JPS60256672A

JPS60256672A - 油圧駆動車の自動変速装置

Info

Publication number: JPS60256672A
Application number: JP11214084A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Yoshida; 大輔吉田; Tomiya Tanno; 丹野　富哉; Koji Suzuki; 康治鈴木
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1984-05-31
Filing date: 1984-05-31
Publication date: 1985-12-18
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPH0781633B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、油圧式トランスミッションを有する油圧駆動
車の自動変速装置に関する。

〔従来の技術〕

トラクタ、グレーダ等の油圧駆動車における油圧式トラ
ンスミッションは、エンジン側にエンジンによって駆動
される可変容量油圧ポンプ（斜板ポンプ）を有し、車両
の車輪または履帯を駆動する駆動軸側に可変容量油圧モ
ータ（斜板モータ）を有し、前記斜板ポンプから吐出さ
れる作動油を油圧配管を介して斜板モータに導くことに
よりエンジンの駆動力を車輪または履帯に伝達するもの
で、油圧ポンプおよび油圧モータの斜板の傾斜角を制御
することによりエンジンの１回転当りの油圧ポンプの吐
出量および油圧モータの吸込量を調整し、変速を行なう
ものである。

かかる油圧駆動車の自動変速装置は、スロットルレバー
によって設定されたエンジンの設定回転数と実際のエン
ジン回転数との差に基づいて自動変速信号を形成し、こ
の信号を上記変速を行なわせるための信号の１つとして
出力するようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記自動変速信号は、負荷の変動に対して応答が遅く、
特に速やかな変速を要求するショベル系のトラクタに対
しては十分な車体性能を引き出せない欠点があった。

すなわち、第２図に示す制御ブロック図を参照しながら
自動変速のメカニズムを説明すると、■　負荷５が重く
なる。

、ｊ　■　油圧ュータ４の回転力゛低下する・■　油圧
モータ４の吸込量ｉＱＭが低下する。

■　油圧配管３の圧力Ｐが上昇する（油圧ポンプ２の吐
出量Ｑｐは一定）。

■　エンジン１の負荷トルク（油圧ポンプ２の入力軸ト
ルクτＰ）が上昇する。

■　エンジン１の回転数ＮＥが低下する。

■　制御回路６の出力電流工が低下する。

■　サーボ装置７の出力（ポンプ斜板角θＰ）が小さく
なる。

■　エンジン負荷トルクが低下する。

Ｏエンジン１の回転数が上昇する。

となり、ポンプ入力軸トルクτＰの変化に対し、エンジ
ン回転数ＮＥの低下までにエンジン１のイナーシャの項
が脊圧し、変速（；遅れが生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では負荷の変動を油圧式トランスミッシ
ョンの油圧配管の圧力より検出し、該検出圧力も自動変
速信号を形成するためのパラメータとして利用するよう
にしている。

〔作用〕

８７．１負荷変動による油圧配管の圧力変化は、エンジ　４　パ
ン回転の変化よりも速いため、その圧力を自動変速信号
を形成するためのパラメータと１７で用いＡことにより
、速やかな変速を行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明に係る油圧駆動車の自動変速装置が適用
される駆動系の−゛実施例を示す概略構成図である。同
図において、油圧式トランスミッション１０には可変容
量油圧ポンプ（以下単に油圧ポンプという）１１と可変
容量油圧モータ（以下単に油圧モータという）１２とが
設けられ、これらは油圧パイプ１３ａ、１３ｂで接続さ
れており、油圧ポンプ１１の軸１１ａはエンジン１の出
力軸１ａに連結され、当該エンジン１により回転駆動さ
れるようになっている。油圧モータ１２の軸１２ａは図
示しない車輌の駆動輪に連結されており、当該駆動輪を
回転駆動するようになっている。

なお、一般に油圧ポンプを可変容量形としたものは出力
軸トルク一定の用途に、油圧モータを可変容量形とした
ものは出カ一定の用途に適するが、この実施例では油圧
ポンプ１１．油圧モータ１２ともに可変容量形を使用し
両者の特徴を兼ねさせている。また、油圧ポンプ１１お
よび油圧モータ１２はいずれも斜板１１ｂおよび１２ｂ
の傾斜角を変えることにより押除は容積を変える可変容
量形ポンプ、可変容量形モータである。

ポンプ斜板サーボ装置１４は油圧ポンプ１１の作動油の
吐出方向及び吐出量を制御するものであり、制御装置加
からのポンプ容量変更信号８ｐの極性及び大きさに応じ
て斜板１１ｂの傾斜方向及び傾斜角を制御する。油圧ポ
ンプ１１は斜板１１ｂの傾斜方向及び傾斜角に応じた方
向及び流量の作動油を吐出する。なお、油圧ポンプ１１
は前進時には作動油を油圧パイプ１３ａ側に吐出し、後
進時には油圧パイプ１３ｂ側に吐出するようにその斜板
１１ｂの傾斜方向が制御される。モータ斜板サーボ装置
１５は油圧モータ１２の作動油の吸入量を制御するため
のもので、制御装置肋からのモータ容量変更信号Ｓｆｎ
に応じて油圧モータ１２の斜板１２ｂの傾斜角を制御す
るようになっている。油圧モータ１２の回転方向及びト
ルクは流入する作動油の方向及び流入量（吸込量）に応
じて変化する。従って、油圧ポンプ１１の吐出量及び油
圧モータ１２の吸込量を制御することによりトランスミ
ッション１ｏめ変速制御を行なうことができる。

制御回路節は、車輌の速度設定を行なう車速設定レバー
２１の位置に対応する信号を発生するポテンショメータ
冴、ブレーキペダル乙の位置に対応する信号を発生する
ポテンショメータ５、スロットルレバーあの位置に対応
する信号を発生するポテンショメータｎおよびエンジン
１０回転数に対応したパルス信号を発生するエンジン回
転センサがの各種信号を入力するとともに、油圧式トラ
ンスミッション１０の油圧バイブ１３ａおよび１３ｂに
それぞれ配設され、その内部油圧力に対応する信号を発
生する油圧センサ部および２９からの信号を入力し、こ
れらの信号から後述する演算を行ない、油圧ポンプ１１
および油圧モータ１２の容量を制御す喚　るポンプ容量
変更信号Ｓｐおよびモータ容量変更信号Ｓｍを発生する
。

次に、制御回路節を第３．ｉに示すブロック図を参照し
て説明する。この制御回路節は、ポテンショメータＵお
よび５から信号が加えられる車速制御演算回路（９）と
、エンジン回転センサ２６、ポテンショメータｎ１油圧
センサあおよび四から信号が加えられる自動変速演算回
路４０と、サーボドライブ回路間等から構成されている
。

車速制御演算回路（９）は、絶対値回路３１、前後進判
別回路３２、加算器３３および讃等から構成されており
、車速設定レバー２１およびブレーキペダルｎの操作に
応じて後述する自動変速信号Ｖ２に対してその最大値を
抑圧する信号Ｒ４および前後進切換信号ＫＦＲを出力す
るものである。

ポテンショメータＵは車速設定レバー２１の操作位置に
対応する信号Ｒ５を絶対値回路３１および前後進判別回
路３２に加える。なお、信号Ｒ，はレバー２１が前進の
最高速位置のとき電圧Ｓとなり、後進の最高速位置のと
き電圧−８となり、中立位置のとき電圧Ｏとなる信号で
ある。　ｉ　、１絶対値回路３１は入力信号Ｒ，の絶対
値をとり、その信号ｆＬ２を加算器３３の負人力に加え
る。加算器あの正入力には電圧Ｓが加えられており、加
算器おは２人力を加算して信号ａｓ（”Ｓ　Ｒ２）を加
算器あの正入力に加える。加算器調の他の正入力にはポ
テンショメータ５よりブレーキペダル乙の踏込量に対応
する信号Ｂ（この信号Ｂは例えば踏込量に比例して電圧
０からＳまで変化する信号）が加えられており、加算器
讃は２人力信号を加算して抑圧信号Ｒ，（＝Ｒ，−１−
Ｂ）を出力する。

この抑圧信号Ｒ４は、例えばブレーキペダルｎが操作さ
れていす、車速設定レバー２１のレバー位置が前後進の
最高速位置のときＯ１中立位置のときＳとなる。

前後進判別回路３２は入力信号Ｒ，の極性判別を行ない
、正のときにはｎ　１　ｕ、負のときには”−１”とな
る前後進切換信号ＫＦＲを出力する。

一方、自動変速演算回路４０は、周波数−電圧変換器４
１、加算器４２および４３、クランパ４４、ＰＩＤ補償
回路４５、および選択回路６０から構成されており、エ
ンジン回転センサあ、ポテンショメータ２７、油圧セン
サ列および２９、前後進判別回路３２からの信号に基づ
いて変速信号■、を形成するものである。

エンジン回転センサがはエンジン１の回転数に対応する
パルス数のパルス信号を周波数−電圧変換器４１に加え
、周波数−電圧変換器４１は入力するパルス信号をその
パルス数に対応した電圧信号ＶＮＥに変換して加算器４
２の正入力に加える。なお、信号ＶＮＥは、例えばエン
ジン回転数が２３０゜ｒｐｍのさき電圧１１．５８とな
る信号である。

ポテンショメータｎはスロットルレバーｎの操作位置に
対応する信号ＶＴＨを出力するもので、例えばレバーｎ
がエンジン回転数２１０Ｏｒｐｍを指令する位置のとき
には、信号ＶＴＨは電圧１０．５８の信号となる。この
信号ＶＴＨは加算器４２の負入力に加えられる。また、
加算器４２の他の正入力にはＳが加えられており、加算
器４２はこれら３人゛力を加算してその加算結果を加算
器４３の正入力に加える。

油圧センサあおよび２９は、それぞれ油圧バイブ１３ａ
および１３ｂの内部油圧力に対応する信号ｖＰｌおよび
Ｖ　ｐ　ｓを発生する。この信号ＶＰＩおよびＶＦ６は
、例えば油圧力に比例する信号で、油圧力が５００ｋｇ
／ｃｄのとき電圧Ｓとなる信号である。

これらの信号Ｖｐ１およびＶＦ６は選択回路６０に加え
られる。

選択回路６０は信号ＶＰＩおよびＶＦ６のうち高圧側の
信号を選択するとともに、その選択した信号が油圧ポン
プ１１の吐出側の油圧パイプの油圧力を示すときのみ、
その信号を信号Ｖｐとして出力するもので、その詳細な
回路を第４図に示す。

第４図において、選択回路６０は高圧側選択回路７０と
判断回路（資）とから構成されている。

高圧側選択回路７０は更に切換スイッチ７１、比較器７
２、リレー７３からなる。油圧センサ列からの信号■Ｐ
１は切換スイッチ７１の接点７１ａ１比較器７２に加え
られ、油圧センサ酋からの信号ＶＰ２は切換スイッチ７
１の接点７１ｂ１比較器７２の他の入力に、）　加えら
れている。

比較器７２は２人力信号を比較し、■Ｐ１≧ＶＰ２のと
き信号“１”を出力し、ＶＰＩ＜ＶＦ６のとき信号″０
”を出力する。リレー７３は、比較器７２から信号″１
′が加えられると付勢され、切換スイッチ７１の可動接
片７１Ｃを接点７１ａに接続し、信号″０″が加えられ
ると消勢され切換スイッチ７１の可動接片７１Ｃを接点
７１ｂに接続する。したがって、高圧側選択回路７０か
らは常に高圧側の油圧パイプの圧力に対応する信号が出
力される。

判断回路８０は排他ノア回路８１、リレー８２、スイッ
チ８３からなり、入力信号が油圧ポンプ１１の吐出側の
油圧パイプの圧力を示す信号のときのみスイッチ８３を
オンしてその信号を信号Ｖｐとして出力するものである
。

すなわち、排他ノア回路８１には、前記比較器７２から
の出力および前後進判別回路３２からの前後進切換信号
ＫＦＲが加えられており、排他ノア回路８１は２人力信
号の排他論理和の負論理をとり、　・すなわち信号ＫＦ
Ｒが”１″（前進）で、比較器７２の出力が’　１　”
　（高圧側がＶ・・）のとき、お　。・、・よび信号Ｋ
ｐＲｔ＋が”−１”（後進）で、比較器７２の出力が“
０″（高圧側がＶＦ６）のときのみ信号”１”をリレー
８２に出力し、リレー８２を付勢する。リレー８２は付
勢されるとスイッチ８３をオンし、スイッチ８３に入力
している高圧側の信号を信号Ｖｐとして出力させる。

上記判断回路８０は高圧側の信号が車両の前進時または
後進時に負荷の増加に伴って生じたものか、あるいは減
速時および降板時におけるエンジンブレーキに伴って生
じたものかを判断するものであり、上述したように前者
の場合のみ高圧側の信号を出力する。

上記のようにして選択された信号Ｖｐは、自動変速演算
回路４０の加算６招の負入力に加えられる（第３図）。

加算器４３はこの信号と正入力に加えられている加算器
４２からの信号とを加算し、信号■１、Ｖ、’＝８＋ＶＮＥ−ＶＴＨ−Ｖｐ　＝−＝＝−（１）
をクランパ必に出力する。

クランパＩは入力信号■、がＳ以上のときにはＳに、０
以下のときにはＯに制限し、この信号をＰＩＤ補償回路
４５を介して自動変速信号■２として出力する。なお、
ＰＩＤ補償回路４５は自動変速時にエンジン回転、車速
が不安定になることを防止するために設けられている。

この自動変速信号■、は加算器５１の正入力に加えられ
る。加算器５１の負入力には車速制御演算回路Ｉから抑
圧信号Ｒ４が加えられており、加算器５１は２人力を加
算して信号Ｖｓ　（”Ｖ２　Ｒ４）を最終的な変速信号
として出力する。

サーボドライブ回路間はトランスミッション１０の油圧
ポンプ１１の吐出方向と吐出量及び油圧モータ１２の吸
込量を制御するもので、加算器５１から加えられる変速
信号■３に応じた変速比となるようにポンプ容量変更信
号Ｓｐ及びモータ容量変速信号５ｆｒＬを出力する。ま
た、このサーボドライブ回路Ｉは前後進切換信号ＫＦＲ
の極性に応じてポンプ容量変更信号Ｓｐの極性を決定す
る。ポンプ容量変更信号Ｓｐはポンプ斜板サーボ装置１
４を動作させる電磁弁５２のコイル５２ａおよび５２ｂ
に加えられ、モータ容量変更信号Ｓｆｎはモータ斜板サ
ーボ装置１５を動作させる電磁弁５３のコイル５３ａに
加えられる。

したがって、ポンプ斜板サーボ装置１４及びモータ斜板
サーボ装置１５は信号Ｓｐ　、Ｓｍに応じて斜板の傾斜
角を制御し、油圧ポンプ１１の吐出量及び油圧モーター
２の吸込量を制御し、トランスミ・ソション１０を変速
制御する。

次に自動変速演算回路４０の作用につ（１）て説明する
。いま、油圧駆動車としてドーザショベルを想定シ、ス
ロットルレバーｎでエンジン回転数力ｓ２１００ｒｐｍ
となる指令を与え、無負荷停止状〃検力）ら走行させ、
ドーザショベルのノ々ケ・ントを地山に突っ込み、パケ
ットに土砂を入れて走行させる場合について説明する。

この場合、上記各状態における信号ＶＰ、ＶＴＨ。

ＶＮＥ　、　Ｖ＋および■２は次表に示すようになる。

第１表において、ｖｌは前記第（１）式に基つＧ１で算
出した値であり、■２はその算出値のクラン、ｓ。

４４の出力（自動変速信号）である。また、上ｉ己の雫ｆｉｌの実際のエンジンの回転数と高圧（Ｉｌｌの油圧
との関係を第５図に示す。

第１表第５図からも明らかなように、急負荷時における油圧の
立ち上がりは、エンジンの回転数の立ち　”下がりより
も速く、したがってシフトダウン動作・１１′ の開始点（自動変速信号Ｖ２の変化時点）が速く、。

なる。因みに、負荷時に０５秒間に変速が行なわれない
とエンストするが、本発明の場合、従来のエンジン回転
数低下による自動変速信号の変化時間よりも約０．１秒
はど速く、負荷変動に対して応答性がよくなる。

なお、自動変速信号の形成方法は本実施例に限定されず
、要は自動変速信号を形成する際に、エンジン設定回転
数を実際の回転数による変速信号に、上記トランスミッ
ションの油圧による成分を、その圧力が高いほど減速的
な信号となるように付加したものであればいかなるもの
でもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、負荷変動によって
生じるトランスミッション作動油の油圧変化を、自動変
速信号を形成するための１つのパうメータとしたことに
より、負荷変動に対して応答が速く、すみやかな変速を
行なわせることができる自動変速信号の形成ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧駆動車の自動変速装置を適用
した駆動系の一実施例を示す概略構成図、第２図は従来
の問題点を説明するために用いたブロック図、第３図は
本発明に係る制御回路の一実施例を示すブロック図、第
４図は第３図の選択回路の詳細を示す回路図、第５図は
負荷変動によるエンジン回転数とトランスミッション作
動油の油圧の過渡応答を示す図である。１・・エンジン、１０・・・油圧式トランスミッション
、１１・・・可変容量油圧ポンプ、１２・・・可変容量
油圧モータ、１４・・ポンプ斜板サーボ装置、１５・・
・モータ斜板サーボ装置、頷・・制御回路、２１・車速
設定レバー、η・・・ブレーキペダル、ｎ・・・スロッ
トルレバー、’１４　。５．２７・・ポテンショ≠メータ、２６・・・エンジン
回転センサ、　２８．２９・油圧センサ、加　車速制御
演算回路、３１・絶対値回路、３２−前後進判別回路、
４０自動変速演算回路、４１−・周波数−電圧変換器、
４４　クランパ、関・・サーボドライブ回路、６０・・
・選択回路、７０・高圧側選択回路％８０・判断回路。

Claims

【特許請求の範囲】

エンジンの回転数設定手段によって設定される設定回転
数と実際のエンジン回転数との偏差に基づいて自動変速
信号を形成し、この信号を油圧式トランスミッションの
油圧ポンプおよび油圧モータの少なくとも一方の押除は
容積を変更するための信号の１つとして出力する油圧駆
動車の自動変速装置において、前記油圧ポンプと油圧モ
ータとを接続する２つの油圧配管にそれぞれ配設され、
その内部油圧力を検出し該検出圧に対応する信号を出力
する第１および第２の油圧検出手段と、前記第１および
第２の油圧検出手段の検出出力のうち検出圧が高圧側の
出力を選択する高圧側選択手段と、前記高圧側の油圧検
出手段が前記油圧ポンプの吐出側の油圧配管に配設され
たものであるときのみ前記高圧側選択手段によっ℃選択
された出力を前記設定回転数と実際のエンジン回転数と
の偏差を増大させる信号として出力する判断手段とを更
に具えたことを特徴とする油圧駆動車の自動変速装置。