作业车辆以及作业车辆的控制方法与流程

文档序号:20167040发布日期:2020-03-24 21:46阅读:281来源:国知局
作业车辆以及作业车辆的控制方法与流程

本发明涉及作业车辆、以及作业车辆的控制方法。



背景技术:

有时在作业车辆中具有静液压式传动机构。静液压式传动机构包括行驶用泵、液压回路、行驶用马达。行驶用泵利用发动机驱动,排出工作油。从行驶用泵排出的工作油经由液压回路向行驶用马达供给。行驶用马达与作业车辆的行驶装置连接,通过被行驶用马达,使作业车辆行驶。在静液压式传动机构中,通过对行驶用泵的容量、行驶用马达的容量进行控制,能够控制变速比。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开2013-190088号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术课题

图16是表示以往技术的作业车辆的驱动系统统的一部分的图。如图16所示,行驶用泵101被泵控制缸102、泵控制阀103控制。泵控制缸102根据从泵控制阀103输入的先导压,变更行驶用泵101的排出方向以及容量。在泵控制阀103为第一状态p1时,以泵控制缸102为前进位置的方式向泵控制缸102供给先导压。在泵控制阀103为第二状态p2时,以泵控制缸102为后退位置的方式向泵控制缸102供给先导压。

在轮式装载机那样的作业车辆中,常用在行驶中切换行进方向的换向动作。例如,作业车辆在前进中,操作人员将前进后退操纵杆从前进位置切换为后退位置。此时,作业车辆的控制器通过使泵控制阀从第一状态p1向第二状态p2切换,来切换行驶用泵的排出方向。由此,作业车辆的行进方向从前进切换为后退。

在上述状况中,为了切换行驶用泵的排出方向,在行驶用泵的斜板角急剧切换时,有可能对车辆造成冲击。因此,在以往技术的作业车辆中,如图16所示,在泵控制阀103的返回回路104设有节流部105。利用该节流部105,通过在泵控制阀103的切换时使泵控制缸102缓慢动作,抑制行驶用泵101的斜板角的急剧变化。由此,前进方向的车速逐渐减速为成为0,然后,车辆的行进方向从前进切换为后退。

但是,在如上所述的结构中,换向动作时的行驶用泵的控制受到节流部的影响。因此,在换向动作中,不容易提高行驶用泵的控制的响应性。另外,不限于换向动作中,节流部一直都是响应延迟的要因。另外,难以根据加速工序调整换向动作的强弱。希望在换向动作时,通过提高行驶用泵以及/或行驶用马达的控制的响应性,精度良好地实现符合操作人员的意图的车辆的动作。

本发明的目的在于在换向动作时,既能够抑制冲击的发生,又能够精度良好地实现符合操作人员的意图的作业车辆的动作。

用于解决课题的手段

第一方式的作业车辆具备发动机、行驶用泵、液压回路、行驶用马达、前进后退操作部件、前进后退操作传感器、行进方向传感器。行驶用泵利用发动机驱动。液压回路连接于行驶用泵。行驶用马达经由液压回路与行驶用泵连接。前进后退操作传感器输出表示前进后退操作部件的操作位置的信号。行进方向传感器输出表示车辆的实际行进方向的信号。控制器接收来自前进后退操作传感器、行进方向传感器的信号,控制行驶用泵、行驶用马达。控制器根据前进后退操作部件的操作位置、车辆的实际行进方向判定车辆是否为换向动作中。控制器在车辆为换向动作中时,决定目标制动力。控制器基于目标制动力,决定行驶用泵的目标容量以及/或者行驶用马达的目标容量。

本方式的作业车辆中,在车辆为换向动作中时,基于由控制器决定的目标制动力,决定行驶用泵的目标容量以及/或者行驶用马达的目标容量。因此,不通过节流部,而通过设定希望的目标制动力,能够抑制换向动作时的冲击。因此,与利用节流部抑制冲击的情况相比,能够提高换向动作时的行驶用泵以及/或者行驶用马达的控制的响应性。由此,在换向动作时,既能够抑制冲击的产生,又能够高精度地实现符合操作人员的意图的车辆的动作。

作业车辆也可以还具备加速器操作部件、加速器操作传感器。加速器操作传感器也可以输出表示加速器操作部件的操作量的信号。控制器也可以接受来自加速器操作传感器的信号。控制器也可以根据加速器操作部件的操作量决定目标制动力。

在该情况下,根据操作人员对加速器操作部件的操作,能够控制换向动作中的制动力。因此,能够高精度地实现符合操作人员的意图的车辆的动作。

控制器也可以参照目标制动数据,根据加速器操作部件的操作量决定目标制动力。目标制动数据也可以规定加速器操作部件的操作量与目标制动力的关系。在该情况下,能够根据目标制动数据的特性,控制换向动作中的制动力。

控制器也可以接受表示实际车速的信号。控制器也可以根据从换向动作的开始时的经过时间、实际车速、目标制动力,决定换向动作中的目标车速。控制器也可以根据换向动作中的目标车速,决定行驶用泵的目标容量。在该情况下,能够根据从换向动作的开始时的经过时间,高精度地控制作业车辆的车速。

控制器也可以根据从换向动作的开始时的经过时间,使换向动作中的目标车速接近0。在该情况下,能够在换向动作中使作业车辆逐渐减速。由此,能够抑制冲击的产生。

控制器也可以存储换向动作的开始时的行驶用泵的容量指令。控制器也可以通过根据从换向动作的开始时的经过时间与目标制动力使换向动作的开始时的行驶用泵的容量指令减少,来决定行驶用泵的目标容量。在该情况下,行驶用泵的目标容量从换向动作的开始时的容量逐渐变小。由此,能够抑制在换向动作的开始时产生冲击。

行驶用泵也可以包括第一泵端口、第二泵端口。行驶用马达也可以包括第一马达端口、第二马达端口。液压回路也可以包括将第一泵端口与第一马达端口连接起来的第一回路、将第二泵端口与第二马达端口连接起来的第二回路。作业车辆也可以包括第一压力传感器、第二压力传感器。第一压力传感器也可以输出表示第一回路的液压的信号。第二压力传感器也可以输出表示第二回路的液压的信号。控制器也可以接受来自第一压力传感器的信号和来自第二压力传感器的信号。控制器也可以根据来自第一压力传感器的信号和来自第二压力传感器的信号,取得第一回路与第二回路之间的实际压差。控制器也可以根据目标制动力与实际压差决定行驶用马达的目标容量。

在该情况下,通过基于目标制动力与实际压差控制行驶用马达的容量,能够获得希望的制动力。由此,能够高精度地实现符合操作人员的意图的车辆的动作。

控制器也可以接受表示实际车速的信号。控制器也可以根据实际车速的降低使目标制动力减少。在该情况下,作业车辆减速而越接近换向动作的结束,目标制动力越变小。由此,能够使作业车辆顺畅地停车而切换行进方向。

控制器也可以参照规定实际车速与目标制动力的上限值的关系的制动上限数据,根据实际车速决定目标制动力的上限值。在该情况下,能够根据制动上限数据的特性,控制换向动作中的制动力。

控制器也可以在前进后退操作部件的操作位置与车辆的实际行进方向不一致时,判定为车辆为换向动作中。在该情况下,能够高精度地判定车辆在换向动作中。

作业车辆也可以还具备微动操作部件、微动操作传感器。微动操作传感器也可以输出表示微动操作部件的操作量的信号。控制器也可以接受来自微动操作传感器的信号。控制器也可以根据微动操作部件的操作量决定目标制动力。

在该情况下,能够根据操作人员对微动操作部件的操作,控制换向动作中的制动力。因此,能够高精度地实现符合操作人员的意图的车辆的动作。

控制器也可以参照目标制动数据,根据微动操作部件的操作量决定目标制动力。目标制动数据也可以规定微动操作部件的操作量与目标制动力的关系。在该情况下,能够根据目标制动数据的特性,控制换向动作中的制动力。

第二方式的方法为为了控制作业车辆而通过控制器执行的方法。作业车辆具备发动机、行驶用泵、液压回路、行驶用马达、前进后退操作部件。行驶用泵利用发动机驱动。液压回路连接于行驶用泵。行驶用马达经由液压回路与行驶用泵连接。本方式的方法具备以下处理。

第一处理接收表示前进后退操作部件的操作位置的信号。第二处理接收表示作业车辆的实际行进方向的信号。第三处理根据前进后退操作部件的操作位置、车辆的实际行进方向,判定车辆是否为换向动作中。第四处理在作业车辆为换向动作中时,决定目标制动力。第五处理基于目标制动力,决定行驶用泵的目标容量以及/或者行驶用马达的目标容量。

本方式的方法中,在作业车辆为换向动作中时,基于由控制器决定的目标制动力,决定行驶用泵的目标容量以及/或者行驶用马达的目标容量。因此,不通过节流部,而通过设定希望的目标制动力,能够抑制换向动作时的冲击。因此,与利用节流部抑制冲击的情况相比,能够提高换向动作时的行驶用泵以及/或者行驶用马达的控制的响应性。由此,在换向动作时,既能够抑制冲击的产生,又能够高精度地实现符合操作人员的意图的车辆的动作。

发明效果

根据本发明,在换向动作时,既能够抑制冲击的产生,又能够高精度地实现符合操作人员的意图的作业车辆的动作。

附图说明

图1是实施方式的作业车辆的侧视图。

图2是表示作业车辆的驱动系统的构成的框图。

图3是表示作业车辆的驱动系统的构成的框图。

图4是表示作业车辆的控制系统的构成的框图。

图5是表示作业车辆的车速-牵引力特性的图。

图6是表示利用控制器执行的处理的流程图。

图7是表示用于决定目标车速的处理的图。

图8是表示用于决定目标发动机旋转速度的处理的图。

图9是表示用于决定行驶用泵的目标容量、行驶用马达的目标容量的处理的图。

图10是表示在换向动作时利用控制器执行的处理的流程图。

图11是表示用于决定换向动作中的目标制动力的处理的图。

图12是表示用于决定换向动作中的目标车速的处理的图。

图13是表示用于决定换向动作中的行驶用泵的目标容量的处理的图。

图14是表示用于决定换向动作中的行驶马达的目标容量的处理的图。

图15是表示用于决定其他实施方式的换向动作中的目标制动力的处理的图。

图16是表示现有技术的作业车辆的驱动系统的一部分的图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的一实施方式的作业车辆1进行说明。图1是作业车辆1的侧视图。作业车辆1为轮式装载机。作业车辆1具有车身2、作业机3、多个行驶轮4、驾驶部5。作业机3安装于车身2的前部。作业机3包括大臂11、铲斗12、提升液压缸13、铲斗缸14。

大臂11能够旋转地安装于车身2。大臂11利用提升液压缸13驱动。铲斗12能够旋转地安装于大臂11。铲斗12利用铲斗缸14上下移动。驾驶部5配置于车身2上。多个行驶轮4能够旋转地安装于车身2。

图2以及图3是表示搭载于作业车辆1的驱动系统的构成的框图。如图2所示,作业车辆1包括:发动机21、作业机用泵22、静液压式变速机(hydrostatictransmission;以下称作“hst”)23。发动机21例如为柴油式的发动机。燃料喷射装置24通过控制向发动机21的燃料喷射量,控制发动机21的输出转矩(以下,称作“发动机扭矩”)和旋转速度。发动机21的实旋转速度由发动机旋转速度传感器25检测。发动机旋转速度传感器25输出表示发动机21的实旋转速度的信号。

作业机用泵22连接于发动机21。作业机用泵22通过被发动机21驱动,排出工作油。从作业机用泵22排出的工作油经由作业机用液压回路26向提升液压缸13供给。由此,作业机3被驱动。

作业机用泵22为可变容量型的液压泵。在作业机用泵22连接有作业机泵控制装置28。作业机泵控制装置28控制作业机用泵22的容量。需要说明的是,作业机用泵22也可以是固定容量型的液压泵。

在作业机用液压回路26配置有作业机控制阀30。作业机控制阀30根据向作业机控制阀30施加的先导压,控制向提升液压缸13供给的工作油的流量。省略图示,但作业机控制阀30也可以控制向铲斗缸14供给的工作油的流量。需要说明的是,工作油的流量表示每单位时间供给的工作油的量。作业机控制阀30不限于液压先导的控制阀,也可以是电控制的电磁比例控制阀。操作人员通过操作未图示的作业机操作部件,来控制作业机控制阀30。因此,操作人员能够操作作业机3。

如图2以及图3所示,hst23包括行驶用泵31、驱动液压回路32、第一行驶马达33a、第二行驶马达33b。行驶用泵31连接于发动机21。行驶用泵31通过被发动机21驱动而排出工作油。行驶用泵31为可变容量型的液压泵。从行驶用泵31排出的工作油通过驱动液压回路32向行驶马达33a、33b输送。

驱动液压回路32将行驶用泵31与行驶马达33a、33b连接起来。驱动液压回路32包括第一驱动回路32a、第二驱动回路32b。第一驱动回路32a将行驶用泵31的第一泵端口31a与第一行驶马达33a的第一马达端口331连接起来。另外,第一驱动回路32a将行驶用泵31的第一泵端口31a与第二行驶马达33b的第一马达端口333连接起来。第二驱动回路32b将行驶用泵31的第二泵端口31b与第一行驶马达33a的第二马达端口332连接起来。另外,第二驱动回路32b将行驶用泵31的第二泵端口31b与第二行驶马达33b的第二马达端口334连接起来。行驶用泵31、行驶马达33a、33b、第一驱动回路32a、第二驱动回路32b构成了闭回路。

工作油通过从行驶用泵31经由第一驱动回路32a向行驶马达33a、33b供给,而使行驶马达33a、33b向前进方向驱动。在该情况下,工作油从行驶马达33a、33b经由第二驱动回路32b向行驶用泵31返回。另外,工作油通过从行驶用泵31经由第二驱动回路32b向行驶马达33a、33b供给,而使行驶马达33a、33b向后退方向驱动。在该情况下,工作油从行驶马达33a、33b经由第一驱动回路32a向行驶用泵31返回。

在驱动液压回路32设有驱动回路压传感器34。驱动回路压传感器34检测经由第一驱动回路32a或者第二驱动回路32b向第一行驶马达33a供给的工作油的压力。具体而言,驱动回路压传感器34包括第一回路压传感器34a、第二回路压传感器34b。

第一回路压传感器34a检测第一驱动回路32a的液压。第二回路压传感器34b检测第二驱动回路32b的液压。第一回路压传感器34a输出表示第一驱动回路32a的液压的信号。第二回路压传感器34b输出表示第二驱动回路32b的液压的信号。

行驶马达33a、33b为可变容量型的液压马达。行驶马达33a、33b利用从行驶用泵31排出的工作油驱动,产生用于行驶的驱动力。

在第一行驶马达33a连接有第一马达容量控制装置35a。第一马达容量控制装置35a控制第一行驶马达33a的容量。第一马达容量控制装置35a包括第一马达缸351、第一马达控制阀352。

第一马达缸351连接于第一行驶马达33a。第一马达缸351利用液压驱动,变更第一行驶马达33a的倾转角。第一马达控制阀352为基于向第一马达控制阀352输入的指令信号控制的电磁比例控制阀。第一马达控制阀352通过使第一马达缸351动作,变更第一行驶马达33a的容量。

在第二行驶马达33b连接有第二马达容量控制装置35b。第二马达容量控制装置35b控制第二行驶马达33b的容量。第二马达容量控制装置35b包括第二马达缸353、第二马达控制阀354。第二马达容量控制装置35b的构成与第一马达容量控制装置35a相同,因此省略详细说明。

行驶马达33a、33b连接于驱动轴37。驱动轴37经由未图示的车桥连接于上述行驶轮4。行驶马达33a、33b的旋转经由驱动轴37传递到行驶轮4。

由此,作业车辆1行驶。

hst23包括离合器54、离合器控制阀55。离合器54配置于第一行驶马达33a与驱动轴37之间。离合器54切换卡合状态与开放状态。离合器54在卡合状态下连接第一行驶马达33a与驱动轴37。由此,第一行驶马达33a的旋转与第二行驶马达33b的旋转一起传递到驱动轴37。离合器54在开放状态下使第一行驶马达33a与驱动轴37非连接。由此,第一行驶马达33a的旋转不传递到驱动轴37,而只有第二行驶马达33b的旋转传递到驱动轴37。

离合器控制阀55控制向离合器54的油室供给的工作油的压力。离合器控制阀55例如为电磁比例控制阀,根据输入的信号控制向离合器54的油室供给的工作油的压力。需要说明的是,离合器控制阀55也可以是根据输入的先导压控制的压力比例控制阀。通过利用离合器控制阀55控制向离合器54的油室供给的工作油的压力,离合器54切换为卡合状态和开放状态。

在作业车辆1设有车速传感器36。车速传感器36检测车速。车速传感器36输出表示车速的信号。例如车速传感器36通过检测驱动轴37的旋转速度来检测车速。另外,车速传感器36还作为检测作业车辆1的实际行进方向的行进方向传感器发挥功能。例如车速传感器36通过检测驱动轴37的旋转方向,检测作业车辆1的行进方向。车速传感器36不限于检测驱动轴37,也可以检测根据驱动轴37的旋转而旋转的其他轴,或者齿轮的旋转速度以及旋转方向。

hst23包括充液泵38、充液回路39。充液泵38为固定容量型的液压泵。充液泵38连接于发动机21。充液泵38通过被发动机21驱动,而经由充液回路39向驱动液压回路32供给工作油。

充液回路39连接于充液泵38。充液回路39经由第一检查阀41连接于第一驱动回路32a。充液回路39经由第二检查阀42,连接于第二驱动回路32b。

充液回路39经由第一泄压阀43连接于第一驱动回路32a。第一泄压阀43在第一驱动回路32a的液压比规定的释放压力大时打开。充液回路39经由第二泄压阀44连接于第二驱动回路32b。第二泄压阀44在第二驱动回路32b的液压比规定的释放压力大时打开。

在充液回路39设有充液泄压阀40。充液泄压阀40在充液回路39的液压比规定的释放压力大时打开。由此,充液回路39的液压被限制为不超过规定的释放压力。

在行驶用泵31连接有泵容量控制装置45。泵容量控制装置45控制行驶用泵31的容量。需要说明的是,液压泵的容量表示转一周的工作油的排出量(cc/rev)。另外,泵容量控制装置45控制行驶用泵31的排出方向。泵容量控制装置45包括泵控制缸46、泵控制阀47。

泵控制缸46连接于行驶用泵31。泵控制缸46利用液压驱动,变更行驶用泵31的倾转角。由此,泵控制缸46变更行驶用泵31的容量。泵控制缸46经由泵先导回路48连接于充液回路39。

泵控制阀47为基于向泵控制阀47输入的指令信号控制的电磁比例控制阀。泵控制阀47切换向泵控制缸46的工作油的供给方向。泵控制阀47通过切换向泵控制缸46的工作油的供给方向,切换行驶用泵31的排出方向。由此,变更行驶马达33a、33b的驱动方向,而切换作业车辆1的前进和后退。

具体而言,泵控制阀47切换为前进状态、后退状态、中立状态。泵控制阀47在前进状态下,将泵先导回路48连接于泵控制缸46的前进侧的油室,并且将泵控制缸46的后退侧的油室连接于返回回路49。因此,在泵控制缸46向前进侧驱动,将行驶用泵31的排出方向设定为前进方向。

在后退状态下,泵控制阀47将泵先导回路48连接于泵控制缸46的后退侧的油室,并且将泵控制缸46的前进侧的油室连接于返回回路49。由此,泵控制缸46向后退侧驱动,行驶用泵31的排出方向设定为后退方向。需要说明的是,泵控制阀47在中立状态下,使泵先导回路48、泵控制缸46的前进侧的油室、后退侧的油室经由节流部连接于返回回路49。

另外,泵控制阀47经由泵先导回路48控制向泵控制缸46供给的工作油的压力。具体而言,泵控制阀47通过变更向泵控制缸46供给的工作油的压力,调节行驶用泵31的倾转角。由此,行驶用泵31的容量被控制。

泵先导回路48经由泄压阀52连接于工作油缸。泄压阀52的先导端口经由换向阀53连接于第一驱动回路32a、第二驱动回路32b。换向阀53使第一驱动回路32a的液压与第二驱动回路32b的液压中的大的一方(以下,称作“驱动回路压”)导入泄压阀52的先导端口。

泄压阀52在驱动回路压成为规定的截止(カットオフ)压以上时,使泵先导回路48连通于工作油箱。由此,由于泵先导回路48的液压降低,使行驶用泵31的容量减少。其结果在于,驱动回路压的上升被抑制。

图4是表示作业车辆1的控制系统的示意图。如图4所示,作业车辆1包括加速器操作部件61、fr操作部件62、微动操作部件68。加速器操作部件61、fr操作部件62、微动操作部件68配置为能够被操作人员操作。加速器操作部件61、fr操作部件62、微动操作部件68配置于驾驶部5内。

加速器操作部件61例如为加速器踏板。但是,加速器操作部件61也可以是杆或者开关等其他部件。加速器操作部件61与加速器操作传感器64连接。加速器操作传感器64例如为检测加速器操作部件61的位置的位置传感器。加速器操作传感器64输出表示加速器操作部件61的操作量(以下,称作“加速器操作量”)的信号。加速器操作量例如通过在使加速器操作部件61进行全开操作的状态为100%时的比例表示。如后述那样,操作人员通过调整加速器操作量,而能够控制车速、牵引力。

fr操作部件62例如为fr杆。但是,fr操作部件62也可以是开关等其他部件。fr操作部件62切换为前进位置、后退位置、中立位置。fr操作部件62连接于fr操作传感器65。fr操作传感器65例如为检测fr操作部件62的位置的位置传感器。fr操作传感器65输出表示fr操作部件62的位置的信号。操作人员通过操作fr操作部件62,而能够切换作业车辆1的前进与后退。

微动操作部件68例如为微动踏板。但是,微动操作部件68也可以是杆或者开关等其他部件。微动操作部件68与微动操作传感器69连接。微动操作传感器69例如为检测微动操作部件68的位置的位置传感器。微动操作传感器69输出表示微动操作部件68的操作量(以下,称作“微动操作量”)的信号。微动操作量例如由使微动操作部件68进行全开操作的状态为100%时的比例表示。操作人员通过调整微动操作量,而能够控制车速、牵引力。

如图4所示,作业车辆1包括存储装置71、控制器72。存储装置71例如包括存储器、辅助存储装置。存储装置71例如也可以是ram或者rom等。存储装置71也可以是半导体存储器或者硬盘等。存储装置71为能够利用非临时(non-transitory)计算机读取的记录介质的一个例子。存储装置71能够由处理装置(处理器)执行,并且存储用于控制作业车辆1的计算机指令。

控制器72例如包括cpu等处理装置(处理器)。控制器72能够通信地连接于上述传感器以及存储装置71。控制器72通过有线或者无线能够通信地连接于上述各种传感器以及存储装置71。控制器72通过从传感器以及存储装置71接收信号而取得各种数据。控制器72编程为基于取得的数据控制作业车辆1。需要说明的是,控制器72也可以由相互独立的多个控制器构成。

控制器72通过有线或者无线能沟通信地连接于上述控制阀352、354、47、55以及燃料喷射装置24。控制器72通过向控制阀352、354、47、55以及燃料喷射装置24输出指令信号,对控制阀35a、35b、47、55以及燃料喷射装置24进行控制。

具体而言,控制器72通过向燃料喷射装置24输出指令信号,控制发动机扭矩以及发动机旋转速度。控制器72通过向第一马达控制阀352输出指令信号,控制第一行驶马达33a的容量。控制器72通过向第二马达控制阀354输出指令信号,控制第二行驶马达33b的容量。控制器72通过向泵控制阀47输出指令信号,控制行驶用泵31的容量。控制器72通过向离合器控制阀55输出指令信号,控制离合器54的切换。

控制器72以实现图5所示的车速-牵引力特性的方式,控制行驶用泵31的容量与行驶马达33a、33b的容量,来控制hst23的变速比。图5是表示根据操作人员进行的加速器操作部件61的操作变更的车速-牵引力特性的一个例子的图。在图5中,t100表示在加速器操作量为100%时的车速-牵引力特性。t80表示加速器操作量为80%时的车速-牵引力特性。t60表示加速器操作量为60%时的车速-牵引力特性。

控制器72根据fr操作部件62的位置控制泵控制阀47。详细而言,在fr操作部件62为前进位置时,控制器72使泵控制阀47成为前进状态。在fr操作部件62为后退位置时,控制器72使泵控制阀47成为后退状态。在fr操作部件62为中立位置时,控制器72使泵控制阀47成为中立状态。由此,根据fr操作部件62的操作位置,控制行驶用泵31。

控制器72使作业车辆1的行驶模式根据车速切换单马达行驶和双马达行驶。具体而言,控制器72在车速比规定的切换阈值低时,使离合器控制阀55成为卡合状态。由此,第一行驶马达33a连接于驱动轴37,第一行驶马达33a的旋转与第二行驶马达33b的旋转传递到驱动轴37。因而,在车速比规定的切换阈值低时,作业车辆1通过双马达行驶行驶。

控制器72在车速为规定的切换阈值以上时,使离合器控制阀55成为开放状态。由此,第一行驶马达33a与驱动轴37非连接,第一行驶马达33a的旋转不传递到驱动轴37,而仅有第二行驶马达33b的旋转传递到驱动轴37。因而,在车速为规定的切换阈值以上时,作业车辆1通过单马达行驶而行驶。

以下,对通过控制器72执行的处理进行说明。图6是表示通过控制器72执行的处理的流程图。需要说明的是,以下的说明中,对在作业车辆1前进时的控制进行说明,但也可以在作业车辆1后退时也进行相同的控制。

如图6所示,在s101中,控制器72取得加速器操作量。控制器72通过来自加速器操作传感器64的信号,取得加速器操作量。

在步骤s102中,控制器72决定目标车速。控制器72基于加速器操作量决定目标车速。图7表示用于基于加速器操作量决定目标车速的处理。

如图7所示,在步骤s111中,控制器72根据加速器操作量决定目标基准车速。目标基准车速为设定为作业车辆1在沿平地行驶时的目标到达车速的车速。存储装置71存储规定加速器操作量与目标基准车速的关系的基准车速数据d1。在基准车速数据d1中,根据加速器操作量的增大增大目标基准车速。控制器72参照基准车速数据d1,决定加速器操作量所对应的目标基准车速。

在步骤s112中,控制器72计算车速偏差。车速偏差为目标基准车速与实际的车速之差。在步骤s113中,控制器72计算目标加速度。控制器72根据车速偏差与加速器操作量计算目标加速度。具体而言,控制器72参照加速度数据d5,计算车速偏差所对应的目标加速度。加速度数据d5规定车速偏差与目标加速度的关系。在加速度数据d5中,根据车速偏差的增大减少目标加速度。控制器72根据加速器操作量变更加速度数据d5。控制器72即便车速偏差相同,也以加速器操作量越增大,目标加速度越增大的方式变更加速度数据d5。需要说明的是,车速偏差为负表示作业车辆1在加速中。车速偏差为正表示作业车辆1在减速中。目标加速度为正的值表示加速,目标加速度为负的值表示减速。

在步骤s114中,控制器72根据目标加速度计算目标速度变化量。控制器72通过在目标加速度的基础上乘以控制器72的计算周期,计算目标速度变化量。

在步骤s115与步骤s116中,控制器72在实际的车速上加上目标速度变化量。在步骤s117中,控制器72选择在实际的车速上加上目标速度变化量的值和目标基准车速中的小的一方(第一目标车速)。步骤s118中,控制器72选择在实际的车速上加上目标速度变化量的值和目标基准车速中的大的一方(第二目标车速)。

在步骤s119中,控制器72根据作业车辆1在加速中还是在减速中来决定目标车速。控制器72在与目标基准车速相比,实际的车速小时,判断为作业车辆1在加速中。另外,控制器72在与目标基准车速相比,实际的车速大时,判断为作业车辆1在减速中。控制器72在加速中将第一目标车速决定为目标车速,在减速中,将第二目标车速决定为目标车速。需要说明的是,在目标车速为负值时,控制器72使目标车速为0。

在步骤s103中,控制器72决定目标发动机旋转速度。控制器72根据加速器操作量、目标车速,决定目标发动机旋转速度。具体而言,如图8所示,控制器72根据加速器操作量、目标车速,决定目标输入马力。存储装置71存储表示目标车速、加速器操作量与目标输入马力的关系的目标输入马力数据d6。控制器72参照目标输入马力数据d6,以获得与加速器操作量相应的目标车速-目标输入马力特性的方式,根据加速器操作量、目标车速决定目标输入马力。

控制器72根据目标输入马力决定目标发动机旋转速度。存储装置71存储规定发动机扭矩与目标发动机旋转速度的关系的发动机扭矩-旋转速度数据d7。控制器72参照发动机扭矩-旋转速度数据d7决定与目标输入马力对应的目标发动机旋转速度。控制器72以发动机扭矩和行驶用泵31的吸收转矩与目标输入马力所对应的等马力线上的规定的匹配点mp一致的方式决定目标发动机旋转速度。控制器72以全速调制的方式,根据加速器操作量与负载,控制燃料喷射装置24。具体而言,控制器72在与加速器操作量相应的规则线上,以成为与负载相应的发动机旋转速度的方式向燃料喷射装置24输出指令信号。

接下来,在步骤s104中,控制器72决定行驶用泵31的目标容量。如图9a所示,控制器72根据目标车速、行驶马达33a、33b的最大容量、目标发动机旋转速度决定行驶用泵31的目标容量。具体而言,控制器72根据目标车速与行驶马达33a、33b的最大容量计算用于获得目标车速的行驶马达33a、33b的流量,并根据行驶马达33a、33b的流量与目标发动机旋转速度计算行驶用泵31的目标容量。控制器72将表示行驶用泵31的目标容量的指令信号向泵容量控制装置45输出。

需要说明的是,如上述那样,作业车辆1根据车速切换为双马达行驶和单马达行驶。上述行驶马达33a、33b的最大容量为在双马达行驶时,第一行驶马达33a的最大容量与第二行驶马达33b的最大容量的合计。行驶马达33a、33b的最大容量为在单马达行驶为第一行驶马达33a的最大容量。

在步骤s105中,控制器72决定行驶马达33a、33b的目标容量。如图9b所示,控制器72根据目标车速、目标发动机旋转速度、行驶用泵31的最大容量决定行驶马达33a、33b的目标容量。具体而言,控制器72根据目标发动机旋转速度、行驶用泵31的最大容量决定行驶用泵31的流量。控制器72根据目标车速计算用于获得目标车速的行驶马达33a、33b的旋转速度。控制器72根据行驶用泵31的流量、行驶马达33a、33b的旋转速度计算行驶马达33a、33b的目标容量。控制器72将表示行驶马达33a、33b的目标容量的指令信号输出到第一马达容量控制装置35a、第二马达容量控制装置35b。

接下来,对利用控制器72执行的换向动作时的控制进行说明。控制器72在作业车辆1为换向动作中时,根据加速器操作量决定目标制动力,并基于目标制动力,决定行驶用泵的目标容量以及行驶马达的目标容量。图10是表示在换向动作时利用控制器72执行的处理的流程图。控制器72在规定的运算周期内重复执行图10所示的处理。

如图10所示,在步骤s201中,控制器72取得fr操作部件62的操作位置。控制器72根据来自fr操作传感器65的信号,取得fr操作部件62的操作位置。

在步骤s202中,控制器72取得作业车辆1的实际行进方向。控制器72通过来自车速传感器36的信号,取得作业车辆1的实际行进方向。

在步骤s203中,控制器72取得作业车辆1的实际车速。控制器72利用来自车速传感器36的信号取得作业车辆1的实际车速。

在步骤s204中,控制器72判定换向判定为“on”还是“off”。换向判定为“on”表示在换向动作中。换向判定为“off”表示换向动作结束。

控制器72在作业车辆1的实际行进方向与fr操作部件62的操作位置产生不一致,并且有fr操作部件62的操作时,换向判定判定为“on”,在并非如此时,维持上一次的换向判定。控制器72在上一次的判定中,作业车辆1的实际行进方向与fr操作部件62的操作位置一致,并且在本次判定中作业车辆1的实际行进方向与fr操作部件62的操作位置不一致时,判定为产生了不一致。另外,控制器72在来自fr操作传感器65的信号的本次的值与上一次的值不同时,判定为有fr操作部件62的操作。需要说明的是,控制器72在作业车辆1为停止状态或者大致停止状态时,判定为一致。另外,控制器72在作业车辆1不为停止状态或者大致停止状态时,在fr操作部件62的操作位置为中立位置时,判定为不一致。

控制器72在作业车辆1的实际行进方向与fr操作部件62的操作位置一致或者后述换向动作中的目标车速比规定的结束阈值大时,换向判定判定为“off”。需要说明的是,结束阈值也可以不是0,或者也可以是将作业车辆1看作大致停止左右的小的值。目标车速以fr操作部件的操作位置所对应的方向为正。

在步骤s204中,在换向判定为“on”时,进入步骤s205。在步骤s205中,控制器72决定目标制动力。这里,控制器72根据加速器操作量决定目标制动力。图11是表示用于决定目标制动力的处理的图。

如图11所示,控制器72参照目标制动数据d2,d3,根据加速器操作量决定目标制动力。目标制动数据d2,d3规定加速器操作量与目标制动力的关系,并存储于存储装置71。具体而言,目标制动数据d2,d3包括双马达行驶时的目标制动数据d2、单马达行驶时的目标制动数据d3。各目标制动数据d2,d3规定根据加速器操作量的增大而增大的目标制动力。

在步骤s301中,控制器72根据离合器54的状态,决定作业车辆1的行驶模式为单马达行驶和双马达行驶中的任一种模式。具体而言,控制器72在离合器54为卡合状态时,判定为行驶模式为双马达行驶。控制器72在离合器54为开放状态时,判定为行驶模式为单马达行驶。

在行驶模式为双马达行驶时,在步骤s302中,控制器72参照双马达行驶时的目标制动数据d2,根据加速器操作量决定目标制动力。在行驶模式为单马达行驶时,控制器72在步骤s303中,参照单马达行驶时的目标制动数据,根据加速器操作量决定目标制动力。需要说明的是,在fr操作部件的操作位置为中立位置时,控制器72使目标制动力成为规定的一定值。

接下来,在图10所示的步骤s206中,控制器72决定换向动作时的目标车速。控制器72根据从换向动作的开始时的经过时间、实际车速、目标制动力,决定换向动作中的目标车速。图12是表示用于决定换向动作中的目标车速的处理的图。

如图12所示,在步骤s401中,控制器72计算由于目标制动力导致的目标车速的减速量。控制器72通过目标制动力除以作业车辆1的车重,并乘以控制器72的计算时间,来计算目标制动力导致的目标车速的减速量。控制器72的计算时间表示上述处理的重复的运算周期。

在步骤s402中,控制器72判定本次的运算时刻是否为换向动作的开始时。控制器72根据上述步骤s204的判定结果,判定本次的运算时刻是否为换向动作的开始时。控制器72在上一次的运算时刻中,换向判定为off,本次的运算时刻中,换向判定为on的情况下,判定为本次的运算时刻为换向动作的开始时。

控制器72在步骤s402中,在本次的运算时刻为换向动作的开始时的情况下,在步骤s403中,将在步骤s401计算的目标车速的减速量加到实际车速上来决定换向动作中的目标车速。因而,控制器72根据从换向动作的开始时的经过时间,使换向动作中的目标车速增大。

需要说明的是,实际车速以fr操作部件的操作位置所对应的方向为正。在换向动作中,作业车辆1的实际行进方向与fr操作部件的操作位置所对应的方向相反,因此这里的实际车速为负的值。

在步骤s402中,在本次的运算时刻为除了换向动作的开始时以外时,在步骤s404中,控制器72计算实际车速与上一次的换向动作中的目标车速中的大的一方,在实际车速与上一次的换向动作中的目标车速中的大的一方上加上在步骤s401中计算的目标车速的减速量,从而决定换向动作中的目标车速。

接下来,在图10所示的步骤s207中,控制器72决定换向动作中的行驶用泵31的目标容量。控制器72根据换向动作中的目标车速决定换向动作中的行驶用泵31的目标容量。图13是表示用于决定换向动作中的行驶用泵31的目标容量的处理的图。

如图13所示,在步骤s501中,控制器72使在步骤s403中决定的换向动作中的目标车速除以换向动作的开始时的实际车速,来计算车速比率。需要说明的是,控制器72将在换向动作的开始时检测的实际车速作为换向动作的开始时的实际车速存储在存储装置71。

在步骤s502中,通过在换向动作的开始时的行驶用泵31的容量指令上乘以在步骤s501中计算的车速比率,决定换向动作中的行驶用泵31的目标容量。需要说明的是,控制器72将在换向动作的开始时决定的行驶用泵31的目标容量作为换向动作的开始时的行驶用泵31的容量指令存储在存储装置71。

如上述那样,根据从换向动作的开始时的经过时间,换向动作中的目标车速的绝对值变小。因而,根据从换向动作的开始时的经过时间,车速比率也变小。因而,控制器72通过根据从换向动作的开始时的经过时间和目标制动力使换向动作的开始时的行驶用泵31的容量指令减少,来决定行驶用泵31的目标容量。

接下来,在图10所示的步骤s208中,控制器72决定换向动作中的行驶马达33a、33b的目标容量。图14是表示用于决定换向动作中的行驶马达33a、33b的目标容量的处理的图。

在步骤s601中,控制器72根据上一次的行驶马达33a、33b的容量指令与hst实际压差,计算现状的制动力。hst实际压差为第一驱动回路32a与第二驱动回路32b之间的实际压差。控制器72根据来自第一回路压传感器34a的信号、来自第二回路压传感器34b的信号取得hst实际压差。

具体而言,控制器72将上一次的行驶马达33a、33b的容量指令与hst实际压差的积除以马达转矩效率和变速器机械效率,并乘以规定的换算系数,从而计算现状的制动力。变速器机械效率为从hst23的输出轴到行驶轮4的传递效率。规定的换算系数为用于将hst23的输出轴的转矩换算为作业车辆1的牵引力的系数。

在步骤s602中,控制器72选择目标制动量与现状的制动力中的小的一方。在步骤s603中,控制器72判定本次的运算时刻是否为换向动作的开始时。控制器72在步骤s603中,本次的运算时刻不为换向动作的开始时的情况下,在步骤s604中,根据目标制动力与hst实际压差计算换向动作中的行驶马达33a、33b的目标容量。具体而言,控制器72在目标制动力上乘以规定的换算系数和变速器机械效率,并除以hst实际压差,乘以马达转矩效率,从而计算换向动作中的行驶马达33a、33b的目标容量。规定的换算系数为用于将作业车辆1的牵引力换算为在hst23的输出轴的转矩的系数。

需要说明的是,在步骤s605中,控制器72参照制动上限数据d4,根据实际车速决定目标制动力的上限值。制动上限数据d4规定实际车速与目标制动力的上限值的关系。在步骤s606中,控制器72选择目标制动力与上限值中的小的一方,在步骤s604中,根据目标制动力与上限值中的小一方,计算换向动作中的行驶马达33a、33b的目标容量。

制动上限数据d4规定根据实际车速的绝对值的降低而减少的目标制动力的上限值。因而,控制器72根据实际车速的绝对值的降低使目标制动力减少。

控制器72在步骤s603中,在本次的运算时刻为换向动作的开始时的情况下,根据目标制动力和现状的制动力中的小的一方,计算换向动作中的行驶马达33a、33b的目标容量。即,在换向动作的开始时,在现状的制动力比目标制动力小时,控制器72代替上述目标制动力,而根据现状的制动力计算换向动作中的行驶马达33a、33b的目标容量。由此,抑制在换向动作的开始时制动力急剧变化,能够抑制冲击的产生。需要说明的是,用于防止目标制动力的急剧变化的过滤处理也可以设于s603与s606的处理之间。由此,抑制在换向动作开始后目标制动力急剧变化,能够抑制冲击的产生。

在以上说明的本实施方式的作业车辆中,在作业车辆1为换向动作中时,基于由控制器72决定的目标制动力,决定行驶用泵31的目标容量以及行驶马达33a、33b的目标容量。因此,不通过节流部,而通过设定希望的目标制动力,而能够抑制换向动作时的冲击。因此,与通过节流部抑制冲击的情况相比,能够提高换向动作时的行驶用泵31以及行驶马达33a、33b的控制的响应性。由此,在换向动作时,既能够抑制冲击的产生,又能够符合操作人员的意图地高精度地实现作业车辆1的动作。

以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明不限于上述实施方式,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

作业车辆1并不限于轮式装载机,也可以是马达平地机等其他种类的车辆。作业车辆1的驱动系统以及控制系统的并不限于上述实施方式,也可以变更。例如行驶马达的数量不限于两个,也可以是一个或者三个以上。行驶用泵31的容量不限于泵控制阀47,也可以通过其他控制阀控制。即,用于控制经由泵先导回路48向泵控制缸46供给的工作油的压力的控制阀也可以独立于泵控制阀47设置。

用于上述各种运算的参数不限于上述情况,也可以变更。或者,除了上述参数以外的参数也可以用于运算。上述各种数据例如也可以通过算式表示或者也可以是表格、映射图等形式。

控制器72也可以利用与上述的实施方式不同的方法决定目标车速。控制器72也可以通过与上述的实施方式不同的方法来决定目标发动机旋转速度。控制器72也可以通过与上述的实施方式不同的方法决定行驶用泵31的目标容量。控制器72也可以通过与上述的实施方式不同的方法来决定行驶马达33a、33b的目标容量。

上述的实施方式中,控制器72在作业车辆1为换向动作中时,基于目标制动力,决定行驶用泵31的目标容量以及行驶马达33a、33b的目标容量。但是,控制器72在也可以在作业车辆1为换向动作中时,基于目标制动力,仅决定行驶用泵31的目标容量与行驶马达33a、33b的目标容量中的一方。

行进方向传感器不限于车速传感器,也可以是其他传感器。例如也可以通过输出表示作业车辆1的位置的信号的gps等gnss传感器检测作业车辆1的行进方向。

控制器72在目标制动力的计算中,也可以使用微动操作量。或者,控制器72也可以使用加速器操作量与微动操作量这两方,计算目标制动力。具体而言,如图15所示,控制器72基于加速器操作量与微动操作量,决定考虑了微动操作量的加速器、微动操作量。

控制器72也可以决定根据微动操作量的增大而减少的微动率。控制器72也可以通过在加速器操作量的基础上加上微动率,来决定加速器、微动操作量。控制器72也可以通过与上述步骤s301~s303相同的处理,根据加速器、微动操作量计算目标制动力。在该情况下,在加速器操作与微动操作同时进行时,与仅进行加速器操作时相比,目标制动力设定得较小。由此,能够更直观地设定换向动作时的作业车辆1的制动感。

工业上的可利用性

根据本发明,在换向动作时,既能够抑制冲击的产生,又能偶高精度地实现符合操作人员的意图的车辆的动作。

附图标记说明

21发动机

31行驶用泵

31a第一泵端口

31b第二泵端口

32驱动液压回路

32a第一驱动回路

32b第二驱动回路

33a第一行驶马达

33b第二行驶马达

34a第一回路压传感器

34b第二压力传感器

36车速传感器(行进方向传感器)

61加速器操作部件

62fr操作部件

64加速器操作传感器

65fr操作传感器

68微动操作部件

69微动操作传感器

72控制器

331第一马达端口

332第二马达端口

d2,d3目标制动数据

d4制动上限数据

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