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Patent Searching and Data


Title:
TRANSMISSION CONTROL DEVICE AND METHOD FOR WORKING VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/054256
Kind Code:
A1
Abstract:
A load increase rate computing means (21) computes an increase rate (β) of a load on a working vehicle (1)(step (102)). A transmission control means (22), if the load increase rate (β) is smaller than a load increase rate threshold (βc) in changing gear from a speed stage (2-speed) at a high speed to a speed stage (1-speed) at a low speed, changes gear from the speed stage (2-speed) at a high speed to the speed stage (1-speed) at a low speed in a lockup state in which a lockup clutch (4a) is engaged (step (103), (105)). Further, the transmission control means (22), if the load increase rate (β) exceeds the load increase rate threshold (βc) in changing gear from the speed stage (2-speed) at a high speed to the speed stage (1-speed) at a low speed, changes gear from the speed stage (2-speed) at a high speed to the speed stage (1-speed) at a low speed in a torque converter state in which a lockup clutch (4a) is released (step (103), (104)).

Inventors:
NAKAGAWA TOMOHIRO (JP)
YAMAMOTO SHIGERU (JP)
SHIMADA KENJIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/068198
Publication Date:
April 30, 2009
Filing Date:
October 07, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KOMATSU MFG CO LTD (JP)
NAKAGAWA TOMOHIRO (JP)
YAMAMOTO SHIGERU (JP)
SHIMADA KENJIRO (JP)
International Classes:
F16H61/14; F16H61/04; F16H59/48
Foreign References:
JPH0593429A1993-04-16
JP2000205409A2000-07-25
JPH0336554U1991-04-09
JPH11108175A1999-04-20
JPH0593429A1993-04-16
US6183391B12001-02-06
Other References:
See also references of EP 2202430A4
Attorney, Agent or Firm:
SHINJYU GLOBAL IP (1-4-19 Minamimori-machi, Kita-k, Osaka-shi Osaka 54, JP)
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Claims:
 エンジンと、走行体と、トルクコンバータとロックアップクラッチとトランスミッションとを有しエンジンの出力がトルクコンバータあるいはロックアップクラッチ、トランスミッションを介して走行体に伝達される動力伝達装置とを備え、車速の低下に応じて、トランスミッションの速度段を高速の速度段から低速の速度段に変速するようにした作業車両の変速制御装置において、
 作業車両にかかる負荷の増加率を演算する負荷増加率演算手段と、
 高速の速度段から低速の速度段に変速する際に、負荷増加率が負荷増加率しきい値よりも小さい場合には、高速の速度段から、ロックアップクラッチを係合したロックアップ状態にして低速の速度段に変速し、高速の速度段から低速の速度段に変速する際に、負荷増加率が負荷増加率しきい値以上である場合には、高速の速度段から、ロックアップクラッチを開放したトルコン状態にして低速の速度段に変速する変速制御手段と、
を備えたことを特徴とする作業車両の変速制御装置。
 エンジンと、走行体と、トルクコンバータとロックアップクラッチとトランスミッションとを有しエンジンの出力が、トルクコンバータあるいはロックアップクラッチ、トランスミッションを介して走行体に伝達される動力伝達装置とを備え、車速の低下に応じて、トランスミッションの速度段を高速の速度段から低速の速度段に変速するようにした作業車両の変速制御装置において、
 作業車両の速度の減少率を検知する加速度検知手段と、
 高速の速度段から低速の速度段に変速する際に、車速減少率が車速減少率しきい値よりも小さい場合には、高速の速度段から、ロックアップクラッチを係合したロックアップ状態にして低速の速度段に変速し、高速の速度段から低速の速度段に変速する際に、車速減少率が車速減少率しきい値以上である場合には、高速の速度段から、ロックアップクラッチを開放したトルコン状態にして低速の速度段に変速する変速制御手段と、
を備えたことを特徴とする作業車両の変速制御装置。
 変速制御手段は、2速から1速に変速する際に、負荷増加率が負荷増加率しきい値よりも小さい場合には、2速のトルコン状態から、1速のロックアップ状態に変速し、2速から1速に変速する際に、負荷増加率が負荷増加率しきい値以上である場合には、2速のトルコン状態から、1速のトルコン状態に変速することを特徴とする、
請求項1記載の作業車両の変速制御装置。
 変速制御手段は、2速から1速に変速する際に、車速減少率が車速減少率しきい値よりも小さい場合には、2速のトルコン状態から、1速のロックアップ状態に変速し、2速から1速に変速する際に、車速減少率が車速減少率しきい値以上である場合には、2速のトルコン状態から、1速のトルコン状態に変速することを特徴とする、
請求項2記載の作業車両の変速制御装置。
 エンジンの出力が、トルクコンバータあるいはロックアップクラッチ、トランスミッションを介して走行体に伝達され、車速の低下に応じて、トランスミッションの速度段を高速の速度段から低速の速度段に変速するようにした作業車両の変速制御方法であって、
 作業車両の負荷の増加率を求めるステップと、
 高速の速度段から低速の速度段に変速する際に、作業車両にかかる負荷の増加率が負荷増加率しきい値よりも小さい場合には、高速の速度段から、ロックアップクラッチを係合したロックアップ状態にして低速の速度段に変速し、高速の速度段から低速の速度段に変速する際に、作業車両にかかる負荷の増加率が負荷増加率しきい値以上である場合には、高速の速度段から、ロックアップクラッチを開放したトルコン状態にして低速の速度段に変速するステップと、
を有することを特徴とする作業車両の変速制御方法。
 エンジンの出力が、トルクコンバータあるいはロックアップクラッチ、トランスミッションを介して走行体に伝達され、車速の低下に応じて、トランスミッションの速度段を高速の速度段から低速の速度段に変速するようにした作業車両の変速制御方法であって、
 作業車両の速度の減少率を求めるステップと、
 高速の速度段から低速の速度段に変速する際に、作業車両の速度の減少率が車速減少率しきい値よりも小さい場合には、高速の速度段から、ロックアップクラッチを係合したロックアップ状態にして低速の速度段に変速し、高速の速度段から低速の速度段に変速する際に、作業車両の速度の減少率が車速減少率しきい値以上である場合には、高速の速度段から、ロックアップクラッチを開放したトルコン状態にして低速の速度段に変速するステップと、
を有することを特徴とする作業車両の変速制御方法。
Description:
作業車両の変速制御装置および 法

 本発明は、作業機を備え、エンジンの出 が、トルクコンバータあるいはロックアッ クラッチ、トランスミッションを介して走 体に伝達され、車速の低下に応じて、トラ スミッションの速度段を高速の速度段から 速の速度段に変速するようにした作業車両 変速制御装置および方法に関するものであ 。

 ブルドーザは、作業機と、エンジンと、 力伝達装置と、走行体とを持つ。動力伝達 置は、ロックアップクラッチ付トルクコン ータとトランスミッションとを有し、エン ンの出力が、ロックアップクラッチ付トル コンバータのトルクコンバータあるいはロ クアップクラッチ、トランスミッションを して走行体に伝達される。ブルドーザは、 に、車速の低下に応じて、トランスミッシ ンの速度段を高速の速度段から低速の速度 に変速する変速制御装置を備えている。走 体は、履帯で構成されている。ロックアッ クラッチ付トルクコンバータは、エンジン トランスミッションとの間に設けられてい 。ロックアップクラッチ付トルクコンバー のトルクコンバータは、履帯に負荷、つま 履帯の回転を妨げる力が作用した場合に、 荷の変化に応じて、自動的に無段階にトラ スミッションに伝えるトルクを変えて、履 の駆動力を変化させるものである。トルク ンバータにより、履帯が回転できないよう 負荷がかかった場合でも、エンジンの回転 動を少なくすることができ、エンジン停止( エンスト)を防止できる。

 ロックアップクラッチ付トルクコンバー のロックアップクラッチは、エンジンとト ンスミッションとの間にあってロックアッ クラッチ付トルクコンバータのトルクコン ータと並列に設けられている。ロックアッ クラッチは、トルクコンバータにおける動 損失をカバーするために、トルクコンバー の特性を必要としない速度域で、トルクコ バータのポンプとタービンを直結してロッ アップ状態(クラッチ係合状態)にするもの ある。本明細書では、ロックアップクラッ がオンされ、ロックアップクラッチが係合 れている状態のことをロックアップ状態と い、ロックアップクラッチがオフされ、ロ クアップクラッチが開放されトルクコンバ タ内の流体を介して動力が伝達されている 態のことをトルコン状態というものとする

 ブルドーザでは、ロックアップクラッチ 、条件に応じて自動的に作動される。すな ち、ロックアップクラッチは、条件に応じ 自動的にオン(係合動作)、オフ(開放動作)す る。

 トランスミッションは、進もうとする方 、必要とする駆動力、必要とする速度(車速 )に応じて、前進クラッチF、後進クラッチR、 各速度段クラッチつまり1速1st、2速2nd、3速3rd を選択的に係合動作、開放動作するものであ る。

 ブルドーザの運転室には、前後進選択操 レバーと、変速レバーとが備えられている 前後進選択操作レバー、変速レバーの操作 よって、前進F、後進R、1速、2速、3速速の 速度段を含むシフトレンジが選択可能とな ている。

 たとえば前後進選択操作レバー、変速レ ーが「前進」、「2速」の位置に操作された ときは、変速制御装置では、前後進選択操作 レバー、変速レバーが他の位置に操作されな い限りは、この前進の2速速度段を最高速度 にして自動変速が行われる。

 シフトレンジ「2速」選択時におけるブル ドーザで典型的な変速パターンは、以下のと おりである。

 ・変速パターン1;車速の低下に応じて、2 のロックアップ状態から2速のトルコン状態 に変速し、2速のトルコン状態から1速のロッ アップ状態に変速し、1速のロックアップ状 態から1速のトルコン状態に変速する。

 ・変速パターン2;車速の低下に応じて、2 のロックアップ状態から1速のロックアップ 状態に変速し、1速のロックアップ状態から1 のトルコン状態に変速する。

 上記いずれの変速パターンでも、2速から 1速に変速する際には、ロックアップ状態に る。

 ブルドーザは、ブレードなどの作業機に って地山を押土しながら掘削作業を行う。 かる掘削作業時には、低速で大きな駆動力( けん引力)が必要とされる作業が大半を占め いることから、通常、変速レバーによって 2速」のシフトレンジに操作されて作業が行 われる。そして、上記変速パターンに従っ 変速が行われる。

 地山に突入するときなど、非常に大きな 動力(牽引力)を必要とする重掘削時には、2 から、1速のロックアップ状態を経て1速の ルコン状態にシフトダウンされる。

 ロックアップ状態では、ロックアップク ッチ付トルクコンバータにおけるトルクの 達効率がよく、エンジンの燃料消費量も少 くできることから、必要な牽引力が得られ ンストしない範囲で出来る限りロックアッ 状態にして作業を行なわせることが望まれ 。

 上記変速パターンを採用すれば、2速から 1速にシフトダウンする際にロックアップ状 になり、つぎに1速のトルコン状態に変速す までの間は1速のロックアップ状態で作業を 行なえることから、この要請に応えることが できる。

 下記特許文献1には、ブルドーザにおいて、 ロックアップクラッチ付トルクコンバータを 備え、負荷の大きさに応じて最適な速度段が 得られるように変速を制御するとともに、負 荷に応じて最適な牽引力が得られるようにロ ックアッククラッチをオンオフ制御するとい う発明が記載されている。  

日本国特開平05-93429号公報

 2速から1速に変速する際に車体にかかる 荷の増加が緩やかである場合には、特に問 はないものの、例えば作業機が大きな積土 突っ込んだ場合など、2速から1速に変速する 際に車体にかかる負荷が急増すると、1速の ックアップ状態に変速しても極めて短時間 1速のトルコン状態に移行することになる。 のとき車体では2段の連続した変速ショック 、つまり2速から1速のロックアップ状態移行 の変速ショックとこれに続く1速のロックア ップ状態から1速のトルコン状態移行時のシ ックが発生する。この2段の変速ショックは 車体に悪影響を与えるのみならずオペレー に不快感を与えることから、これを抑制す ことが必要である。

 また、車体にかかる負荷が急増した状態 1速のロックアップ状態に移行すると、車体 が殆ど停止している状態で急負荷がエンジン に直接作用することから、エンジン回転数が 急激に落ち込み、トルクが低下することとな る。このため、その後に1速のトルコン状態 移行したとしてもエンジン回転数の落ち込 およびトルクの低下は、迅速には回復せず 車体(走行体、足回り)が十分な牽引力を発生 しないまま減速して、やはり変速ショックが 生じたり、場合によってはエンストに至るお それがある。

 本発明は、こうした実情に鑑みてなされ ものであり、できる限りロックアップ状態 まま効率および燃費が良い状態で作業を行 わせるようにしつつ、車体に急激な負荷が かり高速から低速の速度段に急速に変速す 際のショックおよび低速の速度段における ンジン回転数の落ち込みおよびトルクの低 を抑制することを解決課題とするものであ 。

 第1発明は、エンジンと、走行体と、動力 伝達装置とを備え、車速の低下に応じて、ト ランスミッションの速度段を高速の速度段か ら低速の速度段に変速するようにした作業車 両の変速制御装置であって、負荷増加率演算 手段と、変速制御手段とを備える。動力伝達 装置は、トルクコンバータとロックアップク ラッチとトランスミッションとを有し、エン ジンの出力が、トルクコンバータあるいはロ ックアップクラッチ、トランスミッションを 介して走行体に伝達される。負荷増加率演算 手段は、作業車両にかかる負荷の増加率を演 算する。変速制御手段は、高速の速度段から 低速の速度段に変速する際に、負荷増加率が 負荷増加率しきい値よりも小さい場合には、 高速の速度段から、ロックアップクラッチを 係合したロックアップ状態にして低速の速度 段に変速する。また、変速制御手段は、高速 の速度段から低速の速度段に変速する際に、 負荷増加率が負荷増加率しきい値以上である 場合には、高速の速度段から、ロックアップ クラッチを開放したトルコン状態にして低速 の速度段に変速する。

 第2発明は、エンジンと、走行体と、動力 伝達装置とを備え、車速の低下に応じて、ト ランスミッションの速度段を高速の速度段か ら低速の速度段に変速するようにした作業車 両の変速制御装置であって、加速度検知手段 と、変速制御手段とを備える。動力伝達装置 は、トルクコンバータとロックアップクラッ チとトランスミッションとを有し、エンジン の出力が、トルクコンバータあるいはロック アップクラッチ、トランスミッションを介し て走行体に伝達される。加速度検知手段は、 作業車両の速度の減少率を検知する。変速制 御手段は、高速の速度段から低速の速度段に 変速する際に、車速減少率が車速減少率しき い値よりも小さい場合には、高速の速度段か ら、ロックアップクラッチを係合したロック アップ状態にして低速の速度段に変速する。 また、変速制御手段は、高速の速度段から低 速の速度段に変速する際に、車速減少率が車 速減少率しきい値以上である場合には、高速 の速度段から、ロックアップクラッチを開放 したトルコン状態にして低速の速度段に変速 する。

 第3発明は、第1発明において、変速制御 段は、2速から1速に変速する際に、負荷増加 率が負荷増加率しきい値よりも小さい場合に は、2速のトルコン状態から、1速のロックア プ状態に変速する。また、変速制御手段は 2速から1速に変速する際に、負荷増加率が 荷増加率しきい値以上である場合には、2速 トルコン状態から、1速のトルコン状態に変 速する。

 第4発明は、第2発明において、変速制御 段は、2速から1速に変速する際に、車速減少 率が車速減少率しきい値よりも小さい場合に は、2速のトルコン状態から、1速のロックア プ状態に変速する。また、変速制御手段は 2速から1速に変速する際に、車速減少率が 速減少率しきい値以上である場合には、2速 トルコン状態から、1速のトルコン状態に変 速する。

 第5発明は、エンジンの出力が、トルクコ ンバータあるいはロックアップクラッチ、ト ランスミッションを介して走行体に伝達され 、車速の低下に応じて、トランスミッション の速度段を高速の速度段から低速の速度段に 変速するようにした作業車両の変速制御方法 であって、作業車両の負荷の増加率を求める ステップと、高速の速度段から低速の速度段 に変速する際に、作業車両にかかる負荷の増 加率が負荷増加率しきい値よりも小さい場合 には、高速の速度段から、ロックアップクラ ッチを係合したロックアップ状態にして低速 の速度段に変速し、高速の速度段から低速の 速度段に変速する際に、作業車両にかかる負 荷の増加率が負荷増加率しきい値以上である 場合には、高速の速度段から、ロックアップ クラッチを開放したトルコン状態にして低速 の速度段に変速するステップとを有する。

 第6発明は、エンジンの出力が、トルクコ ンバータあるいはロックアップクラッチ、ト ランスミッションを介して走行体に伝達され 、車速の低下に応じて、トランスミッション の速度段を高速の速度段から低速の速度段に 変速するようにした作業車両の変速制御方法 であって、作業車両の速度の減少率を求める ステップと、高速の速度段から低速の速度段 に変速する際に、作業車両の速度の減少率が 車速減少率しきい値よりも小さい場合には、 高速の速度段から、ロックアップクラッチを 係合したロックアップ状態にして低速の速度 段に変速し、高速の速度段から低速の速度段 に変速する際に、作業車両の速度の減少率が 車速減少率しきい値以上である場合には、高 速の速度段から、ロックアップクラッチを開 放したトルコン状態にして低速の速度段に変 速するステップとを有する。

実施例の作業車両の変速制御装置の構 を示すブロック図であり、ブルドーザの構 を、本発明に係る部分について示した図で る。 コントローラで行われる処理の手順を すフローチャートである。 車体速度と牽引力(負荷)の関係を示し 図である。 コントローラの内部構成を本発明に係 部分について示したブロック図である。 図5(a)~(l)は、実施例の効果を検証する めの実験を行い、その実験データをタイミ グチャートで示した図である。

符号の説明

 1 作業車両、2 作業機、3 エンジン、4b  トルクコンバータ、4a ロックアップクラッ 、4 ロックアップクラッチ付トルクコンバ タ、5 走行体(履帯)、6 トランスミッション 、10 動力伝達装置、20 コントローラ、21 負 荷増加率演算手段(加速度検知手段)、22 変速 制御手段

 以下、図面を参照して本発明の実施の形 について説明する。

 図1は、実施形態の作業車両の変速制御装 置の構成を示すブロックであり、ブルドーザ の構成を、本発明に係る部分について示して いる。

 同図1に示すように、本実施例の装置は、 ブレードを含む作業機2と、ディーゼルエン ンからなるエンジン3と、履帯からなる走行 5と、動力伝達装置10と、変速制御装置とし のコントローラ20とを含んで構成されてい 。動力伝達装置10は、ロックアップクラッチ 付トルクコンバータ4とトランスミッション6 を有し、エンジン3の出力がロックアップク ラッチ付トルクコンバータ4のロックアップ ラッチ4aまたはトルクコンバータ4bを介して 行体5に伝達される。コントローラ20は、車 Vの低下に応じて、トランスミッション6の 度段を高速の速度段から低速の速度段に変 する。

 同図1に示すように、作業車両1のエンジ 3から履帯5までの駆動力伝達装置10には、パ ー・テークオフ(PTO)7、ロックアップクラッ 付トルクコンバータ4、前進クラッチF、後 クラッチR、各速度段クラッチ1st、2nd、3rdを したトランスミッション6、終減速装置8、 プロケット9が設けられている。作業車両1の エンジン3の出力軸は、パワー・テークオフ7 連結されている。パワー・テークオフ7は、 ロックアップクラッチ付トルクコンバータ4 トルクコンバータ4bのポンプおよびロックア ップクラッチ4aに連結されているとともに、 圧ポンプ11に連結されている。

 エンジン3の出力(トルク)の一部は、パワ ・テークオフ7、ロックアップクラッチ付ト ルクコンバータ4のロックアップクラッチ4aま たはトルクコンバータ4bのポンプおよびター ン、トランスミッション6、終減速装置8、 プロケット9を介して履帯5に伝達される。ま た、エンジン3の出力の残りは、パワー・テ クオフ7を介して油圧ポンプ11に伝達される これにより油圧ポンプ11が駆動され、油圧ポ ンプ11から吐出された作動油が図示しない操 弁を介して、図示しないリフトシリンダな として構成された油圧アクチュエータに伝 され、ブレードなどの作業機2が作動される 。

 ロックアップクラッチ付トルクコンバー 4は、エンジン3とトランスミッション6との に設けられている。ロックアップクラッチ トルクコンバータ4のトルクコンバータ4bは 履帯5に負荷、つまり履帯5の回転を妨げる が作用した場合に、負荷の変化に応じて、 動的に無段階にトランスミッション6に伝え トルクを変えて、履帯5の駆動力を変化させ るものである。トルクコンバータ4bにより、 帯5が回転できないような負荷がかかった場 合でも、エンジン3の回転変動を少なくする とができ、エンジン停止(エンスト)を防止で きる。トルクコンバータ4bの性能特性である 度比eに対するトルク比Etの特性は、コント ーラ20に記憶されている。ここで、速度比e は、トルクコンバータ4bの入力回転数Neに対 するトルクコンバータ4bの出力回転数Ntの比 ある。また、トルク比Etとは、トルクコンバ ータ4bの入力トルクTtiに対するトルクコンバ タ4bの出力トルクTtoの比である。なお、入 回転数Neは、エンジン回転センサ33で検出さ るエンジン回転数Neと同じであり、出力回 数Ntはトルコン出力回転センサ34により検出 れる。

 ロックアップクラッチ付トルクコンバー 4のロックアップクラッチ4aは、エンジン3と トランスミッション6との間にあってロック ップクラッチ付トルクコンバータ4のトルク ンバータ4bと並列に設けられている。ロッ アップクラッチ4aは、トルクコンバータ4bに ける動力損失をカバーするために、トルク ンバータ4bの特性を必要としない速度域で トルクコンバータ4bのポンプとタービンを直 結してロックアップ状態(クラッチ係合状態) するものである。本明細書では、ロックア プクラッチ4aがオンされ、ロックアップク ッチ4aが係合されている状態のことをロック アップ状態といい、ロックアップクラッチ4a オフされ、ロックアップクラッチ4aが開放 れトルクコンバータ4b内の流体を介して動力 が伝達されている状態のことをトルコン状態 というものとする。

 ブルドーザでは、ロックアップクラッチ4 aが、条件に応じて自動的に作動される。す わち、ロックアップクラッチ4aは、条件に応 じて自動的にオン(係合動作)、オフ(開放動作 )する。ロックアップクラッチ4aは、油圧クラ ッチで構成されている。実施例のロックアッ プクラッチ4aは、クラッチ圧が高くなると係 (オン)し、クラッチ圧が低くなると開放(オ )される。

 トランスミッション6は、進もうとする方 向、必要とする駆動力、必要とする速度(車 )に応じて、前進クラッチF、後進クラッチR 各速度段クラッチつまり1速1st、2速2nd、3速3r dを選択的に係合動作、開放動作するもので る。トランスミッション6の各クラッチは油 クラッチで構成されている。実施例のトラ スミッション6の各クラッチは、クラッチ圧 が高くなると係合し、クラッチ圧が低くなる と開放される。

 トランスミッション6の前進クラッチF、 進クラッチR、各速度段クラッチ1st、2nd、3rd ロックアップクラッチ4aは、コントローラ20 によって、係合動作、開放動作が制御される 。

 作業車両1の運転室には、燃料ダイヤル31 、デセルペダル32が備えられている。

 燃料ダイヤル31は、オペレータによって 作され、燃料ダイヤル31の操作量であるエン ジン目標回転数を示す信号はコントローラ20 入力される。デセルペダル32は、オペレー によって踏込み操作され、デセルペダル32の 踏込み操作量であるデセル回転数を示す信号 はコントローラ20に入力される。

 エンジン3には、エンジン3の実際の回転 Neを検出するエンジン回転センサ33が設けら ている。エンジン回転センサ33の検出回転 Neを示す信号は、コントローラ20に入力され 。

 トルクコンバータ4の出力軸には、トルク コンバータ出力軸の回転数Ntを検出するトル ン出力回転センサ34が設けられている。ト コン出力回転センサ34の検出回転数Ntを示す 号は、コントローラ20に入力される。なお トルコン出力回転センサ34の代わりに、トラ ンスミッション出力回転センサ35を、トラン ミッション6の出力軸に設けて、トランスミ ッション6の出力軸の回転数Ntrを示す信号を コントローラ20に入力させるようにしてもよ い。コントローラ20では、トルコン出力回転 ンサ34で検出されたトルコン出力軸回転数Nt と、トルクコンバータ4の出力軸から履帯5ま の減速比に基づき、作業車両1の実際の速度 V、つまり車速Vが計測される。また、トラン ミッション出力回転センサ35を用いる場合 は、トランスミッション出力回転センサ35で 検出されたトランスミッション出力軸回転数 Ntrと、トランスミッション6の出力軸から履 5までの減速比に基づき、車速Vが計測される 。

 コントローラ20では、燃料ダイヤル31の操 作量に応じた目標回転数が得られるように、 エンジン3にエンジン出力指令を送りエンジ 3を制御する。エンジン3は、ディーゼルエン ジンであり、エンジン出力の制御は、シリン ダ内に噴射する燃料量を調整することで行わ れる。この調整は、エンジン3の燃料噴射ポ プに付設したガバナを制御することで行わ る。ガバナとしては、オールスピード制御 式のガバナが用いられ、燃料ダイヤル操作 に応じた目標回転数となるように、負荷に じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整 る。すなわち、ガバナは目標回転数と実際 エンジン回転数との偏差がなくなるように 料噴射量を増減する。この制御は、エンジ 回転センサ33の検出信号Neに基づき行われる また、コントローラ20には、エンジン回転 に対するエンジン出力トルクの特性マップ 記憶されている。

 また、デセルペダル32の踏込み操作量に じてコントローラ20は、エンジン3の回転数Ne が低下するようにエンジン3の回転数Neを制御 する。

 作業車両1の運転室には、前後進選択操作 レバー41と変速レバー42が設けられている。 後進選択操作レバー41と変速レバー42の操作 よって、トランスミッション6の前進F、後 R、1速1st、2速2nd、3速3rdの各速度段を含むシ トレンジが選択可能となっている。

 前後進選択操作レバー41は、操作位置に じて、前進走行段(前進クラッチF)あるいは 進走行段(後進クラッチR)を選択する。前後 選択操作レバー41の操作位置(前進位置「F」 後進位置「R」)を示す前後進位置信号は、 ントローラ20に入力される。

 変速レバー42は、操作位置に応じて、速 段の変速範囲であるシフトレンジを選択す 。変速レバー42の選択位置は、たとえばシフ トレンジ「1速」、シフトレンジ「2速」、シ トレンジ「3速」からなる。シフトレンジ「 2速」は、2速速度段2ndが最高速度段として固 されて自動変速が行われるシフトレンジ位 である。同様に、シフトレンジ「3速」は、 3速速度段3rdが最高速度段として固定されて 動変速が行われるシフトレンジ位置である

 変速レバー42の操作位置(シフトレンジ「1 速」、「2速」、「3速」)を示すシフトレンジ 信号は、コントローラ20に入力される。掘削 業時など、低速の作業時には、変速レバー4 2は、通常、シフトレンジ「2速」に操作され 。

 図4は、コントローラ20の内部構成を本発 に係る部分について示したブロック図であ 。

 コントローラ20は、加速度検知手段21と、 変速制御手段22を備えている。

 加速度検知手段21では、作業車両1の車速V の減少率αが検知される。車速減少率(加速度 )αとしては、車体に設置した加速度センサ36 検出値が用いられる。

 また、車速Vの計測値からの演算によって 車速減少率αを求めるようにしてもよい。こ 場合、加速度検知手段21は、上記のごとく 測された車速Vに基づき、車速Vの減少率α(加 速度)を検知する。車速減少率αは、下記式(1) にて求められる。たとえば現在の車速V19から 過去20回分の車速V(V19、V18、V17、V16…V0)をサ プリング間隔(たとえば0.01sec)毎に計測して それら車速V19、V18、V17、V16…V0に基づき車速 減少率(加速度)αが求められる。すなわち、10 回分の車速Vの和(V19、V18、・・・、V10の和)か ら、その直前の10回分の車速Vの和(V9、V8、・ ・、V0の和)を減じた値を10で除することに り、車速減少率αが求められる。

 α=((σV19、V18、V17…V10)-(σV9、V8、V7…V0))/10
                         …(1)
 なお、上記式で車速Vから、車速減少率(加 度)αを求めているが、車速Vの代わりに、ト コン出力回転センサ34で検出されるトルク ンバータ4の出力軸回転数Ntを使用してもよ 、トランスミッション出力回転センサ35で検 出されるトランスミッション6の出力軸回転 Ntrを使用してもよい。

 コントローラ20の変速制御手段22は、前後 進選択操作レバー41、変速レバー42の選択位 に対応するクラッチをトランスミッション6 選択的に係合するようにクラッチに供給さ る作動油を制御するとともに、ロックアッ クラッチ4aのオンオフを制御する。

 コントローラ20では、2速から1速に変速が 行われる際に、車速減少率αの値に基づき後 する本実施例の変速制御を実行する。

 なお、以下では、上述の変速パターン1で 通常時の変速制御が行なわれる場合を例にと り説明する。

 図3は、車体速度Vと牽引力(負荷)Fの関係 示す。図3において、F2T/Cは、トランスミッ ョン6で前進クラッチF、速度段クラッチ2nd( 進2速;F2)が選択係合され、ロックアップクラ ッチ4aが開放動作している(トルコン状態;T/C) きの牽引力Fの特性を示しており、F1L/Uは、 ランスミッション6で前進クラッチF、速度 クラッチ1st(前進1速;F1)が選択係合され、ロ クアップクラッチ4aが係合動作している(ロ クアップ状態;L/U)ときの牽引力Fの特性を示 ており、F1T/Cは、トランスミッション6で前 クラッチF、速度段クラッチ1st(前進1速;F1)が 択係合され、ロックアップクラッチ4aが開 動作している(トルコン状態;T/C)ときの牽引 Fの特性を示している。

 図2は、コントローラ20で行われる処理の 順を示すフローチャートである。

 まず、車速Vが、2速から1速に変速する速 しきい値V1以下に到達したか否かが判断さ る(ステップ101)。

 つぎに、作業車両1の車速Vの減少率αが検 知される(ステップ102)。車速減少率αの検知 、作業車体1に設置した加速度センサ36によ て加速度が計測されることにより行われる あるいは、車速Vの計測値から、演算により 少率αを求めても良い。

 つぎに、検知された車速減少率αが車速 少率しきい値αcと比較され、車速減少率αが 車速減少率しきい値αc以上であるか否かが判 断される(ステップ103)。

 この結果、車速Vが2速から1速に変速する 度しきい値V1以下になり、かつ、車速減少 αが車速減少率しきい値αcよりも小さいと判 断された場合、つまり2速から1速への変速時 車速Vの減少率αが緩やかであり、それに対 して図3にFaにて示すように、牽引力F(負荷) 単位時間当たりの増加量(Fa)が小さいときに は(ステップ101の判断YES、ステップ103の判断NO )、図3において、F2T/Cの特性からF1L/Uの特性に 移行するように制御する。すなわち、自動変 速ポイントP0で2速から1速に切り替わるとき ロックアップクラッチ4aがオンされ、2速の ルコン状態から1速のロックアップ状態に変 される。これによりエンジン3のトルクとロ ックアップクラッチ付トルクコンバータ4の ルクは、1速のロックアップ状態の特性F1L/U のポイントP1でマッチングする(ステップ105) なお、やがて、さらに車速Vが低下して、1 のロックアップ状態から1速のトルコン状態 変速する速度しきい値V2以下になると、ロ クアップクラッチ4aがオフにされ、1速のロ クアップ状態から1速のトルコン状態に移行 れ、1速のトルコン状態の特性F1T/C上のポイ トP2でマッチングすることになる。このよ に、車速減少率αが小さい場合には、上記変 速パターン1に従い変速が行われる(通常時制 )。

 一方、車速Vが2速から1速に変速する速度 きい値V1以下になり、かつ、車速減少率αが 車速減少率しきい値αc以上であると判断され た場合、つまり2速から1速への変速時に車速V の減少が急である場合、牽引力で置き換える と、図3にFbにて示すように、牽引力F(負荷)の 単位時間当たりの増加量(Fb)が大きいときに (ステップ101の判断YES、ステップ103の判断YES) 、図3において、F2T/Cの特性からF1T/Cの特性に 行するように制御する。すなわち、2速から 1速に切り替わるときにロックアップクラッ 4aがオフのままとされ、2速のトルコン状態 ら1速のトルコン状態に変速される。これに りエンジン3のトルクとロックアップクラッ チ付トルクコンバータ4のトルクは、1速のト コン状態の特性F1T/C上のポイントP2でマッチ ングする(ステップ104)。このように、車速減 率αが大きい場合には、上記変速パターン1 1速のロックアップ状態を飛ばして変速が行 われる。

 上述の実施例では、車速Vの減少率αをも て、負荷の増加率とみなし判断するように ているが、直接、負荷の増加率を演算して 実施も可能である。この場合、図4のブロッ ク図において、加速度検知手段21の代わりに 荷増加率演算手段21が設けられ、負荷増加 演算手段21で、作業車両1にかかる負荷の増 率βが演算される。負荷の増加率βは、ロッ アップクラッチ付トルクコンバータ4の出力 トルクの増加率として求めることができる。 トルクコンバータ4の出力トルクは、下記(2) によって求めることができる。

 Tto=Teo×Et ・・・ (2)
 ここで、Ttoはトルクコンバータ4の出力トル クである。Teoは、エンジン出力トルク(トル コンバータ4bの入力トルクに等しい)であり コントローラ20に記憶されているエンジン回 転数-エンジン出力トルクの特性マップより られる。Etは、トルク比であり、トルクコン バータ4bの速度比eと、コントローラ20に記憶 れているトルクコンバータ4bの速度比-トル 比の特性マップより一義的に得られる。な 、トルクコンバータ4bの速度比eは、エンジ 回転数センサ33により計測されるトルクコ バータ4bの入力回転数Neと、トルコン出力回 センサ34により計測されるトルクコンバー 4bの出力回転数Ntとから求められる。

 また、負荷の増加率βは、牽引力Fの増加 として得てもよい。牽引力Fは、下記(3)式に よって求めることができる。

 F=(係数)×Tto×R×K/(L×Z) ・・・ (3)
 ここで、Ttoは、上述したトルクコンバータ4 の出力トルク、Rは動力伝達装置10の総減速比 、Kはトランスミッション6の入力軸からスプ ケット9までの動力伝達効率、Lは履帯5のリ クピッチ、Zはスプロケット9の噛合い歯数 意味する。

 そして、図2のフローチャートでは、作業 車両1にかかる負荷の増加率βが演算された( テップ102)後、負荷増加率βが負荷増加率し い値βc以上であるか否かが判断され(ステッ 103)、その結果、2速から1速に変速する際に 作業車両1にかかる負荷の増加率βが負荷増 率βが負荷増加率しきい値βcよりも小さい 判断された場合には、2速から、ロックアッ クラッチ4aをオンしてロックアップ状態に て1速に変速する。また、2速から1速に変速 る際に、負荷増加率βが負荷増加率しきい値 βc以上であると判断された場合には、2速か 、ロックアップクラッチをオフしたままの ルコン状態にして1速に変速する(図2のステ プ103、104、105)。

 このように、負荷増加率βが小さい場合 は、上記変速パターン1に従い変速が行われ (通常時制御)とともに、負荷増加率βが大き い場合には、上記変速パターン1で1速のロッ アップ状態を飛ばして変速が行われる。

 つぎに、本実施例の作用効果について説 する。

 本実施例によれば、2速から1速に変速す 際に車体にかかる負荷の増加が緩やかであ 場合には、2速から、1速のロックアップ状態 にシフトダウンされる。そして、その後1速 トルコン状態に変化するまでの間は、1速の ックアップ状態で作業を行なえることから ロックアップクラッチ付トルクコンバータ4 におけるトルクの伝達効率がよく、エンジン の燃料消費量も少ない状態で作業を行うこと ができる。

 一方、例えば作業機が大きな積土に突っ んだ場合など、2速から1速に変速する際に 体にかかる負荷が急増した場合には、2速か 1速のトルコン状態に移行される。これによ り、従来のように2速からロックアップ状態 変速しその後直ぐに1速のトルコン状態に移 することによる「2段の変速ショック」を抑 制できる。

 図5は、実施例の効果を検証するための実 験を行い、その実験データをタイミングチャ ートで示した図である。図5(a)、(b)、(c)、(d) (e)、(f)は、2速から1速に変速する際に車速減 少率αが大きい場合のデータであり、図5(g)、 (h)、(i)、(j)、(k)、(l)は、2速から1速に変速す 際に車速減少率αが小さい場合のデータで る。図5の各図の横軸は、共通の時間軸であ 。実験では、作業車両1に、官能評価用の加 速度計を搭載し、加速度計の振幅の大きさな どから、オペレータに与える変速ショックを 評価した。

 図5(a)、(g)は、トランスミッション6の出 軸の回転数Ntrの時間変化を示し、図5(b)、(h) 、官能評価用の加速度計の出力(振幅)を示 、図5(c)、(i)は、2速速度段クラッチ2ndのクラ ッチ圧の時間変化を示し、図5(d)、(j)は、1速 度段クラッチ1stのクラッチ圧の時間変化を し、図5(e)、(k)は、ロックアップクラッチ4a クラッチ圧の時間変化を示し、図5(f)、(l)は 、前進クラッチFのクラッチ圧の時間変化を している。

 これら図に示すように、2速から1速に変 する際に車速Vの減少率αが大きいときには トルコン状態で変速を行えば、ロックアッ 状態で変速を行ったときと同様の加速度が 速度計で観測され、車体およびオペレータ 受ける変速ショックは、極めて低く、不快 を与えることはないということがわかった

 また、本実施例によれば、従来のように 体にかかる負荷が急増した状態で1速のロッ クアップ状態に移行することなく1速のトル ン状態に移行するため、車体が殆ど停止し いる状態で急負荷がエンジンに直接作用す ことはなく、エンジン回転数の急激な落ち みおよびトルクの低下を抑制できる。

 図3に、従来技術つまり車体にかかる負荷 が急増した状態で1速のロックアップ状態に 行させた場合のトルクのマッチング点の軌 を破線Lで示す。破線Lで示すように1速のロ クアップ状態で負荷が急増するため、エン ン回転数が急激に落ち込むとともに牽引力F 急激に低下する(マッチング点P3)。これに対 して本実施例の場合には、このようなエンジ ン回転数および牽引力Fが急激に下がること く、車速Vの低下に応じて牽引力Fが上昇し1 のトルコン状態の特性F1L/U上のポイントP2で ッチングする。

 このように本実施例によれば、できる限 ロックアップ状態のまま効率および燃費が い状態で作業を行なわせることができ、し も、高速から低速の速度段に変速する際の ョックおよび低速の速度段におけるエンジ 回転数の落ち込みおよびトルクの低下を抑 することができる。

 なお、上述した実施例では、通常制御時 、変速パターン1で変速が行なわれる場合を 想定して説明したが、通常制御時に、変速パ ターン2で変速が行われる場合にも本発明を 用することができる。この場合、2速のロッ アップ状態から1速にシフトダウンするとき に、車速減少率αあるいは負荷増加率βが小 いときには、2速のロックアップ状態から1速 のロックアップ状態に移行され、2速のロッ アップ状態から1速にシフトダウンするとき 、車速減少率αあるいは負荷増加率βが大き いときには、2速のロックアップ状態から1速 トルコン状態に移行される。

 また、上述した実施例では、2速から1速 変速する際の負荷増加率βあるいは車速減少 率αに応じてロックアップクラッチ4aをオン フさせるようにしているが、作業車両の種 によっては、2速、1速よりも高段の速度段で 作業が行なわれることがある。よって、3速 上の高段からシフトダウンする際(例えば、3 速から2速のシフトダウン)の負荷増加率ある は車速減少率に応じてロックアップクラッ をオンオフさせる実施も可能である。

 なお、実施例では、作業車両1としてブル ドーザを想定して説明したが、本発明は、ロ ックアップクラッチ、トルクコンバータ、ト ランスミッションを備えた構造で自動変速が 行われる作業車両であれば、ブルドーザ以外 の作業車両にも同様にして適用することがで きる。

 本発明によれば、できる限りロックアッ 状態のまま効率および燃費が良い状態で作 を行なわせることができ、しかも、高速か 低速の速度段に変速する際のショックおよ 低速の速度段におけるエンジン回転数の落 込みおよびトルクの低下を抑制することが きる。