KR20120032461A - 작업 차량의 제어장치 - Google Patents

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히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

작업 차량의 제어장치는, 액셀러레이터 페달의 조작량에 따라 원동기의 회전 속도를 제어하는 회전 속도 제어부와, 원동기와 차륜 사이에 설치되어 원동기의 회전을 차륜에 전달하는 토크 컨버터의 입력축과 출력축의 속도비를 검출하는 속도비 검출부와, 속도비 검출부에 의해 검출된 토크 컨버터 속도비가 소정값 미만일 때, 또는 속도비 검출부에 의해 검출된 토크 컨버터 속도비가 소정값 이상이고, 또한, 액셀러레이터 페달의 조작에 의한 목표 엔진 회전 속도가 미리 정한 설정값보다 클 때에, 연비 악화 조건이 성립이라고 판정하는 판정부와, 판정부에 의한 판정 결과를 통지하는 통지부를 구비한다.

Description

작업 차량의 제어장치{INDUSTRIAL VEHICLE CONTROL DEVICE}
본 발명은, 토크 컨버터를 가지는 휠 로더 등의 작업 차량의 제어장치에 관한 것이다.
차량의 운전 중에 오퍼레이터에 대하여 연비를 향상시키는 운전을 재촉하도록 한 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 실연비와 미리 설정되어 있는 목표값이 비교되어, 실연비가 목표값보다 크다고 판단된 경우에 경보가 발하여진다. 실연비는 연료 소비량을 주행거리로 나눔으로써 산출된다.
일본 공개특허공보 평4-366729호
그러나, 휠 로더 등의 작업 차량은, 주행과 동시에 작업을 행하기 때문에, 연료 소비량을 주행거리로 나누어 얻은 실연비를 기준으로 하여 연비 향상의 운전을 재촉하도록 한 것으로는, 작업 전체를 통하여 연비를 향상시키는 것이 어렵다.
본 발명의 제1 양태에 의하면, 작업 차량의 제어장치는, 액셀러레이터 페달의 조작량에 따라 원동기의 회전 속도를 제어하는 회전 속도 제어부와, 원동기와 차륜 사이에 설치되어 원동기의 회전을 차륜에 전달하는 토크 컨버터의 입력축과 출력축의 속도비를 검출하는 속도비 검출부와, 속도비 검출부에 의해 검출된 토크 컨버터 속도비가 소정값 미만일 때, 또는 속도비 검출부에 의해 검출된 토크 컨버터 속도비가 소정값 이상이고, 또한, 액셀러레이터 페달의 조작에 의한 목표 엔진 회전 속도가 미리 정한 설정값보다 클 때에, 연비 악화 조건이 성립이라고 판정하는 판정부와, 판정부에 의한 판정 결과를 통지하는 통지부를 구비한다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 제1 양태의 작업 차량의 제어장치에 있어서, 통지부는, 판정부에 의한 판정 결과를 운전실 내에 표시하는 표시장치를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 양태에 의하면, 제1 또는 제2 양태의 작업 차량의 제어장치에 있어서, 판정부는, 토크 컨버터 속도비가 소정값 미만의 상태가 소정 시간 이상 계속되었을 때, 또는 토크 컨버터 속도비가 소정값 이상이고, 또한 목표 엔진 회전 속도가 설정값보다 큰 상태가 소정값 시간 이상 계속되었을 때에, 연비 악화 조건이 성립이라고 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제4 양태에 의하면, 제1?제3 중 어느 양태의 작업 차량의 제어장치에 있어서, 1속도단보다 큰 최저 속도단 이상의 범위에서, 속도비 검출부에 의해 검출된 속도비에 따라 트랜스미션의 속도단을 변경하는 자동 변속 제어부와, 1속도단 이상의 범위에서, 수동 조작에 의해 트랜스미션의 속도단을 변경하는 수동 변속 제어부를 구비하고, 자동 변속 제어부는, 토크 컨버터 속도비가 소정값보다 큰 시프트다운 기준값까지 저하되면 시프트다운하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 토크 컨버터 속도비가 소정값 미만일 때, 또는 토크 컨버터 속도비가 소정값 이상이고, 또한, 액셀러레이터 페달의 조작에 의한 목표 엔진 회전 속도가 미리 정한 설정값보다 클 때에, 연비 악화 조건이 성립이라고 판정하고, 그 판정 결과를 통지하도록 하였기 때문에, 작업 전체를 통하여 오퍼레이터에 연비 향상의 운전을 재촉할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태와 관련되는 작업 차량의 일례인 휠 로더의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태와 관련되는 제어장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 3(a)는 운전실 내의 구성을 나타내는 평면도, 도 3(b)는 조작 레버의 정면도이다.
도 4는 토크 컨버터 속도비 기준에 의한 변속 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 5는 토크 컨버터 속도비와 토크 컨버터 효율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 각 속도단의 차속과 주행 구동력의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 액셀러레이터 페달 밟음량과 목표 엔진 회전 속도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 실시형태와 관련되는 제어장치에 의한 토크 특성을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 2의 컨트롤러에 있어서의 처리의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 10은 제2 실시형태의 컨트롤러에 있어서의 처리의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
-제1 실시형태-
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1 실시형태와 관련되는 작업 차량의 제어장치에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 실시형태와 관련되는 제어장치가 적용되는 작업 차량의 일례인 휠 로더의 측면도이다. 휠 로더(100)는, 아암(111), 버킷(112), 타이어(113) 등을 가지는 전부(前部) 차체(110)와, 운전실(121), 엔진실(122), 타이어(123) 등을 가지는 후부 차체(120)로 구성된다. 아암(111)은 아암 실린더(114)의 구동에 의해 상하 방향으로 회전운동[부앙동(俯仰動)]하고, 버킷(112)은 버킷 실린더(115)의 구동에 의해 상하 방향으로 회전운동(덤프 또는 클라우드)한다. 전부 차체(110)와 후부 차체(120)는 센터 핀(101)에 의해 서로 자유롭게 회전운동하도록 연결되어, 스티어링 실린더(도시 생략)의 신축에 의해 후부 차체(120)에 대하여 전부 차체(110)가 좌우로 굴절된다.
도 2는, 본 실시형태와 관련되는 제어장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 엔진(1)의 출력축에는 토크 컨버터(2)(이하, 토크 컨버터)의 입력축이 연결되고, 토크 컨버터(2)의 출력축은 트랜스미션(3)에 연결되어 있다. 토크 컨버터(2)는 주지의 임펠러, 터빈, 스테이터로 이루어지는 유체 클러치이고, 엔진(1)의 회전은 토크 컨버터(2)를 거쳐 트랜스미션(3)에 전달된다. 트랜스미션(3)은, 그 속도단을 변속하는 액압(液壓) 클러치를 가지고, 토크 컨버터(2)의 출력축의 회전은 트랜스미션(3)으로 변속된다. 변속 후의 회전은, 프로펠러 샤프트(4), 액슬(5)을 거쳐 타이어(6)(도 1의 113, 123)에 전달되어, 차량이 주행한다. 또한, 도시 생략 하지만, 엔진(1)의 출력축에는, 엔진(1)에 의해 구동되는 작업용 유압 펌프가 연결되어 있다. 작업용 유압 펌프로부터는 조작 레버의 조작량에 따라 작업용 액추에이터(아암 실린더 등)에 압유가 공급되고, 유압 펌프로부터의 압유에 의해 작업용 액추에이터가 구동된다.
컨트롤러(10)는, CPU, ROM, RAM, 그 밖의 주변 회로 등을 가지는 연산 처리장치를 포함하여 구성된다. 컨트롤러(10)에는, 액셀러레이터 페달(11)의 밟기 조작량(S)을 검출하는 조작량 검출기(12)와, 트랜스미션(3)의 출력축의 회전 속도, 즉, 차속을 검출하는 차속 검출기(13)와, 토크 컨버터(2)의 입력축의 회전 속도(Ni)를 검출하는 회전 속도 검출기(14)와, 토크 컨버터(2)의 출력축의 회전 속도(Nt)를 검출하는 회전 속도 검출기(15)와, 수동으로 변속하는 수동 변속 모드 또는 자동으로 변속하는 자동 변속 모드를 선택하는 변속 전환 스위치(7)와, 자동 변속 모드시에 있어서의 속도단의 상한 및 수동 변속 모드시에 있어서의 속도단을 지령하는 시프트 스위치(8)와, 차량의 전후진을 지령하는 전후진 전환 스위치(9)로부터의 신호가 각각 입력된다.
도 3(a)는, 운전실 내의 구성을 나타내는 평면도이다. 운전석(30)의 우측의 사이드 콘솔 패널(31)에는 변속 전환 스위치(7)가 배치되어 있다. 사이드 콘솔 패널(31)의 전방에는 작업용 액추에이터의 구동 지령을 입력하는 한 쌍의 조작 레버(32)가 배치되어 있다. 스티어링 핸들의 측방에는 시프트 스위치(8)와 전후진 전환 스위치(9)가 각각 설치되어 있다. 운전석(30)의 전방에는 모니터 패널(33)이 설치되고, 모니터 패널(33)에는, 에너지 절약 운전 상태(에코 운전)인지의 여부를 통지하는 에코 표시부(22)가 설치되어 있다. 에코 표시부(22)에는 에코 운전시에 에코 마크가 표시되고, 에코 운전이 아닐 때는 에코 마크는 표시되지 않는다. 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 조작 레버(34)의 파지부의 정상부에는, 수동으로의 시프트다운을 지령하는 모멘터리식의 킥다운 스위치(34)가 설치되어 있다.
토크 컨버터(2)는 입력 토크에 대하여 출력 토크를 증대시키는 기능, 즉, 토크비를 1 이상으로 하는 기능을 가진다. 토크비는, 토크 컨버터(2)의 입력축과 출력축의 회전 속도의 비인 토크 컨버터 속도비(e)[출력 회전 속도(Nt)/입력 회전 속도(Ni)]의 증가에 수반하여 작아진다. 예를 들면, 엔진 회전 속도가 일정 상태에서 주행 중에 주행 부하가 커지면, 토크 컨버터(2)의 출력 회전 속도(Nt), 즉, 차속이 감소되고, 토크 컨버터 속도비(e)가 작아진다. 이때, 토크비는 증가하기 때문에, 더 큰 구동력(견인력)으로 차량 주행이 가능해진다.
트랜스미션(3)은, 1속?4속의 각 속도단에 대응한 솔레노이드 밸브를 가지는 자동 변속기이다. 이들 솔레노이드 밸브는, 컨트롤러(10)로부터 솔레노이드 제어부(21)로 출력되는 제어 신호에 의해 구동된다. 즉, 컨트롤러(10)로부터 제어 신호(시프트업 신호, 시프트다운 신호)가 출력되면, 솔레노이드 제어부(21)는 그 제어 신호에 따라 솔레노이드 밸브에 제어 신호를 출력하고, 솔레노이드 밸브를 구동한다. 이것에 의해, 자동 변속 모드시에 있어서 속도단이 2속?4속 사이에서 자동적으로 변경된다. 또한, 1속과 2속 사이는 자동 변속되지 않고, 수동으로만 변속 가능하다.
자동 변속 제어에는, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값에 도달하면 변속하는 토크 컨버터 속도비 기준 제어와, 차속이 소정값에 도달하면 변속하는 차속 기준 제어의 2가지 방식이 있다. 본 실시형태에서는, 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의해 트랜스미션(3)의 속도단을 제어하는 것으로서 설명한다.
도 4는, 토크 컨버터 속도비 기준 제어에 의한 변속의 타이밍을 나타내는 도면이다. 주행 부하가 낮아져서, 토크 컨버터 속도비(e)가 증가해 토크 컨버터 속도비(e)가 미리 정한 소정값(eu) 이상이 되면, 컨트롤러(10)로부터 시프트업 신호가 출력된다. 이것에 의해, 속도단은 1단 시프트업하여, 토크 컨버터 속도비(e)가 감소한다. 반대로 주행 부하가 높아져서, 토크 컨버터 속도비(e)가 저하해 토크 컨버터 속도비(e)가 미리 정한 소정값(ed) 이하가 되면, 컨트롤러로부터 시프트다운 신호가 출력된다. 이것에 의해, 속도단은 1단 시프트다운하여, 토크 컨버터 속도비(e)가 증가한다.
이때, 시프트 스위치(8)에 의해 선택된 속도단을 상한으로 하여 자동 변속된다. 예를 들면, 시프트 스위치(8)에 의해 3속이 선택되었을 때에는 속도단은 2속 또는 3속이 되고, 2속이 선택되었을 때는 속도단은 2속으로 고정된다. 시프트 스위치(8)에 의해 1속이 선택되거나, 또는 2속 상태에서 킥다운 스위치(34)가 조작되면, 속도단은 1속이 된다.
도 5는, 토크 컨버터 속도비(e)와 토크 컨버터 효율의 관계를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 토크 컨버터 효율의 특성은 대략 포물선 형상이 되어, 토크 컨버터 속도비(e)가 0 부근 및 1 부근에서는 효율(η)이 나쁘다. 본 실시형태에서는, 토크 컨버터 효율(η)이 비교적 큰 범위에서 자동 변속되도록 소정값(ed, eu)을 설정하고 있다. 또한, 속도비로서 소정값(e1)(<ed)을 설정하고, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1)보다 작아진 경우에, 후술하는 바와 같이 에코 표시부(22)에 제어 신호를 출력하여, 연비 악화 상태라는 취지를 오퍼레이터에 통지한다. 또한, 토크 컨버터 효율(η)이 낮은 상태에서는 연비가 악화될 뿐만 아니라, 연료 소비량이 많아지기 때문에 엔진 냉각 수온이나 토크 컨버터 오일의 유온(油溫)이 상승하여, 오버 히트가 발생하기 쉬워진다.
각 속도단마다의 차속과 구동력의 관계는 도 6에 나타내는 바와 같고, 동일 속도단에서 비교하면 차속이 느리면 구동력은 크고(저속 고토크), 차속이 빠르면 구동력은 작아진다(고속 저토크). 또, 속도단이 작을수록, 동일 차속에 있어서 큰 구동력을 얻을 수 있다. 2속도단과 3속도단의 특성의 교점 및 3속도단과 4속도단의 특성의 교점은 변속 포인트이고, 이 교점에 도 4의 소정값(ed, eu)이 설정되어 있다. 이것에 의해 변속 쇼크가 적은 원활한 변속 동작이 가능하다. 또한, 본 실시형태에서는 2속 이상에서 자동 변속하도록 구성하지만, 1속 이상에서 자동 변속하도록 구성해도 되고, 그 경우에는 도면에 나타내는 바와 같이 1속도단과 2속도단의 특성의 교점을 소정값(ed, eu)으로 설정하면 된다.
도 7은, 액셀러레이터 페달(11)의 밟음량과 목표 엔진 회전 속도의 관계를 나타내는 도면이다. 액셀러레이터 페달(11)의 밟음량이 커지면 목표 엔진 회전 속도는 커지고, 페달을 최대로 밟았을 때의 목표 엔진 회전 속도는 정격 회전이 된다. 컨트롤러(10)는 이 목표 엔진 회전 속도에 대응한 제어 신호를 엔진 제어부에 출력하고, 엔진 회전 속도가 목표 엔진 회전 속도가 되도록 제어한다.
본 실시형태에서는, 연료 소비율이 좋은 상태에서 엔진(1)을 구동하도록 오퍼레이터에 재촉하기 위하여, 미리 에너지 절약 운전의 기준이 되는 문턱값(Na)(예를 들면, 정격 회전의 85%)을 설정한다. 그리고, 문턱값(Na)에 대응한 페달 밟음량(AS)과 실제의 페달 밟음량(S)의 대소 관계를 판정하여, 에너지 절약 운전을 행하도록 오퍼레이터에 통지한다. 이때, 후술하는 바와 같이 토크 컨버터 효율(η)도 고려한다.
도 8은, 엔진 회전 속도와 토크의 관계를 나타내는 주행 성능 선도(토크 선도)이다. 도면 중, 특성 A는 엔진 출력 토크이고, 특히 특성 A0는 액셀러레이터 페달(11)을 최대로 밟은 정격 회전시의 엔진 출력 토크, 특성 A1은 페달 밟음량을 문턱값(AS)으로 한 경우의 엔진 출력 토크이다. 특성 A1은 특성 A0을 저속 측으로 시프트한 특성이 된다.
도 8에 있어서, 특성 B0, B1, Bd, Bu는, 각각 토크 컨버터 속도비(e)가 0, e1, ed, eu인 때의 트랜스미션(3)의 입력 토크(트랜스미션 토크)이다. 트랜스미션 토크는, 엔진 회전 속도(N)가 상승함에 따라 각각 증대한다. 또, 토크 컨버터 속도비(e)가 커짐에 따라 트랜스미션 토크는 작아진다.
특성 A0, A1과 특성 B0, B1, Bd, Bu의 교점은 매칭점이고, 엔진 회전 속도는 이 매칭점의 값이 된다. 엔진 목표 회전 속도를 정격 회전으로부터 문턱값(Na)까지 낮추면, 엔진 회전 속도가 낮아지는 만큼, 각 속도단의 최고 차속 및 가속 성능을 억제할 수 있다. 이 때문에 오퍼레이터가 페달 밟음량을 설정값(AS) 이하로 억제하도록 하면, 에너지 절약 운전을 실현할 수 있다.
도 9는, 컨트롤러(10)에 있어서의 처리의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 이 플로우 차트에 나타내는 처리는, 예를 들면, 엔진 키 스위치의 온에 의해 개시된다. 단계 S1에서는, 각종 검출기(12?15) 및 스위치(7?9)로부터의 신호를 판독한다. 단계 S2에서는, 조작량 검출기(12)에 의해 검출된 페달 밟음량(S)이 설정값(AS) 이하인지의 여부, 즉, 엔진 목표 회전 속도가 문턱값(Na) 이하인지의 여부를 판정한다.
단계 S2가 긍정되면 단계 S3으로 진행되고, 회전 속도 검출기(14, 15)의 검출값(Ni, Nt)에 의해 연산된 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상인지의 여부를 판정한다. 단계 S3이 긍정되면 단계 S4로 진행되어, 타이머를 카운트한다. 단계 S5에서는, 페달 조작량(S)이 설정값(AS) 이하이면서 또한 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상의 상태가 소정 시간(t0)만큼 계속되었는지의 여부, 즉, 연비 악화 조건의 성립 여부를 판정한다. 단계 S5가 긍정되면, 연비 악화 조건이 비성립으로서 단계 S6으로 진행되고, 부정되면 단계 S1로 되돌아간다. 단계 S6에서는, 에코 표시부(22)에 제어 신호를 출력하고, 에코 마크를 표시(ECO 표시)한다.
한편, 단계 S2에서 페달 조작량(S)이 설정값(AS)보다 크거나, 또는 단계 S3에서 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1)보다 작다고 판정되면, 연비 악화 조건이 성립으로서 단계 S7로 진행된다. 단계 S7에서는 타이머를 리셋한다. 이어서, 단계 S8에서 에코 표시부(22)에 제어 신호를 출력하고, 에코 마크를 비표시(ECO 비표시) 한다.
본 실시형태의 주요한 동작을 정리하면 다음과 같이 된다. 페달 조작량(S)이 설정값(AS) 이하이고, 또한 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상의 상태가 소정 시간(t0) 계속되면, 에코 표시부(22)에 에코 마크가 표시된다(단계 S6). 이것에 의해 오퍼레이터는 현재 에너지 절약 운전을 행하고 있는 것을 인식할 수 있다. 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상인 상태에서, 페달 조작량(S)이 설정값(AS)보다 커지면, 에코 마크가 비표시가 된다. 이것에 의해 오퍼레이터는 액셀러레이터 페달(11)을 너무 밟았다는 취지를 인식할 수 있어, 오퍼레이터에 액셀러레이터 페달(11)의 조작량을 설정값(AS) 이하로 억제하여, 에너지 절약 운전을 행하도록 재촉할 수 있다.
2속도단에서, 주행 부하가 높은 급경사의 등판 주행이나 굴삭 작업을 행하고 있을 때, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 미만이 되면, 페달 조작량(S)이 설정값(AS) 이하이어도 에코 마크는 비표시가 된다. 이것에 의해 오퍼레이터는 토크 컨버터 효율(η)이 낮은 상태에서 운전하고 있다는 것을 인식할 수 있다. 그 후, 오퍼레이터가 시프트 스위치(8) 또는 킥다운 스위치(34)의 조작에 의해 속도단을 1속으로 시프트다운하면, 토크 컨버터 효율(η)이 높아져서, 에코 마크가 표시되어, 에너지 절약 운전을 행할 수 있다.
즉, 토크 컨버터 효율(η)이 낮은 상태에서는, 토크 컨버터 내에서의 동력 로스가 커서, 엔진(1)의 연료 소비량이 증가한다. 이 때문에 페달 조작량(S)이 설정값(AS) 이하이어도 에너지 절약 운전을 행하고 있다고는 할 수 없고, 에너지 절약 운전을 행하기 위해서는 속도단을 낮출 필요가 있다. 이 점에서, 본 실시형태에서는, 토크 컨버터 효율(η)이 낮은 상태인지의 여부는 에코 마크의 표시/비표시에 의해 통지되기 때문에, 오퍼레이터는 최적의 타이밍에서 속도단을 낮출 수 있어, 에너지 절약 운전을 용이하게 행할 수 있다.
본 실시형태에 의하면 이하와 같은 작용 효과를 낼 수 있다.
(1) 액셀러레이터 페달(11)의 조작에 의한 목표 엔진 회전 속도가 설정값(Na)보다 클 때, 또는 목표 엔진 회전 속도가 설정값(Na) 이하이나 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 미만일 때에(연비 악화 조건 성립), 에코 표시부(22)의 에코 마크를 비표시로 하였다. 이것에 의해 오퍼레이터는 에너지 절약 운전을 행하고 있는지의 여부를 용이하게 인식할 수 있어, 에너지 절약 운전이 가능해진다. 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상이어도 액셀러레이터 페달(11)의 조작에 의한 목표 엔진 회전 속도가 설정값(Na)보다 클 때는, 연비 악화 조건 성립이라고 판단되어, 에코 표시부(22)의 에코 마크는 비표시가 된다.
(2) 액셀러레이터 페달(11)의 밟음량과 토크 컨버터 속도비(e)를 기준으로 하여 연비 악화 조건의 성립 여부를 판정하여, 판정 결과를 에코 표시부(22)에 표시하기 때문에, 작업 전체를 통하여 오퍼레이터에 연비 향상의 운전을 재촉할 수 있다.
(3) 연비 악화 조건의 성립 여부를 에코 마크의 표시/비표시에 의해 오퍼레이터에 통지하기 때문에, 오퍼레이터는 에너지 절약 운전을 행하고 있는지의 여부 용이하게 판단할 수 있다.
(4) 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상이고 또한 목표 엔진 회전 속도가 설정값(Na)보다 큰 상태가 소정값 시간(t0) 이상 계속되었을 때에 비로소, 연비 악화 조건이 비성립, 바꿔 말하면 연비 악화 조건이 해소되었다고 판정하기 때문에, 에코 표시부(22)의 표시가 안정되어, 에너지 절약 운전인지의 여부를 오퍼레이터는 정확하게 판단할 수 있다.
(5) 자동 변속의 최저 속도단을 2속으로 하였기 때문에, 2속으로부터 1속까지는 자동적으로 시프트다운하지 않아, 취급하기 쉽다.
(6) 시프트다운의 기준이 되는 토크 컨버터 속도비(ed)보다 소정값(e1)을 낮게 설정하였기 때문에, 페달 밟음량(S)이 소정값(AS) 이하이면, 통상적인 자동 변속의 범위에 있어서 에코 마크는 비표시가 되지 않고, 수동에 의한 시프트다운이 필요한 경우에만 에코 마크를 비표시로 할 수 있다.
-제2 실시형태-
제2 실시형태와 관련되는 작업 차량의 제어장치에 대하여 설명한다. 제2 실시형태의 작업 차량의 제어장치는, 제1 실시형태의 작업 차량의 제어장치와 컨트롤러(10)에 있어서의 처리가 다를 뿐이다. 그 밖의 구성은 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략하고, 이하, 컨트롤러(10)에 있어서의 처리에 대하여 설명한다.
도 10은, 제2 실시형태에 있어서의, 컨트롤러(10)에 있어서의 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 도 10은, 제1 실시형태의 도 9에 대응한다. 제1 실시형태의 도 9와 동일한 처리는 같은 단계 번호를 붙이고 있다.
이 플로우 차트에 나타내는 처리는, 제1 실시형태와 동일하게, 예를 들면, 엔진 키 스위치의 온에 의해 개시된다. 단계 S1에서는, 각종 검출기(12?15) 및 스위치(7?9)로부터의 신호를 판독한다. 단계 S21에서는, 회전 속도 검출기(14, 15)의 검출값(Ni, Nt)에 의해 연산된 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상인지의 여부를 판정한다.
단계 S21이 긍정되면 단계 S31로 진행되고, 조작량 검출기(12)에 의해 검출된 페달 밟음량(S)이 설정값(AS) 이하인지의 여부, 즉 엔진 목표 회전 속도가 문턱값(Na) 이하인지의 여부를 판정한다. 단계 S31이 긍정되면 단계 S41로 진행된다. 단계 S41에서는 타이머를 리셋한다. 단계 S6에서는, 에코 표시부(22)에 제어 신호를 출력하고, 에코 마크를 표시(ECO 표시)한다.
한편, 단계 S21에서 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1)보다 작거나, 또는 단계 S31에서 페달 조작량(S)이 설정값(AS)보다 크다고 판정되면, 단계 S71로 진행된다. 단계 S71에서는 타이머를 카운트한다. 단계 S51에서는, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 미만인 상태, 또는, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상이지만 페달 조작량(S)이 설정값(AS)보다 큰 상태가 소정 시간(t0)만큼 계속되었는지의 여부를 판정한다. 단계 S51이 긍정되면, 연비 악화 조건이 성립한다고 하여 단계 S8로 진행되고, 부정되면 단계 S1로 되돌아간다. 단계 S8에서는, 에코 표시부(22)에 제어 신호를 출력하고, 에코 마크를 비표시(ECO 비표시)한다.
본 실시형태에 의하면 이하와 같은 작용 효과를 낼 수 있다.
(1) 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 미만일 때, 또는 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상이고 또한 액셀러레이터 페달(11)의 조작에 의한 목표 엔진 회전 속도가 설정값(Na)보다 클 때에(연비 악화 조건 성립), 에코 표시부(22)의 에코 마크를 비표시로 하였다. 이것에 의해 오퍼레이터는 에너지 절약 운전을 행하고 있는지의 여부를 용이하게 인식할 수 있어, 에너지 절약 운전이 가능해진다.
(2) 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 미만인 상태가 소정 시간(t0) 이상계속되었을 때, 또는 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상이고 또한 목표 엔진 회전 속도가 설정값(Na)보다 큰 상태가 소정값 시간(t0) 이상 계속되었을 때에, 연비 악화 조건이 성립이라고 판정되기 때문에, 에코 표시부(22)의 표시가 안정되어, 에너지 절약 운전인지의 여부를 오퍼레이터는 정확하게 판단할 수 있다.
그 밖의 작용 효과는, 제1 실시형태와 동일하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제어장치로서의 에코 표시부(22)에 에코 마크를 표시 또는 비표시함으로써 연비 악화 조건의 성립 여부를 통지하도록 하였으나, 통지 수단의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 소리에 의해 통지하도록 해도 된다. 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 미만일 때, 또는 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값(e1) 이상이고, 또한 목표 엔진 회전 속도가 설정값(Na)보다 클 때에 연비 악화 조건이라고 판정하는 것이면, 판정 수단으로서의 컨트롤러(10)에 있어서의 처리는 상기 서술한 것에 한정되지 않는다. 즉, 소정 시간(t)의 계속을 연비 악화 조건으로부터 제외해도 된다. 또, 연비 악화 조건이 성립하는 경우, 에코 마크를 비표시하는 대신, 연비가 악화되고 있다는 취지를 표시 혹은 소리(음성, 알람 소리를 포함한다)로 나타내도록 해도 된다.
자동 변속 모드에 있어서, 2속?4속의 범위에서 토크 컨버터 속도비(e)에 따라 트랜스미션(3)의 속도단을 변경하도록 하였으나, 자동 변속 수단의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 수동 변속 모드에 있어서, 시프트 스위치(8)의 조작에 의해 1속?4속의 범위에서 트랜스미션(3)의 속도단을 변경하도록 하였으나, 수동 변속 수단의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 소정값(e1)을 시프트다운의 기준이 되는 토크 컨버터 속도비(ed)보다 작게 설정하였으나, 소정값(e1)의 설정은 이것에 한정되지 않는다.
액셀러레이터 페달(11)의 조작량에 따라 엔진 회전 속도를 제어하는 것이면, 회전 속도 제어 수단의 구성은 상기 서술한 것에 한정되지 않는다. 엔진(1)의 회전을 토크 컨버터(2), 트랜스미션(3), 프로펠러 샤프트(4), 액슬(5)을 거쳐 타이어(6)에 전달하도록 하였으나, 주행 구동장치의 구성은 어떠한 것이어도 된다. 회전 속도 검출기(14, 15)의 검출값에 의해 토크 컨버터 속도비(e)를 검출하도록 하였으나, 속도비 검출수단의 구성은 이것에 한정되지 않는다.
이상에서는, 본 발명을 휠 로더에 적용하는 예에 대하여 설명하였으나, 다른 작업 차량에도 본 발명은 동일하게 적용 가능하다. 즉, 본 발명의 특징, 기능을 실현할 수 있는 한, 본 발명은 실시형태의 제어장치에 한정되지 않는다.
다음의 우선권 기초출원의 개시 내용은 인용문으로서 여기에 편입된다.
일본국 특허출원 2009년 제146199호(2009년 6월 19일 출원)

Claims (4)

  1. 액셀러레이터 페달의 조작량에 따라 원동기의 회전 속도를 제어하는 회전 속도 제어부와,
    상기 원동기와 차륜 사이에 설치되어 상기 원동기의 회전을 차륜에 전달하는 토크 컨버터의 입력축과 출력축의 속도비를 검출하는 속도비 검출부와,
    상기 속도비 검출부에 의해 검출된 토크 컨버터 속도비가 소정값 미만일 때, 또는 상기 속도비 검출부에 의해 검출된 토크 컨버터 속도비가 소정값 이상이고, 또한, 상기 액셀러레이터 페달의 조작에 의한 목표 엔진 회전 속도가 미리 정한 설정값보다 클 때에, 연비 악화 조건이 성립이라고 판정하는 판정부와,
    상기 판정부에 의한 판정 결과를 통지하는 통지부를 구비하는 작업 차량의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통지부는, 상기 판정부에 의한 판정 결과를 운전실 내에 표시하는 표시장치를 가지는 작업 차량의 제어장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 판정부는, 상기 토크 컨버터 속도비가 소정값 미만의 상태가 소정 시간 이상 계속되었을 때, 또는 상기 토크 컨버터 속도비가 소정값 이상이고, 또한 상기 목표 엔진 회전 속도가 상기 설정값보다 큰 상태가 소정값 시간 이상 계속되었을 때에, 연비 악화 조건이 성립이라고 판정하는 작업 차량의 제어장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    1속도단보다 큰 최저 속도단 이상의 범위에서, 상기 속도비 검출부에 의해 검출된 속도비에 따라 트랜스미션의 속도단을 변경하는 자동 변속 제어부와,
    1속도단 이상의 범위에서, 수동 조작에 의해 트랜스미션의 속도단을 변경하는 수동 변속 제어부를 구비하고,
    상기 자동 변속 제어부는, 토크 컨버터 속도비가 상기 소정값보다 큰 시프트다운 기준값까지 저하되면 시프트다운하는 작업 차량의 제어장치.
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