JPH0692162A - 変速制御方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
を低減するとともに、変速ショックをなくすことができ
るようにする。 【構成】 変速信号が入力したら(ステップ150)、
目標加速度を制御量として設定し、前後進切り換え変速
(FR変速)か否かを判断する(ステップ154、15
6)。FR変速であれば車両速度Vが基準値V0 より大
きいかを判断し(ステップ158)、大きければ予め定
めたデータマップからステアリングブレーキの操作油圧
を読み出し、その油圧でステアリングブレーキを作動さ
せ(ステップ160、162、264)、ステップ15
6に戻る。FR変速でない場合、またはFR変速であっ
てもV≦V0 であれば、ファジィ推論により変速機の負
荷クラッチの油圧勾配θC 求め(ステップ168)、そ
のθC に基づくクラッチ油圧PC を求めて負荷クラッチ
の係合力を制御する(ステップ172、174)。
Description
の回転速度を変えて出力軸に伝達する変速制御方法およ
びその装置に係り、特に遊星歯車式変速機構における車
両の前後進切り換え時の変速に好適であり、通常のシフ
トアップ、シフトダウン時にも適用できる変速制御方法
およびその装置に関する。
建設機械においては、一般に遊星歯車式の変速機構を有
しており、この遊星歯車式変速機構によって前進、後進
の切り換え、速度の切り換えを行っている。図10は、
建設機械に搭載してある遊星歯車式変速機(遊星歯車式
トランスミッション)の一例を示したものである。
は、前後進切換部20と速度切換部50とがケース11
に収納してある。前後進切換部20は、トルクコンバー
タ等の駆動源12に接続した入力軸13に後進用サンギ
ヤ22と前進用サンギヤ24とが固定してある。そし
て、後進用サンギヤ22の周囲には、リングギヤ26が
配置してあり、このリングギヤ26と後進用サンギヤ2
2とに、後進用キャリア28に支持された後進用プラネ
タリギヤ30が噛み合っている。このキャリア28は、
後進用クラッチ(Rクラッチ)32によって、ケース1
1に固定、解放できるようにしてある。
24と噛み合っている前進用プラネタリギヤ34や、後
述する速度切換部50のプラネタリギヤを支持している
キャリア36に接続してある。そして、プラネタリギヤ
34と噛み合っている前進用リングギヤ38は、前進用
クラッチ(Fクラッチ)40によってケース11に固
定、解放できるようになっている。
ンギヤ52、2速用サンギヤ54、3速用サンギヤ56
が固定してある。そして、2速用サンギヤ54、3速用
サンギヤ56に噛み合っている2速用プラネタリギヤ5
8と3速用プラネタリギヤ60とは、前進用プラネタリ
ギヤ34を支持しているキャリア36に支持されてい
る。さらに、2速用プラネタリギヤ58と3速用プラネ
タリギヤ60とは、それぞれその外側に配置した2速用
リングギヤ62と3速用リングギヤ64とに噛み合って
いる。これらのリングギヤ62、64は、それぞれ2速
用クラッチ66、3速用クラッチ68によってケース1
1に固定、解放できるようにしてある。
るキャリア70は、1速用プラネタリギヤ72を支持し
ている。このプラネタリギヤ72は、1速用サンギヤ5
2に噛み合っているとともに、サンギヤ52の周囲に配
置され、1速用クラッチ74によってケース11に対し
て固定、解放される1速用リングギヤ76に噛み合って
いる。なお、図10に示した符号15は、車両の慣性を
示す。
機10は、前後進切換部20のいずれかのクラッチ3
2、40を係合させて車両の後進または前進の選択を行
い、速度切換部50のクラッチ66、68、74のいず
れかを係合させて必要とする変速比を得ている。例え
ば、前進2速の場合、前進用クラッチ40と2速用クラ
ッチ66とを係合させて前進用リングギヤ38と2速用
リングギヤ62とをケース11に固定し、他のクラッチ
は解放する。そして、例えば、後進1速から前進2速に
切り換える場合、次のように操作する。
速用クラッチ74とが係合し、後進用キャリア28と1
速用リングギヤ76とがケース11に固定してあり、他
のクラッチが解放されている。そこで、まず、後進用キ
ャリア28と1速用リングギヤ76とをケース11に固
定している後進用クラッチ32と1速用クラッチ74と
の係合を解除する。次に、2速用クラッチ66と前進用
クラッチ40との油圧を徐々に上げるが、2速用クラッ
チ66の方がミッション入力トルクに対するクラッチト
ルク容量が前進用クラッチ40より大きく設定してある
ので、2速用クラッチ66の方が早く係合する。このと
き、2速用クラッチ66の吸収するエネルギーは、変速
機10の慣性に近い小さな値である。次に、2速用クラ
ッチ66より後に係合する前進用クラッチ40は、車両
の慣性15を逆転させるために、大きなエネルギーの吸
収を行う。なお、前進から後進に切り換える場合には、
後進用クラッチ32が車両の慣性15を逆転させて大き
なエネルギーを吸収する。
進から後進または後進から前進へ切り換える場合、車両
の慣性15を吸収するために、大きなエネルギー吸収を
する必要があり、前後進切換部20のクラッチ32、4
0の接触面積を大きくしなければならない。ところが、
クラッチ32、40の接触面積を大きくすると、(イ)
クラッチ32、40のクラッチ板の半径を大きくする必
要があり、変速10が大きくなる。(ロ)クラッチ板が
大きくなると、空転時の損失馬力も大きくなり、エンジ
ンの燃費効率を低下させる。等の問題を生ずる。そこ
で、これらの問題を解決するために、前後進の切り換え
を伴う変速を行う際にステアリングブレーキを連動さ
せ、変速機クラッチの負荷を低減する方法が考えられ
る。
のクラッチ系におけるトルク伝達モデルは、変速機の速
度切換部50のクラッチが切り換わらないとすると、図
11のようになる。ただし、図11において、I1 は入
力軸等価慣性モーメント、I2 は車両の慣性15、すな
わち出力等価慣性モーメントを表し、ωE (t)はエン
ジン回転速度、ωC (t)は変速機の出力回転速度を示
している。また、TEはエンジンの出力トルク、TC は
変速機クラッチの出力トルク、TB はブレーキ制動トル
クを表し、TL は車両の走行抵抗である。
ように表される。
せると、ブレーキ制動トルクTB が出力等価慣性モーメ
ントI2 に作用する。そして、前進2速から後進3速に
変速するような場合、前後進変速が完了するまでの変速
機クラッチとブレーキクラッチとの摩擦仕事量QC 、Q
B は、次式により求められる。
は、数3のQC を小さくすることである。そこで、QC
を小さくするためには、変速前車速を小さくして数3の
第1項の(ωE0−ωC0)を小さくするか、またはエンジ
ン出力トルクTE を小さくして第2項の(TE −TC )
を小さくするか、もしくはブレーキ制動トルクTB を大
きくして第3項の(TC −TL +TB )を大きくする
か、である。
であって、制御の対象とならない。また、第2項のエン
ジン出力トルクTE を小さくすると、いわゆるエンスト
が発生しやすく、制御対象とすることは好ましくない。
従って、前後進の切り換え時には、ブレーキを連動さ
せ、第3項のブレーキ制動トルクを変速機出力トルクと
ともに作用させ、変速機クラッチの熱負荷を低下させる
のがよいことになる。
変速機10に連動させる場合、連動のタイミングや方法
が適正に行われないと、変速ショックなどの新たな問題
を引き起こす。すなわち、ブレーキ以降の出力軸トルク
TO は、走行抵抗TL を零とした場合、変速機10のク
ラッチトルクTC とブレーキ制動トルクTB との和とな
る。従って、前後進の切り換えを伴う変速を行う場合、
オペレータのブレーキペダルの踏み込みによりブレーキ
を連動させたときのブレーキ以降の出力軸トルクT
O は、変速指令が出力されてから変速機10のクラッチ
が係合を完了するまで、図12に示したような変化をす
る。
タによるブレーキ操作がなされることにより、変速機ク
ラッチトルクTC とブレーキの制動力トルクTB とが同
時に作用し、これらのトルクTC 、TB が直線的に増大
する。このため、ブレーキ以降の出力軸トルクTO も直
線的に増大する。そして、ブレーキ操作が行われてから
t1 時間が経過した時点において、車速が零となって前
進から後進または後進から前進へ車両の向きが切り換わ
ると、それ以降はブレーキ制動トルクTB が作用せず、
変速機10のクラッチトルクTC しか発生しないため、
ブレーキ以降の出力トルクTO が不連続に大きく低下
し、不快な変速ショックが発生する。また、前進3速か
ら後進3速に切り換える場合のように前後進のフル変換
を行うと、ブレーキによって負荷を分担したとしても、
変速機クラッチの係合完了時(図12の時間t2 )にお
けるクラッチ油圧が高く、そのときのクラッチトルクT
C と通過トルクとの落差ΔTが大きくなる。このため、
クラッチの係合完了時にも変速ショックが発生し、また
大きなピークトルクを生ずるために、ギヤやシャフトの
寿命を低下させる問題が残る。
ためになされたもので、前後進切換変速時の変速機クラ
ッチの熱負荷を低減するとともに、変速機内部ピークト
ルクを小さくし、変速ショックをなくすことができる変
速制御方法およびその装置を提供することを目的として
いる。
めに、本発明に係る変速制御方法は、変速機が有する複
数のクラッチを係合、解放し、変速機のギヤ比を変えて
出力軸の回転速度を変える変速制御方法において、車両
の前後進切り換え時に、所定の前記クラッチを係合させ
るとともに、前記出力軸に制動力を作用させ、前記出力
軸による車両の加速度を予め定めた曲線に沿って変化さ
せることを特徴としている。
係合開始に先行させて作用させ、その後、制動力を減少
させるのに伴ってクラッチを係合させるとよい。また、
出力軸に作用させる制動力は、出力軸の回転速度の大き
さに応じて大きくすることが望ましい。そして、出力軸
に作用させる制動力は、出力軸の回転速度が予め定めた
基準値以下となったときに遮断するようにする。
めた時間間隔における変化量と、この変化量の前回求め
た変化量との関係を表す予め定めたファジィルールとメ
ンバーシップ関数とに基づくファジィ推論により、クラ
ッチを操作するクラッチ油圧を変えて変化させることが
できる。また、クラッチ油圧は、所定時間における油圧
の変化量を制御することにより変化させる。そして、車
両の加速度は、変速機の出力トルクと相関するものとし
て考えてよい。なお、車両加速度を予め定めた変化曲線
に沿って変化させる制御は、車両の前後進切り換え時の
みでなく、シフトアップやシフトダウンのような通常の
変速時、車両の発進時にも適用することができる。
置は、複数の変速歯車とこれら各歯車の任意の噛み合い
を選択するクラッチとを備えた変速機と、この変速機の
前記クラッチを作動させるクラッチ駆動部と、前記変速
機の出力軸に制動力を与えるブレーキと、このブレーキ
を作動させるブレーキ駆動部と、前記変速機の入力軸、
中間軸、出力軸の回転速度を検出する回転センサと、車
両の前後進切り換え時に、前記回転センサの出力信号に
基づいて前記車両の加速度を求め、前記クラッチ駆動部
と前記ブレーキ駆動部とに制御信号を出力して前記出力
トルクによって変化する車両加速度を予め定めた車両の
目標加速度に沿って変化させる変速制御部と、を有する
構成となっている。
トダウン時の変速制御方法を実施する制御装置は、複数
の変速歯車とこれら各歯車の任意の噛み合いを選択する
クラッチとを備えた変速機と、この変速機の前記クラッ
チを作動させるクラッチ駆動部と、車両の変速時に、前
記回転センサの出力信号に基づいて前記変速機出力軸か
ら車両加速度を求め、前記クラッチ駆動部に制御信号を
出力して前記車両加速度を予め定めた加速度曲線に沿っ
て変化させる変速制御部と、を有する構成となってい
る。
出力軸側の車両慣性を吸収する場合に、変速機のクラッ
チによるすべりのみでなく、エネルギー吸収力の大きな
ブレーキによる制動力をクラッチに連動させて作用させ
るため、変速機クラッチの熱負荷を大幅に軽減すること
ができ、クラッチの寿命を伸ばせるばかりでなく、クラ
ッチディスクの径や枚数を少なくでき、変速機の小型化
が図れる。しかも、車両の加速度を予め定めた曲線に沿
って変化させるため、加速度の変化曲線を滑らとするこ
とにより、車両加速度を滑らかに変化させることが可能
となって、変速ショックの発生を防止することができ
る。
に先行させて作用させると、クラッチの熱負荷を確実に
軽減することができる。そして、出力軸に作用させる制
動力は、出力軸の回転速度の大きさに応じて大きくする
と、適正な制動力が得られて、変速機クラッチの負荷を
確実に小さくすることができるとともに、変速に要する
時間を短縮することができる。また、制動力は、出力軸
の回転速度が予め定めた基準値以下となったときに遮断
するようにすると、前進から後進への切り換えまたは後
進から前進への切り換えの際の、切り換え時間遅れを防
止することができる。
ルールとメンバーシップ関数とに基づくファジィ推論に
よりクラッチ油圧を変えて変化させと、滑らかな加速度
変化を容易に実現することができる。そして、クラッチ
の油圧は、油圧の変化の割合を制御することにより、正
確な制御が可能となる。なお、車両の加速度は、出力軸
の出力トルクに対応しているため、出力トルクを検知、
制御して車両加速度の制御を行ってもよい。
好ましい実施例を、添付図面に従って詳説する。なお、
前記従来技術において説明した部分に対応する部分につ
いては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
置の説明図である。図2において、変速機10の入力軸
13は、ダンパ80を介してエンジン82に接続してあ
る。また、出力軸14の先端には、クラッチ式操向装置
90のピニオン91が固定してある。そして、このピニ
オン91には、リング歯車92が噛み合っており、出力
軸14の回転を、出力軸14に直交した軸93に伝達で
きるようにしてある。この軸93の両端には、操向クラ
ッチ94、95が設けられ、これらのクラッチ94、9
5の出力軸にステアリングブレーキ96、97取り付け
てある。これらのブレーキ96、97は、ブレーキ駆動
部となる電子制御式モジュレーティングバルブ(ECM
V)100、103が出力する油圧によって作動し、ま
た操向クラッチ94、95は、対応して設けたECMV
101、102を介して供給される油圧によって制御さ
れるようになっている。
6、出力軸14のそれぞれには、回転センサ104、1
05、106が設けてあり、各軸の回転速度を検出でき
るようにしてある。また、変速機10の後進用クラッチ
32、前進用クラッチ40、3速用クラッチ68、2速
用クラッチ66、1速用クラッチ74は、これらに対応
して設けたクラッチ駆動部となるECMV107〜11
1がメインECMV112から供給される油圧によって
作動されることにより、対応するキャリアまたはリング
ギヤをケース11に固定、解放するようになっている。
22の前方床面にブレーキペダル122とインチングペ
ダル124とが設けてあるとともに、最前部に表示パネ
ル126が配置してある。また、運転席122の前部右
側には、ブレードを操作するためのブレードレバー12
8が配置してあり、前部左側にブルドーザの方向を制御
するステアリングレバー130が設けてある。そして、
ステアリングレバー130の操作信号は、ブレーキペダ
ル122、インチングペダル124の操作信号(踏み込
み信号)とともに、変速制御部131を構成しているト
ランスミッションコントローラ(T/Mコントローラ)
132とステアリングコントローラ(S/Tコントロー
ラ)134とに入力するようになっている。
センサ104〜106が検出した変速機10の入力軸1
3、中間軸16、出力軸14の回転速度が入力するとと
もに、変速機10の各クラッチの係合力を制御するEC
MV107〜111から、油圧モジュレーションのタイ
ミングをコントロールするフィル信号が入力するように
なっており、詳細を後述するようにクラッチ油圧を演算
して各ECMV107〜111に電流制御信号を出力
し、またエンジン制御装置136に信号を出力する。
記したステアリングレバー130からの信号等の他に、
操向装置90のクラッチとブレーキとを制御するECM
V100〜103からのフィル信号が入力するととも
に、信号線を介してT/Mコントローラ132と電気的
に接続してあり、T/Mコントローラ132との間でデ
ータの授受を行うようになっている。
とおりである。ステアリングレバー130は、図示しな
いオペレータにより変速操作が行われると、変速信号
(操作信号)をT/Mコントローラ132とS/Tコン
トローラ134とに入力する。また、変速機10の出力
軸の回転数を検出している回転センサ106の検出信号
は、図示しない変速信号出力回路に入力し、この変速信
号出力回路が回転センサ106の検出信号に基づいて、
変速信号をT/Mコントローラ132に出力する。すな
わち、変速信号出力回路は、回転センサ106の検出し
た出力軸14の回転速度によってブルドーザの走行状態
を監視しており、例えばブルドーザが前進3速で走行し
ていた場合に、減速して走行速度が前進2速に相当する
速度に低下したことを検知すると、変速信号をT/Mコ
ントローラ132に入力する。
グレバー130または変速信号出力回路から変速信号が
入力すると、変速機10のクラッチ32、40、66、
68、74と操向装置90のステアリングブレーキ9
6、97のクラッチとを制御するオールクラッチ制御シ
ステム(ACC)の制御プログラムを起動する(図1ス
テップ150、152)。ACC制御が開始されると、
先ずステップ154のように制御量(目標加速度)が設
定される。
コントローラ132が入力してくる変速信号、デクセル
信号、回転センサ104〜106の検出した変速機10
の入力軸13、中間軸16、出力軸14の回転速度に基
づいて、図示しない記憶装置やT/Mコントローラ13
2の内部メモリに予め格納してあるデータを読み出し、
T/Mコントローラ132の設定部(図示せず)に設定
する。
キ96、97以降の出力トルクTO(=TC +TB )が
加速度と対応しているため、実施例の場合、目標出力ト
ルクとして与えられる。そして、前後進の切り換えを含
む変速の場合、目標出力トルクTO は、図3の実線に示
した曲線の如く滑らかに変化するとともに、通過トルク
との差ΔTが小さくなるように与えられる。このトルク
曲線は、実験等により、変速の際に変速ショックなどを
生ぜず、またオペレータが快適と感ずる変速データに基
づいて作成される。そして、出力トルクTO のピークT
MAX は、従来のピークトルクより小さくなるように設定
してある。
定されると、前進から後進へ、または後進から前進へ切
り換える場合のように、前後進切換部20のクラッチ3
2、40が操作される前後進切換変速(FR変速)か否
かを判断する(ステップ156)。そして、FR変速で
ある場合、すなわち、ステアリングレバー130の操作
により前後進が切り換えられる場合、T/Mコントロー
ラ132は、ステップ156からステップ158に進ん
で回転センサ106の検出信号から、車速Vが予め定め
た基準車速V0 (例えば、出力軸14の回転速度が10
00rpm)より小さいか否かを判断し、V>V0 であ
るとその旨をS/Tコントローラ134に出力する。
が基準値V0 より大きい場合、ステアリングレバー13
0が操作されたときの車速(初期車速)Vに基づいて、
その車速に対応して予め定めてある制動力を得るのに必
要なブレーキ油圧PB (t)を、図示しない記憶部に記
憶してあるデータマップから読み出す(ステップ16
0)。このブレーキ油圧のデータは、例えば図4のよう
に車速に対して直線的に増加するようになっている。た
だし、基準車速V0 を下回るような車速Vに対しては、
ステリングブレーキを作動させないようにしてある。
出したPB (t)が得られるようなECMV100、1
03の制御電流値を演算し、ECMV100、103に
与えてテアリンブレーキ96、97を変速機10のクラ
ッチ32またはクラッチ40と連動するように制御し
(ステップ162、164)。そして、ACC制御は、
ステップ156に戻る。
て制動力が働き、図3の破線に示したように直線的に増
加するブレーキ制動トルクTB が発生して出力軸14に
作用する。そして、このブレーキの制動力により車両の
速度(出力軸の回転速度)が減速されてV≦V0 となる
と、ステップ158からステップ166に進んでブレー
キ解除信号がT/Mコントローラ132からS/Tコン
トローラ134に出力される。S/Tコントローラ13
4は、ブレーキ解除信号を受けると、ブレーキ制動トル
クTB が図3の破線の如く徐々に減少するようにブレー
キ96、97の制動力を解除しする。このV≦V0 とな
ったときにブレーキ力を解除するのは、V=0となって
車速が完全に零なるまでブレーキ力を作用させると、変
速のタイミングが遅れることを避けるためである。
ップ156において変速信号が後進用クラッチ34、前
進用クラッチ40の操作を伴わない変速であると判断し
た場合、すなわちFR変速でない場合、ブレーキ96、
97を作動させ、変速機10単独で図3のような滑らか
なトルクになるような油圧(制御電流)を与える。ま
た、ステップ166においてステアリングブレーキが解
除された場合、変速機10の各クラッチに対応して設け
たECMVに制御電流を与え、変速機10のクラッチト
ルクの一部がブレーキ制動トルクと重なるように発生さ
せる(図3参照)。この変速機10のクラッチトルクの
制御は、負荷クラッチの場合、予め定めたメンバーシッ
プ関数とファジィルールとに基づいて、ステップ168
のIF−THEN形式のファジィ推論を実行し、クラッ
チ油圧の勾配(油圧の単位時間当たりの変化)θC を求
めて負荷クラッチを作動するECMVに制御電流を与え
る。この負荷クラッチとなるのは、発進時または前後進
の切り換え時の場合、前後進切換部20の後進用クラッ
チ34または前進用クラッチ40であり、単なる速度の
切り換えの場合、速度切換部50の1〜3速用クラッチ
74、66、68である。なお、変速機10の負荷クラ
ッチ以外のクラッチの制御については後述する。
プ関数とファジィルールとの一例を示したものである。
図5のメンバーシップ関数NBは、例えば前回加速度α
と基準の加速度(目標加速度)α0 との差(加速度偏
差)の場合、加速度偏差(Δα=α−α0 )が負側で大
きいこと、すなわち検出加速度αが目標加速度α0 より
小さいこと、また油圧勾配θC の場合、θC の値を現在
の値より小さくすることを示している。そして、メンバ
ーシップ関数NSは、検出加速度が目標加速度よりやや
小さいこと、また油圧勾配θC を現在の値よりやや小さ
くすることを示しており、メンバーシップ関数ZRは、
検出加速度が目標加速度とほぼ同じ(加速度偏差Δαが
おおよそ零)であること、また油圧勾配θC を現在の値
からあまり変えないことを示している。さらに、メンバ
ーシップ関数PSは、検出加速度が目標加速度よりやや
大きいこと、または油圧勾配θC を現在の値よりやや大
きくすることを示しており、メンバーシップ関数PB
は、検出加速度が目標加速度より大きいこと、または油
圧勾配θC を現在の値より大きくすることを示してい
る。
とを意味している。例えば、検出した加速度αが設定さ
れた目標加速度α0 よりやや小、すなわち加速度偏差Δ
α=α−α0 が負側でやや小さく、加速度偏差の変化の
速度(程度)がややプラス側である場合、油圧勾配θC
は、「加速度偏差」のNSの欄と「加速度偏差変化速
度」のPSの欄とが交差する欄のZRとなり、クラッチ
油圧の油圧勾配θC は、おおよそ現在の値に維持するよ
うに制御される。なお、「加速度偏差変化速度」とは、
今回求めた加速度偏差Δαn+1 と前回求めた加速度偏差
Δαn との差δα=Δαn+1 −Δαn を言う。
ば検出加速度α(検出トルクT)が目標加速度α0 (目
標トルクTO )よりやや大き(PS)く、加速度偏差変
化速度δα(トルク偏差変化速度δT)がやや大(P
S)、すなわち図6の加速度偏差の項がPSで、加速度
偏差変化速度がややプラス側(今回の加速度偏差が前回
の加速度偏差よりやや大)、すなわち加速度偏差変化速
度の項がPSである場合、クラッチ油圧の勾配θC を現
在の値よりやや小さく(NS)し、後述するように負荷
クラッチの係合する早さをやや緩くし、変速機10の出
力トルク(車両加速度α)をより緩やかに変化させる。
えば車両加速度が目標加速度より大で、図6の加速度偏
差の項がPBであり、今回求めた加速度偏差が前回求め
た加速度偏差とほぼ同じで、加速度偏差変化速度がおお
よそ零(図6の加速度偏差変化速度の項がZR)である
場合、クラッチ油圧の勾配θC を現在の値より小さく
(NB)し、変速機10の出力トルクの変化をより緩や
かにして車両加速度の変化を小さくする。以下、同様に
して図6の各欄に対するクラッチ油圧の勾配θCの制御
が行われる。
クラッチ以外のクラッチに対して、ステップ170に示
したように、予め定めてメモリに記憶させてあるデータ
マップから油圧勾配のデータを読み出す。その後、T/
Mコントローラ132は、ステップ172に進み、制御
対象となる変速機10のクラッチの油圧PC を、
流信号を出力する(ステップ174)。さらに、T/M
コントローラ132は、出力トルクTO の変化等から変
速機10のクラッチの係合が完了したか否かを判断し
(ステップ176)、クラッチの係合が完了していれば
ACC制御のプログラムを終了し(ステップ178)、
係合が完了していなければステップ156に戻ってAC
C制御を継続する。
り換えを伴う変速の際に、変速機10のクラッチによる
滑りだけでなく、エネルギー吸収力の大きなブレーキの
制動力をクラッチの係合開始に先行させて作用させるた
め、変速機クラッチの熱負荷を大幅に、かつ確実に軽減
することができ、クラッチの寿命を伸ばすことができる
ばかりでなく、クラッチディスクの径を小さくしたり、
枚数を少なくすることが可能となり、変速機10の小型
化を図ることができる。しかも、車両加速度を予め定め
た曲線に沿って変化させるため、車両加速度を変化させ
る曲線を滑らとすることにより、車両加速度は滑らかに
変化し、変速ショックの発生を防止できる。また、これ
に比例して出力トルクも滑らかになる。
力軸の回転速度の大きさに応じて大きくなるようになっ
ているため、変速機クラッチの負担を確実に小さくする
ことができるとともに、変速に要する時間を短縮するこ
とができる。そして、制動力は、出力軸の回転速度が逆
転する前の予め定めた基準値以下となったときに遮断す
ると、前進から後進への切り換えまたは後進から前進へ
の切り換えの際の、切り換え時間遅れ防止することがで
きる。
最大値を小さく設定してあるため、変速機10の内部に
発生するトルクを小さくでき、これらの寿命を伸ばすこ
とができる。また、実施例においては、変速機10の各
クラッチやステアリングブレーキのクラッチの油圧を、
それぞれに対応して設けたECMVによって制御するよ
うにしているため、オペレータの操作負担を軽減でき、
坂道発進が容易となるとともに、作業スピードを向上す
ることができる。そして、前記実施例においては、車両
加速度を求めるのに、回転センサ104〜106が検出
した入力軸13、中間軸16、出力軸14の回転速度に
基づいて演算するようにしてあるため、システムの複雑
化、コストアップを避けることができる。なお、目標加
速度でなく目標トルクとして制御する場合、トルクセン
サを用いてトルクを直接検出するようにすれば、より正
確な油圧の制御ができ、制御精度の向上が図れる。
従来の変速機による変速とを、シミュレーションによっ
て比較した結果を示したものである。図7の左側の従来
例1は、油圧式トランスミッション(油圧式T/M)に
おいて、前進から後進への切り換えに際して、後進用ク
ラッチ(Rクラッチ)のみを用いたものである。Rクラ
ッチの油圧を図のように漸次増加させて、ステアリング
レバーの操作から約1秒後に28kg/cm2 にした場
合、Rクラッチの発熱量Qは10.7kg・m/c
m2 、発熱率q′は25kg・m/cm2 /sとなっ
て、発熱量Qと発熱率q′との積である熱負荷は、約2
68kg・m/cm2・kg・m/cm2 /sとなる。
そして、ブレーキ以降の出力トルクのピークトルクは、
71kg・mとなり、係合完了時に大きな変速ショック
が発生する。ただし、トルクは、エンジンの出力トルク
を正としているため、出力軸の出力トルクは負に表して
いる。
がブレーキペダルを踏むことにより、ステアリングブレ
ーキを油圧式トランスミッションのRクラッチに連動さ
せ、両者を同時に作用させた例である。この従来例2で
は、熱負荷を3分の1近くに低減することができる反
面、前進から後進に切り換わった時点で、ブレーキ制動
トルクが零となることによる大きなトルクの変化があ
り、また係合終了時に従来例1と同じようなトルク変化
があって、2度の変速ショックが発生する。
合、Rクラッチの油圧が一時的に大きくなるが、全体と
して従来のクラッチ油圧より低くすることができる。し
かも、熱負荷は、従来例2よりは少し大きいが、従来例
1の半分以下にすることができる。そして、前進から後
進に切り換わった時点でのトルクの変化が小さく、さら
にピークトルクを小さく設定し、通過トルクとの落差も
小さくなるように目標車両加速度曲線を設定したことに
より、ピークトルクが58kg・mと小さく、係合完了
時のトルク変化もきわめて小さくて、変速ショックの発
生を防ぐことができる。
とピークトルクとについて、実施例のACC制御による
変速と他の方式による変速との効果を比較したものであ
る。ただし、いずれの図においても、ハイドロシフトト
ランスミッション(H/S)のRクラッチのみを用いて
前進から後進に切り換えたときの熱負荷、またはピーク
トルクを1として規格化してある。また、比較の対象と
してトルクフロートランスミッション(T/F)の例も
あげた。
負荷はハイドロシフトトランスミッションの4割であ
り、ピークトルクは8割に抑えることができる。また、
従来のステアリングブレーキを連動させる方法は、熱負
荷の低減に大きな効果を示すが、ピークトルクが大きく
なる欠点がある。
を設定し、変速機出力回転数によって加速度を求めた
が、車両の加速度を加速度センサによって直接検出して
目標加速度と比較するようにしてもよい。また、目標加
速度、目標トルクを設定し、トルクセンサによって直接
検出して目標トルクと比較するようにしてもよい。そし
て、前記実施例においては、ブルドーザに適用した場合
について説明したが、ホイルローダなどの他の車両や各
種装置にも適用することができる。
ば、前後進の切り換え時に出力軸側の大きな慣性を吸収
するために、変速機のクラッチによるすべりのみでな
く、エネルギー吸収力の大きなブレーキのによる制動力
をクラッチに連動させて作用させるため、変速機クラッ
チの熱負荷を大幅に軽減することができる。しかも、出
力軸の出力トルクに影響を与える車両加速度を、予め定
めた曲線に沿って変化させるため、出力トルクの変化や
車両加速度を滑らかにすることができ、変速ショックの
発生を防止することができる。
に先行させて作用させることにより、クラッチの熱負荷
を大幅に軽減することができる。また、出力軸に作用さ
せる制動力は、出力軸の回転速度の大きさに応じて大き
くするようにしてあるため、適正な制動力が得られて、
変速機クラッチの負荷を確実に小さくすることができる
とともに、変速に要する時間を短縮することができる。
さらに、制動力は、出力軸の回転速度が予め定めた基準
値以下となったときに遮断するようにしたことにより、
前進から後進への切り換えまたは後進から前進への切り
換えの際の、切り換え時間遅れ防止することができる。
メンバーシップ関数と予め定めたファジィルールとに基
づくファジィ推論により、クラッチ油圧を変えて制御す
るようにしてあり、設定した目標加速度の滑らかな曲線
に沿ったトルク制御をする事ができる。
ャートである。
ある。
ある。
タマップの一例を示す図である。
に使用するメンバーシップ関数の一例を示す図である。
ルの一例を示す説明図である。
のシミュレーション比較の結果を示す図である。
の熱負荷の比較図である。
の出力軸ピークトルクの比較図である。
図である。
キを連動させた場合の出力トルクの変化を示す図であ
る。
ーティングバルブ) 104〜106 回転センサ 107〜111 クラッチ駆動部(電子制御式モジュレ
ーティングバルブ) 130 ステアリングレバー 131 クラッチ制御部 132 トランスミッションコントローラ 134 ステアリングコントラーラ
Claims (10)
- 【請求項1】 変速機が有する複数のクラッチを係合、
解放し、変速機のギヤ比を変えて出力軸の回転速度を変
える変速制御方法において、車両の前後進切り換え時
に、所定の前記クラッチを係合させるとともに、前記出
力軸に制動力を作用させ、前記出力軸による車両の加速
度を予め定めた曲線に沿って変化させることを特徴とす
る変速制御方法。 - 【請求項2】 前記出力軸に作用させる前記制動力は、
前記クラッチの係合開始に先行させて作用させ、その
後、制動力を減少させるのに伴って前記クラッチを係合
させることを特徴とする請求項1に記載の変速制御方
法。 - 【請求項3】 前記出力軸に作用させる前記制動力は、
前記出力軸の回転速度の大きさに応じて大きくすること
を特徴とする請求項1または2に記載の変速制御方法。 - 【請求項4】 前記出力軸に作用させる制動力は、前記
出力軸の回転速度が予め定めた基準値以下となったとき
に遮断することを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
か1に記載のの変速制御方法。 - 【請求項5】 前記クラッチの係合力は、前記車両加速
度の予め定めた時間間隔における変化量と、この変化量
の前回求めた変化量との関係を表す予め定めたファジィ
ルールとメンバーシップ関数とに基づくファジィ推論に
より、前記クラッチを操作するクラッチ油圧を変えて変
化させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか
1に記載の変速制御方法。 - 【請求項6】 前記クラッチ油圧は、所定時間における
油圧の変化量を制御することにより変化させることを特
徴とする請求項5に記載の変速制御方法。 - 【請求項7】 前記車両の加速度は、前記変速機の出力
トルクの代用として検知することを特徴とする請求項1
ないし6のいずれか1に記載の変速制御方法。 - 【請求項8】 変速機が有する複数のクラッチを係合、
解放し、変速機のギヤ比を変えて出力軸の回転速度を変
える変速制御方法において、車両の変速時に、所定の前
記クラッチを係合させるとともに、前記出力軸による車
両の加速度を予め定めた曲線に沿って変化させることを
特徴とする変速制御方法。 - 【請求項9】 複数の変速歯車とこれら各歯車の任意の
噛み合いを選択するクラッチとを備えた変速機と、この
変速機の前記クラッチを作動させるクラッチ駆動部と、
前記変速機の出力軸に制動力を与えるブレーキと、この
ブレーキを作動させるブレーキ駆動部と、前記変速機の
入力軸、中間軸、出力軸の回転速度を検出する回転セン
サと、車両の前後進切り換え時に、前記回転センサの出
力信号に基づいて前記変速機出力軸から車両加速度を求
め、前記クラッチ駆動部と前記ブレーキ駆動部とに制御
信号を出力して前記車両加速度を予め定めた加速度曲線
に沿って変化させる変速制御部と、を有することを特徴
とする変速制御装置。 - 【請求項10】 複数の変速歯車とこれら各歯車の任意
の噛み合いを選択するクラッチとを備えた変速機と、こ
の変速機の前記クラッチを作動させるクラッチ駆動部
と、車両の変速時に、前記回転センサの出力信号に基づ
いて前記変速機出力軸から車両加速度を求め、前記クラ
ッチ駆動部に制御信号を出力して前記車両加速度を予め
定めた加速度曲線に沿って変化させる変速制御部と、を
有することを特徴とする変速制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP26808292A JP3351823B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 変速制御方法およびその装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP26808292A JP3351823B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 変速制御方法およびその装置 |
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Family
ID=17453642
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| JP26808292A Expired - Lifetime JP3351823B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 変速制御方法およびその装置 |
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