JPH03212522A - ショベルローダの変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ショベルローダの変速装置、特には自動変速
装置を中心とする操縦用ハンドル、作業機レバーの３系
統を、オペレータの二本の手で誤りなく同時操作するた
めの、前記３系統の運転席での最適な配置に関わる。

一般にショベルローダはパケットで地山を掘削し、それ
をダンプトラックに積み込むために使用される。第１２
図は、ショベルローダの掘削からダンプトラックへの積
み込みの一連の運転パターンを示すもので、これはＶシ
ェーブ運転と呼ばれる最も多く使用される運転パターン
である。

このＶシェーブ運転（矢印で示す運転■〜■）で最も作
業時間を短くするためには、次のように運転することが
要求される。

すなわち、ショベルローダ１０１を前進２速（Ｆ２）で
地山１０２に向って高速で前進しく運転■）、地山１０
２に近づくと（０，５ｍ〜１．０ｍ）、掘削作業を行う
場合の牽引力を大きくするために前進１速（Ｆｌ）で地
山１０２に突っ込む（運転■）。掘削が終了すると、シ
ョベルローダ１０１を掘削作業位置から後進２速（Ｒ２
）で高速で後退させ（運転■）、続いてショベルローダ
１０１の走行方向を切り換えてダンプトラック１０３に
Ｆ２で高速接近させる（運転■）。ダンプトラック１０
３への積込み作業が終了すると、ダンプトラック１０３
からＲ２で高速で離れる（運転■）。

ところで、従来上記運転■から運転■に切り換える場合
、速度段をＦ２からＦｌに切り換えるとともに、パケッ
トを地山１０２に突込むために接地しなければならず、
操作が極めて煩雑であった。

すなわち、前進時には、右手でブームレバーを、左手で
ステアリングハンドルを持っているため、速度段をＦ２
からＦｌに切り換えるときには左手をハンドルから離し
、速度段を選択すするためのレンジレバーに持ち替えな
ければならず、ハンドル振れが生じて危険であり、かつ
操作が煩雑である。

このような問題を解決するため本出願人は原出願におい
て、特に自動変速装置を備えたショベルローダにおいて
、作業機レバーの先端に変速条件の如何に拘りなく変速
装置をただちにシフトダウンさせるスイッチを配するこ
とを提案し、このような問題を解決するに至ったか、こ
の分割出願は、このように本出願人の提案による変速制
御装置を中心に操縦用ハンドル、及び作業機レバーをい
かに効率良くショベルローダの運転席に配するかに係る
ものである。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

図面中１は自動、・手動切替スイッチであり、これは自
動（レンジシフトの１速　２速）、手動の切替を行うも
のであり、自動が有効なレバーポジションは２速レンジ
（Ｆ２、Ｎ２、Ｒ２）の時だけに設定しである。図面中
２はトランスミッションレバーであり、これは前進Ｆ・
中立Ｎ・後進Ｒ用、１．２．３連用の２個の位置センサ
によりシフト位置信号を出す。図面中３はキックダウン
スイッチであり、これはアクセルペダルがフルスロット
ルでＯＮ作動し、自動選択時で自動変速の対象となるの
は当スイッチ３がＯＮ作動の時のみである。

図面中４は変速制御スイッチとしてのシフトダウンスイ
ッチであり、これは掘削作業時、対象物の手前で強制的
にシフトダウンさせたい時に使用する。（掘削作業時左
手はハンドル、右手は作業機レバーを操作しており、現
状では左手をハンドルより離し変速するような不安定な
操作を行っている）。このシフトダウンスイッチ４は自
動が選択され、かつキックダウンスイッチ３がＯＮ作動
になっている時のみ有効である。

すなわち、前記自動・手動切替スイッチ１が自動であり
、前記トランスミッションレバー２が２速位置であり、
しかもキックダウンスイッチ３がＯＮ作動（フルスロッ
トル）の場合にのみ１速２速の自動変速が働くことにな
っている。

なぜ、フルスロットル時のみ自動変則させるのかといえ
ば、一般にショベルローダ等では自動変速にせよ手動変
速にせよ変速時のショックは乗用車等に比し、大きいの
で自動変速といえどもある程度運転車の意志を作動に織
り込むためであり、又、自動変速をもっとも要求される
作業モードは主として掘削作業時の突込み時など大きな
牽引力が必要で、かつ前述の如く両手かハンドル操作と
作業機レバーの操作にとられているような場合であるか
らである。

従って自動変速機能は両手の操作が煩雑な場合にハンド
ルから手を離さずにシフトダウンできるという利点が有
るが、一般に自動変速装置は乗用車等の例も含めてキッ
クダウンスイッチがＯＮとなってもトランスミッション
出力回転数、即ち走行車速が所定の範囲にある場合しか
キックダウン機能が働かず、本発明に係る自動変速制御
装置も車速とエンジン回転数の兼ね合いなどの理由によ
り同様であるので、本発明では上述の利点はそのままと
し加えて容易な操作でさらに運転者の意志どうり走行車
速の如何にかかわらず強制的に前進２速から前進１速へ
とシフトダウンさせる為のシフトダウンスイッチ４を操
作性の良い作業機レバー４′の先端握り４ａ’　に設け
たものである。

図面中５は回転センサであり、この回転センサ５は電磁
式ピックアップである。これはトランスミッション２０
のギヤ２１の円周上に９個の穴かおいており、これによ
り１回転９パルスの信号を発生させトランスミッンヨン
出力回転信号として電子制御装置２２に入力される。

なお電子制御装置２２内では上記の回転パルス２３を第
３図に示すように回転データとして捉えている。

すなわち、回転パルス２３の立上りから立下りまでの間
を内部の１２．５ＫＨ２のパルスでカウントし回転デー
タとして使用する。

第３図中２４は内部パルス、２５はカウンタ（８ビツト
）、２６はメモリ（回転データとして使用）である。

図面中６は自動変速点セレクトコネクタであり、これは
３本の線の各々を開放するかＧＮＤに落すかの組合せに
より変速条件を選択する。

なお電子制御装置２２内では当該信号の入カバターンに
よりリードオンリーメモリＲＯＭ内に記憶されている変
速条件の１つが選択される。

上記した自動・手動切替スイッチ１、トランスミッショ
ンレバー２、キックダウンスイッチ３、シフトダウンス
イッチ４のそれぞれの出力側は電子制御装置２２の入力
部２２′に接続しである。

図面中７は自動表示器であり、これは自動が選択される
と点灯する。

図面中９はニュートラルリレーであり、これはトランス
ミッションレバー２の中立Ｎ信号を検出した時リレーコ
イルが磁化しエンジン始動が可能になる。

図面中１０はバックアップライドリレーであり、これは
トランスミッションレバー２のＲ信号を検出した時リレ
ーコイルが磁化しバックアップライトを点灯させるもの
である。

図面中８はトランスミッションバルブ機構である。この
トランスミッションバルブ機構８は第４図に示すような
構成をなしている。

すなわち、ポンプ３０は図示しない歯車装置を介してエ
ンジンによって駆動されリザーバ３１内の油を吸い上げ
フィルター３２を経てバルブ４７に供給している。バル
ブ４７内では調圧弁３３により１５ｋｇ／ｃ−に調圧さ
れ、さらに減圧弁３４により１０）ｃｇ／ｃｄに調圧し
た後ソレノイドバルブＳＲ，ＳＦ、Ｓｌ、Ｓ２に供給し
ている。一方調圧弁３３でリリーフした油は調圧弁３５
により２４．５ｋｇ／ｃ−に設定され３速シフトバルブ
３８．１−２速シフトバルブ３９を経て２速用クラツチ
２Ｃに供給されている。

したがって、ソレノイドバルブＳＲ，ＳＦ。

Ｓｌ、Ｓ２が無通電の時中立・２速（Ｎ２）になってい
る。

今、前進、１速（Ｆｌ）にする信号が電子制御装置２２
よりソレノイドに供給されたとすると表３に基きソレノ
イドＳＦ、Ｓｌが作動するのでソレノイドＳＦを通過し
た油により前進シフトバルブ３６が作動し油は前進クラ
ッチＦＣに供給される。

また、ソレノイドＳ１を通過した油により１２速シフト
バルブ３９が作動し１速クラツチＩＣに供給される。

またこの変速時一部の油はオリフィス４２を経てアキュ
ームレータピストン４０へ供給され第５図のような油圧
特性により変速時の衝撃を防止している。

同様に２速ヘシフトした場合はオリフィス４２を経てア
キュームレータピストン４０へ流れる他にバルブ４７が
作動しオリフィス４３を経てアキュームレータピストン
４０へ、またオリフィス４４を経てモジュレータピスト
ン４１に流れる。

３速ヘシフトした場合ははオリフィス４２を経てアキュ
ームレータピストン４０へ流れる他にチエツクバルブ４
８を経て流れ込んだ油がオリフィス４５を経てアキュー
ムレータピストン４０へまた、オリフィス４６を経てモ
ジュレータピストン４１へ流れる。

なお、１速、２速、３速の油圧の立上りは第６図のよう
になる。

またカットオフバルブ４９は図示しないブレーキペダル
と連動しており、ブレーキを踏むことによりエアシリン
ダ５０が作動することによりカットオフバルブ４９が作
動しトランスミッションバルブ機構８は強制的に中立に
なる。

前記電子制御装置２２はマイクロコンピュータコントロ
ーラである。

次に作動を説明する。

手動時、自動・手動切替スイッチ１にて手動が選択され
ている時にはトランスミッションレバー２の位置信号を
受けて対応するトランスミッションバルブ機構８のソレ
ノイド、ニュートラルリレー９、バックアップライドリ
レー１０を作動させる（第１表のパターンＮｏ、１〜Ｎ
ｏ、９参照）。

表１において、Ａ：自動、Ｆ：前進、Ｎ：中立、Ｒ：後
進、１：１速、２：２速、３：３速、Ｋ：キックダウン
、Ｓ：シフトダウン、ＡＬ：自動ランプ、ＮＲ：ニュー
トラルＩＪＩ／−９、ＢＲ：バックアップライトリレー
１０、Ｔ／Ｍ：）ランスミッションである。

条件Ａ’　　Ｂ’は表２を参照。

例として後進・２速（Ｒ２）にレバー位置がある時第８
図に示したように車両の電源がＯＮになると電子制御装
置２２内ではイニシャライズ処理がおこなわれ、その後
接点入力信号パターン解析及び出力のループが１ループ
２　ｍ５ｅｃ以下で行なわれる。

今、レバー位置がＲ２にあったと仮定すると、入力信号
パターンは第９図（イ）〜（ト）のようになっている。

このパターンは表１のパターンＮｏ、１〜Ｎｏ、１７　
（ＲＯＭは記憶されている）と比較される。この場合パ
ターンＮｏ、８に該当するので出力としてソレノイドバ
ルブＳＲ及びバックアップライドリレー１０が作動する
ように出力される。

自動時、自動・手動切替スイッチ１にて自動が選択され
ている時には次の４種に大別される。

（１）入カバターンが表１のパターンＮｏ、１０に該当
する時。この場合、出力として自動表示器７、ニュート
ラルリレー９が作動する。

（２）入カバターンが表１のパターンＮｏ、ｌｌ、Ｎｏ
、１２、Ｎｏ、１４、Ｎｏ、１５に該当する時。この場
合、第８図に示したように車両の電源がＯＮになると電
子制御装置２２内でメインプログラムが実行され、まず
イニシャライズ処理が行なわれる。

その後接点入力信号パターン解析及び出力のループが１
ル一プ２ｍ５ｅｃで行なわれている。

一方メインプログラム以外に第１０図のトランスミッシ
ョン出力回転サンプリングプログラムが実行されており
、メインプログラム、トランスミッション出力回転サン
プリングの実行関係は第１１図の通りである。

メインプログラムよりトランスミッション出力回転サン
プリングプログラムへの実行権への移行はトランスミッ
ション出力回転パルスの立下りごとに行われる。またト
ランスミッションサンプリングプログラムの１ループが
終了するとメインプログラムに復帰する。

トランスミッション出力回転サンプリングプログラムの
フローは第１０図に示す通りであるが、ここでＮ−パル
スカウント数は自動変速点セレクトコネクタ６により設
定された値である（表２参照）。

またこのブローダラムにより発生した増減速情報（フラ
ッグ情報）、回転データ（ＮＥＷデータ）はメインプロ
グラムで参照される。

以上のような関係でプログラムが実行されている中で第
８図のメインプログラムでパターンＮｏ、１１、Ｎｏ、
１２、Ｎｏ、１４またはＮｏ、１５を検出した場合のみ
上記の回転データ情報（増減速情報、回転数データ）を
参照するように実行される。

今、仮にパターンＮｏ、１１を検出し、現在与えられて
いる情報が減速（フラッグ０ｆｆ）でトランスミッショ
ン出力回転４００ｒｐｍまたは設定されているシフトダ
ウン回転を８２６ｒｐｍ以下（表２参照）またはシフト
後２ｓｅｃ以上経過していると仮定すると第８図に示し
た通り前進・１速にシフトされる。

（３）入カバターンがパターンＮｏ、１３に該当する時
。このパターンはシフトダウンスイッチ４を使用して強
制シフトダウンをさせるパターンである。

（４）入カバターンがＮｏ、１６、Ｎｏ、１７に該当す
る時。

このパターンが自動が選択されているがキックダウンス
イッチ３がＯＦＦになっているため自動の対象とならな
いパターンである。

第 ３ トランスミッション（Ｔ／Ｍ）作動表 本発明は以上詳述したように、自動、手動の切替えを行
う自動・手動切替スイッチ１と、前進Ｆ、中立Ｎ１後進
Ｒ用の位置センサ及び１゜２．３速用の位置センサによ
りシフト位置信号を出すトランスミッションレバー２と
、アクセルペダルがフルスロットルでＯＮ作動するキッ
クダウンスイッチ３と、自動選択がなされ且つキックダ
ウンスイッチ３がＯＮ作動になっている時のみ有効で掘
削作業時対象物の手前で強制的にシフトダウンさせると
きに使用するシフトダウンスイッチ４と、トランスミッ
ション出力回転を検出する回転センサ５と、変速条件を
選択する自動変速点セレクトコネクタ６と、トランスミ
ッションレバー２の中立信号を検出してエンジン始動を
可能にするニュートラルリレー９と、自動・手動切替ス
イッチ１とトランスミッションレバー２とキックダウン
スイッチ３とシフトダウンスイッチ４と回転センサ５と
ニュートラルリレー９とのそれぞれの出力側に入力部２
２′か接続された電子制御装置２２と、この電子制御装
置２２からの信号によりソレノイドバルブＳＲ，ＳＦ、
Ｓｌ、Ｎ２を作動して前、後進用及び１，２．３連用の
クラッチＦＣ，ＲＣ。

ＩＣ，２Ｃ，３Ｃの作動用のバルブすなわち前進シフト
用バルブ３６、後進シフト用バルブ３７．１−２速シフ
トバルブ３９．３速シフトバルブ３８を選択作動するト
ランスミッションバルブ機構８とを備えたショベルロー
ダ用の自動変速装置を一実施例とするものにおいて、シ
ョベルローダ操縦用のハンドル、及びショベルローダの
作業機制御用のレバーとをショベルローダの運転席に好
適に配置したのでハンドルと作業機レバーから手を離す
ことなくオペレータはショベルローダの操作に必要なシ
フトダウン操作を危険なく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の概略的構成説明図、第２図は
トランスミッションレバーのポジション説明図、第３図
は電子制御装置における回転パルス入力値を回転データ
に変換する説明図、第４図はトランスミッションバルブ
機構及び各バルブの構成説明図、第５図、第６図は油圧
特性図、第７図は本発明に係る自動変速制御装置の電気
配線図、第８図はシステムフロー図、第９図（イ）〜（
ト）は入力信号パターン図、第１０図はトランスミッシ
ョン出力回転サンプリングフロー図、第１１図はメイン
プログラム、トランスミッション出力回転サンプリング
の実行関係説明図、第１２図はショベルローダ特有の運
転パターンを示す図である。 １は自動・手動切替スイッチ、２はトランスミッション
レバー　３はキックダウンスイッチ、４はシフトダウン
スイッチ、４′は作業機レバ４ａ′は握り、５は回転セ
ンサ、６は自動変速点セレクトコネクタ、８はトランス
ミッションバルブ機構、９はニュートラルリレー、２２
は電子制御装置。 第 ２ 図 第 図 ↓ ２６Ｎ＝コ 時開 博聞 崎 ■ 崎 闇 崎 闇 崎 闇 峙 ■ 峙 固 峙 困 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　運転席の前方中央に配置された車両操縦用のハンドル
   、 運転席の前方左側に配され、前進Ｆ、中立Ｎ、後進Ｒ用
   の位置センサ及び少なくとも１、２、３速用の位置セン
   サによりシフト位置信号を出す、トランスミッションレ
   バー２、 自動、手動の切り替えを行う自動・手動切換スイッチ１
   、 運転席の右側に配された作業機レバー４′、作業機レバ
   ー４′に配され、自動・手動切替スイッチ１が自動選択
   されていれる時変速条件に関係なく、ただちに２速から
   １速にシフトダウンさせるときに使用するシフトダウン
   スイッチ４、 変速条件を選択する自動変速点セレクトコネクタ６、 少なくとも自動・手動切換スイッチ１、トランスミッシ
   ョンレバー２、シフトダウンスイッチ４に入力部が接続
   された電子制御装置２２、電子制御装置２２からの信号
   によりソレノイドバルブを作動して、前、後進用及び１
   、２、３速用のクラッチを作動をさせるトランスミッシ
   ョンバルブ機構８、 よりなり、ハンドルと作業機レバーの同時操作中に拘ら
   ず２速から１速へのシフトダウンの指令ができるように
   したことを特徴とするショベルローダ。