JPS60245873A - スピ−ドコントロ−ルレバ−制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、ディーゼル機関により稼動する建設機械そ
の他の車輌がトルクコンバータを搭載したトランスミッ
ションを備えている際に、トルクコンバータのスリップ
率を判定し適切なスピードコントロールを行うスピード
コントロールレバー制御装置に関する。

【従来技術およびその問題点】

スピードコントロールレバーのセット位置を変位するこ
とによりドライブ系の回転数を多段階に調整する装置に
おいては、スリップ状況に応じて上記スピードコントロ
ールレバーのセント位置ヲ適切に切換えることが燃料生
産性を高めることになる。 しかし、稼動中におけるスリップの状態をオペレータが
的確に把握し手動によりスピードコントロールレバーを
適切に切換えるには長年の熟練を要する。 そこで、スリップ時においてスピードコン１０−ルレバ
ーを適切に切り換えるべく、自動化が望まれている。

【発明の目的】

この発明は上記事情に鑑み、鋭意研究の結果創案された
ものであって、その主たる目的は、足廻りのスリップを
、トルクコンバータのスリップ率を基に適切に判断して
変速するスピードコントロールレバーの自動制御を行う
にある。

【発明の構成】

この発明は上記目゛的を達成するために第１図に示す如
く、エンジンの回転数（入力回転数）を検出する手段２
３と、ドライブシャフトの回転数（出力回転数）を検出
する手段２４とによって得られた入力回転数データと出
力回転数データとからスリップ率算定手段３０でドライ
ブ系のスリップ率を算出し、一方、スピードコントロー
ルレバーのセット位置を検出する手段２５から得られた
セット位置データと、前記算出されたスリップ率データ
とからスリップ判定手段３１でスピードコントロールレ
バー３２のセント位置との関係で過度なスリップ率とな
るか否かを判定する。 該スリ・７プ判定手段３１により過度のスリップと判断
された場合に制御信号を出力しこれによってトランスミ
フシ４ン３４のスピードコントロールレバー３３を適正
な速度段に切換・変位させるスピードコントロールレバ
ー作動装置３２を備えた構成とからなっている。

【実施例】

この発明に係るスピードコントロールレバー制御装置を
、トルクコンバータを搭載したパワーシフトトランスミ
ッションを装備しているトラクターショベルに適用した
場合における実施例を第２図に基づき説明すれば、スピ
ードコントロールレバー３３を三段階に変位させるアク
チュエータ２７と、このアクチュエータ２７を作動させ
るソレノイドバルブ２６と、該ソレノイドバルブ２６に
制御信号を送るマイクロコンピュータ８と、このマイク
ロコンピュータ８に検出データ等を入力するスイッチ群
２３．２４．２５．１４等とから構成されている。 即ぢ、エンジンの回転数（トルクコンバータの入力軸の
回転数）を検出するエンジン（入力）回転数検出器２３
、ドライブ軸の回転数（トルクコンバータの出力軸の回
転数）を検出するドライブシャフト（出力）回転数検出
器２４、およびスピードコントロールレバーがどの位置
にセットされているかを検出するスピードコントロール
レバー位置検出器２５がそれぞれマイクロコンピュータ
８の入力ポートに接続され、それぞれ入力回転データ、
出力回転データ及びスピードコントロールレバー位置デ
ータをマイクロコンピュータ８に入力している。 また、ニュートラルスイッチ１４がターミナルの２番Ｔ
２を介してマイクロコンピュータ８の入力ポートに接続
されている。 尚、このニュートラルスイッチ１４は、スピードコント
ロールレバー３３が前進または後進位置にセットされた
場合にＯＮとなる。 一方出力ボートには４ポ一ト３位置切換弁２６に制御信
号を送る２本の制御ラインＬ４．Ｌ５が接続されている
。 このソレノイドバルブ２６はスピードコントロールレバ
ー３３を変位させるスピードシフトアクチュエータ２７
を一速・二速・三速の３段に切換・制御することができ
る。 そこでこのスピードコントロールレバー制御装置の動作
を説明すると、まずメインスイッチ１３の投入によりマ
イクロコンピュータ８が供電され、マイクロコンピュー
タ中のＲＯＭに記憶された第３図のフローチャートで示
すスピードコントロールレバー制御プログラムの手順が
スタートする。 即ち、ステップ■“でスピードコントロールレバー３３
が前進又は後進位置に入りスピードコントロールレバー
３３がニュートラルを脱したことが判断されると、ニュ
ートラルスイッチ１４が投入されスリップ判定が開始さ
れる。 ステップ■゛でエンジン回転数検出器２３とドライブシ
ャフト回転数検出器２４から入力された入力回転数デー
タと出力回転数データとによってスリップ率が算定され
ると共に、前記スピードコントロールレバー位置検出器
２５の位置データに基づいて上記ステップ率が現在のス
ピードコントロールレバー位置において適正か否か判定
される。 そこで過度のスリップ率と判定されるとステップ■゛で
時間測定が開始され、その条件下でΔＴ時間経過すると
ステップ■′で過度のスリップと決定され制御信号が出
力される（ステップ■”）。 この制御信号の入力によってソレノイドバルブ２６は所
定位置に切換わってアクチュエータ２７を作動しスピー
ドコントロールレバー３３を最適速度（車速）位置に変
位しスリップを解消することができる。 そして、スピードコントロールレバー３３がニュートラ
ル位置にない場合には再度ステップ■゛に戻り判定を続
ける。 ニュートラル位置に入り、更にステップ■”でメインス
イッチ１３がＯＦＦとなるとマイクロコンピュータ８も
停止する。 尚、この発明において、スピードコントロールレバー３
３を制御信号に基づいて作動する作動装置３２はソレノ
イドバルブとアクチュエータの組合せに限定されるもの
ではなく、要するに制御信号に基づいてコントロールレ
バー３３を変位させうる装置であればよい。 次に、このスピードコントロールレバー制御装置にガバ
ナコントロールレバー制御装置を付加した場合の異なる
実施例を説明する。 この場合におけるガバナコントロールレバー制御装置は
、第４図に示す如（、ディーゼル機関のドライブ系統の
回転数を検出・測定する回転数検出手段１から入力され
た回転数データに基づいて、まず開始時期判定手段２で
、ガバナコントロールレバーがローアイドル位置を超え
たか否か判定し、次に負荷判定手段３で過負荷状！ｆ３
（３′）か或いは軽負荷状恕（３”）かを判定し、この
判定結果に基づいて出力された制御信号によってガバナ
コントロールレバー作動装置５を作動させガバナ７のコ
ントロールレバー６−を適切なセット位置に変位させる
ものである。　また、この発明は、所定の稼動条件を検
出する稼動検出手段４を設けておき、該検出手段４が上
記稼動条件を検出すると所定の制御信号をガバナコント
ロールレバー作動制御装置５に入力しガバナコントロー
ルレバー６を所定位置に変位させると共に以後の稼動状
況に応じたガバナ７のコントロールを前述の負荷判定手
段の制御信号によって遂行するという手段を講じている
。 この実施例では、ガバナコントロールレバー６のセット
位置をハイアイドル位置（高回転位置）、ローアイドル
位置く低回転位置）、任意設定回転数位置（作業内容に
応じハイアイドルとローアイドルの間で任意に設定され
た回転数位置）の３段階に切換、変位する場合について
説明する。 また、この場合にガバナコントロールレバー６を動かず
アクチュエータは２連に設けることによりガバナコント
ロールレバーを上記３位置に的確にセントすることがで
きる。 第５図に示すスピードコントロールレバー制御及びガバ
ナコントロールレバー制御装置は、ガバナコントロール
レバー６を３段階に変位させる二連のアクチュエータ２
１．２２と、このアクチュエータ２１．２２を作動さｉ
る二つのソレノイドバルブ１９．２０と、 該ソレノイドバルブ１９．２０に制御信号を送る制御ス
イッチ群１４〜１６及びマイクロコンピュータ８と、こ
れら制御スイッチ群１４〜１６およびマイクロコンピュ
ータ８を作動させるエンジンのメインスイッチ１３とか
ら構成されている。 また、スピードコントロールレバー制御用の回路構成に
ついては前記実施例（第２図）と略同様であるので同一
構成には同一符号を符してその説明を省略する。 ここで制御スイッチ群は、図示例の場合、スピードコン
トロールレバーがニュートラル位置にある場合にＯＮ信
号が発せられるノーマルオーブン型のマイクロスイッチ
からなるニュートラルスイッチ１４と、左右いずれかの
ステアリングペダルが踏込まれた場合にのみＯＮ信号が
発せられる（排他的論理和接続の）ステアリングスイッ
チ１５から構成されている。 また、二つのソレノイドバルブ１９．２０は、４ボ一ト
２位置切換弁からなり、アクチュエータを動かしてガバ
ナコンＩ・ロールレバーを■両方のアクチュエータのロ
ンドが縮む方向に動いて変位するローアイドル位置、■
いずれか一方のアクチュエータのロンドが伸びる方向に
動いて変位する任意設定回転数位置、■両方のアクチュ
エータのロンドが伸長方向に動いて変位するハイアイド
ル位置、の３段にガバナコン１−ロールレバーを作動し
うる構成となっている。 そして、本実施例では、これらのアクチュエータ２１．
２２を作動させるソレノイドバルブ１９．２０はターミ
ナルを介してスイッチ群１４〜１６およびマイクロコン
ピュータ８と接続されている。 即ち、ターミナルの１番Ｔ１には、直流電源１１にヒユ
ーズ１２を介して接続されてノーマルオーブン型のメー
ンスイッチ１３により０Ｎ−ＯＦＦ制御される入力ライ
ンＬ１と、 後記ローセットラインＬ２に接続されてニュートラルス
イッチ１４によりＯＮ〜ＯＦＦ制御されるラインと、マ
イクロコンピュータ８の入力ポートに接続されるライン
とが結線されている。 ターミナルの２番Ｔ２にはマイクロコンピュータ８の出
力ポートの一端と接続されるラインと、ローセットバル
ブに接続されるローセットラインＬ２と、一方のステア
リングペダルの踏込を検出するステアリングスイッチ１
５ａの端子と接続されるラインとが結線されている。 ターミナルの３番Ｔ３には、マイクロコンピュータ８の
出力ポートの他端と接続されるラインと、図中下方のソ
レノイドバルブ２０（以下、ハイセットバルブとする）
に接続されるハイセットラインＬ３と、 該ハイセットラインＬ３に他方のステアリングペダルの
踏込を検出するステアリングスイッチ１５ｂを接続する
ラインとが結線されている。 尚ターミナルの４番Ｔ４はアースとして用いられる。 また、前記直流電源１１にはアース１２を介して手動操
作型のマニュアルハイスイッチ１６が直列に接続されて
ローセントラインＬ２およびハイセットラインＬ３にダ
イオードを介して連結されてＯＮ−〇ＦＦ制御を行って
いる。 同様に、直流電源１１にはアース１２を介して手動操作
型のストップスイッチ１７が設けられてガバナ７のラン
クソレノイド１８に接続された構成からなっている。 従って、今１．／−ンスイソチ１３が投入されると直流
電源１１からマイクロコンピュータ８に供電される。 これと共にアクチュエータのプレッシャラインＰから圧
油が供給されてローセットバルブ１９を介して図中上方
のアクチュエータ２１（以下、ローセットアクチュエー
タとする）が、またハイセットバルブ２０を介して図中
下方のアクチュエータ２２（以下、ハイセットアクチュ
エータとする）が共にロンドを縮める方向に動いてガバ
ナコントロールレバー６をローアイドル位置にセットさ
せる。 尚図中Ｔはタンク側ラインである。 次に、スピードコントロールレバーが前進又は後進位置
に入りニュートラルスイッチ１４が投入されると、ＯＮ
信号によってローセントバルブ１９が励磁されて切換ね
り、ローセントアクチュエータ２１のみのロンドが伸び
る方向に動いてガバナコントロールレバー６を任意設定
回転数位置に変位させる。 また、車輌の方向転換を行う場合は、スピードコントロ
ールレバーを前進又は後進位置にしたまま左右いずれか
のステアリングペダルを踏込むので、前述と同様にニュ
ートラルスイッチ１４の′投入によってローセントバル
ブ１９が励磁されて切換わると共に、ステアリングスイ
ッチ１５の投入によってハイセットバルブ２０が励磁さ
れて切換わるので、ローセットアクチュエータ２１とハ
イセットアクチュエータ２２が共にロンドが伸びる方向
に動いてガパナコントロールレバー６をハイアイドル位
ｆｉｔに変位させる。 尚、この実施例においてステアリングスイッチ１５は、
左右のステアリングペダルが共に踏込まれた場合はＯＦ
Ｆとなる構成が採られているので、両方のステアリング
ペダルを踏込んで減速停止し゛たい場合にガバナコント
ロールレバーをローアイドル位置に保持することができ
て好ましい。 次に、マイクロコンピュータ８は、エンジンにかかる負
荷を検出して、ガバナコントロールレバー６が任意設定
回転数位置にある場合に大きな負荷がかかっているとき
はローセントバルブ１９およびハイセットバルブ２０に
励磁信号を出してガバナコントロールレバー６をハイア
イドル位置に変位させ、またガバナコントロールレバー
６がハイアイドル位置にある場合に負荷が極めて少ない
ときはローセットバルブ２１に非励磁信号を出してガバ
ナコントロールレバーを任意設定回転数位置に変位させ
る。 尚、図中４０は、マイクロコンピュータに任意設定回転
数、ローセント回転数、ハイセット回転数を入力するた
めの入力手段である。 このようにして、ガバナコントロールレバー６のセント
位置は自動的に制御されるが、上記条件以外でガバナコ
ントロールレバーをハイアイドル位置に変位したい場合
、例えば登板時や緊急に移動しなければならない非常時
等の際には、前記マニュアルハイスイッチ１６を投入す
ればよい。 マユュアＪレハイスイソチ１６のＯＮ（言号によってロ
ーセットバルブ１９およびハイセットバルブ２０は、前
記スイッチ群１４．１５およびマイクロコンピュータ８
の制御信号に優先して、共に励磁されガバナコントロー
ルレバー６をハイアイドル位置に変位させることができ
る。 逆に、緊急に停止したい非常時においては、前記ストン
プスイッチ１７を投入すれば直接にガバナのコントロー
ルランクのソレノイド１８を励磁して燃料噴射を停止さ
せるので、全ての制御信号に優先することができて安全
である。 次に前記マイクロコンピュータ８によるエンジン負荷（
ドライブ系にかかる負荷）に対応した制御手段について
説明する。 このマイクロコンピュータ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍおよび入出力ボート等から構成されている、所謂ワン
チップマイコンからなっている。 このマイクロコンピュータ８の入力ボートにはエンジン
（ドライブ系）の回転数検出器１”が接続されている。 この回転数検出器工゛はドライブ系シャフトの回転をパ
ルス信号等によって検出し回転数を測定するもので、該
検出器１”からリアルタイムの回転数データがマイクロ
コンピュータ８に読込まれる。 この回転数データに基づいてマイクロコンピュータ８が
エンジンにかかっている負荷の状態を判定し、制御信号
を決定して出力ポートから（ターミナルを介して）ロー
セントバルブ１９およびまたはハイセットバルブ２０に
出力する。 尚、ガバナコントロールレバー制御装置において切換段
数は本実施例に限定されるものではなく、例えば任意設
定回転数を複数設けてもよく、その場合にはそれぞれの
ローセット回転数、ハイセット回転数を決めておくこと
により更に多段の制御をすることができる。 また、このガバナコントロールレバー６を制御信号に基
づいて作動する作動装置５はソレノイドバルブとアクチ
ュエータの組合せに限定されるものではなく、要するに
制御信号に基づいてコントロールレバーを変位させうる
装置であればよい。 次に上記の如く構成されたマイクロコンピュータ８の動
作を説明する。 メインスイッチの投入によって、マイクロコンピュータ
８中のＲＯＭに記憶された第６図のフローチャートに示
す負荷判定プログラムがその手順に沿ってスタートする
。 まず、第６図のフローチャートで示す如く、ステップ■
によりコンピュータ８に読み込まれた回転数データが、
判定開始回転数を超えたか否かを判断する。 ここで、この判定基準回転数はローアイドル回転数より
多く、後述のローセント回転数より小さく設定されてい
る。 これによって、回転数データがローアイドル回転数を超
えたこと即ちガバナコントロールレバー６が任意設定回
転数位置又はハイアイドル位置にセットされていること
が判断されると、次はステップ■で回転数データがロー
セント回転数より少ないか否かを判断する。 ここでローセント回転数とは、判定開始回転数より大き
く任意設定回転数より小さい予め設定された回転数であ
って、機種や稼動条件等に応じて予め設定された任意設
定回転数に対応して過負荷検出に最適な数値が決定され
る。 次に回転数データがローセット回転数より少ない場合に
ステップ■で時間の測定がスタートしそれが６１時間を
超えたことがステップ■で判断さレバと、゛ステップ■
でガバナコントロールレバー６をハイアイドル位置に変
位すべく制御信号を出力ボートから出力する。 回転数データがローセット回転数より大きい場合にはス
テップ■でハイセット回転数より大きいか否か判断し、
ハイセット回転数を超えた場合にはステップ■で時間の
測定がスタートしそれがΔｔ“時間を超えたことがステ
ップ■で判断されるとステップ■でガバプーコントロー
ルレバー６を任意設定回転数位置に変位すべく出力ボー
トがらローセントバルブへ制御信号を出方する。 ここで、ハイセント回転数とは、任意設定回転数より大
きくハイアイドル回転数より小さい予め設定された回転
数であって、前記任意設定回転数に対応して負荷が軽す
ぎる状態を検出するのに最適な数値が決定される。 このように、回転数データが判定開始回転数を超えてい
る間、エンジンの負荷に反応する制御を繰返し、回転数
データが判定開始回転数を下回るとエンジン負荷の判定
機能は停止し、さらにステップ［相］でメインスイッチ
が開放されてＯＦＦとなるとマイクロコンピュータ８へ
の供電も停止され終了する。 尚、上記メインスイッチが閉成している場合には再度ス
テップ■に戻り同様の手順が繰返される。 こごで、前記ΔｔおよびΔｔ゛は過負荷又は軽負荷がガ
バナ′：Ｏ１ント１コールレ八−６をハイアイドル位置
又は任意設定回転数位置に切換を要する負荷状態か否か
を判定するために必要な時間が設定されている。 また、ローア・イドル位置からハイアイドル位置に変位
する場合に、當に一旦任意設定回転数位置に所定時間ガ
バナコントロールレバーを変位させる手順を付加しても
よい。 例えば、回転データが判定開始回転数より犬である場合
に回転数データが判定開始回転数を下から上に向かって
超えるか否か判断し、その場合は當に一定時間任意設定
回転数位置にガバナコントロールレバー６を（呆持して
おく等である。 即ち、この手順によればローアイドル状態からハイアイ
ドル状態に切換える際に、一旦任意設定回転数位置に所
定時間変位させてからハイアイドル位置に変位すればス
ムーズに出力を上げることができるので好ましい。 【発明の効果］ このように、この発明においては、スピードコンＩ・ロ
ールレバーを自動的に切換えることができるので、スリ
ップ状態に最適な速度段の切り換えを行うことができ省
燃費効率が大である。 またオペレータは、スピードコントロールレバーを操作
する必要がないので他の操作作業に集中することができ
て有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のスピードコントロールレバー制御装
置に係る機能ブロック図、第２図は同回路図、第３図は
スリップ判定制御に係るフローチャート、第４図は、ガ
バナコントロールレバー制御装置に係る機能ブロック図
、第５図は同回路図、第６図は負荷判定制御に係るフロ
ーチャートである。 １はエンジン回転数検出手段、２は開始時期判定手段、
３は負荷判定手段、４は稼動検出手段、５はガバナコン
トロールレバー作動装置、６はガバナコントロールレバ
ー、２３はエンジン（入力）回転数検出手段、２４はド
ライブシャフト（出力）回転数検出手段、２５はスピー
ドコントロールレバー位置検出手段、３０はスリップ率
算出手段、３１はスリップ判定手段、３２はスピードコ
ントロールレバー作動袋？！、３３はスピードコントロ
ールレバーである。 第１Ｂ！３ 第４図 イ 第２図 Ｌ／ 第３図 第５１１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｉ）、ディーゼル機関の回転数（入力回転数）を検出
   する手段と、 トルクコンバークを介して、ドライブシャフトの回転数
   （出力回転数）を検出する手段と、上記・各手段によっ
   て検出された入力回転数データと出力回転数データとか
   らドライブ系のスリップ率を算出する手段と、 スピードコントロールレバーのセット位置炎検出する手
   段と、 前記算出されたスリップ率データが、スピードコントロ
   ールレバーのセント位置との関係で過度なスリップ率と
   なるか否かを判定するスリップ判定手段と、 該スリップ判定手段により過度のスリップと判断された
   場合に出力される制御信号によって作動し、スピードコ
   ントロールレバーを適正な速度段に切換・変位させる作
   動装置とを備えてなるスピードコントロールレバー制御
   装置。 （２）、スピードコントロールレバーの作動装置がアク
   チュエータとソレノイドバルブとの組合せからなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスピードコン
   トロールレバー制御装置。