CN103534467B - 履带式作业车辆 - Google Patents

Abstract

正确地判断转向离合器发生打滑以保护转向离合器。该履带式作业车辆具有左右的转向离合器（12L,12R）及左右的转向制动器（13L,13R），并且包括转速差检测机构、离合器液压取得机构、离合器保护机构。转速差检测机构检测各转向离合器的输入输出的转速差。离合器液压取得机构取得供给到各转向离合器的离合器液压。离合器保护机构参照转速差及离合器液压计算转向离合器的发热率，并通过比较计算出的发热率与预先设定的阈值而执行离合器的保护处理。

Description

履带式作业车辆

技术领域

本发明涉及一种作业车辆，特别涉及一种利用履带行驶并利用转向离合器及转向制动器操纵方向的履带式作业车辆。

背景技术

在作为履带式作业车辆的一例的推土机中，发动机的动力经由变速器传递到左右的驱动轮并经由该驱动轮驱动左右的履带。在这样的推土机中，与左右的驱动轮对应地设置有转向离合器及转向制动器。并且，利用液压控制左右的转向离合器及转向制动器，从而执行向左右的旋转（例如参照专利文献1）。

例如在左旋转的情况下，左侧转向制动器卡合（制动器启动＝制动状态）的同时左侧转向离合器解除卡合（离合器断开＝动力断开状态），并且右侧转向离合器卡合的同时右侧转向制动器解除卡合。

通过如上所述控制离合器及制动器，来自发动机的动力经由右转向离合器传递到右侧履带，从而使车辆向左旋转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特公平8－18573号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

如上所述的具有转向离合器及转向制动器的推土机在以下的状况中转向离合器发生打滑。

＜状况1＞

例如在左旋转时，如前所述，在右侧的传递系统中，转向离合器接合且转向制动器未启动。在这样的状态下，即在左旋转中，操作员一操作脚踏制动器，左右的转向制动器就启动。于是，在右侧的传递系统中，利用转向离合器传递动力，另一方面利用转向制动器制动该旋转，从而导致执行矛盾的动作。

在以上的状况中，发动机的输出被变矩器吸收，抑制对转向离合器施加过负荷。因此，防止转向离合器打滑。然而，特别是在扭矩大的类似前进一挡的情况下，变矩器不能吸收而使右转向离合器打滑。

＜状况2＞

推土机有时进行以下的巨石起重作业。

在巨石起重作业初期，履带下方的巨石被刮板的左端拉动。保持刮板位置不动，向前方牵引车辆。于是，左履带的后方被施加负荷使得车体前方浮起。一旦车体前方浮起，由于履带的接地面积前后不同，使得平均接地面压力下降，从而左履带打滑。

如上所述，在履带类似打滑的状态下，转向离合器不会打滑。

然而，在以上的状况下，驾驶员为了不使履带打滑而提升刮板，由此使左履带整个表面接地，其结果，对左侧的转向离合器施加过负荷。如前所述，在变矩器能够吸收该过负荷时转向离合器不会打滑，但是在变矩器不能吸收时转向离合器打滑。

如上所述，随着行驶状态或作业方式不同，转向离合器有时打滑。如果这样的转向离合器的打滑长时间持续，则离合器被烧损。

因此，在现有的车辆中想到转向离合器打滑的各种情况（如前所述的状况1及状况2），当满足该行驶状态或作业方式的条件时，通过降低发动机的输出等来保护转向离合器。

然而，因为想到转向离合器打滑的所有状况来设定条件是困难的，所以不能充分地保护转向离合器。另外，如果在转向离合器发生打滑时突然降低发动机的输出，则驾驶员感到不适，从而不能顺利地进行作业等。

本发明的课题在于正确地判断转向离合器打滑以保护转向离合器。

本发明的另一课题在于抑制驾驶员感到不适感地执行离合器的保护处理。

用于解决技术问题的技术方案

本发明第一侧面的履带式作业车辆包括发动机、左右的行驶装置、动力传递装置、左右的转向离合器、左右的转向制动器、转速差检测机构、离合器液压取得机构及离合器保护机构。左右的行驶装置各自具有履带及用于驱动履带的驱动轮。动力传递装置将发动机的动力传递到左右的行驶装置的驱动轮。左右的转向离合器中的左转向离合器配置于动力传递装置与左右的驱动轮的左驱动轮之间，右转向离合器配置于动力传递装置与左右的驱动轮的右驱动轮之间，左右的转向离合器用于传递或者切断动力。左右的转向制动器中的左转向制动器配置于左右的转向离合器的左转向离合器与左右的驱动轮的左驱动轮之间，右转向制动器配置于左右的转向离合器的右转向离合器与左右的驱动轮的右驱动轮之间，左右的转向制动器制动左右的驱动轮的旋转。转速差检测机构检测各转向离合器的输入输出的转速差。离合器液压取得机构取得供给到各转向离合器的离合器液压。离合器保护机构参照转速差及离合器液压计算转向离合器的发热率，并通过比较计算出的发热率与预先设定的第一阈值而执行转向离合器的保护处理。

在此，来自发动机的动力经由动力传递装置及左右的转向离合器向左右的行驶装置传递。在旋转时，一侧的转向离合器卡合且转向制动器解除卡合，而另一侧的转向离合器解除卡合且转向制动器卡合，由此车辆向一侧旋转。

在以上的状况中，例如在旋转中操作脚踏制动器时，转向离合器被卡合的那一侧的转向制动器也被卡合，于是转向离合器有时发生打滑。

于是，在此参照转向离合器的输入输出的转速差及离合器液压，计算转向离合器的发热率，并将计算结果与预先设定的第一阈值比较，根据该比较结果执行转向离合器的保护处理。

在此，计算发生打滑的转向离合器的发热率并基于该计算结果执行保护处理，从而能够精确高且可靠地保护发生打滑的转向离合器。

本发明第二侧面的履带式作业车辆在第一侧面的作业车辆的基础上，离合器保护机构在发热率为第一阈值以上时降低发动机的输出。

在此，因为在转向离合器的发热率为第一阈值以上时降低发动机的输出，所以能够可靠地保护转向离合器。另外，因为控制发动机的输出时考虑了转向离合器自身的发热率，所以能够防止不必要时降低发动机的输出而必要时不降低发动机的输出的不良状况。即，能够精确度高地进行保护控制。

本发明第三侧面的履带式作业车辆在第二侧面的作业车辆的基础上，还包括判断发动机的转速是否为预先容许的最低转速的发动机转速判断机构。另外，离合器保护机构在发热率为第一阈值以上的情况下，在发动机的转速比最低转速低时，不降低发动机的输出而执行警告处理。

在转向离合器的发热率为第一阈值以上时，通过降低发动机转速等来降低输出，对于转向离合器的保护是有效的处理。然而，如果过度降低发动机转速，则不能得到令人满意的车辆性能。于是，在发动机转速低于车辆性能所容许的最低转速时，不降低发动机的输出而执行对驾驶员发出警告的处理。

本发明第四侧面的履带式作业车辆在第二或第三侧面的作业车辆的基础上，离合器保护机构在发热率为比第一阈值小的第二阈值以下时，使发动机的输出增加规定量。

在转向离合器的发热率降低时，无需降低发动机输出，从旋转性能、作业效率等方面考虑，优选增加发动机的输出。

于是，在该第四侧面的车辆中，在发热率低于第二阈值时，使发动机的输出增加规定量。由此，使得发动机输出降低到转向离合器的保护所需要的最小限度，从而能够抑制在执行保护处理时驾驶员的不适感。需要说明的是，第二阈值是比第一阈值小的值，通过使阈值具有滞后性以防止控制时的振动。

本发明第五侧面的履带式作业车辆在第一侧面的作业车辆的基础上，离合器保护机构在发热量为第一阈值以上时，解除发热量在第一阈值以上的转向离合器的卡合。

在此，对于发热率变高的转向离合器，因为离合器的卡合被解除，所以离合器的负荷降低而能够得到可靠的保护。

本发明第六侧面的履带式作业车辆在第五侧面的作业车辆的基础上，离合器保护机构在发热量为第一阈值以上且解除转向离合器的卡合之后执行警告处理。

在此，通过执行警告处理，能够促使驾驶员应对。

本发明第七侧面的履带式作业车辆在第一至第六侧面中任一侧面的作业车辆的基础上，动力传递装置具有经由流体传递动力的变矩器。

在此，在转向离合器被作用过负荷时，变矩器能够吸收规定的负荷，所以使转向离合器的保护变得容易。

发明效果

在以上的本发明中，能够正确地判断转向离合器发生打滑并且精确度高地保护转向离合器。另外，通过使转向离合器的发热率接近规定阈值，能够抑制驾驶员感到不适感地保护转向离合器。

附图说明

图1是本发明一实施方式的推土机的外观立体图。

图2是表示图1所示的推土机结构的示意图。

图3是转向离合器的保护处理的流程图。

图4是其他实施方式的转向离合器的保护处理的流程图。

图5是另外其他实施方式的转向离合器的保护处理的流程图。

具体实施方式

图1表示作为履带式作业车辆的一例的推土机1。如图1和图2所示，推土机1包括各自具有链轮2L,2R及履带3L,3R的左右的行驶装置4L,4R、设置于车辆前部的刮板5、设置于车辆后部的松土装置6。该推土机1能够进行利用刮板5的压土等作业及利用松土装置6的破碎、挖掘等作业。

［动力传递系统的结构］

如图2所示，该推土机1具有发动机10、从发动机10向左右的链轮2L,2R传递动力的动力传递装置11、左右的转向离合器12L,12R、左右的转向制动器13L,13R。

在动力传递装置11中，来自发动机10的动力经由阻尼器15传递到变矩器16。变矩器16的输出轴与变速器17的输入轴连结，从而将动力从变矩器16传递到变速器17。从变速器17输出的动力经由第一锥齿轮18及第二锥齿轮19传递到横轴20。

传递到横轴20的动力经由左转向离合器12L及左最终减速装置22L传递到左链轮2L。另外，传递到横轴20的动力经由右转向离合器12R及右最终减速装置22R传递到右链轮2R。在链轮2L上卷绕有履带3L，在链轮2R上卷绕有履带3R。因此，在链轮被旋转驱动时，履带3L,3R被驱动，从而使推土机1行驶。

需要说明的是，在变速器17中设置有前进后退切换用离合器25及多个变速用离合器26。各离合器25，26为能够利用液压切换卡合状态与卡合解除状态的液压离合器。利用变速器用控制阀26控制向这些各离合器25,26供给压力油或者从这些各离合器25,26排出压力油。

左转向离合器12L配置在动力传递装置11与左链轮2L之间，右转向离合器12R配置在动力传递装置11与右链轮2R之间，左右的转向离合器12L,12R是能够利用液压切换卡合状态与卡合解除状态的液压离合器。利用转向离合器用控制阀27L,27R控制向这些转向离合器12L,12R供给压力油或者从这些转向离合器12L,12R排出压力油。需要说明的是，左右的转向离合器12L，12R是消极型液压离合器，未被供给液压时处于卡合状态，在被供给规定值以上的液压时处于卡合解除状态。

在此，在左转向离合器12L处于卡合状态时，来自第二锥齿轮19的动力传递到左链轮2L。在右转向离合器12R处于卡合状态时，来自第二锥齿轮19的动力传递到右链轮2R。

左转向制动器13L配置在左转向离合器12L与左链轮2L之间，右转向制动器13R配置在右转向离合器12R与右链轮2R之间，左右的转向制动器13L,13R是能够利用液压切换制动状态与非制动状态的液压式制动器。利用制动器用控制阀28L,28R控制向这些转向制动器13L,13R供给压力油或者从这些转向制动器13L,13R排出压力油。

在此，通过使左转向制动器13L处于制动状态，能够制动左转向离合器12L的输出旋转，即制动左链轮2L的旋转。通过使右转向制动器13R处于制动状态，能够制动右转向离合器12R的输出旋转，即制动右链轮2R的旋转。

通过上述结构，在使左转向离合器12L处于卡合解除状态且左转向制动器13L处于制动状态的情况下，当右转向离合器12R处于卡合状态而使右链轮2R被旋转驱动时，推土机1朝左方向旋转。相反地，在使右转向离合器12R处于卡合解除状态且右转向制动器13R处于制动状态的情况下，当左转向离合器12L处于卡合状态而使左链轮2L被旋转驱动时，推土机1朝右方向旋转。

［用于输出控制的结构］

该推土机1具有控制部30。控制部30进行变速器17的速度挡的切换及各控制阀26,27L,27R,28L,28R的控制并且执行对左右的转向离合器12L,12R的保护处理。

为了进行左右的转向离合器12L,12R的保护，控制部30具有接合断开判断功能、转速差检测功能、转向离合器液压取得功能及保护功能。

接合断开判断功能是根据对各转向离合器12L,12R的液压指令值判断各转向离合器12L,12R是处于卡合状态还是处于卡合解除状态的功能。转速差检测功能是利用检测变速器17的输出轴转速的转速检测传感器31和设置于各转向离合器12L,12R的输出部的转速检测传感器32L,32R检测各转向离合器12L,12R的输入输出的转速差的功能。离合器液压取得功能是根据对各转向离合器12L,12R的液压指令值取得向各转向离合器12L,12R供给的液压的功能。需要说明的是，在这种情况下的各转向离合器12L,12R的液压是各转向离合器12L,12R发生打滑时的液压。保护功能是参照转速差及离合器液压，计算发生打滑的转向离合器的发热率并将计算的发热率与预先设定的阈值比较，从而执行转向离合器的保护处理的功能。

需要说明的是，向各转向离合器12L,12R供给的液压实际可以利用液压传感器来检测。

［保护处理］

参照图3的流程图说明转向离合器12L,12R的保护处理。在此，说明左转向离合器12L的保护处理，但是右转向离合器12R的保护处理也完全相同。

首先，在步骤S1中，根据对左转向离合器12L（以下简称为“转向离合器”）的液压指令值I（电流值）判断转向离合器是否处于卡合状态。具体而言，判断指令电流值I是否比阈值X1小。如前所述，转向离合器为消极型液压离合器，当液压在规定值以上时处于卡合解除状态。因此，当指令电流值I比阈值X1小时，判断为转向离合器处于卡合状态并转到步骤S2。需要说明的是，当指令电流值I为阈值值X1以上时，判断为转向离合器处于卡合解除状态，不执行保护处理。

在步骤S2中，检测转向离合器的输入输出的转速差。具体而言，根据变速器17的输出轴的转速检测传感器31的检测结果计算转向离合器的输入转速Rin，并从该转速Rin减去转向离合器的输出部的转速检测传感器32L的检测结果Rout，从而得到转速差R(cl)。

接着，在步骤S3中，判断在步骤S2中得到的转速差R(cl)是否比阈值X2大。阈值X2通常设定为“0rpm”，也可以设定为0rpm附近的低转速。

当转速差R(cl)比阈值X2大时，从步骤S3转到步骤S4。在步骤S4中，根据下述的式（1）计算作为转向离合器的热负荷的发热率q。

q＝μ×P×R(cl)－－－－（1）

μ：构成转向离合器的摩擦材料的摩擦系数

P：某一时刻的转向离合器的挤压力（根据液压指令值及离合器片的面积计算）

接着，在步骤S5中，判断发热率q是否在阈值X3以上。该阈值X3根据构成转向离合器的离合器片及固定于该离合器片的摩擦部件的耐久性预先设定。

当发热率q为阈值X3以上时，从步骤S5转到步骤S6。在步骤S6中，判断当前的发动机转速R(eng)是否比阈值X4低。阈值X4是车辆性能所容许的最低发动机转速，被预先设定。

当发动机转速为阈值X4以上时，因为存在将发动机转速从当前转速进一步下调的余地，所以从步骤S6转到步骤S7。在步骤S7中，使发动机转速经过一定时间（ΔT）仅下降规定转速（ΔR），从而降低发动机的输出。之后，返回到步骤S1重复执行以上处理。由此，降低转向离合器的热负荷。

另外，在步骤S6中，在发动机转速为阈值X4以下时，因为不希望发动进转速再降低，所以从步骤S6转到步骤S8。在步骤S8中执行警告处理。具体而言，为了降低转向离合器的热负荷，在操作面板等上对驾驶员显示将发动机转速降至空转转速。

［特征］

（1）计算发生打滑的转向离合器的发热率并基于该计算结果执行保护处理。因此，与现有装置中想到各种打滑模式而执行保护处理的情况相比，能够精确度高且可靠地保护转向离合器。

（2）因为控制发动机的输出时考虑了转向离合器自身的发热率，所以能够防止不必要时降低发动机的输出而必要时不降低发动机的输出的不良情况。

（3）在降低发动机转速来控制输出时，判断发动机转速是否为预先容许的最低转速，在发动机转速比最低转速低时，不降低发动机的输出而执行警告处理。由此，能够维持最低限度的车辆性能。

［其他实施方式］

本发明不限于以上实施方式，可以进行不脱离本发明范围内的各种变形或修改。

（a）在所述实施方式中，在转向离合器的热负荷大时，降低发动机转速来控制发动机输出，从而降低热负荷，但是保护处理不限于该实施方式。

作为其他保护处理，可以考虑解除热负荷大的转向离合器的卡合而降低热负荷。图4表示这种情况的流程图。

在图4中，步骤S11～步骤S15的处理与所述实施方式的步骤S1～步骤S5的处理相同。

即判断转向离合器是否处于卡合状态，当处于卡合状态时，检测转向离合器的输出输出的转速差。之后，当转速差R(cl)为阈值X2以上时，通过式（1）计算转向离合器的发热率q。当发热率q为阈值X3以上时，从步骤S15转到步骤S16，当发热率q为阈值X3以下时，返回到步骤S11重复执行步骤S11～步骤S15的处理。

并且，在步骤S16中，强制地将发生打滑的转向离合器解除卡合。由此，能够降低热负荷，从而能够保护构成转向离合器的离合器片和摩擦部件。接着转到步骤S17，在操作面板等上显示与所述实施方式相同的警告。

利用这样的实施方式与所述实施方式同样地能够精确度高地保护转向离合器。

（b）在所述实施方式中，在转向离合器的热负荷变大时进行降低发动机输出的处理，但是除了所述实施方式的处理以外，在热负荷降低时，也可以提高发动机输出。这种情况的流程图如图5所示。

在图5中，步骤S1～步骤S8的处理与所述实施方式的步骤S1～步骤S8的处理完全相同。在此，追加步骤S9及步骤S10。

即，在步骤S5中，当转向离合器的发热率q比阈值X3小时转到步骤S9。在步骤S9中，判断发热率q是否在阈值X5以下。阈值X5被设定为比阈值X3小的值。

当发热率q为阈值X5以下时，判断为热负荷充分变小，所以从步骤S9转到步骤S10。在步骤S10中，使发动机转速经过一定时间（ΔT）仅提高规定转速（ΔR），从而增加发动机输出。之后，返回到步骤S1重复执行以上处理。

在此，因为能够在保护转向离合器所必要的最小限度范围内降低发动机输出，所以能够最小限度地抑制保护转向离合器所带来的驾驶性能的降低。

（c）在所述实施方式中，通过计算转向离合器的发热率q来执行转向离合器保护处理，但是也可以求出转向离合器的总发热量Ｑ并根据该总发热量Ｑ是否在规定阈值以上来执行保护处理。这种情况下，将“发热率”替换为“总发热量”。

（d）在所述实施方式中，作为履带式作业车辆，举例说明了推土机，但是本发明在其他履带式作业车辆中具有转向离合器的车辆也同样能够适用。

工业实用性

在本发明的履带式作业车辆中，能够正确地判断转向离合器发生打滑并精确度高地保护转向离合器。另外，通过使转向离合器的发热率接近规定阈值，能够抑制驾驶员感到不适感地保护转向离合器。

符号说明

1推土机

2L,2R链轮（驱动轮）

3L,3R履带

4L,4R行驶装置

10发动机

11动力传递装置

12L,12R转向离合器

13L,13R转向制动器

16变矩器

17变速器

30控制部

Claims (7)

1.一种履带式作业车辆，其特征在于，包括：

发动机；

左右的行驶装置，各自具有履带及用于驱动所述履带的驱动轮；

动力传递装置，将所述发动机的动力传递到左右的所述行驶装置的驱动轮；

左右的转向离合器，其中左转向离合器配置于所述动力传递装置与左驱动轮之间，右转向离合器配置于所述动力传递装置与右驱动轮之间，左右的所述转向离合器传递或者断开动力；

左右的转向制动器，其中左转向制动器配置于左转向离合器与左驱动轮之间，右转向制动器配置于右转向离合器与右驱动轮之间，左右的所述转向制动器制动左右的所述驱动轮的旋转；

转速差检测机构，检测各所述转向离合器的输入输出的转速差；

离合器液压取得机构，取得供给到各所述转向离合器的离合器液压；

离合器保护机构，参照所述转速差与所述离合器液压计算所述转向离合器的发热率，并通过比较计算出的发热率与预先设定的第一阈值而执行所述转向离合器的保护处理。

2.如权利要求1所述的履带式作业车辆，其特征在于，所述离合器保护机构在所述发热率为所述第一阈值以上时降低所述发动机的输出。

3.如权利要求2所述的履带式作业车辆，其特征在于，还包括发动机转速判断机构，该发动机转速判断机构判断所述发动机的转速是否为预先容许的最低转速，

所述离合器保护机构在所述发热率为所述第一阈值以上的情况下，在所述发动机的转速比所述最低转速低时，不降低所述发动机的输出而执行警告处理。

4.如权利要求2或3所述的履带式作业车辆，其特征在于，所述离合器保护机构在所述发热率为比所述第一阈值小的第二阈值以下时，使所述发动机的输出增加规定量。

5.如权利要求1所述的履带式作业车辆，其特征在于，所述离合器保护机构在所述发热率为所述第一阈值以上时，解除发热率为第一阈值以上的转向离合器的卡合。

6.如权利要求5所述的履带式作业车辆，其特征在于，所述离合器保护机构在所述发热率为所述第一阈值以上且解除所述转向离合器的卡合之后执行警告处理。

7.如权利要求1所述的履带式作业车辆，其特征在于，所述动力传递装置具有经由流体传递动力的变矩器。