CN111801490A - 作业车辆 - Google Patents

作业车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN111801490A
CN111801490A CN201980016541.4A CN201980016541A CN111801490A CN 111801490 A CN111801490 A CN 111801490A CN 201980016541 A CN201980016541 A CN 201980016541A CN 111801490 A CN111801490 A CN 111801490A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
predetermined
engine
pressure range
traveling
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
Application number
CN201980016541.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111801490B (zh
Inventor
兵藤幸次
田中哲二
青木勇
拔井祐树
阿彦优贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of CN111801490A publication Critical patent/CN111801490A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111801490B publication Critical patent/CN111801490B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2296Systems with a variable displacement pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/04Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving pumps
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2246Control of prime movers, e.g. depending on the hydraulic load of work tools
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2253Controlling the travelling speed of vehicles, e.g. adjusting travelling speed according to implement loads, control of hydrostatic transmission
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2289Closed circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

本发明提供能够在降低燃耗的同时仅在需要高行驶性能时提高行驶性能的作业车辆。轮式装载机(1)具备发动机(3)、可变容量型的HST泵(41)、与HST泵(41)以闭回路状连接的可变容量型的HST马达(42)、检测HST马达(42)的负荷压力的压力检测器(72A、72B)以及控制器(5),控制器(5)在判定为负荷压力检测值(P)包含在大于与平地行驶时对应的负荷压力(Pα)且小于与挖掘动作时对应的负荷压力(Pγ)的规定的压力范围的情况下,仅在该规定的压力范围内使发动机(3)的最高旋转速度上升。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及搭载有无级变速式行驶驱动系统的作业车辆。
背景技术
在轮式装载机、叉车、拖拉机等作业车辆中,存在作为无级变速式行驶驱动系统,采用将通过由发动机使液压泵进行驱动而产生的液压由液压马达转换为旋转力的HST(Hydraulic Static Transmission:静液压变速器)式行驶驱动系统的作业车辆。
例如,专利文献1中公开了一种轮式装载机,其具备:发动机;行驶用液压泵,其由发动机驱动;加速踏板,其根据踏入量来调节加速开度;行驶用液压马达,其由从行驶用液压泵排出的压力油驱动;行驶负荷感测部,其检测行驶时的行驶负荷的大小;车速检测部,其检测车速;以及控制装置,其对发动机进行控制。
在该轮式装载机中,通过由控制装置根据由行驶负荷感测部检测到的行驶负荷的大小和由车速检测部检测到的车速的大小来控制发动机,从而能够在抑制燃料消耗量的同时实现最高车速的行驶。具体来说,加速开度的限制量以车速越接近最高车速则越大、车速与最高车速相差越大则越小的方式来设定,并设定使得行驶负荷较小时的加速开度的限制量小于行驶负荷较大时。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2010/116853号
发明内容
发明要解决的课题
但是,在专利文献1记载的轮式装载机的发动机的控制中,在行驶负荷高且车速为微速的情况下,发动机的转速变高。作为行驶负荷高且车速为微速的情况,考虑例如挖掘动作时、前进后退切换时。挖掘时由于牵引力恒为最大值,因此即使使发动机的转速上升,行驶性能也不会提高,而且也不需要提高行驶性能,因此若使发动机的转速上升,则燃耗效率恶化。另外,若在前进后退切换时使发动机的转速上升,则车速急剧减速而难以成为顺畅的驾驶。
因而,本发明的目的在于提供一种能够在降低燃耗的同时仅在需要高行驶性能时提高行驶性能的作业车辆。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明的作业车辆具备:发动机;可变容量型的行驶用液压泵,其由所述发动机驱动;以及可变容量型的行驶用液压马达,其与所述行驶用液压泵以闭回路状连接,将所述发动机的驱动力向车轮传递,所述作业车辆的特征在于,具备:压力检测器,其检测所述行驶用液压马达的负荷压力;以及控制器,其控制所述发动机及所述行驶用液压马达,所述控制器判定由所述压力检测器检测到的压力检测值是否包含在规定的第1压力范围或规定的第2压力范围内,其中,该规定的第1压力范围为大于与所述作业车辆的平地行驶时对应的所述行驶用液压马达的负荷压力,该规定的第2压力范围为大于与所述作业车辆的平地行驶时对应的所述行驶用液压马达的负荷压力,且小于与所述作业车辆的需要最大牵引力的作业时对应的所述行驶用液压马达的负荷压力,所述控制器在判定由所述压力检测器检测到的压力检测值包含在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内的情况下,向所述行驶用液压马达输出在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内使所述行驶用液压马达的排油容积从最小值上升至最大值的马达指令信号,并且,向所述发动机输出仅在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内使所述发动机的最高旋转速度上升的发动机指令信号。
发明效果
根据本发明,能够在降低燃耗的同时仅在需要高行驶性能时提高行驶性能。上述以外的课题、构成及效果根据以下的实施方式说明可知。
附图说明
图1是示出本发明实施方式轮式装载机的外观的侧视图。
图2是说明轮式装载机进行的V形装载的说明图。
图3是示出车速与牵引力的关系的曲线图。
图4是示出轮式装载机的液压回路及电气回路的图。
图5是示出加速踏板踏入量与目标发动机旋转速度的关系的曲线图。
图6的(a)是示出发动机旋转速度与HST泵的排油容积的关系的曲线图,图6的(b)是示出发动机旋转速度与HST泵的输入转矩的关系的曲线图,图6的(c)是示出发动机旋转速度与HST泵的排出流量的关系的曲线图。
图7是示出控制器具有的功能的功能框图。
图8是示出由控制器执行的处理流程的流程图。
图9是示出HST马达负荷压力与HST马达的排油容积的关系的曲线图。
图10是示出HST马达负荷压力与牵引力的关系的曲线图。
图11是示出执行了基于控制器的控制的情况下的加速踏板踏入量与目标发动机旋转速度的关系的曲线图。
图12是示出执行了基于控制器的控制的情况下的车速与牵引力的关系的曲线图。
图13是示出变形例中的HST马达负荷压力与HST马达的排油容积的关系的曲线图。
图14是示出变形例中的HST马达负荷压力与牵引力的关系的曲线图。
具体实施方式
以下,作为本发明实施方式作业车辆的一个方式,说明轮式装载机。
(轮式装载机1的构成)
首先,参照图1说明本发明实施方式轮式装载机1的整体构成。
图1是示出本发明实施方式轮式装载机1的外观的侧视图。
轮式装载机1具备:车身,其由前框架1A及后框架1B构成;以及作业机2,其设置在车身的前部,进行作业对象物的挖掘。轮式装载机1为车身在中心附近通过折转而进行操舵的铰接式作业车辆。前框架1A与后框架1B通过中央连接件10在左右方向上转动自如地连结,前框架1A相对于后框架1B在左右方向上弯曲。
在前框架1A上设有左右一对前轮11A,在后框架1B上设有左右一对后轮11B。需要说明的是,在图1中,仅示出左右一对前轮11A及后轮11B中的左侧的前轮11A及后轮11B。
另外,在后框架1B上设有供操作者搭乘的驾驶室12;将发动机、控制器、液压泵等各设备收容在内部的机械室13;以及用于保持与作业机2的平衡以免车身倾倒的配重14。在后框架1B中,驾驶室12配置在前部,配重14配置在后部,机械室13配置在驾驶室12与配重14之间。
作业机2具有:举升臂21,其安装在前框架1A上;一对举升臂缸22,其通过伸缩而使举升臂21相对于前框架1A在上下方向上转动;铲斗23,其安装在举升臂21的前端部;铲斗缸24,其通过伸缩而使铲斗23相对于举升臂21在上下方向上转动;双臂曲柄25,其以能够转动的方式与举升臂21连结,构成铲斗23与铲斗缸24间的连杆机构;以及多个配管(未图示),其向一对举升臂缸22、铲斗缸24引导压力油。需要说明的是,在图1中,仅以虚线示出一对举升臂缸22中的配置在左侧的举升臂缸22。
举升臂21通过各举升臂缸22的杆220伸展而向上转动,通过各杆220收缩而向下转动。铲斗23通过铲斗缸24的杆240伸展而倾斜(相对于举升臂21向上转动),通过杆240收缩而卸载(相对于举升臂21向下转动)。
该轮式装载机1为在例如露天挖掘矿山等中,用于进行使用作业机2挖掘作为作业对象物的砂土、矿物等并向自卸卡车等装载的装卸作业的装卸作业车辆。
接下来,参照图2说明作为轮式装载机1进行挖掘作业及装载作业时的方法之一的V形装载。
图2是对轮式装载机1进行的V形装载进行说明的说明图。
首先,轮式装载机1朝向作为作业对象物的陆地山100A前进(图2中示出的箭头X1),使铲斗23以铲入陆地山100A的状态倾斜而进行挖掘作业。在挖掘作业结束时,轮式装载机1以将挖掘的砂土、矿物等货物装入铲斗23中的状态暂时后退到原地(图2中示出的箭头X2)。
接下来,轮式装载机1朝向作为铲斗23内的货物的装载目的地的自卸卡车100B前进(图2中示出的箭头Y1),并在自卸卡车100B的近前停止。在图2中,以虚线示出在自卸卡车100B的近前停止的状态的轮式装载机1。
轮式装载机1在向自卸卡车100B的装载作业结束时,以铲斗23内未装载货物的状态后退至原地(图2中示出的箭头Y2)。像这样,轮式装载机1在陆地山100A与自卸卡车100B之间以V字形状往复行驶,进行挖掘作业及装载作业。
另外,存在轮式装载机1根据作业现场的环境而在陡峭的斜面上行驶或使用作业机2进行作业面平整的推土作业的情况。在轮式装载机1的上述各种动作中,存在需要增大车速的情况、需要牵引力的情况、或者需要以上双方的情况。
接下来,参照图3,说明轮式装载机1中的车速与牵引力的关系、即轮式装载机1的行驶性能。
图3是示出车速与牵引力的关系的曲线图。
就图3中示出的区域α而言,与车身的牵引力F可以较小但车速为最高车速的动作、例如在作业机2未进行上升动作的状态下在平地上行驶时相当。需要说明的是,图3中示出的牵引力F1为轮式装载机1以最高车速在平地上行驶时所需的牵引力。
就图3中示出的区域γ而言,与车速为0或者微速而车身的牵引力F需为最大牵引力的动作、例如作业机2进行挖掘动作时相当。
并且,图3中示出的区域β为区域γ与区域α之间的区域,就该区域而言,与需要车身的牵引力及车速双方的动作、例如轮式装载机1在斜面上爬升时(爬坡行驶时)、推土作业时相当。需要说明的是,区域β中的车身的牵引力F在从大于最高车速的平地行驶时的牵引力F1的牵引力F2到小于最大牵引力的牵引力F3之间变化(F2≤F≤F3),区域β中的车速在从0或者微速到最高车速之间变化。
(轮式装载机1的驱动系统)
接下来,参照图4~6说明轮式装载机1的驱动系统。
图4是示出轮式装载机1的液压回路及电气回路的图。图5是示出加速踏板踏入量与目标发动机旋转速度的关系的曲线图。图6的(a)是示出发动机旋转速度与HST泵41的排油容积的关系的曲线图,图6的(b)是示出发动机旋转速度与HST泵41的输入转矩的关系的曲线图,图6的(c)是示出发动机旋转速度与HST泵41的排出流量的关系的曲线图。
轮式装载机1具备具有闭回路的液压回路的HST式行驶驱动装置,该HST式行驶驱动装置如图4所示,构成为具有:发动机3;作为行驶用液压泵的HST泵41,其由发动机3驱动;HST补充泵41A,其补给用于控制HST泵41的的压力油;作为行驶用液压马达的HST马达42,其经由一对管路400A、400B与HST泵41以闭回路状连接;以及控制器5,其对发动机3、HST泵41及HST马达42等各设备进行控制。
HST泵41为根据倾转角来控制排油容积的斜板式或者斜轴式可变容量型的液压泵。倾转角按照从控制器5输出的指令信号而由泵用调节器410调节。
HST马达42为根据倾转角来控制排油容积的斜板式或者斜轴式可变容量型的液压马达,将发动机3的驱动力向车轮(前轮11A及后轮11B)传递。倾转角与HST泵41的情况同样地,按照从控制器5输出的指令信号而由马达用调节器420调节。
在HST式行驶驱动装置中,首先,在操作者将驾驶室12内设置的加速踏板61踏入时,发动机3旋转,通过发动机3的驱动力而HST泵41进行驱动。并且,通过从HST泵41排出的压力油使得HST马达42旋转,来自HST马达42的输出转矩经由车轴15向前轮11A及后轮11B传递,从而轮式装载机1行驶。
具体来说,加速踏板61的踏入量由加速踏板61上安装的踏入量传感器610检测,所检测的踏入量被向控制器5输入。然后,从控制器5向发动机3输出与所输入的踏入量对应的目标发动机旋转速度作为指令信号。发动机3按照该目标发动机旋转速度来控制转速。发动机3的旋转速度如图4所示,由在发动机3的输出轴上设置的发动机旋转速度传感器71检测。
如图5所示,加速踏板61的踏入量与目标发动机旋转速度呈比例关系,当加速踏板61的踏入量变大时,目标发动机旋转速度加快。并且,在加速踏板61的踏入量达到S2时,目标发动机旋转速度达到最高旋转速度Nmax1。该发动机3的最高旋转速度Nmax1(以下记为“第1发动机最高旋转速度Nmax1”)为在与作业机2未进行上升动作的状态(非动作状态)且轮式装载机1在平地上行驶时(图3中示出的区域α)或与作业机2进行挖掘动作时(图3中示出的区域γ)对应的设定值,为发动机3的燃耗效率良好的值。
在图5中,加速踏板61的踏入量0~S1的范围(例如0%~20或者30%的范围)设定为无论加速踏板61的踏入量如何,目标发动机旋转速度均恒为规定的最低旋转速度Nmin的死区。需要说明的是,该死区的范围能够任意地设定变更。
接下来,发动机3与HST泵41的关系如图6的(a)~(c)所示。
如图6的(a)所示,在发动机旋转速度从N1到N2之间,发动机3的旋转速度N与HST泵41的排油容积q呈比例关系,随着发动机3的旋转速度从N1加速到N2(N1<N2),排油容积从0增大至规定的值qc。在发动机旋转速度为N2以上时,无论发动机旋转速度如何,HST泵41的排油容积均恒为规定的值qc。
HST泵41的输入转矩为排油容积乘以排出压力而得到的量(输入转矩=排油容积×排出压力)。如图6的(b)所示,在发动机旋转速度从N1到N2之间,发动机3的旋转速度N与HST泵41的输入转矩T呈比例关系,随着发动机3的旋转速度从N1加速到N2,输入转矩从0增大到规定的值Tc。在发动机旋转速度为N2以上时,无论发动机旋转速度如何,HST泵41的输入转矩均恒为规定的值Tc。
如图6的(c)所示,在发动机旋转速度从N1到N2之间,HST泵41的排出流量Q与发动机3的旋转速度N呈二次的比例关系,随着发动机3的旋转速度从N1加速到N2,HST泵41的排出流量从0增加至Q1。在发动机旋转速度为N2以上时,发动机3的旋转速度N与HST泵41的排出流量Q呈一次的比例关系。
因此,当发动机3的旋转速度N加快时,HST泵41的排出流量Q增加,从HST泵41流入HST马达42的压力油的流量增加,因此HST马达42的转速增大,车速加快。
对于作用于HST马达42的负荷压力而言,在轮式装载机1前进时由在一个管路400A上设置的第1压力传感器72A检测,在轮式装载机1后退时由在另一管路400B上设置的第2压力传感器72B检测(参照图4)。上述第1压力传感器72A及第2压力传感器72B为检测作为行驶用液压马达的HST马达42的负荷压力的压力检测器的一个方式。需要说明的是,在以下的说明中,存在将“第1压力传感器72A及第2压力传感器72B”简记为“压力传感器72A、72B”的情况。
像这样,在HST式行驶驱动装置中,由于通过使HST泵41的排出流量连续增减来控制车速(变速),因此轮式装载机1能够实现顺畅的起步及冲击少的停止。需要说明的是,在控制车速时,并非必须调节HST泵41的排出流量,也可以调节HST马达42的排油容积,以下说明对HST马达42的排油容积进行调节的情况。
轮式装载机1的行进方向、即前进或后退的选择通过在驾驶室12中设置的前进后退切换开关62(参照图4)进行。具体来说,在操作者利用前进后退切换开关62切换为前进的位置时,表示前进的前进后退切换信号被输入至控制器5,控制器5向HST泵41输出使泵倾转为前进侧的指令信号,以通过从HST泵41排出的压力油使车身成为前进方向。然后,从HST泵41排出的压力油被向HST马达42引导,HST马达42向与前进对应的方向旋转而车身前进。关于车身的后退,也通过相同的机制来切换。
另外,轮式装载机1如图4所示,具备:装卸用液压泵43,其由发动机3驱动以向作业机2供给工作油;工作油箱44,其贮存该工作油;举升臂操作杆210,其用于操作举升臂21;铲斗操作杆230,其用于操作铲斗23;控制阀64,其设置在举升臂缸22及铲斗缸24各自与装卸用液压泵43之间,对从装卸用液压泵43分别向举升臂缸22及铲斗缸24供给的压力油的流动进行控制。
在本实施方式中,装卸用液压泵43使用固定式液压泵,通过第1管路401与控制阀64连接。举升臂操作杆210及铲斗操作杆230均设置在驾驶室12(参照图1)内。例如,在操作者操作举升臂操作杆210时,作为操作信号而生成与其操作量成比例的先导压。
如图4所示,所生成的先导压被向控制阀64的与一对受压室连接的一对先导管路64L、64R引导以作用于控制阀64。由此,控制阀64内的滑阀根据该先导压而移动,决定工作油流动的方向及流量。控制阀64通过第2管路402与举升臂缸22的底侧室连接,通过第3管路403与举升臂缸22的杆室连接。
从装卸用液压泵43排出的工作油被向第1管路401引导,经由控制阀64被向第2管路402或第3管路403引导。工作油在被向第2管路402引导时流入举升臂缸22的底侧室,由此,举升臂缸22的杆220伸展,以使得举升臂21上升。另一方面,工作油在被向第3管路403引导时流入举升臂缸22的杆室,举升臂缸22的杆220收缩而使得举升臂21下降。
关于铲斗23的操作也与举升臂21的操作同样地,根据铲斗操作杆230的操作量而生成的先导压作用于控制阀64,从而对控制阀64的滑阀的开口面积进行控制,调节向铲斗缸24流入流出的工作油量。需要说明的是,在图4中省略图示,但在液压回路的各管路上设有用于检测举升臂21、铲斗23的操作状态的传感器等。
(控制器5的构成)
接下来,参照图7说明控制器5的构成。
图7是示出控制器5具有的功能的功能框图。
控制器5将CPU、RAM、ROM、HDD、输入I/F及输出I/F经由总线相互连接而构成。并且,举升臂操作杆210、铲斗操作杆230、前进后退切换开关62这样的各种操作装置及压力传感器72A、72B、踏入量传感器610这样的各种传感器等与输入I/F连接,HST泵41的泵用调节器410、HST马达42的马达用调节器420、发动机3等与输出I/F连接。
在这样的硬件构成中,CPU读取保存在ROM、HDD或光盘等记录介质中的运算程序(软件)并在RAM上展开,通过执行展开的运算程序而使得运算程序与硬件协同动作,实现控制器5的功能。
需要说明的是,在本实施方式中,通过软件与硬件的组合对控制器5的构成进行了说明,但不限于此,也可以使用实现在轮式装载机1侧执行的运算程序的功能的集成电路来构成。
如图7所示,控制器5包含数据获取部51、判定部52、存储部53、时间计测部54、马达指令部55和发动机指令部56。
数据获取部51获取与分别从压力传感器72A、72B输出的负荷压力检测值P相关的数据。判定部52包含压力判定部52A和时间判定部52B。
压力判定部52A判定由数据获取部51获取到的负荷压力检测值P是否包含在大于与轮式装载机1的平地行驶时对应的负荷压力Pα,且小于与作业机2进行挖掘动作时(需要车身的最大牵引力的作业时)对应的负荷压力Pγ的规定的压力范围(Pα<P<Pγ)内。因此,该“规定的压力范围”与前述的图3中示出的区域β中的负荷压力的范围相当。
时间判定部52B判定由后述时间计测部54计测到的计测时间t是否为规定的设定时间Tth以上。在此,“规定的设定时间Tth”是能够判断与区域β相应的动作、即轮式装载机1正在进行爬坡行驶、推土作业的时间,是设定用于排除例如各动作的切换时、操作者误将加速踏板61踏入的情况等,HST马达42的负荷压力瞬间升高这样的情况的误判定的时间。由此,判定部52中的误判定减少,判定更加稳定且精度提高。
存储部53存储与轮式装载机1的平地行驶时对应的负荷压力Pα及与作业机2进行挖掘动作时对应的负荷压力Pγ、以及规定的设定时间Tth。
时间计测部54在由压力判定部52A判定为负荷压力检测值P包含在规定的第2压力范围内(Pα<P<Pγ)时开始时间的计测,计测负荷压力检测值P包含在规定的第2压力范围内的期间的时间t。并且,时间计测部54在由压力判定部52A判定为负荷压力检测值P未包含在规定的压力范围内(P≤Pα或P≥Pγ)时,使时间t的计测停止并进行重置。
马达指令部55在由压力判定部52A判定为负荷压力检测值P包含在规定的压力范围内(Pα<P<Pγ)的情况下,向HST马达42的马达用调节器420输出在规定的压力范围内使HST马达42的排油容积q从最小值qmin上升至最大值qmax的马达指令信号。
在本实施方式中,马达指令部55在由压力判定部52A判定为负荷压力检测值P包含在规定的压力范围内(Pα<P<Pγ),且由时间判定部52B判定为计测时间t为规定的设定时间Tth以上(t≥Tth)的情况下,向HST马达42的马达用调节器420输出马达指令信号。
发动机指令部56在由压力判定部52A判定为负荷压力检测值P包含在规定的压力范围内(Pα<P<Pγ)的情况下,向发动机3输出仅在规定的压力范围内使发动机3的最高旋转速度Nmax从第1发动机最高旋转速度Nmax1上升至大于第1发动机最高旋转速度Nmax1的第2发动机最高旋转速度Nmax2(>Nmax1)的发动机指令信号。
在本实施方式中,发动机指令部56在由压力判定部52A判定为负荷压力检测值P包含在规定的压力范围内(Pα<P<Pγ),且由时间判定部52B判定为计测时间t为规定的设定时间Tth以上(t≥Tth)的情况下,向发动机3输出发动机指令信号。
另外,在本实施方式中,发动机指令部56在由压力判定部52A判定为负荷压力检测值P未包含在规定的压力范围内(P≤Pα或P≥Pγ)时,向发动机3输出使上升至第2发动机最高旋转速度Nmax2的发动机3的最高旋转速度恢复到第1发动机最高旋转速度Nmax1的指令信号。
(控制器5内的处理)
接下来,参照图8说明在控制器5内执行的具体的处理流程。
图8是示出由控制器5执行的处理流程的流程图。
首先,数据获取部51获取从压力传感器72A、72B输出的负荷压力检测值P(步骤S501)。
接下来,压力判定部52A基于在步骤S501中获取到的负荷压力检测值P,判定该负荷压力检测值P是否大于与轮式装载机1的平地行驶时对应的负荷压力Pα,且是否小于与作业机2进行的挖掘动作时对应的负荷压力Pγ、即是否包含在规定的压力范围内(步骤S502)。
在步骤S502中判定为负荷压力检测值P包含在规定的压力范围内(Pα<P<Pγ)的情况下(步骤S502/是),时间计测部54开始时间t的计测(步骤S503)。接下来,时间判定部52B判定在步骤S503中计测的计测时间t是否为规定的设定时间Tth以上(步骤S504)。
在步骤S504中判定计测时间t为规定的设定时间Tth以上(t≥Tth)的情况下(步骤S504/是),马达指令部55向马达用调节器420输出使HST马达42的排油容积q从最小值qmin上升至最大值qmax的马达指令信号(步骤S505)。
另外,在步骤S504中判定计测时间t为规定的设定时间Tth以上(t≥Tth)的情况下(步骤S504/是),发动机指令部56向发动机3输出使发动机3的最高旋转速度Nmax从第1发动机最高旋转速度Nmax1上升至第2发动机最高旋转速度Nmax2(>Nmax1)的发动机指令信号(步骤S506)。
接下来,数据获取部51再次获取从压力传感器72A、72B输出的负荷压力检测值P(步骤S507)。
接下来,压力判定部52A基于在步骤S507中再次获取到的负荷压力检测值P,判定该负荷压力检测值P是否偏离规定的压力范围,具体来说,判定是否为与轮式装载机1的平地行驶时对应的负荷压力Pα以下、或为与作业机2进行挖掘动作时对应的负荷压力Pγ以上(步骤S508)。
在步骤S508中判定负荷压力检测值P未包含在规定的压力范围内(P≤Pα或P≥Pγ)的情况下(步骤S508/是),时间计测部54使时间t的计测停止并进行重置(步骤S509)。
并且,发动机指令部56向发动机3输出使发动机3的最高旋转速度Nmax从第2发动机最高旋转速度Nmax2恢复为第1发动机最高旋转速度Nmax1的指令信号(步骤S510),控制器5中的处理结束。
在步骤S502中判定负荷压力检测值P未包含在规定的压力范围内(P≤Pα或P≥Pγ)的情况下(步骤S502/否)、在步骤S504中判定计测时间t少于规定的设定时间Tth(t<Tth)的情况下(步骤S504/否)及在步骤S508中再次获取到的负荷压力检测值P包含在规定的压力范围内(Pα<P<Pγ)的情况下(步骤S508/否),均使得控制器5中的处理结束。
(关于与控制器5进行的控制相伴的作用)
接下来,参照图9~12说明与控制器5进行的控制相伴的作用。
图9是示出本实施方式中的HST马达42的负荷压力P与HST马达42的排油容积q的关系的曲线图。图10是示出本实施方式中的HST马达42的负荷压力P与牵引力F的关系的曲线图。图11是示出执行了基于控制器5的控制的情况下的加速踏板踏入量与目标发动机旋转速度的关系的曲线图。图12是示出执行了基于控制器5的控制的情况下的车速与牵引力的关系的曲线图。
如图9及图10所示,在HST马达42的负荷压力P大于与轮式装载机1的平地行驶时对应的负荷压力Pα,且小于与作业机2进行挖掘动作时对应的负荷压力Pγ的情况下,即,当在压力判定部52A中判定负荷压力检测值P包含在规定的压力范围内(图8中示出的步骤S502/是)时,一次使HST马达42的排油容积q从最小值qmin上升至最大值qmax,与之相伴,车身的牵引力F(=HST马达42的负荷压力P×HST马达42的排油容积q)一次上升。
此时,如图11所示,由于一次使发动机3的最高旋转速度Nmax从第1发动机最高旋转速度Nmax1上升至第2发动机最高旋转速度Nmax2,因此在图12中示出的区域β中,轮式装载机1的车速也增大。需要说明的是,如图11所示,第2发动机最高旋转速度Nmax2时的加速踏板61的踏入量成为大于与第1发动机最高旋转速度Nmax1对应的踏入量S2的S3(S3>S2)。另外,在图12中,以单点划线示出使发动机3的最高旋转速度Nmax上升前(=第1发动机最高旋转速度Nmax1)的行驶性能线,以实线示出使发动机3的最高旋转速度Nmax上升后(=第2发动机最高旋转速度Nmax2)的行驶性能线。
像这样,在轮式装载机1进行爬坡行驶、推土作业的情况下,即在进行与区域β相应的动作的情况下,由于在使牵引力F上升的同时使发动机3的最高旋转速度Nmax也上升,因此能够增大可用于行驶的马力,提高行驶性能。另一方面,在轮式装载机1进行平地行驶、挖掘动作的情况下,即在进行分别与区域α及区域γ相应的动作的情况下,由于发动机3的最高旋转速度Nmax不上升,因此能够实现燃耗减少。因此,在轮式装载机1中,通过控制器5的控制,能够在降低燃耗的同时仅在需要高行驶性能时提高行驶性能。
(变形例)
接下来,参照图13及图14说明本发明的变形例的轮式装载机1。在图13及图14中,对于与关于实施方式轮式装载机1已说明的要素共通的构成要素标注同一附图标记,并省略其说明。
图13是示出变形例中的HST马达42的负荷压力P与HST马达42的排油容积q的关系的曲线图。图14是示出变形例中的HST马达42的负荷压力P与牵引力F的关系的曲线图。
在前述的实施方式中,马达指令部55在包含在规定的压力范围内的任意压力值处一次使HST马达42的排油容积q从最小值qmin上升至最大值qmax,但在本变形例中,如图13所示,马达指令部55在规定的压力范围内的从第1负荷压力P1到第2负荷压力P2的范围内,即以规定的幅度使HST马达42的排油容积q从最小值qmin上升至最大值qmax。
由此,如图14所示,车身的牵引力F也以规定的幅度(从第1负荷压力P1到第2负荷压力P2)上升。
在本变形例的情况下,也能够起到与实施方式中说明的作用及效果相同的作用及效果。
以上对本发明的实施方式及变形例进行了说明。需要说明的是,本发明并非限定于上述的实施方式、变形例,而包含多种其他变形例。例如,上述实施方式及变形例为为了清楚易懂地说明本发明而进行的详细说明,并非限定于具备所说明的全部构成。另外,能够将本实施方式构成的一部分置换为其他实施方式构成,另外,也可以在本实施方式构成中添加其他实施方式构成。此外,能够针对本实施方式构成的一部分实施其他构成的追加、删除、置换。
例如,在上述实施方式及变形例中,作为作业车辆的一个方式说明了轮式装载机,但不限于此,例如也可以将本发明应用于具备叉车、拖拉机这样的作业机的作业车辆、不具备作业机的道路作业用车辆等。
另外,在上述实施方式及变形例中,装卸用液压泵43使用固定容量型的液压泵,但不限于此,也可以使用可变容量型的液压泵。
另外,在上述实施方式及变形例中,控制器5在压力判定部52A中,以大于区域β中的负荷压力的范围、即与轮式装载机1的平地行驶时对应的负荷压力Pα,且小于与轮式装载机1的需要最大牵引力的作业时对应的负荷压力Pγ的规定的压力范围(规定的第2压力范围)为判定的基准,但不限于此,也可以以将区域β及区域γ合并得到的区域(区域β+区域γ)中的负荷压力的范围、即大于与轮式装载机1的平地行驶时对应的负荷压力Pα的规定的第1压力范围(P>Pα)为判定的基准。因此,压力判定部52A判定由压力传感器72A、72B检测到的负荷压力检测值P是否包含在规定的第1压力范围或规定的第2压力范围内。需要说明的是,在该情况下,在控制器5中,仅当在图8中示出的步骤S508中判定为P≤Pα时进入步骤S509。
附图标记说明
1:轮式装载机(作业车辆)
2:作业机
3:发动机
5:控制器
11A:前轮
11B:后轮
41:HST泵(行驶用液压泵)
42:HST马达(行驶用液压马达)
72A:第1压力传感器(压力检测器)
72B:第2压力传感器(压力检测器)
100A:陆地山(作业对象物)

Claims (5)

1.一种作业车辆,其具备:
发动机;可变容量型的行驶用液压泵,其由所述发动机驱动;以及可变容量型的行驶用液压马达,其与所述行驶用液压泵以闭回路状连接,将所述发动机的驱动力向车轮传递,所述作业车辆的特征在于,具备:
压力检测器,其检测所述行驶用液压马达的负荷压力;以及
控制器,其控制所述发动机及所述行驶用液压马达,
所述控制器判定由所述压力检测器检测到的压力检测值是否包含在规定的第1压力范围或规定的第2压力范围内,其中,该规定的第1压力范围为大于与所述作业车辆的平地行驶时对应的所述行驶用液压马达的负荷压力,该规定的第2压力范围为大于与所述作业车辆的平地行驶时对应的所述行驶用液压马达的负荷压力,且小于与所述作业车辆的需要最大牵引力的作业时对应的所述行驶用液压马达的负荷压力,
所述控制器在判定由所述压力检测器检测到的压力检测值包含在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内的情况下,向所述行驶用液压马达输出在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内使所述行驶用液压马达的排油容积从最小值上升至最大值的马达指令信号,并且,向所述发动机输出仅在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内使所述发动机的最高旋转速度上升的发动机指令信号。
2.根据权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,
所述控制器在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内,以规定的幅度使所述行驶用液压马达的排油容积从最小值上升至最大值。
3.根据权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,
所述控制器在判定由所述压力检测器检测到的压力检测值包含在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内时,开始时间的计测,计测由所述压力检测器检测到的压力检测值包含在所述规定的第1压力范围或所述规定的第2压力范围内的期间的时间,在所计测的计测时间为规定的设定时间以上的情况下,向所述发动机输出所述发动机指令信号。
4.根据权利要求3所述的作业车辆,其特征在于,
当所述控制器判定为在开始时间的计测后由所述压力检测器检测到的压力检测值未包含在所述规定的第1压力范围及所述规定的第2压力范围的任意范围内时,使时间的计测停止而并进行重置,向所述发动机输出使上升了的所述发动机的最高旋转速度恢复为初始值的指令信号。
5.根据权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,
具有对作业对象物进行挖掘的作业机,
所述作业车辆的需要最大牵引力的作业时是指所述作业机进行挖掘动作时。
CN201980016541.4A 2018-09-28 2019-09-24 作业车辆 Active CN111801490B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-183909 2018-09-28
JP2018183909A JP7193288B2 (ja) 2018-09-28 2018-09-28 作業車両
PCT/JP2019/037307 WO2020067029A1 (ja) 2018-09-28 2019-09-24 作業車両

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111801490A true CN111801490A (zh) 2020-10-20
CN111801490B CN111801490B (zh) 2022-07-01

Family

ID=69949699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980016541.4A Active CN111801490B (zh) 2018-09-28 2019-09-24 作业车辆

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10947701B2 (zh)
EP (1) EP3822471A4 (zh)
JP (1) JP7193288B2 (zh)
CN (1) CN111801490B (zh)
WO (1) WO2020067029A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6749885B2 (ja) * 2017-12-28 2020-09-02 日立建機株式会社 ホイールローダ
US11286646B2 (en) * 2019-03-13 2022-03-29 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Loading vehicle
JP2021099122A (ja) * 2019-12-20 2021-07-01 川崎重工業株式会社 静油圧無段変速システム
IT202100000272A1 (it) * 2021-01-08 2022-07-08 Cnh Ind Italia Spa Procedimento di controllo per selezionare automaticamente una modalità operativa di una macchina operatrice, corrispondente sistema di controllo e macchina operatrice comprendente il sistema di controllo

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03271534A (ja) * 1990-03-20 1991-12-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の原動機制御装置
CN101002010A (zh) * 2004-08-11 2007-07-18 株式会社小松制作所 作业车辆的发动机的负载控制装置
JP2008180203A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 制御装置
CN101631942A (zh) * 2007-03-12 2010-01-20 Tcm株式会社 工程车辆的控制装置
JP2010223416A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Komatsu Ltd 建設車両
CN107923326A (zh) * 2015-12-25 2018-04-17 株式会社Kcm 作业车辆

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4121687B2 (ja) 2000-04-14 2008-07-23 日立建機株式会社 油圧走行車両
JP5156237B2 (ja) * 2007-01-24 2013-03-06 株式会社小松製作所 油圧駆動装置及び油圧駆動車両
DE112008000724B4 (de) * 2007-03-30 2021-03-18 Komatsu Ltd. Steuerung eines Fahrzeugs mit hydrostatischem, stufenlos variablem Getriebe
US8261544B2 (en) * 2008-08-28 2012-09-11 Caterpillar Inc. Control system and method for braking a hydrostatic drive machine
WO2010116853A1 (ja) 2009-04-09 2010-10-14 株式会社小松製作所 建設車両
US8540048B2 (en) * 2011-12-28 2013-09-24 Caterpillar Inc. System and method for controlling transmission based on variable pressure limit
US8701818B2 (en) * 2012-03-29 2014-04-22 Komatsu Ltd. Work vehicle and control method for work vehicle
US9096989B2 (en) * 2012-05-25 2015-08-04 Caterpillar Inc. On demand displacement control of hydraulic power system
JP2015071976A (ja) 2013-10-03 2015-04-16 日立建機株式会社 作業車両
JP6126964B2 (ja) * 2013-10-03 2017-05-10 株式会社Kcm 作業車両
JP6986832B2 (ja) * 2016-08-26 2021-12-22 株式会社小松製作所 ホイールローダおよびホイールローダの制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03271534A (ja) * 1990-03-20 1991-12-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の原動機制御装置
CN101002010A (zh) * 2004-08-11 2007-07-18 株式会社小松制作所 作业车辆的发动机的负载控制装置
JP2008180203A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 制御装置
CN101631942A (zh) * 2007-03-12 2010-01-20 Tcm株式会社 工程车辆的控制装置
JP2010223416A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Komatsu Ltd 建設車両
CN107923326A (zh) * 2015-12-25 2018-04-17 株式会社Kcm 作业车辆

Also Published As

Publication number Publication date
EP3822471A1 (en) 2021-05-19
US10947701B2 (en) 2021-03-16
US20210002865A1 (en) 2021-01-07
EP3822471A4 (en) 2022-06-15
JP7193288B2 (ja) 2022-12-20
JP2020051188A (ja) 2020-04-02
WO2020067029A1 (ja) 2020-04-02
CN111801490B (zh) 2022-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111801490B (zh) 作业车辆
CN111247295B (zh) 装卸作业车辆
EP3660226B1 (en) Wheel loader
CN112601865B (zh) 装卸作业车辆
CN111032968A (zh) 轮式装载机
CN112424429B (zh) 装卸作业车辆
US11286646B2 (en) Loading vehicle
WO2020065915A1 (ja) ホイールローダ
EP3825475B1 (en) Wheel loader
CN114207327B (zh) 作业车辆
US20230085666A1 (en) Work vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant