CN103958943B - 作业车辆及作业车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

泵容量控制液压缸根据向泵容量控制液压缸供给的工作油的压力控制液压泵的容量。泵容量控制液压缸根据向泵容量控制液压缸中供给的工作油的供给方向，切换从液压泵排出工作油的排出方向。前进后退切换阀切换向泵容量控制液压缸供给工作油的供给方向。压力控制阀，根据输入到压力控制阀的指令值，控制供给到泵容量控制液压缸的工作油的压力。前进后退操作部件被操作，以切换车辆的前进、后退。控制部在前进后退操作部件进行前进、后退切换时，执行使输入到压力控制阀的指令值降低的泵换向控制。

Description

作业车辆及作业车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及一种作业车辆及作业车辆的控制方法。

背景技术

通常，在轮式装载机等作业车辆中搭载有所谓的HST（HydroStaticTransmission，静液压传动系统）。HST式作业车辆利用发动机驱动液压泵并利用液压泵排出的工作油驱动行驶用液压马达，从而使作业车辆行驶。在这样的HST式作业车辆中，通过控制发动机的转速、液压泵的容量、行驶用液压马达的容量等，能够控制车速及牵引力。

如专利文献1所公开的那样，液压泵的容量由泵容量控制液压缸控制。泵容量控制液压缸根据供给到泵容量控制液压缸的工作油的压力（以下称为“泵先导压力”）来控制液压泵的容量。在专利文献1所公开的作业车辆中，通过发动机感应阀（速度感应阀）调整来自供给泵的工作油的压力并将工作油供给到泵容量控制液压缸。发动机感应阀的先导口供给有从供给泵排出的工作油。供给泵是由发动机驱动的固定容量泵。因此，发动机感应阀根据发动机的转速改变泵先导压力。

另一方面，作业车辆包括前进后退操作部件和前进后退切换阀。前进后退操作部件被操作员操作以切换车辆的前进、后退。前进后退切换阀切换向泵容量控制液压缸供给的工作油的供给方向。当控制器检测到由前进后退操作部件进行的前进、后退切换时，利用前进后退切换阀切换向泵容量控制液压缸供给的工作油的供给方向。由此，液压泵排出工作油的排出方向被切换，其结果是，车辆的行进方向从前方切换为后方，或者从后方切换为前方。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2011-052794号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

从提高作业车辆的操作性的观点出发，希望提高液压泵的控制响应性。然而，在专利文献1公开的作业车辆中，根据发动机的转速，利用发动机感应阀来调整泵先导压力。因为发动机感应阀由来自供给泵的工作油的压力控制，所以在提高液压泵的控制响应性方面存在极限。

另外，泵先导压力根据供给泵排出的工作油的压力的变化而变化。因此，根据发动机的转速的变化，存在泵先导压力过度灵敏地变化的可能性。为了抑制这样的泵先导压力的过度灵敏的反应，在泵容量控制液压缸和发动机感应阀之间设置节流装置是有效的。

本申请的发明者考虑使用由来自控制器的指令信号所控制的压力控制阀来代替发动机感应阀。该压力控制阀根据控制器发出的指令信号对泵先导压力进行控制，由此，能够提高发动机的控制响应性。

另外，与使用发动机感应阀的情况不同，如果是上述压力控制阀，能够任意地对泵先导压力进行控制。因此，即使不使用上述那样的节流装置，也能够容易地抑制泵先导压力过度灵敏的变化。

然而，本发明的发明者发现，在不使用节流装置的情况下，存在作业车辆进行前进、后退切换时车辆产生振动的问题。本申请的发明者考察到这样的振动是由于在前进、后退切换时泵先导压力急剧变大而导致的。对于这样的泵先导压力的急剧变化能够通过使用节流装置而抑制。然而，当使用节流装置时，导致损害了利用上述压力制动阀实现的响应性的提高。

本发明的目的在于提供一种作业车辆，其能够在提高液压泵的控制响应性的同时，抑制切换前进后退时的振动。

用于解决技术问题的技术方案

本发明第一实施方式的作业车辆包括发动机、液压泵、液压马达、泵容量控制液压缸、前进后退切换阀、压力控制阀、前进后退操作部件和控制部。液压泵由发动机驱动而排出工作油。液压泵能够变更工作油的排出方向。液压马达由液压泵排出的工作油驱动。液压马达根据液压泵排出工作油的排出方向将驱动方向改变为前进方向和后退方向。泵容量控制液压缸根据泵先导压力控制液压泵的容量并根据供给到泵容量控制液压缸中的工作油的供给方向切换液压泵排出工作油的排出方向。前进后退切换阀切换供给到泵容量控制液压缸的工作油的供给方向。压力控制阀根据输入到该压力控制阀的指令值控制供给到泵容量控制液压缸的工作油的压力，即泵先导压力。前进后退操作部件被操作为用来切换车辆的前进、后退。控制部在前进后退操作部件进行前进、后退的切换时，通过降低输入到压力控制阀的指令值执行泵换向控制（ポンプシャトル制御）。

本发明第二实施方式的作业车辆，在第一实施方式的作业车辆的基础上，控制部在泵换向控制中，从前进、后退切换时开始经过第一规定时间时解除泵换向控制。

本发明第三发明的作业车辆，在第二实施方式的作业车辆的基础上，控制部将车速在第一速度阈值以上时的第一规定时间设置成比车速小于第一速度阈值时的第一规定时间长。

本发明第四实施方式的作业车辆，在第一至第三实施方式中任一项的作业车辆的基础上，在泵换向控制中，当车速在第二速度阈值以上时，车速越增加，控制部使指令值越减小。

本发明第五实施方式的作业车辆，在第四实施方式的作业车辆的基础上，在泵换向控制中，当车速比第二速度阈值小时，无论车速如何变化，控制部使指令值的降低率保持一定。

本发明第六实施方式的作业车辆，在第四或第五实施方式的作业车辆的基础上，在泵换向控制中，当车速在比第二速度阈值大的第三速度阈值以上时，控制部使指令值为零。

本发明第七实施方式的作业车辆，在第一至第六实施方式中任一项的作业车辆的基础上，当车速比第四速度阈值小时，控制部不执行泵换向控制。

本发明第八实施方式的作业车辆，在第一至第七实施方式中任一项的作业车辆的基础上，还包括用于设定发动机目标转速的加速操作部件。当加速操作部件的操作量为第一操作量时，在泵换向控制中，将指令值设置成比加速操作部件的操作量为第二操作量时的指令值大，其中第二操作量的操作量比第一操作量小。

本发明第九实施方式的作业车辆，在第一至第八实施方式中任一项的作业车辆的基础上，还包括将液压泵和液压马达连接的第一驱动回路和第二驱动回路。从液压泵流出的工作油经由第一驱动回路流入液压马达时，从液压马达流出的工作油经由第二驱动回路流入液压泵。从液压泵流出的工作油经由第二驱动回路流入液压马达时，从液压马达流出的工作油经由第一驱动回路流入液压泵。将第一驱动回路和第二驱动回路中、工作油从液压泵流向液压马达的一回路的液压设定为驱动回路压力，将第一驱动回路和第二驱动回路中、工作油从液压马达流向液压泵的一回路的液压设定为吸入回路压力。当驱动回路压力在吸入回路压力与规定压力值的和以上时，控制部解除泵换向控制。

本发明第十实施方式的作业车辆，在第一至第九实施方式中任一项的作业车辆的基础上，从前进后退操作部件进行前进、后退切换时开始经过第二规定时间时，控制部执行泵换向控制。

本发明第十一实施方式的作业车辆，在第一至第十实施方式中任一项的作业车辆的基础上，控制部在泵换向控制中，不加调制地降低指令值之后，加以调制地使指令值返回到原来的值。

本发明第十二实施方式的作业车辆，在第一至第十一实施方式的任一项的作业车辆的基础上，在泵换向控制被解除了的正常控制中，控制部将输入到压力控制阀的指令值设定成对应发动机转速的值，即正常指令值。控制部在泵换向控制中，使输入到压力控制阀的指令值降低到比正常指令值低。

本发明第十三实施方式的作业车辆的控制方法，包括以下的第一至第五步骤。在第一步骤中，检测前进后退操作部件进行的切换车辆的前进、后退的切换操作。在第二步骤中，切换向泵容量控制液压缸供给工作油的供给方向。在第三步骤中，泵容量控制液压缸切换从液压泵排出工作油的排出方向。在第四步骤中，根据液压泵的排出方向的切换而切换液压马达的驱动方向。在第五步骤中，在前进后退操作部件进行的前进、后退切换时降低泵先导压力。

发明效果

在本发明第一实施方式的作业车辆中，控制部在前进后退操作部件进行前进、后退的切换时，执行泵换向控制。在泵换向控制中，通过降低输入到压力控制阀的指令值，降低泵先导压力。由此，能够抑制前进后退切换时液压泵偏转角的急速变化，从而能够抑制振动。另外，因为无需使用节流装置，所以能够提高液压泵的控制响应性。

在本发明第二实施方式的作业车辆中，能够当从前进、后退切换时起经过可能发生振动的时间时，解除泵换向控制并返回到正常控制。

在本发明第三实施方式的作业车辆中，当车速在第一速度阈值以上时，与车速小于第一速度时相比，能够更长地维持泵换向控制。当车速较大时振动发生的时间较长。因此，通过在车速较大时更长地维持泵换向控制，能够抑制振动的发生。

在本发明第四实施方式的作业车辆中，当车速在第二速度阈值以上时，随着车速的增加，减小泵先导压力。由此，能够抑制振动的产生。

在本发明第五实施方式的作业车辆中，当车速比第二速度阈值小时，无论速度如何变化使指令值的降低率保持一定。当车速非常小时，即使车速变化，振动的大小和发生的时间等也几乎不会变化。因此，在该状况下，能够避免泵先导压力被过度降低。

在本发明第六实施方式的作业车辆中，在车速较大且可能发生大的振动的状况下，将泵先导压力降低至最小极限值。由此，即使在速度很大时，也能够抑制振动的产生。

在本发明第七实施方式的作业车辆中，在只发生小的振动的状况下，能够避免泵先导压力被过度地降低。

在本发明第八实施方式的作业车辆中，将加速操作部件的操作量为比较大的第一操作量时的指令值设置成比加速操作部件的操作量为比较小的第二操作量时的指令值大。即，减少指令值的降低量。当加速操作部件的操作量大时，操作员要求比较大的输出的状况比较多。因此，当加速操作部件的操作量大时，通过减少指令值的降低量，能够使泵换向控制结束后的液压泵的输出快速恢复。另外，当加速操作部件的操作量比较大时，操作员对振动不会过度敏感。

在本发明第九实施方式的作业车辆中，当牵引力较大时，解除泵换向控制。当牵引力较大时，操作员对振动不会过度敏感。因此，能够避免泵先导压力被不必要地降低。

在本发明第十实施方式的作业车辆中，能够避免在前进后退操作部件刚刚进行前进、后退切换后，其他条件不成立而不执行换向控制所产生的前进后退切换时的振动。

在本发明第十一实施方式的作业车辆中，在前进后退切换时，能够比指令值返回到原来值时更迅速地降低指令值。当液压泵驱动时，作用有偏转恢复力。偏转恢复力是在使偏转角返回的方向上作用的反作用力。例如，当在前进方向上驱动液压泵时，产生偏转角向后退方向的角度返回的反作用力。因此，在从前进向后退切换的瞬间，偏转角迅速向后退方向转变。此时，有可能发生大的振动。在本实施方式的作业车辆中，因为在前进、后退的切换时迅速降低指令值，从而能够减轻由偏转恢复力导致的振动。

在本发明第十二实施方式的作业车辆中，在泵换向控制中，无论发动机速度如何变化，能够降低供给到泵控制液压缸的工作油的压力，从而能够抑制振动的产生。

在本发明第十三实施方式的作业车辆的控制方法中，当前进后退操作部件进行前进、后退的切换时，能够降低泵先导压力。由此，能够抑制前进后退切换时的振动。另外，因为无需使用节流装置，从而能够提高液压泵的控制响应性。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的作业车辆的结构的侧视图。

图2是表示搭载于作业车辆的HST系统的液压回路图。

图3是表示发动机的输出扭矩线的一例的图。

图4是表示泵容量－驱动回路压力特性的一例的图。

图5是表示发动机转速和压力控制阀的二次压力之间的关系的一例的图。

图6是表示马达容量－驱动回路特性的一例的图。

图7是表示作业车辆的车速－牵引力线图的一例的图。

图8是表示处理泵换向控制的流程图。

图9是表示泵换向率脉谱图（map）的一例的图。

图10是表示当执行泵换向控制时输入到压力控制阀的指令值的变化的图。

图11是表示当执行泵换向控制时输入到压力控制阀的指令值的变化的图。

具体实施方式

以下使用附图说明本发明一实施方式的作业车辆50。图1是作业车辆50的侧视图。作业车辆50为轮式装载机。作业车辆50具有车体51、工作装置52、多个车轮55、驾驶室56。工作装置52安装于车体51的前部。工作装置52具有动臂53、铲斗54、升降液压缸19及铲斗液压缸26。动臂53是用来抬起铲斗54的部件。利用升降液压缸19驱动动臂53。铲斗54安装于动臂53的前端。利用铲斗液压缸26卸载和倾斜铲斗54。驾驶室56搭载于车体51上。

图2是表示搭载于作业车辆50的液压驱动机构30的结构的框图。液压驱动机构30主要具有发动机1、第二液压泵2、供给泵3、第一液压泵4、液压马达10、发动机控制器12a、车体控制器12及驱动液压回路20。在液压驱动机构30中，由发动机1驱动第一液压泵4从而排出工作油。液压马达10由第一液压泵4排出的工作油驱动。另外，通过液压马达10旋转驱动上述的车轮55使作业车辆50行驶。即，在液压驱动机构30中，采用了所谓的“一泵一马达”的HST系统。

发动机1是柴油发动机，由发动机1产生的输出扭矩传递到第二液压泵2、供给泵3、第一液压泵4等。在液压驱动机构30中，设置有用于检测发动机1的实际转速的发动机转速传感器1a。另外，发动机1上连接有燃料喷射装置1b。后述的发动机控制器12a根据已设定的目标发动机转速，通过控制燃料喷射装置1b来控制发动机1的输出扭矩（以下称为“发动机扭矩”）和转速。

第一液压泵4被发动机1驱动从而排出工作油。第一液压泵4是容量可变型的液压泵。从第一液压泵4排出的工作油经由驱动液压回路20发送到液压马达10。第一液压泵4能够改变工作油的排出方向。具体地说，驱动液压回路20具有第一驱动回路20a和第二驱动回路20b。工作油从第一液压泵4经由第一驱动回路20a供给到液压马达10，从而液压马达10被向一个方向（例如前进方向）驱动。工作油从第一液压泵4经由第二驱动回路20b供给到液压马达10，从而液压马达10被向其他方向（例如后退方向）驱动。

在驱动液压回路20中设置有驱动回路压力检测部17。驱动回路压力检测部17检测经由第一驱动回路20a或第二驱动回路20b供给到液压马达10的工作油的压力（以下称为“驱动回路压力”）。具体地说，驱动回路压力检测部17具有第一驱动回路压力传感器17a和第二驱动回路压力传感器17b。第一驱动回路压力传感器17a检测第一驱动回路20a的液压。第二驱动回路压力传感器17b检测第二驱动回路20b的液压。第一驱动回路压力传感器17a和第二驱动回路压力传感器17b将检测信号发送至车体控制器12。另外，第一液压泵4与前进后退切换阀5和泵容量控制液压缸6连接，其中，前进后退切换阀5用于控制第一液压泵4的排出方向。

前进后退切换阀5是电磁控制阀，基于车体控制器12的控制信号切换向泵容量控制液压缸6供给工作油的供给方向。前进后退切换阀5通过切换向泵容量控制液压缸6供给工作油的供给方向，切换第一液压泵4的排出方向。具体地说，前进后退切换阀5将第一液压泵4的排出方向切换为向第一驱动回路20a排出工作油和向第二驱动回路20b排出工作油。

泵容量控制液压缸6经由泵先导回路32被供给工作油，由此被驱动，从而变更第一液压泵4的偏转角。泵容量控制液压缸6根据经由泵先导回路32供给到泵容量控制液压缸6的工作油的压力(以下称为“泵先导压力”)对第一液压泵4的容量进行控制。另外，泵容量控制液压缸6根据供给到泵容量控制液压缸6的工作油的供给方向，切换从第一液压泵4排出工作油的排出方向。

在泵先导回路32中配置有压力控制阀7。压力控制阀7将泵容量控制液压缸6连接至泵先导回路32或工作油油箱中的任一个。压力控制阀7是基于来自车体控制器12的控制信号而被控制的电磁控制阀。压力控制阀7通过控制泵先导压力来调整第一液压泵4的偏转角。关于车体控制器12对压力控制阀7的控制将于后文叙述。

泵先导回路32经由截止阀47与供给回路33和工作油油箱连接。截止阀47的先导口经由换向阀（シャトル弁）46与第一驱动回路20a和第二驱动回路20b连接。换向阀46将第一驱动回路20a的液压和第二驱动回路20b的液压中较大的一方导入到截止阀47的先导口，从而在截止阀47的先导口上施加驱动回路压力。

当驱动回路压力低于规定的截止压力时，截止阀47使供给回路33和泵先导回路32连通。由此，将工作油从供给回路33供给到泵先导回路32。当驱动回路压力在规定的截止压力以上时，截止阀47使泵先导回路32和工作油油箱连通，从而泵先导回路32中的工作油向工作油油箱溢流。由此，泵先导回路32中的液压降低，使第一液压泵4的容量降低，从而抑制了驱动回路压力的上升。

供给泵3由发动机1驱动，是用于向驱动液压回路20供给工作油的泵。供给泵3连接供给回路33。供给泵3经由供给回路33向泵先导回路32供给工作油。

供给回路33经由第一单向阀41与第一驱动回路20a连接。第一单向阀41允许工作油从供给回路33流向第一驱动回路20a，限制工作油从第一驱动回路20a流向供给回路33。供给回路33经由第二单向阀42与第二驱动回路20b连接。第二单向阀42允许工作油从供给回路33流向第二驱动回路20b，限制工作油从第二驱动回路20b流向供给回路33。

供给回路33经由第一释压阀43与第一驱动回路20a连接。当第一驱动回路20a的液压比规定的释压压力大时第一释压阀43被打开。供给回路33经由第二释压阀44与第二驱动回路20b连接。当第二驱动回路20b的液压比规定的释压压力大时第二释压阀44被打开。

供给回路33经由低压释压阀45与工作油油箱连接。当供给回路33的液压比规定的释压压力大时低压释压阀45被打开。由此，能够调整为驱动回路的压力不超过规定的释压压力。另外，低压释压阀45的规定释压压力与第一释压阀43的释压压力和第二释压阀44的释压压力相比相当低，从而当驱动回路压力变得比供给回路33的液压低时，工作油经由第一单向阀41或第二单向阀42，从供给回路33供给到驱动液压回路20。

第二液压泵2由发动机1驱动。从第二液压泵2排出的工作油经由工作装置用液压回路31供给到升降液压缸19。由此，驱动工作装置52。另外，从第二液压泵2排出的工作油经由工作装置用液压回路31供给到转向装置液压缸（未图示）。由此，改变作业车辆1的方向。第二液压缸2的排出压力由排出压力传感器39检测。排出压力传感器39将检测信号发送到车体控制器12。

在工作装置用液压回路31中设置有工作装置控制阀18。工作装置控制阀18根据工作装置操作部件23的操作量被驱动。工作装置控制阀18根据施加在先导口上的先导压力，控制供给到升降液压缸19的工作油的流量。施加在工作装置控制阀18的先导口的先导压力由工作装置操作部件23的先导阀23a控制。先导阀23a将对应工作装置操作部件23的操作量的先导压力施加在工作装置控制阀18的先导口上。由此，根据工作装置操作部件23的操作量控制升降液压缸19。

施加在工作装置控制阀18的先导口的先导压力由PPC压力传感器21检测。另外，供给到升降液压缸19的工作油的压力由动臂压力传感器22检测。PPC压力传感器21及动臂压力传感器22将检测信号发送到车体控制器12。

液压马达10是容量可变型液压马达。液压马达10被第一液压泵4排出的工作油驱动。液压马达10是产生使车轮55旋转的驱动力的行驶用马达。液压马达10根据第一液压缸4排出工作油的排出方向将驱动方向改变为前后方向或后退方向。

在液压马达10上设置有马达液压缸11a和马达容量控制部11b。马达液压缸11a改变液压马达10的偏转角。马达容量控制部11b是基于车体控制器12的控制信号而被控制的电磁控制阀。马达容量控制部11b基于来自车体控制器12的控制信号对马达液压缸11a进行控制。

马达液压缸11a和马达容量控制部11b与马达先导回路34连接。马达先导回路34经由单向阀48与第一驱动回路20a连接。单向阀48允许工作油从第一驱动回路20a流向马达先导回路34，限制工作油从马达先导回路34流向第一驱动回路20a。马达先导回路34经由单向阀49与第二驱动回路20b连接。单向阀49允许工作油从第二驱动回路20b流向马达先导回路34，限制工作油从马达先导回路34流向第二驱动回路20b。利用单向阀48,49，将第一驱动回路20a和第二驱动回路20b中液压大的一方的液压，即驱动回路压力的工作油供给到马达先导回路34。

马达容量控制部11b基于来自车体控制器12的控制信号，切换马达先导回路34向马达液压缸11a供给工作油的供给方向及供给流量。由此，车体控制器12能够任意改变液压马达10的容量。另外，能够设定液压马达10的最大容量和最小容量。

在液压驱动机构30上设置有车速传感器16。车速传感器16检测车速并将车速信号发送到车体控制器12。车速传感器16通过检测例如车轮驱动轴的转速来检测车速。

工作装置50具有加速操作部件13a和前进后退操作部件14。

加速操作部件13a是操作员用来设定目标发动机转速的部件。加速操作部件13a例如是加速踏板，由操作员进行操作。加速操作部件13a与加速操作量传感器13连接。加速操作量传感器13a由电位器等构成。加速操作量传感器13将表示加速操作部件13a的操作量（以下称为“加速操作量”）的开度信号发送到发动机控制器12a。操作员通过调整加速操作量能够控制发动机1的转速。

为了切换车辆的前进后退，由操作员对前进后退操作部件14进行操作。前进后退操作部件14的操作位置被切换成前进位置、后退位置或中立位置。前进后退操作部件14将表示前进后退操作部件14的位置的操作信号发送到车体控制器12。操作员通过操作前进后退操作部件14能够切换作业车辆50的前进和后退。

发动机控制器12a为具有CPU等计算装置及各种储存器等的电子控制部。发动机控制器12a控制发动机1以获得已设定的目标转速。

图3表示发动机1的输出扭矩线。发动机1的输出扭矩线表示发动机1的转速与在各转速下发动机1能够输出的最大发动机扭矩的大小之间的关系。在图3中，实线L100表示当加速操作量为100%时的发动机输出扭矩线。该发动机的输出扭矩线相当于例如发动机1的额定值或者最大输出功率。

需要说明的是，加速操作量为100%指的是加速操作部件13a被最大操作时的状态。另外，虚线L75表示加速操作量为75%时的发动机的输出扭矩线。发动机控制器12a控制发动机1的输出从而使发动机扭矩在发动机输出扭矩线以下。该发动机1的输出控制是通过例如控制向发动机1喷射的燃料喷射量的上限值而进行的。

车体控制器12是具有CPU等计算装置及各种存储器等的电子控制部。车体控制器12为本发明控制部的一个例子。车体控制器12基于各检测部的输出信号对各控制阀进行电子控制，由此控制第一液压泵4的容量和液压马达10的容量。具体地说，车体控制器12基于发动机转速传感器1a检测到的发动机转速将指令信号输出到压力控制阀7，从而规定泵容量和驱动电路压力之间的关系。

图4表示泵容量－驱动回路压力特性的一个例子。泵容量－驱动回路压力特性表示泵容量和驱动回路压力之间的关系。图中的L11～L16是表示根据发动机的转速而变化的泵容量－驱动回路压力特性的线。

具体地说，车体控制器12基于发动机的转速对压力控制阀7的开度进行控制，从而控制泵先导压力。由此，泵容量－驱动回路压力特性变化为L11～L16。

图5是表示发动机转速和压力控制阀7的二次压力之间的关系的一个例子的图。如图5所示，车体控制器12对压力控制阀7进行控制，使得发动机转速越增加，压力控制阀7的二次压力就越增加。压力控制阀7是电磁控制阀，根据来自车体控制器12的指令信号而被电控制。压力控制阀7根据车体控制器12的指令信号的值（以下称为“指令值”）改变开度。压力控制阀7随着车体控制器12的指令值的增大而增大压力控制阀7的二次压力。从而，随着车体控制器12的发动机转速的增加，增大输入到压力控制阀7的指令值。由此，压力控制阀7的二次压力，即泵先导压力增大。

通过上述所述车体控制器12对压力控制阀7进行控制，泵容量被控制成与发动机的转速及驱动回路压力对应。泵容量－驱动回路压力特性随着发动机转速的增加从L11向L16变化。

车体控制器12处理来自发动机转速传感器1a及驱动回路压力检测部17的输出信号并将发动机容量的指令信号输出到马达容量控制部11b。在此，车体控制器12参照车体控制器12储存的马达容量－驱动回路压力特性，从发动机转速值和驱动回路压力值设定马达容量。车体控制器12将与该设定的马达容量对应的偏转角的变更指令输出到马达容量控制部11b。

图6表示马达容量－驱动回路压力特性的一个例子。图中的实线L21是发动机转速在某个值的状态下，相对于驱动回路压力规定马达容量的线。这里的马达容量与液压马达10的偏转角对应。当驱动回路压力在某特定值以下时偏转角最小（最小）。之后，随着驱动回路压力的上升，偏转角也相应地逐渐增大（实线的倾斜部分L22）。而且，当偏转角变为最大（最大）后即使驱动回路压力上升，偏转角也维持在最大偏转角。

倾斜部分L22规定驱动回路压力的目标压力。即，当驱动回路压力比目标压力大时，车体控制器12增大液压马达10的容量。当驱动回路压力比目标压力小时降低液压马达10的容量。目标压力根据发动机转速而定。即，图6所示的倾斜部分L22被设定成根据发动机的转速的增减而上下。

具体地说，倾斜部分L22被控制成：当发动机转速较低时，从驱动回路压力较低的状态，偏转角增大并在驱动回路压力较低的状态下达到最大偏转角（参照图6中下侧虚线的倾斜部分L23）；相反地，当发动机转速较高时，维持最小偏转角直至驱动回路压力升高，并在驱动回路压力较高的状态下达到最大偏转角（参照图6中上侧虚线的倾斜部分L24）。由此，如图7中的L1所示，对于作业车辆50，牵引力和车速无阶段性地变化，车速能够不经过变速操作地自动从车速为零变速到最高速度。需要说明的是，图7是加速操作量最大时的车速－牵引力的线图。

如上述所示，车体控制器12根据发动机的转速控制压力控制阀7（以下称为“正常控制”）从而得到图4所示的泵容量－驱动回路压力特性。车体控制器12在前进后退操作部件14进行前进后退切换时执行泵换向控制。车体控制器12在泵换向控制中将发送至压力控制阀7的指令值降低到比正常控制时的指令值低。以下，详细说明泵换向控制。

图8是表示泵换向控制处理的流程图。首先在步骤S1中，车体控制器12判断是否位于“后退并且操作位置为F”或者“前进并且操作位置为R”。“后退并且操作位置为F”表示作业车辆50的行进方向为后退，并且前进后退操作部件14的操作位置位于前进位置。“前进并且操作位置为R”表示作业车辆50的行进方向为前进方向并且前进后退操作部件14的操作位置位于后退位置。在此，车体控制器12判断前进后退操作部件14是否执行前进后退的切换。详细地说，车体控制器12判断车辆状态是否为“换向”（シャトル）。“换向”表示作业车辆50的行进方向与前进后退操作部件14的操作位置对应的方向相反的状态。

当车辆状态为“换向”时，进入到步骤S2。在步骤S2中，计时器Tm开始计时，或者计时器Tm继续计时。当计时器Tm处于没有开始计时的状态下，执行步骤S2的处理时，开始计时器Tm的计时。当在计时器Tm计时的执行过程中执行步骤S2的处理时，继续进行计时器Tm的计时。

在步骤S3中，车体控制器12判断车速V是否处于速度阈值v1以上。速度阈值v1为本发明第四速度阈值的一个例子。作为速度阈值v1，设定为前进后退切换时会发生振动程度的速度的值。例如，速度阈值v1优选为处于1.0km/h以下的较小的速度。当车速V处于速度阈值v1以上时，进入到步骤S4。

在步骤S4中，车体控制器12判断计时器Tm是否达到规定时间tm1。规定时间tm1为本发明第二规定时间的一个例子。作为规定时间tm1，设定为能够确认前进后退操作部件14的操作是否已可靠地执行的程度的值。规定时间tm1优选例如0.1秒以下的较短的时间。当计时器Tm到达规定时间tm1时进入到步骤S9。

在步骤S9中，车体控制器12从泵换向率脉谱图中计算输入到压力控制阀7的指令值。即，车体控制器12通过将泵换向率脉谱图适用到指令值的计算中，降低输入到压力控制阀7的指令值。因此，在计时器Tm开始计时后，当经过规定时间tm1时，无论步骤S5以后的其他条件如何，泵换向率脉谱图适用于指令值的计算。步骤S9的处理将于后文叙述。

在步骤S5中，车体控制器12判断驱动回路压力M1是否比吸入回路压力M2加上规定压力值P1之后的值小。作为规定压力值P1设定为在前进后退操作部件14的切换后，使操作员感到与前进后退操作部件14的操作位置方向相同的驱动力的程度的与驱动回路压力相对应的值。

需要说明的是，当从第一液压泵4中流出的工作油经由第一驱动回路20a向液压马达10流入并且从液压马达10流出的工作油经由第二驱动回路20b流入到第一液压泵4时，驱动回路压力M1为第一驱动回路20a的液压，吸入回路压力M2为第二驱动回路20b的液压。当从第一液压泵4流出的工作油经由第二驱动回路20b流入液压马达10并且从液压马达10流出的工作油经由第一驱动回路20a流入第一液压泵4时，驱动回路压力M1为第二驱动回路20b的液压，吸入回路压力M2为第一驱动回路20a的液压。当驱动回路压力M1比吸入回路压力M2加上规定压力值P1的值小时，进入到步骤S6。

在步骤S6中，车体控制器12判断车速V是否处于速度阈值v2以上。速度阈值v2为本发明第一速度阈值的一个例子。速度阈值v2比步骤S3中的速度阈值v1大。优选速度阈值v2大于2km/h，更加优选速度阈值v2在3km/h以上。进一步优选速度阈值v2大于5km/h。规定时间tm2比规定时间tm1大。当车速V处于速度阈值v2以上时，进入到步骤S7。

在步骤S7中，车体控制器12判断计时器Tm是否为规定时间tm2以下。规定时间tm2是车速在速度阈值v2以上时的泵换向控制的解除时间。规定时间t2是指即使在由前进后退操作部件14设定的方向上没有作用驱动压力（步骤S5成立），经过了足够长的时间，需要在设定方向上作用驱动力的时间。由此，能够将相对于前进后退操作部件14的操作的延时抑制为较小。需要说明的是，步骤S5通常是在Tm≤tm2时成立。规定时间tm2优选为比0.1秒大。另外，规定时间tm2优选比1.0秒小。当计时器Tm在规定时间tm2以下时，进入到步骤S9。

在步骤S6中，当车速V比速度阈值v2小时，进入到步骤S8。在步骤S8中，车体控制器12判断计时器Tm是否在规定时间tm3以下。规定时间tm3比规定时间tm1大。另外，规定时间tm3在规定时间tm2以下。规定时间tm3是在车速V小于速度阈值v2时的泵换向控制的解除时间。规定时间tm3是即使在前进后退操作部件14设定的方向上没有作用驱动压力（步骤S5成立），经过了足够长的时间需要在设定方向上作用驱动力的时间。由此，能够将相对于前进后退操作部件14的延时抑制为较小。例如，在挖掘作业等中当车体控制器12认识到处于换向状态中并且没有作用驱动压力时，能够避免驱动力一直不增加的状态。需要说明的是，步骤S5通常在Tm≤tm3时成立。规定时间tm3优选为比0.1秒大并优选为比1.0秒小。当计时器在规定时间tm3以下时，进入到步骤S9。

在步骤S1中，当车辆状态没有处于“换向”时，进入到步骤S10。在步骤S10中，车体控制器12将计时器Tm设定为零。并且，车体控制器12在步骤S11中执行正常控制。即，在正常控制的执行中执行步骤S11的处理时，车体控制器12继续维持正常控制。当在泵换向控制的执行中执行步骤S11的处理时，车体控制器12解除泵换向控制并返回到正常控制。

在步骤S3中，当车速比速度阈值v1小时，车体控制器12在步骤S10中重新设定计时器Tm并在步骤S11中执行正常控制。

在步骤S5中，当驱动回路压力M1为吸入回路压力M2加上规定压力值P1的值以上时，车体控制器12在步骤S10中设定计时器Tm并在步骤S11中执行正常控制。

当不满足步骤S7的条件或者步骤S8的条件时，车体控制器12在步骤S10中重新设定计时器Tm并在步骤S11中执行正常控制。

通过上述，泵换向率脉谱图的适用条件为以下的（1）至（3）的全部条件成立或者（1）并且（4）的条件成立。

（1）车辆状态处于“换向”，并且车速V在速度阈值v1以上。

（2）驱动回路压力M1＜吸入压力M2＋规定压力值P1成立。

（3）在车速V在速度v2以上的情况下，车辆状态变为“换向”后经过的时间在规定时间tm2以下，或者车速V比速度阈值v2小时，车辆状态变为“换向”后经过的时间在规定时间tm3以下。

（4）车辆状态变为“换向”后经过的时间为规定时间tm1。

接着，如步骤S9所示，说明应用泵换向率脉谱图计算输入到压力控制阀7的指令值的计算方法。图9表示泵换向率脉谱图的一个例子。泵换向率脉谱图规定车速及泵换向率之间的关系。车体控制器12将正常控制时的输入到压力控制阀7的指令值与泵换向率的乘积作为泵换向控制时的输入到压力控制阀7的指令值计算出来。泵换向率包含比100%小的值。

在图9中，第一泵换向率脉谱图（脉谱图1）表示加速操作量在第一操作量以上时的泵换向率脉谱图。第二泵换向率脉谱图（脉谱图2）表示加速操作量在第二操作量以下时的泵换向率脉谱图。

在第一泵换向率脉谱图（脉谱图1）中，当车速比速度阈值va小时，无论速度如何变化泵换向率r1保持一定。当车速在速度阈值va以上且比速度阈值vb小时，车速越增加泵换向率越小。当车速在速度阈值vb以上时，泵换向率为零。速度阈值va为本发明第二速度阈值的一个例子。速度阈值vb为本发明第三速度阈值的一个例子。

速度阈值va比上述的速度阈值v1大。另外，优选速度阈值va在速度阈值v2以下。速度vb比上述速度阈值v1大并且比速度阈值va大。另外，优选速度阈值vb比速度阈值v2大。

在第二泵换向率脉谱图（脉谱图2）中，泵换向率相对于车速的变化与第一泵换向率脉谱图（脉谱图1）中一样。但是，第一泵换向率脉谱图（脉谱图1）被设定成比第二泵换向率脉谱图（脉谱图2）的泵换向率大。需要说明的是，当加速操作量是在第一操作量和第二操作量之间的值时，使用在第一泵换向率脉谱图（脉谱图1）和第二泵换向率脉谱图（脉谱图2）之间设置的其他的泵换向率脉谱图。

图10为执行泵换向控制时输入到压力控制阀7的指令值变化的时间图。在时间t0时执行正常控制。在正常控制中输入到压力控制阀7的指令值为I1。

在时间t1时前进后退操作部件14执行前进后退的切换操作，当满足上述的泵换向率脉谱图的适用条件时，车体控制器12执行泵换向控制。在图10所示的例子中，车速处于速度阈值vb以上。此时，参照泵换向率脉谱图得到泵换向脉谱图率为零。因此，在时间t1时，车体控制器12将输入到压力控制阀7的指令值从I1降低到零。

在时间t2时，如果不满足泵换向率脉谱图的适用条件，车体控制器12解除泵换向控制。因此，车体控制器12在时间t2至时间t3的过程中逐渐增大输入到压力控制阀7的指令值。输入到压力控制阀7的指令值在时间t3时返回到原来的值I1。由此，车体控制器12在执行泵换向控制时，不加调制地降低输入到压力控制阀7的指令值。与此相对，车体控制器12在解除泵换向控制时，加以调制地逐渐增大输入到压力控制阀7的指令值并使其返回到原来的值I1。

图11为执行泵换向控制时输入到压力控制阀7的指令值的变化的时间图。在时间t0时执行正常控制。在正常控制中输入到压力控制阀7的指令值为I1。

在时间t1时前进后退操作部件14进行前进后退的切换操作，当满足上述的泵换向率脉谱图的适用条件时，车体控制器12执行泵换向控制。在图11所示的例子中，车速小于速度阈值va。另外，加速操作量在第一操作量以上。此时，参照第一泵换向率脉谱图得到泵换向率为r1。因此，在时间t1时，车体控制器12将输入到压力控制阀7的指令值从I1降低到I2。指令值I2为I1与r1的乘积。

在时间t2时，如果不满足泵换向率脉谱图的适用条件，则车体控制器12解除泵换向控制。因此，车体控制器12从时间t2到时间t3的过程中，逐渐增大输入到压力控制阀7的指令值。输入到压力控制阀7的指令值在时间t3时返回到原来的值I1。这样，车体控制器12在执行泵换向控制时，不加调制地降低输入到压力控制阀7的指令值。与此相对，车体控制器12在解除泵换向控制时，加以调制地逐渐增大输入到压力控制阀7的指令值并使其返回到原来的值I1。

在本实施方式的作业车辆50中，车体控制器12在前进后退操作部件14进行前进后退切换时，执行泵换向控制。在泵换向控制中，通过降低输入到压力控制阀7的指令值，使泵先导压力降低。由此，能够抑制前进后退切换时的振动。另外，由于无需在泵先导回路32的压力控制阀7和泵容量控制液压缸6之间设置节流装置，从而能够提高第一液压泵4的控制响应性。

车体控制器12在泵换向控制中，从前进后退切换时起经过第一规定时间时，解除泵换向控制。当车速V在速度阈值v2以上时，第一规定时间为规定时间t2。当车速V比速度阈值v2小时，第一规定时间为规定时间t3。由此，从前进后退切换时开始经过可能发生振动的时间时，能够解除泵换向控制并返回到正常控制。

规定时间t2比规定时间t3大。因此，车体控制器12将车速在速度阈值v2以上时的第一规定时间（tm2）设定成比车速小于规定阈值v2时的第一规定时间（tm3）长。由此，当车速在速度阈值v2以上时，与车速小于速度阈值v2时相比，能够维持更长的泵换向控制。当车速较大时，发生振动的时间较长。因此，通过在车速大时维持较长的泵换向控制，能够抑制振动的产生。

如图9所示，在泵换向率脉谱图中，当车速在速度阈值va以上时，车速越增加泵换向率越小。因此，在泵换向控制中，在车速在速度阈值va以上时，车速越增加，车体控制器12越减小输入到压力控制阀7的指令值，从而能够抑制振动的产生。

如图9所示，在泵换向率脉谱图中，当车速比速度阈值va小时，无论速度如何变化泵换向率都保持一定。因此，在泵换向控制中，车体控制器12在车速比速度阈值va小时，无论车速如何变化，将输入到压力控制阀7中的指令值降低到一定值。因此，当车速比速度阈值va小时，无论车速如何变化都能够抑制泵先导压力的变动。当车速非常小时，即使车速变化，振动的大小和发生的时间等也几乎不会变化。因此，在这种状况下，能够避免泵先导压力的过度降低。

如图9所示，在泵换向率脉谱图中，当车速为速度阈值vb以上时，泵换向率为零。因此，在泵换向控制中，当车速为速度阈值vb以上时，车体控制器12使输入到压力控制阀7的指令值为零。因此，当车速变大并且可能发生大的振动的状况下，能够将泵先导压力降低到最小极限值。由此，即使在速度很大时，也能够抑制振动的产生。

在图8的步骤S3中，当车速比速度阈值v1小时，车体控制器12不执行泵换向控制。由此，在只会发生小振动的速度较低的状况下，能够避免泵先导压力被过度降低。因此，能够将直到前进后退操作部件14的操作方向上产生驱动力为止的延时抑制得较短。

在图9中，当使用第一泵换向率脉谱图Map1时，与使用第二泵换向率脉谱图Map2相比，泵换向率较大。因此，当加速操作量在第一操作量以上时，与加速操作量在第二操作量以下时相比，车体控制器12将输入到压力控制阀7的指令值增大。即，当加速操作量较大时，减少输入到压力控制阀7的指令值的降低量。当加速控制量较大，操作员要求较大的输出的状况比较多。因此，当加速操作量较大时，通过减少指令值的降低量，能够使泵换向控制结束后的第一液压泵4的输出快速恢复。另外，当加速操作量较大时，操作员对振动不会过度敏感。

在图8的步骤S5中，当驱动回路压力在吸入回路压力与规定压力值的和以上时，车体控制器12解除泵换向控制。驱动回路压力是指在吸入回路压力与规定压力值的和以上时，操作员不会在意振动的程度的、牵引力较大的状态。因此，通过这样在牵引力较大时解除泵换向控制，能够避免泵先导压力被不必要地降低。

在图8的步骤S4中，从前进后退操作部件14进行前进、后退切换操作开始经过规定时间tm1为止，车体控制器12不执行泵换向控制。因此，在前进后退操作部件14进行前进后退切换的瞬间，能够避免作业车辆50在前进后退切换时的不稳定。

如图10或图11所示，车体控制器12在泵换向控制中，不加调制地降低指令值之后，加以调制地使指令值回到原来的值。因此，在前进后退切换时，能够比使指令值返回到原来的值更快地降低指令值。当第一液压泵4被驱动时，施加有偏转恢复力。偏转恢复力是作用在使偏转角返回的方向上的反作用力。例如，当在前进方向上液压泵被驱动时，产生偏转角向后退方向的角度返回的方向上的反作用力。因此，在从前进向后退切换的瞬间，偏转角急速变化为朝向后退方向。此时，可能产生大的振动。在本实施方式的作业车辆50中，因为能够在前进后退切换时迅速降低指令值，从而能够抑制由偏转恢复力造成的较大的振动。

以上，说明了本发明的一实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。

在上述实施方式中，作为适用于本发明的作业车辆，举例说明了轮式装载机。但是，本发明不限于此。例如，对于搭载有HST的其他作业车辆，本发明也能够适用。

在上述实施方式中，举例说明了搭载包含有一个液压泵一个液压马达的“一泵一马达”的HST系统的作业车辆。但是，本发明不限于此。例如，对于搭载有包含一个液压泵和两个液压马达的“一泵双马达”的HST系统，本发明也可以适用。

泵换向率脉谱图的适用条件不限于上述条件，也可以适当变更。例如，可以省略或者变更上述条件的一部分。或者也可以追加与上述条件不同的条件。

上述泵换向率脉谱图不限于上述的第一泵换向率脉谱图Map1和第二泵换向率Map2，也可以适当变更。

泵换向率脉谱图也可以以表格或者数学式的形式储存在车体控制器12中。

工业实用性

根据本发明，能够提供一种提高行驶操作性的作业车辆及作业车辆的控制方法。

附图标记说明

1  发动机

4  第一液压泵

5  前进后退切换阀

6  泵容量控制液压缸

7  压力控制阀

10 液压马达

12 车体控制器

13a 加速操作部件

14 前进后退操作部件

20a 第一驱动回路

20b 第二驱动回路

Claims (13)

1.一种作业车辆，其特征在于，具有：

发动机；

液压泵，通过由所述发动机驱动而排出工作油，并且能够改变工作油的排出方向；

液压马达，由所述液压泵排出的工作油驱动，根据所述液压泵排出工作油的排出方向，将驱动方向改变为前进方向或后退方向；

泵容量控制液压缸，根据被供给的工作油的压力控制所述液压泵的容量，并根据所述被供给的工作油的供给方向切换所述液压泵排出工作油的排出方向；

前进后退切换阀，切换向所述泵容量控制液压缸供给工作油的供给方向；

压力控制阀，其根据被输入的指令值控制供给到所述泵容量控制液压缸的工作油的压力；

前进后退操作部件，为切换车辆的前进、后退而被操作；

控制部，当所述前进后退操作部件进行前进、后退的切换操作时，执行使输入到所述压力控制阀的指令值降低的泵换向控制。

2.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，所述控制部在所述泵换向控制中，当从进行前进、后退的切换时起经过第一规定时间时，解除所述泵换向控制。

3.如权利要求2所述的作业车辆，其特征在于，所述控制部将车速在第一速度阈值以上时的所述第一规定时间设置成比车速小于所述第一速度阈值时的所述第一规定时间长。

4.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，在所述泵换向控制中，当车速在第二速度阈值以上时，车速越增大，所述控制部使所述指令值越减小。

5.如权利要求4所述的作业车辆，其特征在于，在所述泵换向控制中，当车速比所述第二速度阈值小时，无论车速如何变化，所述控制部都使所述指令值的降低率保持一定。

6.如权利要求4所述的作业车辆，其特征在于，在所述泵换向控制中，当车速在比所述第二速度阈值大的第三速度阈值以上时，所述控制部使所述指令值为零。

7.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，当车速比第四速度阈值小时，不执行所述泵换向控制。

8.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，还具有用来设定所述发动机的目标转速的加速操作部件，

当所述加速操作部件的操作量为第一操作量时，在所述泵换向控制中，与所述加速操作部件的操作量为比所述第一操作量小的第二操作量时相比，所述控制部增大所述指令值。

9.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，还具有将所述液压泵和所述液压马达连接的第一驱动回路和第二驱动回路，

从所述液压泵流出的工作油经由所述第一驱动回路流入所述液压马达时，从所述液压马达流出的工作油经由所述第二驱动回路流入所述液压泵，

从所述液压泵流出的工作油经由所述第二驱动回路流入所述液压马达时，从所述液压马达流出的工作油经由所述第一驱动回路流入所述液压泵，

将所述第一驱动回路和所述第二驱动回路中工作油从所述液压泵流向所述液压马达的一回路中的液压设定成驱动回路压力，将所述第一驱动回路和所述第二驱动回路中工作油从所述液压马达流向所述液压泵的一回路中的液压设定成吸入回路压力，

所述驱动回路压力在所述吸入回路压力与规定压力值的和以上时，所述控制部解除所述泵换向控制。

10.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，从进行前进、后退的切换时起经过第二规定时间时，所述控制部执行所述泵换向控制。

11.如权利要求1至10中的任一项所述的作业车辆，其特征在于，所述控制部在所述泵换向控制中，不加调制地使所述指令值降低后，加以调制地使所述指令值恢复到原来的值。

12.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，在所述泵换向控制被解除的正常控制时，所述控制部将输入到所述压力控制阀的指令值设定成与所述发动机的转速对应的值，即正常指令值，

所述控制部在所述泵换向控制中，使输入到所述压力控制阀的指令值降低为比所述正常指令值低。

13.一种如权利要求1至12中任一项所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，包括：

检测所述前进后退操作部件进行的切换车辆的前进、后退的切换操作的步骤；

切换向泵容量控制液压缸供给工作油的供给方向的步骤；

所述泵容量控制液压缸切换从液压泵排出工作油的排出方向的步骤；

根据所述液压泵的排出方向的切换而切换液压马达的驱动方向的步骤；

在所述前进后退操作部件进行前进后退切换时降低向泵容量控制液压缸供给的工作油的压力的步骤。