WO2007074584A1 - 作業機の変速制御装置 - Google Patents

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WO2007074584A1
WO2007074584A1 PCT/JP2006/322355 JP2006322355W WO2007074584A1 WO 2007074584 A1 WO2007074584 A1 WO 2007074584A1 JP 2006322355 W JP2006322355 W JP 2006322355W WO 2007074584 A1 WO2007074584 A1 WO 2007074584A1
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WO
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learning
clutch
error
control device
hydraulic pressure
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PCT/JP2006/322355
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Hidenobu Tsukada
Youichi Kowatari
Kazunori Nakamura
Masaki Yoshikawa
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Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
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Publication date
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    • F16H2342/00Calibrating
    • F16H2342/04Calibrating engagement of friction elements

Definitions

  • the present invention relates to a shift control device for a work machine having a traveling transmission such as a wheel loader, and in particular, a hydraulic characteristic value obtained by learning clutch hydraulic pressure for each of a plurality of clutches provided in the transmission.
  • the present invention relates to a shift control device for a work machine that can determine each of the clutches and connect each clutch in an optimum state.
  • a work machine such as a wheel loader includes a transmission control device having a torque converter and a transmission (transmission), and transmits the engine power to the wheels via the torque converter and the transmission to cause the vehicle to travel.
  • the transmission has forward, reverse, 1st, 2nd, 3rd, and 4th clutches, and selectively outputs command currents to the solenoid valves provided for these clutches. Supply hydraulic oil to the clutch to be engaged and connect the clutch.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-287119
  • An object of the present invention is to provide a shift control device for a work machine that can easily identify the cause when learning of clutch hydraulic pressure for operating the clutch of the transmission fails. is there.
  • the present invention includes a torque converter and a transmission for transmitting the motive power of the engine to wheels to cause the vehicle to travel, and the transmission includes a plurality of clutches.
  • the shift control device for a work machine that selectively supplies pressure oil to the plurality of clutches to perform a shift
  • each of the plurality of clutches is provided corresponding to each of the plurality of clutches, and each includes a plurality of sub-processes.
  • Learning control means for obtaining a clutch hydraulic pressure characteristic value for operating each of the plurality of clutches in each of the plurality of processing processes, learning the clutch hydraulic pressure in each of the plurality of processing processes;
  • Learning monitoring means for determining whether or not learning has failed for each of the plurality of sub-processes in each of the plurality of processing processes and displaying the determination result; And shall.
  • the learning control means is provided corresponding to each of the plurality of clutches, and each has a plurality of processing processes each including a plurality of sub-processes, and each of the plurality of processing processes has a plurality of processing processes.
  • a learning error determination means is provided, and a plurality of sub-processes are provided in each of the plurality of processing processes. It is possible to determine the error of whether or not learning fails for each process and display the determination result, so that the subprocess in which the error has occurred can be identified. It becomes easy to identify (determine which parts are defective such as transmission and solenoid valve).
  • the plurality of sub-processes in each of the plurality of processing processes supplies trial hydraulic pressure to each of the plurality of clutches, and A first sub-process for obtaining a reference clutch pressure at which the speed ratio of the torque comparator is reduced to a predetermined determination value by performing a plurality of pressure increase attempts to increase the supply pressure each time, and the reference clutch pressure A second sub-process that obtains the clutch hydraulic pressure characteristic value based on the learning monitoring means, wherein the learning monitoring means monitors the number of trials for supplying the trial hydraulic pressure in the first sub-process, and the number of trials is a limit number of times. Even if the speed reaches the value, the torque ratio speed ratio does not decrease to a predetermined judgment value, and an error is judged and a corresponding error is displayed.
  • the learning monitoring means further determines the number of trials when the speed ratio of the torque converter has decreased to a predetermined determination value. If there is, it is judged as an error and the corresponding error is displayed.
  • the learning monitoring means further supplies the clutch pressure based on the clutch hydraulic pressure characteristic value to each clutch in the second sub-process, If the speed ratio is outside the allowable range of the judgment value, it is judged as an error, and the corresponding error is displayed.
  • the learning monitoring unit further determines whether or not an environmental condition for performing learning during learning in the plurality of processing processes is satisfied. And display the judgment result.
  • the learning monitoring means is for operating the plurality of clutches as an environmental condition for performing learning during learning in the plurality of processing processes.
  • the operating oil temperature and the engine speed are monitored, and if the operating oil temperature or engine speed falls outside the specified range, an error is determined and a corresponding error is displayed.
  • the learning monitoring means further satisfies an environmental condition for shifting to the processing process before shifting to the plurality of processing processes. ! , Whether or not the error is judged, and the judgment result is displayed.
  • the learning monitoring means operates the plurality of clutches as an environmental condition for shifting to the processing process before shifting to the plurality of processing processes.
  • the temperature of the working oil and the engine speed are controlled, and if the temperature of the working oil or the engine speed falls outside the range of the specified value, an error is determined and a corresponding error is displayed.
  • the learning monitoring means learns during learning by the learning control means on a monitor that displays vehicle information such as speed at normal times. The progress status is displayed, and when the error is judged as an error, the judgment result is displayed.
  • storage means for storing the determination result of the error determination by the learning monitoring means, and the determination result stored in the storage means are stored in an external terminal.
  • the error determination result can be taken out to an external terminal, the error determination results of a plurality of work machines can be accumulated in the external monitor, and these can be collectively displayed on the external monitor for evaluation and determination. This makes it possible to efficiently perform the task of identifying the cause of the learning failure for a plurality of work machines.
  • the cause when learning of the clutch hydraulic pressure for operating the clutch of the transmission fails, the cause can be easily identified, and the learning of the clutch hydraulic pressure can be performed efficiently. it can.
  • FIG. 1 is a diagram showing an appearance of a wheel loader (work machine) to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an overall configuration of a traveling system of a wheel loader (working machine) provided with a speed change control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a clutch drive operation unit of the transmission.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing details of processing contents of the controller.
  • FIG. 5 is a time chart showing an example of a control waveform (clutch hydraulic waveform) of hydraulic oil pressure (clutch hydraulic pressure) when the clutch is ON.
  • Fig. 6 shows the change over time in the speed ratio after the trial hydraulic pressure is output.
  • Fig. 6 (a) shows the case where the trial hydraulic pressure is low, such as at the initial trial (first cycle).
  • (b) and (c) are diagrams showing cases where trial hydraulic pressures are sequentially increased in subsequent trial cycles, respectively.
  • FIG. 7 is a diagram showing a learning table in which clutch hydraulic characteristic values Pa, Pb, Ta, and Tb corresponding to the reference clutch hydraulic pressure Pax are preliminarily stored as clutch hydraulic pressure waveform control parameters.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the prior environment monitoring process in the learning control according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an environment monitoring process during learning control in the learning control in this embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing learning control step 1 and its learning monitoring process in the learning control according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing learning control steps 2 and 3 and learning monitoring processing of learning control in the present embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing a normal screen displayed on the monitor.
  • FIG. 13 is a diagram showing a screen displayed when an oil temperature error determination is made in the prior environmental monitoring process.
  • FIG. 14 is a diagram showing a screen displayed when the engine speed error is judged in the prior environment monitoring process.
  • Figure 15 is a screen that is displayed when there is an error determination of key operation, engine speed, or oil temperature in the environment monitoring process during learning control.
  • Fig.16 shows the learning control process when learning steps 1 to 3 for the 1st-speed clutch It is a figure which shows the screen displayed on.
  • FIG. 17 is a diagram showing a screen that is displayed when learning is performed for the second-speed clutch and the update clutch in the learning control process, and a screen that is displayed when learning is successful.
  • FIG. 18 is a diagram showing a screen displayed when learning fails in steps 1-1 and 1-2 of the first speed clutch in the learning monitoring process.
  • FIG. 19 is a diagram showing a screen displayed when learning fails in steps 2-1 and 2-2 of the first speed clutch in the learning monitoring process.
  • Figure 20 shows the screen that appears when learning fails in step 3 of the 1st-speed clutch in the learning monitoring process, and the screen that appears when learning fails in step 1 1 of the 2-speed clutch.
  • FIG. 1 is a diagram showing an appearance of a wheel loader (work machine) to which the present invention is applied.
  • the wheel loader 100 includes a vehicle body front portion 101 and a vehicle body rear portion 102.
  • the vehicle body front portion 101 and the vehicle body rear portion 102 are oriented with respect to the vehicle body rear portion 102 with respect to the vehicle body rear portion 102 by a steering cylinder 103.
  • a steering cylinder 103 Are connected so as to be relatively rotatable.
  • the front body 101 is provided with a front working device 104
  • the rear body 102 is provided with a driver's seat 106
  • the driver's seat 106 is provided with operating means such as an operation lever 107 and a handle 108. .
  • the front work device 104 has a packet (work tool) 111 and a boom 112.
  • the packet 111 tilts and dumps by the expansion and contraction of the bucket cylinder 113, and the boom 112 moves up and down by the expansion and contraction of the boom cylinder 114.
  • the boom 112 and the boom cylinder 114 are pin-coupled to the support portion 115 and constitute a link mechanism together with the support portion 115.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an overall configuration of a traveling system of a wheel loader (working machine) 100 provided with a speed change control device according to an embodiment of the present invention.
  • the traveling system of the wheel loader 100 includes an engine 10, a torque converter 11, a transmission (transmission device) 12, front wheels 13 and rear wheels 14.
  • the engine 10, the torque converter 11, and the transmission 12 are mounted on the rear part 102 of the wheel loader 100, and the front wheel 13 and the rear wheel 14 are provided on the front part 101 and the rear part 102 of the vehicle body, respectively (see Fig. 1).
  • the power generated in 10 is transmitted to the front wheels 13 and the rear wheels 14 via the torque converter 11 and the transmission 12 to travel.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the clutch drive operation unit of the transmission 12.
  • Transmission 12 consists of forward clutch 61, reverse clutch 62, 1st speed clutch 63, 2nd speed clutch 64, 3rd speed clutch 65, 4th speed clutch 66 and a hydraulic control valve corresponding to clutch 62 ⁇ 66 7 1
  • hydraulic control valve groups and electromagnetic valve groups 81 to 86 corresponding to the hydraulic control valves 71 to 76.
  • the solenoid valves 81 to 86 are electrohydraulic conversion valves, and each output a pilot hydraulic pressure corresponding to an electric signal using the hydraulic pressure of the pilot hydraulic pressure source 88 as a source pressure.
  • the hydraulic control valves 71 to 76 are pressure amplifying valves, and each output hydraulic oil having a pressure proportional to the pilot oil pressure from the electromagnetic valves 81 to 86 using the hydraulic pressure of the main hydraulic pressure source 78 as a source pressure.
  • the clutches 62 to 66 are hydraulic multi-plate clutches. When the electrical signals of the corresponding solenoid valves 81 to 86 are ON and hydraulic fluid is supplied from the hydraulic control valves 71 to 76, the clutch is turned ON and the clutches When the friction plates of the contacts are brought into contact and connected (clutch connection), and the electrical signals of the corresponding solenoid valves 81-86 are OFF and hydraulic oil is not supplied from the hydraulic control valves 71-76, the clutch is OFF. And release the contact by releasing the clutch friction plates apart (clutch release)
  • the shift control device is provided in such a traveling system of the wheel loader 100, and includes a key switch 21, a first learning switch (learning SW1) 22, a second learning switch ( (Learning SW2) 23, forward / reverse selector switch 24, speed stage switch 25, engine speed sensor 26, torque converter output speed sensor 27, intermediate shaft speed sensor 28, transmission output speed sensor 29, hydraulic oil
  • Various sensors of the temperature sensor 51, a monitor (display device) 50, and switch signals and sensor signals from the switches and sensors are input to perform predetermined calculation processing, and based on the processing results, the solenoid valve 81 Command signal (electrical signal) is output to ⁇ 86, and the running speed, error code, And a controller 30 for outputting other display signals.
  • the key switch 21 is a switch for controlling the power supply of the system, and the first and second learning switches 21 and 22 are switches for instructing start of learning control (learning mode).
  • the monitor 50 is mounted on the driver's seat 106 of the wheel loader 100 (see Fig. 1), and normally displays vehicle information such as vehicle speed and time (see Fig. 12).
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing the processing contents of the controller 30.
  • the controller 30 includes a key switch determination unit 31, a first learning switch determination unit 32, a second learning switch determination unit 33, a forward / reverse switch determination unit 34, a speed stage switch determination unit 35, and an engine rotation calculation unit 36.
  • the storage unit 43, the learning value storage unit 44, the error storage unit 45, the transmission shift control unit 46, and the communication interface 47 have various functions.
  • the switch signals from the key switch 21, the first learning switch 22, and the second learning switch 23 are respectively sent to the key switch determination unit 31, the first learning switch determination unit 32, and the second learning switch determination unit 33.
  • the switch signals from the forward / reverse switching switch 24 and the speed step shift switch 25 are input to the forward / reverse switch determination unit 34 and the speed step switch determination unit 35, respectively, and the pulse signal from the intermediate shaft rotation sensor 28 is
  • An oil temperature signal from the hydraulic oil temperature sensor 51 is input to the intermediate shaft rotation calculation unit 38 and input to the hydraulic oil temperature calculation unit 52.
  • the pulse signals from the engine rotation sensor 26 and the torque converter output rotation sensor 27 are input to the engine rotation calculation unit 36 and the torque converter output rotation calculation unit 37, and the calculation units 36 and 37 each have a rotation speed (rotation speed). Number) and input to the speed ratio calculator 40.
  • the speed ratio calculation unit 40 calculates a speed ratio from the input rotational speed, and inputs the speed ratio to the speed change control unit 46. To help.
  • the speed change control unit 46 can know the traveling load from this speed ratio.
  • the pulse signal from the transmission output shaft rotation sensor 29 is input to the transmission output shaft rotation calculation unit 39.
  • the calculation unit 39 calculates the rotation speed (number of rotations) of the transmission output shaft, and the vehicle speed calculation unit 41 input.
  • the vehicle speed calculation unit 41 calculates the input rotational speed force vehicle speed, and inputs the vehicle speed to the shift control unit 46.
  • Various information from the forward / reverse switch determination unit 34, the speed stage switch determination unit 35, the engine rotation calculation unit 36, the torque converter output rotation calculation unit 37, the intermediate shaft rotation calculation unit 38, and the vehicle speed calculation unit 41 is a rotational speed error.
  • the rotation speed error determination unit 42 performs error determination of the rotation sensors 26 to 29 based on the information and inputs the determination result to the shift control unit 46.
  • the learning table storage unit 43 stores a learning table (FIG. 7) for obtaining a reference clutch hydraulic pressure and a clutch hydraulic pressure waveform control parameter (described later).
  • the learned value storage unit 44 stores the learned value of the trial hydraulic pressure obtained by learning.
  • the error storage unit 45 stores an error code when learning fails. Further, the error code stored in the error storage unit 45 can be output to the external terminal 48 via the shift control unit 46 and the communication interface 47.
  • the shift control unit 46 has the following functions.
  • the shift control function is a basic function of the shift control unit 46, and has a manual mode and an automatic shift mode.
  • manual mode is selected with a mode switch (not shown)
  • a command signal is sent to the solenoid valve 81-86 that corresponds to the forward / reverse switching signal and speed step signal by the forward / reverse switching switch 24 and the speed step shift switch 25. Is output to perform forward / reverse control and shift control.
  • the automatic transmission mode is selected with a mode switch (not shown)
  • the calculation process for setting the optimum speed stage using the vehicle speed information from the vehicle speed calculation unit 41 and the speed ratio information from the speed ratio calculation unit 40 is performed. Based on the processing result, automatic transmission control is performed by outputting a command signal to the corresponding one of the solenoid valves 81-86.
  • the learning control function has a plurality of processing processes for each of the clutches 61 to 66, The clutch hydraulic pressure is learned for each of the clutches 61 to 66 by the plurality of processing processes, and a value obtained by the learning (reference clutch hydraulic pressure described later) and a learning table stored in the learning table storage unit 43 are used. The clutch hydraulic pressure characteristic value for operating each clutch is determined, and the clutch hydraulic pressure characteristic value is stored in the learned value storage unit 44.
  • the learning control function in the present embodiment has a learning monitoring function. In this learning monitoring function, after entering learning control, the learning process and its environmental conditions are monitored, and an error occurs as to whether the learning process is properly performed or whether the environmental condition of the learning process is appropriate. The determination is performed, and the determination result is displayed on the display unit of the monitor 50 as an error code, and the error code is stored in the error storage unit 45.
  • FIG. 5 is a time chart showing an example of a control waveform (clutch hydraulic waveform) of hydraulic oil pressure (hereinafter referred to as clutch hydraulic pressure) when the clutch is ON.
  • the friction plates are brought close to each other at a constant interval by supplying high-pressure hydraulic oil (referred to as a rapid filling pressure Pb) immediately before the half of the clutch immediately before filling the clutch hydraulic pressure.
  • Tb is the output time of the rapid filling pressure Pb.
  • standby pressure Pa a low pressure
  • Ta is the output time of the standby pressure Pa.
  • the clutch hydraulic pressure characteristic values Pa, Pb, Ta, and Tb vary due to individual differences among components such as the clutch and the solenoid valve. Therefore, it is necessary to absorb the individual differences before shipment.
  • One method is to set the clutch hydraulic pressure characteristic values Pa, Pb, Ta, and Tb by learning. In the present embodiment, the learning is performed as follows.
  • a reference clutch hydraulic pressure Pax at which the measured value falls to a predetermined determination value is obtained. That size High and low
  • the high and low judgment reference values corresponding to the two speed ratios ehigh and elow are set as fixed values, and the reference clutch hydraulic pressure Paxl and Pax2 corresponding to each of the high and low judgment reference values are obtained.
  • the average value of these reference clutch oil pressures Paxl and Pax2 is obtained, and the average value is used as the reference clutch oil pressure Pax to obtain the clutch oil pressure characteristic value.
  • [0050] 3. Obtain clutch hydraulic pressure characteristic values Pa, Pb, Ta, Tb based on the reference clutch hydraulic pressure Pax.
  • a learning table (Fig. 7) is prepared in which the clutch oil pressure characteristic values Pa, Pb, Ta, Tb corresponding to the reference clutch oil pressure Pax are preliminarily stored as clutch oil pressure waveform control parameters.
  • the clutch hydraulic pressure characteristic values Pa, Pb, Ta, and Tb are obtained by searching the corresponding clutch hydraulic pressure waveform control parameters from the learning table.
  • the above-mentioned trial for boosting the clutch hydraulic pressure is performed by stopping the vehicle (wheel loader 100) and operating the parking brake so that the axles of the wheels 13 and 14 are fixed and the transmission 12 is operated. It is performed with the engine 10 driven in a neutral state. When the transmission 12 is in the neutral state, all the clutches 61 to 66 are inactive (clutch OFF), so the output shaft of the torque converter 11 is idling.
  • a constant trial hydraulic pressure Paa having a step wave shape is supplied to the clutch for which the hydraulic characteristic value is to be set, and the speed ratio e of the torque converter is measured when a predetermined time T has elapsed.
  • the trial cycle is repeated several times by gradually increasing the trial hydraulic pressure Paa.
  • the predetermined time T time to output the trial hydraulic pressure Paa
  • the clutch hydraulic pressure is once released, and then the next trial hydraulic pressure is output.
  • Fig. 6 is a graph showing the change over time in the speed ratio e after the trial hydraulic pressure Paa is output.
  • Fig. 6 (a) shows the case where the trial hydraulic pressure Paa is low at the initial trial (first cycle).
  • Figures 6 (b) and 6 (c) show the cases where the trial hydraulic pressure Paa is increased sequentially in the subsequent trial cycle.
  • Predetermined time T is set to the time when the decrease in speed ratio e starts to stabilize. In this example The predetermined time T is set to 15 seconds.
  • (a), (b), and (c) in FIG. 6 differ in the magnitude of the speed ratio e at that time due to the difference in the engagement force based on the difference in the magnitude of the trial oil pressure Paa. Yes. That is, in FIG.
  • the trial hydraulic pressure Paa is small, so the speed ratio e when the predetermined time T has elapsed does not decrease to the high judgment reference value ehigh.
  • the trial hydraulic pressure Paa is increased. Therefore, the speed ratio e at the elapse of the predetermined time T reaches the high judgment reference value ehigh, and in FIG. 6 (c), the trial oil pressure Paa is further increased. It reaches the low criterion value elow.
  • the trial hydraulic pressure Paa is increased by an amount equivalent to ldigit (minimum unit of solenoid valve command signal, corresponding to about 0.008 Pa) until the speed ratio e falls below the high judgment reference value ehigh.
  • Fig. 6 (a) When the speed ratio e first falls below the high judgment reference value ehigh (Fig. 6 (b)), the trial hydraulic pressure Paxl at that time is stored. Subsequently, a pressure increase trial is performed, and when the speed ratio e first falls below the low judgment reference value elow (FIG. 6 (c)), the trial hydraulic pressure Pax2 at that time is stored.
  • the high judgment reference value ehigh and the low judgment reference value elow can be determined as follows.
  • the clutch pressure at which the clutch plate starts to contact is the standby pressure Pa, and the speed ratio at this time is almost constant.
  • the speed ratios ehigh and elow are determined so as to sandwich the speed ratio at the standby pressure Pa at equal intervals.
  • the speed ratio at standby pressure Pa is set to 0.75
  • FIG. 7 is a view showing a learning table in which clutch hydraulic characteristic values Pa, Pb, Ta, Tb corresponding to the reference clutch hydraulic pressure Pax are preliminarily stored as clutch hydraulic pressure waveform control parameters.
  • the reference clutch hydraulic pressure Pax obtained as described above is referred to a learning table as shown in FIG. 7, and the clutch hydraulic pressure waveform control parameter corresponding to the reference clutch hydraulic pressure Pax is searched, whereby the standby pressure Pa Clutch oil pressure waveform control parameters such as rapid filling pressure Pb, standby pressure output time Ta, and rapid filling pressure output time Tb are determined.
  • the reference clutch hydraulic pressure Pax obtained for the average force of the two trials is made to correspond to the atmospheric pressure in the learning table. In other words, it is possible to reduce the variation of the set parameters compared to the case of performing a single trial.
  • the learning table can be used to change various parameters (standby pressure Pa, rapid filling pressure Pb, waiting pressure output time Ta, rapid filling pressure output time Tb) in a bench test machine or an actual vehicle test with multiple transmissions. It is created by measuring the pressure waveform and torque fluctuations and making a matrix of the clutch hydraulic waveform control parameters determined as the optimum values in association with the reference clutch hydraulic pressure Pax by trial and error. The table is created and stored in the learning table storage unit 43.
  • FIGS. 8 to 11 are flowcharts showing the processing procedure of learning control
  • FIGS. 12 to 20 are views showing display contents displayed on the monitor 50 during the learning process.
  • the learning control in the present embodiment includes the following three parts of processing.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the prior environment monitoring process
  • FIG. 9 is a flowchart showing the learning environment monitoring process
  • FIGS. 10 and 11 are flowcharts showing the learning and learning monitoring process.
  • Fig. 12 shows the normal screen among the screens displayed on the monitor 50
  • Figs. 13 and 14 show the screens displayed when the oil temperature and engine speed errors are judged in the pre-environment monitoring process.
  • Fig. 15 shows the screens that are displayed when there is a key operation, engine speed, or oil temperature error judgment during the learning environment monitoring process
  • Figs. 16 to 20 show the screens that are displayed during the learning and learning monitoring process. Show.
  • the following describes the order of the prior environment monitoring process, the learning environment monitoring process, the learning, and the learning monitoring process.
  • the pre-environment monitoring process is a process for monitoring whether the environmental conditions for the learning process are satisfied after entering the learning control (learning mode) and before actually shifting to the learning process.
  • the shift control unit 46 first determines whether or not both the first learning switch 22 and the second learning switch 23 are turned on, that is, whether or not learning control (learning mode) has been entered. (Step SIOO, S102) When both switches are turned on, it is determined whether the temperature of the hydraulic oil of the clutch of the transmission 12 (oil temperature) and the rotational speed of the engine 10 are within the specified range ( Step S104, S110).
  • the oil temperature can be known from the calculated value of the oil temperature calculating section, and the engine speed can be determined from the calculated value of the engine speed calculating section 36.
  • the display screen of the monitor 50 is changed to the normal screen (screen 1) in Fig. 12 or the monitor error display 1 screen 2 in Fig. 13 or By switching to screen 3 and screen 2 and screen 3 alternately at intervals of 1.5 seconds, error code Erl (screen 2) and oil temperature (screen 3) are displayed alternately, and error code Erl is displayed as an error.
  • the monitor 50 display screen is the normal screen (screen 1) force in FIG.
  • the learning environment monitoring process is a process for monitoring whether or not the force for satisfying the learning condition during the learning process is not satisfied.
  • the shift control unit 46 monitors the key switch 21, the oil temperature, and the engine speed separately from the learning process (steps S200, S202, S204).
  • key switch 21 When key switch 21 is turned OFF, the oil temperature and engine speed range are within the specified range. If the screen is outside, switch the display screen of the monitor 50 to the normal screen (screen 1) force monitor error display 3, 4, 5 screens 6, 7, 8 in Fig. 15, and the error code EderrorOOOO 01, Ederror000002 and Ederror000003 are displayed, and these error codes are stored in the error storage unit 45 (steps S206, S208, S210), and the learning process is interrupted (step S212). If the oil temperature and the engine speed are outside the specified range, the key switch 21 is turned off (step S114). The operator then turns key switch 21 off and then turns key switch 21 back on and starts learning again.
  • the learning process for example, a process based on the above-described concept is performed in the order of the first speed clutch 63, the second speed clutch 64, the third speed clutch 65, the fourth speed clutch 66, the forward clutch 61, and the reverse clutch 62.
  • the learning process for each clutch includes the three processes of steps 1, 2, and 3 as shown in FIGS. 10 and 11.
  • learning step 1 the process for obtaining the reference clutch hydraulic pressure Paxl on the high judgment value side described above is performed.
  • the process for obtaining the reference clutch hydraulic pressure Pax2 on the low judgment value side described above is performed, and in the learning step 3, the learning table is searched using the reference clutch hydraulic pressure Pax described above to obtain the clutch hydraulic pressure characteristic values Pa, Pb. , Ta and Tb are obtained.
  • step 1 is performed for the first speed clutch 63.
  • the shift control unit 46 switches the screen of the monitor 50 to the screen 9 of FIG. 16 which is the screen of the first speed clutch learning step 1, and indicates that the current processing is the processing of step 1 for the first speed clutch 63. "And the oil temperature are displayed (Step S300).
  • the command signal corresponding to the trial hydraulic pressure 1 is output to the solenoid valve 83 and the trial hydraulic pressure 1 is supplied to the first-speed clutch 63 to perform the processing of step 1.
  • a command signal corresponding to the trial hydraulic pressure 1 is output to the solenoid valve 83 and the trial hydraulic pressure 1 is supplied to the first speed clutch 63 (step S302).
  • the current speed ratio of converter 11 is measured, and it is determined whether this speed ratio is lower than the target speed ratio 1 (corresponding to the high judgment reference value ehigh described above) (steps S304, S306). Then, release the clutch hydraulic pressure of trial hydraulic pressure 1 (step S308), and then add a constant pressure to the trial hydraulic pressure 1 to calculate a new trial hydraulic pressure 1 (step S310).
  • a command signal corresponding to the trial hydraulic pressure 1 is output to the solenoid valve 83 to supply the trial hydraulic pressure 1 to the first speed clutch 63 (step S302). Thereafter, the above procedure is repeated, and when the current speed ratio becomes lower than the target speed ratio 1 (high judgment reference value ehigh), the trial hydraulic pressure 1 at that time is stored as the reference clutch hydraulic pressure Pax 1 (step S312).
  • step 2 When learning in step 1 is successful, the process in step 2 for the first speed clutch 63 is performed.
  • the screen of motor 50 is switched to screen 10 of Fig. 16 which is the screen of 1st speed clutch learning step 2, and the code of '12' indicating that the current process is the process of step 2 for 1st speed clutch 63 and The oil temperature is displayed (Step S320).
  • the command signal corresponding to the trial hydraulic pressure 2 is output to the solenoid valve 83 and the trial hydraulic pressure 2 is supplied to the first-speed clutch 63 to perform the process of step 2.
  • a command signal corresponding to the trial hydraulic pressure 2 (> trial hydraulic pressure 1) is output to the solenoid valve 83 to supply the trial hydraulic pressure 2 to the first-speed clutch 63 (step S322), and then for a predetermined time (predetermined predetermined time mentioned above).
  • the current speed ratio of the torque converter 11 is measured at the elapsed time, and it is determined whether or not this speed ratio has become lower than the target speed ratio 2 (corresponding to the above-mentioned high judgment reference value elow) (step S324, If S326), No, temporarily remove the clutch hydraulic pressure of trial hydraulic pressure 2 (step S328), and then add a constant pressure to the trial hydraulic pressure 2 to calculate a new trial hydraulic pressure 2 (step S330).
  • a command signal corresponding to trial hydraulic pressure 2 is output to solenoid valve 83 to supply trial hydraulic pressure 2 to first speed clutch 63 (step S322). Thereafter, the above procedure is repeated, and when the current speed ratio becomes lower than the target speed ratio 2 (high judgment reference value elow), the trial hydraulic pressure 2 at that time is stored as the reference clutch hydraulic pressure Pax2 (step S332).
  • step S340 When learning in step 2 is successful, the process in step 3 is performed on the first speed clutch 63.
  • the screen of motor 50 is switched to screen 11 of Fig. 16 which is the screen of 1st speed clutch learning step 3, and the code of "13" indicating that the current process is the process of step 3 for 1st speed clutch 63 and The oil temperature is displayed (Step S340).
  • a learning value is calculated using the reference clutch oil pressure Paxl, Pax2 obtained in learning steps 1 and 2 (step S342), and the obtained learning value (clutch oil pressure characteristic value) is stored (step S344).
  • the clutch oil corresponding to the reference clutch hydraulic pressure Pax is referred to the learning table as shown in FIG.
  • the clutch hydraulic pressure characteristic values of standby pressure Pa, rapid filling pressure Pb, standby pressure output time Ta, and rapid filling pressure output time Tb are obtained.
  • step S360 the process proceeds to the learning process for the second speed clutch 64, and finally the process proceeds to the learning process for the reverse clutch 62 (step S360).
  • the screen 12 in FIG. 17 is a screen showing the learning process of step 1 for the second speed clutch 64
  • the screen 13 is a screen showing the learning process of step 3 for the reverse clutch 62.
  • a plurality of checkpoints are provided for each processing process (sub-process) in steps 1 to 3 of the learning process, and a learning monitoring process is performed to monitor whether or not learning is normally performed at each of these checkpoints. . If it is determined that learning has failed in this process, the screen of the monitor 50 is switched to the screens 15 to 20 in FIG. 18 and the determination result is displayed.
  • the learning monitoring process in the processing process of Step 1 is performed as follows. As described above, in the process of Step 1, after supplying the trial hydraulic pressure 1 to the first speed clutch 63, the current speed ratio of the torque converter 11 measured when a certain time (corresponding to the predetermined time T described above) has elapsed is the target speed. It is determined whether the ratio has become lower than the ratio 1 (corresponding to the high judgment reference value ehigh described above) (steps SS302, 304, S306). If No, a new trial hydraulic pressure 1 is calculated and the above procedure is repeated (steps). S308, S310, S302). At this time, the shift control unit 46 counts the number of trials by the counter (step S402).
  • Step S410 If No, the force to store the trial hydraulic pressure 1 at that time as the reference clutch hydraulic pressure Pa xl as described above. If Yes, the monitor 50 screen displays a monitor error. Switch to screen 15 in Fig. 18, which is the screen of step 1-1, and display the error code EderrorOOlll indicating that learning failed in step 1-1 of the 1st speed clutch, and store the error code in error memory 45 Store (step S412), and then wait for the key switch 21 to turn OFF (step S364).
  • the learning monitoring process in the processing process of Step 2 is performed as follows in the same manner as in Step 1.
  • the shift control unit 46 counts the number of trials of trial hydraulic pressure 2 with a counter (step S422), and when the current speed ratio becomes lower than the target speed ratio 2 (low judgment reference value elow), the counter value is 1. (No in step S430) If No, force to store trial hydraulic pressure 2 at that time as reference clutch hydraulic pressure Paxl as described above If yes, monitor 50 screen displays monitor error Step 2 — Switch to screen 17 in Fig.
  • Step S432 which is the screen of 1, and display the error code Ede rror000121 indicating that learning failed in step 2-1 of the 1st speed clutch, and store the error code in the error storage unit 45 (Step S432), and then wait for the key switch 21 to turn OFF (Step S364).
  • the learning monitoring process in the processing process of Step 3 is performed as follows. As described above, in the process of step S3, the learning value is calculated using the reference clutch oil pressure Paxl, Pax2 obtained in learning steps 1 and 2 (step S342), and the obtained learning value (clutch oil pressure characteristic values Pa, Pb , Ta, Tb) are stored (step S344). At this time, in the learning monitoring process, the learning value is After the calculation, the process determines whether the learned value is correct (step S440). If the learned value is not correct, the monitor 50 screen is switched to the monitor error display step 3 screen 19 in Fig.
  • Step S442 The error code Ederror000130 indicating that learning failed in Step 3 of the fast clutch is displayed, and the error code is stored in the error storage unit 45 (Step S442), and then the key switch 21 is awaited OFF (Step S442). S 364).
  • Whether the learning value is correct is determined by, for example, a command equivalent to the clutch pressure having the hydraulic waveform of the learning value (standby pressure Pa, rapid filling pressure Pb, waiting pressure output time Ta, rapid filling pressure output time Tb).
  • the solenoid valve 83 By outputting the signal to the solenoid valve 83, the clutch pressure is actually supplied to the first speed clutch 63, and the speed ratio at that time is measured.
  • the measured value of the speed ratio is compared with the intermediate value of the target speed ratio 1 (high judgment reference value ehigh) and the target speed ratio 2 (high judgment reference value elow). If the value is within the allowable range, the learning value is determined to be positive. If the learning value is outside the allowable range, the learning value is determined to be incorrect.
  • the learning control means for obtaining the clutch hydraulic pressure characteristic value for performing learning and operating each clutch is configured, and the processing functions of steps S400 to S442 of the flowchart shown in FIG. 10 and FIG.
  • an error determination is made as to whether or not the learning has failed for each of the plurality of sub-processes, and learning monitoring means for displaying the determination result is configured.
  • steps S200 to S214 shown in FIG. 9 of the shift control unit 46 satisfy the environmental conditions for performing learning during learning in the plurality of processing processes as another function of the learning monitoring means.
  • the learning environment monitoring means that performs error determination of whether or not and displays the determination result is configured, and the processing functions of steps S100 to S116 shown in FIG.
  • a prior environment monitoring means for displaying the determination result is configured.
  • the error code Erl (screen 2), which indicates that the oil temperature and engine speed were not within the specified range before actually entering the learning process. If there is an error display on Er 2 (screen 4) and the process does not proceed to the learning process, the transmission 12 is not faulty during the learning process, and the learning environment must be It can be seen that the conditions such as the oil temperature and the engine speed were within the range of the specified values, and the power was not able to shift to the learning process. Also, by displaying error code Erl (screen 2) and oil temperature (screen 3) or error code Er2 (screen 4) and engine speed (screen 5) alternately, either condition of temperature or engine speed is displayed. Since it is immediately divided whether it is not satisfied, it becomes easier to handle afterwards.
  • the learning progress status is displayed after learning control is started on the monitor 50 that displays vehicle information such as vehicle speed and time during normal times, and the learning error determination result is also displayed. Therefore, a special monitor is not required for error judgment display, and the system can be configured at low cost.
  • the progress of learning is displayed during learning control that only displays an error when an error occurs, the overall flow of learning control can be grasped, and learning control work can be performed efficiently.
  • an error storage unit 45 that stores the determination result of the error determination of the learning monitoring process, and communication that enables the determination result stored in the error storage unit 45 to be output to the external terminal 48. Since the interface 47 is provided, the error determination results are taken out to the external terminal 48, the error determination results of multiple work machines (wheel loaders) are stored on the external monitor, and these are collectively displayed on the external monitor for evaluation and determination. As a result, it is possible to efficiently perform the work of identifying the cause of the learning failure for a plurality of work machines.
  • the present invention is applied to learning control of a transmission device of a wheel loader as a work machine, but the present invention is also applied to learning control of other transmission devices such as a telehandler. Is possible.
  • the clutch hydraulic pressure characteristic is obtained by using the turbine rotational speed of the torque converter 11 in which the present invention is applied to the clutch hydraulic characteristic value obtained by using the speed ratio of the torque converter 11.
  • the present invention can be applied to other learning processing methods such as obtaining a value.

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Abstract

 作業機の変速制御装置において、変速装置のクラッチを作動させるためのクラッチ油圧の学習が失敗したときに、その原因を容易に特定できるようにする。  変速制御部46は、クラッチ61~65にそれぞれ対応して設けられ、各々、複数のサブプロセスで(ステップ1~3)からなる複数の処理プロセス(ステップS300~S344、ステップS360に含まれる同様のステップに対応)を有し、この複数の処理プロセスの各々においてクラッチ61~65の各々に対してクラッチ油圧の学習を行わせ、各クラッチを作動させるためのクラッチ油圧特性値を求める学習処理を行わせる。また、複数の処理プロセスの各々において複数のサブプロセス毎に学習が失敗したかどうかのエラー判定を行い、その判定結果を表示する学習監視処理を行わせる(ステップS400~S442)。

Description

明 細 書
作業機の変速制御装置
技術分野
[0001] 本発明は、ホイルローダー等の走行用の変速装置を有する作業機の変速制御装 置に係わり、特に変速装置に備えられる複数のクラッチのそれぞれに対してクラッチ 油圧の学習により油圧特性値を決定し、各クラッチを最適な状態で接続することを可 能とする作業機の変速制御装置に関する。
背景技術
[0002] ホイールローダー等の作業機は、トルクコンバータ及び変速装置(トランスミッション )を有する変速制御装置を備え、トルクコンバータ及び変速装置を介してエンジンの 動力を車輪に伝え走行を行わせる。変速装置は前進、後進、 1速、 2速、 3速、 4速の 各クラッチを有し、それらのクラッチに対応して設けられている電磁弁に選択的に指 令電流を出力して対応するクラッチに作動油を供給し、クラッチの接続を行う。
[0003] このような変速制御装置お!/、ては、変速装置や電磁弁等の製作誤差、組立誤差に より、異なる変速装置の電磁弁に同じ指令電流を出力しても、クラッチの接続フィーリ ングが常に同じになるとは限らない。そこで、例えば特開 2003— 287119号公報に 記載のように、学習制御によりクラッチ圧力を学習することでそれらの誤差を補正し、 最適な油圧特性値を求めることが行われて 、る。
[0004] 特許文献 1:特開 2003 - 287119号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、従来のクラッチ油圧特性値を得るための学習制御には次のような問 題がある。
[0006] 例えば、工場でのトランスミッション組立及び市場での変速装置(トランスミッション) のオーバーホールを行った場合などにクラッチ油圧の学習を行 、、誤差を補正し最 適な油圧特性値を求める。そのとき、トランスミッションの組立が不完全である場合や 部品に異常がある場合に学習が失敗することがある。このような場合に、クラッチ油圧 の学習中、トランスミッションのどのクラッチの学習中であるかを表示することにより、ど のクラッチの学習が失敗したかを知ることができる。しかし、学習が失敗した原因に係 わる情報は取得できな力つたため、失敗の原因を特定するために多くの時間を要し た。
[0007] 本発明の目的は、変速装置のクラッチを作動させるためのクラッチ油圧の学習が失 敗したときに、その原因を容易に特定することのできる作業機の変速制御装置を提 供することである。
課題を解決するための手段
[0008] (1)上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの動力を車輪に伝え走行を 行わせるためのトルクコンバータ及び変速装置を有し、前記変速装置は複数のクラッ チを有し、この複数のクラッチに選択的に圧油を供給して変速を行わせる作業機の 変速制御装置において、前記複数のクラッチにそれぞれ対応して設けられ、各々、 複数のサブプロセスからなる複数の処理プロセスを有し、この複数の処理プロセスの 各々において前記複数のクラッチの各々に対してクラッチ油圧の学習を行わせ、各ク ラッチを作動させるためのクラッチ油圧特性値を求める学習制御手段と、前記複数の 処理プロセスの各々において前記複数のサブプロセス毎に学習が失敗したかどうか のエラー判定を行い、その判定結果を表示する学習監視手段とを備えるものとする。
[0009] このように学習制御手段が、複数のクラッチにそれぞれ対応して設けられ、各々、複 数のサブプロセスからなる複数の処理プロセスを有し、この複数の処理プロセスの各 々において複数のクラッチの各々に対してクラッチ油圧の学習を行わせ、各クラッチ を作動させるためのクラッチ油圧特性値を求めるものである場合に、学習エラー判別 手段を設け、複数の処理プロセスの各々において複数のサブプロセス毎に学習が失 敗した力どうかのエラー判定を行い、その判定結果を表示することにより、エラーが発 生したサブプロセスを特定することができるようになり、これにより学習が失敗した原因 を特定すること(トランスミッションや電磁弁等、どの部品に不具合があるのかを判定 すること)が容易となる。
[0010] (2)上記(1)において、好ましくは、前記複数の処理プロセスの各々における前記 複数のサブプロセスは、前記複数のクラッチの各々に対して試行油圧を供給しかつ 各回毎に供給圧力を増加させる複数回の昇圧試行を行うことで、前記トルクコンパ一 タの速度比が所定の判定値に低下する基準クラッチ圧を求める第 1サブプロセスと、 前記基準クラッチ圧に基づいて前記クラッチ油圧特性値を求める第 2サブプロセスと を有し、前記学習監視手段は、前記第 1サブプロセスにおいて、前記試行油圧を供 給する試行回数を監視し、前記試行回数が限度回数に達しても前記トルクコンパ一 タの速度比が所定の判定値に低下しな ヽとエラーと判定し、対応するエラー表示を する。
[0011] (3)上記(2)において、前記学習監視手段は、前記第 1サブプロセスにおいて、更 に、前記トルクコンバータの速度比が所定の判定値に低下したときの前記試行回数 力 回であるとエラーと判定し、対応するエラー表示をする。
[0012] (4)また、上記(2)において、前記学習監視手段は、更に、前記第 2サブプロセスに おいて、前記クラッチ油圧特性値に基づくクラッチ圧力を各クラッチに実際に供給し、 そのときの速度比が前記判定値の許容範囲外であるとエラーと判定し、対応するエラ 一表示をする。
[0013] (5)また、上記(1)において、好ましくは、前記学習監視手段は、更に、前記複数の 処理プロセスにおける学習中に学習を行うための環境条件が満たされているかどうか のエラー判定を行い、その判定結果を表示する。
[0014] これにより学習中にエラー判定の表示があった場合は、学習中に変速装置に異常 があったのではなぐ環境条件が満たされなくなつたためであることが分かる。
[0015] (6)上記(5)において、好ましくは、前記学習監視手段は、前記複数の処理プロセ スにおける学習中に学習を行うための環境条件として、前記複数のクラッチを作動さ せるための作動油の温度と前記エンジンの回転数を監視し、前記作動油の温度又 はエンジン回転数が規定値の範囲外になるとエラーと判定し、対応するエラー表示 をする。
[0016] (7)また、上記(1)又は(5)において、前記学習監視手段は、更に、前記複数の処 理プロセスに移行する前にその処理プロセスに移行するための環境条件が満たされ て!、るかどうかのエラー判定を行 、、その判定結果を表示する。
[0017] これにより学習の処理プロセスに移行する前にエラー判定の表示があった場合は、 学習中に変速装置に異常があつたのではなぐ学習処理に移行する前に学習の環 境条件がみたされていな力 たためであることが分かる。
[0018] (8)上記(7)において、好ましくは、前記学習監視手段は、前記複数の処理プロセ スに移行する前にその処理プロセスに移行するための環境条件として、前記複数の クラッチを作動させるための作動油の温度と前記エンジンの回転数を監視し、前記作 動油の温度又はエンジン回転数が規定値の範囲外になるとエラーと判定し、対応す るエラー表示をする。
[0019] (9)また、上記(1)〜(8)において、好ましくは、前記学習監視手段は、通常時、速 度など車体情報を表示するモニタに、前記学習制御手段による学習中に学習の進 行状況を表示するとともに、前記エラー判定によりエラーと判定されたときにその判定 結果を表示する。
[0020] これにより特別なモニタが不要となり、システムを安価に構成することができる。また 、エラー発生時にエラー表示をするだけでなぐ学習制御中に学習の進行状況を表 示することにより学習制御の全体の流れを把握でき、効率良く学習制御の作業を行う ことができる。
[0021] (10)また、上記(1)〜(8)において、好ましくは、前記学習監視手段によるエラー 判定の判定結果を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶した判定結果を外部 端末に出力可能とする通信手段とを更に備える。
[0022] これによりエラー判定結果を外部端末に取り出し、複数台の作業機のエラー判定 結果を外部モニタに蓄積し、それらをまとめて外部モニタに表示して評価、判断する ことができるようになり、これにより複数台の作業機に対して学習が失敗した原因を特 定する作業を能率良く行うことができる。
発明の効果
[0023] 本発明によれば、変速装置のクラッチを作動させるためのクラッチ油圧の学習が失 敗したときに、その原因を容易に特定することができ、クラッチ油圧の学習を効率良く 行うことができる。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]図 1は本発明が適用されるホイルローダ (作業機)の外観を示す図である。 圆 2]図 2は本発明の一実施の形態に係わる変速制御装置を備えたホイールローダ( 作業機)の走行システムの全体構成を概略的に示す図である。
[図 3]図 3はトランスミッションのクラッチ駆動操作部の構成を示す図である。
[図 4]図 4はコントローラの処理内容の詳細を示す機能ブロック図である。
[図 5]図 5はクラッチ ON時の作動油圧力(クラッチ油圧)の制御波形 (クラッチ油圧波 形)の一例を示すタイムチャートである。
[図 6]図 6は試行油圧出力後の速度比の経時変化を示す図であり、図 6 (a)は試行初 期時(1サイクル目)等の試行油圧が低い場合のもの、図 6 (b)及び (c)は、それぞれ 、その後の試行サイクルで試行油圧を順次増加させた場合のものを示す図である。
[図 7]図 7は基準クラッチ油圧 Paxに対応するクラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tbを クラッチ油圧波形制御パラメータとして予めテーブルィ匕した学習テーブルを示す図で ある。
圆 8]図 8は本実施の形態における学習制御のうち、事前環境監視処理を示すフロ 一チャートである。
圆 9]図 9は本実施の形態における学習制御のうち、学習制御中環境監視処理を示 すフローチャートである。
[図 10]図 10は本実施の形態における学習制御のうち、学習制御のステップ 1及びそ の学習監視処理を示すフローチャートである。
[図 11]図 11は本実施の形態における学習制御のうち、学習制御のステップ 2及び 3 及びその学習監視処理を示すフローチャートである。
[図 12]図 12はモニタに表示される通常画面を示す図である。
[図 13]図 13は事前環境監視処理で油温のエラー判定があった場合に表示される画 面を示す図である。
[図 14]図 14は事前環境監視処理でエンジン回転数のエラー判定があった場合に表 示される画面を示す図である。
圆 15]図 15は学習制御中環境監視処理でキー操作、エンジン回転数、油温のエラ 一判定があった場合に表示される画面を示すずである。
[図 16]図 16は学習制御処理で 1速クラッチに対するステップ 1〜3の学習をする場合 に表示される画面を示す図である。
[図 17]図 17は学習制御処理で 2速クラッチ及び更新クラッチに対する学習をする場 合に表示される画面と、学習に成功した場合に表示される画面を示す図である。
[図 18]図 18は学習監視処理で 1速クラッチのステップ 1—1及び 1—2で学習が失敗 した場合に表示される画面を示す図である。
[図 19]図 19は学習監視処理で 1速クラッチのステップ 2— 1及び 2— 2で学習が失敗 した場合に表示される画面を示す図である。
[図 20]図 20は学習監視処理で 1速クラッチのステップ 3で学習が失敗した場合に表 示される画面と、 2速クラッチのステップ 1 1で学習が失敗した場合に表示される画 面を示す図である。
符号の説明
10 エンジン
11 トルクコンバータ
12 トランスミッション
13 前輪
14 後輪
21 キースィッチ
22 第 1学習スィッチ
23 第 2学習スィッチ
24 前後進切換スィッチ
25 速度段変速スィッチ
26 回転センサ
27 トルコン出力回転センサ
28 中間軸回転センサ
29 トランスミッション出力軸回
30 コントローラ
31 キースィッチ判定部
32 第 1学習スィッチ判定部 第 2学習スィッチ判定部
前後進スィッチ判定部
速度段スィッチ判定部
エンジン回転演算部
トルコン出力回転演算部 中間軸回転演算部
トランスミッション出力軸回転演算部 速度比演算部
車速演算部
回転センサエラー判定部 学習テーブル記憶部
学習値記憶部
エラー記憶部
トランスミッション変速制御部 通信インターフェース
外部端末
モニタ
温度センサ
作動油温度演算部
前進クラッチ
後進クラッチ
1速クラッチ
2速クラッチ
3速クラッチ
4速クラッチ
〜76 油圧制御弁
メイン油圧源
〜86 電磁弁 88 パイロット油圧源
100 ホイノレローダ
101 車体前部
102 車体後部
103 ステアリングシリンダ
104 フロント作業機
106 運転室
107 操作レバー
108 ハンドル
111 バケツト
112 ブーム
113 バケツトシリンダ
114 ブームシリンダ
115 支持部
発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
[0027] 図 1は、本発明が適用されるホイルローダ (作業機)の外観を示す図である。図 1〖こ おいて、ホイルローダ 100は、車体前部 101と車体後部 102で構成され、車体前部 1 01と車体後部 102は、ステアリングシリンダ 103により車体後部 102に対して車体前 部 101の向きが変わるように相対回動自在に連結されている。車体前部 101には、フ ロント作業装置 104が設けられ、車体後部 102には運転席 106が設けられ、運転席 1 06には操作レノ一 107、ハンドル 108等の操作手段が設けられている。
[0028] フロント作業装置 104は、パケット(作業具) 111とブーム 112を有し、パケット 111 は、バケツトシリンダ 113の伸縮によりチルト 'ダンプ動作し、ブーム 112はブームシリ ンダ 114の伸縮により上下に動作する。ブーム 112とブームシリンダ 114は支持部 11 5にピン結合され、支持部 115と共にリンク機構を構成している。
[0029] 図 2は、本発明の一実施の形態に係わる変速制御装置を備えたホイールローダ( 作業機) 100の走行システムの全体構成を概略的に示す図である。 [0030] 図 2において、ホイールローダ 100の走行システムは、エンジン 10と、トルクコンパ ータ 11と、トランスミッション (変速装置) 12と、前輪 13及び後輪 14とを有している。ェ ンジン 10、トルクコンバータ 11、トランスミッション 12はホイールローダ 100の車体後 部 102に搭載され、前輪 13及び後輪 14はそれぞれ車体前部 101及び車体後部 10 2に備えられ(図 1参照)、エンジン 10で発生した動力をトルクコンバータ 11及びトラ ンスミッション 12を介して前輪 13及び後輪 14に伝達し、走行を行う。
[0031] 図 3はトランスミッション 12のクラッチ駆動操作部の構成を示す図である。トランスミツ シヨン 12は、前進クラッチ 61、後進クラッチ 62、 1速クラッチ 63、 2速クラッチ 64、 3速 クラッチ 65、 4速クラッチ 66のクラッチ群と、クラッチ 62〜66に対応した油圧制御弁 7 1〜76の油圧制御弁群と、油圧制御弁 71〜76に対応した電磁弁 81〜86の電磁弁 群とを備えている。電磁弁 81〜86は電気油圧変換弁であり、それぞれ、パイロット油 圧源 88の油圧を元圧として電気信号に応じたパイロット油圧を出力する。油圧制御 弁 71〜76は圧力増幅弁であり、それぞれ、メイン油圧源 78の油圧を元圧として電磁 弁 81〜86からのノ ィロット油圧に比例した圧力の作動油を出力する。クラッチ 62〜 66は油圧多板クラッチであり、それぞれ、対応する電磁弁 81〜86の電気信号が ON で、油圧制御弁 71〜76から作動油が供給されているときは、クラッチ ONとなり、クラ ツチの摩擦板同士を接触させて結合 (クラッチ接続)し、対応する電磁弁 81〜86の 電気信号が OFFで、油圧制御弁 71〜76から作動油が供給されていないときは、ク ラッチ OFFとなり、クラッチの摩擦板同士を引き離して接触を解除 (クラッチ解除)する
[0032] 本実施の形態に係わる変速制御装置は、このようなホイールローダ 100の走行シス テムに備えられるものであり、キースィッチ 21、第 1学習スィッチ(学習 SW1) 22、第 2 学習スィッチ(学習 SW2) 23、前後進切換スィッチ 24、速度段変速スィッチ 25の各 種スィッチ類と、エンジン回転センサ 26、トルコン出力回転センサ 27、中間軸回転セ ンサ 28、トランスミッション出力軸回転センサ 29、作動油温度センサ 51の各種センサ 類と、モニタ(表示装置) 50と、スィッチ類及びセンサ類からのスィッチ信号及びセン サ信号を入力して所定の演算処理を行い、その処理結果に基づいて電磁弁 81〜8 6に指令信号 (電気信号)を出力するとともに、モニタ 50に走行速度、エラーコード、 その他の表示信号を出力するコントローラ 30とを備えている。キースィッチ 21はシス テムの電源制御を行うスィッチであり、第 1及び第 2学習スィッチ 21, 22は学習制御( 学習モード)の開始を指示するスィッチである。モニタ 50はホイールローダ 100の運 転席 106に装備されており(図 1参照)、通常時は、車速などの車体情報や時刻を表 示する(図 12参照)。
[0033] コントローラ 30の処理内容の詳細を図 4を用いて説明する。図 4は、コントローラ 30 の処理内容を示す機能ブロック図である。
[0034] コントローラ 30は、キースィッチ判定部 31、第 1学習スィッチ判定部 32、第 2学習ス イッチ判定部 33、前後進スィッチ判定部 34、速度段スィッチ判定部 35、エンジン回 転演算部 36、トルコン出力回転演算部 37、中間軸回転演算部 38、トランスミッション 出力軸回転演算部 39、作動油温度演算部 52、速度比演算部 40、車速演算部 41、 回転センサエラー判定部 42、学習テーブル記憶部 43、学習値記憶部 44、エラー記 憶部 45、トランスミッション変速制御部 46、通信インターフェース 47の各種機能を有 している。
[0035] キースィッチ 21、第 1学習スィッチ 22、第 2学習スィッチ 23からのスィッチ信号はそ れぞれ、キースィッチ判定部 31、第 1学習スィッチ判定部 32、第 2学習スィッチ判定 部 33に入力され、前後進切換スィッチ 24、速度段変速スィッチ 25からのスィッチ信 号は、それぞれ、前後進スィッチ判定部 34、速度段スィッチ判定部 35に入力され、 中間軸回転センサ 28からのパルス信号は中間軸回転演算部 38に入力され、作動 油温度センサ 51からの油温信号は作動油温度演算部 52に入力される。判定部 31 〜33で判断されたキースィッチ信号、第 1学習スィッチ信号、第 2学習スィッチ信号、 判定部 34, 35で判断された前後進信号及び速度段信号、中間軸回転演算部 38で 演算された中間軸回転速度(回転数)、作動油温度演算部 52で演算された作動油 温度(油温)はそれぞれ変速制御部 46に入力される。
[0036] エンジン回転センサ 26、トルコン出力回転センサ 27からのパルス信号はエンジン 回転演算部 36、トルコン出力回転演算部 37に入力され、これら演算部 36, 37はそ れぞれの回転速度(回転数)を演算し、速度比演算部 40に入力する。速度比演算部 40は、入力された回転速度から速度比を演算し、その速度比を変速制御部 46に入 力する。変速制御部 46はこの速度比により走行の負荷を知ることができる。
[0037] トランスミッション出力軸回転センサ 29からのパルス信号はトランスミッション出力軸 回転演算部 39に入力され、この演算部 39でトランスミッション出力軸の回転速度(回 転数)を演算し、車速演算部 41に入力する。車速演算部 41は、入力された回転速度 力 車速を演算し、その車速を変速制御部 46に入力する。
[0038] 前後進スィッチ判定部 34、速度段スィッチ判定部 35、エンジン回転演算部 36、ト ルコン出力回転演算部 37、中間軸回転演算部 38、車速演算部 41からの各種情報 は回転数エラー判定部 42に入力され、回転数エラー判定部 42はそれらの情報に基 づいて回転センサ 26〜29のエラー判定を行い、その判定結果を変速制御部 46に 入力する。
[0039] 学習テーブル記憶部 43には、基準クラッチ油圧力もクラッチ油圧波形制御パラメ一 タ(後述)を求めるための学習テーブル(図 7)が記憶される。学習値記憶部 44には学 習で得られた試行油圧の学習値が記憶される。エラー記憶部 45には学習が失敗し たときのエラーコードが記憶される。また、エラー記憶部 45に記憶されたエラコードは 変速制御部 46及び通信インターフェース 47を介して外部端末 48に出力することが できる。
[0040] 変速制御部 46は下記の機能を有して 、る。
[0041] 1.変速制御機能
2.学習制御機能
変速制御機能は、変速制御部 46の基本機能であり、マニュアルモードとオート変 速モードがある。モードスィッチ(図示せず)でマニュアルモードが選択されると、電磁 弁 81〜86のうち、前後進切換スィッチ 24及び速度段変速スィッチ 25による前後進 信号及び速度段信号に対応するものに指令信号を出力し、前後進制御と変速制御 を行う。モードスィッチ(図示せず)でオート変速モードが選択されていると、車速演算 部 41からの車速情報や速度比演算部 40からの速度比情報を用いて最適な速度段 を設定する演算処理を行い、その処理結果に基づいて電磁弁 81〜86の対応するも のに指令信号を出力して自動変速制御を行う。
[0042] 学習制御機能では、クラッチ 61〜66の各々に対する複数の処理プロセスを有し、 この複数の処理プロセスによりクラッチ 61〜66の各々に対してクラッチ油圧の学習を 行わせ、その学習で得た値 (後述の基準クラッチ油圧)と学習テーブル記憶部 43に 記憶した学習テーブルを用いて各クラッチを作動させるためのクラッチ油圧特性値を 決定するとともに、そのクラッチ油圧特性値を学習値記憶部 44に記憶させる。また、 本実施の形態における学習制御機能は学習監視機能を備えている。この学習監視 機能では、学習制御に入った後に、学習処理及びその環境条件を監視し、学習処 理が適切に行われているかどうか、或いは学習処理の環境条件が適切であるかどう かのエラー判定を行い、その判定結果をエラーコードでモニタ 50の表示部に表示す るとともに、そのエラーコードをエラー記憶部 45に記憶させる。
[0043] 学習制御機能の詳細を説明する。
[0044] まず、本実施の形態における学習制御の考え方を説明する。
[0045] 図 5はクラッチ ON時の作動油圧力(以下適宜クラッチ油圧という)の制御波形 (クラ ツチ油圧波形)の一例を示すタイムチャートである。
[0046] まず、クラッチ油圧充填初期に半クラッチ寸前まで急速に高圧の作動油 (急速充填 圧 Pbという)を供給することによって素早く摩擦板同士を一定の間隔まで接近させる 。 Tbは急速充填圧 Pbの出力時間である。その後、摩擦板同士が接触するまで作動 油の圧力を低圧 (待機圧 Paという)に戻し、摩擦板同士が接触してから徐々に作動 油の圧力を昇圧させて摩擦板同士を完全に結合させる。 Taは待機圧 Paの出力時間 である。急速充填圧 Pb及び待機圧 Paと時間 Tb, Taの各値を適切に設定することに よりクラッチ ON時の連結ショックを少なくすることができる。本明細書においては、こ れらの値 Pa, Pb, Ta, Tbをクラッチ油圧特性値という。
[0047] ところで、クラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tbは、クラッチや電磁弁等の構成部品 の個体差によってバラツキがあるため、出荷前に個体差を吸収させる必要がある。そ の方法としてクラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tbを学習により設定する方法がある。 本実施の形態においては、その学習を次のように行う。
[0048] 1.クラッチ油圧の昇圧試行において、試行油圧出力後の所定時間 T経過時にトル クコンバータ 11の速度比を計測する。
[0049] 2.その計測値が所定の判定値に低下する基準クラッチ油圧 Paxを求める。その判 定値として高低 2つの速度比 ehigh, elowに対応する高判定基準値と低判定基準値と が設定され、これら高判定基準値及び低判定基準値の各々に対応する基準クラッチ 油圧 Paxl, Pax2を求め、これら基準クラッチ油圧 Paxl, Pax2の平均値を求め、こ の平均値を上記基準クラッチ油圧 Paxとして用い、クラッチ油圧特性値を求める。
[0050] 3.その基準クラッチ油圧 Paxに基づいてクラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tbを求 める。この場合、基準クラッチ油圧 Paxに対応するクラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tbをクラッチ油圧波形制御パラメータとして予めテーブルィ匕した学習テーブル(図 7) を用意しておき、基準クラッチ油圧 Paxに対応するクラッチ油圧波形制御パラメータ をその学習テーブルから索表することにより、クラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tbを 求める。
[0051] 上記 1のクラッチ油圧の昇圧試行は、車両(ホイールローダ 100)を停止させてパー キングブレーキを作動させることにより、車輪 13, 14の車軸を固定しておいて、トラン スミッション 12を中立状態にしてエンジン 10を駆動させた状態で行う。トランスミツショ ン 12が中立状態にあるときは、クラッチ 61〜66の全てが非作動(クラッチ OFF)であ るので、トルクコンバータ 11の出力軸は空転している。
[0052] また、昇圧試行は、油圧特性値を設定すべきクラッチにステップ波形状の一定の試 行油圧 Paaを供給し、所定時間 T経過時にトルクコンバータの速度比 eを計測するこ とを 1サイクルとし、試行油圧 Paaを順次漸増させることで、その試行サイクルを複数 回、繰り返して行う。所定時間 T (試行油圧 Paaを出力する時間)は機種毎に設定さ れる。各試行サイクルにおいて、速度比 eを計測した後、クラッチ油圧を一旦抜き、そ の後、次の試行油圧を出力する。
[0053] 図 6は、試行油圧 Paa出力後の速度比 eの経時変化を示す図であり、図 6 (a)は試 行初期時(1サイクル目)等の試行油圧 Paaが低 、場合のもの、図 6 (b)及び (c)は、 それぞれ、その後の試行サイクルで試行油圧 Paaを順次増加させた場合のものを示 す。
[0054] 試行油圧 Paaを出力すると、クラッチが緩衝係合 (半クラッチ状態)を始めるために、 トルクコンバータ 11の速度比 eは、時間経過とともに低下し、その低下した状態でほ ぼ安定する。所定時間 Tは速度比 eの低下が安定し始める時点に設定する。本例で は所定時間 Tは 15秒に設定している。ここで、図 6の(a)と (b)と (c)とでは、試行油圧 Paaの大きさの違いに基づく係合力の相違により、その時点での速度比 eの大きさが 相違している。つまり、図 6 (a)では、試行油圧 Paaが小さいため、所定時間 T経過時 の速度比 eは高判定基準値 ehighまで低下せず、図 6 (b)では、試行油圧 Paaを増加 させているため、所定時間 T経過時の速度比 eは高判定基準値 ehighに到達し、図 6 ( c)では、試行油圧 Paaを更に増加させているため、所定時間 T経過時の速度比 eは 低判定基準値 elowまで到達して 、る。
[0055] 上記 2の手順では、速度比 eが高判定基準値 ehighを下回るまで試行油圧 Paaを例 えば ldigit (電磁弁指令信号の最小単位であり約 0. 008Paに相当)相当分ずつ増 圧して昇圧試行を繰り返して行う(図 6 (a) )。速度比 eが高判定基準値 ehighを最初に 下回ると(図 6 (b) )、そのときの試行油圧 Paxlを記憶する。引き続き、昇圧試行を行 い、速度比 eが低判定基準値 elowを最初に下回ると(図 6 (c) )、そのときの試行油圧 Pax2を記憶する。
[0056] 高判定基準値 ehigh及び低判定基準値 elowは、次のようにして決定することができ る。クラッチ板が接触を始めるクラッチ圧が待機圧 Paであり、このときの速度比はほぼ 一定している。待機圧 Pa時の速度比を等間隔で挟み込むように速度比 ehigh, elow を決定する。本例では、待機圧 Pa時の速度比を 0. 75として、 ehighを 0. 85 ( = 0. 7 5 + 0. 1)と設定し、 elowを 0. 65 ( = 0. 75— 0. 1)と設定して ヽる。
[0057] 得られた試行油圧 Paxl, Pax2の平均値として基準クラッチ油圧 Paxを求める。即 ち、基準クラッチ油圧 Pax= (Paxl + Pax2) Z2とする。
[0058] 図 7は、基準クラッチ油圧 Paxに対応するクラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tbをク ラッチ油圧波形制御パラメータとして予めテーブルィ匕した学習テーブルを示す図で ある。
[0059] 上記のようにして求められた基準クラッチ油圧 Paxを図 7に示すような学習テーブル に参照させ、基準クラッチ油圧 Paxに対応するクラッチ油圧波形制御パラメータを索 表することにより、待機圧 Pa、急速充填圧 Pb、待機圧出力時問 Ta、急速充填圧出 力時問 Tbといったクラッチ油圧波形制御パラメータが決定される。このように 2回の試 行の平均値力 求めた基準クラッチ油圧 Paxを学習テーブルの大気圧に対応させる こと〖こより、 1回の試行で行う場合に比べ、設定されるパラメータのバラツキを少なくす ることがでさる。
[0060] 学習テーブルは、複数のトランスミッションをベンチ試験機や実車試験において、 各パラメータ (待機圧 Pa、急速充填圧 Pb、待機圧出力時間 Ta、急速充填圧力出力 時間 Tb)を種々変化させて、圧力波形やトルクの変動を実測し、トライアンドエラーに より基準クラッチ油圧 Paxと関連づけて最適値として決定されたクラッチ油圧波形制 御パラメータをマトリクス化して作成されたものであり、クラッチの種類毎に作成されて 、学習テーブル記憶部 43に記憶されている。
[0061] 次に、本実施の形態における学習監視機能を備えた学習制御機能の詳細を図 8 〜図 20を用いて説明する。図 8〜図 11は学習制御の処理手順を示すフローチヤ一 トであり、図 12〜図 20は学習処理中にモニタ 50に表示される表示内容を示す図で ある。
[0062] 本実施の形態における学習制御は下記の 3部分の処理より構成されて 、る。
[0063] 1.事前環境監視処理
2.学習中環境監視処理
3.学習及び学習監視処理
図 8は、事前環境監視処理を示すフローチャートであり、図 9は学習中環境監視処 理を示すフローチャートであり、図 10および図 11は学習及び学習監視処理を示すフ ローチャートである。図 12はモニタ 50に表示される画面のうち通常画面を示し、図 1 3及び図 14は事前環境監視処理で油温及びエンジン回転数のエラー判定があった 場合に表示される画面を示し、図 15は学習中環境監視処理でキー操作、エンジン 回転数、油温のエラー判定があった場合に表示される画面を示し、図 16〜図 20は 学習及び学習監視処理で表示される画面を示す。以下、事前環境監視処理、学習 中環境監視処理、学習及び学習監視処理の順番に説明する。
<事前環境監視処理 >
事前環境監視処理は、学習制御 (学習モード)に入った後、実際に学習処理に移 行する前に、学習処理のための環境条件が満たされているかどうかを監視する処理 である。 [0064] 図 8において、変速制御部 46は、まず、第 1学習スィッチ 22及び第 2学習スィッチ 2 3が共に ONになったかどうか、つまり、学習制御(学習モード)に入ったかどうかを判 定し (ステップ SIOO, S102)、両スィッチが共に ONになると、トランスミッション 12の クラッチの作動油の温度(油温)とエンジン 10の回転数が規定値の範囲内にあるか 否かを判定する (ステップ S 104, S110)。油温は油温演算部の演算値により、ェン ジン回転数はエンジン回転数演算部 36の演算値によりそれぞれ知ることができる。 油温の判定結果で油温が規定値の範囲内になかった場合は、モニタ 50の表示画面 を図 12の通常画面(画面 1)力もモニタエラー表示 1の画面である図 13の画面 2又は 3に切り換え、かつ画面 2と画面 3を 1. 5秒間隔で交互に切り換えることでエラーコー ド Erl (画面 2)と油温 (画面 3)を交互に表示するするとともに、エラーコード Erlをェ ラー記憶部 45に記憶する(ステップ S106)。エンジン回転数の判定結果でエンジン 回転数が規定値の範囲内にな力つた場合は、モニタ 50の表示画面を図 12の通常画 面(画面 1)力もモニタエラー表示 2の画面である図 14の画面 4又は 5に切り換え、力 つ画面 4と画面 5を 1. 5秒間隔で交互に切り換えることでエラーコード Er2 (画面 4)と エンジン回転数 (画面 5)を交互に表示し、かつエラーコード Er2をエラー記憶部 45 に記憶する (ステップ S112)。その後、油温及びエンジン回転数が規定値の範囲内 となった状態で、第 1学習スィッチ 22及び第 2学習スィッチ 23が共に ONされると、モ ユタ 50の表示を通常画面(画面 1)に戻した後(ステップ S 108, S114)、学習処理に 移行する (ステップ S 116)。このように学習処理に移行するための条件が満たされて いない場合、画面 2又は画面 3、画面 4又は画面 5というように、温度の場合は現在の 油温、エンジン回転数の場合は現在の回転数をエラーコードと交互に表示すること により、条件が満たされて 、な 、ことが分力り易!、。
<学習中環境監視処理 >
学習中環境監視処理は、学習処理中に学習を行うための条件が満たされなくなつ た力どうかを監視する処理である。
[0065] 図 9において、学習処理中は、変速制御部 46は、学習処理とは別にキースィッチ 2 1、油温、エンジン回転数を監視しており(ステップ S200, S202, S204)、学習中に キースィッチ 21が OFFになった場合や、油温及びエンジン回転数が規定値の範囲 外になつた場合は、モニタ 50の表示画面を通常画面(画面 1)力 モニタエラー表示 3, 4, 5の画面である図 15の画面 6, 7, 8に切り換えて、エラーコード EderrorOOOO 01, Ederror000002, Ederror000003を表示し、力つそれらのエラーコードをエラ 一記憶部 45に記憶するとともに (ステップ S 206, S208, S210)、学習処理を中断 する (ステップ S212)。また、油温及びエンジン回転数が規定値の範囲外になつた場 合は、キースィッチ 21の OFF待ち状態とする(ステップ S114)。オペレータは、その 後、キースィッチ 21を OFFにした後、キースィッチ 21を再び ONとして学習をやり直 す。
<学習及び学習監視処理 >
<学習処理 >
学習処理は、例えば、 1速クラッチ 63、 2速クラッチ 64、 3速クラッチ 65、 4速クラッチ 66、前進クラッチ 61、後進クラッチ 62の順序で上述した考え方に基づく処理を行う。 各クラッチの学習処理には図 10及び図 11に示すようなステップ 1, 2, 3の 3つの処理 があり、学習ステップ 1で上述した高判定値側の基準クラッチ油圧 Paxlを求める処理 を行 、、学習ステップ 2で上述した低判定値側の基準クラッチ油圧 Pax2を求める処 理を行 、、学習ステップ 3で上述した基準クラッチ圧 Paxにより学習テーブルを索表 することによりクラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tbを求める処理を行う。
まず、 1速クラッチ 63に対しステップ 1の処理を行う。変速制御部 46は、モニタ 50の 画面を 1速クラッチ学習ステップ 1の画面である図 16の画面 9に切り換え、現在の処 理が 1速クラッチ 63に対するステップ 1の処理であることを示す「11」のコードと、油温 を表示する (ステップ S300)。次いで、試行油圧 1に相当する指令信号を電磁弁 83 に出力し 1速クラッチ 63に試行油圧 1を供給することでステップ 1の処理を行う。まず 、試行油圧 1に相当する指令信号を電磁弁 83に出力して 1速クラッチ 63に試行油圧 1を供給した後 (ステップ S302)、一定時間(前述した所定時間 Tに相当)経過時にト ルクコンバータ 11の現在の速度比を計測し、この速度比が目標速度比 1 (前述した 高判定基準値 ehighに相当)より低くなつた力どうかを判定し (ステップ S304, S306) 、 Noであれば、試行油圧 1のクラッチ油圧をー且抜き (ステップ S308)、その後、試 行油圧 1に一定圧を加算して新たな試行油圧 1を算出し (ステップ S310)、再び、そ の試行油圧 1に相当する指令信号を電磁弁 83に出力して 1速クラッチ 63に試行油 圧 1を供給する (ステップ S302)。以後、上記手順を繰り返し、現在の速度比が目標 速度比 1 (高判定基準値 ehigh)より低くなると、そのときの試行油圧 1を基準クラッチ 油圧 Pax 1として記憶する(ステップ S312)。
[0067] ステップ 1の学習に成功すると、 1速クラッチ 63に対するステップ 2の処理を行う。モ -タ 50の画面を 1速クラッチ学習ステップ 2の画面である図 16の画面 10に切り換え、 現在の処理が 1速クラッチ 63に対するステップ 2の処理であることを示す「 12」のコー ドと、油温を表示する (ステップ S320)。次いで、試行油圧 2に相当する指令信号を 電磁弁 83に出力し 1速クラッチ 63に試行油圧 2を供給することでステップ 2の処理を 行う。この処理では、まず、試行油圧 2 ( >試行油圧 1)に相当する指令信号を電磁弁 83に出力し 1速クラッチ 63に試行油圧 2を供給した後 (ステップ S322)、一定時間( 前述した所定時間 Tに相当)経過時にトルクコンバータ 11の現在の速度比を計測し 、この速度比が目標速度比 2 (前述した高判定基準値 elowに相当)より低くなつたか どうかを判定し (ステップ S324, S326)、 Noであれば、試行油圧 2のクラッチ油圧を 一旦抜き (ステップ S328)、その後、試行油圧 2に一定圧を加算して新たな試行油圧 2を算出し (ステップ S330)、再び、その試行油圧 2に相当する指令信号を電磁弁 83 に出力して 1速クラッチ 63に試行油圧 2を供給する (ステップ S322)。以後、上記手 順を繰り返し、現在の速度比が目標速度比 2 (高判定基準値 elow)より低くなると、そ のときの試行油圧 2を基準クラッチ油圧 Pax2として記憶する (ステップ S332)。
[0068] ステップ 2の学習に成功すると、 1速クラッチ 63に対しステップ 3の処理を行う。モ- タ 50の画面を 1速クラッチ学習ステップ 3の画面である図 16の画面 11に切り換え、現 在の処理が 1速クラッチ 63に対するステップ 3の処理であることを示す「 13」のコード と、油温を表示する (ステップ S 340)。次いで、学習ステップ 1, 2で求めた基準クラッ チ油圧 Paxl, Pax2を用いて学習値を演算し (ステップ S342)、求めた学習値(クラ ツチ油圧特性値)を記憶する (ステップ S344)。学習値の演算では、上述したように、 基準クラッチ油圧 Paxl, Pax2の平均値として基準クラッチ油圧 Pax ( = (Paxl + Pa x2) /2)を求め、この基準クラッチ圧 Paxを学習テーブル記憶部 43に記憶した図 7 に示すような学習テーブルに参照させ、基準クラッチ油圧 Paxに対応するクラッチ油 圧波形制御パラメータを索表することにより、待機圧 Pa、急速充填圧 Pb、待機圧出 力時問 Ta、急速充填圧出力時問 Tbのクラッチ油圧特性値を求める。
[0069] 1速クラッチ 63に対するステップ 3の学習に成功すると、 2速クラッチ 64に対する学 習処理へと移行して行き、最終的に後進クラッチ 62に対する学習処理へと移行する (ステップ S360)。図 17の画面 12は、 2速クラッチ 64に対するステップ 1の学習処理 を示す画面であり、画面 13は、後進クラッチ 62に対するステップ 3の学習処理を示す 画面である。全ての学習に成功すると、図 17の画面 14を表示し、キースィッチ 21の OFF待ちとする(ステップ S362, S364)。
<学習監視処理 >
上記学習処理のステップ 1〜3の各処理プロセス(サブプロセス)に複数のチェック ポイントを設け、これらのチェックポイントの各々において、学習が正常に行われてい るかどうかを監視する学習監視処理を行う。この処理で学習に失敗したと判断すると モニタ 50の画面を図 18の画面 15〜20に切り換えてその判別結果を表示する。
[0070] まず、ステップ 1の処理プロセスにおける学習監視処理は次のように行う。上述した ように、ステップ 1の処理では、 1速クラッチ 63に試行油圧 1を供給した後、一定時間( 前述した所定時間 Tに相当)経過時に計測したトルクコンバータ 11の現在の速度比 が目標速度比 1 (前述した高判定基準値 ehighに相当)より低くなつたかどうかを判定 し (ステップ SS302, 304, S306)、Noであれば、新たな試行油圧 1を算出して上記 手順を繰り返す (ステップ S308, S310, S302)。このとき、変速制御部 46は、試行 回数をカウンタにより計数しており(ステップ S402)、現在の速度比が目標速度比 1 ( 高判定基準値 ehigh)より低くなると、カウンタの数値が 1であるかどうかを判定し (ステ ップ S410)、 Noであれば、上記のようにそのときの試行油圧 1を基準クラッチ油圧 Pa xlとして記憶する力 Yesであれば、モニタ 50の画面をモニタエラー表示ステップ 1 —1の画面である図 18の画面 15に切り換え、 1速クラッチのステップ 1—1で学習が 失敗したことを示すエラーコード EderrorOOOl l lを表示し、かつそのエラーコードを エラー記憶部 45に記憶し (ステップ S412)、その後、キースィッチ 21の OFF待ちと する(ステップ S 364)。
[0071] 一方、現在の速度比が目標速度比 1 (高判定基準値 ehigh)より低くない場合は、現 在のカウンタの数値 (試行回数)が試行限度回数に達した力どうかを判定し (ステップ S400)、 Noであれば、カウンタの数値 (初期値 = 1)に 1をカ卩えた後(ステップ S402) 、上記手順を繰り返す力 Yesであれば、試行油圧 1の決定に失敗したと判断し (ステ ップ S414)、モニタ 50の画面をモニタエラー表示ステップ 1 2の画面である図 18の 画面 16に切り換え、 1速クラッチのステップ 1—2で学習が失敗したことを示すエラー コード Ederror000112を表示し、かつそのエラーコードをエラー記憶部 45に記憶し (ステップ S416)、その後、キースィッチ 21の OFF待ちとする(ステップ S364)。
[0072] ステップ 2の処理プロセスにおける学習監視処理も、ステップ 1の場合と同様に次の ように行う。変速制御部 46は、試行油圧 2の試行回数をカウンタにより計数しており( ステップ S422)、現在の速度比が目標速度比 2 (低判定基準値 elow)より低くなると、 カウンタの数値が 1であるかどうかを判定し (ステップ S430)、 Noであれば、上記のよ うにそのときの試行油圧 2を基準クラッチ油圧 Paxlとして記憶する力 Yesであれば 、モニタ 50の画面をモニタエラー表示ステップ 2— 1の画面である図 19の画面 17に 切り換え、 1速クラッチのステップ 2— 1で学習が失敗したことを示すエラーコード Ede rror000121を表示し、かつそのエラーコードをエラー記憶部 45に記憶し (ステップ S432)、その後、キースィッチ 21の OFF待ちとする(ステップ S364)。
[0073] 一方、現在の速度比が目標速度比 2 (低判定基準値 elow)より低くな!/、場合は、現 在のカウンタの数値 (試行回数)が試行限度回数に達した力どうかを判定し (ステップ S420)、 Noであれば、カウンタの数値 (初期値 = 1)に 1をカ卩えた後(ステップ S422) 、上記手順を繰り返す力 Yesであれば、試行油圧 2の決定に失敗したと判断し (ステ ップ S434)、モニタ 50の画面をモニタエラー表示ステップ 2— 2の画面である図 19の 画面 18に切り換え、 1速クラッチのステップ 2— 2で学習が失敗したことを示すエラー コード Ederror000122を表示し、かつそのエラーコードをエラー記憶部 45に記憶し (ステップ S436)、その後、キースィッチ 21の OFF待ちとする(ステップ S364)。
[0074] ステップ 3の処理プロセスにおける学習監視処理は次のように行う。上述したように 、ステップ S3の処理では、学習ステップ 1, 2で求めた基準クラッチ油圧 Paxl, Pax2 を用いて学習値を演算し (ステップ S342)、求めた学習値 (クラッチ油圧特性値 Pa, Pb, Ta, Tb)を記憶する(ステップ S 344)。このとき、学習監視処理では、学習値の 演算後、その学習値が正しいかどうかの判定処理を行い (ステップ S440)、学習値が 正しくなければ、モニタ 50の画面をモニタエラー表示ステップ 3の画面である図 20の 画面 19に切り換え、 1速クラッチのステップ 3で学習が失敗したことを示すエラーコー ド Ederror000130を表示し、かつそのエラーコードをエラー記憶部 45に記憶し (ス テツプ S442)、その後、キースィッチ 21の OFF待ちとする(ステップ S 364)。学習値 が正しいかどうかの判定は、例えば、学習値 (待機圧 Pa、急速充填圧 Pb、待機圧出 力時問 Ta、急速充填圧出力時問 Tb)の油圧波形を持つクラッチ圧力相当の指令信 号を電磁弁 83に出力することで、 1速クラッチ 63にそのクラッチ圧力を実際に供給し 、そのときの速度比を計測することにより行う。この場合、例えば、速度比の測定値と 目標速度比 1 (高判定基準値 ehigh)と目標速度比 2 (高判定基準値 elow)の中間値と を比較し、速度比の測定値が中間値の許容範囲内にあれば学習値が正 、と判定 し、許容範囲外であれば、学習値が正しくないと判定する。
[0075] 2速クラッチ 64以下のクラッチの各学習プロセスに対しても同様の学習監視処理を 行い、学習失敗時にモニタ 50の画面に対応するエラーコードを表示し、かつそのェ ラーコードをエラー記憶部 45に記憶する。図 20の画面 20は、その一例として、 2速ク ラッチのステップ 1—1で学習が失敗した場合のものである。つまり、 2速クラッチ 64に 対するステップ 1の学習処理で、現在の速度比が目標速度比 1 (高判定基準値 ehigh )より低いと判定されたときのカウンタの数値が 1である場合は、 2速クラッチのステップ 1— 1で学習が失敗したことを示すエラーコード Ederror000211を表示し、かつその エラーコードをエラー記憶部 45に記憶する(図 10のステップ S306, S410, S412に 相当)。
[0076] 以上において、変速制御部 46の図 10及び図 11に示すフローチャートのステップ S 300〜S344の処理機能(1速クラッチ 63の学習処理)及び図 11に示すフローチヤ一 卜のステップ S360に含まれる 2速クラッチ 64、 3速クラッチ 65、 4速クラッチ 66、前進 クラッチ 61、後進クラッチ 62に対する同様の処理機能(学習処理)は、複数のクラッ チ 61〜65にそれぞれ対応して設けられ、各々、複数のサブプロセス(図 10のステツ プ 1 (ステップ S300〜S312)、図 11のステップ 2 (ステップ S320〜S332)及び図 11 のステップ 3 (ステップ S340〜S344)に対応)力 なる複数の処理プロセス(図 10及 び図 11のステップ S300〜S344及び図 11のステップ S360に含まれる同様のステツ プに対応)を有し、この複数の処理プロセスの各々において複数のクラッチ 61〜65 の各々に対してクラッチ油圧の学習を行わせ、各クラッチを作動させるためのクラッチ 油圧特性値を求める学習制御手段を構成し、変速制御部 46の図 10及び図 11に示 すフローチャートのステップ S400〜S442の処理機能は、上記複数の処理プロセス の各々において上記複数のサブプロセス毎に学習が失敗した力どうかのエラー判定 を行い、その判定結果を表示する学習監視手段を構成する。
[0077] また、変速制御部 46の図 9に示すステップ S200〜S214の処理機能は、学習監視 手段の他の機能として、上記複数の処理プロセスにおける学習中に学習を行うため の環境条件が満たされて 、るかどうかのエラー判定を行 、、その判定結果を表示す る学習中環境監視手段を構成し、変速制御部 46の図 8に示すステップ S100〜S 11 6の処理機能は、学習監視手段の更に他の機能として、上記複数の処理プロセスに 移行する前にその処理プロセスに移行するための環境条件が満たされているかどう かのエラー判定を行!ヽ、その判定結果を表示する事前環境監視手段を構成する。
[0078] 本実施の形態においては、以上のように学習制御に入るとエラー判定を行い、その 判定結果をモニタ 50に表示することにより、学習が失敗した原因の特定が容易となる 。以下、その一例を説明する。
<事前環境監視処理でエラー表示があった場合 >
図 13及び図 14の画面 2〜5のように、実際に学習処理に移行する前に油温及びェ ンジン回転数が規定値の範囲内になかったことを示すエラーコード Erl (画面 2) , Er 2 (画面 4)のエラー表示があり、学習処理に移行しない場合は、学習処理中に変速 装置(トランスミッション) 12に異常があつたのではなく、学習処理に移行する前に学 習の環境条件である油温及びエンジン回転数が規定値の範囲内にな力つたため、 学習処理に移行できな力つたことが分かる。また、エラーコード Erl (画面 2)と油温( 画面 3)或いはエラーコード Er2 (画面 4)とエンジン回転数 (画面 5)を交互に表示す ることにより、温度、エンジン回転数のいずれの条件が満たされていないかが即座に 分力るため、その後の対応が容易となる。
<学習中環境監視処理でエラー表示があった場合 > 図 15の画面 6, 7, 8のように学習処理中に油温及びエンジン回転数が規定値の範 囲外になつたことを示すエラーコード EderrorOOOOOl, Ederror000002, Ederror 000003のエラー表示力 Sあり、学習処理が中断された場合は、学習処理中に変速装 置(トランスミッション) 12に異常があつたのではなぐキースィッチ 21が OFFになった り、油温及びエンジン回転数が規定値の範囲外になつたりしため、学習処理が中断 されたことが分かる。
<学習監視処理でエラー表示があった場合 >
図 18の画面 15のように 1速クラッチのステップ 1—1で学習が失敗したことを示すェ ラーコード EderrorOOOl l lのエラー表示があった場合は、試行油圧 1のクラッチ圧 力が高すぎることが考えられる。従って、この場合は、油圧制御弁 73に問題があるか 、電磁弁 83の出力が公差を外れていることが推定できる。
[0079] 図 18の画面 16のように 1速クラッチのステップ 1—2で学習が失敗したことを示すェ ラーコード Ederror000112のエラー表示があった場合は、試行油圧 1のクラッチ圧 が低すぎることが考えられる。従って、この場合は、実際のクラッチ圧を測定すること により、油圧制御弁 73及び電磁弁 83の出力が公差を外れている力、クラッチ自体に 問題 (例えばクラッチ板の滑り)があることが推定できる。
[0080] 図 19の画面 17のように 1速クラッチのステップ 1—2で学習が失敗したことを示すェ ラーコード Ederror000121のエラー表示があった場合は、試行油圧 1のクラッチ圧 力が高すぎることが考えられる。この場合は、ステップ 1—1では異常が出ていないこ とから、電磁弁 83の出力が公差を外れていることが推定できる。
[0081] 図 19の画面 18のように 1速クラッチのステップ 2— 2で学習が失敗したことを示すェ ラーコード Ederror000122のエラー表示があった場合は、試行油圧 1のクラッチ圧 が低すぎることが考えられる。この場合は、ステップ 1—2では異常が出ていないこと から、電磁弁 83の出力が公差を外れていることが推定できる。
[0082] 図 20の画面 19のように 1速クラッチのステップ 3で学習が失敗したことを示すエラー コード Ederror000130のエラー表示があった場合は、ステップ 1— 1, 1—2で異常 が出ていないことから、この部分では、通常エラーが出ることは無いので、油圧制御 弁 73又は 1速クラッチ 63に問題があり、正常に動作する場合としない場合があること が考えられる。例えば、油圧制御弁 73のスプールがスティックすることなどがあり得る
[0083] その他のクラッチ 64〜66, 61, 62も同様の判定が可能である。
[0084] 以上のように本実施の形態によれば、変速装置 12のクラッチ 61〜66を作動させる ためのクラッチ油圧の学習が失敗したときに、その原因を容易に特定することができ 、クラッチ油圧の学習を効率良く行うことができる。
[0085] また、本実施の形態では、通常時、車速などの車体情報や時刻を表示するモニタ 5 0に、学習制御開始後は学習の進行状況を表示するとともに、学習エラーの判定結 果を表示するため、エラー判定表示のために特別なモニタが不要となり、システムを 安価に構成することができる。また、エラー発生時にエラー表示をするだけでなぐ学 習制御中に学習の進行状況を表示するため、学習制御の全体の流れを把握でき、 効率よく学習制御の作業を行うことができる。
[0086] また、本実施の形態では、学習監視処理のエラー判定の判定結果を記憶するエラ 一記憶部 45と、このエラー記憶部 45に記憶した判定結果を外部端末 48に出力可能 とする通信インターフェース 47を備えるため、そのエラー判定結果を外部端末 48に 取り出し、複数台の作業機 (ホイールローダ)のエラー判定結果を外部モニタに蓄積 し、それらをまとめて外部モニタに表示して評価、判断することができるようになり、こ れにより複数台の作業機に対して学習が失敗した原因を特定する作業を能率良く行 うことができる。
[0087] なお、以上の実施の形態では、作業機としてホイールローダの変速装置の学習制 御に本発明を適用したが、テレハンドラー等のその他の変速装置の学習制御にも、 本発明は適用可能である。また、上記実施の形態では、学習処理方法として、トルク コンバータ 11の速度比を用いてクラッチ油圧特性値を求めるものに本発明を適用し た力 トルクコンバータ 11のタービン回転数を用いてクラッチ油圧特性値を求めるな ど、その他の学習処理方法にも本発明は適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] エンジン (10)の動力を車輪 (13,14)に伝え走行を行わせるためのトルクコンバータ (11 )及び変速装置 (12)を有し、前記変速装置は複数のクラッチ (61, 62,63,64,65,66)を有 し、この複数のクラッチに選択的に圧油を供給して変速を行わせる作業機の変速制 御装置において、
前記複数のクラッチにそれぞれ対応して設けられ、各々、複数のサブプロセスから なる複数の処理プロセスを有し、この複数の処理プロセスの各々において前記複数 のクラッチの各々に対してクラッチ油圧の学習を行わせ、各クラッチを作動させるため のクラッチ油圧特性値を求める学習制御手段 (46,S300〜S344,S360)と、
前記複数の処理プロセスの各々において前記複数のサブプロセス毎に学習が失 敗したかどうかのエラー判定を行い、その判定結果を表示する学習監視手段 (46,S40 0〜S442)とを備えることを特徴とする作業機の変速制御装置。
[2] 請求項 1記載の作業機の変速制御装置において、
前記複数の処理プロセスの各々における前記複数のサブプロセスは、前記複数の クラッチ (61,62,63,64,65,66)の各々に対して試行油圧を供給しかつ各回毎に供給圧 力を増加させる複数回の昇圧試行を行うことで、前記トルクコンバータ (11)の速度比 が所定の判定値に低下する基準クラッチ圧を求める第 1サブプロセス (46,S300〜S33 2)と、前記基準クラッチ圧に基づいて前記クラッチ油圧特性値を求める第 2サブプロ セス (46,S340〜S344)とを有し、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)は、前記第 1サブプロセスにおいて、前記試行 油圧を供給する試行回数を監視し、前記試行回数が限度回数に達しても前記トルク コンバータの速度比が所定の判定値に低下しないとエラーと判定し、対応するエラー 表示をすることを特徴とする作業機の変速制御装置。
[3] 請求項 2記載の作業機の変速制御装置において、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)は、前記第 1サブプロセス (46,S300〜S332)に おいて、更に、前記トルクコンバータ (11)の速度比が所定の判定値に低下したときの 前記試行回数が 1回であるとエラーと判定し、対応するエラー表示をすることを特徴と する作業機の変速制御装置。 [4] 請求項 2記載の作業機の変速制御装置にお 、て、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)は、更に、前記第 2サブプロセス (46,S340〜S34
4)において、前記クラッチ油圧特性値に基づくクラッチ圧力を各クラッチに実際に供 給し、そのときの速度比が前記判定値の許容範囲外であるとエラーと判定し、対応す るエラー表示をすることを特徴とする作業機の変速制御装置。
[5] 請求項 1記載の作業機の変速制御装置において、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)は、更に、前記複数の処理プロセスにおける学 習中に学習を行うための環境条件が満たされて 、るかどうかのエラー判定を行 、、そ の判定結果を表示することを特徴とする作業機の変速制御装置。
[6] 請求項 5記載の作業機の変速制御装置において、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)は、前記複数の処理プロセスにおける学習中 に学習を行うための環境条件として、前記複数のクラッチ (61,62,63,64,65,66)を作動 させるための作動油の温度と前記エンジン (10)の回転数を監視し、前記作動油の温 度又はエンジン回転数が規定値の範囲外になるとエラーと判定し、対応するエラー 表示をすることを特徴とする作業機の変速制御装置。
[7] 請求項 1又は 5記載の作業機の変速制御装置において、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)は、更に、前記複数の処理プロセスに移行す る前にその処理プロセスに移行するための環境条件が満たされているかどうかのエラ 一判定を行!ヽ、その判定結果を表示することを特徴とする作業機の変速制御装置。
[8] 請求項 7記載の作業機の変速制御装置にお 、て、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)は、前記複数の処理プロセスに移行する前に その処理プロセスに移行するための環境条件として、前記複数のクラッチ (61,62,63,6 4,65,66)を作動させるための作動油の温度と前記エンジン (10)の回転数を監視し、前 記作動油の温度又はエンジン回転数が規定値の範囲外になるとエラーと判定し、対 応するエラー表示をすることを特徴とする作業機の変速制御装置。
[9] 請求項 1〜8のいずれか 1項記載の作業機の変速制御装置において、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)は、通常時、速度など車体情報を表示するモ ニタ (50)に、前記学習制御手段 (46,S300〜S344,S360)による学習中に学習の進行状 況を表示するとともに、前記エラー判定によりエラーと判定されたときにその判定結果 を表示することを特徴とする作業機の変速制御装置。
[10] 請求項 1〜8のいずれか 1項記載の作業機の変速制御装置において、
前記学習監視手段 (46,S400〜S442)によるエラー判定の判定結果を記憶する記憶 手段 (45)と、この記憶手段に記憶した判定結果を外部端末 (48)に出力可能とする通 信手段 (47)とを更に備えることを特徴とする作業機の変速制御装置。
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