作业车辆、作业车辆的车速控制方法以及作业车辆的车速控制装置的制作方法

专利名称：作业车辆、作业车辆的车速控制方法以及作业车辆的车速控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种作业车辆、作业车辆的车速控制方法以及作业车辆的车速控制装置。
背景技术：
例如，在作为作业车辆的轮式装载机中，将发动机输出作为作业用动力和行驶用 动力而使用。在轮式装载机中，利用铲斗铲起砂土等装载物装载在卡车的车厢等中。于是， 在现有技术中，为了谋求轮式装载机的行驶速度和铲斗的上升速度之间的平衡，控制离合 器压力以使装载作业时的行驶速度保持为一定速度(专利文献1)。 另外，已知控制发动机的节流阀开度以实现恒速行驶的技术(专利文献2)、在从 离合器的开始切断到完成接合的期间限制车速控制的技术(专利文献3)，但是这些技术不 属于有关作业车辆的现有技术。 专利文献1 :(日本)特开平11-181841号公报
专利文献2 :(日本)特开2000-118264号公报 [OOOS] 专利文献3 :(日本)特开2004-299415号公报 在所述现有技术中，由于基于实际车速和目标车速之间的偏差控制离合器压力， 因此，以较短的周期反复加速和减速。这种短周期的加减速在操作作业车辆方面虽不成为 障碍，但在乘车舒适感方面还有改善的余地。

发明内容
本发明是着眼于上述问题而提出的，其目的在于，提供能够实现更加稳定的恒速 行驶的作业车辆、作业车辆的车速控制方法及作业车辆的车速控制装置。本发明的另一个 目的在于，提供一种作业车辆、作业车辆的车速控制方法及作业车辆的车速控制装置，基于 作为规范的行驶阻力求出恒速行驶所需的驱动力，算出得到该目标驱动力所需的离合器压 力，从而能够实现稳定的恒速行驶。本发明更多的目的通过后述的实施方式的记载而一一 知晓。 为了解决上述课题，本发明的作业车辆具有发动机、用于将来自该发动机的输出 分配到工作装置系统和行驶系统的分配器、经由该分配器与所述发动机连接的离合器、与 该离合器连接的变矩器、与该变矩器连接且将驱动力传递到驱动轮的变速箱、检测实际车 速的车速检测机构以及控制器，由该控制器进行控制以使利用该车速检测机构检测的实际 车速达到预先设定的目标车速；其中，控制器具有目标驱动力算出机构，其利用预先设定 的基准行驶阻力和车体重量算出实现目标车速所需的目标驱动力；目标输入转速算出机 构，其根据该算出的目标驱动力算出应输入到变矩器的转速的目标值即目标输入转速；实 际输入转速检测机构，其检测输入到变矩器的实际的转速；以及离合器压力设定机构，其设 定离合器的离合器压力以使该检测到的实际输入转速达到目标输入转速。
控制器可以具有修正机构，该修正机构用于根据目标车速和实际车速之间的偏差 修正基准行驶阻力。 修正机构可以具有开始条件判定机构，其判定用于修正基准阻力的开始条件是 否成立；以及基准行驶阻力设定机构，其在由开始条件判定机构判定开始条件成立的情况 下，在预先设定的范围内，使基准行驶阻力阶段性地变化。 开始条件判定机构可以在预先设定的规定期间内，在传递到车轮的驱动力的变化 在规定阈值以下，并且，实际车速的变化在其他规定阈值以下的情况下，判定为开始条件成 开始条件判定机构能够在预先设定的规定期间内，在传递到车轮的驱动力的变化 在规定阈值以下，并且，实际车速的变化在其他规定阈值以下，进而自前一次修正时经过了 规定期间的情况下，判定为开始条件成立。 开始条件判定机构也能够在预先设定的规定期间内，检测偏差的绝对值超过预先 设定的规定值的次数，如果该次数达到了预先设定的规定次数，则判定为开始条件成立。
目标驱动力算出机构可以构成为，通过车体重量乘以基准行驶阻力而求出目标驱 动力，通过该目标驱动力乘以驱动轮的有效半径而求出车轴输出扭矩，进而，该车轴输出扭 矩分别除以车轴齿数比和对应于变速箱所设定的速度档的齿数比而求出变速箱输入扭矩。 目标输入转速算出机构可以构成为，基于输出转速检测机构以及变速箱输入扭矩算出目标 输入转速，该输出转速检测机构检测由变矩器输出的转速，从该检测到的输出转速和目标 驱动力算出机构求出该变速箱输入扭矩。 控制器可以构成为，在目标车速和实际车速之间的偏差不足预先设定的阈值的情
况下执行第一控制，在偏差为阈值以上的情况下执行第二控制；第一控制具有利用预先
设定的基准行驶阻力和车体重量算出实现目标车速所需的目标驱动力的步骤；根据该算出
的目标驱动力算出应输入到变矩器的转速的目标值即目标输入转速的步骤；检测输入到变
矩器的实际的转速的步骤；以及设定离合器的离合器压力以使该检测到的实际输入转速达
到目标输入转速的步骤；第二控制在实际车速大于目标车速的情况下，使离合器压力减少
预先设定的规定值，在实际车速小于目标车速的情况下，使离合器压力增加规定值。 控制器可以具有修正机构，该修正机构用于根据目标车速和实际车速之间的偏差
修正基准行驶阻力；修正机构具有第一修正模式和第二修正模式，第一修正模式在预先设
定的规定期间内，在传递到车轮的驱动力的变化在规定阈值以下，并且，实际车速的变化在
其他规定阈值以下的情况下，使基准行驶阻力变化；第二修正模式在预先设定的规定期间
内，当第一控制和第二控制之间的转换次数达到预先设定的规定次数时，使基准行驶阻力变化。 根据本发明的另一方面的作业车辆的车速控制方法，该作业车辆具有发动机、与 该发动机连接的离合器、与该离合器连接的变矩器、与该变矩器连接且将驱动力传递到驱 动轮的变速箱以及检测实际车速的车速检测机构；该控制作业车辆的车速的方法分别执行 以下步骤利用预先设定的基准行驶阻力和车体重量算出实现预先设定的目标车速所需的 目标驱动力的步骤；根据该算出的目标驱动力算出应输入到变矩器的转速的目标值即目标 输入转速的步骤；检测输入到变矩器的实际的转速的步骤；以及设定离合器的离合器压力 以使该检测到的实际输入转速达到目标输入转速的步骤。
根据本发明的其他方面的作业车辆的车速控制装置，该作业车辆具有发动机、用 于将来自该发动机的输出分配到工作装置系统和行驶系统的分配器、经由该分配器与发动 机连接的离合器、与该离合器连接的变矩器、与该变矩器连接且将驱动力传递到驱动轮的 变速箱以及检测实际车速的车速检测机构；控制作业车辆的车速的控制装置具有目标驱 动力算出机构，其利用预先设定的基准行驶阻力和车体重量算出实现目标车速所需的目标 驱动力；目标输入转速算出机构，其根据该算出的目标驱动力算出应输入到变矩器的转速 的目标值即目标输入转速；实际输入转速检测机构，其检测输入到变矩器的实际的转速； 以及离合器压力设定机构，其设定离合器的离合器压力以使该检测到的实际输入转速达到 目标输入转速。 根据本发明，由于基于基准行驶阻力算出恒速行驶所需的目标驱动力，控制离合 器压力以便得到该目标驱动力，因此，能够实现更加稳定的恒速行驶，能够改善操作人员的 乘车舒适感。 根据本发明，由于能够基于目标车速和实际车速之间的偏差修正基准行驶阻力， 因此，能够将路面状况等环境变化、各部件的时效变化等包含在基准行驶阻力中进行控制， 能够在较长的期间实现稳定的恒速行驶。


图1是表示本实施例的作业车辆的整体结构的说明图； 图2是表示存储在存储器的参数和表格的构成的说明图； 图3是分别说明表示车速偏差和增减率之间关系的表格以及表示离合器压力的 目标值和控制信号的对应关系的表格的说明图； 图4是分别表示一次扭矩系数和速度比之间的对应关系以及扭矩比和速度比之 间的对应关系的曲线图； 图5是表示输入到变矩器的转速和由变矩器输出的扭矩之间关系的曲线图； 图6是表示整个车速控制的流程图； 图7是说明车速控制的状况的说明图； 图8是表示车道阻力为2%时的模拟结果的曲线图； 图9是表示车道阻力为1%时的模拟结果的曲线图； 图10是表示车道阻力为3%时的模拟结果的曲线图； 图11是表示车道阻力为3. 5%时的模拟结果的曲线图； 图12是表示车道阻力为4%时的模拟结果的曲线图； 图13是表示行驶阻力和目标驱动力之间关系的曲线图； 图14是表示用于修正规范行驶阻力的条件的曲线图； 图15是表示用于修正规范行驶阻力的第一修正处理的流程图； 图16是表示异常时用于修正规范行驶阻力的第二修正处理的流程图； 图17是第二实施例的车速控制的流程图； 图18是表示异常时用于修正规范行驶阻力的第二修正处理的流程图。 附图标记说明 1机械结构；2控制器；3车速设定器；10发动机；11输出分配器；12液压系统；13
7离合器；14变矩器；15变速箱；17F，17R车轴；18F，18R车轮；20S发动机转速传感器；21S 变矩器输入转速传感器；22S变速箱输出转速传感器；23S前轮输出转速传感器；20运算
部；20A车速控制部；20B规范行驶阻力修正部；21A程序；21B参数；21C表格；22变速箱控 制部；23输入输出接口部。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。如以下所述，在本实施方式中，基于作
为规范的基准行驶阻力求出恒速行驶所需的目标驱动力，控制离合器压力以得到该目标驱 动力。而且，在本实施方式中，通过基于实际车速和目标车速之间的偏差来修正基准行驶阻 力，自动地适应行驶环境的变化。实施例1
下面，以将本发明的实施例适用于作为作业车辆的轮式装载机的情况为例进行说 明。但是，对于除了轮式装载机以外的其他作业车辆，只要具备离合器、变矩器等也能够适 用本实施例。 图1是示意性地表示轮式装载机的整体结构的说明图。轮式装载机大致能够分为 机械结构1和控制结构(以下称为控制器)2。先说明机械结构l，接着说明控制器2。
机械结构1大致能够分为工作装置系统和行驶系统。工作装置系统具有例如向车 体前方延伸并可转动地设置的大臂、可转动地设置于大臂前端的铲斗、用于转动大臂的大 臂液压缸、用于转动铲斗的铲斗液压缸以及用于向铲斗液压缸和大臂液压缸供给液压油的 液压系统12等。 行驶系统具有调制离合器(以下称为离合器)13、变矩器14、变速箱15、车轴17F， 17R及车轮18F，18R等。另夕卜，为了便于说明，在图中分别用"Mod/C"、"T/C"和"T/M"来简 略表示离合器、变矩器和变速箱。 在上述的工作装置系统和行驶系统中，经由输出分配器(PT0 :PowerTake 0ff) 20 接收来自发动机10的输出。S卩，液压系统12和行驶系统构成为能够各自分别获得发动机 输出。离合器13将发动机10的输出(转速和扭矩)传递到变矩器14。利用由控制器2输 入的控制信号，控制离合器13的离合器压力。 在机械结构1的规定位置设置有传感器20S 23S。发动机转速传感器20S将发 动机转速作为电信号检测，输出到控制器2。控制器2能够从发动机转速和输出分配器11 的齿数比求出输入到离合器13的转速。 变矩器输入转速传感器21S将输入到变矩器14的转速作为电信号检测，输出到控 制器2。输入到变矩器的转速也是由离合器13输出的转速。因此，传感器21S也能够被称 为离合器输出转速传感器。 变速箱输出转速传感器22S将变速箱15的输出转速作为电信号检测，输出到控制 器2。控制器2从变速箱15的输出转速和变速箱的速度档能够反算出输入到变速箱15的 转速。输入到变速箱15的转速也是由变矩器14输出的转速。因此，传感器22S也是间接 地检测变矩器14的输出转速的传感器。 前轮输出转速传感器23S将前轮18F的转速作为电信号检测，输出到控制器2。控 制器2基于预先设定的车轮的有效半径和前轮的转速，能够求出现在的车速(实际车速)。另外，以上所述的传感器的配置是一个例子，本发明并不限于上述结构。 控制器2作为电子电路而构成，其包括例如运算部20、存储器21、变速箱控制部22
和输入输出接口部23。运算部20具有车速控制部20A和规范行驶阻力修正部(以下有时
简称为修正部)20B。车速控制部20A的作用在于，进行控制以使轮式装载机的车速与由车
速设定器3设定的目标车速一致。修正部20B的作用在于，根据行驶环境、机械结构1的时
效变化等而修正作为规范的行驶阻力。关于车速控制方法和修正方法，将在后面叙述。另
外，运算部20除具有上述功能部20A，20B之外，还能够设置其他功能部。 存储器21是例如存储程序21A、参数21B和表格21C的存储介质。运算部20通过
从存储器21读入程序21A，实现车速控制、行驶阻力的修正。参数21B是用于车速控制、行驶
阻力的修正的各种设定值。表格21C是用于车速控制、行驶阻力的修正的各种表格(图)。
关于参数21B和表格21C的构成例，结合图2将在后面叙述。 变速箱控制部22根据操作人员的行驶操作和车速确定速度档，将控制信号输出 到变速箱15。被选择的速度档也输入到运算部20。 输入输出接口部23是在各传感器20S 23S、离合器13和变速箱15之间用于接 收/发送电信号的电路。运算部20经由输入输出接口部23接收来自各传感器20S 23S 的检测信号。另外，运算部20经由输入输出接口部23将控制信号输出到离合器13。变速 箱控制部22也经由输入输出接口部23将控制信号输出到变速箱15。另外，对于上述控制 器2的结构，根据理解和实施本发明的必要程度进行简化来表示，本发明并不限于上述结 构。 图2是示意性地表示存储于存储器21的参数21B和表格21C的内容的说明图。在 以下的说明中，为了方便，不区分参数和表格而统称为表格。 表格T10存储作为规范的行驶阻力的值。作为规范的行驶阻力相当于"基准行驶 阻力"。作为规范的行驶阻力的值例如能够在1% 4%的范围内选择。优选例如在2% 3%的范围内选择。在本实施例中，作为规范行驶阻力的值利用2.5%。通过将规范行驶阻 力设定为2. 5%，能够适用于较多的路面状态。 但是，只要不记载于权利要求书中，在1% 4%的范围内或者在2% 3%的范围 内选择规范行驶阻力的值、以及将规范行驶阻力的值设定为2. 5%这种设定不影响本发明 的权利范围。即，本发明的范围适用于所有利用规范行驶阻力算出认为恒速行驶所需的目 标驱动力，并控制离合器压力以便得到该目标驱动力的作业车辆。 表格Tll存储车轴17F， 17R的齿数比。表格T12存储变速箱15的各速度档的齿 数比。在本实施例中，对于前进(F)和后退(R)分别备有三个速度档。表格T13存储轮式 装载机的车体重量(以下有时简称为车重)。在表格T13中能够存储在铲斗中未装入装载 物时的空载状态的车重(Wl)。而且，在表格T13中也能够存储可装入铲斗的装载物的重量 W2。 因此，在铲斗中未装入砂土等时的轮式装载机的车重为W1，在铲斗中装入砂土等 时的轮式装载机的车重为(Wl+W2)。如果是较大型的轮式装载机，例如空载时的车重(Wl) 为210t、装载时的车重(Wl+W2)达到250t。如果是这种程度的重量之差，也可以不管有无 装载物，基于空载时的车重W1和规范行驶阻力算出恒速行驶所需的目标驱动力。特别是， 在本实施例中，如在后面叙述那样，由于具有根据行使环境等自动地修正规范行驶阻力的
9机构，因此，能够通过规范行驶阻力的修正来吸收车重的稍许变化。 但是，例如在像小型轮式装载机那样、空载时和装载时的车重之差较大的情况下， 或者在欲更加准确地实现稳定行驶的情况下，根据装载物的有无，可以进行切换，或是利用 空载时的车重W1，或是利用装载时的车重(Wl+W2)。 表格T14存储车轮18F， 18R的有效半径TL。表格T15存储在后述的车速控制中使 用的增减率(e & K 7 7 :/率)。本说明书中的增减率，是指离合器压力的增加量或者减少 量。表格T16存储对应于各离合器压力的控制信号的值。表格T17存储一次扭矩系数(7° ，< ^ 'J卜A夕係数)。T18存储扭矩比。T19存储变矩器14的各输出转速中的变矩器14 的输出扭矩和变矩器14的输入转速之间的关系。 图3是表示表格T15， T16的构成例的说明图。在表格T15中，对于每一个AV值 (AV= IVset-Val)分别设定增减率，该A V为目标车速Vset和实际车速Va之差。当偏差 AV为规定值Thl以下时，增减率为0。规定值Thl是用于切换后述的两种控制方法的判定 用阈值。当偏差AV为规定值Thl以下时，作为第一控制进行基于规范行驶阻力的车速控 制，当偏差AV超过规定值Thl时，作为第二控制进行基于偏差AV的车速控制。
图4是表示表格T17，T18的构成例的说明图。表格T17存储速度比和一次扭矩系 数之间的对应关系。表格T18存储速度比和扭矩比之间的对应关系。速度比是变矩器14 的输出转速和输入转速之比。 一次扭矩系数是与变矩器14的性能相关的固有系数。扭矩 比是变矩器14的输出扭矩和输入扭矩之比。 图5是表示表格T19的构成例的说明图。在表格T19中，对于变矩器14的各输出 转速，存储输入到变矩器14的转速和从变矩器14输出的扭矩之间的对应关系。因此，通过 求出变矩器14的输出转速，能够选择应使用的表格T19。然后，根据从目标驱动力得到的变 矩器14的输出扭矩和被选择的表格T19能够求出输入转速，该输入转速用于从变矩器14 得到该输出扭矩。 图6是表示车速控制处理的流程图。以下的各流程图同样，根据理解和实施本发 明的必要程度来表示各处理过程的概要。因此，只要是本领域的技术人员，在不脱离本发明 范围的程度内能够变更步骤的顺序，或者将步骤变更为其他步骤等。 控制器2判断现在的驱动档位(走行^ > - )设定在前进档(F)、空档(N)还是后 退档(R)(SIO)。当驱动档位被设定在前进档或者后退档之一时，控制器2判断现在的速度 档设定在一速、二速还是三速(Sll)。在该实施例中，当现在的速度档被设定在一速或者二 速之一时，控制器2判定现在的车速Va是否在预先设定的最大车速Vmax以下(S12)。
当现在的车速Va在最大车速Vmax以下(S12 :是)时，控制器2算出由车速设定 器3设定的设定车速(目标车速)与实际车速Va之间的偏差AV(S13)，并判定该偏差AV 是否大于规定值Thl(S14)。当偏差AV的绝对值在规定值Thl以下(S14:否)时，控制器 2基于在后述的S20 S25中表示的第一控制设定离合器压力。当偏差A V的绝对值超过 规定值Thl (S14 :是)时，控制器2基于在S15中表示的第二控制设定离合器压力。
首先说明第二控制。在S15中，(1)当实际车速Va大于设定车速Vset时，控制器 2将前一次设定的目标离合器压力Pm值减少与偏差A V相应的增减率B (Pm = Pm-B) 。 (2) 当实际车速Va小于设定车速Vset时，控制器2将前一次设定的目标离合器压力Pm值增加 与偏差A V相应的增减率B (Pm = Pm+B)。然后，控制器2从表格T16读出对应于设定的目标离合器压力Pm的控制信号的值，将控制信号输出到离合器13(S16)。
在该实施例中，在驱动档位为空档、现在的速度档为三速、或实际车速Va超过最 大车速Vmax这三种情况中的任一情况下，控制器2设定目标离合器压力以使离合器13直 接连接(S17)。 接着，说明第一控制。当车速偏差AV的绝对值在规定值Thl以下(S14:否)时， 控制器2读入规范行驶阻力、速度档、车重等用于车速控制的各参数值(S20)。控制器2基 于各种参数算出为实现恒速行驶应从变矩器14输出的扭矩值Tout (S21)，而且，根据来自 传感器22S的信号，算出变矩器14的现在的输出转速NTCout(S22)。 控制器2利用表格T19算出应输入到变矩器14的转速NTCin以得到目标输出扭 矩Tout(S23)。控制器2基于来自传感器21S的信号，检测输入到变矩器14的实际输入转 速NTCa(S24)。控制器2设定离合器压力的目标值Pm，以使目标输入转速NTCin和实际输 入转速NTCa的偏差的绝对值lNTCin-NTCal成为0(S25)。控制器2将用于实现设定的离合 器压力Pm的控制信号输出到离合器13(S16)。 图7是表示由第一控制进行的离合器压力的控制状态的说明图。图7中的纵轴表 示输入到变矩器14的实际转速NTCa和目标输入转速NTCin的差分，图7中的横轴表示输 入到离合器13的实际转速和由离合器13输出的转速的差分。输入到离合器13的实际转 速对应于发动机转速。由离合器13输出的实际转速对应于输入到变矩器14的转速。在图 7中位于上侧的各区域ZA， ZB是车体动作处于加速状态的区域，在图7中位于下侧的区域 ZC是车体动作处于减速状态的区域。 第一区域ZA是实际输入转速NTCa大于目标输入转速NTCin且离合器13的输入 转速大的区域。在该区域ZA中，控制器2降低离合器压力使得离合器13的动作顺畅，减少 实际输入转速NTCa以消除输入到变矩器14的转速NTCa和目标输入转速NTCin之差。
第二区域ZB是实际输入转速NTCa大于目标输入转速NTCin且离合器13的输入 转速小的区域。在该区域ZB中，控制器2通过使离合器压力上升，使发动机制动处于有效 的状态，从而减少实际输入转速NTCa。 第三区域ZC是实际输入转速NTCa小于目标输入转速NTCin的区域。在此，控制 器2通过使离合器压力上升，增加实际输入转速NTCa。 在图7中位于中央部的区域ZD为死区。ZD的宽度被设定在例如士10rpm左右。 即，当实际车速Va和设定车速Vset之间的偏差A V被控制在10rpm以内时，控制器2不变 更离合器压力。 在图7中位于左上的区域ZE是滞后区域。当从区域ZA转换到区域ZE时，视为仍 然保持在区域ZA。相反，当从区域ZB转换到区域ZE时，视为仍然保持在区域ZB。当从区 域ZA通过滞后区域ZE而转换到区域ZB时，作为区域ZB而对待。与之相反也同样，当从区 域ZB通过滞后区域ZE转换到ZA时，作为区域ZA而对待。 图8 图12是改变实际的行驶阻力P的值而模拟基于本实施例的车速控制的结 果的曲线图。在图8 图12的上侧表示离合器压力的时间变化，在图8 图12的下侧表 示实际车速的时间变化。 图8表示实际行驶阻力为2. 5%的情况且规范行驶阻力和实际行驶阻力一致的情 况。此时如图所示，从大致经过4秒的位置起实现恒速行驶。
图9表示实际行驶阻力为1%的情况。此时如图所示，从大致经过7秒的位置起实 现恒速行驶。 图10表示实际行驶阻力为3%的情况。此时如图所示，从大致经过4秒的位置起 实现恒速行驶。 图11表示实际行驶阻力为3. 5%的情况。此时如图所示，也从大致经过4秒的位 置起实现恒速行驶。 图12表示实际行驶阻力为4%的情况。此时如图所示，从大致经过4秒的位置起 实现恒速行驶。但是，由于规范行驶阻力和实际行驶阻力之差大，如在图12的上侧所表示 的那样，离合器压力出现振荡现象(八 > ， > ，'现象)。有可能由于该振荡现象导致液压设 备的部件等寿命降低。 因此，在将规范行驶阻力设定为2. 5%的情况下，不优选在实际行驶阻力为4%以
上的作业现场作业。但是，如在后面所述那样，在本实施例中，由于具备使规范行驶阻力结
合实际的行驶环境而自动学习的功能，因此，在这种情况下也能够恰当地应对。 图13是表示行驶阻力和变矩器14的目标输出扭矩Tout之间的对应关系的曲线
图。在图13中虚线和实线分别表示装载时和空载时的情况。行驶阻力越增加，恒速行驶所
需的目标输出扭矩值越增加。另外，相比于空载时，装载时的恒速行驶所需的目标输出扭矩变大。 基于图14 图16说明自动地修正规范行驶阻力的方法。图14是表示规范行驶 阻力的修正开始条件的曲线图。图15是表示进行用于修正规范行驶阻力的处理的流程图。 参照图14说明图15所示的修正处理。 控制器2算出预先设定的期间tl内传递到车轮的驱动力F的变化AF(S30)。期间 tl设定为例如3秒左右。接着，控制器2检测期间tl内的实际车速Va的变化A Va(S31)。
控制器2判定驱动力变化AF是否在预先设定的阈值ThF以下(S32)。当驱动力 变化AF在阈值ThF以下(S32 :是)时，控制器2判定车速变化AVa是否在预先设定的阈 值ThVa以下(S33)。当车速变化A Va在阈值ThVa以下(S33 :是)时，控制器2判定自前 一次修正时是否经过了期间tl以上(S34)。当自前一次修正时经过了 tl以上(S34:是) 时，如以下所述进行行驶阻力的修正(S35 S38)。 在驱动力变化AF大于阈值ThF(S32 :否)、车速变化A Va大于阈值ThVa(S33 : 否)、自前一次修正时未经过tl (S34 :否)这三种情况中的任一情况下，由于修正的开始条 件未被满足，因此返回到S30。 在本实施例中，当为了在稳定的状态下修正规范行驶阻力，而驱动力变化AF和 车速变化AVa被控制在一定范围内时，开始修正处理。另外，在本实施例中，为了防止连续 执行修正处理，仅在自前一次修正时经过了期间tl以上的情况下，才开始修正处理。
控制器2对期间tl的平均车速的值Va-ave和将滞后h加在设定车速Vset上的 值(Vset+h)进行比较。当Va-ave大于Vset+h(S35 :是)时，控制器2使规范行驶阻力值 下降一个等级(S36)。当Va-ave小于Vset+h(S37 :是)时，控制器2使规范行驶阻力值增 加一个等级(S38)。此时，驱动力和速度分别处于稳定状态，但是，设定车速和平均车速不一 致。这意味着用于实现设定速度的必要驱动力的值不准确。于是，在本实施例中，改变规范 行驶阻力的值而修正必要驱动力的值。
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在本实施例中，将一个等级设定为0.5%。因此，如果使2.5%的规范行驶阻力下 降一个等级，则成为2% ，如果增加一个等级，则成为3% 。另外，在本实施例中，将行驶阻力 的上限值设定在4%，将行驶阻力的下限值设定在2%。在该上限值和下限值的范围内修正 规范行驶阻力。 图16是表示在产生类似振荡现象的异常时进行用于修正规范行驶阻力的处理的 流程图。例如，如图12所示，如果在实际行驶阻力为4%的作业现场使用将规范行驶阻力 设定为2.5%的轮式装载机，则产生振荡现象。此时，由于驱动力的变化AF未被控制在阈 值ThF的范围内，因此，不能开始图15所示的修正处理。于是，在本实施例中，为了在这种 异常时也能够修正规范行驶阻力而备有第二修正处理。 控制器2检测在预先设定的期间tl以内基于从行驶阻力算出的目标驱动力的车 速控制(第一控制)的执行次数(S40)。在此参照图6。如上所述，当车速偏差的绝对值 A VI在规定值Thl以下时，执行S20 S25的第一控制，当| A V |大于规定值Thl时，执行 S15的第二控制。如果将执行第一控制的情况称为第一控制的进行(on)状态，将替代第一 控制执行第二控制的情况称为第一控制的终止(off)状态，则控制器2检测在期间tl内第 一控制从进行状态到终止状态的变化次数(S40)。 控制器2判定变化次数是否达到预先设定的规定次数Nl (S41) 。 Nl设定在例如 "3"。当变化次数达到Nl (S41 :是)时，控制器2算出期间tl内的平均车速Va-證(S42)。 当平均车速Va-ave小于设定车速Vset(S43 :是)时，控制器2使规范行驶阻力值增加规定 值a (S44)。相反，当平均车速Va-ave大于设定车速Vset(S45 :是)时，控制器2使规范行 驶阻力值减少规定值a (S46)。 在此，规定值a设定在例如O. 5%。因此，可以换言之，在S44中使规范行驶阻力
增加一个等级，在S45中使规范行驶阻力减少一个等级。相反，可以换言之，在图15的S36
中使规范行驶阻力降低规定值，在S38中使规范行驶阻力增加规定值。 根据这样构成的本实施例得到以下效果。在本实施中，基于规范行驶阻力算出恒
速行驶所需的目标驱动力，控制离合器压力以得到该目标驱动力。因此，相比于根据车速的
偏差控制离合器压力的情况，能够实现更加稳定的恒速行驶，能够改善乘车舒适感。 在本实施例中，由于根据车速偏差自动地修正规范行驶阻力，因此，能够以规范行
驶阻力值吸收行驶环境的变化、车轮、部件的时效变化等来进行应对，能够实现鲁棒性高的控制。 在本实施例中，将基于目标驱动力控制离合器压力的第一控制和基于车速偏差控 制离合器压力的第二控制结合，在未执行第二控制的条件下(| AV|《Thl)执行第一控制。 因此，能够在仅设有第二控制的控制器中随后较容易地追加第一控制部分。
在本实施例中，由于结合第一控制和第二控制，因此，能够由第二控制控制大的车 速偏差AV，能够由第一控制控制小的车速偏差AV。因此，例如，即使在因路面状况的急剧 变化等而不能由第一控制控制车速偏差AV的情况下，也能够由第二控制来调节车速。
在本实施例中，在不能执行第一修正处理的异常时，执行第二修正处理以修正规 范行驶阻力。因此，也能够恰当地应对行驶环境的急剧变化。
实施例2
基于图17和图18说明第二实施例。以下所述的各实施例相当于第一实施例的变一实施例的不同点为中心进行说明。本实施例通过仅执行第一控制来 控制车速。 图17是表示本实施例中的车速控制处理的流程图。图17具有在图6中叙述的步 骤S10 S25中除S14和S15以外的所有步骤。即，在本实施例中，不进行第二控制(图6 中的S15)，仅进行第一控制(S20 S25)。 图18是表示例外时规范行驶阻力的修正处理的流程图。在本实施例中，如上所 述，仅执行第一控制。因此，控制器2计测在预先设定的期间tl内车速偏差的绝对值I AV| 变得大于规定值Thl的次数(S40A)。当该次数(变化次数)达到规定次数N1(S41 :是)时， 阶段性地调节规范行驶阻力(S42 S46)。这样构成的本实施例也得到与第一实施例相同 的效果。而且，在本实施例中，由于仅执行第一控制，因此，能够简化控制结构。
另外，本发明并不限于上述的各实施例。只要是本领域技术人员，在本发明的范围 内能够进行各种追加、变更等。例如，当变速箱具有行星齿轮方式的离合器时取消离合器 13，替代离合器13而能够使用变速箱内的离合器。在这种情况下也能够适用本发明。
权利要求
一种作业车辆，具有发动机(10)、用于将来自该发动机的输出分配到工作装置系统和行驶系统的分配器(11)、经由该分配器与所述发动机连接的离合器(13)、与该离合器(13)连接的变矩器(14)、与该变矩器(14)连接且将驱动力传递到驱动轮的变速箱(15)、检测实际车速的车速检测机构(23)以及控制器(2)，由该控制器(2)进行控制以使利用该车速检测机构检测的实际车速达到预先设定的目标车速；该作业车辆的特征在于，所述控制器(2)，具有目标驱动力算出机构(S1，S21)，其利用预先设定的基准行驶阻力和车体重量，算出实现所述目标车速所需的目标驱动力；目标输入转速算出机构(S3，S23)，其根据该算出的目标驱动力算出应输入到所述变矩器的转速的目标值即目标输入转速；实际输入转速检测机构(S4，S24)，其检测输入到所述变矩器的实际的转速；以及离合器压力设定机构(S5，S25)，其设定所述离合器的离合器压力以使该检测到的实际输入转速达到所述目标输入转速。
2. 如权利要求l所述的作业车辆，其特征在于，所述控制器(2)具有修正机构(20B， S30 S38， S40 S46)，该修正机构用于根据所 述目标车速和所述实际车速的偏差修正所述基准行驶阻力。
3. 如权利要求2所述的作业车辆，其特征在于， 所述修正机构具有开始条件判定机构(S30 S34， S40 S41)，其判定用于修正所述基准阻力的开始条 件是否成立；以及基准行驶阻力设定机构(S35 S38， S42 S46)，其在由所述开始条件判定机构判定 所述开始条件成立的情况下，在预先设定的范围内，使所述基准行驶阻力阶段性地变化。
4. 如权利要求3所述的作业车辆，其特征在于，所述开始条件判定机构(S30 S33)在预先设定的规定期间内，在传递到车轮的驱动 力的变化在规定阈值以下，并且，所述实际车速的变化在其他规定阈值以下的情况下，判定 为所述开始条件成立。
5. 如权利要求3所述的作业车辆，其特征在于，所述开始条件判定机构(S30 S34)在预先设定的规定期间内，在传递到车轮的驱动 力的变化在规定阈值以下，并且，所述实际车速的变化在其他规定阈值以下，进而自前一次 修正时经过了规定期间的情况下，判定为所述开始条件成立。
6. 如权利要求3所述的作业车辆，其特征在于，所述开始条件判定机构(S40， S41)在预先设定的规定期间内，检测所述偏差的绝对值 超过预先设定的规定值的次数，如果该次数达到了预先设定的规定次数，则判定为所述开 始条件成立。
7. 如权利要求l所述的作业车辆，其特征在于，所述目标驱动力算出机构(Sl， S21)构成为，通过所述车体重量乘以所述基准行驶阻 力而求出目标驱动力，通过该目标驱动力乘以所述驱动轮的有效半径而求出车轴输出扭 矩，进而，该车轴输出扭矩分别除以车轴齿数比和对应于所述变速箱所设定的速度档的齿 数比而求出变速箱输入扭矩；所述目标输入转速算出机构(S3，S23)构成为，基于输出转速检测机构(S2，S22)以及 所述变速箱输入扭矩算出所述目标输入转速，所述输出转速检测机构(S2， S22)检测由所 述变矩器输出的转速，从该检测到的输出转速和所述目标驱动力算出机构求出所述变速箱 输入扭矩。
8. 如权利要求l所述的作业车辆，其特征在于，所述控制器(2)构成为，在所述目标车速和所述实际车速的偏差未达到预先设定的阈 值的情况下执行第一控制，在所述偏差为所述阈值以上的情况下执行第二控制； 所述第一控制具有步骤(S1，S21)，利用预先设定的基准行驶阻力和车体重量算出实现所述目标车速所需 的目标驱动力；步骤(S3，S23)，根据该算出的目标驱动力算出应输入到所述变矩器的转速的目标值即 目标输入转速；步骤(S4， S24)，检测输入到所述变矩器的实际的转速；以及步骤(S5，S25)，设定所述离合器的离合器压力以使该检测到的实际输入转速达到所述 目标输入转速；所述第二控制执行步骤(S15)，在该步骤(S15)中，当所述实际车速大于所述目标车速 时，使所述离合器压力减少预先设定的规定值，当所述实际车速小于所述目标车速时，使所 述离合器压力增加所述规定值。
9. 如权利要求8所述的作业车辆，其特征在于，所述控制器(2)具有修正机构，该修正机构用于根据所述目标车速和所述实际车速的 偏差修正所述基准行驶阻力；所述修正机构具有第一修正模式(S30 S38)和第二修正模式(S40 S46);所述第一修正模式在预先设定的规定期间内，在传递到车轮的驱动力的变化在规定阈 值以下，并且，所述实际车速的变化在其他规定阈值以下的情况下，使所述基准行驶阻力变 化；所述第二修正模式在预先设定的规定期间内，当所述第一控制和所述第二控制之间的 转换次数达到预先设定的规定次数时，使所述基准行驶阻力变化。
10. —种作业车辆的车速控制方法，该作业车辆具有发动机(10)、与该发动机连接的 离合器(13)、与该离合器(13)连接的变矩器(14)、与该变矩器(14)连接且将驱动力传递 到驱动轮的变速箱(15)以及检测实际车速的车速检测机构(23);该作业车辆的车速控制 方法的特征在于，分别执行以下步骤步骤(S1，S21)，利用预先设定的基准行驶阻力和车体重量算出实现预先设定的目标车 速所需的目标驱动力；步骤(S3，S23)，根据该算出的目标驱动力算出应输入到所述变矩器的转速的目标值即目标输入转速；步骤(S4， S24)，检测输入到所述变矩器的实际的转速；以及步骤(S5，S25)，设定所述离合器的离合器压力以使该检测到的实际输入转速达到所述 目标输入转速。
11. 如权利要求IO所述的作业车辆的车速控制方法，其特征在于，具有修正步骤(20B， S30 S38， S40 S46)，该修正步骤用于根据所述目标车速和所 述实际车速的偏差修正所述基准行驶阻力。
12. 如权利要求11所述的作业车辆的车速控制方法，其特征在于， 所述修正步骤具有开始条件判定步骤(S30 S34， S40 S41)，判定用于修正所述基准阻力的开始条件 是否成立；以及基准行驶阻力设定步骤(S35 S38， S42 S46)，在由所述开始条件判定步骤判定所述开始条件成立的情况下，在预先设定的范围内，使所述基准行驶阻力阶段性地变化。
13. 如权利要求12所述的作业车辆的车速控制方法，其特征在于， 在所述开始条件判定步骤(S30 S33)中，在预先设定的规定期间内，当传递到车轮的驱动力的变化在规定阈值以下、并且所述实际车速的变化在其他规定阈值以下时，判定为 所述开始条件成立。
14. 如权利要求12所述的作业车辆的车速控制方法，其特征在于， 在所述开始条件判定步骤中，在预先设定的规定期间内，检测所述偏差的绝对值超过预先设定的规定值的次数，如果该次数达到了预先设定的规定次数，则判定为所述开始条 件成立。
15. —种作业车辆的车速控制装置，其用于控制作业车辆的车速，该作业车辆具有发动 机(10)、用于将来自该发动机的输出分配到工作装置系统和行驶系统的分配器(11)、经由 该分配器与所述发动机连接的离合器(13)、与该离合器(13)连接的变矩器(14)、与该变矩 器(14)连接且将驱动力传递到驱动轮的变速箱(15)以及检测实际车速的车速检测机构 (23);该作业车辆的车速控制装置的特征在于，具有目标驱动力算出机构(S1，S21)，其利用预先设定的基准行驶阻力和车体重量算出实现 所述目标车速所需的目标驱动力；目标输入转速算出机构(S3，S23)，其根据该算出的目标驱动力算出应输入到所述变矩 器的转速的目标值即目标输入转速；实际输入转速检测机构(S4， S24)，其检测输入到所述变矩器的实际的转速；以及离合器压力设定机构(S5，S25)，其设定所述离合器的离合器压力以使该检测到的实际 输入转速达到所述目标输入转速。
全文摘要
本发明提供一种作业车辆、作业车辆的车速控制方法以及作业车辆的车速控制装置。本发明的作业车辆实现更加稳定的恒速行驶。控制器(2)的车速控制部(20A)根据预先设定的规范行驶阻力算出恒速行驶所需的目标驱动力(S1)。车速控制部(20A)根据变矩器(14)的输出转速(S2)和目标驱动力(S1)，求出应输入到变矩器(14)的目标输入转速(S3)，设定离合器压力以消除该目标输入转速和实际输入转速(S4)之差(S5)。规范行驶阻力修正部(20B)根据路面状况、部件的时效变化等修正规范行驶阻力。由此，能够进行稳定的恒速行驶。
文档编号B60K31/00GK101755140SQ20088002509
公开日2010年6月23日 申请日期2008年7月8日 优先权日2007年7月18日
发明者斋藤芳明 申请人:株式会社小松制作所