CN105283649A - 作业车辆及其控制方法 - Google Patents
作业车辆及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105283649A CN105283649A CN201480032787.8A CN201480032787A CN105283649A CN 105283649 A CN105283649 A CN 105283649A CN 201480032787 A CN201480032787 A CN 201480032787A CN 105283649 A CN105283649 A CN 105283649A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- equipment
- motor
- control device
- operation amount
- tractive force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 22
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 19
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 61
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 33
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 230000009471 action Effects 0.000 description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010734 process oil Substances 0.000 description 2
- 101150082943 NAT1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150092978 Slc25a4 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 244000144983 clutch Species 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/12—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K25/00—Auxiliary drives
- B60K25/02—Auxiliary drives directly from an engine shaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/44—Series-parallel type
- B60K6/445—Differential gearing distribution type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
- B60W30/1886—Controlling power supply to auxiliary devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
- B60W30/1886—Controlling power supply to auxiliary devices
- B60W30/1888—Control of power take off [PTO]
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/34—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/422—Drive systems for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/202—Mechanical transmission, e.g. clutches, gears
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
- E02F9/2029—Controlling the position of implements in function of its load, e.g. modifying the attitude of implements in accordance to vehicle speed
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
- E02F9/2062—Control of propulsion units
- E02F9/2066—Control of propulsion units of the type combustion engines
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
- E02F9/2062—Control of propulsion units
- E02F9/2075—Control of propulsion units of the hybrid type
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
- E02F9/2079—Control of mechanical transmission
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2246—Control of prime movers, e.g. depending on the hydraulic load of work tools
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2253—Controlling the travelling speed of vehicles, e.g. adjusting travelling speed according to implement loads, control of hydrostatic transmission
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2289—Closed circuit
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2292—Systems with two or more pumps
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/05—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/06—Control using electricity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
- F15B11/10—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor in which the servomotor position is a function of the pressure also pressure regulators as operating means for such systems, the device itself may be a position indicating system
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K25/00—Auxiliary drives
- B60K25/02—Auxiliary drives directly from an engine shaft
- B60K2025/026—Auxiliary drives directly from an engine shaft by a hydraulic transmission
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
- B60W2300/17—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/40—Special vehicles
- B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
- B60Y2200/415—Wheel loaders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/40—Flow control
- F15B2211/42—Flow control characterised by the type of actuation
- F15B2211/426—Flow control characterised by the type of actuation electrically or electronically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/605—Load sensing circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/665—Methods of control using electronic components
- F15B2211/6651—Control of the prime mover, e.g. control of the output torque or rotational speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/665—Methods of control using electronic components
- F15B2211/6652—Control of the pressure source, e.g. control of the swash plate angle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
- F15B2211/7051—Linear output members
- F15B2211/7052—Single-acting output members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/75—Control of speed of the output member
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
Abstract
作业车辆具备发动机、液压泵、工作装置、行驶装置、油门操作部件、工作装置操作部件和控制部。液压泵由发动机驱动。工作装置由从液压泵排出的工作油驱动。行驶装置由发动机驱动。油门操作部件是用于改变发动机转速的部件。工作装置操作部件是用于操作工作装置的部件。在工作装置操作部件的操作量增大时,控制部通过使发动机转速增大,来使工作装置的速度增大。
Description
技术领域
本发明涉及作业车辆及其控制方法。
背景技术
在作业车辆中,利用来自发动机的驱动力驱动液压泵。并且,利用从液压泵排出的工作油驱动工作装置。另一方面,来自发动机的驱动力还分配给行驶装置。由此,通过驱动行驶装置,作业车辆行驶。另外,发动机转速是操作人员操作油门踏板等油门操作部件来改变的(例如参照专利文献1)。
工作装置的速度根据向工作装置供给的工作油的流量决定。若操作人员操作工作装置操纵杆等工作装置操作部件,则工作装置控制阀的开口面积改变。由此,向工作装置供给的工作油的流量改变。另外,由于液压泵由发动机驱动,因此通过改变发动机转速也能改变工作油的流量。因此,操作人员通过操作工作装置操作部件和油门操作部件,能够调整工作装置的速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2004-144254号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使工作装置的速度增大的情况下,例如,操作人员将工作装置操纵杆大幅度地放倒,并且踩下油门踏板。由此,使工作装置控制阀的开口面积增大,并且使发动机转速增大,从而能够使工作装置的速度上升。但是,由于来自发动机的驱动力还分配给行驶装置,因此若发动机转速上升,则车速也上升。因此,操作人员通过操作制动踏板等制动操作部件,来抑制车速的增大,同时调整工作装置的速度。
这样,操作人员通过同时操作工作装置操作部件、油门操作部件和制动操作部件,来调整工作装置的速度和车速。但是,这样的复合性操作是需要高超的技术的,并不容易。
本发明的技术问题在于提供一种能够以容易的操作调整工作装置的速度和车速的作业车辆及其控制方法。
用于解决技术问题的手段
本发明一方式的作业车辆具备发动机、液压泵、工作装置、行驶装置、油门操作部件、工作装置操作部件和控制部。液压泵由发动机驱动。工作装置由从液压泵排出的工作油驱动。行驶装置由发动机驱动。油门操作部件是用于改变发动机转速的部件。工作装置操作部件是用于操作工作装置的部件。在工作装置操作部件的操作量增大时,控制部通过使发动机转速增大,来使工作装置的速度增大。
在本方式的作业车辆中,若操作人员操作工作装置操作部件,则通过控制部使发动机转速自动地增大。因此,操作人员能够不通过油门操作部件的操作,而是通过工作装置操作部件的操作来调整工作装置的速度。由此,能够以容易的操作调整工作装置的速度和车速。
优选的是,作业车辆还具备动力传递装置。动力传递装置具有输入轴、输出轴和马达,将来自发动机的驱动力传递至行驶装置。动力传递装置构成为通过使马达的转速变化,来使输出轴相对于输入轴的转速比变化。控制部通过控制马达的输出转矩,来控制车辆的牵引力。
在该情况下,即使为了使工作装置的速度增大而使发动机转速增大,控制部也能够通过控制马达的输出转矩来抑制车辆牵引力增大。因此,操作人员不进行用于抑制车速增大的操作,就能够通过工作装置操作部件的操作来调整工作装置的速度。由此,能够以更容易的操作调整工作装置的速度和车速。
优选的是,控制部基于油门操作部件的操作量决定作为行驶装置中的目标牵引力的要求牵引力,并且以使车辆的牵引力变为要求牵引力的方式控制马达的输出转矩。在该情况下,即使为了使工作装置的速度增大而使发动机转速增大,也能够根据油门操作部件的操作量调整车速。
优选的是,在工作装置操作部件的操作量在规定操作量以下时,控制部使液压泵的排出容量根据工作装置操作部件的操作量的增大而增大。在工作装置操作部件的操作量是规定操作量时,液压泵的排出容量变为最大容量。在工作装置操作部件的操作量比规定操作量大时,控制部使发动机转速根据工作装置操作部件的操作量的增大而增大。
注意,在本说明书中,容量是指液压泵每旋转一周所排出的工作油的量。另外,流量是指液压泵单位时间内排出的工作油的量。
在该情况下,在液压泵的排出容量变为最大容量之前,通过控制液压泵的排出容量来抑制工作装置的速度。并且,在液压泵的排出容量达到最大容量时,利用发动机转速进行工作装置的速度控制。由此,能够提高燃料效率。
优选的是,控制部具有存储部,该存储部存储规定工作装置操作部件的操作量与对液压泵的要求流量的关系的要求流量信息。控制部参照要求流量信息,决定与工作装置操作部件的操作量对应的要求流量。控制部基于要求流量和液压泵的排出容量,决定发动机转速。在该情况下,能够决定发动机转速,以得到与工作装置操作部件的操作量对应的工作装置的速度。
优选的是,作业车辆还具备工作装置控制阀和容量控制装置。工作装置控制阀控制向工作装置供给的液压。容量控制装置包括感载阀,以使液压泵的排出压与工作装置控制阀的出口液压的压差变为规定值的方式控制液压泵的排出容量。在利用具有感载阀的容量控制装置控制液压泵的排出容量的情况下,需要对工作装置控制阀的压差进行补偿。如上所述,控制部基于要求流量和液压泵的排出容量,决定发动机转速,由此能够考虑要求流量和用于补偿工作装置控制阀的压差的输出增加量来决定发动机转速。
优选的是,控制部在使发动机转速根据工作装置操作部件的操作量的增大而增大时,使要求牵引力降低为比基于油门操作部件的操作量决定的值低。在该情况下,能够实现接近以往的作业车辆的动作。即,在以往的作业车辆中,若操作人员为了使工作装置的速度增大而操作工作装置操作部件,则分配给液压泵的驱动力将增大,由此将导致分配给行驶装置的驱动力降低。因此,若操作人员操作工作装置操作部件,则在车辆中将表现出牵引力减小这样的动作。在本实施方式的作业车辆中,通过实现这样的接近以往的作业车辆的动作,能够抑制给操作人员带来的不舒适感。
优选的是,控制部使要求以牵引力降低为比操作工作装置操作部件之前低的方式使牵引力降低。在该情况下,能够通过实现接近以往的作业车辆的动作,抑制给操作人员带来的不舒适感。
优选的是,动力传递装置具有行星齿轮机构。优选的是,控制部以无论工作装置操作部件的操作量如何都维持牵引力的方式使要求牵引力降低。在具备行星齿轮机构的作业车辆中,若发动机转速增大,则牵引力有时由于与发动机连接着的行星齿轮机构的惯性而稍稍增大。因此,若通过控制发动机转速来进行工作装置的速度控制,由此使发动机转速增大,则与不进行该速度控制的情况相比,牵引力增大。这样的牵引力增大有可能给操作人员带来不舒适感。
于是,通过以无论工作装置操作部件的操作如何都维持牵引力的方式使要求牵引力降低,由此,即使通过控制发动机转速而进行工作装置的速度控制,牵引力也被维持在对工作装置操作部件进行操作之前的大小。其结果为,能够抑制给操作人员带来的不舒适感。
优选的是,控制部通过使要求牵引力乘以规定的削减率,来使要求牵引力降低。在该情况下,能够容易地降低要求牵引力。
本发明其他方式的作业车辆的控制方法是具备发动机、液压泵、工作装置、行驶装置、油门操作部件和工作装置操作部件的作业车辆的控制方法。液压泵由发动机驱动。工作装置由从液压泵排出的工作油驱动。行驶装置由发动机驱动。油门操作部件是用于改变发动机转速的部件。工作装置操作部件是用于操作工作装置的部件。本方式的控制方法具备在工作装置操作部件的操作量增大时,通过使发动机转速增大来使工作装置的速度增大的步骤。
在本方式的作业车辆的控制方法中,若操作人员操作工作装置操作部件,则发动机转速自动地增大。因此,操作人员能够不通过油门操作部件的操作,而是通过工作装置操作部件的操作来调整工作装置的速度。由此,能够以容易的操作调整工作装置的速度和车速。
发明效果
在本发明的作业车辆及其控制方法中,能够以容易的操作调整工作装置的速度和车速。
附图说明
图1是实施方式的作业车辆的侧视图。
图2是表示作业车辆的结构的示意图。
图3是表示动力传递装置的结构的示意图。
图4是表示第一马达及第二马达的转速相对于车速的变化的图。
图5是表示对马达的指令转矩的决定处理的框图。
图6是表示传动要求决定部进行的处理的框图。
图7是表示要求节流决定部进行的处理的框图。
图8是表示工作装置操作量和工作装置泵的排出流量的关系的曲线图。
图9是表示工作装置的速度控制中的参数变化的时序图。
图10是表示其他实施方式的工作装置的速度控制中的参数变化的时序图。
图11是表示第一变形例的动力传递装置的示意图。
图12是表示第二变形例的动力传递装置的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的实施方式的作业车辆1的侧视图。如图1所示,作业车辆1具有车体架2、工作装置3、行驶轮4、5和驾驶室6。作业车辆1是轮式装载机,通过驱动行驶轮4、5旋转来行驶。作业车辆1能够使用工作装置3进行挖掘等作业。
在车体架2上安装有工作装置3及行驶轮4、5。工作装置3由来自后述工作装置泵23(参照图2)的工作油驱动。工作装置3具有大臂11和铲斗12。大臂11安装于车体架2。工作装置3具有提升缸13和铲斗缸14。提升缸13和铲斗缸14是液压缸。提升缸13的一端安装于车体架2。提升缸13的另一端安装于大臂11。提升缸13利用来自工作装置泵23的工作油进行伸缩,由此大臂11上下转动。铲斗12安装于大臂11的前端。铲斗缸14的一端安装于车体架2。铲斗缸14的另一端经由双臂曲柄15安装于铲斗12。铲斗缸14利用来自工作装置泵23的工作油进行伸缩,由此铲斗12上下转动。
在车体架2上安装有驾驶室6。驾驶室6载置在车体架2上。在驾驶室6内,配置有供操作人员落座的座椅和后述操作装置等。车体架2具有前架16和后架17。前架16和后架17被安装成彼此能够向左右方向摆动。
作业车辆1具有转向缸18。转向缸18安装于前架16和后架17。转向缸18是液压缸。转向缸18利用来自后述转向泵30的工作油进行伸缩,由此使作业车辆1的行进方向向左右改变。
图2是表示作业车辆1的结构的示意图。如图2所示,作业车辆1具有发动机21、动力取出装置22(以下,称作“PTO22”)、动力传递装置24、行驶装置25、操作装置26、控制部27等。
发动机21例如是柴油发动机。发动机21的输出是通过调整向发动机21的汽缸内喷射的燃料量而被控制的。燃料量的调整是通过控制部27对安装于发动机21的燃料喷射装置28进行控制来进行的。作业车辆1具备发动机转速检测部31。发动机转速检测部31对发动机转速进行检测,并向控制部27发送表示发动机转速的检测信号。
作业车辆1具有工作装置泵23、转向泵30和传动泵29。工作装置泵23、转向泵30和传动泵29是液压泵。PTO22(PowerTakeOff:动力输出)向这些液压泵23、30、29传递来自发动机21的驱动力的一部分。即,PTO22向这些液压泵23、30、29和动力传递装置24分配来自发动机21的驱动力。
工作装置泵23由来自发动机21的驱动力驱动。从工作装置泵23排出的工作油经由工作装置控制阀41被供给至上述提升缸13和铲斗缸14。作业车辆1具有工作装置泵压检测部32。工作装置泵压检测部32对来自工作装置泵23的工作油的排出压(以下,称作“工作装置泵压”)进行检测,并向控制部27发送表示工作装置泵压的检测信号。
工作装置泵23是可变容量型的液压泵。通过改变工作装置泵23的斜盘或斜轴的倾转角,来改变工作装置泵23的排出容量。在工作装置泵23上连接有第一容量控制装置42。第一容量控制装置42由控制部27控制,改变工作装置泵23的倾转角。由此,利用控制部27控制工作装置泵23的排出容量。作业车辆1具备第一倾转角检测部33。第一倾转角检测部33检测工作装置泵23的倾转角,并向控制部27发送表示倾转角的检测信号。
注意,第一容量控制装置42具有感载阀46(以下,称作“LS阀46”)。LS阀以使工作装置泵23的排出压与工作装置控制阀41的出口液压的压差变为规定值的方式,控制作业机泵23的排出容量。详细而言,对提升缸13产生的出口液压和对铲斗缸14产生的出口液压中的最大出口液压被输入至LS阀。LS阀以使工作装置泵23的排出压与最大出口液压的压差变为规定值的方式,控制作业机泵23的排出容量。
转向泵30由来自发动机21的驱动力驱动。从转向泵30排出的工作油经由转向控制阀43被供给至上述转向缸18。作业车辆1具备转向泵压检测部34。转向泵压检测部34对来自转向泵30的工作油的排出压(以下,称作“转向泵压”)进行检测,并向控制部27发送表示转向泵压的检测信号。
转向泵30是可变容量型的液压泵。通过改变转向泵30的斜盘或斜轴的倾转角,来改变转向泵30的排出容量。在转向泵30上连接有第二容量控制装置44。第二容量控制装置44由控制部27控制,改变转向泵30的倾转角。由此,利用控制部27控制转向泵30的排出容量。作业车辆1具有第二倾转角检测部35。第二倾转角检测部35对转向泵30的倾转角进行检测,并向控制部27发送表示倾转角的检测信号。
传动泵29由来自发动机21的驱动力驱动。传动泵29是固定容量型的液压泵。从传动泵29排出的工作油经由后述离合器控制阀VF、VR、VL、VH被供给至动力传递装置24的离合器CF、CR、CL、CH。
PPTO22将来自发动机21的驱动力的一部分传递至动力传递装置24。动力传递装置24将来自发动机21的驱动力传递至行驶装置25。动力传递装置24对来自发动机21的驱动力进行变速并将其输出。对于动力传递装置24的结构,将在后面详细进行说明。
行驶装置25具有车轴45和行驶轮4、5。车轴45将来自动力传递装置24的驱动力传递至行驶轮4、5。由此,行驶轮4、5旋转。作业车辆1具备车速检测部37。输出转速检测部37对动力传递装置24的输出轴63的转速(以下,称作“输出转速”)进行检测。输出转速与车速是对应的,因此,输出转速检测部37通过检测输出转速来检测车速。另外,车速检测部37对输出轴63的旋转方向进行检测。输出轴63的旋转方向与作业车辆1的行进方向是对应的,因此,车速检测部37作为通过检测输出轴63的旋转方向来检测作业车辆1的行进方向的行进方向检测部发挥功能。车速检测部37将表示输出转速及旋转方向的检测信号发送至控制部27。
操作装置26由操作人员操作。操作装置26具有油门操作装置51、工作装置操作装置52、变速操作装置53、前进后退操作装置54(以下,“FR操作装置54”)、转向操作装置57和制动操作装置58。
油门操作装置51具有油门操作部件51a和油门操作检测部51b。为了设定发动机21的目标转速而操作油门操作部件51a。通过操作油门操作部件51a,来改变发动机21的转速。油门操作检测部51b对油门操作装置51a的操作量(以下,称作“油门操作量”)进行检测。油门操作检测部51b向控制部27发送表示油门操作量的检测信号。
工作装置操作装置52具有工作装置操作部件52a和工作装置操作检测部52b。为了使工作装置3动作而操作工作装置操作部件52a。工作装置操作检测部52b对工作装置操作部件52a的位置进行检测。工作装置操作检测部52b将表示工作装置操作部件52a的位置的检测信号输出至控制部27。工作装置操作检测部52b通过检测工作装置操作部件52a的位置,来检测工作装置操作部件52a的操作量(以下,称作“工作装置操作量”)。
变速操作装置53具有变速操作部件53a和变速操作检测部53b。操作人员能够通过操作变速操作部件53a来选择动力传递装置24的速度范围。变速操作检测部53b对变速操作部件53a的位置进行检测。变速操作部件53a的位置与例如1速及2速等多个速度范围对应。变速操作检测部53b将表示变速操作部件53a的位置的检测信号输出至控制部27。
FR操作装置54具有前进后退操作部件54a(以下,“FR操作部件54a”)和前进后退位置检测部54b(以下,“FR位置检测部54b”)。操作人员能够通过操作FR操作部件54a,切换作业车辆1的前进和后退。FR操作部件54a被选择性地切换至前进位置(F)、中立位置(N)和后退位置(R)。FR位置检测部54b检测FR操作部件54a的位置。FR位置检测部54b将表示FR操作部件54a的位置的检测信号输出至控制部27。
转向操作装置57具有转向操作部件57a。转向操作装置57通过基于转向操作部件57a的操作向转向控制阀43供给先导液压,来驱动转向控制阀43。注意,转向操作装置57也可以将转向操作部件57a的操作转换成电信号来驱动转向控制阀43。操作人员能够通过操作转向操作部件57a,向左右改变作业车辆1的行进方向。
制动操作装置58具有制动操作部件58a和制动操作检测部58b。操作人员能够通过操作制动操作部件58a,来操作作业车辆1的制动力。制动操作检测部58b检测制动操作部件58a的操作量(以下,称作“制动操作量”)。制动操作检测部58b将表示制动操作量的检测信号输出至控制部27。注意,作为制动操作量,也可以使用制动油的压力。
控制部27具有CPU等运算装置和RAM及ROM等存储器,进行用于控制作业车辆1的处理。另外,控制部具有存储部56。存储部56存储有用于控制作业车辆1的程序及数据。
控制部27将表示指令节流值的指令信号发送至燃料喷射装置28,以得到与油门操作量对应的发动机21的目标转速。对于控制部27对发动机21的控制,将在后面详细进行说明。
控制部27通过基于来自工作装置操作检测部52b的检测信号控制工作装置控制阀41,来控制向液压缸13、14供给的液压。由此,液压缸13、14伸缩,工作装置3动作。
详细而言,存储部56存储有规定工作装置操作量与对工作装置控制阀41的指令电流值之间的关系的工作装置控制阀指令值信息。例如,工作装置控制阀指令值信息是规定工作装置操作量与对工作装置控制阀41的指令电流值之间的关系的映射图。工作装置控制阀指令值信息也可以是图表或算式等与映射图不同的形态。根据指令电流值决定工作装置控制阀41的开口面积。工作装置控制阀指令值信息以工作装置操作量越增大则工作装置控制阀41的开口面积越增大的方式规定指令电流值。控制部27参照工作装置控制阀指令值信息,根据工作装置操作量决定对工作装置控制阀41的指令电流值。
另外,控制部27基于来自各检测部的检测信号,控制动力传递装置24。对于控制部27对动力传递装置24的控制,将在后面详细进行说明。
接下来,对动力传递装置24的结构详细进行说明。图3是表示动力传递装置24的结构的示意图。如图3所示,动力传递装置24具有输入轴61、齿轮机构62、输出轴63、第一马达MG1、第二马达MG2和电容器64。输入轴61与上述PTO22连接。经由PTO22向输入轴61输入来自发动机21的旋转。齿轮机构62将输入轴61的旋转传递至输出轴63。输出轴63与上述行驶装置25连接,将来自齿轮机构62的旋转传递至上述行驶装置25。
齿轮机构62是传递来自发动机21的驱动力的机构。齿轮机构62构成为根据马达MG1、MG2的转速的变化,使输出轴63相对于输入轴61的转速比变化。齿轮机构62具有FR切换机构65和变速机构66。
FR切换机构65具有前进用离合器CF(以下,称作“F离合器CF”)、后退用离合器CR(以下,称作“R离合器CR”)和未图示的各种齿轮。F离合器CF和R离合器CR是液压式离合器,向各离合器CF、CR供给来自传动泵29的工作油。向F离合器CF的工作油是由F离合器控制阀VF控制的。向R离合器CR的工作油是由R离合器控制阀VR控制的。各离合器控制阀VF、VR是由来自控制部27的指令信号控制的。
通过切换F离合器CF的连接/切断和R离合器CR的连接/切断,来切换从FR切换机构65输出的旋转的方向。详细而言,在车辆前进时,F离合器CF连接,R离合器CR切断。在车辆后退时,F离合器CF切断,R离合器CR连接。
变速机构66具有传动轴67、第一行星齿轮机构68、第二行星齿轮机构69、Hi/Lo切换机构70和输出齿轮71。传动轴67与FR切换机构65连结。第一行星齿轮机构68及第二行星齿轮机构69与传动轴67同轴地配置。
第一行星齿轮机构68具有第一太阳轮S1、多个第一行星轮P1、支承多个第一行星轮P1的第一行星架C1和第一齿圈R1。第一太阳轮S1与传动轴67连结。多个第一行星轮P1与第一太阳轮S1啮合,并能够旋转地支承于第一行星架C1。在第一行星架C1的外周部,设有第一行星架齿轮Gc1。第一齿圈R1啮合于多个行星轮P1并且能够旋转。在第一齿圈R1的外周,设有第一齿圈外周齿轮Gr1。
第二行星齿轮机构69具有第二太阳轮S2、多个第二行星轮P2、支承多个第二行星轮P2的第二行星架C2和第二齿圈R2。第二太阳轮S2与第一行星架C1连结。多个第二行星轮P2与第二太阳轮S2啮合,并能够旋转地支承于第二行星架C2。第二齿圈R2啮合于多个第二行星轮P2并且能够旋转。在第二齿圈R2的外周设有第二齿圈外周齿轮Gr2。第二齿圈外周齿轮Gr2啮合于输出齿轮71,第二齿圈R2的旋转经由输出齿轮71输出至输出轴63。
Hi/Lo切换机构70是用于将动力传递装置24中的驱动力传递路径在车速高的高速模式(Hi模式)和车速低的低速模式(Lo模式)之间切换的机构。该Hi/Lo切换机构70具有在Hi模式时连接的H离合器CH和在Lo模式时连接的L离合器CL。H离合器CH将第一齿圈R1和第二行星架C2连接或者切断。另外,L离合器CL将第二行星架C2和固定端72连接或者切断,禁止或者允许第二行星架C2的旋转。
注意,各离合器CH、CL是液压式离合器,向各离合器CH、CL分别供给来自传动泵29的工作油。向H离合器CH的工作油是由H离合器控制阀VH控制的。向L离合器CL的工作油是由L离合器控制阀VL控制的。各离合器控制阀VH、VL是由来自控制部27的指令信号控制的。
第一马达MG1及第二马达MG2作为利用电能产生驱动力的驱动马达发挥功能。另外,第一马达MG1及第二马达MG2也作为使用被输入的驱动力产生电能的发电机发挥功能。在从控制部27发出了指令信号以使与旋转方向相反的方向的转矩作用于第一马达MG1的情况下,第一马达MG1作为发电机发挥功能。在第一马达MG1的输出轴上固定有第一马达齿轮Gm1,第一马达齿轮Gm1啮合于第一行星架齿轮Gc1。另外,在第一马达MG1上连接有第一变换器I1,从控制部27向该第一变换器I1发出用于控制第一马达MG1的马达转矩的指令信号。
第二马达MG2是与第一马达MG1相同的结构。在第二马达MG2的输出轴上固定有第二马达齿轮Gm2,第二马达齿轮Gm2啮合于第一齿圈外周齿轮Gr1。另外,在第二马达MG2上连接有第二变换器I2,从控制部27向该第二变换器I2发出用于控制第二马达MG2的马达转矩的指令信号。
电容器64作为储存由马达MG1、MG2产生的能量的能量储存部发挥功能。即,在各马达MG1、MG2的合计发电量多时,电容器64储存由各马达MG1、MG2发电产生的电能。另外,在各马达MG1、MG2的合计耗电量多时,电容器64释放电能。即,各马达MG1、MG2由储存于电容器64的电能驱动。或者,还能够利用存储于电容器64的电能,驱动各马达MG1、MG2。注意,也可以代替电容器而使用电池。
控制部27接收来自各种检测部的检测信号,并将表示对马达MG1、MG2的指令转矩的指令信号提供给各转换器I1、I2。注意,控制部27也可以输出马达MG1、MG2的转速指令。在该情况下,变换器I1、I2计算出与转速指令对应的指令转矩,并控制马达MG1、MG2。另外,控制部27将用于控制各离合器CF、CR、CH、CL的离合器液压的指令信号提供给各离合器控制阀VF、VR、VH、VL。由此,使动力传递装置24的变速比及输出转矩得到控制。以下,对动力传递装置24的动作进行说明。
在此,使用图4,对车速在发动机21的转速被保持为一定的状态下从0向前进侧加速的情况下的动力传递装置24的概略动作进行说明。图4是表示相对于车速的各马达MG1、MG2的转速的图。在发动机21的转速一定的情况下,车速根据动力传递装置24的速度比而变化。转速比是输出轴63的转速相对于输入轴61的转速的比。因此,在图4中,车速的变化与动力传递装置24的转速比的变化一致。即,图4表示各马达MG1、MG2的转速与动力传递装置24的转速比之间的关系。在图4中,实线表示第一马达MG1的转速,虚线表示第二马达MG2的转速。
在车速为0以上且V1以下的区域,L离合器CL连接,H离合器CH切断(Lo模式)。在该Lo模式下,H离合器CH切断,因此第二行星架C2与第一齿圈R1切断。另外,L离合器CL连接,因此第二行星架C2固定。
在Lo模式下,来自发动机21的驱动力经由传动轴67输入至第一太阳轮S1,该驱动力从第一行星架C1输出至第二太阳轮S2。另一方面,输入至第一太阳轮S1的驱动力从第一行星轮P1传递至第一齿圈R1,并经由第一齿圈外周齿轮Gr1及第二马达齿轮Gm2输出至第二马达MG2。第二马达MG2在Lo模式下主要作为发电机发挥功能,并且由第二马达MG2发电产生的电能的一部分储存于电容器64。另外,由第二马达MG2发电产生的电能的一部分在第一马达MG1的驱动被消耗。
另外,在Lo模式下,第一马达MG1主要作为电动马达发挥功能。第一马达MG1的驱动力以第一马达齿轮Gm1→第一行星架齿轮Gc1→第一行星架C1→的路径输出至第二太阳轮S2。如上所述地输入至第二太阳轮S2的驱动力以第二行星轮P2→第二齿圈R2→第二齿圈外周齿轮Gr2→输出齿轮71的路径传递至输出轴63。
在车速超过V1的区域,H离合器CH连接,L离合器CL切断(Hi模式)。在该Hi模式下,H离合器CH连接,因此第二行星架C2与第一齿圈R1连接。另外,L离合器CL切断,因此第二行星架C2被切断。因此,第一齿圈R1与第二行星架C2的转速一致。
在Hi模式下,来自发动机21的驱动力输入至第一太阳轮S1,该驱动力从第一行星架C1输出至第二太阳轮S2。另外,输入至第一太阳轮S1的驱动力从第一行星架C1经由第一行星架齿轮Gc1及第一马达齿轮Gm1输出至第一马达MG1。在该Hi模式下,第一马达MG1主要作为发电机发挥功能,因此由该第一马达MG1发电产生的电能的一部分储存于电容器64。另外,由第一马达MG1发电产生的电能的一部分在第二马达MG2的驱动被消耗。
另外,第二马达MG2的驱动力以第二马达齿轮Gm2→第一齿圈外周齿轮Gr1→第一齿圈R1→H离合器CH的路径输出至第二行星架C2。以如上方式输出至第二太阳轮S2的驱动力经由第二行星轮P2输出至第二齿圈R2,并且输出至第二行星架C2的驱动力经由第二行星轮P2输出至第二齿圈R2。这样一来,在第二齿圈R2中合并了的驱动力经由第二齿圈外周齿轮Gr2及输出齿轮71传递至输出轴63。
注意,以上是前进驱动时的说明,在后退驱动时也是相同的动作。另外,在制动时,第一马达MG1和第二马达MG2的作为发电机及马达的作用与上述相反。
接下来,说明控制部27对动力传递装置24的控制。控制部27通过控制第一马达MG1及第二马达MG2的马达转矩,来控制动力传递装置24的输出转矩。即,控制部27通过控制第一马达MG1及第二马达MG2的马达转矩,来控制作业车辆1的牵引力。以下,说明对第一马达MG1及第二马达MG2的马达转矩的指令值(以下,称作“指令转矩”)的决定方法。
图5是表示由控制部27执行的处理的控制框图。如图5所示,控制部27具有传动要求决定部84、能量管理要求决定部85和工作装置要求决定部86。
传动要求决定部84基于油门操作量Aac和输出转速Nout,决定要求牵引力Tout。详细而言,传动要求决定部84基于存储于存储部56的要求牵引力特性信息D1,根据输出转速Nout决定要求牵引力Tout。要求牵引力特性信息D1是表示要求牵引力特性的数据,其中,要求牵引力特性规定输出转速Nout与要求牵引力Tout的关系。
详细而言,如图6所示,存储部56存储有表示成为基准的要求牵引力特性的数据Lout1(以下,称作“基准牵引力特性Lout1”)。基准牵引力特性Lout1是油门操作量Aac为最大值即100%时的要求牵引力特性。基准牵引力特性Lout1是根据由变速操作部件53a选择的速度范围而定的。传动要求决定部84通过使基准牵引力特性Lout1乘以牵引力比率FWR和车速比率VR,来决定当前的要求牵引力特性Lout2。
存储部56存储有牵引力比率信息D2和车速比率信息D3。牵引力比率信息D2规定相对于油门操作量Aac的牵引力比率FWR。车速比率信息D3规定相对于油门操作量Aac的车速比率VR。传动要求决定部84根据油门操作量Aac决定牵引力比率FWR和车速比率VR。传动要求决定部84通过相对于基准牵引力特性Lout1,在表示要求牵引力的纵轴方向上乘以牵引力比率FWR,并在表示输出转速Nout的横轴方向上乘以车速比率VR,来决定与油门操作量Aac对应的当前的要求牵引力特性信息Lout2。
牵引力比率信息D2规定油门操作量Aac越变大则越变大的牵引力比率FWR。车速比率信息D3规定油门操作量Aac越变大则越变大的车速比率VR。其中,油门操作量Aac为0时的牵引力比率FWR大于0。同样,油门操作量Aac为0时的车速比率VR大于0。因此,即使在不进行油门操作部件51a的操作时,要求牵引力Tout也是大于0的值。即,即使在不进行油门操作部件51a的操作时,也从动力传递装置24输出牵引力。由此,可在EMT式的动力传递装置24中实现与转矩变换式的变速装置中发生的蠕变相同的动作。
注意,要求牵引力特性信息D1规定了根据输出转速Nout的减小而增大的要求牵引力Tout。另外,若操作了上述变速操作部件53a,则传动要求决定部84以与由变速操作部件53a选择的速度范围对应的方式相应地改变要求牵引力特性。例如,若利用变速操作部件53a进行了降档,则如图6所示,要求牵引力特性信息从Lout2改变为Lout2’。由此,输出转速Nout的上限值降低。即,车速的上限值降低。
另外,要求牵引力特性信息D1针对规定速度以上的输出转速Nout,规定了负值的要求牵引力Tout。因此,在输出转速Nout比输出转速的在被选择的速度范围内的上限值大时,要求牵引力Tout被决定为负值。在要求牵引力Tout为负值时,产生制动力。由此,可在EMT式的动力传递装置24中实现与在转矩变换式的变速装置中发生的发动机制动相同的动作。
图5所示的能量管理要求决定部85基于电容器64中的电能的剩余量决定能量管理要求马力Hem。能量管理要求马力Hem是为了对电容器64进行充电而动力传递装置24所需要的马力。例如,能量管理要求决定部85根据电容器64的电压Vca决定当前的电容器充电量。当前的电容器充电量越变少,能量管理要求决定部85越增大能量管理要求马力Hem。
工作装置要求决定部86基于工作装置泵压Pwp和工作装置操作部件52a的操作量Awo(以下,称作“工作装置操作量Awo”)决定工作装置要求马力Hpto。在本实施方式中,工作装置要求马力Hpto是分配给工作装置泵23的马力。不过,工作装置要求马力Hpto也可以包括分配给转向泵30和/或传动泵29的马力。
详细而言,工作装置要求决定部86基于要求流量信息D4,根据工作装置操作量Awo决定工作装置泵23的要求流量Qdm。要求流量信息D4存储于存储部56,规定要求流量Qdm与工作装置操作量Awo的关系。要求流量信息D4规定要求流量Qdm与工作装置操作量Awo的工作装置操作量Awo越增大则要求流量Qdm越增大这样的关系。工作装置要求决定部86根据要求流量Qdm和工作装置泵压Pwp决定工作装置要求马力Hpto。
另外,工作装置要求决定部86基于要求流量Qdm和工作装置泵23的排出容量,决定工作装置要求发动机转速Nedm。详细而言,工作装置要求决定部86通过使要求流量Qdm除以工作装置泵23的排出容量,来决定工作装置要求泵转速。并且,工作装置要求决定部86考虑发动机21与工作装置泵23之间的旋转要素的齿数及传递效率等因素,根据工作装置要求泵转速决定工作装置要求泵转速Nedm。
控制部27具有目标输出轴转矩决定部82、目标输入轴转矩决定部81和指令转矩决定部83。
目标输出轴转矩决定部82决定目标输出轴转矩To_ref。目标输出轴转矩To_ref是从动力传递装置24输出的转矩的目标值。目标输出轴转矩决定部82基于由传动要求决定部84决定的要求牵引力Tout,决定目标输出轴转矩To_ref。即,以从动力传递装置24输出的牵引力符合由要求牵引力特性信息D1规定的要求牵引力特性的方式决定目标输出轴转矩To_ref。详细而言,通过使要求牵引力Tout乘以规定的分配率,来决定目标输出轴转矩To_ref。规定的分配率例如被设定为工作装置要求马力Hpto、传动要求马力Htm和能量管理要求马力Hem的合计值不超过来自发动机21的输出马力。
目标输入轴转矩决定部81决定目标输入轴转矩Te_ref。目标输入轴转矩Te_ref是输入至动力传递装置24的转矩的目标值。目标输入轴转矩决定部81基于传动要求马力Htm和能量管理要求马力Hem,决定目标输入轴转矩Te_ref。详细而言,目标输入轴转矩决定部81通过算出传动要求马力Htm乘以规定的分配率而得到的值与能量管理要求马力Hem的合计值,再乘以发动机转速,来算出目标输入轴转矩Te_ref。注意,传动要求马力Htm是通过使上述要求牵引力Tout乘以当前的输出转速Nout而算出的。
指令转矩决定部83根据目标输入轴转矩Te_ref和目标输出轴转矩To_ref利用转矩平衡信息决定对马达MG1、MG2的指令转矩Tm1_ref、Tm2_ref。转矩平衡信息规定目标输入轴转矩Te_ref与目标输出轴转矩To_ref的关系以满足动力传递装置24中的转矩的平衡。转矩平衡信息存储于存储部56。
如上所述,在Lo模式和Hi模式下,动力传递装置24中的驱动力的传递路径不同。因此,指令转矩决定部83在Lo模式和Hi模式下使用不同的转矩平衡信息决定对马达MG1、MG2的指令转矩Tm1_ref、Tm2_ref。详细而言,指令转矩决定部83使用以下的数学式1所示的第一转矩平衡信息决定Lo模式下的对马达MG1、MG2的指令转矩Tm1_Low、Tm2_Low。在本实施方式中,第一转矩平衡信息是动力传递装置24中的转矩的平衡的式子。
[数学式1]
Ts1_Low=Te_ref*r_fr
Tc1_Low=Ts1_Low*(-1)*((Zr1/Zs1)+1)
Tr2_Low=To_ref*(Zod/Zo)
Ts2_Low=Tr2_Low*(Zs2/Zr2)
Tcp1_Low=Tc1_Low+Ts2_Low
Tm1_Low=Tcp1_Low*(-1)*(Zp1/Zp1d)
Tr1_Low=Ts1_Low*(Zr1/Zs1)
Tm2_Low=Tr1_Low*(-1)*(Zp2/Zp2d)
另外,指令转矩决定部83使用以下的数学式2所示的第二转矩平衡信息决定Hi模式下的对马达MG1、MG2的指令转矩Tm1_Hi、Tm2_Hi。在本实施方式中,第二转矩平衡信息是动力传递装置24中的转矩的平衡的式子。
[数学式2]
Ts1_Hi=Te_ref*r_fr
Tc1_Hi=Ts1_Hi*(-1)*((Zr1/Zs1)+1)
Tr2_Hi=To_ref*(Zod/Zo)
Ts2_Hi=Tr2_Hi*(Zs2/Zr2)
Tcp1_Hi=Tc1_Hi+Ts2_Hi
Tm1_Hi=Tcp1_Hi*(-1)*(Zp1/Zp1d)
Tr1_Hi=Ts1_Hi*(Zr1/Zs1)
Tc2_Hi=Tr2_Hi*(-1)*((Zs2/Zr2)+1)
Tcp2_Hi=Tr1_Hi+Tc2_Hi
Tm2_Hi=Tcp2_Hi*(-1)*(Zp2/Zp2d)
在此,各转矩平衡信息的参数的内容如以下的表1所示。
[表1]
接下来,说明控制部27对发动机21的控制。如上所述,控制部27通过将指令信号传送至燃料喷射装置28来控制发动机21。以下,说明对燃料喷射装置28的指令节流值的决定方法。控制部27具有发动机要求决定部87和要求节流决定部89。
发动机要求决定部87基于工作装置要求马力Hpto、传动要求马力Htm和能量管理要求马力Hem,决定发动机要求马力Hdm。详细而言,发动机要求决定部87通过算出工作装置要求马力Hpto、传动要求马力Htm和能量管理要求马力Hem的合计值,决定发动机要求马力Hdm。
要求节流决定部89根据发动机要求马力Hdm、油门操作量Aac和工作装置要求发动机转速Nedm,决定指令节流值Th_cm。详细而言,如图7所示,存储部56存储有发动机转矩线Let和匹配线Lma。发动机转矩线Let规定发动机21的输出转矩与发动机转速Ne的关系。发动机转矩线Let包括调节区域La和全负荷区域Lb。调节区域La根据指令节流值Th_cm而变化(参照图7的La’)。全负荷区域Lb包括额定点Pr和与额定点Pr相比更加位于发动机低转速侧的最大转矩点Pm。
匹配线Lma是用于根据发动机要求马力Hdm决定第一要求节流值Th_tm1的信息。匹配线Lma可以任意地设定,但在本实施方式中,匹配线Lma被设定为,在发动机转矩线Let的全负荷区域Lb内在与额定点Pr相比更加靠近最大转矩点Pm的位置通过。
要求节流决定部89以使发动机转矩线Let与匹配线Lma在发动机21的输出转矩变为与发动机要求马力Hdm相当的转矩的匹配点Pma1处相匹配的方式,决定第一要求节流值Th_tm1。即,匹配线Lma与相当于发动机要求马力Hdm的等马力线Lhdm的交点被设定为第一匹配点Pma1,要求节流决定部89以发动机转矩线Let的调节区域(参照La’)通过第一匹配点Pma1的方式,决定第一要求节流值Th_tm1。
要求节流决定部89将第一要求节流值Th_tm1和与油门操作量Aac相当的第二要求节流值Th_tm2中较小的一方决定为第三要求节流值Th_tm3。另外,在利用发动机转速进行工作装置3的后述速度控制的情况下,要求节流决定部89基于工作装置要求发动机转速Nedm决定第四要求节流值Th_tm4。详细而言,要求节流决定部89以发动机转矩线Let的调节区域(参照La”)在等马力线Lhdm上通过发动机转速变为工作装置要求发动机转速Nedm的点Pma2的方式,决定第四要求节流值Th_tm4。要求节流决定部89将第三要求节流值Th_tm3和第四要求节流值Th_tm4中的较大的一方决定为指令节流值Th_cm。注意,在不利用发动机转速进行工作装置3的后述速度控制的情况下,要求节流决定部89将第三要求节流值Th_tm3决定为指令节流值Th_cm。
接下来,对工作装置3的速度控制进行说明。图8是表示工作装置操作量与工作装置泵23的排出流量的关系的曲线图。工作装置泵23的排出流量越增大,工作装置3的速度越增大。因此,在图8中,工作装置泵23的排出流量的变化表示工作装置3的速度变化。注意,工作装置操作量与工作装置泵的排出流量的关系并非一定如图8所示地是线形,也可以改变。
如图8所示,控制部27使工作装置泵23的排出流量根据工作装置操作量的增大而增大。控制部27通过根据工作装置操作量决定对工作装置控制阀41的指令电流值,来控制工作装置控制阀41的开口面积。如上所述,第一容量控制装置42利用感载阀46以使工作装置泵23的排出压与工作装置控制阀41的出口液压的压差变为规定值的方式控制作业机泵23的排出容量。在图8中,在工作装置操作量为0以上且不足a1时,通过使工作装置泵23的排出容量根据工作装置操作量的增大而增大,来使工作装置泵23的排出流量增大。即,通过控制工作装置泵23的排出容量,来控制工作装置3的速度。
并且,若工作装置操作量达到a1,则工作装置泵23的排出容量变为最大容量。若工作装置操作量变为a1以上,则控制部27基于工作装置要求发动机转速Nedm,决定指令节流值Th_cm。即,在工作装置操作量为a1以上时,要求节流决定部89使发动机转速根据工作装置操作部件52a的操作量的增大而增大。由此,工作装置3的速度增大。注意,在工作装置操作量为a2以上时,排出流量恒定于上限值Qmax。
注意,在利用发动机转速进行工作装置3的以上那样的速度控制的情况下,传动要求决定部84使要求牵引力降低为比基于油门操作部件51a的操作量决定的值低。详细而言,如图6所示,传动要求决定部84通过使车速比率VR乘以规定的削减率,来降低要求牵引力。规定的削减率是比1小的值。规定的削减率被设定为根据工作装置操作量的增大而增大。或者,规定的削减率也可以是一定值。
图9是表示工作装置3的速度控制中的参数的变化的时序图。如图9(B)所示,油门操作量恒定于Aac1。如图9(A)所示,在工作装置操作量是0时(时刻0~t1),如图9(D)所示,工作装置3的速度是0。另外,如图9(C)所示,发动机转速恒定于Ne1,如图9(E)所示,牵引力恒定于F1。
若工作装置操作量从0开始增大,则在工作装置3的排出容量变为最大容量之前,通过排出容量的控制对工作装置3的速度进行控制。因此,发动机转速恒定于Ne1,但工作装置3的速度增大(时刻t1~t2)。此时,牵引力也恒定于F1。
若工作装置操作量进一步增大,使工作装置3的排出容量达到最大容量,则通过控制发动机转速,来控制工作装置3的速度(时刻t2~t3)。此时,工作装置操作量越增大,则发动机转速越增大,工作装置3的速度越增大。另外,工作装置操作量越增大,牵引力越降低。
并且,若工作装置操作量达到a2以上,则发动机转速恒定于Ne2。工作装置3的速度恒定于V1。牵引力恒定于F2。
本实施方式的作业车辆1具有以下特征。
若操作人员操作工作装置操作部件52a,则通过上述工作装置3的速度控制而发动机转速自动地增大。因此,操作人员能够不通过油门操作部件51a而通过工作装置操作部件52a的操作来调整工作装置3的速度。
另外,以作业车辆1的牵引力变为由要求牵引力特性确定的牵引力的方式,决定对马达MG1、MG2的指令转矩。因此,即使通过工作装置3的速度控制而使发动机转速增大,牵引力的增大也会被抑制。因此,操作人员不操作制动操作部件58a,就能够抑制车速的增大。如上所述,在本实施方式的作业车辆1中,能够以容易的操作调整工作装置3的速度和车速。
要求牵引力是基于油门操作量决定的。并且,以使作业车辆1的牵引力变为要求牵引力的方式,决定对马达MG1、MG2的指令转矩。因此,可输出与油门操作量对应的牵引力。因此,即使通过工作装置3的速度控制而使发动机转速增大,也能够根据油门操作量调整车速。
在工作装置泵23的排出容量变为最大容量之前,通过控制排出容量来控制工作装置3的速度。并且,在工作装置泵23的排出容量达到最大容量时,利用发动机转速进行工作装置3的速度控制。由此,能够提高燃烧效率。
注意,在作业车辆1以较高的发动机转速行驶的过程中对工作装置操作部件52a操作了规定量时的工作装置3的速度、与在作业车辆1以较低的发动机转速行驶的过程中对工作装置操作部件52a操作了与上述规定量相同的操作量时的工作装置3的速度是相同的。即,工作装置操作量与工作装置3的速度的关系无论发动机转速高低都是相同的。
在利用发动机转速进行工作装置3的速度控制时,要求牵引力被降低为比基于油门操作量决定的值低。由此,能够实现接近以往的作业车辆的动作。即,在以往的作业车辆中,若操作人员为了使工作装置3的速度增大而操作工作装置操作部件52a,则分配给工作装置泵23的驱动力增大,由此将导致分配给行驶装置25的驱动力降低。因此,若操作人员操作工作装置操作部件52a,则在车辆中将表现出牵引力减小这样的动作。在本实施方式的作业车辆1中,通过实现这样的接近以往的作业车辆的动作,能够抑制给操作人员带来的不舒适感。
本发明并不限定于以上的实施方式,不脱离本发明的范围就能够进行各种变形或修正。
本发明并不限于上述轮式装载机,也可以应用于推土机、拖拉机、叉车或机动平地机等其他种类的作业车辆。
本发明并不限于EMT,也可以应用于HMT等其他种类的变速装置。在该情况下,第一马达MG1作为液压马达及液压泵发挥功能。另外,第二马达MG2作为液压马达及液压泵发挥功能。第一马达MG1和第二马达MG2是可变容量型的泵/马达,通过利用控制部27控制斜盘或斜轴的倾转角来控制容量。并且,对第一马达MG1和第二马达MG2的容量进行控制,以输出与上述实施方式相同地算出的指令转矩Tm1_ref、Tm2_ref。
动力传递装置24的结构并不限于上述实施方式的结构。例如,两个行星齿轮机构68、69的各要素的连结、配置并不限定于上述实施方式的连结、配置。另外,动力传递装置24所具备的行星齿轮机构的数量并不限于两个。动力传递装置24也可以只具有一个行星齿轮机构。或者,动力传递装置24也可以具有三个以上的行星齿轮机构。
动力传递装置24的控制并不限于上述实施方式的控制。即,在上述实施方式中,以得到牵引力根据车速而连续地变化的规定的车速-牵引力特性的方式,决定目标输入轴转矩Te_ref和目标输出轴转矩To_ref。但是,目标输入轴转矩Te_ref和目标输出轴转矩To_ref可以任意地设定。
转矩平衡信息并不限于上述实施方式的转矩的平衡的形式。例如,转矩平衡信息也可以是表或映射图等形式。
工作装置泵并不限于一个,也可以具备两个以上的工作装置泵。在该情况下,上述排出容量为多个工作装置泵的排出容量的合计值。
在通过控制发动机转速进行工作装置3的速度控制的情况下,也可以不进行牵引力的降低。或者,牵引力的降低不限于使车速比率VR乘以规定的削减率的方法,也可以使用其他方法。
如上述实施方式所示,在具备行星齿轮机构的作业车辆中,若基于操纵杆操作而使发动机转速增大,则由于与发动机连接着的行星齿轮机构的惯性,在图10(E)中如虚线所示地,牵引力稍稍增大。因此,若通过如上所述地控制发动机转速来进行工作装置3的速度控制,由此使发动机转速增大,则与不进行该速度控制的情况相比,牵引力增大。这样的牵引力增大关系到作业车辆的行驶加速度的增加,从而作业车辆的车速增加。这样地通过操作工作装置操纵杆而使车速增加,有可能给操作人员带来不舒适感。
因此,在通过控制发动机转速来进行工作装置3的速度控制的情况下,也可以将上述削减率决定为,无论工作装置操作部件52a的操作如何都维持牵引力。在该情况下,即使发动机转速因上述控制而增大,要求牵引力也会以无论工作装置操作部件52a的操作量如何都维持牵引力的方式降低。由此,在图10(E)中如实线所示,牵引力维持在对工作装置操作部件52a进行操作之前的大小。其结果为,能够抑制给操作人员带来的不舒适感。
也可以在工作装置泵23的容量达到最大容量之前,通过控制发动机转速来进行工作装置3的速度控制。
动力传递装置并不限于使用如上所述的行星齿轮机构的所谓分立方式的装置,也可以采用其他方式的装置。例如,图11是表示第一变形例的动力传递装置124的示意图。图11所示的动力传递装置124是所谓串联方式的动力传递装置。在动力传递装置124中,发动机21仅用于第一马达MG1中的发电。第二马达MG2利用由第一马达MG1发电产生的电能驱动行驶装置。另外,第二马达MG2在减速等时再生能量来进行发电。
或者,动力传递装置并不限于如上所述的利用马达的所谓混合型的动力传递装置。例如,图12是表示第二变形例的动力传递装置324的示意图。动力传递装置324是所谓HST(HydroStaticTransmission:液压传动)方式的装置。动力传递装置324具有行驶用泵301和行驶用马达302。行驶用泵301由发动机21驱动。行驶用泵301是可变容量型的液压泵,泵容量控制装置303控制行驶用泵301的容量。行驶用马达302由从行驶用泵301排出的工作油驱动,从而驱动行驶装置。行驶用马达302是可变容量型的液压马达,马达容量控制装置304控制行驶用马达302的容量。并且,通过控制发动机转速、行驶用泵301的容量、行驶用马达302的容量等,来控制车速及牵引力。
注意,在图11、12中,对与上述实施方式相同的结构标注了相同的附图标记,并省略对这些结构的说明。
工业实用性
根据本发明,可以提供一种能够以容易的操作调整工作装置的速度的作业车辆及其控制方法。
附图标记说明
21…发动机;25…行驶装置;24…动力传递装置;61…输入轴;63…输出轴;27…控制部;3…工作装置;23…工作装置泵;52a…工作装置操作部件;51a…油门操作部件;MG1…第一马达;MG2…第二马达;56…存储部。
Claims (13)
1.一种作业车辆,其特征在于,具备:
发动机;
液压泵,其由所述发动机驱动;
工作装置,其由从所述液压泵排出的工作油驱动;
行驶装置,其由所述发动机驱动;
油门操作部件,其用于改变发动机转速;
工作装置操作部件,其用于操作所述工作装置;
控制部,在所述工作装置操作部件的操作量增大时,该控制部通过使所述发动机转速增大,来使所述工作装置的速度增大。
2.根据权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,还具备:
动力传递装置,其具有输入轴、输出轴和马达,将来自所述发动机的驱动力传递至所述行驶装置;
所述动力传递装置构成为,通过使所述马达的转速变化,来使所述输出轴相对于所述输入轴的转速比变化,
所述控制部通过控制所述马达的输出转矩,来控制车辆的牵引力。
3.根据权利要求2所述的作业车辆,其特征在于,
所述控制部基于所述油门操作部件的操作量决定作为所述行驶装置中的目标牵引力的要求牵引力,并且以使车辆的牵引力变为所述要求牵引力的方式控制所述马达的输出转矩。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业车辆,其特征在于,
在所述工作装置操作部件的操作量在规定操作量以下时,所述控制部使所述液压泵的排出容量根据所述工作装置操作部件的操作量的增大而增大,
在所述工作装置操作部件的操作量是所述规定操作量时,所述液压泵的排出容量变为最大容量,
在所述工作装置操作部件的操作量比所述规定操作量大时,所述控制部使所述发动机转速根据所述工作装置操作部件的操作量的增大而增大。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的作业车辆,其特征在于,
所述控制部具有存储部,该存储部存储规定所述工作装置操作部件的操作量与对所述液压泵的要求流量的关系的要求流量信息,
所述控制部参照所述要求流量信息,决定与所述工作装置操作部件的操作量对应的所述要求流量,
所述控制部基于所述要求流量和所述液压泵的排出容量,决定所述发动机转速。
6.根据权利要求5所述的作业车辆,其特征在于,还具备:
工作装置控制阀,其控制向所述工作装置供给的液压;
容量控制装置,其包括感载阀,以使所述液压泵的排出压与所述工作装置控制阀的出口液压的压差变为规定值的方式控制所述液压泵的排出容量。
7.根据权利要求3所述的作业车辆,其特征在于,
所述控制部在使所述发动机转速根据所述工作装置操作部件的操作量的增大而增大时,使所述要求牵引力降低为比基于所述油门操作部件的操作量决定的值低。
8.根据权利要求7所述的作业车辆,其特征在于,
所述控制部以牵引力降低为比操作所述工作装置操作部件之前低的方式使所述要求牵引力降低。
9.根据权利要求7所述的作业车辆,其特征在于,
所述动力传递装置具有行星齿轮机构,
所述控制部以无论所述工作装置操作部件的操作量如何都维持牵引力的方式使所述要求牵引力降低。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的作业车辆,其特征在于,
所述控制部通过使所述要求牵引力乘以规定的削减率,来使所述要求牵引力降低。
11.根据权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,还具备:
动力传递装置,其具有输入轴、输出轴和马达,将来自所述发动机的驱动力传递至所述行驶装置;
工作装置控制阀,其控制向所述工作装置供给的液压;
容量控制装置,其包括感载阀,以使所述液压泵的排出压与所述工作装置控制阀的出口液压的压差变为规定值的方式控制所述液压泵的排出容量;
所述动力传递装置构成为,通过使所述马达的转速变化,来使所述输出轴相对于所述输入轴的转速比变化,
所述控制部通过控制所述马达的输出转矩,来控制车辆的牵引力,
所述控制部基于所述油门操作部件的操作量决定作为所述行驶装置中的目标牵引力的要求牵引力,并且以使车辆的牵引力变为所述要求牵引力的方式控制所述马达的输出转矩,
所述控制部具有存储部,该存储部存储规定所述工作装置操作部件的操作量与对所述液压泵的要求流量的关系的要求流量信息,
所述控制部参照所述要求流量信息,决定与所述工作装置操作部件的操作量对应的所述要求流量,
所述控制部基于所述要求流量和所述液压泵的排出容量,决定所述发动机转速。
12.根据权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,还具备:
动力传递装置,其具有输入轴、输出轴、马达和行星齿轮机构,将来自所述发动机的驱动力传递至所述行驶装置;
所述动力传递装置构成为,通过使所述马达的转速变化,来使所述输出轴相对于所述输入轴的转速比变化,
所述控制部通过控制所述马达的输出转矩,来控制车辆的牵引力,
所述控制部基于所述油门操作部件的操作量决定作为所述行驶装置中的目标牵引力的要求牵引力,并且以使车辆的牵引力变为所述要求牵引力的方式控制所述马达的输出转矩,
所述控制部在使所述发动机转速根据所述工作装置操作部件的操作量的增大而增大时,使所述要求牵引力降低为比基于所述油门操作部件的操作量决定的值低,
所述控制部以无论所述工作装置操作部件的操作量如何都维持牵引力的方式使所述要求牵引力降低。
13.一种作业车辆的控制方法,其特征在于,
所述作业车辆具备发动机、由所述发动机驱动的液压泵、由从所述液压泵排出的工作油驱动的工作装置、由所述发动机驱动的行驶装置、用于改变发动机转速的油门操作部件和用于操作所述工作装置的工作装置操作部件,
所述作业车辆的控制方法具备在所述工作装置操作部件的操作量增大时,通过使所述发动机转速增大来使所述工作装置的速度增大的步骤。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013260523 | 2013-12-17 | ||
JP2013-260523 | 2013-12-17 | ||
PCT/JP2014/083259 WO2015093477A1 (ja) | 2013-12-17 | 2014-12-16 | 作業車両及びその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105283649A true CN105283649A (zh) | 2016-01-27 |
CN105283649B CN105283649B (zh) | 2018-02-02 |
Family
ID=53402822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480032787.8A Active CN105283649B (zh) | 2013-12-17 | 2014-12-16 | 作业车辆及其控制方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9815471B2 (zh) |
EP (1) | EP2993332B1 (zh) |
JP (1) | JP6416787B2 (zh) |
CN (1) | CN105283649B (zh) |
WO (1) | WO2015093477A1 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107429629A (zh) * | 2016-03-10 | 2017-12-01 | 日立建机株式会社 | 工程机械 |
CN109944707A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-06-28 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种提高挖掘机燃油经济性的控制方法 |
CN113302102A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-08-24 | 株式会社小松制作所 | 作业机械以及作业机械的控制方法 |
CN115516173A (zh) * | 2020-07-10 | 2022-12-23 | 株式会社小松制作所 | 工程机械以及用于控制工程机械的方法 |
CN116906312A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-10-20 | 临工重机股份有限公司 | 静液压驱动工程车辆的行走控制方法 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105612331B (zh) * | 2014-09-19 | 2017-04-12 | 株式会社小松制作所 | 作业车辆以及作业车辆的控制方法 |
US9883626B2 (en) * | 2015-10-02 | 2018-02-06 | Deere & Company | Controlling an agricultural vehicle based on sensed inputs |
CN106120905A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 山东交通学院 | 一种多单元连杆驱动三活动度滑移装载机器人 |
US10619330B2 (en) * | 2016-11-08 | 2020-04-14 | Guangxi Liugong Machinery Co., Ltd. | Multiple level work hydraulics anti-stall |
WO2019003761A1 (ja) * | 2017-06-27 | 2019-01-03 | 株式会社小松製作所 | 作業車両、及び、作業車両の制御方法 |
JP7021210B2 (ja) * | 2017-06-27 | 2022-02-16 | 株式会社小松製作所 | 作業車両、及び、作業車両の制御方法 |
US10517238B2 (en) * | 2017-09-18 | 2019-12-31 | Deere & Company | Implement optimization by automated adjustments |
US20190183048A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-20 | Macdon Industries Ltd. | Engine Speed Control and Ground Speed Control of a Hydraulically Driven Tractor |
WO2020065913A1 (ja) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日立建機株式会社 | 荷役作業車両 |
JP7278130B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2023-05-19 | 株式会社小松製作所 | 作業機械、及び作業機械の制御方法 |
JP7236917B2 (ja) * | 2019-04-04 | 2023-03-10 | 株式会社小松製作所 | 作業車両、作業車両の制御装置および制御方法 |
FR3101867B1 (fr) * | 2019-10-10 | 2021-10-08 | Manitou Bf | Engin de manutention de charge équipé d'un moteur thermique et procédé de commande de la vitesse en rotation du moteur thermique d'un tel engin |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11210514A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-08-03 | Komatsu Ltd | 建設機械の原動機制御装置 |
CN101184938A (zh) * | 2005-05-24 | 2008-05-21 | 株式会社小松制作所 | 变速装置 |
CN101297106A (zh) * | 2005-10-28 | 2008-10-29 | 株式会社小松制作所 | 发动机的控制装置、发动机及液压泵的控制装置、以及发动机、液压泵及发电电动机的控制装置 |
CN102365227A (zh) * | 2009-03-27 | 2012-02-29 | 株式会社小松制作所 | 作业车辆的省油控制装置及作业车辆的省油控制方法 |
JP2013166482A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | ハイブリッド式作業車両 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5621643A (en) * | 1991-04-12 | 1997-04-15 | Komatsu Ltd. | Dozing system for bulldozers |
US5535830A (en) * | 1993-04-27 | 1996-07-16 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Dozing control unit for a bulldozer |
JP3155119B2 (ja) * | 1993-05-31 | 2001-04-09 | 株式会社小松製作所 | ブルドーザのド−ジング装置 |
US5564507A (en) * | 1993-06-08 | 1996-10-15 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Load control unit for a bulldozer |
JP3297147B2 (ja) * | 1993-06-08 | 2002-07-02 | 株式会社小松製作所 | ブルドーザのドージング装置 |
US5555942A (en) * | 1993-06-16 | 1996-09-17 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Blade control system for use in a bulldozer |
JP3794763B2 (ja) * | 1996-09-13 | 2006-07-12 | 株式会社小松製作所 | ブルドーザのドージング装置 |
JP2002315105A (ja) | 2001-04-12 | 2002-10-25 | Komatsu Ltd | ホイールローダ |
US7493987B2 (en) | 2002-09-09 | 2009-02-24 | Jlg Industries, Inc. | Platform load sensing for vertical lifts |
JP4208179B2 (ja) | 2002-10-28 | 2009-01-14 | 株式会社小松製作所 | 油圧駆動車両 |
JP2005119645A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-05-12 | Komatsu Ltd | 車両制御装置 |
US7686737B2 (en) * | 2005-09-30 | 2010-03-30 | Kubota Corporation | Speed control structure and method for work vehicle |
US7974756B2 (en) | 2005-12-26 | 2011-07-05 | Komatsu Ltd. | Construction vehicle |
WO2009011248A1 (ja) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Komatsu Ltd. | 作業車両、作業車両の車速制御方法及び作業車両の車速制御装置 |
US8155834B2 (en) * | 2007-07-30 | 2012-04-10 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Traveling drive unit for working vehicle |
JP5048068B2 (ja) | 2007-08-09 | 2012-10-17 | 株式会社小松製作所 | 作業車両及び作業車両の作動油量制御方法 |
WO2009054256A1 (ja) * | 2007-10-22 | 2009-04-30 | Komatsu Ltd. | 作業車両の変速制御装置および方法 |
JP5185846B2 (ja) * | 2009-01-28 | 2013-04-17 | 日立建機株式会社 | 作業車両の走行駆動装置 |
JP4920120B2 (ja) * | 2009-03-12 | 2012-04-18 | 株式会社小松製作所 | 作業機を備えた建設車両 |
JP5248377B2 (ja) * | 2009-03-16 | 2013-07-31 | 日立建機株式会社 | 作業機械の油圧駆動装置 |
JP5312400B2 (ja) | 2010-05-27 | 2013-10-09 | 日立建機株式会社 | ハイブリッドホイールローダ |
KR101302262B1 (ko) | 2011-03-30 | 2013-09-02 | 가부시끼 가이샤 구보다 | 작업차 |
JP5933296B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2016-06-08 | 株式会社クボタ | 車両用変速制御システム |
CN106114496B (zh) | 2012-03-28 | 2018-11-06 | 株式会社久保田 | 混合作业车 |
KR102192740B1 (ko) | 2014-04-24 | 2020-12-17 | 두산인프라코어 주식회사 | 건설기계의 엔진 및 유압펌프 통합 제어 장치 및 방법 |
-
2014
- 2014-12-16 WO PCT/JP2014/083259 patent/WO2015093477A1/ja active Application Filing
- 2014-12-16 EP EP14872328.1A patent/EP2993332B1/en active Active
- 2014-12-16 CN CN201480032787.8A patent/CN105283649B/zh active Active
- 2014-12-16 JP JP2015553552A patent/JP6416787B2/ja active Active
- 2014-12-16 US US14/892,647 patent/US9815471B2/en active Active
-
2017
- 2017-01-26 US US15/415,999 patent/US9790663B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11210514A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-08-03 | Komatsu Ltd | 建設機械の原動機制御装置 |
CN101184938A (zh) * | 2005-05-24 | 2008-05-21 | 株式会社小松制作所 | 变速装置 |
CN101297106A (zh) * | 2005-10-28 | 2008-10-29 | 株式会社小松制作所 | 发动机的控制装置、发动机及液压泵的控制装置、以及发动机、液压泵及发电电动机的控制装置 |
CN102365227A (zh) * | 2009-03-27 | 2012-02-29 | 株式会社小松制作所 | 作业车辆的省油控制装置及作业车辆的省油控制方法 |
JP2013166482A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | ハイブリッド式作業車両 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107429629A (zh) * | 2016-03-10 | 2017-12-01 | 日立建机株式会社 | 工程机械 |
CN113302102A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-08-24 | 株式会社小松制作所 | 作业机械以及作业机械的控制方法 |
CN109944707A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-06-28 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种提高挖掘机燃油经济性的控制方法 |
CN115516173A (zh) * | 2020-07-10 | 2022-12-23 | 株式会社小松制作所 | 工程机械以及用于控制工程机械的方法 |
CN116906312A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-10-20 | 临工重机股份有限公司 | 静液压驱动工程车辆的行走控制方法 |
CN116906312B (zh) * | 2023-09-08 | 2023-11-17 | 临工重机股份有限公司 | 静液压驱动工程车辆的行走控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2993332B1 (en) | 2021-11-03 |
US9790663B2 (en) | 2017-10-17 |
US20160121900A1 (en) | 2016-05-05 |
US9815471B2 (en) | 2017-11-14 |
EP2993332A1 (en) | 2016-03-09 |
CN105283649B (zh) | 2018-02-02 |
EP2993332A4 (en) | 2017-03-08 |
JPWO2015093477A1 (ja) | 2017-03-16 |
US20170145659A1 (en) | 2017-05-25 |
JP6416787B2 (ja) | 2018-10-31 |
WO2015093477A1 (ja) | 2015-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105283649A (zh) | 作业车辆及其控制方法 | |
CN104870287B (zh) | 作业车辆以及作业车辆的控制方法 | |
CN104968865A (zh) | 作业车辆及其控制方法 | |
JP6368495B2 (ja) | 作業車両及びその制御方法 | |
JP6327846B2 (ja) | 作業車両及びその制御方法 | |
JP6297821B2 (ja) | 作業車両 | |
CN104918835B (zh) | 作业车辆及作业车辆的控制方法 | |
CN105307888A (zh) | 作业车辆及作业车辆的控制方法 | |
CN105358394A (zh) | 作业车辆及作业车辆的控制方法 | |
CN104995052A (zh) | 作业车辆及其控制方法 | |
JP6630030B2 (ja) | ホイールローダ及びホイールローダの制御方法 | |
JP2018105114A (ja) | 作業車両及びその制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |