專利名稱：作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作業(yè)車輛，其將發(fā)動機的動力分配到行駛動力系統(tǒng)和液壓 泵，通過行駛動力系統(tǒng)使驅(qū)動輪進行動作，并且，通過液壓泵使作業(yè)機進 行動作，尤其涉及控制發(fā)動機及液壓泵的裝置及方法。
背景技術(shù)：
輪式裝載機將發(fā)動機的動力分配到行駛動力系統(tǒng)和液壓泵，通過行駛 動力系統(tǒng)使驅(qū)動輪進行動作，并且，通過液壓泵使作業(yè)機等進行動作。艮P， 發(fā)動機的輸出(轉(zhuǎn)矩)通過液力變矩器、變速器等的行駛動力系統(tǒng)(動力 傳遞裝置)傳遞到驅(qū)動輪。由此，驅(qū)動輪被驅(qū)動，輪式裝載機行駛。這樣， 發(fā)動機的馬力的一部分作為液力變矩器吸收馬力被消耗。
另外，發(fā)動機的輸出傳遞到液壓泵，液壓泵被驅(qū)動。由此，從液壓泵 向液壓促動器(液壓缸)供給壓力油，從而作業(yè)機(大臂、鏟斗等)、冷 卻用閥等進行動作，進行作業(yè)等。這樣，發(fā)動機的馬力的一部分作為泵吸 收馬力被消耗。
輪式裝載機進行的作業(yè)的一實施方式有圖1所示的裝載作業(yè)。
艮口，輪式裝載機100容易通過鏟斗90將地面等的土砂等的貨物掘削 裝入，裝入貨物后，使鏟斗成傾斜末端姿勢(圖1 (a))，其后，使大臂(提 升臂)80 —邊上升一邊前進行駛(圖1 (b)、 (c))，再其后，將鏟斗卯 內(nèi)的貨物排出到自卸車200的車箱進行裝載(圖l (d))。
在此，在輪式裝載機100 —邊上升大臂80 —邊前進行駛接近自卸車 200的靠近自卸車時，為了在自卸車200的場所停止，使制動器進行動作。
作為制動裝置使用濕式的盤式制動器裝置，設(shè)置在前車軸、后車軸上。 另一方面，在前車軸、后車軸上設(shè)有各種齒輪等，為了潤滑齒輪等的滑動 面，將其由車軸用機油浸濕。
在下述專利文獻l中記載了如下發(fā)明，即通過檢測大臂的高度位置判定靠近自卸車時，在判定為是靠近自卸車時的情況下，控制成在自動變速 裝置中不換入低檔，由此能夠避免成為因換入低檔而引起的急劇進行制動 的狀態(tài)。
專利文獻l:特開昭63—265730號公報
在靠近自卸車時，為了使大臂80上升而加大踏下油門踏板。進而， 當制動器進行動作時，在車軸上作用大的驅(qū)動力，從而增加作用在車軸上 的負荷。當制動器進行動作時，使裝載著貨物的重量大的高速的車體減速。 所以，制動盤上產(chǎn)生大量的摩擦熱，并傳熱到車軸用機油中。由于作用在 車軸的負荷大，且增加了制動器產(chǎn)生出的熱，因此，車軸用機油成為高溫， 有可能造成因油溫上升而導致潤滑性等下降的不良影響。另外，因制動器 裝置產(chǎn)生出的熱而使很大的負荷作用在制動器裝置自身上，從而造成制動 器裝置的耐久性等下降等不良影響。
在此，也可以考慮構(gòu)筑通過機油冷卻器冷卻車軸用機油的系統(tǒng)，但是， 這樣的冷卻系統(tǒng)將導致高成本。
另外，也可以考慮在靠近自卸車時，使車速下降，降低車軸的負荷、 由制動器動作而產(chǎn)生的熱量，但是，由于使車速下降，所以發(fā)動機轉(zhuǎn)速下 降，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降引起液壓泵的排出流量減少，大臂80的上升速度延 緩。因此，導致大臂80的上升速度下降將有損作業(yè)效率的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這些實際狀況而開發(fā)的，其提供一種作業(yè)車輛的發(fā)動機 及液壓泵的控制裝置及方法，在作業(yè)車輛靠近自卸車時等， 一邊上升大臂 一邊行駛而接近將鏟斗內(nèi)的貨物排出的場所時，減輕車軸上作用的負荷， 降低因制動器進行動作而產(chǎn)生的熱量，從而能夠避免油溫上升導致的不良 影響，并且，不降低大臂的上升速度，從而能夠避免作業(yè)車輛的作業(yè)效率 的下降。
第一方面提供一種作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制裝置，其特征在
于，
適用于如下作業(yè)車輛，所述作業(yè)車輛將發(fā)動機的動力分配到行駛動力 系統(tǒng)和液壓泵，通過行駛動力系統(tǒng)使驅(qū)動輪進行動作，并且通過液壓泵使作業(yè)機進行動作，
該作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制裝置具備 油門操作裝置，其根據(jù)操作量設(shè)定發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速； 發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，其調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速以達到被指令的目標轉(zhuǎn)
速；
液壓泵調(diào)節(jié)裝置，其調(diào)節(jié)液壓泵的容量以得到被指令的排出流量； 油門量檢測裝置，其檢測油門操作裝置的操作量或發(fā)動機轉(zhuǎn)速為規(guī)定
的閾值以上的情況；
制動器操作裝置，其根據(jù)操作量設(shè)定車體的制動力；
制動器裝置，其產(chǎn)生制動力以得到由制動器操作裝置設(shè)定的制動力；
制動器檢測裝置，其檢測制動器裝置進行動作或制動器操作裝置進行
操作的情況；
車速檢測裝置，其檢測車體的速度達到規(guī)定的閾值以上的情況；
發(fā)動機及液壓泵的控制裝置，其以通過油門量檢測裝置檢測出油門操 作裝置的操作量或發(fā)動機轉(zhuǎn)速為規(guī)定的閾值以上，且通過制動器檢測裝置 檢測出制動器裝置進行動作或制動器操作裝置進行操作，且通過車速檢測 裝置檢測出車體的速度達到規(guī)定的閾值以上為條件，將用于降低發(fā)動機的 目標轉(zhuǎn)速的指令賦予發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，并且，
將用于補償該指令引起的液壓泵的排出流量的降低而維持液壓泵的 排出流量的指令賦予液壓泵調(diào)節(jié)裝置。
第二方面在第一方面的基礎(chǔ)上，提供一種作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵 的控制裝置，其特征在于，
作業(yè)車輛為輪式裝載機，各閾值被設(shè)定成適合輪式裝載機使大臂上升 并行駛從而接近將鏟斗內(nèi)的貨物排出的場所時的值。
根據(jù)本發(fā)明，以通過節(jié)流量檢測傳感器13檢測出油門踏板10的操作 量S為規(guī)定的閾值(操作量的70%)以上(步驟302)，且通過制動器壓 力檢測傳感器19檢測出制動器裝置16進行動作(制動器打開)(制動器 壓力Pbr為0.5MPa以上；步驟304)，且通過車速傳感器27檢測出車體 101的速度V為規(guī)定的閾值(車速V為2km/h)以上(步驟303)為條件， 變速箱控制器50將用于降低發(fā)動機1的目標轉(zhuǎn)速Nr的節(jié)流修正信號(使節(jié)流量S降低5%的指令信號)，通過發(fā)動機控制器60輸出到調(diào)速器11，
并且，將用于補償節(jié)流修正指令引起的液壓泵3的排出流量Q的降低(節(jié) 流量S降低5%、發(fā)動機轉(zhuǎn)速N降低5%而引起的排出流量Q降低5%)而 維持液壓泵3的排出流量Q的大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更指令，通過作業(yè) 機控制器70輸出到泵控制閥12 (步驟305)。由此，在輪式裝載機100靠 近自卸車時等， 一邊上升大臂80—邊行駛而接近將鏟斗90內(nèi)的貨物排出 的場所時，減輕車軸6上作用的負荷，降低因制動器裝置16進行動作而 產(chǎn)生的熱量，從而能夠避免油溫上升導致的不良影響。與此同時，不降低 大臂80的上升速度，而是維持原來的上升速度，因此能夠避免輪式裝載 機100的作業(yè)效率的下降。
本發(fā)明的第二方面中，將所述條件的各閾值設(shè)定成適合輪式裝載機 100使大臂80上升并行駛從而接近將鏟斗90內(nèi)的貨物排出的場所的狀況 (靠近自卸車)的值。
第三方面的發(fā)明、第四方面的發(fā)明為與第一方面的發(fā)明、第二方面發(fā) 明相對應(yīng)的方法的發(fā)明。


圖l (a)、 (b)、 (c)、 (d)是說明靠近自卸車的圖2是實施方式的輪式裝載機的構(gòu)成圖3是實施方式的輪式裝載機的側(cè)視圖4是實施方式的輪式裝載機的發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩線圖5 (a)、 (b)是表示通過實施方式的控制器進行的處理順序的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。
圖2是表示實施方式的作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制裝置的構(gòu)成 的框圖，本發(fā)明的部分表示輪式裝載機的構(gòu)成。
如同圖2所示，輪式裝載機100將發(fā)動機1的動力分配到行駛動力系 統(tǒng)40和液壓泵3，通過行駛動力系統(tǒng)40使驅(qū)動輪7進行動作，并且，通過液壓泵3使作業(yè)機等進行動作。
輪式裝載機100的發(fā)動機1的輸出軸與PTO軸30連結(jié)。PTO軸30 與液力變矩器2連結(jié)，并且與液壓泵3連結(jié)。液力變矩器2上沿動力傳遞 徑路40并列設(shè)有鎖止液力變矩器2的鎖止離合器4。
發(fā)動機l輸出的一部分，通過PTO軸30、液力變矩器2或鎖止離合 器4、變速箱20、減速器(差速器齒輪)5、車軸(前車軸、后車軸)6 傳遞到驅(qū)動輪7。另外，發(fā)動機l的輸出的其余部分通過PTO軸30傳遞 到液壓泵3。
圖3表示輪式裝載機100的外觀。
在輪式裝載機100的車體101的前方，設(shè)有構(gòu)成作業(yè)機(裝貨機)的 大臂(提升臂)80和鏟斗90。大臂80以根部的轉(zhuǎn)動軸82為轉(zhuǎn)動中心， 設(shè)置成相對于車體101在上下方向轉(zhuǎn)動自如。鏟斗90以大臂80的轉(zhuǎn)動軸 83為轉(zhuǎn)動中心，設(shè)置成在傾斜方向A、卸載方向B轉(zhuǎn)動自如。大臂80連 結(jié)有大臂用液壓缸81的桿。鏟斗90通過連桿92L、 93L連結(jié)有鏟斗用液 壓缸91的桿。大臂80的姿勢能夠由大臂80的長度方向C即連接大臂80 的根部的轉(zhuǎn)動軸82和前端的轉(zhuǎn)動軸83的軸線C限定。在靠近自卸車時， 大臂80的長度方向軸線C位于相對于水平線H向上的姿勢即前端的轉(zhuǎn)動 軸83比根部的轉(zhuǎn)動軸82靠上方的位置。本說明書將大臂80的長度方向 軸線C相對于水平線H的夾角a定義為"大臂角度"。另外，將大臂80 的長度方向軸線C相對于水平線H成為向上姿勢的方向(前端的轉(zhuǎn)動軸 83比根部的轉(zhuǎn)動軸82靠上方的方向)設(shè)為"大臂角度a "的正極性。在 靠近自卸車時，大臂角度a為正的極性(水平以上)。
大臂80上設(shè)有檢測大臂角度a的大臂角度檢測傳感器84 (圖2)。大 臂角度檢測傳感器84可以由電位計等角度傳感器、檢測大臂用液壓缸81 的行程位置的行程傳感器構(gòu)成。大臂角度檢測傳感器84的檢測信號a輸 入到作業(yè)機控制器70。
當鏟斗用液壓缸91的桿向退縮的方向進行動作時，鏟斗90向卸載方 向B轉(zhuǎn)動，當鏟斗用液壓缸91的桿向伸展的方向進行動作時，鏟斗90向 傾斜方向A轉(zhuǎn)動。
當鏟斗90向傾斜方向A轉(zhuǎn)動時，鏟斗90的開口向上，當鏟斗90向卸載方向B轉(zhuǎn)動時，鏟斗90的開口成為橫向?？拷孕盾嚂r，鏟斗用液 壓缸91達到傾斜結(jié)束的位置、即鏟斗用液壓缸91的桿伸展側(cè)的大致行程 結(jié)束位置或行程結(jié)束位置。另外，本說明書中，所謂傾斜結(jié)束位置的意思
不僅包含鏟斗用液壓缸91完全伸展后的位置，而且還包含達到大致伸展
后的位置的情況。
在鏟斗用液壓缸91上設(shè)有檢測達到傾斜結(jié)束位置P的情況的傾斜結(jié) 束位置檢測傳感器92 (圖2)。傾斜結(jié)束位置檢測傳感器92可以由設(shè)于鏟 斗用液壓缸91上的接近開關(guān)、限位開關(guān)、行程位置傳感器等構(gòu)成。傾斜 結(jié)束位置檢測傳感器92的檢測信號6輸入到作業(yè)機控制器70。
在大臂用液壓缸81上設(shè)有檢測同大臂用液壓缸81的底室的壓力即底 壓力Pbm的大臂底壓力檢測傳感器85 (圖2)?？拷孕盾嚂r，在鏟斗90 中裝載有貨物的狀態(tài)下，使大臂80上升，因此，大臂底壓力Pbm為高壓 (20Mpa以上)。大臂底壓力檢測傳感器85的檢測信號Pbm輸入到作業(yè) 機控制器70。
當液壓泵3被驅(qū)動時，從液壓泵3排出來的壓力油分別通過大臂用操 作閥、鏟斗用操作閥向大臂用液壓缸81、鏟斗用液壓缸91供給。因此， 大臂用液壓缸81以與液壓泵3的排出流量相對應(yīng)的速度進行動作。同樣， 鏟斗用液壓缸91以與液壓泵3的排出流量相對應(yīng)的速度進行動作。
另外，從液壓泵3的排出來的壓力油也向用于使冷卻用風扇、轉(zhuǎn)向機 構(gòu)等進行動作的液壓促動器供給，圖中省略了用于此的液壓回路的構(gòu)成。
在變速箱20上設(shè)有與前進速度級對應(yīng)的前進離合器25、與后退速度 級對應(yīng)的后退離合器26、與各速度級對應(yīng)的各速度級離合器21 24。
通過控制向各離合器21 26供給或由各離合器21 26排出的壓力油 的油壓(離合器壓)，控制各離合器21 26的輸入側(cè)和輸出側(cè)的摩擦卡合 力。同樣，通過控制向鎖止離合器4供給或由鎖止離合器4排出的壓力油 的油壓(離合器壓)，控制鎖止離合器4的輸入側(cè)和輸出側(cè)的摩擦卡合力。 變速箱20的各離合器21 26及鎖止離合器4通過變速箱控制器50控制 卡合動作(連接動作)、非卡合動作(切斷動作)。
在輪式裝載機100的駕駛席上設(shè)有根據(jù)操作位置選擇前進行駛級(前 進離合器25)或后退行駛級(后退離合器26)的作為操作裝置的進退選擇操作桿8。
表示進退選擇操作桿8的操作位置(前進位置"F"、后退位置"R"、 中立位置"M")的進退位置信號輸入到變速箱控制器50。
另外，在輪式裝載機100的駕駛席上設(shè)有根據(jù)操作位置選擇速度級的 變速范圍的檔位控制桿9。將表示檔位控制桿9的操作位置的檔位信號輸 入到變速箱控制器50。
在輪式裝載機100的駕駛席上設(shè)有作為根據(jù)踏下的操作量(節(jié)流量) S設(shè)定發(fā)動機1的目標轉(zhuǎn)速Nr的油門操作裝置的油門踏板10。
發(fā)動機1中設(shè)有作為調(diào)節(jié)發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速N以使之達到被指令的目標 轉(zhuǎn)速Nr的發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置的調(diào)速器11 。發(fā)動機控制器60將節(jié)流指令 信號輸出到調(diào)速器ll，控制發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速N，以得到與節(jié)流指令信號相 對應(yīng)的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速Nr。
液壓泵3上設(shè)有作為調(diào)節(jié)液壓泵3的容量q (cc/rev)以使之得到被指 令的排出流量Q (1/min)的液壓泵調(diào)節(jié)裝置的泵控制閥12。構(gòu)成泵控制器 的作業(yè)機控制器70將泵斜板指令信號輸出到泵控制閥12，控制液壓泵3 的斜板傾轉(zhuǎn)角(容量q)，以得到與泵斜板指令信號相對應(yīng)的斜板傾轉(zhuǎn)角(容
油門踏板10的操作量(節(jié)流量)S通過作為油門量檢測裝置的節(jié)流量 檢測傳感器13進行檢測。另外，發(fā)動機轉(zhuǎn)速N通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測傳感 器14進行檢測。節(jié)流量檢測傳感器13的檢測信號S及發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測傳 感器14的檢測信號N輸入到發(fā)動機控制器60。另外，節(jié)流量檢測傳感器 13的檢測信號S也輸入到變速箱控制器50。
輪式裝載機100駕駛席上設(shè)有作為根據(jù)踏下操作量U設(shè)定車體101 的制動力的制動器操作裝置的制動器踏板15。
車軸6上設(shè)有作為通過制動車軸6 (驅(qū)動輪7)而使車體101減速的 制動器裝置的制動器裝置16。制動器裝置16為根據(jù)供給的動作油的壓力 (制動器壓力)使制動器進行動作或釋放(動作解除)的液壓式的制動器 裝置。
制動器用控制閥17具有制動器動作位置17A、制動器釋放位置17B。 根據(jù)制動器用控制閥17的閥位置，向制動器裝置16供給的動作油的壓力(制動器壓力Pbr)變化。當制動器用控制閥17移動到制動器動作位置
17A側(cè)時，制動器裝置16進行動作。另外，當制動器用控制閥17移動到 制動器釋放位置17B側(cè)時，解除(釋放)制動器裝置16的動作。本實施 方式假設(shè)制動器壓力Pbr越大，制動器裝置16產(chǎn)生的制動力越大這一結(jié) 構(gòu)的制動系統(tǒng)。
制動器踏板15的踏下操作量U通過作為制動器檢測裝置的制動器操 作量檢測傳感器18進行檢測。另外，向制動器裝置16供給的制動器壓力 Pbr通過制動器壓力檢測傳感器19進行檢測。制動器操作量檢測傳感器 18的檢測信號U、制動器壓力檢測傳感器19的檢測信號Pbr輸入到變速 箱控制器50。制動器動作(制動器打開)時，通常制動器壓力Pbr為0.5MPa 以上。
變速箱控制器50生成與輸入的制動器踏板的踏下操作量U相對應(yīng)的 制動器指令信號，相對制動器用控制閥17輸出。由此，隨著制動器踏板 15的踏下操作量U增大，使制動器用控制閥17進行動作，以使制動器用 控制閥17從制動器釋放位置17B側(cè)移動到制動器動作位置17A偵ij。因此， 制動器踏板15的踏下操作量U越大，向制動器裝置16供給的制動器壓力 Pbr越大，制動器裝置16產(chǎn)生的制動力越大。
變速箱20的輸出軸上設(shè)有作為檢測變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速Nt的車速檢 測裝置的車速傳感器27。車速傳感器27的檢測信號Nt輸入到變速箱控制 器50。變速箱控制器50將變速器輸出軸轉(zhuǎn)速Nt變換成車體101的速度V。 在靠近自卸車時，輪式裝載機IOO通常以車速V為2km/h以上前進行駛。
變速箱控制器50基于輸入來的進退位置信號、檔位信號等輸出用于 選擇變速箱20的前進離合器25、后退離合器26的任一個并使之卡合的進 退離合器壓力指令信號，并且，輸出用于選擇變速箱20的各速度級離合 器21 24中的任一個速度級離合器并使之卡合的速度級離合器壓力指令 信號。
例如，當輪式裝載機100在以2速速度級進行后退行駛中(后退2速 "R2")，用于從后退切換到前進的進退位置信號輸入到變速箱控制器50 時，變速箱控制器50輸出用于選擇前進離合器25的進退離合器壓力指令 信號，按照規(guī)定的液壓變化模式，降低變速前的后退離合器26的離合器壓力，并且，使選擇的變速后的前進離合器25的離合壓力上升，使后退
離合器26處于非卡合狀態(tài)，并且，使前進離合器25卡合。由此，發(fā)動機 1的動力通過變速箱20的被選擇的變速后的前進離合器25、減速器5、車 軸6傳遞到驅(qū)動輪7，從而驅(qū)動驅(qū)動輪7。輪式裝載機100從后退行駛切 換到前進行駛，以2速速度級進行前進行駛(前進2速"F2")。
為了打開(卡合)、關(guān)閉(非卡合)鎖止離合器4，在輪式裝載機IOO 的駕駛席上設(shè)有鎖止離合器開關(guān)28。
鎖止離合器開關(guān)28的操作信號輸入到變速箱控制器50。在關(guān)閉鎖止 離合器開關(guān)28的操作信號的內(nèi)容的情況下，變速箱控制器50輸出用于使 鎖止離合器4處于非卡合狀態(tài)的鎖止離合器壓力指令信號。因此，只要關(guān) 閉鎖止離合器開關(guān)28，就能夠?qū)l(fā)動機l的動力通過液力變矩器2、變速 箱20、減速器5、車軸6傳遞到驅(qū)動輪7。另外，在打開鎖止離合器開關(guān) 28的情況下，變速箱控制器50當車速達到規(guī)定車速以上時輸出用于使鎖 止離合器4卡合的鎖止離合器壓力指令信號。由此，在打開鎖止離合器開 關(guān)28，車速達到規(guī)定車速以上的情況下，發(fā)動機1的動力能夠通過鎖止離 合器4、變速箱20、減速器5、車軸6傳遞到驅(qū)動輪7。
在發(fā)動機控制器60中，如后述所示，從變速箱控制器50輸入用于修 正節(jié)流量S的節(jié)流修正指令信號(節(jié)流量降低指令信號)。發(fā)動機控制器 60通過節(jié)流修正指令信號修正與油門踏板10的踏下操作量相對應(yīng)的節(jié)流 量S，并將與修正后的節(jié)流量S'相對應(yīng)的指令信號輸出到調(diào)速器ll，控 制發(fā)動機l以得到與節(jié)流量S'相對應(yīng)的目標轉(zhuǎn)速Nr。
發(fā)動機1為柴油發(fā)動機，發(fā)動機輸出的控制通過調(diào)節(jié)向缸內(nèi)噴射的燃 料量進行。該調(diào)節(jié)通過控制安裝于發(fā)動機1的燃料噴射泵上的調(diào)速器11 來進行。作為調(diào)速器ll，通常使用全速控制方式的調(diào)速器，根據(jù)負荷調(diào)節(jié) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量，以達到與節(jié)流量S，相對應(yīng)的目標轉(zhuǎn)速Nr。艮P， 調(diào)速器11增減燃料噴射量，以減小目標轉(zhuǎn)速Nr與實際的發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的 偏差。
圖4表示發(fā)動機1的轉(zhuǎn)矩線圖。圖4的橫軸是發(fā)動機轉(zhuǎn)速N，縱軸是
發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。
圖4中由最大轉(zhuǎn)矩線限定的區(qū)域表示發(fā)動機1能夠輸出的性能。調(diào)速器ll控制發(fā)動機l，使得不超過最大轉(zhuǎn)矩線而處于排氣界限，另外使得發(fā) 動機轉(zhuǎn)速N不超過高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速而處于過旋轉(zhuǎn)。
在此，在發(fā)動機控制器60輸出使節(jié)流量S'為100%的指令的情況下， 發(fā)動機l的目標轉(zhuǎn)速設(shè)定成與額定點相對應(yīng)的最高目標轉(zhuǎn)速Nm，調(diào)速器 11在連接額定點和高空轉(zhuǎn)點的最高速調(diào)節(jié)線Fem上進行調(diào)速。
在發(fā)動機控制器60輸出使節(jié)流量S'為95%的指令的情況下，發(fā)動 機l的目標轉(zhuǎn)速設(shè)定成相當于最高目標轉(zhuǎn)速Nm的95n/。的轉(zhuǎn)速N95，調(diào)速 器11在對應(yīng)的調(diào)節(jié)線Fe95上進行調(diào)速。
圖5 (a)、 (b)是表示變速箱控制器50、作業(yè)機控制器70進行的處 理的順序的流程圖。
本實施方式中，變速箱控制器50以通過節(jié)流量檢測傳感器13檢測出 油門踏板10的操作量S為規(guī)定的閾值(操作量的70%)以上，且通過制 動器壓力檢測傳感器19檢測出制動器裝置16進行動作(制動器打開)(制 動器壓力Pbr為0.5MPa以上)，且通過車速傳感器27檢測車體101的速 度V為規(guī)定的閾值(車速V為2km/h)以上為條件，將用于使發(fā)動機1 的目標轉(zhuǎn)速Nr降低的節(jié)流修正指令信號(使節(jié)流量S降低5%的指令信 號)，通過發(fā)動機控制器60輸出到調(diào)速器11，并且，將用于補償節(jié)流修正 指令引起的液壓泵3的排出流量Q的降低(節(jié)流量S降低5%、發(fā)動機轉(zhuǎn) 速N降低5%而引起的排出流量Q降低5%)而維持液壓泵3的排出流量 Q的指令，通過作業(yè)機控制器70輸出到液壓泵控制閥12。
步驟301 310是變速箱控制器50進行的處理，步驟321 329是作 業(yè)機控制器70進行的處理。
艮P，首先基于表示進退選擇操作桿8的選擇操作位置的操作信號，判 斷當前的選擇操作位置是前進"F"還是后退"R"(步驟301)。
接著，基于節(jié)流量檢測傳感器13的檢測信號S,判斷油門踏板10的 操作量即節(jié)流量S是否為70%以上'(油門開度70%以上)(步驟302)。
接著，基于車速傳感器27的檢測信號Nt，判斷車速V是否為2km/h 以上(步驟303)。
接著，基于制動器壓力檢測傳感器19的檢測信號Pbr，判斷制動器裝 置16是否進行動作(制動器打開；制動器壓力Pbr為0.5MPa以上)(步驟304)。在進退選擇操作桿8的選擇操作位置為前進"F"或后退"R"(步驟 301的判斷"是")，且油門開度為70%以上(步驟302的判斷"是")，且 車速V為2km/h以上(步驟303的判斷"是")，且制動器進行動作(制動 器打開)(步驟304的判斷"是")的情況下，實施下述的節(jié)流修正控制、 鎖止離合器強制關(guān)閉控制、大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更控制。在此，之所 以在步驟301的條件下也包含車體101進行后退的情況，是因為靠近自卸 車時以外的后退行駛時，若油門踏板10的踏下量加大，車速在規(guī)定車速 以上并且制動器打開，則作用于車軸6上的負荷增大，制動器裝置16產(chǎn) 生的熱量增大，因此需要對其進行抑制。1) 節(jié)流修正控制節(jié)流修正控制是為了抑制制動器裝置16產(chǎn)生的熱量、減輕作用于車 軸6上的負荷而進行的控制。變速箱控制器50將用于使節(jié)流量S降低5%、 使車速V降低的節(jié)流修正指令信號輸入到發(fā)動機控制器60 (步驟305)。 當發(fā)動機控制器60從變速箱控制器50收到節(jié)流修正指令信號時，相對調(diào) 速器ll輸出指令，控制發(fā)動機l，以將從作為油門踏板10的踏下操作量 的節(jié)流量S降低5。/。后的節(jié)流量S'作為修正節(jié)流量S'生成，得到與修正 后節(jié)流量S'相對應(yīng)的目標轉(zhuǎn)速。由此，即使100%踏下油門踏板10，節(jié) 流量S成為100%，也能夠修正節(jié)流量S，從而得到限制為節(jié)流量S的95% 的節(jié)流量S'。其結(jié)果如圖4所示，發(fā)動機l的目標轉(zhuǎn)速Nr被限制為最高目標轉(zhuǎn)速 Nm的95。/。的轉(zhuǎn)速N95。因此，即使100%踏下油門踏板10，發(fā)動機1的 轉(zhuǎn)速Nr也被限制為相當于最高目標轉(zhuǎn)速Nm的95%的轉(zhuǎn)速N95，據(jù)此車 速V降低。因此，在靠近自卸車時等，輪式裝載機100—邊上升大臂80—邊行 駛從而接近將鏟斗90內(nèi)的貨物排出的場所時，降低車速V，減輕作用于 車軸6上的負荷，減少因制動器裝置15動作而產(chǎn)生的熱量，從而能夠避 免油溫上升帶來的不良影響。2) 鎖止離合器強制關(guān)閉控制在鎖止離合器4打開的情況下，輸出用于關(guān)閉鎖止離合器4 (非卡合狀態(tài))的鎖止離合器壓力指令信號(步驟305)。由此，將發(fā)動機l的動力通過液力變矩器2、變速箱20、減速器5、車軸6傳遞到驅(qū)動輪7，從而 減輕作用于驅(qū)動輪7的負荷。3)大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更控制大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更控制是為了通過節(jié)流修正控制來補償發(fā) 動機轉(zhuǎn)速N降低5%、液壓泵3的排出流量Q降低5%的情況，從而維持 液壓泵3的排出流量Q而進行的控制。變速箱控制器50將用于使液壓泵3的斜板轉(zhuǎn)動角上升5%以維持排出 流量Q的大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更指令信號輸出到作業(yè)機控制器70(步 驟305)。在此，作業(yè)機控制器70判斷輪式裝載機100是否如圖3的姿勢D所 示，在貨物裝載到鏟斗90的狀態(tài)下使大臂90上升(步驟321、 322、 323)艮P，作業(yè)機控制器70基于大臂角度檢測傳感器84的檢測信號a判斷 大臂角度a是否為水平以上(步驟321)。接著，基于傾斜結(jié)束位置檢測傳感器92的檢測信號e，判斷鏟斗用 液壓缸91是否達到傾斜結(jié)束位置3 (步驟322)。接著，基于大臂底壓力檢測傳感器85的檢測信號Pbm判斷大臂底壓 力Pbm是否達到閾值(20MPa)以上。該閾值為用于判斷在貨物裝載到鏟 斗90的狀態(tài)下大臂80是否上升的值，該值因輪式裝載機100的種類不同 而不同(步驟323)。在大臂角度a為水平以上(步驟321的判斷"是")，且鏟斗用液壓缸 91達到傾斜結(jié)束位置e (步驟322的判斷"是")，且大臂底壓力Pbm達 到規(guī)定的閾值(20MPa)的情況下(步驟323的判斷"是")，判斷為是在 貨物裝載到鏟斗90的狀態(tài)下大臂80進行上升操作時，用于將液壓泵3的 排出流量Q的上限值限制為70%的斜板傾轉(zhuǎn)角指令輸出到泵斜板控制閥 12。由此，液壓泵3的斜板傾轉(zhuǎn)角的上限值調(diào)節(jié)為最大傾轉(zhuǎn)角的70%，液 壓泵3的排出流量Q的上限值斷開為最大排出流量的70%。該控制被稱作 大臂流量斷開控制。之所以進行大臂流量斷開控制，是由于在大臂起吊操 作時，即使將液壓泵3的排出流量Q的上限值斷開為最大流量的70y。，在 操作的感覺上也沒有問題(步驟324)。當作業(yè)機控制器70從變速箱控制器50接受大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變
更指令時(步驟325')時，用于將液壓泵3的排出流量Q的上限值從70% 變更到75%的斜板傾轉(zhuǎn)角指令輸出到泵斜板控制閥12。由此，液壓泵3 的斜板傾轉(zhuǎn)角的上限值從最大傾轉(zhuǎn)角的70%變更到75%。所以，即使通過 節(jié)流修正控制使發(fā)動機轉(zhuǎn)速N降低5%，液壓泵3的排出流量Q的上限值 也能夠維持為基于大臂流量斷開控制的上限值即最大排出流量的70% (步 驟325)。
由此，即使進行節(jié)流修正控制，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速N下降，液壓泵3的排 出流量Q也能夠維持為大臂流量斷開控制的原來的上限值即70%，因此， 不會導致大臂80的上升速度下降，可使大臂80以所希望的速度上升，從 而避免作業(yè)效率的下降。
以上是大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更控制的內(nèi)容。
接著，判斷解除上述步驟324的大臂流量斷開控制的條件是否成立。
即，作業(yè)機控制器70基于大臂角度檢測傳感器84的檢測信號a ，判 斷大臂角度a是否小于水平(步驟326)。
接著，基于傾斜結(jié)束位置檢測傳感器92的檢測信號P，判斷鏟斗用 液壓缸91是否為傾斜結(jié)束位置^以外(步驟327)。
接著，基于大臂底壓力檢測傳感器85的檢測信號Pbm，判斷大臂底 壓力Pbm是否小于閾值(20MPa)(步驟328)。
在此，在解除上述大臂流量斷開控制的所有條件均不成立的情況下 (步驟326、 327、 328的判斷全為"否")，不解除大臂流量斷開控制，而 是維持大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更控制(步驟325)，在解除大臂流量斷開 控制的條件中某一個成立的情況下，即大臂角度a小于水平(步驟326的 判斷"是")，或鏟斗用液壓缸91為傾斜結(jié)束位置P以外(步驟327的判 斷"是")，或大臂底壓力Pbm小于規(guī)定的閾值(20MPa)的情況下(步驟 328的判斷"是")的情況下，判斷為不是在將貨物裝載到了鏟斗90的狀 態(tài)下操作大臂80上升時，從大臂流量斷開控制轉(zhuǎn)換到通常的流量控制， 用于使液壓泵3的排出流量Q的上限值為100%的斜板傾轉(zhuǎn)角指令輸出到 泵斜板控制閥12。由此，將液壓泵3的斜板傾轉(zhuǎn)角的上限值調(diào)節(jié)為最大傾 轉(zhuǎn)角，液壓泵3的排出流量Q的上限值成為最大排出流量(100%)(步驟329)。另外，在大臂流量斷開控制的成立條件的某一個不成立的情況下(步
驟321、 322、 323的判斷中至少某一個為"否")，不進行大臂流量斷開控 制，而是維持通常的流量控制。
變速箱控制器50判斷在進行步驟305的節(jié)流修正控制等后，解除該 節(jié)流修正控制等的條件是否成立。
艮P，基于表示進退選擇操作桿8的選擇操作位置的操作信號，判斷當 前的選擇操作位置是否為前進"F"、后退"R"以外的位置即中立位置"M" (步驟306)。
接著，基于節(jié)流量檢測傳感器13的檢測信號S，判斷油門踏板10的 操作量即節(jié)流量S為50%以下(油門開度50%以下)的狀態(tài)是否持續(xù)規(guī)定 時間(0.3秒)以上(步驟307)。
接著，基于車速傳感器27的檢測信號Nt，判斷車速V是否小于2km/h (步驟308)。
接著，基于制動器壓力檢測傳感器19的檢測信號Pbr，判斷制動器裝 置16的動作是否被解除(制動器關(guān)閉；制動器壓力Pbr小于0.5MPa的狀 態(tài)是否持續(xù)規(guī)定時間(0.3秒)以上)(步驟309)。
在上述的解除條件全部不成立的情況下(步驟306、 307、 308、 309 的判斷全部為"否")，維持節(jié)流修正控制等(步驟305),在上述的解除條 件的某一個成立的情況下，即進退選擇操作桿8的選擇操作位置為中立位 置"M"(步驟306的判斷為"是")，或油門開度50%以下的狀態(tài)持續(xù)規(guī) 定時間(步驟307的判斷為"是")，或車速V小于2km/h (步驟308的判 斷為"是")，或解除制動器裝置16的動作(制動器關(guān)閉)(步驟309的判 斷為"是")的情況下，將節(jié)流修正控制、鎖止離合器強制關(guān)閉控制、大 臂起吊斜板傾轉(zhuǎn)角變更控制全部解除(步驟310)。
艮P，關(guān)閉節(jié)流修正指令向發(fā)動機控制器60傳送，解除使發(fā)動機l的 轉(zhuǎn)速N降低5%的控制，將發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速Nr設(shè)定成與油門踏板10的踏 下操作量S相對應(yīng)的值。
另外，解除鎖止離合器強制關(guān)閉控制。如果進行強制關(guān)閉鎖止離合器 4后經(jīng)過例如5秒以上，則解除鎖止離合器強制關(guān)閉控制，鎖止離合器4 通常根據(jù)鎖止離合器開關(guān)28的操作信號進行控制。如果強制關(guān)閉鎖止離合器4后不足5秒，則在強制關(guān)閉鎖止離合器4后經(jīng)過5秒的時刻解除鎖 止離合器強制關(guān)閉控制。
另外，關(guān)閉向作業(yè)機控制器70輸送大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更指令。 此時，液壓泵3通過通常的流量控制(步驟329)控制斜板傾轉(zhuǎn)角的上限 值達到100%。
另外，在節(jié)流修正控制等的成立條件的某一個不成立的情況下(步驟 301、 302、 303、 304判斷中的至少某一個為"否")，不進行節(jié)流修正控制 等，而是進行通常的控制。
這樣，據(jù)本實施方式，以通過節(jié)流量檢測傳感器13檢測出油門踏板 IO的操作量S為規(guī)定的閾值(操作量70%)以上(步驟302)，且通過制 動器壓力檢測傳感器19檢測制出動器裝置16進行動作(制動器打開)(制 動器壓力Pbr為0.5MPa以上；步驟304)，且通過車速傳感器27檢測出車 體IOI的速度V為規(guī)定的閾值(車速V為2km/h)以上(步驟303)為條 件，將用于降低發(fā)動機1的目標轉(zhuǎn)速Nr的節(jié)流修正指令信號(使節(jié)流量S 降低5%的指令信號)通過發(fā)動機控制器60輸出到調(diào)速器11，并且，將用 于補償節(jié)流修正指令引起的液壓泵3的排出流量Q的降低(節(jié)流量S降低 5%、發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低5%而引起的排出流量0降低5% )而維持液壓泵3 的排出流量Q的大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更指令，通過作業(yè)機控制器70 輸出到液壓泵控制閥12 (步驟305)。由此，在靠近自卸車時等，輪式裝 載機100 —邊上升大臂80 —邊行駛從而接近將l產(chǎn)斗90內(nèi)的貨物排出的場 所時，減輕作用于車軸6上的負荷，降低因制動器裝置16進行動作而產(chǎn) 生的熱量，從而能夠避免油溫上升導致的不良影響。與此同時，不降低大 臂80的上升速度，而是維持原來的上升速度，因此能夠避免輪式裝載機 IOO作用效率的下降。
本實施方式中，基于節(jié)流量檢測傳感器13的檢測信號，判斷油門踏 板10的操作量S為規(guī)定值以上(步驟302)，但只要判斷油門踏板10被較 大踏下從而發(fā)動機轉(zhuǎn)速N較大上升即可，步驟302的判斷也可以置換成基 于發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測傳感器14的檢測信號判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速N是否為規(guī)定的 閾值以上。
另外，本實施方式中，基于制動器壓力檢測傳感器19的檢測信號，判斷制動器裝置16進行動作(制動器打開)(步驟302)，但只要判斷踏下
制動器踏板15而使制動器裝置16進行動作即可，步驟304的判斷也可以 置換成基于制動器操作量檢測傳感器18的檢測信號，判斷制動器踏板15 的踏下操作量是否為規(guī)定的閾值以上。
另外，本實施方式中對步驟302、 303、 304的各閾值設(shè)定具體的數(shù)值 進行了說明，但這只是一例，因輪式裝載機100的種類不同而不同。其中， 步驟302、 303、 304的各閾值優(yōu)選設(shè)定為適合于輪式裝載機100使大臂80 上升并行駛從而接近將鏟斗90內(nèi)的貨物排出的場所的狀況(靠近自卸車) 的值。
本實施方式中，通過行駛條件(步驟301 304)判斷輪式裝載機IOO 使大臂80上升并行駛從而接近將鏟斗90內(nèi)的貨物排出的場所的狀況(靠 近自卸車)，但也可以代替行駛條件，通過作業(yè)機的條件、例如步驟321、 322、 323所示的作業(yè)機的條件來進行判斷。
本實施方式中，對假設(shè)作業(yè)車輛為輪式裝載機100的情況進行了說明， 但本發(fā)明只要是將發(fā)動機1的動力分配到液壓泵3和行駛動力系統(tǒng)40的 作業(yè)車輛，則也同樣可以適合于叉式起重機等其它的作業(yè)車輛。
權(quán)利要求
1. 一種作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制裝置，其特征在于，適用于如下作業(yè)車輛，所述作業(yè)車輛將發(fā)動機的動力分配到行駛動力系統(tǒng)和液壓泵，通過行駛動力系統(tǒng)使驅(qū)動輪進行動作，并且通過液壓泵使作業(yè)機進行動作，該作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制裝置具備油門操作裝置，其根據(jù)操作量設(shè)定發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速；發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，其調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速以達到被指令的目標轉(zhuǎn)速；液壓泵調(diào)節(jié)裝置，其調(diào)節(jié)液壓泵的容量以得到被指令的排出流量；油門量檢測裝置，其檢測油門操作裝置的操作量或發(fā)動機轉(zhuǎn)速為規(guī)定的閾值以上的情況；制動器操作裝置，其根據(jù)操作量設(shè)定車體的制動力；制動器裝置，其產(chǎn)生制動力以得到由制動器操作裝置設(shè)定的制動力；制動器檢測裝置，其檢測制動器裝置進行動作或制動器操作裝置進行操作的情況；車速檢測裝置，其檢測車體的速度達到規(guī)定的閾值以上的情況；發(fā)動機及液壓泵的控制裝置，其以通過油門量檢測裝置檢測出油門操作裝置的操作量或發(fā)動機轉(zhuǎn)速為規(guī)定的閾值以上，且通過制動器檢測裝置檢測出制動器裝置進行動作或制動器操作裝置進行操作，且通過車速檢測裝置檢測出車體的速度達到規(guī)定的閾值以上為條件，將用于降低發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速的指令賦予發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，并且，將用于補償該指令引起的液壓泵的排出流量的降低而維持液壓泵的排出流量的指令賦予液壓泵調(diào)節(jié)裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制裝置，其 特征在于，作業(yè)車輛為輪式裝載機，各閾值被設(shè)定成適合輪式裝載機使大臂上升 并行駛從而接近將鏟斗內(nèi)的貨物排出的場所時的值。
3、 一種作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制方法，其特征在于，適用于如下作業(yè)車輛，所述作業(yè)車輛將發(fā)動機的動力分配到行駛動力 系統(tǒng)和液壓泵，通過行駛動力系統(tǒng)使驅(qū)動輪進行動作，并且通過液壓泵使 作業(yè)機進行動作，該作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制方法以檢測出油門操作裝置的 操作量或發(fā)動機轉(zhuǎn)速為規(guī)定的閾值以上，且檢測出制動器裝置進行動作或 制動器操作裝置進行操作，且檢測出車體的速度達到規(guī)定的閾值以上為條 件，使發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速降低，并且，補償使發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速降低而引起的液壓泵的排出流量的降低而 維持液壓泵的排出流量。
4、如權(quán)利要求3所述的作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制方法，其 特征在于，作業(yè)車輛為輪式裝載機，各閾值被設(shè)定成適合輪式裝載機使大臂上升 并行駛從而接近將鏟斗內(nèi)的貨物排出的場所時的值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種作業(yè)車輛的發(fā)動機及液壓泵的控制裝置及方法，在作業(yè)車輛靠近自卸車時等，一邊上升大臂一邊行駛而接近將鏟斗內(nèi)的貨物排出的場所時，減輕車軸上作用的負荷，減少因制動器進行動作而產(chǎn)生的熱量，從而能夠避免因油溫上升帶來的不良影響，并且，不降低大臂的上升速度，從而能夠避免作業(yè)車輛的作業(yè)效率的下降。以通過節(jié)流量檢測傳感器檢測出油門踏板的操作量為規(guī)定的閾值(操作量的70％)以上，且通過制動器壓力檢測傳感器檢測出制動器裝置進行動作(制動器打開)，且通過車速傳感器檢測出車體的速度達到規(guī)定的閾值以上為條件，變速箱控制器通過發(fā)動機控制器，將用于降低發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速的節(jié)流修正指令信號向調(diào)速器輸出，并且，通過作業(yè)機控制器，將用于補償節(jié)流修正指令引起的液壓泵的排出流量的降低而維持液壓泵的排出流量的大臂起吊時斜板傾轉(zhuǎn)角變更指令向泵控制閥輸出。
文檔編號F02D29/00GK101287876SQ20068003825
公開日2008年10月15日 申請日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者畠中靖史 申請人:株式會社小松制作所