JPH0739675B2

JPH0739675B2 - ショベルローダの変速制御装置

Info

Publication number: JPH0739675B2
Application number: JP2325725A
Authority: JP
Inventors: 洋中田; 武文福本
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH03212522A

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バ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
ープ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シェープ運転（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1
02に向って高速で前進し（運転）、地山102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（F1）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103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F1に切り換えるとともに、バケット
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F1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が、
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ョンは２速レンジ（F2、
N2、R2）の時だけに設定してある。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速用の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がハンドル操作と
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個の穴があいており、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ション出力
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12.5KHZ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ビット）、
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
信号の入力パ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′に接続してある。

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トリレーであり、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/cm²に調圧され、さらに減圧弁34
により10kg/cm²に調圧した後ソレノイドバルブSR、SF、
S1、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/cm²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速用クラッチ2C
に供給されている。

したがって、ソレノイドバルブSR、SF、S1、S2が無通電
の時中立・２速（N2）になっている。

今、前進、１速（F1）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、S1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１−２速シフト
バルブ39が作動し１速クラッチ1Cに供給される。

またこの変速時一部の油はオリフイス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速へ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速へシフトした場合にはオリフィス42を経てアキュー
ムレータピストン40へ流れる他にチェックバルブ48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、バックアップライトリ
レー10を作動させる（第１表のパターンNo.1〜No.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:ニュートラルリレー９、BR:バック
アップライトリレー10、T/M:ト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2msec
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
ップライトリレー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）入力パターンが表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）入力パターンが表１のパターンNo.11、No.12、N
o.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。

こ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2msec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）。

またこのプログ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.1
4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Off）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82
6rpm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）入力パターンがパターン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）入力パターンが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。

以上のように本願発明によれば、自動変速制御装置を備
えたショベルローダでありながら、自動変速の条件に関
係なく手動で２速から１速へのシフトダウンを得ること
ができるから、ショベルローダの特有の作業形態である
Ｖシェープ運転時にバケットへの積み込みに関して最大
限の作業効率が達成されることになる。

そして、この２速から１速のみで行われるシフトダウン
の操作は作業機レバーに配されたシフトダウンスイッチ
によって得られるので、オペレータはＶシェープ運転
時、効率よく作業機操作と走行機操作を同時に行うこと
ができる。

更に本願発明では、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操作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ていることで、前記の
効率良い操作が助長されることになる。

【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′は作業機レバー、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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。