CN101680542B - 具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，其准确地判定需要抑制液压马达等的超限运动的时期，不会导致作业效率的降低。基于检测出的车辆行进方向和检测出的液压泵(1)的各口(1a、1b)侧的检测压力(Pa、Pb)，算出液压泵(1)的喷出口(1a)侧的压力(Pa)与液压泵(1)的吸入口(1b)侧的压力(Pb)的压力差(ΔP)。根据算出的压力差控制发动机(4)、液压泵(1)中的至少任一个，以抑制发动机(4)、液压泵(1)、液压马达(2)中的至少任一个的超限运动。

Description

具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及具备静液压式无级变速器(HST：HydrostaticTransmission)的车辆中应用的车辆控制装置。
背景技术
在轮式装载机、轮式挖掘机、推土机、叉车等作业车辆中，搭载有被称作静液压式无级变速器(HST：Hydrostatic Transmission；以下适当称为HST)的传动装置。如图7所示，由与发动机4的输出轴连接的液压泵1、与驱动轮5连接的液压马达2、连通液压泵1与液压马达2的闭回路3构成闭回路的HST。
通过发动机4驱动液压泵1，根据车辆行进方向从液压泵1的一个口1a喷出压力油。液压泵1喷出的压力油通过一个油路3a使压力油流入液压马达2的一个口2a。由此，液压马达2旋转，驱动轮5被驱动。从液压马达2的另一个口2b流出压力油，压力油通过另一个油路3b被吸入液压泵1的另一个口1b。
此时，若搭载了HST的车辆在坡道上行驶，则车辆会因重力而加速，驱动轮5达到液压马达2的驱动力以上。因此，液压马达2被驱动轮5旋转驱动，将高压的压力油喷出到吸入侧的油路3b。于是，高压的压力油通过吸入侧的油路3b被压入到液压泵1的口1b，液压泵1将发动机4旋转驱动。因此，发动机4、液压泵1、液压马达2超过额定转速进行旋转(超限运动)，有可能引起油膜破裂、气蚀等问题。
另外，在车辆以高速下坡过程中，若驾驶员进行降速操作使液压马达2的容量变大，则更大量的高压压力油喷出到吸入侧的油路3b。于是，高压压力油通过吸入侧的油路3b被压入到液压泵1的口1b，液压泵1将发动机4旋转驱动，容易引起发动机4、液压泵1的超限运动。因而，在降速时，需要在判断为发动机4或液压泵1没有超过额定转速的情况下进行降速。
下述专利文献1～3中记载的发明是：关于搭载了HST的车辆，若车速达到规定值以上，则抑制超限运动或禁止降速。
专利文献1中记载的发明是：根据由车速传感器检测出的车速与预先设定的限制车速之差来调节HST的液压马达的容量，从而防止超限运动。
专利文献2中记载的发明是：当由车速传感器检测出的车速达到规定值时，使HST的液压马达的容量增加到产生规定制动力的容量来防止超限运动。
专利文献3中记载的发明是：当由与HST的液压马达连接的车轴转速传感器检测出的车轴转速(车速)超过了液压马达的容许转速时，减小液压马达的转速来防止超限运动。另外，该专利文献3中记载的发明是：在进行降速操作时，判断在降速的作用下HST的液压马达的转速是否超过容许转速，在判断为超过容许转速时，禁止降速，在减小液压马达的转速后再执行降速，从而防止超限运动。
专利文献1：日本特开2004-28229号公报；
专利文献2：日本特开2001-235032号公报；
专利文献3：日本特开平11-62845号公报。
上述各专利文献所记载的发明，都是根据由车速传感器检测出的车速和作为进行超限运动控制的条件的目标车速，以车速达到了目标车速为条件判断为应进行超限运动控制，并进行对车速加以限制的控制。
但是，若将车速作为判定条件，则在因坡道坡度或装载物(车重)等的变化而引起加速力变化的情况下，有时无法进行最佳控制。
例如，当作为进行超限运动控制的条件的目标车速与进行超限运动的车速之差缩小时，在坡道的坡度平缓或装载物(车重)轻的情况下，当车辆在坡道上行驶时，由于车速平缓上升，所以能够准确地进行超限运动控制。但是，相反在坡道的坡度陡急或装载物(车重)重的情况下，由于车速急剧上升，所以控制的时机延迟，有可能引起超限运动。
另外，相反在作为进行超限运动控制的条件的目标车速与进行超限运动的车速之差扩大，设置成假定了坡道的坡度陡急或装载物(车重)重时的目标车速的情况下，当坡道的坡度平缓或装载物(车重)轻时，就会提前进行超限运动控制，所以造成从低车速开始进行超限运动控制。因此，在不需要车速控制的时期不必要地抑制了车速，从而导致行驶耗费时间、作业时间变长、有损作业效率。
发明内容
本发明鉴于上述情况而实现，要解决的课题是准确地判定需要抑制液压马达等的超限运动的时期，从而不会导致作业效率的降低。
第一发明是一种具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，是在具备如下静液压式无级变速器(HST；Hydrostatic Transmission)的车辆中应用的车辆控制装置，所述静液压式无级变速器包括：与发动机输出轴连接的液压泵、与驱动轮连接的液压马达、连通所述液压泵和所述液压马达的闭回路，所述具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置的特征在于，包括：
车辆行进方向检测机构，其检测车辆的行进方向；
压力检测机构，其检测所述液压泵的喷出口侧与吸入口侧的压力油的压力；
压力差算出机构，其基于检测出的车辆行进方向和检测出的液压泵的喷出口侧与吸入口侧的检测压力，算出所述液压泵的喷出口侧的压力与所述液压泵的吸入口侧的压力的压力差；
控制机构，其根据算出的压力差控制所述发动机、所述液压泵中的至少任一个，以抑制所述发动机、所述液压泵、所述液压马达中的至少任一个的超限运动。
第二发明根据第一发明所述的具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，其特征在于，
所述控制机构通过将所述液压泵的容量控制成小值来抑制超限运动。
第三发明根据第一发明所述的具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，其特征在于，
所述控制机构通过将所述发动机的节气门量控制成小值来抑制超限运动。
第四发明是一种具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，是在具备如下静液压式无级变速器(HST；Hydrostatic Transmission)的车辆中应用的车辆控制装置，所述静液压式无级变速器包括：与发动机输出轴连接的液压泵、与驱动轮连接的液压马达、连通所述液压泵和所述液压马达的闭回路，所述具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置的特征在于，包括：
车辆行进方向检测机构，其检测车辆的行进方向；
压力检测机构，其检测所述液压泵的喷出口侧与吸入口侧的压力油的压力；
降速机构，其通过限制所述液压马达的容量来进行降速；
降速指示机构，其向所述降速机构发出进行降速的指示；
压力差算出机构，其基于检测出的车辆行进方向和检测出的液压泵的喷出口侧与吸入口侧的检测压力，算出所述液压泵的喷出口侧的压力与所述液压泵的吸入口侧的压力的压力差；
控制机构，其根据算出的压力差，以不论所述降速指示机构的指示如何都禁止所述降速机构产生的降速的方式进行控制。
第五发明根据第一～第四发明的任一发明所述的具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，其特征在于，
用于执行所述控制机构的控制的条件还包括车速大于规定阈值的条件。
在第一发明中，如图3B所示，压力差算出机构基于检测出的车辆行进方向F、N、R和检测出的液压泵1的各口1a、1b侧的检测压力Pa、Pb，算出液压泵1的喷出口侧的压力(Pa)与液压泵1的吸入口侧的压力(Pb)的压力差ΔP(图3B的步骤103、104、105)。
然后，根据算出的压力差ΔP，控制发动机4、液压泵1中的至少任一个，以抑制液压泵1的超限运动(图3B的步骤108、111)。
同样，控制发动机4及/或液压泵1，以抑制发动机4的超限运动。
同样，控制发动机4及/或液压泵1，以抑制液压马达2的超限运动。
具体地说，通过将液压泵1的容量控制成小值来抑制超限运动(第二发明)。具体地说，如图2(b)所示，读出小于1的制动率K2，将液压泵1的容量限制成小值，以使HST的制动力变大。
另外，通过将发动机4的节气门量控制成小值来抑制超限运动(第三发明)。具体地说，如图2(c)所示，读出小于1的节气门控制率K3，将发动机4的节气门量控制成小值。
第四发明中，如图3B所示，压力差算出机构基于检测出的车辆行进方向F、N、R和检测出的液压泵1的各口1a、1b侧的检测压力Pa、Pb，同样地算出压力差ΔP(图3B的步骤103、104、105)。
然后，根据算出的压力差ΔP，以不论降速指示机构31的指示如何都禁止降速机构11产生的降速的方式进行控制(图3B的步骤109)。具体地说，如图2(a)所示，进行禁止降速的判定，将液压马达2的容量限制成小值，以使HST的变速比不会进一步变低。
第五发明如图3B的步骤102所示，在第一发明、第二发明、第三发明、第四发明中，在进一步附加了车速V大于规定阈值Vth的条件(步骤102的判断为否)的基础上，进行抑制超限运动的控制(第一发明)或禁止降速的控制(第二发明)或抑制超限运动的控制和禁止降速的控制(第三发明)。
发明效果
根据本发明，能够准确地判定进行抑制超限运动的控制的时机。因此，避免车辆100不必要地以低速行驶，能够缩短作业时间、抑制作业效率的降低。
附图说明
图1A是实施例的HST、控制该HST的控制器、操作装置、传感器的结构图。
图1B是一部分与图1A不同的结构例，是利用发动机控制电子装置限制发动机的转速的装置结构例。
图2(a)是表示降速判定表的内容的图，图2(b)是表示制动率表的内容的图，图2(c)是表示节气门限制率表的内容的图。
图3A是与图1A的结构对应的流程图。
图3B是与图1B的结构对应的流程图。
图4A是与图1A的结构对应的另一实施例的流程图。
图4B是与图1B的结构对应的另一实施例的流程图。
图5是表示车辆在坡道下坡时作用于车体的力的图。
图6(a)是根据时间的经过表示车辆前进行驶且车辆在平坦地上行驶时检测的喷出侧压力、吸入侧压力的图，图6(b)是根据时间的经过表示车辆前进行驶且在下坡道下坡时检测的喷出侧压力、吸入侧压力的图。
图7是HST的结构图。
图中：1-液压泵；2-液压马达；3-闭回路；10-控制器；41A、41B-压力传感器；43-车速传感器；44-换档位置传感器。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。
图1A表示实施例的静液压式无级变速器(HST：HydrostaticTransmission)、控制该HST的控制器10、操作装置30、传感器41A、41B、42、43的结构。上述HST、控制器10、操作装置30、传感器40(41A、41B、42、43、44、45、46)搭载在车辆100上。车辆100假定是例如轮式装载机、轮式挖掘机、推土机、叉车等作业车辆。
如该图1A所示，由输入轴与发动机4的输出轴4a连接的液压泵1、输出轴通过驱动轴5a与驱动轮5连接的液压马达2、连通液压泵1和液压马达2的闭回路3构成闭回路的HST。
闭回路3包括油路3a和油路3b。油路3a连通液压泵1的一个口1a和液压马达2的一个口2a。油路3b连通液压泵1的另一个口1b和液压马达2的另一个口2b。
液压泵1是可变容量型，是向2个方向流动、向1个方向旋转型的液压泵。液压泵1的斜板1c的倾转量由容量调节阀6调节。容量调节阀6根据从电磁比例阀7A、7B施加的液压信号而被驱动。若对电磁比例阀7A施加控制电流，则从电磁比例阀7A向容量调节阀6施加液压信号，驱动液压泵1的斜板1c，以从液压泵1的一个口1a喷出与控制电流对应的容量qp(cc/rev)的压力油。同样，若对电磁比例阀7B施加控制电流，则从电磁比例阀7B向容量调节阀6施加液压信号，驱动液压泵1的斜板1c，以从液压泵1的另一个口1b喷出与控制电流对应的容量qp(cc/rev)的压力油。
液压马达2是可变容量型，是向2个方向流动、向2个方向旋转型的液压马达。液压马达2的斜板2c的倾转量由容量调节阀8调节。容量调节阀8根据从电磁比例阀9施加的液压信号而被驱动。若对电磁比例阀9施加控制电流，则从电磁比例阀9向容量调节阀8施加液压信号，驱动液压马达2的斜板2c，以从液压马达2的一个口向另一个口流入流出与控制电流对应的容量qM(cc/rev)的压力油。
当液压泵1的一个口1a作为喷出口侧时，驱动轮5被向前进方向(F)侧驱动，当液压泵1的另一个口1b作为喷出口侧时，驱动轮5被向后退方向(R)侧驱动。
控制器10由马达容量限制计算部11、马达控制电流计算部12、微动率计算部14、发动机旋转泵容量指令变换部15、下坡判定部16、第一乘法运算部18、第二乘法运算部19、泵控制电流计算部20构成。下坡判定部16包括压力差算出机构16a、变速禁止判定部13、制动率计算部17而构成。
本实施例的HST自动进行变速。即，通过使液压泵1与液压马达2的变速比
r＝qp/qM
自动地变化来进行变速。通过将液压马达2的容量qM限制成更小值，液压马达2成为高旋转、低扭矩，液压泵1与液压马达2的变速比r(＝qp/qM)升高，进行升速。另外，通过将液压马达2的容量qM限制成更大值，液压马达2成为低旋转、高扭矩，液压泵1与液压马达2的变速比r(＝qp/qM)降低，进行降速。这种液压马达2的容量qM的限制值通过控制器10的马达容量限制计算部11运算。也就是说，马达容量限制计算部11构成降速机构。
另外，本实施例的HST通过减小液压泵1的容量qp来制动HST。即，通过减小液压泵1的容量qp来使液压马达2的旋转速度即车速减速。本实施例中，如后所述，通过在液压泵1的容量qp上乘以制动率K1或K2来制动HST。制动率K1或K2越小于1，HST制动力越大。此外，制动率K1是以与微动踏板32的踩踏量对应的微动率确定的制动率。另外，制动率K2是在图2(b)中定义的制动率。
压力传感器41A、41B分别设在油路3a、3b上。压力传感器41A、41B分别检测液压泵1的口1a侧、1b侧的压力油的压力Pa、Pb。此外，压力传感器41A、41B作为用于确定自动变速的时机的传感器，能够直接利用现有车辆中装备的传感器。
发动机转速传感器42设置在发动机4的输出轴4a上。发动机转速传感器42检测发动机4的转速Ne。
车速传感器43设置在驱动轮5的驱动轴5a上。车速传感器43检测车辆100的速度V。
操作装置30由作为降速指示机构的速度调节标度盘31、微动踏板32、变速杆33构成。操作装置30设置在车辆100的驾驶室内。
速度调节标度盘31构成发出降速到与操作量对应的速度的指示的降速指示机构。速度调节标度盘31的操作量由电位计46检测，并输入到作为降速机构的马达容量限制计算部11。
微动踏板32是为了通过人工操作来制动HST而设置的。根据微动踏板32的踩踏量，制动率K1发生变化，液压泵1的容量qp发生变化。在微动踏板32上设有微动踏板操作量检测传感器45。微动踏板操作量检测传感器45检测微动踏板32的踩踏操作量。
变速杆33是为了选择车辆100的前进行驶(F)、空档(N)、后退行驶(R)而设置的。在变速杆33上设有作为车辆行进方向检测机构的换档位置传感器44。换档位置传感器44检测由变速杆33当前选择的车辆100的行进方向、即前进行驶(F)、空档(N)、后退行驶(R)。
图2(a)表示在变速禁止判定部13中预先存储的降速判定表的内容。另外，图2(b)表示在制动计算部17中预先存储的制动率表的内容。
图2(a)的横轴是液压泵1的喷出口侧的压力与吸入口侧的压力的压力差ΔP，纵轴是“禁止”降速的判定、“解除”禁止降速的判定。根据压力差ΔP的大小，进行禁止降速、或解除禁止的判定。在压力差ΔP取P1以上的值时判定为解除禁止降速，在压力差ΔP取P2以下的值时判定为禁止降速。此外，压力差ΔP在0附近，为了防止波动而设有迟滞。
图2(b)的横轴同样是压力差ΔP，纵轴是制动率K2。根据压力差ΔP的大小，制动率K2发生变化。在压力差ΔP取P3以上的值时制动率K2为1，在压力差ΔP取低于P3的值时制动率K2小于1。
图3A是表示控制器10所进行的处理的步骤的流程图。以下，一并参照该图3A而对控制器10所进行的处理进行说明。
向控制器10的下坡判定部16输入由换档位置传感器44检测出的变速杆33当前的行进方向即前进行驶(F)、空档(N)、后退行驶(R)，还输入由压力传感器41A、41B检测出的液压泵1的口1a侧、1b侧的压力油的压力Pa、Pb。另外，由车速传感器43检测出的车速V作为车速信息而输入(步骤101)。
接着，判断车速V是否大于规定阈值Vth，即，
V＞Vth…(1)
是否成立。
在车速V为规定阈值Vth以下时(步骤102的判断为否)，不管液压泵1的喷出口侧的压力与吸入口侧的压力的压力差ΔP的大小如何，都通过下坡判定部16的制动率计算部17将制动率K2强制地设定为1，以获得容量
qp＝K1·qp′…(2)
的方式控制液压泵1的容量(步骤106)，并且，下坡判定部16的变速禁止判定部13不管液压泵1的喷出口侧的压力与吸入口侧的压力的压力差ΔP的大小如何都判定为解除禁止降速，控制液压马达2的容量qM，以降速到由速度调节标度盘31本次调节后的变速比r(步骤107)。
即，在车辆100处于下坡过程中，当装载物重而车重大时，在车速V低的阶段，压力差ΔP变得小于图2的阈值(P3、P2)，由此在车速V低的阶段，车辆100也被不当地减速，有损作业效率。为此，在车速V未达到阈值Vth的阶段，即便压力差ΔP变成阈值以下，也不进行使车辆100减速的控制。
与此相对，在车速V大于规定阈值Vth时(步骤102的判断为是)，容许使车辆100减速的控制，进入后续步骤103。
在此，车辆100是否在下坡过程中可如下进行判定。
·车辆100以前进行驶的方式下坡
变速杆33的选择位置为前进行驶(F)或空档(N)，且
Pa＜Pb…(3)
·车辆100以后退行驶的方式下坡
变速杆33的选择位置为后退行驶(R)，且
Pa＞Pb…(4)
即，当搭载了HST的车辆100在坡道下坡时，驱动轮5因重力而旋转。因此，例如当车辆100前进行驶时，液压马达2被驱动轮5旋转驱动，高压Pb的压力油喷出到吸入侧的油路3b。其结果，吸入侧的压力Pb大于喷出侧的压力Pa。车辆后退过程中，吸入侧的压力Pa大于喷出侧的压力Pb。
为此，当车辆100为前进行进方向F时(步骤103的判断为否)，将压力差ΔP定义为ΔP＝Pa-Pb并算出，根据上述(3)式，只要判断车辆100是否在下坡过程中即可(步骤105)。另一方面，当车辆100为后退方向R时(步骤103的判断为是)，将压力差ΔP定义为ΔP＝Pb-Pa并算出，根据上述(4)式，只要判断车辆100是否在下坡过程中即可(步骤104)。上述压力差ΔP的算出通过压力差算出机构16a进行。
当车辆100为前进行驶F时，根据液压泵1的喷出口侧的压力Pa与吸入口侧的压力Pb的压力差ΔP(＝Pa-Pb)，从图2(b)的制动率表读出制动率K2。另外，当车辆100为后退行驶R时，根据液压泵1的喷出口侧的压力Pb和吸入口侧的压力Pa的压力差ΔP(＝Pb-Pa)，从图2(a)的制动率表读出制动率K2。该处理由控制器10的制动率计算部17进行。
向控制器10的发动机旋转泵容量指令变换部15输入由转速传感器42检测出的发动机转速Ne，变换成与发动机转速Ne对应的液压泵1的容量qp′。以发动机转速Ne越大液压泵1的容量qp′越大的方式求出液压泵1的容量qp′。
控制器10的第一乘法运算部18在液压泵1的容量qp′上乘以制动率K2，进行求出
K2·qp′
的处理。
向控制器10的微动率计算部14输入由微动踏板操作量检测传感器45检测出的微动踏板32的踩踏操作量，求出与该微动踏板32的踩踏量对应的微动率即制动率K1。以微动踏板32的踩踏量越大制动率K1越小，HST制动力越大的方式，求出制动率K1。
第二乘法运算部19使制动率K1与乘以了制动率K2的泵容量K2·qp′相乘，进行求出泵容量qp
qp＝K1·K2·qp′…(5)
的处理。
控制器10的泵控制电流计算部20生成用于使液压泵1获得乘以了制动率K1及K2的泵容量qp(＝K1·K2·qp′)的控制电流，并向电磁比例阀7A或7B输出。由此，调节液压泵1的斜板1c的倾转量，将液压泵1的容量qp限制成上述(5)式所示的容量。在此，若压力差ΔP变成阈值P3以下，则制动率K2小于1，液压泵1的容量qp被限制成低容量。由此，控制并限制液压泵1的容量qp。其结果，液压马达2的旋转速度即车速也被减速。由此，发动机4及/或液压泵1及/或液压马达2的超限运动得以抑制。与此相对，若压力差ΔP大于阈值P3，则与上述步骤106同样地将制动率K2设定为1，如上述(2)式(qp＝K1·qp′)所示，根据制动率K1限制液压泵1的容量(步骤108)。
另一方面，当车辆100前进行驶时，根据液压泵1的喷出口侧的压力Pa与吸入口侧的压力Pb的压力差ΔP(＝Pa-Pb)，从图2(a)的降速判定表中读出禁止降速(或解除禁止)的判定结果。另外，当车辆100后退行驶时，根据液压泵1的喷出口侧的压力Pb与吸入口侧的压力Pa的压力差ΔP(＝Pb-Pa)，从图2(a)的降速判定表中读出禁止降速(或解除禁止)的判定。该处理由控制器10的变速禁止判定部13进行。
对压力差ΔP变为阈值P2以下、从图2(a)的降速判定表中读出禁止降速的判定结果的情况进行以下说明。
向控制器10的马达容量控制计算部11输入由传感器46检测出的速度调节标度盘31的操作量，并输入禁止降速的判定结果。
速度调节标度盘31根据标度盘操作量来调节液压泵1与液压马达2的变速比
r＝qp/qM。
在输入了禁止降速的判定结果的情况下，当由速度调节标度盘31此次调节后的变速比r为以比前次的变速比r′小的方式进行降速的变速比时，以维持前次的变速比r′、禁止降速的方式将液压马达2的容量qM限制成小值。
控制器10的马达控制电流计算部12利用泵容量qp(＝K1·K2·qp′)和前次的变速比r′求出马达容量qM(＝qp/r′)，生成用于使液压马达2获得该容量qM的控制电流，并向电磁比例阀9输出。由此来调节液压马达2的斜板2c的倾转量，将液压马达2的容量限制成禁止降速的低容量。
另一方面，在压力差ΔP变成阈值P1以上、从图2(a)的降速判定表中读出解除禁止降速的判定结果的情况下，与上述步骤107同样，以降速到由速度调节标度盘31此次调节后的变速比r的方式，控制液压马达2的容量qM(步骤109)。
在以上说明的实施例中，当车速V在规定阈值Vth以下时(步骤102的判断为否)，将制动率K2强制性设定为1(步骤106)，并且强制性解除禁止降速(步骤107)，当车速V在规定阈值Vth以上时(步骤102的判断为是)，从制动率表中读出与压力差ΔP对应的制动率K2(步骤108)，并从降速判定表中读出与压力差ΔP对应的禁止降速(或解除禁止)判定结果(步骤109)，但也可以如下实施，即，无论车速V大小的判定结果如何，从制动率表中读出与压力差ΔP对应的制动率K2(步骤108)，并从降速判定表中读出与压力差ΔP对应的禁止降速(或解除禁止)判定结果(步骤109)。
此时的流程图如图4A所示。即，省略图3A中的判断车速V大小的步骤102的处理及将制动率K2强制性设定为1的步骤106和强制性解除禁止降速的步骤107的处理，结束步骤101的处理后以步骤103、步骤108、步骤109的顺序依次进行处理。
接着，对本实施例的效果进行说明。
图5是表示车辆100在坡道下坡时作用于车体的力的图。图5表示车重m的车辆100在坡度为θ的坡道上以与重力mg对应的力F＝mg·sinθ和与轮胎摩擦、发动机制动等对应的力F′平衡的方式进行行驶的状态。
图6(a)是根据时间t的经过表示车辆100在平坦地上前进行驶时压力传感器41A、41B分别检测的喷出侧压力Pa、吸入侧压力Pb的图。
图6(b)是根据时间t的经过表示车辆100前进行驶且在向下的坡道上下坡时压力传感器41A、41B分别检测的喷出侧压力Pa、吸入侧压力Pb的图。在图6(b)中，实线所示的L1表示坡道的倾斜角θ小或/及车辆100的重量m轻时的吸入侧压力Pb的时间变化，虚线所示的L2表示坡道的倾斜角θ大或/及车辆100的重量m重时的吸入侧压力Pb的时间变化。
如图5、图6(a)所示，车辆100在平坦地上行驶过程中，因重力而使车辆100沿向下方向加速的程度基本为0，所以液压泵1的吸入侧压力Pb不会超过喷出侧压力Pa，不进行车辆下坡控制、禁止降速的控制。
如图5、图6(b)所示，在坡道的倾斜角θ小或/及车辆100的重量m轻时，因重力而使车辆100沿向下方向加速的程度小，所以吸入侧压力Pb变成高压力的时期延迟，在延迟的时刻t1压力差ΔP转向负值，成为阈值(P3、P2)以下，因此，在延迟时机下车辆下坡控制、禁止降速的控制有效，防止超限运动(实线L1)。与此相对，在坡道的倾斜角θ大或/及车辆100的重量m重时，因重力而使车辆100沿向下方向加速的程度大，所以吸入侧压力Pb变成高压力的时期提前，在提前的时刻t2压力差ΔP转向负值，成为阈值(P3、P2)以下，因此车辆下坡控制、禁止降速的控制提前有效，防止超限运动(虚线L2)。
这样，根据本实施例，能够准确判定进行抑制超限运动的控制的时机。因此，避免车辆100以不必要的低速行驶，实现作业时间的缩短，抑制作业效率的降低。
此外，在本实施例中，同时进行车辆下坡控制和禁止降速的控制这两个控制来防止超限运动。但是，也可以只通过车辆下坡控制、禁止降速的控制中的任一个控制来防止超限运动。
本实施例中，基于车辆行进方向检测机构、液压泵的喷出口侧和吸入口侧的检测压力，调节液压泵1的容量，由此抑制超限运动，但也可以如图1B所示，当控制发动机4的电子装置50搭载在车辆100上时，通过限制发动机4的节气门量即发动机转速来抑制超限运动。
图1B是与前述图1A对应的结构图。
与图1B的结构对应的流程图示于图3B、图4B。图3B是与前述图3A对应的流程图，图4B是与前述图4A对应的流程图。
如图1B所示，本实施例装置中，相对于图1A的结构，附加控制发动机4的节气门量即发动机转速的发动机控制电子装置50，并且在下坡判定部16上附加节气门限制率计算部51。
节气门限制率计算部51按照图2(c)所例示的数据表计算节气门限制率K3。
图2(c)所示的节气门限制率表是在前述图2(b)所示的制动率表中，将制动率K2置换成节气门限制率K3而成的表，同样，使节气门限制率K3与压力差ΔP相对应。节气门限制率表是为了根据压力差ΔP限制发动机4的节气门量即发动机转速而设置的。随着节气门限制率K3从1开始减小，发动机4的节气门量被节制，发动机转速的上限值变低。
相对于前述图3A的流程图，在图3B所示的流程图中附加了步骤111、步骤110。
在步骤111中，与前述步骤108同样，根据压力差ΔP从节气门限制率表中读出节气门限制率K3，控制发动机4的节气门量即发动机转速。
在步骤110中，与前述步骤106同样，将节气门限制率K3强制性设定为1，限制发动机4的节气门量即发动机转速。
在图4B所示的流程图中，相对于前述图4A的流程图，附加了图3B的步骤111。
如图3B、图4B所示，与前述图3A、图4A的处理同样，步骤104～步骤105所示的算出压力差ΔP的处理结束后，节气门限制率计算部51按照图2(c)所示的节气门限制率表，根据压力差ΔP计算节气门限制率K3。由节气门限制率计算部51计算出的节气门限制率K3的信息被送往发动机控制电子装置50。发动机控制电子装置50根据送来的节气门限制率K3来调节发动机4的节气门量，从而控制发动机转速(图3B、图4B的步骤111)。
另外，如图3B所示，与前述图3A的处理同样，在判断为车速V的大小在阈值Vth以下时(步骤102的判断为否)，将节气门限制率K3强制性设定为1，同样，将节气门限制率K3的信息送往发动机控制电子装置50。其结果，根据节气门限制率K3调节发动机4的节气门量，从而控制发动机转速(图3B的步骤110)。
此外，在本实施例中，如图1A、图1B所示，假定为由可变容量型液压泵1和可变容量型液压马达2构成的HST并对其进行了说明，但也可以在由可变容量型液压泵1和固定容量型液压马达2构成的HST上应用本发明，还可以在由固定容量型液压泵1和可变容量型液压马达2构成的HST上应用本发明。

Claims (5)

1.一种具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，是在具备如下静液压式无级变速器的车辆中应用的车辆控制装置，所述静液压式无级变速器包括：与发动机输出轴连接的液压泵、与驱动轮连接的液压马达、连通所述液压泵和所述液压马达的闭回路，所述具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置的特征在于，
当所述液压泵的一方的口(1a)成为喷出口侧时，所述驱动轮被向前进方向侧驱动，当所述液压泵的另一方的口(1b)成为喷出口侧时，所述驱动轮被向后退方向侧驱动，
所述具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置包括：
车辆行进方向检测机构，其检测车辆的行进方向；
压力检测机构，其检测所述液压泵的所述一方的口(1a)侧的压力油的压力(Pa)与所述液压泵的所述另一方的口(1b)侧的压力油的压力(Pb)；
压力差算出机构，其在被检测到的车辆以前进行驶或空档的方式下坡时，将从所述一方的口(1a)侧的压力油的检测压力(Pa)减去所述另一方的口(1b)侧的压力油的检测压力(Pb)而得到的值运算作为从所述液压泵的喷出口(1a)侧的压力(Pa)减去所述液压泵的吸入口(1b)侧的压力(Pb)而得到的压力差(ΔP＝Pa-Pb)，并且，在被检测到的车辆以后退行驶的方式下坡时，将从所述另一方的口(1b)侧的压力油的检测压力(Pb)减去所述一方的口(1a)侧的压力油的检测压力(Pa)而得到的值运算作为从所述液压泵的喷出口(1b)侧的压力(Pb)减去所述液压泵的吸入口(1a)侧的压力(Pa)而得到的压力差(ΔP＝Pb-Pa)；
控制机构，其在被运算出的压力差(ΔP)从正的值向负的值转变且该压力差(ΔP)成为负值并且成为阈值以下的情况下，对应于所述液压泵的吸入口侧的压力变得大于所述液压泵的喷出口侧的压力，通过限制所述发动机的转速或者限制所述液压泵的容量来控制所述发动机、所述液压泵中的至少任一个，以抑制所述发动机、所述液压泵、所述液压马达中的至少任一个的超限运动。
2.根据权利要求1所述的具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，其特征在于，
所述控制机构通过将所述液压泵的容量控制成小值来抑制超限运动。
3.根据权利要求1所述的具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，其特征在于，
所述控制机构通过将所述发动机的节气门量控制成小值来抑制超限运动。
4.一种具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，是在具备如下静液压式无级变速器的车辆中应用的车辆控制装置，所述静液压式无级变速器包括：与发动机输出轴连接的液压泵、与驱动轮连接的液压马达、连通所述液压泵和所述液压马达的闭回路，所述具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置的特征在于，
当所述液压泵的一方的口(1a)成为喷出口侧时，所述驱动轮被向前进方向侧驱动，当所述液压泵的另一方的口(1b)成为喷出口侧时，所述驱动轮被向后退方向侧驱动，
所述具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置包括：
车辆行进方向检测机构，其检测车辆的行进方向；
压力检测机构，其检测所述液压泵的所述一方的口(1a)侧的压力油的压力(Pa)与所述液压泵的所述另一方的口(1b)侧的压力油的压力(Pb)；
降速机构，其通过限制所述液压马达的容量来进行降速；
降速指示机构，其向所述降速机构发出进行降速的指示；
压力差算出机构，其在被检测到的车辆以前进行驶或空档的方式下坡时，将从所述一方的口(1a)侧的压力油的检测压力(Pa)减去所述另一方的口(1b)侧的压力油的检测压力(Pb)而得到的值运算作为从所述液压泵的喷出口(1a)侧的压力(Pa)减去所述液压泵的吸入口(1b)侧的压力(Pb)而得到的压力差(ΔP＝Pa-Pb)，并且，在被检测到的车辆以后退行驶的方式下坡时，将从所述另一方的口(1b)侧的压力油的检测压力(Pb)减去所述一方的口(1a)侧的压力油的检测压力(Pa)而得到的值运算作为从所述液压泵的喷出口(1b)侧的压力(Pb)减去所述液压泵的吸入口(1a)侧的压力(Pa)而得到的压力差(ΔP＝Pb-Pa)；
控制机构，其在被运算出的压力差(ΔP)从正的值向负的值转变且该压力差(ΔP)成为负值并且成为阈值以下的情况下，对应于所述液压泵的吸入口侧的压力变得大于所述液压泵的喷出口侧的压力，以不论所述降速指示机构的指示如何都禁止所述降速机构产生的降速的方式进行控制。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的具备静液压式无级变速器的车辆的控制装置，其特征在于，
用于执行所述控制机构的控制的条件还包括车速大于规定阈值的条件。
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