CN101287899A - 建筑车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种可减轻发生打滑的建筑车辆。该建筑车辆包括：发动机；被发动机驱动的油压泵、被从油压泵排出的压力油驱动的行走用油压电机；被行走用油压电机的驱动力驱动的行走轮；通过控制发动机转数、油压泵容量、行走用油压电机的容量控制车速与牵引力的控制部。而且，控制部可执行减轻打滑控制，以使当车速在规定速度以下的低速区中车速越低越降低发动机转数上限。

Description

建筑车辆
技术领域
本发明涉及建筑车辆。
背景技术
建筑车辆中，有通过发动机驱动油压泵，并通过利用从油压泵排出的压力油驱动行走用油压电机进行行走的建筑车辆。该建筑车辆中，通过控制发动机转数、油压泵的容量、行走用油压电机的容量，可控制车辆的速度及牵引力(专利文献1)。
【专利文献1】特开2004-144254号公报
发明内容
如上所述的建筑车辆中，可获得如图9所示的车速-牵引力特性。另外，在该图中，横坐标为车速，纵坐标为牵引力。如该车速-牵引力特性所示，牵引力的最高值不是出现在车速为零时，而是出现在当车速处于低速区时。因此，在柔软路面或积雪路面等低摩擦路面上进行挖掘作业等时，低速作业中的牵引力最大，容易引起行走轮打滑。
本发明的目的在于提供一种可降低打滑发生的建筑车辆。
第一方面提出的建筑车辆，其包括：发动机；被发动机驱动的油压泵；被从油压泵排出的压力油驱动的行走用油压电机；被行走用油压电机的驱动力驱动的行走轮；通过控制发动机转数、油压泵容量、行走用油压电机的容量控制车速与牵引力的控制部；检测车速的检测部。而且，控制部可执行减轻打滑控制，以使当车速在规定速度以下的低速区中车速越低，越降低发动机转数上限。
该建筑车辆，在减轻打滑控制中，通过控制使其车速越低发动机转数的上限越小，可获得与搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性近似的车速-牵引力特性。由于搭载有变矩器的车辆具有车速为零时牵引力最大的车速-牵引力特性，因此，通过获得与此近似的车速-牵引力特性，即使在低摩擦路面上进行作业时，也很难发生打滑。根据该构成，该建筑车辆可降低打滑的发生。
第二方面提出的建筑车辆，其包括：发动机；被发动机驱动的油压泵；被从油压泵排出的压力油驱动的行走用油压电机；被行走用油压电机的驱动力驱动的行走轮；通过控制发动机转数、油压泵的容量、行走用油压电机的容量控制车速与牵引力的控制部。而且，控制部可执行控制发动机转数上限的减轻打滑控制，以使车速-牵引力特性与搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性近似。
该建筑车辆，在减轻打滑控制中，由于发动机转数的上限受到控制可获得与搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性近似的车速-牵引力特性。由于搭载有变矩器的车辆具有车速为零时牵引力最大的车速-牵引力特性，因此，通过获得与此近似的车速-牵引力特性，即使在低摩擦路面上进行作业时，也很难发生打滑。根据该构成，该建筑车辆可降低打滑的发生。
第三方面提出的建筑车辆，是第二方面提出的建筑车辆，在减轻打滑控制中，控制部控制发动机转数的上限以使车速-牵引力特性近似于单调递减函数。
该建筑车辆，在减轻打滑控制中，由于发动机转数的上限受到控制可获得近似于单调递减函数的车速-牵引力特性。因此，在车速为零或近似于零时出现最大牵引力。根据该构成，该建筑车辆可降低打滑的发生。
第四方面提出的建筑车辆，是第一方面或第二方面提出的建筑车辆，在减轻打滑控制中，控制部控制发动机转速的上限，以使车速-牵引力特性中的最大牵引力出现在其速度低于没有进行减轻打滑控制时车速-牵引力特性中最大牵引力的一侧。
在该建筑车辆中，在速度低于没有进行减轻打滑控制时产生最大牵引力的速度时产生最大牵引力。因此，该建筑车辆，与将发动机转数的上限作为固定值时相比，可降低打滑的发生。
第五方面提出的建筑车辆，是第二方面提出的建筑车辆，还具有检测车速的车速检测部。而且，在减轻打滑控制中，控制部根据被检测出的车速决定发动机转数的上限。
在该建筑车辆中，根据被检测出的车速决定发动机转数的上限。因此，通过简单的控制，可获得与搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性近似的车速-牵引力特性。
第六方面提出的建筑车辆，是第五方面提出的建筑车辆，控制部在减轻打滑控制中，车速越低越降低发动机转数的上限。
该建筑车辆，在减轻打滑控制中，车速越低发动机转数的上限变得越小。在减轻打滑控制中，通过将发动机转数的上限控制成如上所述，可获得与搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性近似的车速-牵引力特性。
第七方面提出的建筑车辆，是第一方面或第二方面提出的建筑车辆，还具有操作员选择执行减轻打滑控制所需的减轻打滑控制选择部。
在该建筑车辆中，操作员通过操作减轻打滑控制选择部，可任意选择是否执行减轻打滑控制。例如。在低摩擦路面上行走时执行减轻打滑控制，在通常路面上行走时可使其不执行减轻打滑控制。
附图说明
图1为建筑车辆的侧面图；
图2为油压驱动机构结构的简易示意图；
图3为建筑车辆的控制模块图；
图4为车速-牵引力特性曲线图；
图5为倾斜角、主回路油压与发动机转数关系曲线图；
图6为有关减轻打滑控制的控制流程图；
图7为相对车速的发动机转数上限表；
图8所示为相对于车速的发动机转速的上限曲线图；
图9所示为传统建筑车辆的车速-牵引力特性曲线图。
其中，符号标记：
1       建筑车辆
4a、4b  轮胎(行走轮)
8       发动机
9       主泵(油压泵)
13      第二行走电机(行走用油压电机)
16      控制部
34      车速检测部
36      减轻打滑控制选择部
具体实施方式
<整体构成>
图1表示涉及本发明一实施例的建筑车辆1的侧面图。该建筑车辆1为，通过轮胎4a、4b可自行行走的同时利用作业机3可进行预期作业的轮式装载机。该建筑车辆1包括车体框架2、作业机3、轮胎4a、4b(行走轮)、驾驶室5。
车体框架2具有配置在前侧的前车架2a和配置在后侧的后车架2b，且在车体框架的中央部前车架2a与后车架2b可左右摇动地相连接。
前车架2a上安装有作业机3及一对前胎4a。作业机3为被来自作业机用油压泵11(参照图2)的压力油驱动的装置，其具有安装于前车架2a前部的提升臂37、安装在提升臂37前端的铲斗38、驱动上述部件的作业机缸26(参照图2)。一对前胎4a设置在前车架2a的侧面。
后车架2b上安装有驾驶室5、液压油箱6、一对后胎4b等。驾驶室5加装在车体框架2的上部，其内安装有方向盘、油门等操作部、显示速度等各种信息的显示部、座位等。液压油箱6配置在驾驶室5的后方，存储被各种油压泵加压的液压油。一对后胎4b设置在后车架2b的侧面。
此外，车体框架2上搭载有用于驱动轮胎4a、4b及作业机3的油压驱动机构7。下面，结合图2对油压驱动机构7的结构进行说明。
<油压驱动机构7>
油压驱动机构7主要包括发动机8、主泵9(油压泵)、进料泵10、作业机用油压泵11、第一行走电机12、第二行走电机13(行走用油压电机)、离合器14、驱动轴15、控制部16(参照图3)，并采用所谓HST(静液压传动Hydro Static Transmission)系统。
发动机8为柴油发动机，将由发动机8产生的输出转矩传递至主泵9、进料泵10、作业机用油压泵11、驾驶用油压泵(图中未示出)等。发动机8上附设有控制发动机8的输出转矩和转数的燃料喷射装置17，并根据油门的操作量(以下称「油门开启度」)调整节气门开启度(发动机转数的指令值)，调整燃料的喷射量。油门是规定发动机8目标转数的装置，设有油门开启度检测部18(参照图3)。油门开启度检测部18由电位计等构成，检测油门的开启度。油门开启度检测部18，将显示油门开启度的开启度信号送往控制部16，并从控制部16向燃料喷射装置17输出控制信号。因此，操作员通过调整油门的操作量，可控制发动机8的转数。此外，发动机8上设有检测发动机8实际转数的由旋转传感器所组成的发动机转数检测部19(参照图3)，来自发动机转数检测部19的转数信号被输入控制部16。
主泵9为被发动机8驱动的可变容量型油压泵，从主泵9排出的压力油通过主回路20、21被送往第一行走电机12及第二行走电机13。此外，该油压驱动机构上设有主回路油压检测部22(参照图3)，其中，该主回路油压检测机构用于检测通过主回路20、21的压力油的压力(以下称「主回路油压」)。还有，主回路油压相当于驱动第一行走电机12及第二行走电机13的压力油的驱动油压。而且，主泵9上连接有用于控制主泵9容量的泵容量控制缸23和泵容量控制阀24。泵容量控制阀24为根据来自控制部16的控制信号控制泵容量控制缸23的电磁控制阀，通过控制泵容量控制缸23可任意改变主泵9的容量。
进料泵10由发动机8驱动，其为用于向主回路20、21供应压力油的泵。还有，进料泵10向主泵9的控制回路供应压力油。
作业机用油压泵11由发动机8驱动，而且，从作业机用油压泵11排出的压力油籍由作业机用油压回路25被送往作业机3的作业机缸26，驱动作业机缸26。还有，作业机用油压回路25上设有控制作业机缸26的作业机控制阀27(参照图3)，并根据控制部16的控制信号控制作业机控制阀27，来控制作业机缸26。
第一行走电机12为可变容量型油压电机，被主泵9排出的压力油驱动，生成行走所需的驱动力。第一行走电机12上设有控制第一行走电机12倾斜角的第一电机缸29和控制第一电机缸29的第一电机控制阀30(参照图3)。第一电机控制阀30是被来自控制部16的控制信号控制的电磁控制阀，通过控制第一电机缸29，可任意改变第一行走电机12的容量。
与第一行走电机12相同，第二行走电机13为被主泵9排出的压力油驱动的可变容量型油压泵，使驱动轴15生成行走所需的驱动力。第二行走电机13在油压回路上与第一行走电机12并列设置。此外，第二行走电机13上设有控制第二行走电机13倾斜角的第二电机缸31和控制第二电机缸31的第二电机控制阀32(参照图3)。第二电机控制阀32是被来自控制部16的控制信号控制的电磁控制阀，通过控制第二电机缸31，可任意改变第二行走电机13的容量。还有，通过调整施加于第二电机控制阀32的控制信号，可调整最大倾斜角及最小倾斜角。
离合器14用于传递或切断从第二行走电机13向驱动轴15的传动力。离合器14上设有切换离合器14接合·分离的离合器控制阀33(参照图3)。离合器控制阀33为根据来自控制部16的控制信号切换离合器14接合·分离的电磁控制阀。低速行走时，离合器14处于接合状态，第一行走电机12及第二行走电机13的驱动力传递至驱动轴15。高速行走时，离合器14处于分离状态，只有第一行走电机12的驱动力传递至驱动轴15。
驱动轴15通过将第一行走电机12及第二行走电机13的驱动力传递给轮胎4a、4b以使轮胎4a、4b旋转。此外，驱动轴15上设有由车速传感器构成的车速检测部34，其中，该车速传感器从驱动轴15的转数检测车速(参照图3)，而且，来自车速检测部34的车速信号被输入控制部16。
控制部16根据来自各检测部的输出信号电子控制各控制阀及燃料喷射装置17，并可控制发动机转数、各油压泵9～11的容量、各行走电机12、13的容量等。根据该构成，该建筑车辆1中，如图4所示，牵引力与车速没有落差的变化，可不进行从车速为零至车速最高的变速操作，自动地变速。接下来，就控制部16对行走电机12、13的控制，特别是低速行走时对行走电机12、13的控制进行说明。
[行走电机的控制]
控制部16处理来自发动机转数检测部19及主回路油压检测部22的输出信号，并向行走电机12、13输出改变倾斜角的指令。图5所示为倾斜角、主回路油压与发动机转数的关系。图5的实线为发动机转数在某一值的状态下，对主回路油压规定的倾斜角线。主回路油压在规定值以下时倾斜角为最小(Min)，之后，伴随着主回路油压的上升倾斜角逐渐变大(实线的倾斜部分)，当倾斜角变成最大(Max)后，即使油压上升倾斜角也维持最大倾斜角Max。
上述实线的倾斜部分设定成根据发动机转数可上下移动。即，如果发动机转数低，则从主回路油压处于更低的状态起倾斜角开始变大，并被控制成主回路油压处于更低的状态时使其达到最大倾斜角(参照图5中下侧虚线的倾斜部分)。相反，如果发动机转数高，则主回路油压达到更高为止维持最小倾斜角Min，并被控制成主回路油压达到更高状态时使其达到最大倾斜角Max(参照图5中上侧虚线的倾斜部分)。
在这里，该建筑车辆1中设有最大牵引力选择部35(参照图3)，通过操作最大牵引力选择部35可改变最大牵引力。最大牵引力选择部35为设置在驾驶室5中的开关，控制部16根据来自最大牵引力选择部35的输出信号切换第二行走电机13倾斜角的最大值以改变最大牵引力。该建筑车辆1中，最大牵引力选择部35可切换成两个状态，即开启状态和关闭状态。当最大牵引力选择部35为关闭状态时，最大倾斜角位于图5的Max位置，该状态中车速-牵引力特性呈图4的曲线L1。而且，一旦最大牵引力选择部35处于开启状态，最大倾斜角则从图5的Max变成Max’。如上所述，通过将最大倾斜角改变为小于Max的Max’，可获得如图4中曲线L2的最大牵引力下降的车速-牵引力特性。此外，曲线L1、L2均为油门开启度为全开状态时的车速-牵引力特性。根据该构成，在柔软路面或积雪路面等低摩擦路面上，为确保作业机3的作业量即使最大限度地开启油门，因轮胎4a、4b的驱动力受到限制可防止发生打滑。还有，最大牵引力不仅在两个状态之间还可在三个以上的多个状态之间进行切换，还可进行连续切换。
[减轻打滑控制]
该建筑车辆1中设有减轻打滑控制选择部36，操作员通过操作减轻打滑控制选择部36，可执行减轻打滑控制。减轻打滑控制是通过按照车速改变发动机转数的上限，可进行进一步抑制发生打滑的控制。减轻打滑控制选择部36为设置在驾驶室5中的开关，可在开启状态和关闭状态之间进行切换。当减轻打滑控制选择部36处于开启状态时，允许执行减轻打滑控制，减轻打滑控制选择部36为关闭状态时，禁止执行减轻打滑控制。下面，结合图6的流程图对减轻打滑控制进行说明。
首先，在第一步骤S1中判断最大牵引力选择部35是否处于开启状态。如果最大牵引力选择部35处于开启状态，则在第二步骤S2中判断减轻打滑控制是否已被选择。在这里，减轻打滑控制选择部36处于开启状态时，则判断为减轻打滑控制已被选择，并在第三步骤S3中执行减轻打滑控制。即，最大牵引力选择部35与减轻打滑控制选择部36同时处于开启状态时执行减轻打滑控制。
减轻打滑控制中，首先在第四步骤S4中检测车速。而且，在第五步骤S5中，根据被检测出的车速决定发动机转数的上限。在这里，控制部16根据图7的表格及图8的曲线图决定发动机转数的上限。该表格及曲线图为相对于车速规定节气门开启度的图表，且E＜D＜C＜B＜A。即，该表格及曲线图中，当车速位于规定速度(具体而言为6.0km/h)以下的低速区域时，车速越低节气门开启度的上限也就越小。控制部16按照该表格及曲线图限制节气门的开启度，来限制发动机转数的上限。根据该构成，如图4的曲线L4所示，控制部16可控制发动机转数的上限以使低速区域的车速-牵引力特性近似于搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性(参照曲线L3)。搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性为单调递减函数，车速为零时牵引力最大。通过该减轻打滑控制获得的车速-牵引力特性(参照曲线L4)中，最大牵引力出现在比曲线L2所示车速-牵引力特性中的最大牵引力更低速的一侧。曲线L2表示不进行减轻打滑控制且即使在低速区域固定发动机转数的上限时的车速-牵引力特性(油门开启度100％)，最大牵引力选择部35处于开启的状态。即，进行减轻打滑控制且在车速-牵引力特性中出现最大牵引力的车速V1低于不进行减轻打滑控制且在车速-牵引力特性中出现最大牵引力的车速V2，例如为1km/h。此外，当主回路油压的压力超过第二行走电机13的倾斜角成最大倾斜角的压力时，通过减轻打滑控制限制发动机转数的上限，对图4而言，低于车速V3时进行该控制。
还有，当最大牵引力选择部35或减轻打滑控制选择部36处于关闭状态时，控制部16终止减轻打滑控制。
<特征>
(1)
该建筑车辆1，在减轻打滑控制中通过限制发动机转数的上限，可获得与搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性近似的车速-牵引力特性。由于具有该车速-牵引力特性，即使在低摩擦路面上进行作业时，也很难发生打滑，例如在除雪作业、畜产现场的作业、砂地的作业等过程中可提高作业效率。而且，不必考虑加速，可防止轮胎4a、4b的打滑。
(2)
由于在该建筑车辆中，通过减轻打滑控制选择部36可任意选择是否执行减轻打滑控制，因此可根据需求执行减轻打滑控制。例如，在通常路面上行走时可不执行减轻打滑控制，在积雪的路面上进行作业时可执行减轻打滑控制。
(3)
在该建筑车辆中，主回路油压的压力超过第二行走电机13的倾斜角成最大倾斜角的压力时，通过减轻打滑控制限制发动机转数的上限。因此，主回路油压的压力低于行走用油压电机的倾斜角成最大倾斜角的压力时，不执行减轻打滑控制，可发挥行走用油压电机出色的行走性能。
<其他实施例>
(A)
上述实施例采用在减轻打滑控制过程中，车速越低发动机转数的上限越低的方式，但只要能获得近似于搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性，则不仅限于如上所述的发动机转数上限。
(B)
在上述实施例中，是根据车速决定发动机转数的上限，但也可根据主回路油压决定发动机转数的上限。例如，还可对每一主回路油压的规定范围准备如图7的表格。
还有，也可以不是根据车速而是根据驱动轴15的转数决定发动机转数的上限。
而且，由最大牵引力选择部35选择的最大牵引力可设定成三个以上阶段时，还可根据车速及被选择的最大牵引力的大小决定发动机转数的上限。
(C)
在上述实施例中，最大牵引力选择部35处于开启状态且最大牵引力被限制成很低时执行减轻打滑控制，但最大牵引力选择部35处于关闭状态时也可执行减轻打滑控制。
还有，最大牵引力选择部35处于关闭状态下执行减轻打滑控制时，可获得近似于搭载有变矩器车辆的一档车速-牵引力特性，最大牵引力选择部35处于开启状态下执行减轻打滑控制时，还可使其获得近似于搭载有变矩器车辆二档的车速-牵引力特性。
(D)
在上述实施例中，本发明适用于轮式装载机，但不仅限于轮式装载机，还可适用于通过油压电机行走的建筑车辆。此外，不仅限于如上述实施例的通过两个油压电机行走的建筑车辆1，例如还可为通过一个油压电机行走的建筑车辆。
(E)
在上述实施例中，主回路油压的压力超过第二行走电机13的倾斜角成最大倾斜角的压力时，通过减轻打滑控制限制发动机转数的上限，但也可在主回路油压为如上所述的压力之外的压力时进行。
【产业上可利用性】
本发明具有可减轻发生打滑的效果，适用于建筑车辆。

Claims (7)

1、一种建筑车辆，其包括：
发动机；
油压泵，被所述发动机驱动；
行走用油压电机，被从所述油压泵排出的压力油驱动；
行走轮，被所述行走用油压电机的驱动力驱动；
控制部，通过控制发动机转数、所述油压泵容量、所述行走用油压电机的容量，控制车速与牵引力；
车速检测部，检测车速；
其中，所述控制部执行减轻打滑控制，以使当车速在规定速度以下的低速区中时，车速越低越降低发动机转数上限。
2、一种建筑车辆，其包括：
发动机；
油压泵，被所述发动机驱动；
行走用油压电机，被从所述油压泵排出的压力油驱动；
行走轮，被所述行走用油压电机的驱动力驱动；
控制部，通过控制发动机转数、所述油压泵容量、所述行走用油压电机的容量，控制车速与牵引力；
其中，所述控制部可执行控制发动机转数上限的减轻打滑控制，以使车速-牵引力特性近似于搭载有变矩器的车辆的车速-牵引力特性。
3、根据权利要求2所述的建筑车辆，其特征在于，
所述控制部在执行所述减轻打滑控制过程中，控制所述发动机转数的上限以使所述车速-牵引力特性近似于单调递减函数。
4、根据权利要求1或2所述的建筑车辆，其特征在于，
所述控制部在执行所述减轻打滑控制过程中控制所述发动机转速的上限，以使所述车速-牵引力特性中的最大牵引力出现在其速度低于没有进行所述减轻打滑控制时车速-牵引力特性中最大牵引力的一侧。
5、根据权利要求2所述的建筑车辆，其特征在于，
还具有车速检测部，其用于检测车速；
其中，所述控制部在执行所述减轻打滑控制过程中，根据被检测出的所述车速决定发动机转数的上限。
6、根据权利要求5所述的建筑车辆，其特征在于，
所述控制部在执行所述减轻打滑控制过程中，所述车速越低越降低发动机转数的上限。
7、根据权利要求1或2所述的建筑车辆，其特征在于，
还具有减轻打滑控制选择部，其用于操作员选择执行所述减轻打滑控制。
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