WO1994012813A1

WO1994012813A1 - Engine stall prevention control method

Info

Publication number: WO1994012813A1
Application number: PCT/JP1993/001719
Authority: WO
Inventors: Makoto Toyama
Original assignee: Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1994-06-09
Also published as: US5537886A; JPH06159496A; DE4396171T1

Description

一一明細書エンスト防止制御方法技術分野

本発明は建設機械や走行機械等におけるエンジンス卜ップ（以下エンス卜という）防止方法に関し、特に前後進用クラッチと複数の変速クラッチ及び各クラッチを制御する複数の圧力制御弁を有する変速機を備えた建設機械や走行機械等におけるエンスト防止制御方法に関する。背景技術

従来のブルドーザやホイルローダなどの建設機械は、一般に遊星歯車式の変速機を有し、この遊星歯車式変速機によって前後進の切換えと速度段の切換えを行つている。

図 4 は、建設機械に搭載してある遊星歯車式変速機の一例を示すものである。遊星歯車式変速機 1 0 は前後進切換部 2 0 と速度切換部 5 0からなり、ケース 1 1 に収納されている。前後進切換部 2 0においては、駆動源 1 2に接続した入力軸 1 3 (こ後進用サンギヤ 2 2 と前進用サンギヤ 2 4が固定されている。そして、後進用サンギヤ 2 2の周囲にはリングギヤ 2 6が配置してあり、このリングギヤ 2 6 と後進用サンギヤ 2 2 とに、後進用キヤリア 2 8 に支持された後進用プラネタリギヤ 3 0が嚙み合っている。この後進用キヤリア 2 8 は後進用クラッチ（以下 Rクラッチという） 3 2 によって、ケース 1 1 に固定または解放できるようにしてある。また、リングギヤ 2 6 は、前進用サンギヤ 2 4 と嚙み合っている前進用ブラネタリギア 3 4及び後述する速度切換部 5 0のブラネ夕リギアをそれぞれ支持しているキャリア 3 6 に接続してある。そして、プラネタリギヤ 3 4 と嚙み合っている前進用リングギヤ 3 8 は、前進用クラッチ（以下 Fクラッチという） 4 0によつてケース 1 1 に固定または解放できるようになっている。速度切換部 5 0 においては、出力軸 1 4 に 1速用サンギヤ 5 2、 2速用サンギャ 5 4、 3速用サンギヤ 5 6が固定されている。そして、 2速用サンギヤ 5 4、 3速用サンギヤ 5 6に嚙み合っている 2速用プラネタリギヤ 5 8 と 3速用プラネ夕リギヤ 6 0 とは、前進用ブラネタリギヤ 3 4 を支持しているキヤリア 3 6 に支持されている。さらに、 2速用プラネタリギヤ 5 8 と 3速用プラネタリギヤ 6 0 は、それぞれその外側に配置した 2速用リングギヤ 6 2 と 3速用リングギヤ 6 4 に嚙み合っている。これらのリングギヤ 6 2、 6 4 は、それぞれ 2速用クラッチ 6 6、 3速用クラッチ 6 8によってケース 1 1 に固定または解放できるようにしてある。

他方、 2速用リングギヤ 6 2に接続してあるキャリア 7 0 は、 1 速用プラネ夕リギヤ 7 2を支持している。このブラネタ'リギヤ 7 2は、 1速用サンギヤ 5 2 に嚙み合うと共に、サンギヤ 5 2の周囲に配置され、 1速用クラッチ 7 4 によってケース 1 1 に対して固定または解放される 1速用リングギヤ 7 6 に嚙み合っている。

かかる遊星歯車式変速機 1 0 は、図 5 に示すような油圧回路 8 0 により各クラツチ 3 2 , 4 0， 6 8 , 6 6 , 7 4 に油圧を導きいて係合させ、前後進の選択と速度段の選択を行う。

エンジン Eにより駆動される油圧ポンプ 8 1 の吐出流路 8 2 は、クイックリタ一ンバルブ 8 3を介してスピードバルブ 8 4 に接続されている。スピードバルブ 8 4 は中立N、 1速、 2速、 3速の 4位置切換弁であり、 1速の位置では流路を介して 1 速用クラッチ 7 4 とインチングバルブ 8 5に接続し、 2速の位置では 2 速用クラッチ 6 6 とインチングバルブに接続し、 3速の位置では 3速用クラッチ 6 8 とインチングバルブ 8 5に接続する。インチングバルブ 8 5 は流路を介して前後進バルブ 8 6 に接続する。前後進バルブ 8 6 は 2位置切換弁であり、前進の位置では F クラッチ 4 0 に接続し、後進の位置では Rクラッチ 3 2 に接続する。吐出流路 8 2は分岐し、分岐した流路 8 7 はモジユレ一テングバルブ 8 8 に接続し、モジユレ一テングバルブ 8 8 は流路を介しミッシヨン潤滑 8 9 に接続し、夕ンク 9 0 に接続する。

前進 1速の場合は、操作レバーを操作して前後進バルブ 8 6を前進の位置にしてスピ一ドバルブ 8 4 を 1速の位置にする。ポンプ 8 1 から圧油はモジユレーテングバルブ 8 8 により圧を制御され、漸増しながら前進用クラッチ 4 0 と 1速用クラッチ 7 4 に導かれ、前進用クラッチ 4 0 と 1速用クラッチ 7 4 を係合させる。前進用クラッチ 4 0 と 1速用クラッチ 7 4が係合すると前進用リングギヤ 3 8 と 1速用リングギヤ 7 6がケース 1 1 に固定され、他のクラッチは解放されている。

かかる変速機を有するブルドーザ等の建設機械においては、過負荷状態でェンストを起こすおそれのある場合、オペレータはィンチングペダルを踏んでインチングバルブ 8 5を矢印 A方向を移動させ前進用クラッチ 4 0 に導かれている圧油の圧力を低下させ、 Fクラッチ 4 0を滑らせてエンジンの負荷を軽減してエンストを防止している。

しかし、オペレータがエンジン Eの音および車速の変化からェンジンの回転速度が低下してエンス卜するおそれがあると判断したとき、ィンチングペダルを踏み込んでクラッチ油圧を低下させ、クラツチを滑らせてェンジン Eの負荷を軽減してその回転速度を速め、他方ェンジン Eの回転速度が回復したときインチングペダルの踏み込みを止めてクラッチを係合させる操作を行う必要がある。従って、過負荷状態ではインチングペダルを踏み込み、次いで踏み込みを止める操作が多くて煩雑であり、オペレータが疲労するという問題点がある。発明の開示

本発明は、かかる煩雑なインチングペダル操作をなくし、自動的にエンストを防止してオペレータを疲労させないエンスト防止制御方法を提供することを目的としている。

本発明は、入力軸から第 1段目にある前後進用クラッチと第 2段目にある複数の変速用クラツチとを有し、前後進用クラツチを選択的に係合させて前進または一一後進し、変速用クラッチを選択的に係合させて変速段を選択する変速機と、これらの各クラッチに対し個別に接続され、卜ランスミッションコントローラ（以下 T / Mコントローラという）から入力された電気指令に対応する油圧を各クラッチに発生させる複数の圧力制御弁とを備えた建設機械等のエンス卜防止制御方法おいて、エンジン回転速度とエンジン回転速度の微分値によりエンスト防止制御域（以下制御域という）とエンスト防止制御解除域（以下解除域という）を定め、これらのエンジン回転速度とエンジン回転速度の微分値がこの制御域に入ったときは前記係合クラッチの油圧を低下させ、他方、この解除域に入ったときは前記係合クラッチの油圧を上昇させている。

即ち、制御域と解除域を予め T /Mコントローラに記憶させ、前記エンジンの回転速度とェンジンの回転速度の微分値をパラメ一夕とする値がこの制御域内であると T ZMコン卜ローラは自動的に前記係合クラツチの油圧を低下させる指令を電子制御式モジュレーティング弁（以下 E C M V弁という）に発信してこのクラッチをスリップさせ、他方、この解除域であると T ZMコントロ一ラは自動的に前記係合クラツチの油圧を上昇させる指令を E C M V弁に発信してこのクラッチのスリップを停止させている。これによりエンストを防止し、オペレータの疲労も防止している。図面の簡単な説明

図 1 は本発明の実施例に係るエンスト防止制御を実施する変速装置の説明図、図 2 は制御域と解除域の説明図、図 3 はエンスト防止制御を実行するフローチヤ一卜、図 4 は従来の建設機械に搭載してある遊星歯車式変速機の説明図、図 5 は図 4 の前後進用クラツチの係合と速度段変更クラツチの係合を行う油圧回路図である。発明を実施するための最良の形態

本発明に係る実施例を、添付図 1 一図 3に従って説明する。 - - 図 1 において、変速機 1 0の入力軸 1 3 は、ダンパ 1 2 aを介してエンジン 1 2 に接続してある。また、出力軸 1 4の先端には、クラッチ式操向装置 9 0のピ二オン 9 1が固定してある。そして、このピニオン 9 1 には、歯車 9 2が嚙み合つており、出力軸 1 4の回転を、これと直交した軸 9 3 に伝達する。軸 9 3の両端には、各操向クラッチ 9 4、 9 5が設けられ、各操向クラッチ 9 4、 9 5の出力軸に各ステアリングブレーキ 9 6、 9 7が取り付けてある。各ステアリングブレーキ 9 6、 9 7 は、ブレーキ駆動部となる各 E CMV弁 1 0 0、 1 0 3が出力する油圧によって作動し、また各操向クラツチ 9 4、 9 5 は、対応して設けた各 E CMV弁 1 0 1、 1 0 2を介して供給される油圧によって制御される。

他方、変速機 1 0の入力軸.1 3、中間軸 1 6、出力軸 1 4のそれぞれには、各回転センサ 1 0 4、 1 0 5、 1 0 6が設けてあり、各軸の回転速度を検出できる。また、変速機 1 0の後進用クラッチ 3 2、前進用クラッチ 4 0、 3速用クラッチ 6 8、 2速用クラッチ 6 6、 1速用クラッチ 7 4 は、これらに対応して設けたクラッチ駆動部となる各 E CMV弁 1 0 7 ~ 1 1 1 から供給される油圧により作動され、対応するキヤリァまたはリングギヤをケース 1 1 に固定または解放するブルドーザの運転室 1 2 0には、運転席 1 2 2の前部左側にブルドーザの前後進を選択する前後進レバー 1 3 0 とその左側に変速レバー〗 2 8が設けてある。そして、前後進レバー 1 3 0の操作信号と変速レバー 1 2 8の操作信号は TZM コントローラ 1 3 1 に入力される。 TZMコントロ一ラ 1 3 1 は、変速機 1 0の各クラツチの係合力を制御する各 E CMV弁 1 0 7 ~ 1 1 1 の油圧を制御する電気信号を発信する。

TZMコントローラ 1 3 1 は、さらに回転センサ 1 0 4 ~ 1 0 6が検出した入力軸 1 3、中間軸 1 6、出力軸 1 4の回転速度を入力するとともに、入力軸 1 3 の回転速度 ω e と回転速度 ω eの微分値 eをパラメ一夕として制御域 Pと解除域 Qとを定め、メモリに記憶してある。制御域 Pと解除域 Qは、例えば図 2 に示すように縦軸に回転速度 ω e、横軸に回転速度 ω eの微分値 e とし、エンス卜防止制御ライン（以下「制御ラインと云う）とエンス卜防止制御解除ライン（以下解除ラインと云う）を定める。そして、制御ラインより下側すなわちエンジンの回転速度が低下し、更にェンジンの加速度のマイナスの値が大きくなる領域を制御域 Pとしてエンス卜防止制御を行う。また、解除ラィンより上側すなわちェンジンの回転速度が高くなり、更にエンジンの加速度が大きくなる領域を解除域 Qとしてエンスト防止制御を停止する。

次に、図 3 に示すフローチヤ一卜に従って、エンスト防止制御方法の一例を説明する。

まず、 S 1 において回転センサ 1 0 4により測定された入力軸 1 3の回転速度 ωε が読み込まれる。 S 2において入力軸 1 3の回転速度 we の微分値 we が演算される。 S 3において回転速度と微分値をパラメータとする値すなわち F ( ω ε, θ ) は制御域であるか否かが判断される。制御域 Ρ外（S 3において N O) では S 1 に戻る。制御域 P内（S 3において Y E S ) の場合は図 2において F ( ωε, ώε ) が a点より下側の位置であり、エンジンの回転速度の値は小さくなり、さらに加速度のマイナスの値が大きく、ェンジンに掛かる負荷が大き過ぎてエンス卜する恐れがあるので S 4にすすむ。 S 4では前進用クラツチ 4 0のクラッチ油圧を油圧モジユレーションに従って低下させる電気指令が ΤΖΜコン卜ローラ 1 3 1から E C MV弁 1 0 8に発信される。クラツチ油圧が油圧モジユレーションに従って低下するとクラッチは滑り、ェンジンの負荷が軽減し、図 2において減速から加速に向かう b点となり、更に c点に向かうけれども前進用クラッチ 4 0は滑っている状態である。再び、 S 5において回転センサ 1 0 4により測定された入力軸 1 3の回転速度 ω ε が読み込まれ、 S 6において入力軸 1 3の回転速度 we の微分値 we が演算される。 S 7 において F ( ω β, ω e ) は解除域 Qか否かが判断され、解除域 Q外（S 7において N O ) では S 4にもどる。解除域 Q内（S 7において Y E S ) の場合は、図 2において c点を過ぎて更にエンジンの回転速度 we と加速度 e が大きくなった状態で S 8に進む。

S 8ではクラッチ油圧上昇指令が TZMコン卜ローラから E C MV弁 1 0 8に発一一

信される。そして S I に戻る。

産業上の利用可能性

本発明は、煩雑なインチングペダル操作をなくし、自動的にエンストを防止してオペレータを疲労させない建設機械等のエンスト防止制御方法として有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 入力軸から第 1段目にある前後進用クラッチと第 2段目にある複数の変速用クラッチとを有し、前後進用クラツチを選択的に係合させて前進または後進し、変速用クラツチを選択的に係合させて変速段を選択する変速機と、これらの各クラツチに対し個別に接続され、トランスミッションコン卜ローラから入力された電気信令に対応する油圧を各クラツチに発生させる複数の圧力制御弁とを備えた建設機械等のエンス卜防止制御方法おいて、エンジン回転速度とエンジン回転速度の微分値によりエンスト防止制御域とエンスト防止制御解除域を定め、これらのェンジン回転速度とェンジン回転速度の微分値がこのエンスト防止制御域に入つたときは前記係合クラッチの油圧を低下させ、他方、このエンス卜防止制御解除域に入ったときは前記係合クラツチの油圧を上昇させることを特徴とするェンスト防止制御方法。

2 . 前記エンスト防止制御域とエンスト防止制御解除域を予めトランスミッションコントローラに記憶させ、前記ェンジンの回転速度とェンジンの回転速度の微分値をパラメータとする値がこのエンスト防止制御域内であるとトランスミッシヨンコントローラは自動的に前記係合クラツチの油圧を低下させる指令を電子制御式モジュレ一ティング弁に発信してこのクラッチをスリップさせ、他方、このエンスト防止制御解除域であるとトランスミッションコントローラは自動的に前記係合クラツチの油圧を上昇させる指令を電子制御式モジユレ一ティング弁に発信してこのクラッチのスリップを停止させることを特徵とする請求の範囲 1記載のエンスト防止制御方法。