KR101078494B1 - 작업 차량의 변속 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

유단 자동 변속기를 구비한 작업 차량의 변속 제어 장치는, 작업 차량의 엔진 회전수 및 유단 자동 변속기를 제어하는 제어 장치와, 작업 차량의 전후진 절환 지령을 출력하는 전후진 절환 부재와, 작업 차량의 액셀 페달의 조작량을 검출하는 조작량 검출 장치를 구비한다. 전후진 절환 부재에 의해 전후진 절환 지령이 출력되면, 제어 장치는, 유단 자동 변속기의 전후진 절환 제어를 행하는 동시에, 엔진 회전수를, 작업 차량의 토크 컨버터의 터빈 런너가 역전하지 않도록 설정된 목표 하한값까지 서서히 저하하도록 제어한다.
변속 제어 장치, 작업 차량, 전후진 절환 부재, 엔진 회전수, 터빈 런너

Description

작업 차량의 변속 제어 장치 {SHIFT CONTROL DEVICE FOR WORKING VEHICLE}
본 발명은, 유단 자동 변속기를 탑재한 작업 차량의 변속 제어 장치에 관한 것이다.
휠 로더 등의 작업 차량에는, 유단의 자동 변속기를 탑재한 것이 있다. 이러한 작업 차량의 변속 제어 장치로서는, 전후진 절환 조작을 행하면, 전후진 절환 시의 액셀 페달 조작량에 대응한 제동력으로 제어하는 동시에, 스로틀 밸브를 닫아, 차속을 예정 속도로 감속시킨 곳에서 자동 변속기의 전후진 기어를 실제로 절환하는 것이 알려져 있다(특허 문헌1 참조). 이 변속 제어 장치는, 재차 차속이 거의 0까지 감속되었을 때에 액셀 페달 조작량에 대응한 스로틀 밸브 개방도로 한다.
특허 문헌1 : 일본 특개평4-123939호 공보
종래의 변속 제어 장치에 있어서는, 전진 주행으로부터 후진 주행으로 절환할 때, 전후진 절환 레버를 전진으로부터 후진으로 절환하는 동시에 액셀 페달을 해방하면, 엔진 회전수가 급격하게 저하된다. 이것에 수반하여, 토크 컨버터의 터빈 런너의 회전수가 급격하게 변화되어, 역전하여, 차량에 변속 쇼크가 발생한다는 문제가 있었다.
본 발명의 제1 형태에 의한 유단 자동 변속기를 구비한 작업 차량의 변속 제어 장치는, 작업 차량의 엔진 회전수 및 상기 유단 자동 변속기를 제어하는 제어 장치와, 작업 차량의 전후진 절환 지령을 출력하는 전후진 절환 부재와, 작업 차량의 액셀 페달의 조작량을 검출하는 조작량 검출 장치를 구비하고, 전후진 절환 부재에 의해 전후진 절환 지령이 출력되면, 제어 장치는, 유단 자동 변속기의 전후진절환 제어를 행하는 동시에, 엔진 회전수를, 작업 차량의 토크 컨버터의 터빈 런너가 역전하지 않도록 설정된 목표 하한값까지 서서히 저하되도록 제어한다.
제어 장치는, 엔진 회전수를 목표 하한값까지 저하시킨 후에는, 조작량 검출 장치에서 검출되는 액셀 페달 조작량에 따른 엔진 회전수로 제어하여도 된다. 전후진 절환 지령이 출력된 시점에서의 액셀 페달 조작량에 따른 엔진 회전수가, 목표 하한값보다도 큰 값으로서 미리 설정된 설정 회전수보다도 클 경우에는, 제어 장치는, 엔진 회전수를 설정 회전수까지 순식간에 저하시킨 후, 목표 하한값까지 서서히 저하되도록 제어하는 것이 바람직하다. 설정 회전수는, 작업 차량에 대한 엔진 브레이크가 유효하게 작용하는 하한의 엔진 회전수에 상당하는 값으로서 설정하여도 된다. 전후진 절환 지령이 출력된 시점에서의 액셀 페달 조작량에 따른 엔진 회전수가, 목표 하한값보다도 작은 경우에는, 제어 장치는, 엔진 회전수를 목표 하한값까지 증가시킨 후, 목표 하한값을 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다.
제어 장치는, 전후진 절환 지령이 출력된 후, 작업 차량의 차속이 대략 0까지 저하된 직후에 절환 후의 유압 클러치에 대한 제어용 유압의 조정이 완료되도록 엔진 회전수의 저하율을 설정하여도 된다. 목표 하한값 및 설정 회전수는, 엔진 회전수가 목표 하한값 이상 또한 설정 회전수 이하인 경우에, 작업 차량에 변속 쇼크를 발생시키지 않고 전진 클러치와 후진 클러치와의 절환이 행하여지는 값으로서 각각 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 형태에 의한 작업 차량은, 제1 형태에 의한 변속 제어 장치를 구비한다.
본 발명의 제3 형태에 의한 유단 자동 변속기를 구비한 작업 차량의 변속 제어 방법은, 작업 차량의 전후진 절환 지령을 출력하는 전후진 절환 부재에 의해 전후진 절환 지령이 출력되면, 유단 자동 변속기의 전후진 절환 제어를 행하는 동시에, 엔진 회전수를, 작업 차량의 토크 컨버터의 터빈 런너가 역전하지 않도록 설정된 목표 하한값까지 서서히 저하되도록 제어한다.
본 발명에 의하면, 작업 차량에 변속 쇼크를 발생시키지 않고 전후진 절환을 부드럽게 행하는 것이 가능하게 된다.
도1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 작업 차량의 변속 제어 장치의 시스템도이다.
도2는 일 실시 형태에 따른 작업 차량의 변속 제어 장치를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도3은 일 실시 형태에 따른 작업 차량의 변속 제어 장치에서 실행되는 전후진 절환 처리 및 엔진 제어 처리의 처리 수순을 도시하는 흐름도이다.
도4는 일 실시 형태에 따른 작업 차량의 변속 제어 장치의 작용을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도5는, 일 실시 형태에 따른 작업 차량의 변속 제어 장치의 작용을 설명하기 위한 별도의 타이밍 차트이다.
도6은 전진으로부터 후진으로의 절환 시에 있어서의 타이밍 차트의 비교예이다.
본 발명에 따른 작업 차량의 변속 제어 장치의 적합한 실시 형태에 대해서, 이하에, 도면을 참조하여 설명한다.
도1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 작업 차량의 변속 제어 장치를 설명하기 위한 시스템도이다. 변속 제어 장치는, 제어 장치(1), 액셀 페달(2), 전후진 절환 레버(3), 엔진 회전 센서(5), 트랜스미션(6), 차속 센서(8), 트랜스미션 입력 회전 센서(9), 토크 컨버터(12) 등을 구비하고 있다.
제어 장치(1)는, 액셀 페달(2)로부터 액셀 페달 조작량의 검출 신호, 및 전후진 절환 레버(3)로부터 전후진 절환에 관한 지령 신호를 취득한다. 또한, 제어 장치(1)는, 엔진(E)의 출력축(4)의 회전수를 검지하는 엔진 회전 센서(5)로부터 엔진 회전수의 검출 신호, 트랜스미션(6)의 출력축(7)의 회전수를 검지하는 차속 센서(8)로부터 차속의 검출 신호, 및 트랜스미션 입력 회전 센서(9)로부터 트랜스미션(6)의 입력 회전수에 관한 검출 신호를 취득한다.
제어 장치(1)는, 이들 검출 신호에 기초하여 엔진(E) 및 트랜스미션(6)을 제 어하여, 인디케이터(11)에 회전수나 차속에 관한 신호를 보낸다. 도1에 있어서, 참조 부호 12는 토크 컨버터를 나타내고, 참조 부호 13은 작업 차량의 구동 차륜을 나타내고 있다. 또한, 제어 장치(1)는, 엔진 컨트롤러(도시되지 않음)를 통하여, 엔진(E)을 제어할 수도 있다. 엔진 컨트롤러는, 엔진(E)에 표준 장비되고, 액셀 페달 조작량에 따라 엔진(E)에 대하여 연료 분사 지령을 내리는 컨트롤러이다.
또한, 트랜스미션(6)은, 유압식의 습식 다판 클러치로 구성된 전후진 클러치 및 속도단 클러치를 갖고 있다. 전후진 클러치 및 속도단 클러치는, 클러치 해방으로부터 클러치 결합으로 이행할 때에는 증압되고, 클러치 결합으로부터 클러치 해방으로 이행할 때에는 감압되는, 소위 포지티브형의 유압 클러치이다. 제어 장치(1)는, 이들 클러치에의 작동유의 공급을 각각 제어하는 복수의 솔레노이드 밸브(도시되지 않음)를 제어한다. 이들의 솔레노이드 밸브는, 제어 장치(1)로부터의 구동 신호에 따라 개폐 동작을 행하여, 개방 동작하면, 클러치에의 유압이 증압되는 한편, 폐쇄 동작하면, 클러치에의 유압이 감압된다.
도2는, 작업 차량의 오퍼레이터가 전후진 절환 레버(3)를 전진으로부터 후진으로 절환하는 동시에, 액셀 페달(2)을 해방한 경우의 제어 장치(1)의 제어를 설명하는 타이밍 차트이다. 도2에 있어서, 상단의 차트는, 엔진 회전 센서(5)에 의해 검지된 엔진 회전수(rpm)를 나타내는 꺾은 선(L1)과, 트랜스미션 입력 회전 센서(9)에 의해 검지된 토크 컨버터(12)의 터빈 런너 회전수를 나타내는 꺾은 선(L2)과, 차속 센서(8)에 의해 검지된 차속(L3)을 나타내고 있다. 도2에 있어서, 하단의 차트는, 전진 클러치의 제어용 유압의 파형(L4)과 후진 클러치의 제어용 유압의 파형(L5)을 나타내고 있다.
작업 차량의 전진 중에 오퍼레이터가 전후진 절환 레버(3)를 후진으로 절환하는 동시에 액셀 페달(2)을 해방하면, 제어 장치(1)에는, 전후진의 절환 지령과 함께 액셀 페달 조작량에 관한 신호가 입력된다. 제어 장치(1)는, 전진 클러치의 제어용 유압을 감압하고, 후진 클러치의 제어용 유압을 증압시킨다. 전진 클러치는 제어용 유압의 감압에 의해 해방되고, 후진 클러치는 제어용 유압의 증압에 의해 결합(클러치 ON)하여, 시간(t1)에서 후진 클러치의 승압이 완료된다.
또한, 제어 장치(1)는, 엔진 회전수를 바로 로우 아이들 회전수로 하는 지령이 아니고, 즉 연료 분사량을 로우 아이들 상당량으로 줄이는 지령이 아니고, 엔진 회전수를 일단, 미리 설정한 회전수(A)까지 저하시킨 후, 서서히 목표 하한값(T)까지 내리도록, 연료 분사량을 서서히 줄이거나 하는 제어를 행하는 지령을 엔진(E)으로 보낸다.
또한, 휠 로더 등의 작업 차량에는, 통상, 로우 아이들 회전수(L)와 하이 아이들 회전수(H)를 선택할 수 있는 스위치가 구비되어 있다. 로우 아이들 회전수(L)는, 휠 로더 등의 작업 차량의 주행이나 작업이 가능하다는 조건에서 설정되고, 일반적인 엔진 허용 최저 회전수보다도 고속으로 설정되어 있다. 하이 아이들 회전수(H)는, 작업 시의 고부하에 사용하기 위해 엔진(E)의 최대 회전수로 설정되어 있다.
상술한 엔진 회전수의 목표 하한값(T)은, 전후진 절환 후의 터빈 런너가 역전하지 않을 정도의 엔진 회전수로서, 제어 장치(1)의 제어 프로그램에 미리 설정(기록)되어 있다. 또한, 설정 회전수(A)는, 작업 차량에 대한 엔진 브레이크가 유효하게 작용하는 하한의 회전수가 되도록 설정되어 있다. 목표 하한값(T) 및 설정 회전수(A)는, 엔진(E) 및 토크 컨버터(12)의 성능, 및 작업 차량의 관성력, 구체적으로는 중량 등에 의존한다. 본 실시 형태에서는, 도2에 도시한 바와 같이 토크 컨버터(12)의 터빈 런너의 역전이 생기는 회전수를 1650rpm로 한 경우에, 목표 하한값(T)을 1650rpm로 설정하고, 설정 회전수(A)를 1750rpm로 설정하고 있다. 또한, 목표 하한값(T) 및 설정 회전수(A)는, 엔진 회전수가 목표 하한값(T) 이상, 또한 설정 회전수(A) 이하의 경우에, 작업 차량에 변속 쇼크를 발생시키지 않고 전후진 클러치의 절환을 부드럽게 행할 수 있는 값으로서 설정되어 있다.
제어 장치(1)는, 전후진 절환 레버(3)로부터 전후진 절환 지령을 받으면, 설정된 목표 하한값(T)까지는 액셀 페달 조작량에 관한 지령에 상관없이, 제어 장치(1)의 제어 프로그램에 미리 설정된 소정의 구배로 엔진 회전수를 서서히 저하시키도록 엔진(E)를 제어한다. 이것에 수반하여, 도2의 꺾은 선(L2)으로 나타낸 바와 같이 전진으로부터 후진으로의 절환 지령이 출력된 경우에, 터빈 런너의 회전수도 일단, 어느 정도 저하된 후, 서서히 저하된다. 이에 의해, 토크 컨버터(12)의 전달력을 서서히 저하시켜, 전진 중에 후진 클러치가 접속되어 토크 컨버터(12)의 터빈 런너가 역전하는 것을 방지하여, 변속 쇼크를 방지한다. 또한, 엔진 회전수에 있어서의 「구배」란, 엔진 회전수의 저하율이며, 경과 시간에 대한 엔진(E)의 회전수 변화량의 비율, 즉 (엔진 회전수 변화량)/(경과 시간)을 의미한다.
엔진 회전수를 서서히 저하시킬수록, 즉 구배는, 클러치 제어용 유압의 타임 차트와, 엔진 회전수의 저하에 수반하여 저하되는 터빈 런너의 회전수와의 관계로부터 결정되어, 터빈 런너의 역전 방지와, 신속한 스위치백 주행이 가능해지도록 적절하게 설정된다.
도2에 도시한 바와 같이 전후진 절환 지령 출력시의 엔진 회전수가 2000rpm에서 목표 하한값 1650rpm 이상인 경우, 제어 장치(1)는, 액셀 페달 조작량에 상관없이, 엔진(E)의 회전수를 일단, 설정 회전수(A)(=1750rpm)까지 순식간에 저하시킨 후, 목표 하한값(T)(=1650rpm)까지 서서히 저하시킨다. 엔진 회전수가 목표 하한값(T)까지 저하된 후에는, 액셀 페달 조작량에 추종하도록 엔진 회전수를 제어한다. 도2에 도시하는 예에서는, 엔진 회전수를 로우 아이들 회전수(L)까지 조속히 저하시킨다.
엔진 회전수가 설정 회전수(A)(=1750rpm)로부터 목표 하한값(T)(=1650rpm)까지는, 엔진 회전수가 소정 구배로 서서히 저하되도록 제어되기 때문에, 토크 컨버터(12)의 전달력도 서서히 저하되어, 바로는 없어지지 않는다. 전진 중에 후진 클러치가 서서히 접속됨으로써, 차속이 조속히 감속된다. 전진 클러치가 해방된 후, 엔진 회전수가 설정 회전수(A)로부터 목표 하한값(T)의 사이에서 후진 클러치가 접속되므로, 변속 쇼크를 억제하여, 전후진 절환을 부드럽게 행할 수 있다.
목표 하한값(T)(=1650rpm)까지 저하된 후에는, 엔진 회전수를 액셀 페달 조작량에 따른 엔진 회전수로 되도록 제어함으로써, 오퍼레이터에 부여하는 조작 휠링의 악화를 방지하고 있다.
상술한 엔진 회전수를 저하시킬 때의 소정 구배는, 제어 장치(1)의 제어 프 로그램에 미리 내장되어 있고, 제어 장치(1)가 이 프로그램을 실행한다. 소정 구배는, 엔진 회전수가 목표 하한값(T)까지 저하되는 시간을 소망 시간으로 고정함으로써 얻어진다. 소정 구배를 얻기 위한 소망 시간은, 예를 들어 클러치 절환 조작 후에 절환 후의 클러치의 승압이 완료되는 시간(t1)까지의 시간을 초과하지 않는 범위에서, 절환 후의 클러치의 승압 완료 직전(예를 들어 1 내지 2초전)에 차속이 0까지 저하되도록 설정할 수 있다.
도2에 도시하는 예에서는, 오퍼레이터는, 전진으로부터 후진으로 절환 조작하는 동시에 액셀 페달(2)을 일단 해방하고, 그 후에 시간(t1)에서 다시 액셀 페달(2)을 밟고 있다.
또한, 제어 장치(1)는, 전후진 절환 지령 출력 시의 엔진 회전수가 목표 하한값(T)(=1650rpm) 미만인 경우에는, 목표 하한값(T)까지 증가시켜 유지하도록 엔진 회전수를 제어한다. 이에 의해, 터빈 런너의 역회전에 의한 변속 쇼크를 방지하여, 엔진 회전수가 목표 하한값(T) 이상의 경우와 동일한 감으로 오퍼레이터가 전후진 절환 조작을 행할 수 있도록 하고 있다.
또한, 도2에 도시한 바와 같이 차속 센서(8)의 차속이 대략 0이 된 것을 검지한 직후에 전후진 절환 후의 클러치 승압을 완료하고, 작업 차량이 스위치백하도록 엔진 회전수를 제어하면, 전후진 절환이 신속하게 완료된다.
도6에, 전진으로부터 후진으로의 절환 시에 액셀 페달의 해방에 수반하여 엔진 회전수를 급저하시킬 경우의 타이밍 차트를 비교예로서 도시한다. 도6에 있어서, 상단의 차트는, 엔진 회전수를 나타내는 꺾은 선(L10)과, 토크 컨버터의 터빈 런너 회전수를 나타내는 꺾은 선(L20)과, 차속을 나타내는 꺾은 선(L30)을 도시하고 있다. 도6에 있어서, 하단의 차트는, 전진 클러치의 제어용 유압의 파형(L40)과 후진 클러치의 제어용 유압의 파형(L50)을 도시하고 있다.
전진 주행 중에 오퍼레이터가 전후진 절환 레버를 조작해서 전진으로부터 후진으로 절환하는 동시에, 액셀 페달을 해방하면, 꺾은 선(L10)으로 나타낸 바와 같이 엔진 회전수는 로우 아이들 회전수(L)까지 급저하한다. 엔진 회전수의 급저하에 수반하여, 꺾은 선(L20)으로 나타낸 바와 같이 토크 컨버터의 터빈 런너 회전수도 급저하한다. 이에 의해, 토크 컨버터의 전달력이 급저하해서 클러치에 걸리는 토크가 급격하게 저하된다. 후진 클러치에 관한 토크가 저하되면, 비교적 작은 제어용 유압으로 후진 클러치가 접속된다. 따라서 작업 차량의 차속이 O까지 저하되기 전, 즉 전진 중에 후진 클러치가 접속된다. 전진 중에 후진 클러치가 접속되면, 전진 중인 차륜에 의해 토크 컨버터의 터빈 런너가 펌프 임펠러와 역방향으로 회전된다.
전후진 절환 레버의 조작에 의해 전후진 절환 지령을 출력한 후, 즉시 토크 컨버터의 터빈 런너의 회전수가 급격하게 변화해서 역전하면, 작업 차량에 변속 쇼크가 발생한다. 이러한 변속 쇼크가 빈발하면, 오퍼레이터의 피로가 증대되어 바람직하지 않다. 또한, 도6에서는, 후진 클러치가 접속(클러치 ON)되기 조금 전부터 터빈 런너가 역회전하고 있지만, 이것은 토크 컨버터의 전달력이 작기 때문에 접속 전의 반 클러치 상태에 의한 것이다.
또한, 엔진 회전수가 낮을 경우에는 토크 컨버터의 전달력이 작기 때문에, 전후진 절환 지령을 출력한 후에 차속이 대략 0으로 저하될 때 까지의 시간이 길어져, 작업 차량이 절환 전의 방향으로 흘러, 작업 차량의 진행 방향이 변하지 않는 현상이 오래 계속된다.
이에 대하여 도2에 도시한 바와 같이 한 실시예에 의하면, 전후진 절환 지령이 출력되고 나서 엔진 회전수를 일단, 설정 회전수(A)까지 저하된 후, 서서히 저하되도록 했으므로, 작업 차량의 진행 방향이 절환되기 전에 절환 후의 클러치가 접속되는 것에 의한 터빈 런너의 역전을 방지하여, 변속 쇼크의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 도2에 도시한 바와 같이 일 실시 형태에 따른 제어 장치에 의하면, 전후진 절환 지령이 출력되고 나서 차속이 조속히 0까지 저하된다. 이에 의해, 전후진 절환 전의 진행 방향으로 작업 차량이 흘러버리는 거리를 단축할 수 있다.
이하에, 일 실시 형태에 따른 제어 장치의 동작을 도3을 이용해서 상세하게 설명한다. 도3은, 일 실시 형태에 따른 제어 장치(1)에서 실행되는 전후진 절환 처리와 전후진 절환 시의 엔진 제어 처리의 제어 프로그램을 도시하는 흐름도이다. 이 처리는, 전후진 절환 레버(3)의 조작에 의해 전후진 절환 지시가 출력되면 개시된다. 여기에서는 예로서, 작업 차량의 전진 중에 전후진 절환 레버(3)가 후진으로 절환된 경우를 예로서 설명한다.
전후진 절환 처리(S1)가 개시되면, 스텝 S2에서, 작업 차량의 전후진 절환 중인지의 여부를 판정한다. 후술하는 플래그가 전후진 절환 중으로 설정되어 있는 경우에는 전후진 절환 중으로 판정하여, 스텝 S3으로 진행한다. 한편, 전후진 절 환 중 플래그가 해제되어 있는 경우에는 전후진 절환 중이 아니라고 판정하여, 스텝 S6으로 진행한다.
스텝 S6에서는, 전후진 클러치에 공급되는 제어 유압 회로 내의 솔레노이드 밸브를 절환함으로써, 전후진 클러치에의 제어용 유압을 각각 제어해서 전후진 절환을 실시한다. 또한, 스텝 S7에서 플래그를 「전후진 절환 중」으로 설정한다.
스텝 S3에서는, 솔레노이드 밸브의 절환이 종료되어, 전후진 절환이 종료하는 동시에, 작업 차량의 차속이 대략 0까지 저하된 것인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 전진 클러치가 해방되고 후진 클러치가 접속(클러치 ON)되는 동시에, 차속 센서(8)에 의해 검출되는 차속이 대략 0인 경우에는, 스텝 S4로 진행한다. 스텝 S4에서는, 클러치의 전후진 절환을 완료했다고 판단하여, 「전후진 절환 중」의 플래그를 해제한다. 한편, 스텝 S3이 부정 판정되면, 스텝 S5로 진행하여, 「전후진 절환 중」의 플래그를 유지한다.
그 후에 스텝 S8로 진행하여, 전후진 절환 시의 엔진 제어 처리로 이행한다. 스텝 S9에서는, 플래그가 「전후진 절환 중」으로 설정되어 있는지의 여부를 판정한다. 플래그가 「전후진 절환 중」으로 설정되어 있는 경우에는 스텝 S10으로 진행하여, 「전후진 절환 중」인 플래그가 전후진 절환 지령이 출력되고 나서 처음으로 설정된 것인지의 여부를 판정한다. 예를 들어, 전회 주기에서는 「전후진 절환 중」의 플래그가 해제되어 있고, 금회 주기에서 플래그가 「전후진 절환 중」으로 설정된 경우에, 스텝 S10이 긍정 판정된다. 스텝 S10이 긍정 판정되면 스텝 S11로 진행하고, 부정 판정되면 스텝 S16으로 진행한다.
스텝 S11에서는, 액셀 페달(2)의 조작량에 따른 액셀 페달 회전수 지령값이 목표 하한값(T)(=1650rpm)보다도 작은지의 여부를 판정한다. 액셀 페달 회전수 지령값이 목표 하한값(T)보다도 작은 경우에는, 스텝 S12로 진행하여, 목표 엔진 회전수의 연산에 이용하는 함수에의 입력값(최소값)을 1650rpm으로 설정한다. 액셀 페달 회전수 지령값이 목표 하한값(T) 이상인 경우에는, 스텝 S13으로 진행하여, 액셀 페달 회전수 지령값이 설정 회전수(A)(=1750rpm)보다도 큰지의 여부를 판정한다. 액셀 페달 회전수 지령값이 설정 회전수(A)보다도 큰 경우에는, 스텝 S14로 진행하여, 목표 엔진 회전수의 연산에 이용하는 함수에의 입력값(최대값)을 1750rpm으로 설정한다. 스텝 S13이 부정 판정되면 스텝 S15로 진행하여, 액셀 페달 회전수 지령값을 그대로 함수로의 입력값으로 설정한다.
이어지는 스텝 S16에서는, 상술한 소정 구배로 엔진 회전수가 완만한 모양으로 저하되도록, 적분 로우 패스 필터를 이용해서 목표 엔진 회전수의 지시값을 연산한다. 이에 의해, 액셀 페달 회전수 지령값이 설정 회전수(A)보다도 큰 경우에는, 설정 회전수(A)로부터 목표 하한값(T)까지 목표 회전수 지시값이 서서히 저하되고, 액셀 페달 회전수 지령값이 목표 하한값(T) 이상 또한 설정 회전수(A) 이하인 경우에는, 스텝 S10이 긍정 판정된 시점에서의 액셀 페달 회전수 지령값으로부터 목표 하한값(T)까지 목표 회전수 지시값이 서서히 저하된다. 액셀 페달 회전수 지령값이 목표 하한값(T)보다도 작은 경우에는 목표 회전수 지시값이 목표 하한값(T)으로 고정된다.
스텝 S9에서 「전후진 절환 중」인 플래그가 해제되어 있다고 판정되면, 스 텝 S17로 진행하여, 액셀 페달(2)의 조작량에 따른 회전수 지령값을 그대로 목표 회전수 지시값으로서 설정한다. 스텝 S18에서는, 스텝 S16 또는 S17에서 설정한 목표 회전수 지시값에 기초하여, 엔진 회전수를 제어하는 지령을 엔진(E)으로 보낸다. 이에 의해, 금회의 처리를 종료한다.
또한，이상에서는, 작업 차량의 전진 중에 후진으로 절환할 경우의 제어에 대해서 설명했지만, 작업 차량의 후진중에 전진으로 절환할 경우의 제어도 마찬가지이다.
이하에, 일 실시 형태에 따른 작업 차량의 제어 장치의 작용을 도4 및 도5를 이용하여 설명한다. 도4는, 전후진 절환 레버(3)로부터 전후진 절환 지령이 출력된 직후에, 오퍼레이터가 액셀 페달(2)을 해방하여, 엔진 회전수가 하이 아이들 회전수(H)로부터 로우 아이들 회전수(L)로 바뀔 때의 엔진 회전수를 나타내는 타이밍 차트이다. 여기에서는, 전후진 절환 레버(3)의 조작에 의해 전진 2속으로부터 후진 2속으로 시프트시킨 경우를 예로서 나타내고 있다. 또한, 트랜스미션(6)의 속도단은, 도시되지 않은 시프트 체인지 레버의 조작에 의해 2속으로 설정되어 있는 것으로 한다. 도4에 있어서, 엔진 회전 센서(5)에 의해 검출되는 실제의 엔진 회전수를 실선으로 나타내고, 액셀 페달(2)의 조작량에 따른 엔진 회전수 지시값을 파선으로 나타낸다.
도4에 도시한 바와 같이 하이 아이들 회전수(H)로 전진 주행하고 있는 상태로부터 시간(t1)에 오퍼레이터가 전후진 절환 레버(3)를 전진 2속으로부터 후진 2속으로 절환하는 동시에, 절환 직후에 액셀 페달(2)을 해방한다. 제어 장치(1)는, 액셀 페달(2)로부터의 지령에 따라, 일단 엔진 회전수를 하이 아이들 회전수(H)로부터 미리 설정된 설정 회전수(A)까지 저하시키도록 엔진(E)에 연료 분사량 제한 지령을 보낸다. 여기서, 액셀 페달(2)로부터의 지령이란, 액셀 페달(2)을 해방한 것에 의해 엔진 회전수를 로우 아이들 회전수(L)까지 저하시키는 지령이다.
엔진 회전수가 설정 회전수(A)까지 저하된 후에는, 파선으로 나타내는 액셀 페달(2)로부터의 엔진 회전수 지령값에 상관없이, 엔진 회전수를 설정 회전수(A)로부터 서서히 목표 하한값(T)까지 저하되도록 제어한다. 그 동안에 전진 클러치에의 제어용 유압이 감압하는 동시에 후진 클러치에의 제어용 유압이 증압하여, 엔진 회전수가 목표 하한값(T)까지 저하되는 시간(t2)까지 후진 클러치의 승압이 완료되도록 한다. 이에 의해, 전후진 클러치의 절환을 부드럽게 행할 수 있다.
엔진 회전수가 목표 하한값(T)까지 저하된 시간(t2) 후에는, 액셀 페달(2)로부터의 회전수 지령값에 추종하도록 엔진 회전수를 로우 아이들 회전수(L)까지 저하시킨다. 즉, 목표 하한값(T)으로 저하될 때까지 실행하였던 엔진 회전수의 저하 억제를 해제한다. 이에 의해, 엔진 회전수가 목표 하한값(T)으로부터 로우 아이들 회전수(L)까지 급저하한다.
또한, 도4에 도시하는 타이밍 차트에서는, 하이 아이들 회전수(H)와 설정 회전수(A) 사이, 및 목표 하한값(T)과 로우 아이들 회전수(L) 사이에서는, 시간축에 대하여 엔진 회전수가 수직하게 변화, 즉 순식간에 하강하고 있는 것처럼 나타내고 있지만, 실제로는 제어 지연 등의 영향에 의해 조금 기울어서 하강한다. 따라서, 엔진 회전수가 변화될 때까지 미소 시간이 경과하고 있다. 즉, 도4에 도시하는 예 에서는, 전후진 절환 지령에 기초하여, 미소 시간 경과 후의 소정 시간 동안에, 액셀 페달 조작량에 상관없이 엔진 회전수를 목표 하한값(T)까지 서서히 저하시키는 제어를 행하고 있다.
도5는, 전후진 절환 레버(3)로부터 전후진 절환 지령이 출력된 직후에, 오퍼레이터가 액셀 페달(2)을 밟은 상태를 유지하고 있는 경우의 엔진 회전수를 나타내는 타이밍 차트이다. 여기에서는, 전후진 절환 레버(3)의 조작에 의해 전진 2속으로부터 후진 2속으로 시프트시킨 경우를 예로서 도시하고 있다. 도5에 있어서, 엔진 회전 센서(5)에 의해 검출되는 실제의 엔진 회전수를 실선으로 나타내고, 액셀 페달(2)의 조작량에 따른 엔진 회전수 지시값을 파선으로 나타낸다.
도5에 도시한 바와 같이 하이 아이들 회전수(H)로 전진 주행하고 있는 상태로부터 시간(t1)에 오퍼레이터가 전후진 절환 레버(3) 전진 2속으로부터 후진 2속으로 절환하면, 제어 장치(1)는, 일단 엔진 회전수를 하이 아이들 회전수(H)로부터 설정 회전수(A)까지 저하시키도록 엔진(E)에 연료 분사량 제한 지령을 보낸다. 엔진 회전수가 설정 회전수(A)까지 저하된 후에는, 파선으로 나타내는 액셀 페달(2)로부터의 엔진 회전수 지령값에 상관없이, 엔진 회전수를 설정 회전수(A)로부터 서서히 목표 하한값(T)까지 저하되도록 제어한다. 그 동안에 전진 클러치에의 제어용 유압이 감압하는 동시에 후진 클러치에의 제어용 유압이 증압하여, 엔진 회전수가 목표 하한값(T)까지 저하되는 시간(t2)까지 후진 클러치의 승압이 완료되도록 한다. 이에 의해, 전후진 클러치의 절환을 부드럽게 행할 수 있다. 엔진 회전수가 목표 하한값(T)까지 저하된 시간(t2) 후에는, 액셀 페달(2)로부터의 회전수 지 령값에 추종하도록 엔진 회전수를 하이 아이들 회전수(H)까지 상승시킨다.
도4 및 도5에 도시한 바와 같이 전후진 절환 지령이 출력되면, 제어 장치(1)는 엔진 브레이크가 유효하게 작용하는 하한의 설정 회전수(A)까지 엔진 회전수를 급저하시킨다. 구체적으로는, 엔진(E)으로의 연료 분사량을 제한한다. 이에 의해, 연비의 개선을 도모할 수 있다.
또한，이상 설명한 한 실시예에서는, 전후진 클러치를 포지티브형의 유압 클러치로서 구성했지만, 네가티브형의 유압 클러치로서 구성하여도 된다. 또한, 작업 차량으로서 휠 로더를 예로 설명했지만, 휠 로더 이외의 작업 차량에 탑재되는 자동 변속기에 대해서도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
이상 설명한 한 실시예에서는, 전후진 절환 지령 출력 후의 엔진 회전수의 목표 하한값(T)을 1650rpm, 설정 회전수(A)를 1750rpm으로 각각 설정하는 예로 설명했다. 단, 목표 하한값(T) 및 설정 회전수(A)는 이들 값에는 한정되지 않고, 작업 차량의 사양 등에 따라, 전후진 클러치의 절환이 부드럽게 실행되도록 적당하게 최적의 값으로 설정된다.
이상 설명한 한 실시예에서는, 제어 장치(1)에 의해 엔진(E)의 회전수 제어와 트랜스미션(6)의 제어를 행하는 예를 설명했다. 다만 이것에는 한정되지 않고, 엔진(E)의 회전수 제어와 트랜스미션(6)의 제어를 행하는 장치를 각각 독립하여 설치하여도 된다.
상기에서는, 다양한 실시 형태 및 변형예를 설명했지만, 본 발명은 이들의 내용에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 생각되는 그 밖의 형태도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
본 출원은 일본특허출원 제2005-213460호(2005년 7월 22일 출원)를 기초로 하고, 그 내용은 인용문으로서 여기에 포함시킨다.

Claims (9)

  1. 유단 자동 변속기를 구비한 작업 차량의 변속 제어 장치이며,
    상기 작업 차량의 엔진 회전수 및 상기 유단 자동 변속기를 제어하는 제어 장치와,
    상기 작업 차량의 전후진 절환 지령을 출력하는 전후진 절환 부재와,
    상기 작업 차량의 액셀 페달의 조작량을 검출하는 조작량 검출 장치를 구비하고,
    상기 전후진 절환 부재에 의해 상기 전후진 절환 지령이 출력되면, 상기 제어 장치는, 상기 유단 자동 변속기의 전후진 절환 제어를 행하는 동시에, 상기 엔진 회전수를, 상기 작업 차량의 토크 컨버터의 터빈 런너가 역전하지 않도록 설정된 목표 하한값까지 서서히 저하되도록 제어하고,
    상기 전후진 절환 지령이 출력된 시점에서의 상기 액셀 페달 조작량에 따른 엔진 회전수가, 상기 목표 하한값보다도 큰 값으로서 미리 설정된 설정 회전수보다도 큰 경우에는, 상기 제어 장치는, 상기 엔진 회전수를 상기 설정 회전수까지 순식간에 저하시킨 후, 상기 목표 하한값까지 서서히 저하되도록 제어하는 작업 차량의 변속 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진 회전수를 상기 목표 하한값까지 저하시킨 후에는, 상기 조작량 검출 장치에서 검출되는 액셀 페달 조작량에 따른 엔진 회전수로 제어하는 작업 차량의 변속 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 설정 회전수는, 상기 작업 차량에 대한 엔진 브레이크가 유효하게 작용하는 하한의 엔진 회전수에 상당하는 값으로서 설정되는 작업 차량의 변속 제어 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전후진 절환 지령이 출력 된 시점에서의 상기 액셀 페달 조작량에 따른 엔진 회전수가, 상기 목표 하한값보다도 작은 경우에는, 상기 제어 장치는, 상기 엔진 회전수를 상기 목표 하한값까지 증가시킨 후, 상기 목표 하한값을 유지하도록 제어하는 작업 차량의 변속 제어 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 전후진 절환 지령이 출력된 후, 상기 작업 차량의 차속이 0까지 저하된 직후에 절환 후의 유압 클러치에 대한 제어용 유압의 조정이 완료되도록 상기 엔진 회전수의 저하율을 설정하는 작업 차량의 변속 제어 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 목표 하한값 및 상기 설정 회전수는, 상기 엔진 회전수가 상기 목표 하한값 이상 또한 상기 설정 회전수 이하인 경우에, 상기 작업 차량에 변속 쇼크를 발생시키지 않고 전진 클러치와 후진 클러치의 절환이 행하여지는 값으로서 각각 설정되는 작업 차량의 변속 제어 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 변속 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
  9. 유단 자동 변속기를 구비한 작업 차량의 변속 제어 방법이며,
    상기 작업 차량의 전후진 절환 지령을 출력하는 전후진 절환 부재에 의해 상기 전후진 절환 지령이 출력되면, 상기 유단 자동 변속기의 전후진 절환 제어를 행하는 동시에, 엔진 회전수를, 상기 작업 차량의 토크 컨버터의 터빈 런너가 역전하지 않도록 설정된 목표 하한값까지 서서히 저하되도록 제어하고,
    상기 전후진 절환 지령이 출력된 시점에서의 액셀 페달 조작량에 따른 엔진 회전수가, 상기 목표 하한값보다도 큰 값으로서 미리 설정된 설정 회전수보다도 큰 경우에는, 상기 제어 장치는, 상기 엔진 회전수를 상기 설정 회전수까지 순식간에 저하시킨 후, 상기 목표 하한값까지 서서히 저하되도록 제어하는 작업 차량의 변속 제어 방법.
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