CN110091712B - 工程机械的行驶控制装置及行驶控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工程机械的行驶控制装置。本发明的工程机械的行驶控制装置包括：传感部，其包括感测前端装置操作的第一传感器和感测行驶操作的第二传感器；行驶控制阀，其将行驶电机的斜盘的倾转角变更为1速或2速；以及控制部，其从所述传感部接收信号，根据前端装置操作或所述行驶操作与否，生成向所述行驶控制阀施加1速或2速信号来与所述1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

Description

工程机械的行驶控制装置及行驶控制方法

技术领域

本发明涉及一种工程机械的行驶控制装置及行驶控制方法，更详细而言，涉及一种能够减少液压式行驶电机的减速器的负荷的工程机械的行驶控制装置及行驶控制方法。

背景技术

挖掘机具备为用于驱动车辆的驱动系统，其构成为包括以柴油发动机或汽油发动机为驱动源来产生压力油的液压泵、控制压力油的运动方向和油量的液压控制阀、以及进行机械作业的液压驱动器等。

此外，驱动系统具备用于使车辆行驶的行驶装置。如图1所示，所述行驶装置构成为包括通过液压泵的压力油来产生旋转力的行驶电机10和使所述行驶电机的旋转力减速为适宜行驶的状态的行驶减速器20等。

除了行驶功能外，所述行驶电机还具有防止在挖掘等作业时挖掘机因纵向(挖掘机的长度方向)的外力(作业力)被拖走的功能。为防止挖掘机被外力拖走，如图1所示，在行驶电机的内部存在驻车制动部(Parking Brake)，当被施加超出所述驻车制动部的扭矩的外力时，将形成行驶电机的液压引起的扭矩(液压减速制动(Retarding brake)扭矩)。

就使用液压式行驶电机的以往的挖掘机而言，只有在行驶时，由用户在仪表盘决定是否设定行驶电机的1速或2速。因此，在挖掘作业时，由于不行驶，因而无论用户是否设定1、2速，均一味地设定为1速。

因此，以往的挖掘机所存在的问题是，当因挖掘等作业产生过大的外力时，由于驻车制动部扭矩和液压减速制动(Retarding brake)扭矩共同施加作用，因而在行驶电机减速器中产生过度的扭矩，从而增加发生减速器的破损的概率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国授权专利公报第10-0240082号(2000.01.15)。

发明内容

技术问题

本发明为解决前述现有技术的问题而提出，旨在提供一种能够通过减少在因挖掘作业产生过大的外力时行驶电机的液压引起的扭矩来防止减速器的破损的工程机械的行驶控制装置及行驶控制方法。

技术方案

用于解决上述技术问题的本发明的工程机械的行驶控制装置包括：行驶控制阀，其将行驶电机的斜盘的倾转角变更为1速或2速；以及控制部，其接收前端装置操作信号或行驶操作信号，根据前端装置操作或行驶操作与否，生成向所述行驶控制阀施加1速或2速信号来与所述1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

此外，可以是，所述工程机械的行驶控制装置包括第一传感器，其感测前端装置操作，所述控制部从所述第一传感器接收前端装置信号。

此外，可以是，所述工程机械的行驶控制装置包括第二传感器，其感测行驶操作，所述控制部从所述第二传感器接收行驶信号。

此外，可以是，当有所述前端装置操作信号、没有所述行驶操作信号时，所述控制部生成向所述行驶控制阀施加2速信号来与2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

此外，可以是，所述工程机械的行驶控制装置还包括选择部，其将所述行驶电机的斜盘的倾转角选择为1速或2速，当没有所述前端装置操作信号时，由所述选择部选择性地施加1速或2速的信号，所述控制部生成与1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

此外，可以是，当同时有所述前端装置操作信号和所述行驶操作信号时，由所述选择部选择性地施加1速或2速的信号，所述控制部生成与1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

此外，可以是，所述工程机械的行驶控制装置还包括第三传感器，其感测作业负荷，经比较所述行驶电机的扭矩和已设定的扭矩，当所述扭矩为已设定的扭矩以上时，所述控制部还执行生成切换为行驶2速的控制信号的动作。

此外，可以是，所述已设定的扭矩是驻车制动部的最大扭矩和按照已设定的容积比减小的行驶电机的液压引起的扭矩的和。

可以是，用于解决上述技术问题的本发明的工程机械的行驶控制装置包括：传感部，其包括感测前端装置操作的第一传感器和感测行驶操作的第二传感器；以及行驶控制阀，其将行驶电机的斜盘的倾转角变更为1速或2速，当有来自所述第一传感器的前端装置操作信号、没有来自所述第二传感器的行驶操作信号时，生成向所述行驶控制阀施加2速信号来与2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

此外，可以是，工程机械的行驶控制装置还包括控制部，其从所述传感部接收前端装置操作信号或行驶操作信号，根据前端装置操作或行驶操作与否，生成向所述行驶控制阀施加1速或2速信号来与所述1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

为解决上述技术问题，本发明提供一种工程机械的行驶控制方法，用于控制工程机械的行驶，所述工程机械的行驶控制方法包括：判断所述工程机械的前端装置操作与否的步骤；以及当在判断所述操作与否的步骤中前端装置单独操作时，施加行驶2速信号以使行驶电机的容积被设定为2速容积的步骤。

所述工程机械的行驶控制方法的特征在于，判断所述操作与否的步骤包括：判断前端装置操作与否的步骤；在所述前端装置操作时判断前端装置及行驶同时操作与否的步骤；以及在所述前端装置未操作时判断行驶操作与否的步骤。

所述工程机械的行驶控制方法的特征在于，当在判断所述操作与否的步骤中所述前端装置及行驶同时操作时，执行被选择为1速或2速的选择模式。

所述工程机械的行驶控制方法的特征在于，在判断所述操作与否的步骤中，在所述行驶单独操作时执行被选择为1速或2速的选择模式。

根据本实施例，所述工程机械的行驶控制方法还包括：计算行驶电机的扭矩的步骤；判断行驶电机的扭矩是否为已设定的扭矩以上的扭矩判断步骤；以及当在所述扭矩判断步骤中所述行驶电机的扭矩为已设定的行驶电机的扭矩以上时，施加行驶2速信号以使行驶电机的容积被设定为2速容积的步骤。

所述工程机械的行驶控制方法的特征在于，当在所述扭矩判断步骤中所述扭矩不超过所述已设定的扭矩时，执行被选择为1速或2速的选择模式。

所述工程机械的行驶控制方法的特征在于，所述已设定的扭矩是驻车制动部的最大扭矩和按照已设定的容积比减小的行驶电机的液压引起的扭矩的和。

发明的效果

根据本发明，无需以往工程机械的硬件部分的追加或变更即可根据作业者的操作条件来自动地施加行驶2速信号，因而不会向减速器施加过度的扭矩，从而能够防止减速器的早期破损，且能够增加减速器的寿命。

附图说明

图1是示出行驶电机和减速器的扭矩传递路径的示意图。

图2是本发明的工程机械的行驶控制装置的液压电路图。

图3是本发明的工程机械的行驶控制装置的框图。

图4是本发明的工程机械的行驶控制方法的控制流程图。

图5是示出本发明的工程机械的行驶控制的效果的图。

符号说明

100：工程机械的行驶控制装置，110：传感部，111：第一传感器，113：第二传感器，115：第三传感器，120：控制部，130：行驶控制阀，140：行驶电机，150：选择部。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域中的一般的技术人员容易实施。但是，本发明可以以多种不同的形态实现，并不限于此处说明的实施例。另外，为了清楚地说明本发明，图中省略了与说明无关的部分，通过说明书整体，对相同的部分，使用了相同的附图标记。

当挖掘诸如岩盘的坚硬的地盘时，与挖掘由土砂构成的地盘的情况相比，需要2～2.5倍以上的挖掘力。为了挖掘要求如此高的挖掘力的地盘，需要诸如50吨松土机(Ripper)的装备，但由于过度的挖掘力，过度的扭矩对行驶减速器施加作用，因而存在发生减速器的早期破损的问题。

为解决如上所述的问题，首先，本发明的工程机械的行驶装置在进入坚硬的地盘时可以由用户通过仪表盘的模式选择开关(未图示)来选择模式，或设定为在通过利用GPS的位置识别进入相应地盘时自动地实现本发明的控制。

图2是本发明的工程机械的行驶控制装置的液压电路图，图3是本发明的工程机械的行驶控制装置的框图，图5是示出本发明的工程机械的行驶控制的效果的图。

参照图2和图3时，本发明的工程机械的行驶控制装置100包括传感部110、控制部120、行驶控制阀130、行驶电机140以及选择部150。

传感部110包括感测前端装置操作的第一传感器111、感测行驶操作的第二传感器113、以及感测作业负荷的第三传感器115。

也可以不另行形成第三传感器115，而是由第一传感器111还发挥第三传感器115的作用，当然，也可以单独形成第一传感器111和第三传感器115。

首先，对本发明的一实施例的根据前端装置操作和行驶操作与否来控制行驶电机的斜盘的倾转角的工程机械的行驶控制装置100进行说明。

根据本发明的一实施例，传感部110将通过第一、第二传感器111、113来判断前端装置操作和行驶操作与否。

即，通过第一、第二传感器111、113，控制部120可以判断是否只有前端装置单独操作、是否只有行驶单独操作、或是否有前端装置及行驶同时操作。

第一传感器111可以被设置于供应用于作业的压力油的液压管线上而检测作业负荷扭矩，或感测在操纵杆(未图示)的操作时所生成的电子式控制信号和在操纵杆(未图示)的操作时所施加的液压来检测作业负荷。

由第一传感器111感测的对前端装置操作与否的信号被提供至控制部120，控制部120通过行驶控制阀130来控制行驶电机140。

第二传感器113可以被设置于供应用于行驶的压力油的液压管线上而检测行驶操作。

由第二传感器113感测的对行驶操作与否的信号被提供至控制部120，控制部120通过行驶控制阀130来控制行驶电机140。

控制部120从传感部110接收信号，根据前端装置/行驶操作与否来控制行驶电机的斜盘的倾转角。

控制部120根据前端装置操作或行驶操作与否，生成向行驶控制阀130施加1速或2速信号来与所述1速或2速对应地变更行驶电机140的斜盘的倾转角的控制信号。

控制部120分析来自传感部110的信号，根据前端装置操作和行驶操作与否来决定2速切换与否，且根据前端装置操作和行驶操作与否来生成控制行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

即，控制部120分析操纵杆(未图示)的操作所对应的第一传感器111和第二传感器113的信号，且从传感部110接收信号来分析本发明的一实施例的工程机械是否只有前端装置单独操作、是否只有行驶单独操作、或是否有前端装置及行驶同时操作。

行驶控制阀130通过调节配置于行驶电机140的内部的斜盘的倾转角来切换为1速或2速。

选择部150与控制部120连接，以使用户将行驶电机140的斜盘的倾转角选择为1速或2速。

当前端装置单独动作时，即，当有前端装置单独操作信号时，控制部120生成切换为2速的控制信号，并生成向行驶控制阀130施加2速信号而与2速对应地变更行驶电机140的斜盘的倾转角的控制信号。

从而，行驶控制阀130将行驶电机140的斜盘的倾转角变更为2速。

当没有前端装置操作信号时，即，在行驶单独动作时，由选择部150选择性地施加1速或2速的信号，控制部120生成与1速或2速对应地变更行驶电机140的斜盘的倾转角的控制信号。

在这种情况下，行驶控制阀130以对应于1速或2速的控制信号的方式将行驶电机140的斜盘的倾转角变更为1速或2速。

当同时有前端装置操作信号和行驶操作信号时，由选择部150选择性地施加1速或2速的信号，控制部120生成与1速或2速对应地变更行驶电机140的斜盘的倾转角的控制信号。

在这种情况下，行驶控制阀130以对应于1速或2速的控制信号的方式将行驶电机140的斜盘的倾转角变更为1速或2速。

根据本发明的一实施例，在因前端装置单独动作向行驶电机施加过度的外力时自动地施加2速信号而将行驶电机的斜盘的倾转角变更为2速。

由此，根据本发明，行驶电机的斜盘的倾转角相对变小，随之，行驶电机的容量将减少，且行驶电机能够生成的最大液压减速(retarding)扭矩按照容积比减小，因而减速器所受的负荷也将会减少，从而能够防止减速器的破损。

此外，根据本发明的一实施例，当有前端装置和行驶的同时动作时，或者，当没有前端装置动作、只有行驶单独动作时，通过用户的选择施加1速或2速的信号而将行驶电机的斜盘的倾转角变更为1速或2速。

从而，根据本发明，能够根据工程机械的实时状态弹性地改变行驶电机的容量，因而减少减速器所受的负荷，从而能够防止减速器的破损。

接下来，对本发明的另一实施例的根据作业负荷来控制行驶电机的斜盘的倾转角的工程机械的行驶控制装置100进行说明。

传感部110还可以包括第三传感器115，该第三传感器115感测作业负荷。

此外，指令分析部121还将执行分析第三传感器115的信号的动作。

在这种情况下，控制部120还执行对行驶电机的扭矩与已设定的扭矩进行比较来决定2速切换与否的动作，当所述行驶电机的扭矩为已设定的扭矩以上时，所述控制部还将执行生成切换为行驶2速的控制信号的动作。

如果所述行驶电机的扭矩不超过所述已设定的扭矩，则执行被选择为1速或2速的选择模式，通过利用选择部150的用户的选择选择性地施加1速或2速的信号，从而控制部120生成与1速或2速对应地变更行驶电机140的斜盘的倾转角的控制信号。

行驶电机的扭矩是盘式制动部(驻车制动部的扭矩)和行驶电机的液压引起的扭矩(液压减速制动(Retarding brake)扭矩)的和。

驻车制动部的最大扭矩可以根据设计而不同地设定。没有盘休眠的静态条件下的驻车制动部的最大扭矩形成为大于发生盘休眠的动态条件下的驻车制动部的最大扭矩。

此外，在静态条件下，由于不产生液压引起的扭矩，因而行驶电机的扭矩形成为在动态条件下大于在静态条件下。

已设定的扭矩是驻车制动部的扭矩和按照已设定的容积减小的行驶电机的液压引起的扭矩的和。

即，本发明的已设定的扭矩被设定为减小行驶电机的液压引起的扭矩。

更详细而言，行驶电机将通过斜盘的倾转角的切换而具有1速和2速两种速度。当速度为1速时，由于行驶电机的斜盘的倾转角相对大，因而行驶电机的容量将会增加，当速度为2速时，行驶电机的斜盘的倾转角相对变小，随之，行驶电机的容量将会减少。

因此，根据本发明的另一实施例，将对按照1速与2速的容积减小的行驶电机的液压引起的扭矩和驻车制动部的最大扭矩进行加法的值设定为已设定的扭矩，若所计算的行驶电机的扭矩成为已设定的扭矩以上，则控制部120将决定切换为2速。

例如，当行驶电机具有1.67的容积比时，可以被设计为使液压引起的扭矩最多可以减少至43％，且能够减少相对于整体扭矩的30％的扭矩。

参照图5，经适用本发明的工程机械的行驶控制装置，确认到随着高负荷压力减小，减速器的破损率减少60％以上。

因此，根据本发明，无需以往工程机械的硬件部分的追加或变更即可根据作业者的操作条件来自动地施加行驶2速信号，因而不会向减速器施加过度的扭矩，从而能够防止减速器的早期破损，且能够增加减速器的寿命。

下面对利用如上述构成的本发明的工程机械的行驶控制装置的行驶控制方法进行详细说明。

首先，在适用本发明的工程机械的行驶控制方法之前，可以在工程机械进入坚硬的地盘时由用户通过仪表盘的模式选择开关(未图示)来选择模式并适用本控制逻辑，或者，可以设定为在通过利用GPS的位置识别进入相应地盘时自动地实现本发明的控制逻辑。

图4是本发明的工程机械的行驶控制方法的控制流程图。

参照图4，本发明的工程机械的行驶控制方法包括：判断工程机械的前端装置操作与否的步骤(S110)；以及当在判断操作与否的步骤中前端装置单独操作时，施加行驶2速信号以使行驶电机的容积被设定为2速容积的步骤(S120)。

判断操作与否的步骤S110包括：判断端操作与否的步骤(S111)；在前端装置操作时判断前端装置及行驶同时操作与否的步骤(S113)；以及在前端装置未操作时判断是行驶操作与否的步骤(S115)。

控制部120将从传感部110接收信号，并分析工程机械是否只有前端装置单独操作、是否只有行驶单独操作、或是否有前端装置及行驶同时操作。

在判断操作与否的步骤S110中，在前端装置及行驶同时操作时可以进行由选择部150执行选择为1速或2速的选择模式的步骤S130。

此外，在判断操作与否的步骤S110中，在行驶单独操作时可以进行由选择部150执行选择为1速或2速的选择模式的步骤S130。

在这种情况下，由于行驶优先，因而可以手动或自动选择用于行驶动作的稳定性的速度。

此外，本发明的工程机械的行驶控制方法还包括：计算行驶电机的扭矩的步骤(S141)；判断行驶电机的扭矩是否为已设定的扭矩以上的扭矩判断步骤(S143)；以及当在扭矩判断步骤中行驶电机的扭矩为已设定的行驶电机的扭矩以上时，施加行驶2速信号以使行驶电机的容积被设定为2速容积的步骤(S120)。

计算行驶电机的扭矩的步骤S141是当有作业负荷时计算当前行驶电机的扭矩的步骤，将由指令分析部121计算行驶电机的扭矩。

行驶电机的扭矩是盘式制动部(驻车制动部的扭矩)和行驶电机的液压引起的扭矩(液压减速制动(Retarding brake)扭矩)的和。

在判断行驶电机的扭矩是否为已设定的扭矩以上的扭矩判断步骤S143中将按照1速与2速的容积比减小的行驶电机的液压引起的扭矩和驻车制动部的最大扭矩进行加法的值设定为已设定的扭矩，若由指令分析部121计算的行驶电机的扭矩为已设定的扭矩以上，则将由切换与否决定部123决定切换为2速。

当在扭矩判断步骤S143中行驶电机扭矩不超过所述已设定的扭矩时，可以执行由选择部150选择为1速或2速的选择模式。

即，当没有过度的扭矩施加作用时，可以执行通过选择模式步骤S130来选择为1速或2速的选择模式。

前述对本发明的说明仅用于例示，本发明所属技术领域中的一般的技术人员可以理解在不改变本发明的技术思想或必备特征的前提下，可以容易变形为其他具体形态。因此，以上所描述的实施例在所有方面均应理解为是示例性的，而不是限定性的。例如，被描述为单一形态的各构成要素也可以被分散而实施，同样，被描述为分散形态的构成要素也可以被实施为结合的形态。

本发明的范围由权利要求书体现，而不是由上述详细的说明体现，从权利要求书的意义、范围及其等同概念导出的所有变更或变形的形态应解释为落入本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种工程机械的行驶控制装置，其特征在于，包括：

行驶控制阀，其将行驶电机的斜盘的倾转角变更为所述倾转角相对较大且行驶电机的容量增加的1速或所述倾转角相对较小且行驶电机的容量减少的2速；以及

控制部，其接收前端装置操作信号或行驶操作信号，根据前端装置操作或行驶操作与否，生成向所述行驶控制阀施加1速或2速信号来与所述1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号，

当有所述前端装置操作信号、没有所述行驶操作信号时，

所述控制部生成向所述行驶控制阀施加2速信号来与2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

2.根据权利要求1所述的工程机械的行驶控制装置，其特征在于，

包括第一传感器，其感测前端装置操作，

所述控制部从所述第一传感器接收前端装置信号。

3.根据权利要求1所述的工程机械的行驶控制装置，其特征在于，

包括第二传感器，其感测行驶操作，

所述控制部从所述第二传感器接收行驶信号。

4.根据权利要求1所述的工程机械的行驶控制装置，其特征在于，

还包括选择部，其将所述行驶电机的斜盘的倾转角选择为1速或2速，

当没有所述前端装置操作信号时，由所述选择部选择性地施加1速或2速的信号，所述控制部生成与1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

5.根据权利要求4所述的工程机械的行驶控制装置，其特征在于，

当同时有所述前端装置操作信号和所述行驶操作信号时，由所述选择部选择性地施加1速或2速的信号，所述控制部生成与1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

6.根据权利要求1所述的工程机械的行驶控制装置，其特征在于，

还包括第三传感器，其感测作业负荷，

经比较所述行驶电机的扭矩和已设定的扭矩，当所述扭矩为已设定的扭矩以上时，所述控制部还执行生成切换为行驶2速的控制信号的动作。

7.根据权利要求6所述的工程机械的行驶控制装置，其特征在于，

所述已设定的扭矩是驻车制动部的最大扭矩和按照已设定的容积比减小的行驶电机的液压引起的扭矩的和。

8.一种工程机械的行驶控制装置，其特征在于，包括：

传感部，其包括感测前端装置操作的第一传感器和感测行驶操作的第二传感器；以及

行驶控制阀，其将行驶电机的斜盘的倾转角变更为所述倾转角相对较大且行驶电机的容量增加的1速或所述倾转角相对较小且行驶电机的容量减少的2速，

当有来自所述第一传感器的前端装置操作信号、没有来自所述第二传感器的行驶操作信号时，生成向所述行驶控制阀施加2速信号来与2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

9.根据权利要求8所述的工程机械的行驶控制装置，其特征在于，

还包括控制部，其从所述传感部接收前端装置操作信号或行驶操作信号，根据前端装置操作或行驶操作与否，生成向所述行驶控制阀施加1速或2速信号来与所述1速或2速对应地变更行驶电机的斜盘的倾转角的控制信号。

10.一种工程机械的行驶控制方法，用于控制工程机械的行驶，所述工程机械的行驶控制方法的特征在于，包括：

判断所述工程机械的前端装置操作与否的步骤；以及

当在判断所述操作与否的步骤中前端装置单独操作时，施加行驶电机的斜盘的倾转角相对较大且行驶电机的容量增加的1速与所述倾转角相对较小且行驶电机的容量减少的2速中的2速信号以使行驶电机的容积被设定为2速容积的步骤。

11.根据权利要求10所述的工程机械的行驶控制方法，其特征在于，

判断所述操作与否的步骤包括：

判断前端装置操作与否的步骤；

在所述前端装置操作时判断前端装置及行驶同时操作与否的步骤；以及

在所述前端装置未操作时判断行驶操作与否的步骤。

12.根据权利要求10所述的工程机械的行驶控制方法，其特征在于，

当在判断所述操作与否的步骤中所述前端装置及行驶同时操作时，执行被选择为1速或2速的选择模式。

13.根据权利要求10所述的工程机械的行驶控制方法，其特征在于，

在判断所述操作与否的步骤中，在所述行驶单独操作时执行被选择为1速或2速的选择模式。

14.根据权利要求10所述的工程机械的行驶控制方法，其特征在于，还包括：

计算行驶电机的扭矩的步骤；

判断行驶电机的扭矩是否为已设定的扭矩以上的扭矩判断步骤；以及

当在所述扭矩判断步骤中所述行驶电机的扭矩为已设定的行驶电机的扭矩以上时，施加行驶2速信号以使行驶电机的容积被设定为2速容积的步骤。

15.根据权利要求14所述的工程机械的行驶控制方法，其特征在于，

当在所述扭矩判断步骤中所述扭矩不超过所述已设定的扭矩时，执行被选择为1速或2速的选择模式。

16.根据权利要求14所述的工程机械的行驶控制方法，其特征在于，

所述已设定的扭矩是驻车制动部的最大扭矩和按照已设定的容积比减小的行驶电机的液压引起的扭矩的和。

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