WO2019003760A1 - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a work vehicle and a control method of the work vehicle.
- the hydrostatic transmission includes a traveling pump, a traveling motor, and a hydraulic circuit connecting the traveling pump and the traveling motor.
- the travel pump is driven by the engine and discharges hydraulic oil.
- the hydraulic oil discharged from the traveling pump is supplied to the traveling motor via a hydraulic circuit.
- the traveling motor is driven by hydraulic oil from the traveling pump.
- the traveling motor is connected to a traveling device of the work vehicle, and the work vehicle travels by driving the traveling motor.
- the transmission gear ratio can be controlled by controlling the displacement of the traveling pump and the displacement of the traveling motor.
- over-rotation state In work vehicles, engine brakes are applied when going down a steep slope. In that case, if the acceleration force of the vehicle by gravity is strong, there is a possibility that the engine rotational speed may be excessive (hereinafter referred to as "over-rotation state").
- Patent Document 1 in the working vehicle, the transmission gear ratio of the hydrostatic transmission is reduced by reducing the displacement of the traveling motor or increasing the displacement of the traveling pump, and the engine rotational speed is increased. It is disclosed to suppress.
- An object of the present invention is to prevent excessive rotation of an engine rotation speed and to suppress a decrease in braking force due to an engine brake in a work vehicle.
- the work vehicle includes an engine, a traveling pump, a hydraulic circuit, a traveling motor, a rotational speed sensor, a hydraulic pressure sensor, and a controller.
- the travel pump is driven by the engine.
- the hydraulic circuit is connected to the traveling pump.
- the traveling motor is connected to the traveling pump via a hydraulic circuit.
- the rotational speed sensor outputs a signal indicating the engine rotational speed.
- the hydraulic pressure sensor outputs a signal indicating the hydraulic pressure of the hydraulic circuit.
- the controller receives signals from the rotational speed sensor and the hydraulic pressure sensor. The controller determines whether the engine is in an overspeed state based on the engine rotational speed. The controller determines the upper limit of the capacity of the traveling pump according to the hydraulic pressure of the hydraulic circuit. The controller limits the displacement of the traveling pump to the upper limit value or less when it determines that the engine is in the over-rotation state.
- the upper limit value of the displacement of the traveling pump is determined according to the hydraulic pressure of the hydraulic circuit, and the displacement of the traveling pump is limited to less than or equal to the upper limit when the engine is in overrotation.
- the engine reverse drive torque transmitted from the travel pump to the engine increases as the capacity of the travel pump increases. Therefore, by limiting the displacement of the travel pump to the upper limit value or less, the engine reverse drive torque can be suppressed to a small value. Thereby, an increase in engine rotational speed can be suppressed to prevent over-rotation.
- the engine reverse drive torque transmitted from the traveling pump to the engine changes in accordance with the hydraulic pressure of the hydraulic circuit. Therefore, the engine reverse drive torque can be appropriately suppressed by determining the upper limit value of the capacity of the traveling pump according to the hydraulic pressure of the hydraulic circuit. Further, since the reduction of the transmission ratio can be suppressed, the reduction of the braking force due to the engine brake can be suppressed.
- the controller may decrease the upper limit value when the engine is in an overspeed condition. In this case, by reducing the upper limit value, the displacement of the traveling pump is reduced, whereby the engine reverse drive torque is reduced. Thereby, the engine rotational speed can be reduced to prevent over-rotation. In addition, since the reduction of the capacity of the traveling pump increases the transmission ratio, the reduction of the braking force by the engine brake can be suppressed.
- the controller may decrease the upper limit value in response to an increase in hydraulic pressure of the hydraulic circuit.
- the engine reverse drive torque increases in response to the increase in the capacity of the traveling pump and the increase in the hydraulic pressure of the hydraulic circuit. Therefore, by reducing the upper limit value of the traveling pump according to the increase in the hydraulic pressure of the hydraulic circuit, the increase of the engine reverse drive torque can be appropriately suppressed.
- the controller may determine the upper limit value of the capacity of the traveling pump so that the engine reverse drive torque transmitted from the traveling pump to the engine does not exceed a predetermined allowable value. In this case, the engine reverse drive torque can be suppressed to a predetermined allowable value or less.
- the controller may determine that the engine is in the overrotation state when the engine rotational speed is equal to or greater than the predetermined first threshold.
- the allowable value may be a value of the engine brake torque when the engine rotational speed is a second threshold equal to or higher than a first threshold. In this case, before the engine reverse drive torque rises to the allowable value, it is possible to determine with a margin that the engine is in the overrotation state. Thereby, sudden change of the capacity of the traveling pump can be suppressed.
- the method according to the second aspect is a method performed by a controller to control a work vehicle.
- the work vehicle includes an engine, a traveling pump, a hydraulic circuit, and a traveling motor.
- the travel pump is driven by the engine.
- the hydraulic circuit is connected to the traveling pump.
- the traveling motor is connected to the traveling pump via a hydraulic circuit.
- the method according to this aspect comprises the following processing.
- the first process is to receive a signal indicating the engine rotational speed.
- the second process is to receive a signal indicating the hydraulic pressure of the hydraulic circuit.
- the third process is to determine whether the engine is in an overspeed state based on the engine rotational speed.
- the fourth process is to determine the upper limit value of the capacity of the traveling pump according to the hydraulic pressure of the hydraulic circuit.
- the fifth process is to limit the capacity of the travel pump to the upper limit value or less when the engine is in the overspeed state.
- the upper limit value of the displacement of the traveling pump is determined according to the hydraulic pressure of the hydraulic circuit, and when the engine is in the overrotation state, the displacement of the traveling pump is limited to the upper limit or less.
- the engine reverse drive torque transmitted from the drive motor to the engine increases as the capacity of the drive pump increases. Therefore, by limiting the displacement of the travel pump to the upper limit value or less, the engine reverse drive torque can be suppressed to a small value. Thereby, an increase in engine rotational speed can be suppressed to prevent over-rotation.
- the engine reverse drive torque transmitted from the traveling pump to the engine changes in accordance with the hydraulic pressure of the hydraulic circuit. Therefore, the engine reverse drive torque can be appropriately suppressed by determining the upper limit value of the capacity of the traveling pump according to the hydraulic pressure of the hydraulic circuit. Further, since the reduction of the transmission ratio can be suppressed, the reduction of the braking force due to the engine brake can be suppressed.
- FIG. 1 is a side view of the work vehicle 1.
- the work vehicle 1 is a wheel loader.
- Work vehicle 1 includes a vehicle body 2, a work implement 3, a plurality of traveling wheels 4, and a cab 5.
- the work implement 3 is attached to the front of the vehicle body 2.
- Work implement 3 includes a boom 11, a bucket 12, a lift cylinder 13 and a bucket cylinder 14.
- the boom 11 is rotatably attached to the vehicle body 2.
- the boom 11 is driven by a lift cylinder 13.
- the bucket 12 is rotatably attached to the boom 11.
- the bucket 12 is moved up and down by a bucket cylinder 14.
- the cab 5 is disposed on the vehicle body 2.
- the plurality of traveling wheels 4 are rotatably attached to the vehicle body 2.
- FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive system mounted on work vehicle 1.
- the work vehicle 1 includes an engine 21, a work implement pump 22, and a hydrostatic transmission (hereinafter referred to as “HST”) 23.
- the engine 21 is, for example, a diesel engine.
- a fuel injection device 24 is connected to the engine 21.
- the fuel injection device 24 controls the amount of fuel injection to the engine 21 to control the output torque of the engine 21 (hereinafter referred to as "engine torque") and the rotational speed.
- engine torque the output torque of the engine 21
- the actual rotational speed of the engine 21 is detected by an engine rotational speed sensor 25.
- the engine rotational speed sensor 25 outputs a signal indicating the actual rotational speed of the engine 21.
- the working machine pump 22 is connected to the engine 21.
- the work implement pump 22 is driven by the engine 21 to discharge working oil.
- the hydraulic oil discharged from the work implement pump 22 is supplied to the lift cylinder 13 via the work implement hydraulic circuit 26. Thereby, the work implement 3 is driven.
- the discharge pressure of the work implement pump 22 is detected by a work implement pump pressure sensor 27.
- the work implement pump pressure sensor 27 outputs a signal indicating the discharge pressure of the work implement pump 22.
- the working machine pump 22 is a variable displacement hydraulic pump.
- a pump displacement control device 28 is connected to the work implement pump 22.
- the pump displacement control device 28 controls the displacement of the work implement pump 22.
- the pump displacement controller 28 includes a servo piston 28a and a pump control valve 28b.
- the servo piston 28 a is connected to the working machine pump 22.
- the displacement of the working machine pump 22 is changed by the servo piston 28 a changing the tilt angle of the working machine pump 22.
- the pump control valve 28 b controls the hydraulic pressure supplied to the servo piston 28 a to control the operation of the servo piston 28 a.
- the work machine pump 22 may be a fixed displacement hydraulic pump.
- a work implement control valve 30 is disposed in the work implement hydraulic circuit 26.
- the work implement control valve 30 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the lift cylinder 13 in accordance with the pilot pressure applied to the work implement control valve 30.
- the work implement control valve 30 may control the flow rate of the hydraulic oil supplied to the bucket cylinder 14.
- the flow rate of the hydraulic oil means the amount of hydraulic oil supplied per unit time.
- the work implement control valve 30 is not limited to the control valve of the hydraulic pilot, and may be an electromagnetic control valve that is electrically controlled.
- the HST 23 includes a traveling pump 31, a drive hydraulic circuit 32, and a traveling motor 33.
- the travel pump 31 is connected to the engine 21.
- the travel pump 31 discharges hydraulic oil by being driven by the engine 21.
- the traveling pump 31 is a variable displacement hydraulic pump.
- the hydraulic oil discharged from the traveling pump 31 is sent to the traveling motor 33 through the drive hydraulic circuit 32.
- the driving hydraulic circuit 32 connects the traveling pump 31 and the traveling motor 33.
- the drive hydraulic circuit 32 includes a first drive circuit 32a and a second drive circuit 32b.
- the first drive circuit 32 a connects one port of the traveling pump 31 and one port of the traveling motor 33.
- the second drive circuit 32 b connects the other port of the traveling pump 31 and the other port of the traveling motor 33.
- the traveling pump 31, the traveling motor 33, the first drive circuit 32a, and the second drive circuit 32b constitute a closed circuit.
- the traveling motor 33 is driven in one direction (for example, the forward direction) by being supplied from the traveling pump 31 to the traveling motor 33 via the first drive circuit 32a.
- the hydraulic oil returns from the traveling motor 33 to the traveling pump 31 via the second drive circuit 32b.
- the hydraulic oil is supplied from the travel pump 31 to the travel motor 33 via the second drive circuit 32b, whereby the travel motor 33 is driven in the other direction (for example, the reverse direction). In this case, the hydraulic oil returns from the drive motor 33 to the drive pump 31 via the first drive circuit 32a.
- the drive hydraulic pressure circuit 32 is provided with a drive circuit pressure sensor 34.
- the drive circuit pressure sensor 34 detects the pressure of the hydraulic oil supplied to the traveling motor 33 via the first drive circuit 32a or the second drive circuit 32b.
- drive circuit pressure sensor 34 includes a first circuit pressure sensor 34a and a second circuit pressure sensor 34b.
- the first circuit pressure sensor 34a detects the hydraulic pressure of the first drive circuit 32a.
- the second circuit pressure sensor 34b detects the hydraulic pressure of the second drive circuit 32b.
- the first circuit pressure sensor 34a outputs a signal indicating the hydraulic pressure of the first drive circuit 32a.
- the second circuit pressure sensor 34b outputs a signal indicating the hydraulic pressure of the second drive circuit 32b.
- the traveling motor 33 is a variable displacement hydraulic motor.
- the traveling motor 33 is driven by the hydraulic fluid discharged from the traveling pump 31 to generate a driving force for traveling.
- a motor displacement control device 35 is connected to the traveling motor 33.
- the motor displacement control device 35 controls the displacement of the traveling motor 33.
- the motor displacement control device 35 includes a motor cylinder 35a and a motor control valve 35b.
- the motor cylinder 35 a is connected to the traveling motor 33.
- the motor cylinder 35a is driven by oil pressure to change the tilt angle of the traveling motor 33.
- the motor control valve 35 b is an electromagnetic control valve controlled based on a command signal input to the motor control valve 35 b.
- the motor control valve 35 b operates the motor cylinder 35 a to change the capacity of the traveling motor 33.
- the traveling motor 33 is connected to the drive shaft 37.
- the drive shaft 37 is connected to the traveling wheel 4 described above via an axle (not shown).
- the rotation of the traveling motor 33 is transmitted to the traveling wheels 4 via the drive shaft 37. Thereby, the work vehicle 1 travels.
- the work vehicle 1 is provided with a vehicle speed sensor 36.
- the vehicle speed sensor 36 detects the vehicle speed.
- the vehicle speed sensor 36 outputs a signal indicating the vehicle speed.
- the vehicle speed sensor 36 detects the vehicle speed by detecting the rotational speed of the drive shaft 37.
- HST 23 includes charge pump 38 and charge circuit 39.
- the charge pump 38 is a fixed displacement hydraulic pump.
- the charge pump 38 is connected to the engine 21.
- the charge pump 38 is driven by the engine 21 to supply hydraulic fluid to the drive hydraulic circuit 32.
- the charge circuit 39 is connected to the charge pump 38.
- the charge circuit 39 is connected to the first drive circuit 32 a via the first check valve 41.
- the charge circuit 39 is connected to the second drive circuit 32 b via the second check valve 42.
- the charge circuit 39 is connected to the first drive circuit 32 a via the first relief valve 43.
- the first relief valve 43 is opened when the hydraulic pressure of the first drive circuit 32a becomes larger than a predetermined relief pressure.
- the charge circuit 39 is connected to the second drive circuit 32 b via the second relief valve 44.
- the second relief valve 44 is opened when the hydraulic pressure of the second drive circuit 32 b becomes larger than a predetermined relief pressure.
- the charge relief valve 40 is provided in the charge circuit 39.
- the charge relief valve 40 is opened when the hydraulic pressure of the charge circuit 39 becomes larger than a predetermined relief pressure. Thereby, the hydraulic pressure of the charge circuit 39 is limited so as not to exceed a predetermined relief pressure.
- a pump displacement control device 45 is connected to the traveling pump 31.
- the pump displacement control device 45 controls the displacement of the traveling pump 31.
- the capacity of the hydraulic pump means the discharge amount (cc / rev) of hydraulic oil per one rotation. Further, the pump displacement control device 45 controls the discharge direction of the traveling pump 31.
- the pump displacement control device 45 includes a pump control cylinder 46 and a pump control valve 47.
- the pump control cylinder 46 is connected to the traveling pump 31.
- the pump control cylinder 46 is hydraulically driven to change the tilt angle of the traveling pump 31.
- the pump control cylinder 46 changes the capacity of the traveling pump 31.
- the pump control cylinder 46 is connected to the charge circuit 39 via a pump pilot circuit 48.
- the pump control valve 47 is an electromagnetic control valve controlled based on a command signal input to the pump control valve 47.
- the pump control valve 47 switches the supply direction of the hydraulic fluid to the pump control cylinder 46.
- the pump control valve 47 switches the discharge direction of the traveling pump 31 by switching the supply direction of the hydraulic fluid to the pump control cylinder 46. Thereby, the driving direction of the traveling motor 33 is changed, and the forward and reverse of the work vehicle 1 are switched.
- the pump control valve 47 also controls the pressure of hydraulic fluid supplied to the pump control cylinder 46 via the pump pilot circuit 48. Specifically, the pump control valve 47 adjusts the tilt angle of the traveling pump 31 by changing the pressure of the hydraulic oil supplied to the pump control cylinder 46. Thereby, the displacement of the traveling pump 31 is controlled.
- the pump pilot circuit 48 is connected to the hydraulic oil tank via the cut-off valve 52.
- the pilot port of the cutoff valve 52 is connected to the first drive circuit 32 a and the second drive circuit 32 b via the shuttle valve 53.
- the shuttle valve 53 introduces the larger one of the hydraulic pressure of the first drive circuit 32 a and the hydraulic pressure of the second drive circuit 32 b (hereinafter referred to as “drive circuit pressure”) into the pilot port of the cutoff valve 52.
- the cutoff valve 52 causes the pump pilot circuit 48 to communicate with the hydraulic fluid tank when the drive circuit pressure becomes equal to or higher than a predetermined cutoff pressure. As a result, the hydraulic pressure of the pump pilot circuit 48 is reduced, whereby the displacement of the traveling pump 31 is reduced. As a result, an increase in drive circuit pressure can be suppressed.
- FIG. 3 is a schematic view showing a control system of the work vehicle 1.
- the work vehicle 1 includes an accelerator operating member 61, an FR operating member 62, and a shift operating member 63.
- the accelerator operating member 61, the FR operating member 62, and the shift operating member 63 are disposed to be operable by the operator.
- the accelerator operating member 61, the FR operating member 62, and the shift operating member 63 are disposed in the cab 5.
- the accelerator operation member 61 is, for example, an accelerator pedal. However, the accelerator operation member 61 may be another member such as a lever or a switch.
- the accelerator operation member 61 is connected to an accelerator operation sensor 64.
- the accelerator operation sensor 64 is, for example, a position sensor that detects the position of the accelerator operation member 61.
- the accelerator operation sensor 64 outputs a signal indicating an operation amount of the accelerator operation member 61 (hereinafter referred to as “acceleration operation amount”).
- the accelerator operation amount is, for example, represented by a ratio when the state in which the accelerator operation member 61 is operated fully open is 100%. As described later, the operator can control the vehicle speed and the traction force by adjusting the accelerator operation amount.
- the FR operation member 62 is, for example, an FR lever. However, the FR operation member 62 may be another member such as a switch. The FR operation member 62 is switched between a forward position, a reverse position and a neutral position. The FR operation member 62 is connected to the FR operation sensor 65.
- the FR operation sensor 65 is, for example, a position sensor that detects the position of the FR operation member 62.
- the FR operation sensor 65 outputs a signal indicating the position of the FR operation member 62. The operator can switch between forward and reverse of the work vehicle 1 by operating the FR operation member 62.
- the shift operation member 63 is, for example, a dial switch. However, the shift operation member 63 may be another member such as a lever.
- the shift operation member 63 is connected to the shift operation sensor 66.
- the shift operation sensor 66 is, for example, a position sensor that detects the position of the shift operation member 63 (hereinafter referred to as “shift position”).
- the shift operation sensor 66 outputs a signal indicating the shift position.
- the shift position includes, for example, the positions of first to fourth speeds. However, the shift position may include a position faster than the fourth speed. Alternatively, the shift position may be from the first speed to a position slower than the fourth speed.
- FIG. 4 is a diagram showing a vehicle speed-traction force characteristic of the work vehicle 1. As shown in FIG. 4, the operator can select a shift pattern (L_1 st to L_4 th) that defines the maximum vehicle speed by operating the shift operation member 63.
- Work vehicle 1 includes a work implement operation member 67.
- the work implement operating member 67 is, for example, a work implement lever. However, the work implement operation member 67 may be another member such as a switch.
- a pilot pressure corresponding to the operation of the work implement operating member 67 is applied to the work implement control valve 30.
- the work implement operation member 67 is connected to the work implement operation sensor 68.
- the work implement operation sensor 68 is, for example, a pressure sensor.
- the work machine operation sensor 68 detects the amount of operation of the work machine operation member 67 (hereinafter referred to as “work machine operation amount”) and the operation direction, and outputs a signal indicating the work machine operation amount and the operation direction.
- the work machine operation sensor 68 is a position sensor that electrically detects the position of the work machine operation member 67. May be The operator can operate the work machine 3 by operating the work machine operation member 67. For example, the operator can raise or lower the bucket 12 by operating the work implement operation member 67.
- Work vehicle 1 includes an input device 69.
- the input device 69 is, for example, a touch panel.
- the input device 69 is not limited to the touch panel, and may be another device such as a switch.
- the operator can perform various settings of the work vehicle 1 by operating the input device 69.
- the input device 69 can set traction control. As shown in FIG. 4, traction control is a feature that allows the maximum traction to be selected from multiple traction levels.
- the plurality of traction levels include a first level and a second level. At the first level, the maximum traction is limited to a value less than the normal maximum traction where traction control is disabled. At the second level, the maximum traction is limited to a value smaller than the maximum traction at the first level.
- L_max represents the vehicle speed-traction force characteristic of the work vehicle 1 at the normal time when the traction control is disabled.
- L_TC1 shows the vehicle speed-traction force characteristic in the first level traction control.
- L_TC2 shows the vehicle speed-traction force characteristic at the second level traction control.
- the work vehicle 1 includes a storage device 71 and a controller 72.
- the storage device 71 includes, for example, a memory and an auxiliary storage device.
- the storage device 71 may be, for example, a RAM or a ROM.
- the storage device 71 may be a semiconductor memory or a hard disk.
- the storage device 71 is an example of a non-transitory computer readable recording medium.
- the storage device 71 stores computer instructions that can be executed by a processing device (processor) and control the work vehicle 1.
- the controller 72 includes, for example, a processing device (processor) such as a CPU.
- the controller 72 is communicably connected to the above-described sensor, the input device 69, and the storage device 71.
- the controller 72 is communicably connected to the various sensors described above, the input device 69, and the storage device 71 in a wired or wireless manner.
- the controller 72 acquires various data by receiving signals from the sensor, the input device 69, and the storage device 71.
- the controller 72 is programmed to control the work vehicle 1 based on the acquired data.
- the controller 72 may be configured by a plurality of controllers separate from one another.
- the controller 72 is communicably connected to the control valves 35 b and 47 and the fuel injection device 24 described above in a wired or wireless manner.
- the controller 72 controls the control valves 35 b and 47 and the fuel injection device 24 by outputting command signals to the control valves 35 b and 47 and the fuel injection device 24.
- the controller 72 controls the engine torque and the engine rotational speed by outputting a command signal to the fuel injection device 24.
- the controller 72 controls the capacity of the traveling motor 33 by outputting a command signal to the motor control valve 35b.
- the controller 72 controls the displacement of the traveling pump 31 by outputting a command signal to the pump control valve 47.
- the controller 72 controls the transmission ratio of the HST 23 by controlling the displacement of the traveling pump and the displacement of the traveling motor so that the vehicle speed-traction force characteristic as shown in FIGS. 4 and 5 is realized.
- the controller 72 determines a target rotational speed of the engine 21 (hereinafter referred to as “target engine rotational speed”) based on the accelerator operation amount and the work machine operation amount.
- target engine rotational speed a target rotational speed of the engine 21
- the operator can increase the engine rotational speed by operating the work implement operating member 67 without operating the accelerator operating member 61. Further, even if the work implement operating member 67 and the accelerator operating member 61 are simultaneously operated, the traveling performance of the vehicle can be adjusted by the accelerator operating member 61 without being affected by the operation of the work implement operating member 67.
- FIG. 5 is a view showing an example of a vehicle speed-traction force characteristic which is changed according to the operation of the accelerator operation member 61 by the operator.
- T100 represents the vehicle speed-traction force characteristic when the accelerator operation amount is 100%.
- T80 indicates the vehicle speed-traction force characteristic when the accelerator operation amount is 80%.
- T60 shows the vehicle speed-traction force characteristic when the accelerator operation amount is 60%.
- traveling performance can be obtained according to the accelerator operation amount.
- FIG. 6 is a flowchart showing the process executed by the controller 72.
- control when the work vehicle 1 moves forward will be described. However, similar control may be performed when the work vehicle 1 moves backward.
- the controller 72 acquires an accelerator operation amount.
- the controller 72 acquires an accelerator operation amount in accordance with a signal from the accelerator operation sensor 64.
- step S102 the controller 72 determines a target vehicle speed.
- the controller 72 determines the target vehicle speed from the accelerator operation amount.
- FIG. 7 shows a process for determining the target vehicle speed from the accelerator operation amount.
- the controller 72 determines a target reference vehicle speed from the accelerator operation amount and the shift position.
- the target reference vehicle speed is a vehicle speed that is set as the target achieved vehicle speed when the work vehicle 1 travels on a flat ground.
- the storage device 71 stores reference vehicle speed data D1 that defines the relationship between the accelerator operation amount and the target reference vehicle speed.
- the target reference vehicle speed is increased according to the increase of the accelerator operation amount.
- the reference vehicle speed data D1 defines the relationship between the accelerator operation amount and the target reference vehicle speed for each shift position. In the reference vehicle speed data D1, even if the accelerator operation amount is the same, the target reference vehicle speed increases as the shift position is on the high speed side.
- the controller 72 refers to the reference vehicle speed data D1 to determine a target reference vehicle speed corresponding to the accelerator operation amount and the shift position.
- step S202 the controller 72 calculates the vehicle speed deviation.
- the vehicle speed deviation is the difference between the target reference vehicle speed and the actual vehicle speed.
- step S203 the controller 72 calculates a target acceleration.
- the controller 72 calculates a target acceleration from the vehicle speed deviation and the accelerator operation amount. Specifically, the controller 72 calculates the target acceleration corresponding to the vehicle speed deviation with reference to the acceleration data D5.
- the acceleration data D5 defines the relationship between the vehicle speed deviation and the target acceleration. In the acceleration data D5, the target acceleration decreases as the vehicle speed deviation increases.
- the controller 72 changes the acceleration data D5 in accordance with the accelerator operation amount.
- the controller 72 changes the acceleration data D5 such that the target acceleration increases as the accelerator operation amount increases, even if the vehicle speed deviation is the same.
- vehicle speed deviation is negative means that the work vehicle 1 is accelerating.
- vehicle speed deviation is positive, it means that the work vehicle 1 is decelerating.
- a positive value for the target acceleration means acceleration, and a negative value for the target acceleration means deceleration.
- step S204 the controller 72 calculates a target speed change amount from the target acceleration.
- the controller 72 multiplies the target acceleration by the calculation cycle of the controller 72 to calculate the target speed change amount.
- step S205 and step S206 the controller 72 adds the target speed change amount to the actual vehicle speed.
- step S207 the controller 72 selects the smaller one of the target reference vehicle speed and the value obtained by adding the target speed change amount to the actual vehicle speed (first target vehicle speed).
- step S208 the controller 72 selects the larger one of the target reference vehicle speed and the value obtained by adding the target speed change amount to the actual vehicle speed (second target vehicle speed).
- step S209 the controller 72 determines the target vehicle speed according to whether the work vehicle 1 is accelerating or decelerating.
- the controller 72 determines that the work vehicle 1 is accelerating when the actual vehicle speed is lower than the target reference speed. Further, when the actual vehicle speed is larger than the target reference speed, the controller 72 determines that the work vehicle 1 is decelerating.
- the controller 72 determines the first target vehicle speed as the target vehicle speed during acceleration, and determines the second target vehicle speed as the target vehicle speed during deceleration. When the target vehicle speed is a negative value, the controller 72 sets the target vehicle speed to zero.
- step S103 the controller 72 determines the target input horsepower to the HST 23.
- the target input horsepower to the HST 23 means the horsepower distributed to the HST 23 among the output horsepower of the engine 21.
- the controller 72 determines a target input horse from the accelerator operation amount.
- FIG. 8 is a diagram showing a vehicle speed-HST input horsepower characteristic of the work vehicle 1 according to the present embodiment.
- H100 represents the vehicle speed-HST input horsepower characteristic when the accelerator operation amount is 100%.
- H80 represents the vehicle speed-HST input horsepower characteristic when the accelerator operation amount is 80%.
- H60 shows the vehicle speed-HST input horsepower characteristic when the accelerator operation amount is 60%.
- the controller 72 determines the target input horsepower to the HST 23 from the accelerator operation amount so that traveling performance (vehicle speed-HST input horsepower characteristic) corresponding to the accelerator operation amount can be obtained.
- the controller 72 determines the target input horsepower to the HST 23 in the low speed range (R_low), the middle speed range (R_mid), and the high speed range (R_high) at stall (R_stall), according to the target vehicle speed.
- FIG. 9 is a diagram showing processing for determining the target input horsepower to the HST 23 at the time of stall.
- the controller 72 determines a target traction force at the time of stall from the accelerator operation amount.
- the storage device 71 stores target traction force data D2 that defines the relationship between the accelerator operation amount and the target traction force at the time of stall.
- the target traction data D2 defines the relationship between the amount of accelerator operation at normal times and the target traction at the time of stall when the above-described functions such as traction control are not executed.
- the target traction data D2 defines the target traction at the time of stall for the accelerator operation amount in the range of 0 to 100%.
- the target traction force increases as the accelerator operation amount increases.
- the controller 72 refers to the target traction data D2 to determine the target traction at the time of stall corresponding to the accelerator operation amount.
- step S302 the controller 72 determines the target traction in stalling at each traction level by multiplying the target traction in stalling determined in step S301 by the ratio according to the traction level.
- the ratio is 1 under normal conditions where traction control is not performed.
- step S303 the controller 72 converts the target traction force at the time of stalling determined in step S302 into a target motor torque.
- the controller 72 calculates a target motor torque by multiplying the target traction force by a predetermined conversion factor and dividing by the transmission machine efficiency.
- the predetermined conversion factor is a factor for converting the traction force of the work vehicle 1 into a torque at the output shaft of the HST 23.
- the transmission machine efficiency is the transmission efficiency from the output shaft of the HST 23 to the traveling wheel 4.
- step S304 the controller 72 determines a target HST differential pressure from the target motor torque.
- the HST differential pressure is a difference between the hydraulic pressure of the first drive circuit 32a and the hydraulic pressure of the second drive circuit 32b.
- the controller 72 calculates the target HST differential pressure by dividing the target motor torque by the maximum displacement of the traveling motor 33 and dividing it by the torque efficiency of the traveling motor 33.
- step S305 the controller 72 determines the target flow rate of the traveling pump 31 from the target HST differential pressure.
- the storage device 71 stores target flow rate data D3 that defines the relationship between the target HST differential pressure at the time of stall and the target flow rate of the traveling pump 31.
- the target flow rate of the traveling pump 31 increases according to the increase of the target HST differential pressure.
- the controller 72 determines a target flow rate of the traveling pump 31 corresponding to the target HST differential pressure with reference to the target flow rate data D3.
- step S306 the controller 72 determines the target input horsepower to the HST 23 at the time of stall from the target HST differential pressure and the target flow rate of the traveling pump 31.
- the controller 72 multiplies the target HST differential pressure by the target flow rate of the traveling pump 31 and divides it by the pump torque efficiency to determine the target input horsepower to the HST 23 at the time of stall.
- FIG. 10 is a diagram showing processing for determining the target input horsepower to the HST 23 in the low vehicle speed region and the medium vehicle speed region.
- the controller 72 determines a target running horsepower from the target traction force at the time of stall and the target vehicle speed.
- the controller 72 determines the target traveling horsepower by multiplying the target traction force at the time of stalling by the target vehicle speed and dividing by the transmission efficiency.
- the transmission efficiency is the transmission efficiency from the input shaft of the HST 23 to the traveling wheel 4.
- step S402 the controller 72 determines the target input horsepower to the HST 23 in the low vehicle speed region from the target traveling horsepower and the target input horsepower at the time of stall.
- the controller 72 determines the target input horsepower to the HST 23 in the low vehicle speed region by adding the target traveling horsepower to the target input horsepower at the time of stall.
- step S403 the controller 72 determines the target input horsepower to the HST 23 in the middle vehicle speed range from the accelerator operation amount.
- the storage device 71 stores target input horsepower data D4 that defines the relationship between the accelerator operation amount and the target input horsepower to the HST 23.
- the target input horsepower increases as the accelerator operation amount increases.
- the controller 72 refers to the target input horsepower data D4 to determine the target input horsepower in the middle vehicle speed range corresponding to the accelerator operation amount.
- step S404 the controller 72 sets the smaller one of the target input horsepower in the low vehicle speed range determined in step S402 and the target input horsepower in the medium vehicle speed range determined in step S403 to the HST 23 in the low and medium vehicle speed range. Determined as input horsepower.
- FIG. 11 is a diagram showing processing for determining the target input horsepower to the HST 23 in the high vehicle speed region.
- the controller 72 determines the threshold vehicle speed in the high vehicle speed range from the accelerator operation amount and the shift position.
- the threshold vehicle speed in the high vehicle speed range is a vehicle speed indicating the boundary between the low / medium vehicle speed range and the high vehicle speed range.
- the storage device 71 stores threshold vehicle speed data D6 that defines the relationship between the accelerator operation amount and the threshold vehicle speed.
- the threshold vehicle speed increases according to the increase of the accelerator operation amount.
- the threshold vehicle speed data D6 defines the relationship between the accelerator operation amount and the threshold vehicle speed for each shift position. Even if the amount of accelerator operation is the same, the threshold vehicle speed increases as the shift position is higher.
- the controller 72 refers to the threshold vehicle speed data D6 to determine the threshold vehicle speed corresponding to the accelerator operation amount and the shift position.
- step S502 the controller 72 determines a target reference vehicle speed from the accelerator operation amount and the shift position.
- the controller 72 determines the target reference vehicle speed corresponding to the accelerator operation amount and the shift position with reference to the reference vehicle speed data D1 described above.
- step S503 the controller 72 determines the zero traction force vehicle speed from the accelerator operation amount and the shift position.
- the zero traction vehicle speed means the target vehicle speed when the traction force is zero, that is, when the traveling load is zero.
- the storage device 71 stores zero traction force vehicle speed data D7 that defines the relationship between the accelerator operation amount and the zero traction force vehicle speed. In the zero traction force vehicle speed data D7, the zero traction force vehicle speed increases in accordance with the increase in the accelerator operation amount.
- the zero traction force vehicle speed data D7 defines the relationship between the accelerator operation amount and the zero traction force vehicle speed for each shift position. Even if the accelerator operation amount is the same, the zero traction force vehicle speed increases as the shift position is on the high speed side.
- the controller 72 determines the zero traction vehicle speed corresponding to the accelerator operation amount and the shift position with reference to the zero traction vehicle speed data D7.
- the threshold vehicle speed data D6, the reference vehicle speed data D1, and the zero traction vehicle speed data D7 are set such that the relationship of threshold vehicle speed ⁇ target reference vehicle speed ⁇ zero vehicle speed is satisfied. It is done.
- step S504 the controller 72 determines the static target input horsepower to the HST 23 from the target vehicle speed.
- the controller 72 determines the above-described target input horsepower in the low / medium vehicle speed region as static target input horsepower.
- the controller 72 determines the target reference traveling horsepower calculated by multiplying the target reference traction force by the target reference vehicle speed as a static target input horsepower. For example, the controller determines the target reference traction force from the weight of the work vehicle 1 and a predetermined coefficient. The vehicle weight and the predetermined coefficient are stored in the storage device 71.
- the controller 72 sets static target input horsepower to zero when the target vehicle speed is equal to or greater than the zero traction vehicle speed.
- the controller 72 performs static target input to the HST 23 by linear interpolation. Determine the horsepower.
- the static target input horsepower mentioned above is the target input horsepower to HST 23 at steady state.
- the controller 72 increases the target input horsepower to the HST 23 at a speed according to the accelerator operation amount within a range not exceeding the static target input horsepower.
- FIG. 12 is a diagram showing processing for determining the target input horsepower (dynamic target input horsepower) to the HST 23 at the time of transition.
- step S601 the controller 72 determines the amount of increase in horsepower from the target acceleration described above, the actual vehicle speed, and the transmission efficiency.
- the amount of increase in horsepower means the amount of increase in input horsepower to HST 23 per unit time required to increase the vehicle speed at the target acceleration from the actual vehicle speed.
- step S602 the controller 72 determines the current target input horsepower by adding the amount of increase in horsepower to the previous target input horsepower.
- the controller 72 selects the larger of the current target input horsepower determined in step S602 and the above-described target input horsepower at the time of stall as the dynamic target input horsepower.
- the controller 72 selects the smaller one of the dynamic target input horsepower determined in step S603 and the static target input horsepower described above as the target input horsepower.
- the controller 72 determines the current dynamic target input horsepower by increasing the previous dynamic target input horsepower by the amount of horsepower increase corresponding to the accelerator operation amount. Then, the controller 72 increases the dynamic target input horsepower every unit time between the target input horsepower at the time of stalling and the static target input horsepower.
- step S104 the controller 72 acquires the work implement operation amount.
- the controller 72 acquires the amount of work implement operation from the signal from the work implement operation sensor 68.
- step S105 the controller 72 determines a target engine rotational speed.
- the controller 72 determines a target engine rotational speed from the target input horsepower to the HST 23 and the working machine operation amount.
- FIG. 13 is a diagram showing a process for determining a target engine rotational speed.
- step S701 the controller 72 determines a target engine rotational speed for the HST 23 from the target input horsepower determined in step S604.
- the storage device 71 stores engine torque-rotational speed data D8 that defines the relationship between the engine torque and the target engine rotational speed for the HST 23.
- the controller 72 refers to the engine torque-rotational speed data D8 to determine a target engine rotational speed corresponding to the target input horsepower to the HST 23.
- the controller 72 determines the target engine rotational speed for the HST 23 such that the engine torque and the absorption torque of the traveling pump 31 coincide at a predetermined matching point MP on the equal horsepower line corresponding to the target input horsepower.
- step S702 the controller 72 determines a target engine rotational speed for the work implement 3 from the work implement operation amount.
- the storage device 71 stores target rotational speed data D9 that defines the relationship between the working machine operation amount and the target engine rotational speed for the working machine 3.
- the target rotational speed data D9 the target engine rotational speed increases as the work implement operation amount increases.
- the controller 72 refers to the target rotational speed data D9 to determine the target engine rotational speed for the work machine 3 corresponding to the work machine operation amount.
- step S703 the controller 72 determines a target engine rotational speed for vehicle speed from the target vehicle speed.
- the controller 72 determines a value calculated by multiplying the target vehicle speed by a predetermined conversion coefficient and the minimum transmission gear ratio as the target engine rotational speed for the vehicle speed.
- the predetermined conversion factor is a factor for converting the target vehicle speed into the rotational speed of the output shaft of HST.
- the minimum transmission gear ratio is the minimum gear ratio of HST23.
- step S704 the controller 72 sets the target engine rotation speed that is the maximum among the target engine rotation speed for the HST 23, the target engine rotation speed for the work machine 3, and the target engine rotation speed for the vehicle speed. Decide as.
- step S106 the controller 72 determines the target capacity of the traveling pump 31.
- the controller 72 determines the target volume of the traveling pump 31 from the target vehicle speed and the target engine rotation speed determined in step S704.
- step S107 the controller 72 determines the target capacity of the traveling motor 33.
- the controller 72 determines the target capacity of the traveling motor 33 from the target vehicle speed and the target engine rotation speed determined in step S704.
- FIG. 14A is a diagram showing a process for determining the target capacity of the traveling pump 31.
- the controller 72 determines the flow rate of the traveling motor 33 from the target vehicle speed.
- the controller 72 multiplies the target vehicle speed by a predetermined conversion coefficient and the maximum capacity of the traveling motor 33, and determines a value obtained by dividing by the volumetric efficiency of the traveling motor 33 as the flow rate of the traveling motor 33.
- the predetermined conversion factor is a factor for converting the target vehicle speed into the rotational speed of the output shaft of the HST 23.
- step S802 the controller 72 determines the target displacement of the traveling pump 31 from the target engine rotational speed and the flow rate of the traveling motor 33.
- the controller 72 calculates a value obtained by dividing the flow rate of the traveling motor 33 by the target engine rotational speed and the volumetric efficiency of the traveling pump 31 as a target volume of the traveling pump 31.
- FIG. 14B is a diagram showing a process for determining the target capacity of the traveling motor 33.
- the controller 72 determines the rotational speed of the traveling motor 33 from the target vehicle speed.
- the controller 72 calculates the rotational speed of the traveling motor 33 by multiplying the target vehicle speed by a predetermined conversion factor.
- the predetermined conversion factor is a factor for converting the target vehicle speed into the rotational speed of the output shaft of the HST 23.
- step S804 the controller 72 determines the flow rate of the traveling pump 31 from the target engine rotational speed and the maximum displacement of the traveling pump 31.
- the controller 72 calculates the flow rate of the traveling pump 31 by dividing the value obtained by multiplying the engine rotational speed by the maximum displacement of the traveling pump 31 by the volumetric efficiency of the traveling pump 31.
- step S805 the controller 72 determines the target capacity of the traveling motor 33 from the rotational speed of the traveling motor 33 and the flow rate of the traveling pump 31.
- the controller 72 divides the flow rate of the traveling pump 31 by the rotational speed of the traveling motor 33 and the volumetric efficiency of the traveling motor 33 to calculate the target capacity of the traveling motor 33.
- step S108 the controller 72 outputs a command signal.
- the controller 72 outputs a command signal to the fuel injection device 24 so that the engine 21 is driven at the target engine rotational speed.
- the controller 72 outputs a command signal to the pump displacement control device 45 so that the traveling pump 31 is driven at the target displacement.
- the controller 72 outputs a command signal to the motor displacement control device 35 so that the traveling motor 33 is driven with the target displacement.
- the controller 72 when the engine 21 is in the over-rotation state, the controller 72 performs control to suppress the over-rotation of the engine 21 by limiting the target capacity of the traveling pump 31 to a predetermined upper limit value or less.
- control for suppressing the over-rotation of the engine 21 will be described.
- FIG. 15 is a flowchart showing a process performed by the controller 72 to suppress the over-rotation of the engine 21.
- the controller 72 acquires an engine rotational speed.
- the controller 72 obtains an engine rotational speed by a signal from the engine rotational speed sensor 25.
- step S902 the controller 72 acquires the HST differential pressure.
- the controller 72 acquires the HST differential pressure based on the signals from the first circuit pressure sensor 34a and the second circuit pressure sensor 34b.
- step S903 the controller 72 determines whether the engine 21 is in an overspeed state.
- the controller 72 determines that the engine 21 is in an over-rotation state when the engine rotational speed is equal to or higher than a predetermined first threshold Nth1. If the engine 21 is in the overspeed state, the process proceeds to step S904.
- step S904 the controller 72 determines the upper limit value of the displacement of the traveling pump 31.
- the controller 72 determines the upper limit value of the capacity of the traveling pump 31 by the following equation (1).
- D_Limit is an upper limit value of the capacity of the traveling pump 31.
- T_Limit is an allowable value of engine brake torque (hereinafter referred to as “torque allowable value”).
- dP is an absolute value of HST differential pressure.
- et is the torque efficiency of the traveling pump 31.
- the torque allowable value T_Limit and the torque efficiency et are constants, and are stored in the storage device 71.
- the torque efficiency et may be a variable.
- the controller 72 determines the upper limit value D_Limit so that the engine reverse drive torque transmitted from the traveling pump 31 to the engine 21 does not exceed the torque allowance value T_Limit.
- FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the engine rotational speed and the engine brake torque. As shown in FIG. 16, the engine brake torque increases with an increase in engine rotational speed.
- the torque allowance T_Limit is a value of the engine brake torque when the engine rotational speed is the second threshold Nth2.
- the second threshold Nth2 is larger than the first threshold Nth1 described above.
- the second threshold Nth2 may be the same value as the first threshold Nth1.
- step S905 the controller 72 determines whether the target displacement of the traveling pump 31 determined in S802 is larger than the upper limit value D_Limit. If the target capacity is larger than the upper limit value D_Limit, the process proceeds to step S906.
- step S906 the controller 72 determines the upper limit value D_Limit as the target capacity of the traveling pump 31.
- the controller 72 maintains the target displacement of the traveling pump 31 determined in step S802.
- step S108 the controller 72 outputs a command signal to the pump displacement control device 45 so that the traveling pump 31 is driven with the target displacement.
- the controller 72 limits the displacement of the traveling pump 31 to the upper limit value D_Limit or less.
- the upper limit value D_Limit is equal to or less than the maximum capacity of the traveling pump 31. Therefore, the controller 72 reduces the upper limit value of the displacement of the traveling pump 31 to a value smaller than the maximum displacement when the engine 21 is in the over-rotation state.
- the upper limit value D_Limit is changed according to the HST differential pressure. Specifically, the controller 72 decreases the upper limit value D_Limit in response to the increase of the HST differential pressure.
- the upper limit D_Limit of the displacement of the traveling pump 31 is determined according to the HST differential pressure, and when the engine 21 is in the overrotation state, the displacement of the traveling pump 31 is the upper limit D_Limit. It is limited not to exceed.
- the engine reverse drive torque transmitted from the traveling pump 31 to the engine 21 increases as the capacity of the traveling pump 31 increases. Therefore, the engine reverse drive torque can be reduced by limiting the displacement of the traveling pump 31 to the upper limit value D_Limit or less. Thereby, an increase in engine rotational speed can be suppressed to prevent over-rotation.
- the engine reverse drive torque transmitted from the traveling pump 31 to the engine 21 changes in accordance with the HST differential pressure. Therefore, the engine reverse drive torque can be appropriately suppressed by determining the upper limit value of the displacement of the traveling pump 31 according to the HST differential pressure. Further, since the reduction of the transmission ratio of HST 23 is suppressed, the reduction of the braking force due to the engine brake can be suppressed.
- the work vehicle 1 is not limited to a wheel loader, and may be another type of vehicle such as a motor grader.
- the configurations of the drive system and control system of the work vehicle 1 are not limited to those of the above embodiment, and may be changed.
- the displacement of the traveling pump 31 may be controlled by another control valve, not limited to the pump control valve 47. That is, a control valve for controlling the pressure of the hydraulic fluid supplied to the pump control cylinder 46 via the pump pilot circuit 48 may be provided separately from the pump control valve 47.
- the parameters used for the various operations described above are not limited to those described above, and may be changed. Alternatively, parameters other than the above-described parameters may be used for the calculation.
- the various data described above may be represented, for example, by an equation, or may be in the form of a table, a map, or the like.
- the upper limit of the capacity of the traveling pump 31 is not limited to the equation, and may be determined from a table or a map.
- step S101 and step S104 may be performed in parallel.
- the controller 72 may determine the target vehicle speed by a method different from the above embodiment.
- the controller 72 may determine the target input horsepower to the HST 23 by a method different from the above embodiment.
- the controller 72 may determine the target engine rotational speed by a method different from the above embodiment.
- the controller 72 may determine the target capacity of the traveling pump 31 by a method different from the above embodiment.
- the controller 72 may determine the target displacement of the traveling motor 33 by a method different from the above embodiment. Also in such a case, when the engine 21 is in the over-rotation state, the over-rotation can be suppressed by limiting the displacement of the traveling pump 31 to the upper limit value or less as described above.
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Abstract
コントローラは、回転速度センサ及び油圧センサからの信号を受信する。コントローラは、エンジン回転速度に基づいて、エンジンが過回転状態にあるかを判定する。コントローラは、油圧回路の油圧に応じて、走行用ポンプの容量の上限値を決定する。コントローラは、エンジンが過回転状態にあると判定したときには、走行用ポンプの容量を上限値以下に制限する。
Description
本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。
作業車両には、静油圧式変速機を備えるものがある。静油圧式変速機は、走行用ポンプと、走行用モータと、走行用ポンプと走行用モータとを接続する油圧回路とを含む。走行用ポンプはエンジンによって駆動され、作動油を吐出する。走行用ポンプから吐出された作動油は、油圧回路を介して、走行用モータに供給される。走行用モータは、走行用ポンプからの作動油によって駆動される。走行用モータは、作業車両の走行装置に接続されており、走行用モータが駆動されることで、作業車両が走行する。静油圧式変速機では、走行用ポンプの容量と走行用モータの容量とを制御することにより、変速比を制御することができる。
作業車両では、傾斜の急な坂道を下るときに、エンジンブレーキを作用させる。その場合、重力による車両の加速力が強いと、エンジン回転速度が過大となる(以下、「過回転状態」と呼ぶ)虞がある。
そこで、特許文献1では、作業車両において、走行用モータの容量を低減、或いは、走行用ポンプの容量を増大することで、静油圧式変速機の変速比を小さくして、エンジン回転速度の増大を抑えることが開示されている。
しかし、上記のように、走行用モータの容量を低減する、或いは、走行用ポンプの容量を増大することで、変速比が小さくなると、エンジンブレーキによる車両の制動力が弱くなる。そのため、オペレータは、車速の増大を抑えるために、ブレーキペダルの操作を合わせて行う必要がある。
本発明は、作業車両において、エンジン回転速度の過回転を防ぐと共に、エンジンブレーキによる制動力の低下を抑えることを目的とする。
第1の態様に係る作業車両は、エンジンと、走行用ポンプと、油圧回路と、走行用モータと、回転速度センサと、油圧センサと、コントローラと、を含む。走行用ポンプは、エンジンによって駆動される。油圧回路は、走行用ポンプに接続されている。走行用モータは、油圧回路を介して走行用ポンプと接続されている。回転速度センサは、エンジン回転速度を示す信号を出力する。油圧センサは、油圧回路の油圧を示す信号を出力する。
コントローラは、回転速度センサ及び油圧センサからの信号を受信する。コントローラは、エンジン回転速度に基づいて、エンジンが過回転状態にあるかを判定する。コントローラは、油圧回路の油圧に応じて、走行用ポンプの容量の上限値を決定する。コントローラは、エンジンが過回転状態にあると判定したときには、走行用ポンプの容量を上限値以下に制限する。
本態様に係る作業車両では、油圧回路の油圧に応じて走行用ポンプの容量の上限値が決定され、エンジンが過回転状態になると、走行用ポンプの容量が上限値以下に制限される。走行用ポンプからエンジンに伝わるエンジン逆駆動トルクは、走行用ポンプの容量が大きいほど大きくなる。従って、走行用ポンプの容量が上限値以下に制限されることで、エンジン逆駆動トルクを小さく抑えることができる。それにより、エンジン回転速度の増大を抑えて、過回転を防ぐことができる。
また、走行用ポンプからエンジンに伝わるエンジン逆駆動トルクは、油圧回路の油圧に応じて変化する。従って、油圧回路の油圧に応じて、走行用ポンプの容量の上限値が決定されることで、エンジン逆駆動トルクを適切に抑えることができる。さらに、変速比の低下が抑えられるため、エンジンブレーキによる制動力の低下を抑えることができる。
コントローラは、エンジンが過回転状態にあるときには、上限値を減少させてもよい。この場合、上限値が減少することで、走行用ポンプの容量が低減され、それにより、エンジン逆駆動トルクが低減される。それにより、エンジン回転速度が低下して、過回転を防ぐことができる。また、走行用ポンプの容量の減少は、変速比を増大させるため、エンジンブレーキによる制動力の低下が抑えられる。
コントローラは、油圧回路の油圧の増大に応じて、上限値を減少させてもよい。この場合、エンジン逆駆動トルクは、走行用ポンプの容量の増大と、油圧回路の油圧の増大とに応じて、増大する。従って、油圧回路の油圧の増大に応じて、走行用ポンプの上限値を減少させることで、エンジン逆駆動トルクの増大を適切に抑えることができる。
コントローラは、走行用ポンプからエンジンに伝わるエンジン逆駆動トルクが、所定の許容値を越えないように、走行用ポンプの容量の上限値を決定してもよい。この場合、エンジン逆駆動トルクを所定の許容値以下に抑えることができる。
コントローラは、エンジン回転速度が所定の第1閾値以上であるときに、エンジンが過回転状態にあると判定してもよい。許容値は、エンジン回転速度が第1閾値以上の第2閾値であるときのエンジンブレーキトルクの値であってもよい。この場合、エンジン逆駆動トルクが許容値まで上昇する前に、余裕を持ってエンジンが過回転状態にあることを判定することができる。それにより、走行用ポンプの容量の急変を抑制することができる。
第2の態様に係る方法は、作業車両を制御するためにコントローラによって実行される方法である。作業車両は、エンジンと、走行用ポンプと、油圧回路と、走行用モータとを含む。走行用ポンプは、エンジンによって駆動される。油圧回路は、走行用ポンプに接続されている。走行用モータは、油圧回路を介して走行用ポンプと接続されている。本態様に係る方法は、以下の処理を備える。
第1の処理は、エンジン回転速度を示す信号を受信することである。第2の処理は、油圧回路の油圧を示す信号を受信することである。第3の処理は、エンジン回転速度に基づいて、エンジンが過回転状態にあるかを判定することである。第4の処理は、油圧回路の油圧に応じて、走行用ポンプの容量の上限値を決定することである。第5の処理は、エンジンが過回転状態にあるときに、走行用ポンプの容量を上限値以下に制限することである。
本態様に係る方法では、油圧回路の油圧に応じて走行用ポンプの容量の上限値が決定され、エンジンが過回転状態になると、走行用ポンプの容量が上限値以下に制限される。走行用モータからエンジンに伝わるエンジン逆駆動トルクは、走行用ポンプの容量が大きいほど大きくなる。従って、走行用ポンプの容量が上限値以下に制限されることで、エンジン逆駆動トルクを小さく抑えることができる。それにより、エンジン回転速度の増大を抑えて、過回転を防ぐことができる。
また、走行用ポンプからエンジンに伝わるエンジン逆駆動トルクは、油圧回路の油圧に応じて変化する。従って、油圧回路の油圧に応じて、走行用ポンプの容量の上限値が決定されることで、エンジン逆駆動トルクを適切に抑えることができる。さらに、変速比の低下が抑えられるため、エンジンブレーキによる制動力の低下を抑えることができる。
本発明によれば、エンジン回転速度の過回転を防ぐと共に、エンジンブレーキによる制動力の低下を抑えることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る作業車両1について、図面を用いて説明する。図1は、作業車両1の側面図である。作業車両1は、ホイールローダである。作業車両1は、車体2と、作業機3と、複数の走行輪4と、キャブ5と、を含む。作業機3は、車体2の前部に装着されている。作業機3は、ブーム11とバケット12とリフトシリンダ13とバケットシリンダ14とを含む。
ブーム11は、車体2に回転可能に取り付けられている。ブーム11は、リフトシリンダ13によって駆動される。バケット12は、ブーム11に回転可能に取り付けられている。バケット12は、バケットシリンダ14によって上下に移動する。キャブ5は、車体2上に配置されている。複数の走行輪4は、車体2に回転可能に取り付けられている。
図2は、作業車両1に搭載された駆動系の構成を示すブロック図である。作業車両1は、エンジン21と、作業機用ポンプ22と、静油圧式変速機(Hydro Static Transmission;以下“HST”と呼ぶ)23とを含む。エンジン21は、例えば、ディーゼル式のエンジンである。
エンジン21には、燃料噴射装置24が接続されている。燃料噴射装置24がエンジン21への燃料噴射量を制御することにより、エンジン21の出力トルク(以下、「エンジントルク」と呼ぶ)と回転速度とが制御される。エンジン21の実回転速度は、エンジン回転速度センサ25によって検出される。エンジン回転速度センサ25は、エンジン21の実回転速度を示す信号を出力する。
作業機用ポンプ22は、エンジン21に接続されている。作業機用ポンプ22は、エンジン21によって駆動されることで、作業油を吐出する。作業機用ポンプ22から吐出された作動油は、作業機用油圧回路26を介してリフトシリンダ13に供給される。これにより、作業機3が駆動される。作業機用ポンプ22の吐出圧は、作業機ポンプ圧センサ27によって検出される。作業機ポンプ圧センサ27は、作業機用ポンプ22の吐出圧を示す信号を出力する。
作業機用ポンプ22は、可変容量型の油圧ポンプである。作業機用ポンプ22には、ポンプ容量制御装置28が接続されている。ポンプ容量制御装置28は、作業機用ポンプ22の容量を制御する。ポンプ容量制御装置28は、サーボピストン28aとポンプ制御弁28bとを含む。サーボピストン28aは、作業機用ポンプ22に接続されている。サーボピストン28aが作業機用ポンプ22の傾転角を変更することで、作業機用ポンプ22の容量が変更される。ポンプ制御弁28bは、サーボピストン28aに供給される油圧を制御することで、サーボピストン28aの動作を制御する。なお、作業機用ポンプ22は、固定容量型の油圧ポンプであってもよい。
作業機用油圧回路26には、作業機制御弁30が配置されている。作業機制御弁30は、作業機制御弁30に印加されるパイロット圧に応じて、リフトシリンダ13に供給される作動油の流量を制御する。図示を省略するが、作業機制御弁30は、バケットシリンダ14に供給される作動油の流量を制御してもよい。なお、作動油の流量とは、単位時間当たりに供給される作動油の量を意味する。作業機制御弁30は、油圧パイロットの制御弁に限らず、電気的に制御される電磁制御弁であってもよい。
HST23は、走行用ポンプ31と、駆動油圧回路32と、走行用モータ33とを含む。走行用ポンプ31は、エンジン21に接続されている。走行用ポンプ31は、エンジン21によって駆動されることにより作動油を吐出する。走行用ポンプ31は、可変容量型の油圧ポンプである。走行用ポンプ31から吐出された作動油は、駆動油圧回路32を通って走行用モータ33へと送られる。
駆動油圧回路32は、走行用ポンプ31と走行用モータ33とを接続している。駆動油圧回路32は、第1駆動回路32aと第2駆動回路32bとを含む。第1駆動回路32aは、走行用ポンプ31の一方のポートと走行用モータ33の一方のポートとを接続している。第2駆動回路32bは、走行用ポンプ31の他方のポートと走行用モータ33の他方のポートとを接続している。走行用ポンプ31と走行用モータ33と第1駆動回路32aと第2駆動回路32bとは、閉回路を構成している。
走行用ポンプ31から第1駆動回路32aを介して走行用モータ33に供給されることにより、走行用モータ33が一方向(例えば、前進方向)に駆動される。この場合、作動油は、走行用モータ33から第2駆動回路32bを介して走行用ポンプ31に戻る。また、作動油が、走行用ポンプ31から第2駆動回路32bを介して走行用モータ33に供給されることにより、走行用モータ33が他方向(例えば、後進方向)に駆動される。この場合、作動油は、走行用モータ33から第1駆動回路32aを介して走行用ポンプ31に戻る。
駆動油圧回路32には、駆動回路圧センサ34が設けられている。駆動回路圧センサ34は、第1駆動回路32a又は第2駆動回路32bを介して走行用モータ33に供給される作動油の圧力を検出する。具体的には、駆動回路圧センサ34は、第1回路圧センサ34aと第2回路圧センサ34bとを含む。
第1回路圧センサ34aは、第1駆動回路32aの油圧を検出する。第2回路圧センサ34bは、第2駆動回路32bの油圧を検出する。第1回路圧センサ34aは、第1駆動回路32aの油圧を示す信号を出力する。第2回路圧センサ34bは、第2駆動回路32bの油圧を示す信号を出力する。
走行用モータ33は、可変容量型の油圧モータである。走行用モータ33は、走行用ポンプ31から吐出された作動油によって駆動され、走行のための駆動力を生じさせる。走行用モータ33には、モータ容量制御装置35が接続されている。モータ容量制御装置35は、走行用モータ33の容量を制御する。モータ容量制御装置35は、モータシリンダ35aとモータ制御弁35bとを含む。
モータシリンダ35aは、走行用モータ33に接続されている。モータシリンダ35aは、油圧によって駆動され、走行用モータ33の傾転角を変更する。モータ制御弁35bは、モータ制御弁35bに入力される指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。モータ制御弁35bが、モータシリンダ35aを動作させることで、走行用モータ33の容量が変更される。
走行用モータ33は、駆動軸37に接続されている。駆動軸37は、図示しないアクスルを介して上述した走行輪4に接続されている。走行用モータ33の回転は、駆動軸37を介して走行輪4に伝達される。それにより、作業車両1が走行する。
作業車両1には、車速センサ36が設けられている。車速センサ36は、車速を検出する。車速センサ36は、車速を示す信号を出力する。例えば、車速センサ36は、駆動軸37の回転速度を検出することにより、車速を検出する。
HST23は、チャージポンプ38とチャージ回路39とを含む。チャージポンプ38は、固定容量型の油圧ポンプである。チャージポンプ38は、エンジン21に接続されている。チャージポンプ38は、エンジン21によって駆動されることで、駆動油圧回路32に作動油を供給する。
チャージ回路39は、チャージポンプ38に接続されている。チャージ回路39は、第1チェック弁41を介して、第1駆動回路32aに接続されている。チャージ回路39は、第2チェック弁42を介して、第2駆動回路32bに接続されている。
チャージ回路39は、第1リリーフ弁43を介して、第1駆動回路32aに接続されている。第1リリーフ弁43は、第1駆動回路32aの油圧が所定のリリーフ圧より大きくなったときに開かれる。チャージ回路39は、第2リリーフ弁44を介して第2駆動回路32bに接続されている。第2リリーフ弁44は、第2駆動回路32bの油圧が所定のリリーフ圧より大きくなったときに開かれる。
チャージ回路39には、チャージリリーフ弁40が設けられている。チャージリリーフ弁40は、チャージ回路39の油圧が所定のリリーフ圧より大きくなったときに開かれる。それにより、チャージ回路39の油圧が、所定のリリーフ圧を超えないように制限される。
走行用ポンプ31には、ポンプ容量制御装置45が接続されている。ポンプ容量制御装置45は、走行用ポンプ31の容量を制御する。なお、油圧ポンプの容量とは、一回転あたりの作動油の吐出量(cc/rev)を意味する。また、ポンプ容量制御装置45は、走行用ポンプ31の吐出方向を制御する。ポンプ容量制御装置45は、ポンプ制御シリンダ46とポンプ制御弁47とを含む。
ポンプ制御シリンダ46は、走行用ポンプ31に接続されている。ポンプ制御シリンダ46は、油圧によって駆動され、走行用ポンプ31の傾転角を変更する。これにより、ポンプ制御シリンダ46は、走行用ポンプ31の容量を変更する。ポンプ制御シリンダ46は、ポンプパイロット回路48を介してチャージ回路39に接続されている。
ポンプ制御弁47は、ポンプ制御弁47に入力される指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。ポンプ制御弁47は、ポンプ制御シリンダ46への作動油の供給方向を切り換える。ポンプ制御弁47は、ポンプ制御シリンダ46への作動油の供給方向を切り換えることにより、走行用ポンプ31の吐出方向を切り換える。それにより、走行用モータ33の駆動方向が変更され、作業車両1の前進と後進とが切り換えられる。
また、ポンプ制御弁47は、ポンプパイロット回路48を介してポンプ制御シリンダ46に供給される作動油の圧力を制御する。具体的には、ポンプ制御弁47は、ポンプ制御シリンダ46に供給される作動油の圧力を変更することで、走行用ポンプ31の傾転角を調整する。それにより、走行用ポンプ31の容量が制御される。
ポンプパイロット回路48は、カットオフ弁52を介して、作動油タンクに接続されている。カットオフ弁52のパイロットポートは、シャトル弁53を介して第1駆動回路32aと第2駆動回路32bとに接続されている。シャトル弁53は、第1駆動回路32aの油圧と第2駆動回路32bの油圧とのうち大きい方(以下、「駆動回路圧」と呼ぶ)を、カットオフ弁52のパイロットポートに導入する。
カットオフ弁52は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧以上になると、ポンプパイロット回路48を作動油タンクに連通させる。それにより、ポンプパイロット回路48の油圧が低下することにより、走行用ポンプ31の容量が低減される。その結果、駆動回路圧の上昇が抑えられる。
図3は、作業車両1の制御系を示す模式図である。図3に示すように、作業車両1は、アクセル操作部材61と、FR操作部材62と、シフト操作部材63とを含む。アクセル操作部材61と、FR操作部材62と、シフト操作部材63とは、オペレータによって操作可能に配置されている。アクセル操作部材61と、FR操作部材62と、シフト操作部材63とは、キャブ5内に配置されている。
アクセル操作部材61は、例えばアクセルペダルである。ただし、アクセル操作部材61は、レバー、或いはスイッチなどの他の部材であってもよい。アクセル操作部材61は、アクセル操作センサ64と接続されている。アクセル操作センサ64は、例えばアクセル操作部材61の位置を検出する位置センサである。アクセル操作センサ64は、アクセル操作部材61の操作量(以下、「アクセル操作量」と呼ぶ)を示す信号を出力する。アクセル操作量は、例えば、アクセル操作部材61を全開に操作した状態を100%としたときの割合で表される。後述するように、オペレータは、アクセル操作量を調整することによって、車速と牽引力とを制御することができる。
FR操作部材62は、例えばFRレバーである。ただし、FR操作部材62は、スイッチなどの他の部材であってもよい。FR操作部材62は、前進位置と後進位置と中立位置とに切り換えられる。FR操作部材62は、FR操作センサ65に接続されている。FR操作センサ65は、例えばFR操作部材62の位置を検出する位置センサである。FR操作センサ65は、FR操作部材62の位置を示す信号を出力する。オペレータは、FR操作部材62を操作することによって、作業車両1の前進と後進とを切り換えることができる。
シフト操作部材63は、例えばダイヤル式のスイッチである。ただし、シフト操作部材63は、レバーなどの他の部材であってもよい。シフト操作部材63は、シフト操作センサ66と接続されている。シフト操作センサ66は、例えばシフト操作部材63の位置(以下、「シフト位置」と呼ぶ)を検出する位置センサである。シフト操作センサ66は、シフト位置を示す信号を出力する。シフト位置は、例えば第1速~第4速の位置を含む。ただし、シフト位置は、第4速より高速の位置を含んでもよい。或いは、シフト位置は、第1速から、第4速より低速の位置までであってもよい。
図4は、作業車両1の車速-牽引力特性を示す図である。図4に示すように、オペレータは、シフト操作部材63を操作することによって、最高車速を規定する変速パターン(L_1st~L_4th)を選択することができる。
作業車両1は、作業機操作部材67を含む。作業機操作部材67は、例えば作業機レバーである。ただし、作業機操作部材67は、スイッチ等の他の部材であってもよい。作業機操作部材67の操作に応じたパイロット圧が、作業機制御弁30に印加される。作業機操作部材67は、作業機操作センサ68に接続されている。作業機操作センサ68は、例えば圧力センサである。作業機操作センサ68は、作業機操作部材67の操作量(以下、「作業機操作量」と呼ぶ)と操作方向とを検出し、作業機操作量と操作方向とを示す信号を出力する。なお、作業機制御弁30が、圧力比例制御弁ではなく、電磁比例制御弁である場合には、作業機操作センサ68は、作業機操作部材67の位置を電気的に検出する位置センサであってもよい。オペレータは、作業機操作部材67を操作することによって、作業機3を操作することができる。例えば、オペレータは、作業機操作部材67を操作することによって、バケット12を上昇、或いは下降させることができる。
作業車両1は、入力装置69を含む。入力装置69は、例えばタッチパネルである。ただし、入力装置69は、タッチパネルに限らず、スイッチ等の他の装置であってもよい。オペレータは、入力装置69を操作することで、作業車両1の各種の設定を行うことができる。例えば、入力装置69によって、トラクションコントロールの設定を行うことができる。図4に示すように、トラクションコントロールは、最大牽引力を複数のトラクションレベルから選択することができる機能である。
複数のトラクションレベルは、第1レベルと第2レベルとを含む。第1レベルでは、最大牽引力が、トラクションコントロールが無効となっている通常時の最大牽引力よりも小さな値に制限される。第2レベルでは、最大牽引力が、第1レベルでの最大牽引力よりも小さな値に制限される。
図4において、L_maxは、トラクションコントロールが無効となっている通常時の作業車両1の車速-牽引力特性を示している。L_TC1は、第1レベルのトラクションコントロールでの車速-牽引力特性を示している。L_TC2は、第2レベルのトラクションコントロールでの車速-牽引力特性を示している。
図3に示すように、作業車両1は、記憶装置71とコントローラ72とを含む。記憶装置71は、例えばメモリと補助記憶装置とを含む。記憶装置71は、例えば、RAM、或いはROMなどであってもよい。記憶装置71は、半導体メモリ、或いはハードディスクなどであってもよい。記憶装置71は、非一時的な(non-transitory)コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置71は、処理装置(プロセッサ)によって実行可能であり作業車両1を制御するためのコンピュータ指令を記憶している。
コントローラ72は、例えばCPU等の処理装置(プロセッサ)を含む。コントローラ72は、上述したセンサ、入力装置69、及び記憶装置71と通信可能に接続されている。コントローラ72は、上述した各種のセンサ、入力装置69、及び記憶装置71と有線、或いは無線によって通信可能に接続されている。コントローラ72は、センサ、入力装置69、及び記憶装置71から信号を受信することで各種のデータを取得する。コントローラ72は、取得したデータに基づいて作業車両1を制御するようにプログラムされている。なお、コントローラ72は、互いに別体の複数のコントローラによって構成されてもよい。
コントローラ72は、上述した制御弁35b,47、及び、燃料噴射装置24と、有線、或いは無線により通信可能に接続されている。コントローラ72は、制御弁35b,47、及び、燃料噴射装置24に指令信号を出力することで、制御弁35b,47、及び、燃料噴射装置24を制御する。
詳細には、コントローラ72は、燃料噴射装置24に指令信号を出力することで、エンジントルク及びエンジン回転速度を制御する。コントローラ72は、モータ制御弁35bに指令信号を出力することで、走行用モータ33の容量を制御する。コントローラ72は、ポンプ制御弁47に指令信号を出力することで、走行用ポンプ31の容量を制御する。コントローラ72は、図4及び図5に示すような車速-牽引力特性が実現されるように、走行用ポンプの容量と走行用モータの容量とを制御して、HST23の変速比を制御する。
次に、コントローラ72による作業車両1の制御について説明する。本実施形態に係る作業車両1では、コントローラ72は、アクセル操作量と作業機操作量とに基づいて、エンジン21の目標回転速度(以下、「目標エンジン回転速度」と呼ぶ)を決定する。オペレータは、アクセル操作部材61を操作することなく、作業機操作部材67を操作することで、エンジン回転速度を増大させることができる。また、作業機操作部材67とアクセル操作部材61とが同時に操作されても、作業機操作部材67の操作の影響を受けずに、アクセル操作部材61によって車両の走行性能を調整することができる。
図5は、オペレータによるアクセル操作部材61の操作に応じて変更される車速-牽引力特性の一例を示す図である。図5において、T100は、アクセル操作量が100%であるときの車速-牽引力特性を示している。T80は、アクセル操作量が80%であるときの車速-牽引力特性を示している。T60は、アクセル操作量が60%であるときの車速-牽引力特性を示している。本実施形態に係る作業車両1では、作業機操作部材67とアクセル操作部材61とが同時に操作されても、アクセル操作量に応じた走行性能(車速-牽引力特性)を得ることができる。
以下、コントローラ72によって実行される処理について説明する。図6は、コントローラ72によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、作業車両1が前進するときの制御について説明する。ただし、作業車両1が後進するときにも同様の制御が行われてもよい。
図6に示すように、S101では、コントローラ72は、アクセル操作量を取得する。コントローラ72は、アクセル操作センサ64からの信号により、アクセル操作量を取得する。
ステップS102では、コントローラ72は、目標車速を決定する。コントローラ72は、アクセル操作量から目標車速を決定する。図7は、アクセル操作量から目標車速を決定するための処理を示している。
図7に示すように、ステップS201では、コントローラ72は、アクセル操作量とシフト位置とから、目標基準車速を決定する。目標基準車速は、作業車両1が平地を走行しているときの目標到達車速として設定される車速である。記憶装置71は、アクセル操作量と目標基準車速との関係を規定する基準車速データD1を記憶している。基準車速データD1では、アクセル操作量の増大に応じて目標基準車速が増大する。基準車速データD1では、シフト位置ごとにアクセル操作量と目標基準車速との関係を規定している。基準車速データD1では、アクセル操作量が同じであっても、シフト位置が高速側であるほど、目標基準車速が増大する。コントローラ72は、基準車速データD1を参照して、アクセル操作量とシフト位置とに対応する目標基準車速を決定する。
ステップS202では、コントローラ72は、車速偏差を算出する。車速偏差は、目標基準車速と実際の車速との差である。ステップS203では、コントローラ72は、目標加速度を算出する。コントローラ72は、車速偏差とアクセル操作量とから、目標加速度を算出する。詳細には、コントローラ72は、加速度データD5を参照して、車速偏差に対応する目標加速度を算出する。加速度データD5は、車速偏差と目標加速度との関係を規定する。加速度データD5では、車速偏差の増大に応じて目標加速度が減少する。コントローラ72は、アクセル操作量に応じて加速度データD5を変更する。コントローラ72は、車速偏差が同じであっても、アクセル操作量が増大するほど、目標加速度が増大するように、加速度データD5を変更する。なお、車速偏差が負であることは、作業車両1が加速中であることを意味する。車速偏差が正であることは、作業車両1が減速中であることを意味する。目標加速度が正の値であることは加速を意味し、目標加速度が負の値であることは減速を意味する。
ステップS204では、コントローラ72は、目標加速度から目標速度変化量を算出する。コントローラ72は、目標加速度に、コントローラ72による計算周期を乗じることで、目標速度変化量を算出する。
ステップS205とステップS206とでは、コントローラ72は、実際の車速に目標速度変化量を加算する。ステップS207では、コントローラ72は、実際の車速に目標速度変化量を加算した値と目標基準車速との小さい方(第1目標車速)を選択する。ステップS208では、コントローラ72は、実際の車速に目標速度変化量を加算した値と目標基準車速との大きい方(第2目標車速)を選択する。
ステップS209では、コントローラ72は、作業車両1が加速中であるのか、減速中であるのかに応じて目標車速を決定する。コントローラ72は、目標基準速度よりも実際の車速が小さいときには、作業車両1が加速中であると判断する。また、コントローラ72は、目標基準速度よりも実際の車速が大きいときには、作業車両1が減速中であると判断する。コントローラ72は、加速中には第1目標車速を目標車速として決定し、減速中には、第2目標車速を目標車速として決定する。なお、目標車速が負の値であるときには、コントローラ72は、目標車速を0とする。
次に、図6に示すように、ステップS103では、コントローラ72は、HST23への目標入力馬力を決定する。HST23への目標入力馬力は、エンジン21の出力馬力のうち、HST23に分配される馬力を意味する。コントローラ72は、アクセル操作量から目標入力馬を決定する。
図8は、本実施形態に係る作業車両1の車速-HST入力馬力特性を示す図である。図8において、H100は、アクセル操作量が100%であるときの車速-HST入力馬力特性を示している。H80は、アクセル操作量が80%であるときの車速-HST入力馬力特性を示している。H60は、アクセル操作量が60%であるときの車速-HST入力馬力特性を示している。
図8に示すように、コントローラ72は、アクセル操作量に応じた走行性能(車速-HST入力馬力特性)が得られるように、アクセル操作量からHST23への目標入力馬力を決定する。コントローラ72は、目標車速に応じて、ストール時(R_stall)、低車速域(R_low)、中車速域(R_mid)、高車速域(R_high)でのHST23への目標入力馬力を決定する。
図9は、ストール時のHST23への目標入力馬力を決定するための処理を示す図である。図9に示すように、ステップS301では、コントローラ72は、アクセル操作量からストール時の目標牽引力を決定する。記憶装置71は、アクセル操作量とストール時の目標牽引力との関係を規定する目標牽引力データD2を記憶している。
目標牽引力データD2は、上述したトラクションコントロールなどの機能が実行されていない通常時におけるアクセル操作量とストール時の目標牽引力との関係を規定している。目標牽引力データD2は、0から100%の範囲のアクセル操作量に対するストール時の目標牽引力を規定している。目標牽引力データD2では、アクセル操作量の増大に応じて目標牽引力が増大する。コントローラ72は、目標牽引力データD2を参照して、アクセル操作量に対応するストール時の目標牽引力を決定する。
ステップS302では、コントローラ72は、ステップS301で決定されたストール時の目標牽引力に、トラクションレベルに応じた比率を乗じることで、各トラクションレベルでのストール時の目標牽引力を決定する。トラクションコントロールが実施されない通常時には、当該比率は1となる。
ステップS303では、コントローラ72は、ステップS302で決定されたストール時の目標牽引力を目標モータトルクに換算する。コントローラ72は、目標牽引力に、所定の換算係数を乗じて、トランスミッション機械効率で除することで、目標モータトルクを算出する。所定の換算係数は、作業車両1の牽引力をHST23の出力軸でのトルクに換算するための係数である。トランスミッション機械効率は、HST23の出力軸から走行輪4までの伝達効率である。
ステップS304では、コントローラ72は、目標モータトルクから目標HST差圧を決定する。HST差圧は、第1駆動回路32aの油圧と第2駆動回路32bの油圧との差である。コントローラ72は、目標モータトルクを、走行用モータ33の最大容量で除して、走行用モータ33のトルク効率で除することにより、目標HST差圧を算出する。
ステップS305では、コントローラ72は、目標HST差圧から走行用ポンプ31の目標流量を決定する。記憶装置71は、ストール時における目標HST差圧と走行用ポンプ31の目標流量との関係を規定する目標流量データD3を記憶している。目標流量データD3では、目標HST差圧の増大に応じて、走行用ポンプ31の目標流量が増大する。コントローラ72は、目標流量データD3を参照して、目標HST差圧に対応する走行用ポンプ31の目標流量を決定する。
ステップS306では、コントローラ72は、目標HST差圧と走行用ポンプ31の目標流量とから、ストール時のHST23への目標入力馬力を決定する。コントローラ72は、目標HST差圧に走行用ポンプ31の目標流量を乗じて、ポンプトルク効率で除することで、ストール時のHST23への目標入力馬力を決定する。
図10は、低車速域及び中車速域でのHST23への目標入力馬力を決定するための処理を示す図である。図10に示すように、ステップS401では、コントローラ72は、ストール時の目標牽引力と目標車速とから、目標走行馬力を決定する。コントローラ72は、ストール時の目標牽引力に目標車速を乗じてトランスミッション効率で除することにより、目標走行馬力を決定する。トランスミッション効率は、HST23の入力軸から走行輪4までの伝達効率である。
ステップS402では、コントローラ72は、目標走行馬力とストール時の目標入力馬力とから低車速域でのHST23への目標入力馬力を決定する。コントローラ72は、ストール時の目標入力馬力に目標走行馬力を加えることで、低車速域でのHST23への目標入力馬力を決定する。
ステップS403では、コントローラ72は、アクセル操作量から、中車速域のHST23への目標入力馬力を決定する。記憶装置71は、アクセル操作量とHST23への目標入力馬力との関係を規定する目標入力馬力データD4を記憶している。目標入力馬力データD4では、アクセル操作量の増大に応じて目標入力馬力が増大する。コントローラ72は、目標入力馬力データD4を参照して、アクセル操作量に対応する中車速域の目標入力馬力を決定する。
ステップS404では、コントローラ72は、ステップS402で決定した低車速域の目標入力馬力と、ステップS403で決定した中車速域の目標入力馬力との小さい方を、低・中車速域のHST23への目標入力馬力として決定する。
図11は、高車速域でのHST23への目標入力馬力を決定するための処理を示す図である。図11に示すように、ステップS501では、コントローラ72は、アクセル操作量とシフト位置とから、高車速域の閾車速を決定する。高車速域の閾車速は、低・中車速域と高車速域との境界を示す車速である。記憶装置71は、アクセル操作量と閾車速との関係を規定する閾車速データD6を記憶している。閾車速データD6では、アクセル操作量の増大に応じて閾車速が増大する。閾車速データD6は、シフト位置ごとにアクセル操作量と閾車速との関係を規定している。アクセル操作量が同じであっても、シフト位置が高速側であるほど、閾車速は大きくなる。コントローラ72は、閾車速データD6を参照して、アクセル操作量とシフト位置とに対応する閾車速を決定する。
ステップS502では、コントローラ72は、アクセル操作量とシフト位置とから、目標基準車速を決定する。コントローラ72は、上述した基準車速データD1を参照して、アクセル操作量とシフト位置とに対応する目標基準車速を決定する。
ステップS503では、コントローラ72は、アクセル操作量とシフト位置とから、ゼロ牽引力車速を決定する。ゼロ牽引力車速は、牽引力がゼロであるとき、すなわち走行負荷がゼロであるときの、目標車速を意味する。記憶装置71は、アクセル操作量とゼロ牽引力車速との関係を規定するゼロ牽引力車速データD7を記憶している。ゼロ牽引力車速データD7では、アクセル操作量の増大に応じてゼロ牽引力車速が増大する。ゼロ牽引力車速データD7は、シフト位置ごとにアクセル操作量とゼロ牽引力車速との関係を規定している。アクセル操作量が同じであっても、シフト位置が高速側であるほど、ゼロ牽引力車速は大きくなる。コントローラ72は、ゼロ牽引力車速データD7を参照して、アクセル操作量とシフト位置とに対応するゼロ牽引力車速を決定する。
なお、アクセル操作量及びシフト位置が同じ場合には、閾車速<目標基準車速<ゼロ件引力車速の関係が成り立つように、閾車速データD6、基準車速データD1、及びゼロ牽引力車速データD7が設定されている。
ステップS504では、コントローラ72は、目標車速から、HST23への静的な目標入力馬力を決定する。コントローラ72は、目標車速が閾車速以下であるときには、上述した低・中車速域の目標入力馬力を、静的な目標入力馬力として決定する。
コントローラ72は、目標車速が目標基準車速であるときには、目標基準牽引力に目標基準車速を乗じて算出した目標基準走行馬力を、静的な目標入力馬力として決定する。例えば、コントローラは、作業車両1の車重と所定の係数とから、目標基準牽引力を決定する。車重と所定の係数とは、記憶装置71に記憶されている。
コントローラ72は、目標車速がゼロ牽引力車速以上であるときには、静的な目標入力馬力をゼロとする。目標車速が、閾車速と目標基準車速との間の値、或いは、目標基準車速とゼロ牽引力車速との間の値であるときには、コントローラ72は、線形補間により、HST23への静的な目標入力馬力を決定する。
上述した静的な目標入力馬力は、定常時におけるHST23への目標入力馬力である。アクセル操作量の変更による過渡時には、コントローラ72は、静的な目標入力馬力を越えない範囲で、アクセル操作量に応じた速さでHST23への目標入力馬力を増加させる。図12は、過渡時のHST23への目標入力馬力(動的な目標入力馬力)を決定する処理を示す図である。
図12に示すように、ステップS601では、コントローラ72は、上述した目標加速度と、実際の車速と、トランスミッション効率とから、馬力増加量を決定する。馬力増加量は、実際の車速から、目標加速度で車速を増加させるために必要な単位時間当たりのHST23への入力馬力の増加量を意味する。
ステップS602では、コントローラ72は、前回の目標入力馬力に馬力増加量を加算することで、今回の目標入力馬力を決定する。ステップS603では、コントローラ72は、ステップS602で決定した今回の目標入力馬力と上述したストール時の目標入力馬力とのうち大きい方を動的な目標入力馬力として選択する。また、ステップS604において、コントローラ72は、ステップS603で決定した動的な目標入力馬力と、上述した静的な目標入力馬力との小さい方を、目標入力馬力として選択する。
以上のように、コントローラ72は、前回の動的な目標入力馬力を、アクセル操作量に応じた馬力増加量で増加することで、今回の動的な目標入力馬力を決定する。そして、コントローラ72は、ストール時の目標入力馬力と静的な目標入力馬力との間で、単位時間ごとに動的な目標入力馬力を増大させる。
次に、図6に示すように、ステップS104では、コントローラ72は、作業機操作量を取得する。コントローラ72は、作業機操作センサ68からの信号により、作業機操作量を取得する。
ステップS105では、コントローラ72は、目標エンジン回転速度を決定する。コントローラ72は、HST23への目標入力馬力と作業機操作量とから、目標エンジン回転速度を決定する。図13は、目標エンジン回転速度を決定するための処理を示す図である。
図13に示すように、ステップS701では、コントローラ72は、ステップS604で決定された目標入力馬力から、HST23のための目標エンジン回転速度を決定する。記憶装置71は、エンジントルクとHST23のための目標エンジン回転速度との関係を規定するエンジントルク-回転速度データD8を記憶している。コントローラ72は、エンジントルク-回転速度データD8を参照して、HST23への目標入力馬力に対応する目標エンジン回転速度を決定する。コントローラ72は、エンジントルクと走行用ポンプ31の吸収トルクとが、目標入力馬力に対応する等馬力線上の所定のマッチング点MPで一致するように、HST23のための目標エンジン回転速度を決定する。
ステップS702では、コントローラ72は、作業機操作量から、作業機3のための目標エンジン回転速度を決定する。記憶装置71は、作業機操作量と、作業機3のための目標エンジン回転速度との関係を規定する目標回転速度データD9を記憶している。目標回転速度データD9では、作業機操作量の増大に応じて、目標エンジン回転速度が増大する。コントローラ72は、目標回転速度データD9を参照して、作業機操作量に対応する作業機3のための目標エンジン回転速度を決定する。
ステップS703では、コントローラ72は、目標車速から、車速用の目標エンジン回転速度を決定する。コントローラ72は、目標車速に所定の換算係数と最小トランスミッション変速比とを乗じて算出した値を車速用の目標エンジン回転速度として決定する。所定の換算係数は、目標車速をHSTの出力軸の回転速度に換算するための係数である。最小トランスミッション変速比は、HST23の最小変速比である。
ステップS704では、コントローラ72は、HST23のための目標エンジン回転速度と、作業機3のための目標エンジン回転速度と、車速用の目標エンジン回転速度とのなかで最大のものを、目標エンジン回転速度として決定する。
次に、図6に示すように、ステップS106において、コントローラ72は、走行用ポンプ31の目標容量を決定する。コントローラ72は、目標車速と、ステップS704で決定した目標エンジン回転速度とから、走行用ポンプ31の目標容量を決定する。また、ステップS107において、コントローラ72は、走行用モータ33の目標容量を決定する。コントローラ72は、目標車速と、ステップS704で決定した目標エンジン回転速度とから、走行用モータ33の目標容量を決定する。
図14Aは、走行用ポンプ31の目標容量を決定するための処理を示す図である。図14Aに示すように、ステップS801において、コントローラ72は、目標車速から走行用モータ33の流量を決定する。コントローラ72は、目標車速に所定の換算係数と走行用モータ33の最大容量とを乗じて、走行用モータ33の容積効率で除した値を、走行用モータ33の流量として決定する。所定の換算係数は、目標車速をHST23の出力軸の回転速度に換算するための係数である。
ステップS802において、コントローラ72は、目標エンジン回転速度と走行用モータ33の流量とから、走行用ポンプ31の目標容量を決定する。コントローラ72は、走行用モータ33の流量を、目標エンジン回転速度と走行用ポンプ31の容積効率で除した値を、走行用ポンプ31の目標容量として算出する。
図14Bは、走行用モータ33の目標容量を決定するための処理を示す図である。図14Bに示すように、ステップS803において、コントローラ72は、目標車速から走行用モータ33の回転速度を決定する。コントローラ72は、目標車速に所定の換算係数を乗じることで、走行用モータ33の回転速度を算出する。所定の換算係数は、目標車速をHST23の出力軸の回転速度に換算するための係数である。
ステップS804では、コントローラ72は、目標エンジン回転速度と走行用ポンプ31の最大容量とから、走行用ポンプ31の流量を決定する。コントローラ72は、エンジン回転速度に走行用ポンプ31の最大容量を乗じた値を走行用ポンプ31の容積効率で除することで、走行用ポンプ31の流量を算出する。
ステップS805では、コントローラ72は、走行用モータ33の回転速度と走行用ポンプ31の流量とから、走行用モータ33の目標容量を決定する。コントローラ72は、走行用ポンプ31の流量を走行用モータ33の回転速度と走行用モータ33の容積効率とで除することにより、走行用モータ33の目標容量を算出する。
そして、図6に示すように、ステップS108において、コントローラ72は、指令信号を出力する。コントローラ72は、エンジン21が目標エンジン回転速度で駆動されるように、燃料噴射装置24に指令信号を出力する。コントローラ72は、走行用ポンプ31が目標容量で駆動されるように、ポンプ容量制御装置45に指令信号を出力する。コントローラ72は、走行用モータ33が目標容量で駆動されるように、モータ容量制御装置35に指令信号を出力する。
本実施形態では、コントローラ72は、エンジン21が過回転状態にあるときには、走行用ポンプ31の目標容量を所定の上限値以下に制限することで、エンジン21の過回転を抑える制御を行う。以下、エンジン21の過回転を抑えるための制御について説明する。
図15は、エンジン21の過回転を抑えるためにコントローラ72によって実行される処理を示すフローチャートである。ステップS901では、コントローラ72は、エンジン回転速度を取得する。コントローラ72は、エンジン回転速度センサ25からの信号により、エンジン回転速度を取得する。
ステップS902では、コントローラ72は、HST差圧を取得する。コントローラ72は、第1回路圧センサ34aと第2回路圧センサ34bとからの信号により、HST差圧を取得する。
ステップS903では、コントローラ72は、エンジン21が過回転状態であるかを判定する。コントローラ72は、エンジン回転速度が、所定の第1閾値Nth1以上であるときに、エンジン21が過回転状態にあると判定する。エンジン21が過回転状態にあるときには、処理はステップS904に進む。
ステップS904では、コントローラ72は、走行用ポンプ31の容量の上限値を決定する。コントローラ72は、以下の式(1)により、走行用ポンプ31の容量の上限値を決定する。
D_Limitは、走行用ポンプ31の容量の上限値である。T_Limitは、エンジンブレーキトルクの許容値(以下、「トルク許容値」と呼ぶ)である。dPは、HST差圧の絶対値である。etは、走行用ポンプ31のトルク効率である。トルク許容値T_Limitとトルク効率etとは定数であり、記憶装置71に記憶されている。なお、トルク効率etは、変数であってもよい。式(1)で示されるように、コントローラ72は、走行用ポンプ31からエンジン21に伝わるエンジン逆駆動トルクが、トルク許容値T_Limitを越えないように、上限値D_Limitを決定する。
D_Limitは、走行用ポンプ31の容量の上限値である。T_Limitは、エンジンブレーキトルクの許容値(以下、「トルク許容値」と呼ぶ)である。dPは、HST差圧の絶対値である。etは、走行用ポンプ31のトルク効率である。トルク許容値T_Limitとトルク効率etとは定数であり、記憶装置71に記憶されている。なお、トルク効率etは、変数であってもよい。式(1)で示されるように、コントローラ72は、走行用ポンプ31からエンジン21に伝わるエンジン逆駆動トルクが、トルク許容値T_Limitを越えないように、上限値D_Limitを決定する。
図16は、エンジン回転速度とエンジンブレーキトルクとの関係を示す図である。図16に示すように、エンジンブレーキトルクは、エンジン回転速度の増大に応じて、増大する。トルク許容値T_Limitは、エンジン回転速度が第2閾値Nth2であるときのエンジンブレーキトルクの値である。第2閾値Nth2は、上述した第1閾値Nth1よりも大きい。なお、第2閾値Nth2は、第1閾値Nth1と同じ値であってもよい。
ステップS905では、コントローラ72は、S802において決定した走行用ポンプ31の目標容量が、上限値D_Limitより大きいかを判定する。目標容量が、上限値D_Limitより大きいときには、処理はステップS906に進む。
ステップS906では、コントローラ72は、上限値D_Limitを走行用ポンプ31の目標容量として決定する。目標容量が、上限値D_Limit以下であるときには、コントローラ72は、ステップS802において決定した走行用ポンプ31の目標容量を維持する。そして、上述したステップS108において、コントローラ72は、走行用ポンプ31が目標容量で駆動されるように、ポンプ容量制御装置45に指令信号を出力する。
以上のように、エンジン21が過回転状態にあるときには、コントローラ72は、走行用ポンプ31の容量を上限値D_Limit以下に制限する。上限値D_Limitは、走行用ポンプ31の最大容量以下である。従って、コントローラ72は、エンジン21が過回転状態にあるときには、走行用ポンプ31の容量の上限値を最大容量よりも小さな値に減少させる。
また、上記の(1)式で示されるように、上限値D_Limitは、HST差圧に応じて変更される。詳細には、コントローラ72は、HST差圧の増大に応じて、上限値D_Limitを減少させる。
以上説明した本態様に係る作業車両では、HST差圧に応じて走行用ポンプ31の容量の上限値D_Limitが決定され、エンジン21が過回転状態になると、走行用ポンプ31の容量が上限値D_Limitを越えないように制限される。走行用ポンプ31からエンジン21に伝わるエンジン逆駆動トルクは、走行用ポンプ31の容量が大きいほど大きくなる。従って、走行用ポンプ31の容量が上限値D_Limit以下に制限されることで、エンジン逆駆動トルクを小さく抑えることができる。それにより、エンジン回転速度の増大を抑えて、過回転を防ぐことができる。
また、走行用ポンプ31からエンジン21に伝わるエンジン逆駆動トルクは、HST差圧に応じて変化する。従って、HST差圧に応じて、走行用ポンプ31の容量の上限値が決定されることで、エンジン逆駆動トルクを適切に抑えることができる。さらに、HST23の変速比の低下が抑えられるため、エンジンブレーキによる制動力の低下を抑えることができる。
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。
作業車両1は、ホイールローダに限らず、モータグレーダ等の他の種類の車両であってもよい。作業車両1の駆動系及び制御系の構成は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、走行用ポンプ31の容量は、ポンプ制御弁47に限らず、他の制御弁によって制御されてもよい。すなわち、ポンプパイロット回路48を介してポンプ制御シリンダ46に供給される作動油の圧力を制御するための制御弁が、ポンプ制御弁47とは別に設けられてもよい。
上述した各種の演算に用いられるパラメータは、上述したものに限らず、変更されてもよい。或いは、上述したパラメータ以外のパラメータが演算に用いられてもよい。上述した各種のデータは、例えば式で表されてもよく、或いは、テーブル、マップなどの形式であってもよい。走行用ポンプ31の容量の上限値は、式に限らず、テーブル、或いはマップから決定されてもよい。
上述した処理の順序が変更されてもよい。或いは、一部の処理が並列に行われてもよい。例えば、ステップS101とステップS104とは並列して行われてもよい。
コントローラ72は、上記の実施形態とは異なる方法によって、目標車速を決定してもよい。コントローラ72は、上記の実施形態とは異なる方法によって、HST23への目標入力馬力を決定してもよい。コントローラ72は、上記の実施形態とは異なる方法によって、目標エンジン回転速度を決定してもよい。コントローラ72は、上記の実施形態とは異なる方法によって、走行用ポンプ31の目標容量を決定してもよい。コントローラ72は、上記の実施形態とは異なる方法によって、走行用モータ33の目標容量を決定してもよい。そのような場合も、エンジン21が過回転状態であるときには、上記のように走行用ポンプ31の容量が上限値以下に制限されることで、過回転を抑えることができる。
本発明によれば、エンジン回転速度の過回転を防ぐと共に、エンジンブレーキによる制動力の低下を抑えることができる。
21 エンジン
31 走行用ポンプ
32 駆動油圧回路
33 走行用モータ
23 HST(静油圧式変速機)
72 コントローラ
36 車速センサ
31 走行用ポンプ
32 駆動油圧回路
33 走行用モータ
23 HST(静油圧式変速機)
72 コントローラ
36 車速センサ
Claims (7)
- エンジンと、
前記エンジンによって駆動される走行用ポンプと、
前記走行用ポンプに接続された油圧回路と、
前記油圧回路を介して前記走行用ポンプと接続された走行用モータと、
前記エンジン回転速度を示す信号を出力する回転速度センサと、
前記油圧回路の油圧を示す信号を出力する油圧センサと、
前記回転速度センサ及び前記油圧センサからの信号を受信するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記エンジン回転速度に基づいて、前記エンジンが過回転状態にあるかを判定し、
前記油圧回路の油圧に応じて、前記走行用ポンプの容量の上限値を決定し、
前記エンジンが過回転状態にあるときには、前記走行用ポンプの容量を前記上限値以下に制限する、
作業車両。 - 前記コントローラは、前記エンジンが過回転状態にあるときには、前記上限値を減少させる、
請求項1に記載の作業車両。 - 前記コントローラは、前記油圧回路の油圧の増大に応じて、前記上限値を減少させる、
請求項1又は2に記載の作業車両。 - 前記コントローラは、前記走行用ポンプから前記エンジンに伝わるエンジン逆駆動トルクが、所定のトルク許容値を越えないように、前記上限値を決定する、
請求項1から3のいずれかに記載の作業車両。 - 前記コントローラは、前記エンジン回転速度が所定の第1閾値以上であるときに、前記エンジンが過回転状態にあると判定し、
前記トルク許容値は、前記エンジン回転速度が前記第1閾値以上の第2閾値であるときのエンジンブレーキトルクの値である、
請求項4に記載の作業車両。 - 前記コントローラは、前記エンジン回転速度が所定の第1閾値以上であるときに、前記エンジンが過回転状態にあると判定する、
請求項1から4のいずれかに記載の作業車両。 - エンジンと、前記エンジンによって駆動される走行用ポンプと、前記走行用ポンプに接続された油圧回路と、前記油圧回路を介して前記走行用ポンプと接続された走行用モータとを含む作業車両を制御するためにコントローラによって実行される方法であって、
エンジン回転速度を示す信号を受信することと、
前記油圧回路の油圧を示す信号を受信することと、
前記エンジン回転速度に基づいて、前記エンジンが過回転状態にあるかを判定することと、
前記油圧回路の油圧に応じて前記走行用ポンプの容量の上限値を決定することと、
前記エンジンが過回転状態にあるときには、前記走行用ポンプの容量を前記上限値以下に制限すること、
を備える方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020188943A1 (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 日立建機株式会社 | 作業車両 |
WO2021187196A1 (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 株式会社小松製作所 | 作業車両、および作業車両を制御するための方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020208756A1 (de) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Hydraulisches System, Verfahren und Verwendung des hydraulischen Systems |
IT202100013100A1 (it) * | 2021-05-20 | 2022-11-20 | Cnh Ind Italia Spa | Metodo e sistema per controllare una trasmissione idrostatica di un autoveicolo |
CN114183258B (zh) * | 2021-12-07 | 2023-07-18 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种采用闭式行走系统的车辆下坡制动方法及车辆 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58149459A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧閉回路の圧力制御装置 |
JPS62274103A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧駆動走行装置 |
JP2002213402A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Komatsu Ltd | 減圧弁およびエンジンのトルク制御装置 |
WO2008123376A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Komatsu Ltd. | 静油圧式無段変速機を備えた車両の制御装置 |
WO2012033193A1 (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | 株式会社小松製作所 | 作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4226453A1 (de) * | 1992-08-10 | 1994-02-17 | Sauer Sundstrand Gmbh & Co | Antriebseinrichtung für einen automativen Fahrantrieb, z. B. bei einem Gabelstapler oder Radlader |
JP3999618B2 (ja) | 2002-09-27 | 2007-10-31 | 日立建機株式会社 | 油圧駆動車両の走行制御装置および油圧駆動車両 |
JP4436647B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2010-03-24 | 日立建機株式会社 | 油圧駆動車両の走行制御装置および油圧駆動車両 |
DE102006048198A1 (de) | 2005-12-16 | 2007-07-12 | Bosch Rexroth Ag | Hydrostatischer Antrieb und Verfahren zum Abbremsen eines hydrostatischen Antriebs |
JP5156237B2 (ja) * | 2007-01-24 | 2013-03-06 | 株式会社小松製作所 | 油圧駆動装置及び油圧駆動車両 |
JP2013036572A (ja) | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Caterpillar Sarl | 過大速度制御装置 |
JP5092059B1 (ja) | 2012-03-29 | 2012-12-05 | 株式会社小松製作所 | 作業車両及び作業車両の制御方法 |
CN106121839B (zh) | 2013-05-31 | 2018-12-14 | 株式会社小松制作所 | 作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法 |
US9512917B2 (en) * | 2013-06-14 | 2016-12-06 | Danfoss Power Solutions Inc. | Speed control system for hydrostatic transmission |
JP2016169818A (ja) | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 川崎重工業株式会社 | 油圧駆動システム |
US10808839B2 (en) * | 2018-01-24 | 2020-10-20 | Cnh Industrial America Llc | Method and system for controlling a hydrostatic drive system of an agricultural vehicle |
-
2018
- 2018-05-29 US US16/476,619 patent/US11125327B2/en active Active
- 2018-05-29 EP EP18823733.3A patent/EP3553349B1/en active Active
- 2018-05-29 JP JP2019526711A patent/JP7105771B2/ja active Active
- 2018-05-29 WO PCT/JP2018/020534 patent/WO2019003760A1/ja unknown
- 2018-05-29 CN CN201880007762.0A patent/CN110226058B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58149459A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧閉回路の圧力制御装置 |
JPS62274103A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧駆動走行装置 |
JP2002213402A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Komatsu Ltd | 減圧弁およびエンジンのトルク制御装置 |
WO2008123376A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Komatsu Ltd. | 静油圧式無段変速機を備えた車両の制御装置 |
WO2012033193A1 (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | 株式会社小松製作所 | 作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置 |
JP2012057761A (ja) | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Komatsu Ltd | 作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3553349A4 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020188943A1 (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 日立建機株式会社 | 作業車両 |
WO2021187196A1 (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-23 | 株式会社小松製作所 | 作業車両、および作業車両を制御するための方法 |
JP2021146763A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 株式会社小松製作所 | 作業車両、および作業車両を制御するための方法 |
JP7490403B2 (ja) | 2020-03-16 | 2024-05-27 | 株式会社小松製作所 | 作業車両、および作業車両を制御するための方法 |
US12043986B2 (en) | 2020-03-16 | 2024-07-23 | Komatsu Ltd. | Work vehicle and method for controlling work vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110226058A (zh) | 2019-09-10 |
EP3553349B1 (en) | 2021-07-07 |
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US11125327B2 (en) | 2021-09-21 |
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US20210140143A1 (en) | 2021-05-13 |
CN110226058B (zh) | 2021-03-16 |
EP3553349A4 (en) | 2020-09-30 |
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