CN114245855B - 作业机械的传递系统、作业机械以及作业机械中的传递系统的寿命预测方法 - Google Patents

Abstract

离合器(1)具有：离合器盘(1a)，其接受来自发动机(80a)的动力而旋转；以及离合器片(1b)，其在与离合器盘(1a)卡合了的卡合状态和不与离合器盘(1a)卡合的释放状态之间切换。控制器(70)在动力从发动机(80)向离合器盘(1a)的传递被切断了的状态、离合器盘(1a)旋转的状态、且上述卡合状态下，基于从离合器盘(1a)与离合器片(1b)的相对转速成为第一转速的第一时间点(T0)起至成为比第一转速低的第二转速的第二时间点(T1)为止的经过时间(Δt)，计算离合器盘(1a)与离合器片(1b)之间的摩擦系数(μ)。

Description

作业机械的传递系统、作业机械以及作业机械中的传递系统的寿命预测方法

技术领域

本公开涉及作业机械的传递系统、作业机械、以及作业机械中的传递系统的寿命预测方法。

背景技术

在卡车、推土机等作业机械中，已知有在驱动源(发动机、马达等)与驱动系统之间设置有离合器的作业机械。离合器用于切换动力的传递以及切断。作为该离合器的劣化，存在例如离合器盘、离合器片的磨损等。

在例如日本特开平9-280348号公报(参照专利文献1)中公开了检测离合器盘的磨损量的技术。在专利文献1中，测定离合器活塞室的压力，并基于该压力来检测离合器的磨损量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-280348号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1中，由于基于离合器活塞室的压力来检测离合器的摩擦量，因此无法定量地检测离合器摩擦板的摩擦性能的劣化。另外，即使假设将离合器摩擦板单体从作业机械取出，如果不利用专用计测器则也无法检测离合器摩擦板的摩擦性能的劣化。因此，期望更准确地测定离合器的由摩擦引起的劣化。

本公开的目的在于，提供一种能够更准确地检测离合器的由摩擦引起的劣化的作业机械的传递系统、作业机械以及作业机械中的传递系统的寿命预测方法。

用于解决课题的手段

本公开的作业机械的传递系统具备驱动源、第一离合器、以及控制器。第一离合器具有：第一构件，其接受来自驱动源的动力而旋转；以及第二构件，其在与第一构件卡合了的卡合状态和不与第一构件卡合的释放状态之间切换。控制器在动力从驱动源向处于旋转状态的第一构件的传递被切断了的状态且卡合状态下，基于从第一构件与第二构件的相对转速成为第一转速的第一时间点至成为比第一转速低的第二转速的第二时间点为止的经过时间，计算第一构件与第二构件之间的摩擦系数。

本公开的作业机械具备上述的传递系统。

本公开的作业机械中的传递系统的寿命预测方法包括以下的步骤。

在第一离合器的第一构件旋转的状态下，指示从驱动源向第一构件的动力传递的切断。在动力从驱动源向第一构件的传递被切断了的状态下，指示第一离合器的第二构件与旋转的第一构件的卡合。基于从第一构件与第二构件的相对转速成为第一转速的第一时间点起至成为比第一转速低的第二转速的第二时间点为止的经过时间，计算第一构件与第二构件之间的摩擦系数。

发明效果

根据本公开，能够提供一种可更准确地检测离合器的由摩擦引起的劣化的作业机械的传递系统、作业机械以及作业机械中的传递系统的寿命预测方法。

附图说明

图1是示出一实施方式的作业机械的传递系统的结构的图。

图2是示出进行图1所示的传递系统中的摩擦系数的计算以及寿命的预测的控制器的功能块的图。

图3是示出一实施方式的作业机械中的传递系统的寿命预测方法的流程图。

图4是示出图1所示的离合器1、5中的离合器工作油压力(A)与离合器相对转速(B)的时间变化的图。

图5是示出发动机的运转累计时间SMR与摩擦系数μ的关系的图。

图6是示出变形例的作业机械的传递系统的结构的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。

在说明书以及图面中，对相同的构成要素或者对应的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，在附图中，为了便于说明，也有时省略或简化结构。另外，实施方式及变形例中的至少一部分也可以任意地相互组合。

在本公开中，作为传递系统，列举自卸车的传递系统为例进行说明，但本公开除了自卸车的传递系统以外，只要是作业机械的传递系统也能够应用。本公开也可以应用于例如轮式装载机、推土机、机动平地机等的传递系统。

另外，在本公开中，作为传递系统，列举使用了行星齿轮机构的装置为例进行说明，但本公开并不限定于具有行星齿轮机构的传递系统，只要是具有离合器的传递系统也能够应用。

<作业机械中的传递系统的结构>

首先，对在作为本实施方式的作业机械的一例的自卸车中使用的传递系统的结构进行说明。

图1是示出一实施方式的作业机械的传递系统的结构的图。如图1所示，本实施方式的自卸车100具有传递系统80。传递系统80具有发动机80a(驱动源)、传递装置、以及轮胎80h(行驶体)。

传递装置接受发动机80a的输入并将其向轮胎80h输出。传递装置具有变矩器80b、锁止离合器80c、变速器80d、锥齿轮80e、差速器80fa、末端传动齿轮80fb、以及制动器80g。

发动机80a产生动力。由发动机80a产生的动力通过变矩器80b或者锁止离合器80c传递至变速器80d。变速器80d将动力的旋转速度变速后传递给锥齿轮80e。传递至锥齿轮80e的动力经由差速器80fa以及末端传动齿轮80fb驱动轮胎80h旋转。

差速器80fa向位于左右的轮胎80h分配动力。末端传动齿轮80fb将从变速器80d传递的动力减速后传递至轮胎80h。在末端传动齿轮80fb与轮胎80h之间配置有制动器80g。

变速器80d是例如行星齿轮式变速器。变速器80d具有多个行星齿轮机构10、20、30、40、50、多个离合器1～7、输入轴61、中间轴62、输出轴63、以及多个轮架64～66。

第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、第三行星齿轮机构30、第四行星齿轮机构40、以及第五行星齿轮机构50沿旋转轴方向依次配置。从输入侧朝向输出侧依次配置有第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、第三行星齿轮机构30、第四行星齿轮机构40、以及第五行星齿轮机构50。

输入轴61、中间轴62以及输出轴63分别以彼此同轴的方式沿旋转轴方向延伸。输入轴61、中间轴62以及输出轴63分别构成为以旋转轴O为中心旋转。旋转轴O是输入轴61、中间轴62以及输出轴63各自的中心线。

来自发动机80a的动力输入输入轴61。通过变速器80d而改变了旋转速度的动力从输出轴63输出。

第一行星齿轮机构10是单行星小齿轮型的行星齿轮机构。第一行星齿轮机构10具有第一太阳齿轮11、多个第一行星齿轮12、第一齿圈13、以及第一轮架64。

第一太阳齿轮11构成为以旋转轴O为中心旋转。第一太阳齿轮11配置于输入轴61的径向外侧。第一太阳齿轮11呈环状，输入轴61贯通第一太阳齿轮11。第一太阳齿轮11和输入轴61能够相对旋转。

第一太阳齿轮11以被制动旋转的方式与离合器7连接。离合器7是例如制动器。

多个第一行星齿轮12分别构成为与第一太阳齿轮11啮合。多个第一行星齿轮12分别配置于第一太阳齿轮11的径向外侧。多个第一行星齿轮12分别配置为彼此在周向上隔开间隔。

多个第一行星齿轮12分别构成为绕第一太阳齿轮11公转。多个第一行星齿轮12分别构成为以旋转轴O为中心公转。另外，多个第一行星齿轮12分别构成为自转。

第一轮架64支承多个第一行星齿轮12中的每一个。多个第一行星齿轮12分别在支承于第一轮架64的状态下能够自转。第一轮架64构成为以旋转轴O为中心旋转。

第一轮架64固定于输入轴61，且构成为与输入轴61一体地旋转。第一轮架64和输入轴61也可以由一个构件构成。

第一齿圈13与多个第一行星齿轮12中的每个啮合。第一齿圈13构成为以旋转轴O为中心旋转。第一齿圈13固定于中间轴62，且构成为与中间轴62一体地旋转。第一齿圈13和中间轴62也可以由一个构件构成。

在输入轴61与中间轴62(第一齿圈13)之间配置有离合器5(第二离合器)。离合器5在接通(ON)状态与断开(OFF)状态之间切换。在离合器5处于接通状态时，离合器5成为将由发动机80a产生的动力从输入轴61向中间轴62传递的传递状态。另外，在离合器5处于断开状态时，离合器5成为切断动力从发动机80a经由输入轴61向中间轴62的传递的切断状态。

第二行星齿轮机构20是单行星小齿轮型的行星齿轮机构。第二行星齿轮机构20具有第二太阳齿轮21、多个第二行星齿轮22、第二齿圈23、以及第二轮架65。

第二太阳齿轮21构成为以旋转轴O为中心旋转。第二太阳齿轮21配置于中间轴62的径向外侧。第二太阳齿轮21固定于中间轴62，且构成为与中间轴62一体地旋转。第二太阳齿轮21和中间轴62也可以由一个构件构成。

多个第二行星齿轮22分别构成为与第二太阳齿轮21啮合。多个第二行星齿轮22分别配置于第二太阳齿轮21的径向外侧。多个第二行星齿轮22分别配置为彼此在周向上隔开间隔。

多个第二行星齿轮22分别构成为绕第二太阳齿轮21公转。多个第二行星齿轮22分别构成为以旋转轴O为中心公转。另外，多个第二行星齿轮22分别构成为自转。

第二轮架65支承多个第二行星齿轮22中的每个。多个第二行星齿轮22分别在支承于第二轮架65的状态下能够自转。第二轮架65构成为以旋转轴O为中心旋转。

在第二轮架65与中间轴62之间配置有离合器6。通过离合器6，切换在中间轴62与第二轮架65之间传递动力的传递状态、以及切断中间轴62与第二轮架65之间的动力的传递的切断状态。

第二齿圈23与多个第二行星齿轮22中的每个啮合。第二齿圈23构成为以旋转轴O为中心旋转。第二齿圈23以被制动旋转的方式与离合器1(第一离合器)连接。离合器1是例如制动器。

第三行星齿轮机构30是双行星小齿轮型的行星齿轮机构。第三行星齿轮机构30具有第三太阳齿轮31、多组双行星齿轮32a、32b、第三齿圈33、以及第二轮架65。

第三太阳齿轮31构成为以旋转轴O为中心旋转。第三太阳齿轮31配置于中间轴62的径向外侧。第三太阳齿轮31固定于中间轴62，且构成为与中间轴62一体地旋转。第三太阳齿轮31和中间轴62也可以由一个构件构成。

多组双行星齿轮32a、32b中的各组具有行星齿轮32a、以及行星齿轮32b。行星齿轮32a构成为与第三太阳齿轮31啮合。行星齿轮32b构成为与行星齿轮32a以及第三齿圈33分别啮合。

多组双行星齿轮32a、32b中的各组配置于第三太阳齿轮31的径向外侧。多组双行星齿轮32a、32b中的各组配置为在周向上隔开间隔。

各组的行星齿轮32a以及行星齿轮32b分别构成为绕第三太阳齿轮31公转。各组的行星齿轮32a以及行星齿轮32b分别构成为以旋转轴O为中心旋转。另外，各组的行星齿轮32a以及行星齿轮32b分别构成为自转。

第二轮架65支承各组的行星齿轮32a以及行星齿轮32b中的每个。各组的行星齿轮32a以及行星齿轮32b分别在支承于第二轮架65的状态下能够自转。

第三齿圈33与各组的行星齿轮32b啮合。第三齿圈33构成为以旋转轴O为中心旋转。第三齿圈33以被制动旋转的方式与离合器2连接。离合器2是例如制动器。

第四行星齿轮机构40是单行星小齿轮型的行星齿轮机构。第四行星齿轮机构40具有第四太阳齿轮41、多个第四行星齿轮42、第四齿圈43、以及第三轮架66。

第四太阳齿轮41构成为以旋转轴O为中心旋转。第四太阳齿轮41配置于中间轴62的径向外侧。第四太阳齿轮41固定于中间轴62，且构成为与中间轴62一体地旋转。第四太阳齿轮41和中间轴62也可以由一个构件构成。

多个第四行星齿轮42分别构成为与第四太阳齿轮41啮合。多个第四行星齿轮42配置于第四太阳齿轮41的径向外侧。多个第四行星齿轮42分别配置为彼此在周向上隔开间隔。

多个第四行星齿轮42分别构成为绕第四太阳齿轮41公转。多个第四行星齿轮42分别构成为以旋转轴O为中心公转。另外，多个第四行星齿轮42分别构成为自转。

第三轮架66支承多个第四行星齿轮42中的每个。多个第四行星齿轮42分别在支承于第三轮架66的状态下能够自转。第三轮架66构成为以旋转轴O为中心旋转。

第四齿圈43与多个第四行星齿轮42中的每个啮合。第四齿圈43构成为以旋转轴O为中心旋转。第四齿圈43以被制动旋转的方式与离合器3连接。离合器3是例如制动器。

第四齿圈43固定于第二轮架65，且构成为与第二轮架65一体地旋转。第二轮架65和第四齿圈43也可以由一个构件构成。

第五行星齿轮机构50是单行星小齿轮型的行星齿轮机构。第五行星齿轮机构50具有第五太阳齿轮51、多个第五行星齿轮52、第五齿圈53、以及第三轮架66。

第五太阳齿轮51构成为以旋转轴O为中心旋转。第五太阳齿轮51配置于中间轴62的径向外侧。第五太阳齿轮51固定于中间轴62，且构成为与中间轴62一体地旋转。第五太阳齿轮51和中间轴62也可以由一个构件构成。

多个第五行星齿轮52分别构成为与第五太阳齿轮51啮合。多个第五行星齿轮52分别配置于第五太阳齿轮51的径向外侧。多个第五行星齿轮52分别配置为彼此在周向上隔开间隔。

多个第五行星齿轮52分别构成为绕第五太阳齿轮51公转。多个第五行星齿轮52分别构成为以旋转轴O为中心公转。另外，多个第五行星齿轮52分别构成为自转。

第三轮架66支承多个第五行星齿轮52中的每个。多个第五行星齿轮52分别在支承于第三轮架66的状态下能够自转。

第五齿圈53与多个第五行星齿轮52中的每个啮合。第五齿圈53构成为以旋转轴O为中心旋转。第五齿圈53以被制动旋转的方式与离合器4连接。离合器3是例如制动器。

第三轮架66固定于输出轴63，且构成为与输出轴63一体地旋转。第三轮架66和输出轴63也可以由一个构件构成。

多个离合器1～7分别例如是液压式的离合器机构，能够由多个盘构成。如图2所示，多个离合器1～7分别例如具有多个离合器盘1a(第一构件)、以及多个离合器片1b(第二构件)。

多个离合器盘1a分别接受来自发动机80a的动力而旋转。多个离合器片1b分别在与多个离合器盘1a分别卡合的卡合状态、和不与多个离合器盘1a分别卡合的释放状态之间切换。

在多个离合器1～7分别为接通状态时，多个离合器盘1a与多个离合器片1b相互压接而卡合，从而成为卡合状态。由此，动力在离合器盘1a与离合器片1b之间传递，离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为0。其中，由于离合器1～4、7分别为制动器，因此在离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为0时，离合器盘1a和离合器片1b这双方的转速成为0。

在多个离合器1～7分别为断开状态时，多个离合器盘1a与多个离合器片1b的卡合状态被解除，从而成为释放状态。由此，多个离合器盘1a与多个离合器片1b不相互卡合而分离。因此多个离合器盘1a与多个离合器片1b之间的动力的传递被切断。

本实施方式的传递系统80还具有控制器70、以及传感器71～73。传感器71是检知例如输入轴61的转速的旋转传感器。传感器72是检知例如中间轴62的转速的旋转传感器。传感器73是检知例如输出轴63的转速的旋转传感器。通过传感器71或者传感器72(第一传感器)，能够计测离合器1中的离合器盘1a(图2)的转速。通过传感器73(第二传感器)，能够计测离合器1中的离合器片1b(图2)的转速。

由传感器71～73分别测定出的转速作为检知信号向控制器70输出。控制器70基于由传感器71～73分别测定出的转速，计算离合器1的摩擦系数。

控制器70根据由传感器71检知到的输入轴61的转速、以及由传感器72检知到的中间轴62的转速来检知离合器5的接通/断开状态。

控制器70根据由传感器72检知到的中间轴62的转速、以及由传感器73检知到的输出轴63的转速来检知离合器1的接通/断开状态。

控制器70根据由传感器72检知到的中间轴62的转速、以及由传感器73检知到的输出轴63的转速来检知离合器1的离合器盘与离合器片的相对转速。控制器70也可以根据由传感器71检知到的输入轴61的转速、以及由传感器73检知到的输出轴63的转速来检知离合器1的离合器盘与离合器片的相对转速。

控制器70在动力从发动机80a向离合器1的离合器盘1a的传递被切断的状态下、且在离合器1的离合器盘1a与离合器片1b卡合了的卡合状态下，基于从离合器1的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为第一转速的第一时间点起至成为比第一转速低的第二转速的第二时间点为止的经过时间来计算离合器1的摩擦系数。该离合器1的摩擦系数是包括离合器1的多个离合器盘以及多个离合器片的所有的摩擦系数在内的作为离合器1的整体的摩擦系数。

上述第一时间点是例如动力从发动机80a向离合器1的离合器盘1a的传递被离合器5切断、且离合器1成为接通状态的时间点。第二时间点是例如处于卡合状态的离合器1的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为0的时间点。

控制器70可以搭载于作业机械100，也可以在作业机械100的外部分开地配置。在控制器70在作业机械100的外部分开地配置的情况下，控制器70可以通过无线与传感器71～74、离合器控制阀82、83、操作部86、显示部85、输入部84等连接。

<控制器70的功能块>

接下来，使用图2对本实施方式中的控制器70的功能块进行说明。

图2是示出进行图1所示的传递系统中的摩擦系数的计算以及寿命的预测的控制器的功能块的图。如图2所示，控制器70具有离合器接通/断开控制部70a、离合器控制阀控制部70b、离合器1的接通信号取得部70ca、离合器5的断开信号取得部70cb、离合器盘转速取得部70d、离合器片转速取得部70e、以及离合器接通切换时间取得部70f。

控制器70还具有相对转速计算部70g、相对转速判定部70h、相对转速0时间取得部70i、经过时间计算部70j、存储部70k、摩擦系数计算部701、以及寿命预测部70m。

离合器接通/断开控制部70a从操作部86接受操作信号而产生离合器接通/断开的控制信号。离合器控制阀控制部70b接受来自离合器接通/断开控制部70a的离合器接通/断开的控制信号而对离合器控制阀82、83进行控制。

离合器控制阀82接受来自离合器控制阀控制部70b的控制信号，对是否将从泵81排出的工作油向离合器1的液压室1f供给进行控制。在未向离合器1的液压室1f供给从泵81排出的工作油的情况下，不对离合器1的活塞1e作用工作油的液压。在该情况下，离合器1的多个离合器盘1a与多个离合器片1b相互分离，离合器1处于断开状态。

另一方面，在向离合器1的液压室1f供给从泵81排出的工作油的情况下，对离合器1的活塞1e作用工作油的液压。在该情况下，离合器1的多个离合器盘1a与多个离合器片1b相互压接，离合器1成为接通状态。

需要说明的是，离合器1的离合器盘1a固定于离合器毂1c的外周，离合器片1b固定于离合器鼓1d的内周。离合器毂1c固定于第二齿圈23(图1)的外周。

离合器控制阀83接受来自离合器控制阀控制部70b的控制信号，控制是否将从泵81排出的工作油向离合器5的液压室(未图示)供给。在未向离合器5的液压室供给从泵81排出的工作油的情况下，与离合器1同样地，离合器5的多个离合器盘与多个离合器片相互分离，离合器5处于断开状态。

另一方面，在向离合器5的液压室供给从泵81排出的工作油的情况下，与离合器1同样地，离合器5的多个离合器盘与多个离合器片相互压接，离合器5成为接通状态。

离合器1的接通信号取得部70ca取得表示离合器1成为接通状态的情况的信号。离合器1的接通信号取得部70ca例如基于由传感器72测定出的中间轴62的转速、以及由传感器73测定出的输出轴63的转速，判别离合器1是否成为接通状态。

离合器1的接通信号取得部70ca也可以基于由离合器控制阀控制部70b产生的离合器1的控制信号(电气信号)，判别离合器1是否成为接通状态。另外，离合器1的接通信号取得部70ca也可以基于由压力传感器74测定出的工作油的压力(从离合器控制阀82排出的工作油的压力)，判别离合器1是否成为接通状态。另外，离合器1的接通信号取得部70ca还可以基于由行程传感器(未图示)测定出的离合器1中的活塞1e的移动量，判别离合器1是否成为接通状态。

离合器5的断开信号取得部70cb取得表示离合器5成为断开状态的情况的信号。离合器5的断开信号取得部70cb例如基于由传感器71测定出的输入轴61的转速、以及由传感器72测定出的中间轴62的转速，判别离合器5是否成为断开状态。

离合器盘转速取得部70d基于由传感器72测定出的中间轴62的转速，取得离合器1的离合器盘1a的转速。

离合器片转速取得部70e基于由传感器73测定出的输出轴63的转速，取得离合器1的离合器片1b的转速。

离合器接通切换时间取得部70f基于来自离合器5的断开信号取得部70cb的离合器5的断开信号、以及来自离合器1的接通信号取得部70ca的离合器1的接通信号，取得离合器1被切换为接通状态的第一时间点(T0)。具体而言，离合器接通切换时间取得部70f取得在离合器5被切换为断开状态之后离合器1被切换为接通状态的第一时间点(T0)。由离合器接通切换时间取得部70f取得的第一时间点(T0)可以存储于存储部70k。

相对转速计算部70g基于来自离合器盘转速取得部70d的离合器盘1a的转速、以及来自离合器片转速取得部70e的离合器片1b的转速，计算离合器盘1a与离合器片1b的相对转速。

相对转速判定部70h判定由相对转速计算部70g计算出的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速是否成为规定值。规定值是比第一时间点(T0)的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速(第一转速)低的第二转速。规定值(第二转速)是例如0。规定值可以存储于存储部70k。在该情况下，相对转速判定部70h参照存储于存储部70k的规定值，判定上述相对转速是否成为规定值。

相对转速0时间取得部70i取得离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为规定值的第二时间点(T1)。由相对转速0时间取得部70i取得的第二时间点(T1)可以存储于存储部70k。

经过时间计算部70j基于由离合器接通切换时间取得部70f取得的第一时间点(T0)、以及由相对转速0时间取得部70i取得的第二时间点(T1)，计算经过时间Δt。经过时间计算部70j也可以基于存储于存储部70k的第一时间点(T0)和第二时间点(T1)来计算经过时间Δt。经过时间Δt根据Δt＝T1-T0的式子而得出。

摩擦系数计算部701基于由经过时间计算部70j计算出的经过时间Δt，计算离合器1的摩擦系数μ。离合器1的摩擦系数μ根据μ＝k/Δt的式子来计算。上式中的k是比例常数。

由摩擦系数计算部701计算出的摩擦系数μ可以存储于存储部70k。摩擦系数计算部701在计算计测时间点相互不同的多个摩擦系数μ的情况下，计测时间点相互不同的多个摩擦系数μ存储于存储部70k。

寿命预测部70m基于由摩擦系数计算部701计算出的离合器1的摩擦系数μ，预测离合器1的寿命。此时，可以基于存储于存储部70k的、计测时间点相互不同的多个摩擦系数μ来预测离合器1的寿命。

由摩擦系数计算部701计算出的离合器1的摩擦系数μ、以及由寿命预测部70m预测出的离合器1的寿命可以显示于显示部85。显示部85可以与控制器70有线地连接、也可以与控制器70无线地连接。

存储部70k可以存储来自控制器70外部的输入部84的其他信息。从输入部84可以将例如用于判定离合器盘1a与离合器片1b的相对转速的上述规定值(第二转速)存储于存储部70k。另外，从输入部84也可以将用于计算摩擦系数μ的计算式等存储于存储部70k。

<传递系统的寿命预测方法>

接下来，使用图2～图5对本实施方式的作业机械中的传递系统的寿命预测方法进行说明。

图3是示出一实施方式的作业机械中的传递系统的寿命预测方法的流程图。图4是示出图1所示的离合器1、5中的离合器工作油压力(A)与离合器相对转速(B)的时间变化的图。图5是示出发动机的运转累计时间SMR与摩擦系数μ的关系的图。

如图1以及图2所示，在自卸车100的行驶停车时(制动器80g为接通状态)，以离合器5成为接通状态、且离合器1成为断开状态的方式控制器70向离合器控制阀82、83赋予指示。在该状态下，如图4的(A)所示，不向离合器1供给从泵81(图2)排出的工作油。另一方面，向离合器5供给从泵81排出的工作油。由此，输入轴61与中间轴62夹有图1所示的离合器5而连结。另外，图2所示的离合器1的离合器片1b与离合器盘1a分离。

如图2所示，以在该状态下发动机80a恒定旋转的方式进行驱动控制。由发动机80a产生的动力经由输入轴61以及中间轴62传递至离合器1的离合器盘1a。由此，离合器盘1a旋转。另一方面，离合器1的离合器片1b与离合器盘1a分离因而不旋转。

由此，如图4的(B)所示，离合器5的离合器盘与离合器片的相对转速成为0。另一方面，离合器1的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速变大。

在该状态下，以离合器5成为断开状态的方式，图2所示的控制器70向离合器控制阀83赋予指示。在该状态下，如图4的(A)所示，变为不向离合器5供给从泵81排出的工作油。由此，图1所示的离合器5的离合器片与离合器盘分离，动力从输入轴61向中间轴62的传递被离合器5切断。因此，中间轴62、离合器盘1a等由于惯性力而旋转(步骤S1：图3)。

之后，以离合器1成为接通状态的方式，图2所示的控制器70向离合器控制阀82赋予指示(步骤S2：图3)。在该状态下，如图4的(A)所示，向离合器1供给从泵81排出的工作油。由此，离合器1的离合器盘1a与离合器片1b压接。因此，如图4的(B)所示，离合器1的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速变小。

离合器1成为接通状态的开始时机被检测为第一时间点(T0)(步骤S3：图3)。在第一时间点(T0)的检测中，如图2所示，首先，离合器5的断开信号取得部70cb取得表示离合器5成为断开状态的情况的信号。离合器5的断开信号取得部70cb基于例如由传感器71测定出的输入轴61的转速、以及由传感器72测定出的中间轴62的转速，判别离合器5是否成为断开状态。

接着，离合器1的接通信号取得部70ca取得表示离合器1成为接通状态的情况的信号。离合器1的接通信号取得部70ca基于例如由传感器72测定出的中间轴62的转速、以及由传感器73测定出的输出轴63的转速，判别离合器1是否成为接通状态。

另外，离合器1的接通信号取得部70ca也可以基于由离合器控制阀控制部70b产生的离合器1的控制信号(电气信号)，判别离合器1是否成为接通状态。另外，离合器1的接通信号取得部70ca也可以基于由压力传感器74测定出的工作油的压力(从离合器控制阀82排出的工作油的压力)，判别离合器1是否成为接通状态。另外，离合器1的接通信号取得部70ca还可以基于由行程传感器(未图示)测定出的离合器1中的活塞1e的移动量，判别离合器1是否成为接通状态。

离合器接通切换时间取得部70f基于来自离合器5的断开信号取得部70cb的离合器5的断开信号、以及来自离合器1的接通信号取得部70ca的离合器1的接通信号，取得离合器1被切换为接通状态的第一时间点(T0)。具体而言，离合器接通切换时间取得部70f取得在离合器5被切换为断开状态之后离合器1被切换为接通状态的第一时间点(T0)。

接下来，检测离合器1的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速(步骤S4：图3)。在相对转速的检测时，如图2所示，首先，通过离合器盘转速取得部70d取得离合器盘1a的转速。另外，通过离合器片转速取得部70e取得离合器片1b的转速。

基于来自离合器盘转速取得部70d的离合器盘1a的转速、以及来自离合器片转速取得部70e的离合器片1b的转速，相对转速计算部70g计算离合器盘1a与离合器片1b的相对转速。

接下来，判定离合器盘1a与离合器片1b的相对转速是否成为规定值(例如0)(步骤S5：图3)。在相对转速的判定时，如图2所示，相对转速判定部70h判定由相对转速计算部70g计算出的相对转速是否成为规定值(例如0)。

在通过上述的判定而相对转速未成为规定值的情况下，再次检测离合器盘1a与离合器片1b的相对转速(步骤S4：图3)。

在通过上述的判定而相对转速成为规定值的情况下，检测离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为规定值的第二时间点(T1)(步骤S6：图3)。在第二时间点(T1)的检测时，如图2所示，由相对转速0时间取得部70i进行。

接下来，计算离合器1的摩擦系数(步骤S7：图3)。在摩擦系数的计算时，如图2所示，首先，基于由离合器接通切换时间取得部70f取得的第一时间点(T0)、以及由相对转速0时间取得部70i取得的第二时间点(T1)，经过时间计算部70j计算经过时间Δt。经过时间Δt根据Δt＝T1-T0的式子而得出。

基于由经过时间计算部70j计算出的经过时间Δt，摩擦系数计算部701计算离合器1的摩擦系数μ。离合器1的摩擦系数μ根据μ＝k/Δt的式子来计算。

接下来，基于摩擦系数的时间变化来预测离合器1的寿命(步骤S8：图3)。在离合器1的寿命的预测时，如图2所示，基于由摩擦系数计算部701计算出的离合器1的摩擦系数，寿命预测部70m预测离合器1的寿命。

具体而言，如图5所示，寿命预测部70m基于存储于存储部70k的计测时间点不同的多个摩擦系数μ，作成摩擦系数μ与运转累计时间SMR(Service Meter Reading)的关系。寿命预测部70m根据摩擦系数μ与运转累计时间SMR的关系，求导出近似于摩擦系数μ的变化的直线(图5中虚线)。寿命预测部70m将求导出的直线与成为离合器1的使用极限的摩擦系数μl相交的点PL处的发动机80a的运转累计时间TL预测为离合器1的寿命。

如上述那样，能够计算离合器1的摩擦系数μ，并且能够基于所计算出的摩擦系数μ来预测离合器1的寿命。

<变形例>

接下来，使用图6对在作为作业机械的变形例的推土机100A中使用的传递系统的结构进行说明。

图6是示出变形例的作业机械的传递系统的结构的图。如图6所示，本变形例中的推土机100A具有传递系统80。传递系统80具有发动机80a(驱动源)、传递装置、以及履带80ha(行驶体)。

传递装置接受发动机80a的输入并向履带80ha输出。传递装置具有变矩器80b、锁止离合器80c、变速器80da、锥齿轮80e、末端传动器(final drive)80f、制动器80g、以及转向离合器80i。

本变形例的结构与图1所示的自卸车100中的传递系统80的结构相比，在变速器80da、转向离合器80i、制动器80g、以及末端传动器80f的方面不同。

变速器80da例如是行星齿轮式变速器。变速器80da具有多个行星齿轮机构110、120、130、140、多个离合器101～105、输入轴61、输出轴63、以及多个轮架164～166。

第一行星齿轮机构110、第二行星齿轮机构120、第三行星齿轮机构130、以及第四行星齿轮机构140沿着旋转轴方向依次配置。从输入侧朝向输出侧依次配置有第一行星齿轮机构110、第二行星齿轮机构120、第三行星齿轮机构130、以及第四行星齿轮机构140。

输入轴61以及输出轴63分别以彼此同轴的方式沿旋转轴方向延伸。输入轴61以及输出轴63分别构成为以旋转轴O为中心旋转。旋转轴O是输入轴61以及输出轴63各自的中心线。

来自发动机80a的动力输入输入轴61。通过变速器80da而改变了旋转速度后的动力从输出轴63输出。

第一行星齿轮机构110是单行星小齿轮型的行星齿轮机构。第一行星齿轮机构110具有太阳齿轮111、多个行星齿轮112、齿圈113、以及轮架164。

太阳齿轮111构成为以旋转轴O为中心旋转。太阳齿轮111配置于输入轴61的径向外侧。太阳齿轮111固定于输入轴61，且构成为与输入轴61一体地旋转。

多个行星齿轮112分别构成为与太阳齿轮111啮合。多个行星齿轮112分别配置于太阳齿轮111的径向外侧。多个行星齿轮112分别配置为彼此在周向上隔开间隔。

多个行星齿轮112分别构成为绕太阳齿轮111公转。多个行星齿轮112分别构成为以旋转轴O为中心公转。另外，多个行星齿轮112分别构成为自转。

齿圈113与多个行星齿轮112中的每个啮合。齿圈113构成为以旋转轴O为中心旋转。

第二行星齿轮机构120是单行星小齿轮型的行星齿轮机构。第二行星齿轮机构120具有太阳齿轮121、多个行星齿轮122、齿圈123、以及轮架165。

第二行星齿轮机构120的太阳齿轮121、多个行星齿轮122以及齿圈123分别具有与第一行星齿轮机构110的太阳齿轮111、多个行星齿轮112以及齿圈113同样的结构。

第三行星齿轮机构130是单行星小齿轮型的行星齿轮机构。第三行星齿轮机构130具有太阳齿轮131、多个行星齿轮132、齿圈133、以及轮架166。

第三行星齿轮机构130的太阳齿轮131、多个行星齿轮132以及齿圈133分别具有与第一行星齿轮机构110的太阳齿轮111、多个行星齿轮112以及齿圈113同样的结构。

第四行星齿轮机构140是单行星小齿轮型的行星齿轮机构。第四行星齿轮机构140具有太阳齿轮141、多个行星齿轮142、齿圈143、以及轮架166。

第四行星齿轮机构140的太阳齿轮141、多个行星齿轮142以及齿圈143分别具有与第一行星齿轮机构110的太阳齿轮111、多个行星齿轮112以及齿圈113同样的结构。

第一行星齿轮机构110的轮架164支承多个行星齿轮112中的每个。多个行星齿轮112分别在支承于轮架164的状态下能够自转。轮架164构成为以旋转轴O为中心旋转。

第一行星齿轮机构110的轮架164以被制动旋转的方式与离合器101连接。离合器101是例如制动器。

第一行星齿轮机构110的齿圈113固定于第二行星齿轮机构120以及第三行星齿轮机构130各自的轮架165，且构成为与轮架165一体地旋转。

轮架165支承多个行星齿轮122中的每个以及多个行星齿轮132中的每个。多个行星齿轮122中的每个以及多个行星齿轮132中的每个在支承于轮架165的状态下能够自转。轮架165构成为以旋转轴O为中心旋转。

第二行星齿轮机构120的齿圈123以被制动旋转的方式与离合器102连接。离合器102是例如制动器。

第三行星齿轮机构130的齿圈133以被制动旋转的方式与离合器103连接。离合器103是例如制动器。

第三行星齿轮机构130的齿圈123固定于第四行星齿轮机构140的轮架166，且构成为与轮架166一体地旋转。

第四行星齿轮机构140的轮架166支承多个行星齿轮142中的每个。多个行星齿轮142分别在支承于轮架166的状态下能够自转。轮架166构成为以旋转轴O为中心旋转。

第四行星齿轮机构140的齿圈143以被制动旋转的方式与离合器104连接。离合器104是例如制动器。

在轮架166与输出轴63之间配置有离合器105。

转向离合器80i和制动器80g配置于锥齿轮80e与末端传动器80f之间。制动器80g配置于转向离合器80i与末端传动器80f之间。

需要说明的是，上述以外的本变形例的传递系统80的结构与图1所示的传递系统80的结构几乎相同，因此关于相同的要素标注相同的附图标记并不重复其说明。

在上述的传递系统80中，通过对离合器101、102进行接通/断开控制，从而能够使离合器103～105中的任一方的离合器的离合器盘在惯性力的作用下旋转。通过从该状态起将该离合器设为接通状态，从而能够使离合器盘与离合器片的相对转速从第一转速变为比该第一转速低的第二转速。基于从成为该第一转速的第一时间点起至成为第二转速的第二时间点为止的经过时间，能够计算摩擦系数。

<作用效果>

接下来，对本实施方式的作用效果进行说明。

根据本实施方式，如图2所示，首先，在离合器5为接通状态且离合器1为断开状态的状态下，发动机80a的动力传递给离合器1的离合器盘1a。从该状态起，将离合器5设为断开状态，并且将离合器1设为接通状态。具体而言，设为动力从发动机80a向离合器盘1a的传递被切断的状态，并且设为离合器盘1a与离合器片1b卡合了的状态。通过将离合器5设为断开状态，从而离合器盘1a在惯性力的作用下旋转。通过将离合器1设为接通状态，从而离合器片1b压接于在惯性力的作用下旋转的离合器盘1a。

在该状态下，计算从离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为第一转速的第一时间点起至成为比该第一转速低的第二转速的第二时间点为止的经过时间Δt。

基于该经过时间Δt计算离合器盘1a与离合器片1b之间的摩擦系数μ。摩擦系数μ能够根据例如μ＝k/Δt的式子来计算。

由于像这样来计算离合器1的摩擦系数，因此能够定量地检测离合器1的摩擦性能的劣化。由此，能够更准确地检测离合器1的由摩擦引起的劣化。

另外，能够根据离合器盘1a与离合器片1b的相对转速来计算摩擦系数μ。因此，能够利用现有的传感器(例如旋转传感器、压力传感器、行程传感器等)来测定离合器1的摩擦性能。因此，无需用于测定离合器1的摩擦性能的专用计测器。另外，也不需要从作业机械100取出离合器1的离合器盘1a、离合器片1b等。

另外，根据本实施方式，如图2所示，作业机械100具有在从发动机80a向离合器盘1a传递动力的传递状态、与切断动力从发动机80a向离合器盘1a的传递的切断状态之间切换的离合器5。通过使用该离合器5来切断动力从发动机80a向离合器盘1a的传递，从而容易得到离合器盘1a在惯性力的作用下旋转的状态。

另外，根据本实施方式，如图2所示，相对转速成为第一转速的第一时间点是例如动力从发动机80a向离合器盘1a的传递被离合器5切断、且离合器1成为接通状态的时间点T0。另外，相对转速成为第二转速的第二时间点是例如处于卡合状态的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为0的时间点T1。该情况下的经过时间Δt通过T1-T0而求出。由此，能够更准确地计算离合器1的摩擦系数μ。

另外，根据本实施方式，如图2所示，作业机械100具有存储由控制器70计算出的摩擦系数μ的存储部70k。控制器70如图5所示那样基于存储于存储部70k的摩擦系数μ来预测离合器1的寿命。由此，能够准确地预测离合器1的寿命。

在上述说明中，对计算离合器1的摩擦系数来预测寿命的方案进行了说明，但根据本公开，与离合器1同样地，也能够计算其他离合器2～7的摩擦系数来预测寿命。

另外，上述说明中的第一时间点并不限定于动力从发动机80a向离合器盘1a的传递被离合器5切断、且离合器1成为接通状态的时间点T0。第一时间点也可以是比动力从发动机80a向离合器盘1a的传递被离合器5切断、且离合器1成为接通状态的时间点T0靠前的时间点，还可以是靠后的时间点。

另外，上述说明中的第二时间点并不限定于处于卡合状态的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为0的时间点T1。第二时间点也可以是比处于卡合状态的离合器盘1a与离合器片1b的相对转速成为0的时间点T1靠前的时间点。

应认为本次公开的实施方式在所有方面是例示性的而非限制性的。本发明的范围由技术方案而非上述说明示出，且旨在包含与技术方案均等的意味以及范围内的所有变更。

附图标记说明：

1、2、3、4、5、6、7、101、102、103、104、105...离合器；1a...离合器盘；1b...离合器片；1c...离合器毂；1d...离合器鼓；1e...活塞；1f..液压室；10、20、30、40、50、110、120、130、140...行星齿轮机构；11、21、31、41、51、111、121、131、141...太阳齿轮；12、22、32a、32b、42、52、112、122、132、142...行星齿轮；13、23、33、43、53、113、123、133、143...齿圈；61...输入轴；62...中间轴；63...输出轴；64、65、66、164、165、166...轮架；70...控制器；70a...离合器接通/断开控制部；70b...离合器控制阀控制部；70ca...离合器1的接通信号取得部；70cb...离合器5的断开信号取得部；70d...离合器盘转速取得部；70e...离合器片转速取得部；70f...离合器接通切换时间取得部；70g...相对转速计算部；70h...相对转速判定部；70i...相对转速0时间取得部；70j...经过时间计算部；70k...存储部；701...摩擦系数计算部；70m...寿命预测部；71、72、73...传感器；74...压力传感器；80...传递系统；80a...发动机；80b...变矩器；80c...锁止离合器；80d、80da...变速器；80e...锥齿轮；80f...末端传动器；80fa...差速器；80fb...末端传动齿轮；80g...制动器；80h...轮胎；80ha...履带；80i...转向离合器；81...泵；82、83...离合器控制阀；84...输入部；85...显示部；86...操作部；100、100A...作业机械。

Claims (8)

1.一种作业机械的传递系统，其中，

所述作业机械的传递系统具备：

驱动源；

第一离合器，其具有第一构件和第二构件，所述第一构件接受来自所述驱动源的动力而旋转，所述第二构件在与所述第一构件卡合了的卡合状态和不与所述第一构件卡合的释放状态之间切换；以及

控制器，其在来自所述驱动源的动力向处于旋转状态的所述第一构件的传递被切断了的状态且所述卡合状态下，基于从所述第一构件与所述第二构件的相对转速成为第一转速的第一时间点起至成为比所述第一转速低的第二转速的第二时间点为止的经过时间，计算所述第一构件与所述第二构件之间的摩擦系数。

2.根据权利要求1所述的作业机械的传递系统，其中，

所述作业机械的传递系统还具备第二离合器，所述第二离合器在从所述驱动源向所述第一构件传递动力的传递状态与切断动力从所述驱动源向所述第一构件的传递的切断状态之间切换。

3.根据权利要求2所述的作业机械的传递系统，其中，

所述第一时间点是动力从所述驱动源向所述第一构件的传递被所述第二离合器切断且所述第一离合器成为接通状态的时间点，

所述第二时间点是处于所述卡合状态的所述第一构件与所述第二构件的所述相对转速成为0的时间点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业机械的传递系统，其中，

所述作业机械的传递系统还具备存储部，所述存储部存储由所述控制器计算出的所述摩擦系数，

所述控制器基于存储于所述存储部的所述摩擦系数，预测所述第一离合器的寿命。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的作业机械的传递系统，其中，

所述作业机械的传递系统还具备：

第一传感器，其计测所述第一构件的转速；以及

第二传感器，其计测所述第二构件的转速。

6.一种作业机械，其中，

所述作业机械具备权利要求1至5中任一项所述的作业机械的传递系统。

7.一种作业机械中的传递系统的寿命预测方法，其中，

所述作业机械中的传递系统的寿命预测方法包括如下步骤：

在第一离合器的第一构件旋转的状态下，指示切断从驱动源向所述第一构件的动力传递；

在切断了动力从所述驱动源向所述第一构件的传递的状态下，指示所述第一离合器的第二构件与旋转的所述第一构件的卡合；以及

基于从所述第一构件与所述第二构件的相对转速成为第一转速的第一时间点起至成为比所述第一转速低的第二转速的第二时间点为止的经过时间，计算所述第一构件与所述第二构件之间的摩擦系数。

8.根据权利要求7所述的作业机械中的传递系统的寿命预测方法，其中，

计算所述摩擦系数的所述步骤包括计算计测时间点相互不同的多个摩擦系数的步骤，

所述作业机械中的传递系统的寿命预测方法还包括如下步骤：基于所计算出的所述多个摩擦系数，预测所述第一离合器的寿命。

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