmission when the work implement torque is large. [Description of Signs] 2 Controller 3 Motor rotation speed detector 4 Transmission output shaft rotation speed detector 5 1st speed setting solenoid valve 6 2nd speed setting solenoid valve 7 3rd speed setting solenoid valve 8 4th speed setting solenoid Valve 11 prime mover 12 torque converter 13 hydraulic clutch 14 transmission
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 B60K 17/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F16H 59/00-61/12 F16H 61/16-61/24 F16H 63/40-63/48 B60K 17 / Ten
Claims (1)
クコンバータの出力軸回転速度をソレノイド弁のＯＮ−
ＯＦＦによる液圧クラッチの接断で複数の速度段に切換
えて変速する変速機を備え、前記原動機の動力を走行と
同時に作業用油圧機器の動力源にも使用する作業車両に
おいて、原動機の回転速度を検出する原動機回転速度検
出器と、変速機の出力軸部の回転速度を検出する変速機
出力軸部回転速度検出器と、前記原動機回転速度検出器
の検出値、前記変速機出力軸部回転速度検出器の検出
値、及び既選択の速度段から、トルクコンバータの速度
比を算出し、該速度比と予め各速度段ごとにシフトポイ
ントの軌跡に置き換えて設定された増減速用の予設定速
度比とを比較して投入すべき速度段を選定する制御手段
と、を設けたことを特徴とする作業車両の自動変速制御
装置。(57) [Claim 1] A motor, a torque converter, and an output shaft rotation speed of the torque converter are controlled by turning on / off a solenoid valve.
A working vehicle that includes a transmission that shifts to a plurality of speed stages by disconnection of a hydraulic clutch due to being turned off, and that uses the power of the prime mover as a power source of a working hydraulic device at the same time as traveling. , A transmission output shaft rotation speed detector for detecting the rotation speed of the output shaft of the transmission, a detection value of the motor rotation speed detector, and the transmission output shaft rotation. detection values of the velocity detector, and the speed gear of the previously selected, calculates the speed ratio of the torque converter, the velocity ratio in advance pre for acceleration and deceleration that is set by replacing the locus of shift points for each speed stage Control means for comparing a set speed ratio with a selected speed stage to be engaged, and a control means for selecting an input speed stage.
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|---|---|
| JPH0634029A JPH0634029A (en) | 1994-02-08 |
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| WO2008066171A1 (en) | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Tcm Corporation | Speed change control system for industrial vehicle |
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| JPH0634029A (en) | 1994-02-08 |
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