JP3181129B2 - Anti-slip device for wheel-type construction machinery - Google Patents

Anti-slip device for wheel-type construction machinery

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JP3181129B2
JP3181129B2 JP01104593A JP1104593A JP3181129B2 JP 3181129 B2 JP3181129 B2 JP 3181129B2 JP 01104593 A JP01104593 A JP 01104593A JP 1104593 A JP1104593 A JP 1104593A JP 3181129 B2 JP3181129 B2 JP 3181129B2
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detecting
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秀雄 有光
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Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ホイールローダ等
の車輪式建設機械のスリップ防止装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a slip prevention device for a wheel type construction machine such as a wheel loader.

【0002】[0002]

【従来の技術】ホイールローダ等の車輪式建設機械にお
いて、走行装置により車両を走行させながら作業装置の
バケツト、ブーム等を作動させて掘削作業を行う場合、
車輪(タイヤ)と路面との間にスリップが生じると、作
業能率が低下するとともに、車輪の摩耗、損傷が大きく
なる。
2. Description of the Related Art In a wheel-type construction machine such as a wheel loader, when excavating work by operating a bucket, a boom or the like of a working device while running a vehicle by a traveling device,
When a slip occurs between a wheel (tire) and a road surface, work efficiency is reduced, and wear and damage to the wheel are increased.

【0003】上記スリップを防止するため、一般にバケ
ツトの掘削対象物への食い込み具合、バケツトの動作速
度、原動機の音の変化等に基づいて、オペレータが経験
と勘を頼りにブームレバー、バケツトレバーの操作量あ
るいはアクセルペダルの踏み込み量を調節している。し
かし、このようにマニュアル操作で車輪のスリップを防
止することは非常に面倒であり、オペレータの肉体的な
らびに精神的疲労が大きく、制御も不正確である。
[0003] In order to prevent the above-mentioned slippage, the operator generally relies on the experience and intuition of the boom lever and the bucket lever based on the degree of penetration of the bucket into the object to be excavated, the operating speed of the bucket, changes in the sound of the prime mover, and the like. The amount of operation or the amount of depression of the accelerator pedal is adjusted. However, it is very troublesome to prevent the wheels from slipping by manual operation in this way, and the physical and mental fatigue of the operator is great, and the control is inaccurate.

【0004】そこで、スリップを起こさないように自動
制御する手段として、特開昭63−189535号公報
に示されるスリップ防止装置が知られている。この従来
装置では、左前輪および右前輪の回転数を検出し、その
回転数差により車輪のスリップを検知し、他方ではブー
ムの回転角およびバケツトの回転角を検出し、さらに、
ブームシリンダへの供給圧力およびバケツトシリンダへ
の供給圧力を検出し、これらの検出値に基づいて、走行
装置における動力伝達クラッチの係合圧を制御するよう
にしている。
[0004] As a means for automatically controlling so as not to cause a slip, a slip prevention device disclosed in JP-A-63-189535 is known. In this conventional device, the rotational speeds of the left front wheel and the right front wheel are detected, the slip of the wheel is detected based on the rotational speed difference, and on the other hand, the rotational angle of the boom and the rotational angle of the bucket are detected.
The supply pressure to the boom cylinder and the supply pressure to the bucket cylinder are detected, and the engagement pressure of the power transmission clutch in the traveling device is controlled based on these detected values.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置によれ
ば、数多くのセンサが必要であり、コストが高くつくと
いう問題がある。
According to the above-mentioned conventional apparatus, there is a problem that a large number of sensors are required and the cost is high.

【0006】本発明は、上記従来の問題を解消し、検出
手段の設置数を少なくし、機器構成並びに演算処理を簡
素化してコストダウンを図り、未熟練オペレータでも車
輪をスリップさせないで効率良く運転できるようにする
ことを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, reduces the number of detection means, simplifies the equipment configuration and arithmetic processing, reduces costs, and allows an unskilled operator to operate efficiently without slipping wheels. The purpose is to be able to.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的達成
のために、車輪式建設機械において、作業装置用油圧ポ
ンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、走行装置に
おける伝動軸のトルクを検出するトルク検出手段と、上
記圧力検出手段で検出されたポンプ吐出圧力に基づいて
車輪をスリップさせないための伝動軸トルクの限界値を
求める限界値演算手段と、上記トルク検出手段で検出さ
れた伝動軸トルクが限界値演算手段で求められた限界値
を越えないように走行用クラッチの係合圧力を制御する
制御手段とを備えたものである(請求項1)。なお、上
記伝動軸のトルクを検出する代りに、原動機回転数と伝
動軸回転数とを検出し、両検出値に基づいて伝動軸のト
ルクを計算し、その計算された伝動軸トルクに基づいて
制御するようにしてもよい(請求項2)。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a wheel type construction machine, comprising: a pressure detecting means for detecting a discharge pressure of a hydraulic pump for a working device; Torque detecting means for detecting, a limit value calculating means for determining a limit value of a transmission shaft torque for preventing a wheel from slipping based on the pump discharge pressure detected by the pressure detecting means, and a transmission detected by the torque detecting means. Control means for controlling the engaging pressure of the traveling clutch so that the shaft torque does not exceed the limit value obtained by the limit value calculating means (claim 1). Instead of detecting the torque of the transmission shaft, the rotation speed of the prime mover and the rotation speed of the transmission shaft are detected, the torque of the transmission shaft is calculated based on the detected values, and the torque of the transmission shaft is calculated based on the calculated transmission shaft torque. It may be controlled (claim 2).

【0008】一方、クラッチの係合圧力を検出し、その
検出されるクラッチ係合圧力が、限界値演算手段で求め
られた伝動軸トルクの限界値に対応するクラッチ係合圧
力を越えないようにクラッチ係合圧力を制御するように
してもよい(請求項3)。
On the other hand, the clutch engagement pressure is detected so that the detected clutch engagement pressure does not exceed the clutch engagement pressure corresponding to the limit value of the transmission shaft torque obtained by the limit value calculating means. The clutch engagement pressure may be controlled (claim 3).

【0009】なお、上記限界値演算手段により伝動軸ト
ルクの限界値を求める際、その基準値を可変に設定する
基準値設定手段を設けてもよい(請求項4)。
When the limit value of the transmission shaft torque is obtained by the limit value calculating means, reference value setting means for variably setting the reference value may be provided.

【0010】上記の構成によれば、車輪式建設機械の運
転時に、作業装置の負荷に応じて変化する作業装置用油
圧ポンプの吐出圧力が検出され、また、この機械の牽引
力に対応する走行装置の伝動軸トルクが検出され(請求
項1)、あるいは上記伝動軸トルクが計算により求めら
れる(請求項2)。そして、上記ポンプ吐出圧力に基づ
いて、車輪をスリップさせないための伝動軸トルクの限
界値が演算され、上記の検出もしくは計算された伝動軸
トルクが上記限界値を越えないように、走行用クラッチ
の係合圧力が制御され、これによって車輪がスリップし
ないように運転される。
According to the above construction, when the wheel-type construction machine is operated, the discharge pressure of the working equipment hydraulic pump, which changes according to the load of the working equipment, is detected, and the traveling device corresponding to the traction force of the machine is detected. Of the transmission shaft is detected (claim 1), or the transmission shaft torque is obtained by calculation (claim 2). Then, based on the pump discharge pressure, a limit value of the transmission shaft torque for preventing the wheels from slipping is calculated, and the detected or calculated transmission shaft torque is controlled so as not to exceed the limit value. The engagement pressure is controlled, so that the wheels are operated so as not to slip.

【0011】また、請求項3記載の装置によれば、作業
装置用油圧ポンプの吐出圧力、走行用クラッチの係合圧
力がそれぞれ検出され、その検出されたポンプ吐出圧力
に基づいて、車輪をスリップさせないための伝動軸トル
クの限界値が求められ、検出されるクラッチ係合圧力
が、上記伝動軸トルクの限界値に対応するクラッチ係合
圧力を越えないように走行用クラッチの係合圧力が制御
され、車輪がスリップしないように運転される。
According to the third aspect of the present invention, the discharge pressure of the working device hydraulic pump and the engagement pressure of the traveling clutch are respectively detected, and the wheels are slipped based on the detected pump discharge pressure. A limit value of the transmission shaft torque for preventing the transmission clutch is determined, and the engagement pressure of the traveling clutch is controlled such that the detected clutch engagement pressure does not exceed the clutch engagement pressure corresponding to the limit value of the transmission shaft torque. And the wheels are driven so as not to slip.

【0012】なお、上記伝動軸トルクの限界値を求める
際、その基準値を路面状況等に応じて変更することによ
り、常に最適な制御が行われ、車輪のスリップが一層確
実に防止される。
When the limit value of the transmission shaft torque is obtained, by changing the reference value according to the road surface condition or the like, optimal control is always performed, and wheel slip is more reliably prevented.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明が適用される車輪式建設機
械の一例を図4に基づいて説明する。この車輪式建設機
械は、前部フレーム11、後部フレーム12、運転室2
0、原動機30、走行装置40、作業装置50を備えて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of a wheel type construction machine to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The wheel type construction machine includes a front frame 11, a rear frame 12, a cab 2
0, a prime mover 30, a traveling device 40, and a working device 50.

【0014】原動機30には、燃料噴射量調整用アクチ
ュエータ31を備えた燃料噴射ポンプ32が設けられて
いる。運転室20にはアクセルペダル21が設けられ、
このペダル操作により、リンク22を介して上記アクチ
ュエータ31が作動され、燃料噴射ポンプ32による燃
料の噴射量が調整され、原動機30の回転数が制御され
る。
The motor 30 is provided with a fuel injection pump 32 having a fuel injection amount adjusting actuator 31. The driver's cab 20 is provided with an accelerator pedal 21,
By this pedal operation, the actuator 31 is operated via the link 22, the fuel injection amount by the fuel injection pump 32 is adjusted, and the rotation speed of the prime mover 30 is controlled.

【0015】走行装置40は、原動機30に連結された
トルクコンバータ41、変速機42、ドライブシャフト
43,44、アクスル45,46、車輪47,48によ
って構成されている。そして、走行時には、原動機30
の出力がトルクコンバータ41を経て上記の順で車輪4
7,48に伝達され、走行駆動される。
The traveling device 40 includes a torque converter 41, a transmission 42, drive shafts 43 and 44, axles 45 and 46, and wheels 47 and 48 connected to the prime mover 30. Then, when traveling, the prime mover 30
Output from the wheel 4 through the torque converter 41 in the above order.
7, 48, and are driven to travel.

【0016】作業装置50は、前部フレーム11、ブー
ム54、ブームシリンダ55、バケツト56、バケツト
シリンダ57、ダンプリンク58、クロスリンク59等
によって構成されている。そして、運転室20に設けら
れた操作レバー51を操作することによってコントロー
ルバルブ52が切換えられ、作業装置用油圧ポンプ53
から吐出された圧油がコントロールバルブ52を経てブ
ームシリンダ55およびバケツトシリンダ57に供給さ
れ、各シリンダ55,57が伸縮作動され、ブーム54
およびバケツト56が回動され、掘削等の作業が行われ
る。作業装置用油圧ポンプ53は原動機30によって駆
動される。
The working device 50 includes a front frame 11, a boom 54, a boom cylinder 55, a bucket 56, a bucket cylinder 57, a dump link 58, a cross link 59, and the like. The control valve 52 is switched by operating the operation lever 51 provided in the operator's cab 20, and the hydraulic pump 53 for working equipment is switched.
Is supplied to the boom cylinder 55 and the bucket cylinder 57 via the control valve 52, and the cylinders 55 and 57 are operated to expand and contract, and the boom 54
And the bucket 56 is rotated, and operations such as excavation are performed. The working device hydraulic pump 53 is driven by the prime mover 30.

【0017】上記運転時において、原動機30の出力は
トルクコンバータ41を経て作業装置50の油圧ポンプ
53等の油圧系統に優先的に配分され、残りがトルクコ
ンバータ41を経て走行装置40の動力として消費され
る。なお、作業装置50が作動していないとき、原動機
30の出力は一部のロス馬力を除いてほぼ全部が走行装
置40側に消費される。
In the above operation, the output of the prime mover 30 is preferentially distributed to the hydraulic system such as the hydraulic pump 53 of the working device 50 via the torque converter 41, and the remainder is consumed as power for the traveling device 40 via the torque converter 41. Is done. When the working device 50 is not operating, almost all of the output of the prime mover 30 is consumed by the traveling device 40 except for a part of the loss horsepower.

【0018】ところで、車輪式建設機械の運転時におい
て、車体の走行速度と、牽引力との一般的な関係を示せ
ば図5(a)の通りである。図5(a)において、作業
装置用油圧ポンプ53が無負荷の場合を実線A、中負荷
の場合を実線B、高負荷の場合を実線Cで示している。
FIG. 5A shows a general relationship between the traveling speed of the vehicle body and the traction force when the wheel-type construction machine is operated. In FIG. 5A, a solid line A indicates a case where the working device hydraulic pump 53 is not loaded, a solid line B indicates a case where the working device hydraulic pump 53 is medium-loaded, and a solid line C indicates a case where the working device hydraulic pump 53 is heavy.

【0019】図5(a)により、作業装置用油圧ポンプ
53の負荷、牽引力、走行速度のそれぞれの関係の特性
として次のことがいえる。
Referring to FIG. 5A, the following can be said as characteristics of the relationship among the load, the traction force, and the traveling speed of the working device hydraulic pump 53.

【0020】1) 作業装置用油圧ポンプ53の負荷が
大きくなると、牽引力は減少し、スリップしにくくな
る。
1) When the load on the hydraulic pump 53 for working equipment increases, the traction force decreases and slipping becomes difficult.

【0021】2) 上記油圧ポンプ53の負荷が大きい
ということは、作業装置50に大きな掘削抵抗が作用し
ていることを示し、そのときの掘削抵抗の垂直成分が車
体の地面に対する押しつけ力を増加させることになる。
これに伴って、車輪と路面との摩擦抵抗が大きくなり、
それだけ車輪のスリップ限界値は大きくなる。
2) A large load on the hydraulic pump 53 indicates that a large digging resistance is acting on the working device 50, and the vertical component of the digging resistance at that time increases the pressing force of the vehicle body against the ground. Will be.
Along with this, the frictional resistance between the wheels and the road surface increases,
The wheel slip limit increases accordingly.

【0022】以上のことから、車輪をスリップさせない
ためには、図5(a)で作業装置用油圧ポンプ53が無
負荷のとき、すなわち車体重量のみおよび動摩擦係数の
ときのスリップ限界値(最小値)を○印とし、上記油圧
ポンプ53の吐出圧力に応じて変化するスリップ限界値
の最大値を●印とすると、その両者間で上記油圧ポンプ
53の吐出圧力に応じて実線Dの如く変化するスリップ
限界値を設定し、その実線Dで示すスリップ限界値を越
えないように運転すればよいと云える。
From the above, in order to prevent the wheels from slipping, the slip limit value (minimum value) when the working device hydraulic pump 53 is unloaded in FIG. ) Is marked with ○, and the maximum value of the slip limit value that changes according to the discharge pressure of the hydraulic pump 53 is set as ●, and changes between the two as shown by a solid line D according to the discharge pressure of the hydraulic pump 53. It can be said that it is sufficient to set the slip limit value and operate so as not to exceed the slip limit value indicated by the solid line D.

【0023】また、車輪と路面との摩擦係数は路面状況
により変わるが、このような場合は図5(b)の一点鎖
線C'で示すように、基準値を下げたスリップ限界値を
設定できるようにしておけばよいと云える。
The coefficient of friction between the wheel and the road surface changes depending on the road surface condition. In such a case, a slip limit value with a reduced reference value can be set as shown by a dashed line C 'in FIG. 5B. You can say that it should be done.

【0024】そこで、この発明は、上記のような特性を
利用し、簡単な機器構成・演算により車輪47,48が
スリップしないように、走行用クラッチの係合圧力を制
限しようとするものである。なお、走行用クラッチは、
図4に示す走行装置40の変速機42に設けられている
もので、図6に示す油圧回路によって作動される。
In view of the above, the present invention intends to limit the engaging pressure of the traveling clutch by using the above-described characteristics and by a simple device configuration and calculation so that the wheels 47 and 48 do not slip. . The traveling clutch is
This is provided in the transmission 42 of the traveling device 40 shown in FIG. 4, and is operated by a hydraulic circuit shown in FIG.

【0025】すなわち図6において、23は油圧ポン
プ、24は変速機42(図4)に装備された速度段切換
用制御弁、25は同走行用クラッチ、26は圧力制御手
段を示す。上記油圧ポンプ23は原動機30にて駆動さ
れる。通常の走行時には、運転室20に設けられたクラ
ッチレバーの操作により、上記変速機42の速度段切換
用制御弁24が作動され、油圧ポンプ23から走行用ク
ラッチ25に供給される圧油が制御され、車体の走行速
度ならびにクラッチ係合圧力が制御され、牽引力が制御
される。このときコントローラ70(図1)からの信号
により圧力制御手段26が作動され、上記クラッチ25
に入力される圧力、つまりクラッチ係合圧力が制御さ
れ、牽引力の上限値が制限される。以下、その制御の具
体的実施例を説明する。
That is, in FIG. 6, reference numeral 23 denotes a hydraulic pump, reference numeral 24 denotes a speed-stage switching control valve mounted on the transmission 42 (FIG. 4), reference numeral 25 denotes a traveling clutch, and reference numeral 26 denotes pressure control means. The hydraulic pump 23 is driven by a prime mover 30. During normal traveling, the operation of a clutch lever provided in the cab 20 activates the speed-stage switching control valve 24 of the transmission 42 to control the pressure oil supplied from the hydraulic pump 23 to the traveling clutch 25. Then, the running speed of the vehicle body and the clutch engagement pressure are controlled, and the traction force is controlled. At this time, the pressure control means 26 is operated by a signal from the controller 70 (FIG. 1), and the clutch 25
Is controlled, that is, the clutch engagement pressure is controlled, and the upper limit of the traction force is limited. Hereinafter, a specific example of the control will be described.

【0026】実施例−1 図1は、作業装置用油圧ポンプ53の吐出圧力Ph と、
走行装置40の伝動軸トルクを検知して、走行用クラッ
チ25の係合圧力を制御する場合の制御ブロック図を示
す。図1において、61は圧力検出手段、62は基準値
設定手段、63はトルク検出手段、70はコントロー
ラ、71は限界値演算手段、72は比較手段、73は指
令値計算手段、74は増幅手段を示す。
Embodiment 1 FIG. 1 shows the discharge pressure Ph of the hydraulic pump 53 for working equipment,
FIG. 3 is a control block diagram in a case where the transmission shaft torque of the traveling device 40 is detected and the engagement pressure of the traveling clutch 25 is controlled. In FIG. 1, 61 is a pressure detecting means, 62 is a reference value setting means, 63 is a torque detecting means, 70 is a controller, 71 is a limit value calculating means, 72 is a comparing means, 73 is a command value calculating means, and 74 is an amplifying means. Is shown.

【0027】この実施例−1において、まず、圧力検出
手段61により、原動機30によって駆動される作業装
置用油圧ポンプ53の吐出圧力Ph を検出し、その検出
値をコントローラ70に送る。一方、トルク検出手段6
3により、走行装置40の伝動軸トルクを検出し、その
検出値をコントローラ70に送る。なお、上記伝動軸ト
ルクは牽引力に対応するものであり、この実施例−1で
は、トルクコンバータ41(図4)の出力軸トルクをト
ルク検出手段63により検出している。そして、限界値
演算手段71により、上記圧力検出手段61で検出され
た作業装置用油圧ポンプ53の吐出圧力Ph に基づき、
車輪をスリップさせないための、上記伝動軸トルク(ト
ルクコンバータ41の出力軸トルク)の限界値Ts-limi
tを演算する(数1)。
In the first embodiment, first, the pressure detection means 61 detects the discharge pressure Ph of the working device hydraulic pump 53 driven by the prime mover 30, and sends the detected value to the controller 70. On the other hand, the torque detecting means 6
3, the transmission shaft torque of the traveling device 40 is detected, and the detected value is sent to the controller 70. Note that the transmission shaft torque corresponds to the tractive force. In the first embodiment, the torque detection unit 63 detects the output shaft torque of the torque converter 41 (FIG. 4). Then, based on the discharge pressure Ph of the working device hydraulic pump 53 detected by the pressure detecting means 61 by the limit value calculating means 71,
Limit value Ts-limi of the transmission shaft torque (output shaft torque of torque converter 41) for preventing the wheels from slipping.
Calculate t (Equation 1).

【0028】[0028]

【数1】Ts-limit =Tso+a・Ph ただし、Tsoは基準値、aは定数 次に、比較手段72により、次の数2に基づいて、上記
トルク検出手段63で検出された伝動軸トルクTt と、
上記数1で演算されたスリップさせないための伝動軸ト
ルクの限界値Ts-limitとの偏差ΔTt を求める。
Ts-limit = Tso + a · Ph where Tso is a reference value and a is a constant. Next, the comparing means 72 detects the transmission shaft torque Tt detected by the torque detecting means 63 based on the following equation (2). When,
A deviation .DELTA.Tt from the limit value Ts-limit of the transmission shaft torque for preventing slippage calculated by the above equation 1 is obtained.

【0029】[0029]

【数2】ΔTt =Tt −Ts-limit そして、この偏差ΔTt に基づき、指令値演算手段73
により、走行用クラッチ25の係合圧力の制御指令値A
ccを求める。
ΔTt = Tt−Ts-limit Then, based on the deviation ΔTt, the command value calculating means 73
The control command value A of the engagement pressure of the traveling clutch 25
Find cc.

【0030】ここで、図7に示すように、クラッチ係合
圧力とクラッチ伝達トルク(伝動軸トルク)とは一定の
関係があるため、検出された伝動軸トルクと上記偏差Δ
Ttがわかれば、クラッチ係合圧力の制御指令値Acc
が導き出される。
Here, as shown in FIG.
Pressure and clutch transmission torque (transmission shaft torque) are constant
There is a relationship between the detected transmission shaft torque and the deviation Δ
If Tt is known, the clutch command pressure control command value Acc
Is derived.

【0031】なお、クラッチ係合圧力の増減値は、上記
偏差ΔTtに係数を掛けることによって求めることがで
きる。
The increase / decrease value of the clutch engagement pressure can be obtained by multiplying the deviation ΔTt by a coefficient.

【0032】こうして、指令値演算手段73で演算され
たクラッチ係合圧力の指令値Accに対応する信号が増
幅手段74により増幅されて、圧力制御手段26に送ら
れ、これによりクラッチ係合圧力の上限値が図5(b)
の実線Dに示すように制御され、車輪がスリップしない
ように制御される。この実施例−1の場合のクラッチ係
合圧力の制御、それによる牽引力の制限の効果を図5
(b)に示す。図5(b)で斜線部分が制限をされたと
ころである。 実施例−2 図2は、作業装置用油圧ポンプ53の吐出圧力Ph と、
原動機30の回転数Neと、走行装置40の出力軸回転
数Ntを検知して、クラッチ係合圧力を制御する場合の
制御ブロック図を示す。上記実施例−1では伝動軸トル
クそのものを検出したが、この実施例−2では計算によ
り求められる伝動軸トルクにて制御する。
In this manner, a signal corresponding to the command value Acc of the clutch engagement pressure calculated by the command value calculation means 73 is amplified by the amplification means 74 and sent to the pressure control means 26. The upper limit is shown in FIG.
Is controlled as shown by a solid line D in FIG. FIG. 5 shows the effect of the control of the clutch engagement pressure in the case of the first embodiment and the limitation of the traction force due to the control.
(B). In FIG. 5 (b), the hatched portion is where the restriction is imposed. Example-2 FIG. 2 shows the discharge pressure Ph of the working device hydraulic pump 53,
The control block diagram in the case of detecting the rotation speed Ne of the prime mover 30 and the rotation speed Nt of the output shaft of the traveling device 40 to control the clutch engagement pressure is shown. In the first embodiment, the transmission shaft torque itself is detected, but in the second embodiment, control is performed using the transmission shaft torque obtained by calculation.

【0033】すなわちトルクコンバータ41(図4)で
は、その入力軸回転数Ne と出力軸回転数Nt との比
(スピード比)により伝動軸トルクTt を算定できる。
この場合、トルクコンバータ41のサイズが決まれば、
トルク比tおよび入力軸トルク係数τp はスピード比e
に対して一定の関係が成立する。そこで、図2におい
て、回転数検出手段64によりトルクコンバータ41の
入力軸の回転数Ne を検出し、回転数検出手段65によ
りトルクコンバータ41の出力軸の回転数Nt を検出
し、それらの検出値と、記憶手段75に記憶させたトル
クコンバータ41の特性データとに基づき、トルク計算
手段76により伝動軸トルクTt を次式により求める。
That is, in the torque converter 41 (FIG. 4), the transmission shaft torque Tt can be calculated from the ratio (speed ratio) between the input shaft rotation speed Ne and the output shaft rotation speed Nt.
In this case, once the size of the torque converter 41 is determined,
The torque ratio t and the input shaft torque coefficient τp are the speed ratio e
A certain relationship is established with respect to. Therefore, in FIG. 2, the rotation speed detection means 64 detects the rotation speed Ne of the input shaft of the torque converter 41, and the rotation speed detection means 65 detects the rotation speed Nt of the output shaft of the torque converter 41. Based on the characteristic data of the torque converter 41 stored in the storage means 75, the transmission shaft torque Tt is obtained by the torque calculation means 76 by the following equation.

【0034】[0034]

【数3】e=Ne /Nt## EQU3 ## e = Ne / Nt

【0035】[0035]

【数4】t=t[e]## EQU4 ## t = t [e]

【0036】[0036]

【数5】τp =τp [e]Τp = τp [e]

【0037】[0037]

【数6】Tp =τp ・(Ne /1000)2Tt =t・Tp ただし、Tp は入力軸トルク、Tt は伝動軸トルクこう
して実施例−1の場合の伝動軸トルクの測定値に代え
て、計算値を用いて制御すれば、上記実施例−1の場合
と同様に車輪がスリップしないように効率よく運転でき
る、という作用効果が得られる。
Tp = τp · (Ne / 1000) 2 Tt = t · Tp where Tp is the input shaft torque, and Tt is the transmission shaft torque. Thus, calculation is performed instead of the measured value of the transmission shaft torque in the case of the first embodiment. When the control is performed using the values, the operation and effect that the wheels can be efficiently driven so as not to slip can be obtained as in the case of the first embodiment.

【0038】なお、この場合も、実施例−1と同様に、
図7の伝動軸トルクとクラッチ係合圧力の関係から、計
算された伝動軸トルクTtと偏差ΔTtからクラッチ係
合圧力の制御指令値Accを求めることができる。
In this case, as in Embodiment 1,
From the relationship between the transmission shaft torque and the clutch engagement pressure in FIG.
From the calculated transmission shaft torque Tt and deviation ΔTt, the clutch
The control command value Acc of the combined pressure can be obtained.

【0039】実施例−3 図3は、作業装置用油圧ポンプ53の吐出圧力Ph と、
クラッチ係合圧力Acaを検知して、クラッチ係合圧力
を制御する場合の制御ブロック図を示す。この場合、図
7に示すようにクラッチ係合圧力とクラッチ伝達トルク
(伝動軸トルク)には一定の関係があるので、図5
(b)の実線Dで示すようにスリップ限界値が決まれ
ば、限界値演算手段71においてその限界値に対応する
クラッチ係合圧力が決まり、このクラッチ係合圧力と、
検出されるクラッチ係合圧力Acaから、クラッチ係合
圧力の指令値Accを求めることができる。
Embodiment-3 FIG. 3 shows the discharge pressure Ph of the working device hydraulic pump 53,
FIG. 3 shows a control block diagram in a case where clutch engagement pressure Aca is detected to control clutch engagement pressure. In this case, as shown in FIG. 7, there is a fixed relationship between the clutch engagement pressure and the clutch transmission torque (transmission shaft torque).
When the slip limit value is determined as shown by the solid line D in (b), the clutch engagement pressure corresponding to the limit value is determined by the limit value calculating means 71, and the clutch engagement pressure is determined by:
From the detected clutch engagement pressure Aca, the command value Acc of the clutch engagement pressure can be obtained.

【0040】この実施例−3による場合も、上記実施例
−1及び2の場合と同様に車輪がスリップしないように
効率よく運転できる、という作用効果が得られる。
Also in the case of the third embodiment, the operation and effect that the wheels can be operated efficiently so that the wheels do not slip can be obtained as in the case of the first and second embodiments.

【0041】ところで、上記各実施例において、牽引力
を知るために、走行装置の伝動軸トルクとして、トルク
コンバータ61の出力軸トルクを検出したが、これに代
えて、変速機42の出力軸トルクまたはドライブシャフ
トトルクを検出または計算により求めるようにしてもよ
い。
In each of the above embodiments, the output shaft torque of the torque converter 61 is detected as the transmission shaft torque of the traveling device in order to know the traction force. The drive shaft torque may be detected or calculated.

【0042】また、上記各実施例において、限界値演算
手段71により、スリップトルク限界値Ts-limitを演
算する際に、たとえば電圧調整装置等の基準値設定手段
62により、基準値Tsoを、路面状況等に応じて可変に
設定するのが望ましい。そうすれば常に最適な制御が行
われ、車輪のスリップが一層確実に防止される。
In each of the above embodiments, when the limit value calculating means 71 calculates the slip torque limit value Ts-limit, the reference value Tso is set by the reference value setting means 62 such as a voltage regulator. It is desirable to set variably according to the situation and the like. In this way, optimal control is always performed, and wheel slip is more reliably prevented.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明によると、
作業装置の負荷に応じて変化する作業装置用油圧ポンプ
の吐出圧力と、この機械の牽引力に対応する走行装置の
伝動軸トルクとを検出し、そのポンプ吐出圧力に基づい
て、車輪をスリップさせないための伝動軸トルクの限界
値を求め、上記伝動軸トルクが上記限界値を越えないよ
うに、クラッチ係合圧力を制御することによって、車輪
のスリップを抑制するようにしたので、未熟練オペレー
タでも安全に、かつ効率よく運転でき、省エネルギ効果
を高めることができる。しかも、油圧ポンプの吐出圧力
と、伝動軸トルクを検出するだけであるので、検出器の
設置数を前述した従来装置に比べて少なくでき、機器構
成ならびに演算処理を簡素化してコストダウンを図るこ
とができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
Detects the discharge pressure of the hydraulic pump for work equipment that changes according to the load on the work equipment, and the transmission shaft torque of the traveling device corresponding to the traction force of this machine, and based on the pump discharge pressure, does not slip the wheels. The transmission shaft torque limit value is determined, and the slip of the wheels is suppressed by controlling the clutch engagement pressure so that the transmission shaft torque does not exceed the limit value. The operation can be performed efficiently and efficiently, and the energy saving effect can be enhanced. In addition, since only the discharge pressure of the hydraulic pump and the transmission shaft torque are detected, the number of detectors to be installed can be reduced as compared with the above-described conventional device, and the device configuration and arithmetic processing are simplified to reduce costs. Can be.

【0044】また、請求項2の発明のように、上記伝動
軸トルクを検出する代りに、原動機の回転数と、伝動軸
の回転数とを検出し、これより伝動軸トルクを計算し、
制御しても同様の作用効果を奏する。
Instead of detecting the transmission shaft torque as in the second aspect of the invention, the rotation speed of the prime mover and the rotation speed of the transmission shaft are detected, and the transmission shaft torque is calculated based on the detected rotation speed.
Even when the control is performed, the same operation and effect can be obtained.

【0045】さらに、請求項3の発明のように、クラッ
チ係合圧力を検出し、この検出されるクラッチ係合圧力
が、伝動軸トルクの限界値に対応するクラッチ係合圧力
を越えないようにクラッチ係合圧力を制御することによ
って、上記同様に車輪がスリップしないように効率よく
運転できる。
Further, the clutch engagement pressure is detected, and the detected clutch engagement pressure does not exceed the clutch engagement pressure corresponding to the limit value of the transmission shaft torque. By controlling the clutch engagement pressure, it is possible to operate efficiently so that the wheels do not slip as described above.

【0046】この場合、伝動軸トルクの限界値を求める
際、その基準値を路面状況等に応じて変更することによ
り、常に最適な制御を遂行でき、車輪のスリップを一層
確実に防止できる。
In this case, when the limit value of the transmission shaft torque is obtained, by changing the reference value according to the road surface condition or the like, optimal control can always be performed, and the slip of the wheels can be more reliably prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】作業装置用油圧ポンプの吐出圧力と、走行装置
の伝動軸トルクを検知して、走行用クラッチの係合圧力
を制御する場合の実施例を示す制御ブロック図である。
FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment in which a discharge pressure of a hydraulic pump for a working device and a transmission shaft torque of a traveling device are detected to control an engagement pressure of a traveling clutch.

【図2】作業装置用油圧ポンプの吐出圧力と、原動機の
回転数と、走行装置の伝動軸回転数を検知して、クラッ
チ係合圧力を制御する場合の実施例を示す制御ブロック
図である。
FIG. 2 is a control block diagram showing an embodiment in which a clutch engagement pressure is controlled by detecting a discharge pressure of a working device hydraulic pump, a rotation speed of a prime mover, and a transmission shaft rotation speed of a traveling device. .

【図3】作業装置用油圧ポンプの吐出圧力と、走行用ク
ラッチの係合圧力を検知して、クラッチ係合圧力を制御
する場合の実施例を示す制御ブロック図である。
FIG. 3 is a control block diagram showing an embodiment in a case where a clutch engagement pressure is controlled by detecting a discharge pressure of a working device hydraulic pump and an engagement pressure of a traveling clutch.

【図4】本発明が適用される車輪式建設機械の一例を示
す概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a wheel type construction machine to which the present invention is applied.

【図5】(a)は上記車輪式建設機械の一般的な特性を
示すグラフ、(b)は本発明による作用効果を説明する
ためのグラフである。
FIG. 5A is a graph showing general characteristics of the wheel type construction machine, and FIG. 5B is a graph for explaining the operation and effect of the present invention.

【図6】本発明における走行用クラッチの油圧回路図で
ある。
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram of a traveling clutch according to the present invention.

【図7】走行用クラッチの係合圧力と伝達トルクとの関
係を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between an engagement pressure of a traveling clutch and a transmission torque.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 前部フレーム 12 後部フレーム 20 運転室 23 油圧ポンプ 24 変速機の速度段切換用制御弁 25 走行用クラッチ 26 圧力制御手段 30 原動機 40 走行装置 41 トルクコンバータ 42 変速機 43,44 ドライブシャフト 45,46 アクスル 47,48 車輪 50 作業装置 51 操作レバー 52 コントロールバルブ 53 作業装置用油圧ポンプ 54 ブーム 55 ブームシリンダ 56 バケツト 57 バケツトシリンダ 58 クロスリンク 59 ダンプリンク 61 圧力検出手段 62 基準値設定手段 63 トルク検出手段 64 原動機回転数検出手段 65 トルクコンバータの出力軸回転数検出手段 66 基準値設定手段 70 コントローラ 71 スリップトルク限界値演算手段 72 比較手段 73 目標値演算手段 74 増幅手段 75 トルクコンバータの特性記憶手段 76 トルク計算手段 77 クラッチ係合圧力の限界値演算手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Front frame 12 Rear frame 20 Operator's cab 23 Hydraulic pump 24 Speed control switch valve of transmission 25 Travel clutch 26 Pressure control means 30 Prime mover 40 Traveling device 41 Torque converter 42 Transmission 43,44 Drive shaft 45,46 Axles 47, 48 Wheels 50 Working device 51 Operating lever 52 Control valve 53 Hydraulic pump for working device 54 Boom 55 Boom cylinder 56 Bucket 57 Bucket cylinder 58 Cross link 59 Dump link 61 Pressure detecting means 62 Reference value setting means 63 Torque detecting means 64 motor speed detecting means 65 output shaft speed detecting means of torque converter 66 reference value setting means 70 controller 71 slip torque limit value calculating means 72 comparing means 73 target value calculating means 74 amplifying means 75 Torque converter characteristic storage means 76 Torque calculation means 77 Clutch engagement pressure limit value calculation means

フロントページの続き (72)発明者 枝 賢次 広島市安佐南区祇園3丁目12番4号 油 谷重工株式会社内 (72)発明者 田路 浩 広島市安佐南区祇園3丁目12番4号 油 谷重工株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−50034(JP,A) 特開 昭63−189535(JP,A) 特開 昭58−123932(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 9/22 F16D 25/00 Continued on the front page. (72) Inventor Kenji Eda 3-124 Gion, Asaminami-ku, Hiroshima City Inside Aburaya Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Hiroshi Taji 3-12-4 Gion, Asaminami-ku, Hiroshima City, Aburaya (56) References JP-A-3-50034 (JP, A) JP-A-63-189535 (JP, A) JP-A-58-1223932 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 7 , DB name) E02F 9/22 F16D 25/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 作業装置用油圧ポンプの吐出圧力を検出
する圧力検出手段と、走行装置における伝動軸のトルク
を検出するトルク検出手段と、上記圧力検出手段で検出
されたポンプ吐出圧力に基づいて車輪をスリップさせな
いための伝動軸トルクの限界値を求める限界値演算手段
と、上記トルク検出手段で検出された伝動軸トルクが限
界値演算手段で求められた限界値を越えないように走行
用クラッチの係合圧力を制御する制御手段とを備えてい
ることを特徴とする車輪式建設機械のスリップ防止装
置。
1. A pressure detecting means for detecting a discharge pressure of a hydraulic pump for working equipment, a torque detecting means for detecting a torque of a transmission shaft in a traveling device, and a pump discharge pressure detected by the pressure detecting means. Limit value calculating means for determining a limit value of the transmission shaft torque for preventing the wheels from slipping; and a traveling clutch so that the transmission shaft torque detected by the torque detection means does not exceed the limit value determined by the limit value calculation means. Control means for controlling the engagement pressure of the wheel-type construction machine.
【請求項2】 作業装置用油圧ポンプの吐出圧力を検出
する圧力検出手段と、原動機の回転数を検出する原動機
回転数検出手段と、走行装置における伝動軸の回転数を
検出する伝動軸回転数検出手段と、上記両回転数検出手
段で検出された原動機回転数と伝動軸回転数とに基づき
上記伝動軸のトルクを計算するトルク計算手段と、上記
圧力検出手段で検出されたポンプ吐出圧力に基づいて車
輪をスリップさせないための伝動軸トルクの限界値を求
める限界値演算手段と、上記トルク計算手段で計算され
た伝動軸トルクが限界値演算手段で求められた限界値を
越えないように走行用クラッチの係合圧力を制御する制
御手段とを備えていることを特徴とする車輪式建設機械
のスリップ防止装置。
2. A pressure detection means for detecting a discharge pressure of a hydraulic pump for a working device, a motor rotation speed detection means for detecting a rotation speed of a motor, and a transmission shaft rotation speed for detecting a rotation speed of a transmission shaft in a traveling device. Detecting means, a torque calculating means for calculating the torque of the transmission shaft based on the prime mover rotation speed and the transmission shaft rotation speed detected by the both rotation speed detection means, and a pump discharge pressure detected by the pressure detection means. A limit value calculating means for calculating a limit value of the transmission shaft torque for preventing the wheels from slipping based on the torque, and a travel so that the transmission shaft torque calculated by the torque calculation means does not exceed the limit value obtained by the limit value calculation means. Control means for controlling an engagement pressure of a clutch for use in a wheel-type construction machine.
【請求項3】 作業装置用油圧ポンプの吐出圧力を検出
する第1の圧力検出手段と、走行用クラッチの係合圧力
を検出する第2の圧力検出手段と、上記第1の圧力検出
手段で検出されたポンプ吐出圧力に基づいて車輪をスリ
ップさせないための伝動軸トルクの限界値を求める限界
値演算手段と、上記第2の圧力検出手段で検出されるク
ラッチ係合圧力が、上記伝動軸トルクの限界値に対応す
るクラッチ係合圧力を越えないようにクラッチ係合圧力
を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする車
輪式建設機械のスリップ防止装置。
3. A first pressure detecting means for detecting a discharge pressure of a hydraulic pump for working equipment, a second pressure detecting means for detecting an engagement pressure of a traveling clutch, and the first pressure detecting means. Limit value calculating means for determining a limit value of the transmission shaft torque for preventing the wheels from slipping based on the detected pump discharge pressure; and clutch engagement pressure detected by the second pressure detection means, the transmission shaft torque Control means for controlling the clutch engagement pressure so as not to exceed the clutch engagement pressure corresponding to the limit value of the above-mentioned limit value.
【請求項4】 上記限界値演算手段により伝動軸トルク
の限界値を求める際の基準値を可変に設定する基準値設
定手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至3の
いずれかに記載の車輪式建設機械のスリップ防止装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising reference value setting means for variably setting a reference value for obtaining a limit value of the transmission shaft torque by said limit value calculation means. An anti-slip device for a wheel-type construction machine according to the above.
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