JP2009184427A - 油圧制御装置および油圧制御方法、油圧制御装置の調整方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】油圧制御部20は、ステアリング装置5に含まれるブレーキシリンダ15a,15bを制御するとともに、第1制御部20aと学習制御部20cとを備えている。第1制御部20aは、操作開始前の油圧よりも低い所定の逆トリガ油圧指令値を逆トリガ時間だけ保持する第1制御を行う。学習制御部20cは、実際の制動時における加速度等をフィードバックして、第1制御における逆トリガ時間を最適化する制御を自動的に行う。
【選択図】図3
Description
ネガティブブレーキを用いた例として、例えばブルドーザにおけるクラッチアンドブレーキ式の操向装置がある。
例えば、特許文献1,2には、ブルドーザ等の装軌車両において、操向レバーのストロークが大きくなるにつれてブレーキ油圧を低下させていき、制動力を増加させるクラッチ・ブレーキのモジュレーション特性を有する装軌車両の操向制御装置について開示されている。
これら2つの制御は、ブレーキ係合時のショックを防ぎ、しかもブレーキ係合の時間遅れを極力小さくするために行われる制御である。
ネガティブブレーキを用いた操向装置では、従来、上記のような一連の制御を行うことで、スムーズな制動力付与を実現し、ぎくしゃくしないスムーズな旋回特性を得ている。
なお、ネガティブブレーキを採用する理由は、万一故障などが生じて油圧が供給されなくなった場合に、車両が制御不能になることを防止するためである。
この特許文献1に開示される技術では、クラッチを係合する際には、まず油圧指令値を高めて所定の時間だけこれを保持し(これは、ネガティブブレーキにおける上述の第1の制御に相当する)、次に油圧指令値を低下させて所定の時間だけこれを保持し(これは、ネガティブブレーキにおける上述の第2の制御に相当する)、その後フィルを検出したら油圧指令値を目標値まで徐々に上昇させるという制御を行っている。このように、この構成では、上述した第2の制御が終わるタイミングの検出を、クラッチバックへの油の供給(フィリング)完了を検出することで行っている。これにより、油圧を目標値まで徐々に上げ始めるタイミングを適切に検出して、係合時のショックを防止することができる。
本発明の課題は、製品の出荷時等におけるネガティブブレーキの油圧制御装置の調整作業を大幅に省力化することが可能な油圧制御装置および油圧制御方法、油圧制御装置の調整方法を提供することにある。
これにより、製品の出荷時等において、第1制御において逆トリガ時間を学習制御によって最適化する調整作業を自動で実施することができる。よって、この調整作業後には、制動操作開始時における油の排出等をスムーズに行って、急制動、いわゆるガク効きの発生を効果的に防止することができる。この結果、製品出荷時等において、ネガティブブレーキの油圧制御装置の調整作業を自動化することで、従来よりも大幅に省力化することができる。
これにより、製品の出荷時等において、第1制御において逆トリガ時間を学習制御によって最適化する調整作業を自動で実施することができる。よって、この調整作業後には、制動操作開始時における油の排出等をスムーズに行って、急制動、いわゆるガク効きの発生を効果的に防止することができる。この結果、製品出荷時等において、ネガティブブレーキの油圧制御装置の調整作業を自動化することで、従来よりも大幅に省力化することができる。
[ブルドーザ1全体の構成]
本実施形態のブルドーザ1は、図1に示すように、左右の履帯に対して別々に駆動力の伝達および切断、制動力の付与を行う、いわゆるクラッチ・ブレーキ方式のステアリング(S/T)装置5を搭載したクラッチ・ブレーキ車である。そして、ブルドーザ1は、さらにエンジン(ENG)2、トルクコンバータ(T/C)3およびトランスミッション(T/M)4を備えている。
ステアリング装置5は、ブレーキシリンダ内の油圧を低下させると制動力が増大するネガティブブレーキ方式(図5(a)参照)を採用している。そして、ステアリング装置5は、図1および図2に示すように、縦軸10aと、横軸10bと、左右のブレーキ軸11a,11bと、左右のステアリング(S/T)クラッチ12a,12bと、左右のファイナルドライブ(F/D)13a,13bと、左右のステアリング(S/T)ブレーキ14a,14bと、左右のブレーキシリンダ15a,15bと、左右の電子制御弁(ECMV)16a,16bと、油圧制御部20とを有している。
横軸10bは、縦横変換された縦軸10aの回転駆動力が伝達される。また、横軸10bには、回転数センサ21が取り付けられており、回転数センサ21によって横軸10bの回転数がセンシングされる。
左右のステアリング(S/T)ブレーキ14a,14bは、左右のブレーキ軸11a,11bに対応するようにそれぞれ配置されている。そして、左右のステアリングクラッチ12a,12bの一方が解放状態となった場合に、さらに解放状態となったブレーキ軸11a,11bの回転を制動することで、ブルドーザ1を旋回させることができる。
なお、電子制御弁16a,16bは、図示しないハウジング内に収容された圧力制御弁、比例ソレノイドおよび圧力比例弁等によって構成されている。そして、ステアリングブレーキ14a,14bがブレーキ軸11a,11bに対して制動力を付与していないブレーキ解放状態では、比例ソレノイドを励磁させて、ポンプポートをブレーキシリンダ15a,15bに連通させる位置に圧力制御弁が移動し、ブレーキシリンダ15a,15b内の油圧は高圧に保たれる。
なお、図2では、説明の便宜上、ステアリング装置5の左半分の構成を図示している。右半分の構成については、左半分の構成とほぼ同様であるものとし、ここでは右半分の構成についての説明は省略する。
本実施形態の油圧制御部20は、左右の電子制御弁16a,16bの制御を行うことで、図1等に示すクラッチ・ブレーキ方式を採用したブルドーザ1のステアリング装置5による旋回操作、制動力付与を制御する。また、油圧制御部20は、図3に示すように、第1制御部20a、第2制御部20bおよび学習制御部(逆トリガ時間学習制御部、トップ油圧指令学習制御部)20cという3つの制御ブロックによって構成されている。さらに、油圧制御部20は、ブルドーザ1の製品出荷時や点検時等において、旋回操作開始時に、図5(a)に示すように、図示しない旋回操作レバーの操作ストロークに応じて、ブレーキシリンダ15a,15b内の油圧を、一旦所定値まで急降下させるとともに、所定値からは徐々に油圧を低下させるように制御を行う。そして、油圧制御部20は、旋回操作開始直後には、図5(b)に示すように、第1制御部20aと第2制御部20bとによって後述する第1制御および第2制御を実施して、逆トリガ時間・トップ油圧指令値を学習制御によって最適化する調整作業を自動的に実施する。
本実施形態では、ブルドーザ1を出荷する際、あるいは点検の際において、油圧制御部20によって旋回操作開始時におけるガク効き防止制御を自動的に実施する。ここで、このガク効き防止制御について、図4〜図6に含まれるフローチャートや油圧特性のグラフを用いて説明すれば以下の通りである。
ここではまず、以上のようなクラッチ・ブレーキ方式を採用したステアリング装置5を搭載したブルドーザ1を、図4に示すように、左方向へ旋回させる際の調整作業を例として挙げて説明するが、右旋回時あるいは左右両方のブレーキ軸11a,11bへの制動力付与時においても、同様の制御によってガク効きの発生を防止できることは言うまでもない。
ここで、ガク効き防止制御とは、製品出荷時や点検時等において、旋回操作開始時における急旋回、いわゆるガク効きの発生を防止するために実施される調整作業の自動制御を意味している。具体的には、ガク効き防止制御では、上述した第1制御における逆トリガ時間の補正と第2制御におけるトップ油圧指令値の補正とが行われる。
一方、トップ油圧指令値の補正とは、第2制御におけるトップ油圧指令出力中に、横軸10bの回転数とブレーキ軸11aの回転数との差から算出される加速度αが所定の閾値α0以上であった場合に、次回の旋回操作時におけるガク効きの発生を回避するために、所定量ずつ昇圧していくトップ油圧指令値の補正をいう。これは、例えば、電子制御弁16a,16bの性能バラツキやバネ部材18aのバネ定数のバラツキ(個体差)に起因して、ブレーキシリンダ15a内の油圧が必要以上に低くなって制動トルクが増大してしまったものを改善するものである。
まず、製品出荷時等において、ステップS1において、ステアリングを中立状態にした後、ステップS2において、旋回操作指令の出力を開始する。
横軸回転数(A)=ブレーキ軸回転数(C)
となる。よって、加速度αは、以下の関係式(1)によって算出される。
加速度α(rpm/sec)={ブレーキ軸回転数(C)−ブレーキ軸回転数(B)}/所定時間 ・・・・・(1)
次に、ステップS7において、ステップS5において計測が開始された旋回操作開始(第1制御開始)からの経過時間Tが、所定の逆トリガ時間Ttrigよりも短いか否かについて判定を行う。ここで、上記条件を満たす場合には、そのままステップS8へ移行する。一方、上記条件を満たさない場合には、ステップS8,9を飛ばしてステップS10へ移行する。
Ttrig=Ttrig−ΔTtrig ・・・・・(2)
なお、ステップS9において逆トリガ時間の補正が行われた後、補正後の逆トリガ時間によってガク効きが生じるか否かは、再度、ステップS1からの処理の中で判定される。
Ptop=Ptop+ΔPtop ・・・・・(3)
なお、ステップS12においてトップ油圧指令値の補正が行われた後、補正後のトップ油圧指令値によってガク効きが生じるか否かは、再度、ステップS1からの処理の中で判定される。
(1)
本実施形態の油圧制御部20は、ブルドーザ1に搭載された製品の出荷時等において、図1に示すように、ネガティブブレーキ方式を採用したステアリング装置5に含まれるブレーキシリンダ15a,15bを制御する。そして、油圧制御部20は、図3に示すように、第1制御部20aと学習制御部20cとを備えている。第1制御部20aは、製品出荷時等において旋回操作を開始した際に、ブレーキシリンダ15a,15bの逆トリガ油圧指令値を低下させて所定の逆トリガ時間保持する第1制御を行う。学習制御部20cは、旋回操作開始後の旋回時における加速度等をフィードバックして、第1制御における逆トリガ時間を最適化する制御を自動的に行う。
本実施形態の油圧制御部20では、ブルドーザ1に搭載された製品の出荷時等において、図1に示すように、ネガティブブレーキ方式を採用したステアリング装置5に含まれるブレーキシリンダ15a,15bを制御する。そして、油圧制御部20は、図3に示すように、第1制御部20aと第2制御部20bと学習制御部20cとを備えている。第1制御部20aは、製品出荷時等において旋回操作を開始した際に、ブレーキシリンダ15a,15bの逆トリガ油圧指令値を低下させて所定の逆トリガ時間保持する第1制御を行う。第2制御部20bは、上記第1制御の後、ブレーキシリンダ15a,15b内の油圧指令値を、逆トリガ油圧指令値まで上昇させ、所定のトップ時間だけこれを保持する。学習制御部20cは、旋回操作開始後の旋回時における加速度等をフィードバックして、第1制御における逆トリガ時間、第2制御におけるトップ油圧指令値、を最適化する制御を行う。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記実施形態では、本発明のガク効き防止制御を、ブルドーザ1の左右への旋回操作開始時におけるガク効きの発生を防止することを目的として実施する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、旋回操作時におけるガク効きの発生の防止に限らず、左右の履帯に対してほぼ同じ大きさの制動力を同時に付与する際の一般的な制動操作開始時における急制動(ガク効き)の発生を防止することを目的として、本発明を実施してもよい。
上記実施形態では、ガク効き防止制御において、旋回開始時の横軸回転数とブレーキ軸回転数(B),(C)の変化量をセンシングして所定時間で除すことで加速度αを算出し、この加速度αが所定の閾値α0を超えるか否かに応じて、逆トリガ時間等の補正を行うか否かの判定を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、加速度を直接的に算出して判定を行うことなく、旋回操作開始時における制御指令値の出力中に所定の回転数変化量に達した場合に、間接的に加速度を算出したものとして上記判定を行うように制御を行ってもよい。
具体的には、上記判定の基準となる回転数の検出方法としては、左右のブレーキ軸に装着した回転センサによって、旋回開始時の横軸回転数とブレーキ軸回転数の変化量をセンシングする。
横軸回転数(A)=ブレーキ軸回軸回転数(C)
となるため、左右のブレーキ軸回転センサによって変化量をセンシングすることが可能となる。なお、直進時には、どちらか一方のブレーキ軸回転センサによって車輌速度を検出することが可能である。
この場合の補正対象パラメータについては、上記実施形態と同様に、逆トリガ時間およびトップ油圧であるから、ここではその説明を省略する。
上記実施形態では、ガク効き防止制御において、第1制御における逆トリガ時間の補正を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ガク効き防止制御としては、第1制御における逆トリガ時間の補正以外にも、逆トリガ油圧の補正を行ってもよい。
また、逆トリガ油圧、時間の補正の少なくとも一方と、トップ油圧、時間の補正の少なくとも一方とを組み合わせることで、上述したガク効き防止制御を実施してもよい。
上記実施形態では、ガク効き防止制御において、第2制御におけるトップ油圧の補正を実施する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ガク効き防止制御としては、第2制御におけるトップ油圧の補正以外にも、トップ時間の補正を行うようにしてもよい。
すなわち、第1制御における逆トリガ油圧、時間の補正の少なくとも一方と、第2制御におけるトップ油圧、時間の補正の少なくとも一方とを組み合わせることで、上述したガク効き防止制御を効果的に実施することができる。
上記実施形態では、旋回操作時には左右一方のブレーキ軸11a,11bに対して制動力を付与するクラッチ・ブレーキ方式のステアリング装置5を搭載したブルドーザ(作業車両)1に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、変速クラッチ方式を採用した作業車両に対して、本発明を適用することも可能である。
上記実施形態では、本発明に係る油圧制御装置(油圧制御部20)が搭載された作業車両として、ブルドーザ1を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、トラクター等の農業用作業機を含む作業車両に対して、本発明に係る油圧制御装置を搭載してもよい。
2 エンジン(ENG)
3 トルクコンバータ(T/C)
4 トランスミッション(T/M)
5 ステアリング(S/T)装置
10a 縦軸
10b 横軸
11a,11b 左右のブレーキ軸
12a,12b 左右のステアリング(S/T)クラッチ
13a,13b 左右のファイナルドライブ(F/D)
14a,14b 左右のステアリング(S/T)ブレーキ
15a,15b 左右のブレーキシリンダ
16a,16b 左右の電子制御弁(ECMV)
17a バネ部材
18a,18b バネ部材
19a クラッチシリンダ
20 油圧制御部(油圧制御装置)
20a 第1制御部
20b 第2制御部
20c 学習制御部(逆トリガ時間学習制御部、トップ油圧指令学習制御部)
21 回転数センサ
22a,22b 回転数センサ
Claims (6)
- ブレーキシリンダ内の油圧の低下に伴ってブレーキ軸に与える制動力が大きくなるネガティブブレーキの油圧制御装置であって、
制動操作開始時において、前記ブレーキシリンダ内の油圧の指令値を所定の逆トリガ油圧指令値まで低下させ、所定の逆トリガ時間これを保持する第1制御を行う第1制御部と、
逆トリガ時間中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記逆トリガ時間を所定量減少させる逆トリガ時間学習制御部と、
を備えている油圧制御装置。 - ブレーキシリンダ内の油圧の低下に伴ってブレーキ軸に与える制動力が大きくなるネガティブブレーキの油圧制御装置であって、
制動操作開始時において、前記ブレーキシリンダ内の油圧の指令値を所定の逆トリガ油圧指令値まで低下させ、所定の逆トリガ時間これを保持する第1制御を行う第1制御部と、
前記第1制御の後、前記ブレーキシリンダ内の油圧の指令値を前記逆トリガ油圧指令値よりも高い所定のトップ油圧指令値まで上昇させ、所定のトップ時間これを保持する第2制御を行う第2制御部と、
逆トリガ時間中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記逆トリガ時間を所定量減少させる逆トリガ時間学習制御部と、
前記トップ時間中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記トップ油圧指令値を所定量増加させるトップ油圧指令学習制御部と、
を備えている油圧制御装置。 - ブレーキシリンダ内の油圧の低下に伴ってブレーキ軸に与える制動力が大きくなるネガティブブレーキの油圧制御方法であって、
制動操作開始後、前記ブレーキシリンダ内の油圧の指令値を所定の逆トリガ時間だけ所定の逆トリガ油圧指令値に保持する逆トリガ工程と、
前記逆トリガ工程と並行して行われる工程であって、前記逆トリガ工程中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記逆トリガ時間を所定量減少させる逆トリガ時間学習制御工程と、
を備えている油圧制御方法。 - ブレーキシリンダ内の油圧の低下に伴ってブレーキ軸に与える制動力が大きくなるネガティブブレーキの油圧制御方法であって、
制動操作開始後、前記ブレーキシリンダ内の油圧の指令値を所定の逆トリガ時間だけ所定の逆トリガ油圧指令値に保持する逆トリガ工程と、
前記逆トリガ工程と並行して行われる工程であって、前記逆トリガ工程中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記逆トリガ時間を所定量減少させる逆トリガ時間学習制御工程と、
前記逆トリガ工程の後、前記ブレーキシリンダ内の油圧指令値が前記逆トリガ油圧指令値よりも高い所定のトップ油圧指令値になるように調整するとともに、前記トップ油圧指令値のままで所定のトップ時間保持するトップ油圧指令保持工程と、
前記トップ油圧指令保持工程と並行して行われる工程であって、前記トップ油圧指令保持工程中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記トップ油圧指令値を所定量増加させるトップ油圧指令学習制御工程と、
を備えている油圧制御方法。 - ブレーキシリンダ内の油圧の低下に伴ってブレーキ軸に与える制動力が大きくなるネガティブブレーキの制御のために用いられる、ブレーキ係合開始時に前記ブレーキシリンダ内の油圧の指令値を所定の逆トリガ油圧指令値まで低下させて所定の逆トリガ時間だけこれを保持する制御を行う油圧制御装置を調整する方法であって、
前記逆トリガ時間中のブレーキ軸の加速度を計測する第1の計測工程と、
第1の計測工程中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記逆トリガ時間を所定量増加させる逆トリガ時間調整工程と、を含み、
前記第1の計測工程中のブレーキ軸の加速度が所定値以下になるまで前記逆トリガ時間調整工程を繰り返す、
油圧制御装置の調整方法。 - ブレーキシリンダ内の油圧の低下に伴ってブレーキ軸に与える制動力が大きくなるネガティブブレーキの制御のために用いられる、ブレーキ係合開始時に前記ブレーキシリンダ内の油圧の指令値を所定の逆トリガ油圧指令値まで低下させて所定の逆トリガ時間だけこれを保持し、その後逆トリガ油圧指令値よりも高い所定のトップ油圧指令値まで上昇させて所定のトップ時間これを保持する制御を行う油圧制御装置を調整する方法であって、
前記逆トリガ時間中のブレーキ軸の加速度を計測する第1の計測工程と、
第1の計測工程中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記逆トリガ時間を所定量減少させる逆トリガ時間調整工程と、
前記トップ時間中のブレーキ軸の加速度を計測する第2の計測工程と、
第2の計測工程中のブレーキ軸の加速度が所定値を上回ったときに、前記トップ油圧指令値を所定量増加させるトップ油圧調整工程と、を含み、
前記第1の計測工程中のブレーキ軸の加速度が所定値以下になるまで前記逆トリガ時間調整工程を繰り返し、
前記第2の計測工程中のブレーキ軸の加速度が所定値以下になるまで前記トップ油圧指令調整工程を繰り返す、
油圧制御装置の調整方法。
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