JP4376009B2 - Control device for work vehicle - Google Patents

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JP4376009B2 JP2003191723A JP2003191723A JP4376009B2 JP 4376009 B2 JP4376009 B2 JP 4376009B2 JP 2003191723 A JP2003191723 A JP 2003191723A JP 2003191723 A JP2003191723 A JP 2003191723A JP 4376009 B2 JP4376009 B2 JP 4376009B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンにより走行トランスミッションを駆動し、走行を行うとともに、エンジンにより油圧ポンプを駆動し、作業アクチュエータを作動して所定の作業を行うホイールローダやテレスコピックハンドラー等の作業車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の作業車両における制御装置の従来技術として特公平8−6613号公報や特許第2968558号公報に記載のものがある。
【0003】
特公平8−6613号公報に記載の従来技術は、作業時に適合するエンジン出力特性と、走行時に適合するエンジン出力特性の2種類のエンジン出力特性を用意し、作業状態か走行状態かに応じてエンジン出力特性を切り換えて使用しエンジン出力を制御をするものにおいて、走行状態にありトルクコンバータ速度比小(低速)のときはトランスミッショントルクが作業状態でのトルクを超えないように燃料噴射量を制御し、トルクコンバータに加わる過大トルクの発生を防止するものである。
【0004】
特許第2968558号公報に記載の従来技術は、走行駆動装置とアクチュエータの負荷の和がエンジンの出力トルクより小さいときはポンプ吸収トルクを大きくして作業量を確保し、負荷の和がエンジンの出力トルクより大きいときはポンプ吸収トルクを小さくして大きな走行トルクを確保し、大きな牽引力を維持するようにしたものである。
【0005】
【特許文献1】
特公平8−6613号公報
【特許文献2】
特許第2968558号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ホイールローダやテレスコピックハンドラー等の作業車両による作業例として地山などの土砂の掘削作業がある。この掘削作業では、前進によって掘削を行い、掘削後は掘削した土砂を持ち上げながら後進する。前進時の掘削は、走行力(走行の牽引力)によりフロント作業装置の掘削具を土砂に押し込み、掘削具に上向きの力を加えながら行う。この場合、前進時は走行力で掘削具を土砂に押し付けるので、走行力をできるだけ大きくすることが望ましく、そのためにはエンジン回転数の低下を少なくすることが望ましい。一方、後進時は掘削はしないので、大きな走行力は不要である一方、後進しながら掘削した土砂を持ち上げるのでフロント作業装置の動作速度(フロント速度)を速くする方が望ましい。
【0007】
特公平8−6613号公報及び特許第2968558号公報に記載の従来技術は、何れも、前進時と後進時を区別して制御しておらず、前進時と後進時で最適な走行力とフロント速度とを得ることができない。
【0008】
本発明の目的は、前進時と後進時で制御特性を切り換えることで、前進時には大きな走行力が得られ、後進時にはフロント速度を速くすることができる作業車両のポンプ制御装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンの出力トルクと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可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプの吸収トルクが最大吸収トルクを超えないよう制御するポンプトルク制御手段と、前記エンジンにより駆動されるトルクコンバータを有し、前記油圧ポンプが前記最大吸収トルクを消費しているとき、前記エンジンの出力トルクよりも前記油圧ポンプの最大吸収トルク分だけ低い走行用のエンジン出力トルクが分配される走行トランスミッションと、前記油圧ポンプの最大吸収トルクを前記走行トランスミッションの前後進の切り換えに応じて可変とするポンプトルク切換手段と、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段とを備え、前記ポンプトルク切換手段は、前記走行トランスミッションが前進にあるときは、前記油圧ポンプの最大吸収トルクが前記エンジンの回転数に係わらず一定の第1最大吸収トルクとなるよう前記ポンプトルク制御手段を制御し、前記走行トランスミッションが後進にあるときは、前記回転数検出手段の検出値に基づき、前記エンジン回転数の高回転領域では前記油圧ポンプの最大吸収トルクが前記第1最大吸収トルクよりも大きい第2最大吸収トルクとなり、前記エンジン回転数の低回転領域では前記油圧ポンプの最大吸収トルクが前記第2最大吸収トルクより低い第3最大吸収トルクとなるよう前記ポンプトルク制御手段を制御するものとする。
【0010】
このようにポンプトルク切換手段を設け、走行トランスミッションの前後進の切り換えに応じて油圧ポンプの最大吸収トルクを可変とすることにより、前進時と後進時で制御特性が切り換えられるため、前進時には大きな走行力が得られ、後進時のエンジン回転数の高回転領域においては最大ポンプ吸収トルクが大きくなるため、油圧ポンプの吐出流量が増大し、フロント速度を速くすることができる。また、後進時のエンジン回転数の低回転領域においては高回転数域より最大ポンプ吸収トルクが小さくなり、その分走行用のエンジントルクが大きくなるため、後進時のアイドル回転数からの加速走行時にはオーバートルクすることなく良好な加速性能が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【0016】
図1は、本発明の一実施の形態に係わる作業車両の制御装置を含む駆動装置全体のシステム構成図である。
【0017】
図1において、本実施の形態に係わる作業車両は、原動機であるディーゼルエンジン(以下単にエンジンという)1を備え、エンジン1には電子燃料噴射装置2が設けられ、この電子燃料噴射装置2によりエンジン1の出力トルクと回転数が制御される。エンジン1の出力軸にはトルクコンバータ4を備えた走行トランスミッション5が連結され、走行トランスミッション5をエンジン1により駆動することによりアクスル6を駆動し走行を行う。エンジン1の目標回転数を指示する手段として走行ペダル8が設けられている。走行ペダル8の信号はコントローラ10に入力され、その入力に基づいてコントローラ10から電子燃料噴射装置2に制御信号を出力し、燃料噴射量を制御する。また、走行トランスミッション5は前後進切り換え可能であり、その前後進の切り換えを指示する手段として前後進切換スイッチ11が設けられている。前後進切換スイッチ11の信号はコントローラ10に入力され、その入力に基づいてコントローラ10が走行トランスミッション5に制御信号を出力し、前後進の切り換えを行う。
【0018】
また、エンジン1の出力軸には可変容量型の油圧ポンプ15が連結され、油圧ポンプ15はエンジン1により駆動され圧油を吐出する。油圧ポンプ15の吐出油路にはコントロールバルブ16が接続されている。コントロールバルブ16は操作レバー等の操作手段により操作され、アクチュエータ17に圧油を供給する。アクチュエータ17は例えばホイールローダのフロント作業装置を駆動する油圧シリンダである。
【0019】
油圧ポンプ15にはトルク制御レギュレータ21が備えられている。トルク制御レギュレータ21は、油圧ポンプ15の吐出圧力が上昇するとき、それに応じて油圧ポンプ15の傾転(容量)が減少し、油圧ポンプ15の吸収トルクが設定値(最大ポンプ吸収トルク)を超えないよう油圧ポンプ15の傾転(容量)を制御する。トルク制御レギュレータ21の設定値(最大ポンプ吸収トルク)は可変であり、トルク制御電磁弁22により制御される。トルク制御電磁弁22は油圧ポンプ15の吐出圧を油圧源として動作する電磁比例弁であり、コントローラ10から出力される制御信号により作動する。
【0020】
また、エンジン1にはエンジン回転数を検出する回転センサ25が設けられ、回転センサ25の信号もコントローラ10に入力される。
【0021】
図2に本発明が適用される作業車両の一例であるホイールローダの外観を示す。図2において、100はホイールローダであり、ホイールローダ100は、車体前部101と車体後部102とで構成され、車体前部101と車体後部102は連結装置103を介して屈曲可能に連結されている。車体前部101にはフロント作業装置105と車輸(前輪)106が設けられ、車体後部102には運転室107と車輪(後輪)108が設けられ、運転室107には運転席110、ハンドル111、操作レバー112が設けられている。フロント作業装置105はバケット120とリフトアーム121からなり、バケット120はバケットシリンダ122の伸縮によりチルト・ダンプ動作し、リフトアーム121はアームシリンダ123の伸縮により上下に動作する。
【0022】
また、図1に示したエンジン1及び油圧ポンプ15はコントロールバルブ16、トルク制御レギュレータ21及びトルク制御弁22と共に車体後部102に配置され、後輪108は走行トランスミッション5及びアクスル6を介してエンジン1により駆動される。走行ペダル8は運転室107の床上に設けられ、前後進切換スイッチ11は運転室107の前部キャビネット113に設けられ、コントローラ10は運転室107内の適所、例えば運転席24の下側に配置されている。
【0023】
図1に示したアクチュエータ17はバケットシリンダ122及びアームシリンダ123を代表したものであり、これらを駆動することによりフロント作業装置105を操作することができる。
【0024】
図3にコントローラ10のポンプ制御に係わる制御内容を機能ブロック図で示す。
【0025】
コントローラ10は、エンジン回転数に基づいて油圧ポンプ15の最大吸収トルク(最大ポンプ吸収トルク)を決定するための2つのテーブル10a,10bと、この2つのテーブル10a,10bで決定された最大ポンプ吸収トルクを前進時か後進時かによって切り換える選択部10cと、選択部10cで切り換えられ選択された最大ポンプ吸収トルクが得られるようトルク制御電磁弁22に指令信号を出力する出力部10dとを備えている。
【0026】
2つのテーブル10a,10bのうちテーブル10aは前進時用であり、テーブル10bは後進時用である。前進時用のテーブル10aには、エンジン回転数に係わらず一定の最大ポンプ吸収トルクが設定されている。その一定の最大ポンプ吸収トルクは例えば従来のトルク制御レギュレータの設定値と同程度の大きさTAである。後進時用のテーブル10bには、低回転領域では前進時用のテーブル10aの最大ポンプ吸収トルクと同程度の大きさTAであり、高回転領域では前進時用のテーブル10aの最大ポンプ吸収トルクよりも大きいTBであり、中回転領域ではTAからTBへと徐々に増大する最大ポンプ吸収トルクが設定されている。
【0027】
2つのテーブル10a,10bはそれぞれ回転センサ25により検出されたエンジン1の回転数を入力しそれに応じた最大吸収トルクを決定する。選択部10cは前後進切換スイッチ11からの信号を入力し、その信号が前進時を示しているときは前進時用のテーブル10aで決定された最大ポンプ吸収トルクを選択し、前後進切換スイッチ11からの信号が後進時を示しているときは後進時用のテーブル10bで決定された最大ポンプ吸収トルクを選択する。
【0028】
以上において、トルク制御レギュレータ21は油圧ポンプ15の吸収トルクが最大吸収トルクを超えないよう制御するポンプトルク制御手段を構成し、コントローラ10のテーブル10a,10b、選択部10c、出力部10dとトルク制御電磁弁22は、油圧ポンプ15の最大吸収トルクを走行トランスミッション5の前後進の切り換えに応じて可変とするポンプトルク切換手段を構成する。
【0029】
図4にコントローラ10及びトルク電磁弁22により可変制御される設定値に基づきトルク制御レギュレータ21が作動するときの油圧ポンプ15の吐出圧力(ポンプ圧力)と油圧ポンプ15の傾転(ポンプ傾転)との関係を示す。前進時用のテーブル10aが選択されたとき及び後進時用のテーブル10bが選択されエンジン1が低回転域にあるとき、油圧ポンプ15の最大ポンプ吸収トルクはTAとなり、後進時用のテーブル10bが選択されエンジン1が高回転域にあるとき、油圧ポンプ15の最大ポンプ吸収トルクはTBとなる。トルク制御レギュレータ21は、ポンプ吐出圧力が上昇するとき、それに応じて最大ポンプ吸収トルクの特性線に沿ってポンプ傾転を減少し、油圧ポンプ15の吸収トルクが設定値(最大吸収トルク)TA又はTBを超えないよう油圧ポンプ15の傾転(容量)を制御する。また、同じポンプ圧力P1であっても、最大ポンプ吸収トルクがTAからTBに増大するとポンプ傾転はq1からq2に増大し、それに応じてポンプ吐出流量も増大する。
【0030】
図5に前進時のエンジン1の出力トルク(エンジン出力トルク)Aと油圧ポンプ15の最大吸収トルク(最大ポンプ吸収トルク)BとトランスミッショントルクCとの関係を示し、図6に後進時のエンジン出力トルクAと最大ポンプ吸収トルクBとトランスミッショントルクCとの関係を示す。前進時の最大ポンプ吸収トルクBの大きさはTAであり、後進時の最大ポンプ吸収トルクBの大きさは低回転域ではTA、高回転域ではTBである。
【0031】
なお、トランスミッショントルクCとはエンジン1によりトランスミッション5が駆動されるときのトランスミッション5の入力トルクであり、エンジン回転数が上昇するに従ってトランスミッショントルクCも増大する。また、トランスミッション速度比=トランスミッション5の出力回転数/トランスミッション5の入力回転数(=エンジン回転数)と定義するとき、速度比が小さくなるに従ってトランスミッショントルクCは大きくなる。図5及び図6に示すトランスミッショントルクCはあるトランスミッション速度比におけるものである。
【0032】
図5及び図6において、エンジン出力ルクAに対して最大ポンプ吸収トルクBの分だけ走行トランスミッション5で使用可能なトルク(走行用エンジン出力トルク)Dは低くなる。この走行用エンジン出力トルクDとトランスミッショントルクCとの交点Mがマッチング点であり、そこがエンジン回転数である。
【0033】
前進時は最大ポンプ吸収トルクBとして、図3に示したテーブル10aで決定される従来と同程度の大きさTAの最大ポンプ吸収トルクが選択される。また、全回転域を通じて最大ポンプ吸収トルクBは一定である。このため従来と同様の速度でフロント作業装置を動かすことができる。また、走行用のエンジン出力トルクDの低下も従来と同程度であり、マッチング点Mにおける走行用エンジン出力トルクD及びエンジン回転数は従来と同様に適度に低下する。このため前進時は従来と同様の大きな走行力が得られ、掘削作業を効率良く行うことができる。
【0034】
後進時は最大ポンプ吸収トルクBとして、図3にテーブル10bで決定される最大ポンプ吸収トルクが選択されるため、高回転領域での最大ポンプ吸収トルクBは従来よりも大きいTBとなり、低回転領域での最大ポンプ吸収トルクBはTAとなり、中回転領域ではTAとTBの中間となる。
【0035】
よって、後進時の中回転領域から高回転領域にかけては、図4で説明したようにポンプ圧力P1において油圧ポンプ15の最大傾転はq1からq2に増大し、油圧ポンプ15の吐出流量も増大する。その結果、アクチュエータ7の駆動速度が速くなり、フロント作業装置の動作速度(フロント速度)が速くなる。よって、後進時は掘削土砂を持ち上げながら素速く移動することができる。なお、中回転領域から高回転領域にかけての走行用のエンジン出力トルクDの低下はその分大きくなり、マッチング点Mにおける走行用エンジン出力トルクD及びエンジン回転数は従来より低下する。しかし、後進時は掘削をしないので問題がない。
【0036】
また、低回転領域では最大ポンプ吸収トルクBは高回転領域よりも低めのTAとしているので、走行ペダル8の踏み込みによるアイドル回転数からの加速走行時にはオーバートルクすることなく良好な加速性能が得られる。
【0037】
以上のように本実施の形態によれば、前進時と後進時で制御特性を切り換えることで、前進時には大きな走行力が得られ、後進時にはフロント速度を速くすることができ、その結果掘削作業を効率良く行うことができる。また、アイドル回転数からの加速走行時にはオーバートルクすることなく良好な加速性能が得られる。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば、前進時と後進時で制御特性を切り換えることで、前進時には大きな走行力が得られ、後進時にはフロント速度を速くすることができ、その結果掘削作業を効率良く行うことができる。
【0039】
また、本発明によれば、アイドル回転数からの加速走行時にはオーバートルクすることなく良好な加速性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係わる作業車両の制御装置を含む駆動装置全体のシステム構成図である。
【図2】本発明が適用される作業車両の一例であるホイールローダの外観を示す。
【図3】コントローラのポンプ制御に係わる制御内容を機能ブロック図で示す。
【図4】トルク制御レギュレータによりトルク制御されるときのポンプ圧力とポンプ傾転との関係を示す図である。
【図5】前進時のエンジントルクとポンプトルクとトランスミッショントルクの関係を示す図である。
【図6】後進時のエンジントルクとポンプトルクとトランスミッショントルクの関係を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 電子燃料噴射装置
4 トルクコンバータ
5 トランスミッション
6 アクスル
8 走行ペダル
10 コントローラ
10a,10b テーブル
10c 選択部
10d 出力部
11 前後進切換スイッチ
15 油圧ポンプ
16 コントロールバルブ
17 アクチュエータ
21 トルク制御レギュレータ
22 トルク制御電磁弁
25 回転センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a work vehicle such as a wheel loader or a telescopic handler that drives a travel transmission by an engine and travels, and drives a hydraulic pump by the engine to operate a work actuator to perform a predetermined work.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Publication No. 8-6613 and Japanese Patent No. 2968558 disclose conventional techniques for control devices in this type of work vehicle.
[0003]
The prior art described in Japanese Examined Patent Publication No. 8-6613 prepares two types of engine output characteristics, an engine output characteristic suitable for working and an engine output characteristic suitable for traveling, depending on whether the working state or the traveling state. When the engine output characteristics are switched and the engine output is controlled, the fuel injection amount is controlled so that the transmission torque does not exceed the torque in the working state when the engine is running and the torque converter speed ratio is low (low speed) Thus, the excessive torque applied to the torque converter is prevented from being generated.
[0004]
In the prior art described in Japanese Patent No. 2968558, when the sum of the load of the travel drive device and the actuator is smaller than the output torque of the engine, the pump absorption torque is increased to secure the work amount, and the sum of the load is the engine output. When the torque is larger than the torque, the pump absorption torque is decreased to ensure a large traveling torque and maintain a large traction force.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 8-6613 [Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2968558 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
As an example of work by a work vehicle such as a wheel loader or a telescopic handler, there is excavation work of earth and sand such as natural ground. In this excavation work, excavation is performed by advancing, and after excavation, the excavated earth and sand are lifted and moved backward. The excavation at the time of advance is performed while pushing the excavator of the front work device into the earth and sand by the traveling force (traveling traction force) and applying upward force to the excavator. In this case, since the excavating tool is pressed against the earth and sand by the traveling force at the time of forward movement, it is desirable to increase the traveling force as much as possible, and for that purpose, it is desirable to reduce the decrease in the engine speed. On the other hand, since excavation is not performed during reverse travel, a large traveling force is not required. On the other hand, it is desirable to increase the operating speed (front speed) of the front working device because the excavated sediment is lifted while moving backward.
[0007]
The prior art described in Japanese Patent Publication No. 8-6613 and Japanese Patent No. 2968558 does not control the forward time and the reverse time separately, and the optimum running force and front speed at the forward time and the reverse time. And can't get.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pump control device for a work vehicle that can obtain a large running force when moving forward and increase a front speed when moving backward by switching control characteristics between forward and reverse. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides an engine, a fuel injection device for controlling the output torque and the rotational speed of the engine , a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, A hydraulic actuator driven by discharged oil, pump torque control means for controlling the absorption torque of the hydraulic pump not to exceed a maximum absorption torque, and a torque converter driven by the engine , wherein the hydraulic pump is the maximum When the absorption torque is consumed, a traveling transmission in which a traveling engine output torque that is lower than the engine output torque by the maximum absorption torque of the hydraulic pump is distributed, and the maximum absorption torque of the hydraulic pump is used for the traveling a pump torque switching means for varying in accordance with the reverse switching before transmission And a rotation speed detecting means for detecting a rotational speed of said engine, said pump torque switching means, wherein when the traveling transmission is in the forward, the maximum absorption torque of the hydraulic pump regardless of the rotational speed of the engine constant The pump torque control means is controlled so as to be the first maximum absorption torque, and when the traveling transmission is in reverse, the hydraulic pressure is determined in the high engine speed range based on the detected value of the engine speed detection means. A maximum absorption torque of the pump becomes a second maximum absorption torque that is larger than the first maximum absorption torque, and a third maximum absorption torque in which the maximum absorption torque of the hydraulic pump is lower than the second maximum absorption torque in the low engine speed range. The pump torque control means is controlled so that the absorption torque is obtained .
[0010]
By providing the pump torque switching means in this way and making the maximum absorption torque of the hydraulic pump variable according to the forward / reverse switching of the traveling transmission, the control characteristics can be switched between forward and reverse, so a large amount of travel during forward travel. Since the maximum pump absorption torque increases in the high engine speed range during reverse travel , the discharge flow rate of the hydraulic pump increases and the front speed can be increased . In addition, the maximum pump absorption torque is smaller in the low engine speed range during reverse travel than in the high engine speed range, and the engine torque for traveling is increased accordingly, so during acceleration traveling from the idle speed during reverse travel Good acceleration performance can be obtained without overtorque.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an entire drive apparatus including a work vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0017]
In FIG. 1, a work vehicle according to the present embodiment includes a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 1 as a prime mover, and an engine 1 is provided with an electronic fuel injection device 2. The output torque of 1 and the rotational speed are controlled. A travel transmission 5 having a torque converter 4 is connected to the output shaft of the engine 1. The travel transmission 5 is driven by the engine 1 to drive the axle 6 to travel. A travel pedal 8 is provided as means for instructing the target rotational speed of the engine 1. A signal from the travel pedal 8 is input to the controller 10, and a control signal is output from the controller 10 to the electronic fuel injection device 2 based on the input to control the fuel injection amount. The traveling transmission 5 can be switched forward and backward, and a forward / reverse selector switch 11 is provided as means for instructing switching of the forward / reverse travel. A signal from the forward / reverse selector switch 11 is input to the controller 10, and based on the input, the controller 10 outputs a control signal to the traveling transmission 5 to perform forward / reverse switching.
[0018]
Further, a variable displacement hydraulic pump 15 is connected to the output shaft of the engine 1, and the hydraulic pump 15 is driven by the engine 1 to discharge pressure oil. A control valve 16 is connected to the discharge oil passage of the hydraulic pump 15. The control valve 16 is operated by operating means such as an operating lever and supplies pressure oil to the actuator 17. The actuator 17 is, for example, a hydraulic cylinder that drives a front working device of a wheel loader.
[0019]
The hydraulic pump 15 is provided with a torque control regulator 21. When the discharge pressure of the hydraulic pump 15 increases, the torque control regulator 21 decreases the tilt (capacity) of the hydraulic pump 15 accordingly, and the absorption torque of the hydraulic pump 15 exceeds the set value (maximum pump absorption torque). The tilting (capacity) of the hydraulic pump 15 is controlled so as not to occur. The set value (maximum pump absorption torque) of the torque control regulator 21 is variable and is controlled by the torque control solenoid valve 22. The torque control electromagnetic valve 22 is an electromagnetic proportional valve that operates using the discharge pressure of the hydraulic pump 15 as a hydraulic pressure source, and operates according to a control signal output from the controller 10.
[0020]
Further, the engine 1 is provided with a rotation sensor 25 for detecting the engine speed, and a signal from the rotation sensor 25 is also input to the controller 10.
[0021]
FIG. 2 shows an appearance of a wheel loader that is an example of a work vehicle to which the present invention is applied. In FIG. 2, reference numeral 100 denotes a wheel loader. The wheel loader 100 includes a vehicle body front portion 101 and a vehicle body rear portion 102, and the vehicle body front portion 101 and the vehicle body rear portion 102 are connected to each other via a connecting device 103 so as to be bent. Yes. A front work device 105 and a vehicle transfer (front wheel) 106 are provided in the vehicle body front portion 101, a driver's cab 107 and wheels (rear wheels) 108 are provided in the vehicle body rear portion 102, and a driver's seat 110, a handlebar is provided in the driver's cab 107. 111 and an operation lever 112 are provided. The front work device 105 includes a bucket 120 and a lift arm 121, and the bucket 120 is tilted and dumped by expansion and contraction of the bucket cylinder 122, and the lift arm 121 is moved up and down by expansion and contraction of the arm cylinder 123.
[0022]
Further, the engine 1 and the hydraulic pump 15 shown in FIG. 1 are disposed in the vehicle body rear portion 102 together with the control valve 16, the torque control regulator 21 and the torque control valve 22, and the rear wheel 108 is connected to the engine 1 via the traveling transmission 5 and the axle 6. Driven by. The travel pedal 8 is provided on the floor of the operator cab 107, the forward / reverse selector switch 11 is provided in the front cabinet 113 of the operator cab 107, and the controller 10 is disposed in a suitable place in the operator cab 107, for example, below the driver seat 24. Has been.
[0023]
The actuator 17 shown in FIG. 1 represents the bucket cylinder 122 and the arm cylinder 123, and the front working device 105 can be operated by driving them.
[0024]
FIG. 3 is a functional block diagram showing the control contents related to the pump control of the controller 10.
[0025]
The controller 10 has two tables 10a and 10b for determining the maximum absorption torque (maximum pump absorption torque) of the hydraulic pump 15 based on the engine speed, and the maximum pump absorption determined by the two tables 10a and 10b. A selection unit 10c that switches depending on whether the torque is forward or reverse, and an output unit 10d that outputs a command signal to the torque control solenoid valve 22 so as to obtain the maximum pump absorption torque that is switched by the selection unit 10c and selected. Yes.
[0026]
Of the two tables 10a and 10b, the table 10a is for forward travel, and the table 10b is for reverse travel. A constant maximum pump absorption torque is set in the table 10a for forward travel regardless of the engine speed. The constant maximum pump absorption torque is, for example, a magnitude TA comparable to the set value of the conventional torque control regulator. The reverse travel table 10b has the same magnitude TA as the maximum pump absorption torque of the forward travel table 10a in the low rotation range, and the maximum pump absorption torque of the forward travel table 10a in the high rotation range. The maximum pump absorption torque that gradually increases from TA to TB is set in the middle rotation region.
[0027]
The two tables 10a and 10b each input the number of rotations of the engine 1 detected by the rotation sensor 25 and determine the maximum absorption torque according to the input. The selector 10c receives a signal from the forward / reverse selector switch 11 and, when the signal indicates the forward time, selects the maximum pump absorption torque determined by the forward table 10a, and the forward / reverse selector switch 11 When the reverse signal indicates the reverse travel time, the maximum pump absorption torque determined by the reverse travel table 10b is selected.
[0028]
In the above, the torque control regulator 21 constitutes pump torque control means for controlling the absorption torque of the hydraulic pump 15 so as not to exceed the maximum absorption torque, and the tables 10a and 10b, the selection unit 10c, the output unit 10d of the controller 10 and the torque control. The electromagnetic valve 22 constitutes a pump torque switching means that makes the maximum absorption torque of the hydraulic pump 15 variable according to the forward / reverse switching of the traveling transmission 5.
[0029]
FIG. 4 shows the discharge pressure (pump pressure) of the hydraulic pump 15 and the tilt of the hydraulic pump 15 (pump tilt) when the torque control regulator 21 is operated based on the set value variably controlled by the controller 10 and the torque solenoid valve 22. Shows the relationship. When the table 10a for forward travel is selected and when the table 10b for backward travel is selected and the engine 1 is in the low speed range, the maximum pump absorption torque of the hydraulic pump 15 is TA, and the table 10b for reverse travel is When the selected engine 1 is in the high speed range, the maximum pump absorption torque of the hydraulic pump 15 is TB. When the pump discharge pressure increases, the torque control regulator 21 decreases the pump tilt along the characteristic line of the maximum pump absorption torque, and the absorption torque of the hydraulic pump 15 is set to a set value (maximum absorption torque) TA or The tilt (capacity) of the hydraulic pump 15 is controlled so as not to exceed TB. Even if the pump pressure P1 is the same, when the maximum pump absorption torque increases from TA to TB, the pump tilt increases from q1 to q2, and the pump discharge flow rate also increases accordingly.
[0030]
FIG. 5 shows the relationship between the output torque (engine output torque) A of the engine 1 during forward travel, the maximum absorption torque (maximum pump absorption torque) B of the hydraulic pump 15 and the transmission torque C, and FIG. 6 shows the engine output during reverse travel. The relationship among torque A, maximum pump absorption torque B, and transmission torque C is shown. The magnitude of the maximum pump absorption torque B during forward movement is TA, and the magnitude of the maximum pump absorption torque B during backward movement is TA in the low rotation range and TB in the high rotation range.
[0031]
The transmission torque C is an input torque of the transmission 5 when the transmission 5 is driven by the engine 1, and the transmission torque C increases as the engine speed increases. Further, when defining transmission speed ratio = output rotational speed of transmission 5 / input rotational speed of transmission 5 (= engine rotational speed), transmission torque C increases as the speed ratio decreases. The transmission torque C shown in FIGS. 5 and 6 is at a certain transmission speed ratio.
[0032]
5 and 6, the torque (traveling engine output torque) D that can be used in the travel transmission 5 is reduced by the maximum pump absorption torque B with respect to the engine output torque A. The intersection M between the traveling engine output torque D and the transmission torque C is a matching point, which is the engine speed.
[0033]
As the maximum pump absorption torque B at the time of forward movement, the maximum pump absorption torque having the same magnitude TA as the conventional value determined by the table 10a shown in FIG. 3 is selected. Further, the maximum pump absorption torque B is constant throughout the entire rotation range. For this reason, the front working device can be moved at the same speed as the conventional one. In addition, the decrease in the engine output torque D for traveling is about the same as that in the past, and the engine output torque D for traveling and the engine speed at the matching point M are moderately decreased as in the conventional case. For this reason, at the time of advance, a large traveling force similar to the conventional one can be obtained, and excavation work can be performed efficiently.
[0034]
Since the maximum pump absorption torque B determined by the table 10b in FIG. 3 is selected as the maximum pump absorption torque B at the time of reverse travel, the maximum pump absorption torque B in the high rotation region becomes TB larger than the conventional one, and the low rotation region The maximum pump absorption torque B at is TA, and is between TA and TB in the middle rotation region.
[0035]
Therefore, from the middle rotation region to the high rotation region during reverse travel, the maximum tilt of the hydraulic pump 15 increases from q1 to q2 at the pump pressure P1 as described with reference to FIG. 4, and the discharge flow rate of the hydraulic pump 15 also increases. . As a result, the driving speed of the actuator 7 is increased, and the operating speed (front speed) of the front working device is increased. Therefore, when moving backward, the excavated sediment can be moved quickly while being lifted. Note that the decrease in the traveling engine output torque D from the middle rotation region to the high rotation region is increased accordingly, and the traveling engine output torque D and the engine speed at the matching point M are decreased as compared with the related art. However, there is no problem because the excavation is not carried out when going backward.
[0036]
Further, since the maximum pump absorption torque B is set to a TA lower than that in the high rotation region in the low rotation region, good acceleration performance can be obtained without overtorque during acceleration traveling from the idle rotation speed due to depression of the travel pedal 8. .
[0037]
As described above, according to the present embodiment, by switching the control characteristics between forward and reverse, a large running force can be obtained during forward travel, and the front speed can be increased during reverse travel, resulting in excavation work. It can be done efficiently. Also, good acceleration performance can be obtained without overtorque during acceleration running from idle speed.
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, by switching the control characteristics between forward and reverse, a large running force can be obtained during forward travel, and the front speed can be increased during reverse travel, resulting in efficient excavation work. .
[0039]
In addition, according to the present invention, good acceleration performance can be obtained without over-torque during acceleration traveling from idle speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an entire drive device including a control device for a work vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an appearance of a wheel loader as an example of a work vehicle to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a functional block diagram showing control contents related to pump control of the controller.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between pump pressure and pump tilt when torque is controlled by a torque control regulator.
FIG. 5 is a graph showing the relationship among engine torque, pump torque, and transmission torque during forward travel.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship among engine torque, pump torque, and transmission torque during reverse travel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Electronic fuel injection apparatus 4 Torque converter 5 Transmission 6 Axle 8 Traveling pedal 10 Controller 10a, 10b Table 10c Selection part 10d Output part 11 Forward / reverse changeover switch 15 Hydraulic pump 16 Control valve 17 Actuator 21 Torque control regulator 22 Torque control electromagnetic Valve 25 Rotation sensor

Claims (1)

エンジンと、
このエンジンの出力トルクと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可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプの吸収トルクが最大吸収トルクを超えないよう制御するポンプトルク制御手段と、
前記エンジンにより駆動されるトルクコンバータを有し、前記油圧ポンプが前記最大吸収トルクを消費しているとき、前記エンジンの出力トルクよりも前記油圧ポンプの最大吸収トルク分だけ低い走行用のエンジン出力トルクが分配される走行トランスミッションと、
前記油圧ポンプの最大吸収トルクを前記走行トランスミッションの前後進の切り換えに応じて可変とするポンプトルク切換手段と
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段とを備え
前記ポンプトルク切換手段は、前記走行トランスミッションが前進にあるときは、前記油圧ポンプの最大吸収トルクが前記エンジンの回転数に係わらず一定の第1最大吸収トルクとなるよう前記ポンプトルク制御手段を制御し、前記走行トランスミッションが後進にあるときは、前記回転数検出手段の検出値に基づき、前記エンジン回転数の高回転領域では前記油圧ポンプの最大吸収トルクが前記第1最大吸収トルクよりも大きい第2最大吸収トルクとなり、前記エンジン回転数の低回転領域では前記油圧ポンプの最大吸収トルクが前記第2最大吸収トルクより低い第3最大吸収トルクとなるよう前記ポンプトルク制御手段を制御することを特徴とする作業車両の制御装置。
Engine,
A fuel injection device for controlling the output torque and the rotational speed of the engine;
A variable displacement hydraulic pump driven by the engine;
A hydraulic actuator driven by the oil discharged from the hydraulic pump;
Pump torque control means for controlling the absorption torque of the hydraulic pump so as not to exceed the maximum absorption torque;
A torque converter driven by the engine , and when the hydraulic pump is consuming the maximum absorption torque, the engine output torque for traveling is lower than the output torque of the engine by the maximum absorption torque of the hydraulic pump A traveling transmission that is distributed ,
Pump torque switching means for varying the maximum absorption torque of the hydraulic pump according to the forward / reverse switching of the traveling transmission ;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine ;
The pump torque switching means controls the pump torque control means so that the maximum absorption torque of the hydraulic pump becomes a constant first maximum absorption torque regardless of the engine speed when the traveling transmission is in a forward direction. When the traveling transmission is in reverse, the maximum absorption torque of the hydraulic pump is larger than the first maximum absorption torque in the high engine speed range based on the detection value of the engine speed detection means. The pump torque control means is controlled so that the maximum absorption torque of the hydraulic pump becomes a third maximum absorption torque lower than the second maximum absorption torque in the low engine speed range. A control device for a work vehicle.
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