JP4315248B2 - 走行作業車両の制御装置 - Google Patents
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Description
(9)また、本発明は上記目的を達成するために次のような構成を採用する。つまり、エンジンと、このエンジンの回転数を制御する燃料噴射装置と、前記エンジンにより駆動される走行用のトルクコンバータを含む走行手段と、前記エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動される作業アクチュエータとを備えた走行作業車両の制御装置において、前記油圧ポンプの吸収トルクが予め定めた最大吸収トルクを超えないように制御するポンプトルク制御手段と、前記エンジンの目標回転数を指令する入力手段と、前記走行作業車両の作動状態を判断する状態判断手段と、前記状態判断手段の判断結果に応じて前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数の両方を補正する補正制御手段とを備え、前記状態判断手段は、前記エンジンの負荷状態を判断する第1判断手段と、前記走行手段の作動状況を判断する第2判断手段とを含み、前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断され、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されると、前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数をそれぞれ小さくするよう補正し、前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断されたときに第1トルク補正値及び第1回転数補正値を演算する手段と、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されたときに第2トルク補正値及び第2回転数補正値を演算する手段と、前記第1トルク補正値と第2トルク補正値との演算を行い、最終的なトルク補正値を決定する手段と、前記第1回転数補正値と第2回転数補正値との演算を行い、最終的な回転数補正値を決定する手段と、基準最大吸収トルクと前記最終的なトルク補正値との差を演算して補正後の最大吸収トルクを求める手段と、前記入力手段が指令する前記エンジンの目標回転数と前記最終的な回転数補正値との差を演算して補正後の目標回転数を求める手段とを有するものとする。
(10)更に、本発明は上記目的を達成するために次のような構成を採用する。つまり、エンジンと、このエンジンの回転数を制御する燃料噴射装置と、前記エンジンにより駆動される走行用のトルクコンバータを含む走行手段と、前記エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動される作業アクチュエータとを備えた走行作業車両の制御装置において、前記油圧ポンプの吸収トルクが予め定めた最大吸収トルクを超えないように制御するポンプトルク制御手段と、前記エンジンの目標回転数を指令する入力手段と、前記走行作業車両の作動状態を判断する状態判断手段と、前記状態判断手段の判断結果に応じて前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数の両方を補正する補正制御手段とを備え、前記状態判断手段は、前記エンジンの負荷状態を判断する第1判断手段と、前記走行手段の作動状況を判断する第2判断手段と、前記作業アクチュエータの作動状況を判断する第3判断手段とを含み、前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断され、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断され、かつ前記第3判断手段で前記作業アクチュエータが高負荷状態であると判断されると、前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数をそれぞれ小さくするよう補正し、前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断されたときに第1トルク補正値及び第1回転数補正値を演算する手段と、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されたときに第2トルク補正値及び第2回転数補正値を演算する手段と、前記第3判断手段で前記作業アクチュエータが高負荷状態であると判断されたときに第3トルク補正値及び第3回転数補正値を演算する手段と、前記第1トルク補正値と第2トルク補正値と第3トルク補正値との演算を行い、最終的なトルク補正値を決定する手段と、前記第1回転数補正値と第2回転数補正値と第3回転数補正値との演算を行い、最終的な回転数補正値を決定する手段と、基準最大吸収トルクと前記最終的なトルク補正値との差を演算して補正後の最大吸収トルクを求める手段と、前記入力手段が指令する前記エンジンの目標回転数と前記最終的な回転数補正値との差を演算して補正後の目標回転数を求める手段とを有するものとする。
エンジン回転数(実回転数)=Nh≒Nmax
ポンプトルクTph
トルコントルク(走行牽引力)TTh
<重負荷作業2>
ポンプトルクTph→Tpi=Tpmaxに増
トルコントルク(走行牽引力)TTh→TTiに減
エンジン回転数(実回転数)=Nh≒Nmax→Niに減
これに対し、本実施の形態では、図3及び図4に示すように最大吸収トルクと目標エンジン回転数は可変である。その結果、図6において、重負荷作業1と重負荷作業2ではポンプ吸収トルクとトルコントルクとエンジン回転数は次のように変化する。
エンジン回転数(実回転数)=Nh≒Nmax
目標エンジン回転数Nm=アクセルペダル角目標回転数Np(=Nmax)
ポンプトルクTph
トルコントルク(走行牽引力)TTh
<重負荷作業2>
ポンプトルクTph→Tpi≒Tph(ほとんど変わらず)
トルコントルク(走行牽引力)TTh→TTiに減
エンジン回転数(実回転数)=Nh≒Nmax→Niに減
目標エンジン回転数Nm=Np(Nmax)→Niに減
本実施の形態における重負荷作業1から重負荷作業2への上記状態の変化を図6と図3及び図4を用いて詳述する。
重負荷作業1での油圧ポンプ22の吸収トルクTphはポンプ最大吸収トルクTmaxより小さく、ポンプ吸収トルクTph(作業負荷)とトルクコンバータ32の入力トルクであるトルコントルクTThとの和はエンジン1の出力トルクとほぼ釣り合っている。この場合は、図3において、回転数偏差演算部52で演算されるエンジン回転数偏差ΔN(=Na−Np)はほぼ0であり、補正トルク演算部53で演算される補正トルクΔTmもほぼ0である。よって、加算部59では、ベーストルク演算部51で演算したポンプベーストルクTbがそのまま補正ポンプベーストルクTmとして演算され、ポンプ最大吸収トルクTmax(=Tm)は変化しない。同様に、図4において、回転数偏差演算部62で演算されるエンジン回転数偏差ΔN(=Na−Np)はほぼ0であり、補正回転数演算部63で演算される補正回転数ΔNmもほぼ0である。よって、加算部69では、アクセルペダル角目標回転数演算部61で演算されるアクセルペダル角目標回転数Npがそのまま補正目標回転数Nmとして演算され、目標エンジン回転数Nm(Nmax)も変化しない。この場合は、エンジン回転数はNh(≒Nmax)に維持される。
以上の状態から重負荷作業2に移行し、油圧ポンプ22が最大吸収トルクTmaxを消費し、ポンプ吸収トルクとトルコントルクの和がエンジン1の出力トルクを超えると、図3及び図4の補正トルク演算部53及び補正回転数演算部63で補正トルクΔTm及び補正回転数ΔNmが計算される。また、このときは、トルクコンバータ32はストールに近い状態にあり、油圧ポンプ22の吐出圧は図示しないメインリリーフ弁のリリーフ圧近辺の高圧であるため、図3及び図4の速度比演算部54,64で演算されるトルクコンバータ速度比eはほぼ0であり、走行状態判定部55,65で演算される第1判定係数α1,β1はほぼ1であるとともに、作業状態判定部56,66で演算される第2判定係数α2,β2もほぼ1である。このため図3及び図4の選択部57,67では第3判定係数α3,β3がほぼ1となり、乗算部58,68では補正トルクΔTm及び補正回転数ΔNmがそのまま補正トルクΔTma及び補正回転数ΔNmaとして演算され、加算部59ではポンプベーストルクTbに補正トルクΔTmが加算された値が補正ポンプベーストルクTmとして演算され、加算部69ではアクセルペダル角目標回転数Npに補正回転数ΔNmが加算された値が補正目標回転数Nmとして演算される。その結果、油圧ポンプ22の最大吸収トルクはTbからTb+ΔTmへと減少し、エンジン1の目標回転数はNpからNp+ΔNmへと低下する。このため図6において、エンジン1の特性線TE+TRは図示の如くXからYに変化し、油圧ポンプ22の最大吸収トルクTphは図5の如く増大せずに、Tphとほぼ同じ値のTpiに変化し、トルクコンバータ32の入力トルク(トルコントルク)はTThからTTiへと減少する。その結果、ポンプ吸収トルクTpiとトルコントルクTTiの和はエンジン1の出力トルクとレギュレーション領域の特性線TR上でバランスし、エンジン回転数は従来の場合と同様にNhからNiへと低下する。
<作用1>
重負荷作業2でのトルコントルク(走行牽引力)はTThからTTiへと減少する。しかし、この点は従来と同じである。一方、ポンプトルクはTpi≒Tphで従来のTpiより小さくなるため、油圧ポンプ22の吐出流量は従来に比べ少なくなる。しかし、重負荷作業2では油圧ポンプ22の吐出圧は高圧となるが、フロント作業機104の動きはゆっくりである場合が多い。よって、従来に比べ作業量が落ちることはない。
<作用2>
ポンプトルクはTpi≒Tphで従来のTpiより小さくなる。トルコントルク(走行牽引力)はTThからTTiに低減する。その結果、エンジン負荷(Tpi+TTi)は従来より減少する。このため目標回転数NmはNp(Nmax)からNiに低下する。このエンジン負荷の低減と目標回転数の低下により燃費が向上する。
2 作業系
3 走行系
4 制御系
11 電子ガバナ(燃料噴射装置)
12 アクセルペダル
21 トランスミッション
22 油圧ポンプ
23a…23n 油圧アクチュエータ
24a…24n 方向切換弁
25 弁装置
26 トルク制御レギュレータ
27 トルク制御電磁弁
28 パイロット油圧ポンプ
31 出力軸
32 トルクコンバータ
33 出力軸
34 走行装置
41 位置センサー
42 圧力センサー
43 回転センサー
44 回転センサー
45 コントローラ
51 ベーストルク演算部
52 回転数偏差演算部
53 補正トルク演算部
54 速度比演算部
55 走行状態判定部
56 作業状態判定部
57 選択部
58 乗算部
59 加算部
61 アクセルペダル角目標回転数演算部
62 回転数偏差演算部
63 補正回転数演算部
64 速度比演算部
65 走行状態判定部
66 作業状態判定部
67 選択部
68 乗算部
69 加算部
100 ホイールローダ
101 車体前部
102 車体後部
103 ステアリングシリンダ
104 フロント作業機
105 前輪
106 運転席
107 後輪
111 バケット
112 リフトアーム
113 バケットシリンダ
114 アームシリンダ
Claims (10)
- エンジンと、
このエンジンの回転数を制御する燃料噴射装置と、
前記エンジンにより駆動される走行用のトルクコンバータを含む走行手段と、
前記エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
この油圧ポンプの吐出油により駆動される作業アクチュエータとを備え、
前記エンジンの出力が前記トルクコンバータと前記油圧ポンプに配分される走行作業車両の制御装置において、
前記油圧ポンプの吸収トルクが予め定めた最大吸収トルクを超えないように制御するポンプトルク制御手段と、
前記エンジンの目標回転数を指令する入力手段と、
前記走行作業車両の作動状態を判断する状態判断手段と、
前記状態判断手段の判断結果に応じて前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数の両方を補正する補正制御手段とを備え、
前記状態判断手段は、前記エンジンの負荷状態を判断する第1判断手段であって、前記エンジンの実回転数を検出する手段と、前記目標回転数と実回転数の偏差を計算し、この回転数偏差により前記エンジンの負荷状態を判断する手段とを有する第1判断手段を含み、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記回転数偏差により前記エンジンが過負荷状態であると判断されると、前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数をそれぞれ小さくするよう補正することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - 請求項1記載の走行作業車両の制御装置において、
前記状態判断手段は、前記走行手段の作動状況を判断する第2判断手段を更に含み、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断され、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されると、前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数をそれぞれ小さくするよう補正することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - 請求項1記載の走行作業車両の制御装置において、
前記状態判断手段は、前記走行手段の作動状況を判断する第2判断手段と、前記作業アクチュエータの作動状況を判断する第3判断手段とを更に含み、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断され、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断され、かつ前記第3判断手段で前記作業アクチュエータが高負荷状態であると判断されると、前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数をそれぞれ小さくするよう補正することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - 請求項2又は3記載の走行作業車両の制御装置において、
前記第2判断手段は、
前記トルクコンバータの入力側の回転数を検出する手段と、
前記トルクコンバータの出力側の回転数を検出する手段と、
前記トルクコンバータの入力側の回転数と出力側の回転数に基づきトルクコンバータ速度比を演算し、このトルクコンバータ速度比により前記走行手段の作動状況を判断する手段とを有することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - 請求項3記載の走行作業車両の制御装置において、
前記第3判断手段は、
前記油圧ポンプの負荷圧力を検出する手段と、この油圧ポンプの負荷圧力により前記作業アクチュエータの作動状況を判断する手段とを有することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項記載の走行作業車両の制御装置において、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断されたときにトルク補正値及び回転数補正値を演算する手段と、基準最大吸収トルクと前記トルク補正値との差を演算して補正後の最大吸収トルクを求める手段と、前記入力手段が指令する前記エンジンの目標回転数と前記回転数補正値との差を演算して補正後の目標回転数を求める手段とを有することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - 請求項2又は3記載の走行作業車両の制御装置において、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断されたときに第1トルク補正値及び第1回転数補正値を演算する手段と、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されたときに第2トルク補正値及び第2回転数補正値を演算する手段と、前記第1トルク補正値と第2トルク補正値との演算を行い、最終的なトルク補正値を決定する手段と、前記第1回転数補正値と第2回転数補正値との演算を行い、最終的な回転数補正値を決定する手段と、基準最大吸収トルクと前記最終的なトルク補正値との差を演算して補正後の最大吸収トルクを求める手段と、前記入力手段が指令する前記エンジンの目標回転数と前記最終的な回転数補正値との差を演算して補正後の目標回転数を求める手段とを有することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - 請求項3記載の走行作業車両の制御装置において、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断されたときに第1トルク補正値及び第1回転数補正値を演算する手段と、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されたときに第2トルク補正値及び第2回転数補正値を演算する手段と、前記第3判断手段で前記作業アクチュエータが高負荷状態であると判断されたときに第3トルク補正値及び第3回転数補正値を演算する手段と、前記第1トルク補正値と第2トルク補正値と第3トルク補正値との演算を行い、最終的なトルク補正値を決定する手段と、前記第1回転数補正値と第2回転数補正値と第3回転数補正値との演算を行い、最終的な回転数補正値を決定する手段と、基準最大吸収トルクと前記最終的なトルク補正値との差を演算して補正後の最大吸収トルクを求める手段と、前記入力手段が指令する前記エンジンの目標回転数と前記最終的な回転数補正値との差を演算して補正後の目標回転数を求める手段とを有することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - エンジンと、
このエンジンの回転数を制御する燃料噴射装置と、
前記エンジンにより駆動される走行用のトルクコンバータを含む走行手段と、
前記エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
この油圧ポンプの吐出油により駆動される作業アクチュエータとを備えた走行作業車両の制御装置において、
前記油圧ポンプの吸収トルクが予め定めた最大吸収トルクを超えないように制御するポンプトルク制御手段と、
前記エンジンの目標回転数を指令する入力手段と、
前記走行作業車両の作動状態を判断する状態判断手段と、
前記状態判断手段の判断結果に応じて前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数の両方を補正する補正制御手段とを備え、
前記状態判断手段は、前記エンジンの負荷状態を判断する第1判断手段と、前記走行手段の作動状況を判断する第2判断手段とを含み、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断され、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されると、前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数をそれぞれ小さくするよう補正し、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断されたときに第1トルク補正値及び第1回転数補正値を演算する手段と、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されたときに第2トルク補正値及び第2回転数補正値を演算する手段と、前記第1トルク補正値と第2トルク補正値との演算を行い、最終的なトルク補正値を決定する手段と、前記第1回転数補正値と第2回転数補正値との演算を行い、最終的な回転数補正値を決定する手段と、基準最大吸収トルクと前記最終的なトルク補正値との差を演算して補正後の最大吸収トルクを求める手段と、前記入力手段が指令する前記エンジンの目標回転数と前記最終的な回転数補正値との差を演算して補正後の目標回転数を求める手段とを有することを特徴とする走行作業車両の制御装置。 - エンジンと、
このエンジンの回転数を制御する燃料噴射装置と、
前記エンジンにより駆動される走行用のトルクコンバータを含む走行手段と、
前記エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
この油圧ポンプの吐出油により駆動される作業アクチュエータとを備えた走行作業車両の制御装置において、
前記油圧ポンプの吸収トルクが予め定めた最大吸収トルクを超えないように制御するポンプトルク制御手段と、
前記エンジンの目標回転数を指令する入力手段と、
前記走行作業車両の作動状態を判断する状態判断手段と、
前記状態判断手段の判断結果に応じて前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数の両方を補正する補正制御手段とを備え、
前記状態判断手段は、前記エンジンの負荷状態を判断する第1判断手段と、前記走行手段の作動状況を判断する第2判断手段と、前記作業アクチュエータの作動状況を判断する第3判断手段とを含み、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断され、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断され、かつ前記第3判断手段で前記作業アクチュエータが高負荷状態であると判断されると、前記油圧ポンプの最大吸収トルクと前記エンジンの目標回転数をそれぞれ小さくするよう補正し、
前記補正制御手段は、前記第1判断手段で前記エンジンが過負荷状態であると判断されたときに第1トルク補正値及び第1回転数補正値を演算する手段と、前記第2判断手段で前記走行手段がトルクコンバータストールに近い状態にあると判断されたときに第2トルク補正値及び第2回転数補正値を演算する手段と、前記第3判断手段で前記作業アクチュエータが高負荷状態であると判断されたときに第3トルク補正値及び第3回転数補正値を演算する手段と、前記第1トルク補正値と第2トルク補正値と第3トルク補正値との演算を行い、最終的なトルク補正値を決定する手段と、前記第1回転数補正値と第2回転数補正値と第3回転数補正値との演算を行い、最終的な回転数補正値を決定する手段と、基準最大吸収トルクと前記最終的なトルク補正値との差を演算して補正後の最大吸収トルクを求める手段と、前記入力手段が指令する前記エンジンの目標回転数と前記最終的な回転数補正値との差を演算して補正後の目標回転数を求める手段とを有することを特徴とする走行作業車両の制御装置。
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