JPH0523972B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、デイーゼル機関により稼動する建
設機械その他の車輌がトルクコンバータを搭載し
たトランスミツシヨンを備えている際に、トルク
コンバータのスリツプ率を判定し適切なスピード
コントロールを行うスピードコントロールレバー
制御装置に関する。

【従来技術およびその問題点】

スピードコントロールレバーのセツト位置を変
位することによりドライブ系の回転数を多段階に
調整する装置においては、スリツプ状況に応じて
上記スピードコントロールレバーのセツト位置を
適切に切換えることが燃料生産性を高めることに
なる。 しかし、稼動中におけるスリツプの状態をオペ
レータが的確に把握し手動によりスピードコント
ロールレバーを適切に切換えるには長年の熟練を
要する。 また、特開昭56−18056号のトルクコンバータ
付自動変速機を備えた車輌のEGR制御装置では、
トルクコンバータのスリツプ率に比例してEGR
（排気ガス再循環）量を制御して窒素酸化物の発
生を抑え、燃費等の悪化を最小限にする構成が開
示されている。 しかしスリツプを解消するには、車輌の走行速
度を落とすことが必要であり、上記従来構成では
走行速度を制御することは不可能である。 そこで、スリツプ時においてスピードコントロ
ールレバーを適切に切り換えるべく、自動化が望
まれている。

【発明の目的】

この発明は上記事情に鑑み、鋭意研究の結果創
案されたものであつて、その主たる目的は、 足廻りのスリツプを、トルクコンバータのスリ
ツプ率を基に適切に判断して変速するスピードコ
ントロールレバーの自動制御を行うにある。

【発明の構成】

この発明は上記目的を達成するために第１図に
示す如く、車輌に備えられたデイーゼルエンジン
の回転数（入力回転数）を検出する手段２３と、
ドライブシヤフトの回転数（出力回転数）を検出
する手段２４とによつて得られた入力回転数デー
タと出力回転数データとからスリツプ率算定手段
３０でドライブ系のスリツプ率を算出し、一方、
車輌の走行速度を制御するスピードコントロール
レバーのセツト位置を検出する手段２５から得ら
れたセツト位置データと、前記算出されたスリツ
プ率データとからスリツプ判定手段３１でスピー
ドコントロールレバー３３のセツト位置との関係
で過度なスリツプ率となるか否かを判定する。 該スリツプ判定手段３１により過度のスリツプ
と判断された場合に制御信号を出力しこれによつ
てトランスミツシヨン３４のスピードコントロー
ルレバー３３を適正な速度段に切換・変位させる
スピードコントロールレバー作動装置３２を備え
た構成とからなつている。

【実施例】

この発明に係るスピードコントロールレバー制
御装置を、トルクコンバータを搭載したパワーシ
フトトランスミツシヨンを装備しているトラクタ
ーシヨベルに適用した場合における実施例を第２
図に基づき説明すれば、スピードコントロールレ
バー３３を三段階に変位させるアクチユエータ２
７と、このアクチユエータ２７を作動させるソレ
ノイドバルブ２６と、該ソレノイドバルブ２６に
制御信号を送るマイクロコンピユータ８と、この
マイクロコンピユータ８に検出データ等を入力す
るスイツチ群２３，２４，２５，１４等とから構
成されている。 即ち、エンジンの回転数（トルクコンバータの
入力軸の回転数）を検出するエンジン（入力）回
転数検出器２３、ドライブ軸の回転数（トルクコ
ンバータの出力軸の回転数）を検出するドライブ
シヤフト（出力）回転数検出器２４、およびスピ
ードコントロールレバーがどの位置にセツトされ
ているかを検出するスピードコントロールレバー
位置検出器２５がそれぞれマイクロコンピユータ
８の入力ポートに接続され、それぞれ入力回転デ
ータ、出力回転データ及びスピードコントロール
レバー位置データをマイクロコンピユータ８に入
力している。 また、ニユートラルスイツチ１４がターミナル
の２番T2を介してマイクロコンピユータ８の入
力ポートに接続されている。 尚、このニユートラルスイツチ１４は、スピー
ドコントロールレバー３３が前進または後進位置
にセツトされた場合にONとなる。 一方出力ポートには４ポート３位置切換弁２６
に制御信号を送る２本の制御ラインＬ４，Ｌ５が
接続されている。 このソレノイドバルブ２６はスピードコントロ
ールレバー３３を変位させるスピードシフトアク
チユエータ２７を一速・二速・三速の３段に切
換・制御することができる。 そこでこのスピードコントロールレバー制御装
置の動作を説明すると、まずメインスイツチ１３
の投入によりマイクロコンピユータ８が供電さ
れ、マイクロコンピユータ中のROMに記載され
た第３図のフローチヤートで示すスピードコント
ロールレバー制御プログラムの手順がスタートす
る。 即ち、ステツプ′でスピードコントロールレ
バー３３が前進又は後進位置に入りスピードコン
トロールレバー３３がニユートラルを脱したこと
が判断されると、ニユートラルスイツチ１４が投
入されスリツブ判定が開始される。 ステツプ′でエンジン回転数検出器２３とド
ライブシヤフト回転数検出器２４から入力された
入力回転数データと出力回転数データとによつて
スリツプ率が算定されると共に、前記スピードコ
ントロールレバー位置検出器２５の位置データに
基づいて上記ステツプ率が現在のスピードコント
ロールレバー位置において適正か否か判定され
る。 そこで過度のスリツブ率と判定されるとステツ
プ′で時間測定が開始され、その条件下でΔT
時間経過するとステツプ′で過度のスリツプと
決定され制御信号が出力される（ステツプ′）。 この制御信号の入力によつてソレノイドバルブ
２６は所定位置に切換わつてアクチユエータ２７
を作動しスピードコントロールレバー３３を最適
速度（車速）位置に変位しスリツプを解消するこ
とができる。 そして、スピードコントロールレバー３３がニ
ユートラル位置にない場合には再度ステツプ′
に戻り判定を続ける。 ニユートラル位置に入り、更にステツプ′で
メインスイツチ１３がOFFとなるとマイクロコ
ンピユータ８も停止する。 尚、この発明において、スピードコントロール
レバー３３を制御信号に基づいて作動する作動装
置３２はソレノイドバルブとアクチユエータの組
合せに限定されるものではなく、要するに制御信
号に基づいてコントロールレバー３３を変位させ
うる装置であればよい。 次に、このスピードコントロールレバー制御装
置にガバナコントロールレバー制御装置を付加し
た場合の異なる実施例を説明する。 この場合におけるガバナコントロールレバー制
御装置は、第４図に示す如く、デイーゼル機関の
ドライブ系統の回転数を検出・測定する回転数検
出手段１から入力された回転数データに基づい
て、まず開始時期判定手段２で、ガバナコントロ
ールレバーがローアイドル位置を超えたか否か判
定し、次に負荷判定手段３で過負荷状態３′か或
いは軽負荷状態３″かを判定し、この判定結果に
基づいて出力された制御信号によつてガバナコン
トロールレバー作動装置５を作動させガバナ７の
コントロールレバー６を適切なセツト位置に変位
させるものである。また、この発明は、所定の稼
動条件を検出する稼動検出手段４を設けておき、
該検出手段４が上記稼動条件を検出すると所定の
制御信号をガバナコントロールレバー作動制御装
置５に入力しガバナコントロールレバー６を所定
位置に変位させると共に以後の稼動状況に応じた
ガバナ７のコントロールを前述の負荷判定手段の
制御信号によつて遂行するという手段を講じてい
る。 この実施例では、ガバナコントロールレバー６
のセツト位置をハイアイドル位置（高回転位置）、
ローアイドル位置（低回転位置）、任意設定回転
数位置（作業内容に応じハイアイドルとローアイ
ドルの間で任意に設定された回転数位置）の３段
階に切換、変位する場合について説明する。 また、この場合にガバナコントロールレバー６
を動かすアクチユエータは２連に設けることによ
りガバナコントロールレバーを上記３位置に的確
にセツトすることができる。 第５図に示すスピードコントロールレバー制御
及びガバナコントロールレバー制御装置は、 ガバナコントロールレバー６を３段階に変位さ
せる二連のアクチユエータ２１，２２と、 このアクチユエータ２１，２２を作動させる二
つのソレノイドバルブ１９，２０と、 該ソレノイドバルブ１９，２０に制御信号を送
る制御スイツチ群１４〜１６及びマイクロコンピ
ユータ８と、これら制御スイツチ群１４〜１６お
よびマイクロコンピユータ８を作動させるエンジ
ンのメインスイツチ１３とから構成されている。 また、スピードコントロールレバー制御用の回
路構成については前記実施例（第２図）と略同様
であるので同一構成には同一符号を符してその説
明を省略する。 ここで制御スイツチ群は、図示例の場合、スピ
ードコントロールレバーがニユートラル位置にあ
る場合にON信号が発せられるノーマルオープン
型のマイクロスイツチからなるニユートラルスイ
ツチ１４と、左右いずれかのステアリングペダル
が踏込まれた場合にのみON信号が発せられる
（排他的論理和接続の）ステアリングスイツチ１
５から構成されている。 また、二つのソレノイドバルブ１９，２０は、
４ポート２位置切換弁からなり、アクチユエータ
を動かしてガバナコントロールレバーを両方の
アクチユエータのロツドが縮む方向に動いて変位
するローアイドル位置、いずれか一方のアクチ
ユエータのロツドが伸びる方向に動いて変位する
任意設定回転数位置、両方のアクチユエータの
ロツドが伸長方向に動いて変位するハイアイドル
位置、の３段にガバナコントロールレバーを作動
しうる構成となつている。 そして、本実施例では、これらのアクチユエー
タ２１，２２を作動させるソレノイドバルブ１
９，２０はターミナルを介してスイツチ群１４〜
１６およびマイクロコンピユータ８と接続されて
いる。 即ち、ターミナルの１番Ｔ１には、直流電源１
１にヒユーズ１２を介して接続されてノーマルオ
ープン型のメーンスイツチ１３によりON−OFF
制御される入力ラインＬ１と、 後記ローセツトラインＬ２に接続されてニユー
トラルスイツチ１４によりON−OFF制御される
ラインと、マイクロコンピユータ８の入力ポート
に接続されるラインとが結線されている。 ターミナルの２番Ｔ２にはマイクロコンピユー
タ８の出力ポートの一端と接続されるラインと、
ローセツトバルブに接続されるローセツトライン
Ｌ２と、一方のステアリングペダルの踏込を検出
するステアリングスイツチ１５ａの端子と接続さ
れるラインとが結線されている。 ターミナルの３番Ｔ３には、マイクロコンピユ
ータ８の出力ポートの他端と接続されるライン
と、図中下方のソレノイドバルブ２０（以下、ハ
イセツトバルブとする）に接続されるハイセツト
ラインＬ３と、 該ハイセツトラインＬ３に他方のステアリング
ペダルの踏込を検出するステアリングスイツチ１
５ｂを接続するラインとが結線されている。 尚ターミナルの４番Ｔ４はアースとして用いら
れる。 また、前記直流電源１１にはアース１２を介し
て手動操作型のマニユアルハイスイツチ１６が直
列に接続されてローセツトラインＬ２およびハイ
セツトラインＬ３にダイオードを介して連結され
てON−OFF制御を行つている。 同様に、直流電源１１にはアース１２を介して
手動操作型のストツプスイツチ１７が設けられて
ガバナ７のラツクソレノイド１８に接続された構
成からなつている。 従つて、今、メーンスイツチ１３が投入される
と直流電源１１からマイクロコンピユータ８に給
電される。 これと共にアクチユエータのプレツシヤライン
Ｐから圧油が供給されてローセツトバルブ１９を
介して図中上方のアクチユエータ２１（以下、ロ
ーセツトアクチユエータとする）が、またハイセ
ツトバルブ２０を介して図中下方のアクチユエー
タ２２（以下、ハイセツトアクチユエータとす
る）が共にロツドを縮める方向に動いてガバナコ
ントロールレバー６をローアイドル位置にセツト
させる。尚図中Ｔはタンク側ラインである。 次に、スピードコントロールレバーが前進又は
後進位置に入りニユートラルスイツチ１４が投入
されると、ON信号によつてローセツトバルブ１
９が励磁されて切換わり、ローセツトアクチユエ
ータ２１のみのロツドが伸びる方向に動いてガバ
ナコントロールレバー６を任意設定回転数位置に
変位させる。 また、車輌の方向転換を行う場合は、スピード
コントロールレバーを前進又は後進位置にしたま
ま左右いずれかのステアリングペダルを踏込むの
で、前述と同様にニユートラルスイツチ１４の投
入によつてローセツトバルブ１９が励磁されて切
換わると共に、ステアリングスイツチ１５の投入
によつてハイセツトバルブ２０が励磁されて切換
わるので、ローセツトアクチユエータ２１とハイ
セツトアクチユエータ２２が共にロツドが伸びる
方向に動いてガバナコントロールレバー６をハイ
アイドル位置に変位させる。 尚、この実施例においてステアリングスイツチ
１５は、左右のステアリングベダルが共に踏込ま
れた場合はOFFとなる構成が採られているので、
両方のステアリングペダルを踏込んで減速停止し
たい場合にガバナコントロールレバーをローアイ
ドル位置に保持することができて好ましい。 次に、マイクロコンピユータ８は、エンジンに
かかる負荷を検出して、ガバナコントロールレバ
ー６が任意設定回転数位置にある場合に大きな負
荷がかかつているときはローセツトバルブ１９お
よびハイセツトバルブ２０に励磁信号を出してガ
バナコントロールレバー６をハイアイドル位置に
変位させ、またガバナコントロールレバー６がハ
イアイドル位置にある場合に負荷が極めて少ない
ときはローセツトバルブ２１に非励磁信号を出し
てガバナコントロールレバーを任意設定回転数位
置に変位させる。 尚、図中４０は、マイクロコンピユータに任意
設定回転数、ローセツト回転数、ハイセツト回転
数を入力するための入力手段である。 このようにして、ガバナコントロールレバー６
のセツト位置は自動的に制御されるが、上記条件
以外でガバナコントロールレバーをハイハイドル
位置に変位したい場合、例えば登坂時や緊急に移
動しなければならない非常時等の際には、前記マ
ニユアルハイスイツチ１６を投入すればよい。 マニユアルハイスイツチ１６のON信号によつ
てローセツトバルブ１９およびハイセツトバルブ
２０は、前記スイツチ群１４，１５およびマイク
ロコンピユータ８の制御信号に優先して、共に励
磁されガバナコントロールレバー６をハイアイド
ル位置に変位させることができる。 逆に、緊急に停止したい非常時においては、前
記ストツプスイツチ１７を投入すれば直接にガバ
ナのコントロールラツクのソレノイド１８を励磁
して燃料噴射を停止させるので、全ての制御信号
に優先することができて安全である。 次に前記マイクロコンピユータ８によるエンジ
ン負荷（ドライブ系にかかる負荷）に対応した制
御手段について説明する。 このマイクロコンピユータ８は、CPU，
ROM，RAMおよび入出力ポート等から構成さ
れている、所謂ワンチツプマイコンからなつてい
る。 このマイクロコンピユータ８の入力ポートには
エンジン（ドライブ系）の回転数検出器１′が接
続されている。 この回転数検出器１′はドライブ系シヤフトの
回転をパルス信号等によつて検出し回転数を測定
するもので、該検出器１′からリアルタイムの回
転数データがマイクロコンピユータ８に読込まれ
る。 この回転数データに基づいてマイクロコンピユ
ータ８がエンジンにかかつている負荷の状態を判
定し、制御信号を決定して出力ポートから（ター
ミナルを介して）ローセツトバルブ１９およびま
たはハイセツトバルブ２０に出力する。 尚、ガバナコントロールレバー制御装置におい
て切換段数は本実施例に限定されるものではな
く、例えば任意設定回転数を複数設けてもよく、
その場合にはそれぞれのローセツト回転数、ハイ
セツト回転数を決めておくことにより更に多段の
制御をすることができる。 また、このガバナコントロールレバー６を制御
信号に基づいて作動する作動装置５はソレノイド
バルブとアクチユエータの組合せに限定されるも
のではなく、要するに制御信号に基づいてコント
ロールレバーを変位させうる装置であればよい。 次に上記の如く構成されたマイクロコンピユー
タ８の動作を説明する。 メインスイツチの投入によつて、マイクロコン
ピユータ８中のROMに記憶された第６図のフロ
ーチヤートに示す負荷判定プログラムがその手順
に沿つてスタートする。 まず、第６図のフローチヤートで示す如く、ス
テツプによりコンピユータ８に読み込まれた回
転数データが、判定開始回転数を超えたか否かを
判断する。 ここで、この判定基準回転数はローアイドル回
転数より多く、後述のローセツト回転数より小さ
く設定されている。 これによつて、回転数データがローアイドル回
転数を超えたこと即ちガバナコントロールレバー
６が任意設定回転数位置又はハイアイドル位置に
セツトされていることが判断されると、次はステ
ツプで回転数データがローセツト回転数より少
ないか否かを判断する。 ここでローセツト回転数とは、判定開始回転数
より大きく任意設定回転数より小さい予め設定さ
れた回転数であつて、機種や稼動条件等に応じて
予め設定された任意設定回転数に対応して過負荷
検出に最適な数値が決定される。 次に回転数データがローセツト回転数より少な
い場合にステツプで時間の測定がスタートしそ
れがΔt時間を超えたことがステツプで判断さ
れると、ステツプがガバナコントロールレバー
６をハイアイドル位置に変位すべく制御信号を出
力ポートから出力する。 回転数データがローセツト回転数より大きい場
合にはステツプでハイセツト回転数より大きい
か否かを判断し、ハイセツト回転数を超えた場合
にはステツプで時間の測定がスタートしそれが
Δt′時間を超えたことがステツプで判断される
とステツプでガバナコントロールレバー６を任
意設定回転数位置に変位すべく出力ポートからロ
ーセツトバルブへ制御信号を出力する。 ここで、ハイセツト回転数とは、任意設定回転
数より大きくハイアイドル回転数より小さい予め
設定された回転数であつて、前記任意設定回転数
に対応して負荷が軽すぎる状態を検出するのに最
適な数値が決定される。 このように、回転数データが判定開始回転数を
超えている間、エンジンの負荷に反応する制御を
繰返し、回転数データが判定開始回転数を下回る
とエンジン負荷の判定機能は停止し、さらにステ
ツプでメインスイツチが開放されてOFFとな
るとマイクロコンピユータ８への供電も停止され
終了する。 尚、上記メインスイツチが閉成している場合に
は再度ステツプに戻り同様の手順が繰返され
る。 ここで、前記ΔtおよびΔt′は過負荷又は軽負荷
がガバナコントロールレバー６をハイアイドル位
置又は任意設定回転数位置に切換を要する負荷状
態か否かを判定するために必要な時間が設定され
ている。 また、ローアイドル位置からハイアイドル位置
に変位する場合に、常に一旦任意設定回転数位置
に所定時間ガバナコントロールレバーを変位させ
る手順を付加してもよい。 例えば、回転データが判定開始回転数より大で
ある場合に回転数データが判定開始回転数を下か
ら上に向かつて超えるか否か判断し、その場合は
常に一定時間任意設定回転数位置にガバナコント
ロールレバー６を保持しておく等である。 即ち、この手順によればローアイドル状態から
ハイアイドル状態に切換える際に、一旦任意設定
回転数位置に所定時間変位させてからハイアイド
ル位置に変位すればスムーズに出力を上げること
ができるので好ましい。

【発明の効果】

このように、この発明においては、車輌の走行
速度を制御するスピードコントロールレバーを自
動的に切換えることができるので、スリツプ状態
に最適な速度段の切り換えを行うことができ省燃
費効率が大である。 またオペレータは、スピードコントロールレバ
ーを操作する必要がないので他の操作作業に集中
することができて有益である。 また同様にデイーゼル機関にかかつている負荷
の状態に応じてガバナコントロールレバーを自動
制御することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のスピードコントロールレバ
ー制御装置に係る機能ブロツク図、第２図は同回
路図、第３図はスリツプ判定制御に係るフローチ
ヤート、第４図は、ガバナコントロールレバー制
御装置に係る機能ブロツク図、第５図は同回路
図、第６図は負荷判定制御に係るフローチヤート
である。 １はエンジン回転数検出手段、２は開始時期判
定手段、３は負荷判定手段、４は稼動検出手段、
５はガバナコントロールレバー作動装置、６はガ
バナコントロールレバー、２３はエンジン（入
力）回転数検出手段、２４はドライブシヤフト
（出力）回転数検出手段、２５はスピードコント
ロールレバー位置検出手段、３０はスリツプ率算
出手段、３１はスリツプ判定手段、３２はスピー
ドコントロールレバー作動装置、３３はスピード
コントロールレバーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車輌に備えられたデイーゼル機関の回転数
   （入力回転数）を検出する手段と、 トルクコンバータを介して、ドライブシヤフト
   の回転数（出力回転数）を検出する手段と、 上記各手段によつて検出された入力回転数デー
   タと出力回転数データとからドライブ系のスリツ
   プ率を算出する手段と、 車輌の走行速度を制御するスピードコントロー
   ルレバーのセツト位置を検出する手段と、 前記算出されたスリツプ率データが、上記スピ
   ードコントロールレバーのセツト位置との関係で
   過度なスリツプ率となるか否かを判定するスリツ
   プ判定手段と、 該スリツプ判定手段により過度のスリツプと判
   断された場合に出力される制御信号によつて作動
   し、上記スピードコントロールレバーを、車輌の
   走行速度が低速となる速度段に切換・変位させる
   作動装置とを備えてなるスピードコントロールレ
   バー制御装置。 ２ スピードコントロールレバーの作動装置がア
   クチユエータとソレノイドバルブとの組合せから
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のスピードコントロールレバー制御装置。 ３ 車輌に備えられたデイーゼル機関の回転数
   （入力回転数）を検出する手段と、 トルクコンバータを介して、ドライブシヤフト
   の回転数（出力回転数）を検出する手段と、 上記各手段によつて検出された入力回転数デー
   タと出力回転数データとからドライブ系のスリツ
   プ率を算出する手段と、 車輌の走行速度を制御するスピードコントロー
   ルレバーのセツト位置を検出する手段と、 前記算出されたスリツプ率データが、上記スピ
   ードコントロールレバーのセツト位置との関係で
   過度なスリツプ率となるか否かを判定するスリツ
   プ判定手段と、 該スリツプ判定手段により過度のスリツプと判
   断された場合に出力される制御信号によつて作動
   し、上記スピードコントロールレバーを、車輌の
   走行速度が低速となる速度段に切換・変位させる
   作動装置とを備えると共に、 前記デイーゼル機関の回転数（入力回転数）を
   検出する手段から入力された回転数データに基づ
   いて、ガバナコントロールレバーがローアイドル
   位置を超えたか否か判定する開始時期判定手段
   と、 ローアイドルを超えた場合に前記ドライブシヤ
   フトの回転数（出力回転数）を検出する手段から
   得られたデータをもとにデイーゼル機関にかかつ
   ている負荷が過負荷状態かあるいは軽負荷状態か
   を判定する負荷判定手段と、 負荷判定手段の判定結果に基づいてガバナのコ
   ントロールレバーを最適位置に切換・変位させる
   ガバナコントロールレバー作動装置とを有してな
   ることを特徴とするスピードコントロールレバー
   制御装置。