KR20090083486A - 산업 차량의 변속 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토크 컨버터의 입력축과 출력축의 속도비를 검출하는 속도비 검출부와, 검출된 속도비에 따라서 트랜스미션의 속도단을 시프트 업 및 시프트 다운하는 토크 컨버터 속도비 기준 변속부와, 주행용 브레이크 장치의 작동을 검출하는 브레이크 검출부와, 브레이크 검출부에 의해 브레이크 장치의 작동이 검출되지 않을 때에는, 변속부에 의한 1속까지의 시프트 다운을 허가하고, 브레이크 장치의 작동이 검출되면, 변속부에 의한 시프트 다운시의 최저 속도단을 2속으로 제한하는 시프트 다운 제한부를 구비한다.
Figure P1020097013337
엔진, 트랜스미션, 토크 컨버터, 컨트롤러, 솔레노이드 제어부

Description

산업 차량의 변속 제어 장치{SPEED CHANGE CONTROL SYSTEM FOR INDUSTRIAL VEHICLE}
본 발명은 휠 로더 등의 산업 차량의 변속 제어 장치에 관한 것이다.
종래부터, 엔진의 출력 토크를 토크 컨버터를 통해 트랜스미션에 전달하도록 한 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌 1에 기재된 장치에서는, 토크 컨버터의 입력축측과 출력축측의 회전수의 비인 토크 컨버터 속도비를 산출하고, 이 속도비가 미리 정해진 소정값에 도달하면, 트랜스미션을 자동적으로 시프트 업 또는 시프트 다운시킨다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 제3388594호 공보
그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 장치에서는, 주행 중에 브레이크 페달의 조작에 의해 브레이크를 작동시키면, 주행 부하가 커지고, 트랜스미션이 1속까지 시프트 다운하는 일이 있다. 이 경우, 1속 주행의 구동력은 크므로, 차량을 제동하기 위해서는 큰 브레이크력이 필요하게 되어, 차량을 용이하게 정차할 수 없다.
본 발명에 의한 산업 차량의 변속 제어 장치는, 토크 컨버터의 입력축과 출력축의 속도비를 검출하는 속도비 검출부와, 검출된 속도비에 따라서 트랜스미션의 속도단을 시프트 업 및 시프트 다운하는 변속부와, 주행용 브레이크 장치의 작동을 검출하는 브레이크 검출부와, 브레이크 검출부에 의해 브레이크 장치의 비작동이 검출될 때에는, 변속부에 의한 1속까지의 시프트 다운을 허가하고, 브레이크 장치의 작동이 검출되면, 변속부에 의한 시프트 다운시의 최저 속도단을 2속으로 제한하는 시프트 다운 제한부를 구비한다.
액셀러레이터 페달의 조작량을 검출하는 액셀러레이터 조작량 검출부를 구비하고, 또한 조작량 검출부에 의해 액셀러레이터 페달의 소정량 이상의 조작이 검출되는 것을, 1속으로의 시프트 다운을 허가하는 조건으로 할 수도 있다.
액셀러레이터 페달의 소정량 이상의 조작이 소정 시간 계속되는 것을, 1속으로의 시프트 다운을 허가하는 조건으로 할 수도 있다.
본 발명에 의한 산업 차량의 변속 제어 장치는, 토크 컨버터의 입력축과 출력축의 속도비를 검출하는 속도비 검출부와, 검출된 속도비에 따라서 트랜스미션 변속용의 솔레노이드를 구동하고, 트랜스미션의 속도단을 시프트 업 및 시프트 다운하는 솔레노이드 제어부와, 주행용 브레이크 장치의 작동을 검출하는 브레이크 검출부와, 액셀러레이터 페달의 조작량을 검출하는 액셀러레이터 조작량 검출부와, 브레이크 검출부와 액셀러레이터 조작량 검출부로부터의 검출 신호에 따라서 트랜스미션의 시프트 다운을 제한하는 시프트 다운 제한부를 구비하고, 시프트 다운 제한부는, 브레이크 검출부와 액셀러레이터 조작량 검출부로부터의 검출 신호를 입력하는 입력부와, 입력부에 입력된 신호를 기초로 하여, 브레이크 장치의 작동의 유무와, 액셀러레이터 페달의 소정량 이상의 조작이 소정 시간 계속되었는지 여부를 판정하는 판정부와, 판정부에 의해 브레이크 장치의 비작동이라고 판정되면, 솔레노이드 제어부로 1속까지의 시프트 다운을 허가하는 신호를 출력하고, 브레이크 장치의 작동, 또한 액셀러레이터 페달의 소정량 이상의 조작이 소정 시간 계속이라고 판정되면, 솔레노이드 제어부로 시프트 다운시의 최저 속도단을 2속으로 제한하는 신호를 출력하는 출력부를 갖는다.
차량이 발진 가능한 상태에 있는지 여부를 판정하는 발진 판정부와, 발진 판정부에 의해 발진 가능한 상태라고 판정되면, 트랜스미션을 2속으로 제어하는 변속 제어부를 구비할 수도 있다.
차량이 발진 가능한 상태에 있는지 여부를 판정하는 발진 판정부와, 발진 판정부에 의해 발진 가능한 상태라고 판정되면, 트랜스미션을 2속으로 제어하고, 그 후, 액셀러레이터 조작량 검출부에 의해 소정값 이상의 조작량이 검출되면, 변속부에 의한 변속을 허가하는 변속 제어부를 구비할 수도 있다.
이 경우, 차속을 검출하는 차속 검출부를 구비하고, 액셀러레이터 조작량 검출부에 의해 검출된 액셀러레이터 조작량이 소정값 미만이고, 또한 차속 검출부에 의해 검출된 차속이 소정값 이하가 되면, 속도비 검출부에서 검출된 속도비에 관계없이, 2속을 한도로 하여 트랜스미션을 시프트 다운하는 것이 바람직하다.
이상의 변속 제어 장치는, 4개의 타이어와, 타이어에 지지되어 굴곡 가능하게 설치된 차체와, 차체를 구성하는 전방측 프레임 및 후방측 프레임과, 후방측 프레임의 전방측에 설치된 운전실과, 후방측 프레임의 후방측에 설치된 엔진실과, 전방측 프레임에 대해 상하 방향으로 회전 가능하게 설치된 아암과, 아암의 선단으로 회전 가능하게 설치된 버킷을 구비한 산업 차량에 적용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 브레이크 장치의 작동이 검출되면, 변속부에 의한 최저 속도단을 2속으로 제한하므로, 브레이크 장치에 의해 차량을 용이하게 정차할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 휠 로더의 측면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 변속 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 3은 각 속도단마다의 차속과 구동력의 관계를 나타내는 도면.
도 4는 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의한 변속의 타이밍을 나타내는 도면.
도 5는 토크 컨버터 속도비와 토크 컨버터 효율의 관계를 나타내는 도면.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 주행 모드 선택 스위치의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러에 있어서의 변속 제어 처리의 일례를 나타내는 흐름도.
도 8은 제1 실시 형태에 관한 변속 제어 장치에 의한 동작 특성의 일례를 나타내는 도면.
도 9는 제2 실시 형태에 관한 주행 모드 선택 스위치의 일례를 나타내는 도면.
도 10은 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러에 있어서의 변속 제어 처리의 일례를 나타내는 흐름도.
도 11은 차속 기준 제어에 의한 변속의 타이밍을 나타내는 도면.
도 12는 제2 실시 형태에 관한 변속 제어 장치에 의한 동작 특성의 일례를 나타내는 도면.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 산업 차량의 변속 제어 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 변속 제어 장치가 적용되는 산업 차량의 일례인 휠 로더의 측면도이다. 휠 로더(100)는 아암(111), 버킷(112), 타이어(113) 등을 갖는 전방부 차체(110)와, 운전실(121), 엔진실(122), 타이어(123) 등을 갖는 후방부 차체(120)로 구성된다. 아암(111)은 아암 실린더(114)의 구동에 의해 상하 방향으로 회전(부앙 이동)하고, 버킷(112)은 버킷 실린더(115)의 구동에 의해 상하 방향으로 회전(덤프 또는 크라우드)한다. 전방부 차체(110)와 후방부 차체(120)는 센터 핀(101)에 의해 서로 회전 가능하게 연결되고, 스티어링 실린더(도시하지 않음)의 신축에 의해 후방부 차체(120)에 대해 전방부 차체(110)가 좌우로 굴절한다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 변속 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 엔진(1)의 출력축에는 토크 컨버터(2)의 입력축이 연결되고, 토크 컨버터(2)의 출력축은 트랜스미션(3)에 연결되어 있다. 토크 컨버터(2)는 공지된 임펠러, 터빈, 스테이터로 이루어지는 유체 클러치이고, 엔진(1)의 회전은 토크 컨버 터(2)를 통해 트랜스미션(3)에 전달된다. 트랜스미션(3)은, 그 속도단을 1속 내지 4속으로 변속하는 액압 클러치를 갖고, 토크 컨버터(2)의 출력축의 회전은 트랜스미션(3)에서 변속된다. 변속 후의 회전은, 프로펠러 샤프트(4), 액슬(5)을 통해 타이어(113, 123)에 전달되어, 차량이 주행한다.
토크 컨버터(2)는 입력 토크에 대해 출력 토크를 증대시키는 기능, 즉 토크비를 1 이상으로 하는 기능을 갖는다. 토크비는, 토크 컨버터(2)의 입력축과 출력축의 회전수의 비인 토크 컨버터 속도비(e)(출력 회전수/입력 회전수)의 증가에 수반하여 작아진다. 예를 들어 엔진 회전수가 일정 상태에서 주행 중에 주행 부하가 커지면, 토크 컨버터(2)의 출력축의 회전수, 즉 차속이 감소하고, 토크 컨버터 속도비(e)가 작아진다. 이때, 토크비는 증가하기 때문에, 보다 큰 구동력(견인력)으로 차량 주행 가능해진다. 각 속도단마다의 차속과 구동력의 관계는 도 3에 나타낸 바와 같이, 동일 속도단에서 비교하면, 차속이 느리면 구동력은 크고(저속 고토크), 차속이 빠르면 구동력은 작아진다(고속 저토크). 또한, 속도단이 작을수록 동일 차속에 있어서 큰 구동력을 얻을 수 있다.
트랜스미션(3)은, 각 속도단에 대응한 솔레노이드 밸브를 갖는 자동 변속기이다. 이들 솔레노이드 밸브는, 컨트롤러(10)로부터 솔레노이드 제어부(11)로 출력되는 제어 신호에 의해 구동된다. 즉, 컨트롤러(10)로부터 제어 신호가 출력되면, 솔레노이드 제어부(11)는 그 제어 신호에 따라서 솔레노이드 밸브에 제어 신호를 출력하고, 솔레노이드 밸브를 구동한다. 이에 의해 1속 내지 4속 사이에서 속도단이 자동적으로 변경된다.
자동 변속 제어에는, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값에 도달하면 변속하는 토크 컨버터 속도비 기준 제어와, 차속이 소정값에 도달하면 변속하는 차속 기준 제어의 2개의 방식이 있다. 제1 실시 형태에서는, 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의해 트랜스미션(3)의 속도단을 제어한다.
도 4는 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의한 변속의 타이밍을 나타내는 도면이다. 또한, 도 4의 (a)는 1속 내지 4속의 범위에서 변속 가능하게 한 것이고, 도 4의 (b)는 2속 내지 4속의 범위에서 변속 가능하게 한 것이다. 주행 부하가 낮아져, 토크 컨버터 속도비(e)가 증가하여 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상이 되면, 속도단은 1단 시프트 업한다. 반대로 주행 부하가 높아져, 토크 컨버터 속도비(e)가 저하하여 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(ed) 이하가 되면, 속도단은 1단 시프트 다운 된다.
소정값(eu, ed)은, 변속의 기준이 되는 토크 컨버터 속도비이고, 미리 컨트롤러(10)에 설정되어 있다. 도 5는 토크 컨버터 속도비(e)와 토크 컨버터 효율의 관계를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 토크 컨버터 효율의 특성은 대략 포물선 형상으로 되어, 토크 컨버터 속도비(e)가 0 부근 및 1 부근에서는 효율이 나쁘다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는, 소정값(eu, ed)을 예를 들어 eu ＝ 0.8, ed ＝ 0.3으로 설정한다. 시프트 업 직후의 토크 컨버터 속도비(e1)는 소정값(eu)보다 낮아지고(예를 들어 0.4), 시프트 다운 직후의 토크 컨버터 속도비(e2)는 소정값(ed)보다 높아진다(예를 들어 0.7).
또한, 속도비(e)의 소정값(eu, ed)은, 도 3의 1속도단의 특성과 2속도단의 특성의 교점(Px)의 값으로 설정되어 있다. 이로 인해, 1속 주행시에 구동력이 감소하고, 구동력이 교점(Px)에 도달하면 2속으로 시프트 업한다. 2속 주행시에 구동력이 증가하고, 구동력이 교점(Px)에 도달하면 1속으로 시프트 다운한다. 이것에 의해 1속으로부터 2속, 2속으로부터 1속으로 원활하게 이행하고, 변속 쇼크가 적다. 이때, 엔진 회전수가 낮아지면, 각 속도단의 특성이 좌측으로 시프트하고, 교점(Px)이 화살표 방향으로 어긋나지만, 속도비(e)는 엔진 회전수에 관계없이 대략 일정하다.
이상의 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 따르면, 차속이 낮아도 부하가 작으면 e ≥ eu로 되어, 시프트 업한다. 이로 인해, 시프트 업의 타이밍이 빨라져, 차속 기준 제어에 비해 연비나 소음의 점에서 우수하다. 한편, 토크 컨버터 속도비 기준 제어는, 소정의 속도단(견인력)으로 주행하고자 하는 오퍼레이터의 뜻에 반하여 시프트 업되어 버리는 경우가 있다. 예를 들어 변속비를 2속으로 세트하여 저속 주행으로 트럭에 접근하고, 버킷 내의 토사 등을 트럭에 적재하고자 해도, 부하가 작으면 3속이나 4속으로 시프트 업되어 버려, 저속 주행으로 트랙에 접근할 수 없는 경우가 있다. 이와 같은 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의한 문제를 해소하기 위해, 본 실시 형태에서는, 이하와 같이 변속 제어 장치를 구성한다.
도 2에 있어서, 컨트롤러(10)는, CPU, ROM, RAM, 그 밖의 주변 회로 등을 갖는 연산 처리 장치를 포함하여 구성되고, 각종 센서나 스위치로부터의 신호를 입력하는 입력부(10a)와, 후술하는 바와 같이 각종 판정을 행하는 판정부(10b)와, 판정부(10b)의 판정 결과에 따라서 솔레노이드 제어부(11)로 제어 신호를 출력하는 출 력부(10c)를 갖는다. 컨트롤러(10)에는, 액셀러레이터 페달(31)의 조작량(A)을 검출하는 액셀러레이터 조작량 검출기(12)와, 브레이크 페달(32)의 조작량을 검출하는 브레이크 조작량 검출기(13)와, 토크 컨버터(2)의 입력축의 회전수(Ni)를 검출하는 회전수 검출기(14)와, 토크 컨버터(2)의 출력축의 회전수(Nt)를 검출하는 회전수 검출기(15)와, 트랜스미션(3)의 출력축의 회전 속도, 즉 차속(v)을 검출하는 차속 검출기(16)와, 주행 모드를 선택하는 주행 모드 선택 스위치(7)와, 1속 내지 4속의 사이에서 최대 속도단을 지령하는 시프트 스위치(8)와, 차량의 전후진을 지령하는 전후진 절환 스위치(9)가 접속되어 있다. 조작량 검출기(12, 13)는, 예를 들어 페달 스트로크를 검출하는 스트로크 센서나 페달 조작압을 검출하는 압력 센서 등에 의해 구성할 수 있다.
주행 모드 선택 스위치(7)의, 예를 도 6에 나타낸다. 주행 모드 선택 스위치(7)는 매뉴얼 모드, L1-4 모드, H2-4 모드, H1-4 모드로 절환 가능한 다이얼식의 스위치이다. 이 스위치(7)는 운전실 내에 설치되고, 운전자에 의해 조작된다. 주행 모드 선택 스위치(7)에 의해 매뉴얼 모드가 선택된 상태에서는, 트랜스미션(3)의 속도단은 도시하지 않은 변속 레버의 조작에 의해 1속 내지 4속의 범위에서 수동으로 변속할 수 있다.
L1-4 모드와 H1-4 모드는 각각 1속 내지 4속의 범위에서 자동 변속 가능한 주행 모드이고, H2-4 모드는 2속 내지 4속의 범위에서 자동 변속 가능한 주행 모드이다. 이하에서는, L1-4 모드를 L 모드, H1-4 모드와 H2-4 모드를 H 모드라 부른다. L 모드 및 H 모드에서는, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu)에 도달하면 시 프트 업 조건이 성립한다. 이때, 후술하는 바와 같이, 차속(v)이 미리 정한 최저 차속 이상이면, 시프트 업이 허용되고, 최저 차속 미만이면, 시프트 업이 금지된다.
L 모드에 있어서 1속 → 2속, 2속 → 3속, 3속 → 4속으로 시프트 업할 때의 최저 차속을 각각 vL1, vL2, vL3으로 하고, H 모드에 있어서 1속 → 2속, 2속 → 3속, 3속 → 4속으로 시프트 업할 때의 최저 차속을 각각 vH1, vH2, vH3으로 한다. 이들 최저 차속에는, vL1 ＜ vL2 ＜ vL3 및 vH1 ＜ vH2 ＜ vH3의 관계가 있다. 또한, L 모드와 H 모드의 최저 차속을 비교하면, vL1 ＜ vH1, vL2 ＜ vH2, vL3 ＜ vH3의 관계가 있다.
컨트롤러(10)는 액셀러레이터 조작량 검출기(12)로부터의 신호에 따라서 엔진 회전수를 제어한다. 또한, 컨트롤러(10)는, 전후진 절환 스위치(9)로부터의 신호에 따라서 전후진 절환용 솔레노이드 밸브를 제어한다. 즉 전후진 절환 스위치(9)가 중립 위치로부터 전진 위치 또는 후진 위치로 조작되면, 전후진 절환용 솔레노이드 밸브를 전진 위치 또는 후진 위치로 절환한다. 이에 의해 엔진 회전 출력이 차륜(113, 123)에 전달되어, 차량의 전후진이 가능해진다. 또한 컨트롤러(10)는, 이하와 같이 트랜스미션(3)의 속도단을 제어한다.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러(10)에 있어서의 변속 제어 처리의 일례를 나타내는 흐름도이고, 컨트롤러(10)에 탑재한 프로그램에서 실행되는 처리의 일례를 나타내는 것이다. 이 프로그램은, 전후진 절환 스위치(9)가 중립으로부터 전진 위치 또는 후진 위치로 조작되고, 또한 주행 모드 선택 스위치(7)가 매뉴얼 모드 이외로 조작되면 시작한다. 스텝 S1에서는, 솔레노이드 제어부(11)에 2속 지령을 출력하고, 트랜스미션(3)의 속도단을 2속으로 제어한다.
스텝 S2에서는, 액셀러레이터 페달(31)이 미리 정한 소정값(A1) 이상 답입되어 있는지 여부를 판정한다. 이것은 액셀러레이터 페달의 복귀에 의한 감속 조작의 유무의 판정이고, 소정값(A1)은 예를 들어 액셀러레이터 페달 최대 답입량의 30 ％ 정도로 설정된다. 스텝 S2가 부정되면 스텝 S3으로 진행한다. 스텝 S3에서는, 차속(v)이 미리 정한 설정 차속(v1) 이하인지 여부를 판정한다. 설정 차속(v1)은 시프트 다운을 허가하는 차속이고, 속도단마다 설정된다. 예를 들어 4속 → 3속으로의 시프트 다운을 허가하는 차속을 v14, 3속 → 2속으로의 시프트 다운을 허가하는 차속을 v13으로 하면, v14 ＞ v13으로 설정된다.
또한, 설정 차속(v1)은, 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의해 시프트 다운 할 때의 차속(추정값)보다도 큰 값으로 설정된다. 즉, 토크 컨버터 속도비(e)가, 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의해 시프트 다운하는 기준값인 소정값(ed) 이하로 되기 전에, 시프트 다운하도록 차속(v1)이 설정된다. 단, 지나치게 빠르게 시프트 다운하면 차량의 쇼크가 커지기 때문에, 이 점도 고려하여 차속(v1)이 최적인 값으로 설정된다. 스텝 S3이 긍정되면 스텝 S4로 진행하고, 부정되면 스텝 S2로 복귀한다.
스텝 S4에서는, 현재의 속도단이 2속인지 여부를 판정한다. 현재의 속도단이 3속 또는 4속이면, 스텝 S5에 있어서, 솔레노이드 제어부(11)에 시프트 다운 신호를 출력하고, 속도단을 1단 낮춘다. 즉, 이 경우에는, 토크 컨버터 속도비 기준 이 아니라, 차속 기준에 의해 시프트 다운한다. 현재의 속도단이 2속일 때에는, 스텝 S4가 긍정되므로, 시프트 다운 신호를 출력하지 않고, 2속 상태를 유지한다. 이상의 스텝 S2 내지 스텝 S5의 처리는, 액셀러레이터 페달(31)의 답입량(A)이 소정값(A1) 이상이라고 판정될 때까지 반복된다.
이에 의해 3속으로 주행 중에 액셀러레이터 페달(31)을 복귀 조작하고, 액셀러레이터 조작량(A)이 소정값(A1)보다 작아져, 차속(v)이 설정 차속(v1) 이하가 되면, 차량은 2속으로 시프트 다운한다. 4속으로 주행 중에는 3속으로 시프트 다운한다. 이에 의해 차량에 작용하는 감속력이 커져, 차량을 빠르게 감속할 수 있다.
즉, 예를 들어 액셀러레이터 페달로부터 발을 이격한 감속 조작시에는, 관성력에 의해 타이어(113, 123), 토크 컨버터(2), 엔진(1)이 회전됨으로써, 차량의 운동 에너지가 소비되어, 차량이 감속한다. 이 경우, 차속(v)이 설정 차속(v1) 이하가 되면 시프트 다운하므로, 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의해 자동적으로 시프트 다운하는 경우에 비해, 시프트 다운시의 차속이 빠르다. 그 결과, 토크 컨버터(2) 내에서 소비되는 운동 에너지가 커져, 차량을 재빠르게 감속할 수 있다.
이에 반해, 액셀러레이터 페달로부터 발을 이격한 감속 조작시에 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의해 시프트 다운하도록 구성한 경우에는, 시프트 다운의 타이밍이 느려져, 토크 컨버터 내에서 소비되는 에너지가 적어져, 큰 감속력을 얻을 수 없다. 그로 인해, 감속시의 주행거리가 연장되어 버려, 차량을 빠르게 감속하기 위해서는 별도 브레이크 페달(32)의 조작이 필요하게 되어, 운전 조작이 번잡하고, 브레이크의 수명이 저하된다는 문제가 발생한다.
이 점, 일 실시 형태에 의한 변속 제어 장치에 따르면, 매뉴얼 모드 이외의 자동 변속 모드가 선택되고, 또한 전후진 절환 조작이 행해져 주행을 개시할 때, 속도단을 2속으로 하는 동시에(스텝 S1), 1속으로는 시프트 다운하지 않도록 했으므로(스텝 S4, 스텝 S5), 2속 → 1속으로의 시프트 다운에 의한 쇼크를 방지할 수 있다. 또한, 시프트 다운 후에 액셀러레이터 페달(31)을 답입하여 재가속하는 경우, 2속 시작이므로 1속 → 2속으로의 시프트 업이 없기 때문에, 시프트 업에 의한 쇼크를 저감할 수 있어, 매끄러운 가속성을 얻을 수 있다. 또한, 시프트 다운에 의한 속도단을 2속으로 제한했으나, 1속까지 시프트 다운 가능하게 구성해도 좋고, 시프트 다운에 의한 속도단의 제한값을 변경 가능하게 해도 좋다.
스텝 S2에서, 액셀러레이터 답입량(A)이 소정값(A1) 이상이라고 판정되면 스텝 S6으로 진행한다. 스텝 S6에서는, 주행 모드 선택 스위치(7)로부터의 신호에 의해, 어느 주행 모드가 선택되어 있는지를 판정한다. L1-4 모드와 H1-4 모드 중 어느 하나가 선택이라고 판정되면, 즉 최저 속도단이 1속인 주행 모드가 선택이라고 판정되면 스텝 S7로 진행한다.
스텝 S7에서는, 회전수 검출기(14, 15)로부터의 신호에 의해 토크 컨버터(2)의 입력축의 회전수(Ni)와 출력축의 회전수(Nt)의 비, 즉 토크 컨버터 속도비(e)(＝ Nt/Ni)를 연산한다. 스텝 S8에서는, 토크 컨버터 속도비(e)의 값을 판정한다.
토크 컨버터 속도비(e)가, 시프트 다운 판정 임계값인 소정값(ed)보다 크고, 또한 시프트 업 판정 임계값인 소정값(eu)보다 작다고 판정되면(ed ＜ e ＜ eu), 스텝 S2로 복귀한다. 이 경우에는 시프트 업 조건도 시프트 다운 조건도 성립하지 않기 때문에, 솔레노이드 제어부(11)에 변속을 위한 제어 신호는 출력되지 않고, 현재의 속도단을 유지한다.
스텝 S8에서, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상으로 판정되면(e ≥ eu), 즉 토크 컨버터 속도비 변속 제어에 있어서의 시프트 업 조건이 성립이라고 판정되면 스텝 S11로 진행한다. 스텝 S11에서는, 현재의 속도단이 시프트 스위치(8)에 의해 설정된 최대 속도단인지 여부를 판정한다. 스텝 S11이 긍정되면 스텝 S2로 복귀한다. 이 경우에는, 트랜스미션(3)의 시프트 업은 행해지지 않고, 현재의 속도단이 유지된다. 스텝 S11이 부정되면 스텝 S12로 진행한다.
스텝 S12에서는, 클러치 커트 기구가 작동하고 있는지 여부를 판정한다. 클러치 커트 기구라 함은, 브레이크 페달을 소정량 이상 답입했을 때에, 브레이크 페달(32)과 연동하여 전진측ㆍ후진측 클러치의 클러치압을 0으로 하여 전진측ㆍ후진측 클러치를 오프(해방)하는 기구이다. 본 실시 형태의 변속 제어 장치는, 이 클러치 커트 기구를 구비하고, 브레이크 조작량 검출기(13)로부터의 신호가 브레이크 페달(32)의 소정량 이상의 답입을 나타냈을 때, 컨트롤러(10)의 CPU는, 클러치 커트 기구의 작동을 검출한다. 클러치 커트 기구는, 브레이크 페달(32)의 답입을 중지하면 비작동으로 되어, 클러치가 온(접속)된다.
스텝 S12가 긍정되면 스텝 S2로 복귀한다. 이 경우에는, 시프트 업 조건이 성립해도 시프트 업을 행하지 않고, 현재의 속도단을 유지한다. 즉 브레이크 페달(32)의 답입에 의해 클러치 커트 기구가 작동하면, 토크 컨버터(2)의 주행 부하 가 감소하여 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상으로 되나, 트랜스미션(3)은 시프트 업하지 않고, 현재의 속도단을 유지한다. 이에 의해 브레이크 페달(32)의 답입을 중지하여 클러치 커트 기구가 비작동으로 되어, 클러치가 접속한 경우에, 충분한 주행 구동력을 얻을 수 있어, 원활하게 차량 주행을 개시할 수 있다.
이에 반해, 클러치 커트 기구가 작동하고 있는 경우에 시프트 업을 허가하면, 원활한 주행이 곤란하게 된다. 즉, 예를 들어 등판 주행시에 일단 정지하여 클러치 커트 기구가 작동하고, 시프트 업한 후에 재발진에 의해 클러치 커트 기구가 비작동이 되면, 속도단이 높기 때문에 주행 구동력이 부족하고, 등판 주행할 수 없는 경우가 있다. 이 경우에는, 차량이 언덕길을 흘러내리면서 시프트 다운함으로써, 주행 구동력이 증가하여 등판 주행이 가능해지기 때문에, 차량의 주행 동작이 불안정하다.
스텝 S12가 부정되면 스텝 S13으로 진행한다. 스텝 S13에서는, 액셀러레이터 페달(31)이 소정값(A2) 이상 답입 조작되고, 이 상태가 소정 시간(t1)(예를 들어 1 내지 2초 정도) 계속되고 있는지 여부를 판정한다. 소정값(A2)은, 예를 들어 전술한 소정값(A1)(스텝 S2)과 동등한 값(전체 조작량의 30 ％ 정도)으로 설정된다. 소정값(A1)보다 큰 값으로 설정해도 좋다.
스텝 S13이 부정되면 스텝 S2로 복귀한다. 이 경우에는, 스텝 S8이나 스텝 S32에 있어서 시프트 업 조건이 성립해도 시프트 업은 행해지지 않고, 현재의 속도단이 유지된다. 이에 의해 액셀러레이터 답입량(A)이 소정값(A2)보다 작은 상태, 즉 주행 부하가 작아, e ＞ eu의 시프트 업 조건이 성립한 상태에서 차량이 주행하 고 있는 경우에, 액셀러레이터 페달(31)을 소정값(A2) 이상으로 답입하면, 바로 주행 부하가 상승하고, e ＜ eu가 된다. 이로 인해 소정 시간(t1)이 경과하기 전에 시프트 업 조건이 성립하지 않게 되어, 트랜스미션(3)의 시프트 업이 저지된다. 그 결과, 낮은 속도단에서 차량은 가속하기 때문에, 충분한 주행 가속성을 얻을 수 있다.
스텝 S13이 긍정되면 스텝 S14로 진행한다. 스텝 S14에서는, 차속 검출기(16)에 의해 검출된 차속(v)이 미리 정한 최저 차속 이상인지 여부를 판정한다. 여기서, 상술한 바와 같이 최저 차속은 주행 모드마다 및 속도단마다 정해져 있고, 이 주행 모드와 속도단에 대응한 최저 차속을 차속(v)과 비교한다. 예를 들어 모드 선택 스위치(7)에서 L1-4 모드가 선택되고, 현재의 속도단이 2속일 때에는, vL2와 차속(v)을 비교하고, 모드 선택 스위치(7)에서 H1-4 모드가 선택되고, 현재의 속도단이 2속일 때에는, vH2와 차속(v)을 비교한다. L1-4 모드에서 차속이vL2 이상 또는 H1-4 모드에서 차속이 vH2 이상인 경우, 스텝 S14가 긍정되어 스텝 S15로 진행한다. 스텝 S14가 부정되면 스텝 S2로 복귀한다.
스텝 S15에서는, 솔레노이드 제어부(11)에 시프트 업 신호를 출력한다. 이에 의해 트랜스미션(3)이 1속 → 2속, 또는 2속 → 3속, 또는 3속 → 4속으로 1단 시프트 업한다. 이와 같이 토크 컨버터 속도비(e)가 큰 경우(부하가 작은 경우)라도, 차속(v)이 최저 차속 이상이 되지 않으면 시프트 업하지 않도록 함으로써, 낮은 속도단으로 유지한 차량의 저속 운전이 가능해진다. 그 결과, 예를 들어 차량을 2속으로 세트하여 버킷 내의 토사 등을 트럭에 적재하는 경우, 부하가 작아져도 차량을 2속으로 유지한 상태에서 저속 주행으로 트럭에 접근할 수 있어, 작업성이 향상된다.
스텝 S14에서 설명한 바와 같이, L 모드와 H 모드에서는, 시프트 업을 허가하는 최저 차속이 다르다. L 모드의 1 내지 3속시의 최저 차속을 각각 vL1 내지 vL3, H 모드의 1 내지 3속시의 최저 차속을 vH1 내지 vH3으로 하면, vL1 ＜ vH1, vL2 ＜ vH2, vL3 ＜ vH3이다. 동일한 속도단에서 비교하면, L 모드의 쪽이 보다 저속으로 시프트 업이 가능하다. 이로 인해, L 모드 선택시에는, 연료 소비량이 적게 끝나고, 연비가 향상되는 동시에, 엔진 소음도 내려가고, 작업 환경을 향상시킬 수 있다. 또한, H 모드 선택시에는, 차속(v)이 보다 고속이 될 때까지 시프트 업하지 않으므로, 브레이크 페달(32)을 조작하지 않고, 저속 상태에서의 작업(예를 들어 트럭으로의 적재 작업)을 용이하게 행할 수 있다.
스텝 S8에서, 토크 컨버터 속도비(e)가, 시프트 다운 판정 임계값인 소정값(ed) 이하라고 판정되면(e ≤ ed), 즉 시프트 다운 조건이 성립이라고 판정되면 스텝 S21로 진행한다. 스텝 S21에서는, 현재의 속도단이 2속보다 큰지 여부를 판정한다. 현재의 속도단이 3속 또는 4속인 경우, 스텝 S21이 긍정되어 스텝 S22로 진행한다. 스텝 S21이 부정되면 스텝 S23으로 진행한다. 스텝 S22에서는, 솔레노이드 제어부(11)에 시프트 다운 신호를 출력한다. 이에 의해 트랜스미션(3)이 4속 → 3속, 또는 3속 → 2속으로 1단 시프트 다운한다.
스텝 S23에서는, 브레이크 조작량 검출기(13)로부터의 신호에 의해 브레이크 페달(32)이 답입되었는지 여부, 즉 브레이크 장치가 작동하고 있는지 여부를 판정 한다. 또한, 브레이크 페달(32)이 답입 조작 이외의 물리량에 의해 브레이크 장치의 작동을 검출해도 좋다. 스텝 S23이 긍정되면 스텝 S2로 복귀한다. 이 경우에는 시프트 다운 조건이 성립해도 1속으로의 시프트 다운을 행하지 않고, 2속 상태를 유지한다. 즉 2속 주행시에 브레이크 페달(32)을 답입하면, 주행 부하가 상승하여 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(ed) 이하가 되나, 트랜스미션(3)은 시프트 다운하지 않고, 2속 주행을 유지한다.
이에 의해, 예를 들어 트럭으로의 적재 작업을 행하기 위해 2속으로 트럭에 접근하고, 트럭의 전방에서 브레이크 페달(32)을 조작하여 차량을 정차하는 경우, 1속으로 시프트 다운되지 않으므로, 2속 주행의 구동력에 저항하여 브레이크력을 부여하면 좋다. 그로 인해, 1속 주행의 차량을 제동하는 경우에 비해, 필요한 브레이크력은 작고, 브레이크의 수명을 연장시킬 수 있는 동시에, 확실하게 차량을 제동할 수 있다.
스텝 S23이 부정되면 스텝 S24로 진행한다. 스텝 S24에서는, 액셀러레이터 답입량(A)이 소정값(A3) 이상인지 여부를 판정한다. 소정값(A3)은, 예를 들어 전술한 소정값(A1)(스텝 S2)과 동등한 값(예를 들어 전체 조작량의 30 ％ 정도)으로 설정된다. 소정값(A1)보다 큰 값으로 설정해도 좋다. 스텝 S24가 부정되면 스텝 S2로 복귀한다. 이와 같이, 시프트 다운 조건이 성립해도 액셀러레이터 답입량이 소정값 미만인 경우에는 1속으로의 시프트 다운을 행하지 않고, 2속 상태를 유지한다. 즉 액셀러레이터 답입량(A)이 소정값(A3)보다 작을 때에는, 운전자는 큰 구동력을 요구하고 있지 않다고 생각되므로, 2속 → 1속으로의 시프트 다운을 금지한 다. 이에 의해 2속 → 1속 및 1속 → 2속으로의 변속의 횟수가 적어지고, 변속 쇼크를 저감할 수 있는 동시에, 클러치의 수명도 연장시킬 수 있다.
스텝 S24가 긍정되면 스텝 S25로 진행한다. 스텝 S25에서는, 액셀러레이터 페달(31)이 소정값(A3) 이상 답입 조작되고, 이 상태가 소정 시간(t2)(예를 들어 1초 정도) 계속되고 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S25가 부정되면 스텝 S2로 복귀한다. 이 경우에는, 시프트 다운 조건이 성립해도 1속으로의 시프트 다운을 행하지 않고, 2속 상태를 유지한다.
차량 발진시에 액셀러레이터 답입량이 소정값(A3) 이상이 되면, 주행 부하가 급상승하여 토크 컨버터 속도비(e)가 시프트 다운 판정 임계값인 소정값(ed) 이하가 되나, 그 후, 소정 시간(t2)이 경과하기 전에 부하가 감소하여, e ＞ ed가 되면 1속으로 시프트 다운하지 않는다. 이로 인해 발진시에 1속으로 시프트 다운하기 어려워진다. 이에 반해, 액셀러레이터 답입량이 소정값(A3) 이상이 되면 바로 1속으로의 시프트 다운을 허가하도록 구성한 경우, 2속 → 1속 및 1속 → 2속의 변속의 빈도가 증대되어, 변속 쇼크가 문제로 될 뿐만 아니라, 클러치 수명에도 악영향을 미친다. 또한, 변속시의 쇼크가 크기 때문에, 운전자의 승차감도 악화된다.
스텝 S25가 긍정되면 스텝 S26으로 진행한다. 스텝 S26에서는, 솔레노이드 제어부(11)에 시프트 다운 신호를 출력한다. 이에 의해 트랜스미션(3)이 2속 → 1속으로 1단 시프트 다운한다. 이와 같이, 토크 컨버터 속도비(e)가 작은 경우(부하가 큰 경우)라도, 액셀러레이터 답입량이 소정값(A3) 이상인 상태가 소정 시간(t2) 이상 계속되면 1속으로의 시프트 다운을 금지하도록 했으므로, 큰 주행 구 동력이 필요하게 되는 경우 이외에는 1속으로 시프트 다운하는 일이 없어, 1속으로의 시프트 다운의 횟수를 필요 최소한으로 억제할 수 있다. 그 결과, 변속 쇼크가 적어져, 클러치 수명이 길어지는 동시에, 1속 주행의 빈도가 적기 때문에 연비도 향상된다.
한편, 스텝 S6에서, H2-4 모드가 선택이라고 판정되면, 즉 최저 속도단이 2속인 주행 모드가 선택되면 스텝 S31로 진행한다. 스텝 S31에서는, 회전수 검출기(14, 15)로부터의 신호에 의해 토크 컨버터 속도비(e)를 연산한다. 스텝 S32에서는, 토크 컨버터 속도비(e)의 값을 판정한다.
스텝 S32에서, 토크 컨버터 속도비(e)가, 시프트 다운 임계값인 소정값(ed)보다 크고, 또한 시프트 업 판정 임계값인 소정값(eu)보다 작다고 판정되면(ed ＜ e ＜ eU), 스텝 S2로 복귀한다. 이 경우는 시프트 업 조건도 시프트 다운 조건도 성립하지 않기 때문에, 솔레노이드 제어부(11)에 변속을 위한 제어 신호는 출력되지 않고, 현재의 속도단을 유지한다.
스텝 S32에서, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상이라고 판정되면(e ≥ eu), 즉 시프트 업 조건이 성립이라고 판정되면 스텝 S11로 진행하고, 이후, 스텝 S11 내지 스텝 S15에 있어서, 상술한 것과 같은 처리를 실행한다. 즉 본 실시 형태에서는, 주행 모드에 관계없이 시프트 업의 처리가 행해진다.
스텝 S32에서, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(ed) 이하라고 판정되면(e ≤ ed), 즉 시프트 다운 조건이 성립이라고 판정되면 스텝 S33으로 진행한다. 스텝 S33에서는, 현재의 속도단이 2속보다 큰지 여부를 판정한다. 현재의 속도단이 3속 또는 4속이고, 스텝 S33이 긍정되면 스텝 S34로 진행한다. 스텝 S33이 부정되면, 스텝 S34를 패스하여 스텝 S2로 복귀한다. 스텝 S34에서는, 솔레노이드 제어부(11)에 시프트 다운 신호를 출력한다. 이에 의해 트랜스미션(3)이 4속 → 3속, 또는 3속 → 2속으로 1단 시프트 다운한다. H2-4 모드가 선택되어 있으므로, 최저 속도단은 2속으로 제한되고, 2속 → 1속으로는 시프트 다운하지 않는다.
다음에, 본 실시 형태에 관한 변속 제어 장치의 주요한 동작을 설명한다.
엔진 키 스위치의 온 후, 전후진 절환 스위치(9)를 전진 위치로 조작하고, 액셀러레이터 페달(31)을 답입하면, 엔진 회전수가 상승하는 동시에, 엔진 출력축의 회전이 토크 컨버터(2)를 통해 트랜스미션(3)에 전달되어, 차량이 주행을 개시한다. 발진시에는 2속이므로(스텝 S1), 발진시의 차량의 쇼크가 적어, 원활하게 차량 주행을 개시할 수 있다. 또한, 2속 발진에 의해 엔진 회전수의 상승이 억제되어, 연비를 향상시킬 수 있는 동시에, 소음을 저감할 수 있다.
액셀러레이터 답입량이 소정값(A1) 이상에서 주행 중에, 주행 부하가 작아져, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상이 되면, 시프트 업 조건이 성립한다. 이때, 시프트 스위치(8)에 의해 최고 속도단으로서 3속 이상이 선택되고, 또한 클러치 커트 기구가 비작동이고, 또한 액셀러레이터 답입량이 소정값(A2) 이상인 상태가 소정 시간(t1) 계속되고, 또한 차속(v)이 최저 차속(vL2 또는 vH2)보다 커지면, 트랜스미션(3)은 2속 → 3속으로 시프트 업한다(스텝 S11 내지 스텝 S15).
도 8은 제1 실시 형태에 관한 변속 제어 장치에 의한 동작 특성의 일례를 나타내는 도면이다. H 모드의 최저 차속(vH2)과 L 모드의 최저 차속(vL2)의 관계는 vH2 ＞ vL2이고, 모드 선택 스위치(7)로 H 모드(H1-4 모드 또는 H2-4 모드)를 선택하면, 액셀러레이터 답입의 비율이 AH2(예를 들어 75 ％)가 될 때까지, 2속 상태를 유지할 수 있다. 이에 의해 예를 들어 트럭으로의 적재 작업을 행할 때에, 시프트 업에 의해 차속이 상승하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 브레이크 페달(32)의 번잡한 조작이 불필요하게 되어, 이러한 종류의 작업을 용이하게 행할 수 있다. H 모드시에는, 예를 들어 액셀러레이터 페달(31)을, 그 답입 비율이 AH2 이상이 되도록 답입하면, 차속(v)이 최저 차속(vH2) 이상으로 되어, 2속 → 3속으로 시프트 업한다.
한편, 주행 주체의 작업에서는 L 모드를 선택하는 것이 바람직하다. 모드 선택 스위치(7)에서 L 모드(L1-4 모드)를 선택한 상태에서는, 액셀러레이터 답입의 비율이 AL2(예를 들어 50 ％)가 되면, 차속(v)이 최저 차속(vL2) 이상으로 되어, 2속 → 3속으로 시프트 업한다. 이에 의해 L 모드시에는 H 모드시보다도 적은 액셀러레이터 답입으로 시프트 업하여, 연비가 향상되는 동시에, 소음을 저감할 수 있다. 또한, 최저 차속은 vL2 ＜ vH2로 되므로, L 모드시에는 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상이 되면, 바로 시프트 업이 허가되고, H 모드시에 비해 토크 컨버터 효율이 비교적 높은 범위에서 차량 주행할 수 있다. 또한, 시프트 스위치(8)에 의해 최고 속도단을 2속으로 설정하면, L 모드시에 있어서도 2속 상태 그대로 작업을 행할 수 있다.
3속 또는 4속으로 주행 중에 액셀러레이터 페달(31)을 복귀시켜 조작하면, 엔진 회전수가 감소하고, 차량이 감속한다. 이때, 액셀러레이터 답입량이 소정 값(A1)보다 작고, 또한 차속(v)이 설정 차속(v1) 이하이면, 4속 → 3속, 또한 3속 → 2속으로 시프트 다운하는 것이 가능하다. 이로 인해 차량의 감속 에너지가 커져, 차량을 빠르게 감속할 수 있다. 또한, 차량의 감속 후에 재가속하는 경우, 3속이나 4속이 아닌 2속으로 주행 개시할 수 있어, 원활한 가속성을 얻을 수 있다. 또한 액셀러레이터 답입량이 소정값(A)보다 작은 경우, 최저 속도단을 2속으로 제한하므로, 쇼크가 작고, 승차감도 좋다.
차량 정차 후, 전후진 절환 스위치(9)를 일단 중립 위치로 조작한 후, 차량주행하기 위해 다시 전후진 절환 스위치(9)를 전진 위치로 조작한 경우도, 트랜스미션은 2속으로 세트된다(스텝 S1). 이에 의해 차량은 2속 발진하기 때문에, 발진시의 쇼크가 작다. 이 경우, 전후진 절환 스위치(9)가 전진 위치 또는 후진 위치로 조작되면, 차량이 발진 가능한 상태가 되기 때문에, 전후진 절환 스위치(9)를 중립 위치로 조작했을 때의 속도단에 관계없이, 항상 트랜스미션(3)은 2속으로 세트된다.
또한, 전후진 절환 스위치(9)가 전진 위치 또는 후진 위치로 조작되었을 뿐만 아니라, 엔진 키 스위치의 온에 의해, 차량이 발진 가능한 상태인지 여부를 판정해도 좋다. 차속(v)이 소정값 이하로 되었을 때(예를 들어 정차했을 때)에, 발진 가능한 상태에 있다고 판정하고, 트랜스미션(3)을 2속으로 제어하도록 해도 좋다.
예를 들어 산적된 토사에 버킷을 돌입하여, 버킷 내 토사를 취입하는 작업을 행하는 경우에는, 모드 선택 스위치(7)에 의해 1속까지 시프트 다운 가능한 모 드(L1-4 모드 또는 H1-4 모드)를 선택한다. 이 상태에서, 2속 주행으로 차량을 토사에 돌진시키면, 주행 부하가 상승하여 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(ed) 이하로 되어, 시프트 다운 조건이 성립한다. 이때, 브레이크 페달(32)이 비조작이고, 또한 액셀러레이터 답입량이 소정값(A3) 이상인 상태가 소정 시간(t2) 계속되면, 1속으로 시프트 다운한다(스텝 S23 내지 스텝 S26).
이에 의해 차량의 구동력이 증가하고, 운전자가 시프트 다운의 조작을 하지 않고, 굴삭 등의 중부하의 작업을 용이하게 행할 수 있다. 등판 주행에 의해 주행 부하가 증대한 경우에도, 트랜스미션(3)이 1속까지 시프트 다운함으로써 원활한 주행이 가능하다. 2속으로부터 1속으로는, 토크 컨버터 속도비(e)에 따라서 시프트 다운하므로, 최적인 타이밍에서의 시프트 다운이 가능하다. 이로 인해, 운전자가 수동으로 시프트 다운하는 경우에 비해, 토크 컨버터 효율이 높은 영역에서 차량을 주행할 수 있어, 연료 소비를 억제할 수 있다.
주행시에 큰 구동력이 필요하지 않는 경우에는, 예를 들어 모드 선택 스위치(7)에 의해 H2-4 모드를 선택한다. 이 상태에서는, 시프트 다운 조건이 성립해도 2속까지밖에 시프트 다운하지 않고, 2속 → 1속으로의 시프트 다운이 저지된다(스텝 S33, 스텝 S34). 이로 인해 시프트 체인지의 횟수가 적어져, 변속 쇼크를 저감할 수 있는 동시에, 1속/2속의 클러치 수명을 연장시킬 수 있다.
제1 실시 형태에 따르면 이하와 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다.
(1) 액셀러레이터 페달이 소정값(A1) 이상 답입된 경우에 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의해 변속하도록 했다. 이때, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정 값(eu) 이상의 시프트 업 조건이 성립해도, 차속(v)이 최저 차속 이상으로 되지 않으면 시프트 업하지 않도록 했다(스텝 S14, 스텝 S15). 이에 의해 시프트 업의 타이밍을 느리게 할 수 있어, 브레이크 페달(32)을 조작하지 않아도 저속 주행으로 작업을 행할 수 있다.
(2) 모드 선택 스위치(7)에 의해 L 모드와 H 모드를 선택 가능하게 하고, L 모드의 최저 차속을 동일한 속도단에 있어서의 H 모드의 최저 차속보다도 낮게 설정했다. 이에 의해 L 모드를 선택하면, 액셀러레이터 페달(31)을 그다지 답입하지 않아도 시프트 업하므로, 연비의 향상 및 엔진 소음의 저감을 도모할 수 있다. 또한, H 모드를 선택하면, L 모드를 선택했을 때보다도 낮은 속도단에서의 주행을 유지할 수 있으므로, 트럭으로의 짐의 적재 작업 등을 용이하게 행할 수 있다.
(3) 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 있어서, 트랜스미션(3)의 최고 속도단을 시프트 스위치(8)에 의해 제한하므로(스텝 S11), L 모드에서도 낮은 속도단에서의 작업이 가능해져, 다양한 작업 형태에 적응할 수 있다.
(4) 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 있어서, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상이라도, 브레이크 페달을 소정값 이상 답입하여 클러치 커트 기구가 작동하고 있을 때에는 시프트 업을 금지하도록 했으므로(스텝 S12), 낮은 속도단에서 클러치가 재접속하게 되어, 원활하게 차량 주행을 개시할 수 있다. 또한, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상이라도, 액셀러레이터 답입량이 소정값(A2) 이상으로 된 후 소정 시간(t1)이 경과할 때까지는 시프트 업을 금지하므로(스텝 S13), 낮은 속도단에서 가속할 수 있어, 가속성이 좋다.
(5) 선택 스위치(7)에 의해, 최저 속도단이 1속인 모드(L1-4 모드, H1-4 모드)와 2속인 모드(H2-4 모드)를 선택 가능하게 했으므로, 작업 내용에 따른 최적의 모드로 설정할 수 있다. 즉 중부하 작업시에는, 최저 속도단이 1속인 모드를 선택함으로써 큰 주행 구동력을 얻을 수 있고, 또한 경 부하 작업시에는, 최저 속도단이 2속인 모드를 선택함으로써 변속 쇼크가 적은 주행이 가능하다.
(6) 2속 주행하고 있을 때에 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(ed) 이하의 시프트 다운 조건이 성립해도, 브레이크 페달(32)이 답입되면 2속 → 1속으로의 시프트 다운을 금지하도록 했으므로(스텝 S23), 차량 제동시에 큰 브레이크력은 필요하지 않고, 브레이크 장치에 의해 차량을 용이하게 정차할 수 있다. 또한, 1속 주행의 차량을 브레이크로 제동하는 경우가 적어져, 브레이크 수명을 연장시킬 수 있다.
(7) 2속 주행하고 있을 때에 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(ed) 이하가 되어도, 액셀러레이터 답입량이 소정값(A3) 이상이 아니면, 즉 큰 구동력이 필요하다고 생각되는 액셀러레이터 조작이 되는 이외에는, 2속 → 1속으로의 시프트 다운을 금지하도록 했다(스텝 S24). 이에 의해, 2속 → 1속으로 시프트 다운의 횟수가 감소하여, 변속 쇼크를 저감할 수 있다.
(8) 2속 주행하고 있을 때에 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(ed) 이하가 되어도, 액셀러레이터 답입량이 소정값(A3) 이상인 상태가 소정 시간(t2) 계속될 때까지는, 2속 → 1속으로의 시프트 다운을 금지하도록 했다(스텝 S25). 이에 의해 2속 발진시에, 액셀러레이터 페달(31)의 답입에 의해 주행 부하가 급상승해도, 소 정 시간(t2) 경과 전에 e ＞ ed가 되기 때문에, 1속으로 시프트 다운하는 일이 없어, 변속 쇼크를 저감할 수 있다.
(9) 2속 주행하고 있을 때에 소정의 조건이 성립하면 자동적으로 1속으로 시프트 다운하므로, 시프트 다운 스위치에 의해 수동으로 시프트 다운을 지령할 필요가 없어, 번잡한 조작이 불필요하다.
(10) 전후진 절환 스위치(9)가 전진 위치 또는 후진 위치로 조작되면 트랜스미션(3)을 2속으로 세트하고, 차량을 2속으로 발진하도록 했으므로(스텝 S1), 발진시의 쇼크가 작아, 원활하게 차량 주행을 개시할 수 있다.
(11) 트랜스미션(3)을 2속으로 세트한 후, 액셀러레이터 페달(31)이 소정값(A1) 이상 조작되면, 토크 컨버터 속도비(e)에 따라서 자동 변속하는 토크 컨버터 속도비 기준 제어로 했으므로, 2속 발진 후는 최적인 속도단으로 변속하여 주행할 수 있다.
(12) 2속 발진 후, 액셀러레이터 답입량이 소정값(A1) 이상일 때에, 시프트 업과 시프트 다운을 허가하고, 소정값(A1) 미만인 경우에는 시프트 다운만 허가하도록 했다. 이에 의해 액셀러레이터 페달(31)의 복귀 조작이 의해 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상이 되어도, 시프트 업하는 일이 없어, 차량을 조기에 감속할 수 있다.
(13) 액셀러레이터 답입량이 소정값(A1) 이하이고, 또한 차속(v)이 소정값(v1) 이하일 때에 시프트 다운하도록 했다(스텝 S2 내지 스텝 S5). 즉 액셀러레이터 답입량이 소정값(A1) 미만인 조건에서는, 토크 컨버터 속도비 기준이 아니라, 차속 기준에 의해 시프트 다운하도록 했다. 이에 의해 시프트 다운의 타이밍을 빠르게 할 수 있으므로, 차량의 감속력이 커져, 브레이크 페달(32)을 답입하지 않아도 차량을 빠르게 감속할 수 있다.
(14) 액셀러레이터 답입량이 소정값(A1) 미만인 조건에서는, 2속까지밖에 시프트 다운하지 않으므로(스텝 S5), 변속 쇼크를 저감할 수 있다. 또한, 2속 → 1속으로의 시프트 다운을 금지하므로, 1속 → 2속으로의 시프트 업도 없고 시프트 체인지의 횟수가 적어져, 클러치 수명을 연장시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명에 의한 변속 제어 장치의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는 제1 실시 형태와의 차이점을 주로 설명한다.
제1 실시 형태에서는, 토크 컨버터 속도비 기준에 있어서의 시프트 업일 때의 최저 차속이 다른 L 모드와 H 모드를 선택 가능하게 했으나, 제2 실시 형태에서는, 토크 컨버터 속도비 기준과 차속 기준의 어느 한쪽을 선택 가능하게 한다. 즉 제2 실시 형태에서는, L/H 모드를 선택하는 모드 선택 스위치(7) 대신에, 토크 컨버터 속도비 기준에 의한 자동 변속과 차속 기준에 의한 자동 변속의 어느 한쪽을 선택하는 주행 모드 선택 스위치(7)가 설치되어 있다.
제2 실시 형태에 관한 주행 모드 선택 스위치(7)의 일례를 도 9에 나타낸다. 이 주행 모드 선택 스위치(7)는 매뉴얼 모드, 토크 컨버터 속도비 기준 모드, 속도 기준 모드로 절환 가능한 다이얼식의 스위치이다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 토 크 컨버터 속도비 기준 모드와 속도비 기준 모드의 어느 하나가 선택된 경우도, 1속 내지 4속의 범위에서 변속 가능하다.
도 10은 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러(10)에 있어서의 변속 제어 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 7과 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 차이점을 주로 설명한다. 제2 실시 형태에서도, 발진시에는 2속이다(스텝 S1).
스텝 S41에서는, 주행 모드 선택 스위치(70)로부터의 신호에 의해 주행 모드를 판정한다. 토크 컨버터 속도비 기준 모드가 선택이라고 판정되면 스텝 S2로 진행하고, 상술한 것과 마찬가지로, 액셀러레이터 답입량이 소정값(A1) 이상인지 여부를 판정한다. 스텝 S2가 긍정되면 스텝 S7로 진행하고, 토크 컨버터 속도비를 산출한다. 이후의 처리는 도 7과 마찬가지이다. 이 경우, 스텝 S14의 최저 차속은, 예를 들어 제1 실시 형태에 있어서의 L 모드시의 최저 차속(vL1 내지 vL3)과 동등하게 설정된다. 또한, 변속 범위를 절환하는 절환 스위치를 별도로 설치하고, 절환 스위치의 온에 의해 1속 내지 4속의 범위에서, 절환 스위치의 오프에 의해 2속 내지 4속의 범위에서 변속 가능하게 구성할 수도 있다. 이에 의해 도 7의 스텝 S6 및 스텝 S31 내지 스텝 S34의 처리를, 도 10에 추가할 수 있다.
한편, 스텝 S41에서, 차속 기준 모드가 선택이라고 판정되면, 스텝 S42로 진행하고, 도 11에 나타낸 바와 같은 미리 정해진 특성에 따라서, 차속(v)에 따라서 트랜스미션(3)을 변속 제어한다. 도 11에서는, 차속(v)이 0으로부터 vS1 → vS2 → vS3으로 상승하면, 1속 → 2속, 2속 → 3속, 3속 → 4속으로 순차 시프트 업하 고, 차속(v)이 vS6 → vS5 → vS4로 저하하면, 4속 → 3속, 3속 → 2속, 2속 → 1속으로 순차 시프트 다운한다.
도 12는 제2 실시 형태에 관한 변속 제어 장치에 의한 동작 특성의 일례를 나타내는 도면이다. 예를 들어 토크 컨버터 속도비 기준 모드에서는, 액셀러레이터 비율이 AL2(예를 들어 최대 답입량의 50 ％)일 때에 차속이 최저 차속(vL2)으로 되어, 2속 → 3속으로 시프트 업한다. 이에 반해, 차속 기준 모드에서는, 액셀러레이터 답입 비율이 AS2(예를 들어 최대 답입량의 75 ％)일 때에 차속이 소정값(vS2)으로 되어, 2속 → 3속으로 시프트 업한다.
이로 인해, 토크 컨버터 속도비 기준 모드를 선택하면, 차속 기준 모드에 비해, 보다 적은 액셀러레이터 답입량으로 시프트 업하여, 연비의 향상을 도모할 수 있다. 한편, 차속 기준 모드를 선택하면, 액셀러레이터 답입량이 보다 크게 답입될 때까지 낮은 속도단(2속)으로 주행 가능하기 때문에, 브레이크 페달(32)의 조작에 의한 차량 감속의 필요성은 작아, 트럭으로의 짐의 적재 작업 등을 용이하게 행할 수 있다.
이와 같이 제2 실시 형태에서는, 모드 선택 스위치(7)에 의해 토크 컨버터 속도비 기준 모드와 차속 기준 모드를 선택 가능하게 했다. 이에 의해, 토크 컨버터 속도비 기준 모드를 선택하면, 액셀러레이터 페달(31)을 그다지 답입하지 않아도 시프트 업하므로, 연비의 향상 및 엔진 소음의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 차속 기준 모드를 선택하면, 토크 컨버터 속도비 기준 모드를 선택했을 때보다도 낮은 속도단에서의 주행을 유지할 수 있으므로, 트럭으로의 짐의 적재 작업 등을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 모드 선택 스위치(7)에 의해 L 모드와 H 모드를 선택 가능하게 했으나, 이것보다 많은 주행 모드를 선택 가능하게 구성하고, 각 모드마다 시프트 업일 때의 최저 차속을 설정하도록 해도 좋다. 또한, 모드 선택 스위치(7)의 조작에 따르지 않고, 예를 들어 수치 입력에 의해 최저 차속을 변경 가능하게 해도 좋다. 주행 모드를 선택 가능하게 하지 않아도 좋고, 이 경우에는 시프트 업시의 최저 차속을 단일의 값으로서 설정하면 좋다. 토크 컨버터 속도비 기준에 있어서의 소정값(eu, ed)을 일정하게 했으나, 예를 들어 소정값(eu, ed)을 속도단마다 설정해도 좋고, 소정값을 변경 가능하게 해도 좋다. 또한, 제2 실시 형태에 있어서, 차속 기준 모드를 복수 설정해도 좋고, 그 경우에는 각 모드에 따라서 소정값(sV1 내지 sV6)을 변경하도록 해도 좋다.
도 7 및 도 11에서는, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(eu) 이상일 때에, 스텝 S11 내지 스텝 S14의 조건이 성립하면 시프트 업하도록 했으나, 그들의 조건과는 다른 조건을 판정하여 시프트 업하도록 해도 좋다. 주행 모드에 따라서 시프트 업시의 처리를 다른 것으로 해도 좋다. 또한, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(ed) 이하일 때에, 스텝 S21, 스텝 S23 내지 스텝 S25의 조건이 성립하면 2속 → 1속으로 시프트 다운하도록 했으나, 그들의 조건과는 다른 조건을 판정하여 시프트 다운하도록 해도 좋다. 즉 컨트롤러(10)에 있어서의 처리는 상술한 것에 한정되지 않는다.
상기 실시 형태에서는, 1속 내지 4속으로 변속 가능한 트랜스미션(3)을 사용 했으나, 5속 이상 또는 3속 이하로 변속 가능한 트랜스미션이라도 좋다. 이상에서는, 휠 로더에 변속 제어 장치를 적용하는 예를 설명했으나, 덤프 트럭이나 포크 리프트 등 다른 산업 차량에도 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 특징, 기능을 실현할 수 있는 한, 본 발명은 실시 형태의 변속 제어 장치에 한정되지 않는다.
본 출원은 일본 특허 출원 제2006-323032호(2006년 11월 30일 출원)를 기초로 하고, 그 내용은 인용문으로서 여기에 삽입된다.

Claims (8)

  1. 토크 컨버터의 입력축과 출력축의 속도비를 검출하는 속도비 검출부와,
    상기 검출된 속도비에 따라서 트랜스미션의 속도단을 시프트 업 및 시프트 다운하는 변속부와,
    주행용 브레이크 장치의 작동을 검출하는 브레이크 검출부와,
    상기 브레이크 검출부에 의해 브레이크 장치의 비작동이 검출될 때에는, 상기 변속부에 의한 1속까지의 시프트 다운을 허가하고, 브레이크 장치의 작동이 검출되면, 상기 변속부에 의한 시프트 다운시의 최저 속도단을 2속으로 제한하는 시프트 다운 제한부를 구비하는, 산업 차량의 변속 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 액셀러레이터 페달의 조작량을 검출하는 액셀러레이터 조작량 검출부를 구비하고,
    상기 시프트 다운 제한부는, 또한 상기 조작량 검출부에 의해 액셀러레이터 페달의 소정량 이상의 조작이 검출되는 것을, 1속으로의 시프트 다운을 허가하는 조건으로 하는, 산업 차량의 변속 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시프트 다운 제한부는, 상기 액셀러레이터 페달의 소정량 이상의 조작이 소정 시간 계속되는 것을, 1속으로의 시프트 다운을 허가하는 조건으로 하는, 산업 차량의 변속 제어 장치.
  4. 토크 컨버터의 입력축과 출력축의 속도비를 검출하는 속도비 검출부와,
    상기 검출된 속도비에 따라서 트랜스미션 변속용의 솔레노이드를 구동하고, 트랜스미션의 속도단을 시프트 업 및 시프트 다운하는 솔레노이드 제어부와,
    주행용 브레이크 장치의 작동을 검출하는 브레이크 검출부와,
    액셀러레이터 페달의 조작량을 검출하는 액셀러레이터 조작량 검출부와,
    브레이크 검출부와 상기 액셀러레이터 조작량 검출부로부터의 검출 신호에 따라서 트랜스미션의 시프트 다운을 제한하는 시프트 다운 제한부를 구비하고,
    상기 시프트 다운 제한부는,
    상기 브레이크 검출부와 상기 액셀러레이터 조작량 검출부로부터의 검출 신호를 입력하는 입력부와,
    상기 입력부에 입력된 신호를 기초로 하여, 상기 브레이크 장치의 작동의 유무와, 상기 액셀러레이터 페달의 소정량 이상의 조작이 소정 시간 계속되었는지 여부를 판정하는 판정부와,
    상기 판정부에 의해 상기 브레이크 장치의 비작동이라고 판정되면, 상기 솔레노이드 제어부로 1속까지의 시프트 다운을 허가하는 신호를 출력하고, 상기 브레이크 장치의 작동, 또한 상기 액셀러레이터 페달의 소정량 이상의 조작이 소정 시간 계속이라고 판정되면, 상기 솔레노이드 제어부로 시프트 다운시의 최저 속도단을 2속으로 제한하는 신호를 출력하는 출력부를 갖는, 산업 차량의 변속 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 차량이 발진 가능한 상태에 있는지 여부를 판정하는 발진 판정부와,
    상기 발진 판정부에 의해 발진 가능한 상태라고 판정되면, 트랜스미션을 2속으로 제어하는 변속 제어부를 구비하는, 산업 차량의 변속 제어 장치.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 차량이 발진 가능한 상태에 있는지 여부를 판정하는 발진 판정부와,
    상기 발진 판정부에 의해 발진 가능한 상태라고 판정되면, 트랜스미션을 2속으로 제어하고, 그 후, 상기 액셀러레이터 조작량 검출부에 의해 소정값 이상의 조작량이 검출되면, 상기 변속부에 의한 변속을 허가하는 변속 제어부를 구비하는, 산업 차량의 변속 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 차속을 검출하는 차속 검출부를 구비하고,
    상기 변속 제어부는, 상기 액셀러레이터 조작량 검출부에 의해 검출된 액셀러레이터 조작량이 소정값 미만이고, 또한 상기 차속 검출부에 의해 검출된 차속이 소정값 이하가 되면, 상기 속도비 검출부에서 검출된 속도비에 관계없이, 2속을 한도로 하여 트랜스미션을 시프트 다운하는, 산업 차량의 변속 제어 장치.
  8. 4개의 타이어와,
    상기 타이어에 지지되어 굴곡 가능하게 설치된 차체와,
    상기 차체를 구성하는 전방측 프레임 및 후방측 프레임과,
    상기 후방측 프레임의 전방측에 설치된 운전실과,
    상기 후방측 프레임의 후방측에 설치된 엔진실과,
    상기 전방측 프레임에 대해 상하 방향으로 회전 가능하게 설치된 아암과,
    상기 아암의 선단에 회전 가능하게 설치된 버킷과,
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 변속 제어 장치를 구비한, 산업 차량.
KR1020097013337A 2006-11-30 2007-11-30 산업 차량의 변속 제어 장치 KR101390138B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

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