专利名称：发动机转速控制装置及具有该装置的机动平路机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机转速控制装置，特别涉及一种具备变速箱的机动平路机的发动机转速控制装置，该变速箱具有多个能够手动变速的低速挡和至少一个高速挡。另外，本发明涉及一种具有上述发动机转速控制装置的机动平路机。
背景技术：
机动平路机是用于进行路面或地面的平整作业、或进行除雪作业等的作业车辆，具备发动机、前后行驶轮、包含刮板等的作业装置、包含变矩器及变速箱的动力传递机构。变速箱具备多个速度挡，通过手动变速或者手动变速及自动变速来切换速度挡。对上述机动平路机而言，近年来，希望与其他作业车辆同样实现节油性能。因此，提出了专利文献1所公开的发动机输出控制装置。在专利文献1的装置中，存储多条发动机输出曲线，根据作业模式选定适当的输出曲线，从而控制发动机输出。即，根据情况限制发动机的输出，由此，改善油耗性能，提高作业性。另外，专利文献2公开了，当变速箱的速度挡处于最高速度挡时，通过使发动机的最高转速的调节线向低转速侧移动，从而谋求改善油耗性能。专利文献1 (日本)再公表公报W02005/042951号公报专利文献2 (日本)特开昭63-70311号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题在此，在机动平路机进行整地作业或除雪作业的情况下，要求以lkm/h左右的极低速度稳定地行驶。另一方面，当不进行作业的回送状态时，要求50km/h以上的高速行驶。因此，机动平路机设有多个速度挡，从而能够在非常宽的速度区间内使用。机动平路机多数情况下将变速箱设定为低速挡(一挡 三挡)中的例如二挡，并且在加速器全开状态下以10km/h左右的速度进行作业。上述机动平路机的作业大多为负载比较轻的作业，当在低速挡并且在加速器全开的情况下进行作业时，相对于负载，发动机扭矩过大。因此，在作业时，造成燃料不必要的消耗，导致油耗性能变差。针对上述情况，在上述专利文献1及2的现有技术中，不能有效地改善油耗性能。另外，如果如专利文献2所述，限制最高速度挡的最高转速，导致降低回送时的行驶速度。本发明的课题在于，在机动平路机中，有效地改善作业时的油耗性能，并且不降低回送时的最高速度。
发明内容
第一发明的机动平路机的发动机转速控制装置是控制机动平路机的发动机转速的装置，该机动平路机具备变速箱，该变速箱具有多个能够手动变速的低速挡和至少一个高速挡，并且能够切换手动模式和自动变速模式，手动模式是能够手动地选择所有速度挡的模式，自动变速模式是能够在规定的速度挡以上的速度挡进行自动变速的模式。该发动机转速控制装置具备检测变速箱所选择的速度挡的速度挡检测装置、上限转速控制装置。当速度挡为高速挡时，上限转速控制装置将发动机的上限转速设定为回送用上限转速，当速度挡为低速挡时，上限转速控制装置将发动机的上限转速设定为比所述回送用上限转速低的作业用上限转速。在该装置中，在能够手动变速的低速挡，将发动机的上限转速设定为比较低的作业用上限转速。因此，与未限制上限转速的现有车辆相比，降低低速挡的各速度挡的最高速度。其结果是，操作员提前向上级速度挡变速。即，通过将发动机的上限转速限制为作业用上限转速，促进操作员在比现有的时机早的时机向高挡变速。因此，在作业时，选择比现有速度挡高的速度挡，从而能够改善作业时的油耗性能。另一方面，在速度挡为高速挡的情况下，将发动机的上限转速设定为高的回送用上限转速。因此，能够以回送时所使用的高速挡确保与现有技术相同的最高速度，不会延长回送时间。在本发明中，因为仅限制发动机的上限转速，并不限制发动机扭矩，所以不会降低发动机扭矩。另外，虽然限制发动机的上限转速，但是通过使用可变容量型的泵作为驱动作业装置的泵，能够防止作业时功率降低，不会造成作业上的阻碍。第二发明的机动平路机的发动机转速控制装置在第一发明的装置的基础上，当速度挡为低速挡时，无论作业装置的状态是作业状态及回送状态中的哪一个状态，上限转速控制装置都将发动机的上限转速设定为作业用上限转速。在此，在进行上限转速的控制时，因为无论作业装置的状态是作业状态还是回送状态都限制上限转速，所以不需要判断作业装置的状态。第三发明的机动平路机的发动机转速控制装置在第一发明的装置的基础上，作业用上限转速为高速空转转速的70%以上、90%以下。在此，可以知道，在以轻负载作业为主的机动平路机中，在使发动机在高速空转转速(在无负载时使加速器全开的情况下的转速)的90%以上的转速区间旋转而进行作业的情况下，作业的燃料消耗效率非常差。因此，在本发明中，将作业用上限转速设定为高速空转转速的90%以下。因此，通过限制上限转速，能够避免在燃料消耗效率差的转速区间进行作业，能够改善油耗性能。另外，在将作业用上限转速设定为比高速空转转速的70%更低的情况下，作业用上限转速的调节线与发动机扭矩曲线容易在相比于发动机扭矩曲线的最大扭矩点位于发动机转速稍高的一侧，或者相比于发动机扭矩曲线的最大扭矩点位于发动机转速低的一侧进行匹配。因此，在所述发明中，将作业用上限转速设定为高速空转转速的70%以上。因此，即使由于发动机负载的上升而使发动机扭矩上升，也能够抑制发动机停止和振动现象。第四发明的机动平路机的发动机转速控制装置在第一发明的装置的基础上，变速箱在多个低速挡与高速挡之间具有多个能够自动变速的中速挡。当速度挡为中速挡时，上限转速控制装置将发动机的上限转速设定为低于回送用上限转速并且高于作业用上限转速的自动变速用上限转速。在此，在低速挡与高速挡之间设定有能够自动变速的中速挡。在该中速挡下，当将上限转速设定为与作业用上限转速同样低的转速时，可能产生未进行自动变速的情况，或者由于在发动机扭矩低的部分进行变速而不能顺利变速的情况。另一方面，当将作业用上限转速提高并设定至自动变速没问题的转速时，减小在不需要考虑自动变速的低速挡下作业时的油耗性能的改善效果。因此，在本发明中，在能够自动变速的中速挡下，将上限转速设定为低于回送用上限转速并且高于作业用上限转速的自动变速用上限转速。因此，能够顺利地进行自动变速，并且能够谋求改善油耗性能。第五发明的机动平路机的发动机转速控制装置在第四发明的装置的基础上，自动变速用上限转速是比进行自动变速时的发动机转速高的转速。因此，切实地实行自动变速。第六发明的机动平路机的发动机转速控制装置在第一发明的装置的基础上，还具备加速器踏板，其用于让操作员设定发动机转速；加速器开度检测装置，其检测加速器踏板所产生的加速器开度。当速度挡为低速挡时，上限转速控制装置通过限制对应于加速器开度的加速器开度信号的上限而将发动机的上限转速设定为作业用上限转速。在此，上限转速控制装置通过限制加速器开度信号的上限而将发动机的上限转速设定为作业用上限转速。第七发明的机动平路机的发动机转速控制装置在第一发明的装置的基础上，机动平路机能够在功率模式和省油模式下切换发动机的运转模式，功率模式是在高输出下使用发动机的模式，省油模式是在低输出下使用发动机的模式，并且该机动平路机的发动机转速控制装置还具备发动机模式判定装置，其判定发动机的运转模式是功率模式还是省油模式。上限转速控制装置仅在发动机的运转模式为省油模式时实行控制。在此，在发动机的运转模式为功率模式的情况下，因为未限制发动机的上限转速，所以能够抑制高负载时作业效率的降低。第八发明的机动平路机具备发动机；前后行驶轮；变速箱；作业装置；第一至第七发明中任一项所述的发动机转速控制装置。变速箱具有多个能够手动变速的低速挡和至少一个高速挡，用于使来自发动机的动力变速并且将之传递至前后行驶轮中的至少一方。设定作业用上限转速时的调节线与所述发动机的发动机扭矩曲线相互匹配的匹配扭矩点被设定在，相比于所述发动机扭矩曲线的最大扭矩点发动机转速高的一侧。在此，即使在作业时降低发动机转速，也能够抑制发动机的停止、振动现象。第九发明的机动平路机在第八发明的机动平路机的基础上，发动机扭矩曲线被设定为，在低速空转转速附近设定最大扭矩点，并且随着发动机的转速的提高而扭矩值减小。在此，因为拓宽了由于发动机负载而能够允许降低发动机转速的区间，所以能够抑制发动机的停止、振动现象。另外，因为能够将作业用上限转速的调节线设定在更低的低旋转区域侧，所以能够进一步改善作业时的油耗性能。第十发明的机动平路机具备发动机；前后行驶轮；变速箱；变矩器；作业装置；检测发动机转速的发动机转速检测装置；锁止离合器控制装置；第一至第七发明中任一项所述的发动机转速控制装置。变速箱具有多个能够手动变速的低速挡和至少一个高速挡，用于使来自发动机的动力变速并且将之传递至前后行驶轮中至少一方。锁止离合器控制装置在所述锁止离合器处于连结状态的情况下，在所述发动机转速降至比低速空转转速低的锁止解除转速以下的情况下，解除所述锁止离合器的连结。在该机动平路机中，在降低车速并且使发动机转速降至比低速空转转速低的锁止解除转速以下的情况下，解除锁止离合器的连结。即，即使发动机转速降至比低速空转转速小的转速，锁止离合器都维持连结状态，直到发动机转速达到锁止解除转速。因此，能够在不损害操作感的情况下进行低速行驶。另外，在发动机转速降至锁止解除转速以下的情况下，解除锁止离合器的连结并将其切换至分离状态。由此，能够避免发动机失速。第十一发明的机动平路机在第十发明的机动平路机的基础上，所述变矩器还具有吸收来自发动机的扭矩变动的减振装置，锁止解除转速大于减振装置的共振转速。在该机动平路机中，在发动机转速降至减振装置的共振转速前，锁止离合器切换至分离状态。由此，能够避免由于降低发动机转速而使车体振动。第十二发明的机动平路机在第八发明的机动平路机的基础上，具有变速箱控制部，其根据来自变速杆的信号、来自变速箱模式开关的操作信号、车速及发动机转速，控制变速箱的变速。[发明的效果]在上述本发明中，对于机动平路机，能够不降低回送时的最高速度，并有效地改善作业时的油耗性能。
图1是机动平路机的外观立体图。图2是机动平路机的侧视图。图3是表示机动平路机的结构的框图。图4是变矩器的剖面图。图5是表示机动平路机的操作部和控制部的框图。图6是表示针对发动机转速的输出扭矩和燃料消耗率的图。图7是表示各速度挡的上限转速和自动变速时的转速的图。图8是表示手动变速模式和自动变速模式的锁止离合器的状态的图。图9是上限转速控制的流程图。图10是上限转速控制的流程图。图11是避免发动机失速控制的流程图。图12是表示其他实施方式的发动机扭矩曲线的图。附图标记说明1机动平路机4作业装置5发动机8控制部12 后轮13加速器踏板13a加速器开度传感器60变速箱61变矩器70锁止离合器
71减振装置80发动机转速传感器
具体实施例方式[整体结构]图1及图2表示本发明的一个实施方式的机动平路机1的外观立体图及侧视图。该机动平路机1具备左右一对前轮11及每侧各两个车轮的后轮12共六个行驶轮，并且该机动平路机1能够利用设置于前轮11及后轮12之间的刮板42进行整地作业、除雪作业、轻切削、材料混合等。在图1及图2中，仅表示四个后轮12中位于左侧的车轮。如图1及图2所示，该机动平路机1具备车架2、驾驶室3、作业装置4。另外，如图3所示，机动平路机1具备发动机5、动力传递机构6、行驶机构9、液压驱动机构7、操作部10、控制部8等。[车架2及驾驶室3]如图1及图2所示，车架2由后部车架21及前部车架22构成。在后部车架21中收纳有如图3所示的发动机5、动力传递机构6、液压驱动机构7等。另外，在后部车架21上设置有上述四个后轮12，通过来自发动机5的驱动力驱动这些后轮12旋转。前部车架22安装在后部车架21的前方，并且在前部车架22的前端部安装有前轮11。驾驶室3载置在后部车架21上，在驾驶室3的内部设置有方向盘、变速杆、作业装置4的操作杆、制动器、加速器踏板等操作部(参照图5)。驾驶室3也可以载置在前部车架22上。[作业装置4]作业装置4具有牵引杆40、圆盘部41、刮板42、液压马达49、各种液压缸44 48寸。牵引杆40的前端部能够摆动地安装在前部车架22的前端部，通过一对升降液压缸44、45的同步伸缩，使牵引杆40的后端部上下升降。另外，通过升降液压缸44、45的不同伸缩，使牵引杆40以沿车辆前进方向的轴为中心上下摆动。而且，牵引杆40通过牵引杆切换液压缸46的伸缩而左右移动。圆盘部41能够旋转地安装在牵引杆40的后端部。由液压马达49(参照图1)驱动圆盘部41，从车辆上方观察时，圆盘部41相对于牵引杆40，向顺时针方向或逆时针方向旋转。刮板42能够横向滑动并且能够以平行于横向的轴为中心上下摆动地支承于圆盘部41。在此，横向是指相对于车辆前进方向的左右方向。刮板42通过支承于圆盘部41的刮板切换液压缸47，能够相对于圆盘部41在横向移动。另外，刮板42通过支承于圆盘部41的倾斜液压缸48 (参照图2)，能够相对于圆盘部41以平行于横向的轴为中心摆动，并且在上下方向改变方向。如上所述，刮板42经由牵引杆40、圆盘部41能够相对于车辆升降，能够改变相对于前进方向的倾斜，能够改变横向的倾斜，并且能够进行旋转、左右方向的切换。
利用从后述的第一液压泵79供给的压力油驱动液压马达49，并且通过该液压马达49驱动圆盘部41。[发动机5]如图3所示，在发动机5上设置有燃料喷射泵15，从燃料喷射泵15向发动机5供给燃料。通过从后述的控制部8向电子调速器16输出的指令信号控制供给到发动机的燃料供给量。通过发动机转速传感器80检测发动机5的转速，并将其作为检测信号传送至控制部8。控制部8通过向电子调速器16传送指令信号来控制向发动机5供给的燃料的供给量，从而能够控制发动机5的转速。[动力传递机构6]动力传递机构6是用于向后轮12传递来自发动机5的驱动力的机构，具有变矩器61及变速箱60。变矩器61与发动机5的输出侧连接。在变矩器61上设置有锁止离合器70。当该锁止离合器70处于连结状态时，变矩器61的输入侧的部件与变速箱60的输入轴机械连结，不经由变矩器机构62直接向变速箱60传递来自发动机5的驱动力。当锁止离合器70的连结被解除而处于分离状态时，来自发动机5的驱动力经由变矩器机构62传递至变速箱60。更详细地说，变矩器61具有变矩器机构62、锁止离合器70及减振装置71。如图4所示，变矩器机构62具有输入部31、离合器壳体32、驱动箱33、泵34、涡轮机35及定子36。在锁止离合器70处于分离状态的情况下，变矩器机构62实现通常的变矩器的功能。即，来自发动机5的驱动力经由输入部31及离合器壳体32传递至驱动箱33，使驱动箱33与泵34 —体地旋转。通过使液压油作为媒介而将传递至泵34的驱动力向涡轮机35传递。接着，驱动力从涡轮机35的输出部43向与涡轮机35连结的变速箱60的输入轴37传递。输入轴37的前端部(图4的右侧端部)能够相对旋转地支承于输入部31。锁止离合器70具有离合器片38和活塞39。在活塞39按压离合器片38的情况下，锁止离合器70成为连结状态。在该情况下，来自发动机5的驱动力经由输入部31及离合器壳体32、活塞39及驱动箱33、离合器片38、减振装置71直接传递至涡轮机35的输出部43。接着，驱动力从涡轮机35的输出部43传递至变速箱60的输入轴37。通过使活塞39与离合器片38分离，使锁止离合器70成为分离状态。减振装置71设置在离合器片38与涡轮机35之间。在锁止离合器70处于连结状态的情况下，减振装置71抑制从发动机5向变速箱60的输入轴37传递的振动。变速箱60具有液压式的离合器63 69及未图示的多个变速齿轮等。更详细地说，具有前进用的FL离合器63及FH离合器64、后退用的R离合器65、对应各变速挡而设置的第一离合器66、第二离合器67、第三离合器68及第四离合器69。在前进时，通过使FL离合器63及ΠΙ离合器64中任一个与第一离合器66 第四离合器69中任一个组合，能够选择一挡 八挡的速度挡。另外，在后退时，通过使R离合器65与第一离合器66 第四离合器69中任一个组合，而能够选择一挡 四挡的速度挡。通过输入轴转速传感器81检测输入FL离合器63及FH离合器64的输入轴转速，并且将其作为检测信号传送至控制部8。另外，通过中间轴转速传感器82检测FL离合器63及ra离合器64与第一离合器66 第四离合器69的中间轴转速，并且将其作为检测信
9号传送至控制部8。而且，通过输出轴转速传感器83检测来自第一离合器66 第四离合器69的输出轴转速，并且将其作为检测信号传送至控制部8。[行驶机构9]行驶机构9具有未图示的最终减速机及串联装置19及后轮12，经由动力传递机构6而被输入来自发动机5的驱动力。在此，从变速箱60输出的驱动力经由最终减速机及串联装置19向后轮12传递，驱动后轮12旋转。[液压驱动机构7]液压驱动机构7是利用来自发动机5的驱动力而产生液压，并且利用液压驱动上述各种离合器63 70、液压马达49，各种液压缸44 48的机构。液压驱动机构7具有第一液压泵79、第二液压泵72、各种液压控制阀73 78、50 57。通过来自发动机5的驱动力驱动第一液压泵79，该第一液压泵79产生向各种液压缸44 48及液压马达49供给的液压。第一液压泵79是能够利用泵容量控制液压缸79a，通过改变斜盘的倾转角来改变排出的压力油的容量的可变容量型液压泵。通过来自发动机5的驱动力驱动第二液压泵72，该第二液压泵72产生向各种离合器63 70供给的液压。第一 第五液压缸控制阀73 77、液压马达控制阀78、锁止离合器控制阀50、第一 第七离合器控制阀51 57是被控制部8电控制而能够调整液压的电磁比例控制阀。第一 第五液压缸控制阀73 77调整向上述各种液压缸44 48供给的液压。另外，通过未图示的液压传感器检测向各种液压缸44 48供给的液压，并且将其作为检测信号传送至控制部8。液压马达控制阀78调整向液压马达49供给的液压。锁止离合器控制阀50调整向锁止离合器70供给的液压。第一 第七离合器控制阀51 57调整向各种离合器63 69供给的液压。另外，通过液压传感器检测向各种离合器63 70供给的液压，并且将其作为检测信号传送至控制部8。在图3中，仅表示检测向FL离合器63供给的液压的液压传感器84、检测向FH离合器64供给的液压的液压传感器85，而省略其他液压传感器。[操作部10]操作部10是为了控制机动平路机1的行驶和作业装置4而被操作员操作的部分。如图5放大所示，操作部10具有加速器踏板13、变速杆14、发动机模式开关17、变速箱模式开关18、瞬时型第二加速器开关20等操作部件。加速器踏板13是用于将发动机转速设定为所希望的转速的操作部件。在该加速器踏板13上设置有用于检测其踩踏量即加速器开度的传感器13a。变速杆14是用于进行变速箱60的变速的操作部件，根据变速杆14的位置能够选择前进用Fl F8及后退用Rl R4的速度挡。发动机模式开关17是用于将发动机的运转模式切换至着重于节省油耗的省油模式或着重于功率的功率模式的开关。变速箱模式开关18是用于将变速箱60的变速切换为手动变速模式或自动变速模式的开关。在手动变速模式中，能够手动对所有速度挡进行变速，变速箱60保持与通过变速杆14选择的速度挡相同的速度挡。在自动变速模式中，在前进四挡以上能够进行自动变速，通过变速杆14选择的速度挡在作为上限的速度挡内，自动地进行速度挡的变速。在本实施方式中，如果通过变速杆14选择F5以上的速度挡，则自动变速。当在自动变速模式下发动时，以F4发动，在直至所选择的速度挡之间进行自动变速。第二加速器开关20是用于设定发动机5的最低转速的开关，通过每按压一侧或另一侧一次，能够将设定转速提高例如IOOrpm或降低lOOrpm。当操作操作部10的各操作部件时，向控制部8传送对应于该操作的操作信号。[控制部8]如图3及图5所示，控制部8包含发动机控制部8a及变速箱控制部8b，基于来自操作部10的操作信号、来自各种传感器的检测信号等，控制发动机部500及变速箱部600。另外，控制部8不仅控制发动机部500及变速箱部600，还控制第一 第五液压缸73 77和液压马达控制阀78，由此能够控制作业装置4。例如，控制部8通过向第一液压缸73及第二液压缸74发送信号而控制向升降液压缸44、45供给的液压，从而能够使刮板42在上下方向移动。发动机控制部8a基于来自加速器踏板13的加速器开度信号和发动机转速传感器80所检测的发动机转速，决定向发动机5供给的燃料的供给量。接着，发动机控制部8a向电子调速器发送对应于所决定的供给量的指令信号。由此，将来自燃料喷射泵的燃料喷射量调整为与加速器踏板13的操作量相应的量，从而控制发动机转速。另外，操作员能够控制作业装置4的输出或车辆的速度。而且，发动机控制部8a基于来自发动机模式开关17的操作信号，将发动机模式有选择地切换为省油模式和功率模式。另外，发动机控制部8a具有上限转速控制装置的功能。另外，在后面对上限转速的控制处理进行详细的说明。变速箱控制部8b能够通过向锁止离合器控制阀50发送指令信号，而增大、减小锁止离合器70的液压，从而将锁止离合器70切换为连结状态和分离状态。另外，变速箱控制部8b基于来自变速箱模式开关18的操作信号，将动力传递机构6的变速模式有选择地切换为手动变速模式和自动变速模式。而且，变速箱控制部8b能够通过来自变速杆14的信号而确认变速杆14的操作位置。在手动变速模式中，在前进后退的所有变速挡中，通过操作员操作变速杆14，能够手动地进行变速箱60的变速。在该情况下，如图8所示，锁止离合器70处于连结状态。另外，在自动变速模式下，控制各离合器控制阀，在前进的四挡 八挡的变速挡中，根据车速、发动机转速自动地实行变速箱60的变速。另外，即使在选择自动变速模式的情况下，对于低速侧速度挡(前进一 三挡)，需要通过操作变速杆14手动地变速。在该自动变速模式中，对于需要手动变速的低速挡，锁止离合器70始终处于分离状态。另外，对于自动变速模式的前进五挡以上的速度挡，虽然锁止离合器70基本处于分离状态，但是，当通过增大车速而减小变矩器机构62的滑动时，锁止离合器70自动地切换为连结状态。另外，变速箱控制部8b为了避免在手动变速模式下的低速行驶中产生发动机失速，能够进行避免发动机失速控制。在后面对该避免发动机失速控制进行说明。[上限转速控制]对发动机控制部8a进行的上限转速控制进行说明。在此，在前进时，根据速度挡控制发动机5的上限转速。具体地说，当速度挡为高速挡(前进七挡及八挡)时，设定额定的最高转速(高速空转转速)作为回送用上限转速。即，不限制上限转速。另外，当速度挡为低速挡(前进一挡 三挡)时，将上限转速设定为比最高转速低的作业用上限转速，当速度挡为中速挡(前进四挡 六挡)时，将上限转速设定为低于最高转速并且高于作业用上限转速的自动变速用上限转速。在此，自动变速用上限转速是高于各变速挡中自动变速时的发动机转速中的最高转速的转速，并且由目标油耗性能决定。另外，作业用上限转速被设定为，在高速空转转速的70 90%的范围内，并且作业用上限转速的调节线与发动机的扭矩曲线相互匹配的匹配扭矩点相比于发动机的扭矩曲线的最大扭矩点位于高转速侧。作为一个例子，将高速空转转速(回送用上限转速)设定为2200rpm，另外，在前进四挡 六挡的各速度挡中，在加速器全开的情况下，在以1700 2000rpm的转速向高挡变速的情况下，自动变速用上限转速被设定为2000rpm。由此，不会产生由于限制上限转速而不进行自动变速的不良情况。另外，虽然以2000rpm(例如2075rpm)以上的转速从前进七挡向八挡变速，但是因为前进七挡及八挡的上限转速为2200rpm，所以与上述情况相同，顺利地进行自动变速。另外，作业用上限转速被设定为1800rpm。在此，当速度挡为低速挡时，无论作业装置的状态是哪种状态，即，无论是作业状态还是回送状态，上限转速都被设定为作业用上限转速。例如，通过行程传感器检测升降液压缸44、45的液压缸活塞杆的进退量，根据液压缸活塞杆的进退判定上下运动的刮板相对于地面进入多深，或者从地面举起多高，从而能够判定作业装置的状态是作业状态还是回送状态。即，能够通过刮板的高度判定作业装置的状态是作业状态还是回送状态。图6表示上述各上限转速与发动机扭矩曲线之间的关系。在图6中，特性曲线T是发动机的输出扭矩曲线，高速空转转速被设定为2200rpm。在此，在匹配扭矩为400N ·πι，并且不限制上限转速的情况下，加速器全开状态下作业时的燃料消耗率为200mg/ps/h (参照燃料消耗率曲线fl)。在这样的情况下，在以提高10%的油耗性能为目标的情况下，在先前的条件下，需要使燃料消耗率为180mg/ps/h (参照燃料消耗率曲线f2)。该情况下的调节线是图6中以虚线表示的线Li，上限转速为2000rpm。即，在想要提高10%的燃料消耗率的情况下，需要将上限转速限制为2000rpm。另外，如上所述，作业用上限转速被设定为，作业用上限转速的调节线与发动机的扭矩曲线T相互匹配的匹配扭矩点相比于发动机的扭矩曲线的最大扭矩点(参照图6的Mt)处于高转速侧。因此，在该实施方式中，作业用上限转速的调节线被设定为图6的线L2，由此，作业用上限转速被设定为1800rpm。图7中同时表示了如上所述而被设定的各速度挡的上限转速及自动变速时向高挡变速或向低挡变速的转速。如图7所示，在低速挡(前进一挡 三挡)中，上限转速(作业用上限转速)被设定为ISOOrpm，在进行自动变速的中速挡(前进四挡 六挡)中，上限转速(自动变速用上限转速)被设定为2000rpm，在高速挡(前进七挡及八挡)中，上限转速被设定为2200rpm(未限制)。在图7中，“全速”表示加速器开度全开的状态，“中间速度”表示处于全开与未踩踏加速器踏板的情况之间的状态，“空转”表示处于未踩踏加速器踏板的状态。“向高挡变速” 一栏表示从各变速挡向上级变速挡自动变速的情况下的发动机转速，“向低挡变速” 一栏表示从各变速挡向下级变速挡自动变速的情况下的发动机转速。从图7可知，在进行自动变速的速度挡下，上限转速被设置为始终比用于自动变速的转速高的转速。因此，通过限制最高转速，不会产生未进行自动变速的不良情况。
[上限转速控制的处理流程]按照图9及图10所示的流程图对上限转速控制的处理进行说明。在此，仅对上限转速的控制处理进行说明，省略其他变速控制等的处理。另外，图9及图10的流程图表示通过发动机控制部8a及变速箱控制部8b这两个控制部进行的处理，并且不区分各控制部8a、8b进行的处理。首先，在步骤Sl中，判断发动机模式是功率模式还是省油模式。在发动机模式被设定为功率模式的情况下，从步骤Sl转移至步骤S2，设定“无旋转限制”作为控制处理标识
(后述)。在该情况下，不限制上限转速，上限转速直接为预先设定的高空转转速。因此，不会阻碍作业或行驶。在发动机模式被设定为省油模式的情况下，从步骤Sl转移至步骤S3。在步骤S3中，判断变速杆14是位于停车挡(P)或空挡(N)，还是位于行驶速度挡。当变速杆14位于停车挡或空挡时，从步骤S3转移至步骤S4，并且设定“旋转限制1”作为控制处理标识。在此，控制处理标识是指，在图10的控制处理中，用于判断不限制上限转速，或者将上限转速限制为作业用上限转速m (ISOOrpm)，或者将上限转速限制为自动变速用上限转速N2 (2000rpm)的标识。当变速杆14位于行驶速度挡时，从步骤S3转移至步骤S5。在步骤S5中，判断是否选择低速挡(一挡 三挡)。当选择低速挡时，从步骤S5转移至步骤S6，设定“旋转限制1”的标识的作为控制处理标识。另外，当选择低速挡以外的速度挡时，从步骤S5转移至步骤S7。在步骤S7中，判断是否选择中速挡(四挡 六挡)。当选择中速挡时，从步骤S7转移至步骤S8，设定“旋转限制2”的标识作为控制处理标识。当未选择中速挡时，即，选择高速挡(七挡或八挡)作为速度挡时，从步骤S7转移至步骤S9。在步骤S9中，设定“无旋转限制”作为控制处理标识。在如上所述设定用于上限转速控制的控制处理标识后，在图10的步骤SlO中，比较第二加速器信号(A)与加速器开度信号(B)，并输出其中大的信号(C)。具体地说，比较操作员设定的最低转速(第二加速器信号)与通过加速器踏板13的踩踏量而设定的发动机转速(加速器开度信号)。接着，在操作员设定的最低转速(第二加速器信号)高的情况(A>B)下，作为发动机转速而被指示的转速(C)为最低转速(A)。另一方面，在由加速器踏板13设定的转速高的情况(B > A)下，作为发动机转速而被指示的转速(C)为由加速器踏板13设定的转速⑶。接着，在步骤Sll中，判断是否设定“旋转限制1”作为控制处理标识。在设定“旋转限制1”的情况下，从步骤Sll转移至步骤S12。在步骤S12中，判断指示转速C是否大于作业用上限转速m。在指示转速c大于作业用上限转速m的情况下，从步骤S12转移至步骤S13，将指示转速c限制为作业用上限转速m。另一方面，在指示转速c未达到作业用上限转速m的情况下，从步骤S12转移至步骤S14，指示转速c直接为用于发动机转速控制的转速。另外，在未设定“旋转限制1”作为控制处理标识的情况下，从步骤Sll转移至步骤S15。在步骤S15中，判断是否设定“旋转限制2”作为控制处理标识。在设定“旋转限制2”的情况下，从步骤S15转移至步骤S16。在步骤S16中，判断指示转速C是否大于自动变速用上限转速N2。在指示转速C大于自动变速用上限转速N2的情况下，从步骤S16转移至步骤S17，并且将指示转速C限制为作业用上限转速N2。另一方面，在指示转速C未达到作业用上限转速N2的情况下，从步骤S16转移至步骤S18，指示转速C直接为用于发动机转速控制的转速。另外，在未设定“旋转限制1”及“旋转限制2”作为控制处理标识的情况下，从步骤S15转移至步骤S19，并且指示转速C直接为用于发动机转速控制的转速。[上限转速控制的效果](1)参照图6，在低速挡中，如果400Ν·πι为匹配扭矩，则未限制上限转速的情况下燃料消耗率为大约200mg/ps/h。在相同的条件下，当如本实施方式那样将上限转速设定为作业用上限转速，则燃料消耗率是输出扭矩400Ν·πι与调节线L2的交点附近的大约17;3mg/ps/h。在此，由于将上限转速从2200rpm限制为1800rpm，与现有装置比较，最高速相应降低。于是，操作员想要实现更高的(与现有装置相同的)速度则向高挡变速。即，通过限制上限转速，来促进操作员向高挡变速。接着，如果向高挡变速，则增大所需的发动机扭矩。这时，在该实施方式中，并不是通过降低发动机的扭矩来谋求节省油耗，仅通过限制上限转速，所以发动机扭矩存在余力。因此，匹配扭矩为比现有装置的匹配扭矩大的600N -m,在该情况下的燃料消耗率为大约167mg/ps/h。即，改善油耗性能。如上所述，在低速挡下进行作业时，与未限制上限转速的情况相比，能够大幅度改善油耗性能。另外，在中速挡下，因为上限转速被限制为自动变速用上限转速，所以能够同样地谋求改善油耗性能。(2)因为自动变速用上限转速被设置为高于用于各变速挡的自动变速的转速，所以即使限制上限转速也不会产生未进行自动变速的不良情况。(3)因为作业用上限转速的调节线被设定在比发动机扭矩曲线的最大扭矩点高的转速侧，即使在作业时限制上限转速，也能够抑制发动机停止或振动的现象。(4)在速度挡为高速挡的情况下，因为未限制上限转速，所以能够确保与现有技术相同的最高速度，从而不延长回送时间。(5)当速度挡为低速挡时，因为无论作业装置的状态是作业状态还是回送状态，都将发动机的上限转速设定为作业用上限转速，所以在控制上限转速时，不需要判断作业装置的状态是作业状态还是回送状态。(6)在发动机模式为功率模式的情况下，因为未限制发动机的上限转速，所以能够抑制大负载时的作业效率的降低。(7)在变速杆被操作至停车挡及空挡位置的情况下，因为上限转速被限制为作业用上限转速，所以在操作员习惯性地进行不必要的加速操作的情况下能够抑制燃料的消
^^ ο[避免发动机失速控制]在避免发动机失速控制中，在锁止离合器70处于连结状态的情况下，在发动机转速大于规定的锁止解除转速的情况下，控制部8使锁止离合器70维持在连结状态。能够对于每个速度挡规定锁止解除转速，并且将其设定为小于低速空转转速，大于减振装置71的共振转速。减振装置71的共振由于减振装置71、发动机输出扭矩及惯性的关系而产生，过大的共振扭矩会使车体振动。另外，该过大的共振扭矩降低驱动系统的耐久性。由于减振装置71、发动机输出扭矩及惯性的关系，也存在直到失速也没有减振装置的共振，并且不产生过大的共振扭矩的情况。在该情况下，只要锁止解除转速为小于低速空转转速并且大于临近发动机失速时的发动机转速的值即可，可以考虑操作性而任意地设定。另外，即使在变矩器61不具有减振装置71的动力传递机构6中，只要锁止解除转速是小于低速空转转速并且大于临近发动机失速时的发动机转速的值即可，可以考虑操作性而任意地设定，因此，能够适用本控制。在避免发动机失速控制中，即使发动机转速降低至低速空转转速以下，直到达到锁止解除转速，锁止离合器70都维持连结状态。在发动机转速进一步降低并且降至锁止解除转速以下的情况下，控制部8使锁止离合器70切换至分离状态。更详细地说，如图11所示，首先，在步骤S21中，判断发动机转速是否处于锁止解除转速以下。在发动机转速处于锁止解除转速以下的情况下，在步骤S22中，判断经过时间是否大于规定时间T。即，判断从发动机转速成为锁止解除转速以下而经过的时间是否超过规定时间T。该规定时间T是，例如几十毫秒左右的短时间。该规定时间T是为了防止发动机转速传感器80的误检等而被设置的。在经过时间超过规定时间T的情况下，在步骤S23中，锁止离合器70切换至分离状态。另外，在控制部8通过避免发动机失速控制将锁止离合器70切换至分离状态后，在全部满足规定的复位条件的情况下，使锁止离合器70复位至连结状态。复位条件包含例如以下第一复位条件 第三复位条件。第一复位条件变速箱60的输入轴转速>复位转速设定值在此，通过输入轴转速传感器81检测“变速箱60的输入轴转速”。“复位转速设定值”是规定的常数，对于每个速度挡分别规定。另外，“复位转速设定值”可以设定为比低空转转速高的规定的发动机转速。这是因为，在使锁止离合器70复位至连结状态后，不会由于发动机失速避免控制使锁止离合器70立刻变为分离状态。第二复位条件经过时间>复位禁止时间设定值在此，“经过时间”是从满足第一复位条件开始而经过的时间。“复位禁止时间设定值”是规定的常数，是考虑到防振而被规定的。第三复位条件L/U相对转速<分离状态保持设定值在此，“L/U相对转速”是锁止离合器70的输入侧与输出侧的相对转速。因此，能够通过变速箱60的输入轴转速与发动机转速的差求得“L/U相对转速”。“分离状态保持设定值”为规定的常数，是考虑到保护锁止离合器70和锁止离合器70连结时的冲击而被规定的。另外，在第一复位条件中，可以使用变速箱60的中间轴转速(通过中间轴转速传感器82检测)或输出轴转速(通过输出轴转速传感器83检测)代替变速箱60的输入轴转速。而且也可以使用发动机转速。在使用中间轴转速或输出轴转速的情况下，可以考虑变速箱60的变速比而规定“复位转速设定值”。在使用发动机转速的情况下，也可以考虑L/U相对转速而规定“复位转速设定值”。[避免发动机失速控制的效果]在该机动平路机1中，在锁止离合器70处于连结状态的情况下，即使由于负载的增大而降低发动机转速，也能够通过避免发动机失速控制来避免发动机失速及车体的振动。另外，也能够避免驱动系统的耐久性的下降。而且，这时，在避免发动机失速控制中，即使降低发动机转速，锁止离合器70也维持连结状态，直到达到锁止解除转速。因此，在低速空转转速以下的低速行驶中，操作员也能够在使锁止离合器70维持连结状态的情况下进行驾驶。例如，在前进一挡下，如果发动机转速为低速空转转速的情况下的车速为1. 3km/h, 则即使车速为1. Okm/h,锁止离合器70也维持连结状态。由此，能够防止在低速行驶中损失操作感。另外，在本实施方式中，因为在低速挡中，将上限转速限制为作业用上限转速，所以选择比现有技术高的速度挡。因此，由于发动机转速是比现有技术低的转速并且选择比现有技术高的速度挡，因此虽然提高发动机失速的可能性，但是能够通过该避免发动机失速控制切实地避免发动机失速。反过来说，能够将低速挡的上限转速限制为更低的转速，从而能够进一步改善油耗性能。[其他实施方式]本发明不限于以上所述的实施方式，在不脱离本发明精神的范围内能够进行各种变形或修改。(a)所述实施方式的上限转速的具体数值仅是一个例子而已，并不对所述实施方式进行限定。(b)在所述实施方式中，虽然在使中速挡自动变速的情况下进行上限转速控制，但是在使中速挡手动变速的情况下也能够同样地适用本发明。(c)在所述实施方式中，虽然在前进时进行上限转速控制，但是在后退时也能够同样地适用本发明。(d)在所述实施方式中，发动机扭矩曲线T中在发动机转速为1450rpm时设定最大扭矩点(参照图6的Mt)。但是，发动机扭矩曲线T’也可以被设定为，在发动机转速为作为低速空转转速的SOOrpm附近(图12中的IOOOrpm)时设定最大扭矩点(参照图12的 Mt’)，并且随着发动机的转速的提高而扭矩的值减小。在该情况下，因为拓宽了由于发动机负载而允许发动机转速降低的区间，所以能够抑制发动机停止、振动现象，并且能够将作业用上限转速的调节线设定在更低的转速区间侧。[工业上的可利用性]在上述机动平路机中，能够不降低回送时的最高速度，并且有效地改善作业时的油耗性能。
权利要求
1.一种机动平路机的发动机转速控制装置，该机动平路机具备变速箱，该变速箱具有多个能够手动变速的低速挡和至少一个高速挡，并且能够切换手动模式和自动变速模式，手动模式是能够手动地选择所有速度挡的模式，自动变速模式是能够对规定速度挡以上的速度挡进行自动变速的模式，所述发动机转速控制装置的特征在于，具备上限转速控制装置，当速度挡为所述高速挡时，该上限转速控制装置将发动机的上限转速设定为回送用上限转速，当速度挡为所述低速挡时，将发动机的上限转速设定为比所述回送用上限转速低的作业用上限转速。
2.如权利要求1所述的机动平路机的发动机转速控制装置，其特征在于，当速度挡为所述低速挡时，无论作业装置的状态是作业状态与回送状态中的哪一个状态，所述上限转速控制装置都将发动机的上限转速设定为作业用上限转速。
3.如权利要求1所述的机动平路机的发动机转速控制装置，其特征在于，所述作业用上限转速为高速空转转速的70%以上、90%以下。
4.如权利要求1所述的机动平路机的发动机转速控制装置，其特征在于，所述变速箱在所述多个低速挡与所述高速挡之间具有多个能够自动变速的中速挡，当速度挡为所述中速挡时，所述上限转速控制装置将发动机的上限转速设定为低于所述回送用上限转速并且高于所述作业用上限转速的自动变速用上限转速。
5.如权利要求4所述的机动平路机的发动机转速控制装置，其特征在于，所述自动变速用上限转速是比进行自动变速时的发动机转速高的转速。
6.如权利要求1所述的机动平路机的发动机转速控制装置，其特征在于，还具备加速器踏板，其用于让操作员设定发动机转速；加速器开度检测装置，其检测所述加速器踏板所产生的加速器开度；当速度挡为所述低速挡时，所述上限转速控制装置通过限制对应于所述加速器开度的加速器开度信号的上限而将发动机的上限转速设定为所述作业用上限转速。
7.如权利要求1所述的机动平路机的发动机转速控制装置，其特征在于，所述机动平路机能够在功率模式和省油模式下切换发动机的运转模式，该功率模式是在高输出下使用发动机的模式，该省油模式是在低输出下使用发动机的模式，所述机动平路机的发动机转速控制装置还具备发动机模式判定装置，该发动机模式判定装置判定发动机的运转模式是功率模式还是省油模式，所述上限转速控制装置仅在发动机的运转模式为所述省油模式时实行所述控制。
8.一种机动平路机，其特征在于，具备发动机；前后行驶轮；变速箱，其具有多个能够手动变速的低速挡和至少一个高速挡，用于使来自所述发动机的动力变速并且将之传递至所述前后行驶轮中的至少一方；作业装置；如权利要求1至7中任一项所述的发动机转速控制装置；设定所述作业用上限转速时的调节线与所述发动机的发动机扭矩曲线相互匹配的匹配扭矩点被设定在，相比于所述发动机扭矩曲线的最大扭矩点位于发动机转速高的一侧。
9.如权利要求8所述的机动平路机，其特征在于，所述发动机扭矩曲线被设定为，在低速空转转速附近设定最大扭矩点，并且随着发动机的转速的提高而扭矩值减小。
10.一种机动平路机，其特征在于，具备发动机；前后行驶轮；变速箱，其具有多个能够手动变速的低速挡和至少一个高速挡，用于使来自所述发动机的动力变速并且将该动力传递至所述前后行驶轮中至少一方；变矩器，其具有锁止离合器，向所述变速箱传递来自所述发动机的驱动力；作业装置；发动机转速检测装置，其检测发动机转速；锁止离合器控制装置，其在所述锁止离合器处于连结状态的情况下，在所述发动机转速降至比低速空转转速低的锁止解除转速以下的情况下，解除所述锁止离合器的连结；如权利要求1至7中任一项所述的发动机转速控制装置。
11.如权利要求10所述的机动平路机，其特征在于，所述变矩器还具有吸收来自所述发动机的扭矩变动的减振装置，所述锁止解除转速大于所述减振装置的共振转速。
12.如权利要求8所述的机动平路机，其特征在于，具有变速箱控制部，其根据来自变速杆的信号、来自变速箱模式开关的操作信号、车速及发动机转速，控制变速箱的变速。
全文摘要
本发明提供一种发动机转速控制装置及具有该发动机转速控制装置的机动平路机。该机动平路机有效改善作业时的油耗性能，并且不降低回送时的最高速度。该发动机转速控制装置是控制机动平路机的发动机转速的装置，该机动平路机具备变速箱(60)，该变速箱(60)具有多个能够手动变速的低速挡和至少一个高速挡，该发动机转速控制装置具备检测变速箱(60)所选择的速度挡的速度挡检测装置；上限转速控制装置。当速度挡为高速挡时，上限转速控制装置将发动机(5)的上限转速设定为回送用上限转速，当速度挡为低速挡时，将发动机(5)的上限转速设定为比回送用上限转速低的作业用上限转速。
文档编号F02D29/00GK102575594SQ20108004646
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月13日 优先权日2009年10月14日
发明者品川春树, 坂井幸尚, 萩原宏仁 申请人:株式会社小松制作所