作业车辆的驱动控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种作业车辆的驱动控制装置，即使在较大的负载急剧地作用于车载发动机时也能够可靠地防止失速，有出色的环境友好性能。当在步骤S4判定为轮式装载机（1）的车速是基准值以下时（是），当在步骤S5判定为切换操作了前进后退指令单元（40）时（是），转移到步骤S6，求出与发动机负载率相应的发动机旋转速度的增量△N。接下来，在步骤S7，在与加速踏板（38）的操作量对应的目标发动机旋转速度Na上加上发动机旋转速度的增量△N，并将求出的Na=Na+△N设定为新的目标发动机旋转速度Na，将目标发动机旋转速度指令i1提供给发动机控制器（37）。
【专利说明】作业车辆的驱动控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及作业车辆的驱动控制装置，特别是涉及适合于搭载了根据排放控制来限制燃料喷射量的发动机的作业车辆的防止失速单元。
【背景技术】
[0002]轮式装载机等作业车辆也成为排放控制(emission control)的对象，目前已知有搭载了通过限制燃料喷射量从而能够应对排放控制这样的发动机的作业车辆。对应排放控制型的发动机没有所谓的粘性(tenacity)，在承受较大的负载时容易产生失速(stall)。特别是像液力变矩器(torque converter )驱动方式的轮式装载机那样,发动机的输出转矩经液力变矩器传递至传动装置产生行驶驱动力，在这样的液力变矩器驱动方式的作业车辆中，在其作业特性方面，即使在没有踏下加速踏板的状态下发动机也容易产生高负载，因此容易引起失速。
[0003]例如，当利用前进后退指令单元来选择前进行驶并爬坡行驶时，若松开操作加速踏板，行驶驱动力减小作业车辆有时会由于自重而逆行。另外，作为轮式装载机的运转方法，经常在前进行驶过程中操作前进后退指令单元来选择后退行驶，或在后退行驶过程中操作前进后退指令单元来选择前进行驶，通过调整加速踏板的踏入量来调整制动力而不会操作制动踏板。在这样的状况下，由于自重或惯性力而产生的负载经轮胎、传动装置以及液力变矩器而作用于发动机，所以当松开操作加速踏板时，发动机的输出转矩比作用于发动机的负载低，最坏的情况为失速。
[0004]另外，液力变矩器驱动方式的作业车辆通过发动机来驱动液压泵，通过从该液压泵排出的压力油的能量来驱动转向机构或装载机等前作业机，所以转向机构的操作或前作业机的驱动也成为发动机的负载，例如在发动机的目标旋转速度被设定为低速空转旋转速度的情况下进行称为“切换转向且抬起装载机”的高液压负载作业时，更容易导致失速。像这样的问题在搭载了限制燃料喷射量的对应排放控制型的发动机的作业车辆中尤为明显。
[0005]以往，作为车载发动机的防止失速技术，提出了如下的技术:对作业车辆处于逆行状态或非逆行状态进行判定，使发动机旋转速度在处于逆行状态时自动地比处于非逆行状态时高(例如，参照专利文献I)。另外，还提出了这样的技术:当检测发动机旋转速度并判定为发动机旋转速度低至预定的阈值以下时，使由发动机驱动的可变容量型液压泵的吸收转矩自动地降低(例如，参照专利文献2)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献1:日本特开2010-180850号公报
[0008]专利文献2:日本特开2009-197805号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]但是，由于专利文献I所记载的作业车辆的原动机控制装置是当判定为作业车辆为逆行状态时增加目标发动机旋转速度来防止失速的结构，所以如在行驶过程中操作前进后退指令单元使车辆从前进行驶切换为后退行驶或从后退行驶切换为前进行驶时那样，当发动机负载急剧增加时，很难防止失速。另外，由于专利文献I所记载的作业车辆的原动机控制装置是不管实际作用于发动机的负载大小都一律增加目标发动机旋转速度来防止失速的结构，所以当发动机负载比与施加了增量后的目标发动机旋转速度对应的发动机转矩大很多时，不能防止失速，当考虑到作用于车载发动机的所有负载状态而将目标发动机旋转速度的增量设定得高以便在任何情况下都不会产生失速时，无谓的燃料消耗增加，违背了排放控制的宗旨。
[0011]另外，由于专利文献2中记载的作业车辆的发动机负载控制装置是当由作用于作业车辆的液压负载而使得发动机旋转速度低至阈值以下时使可变容量型液压泵的吸收转矩降低来防止失速的结构，所以在增加液压负载的同时进行行驶过程中的前进后退切换的情况下防止失速是很困难的。
[0012]本发明是鉴于这样的现有技术的问题点而完成的发明，其目的在于提供一种作业车辆的驱动控制装置，即使在较大的负载急剧地作用于车载发动机时也能够可靠地防止失速，有出色的环境友好性能。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明为了解决上述课题而提供了 一种作业车辆的驱动控制装置，具有:控制器，其用于管理作业车辆的驱动控制；发动机负载率检测单元，其用于将发动机负载率信号输出到上述控制器；前进后退指令单元，其用于将作业车辆的前进后退切换信号输出到上述控制器；加速操作量检测单元，其用于将与加速踏板的操作量相应的加速踏板信号输出到上述控制器；以及车速检测单元，其将作业车辆的车速信号输出到上述控制器，上述作业车辆的驱动控制装置的特征在于，上述控制器进行是否收到了来自上述前进后退指令单元的前进后退切换信号的判定、以及由上述车速检测单元检测出的上述作业车辆的车速是否是预先存储的阈值以下的判定，当判定为收到了上述前进后退切换信号、且判定为上述作业车辆的车速是上述预先存储的阈值以下时，将目标发动机旋转速度指令提供给上述发动机，上述目标发动机旋转速度指令是在对应上述加速踏板信号而设定的目标发动机旋转速度上加上防止失速用的目标发动机旋转速度的增量而得的。
[0015]如上所述，当行驶过程中进行前进后退的切换操作时，由于发动机负载急剧地增力口，所以当作业车辆的车速是低速且施加到发动机的目标发动机旋转速低时，容易引起失速。因此，在像这样的发动机的负载状况下，将对根据加速踏板的操作量而设定的目标发动机旋转速度施加防止失速用的目标发动机旋转速度的增量而得的目标发动机旋转速度指令输出到发动机，由此能够使发动机转矩比发动机负载转矩大，因此，即使对于对应排放控制型的发动机也能够可靠地防止失速。
[0016]另外本发明是:上述结构的作业车辆的驱动控制装置的特征在于，上述控制器根据从上述发动机负载率检测单元取入的发动机负载率来设定上述防止失速用的目标发动机旋转速度的增量。
[0017]根据这样的结构，不是不管实际作用于发动机的负载的大小都一律增加目标发动机旋转速度，而是根据从发动机负载率检测单元取入的发动机负载率来设定目标发动机旋转速度的增量，因此，发动机负载比与施加了增量后的目标发动机旋转速度相应的发动机转矩相比不会过大，从而能够可靠地防止失速。另外，由于不需要考虑到作用于车载发动机的所有负载状态而将目标发动机旋转速度的增量设定得高以便在任何情况下都不会产生失速，因此能够抑制无谓的燃料消耗。
[0018]另外本发明是:上述结构的作业车辆的驱动控制装置的特征在于，上述控制器与从上述发动机负载率检测单元取入的发动机负载率相关地设定第I以及第2设定值，当从上述发动机负载率检测单元取入的发动机负载率不足上述第I设定值时，使上述目标发动机旋转速度的增量为固定值，当从上述发动机负载率检测单元取入的发动机负载率为上述第I设定值以上、上述第2设定值以下时，上述发动机负载率越高上述目标发动机旋转速度的增量设定得越大。
[0019]根据实验或模拟，当发动机负载比较低时，即使不严格地控制目标发动机旋转速度的增量，也能防止失速。相反，当发动机负载比较高时，若不是发动机负载率越高而将目标发动机旋转速度的增量设定得越大，则容易引起失速。因此，对发动机负载率设定第I以及第2设定值，当发动机负载率不足第I设定值时，使目标发动机旋转速度的增量为固定值，当发动机负载率是第I设定值以上、第2设定值以下时，发动机负载率越高将目标发动机旋转速度的增量设定得越大，由此能够可靠地防止失速，并且能够实现燃料消耗量的更大幅度的削减。
[0020]另外，本发明为了解决上述课题而提供了 一种作业车辆的驱动控制装置，具有:控制器，其用于管理作业车辆的驱动控制；发动机旋转速度检测单元，其用于将与上述发动机的实际旋转速度相应的实际旋转速度信号输出到上述控制器；前进后退指令单元，其用于将作业车辆的前进后退切换信号输出到上述控制器；加速操作量检测单元，其用于将与加速踏板的操作量相应的加速踏板信号输出到上述控制器；可变容量型液压泵，其由上述发动机驱动；以及吸收转矩控制单元，其根据从上述控制器输出的吸收转矩指令来控制上述可变容量型液压泵的吸收转矩，上述作业车辆的驱动控制装置的特征在于，上述控制器进行是否收到了来自上述前进后退指令单元的前进后退切换信号的判定、上述加速踏板信号是否是加速踏板非操作时的信号的判定、以及上述发动机的实际旋转速度是否是预先存储的阈值以下的判定，当判定为收到了上述前进后退指令、判定为上述加速踏板信号是加速踏板非操作时的信号、且判定为上述发动机的实际旋转速度是预先存储的阈值以下时，将使上述可变容量型液压泵的吸收转矩为最小的吸收转矩指令输出到上述吸收转矩控制单
J Li ο
[0021]根据这样的结构，当由于在行驶过程中切换前进后退指令单元使得发动机负载急剧地增加、且加速踏板为非操作状态下发动机的实际旋转速度低时，使可变容量型液压泵的吸收转矩为最小，因此，能够使包括液压负载的发动机的负载转矩下降。由此，即使对于对应排放控制型的发动机也能够可靠地防止失速。
[0022]发明效果
[0023]本发明是:当判定为收到了来自前进后退指令单元的前进后退指令，且判定为作业车辆的车速是预先存储的阈值以下时，将对根据加速踏板的操作量而设定的目标发动机旋转速度施加防止失速用的目标发动机旋转速度的增量而得的目标发动机旋转速度指令提供给发动机，因此，能够使发动机转矩始终比发动机负载转矩大，即使对于限制燃料喷射量的对应排放控制型的发动机也能够可靠地防止失速。[0024]此外本发明是:当判定为收到了来自前进后退指令单元的前进后退指令、判定为加速踏板信号是加速踏板非操作时的信号、且判定为发动机的实际旋转速度是预先存储的阈值以下时，将使可变容量型液压泵的吸收转矩为最小的吸收转矩指令输出到吸收转矩控制单元，因此，能够降低发动机负载转矩，即使对于限制燃料喷射量的对应排放控制型的发动机也能够可靠地防止失速。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是实施方式涉及的作业车辆的外观结构图。
[0026]图2是实施方式涉及的作业车辆的控制方框图。
[0027]图3是表示通常行驶时的加速踏板的操作量和目标发动机旋转速度的关系的图。
[0028]图4是表示液力变矩器与转矩比的关系的图。
[0029]图5是在逆行时作用于作业车辆的力的说明图。
[0030]图6是表示发动机负载率与发动机旋转速度的增量的关系的图。
[0031]图7是表示发动机输出转矩特性的图。
[0032]图8是表示与发动机负载相应的发动机旋转速度的控制过程的流程图。
[0033]图9是表示发动机转速与发动机转矩以及发动机负载的关系的图。
[0034]图10是表示与发动机负载相应的泵转矩的控制过程的流程图。
[0035]图11是表示实际发动机旋转速度与目标泵转矩的关系的图。
[0036]图12是吸收转矩变更单元的结构图。
【具体实施方式】
[0037]以下，以轮式装载机的驱动控制装置为例，参照附图同时对实施方式涉及的作业车辆的驱动控制装置进行说明。
[0038]应用实施例的驱动控制装置的轮式装载机1，如图1所示，主要有以下部分构成:后部车体3，其具有驾驶室2 ;前部车体5，其经连接销4与后部车体3的前方侧(轮式装载机I的前进侧)连接；车轮6、7，其设置于这些后部车体3以及前部车体5 ;以及前作业机8，其安装在前部车体5的前方部分。前部车体5构成为:以连接销4为中心，相对于后部车体3能够在左右方向弯曲。因此，轮式装载机I在行驶过程中操作设置于驾驶室2内的未图示的转向装置，使前部车体5相对于后部车体3向左方向或右方向弯曲，由此能够变更前进方向。
[0039]前作业机8由以下部分构成:斗杆11，其一端经连接销10与前部车体5连接；挖斗13，其经连接销12安装在斗杆11的末端部；升降气缸16，其两端部经连接销14、15与前部车体5和斗杆11连接；曲柄(bell crank)18，其经连接销17能够摇动地与斗杆11连接；联杆部件19，其一端与曲柄18连接，另一端与挖斗13连接；以及挖斗倾斜气缸22，其两端部经连接销20、21与前部车体5和曲柄18连接。另外，在实施例中，斗杆11、连接销12、
14、15以及升降气缸16分别各只设置一个，但是在实际机器中，这些各部件在挖斗13的左右各具备一组。
[0040]升降气缸16以及挖斗倾斜气缸22由从可变容量型液压泵35 (参照图2)排出的工作油来驱动。当使升降气缸16扩张时，斗杆11以及挖斗13上升，当使升降气缸16收缩时，斗杆11以及挖斗13下降。升降气缸16的扩张和收缩也就是斗杆11以及挖斗13的上升和下降能够通过操作设置在驾驶室2内的操作杆等操作机器来进行。另外，当使挖斗倾斜气缸22扩张时，挖斗13向上方转动，当使挖斗倾斜气缸22收缩时，挖斗13向下方转动。挖斗倾斜气缸22的扩张和收缩也就是挖斗13的向上方转动和向下方转动也可以通过操作设置在驾驶室2内的操作杆等操作机器来进行。
[0041]如图2所示，后部车体3搭载有:发动机31 ;将发动机31的驱动力传递至后轮6以及前轮7的液力变矩器32 ;传动装置33 ;车轴装置34 ;由发动机31驱动的可变容量型液压泵35 ;吸收转矩变更单元35a，其用于变更可变容量型液压泵35的吸收转矩；以及由从可变容量型液压泵35排出的工作油驱动的升降气缸16和挖斗倾斜气缸22 (参照图1)。另外，后部车体3的驾驶室2内设置有:主控制器36，其用于管理包括发动机31以及可变容量型液压泵35的轮式装载机I的驱动控制整体；发动机控制器37，其根据从主控制器36输出的控制信号来进行发动机31的驱动控制；加速踏板38 ;加速操作量检测单元39，其输出与加速踏板38的操作量相应的信号；以及前进后退指令单元40，其用于指示轮式装载机I的前进后退切换。
[0042]主控制器36通过发动机控制器37取入从设置在发动机31的燃料喷射装置内的齿条传感器(rack sensor)(发动机负载率检测单元)41输出的发动机负载率信号si。另夕卜，主控制器36还取入:从加速操作量检测单元39输出的加速操作量信号s2、从前进后退指令单元40输出的轮式装载机I的前进后退切换信号S3、从车速传感器(车速检测单元)42输出的车速信号s4和车辆前进方向信号s5、从发动机旋转速度传感器(发动机旋转速度检测单元)43输出的发动机31的实际旋转速度信号s6、以及从液力变矩器涡轮旋转传感器(液力变矩器涡轮旋转检测单元)44输出的液力变矩器输出轴的旋转速度信号s7。另外,通过液力变矩器涡轮旋转传感器44也能够检测出车辆前进方向信号s5。
[0043]主控制器36包括具有CPU、ROM、RAM、以及其他周边回路等的运算处理装置，主控制器36将加速踏板38的操作量以及与发动机31的负载状态相应的目标发动机旋转速度指令il输出到发动机控制器37，通过发动机控制器37将发动机31的旋转速度控制成目标发动机旋转速度。另外，主控制器36将吸收转矩变更指令i2输出到吸收转矩变更单元35a，将可变容量型液压泵35的吸收转矩变更为与发动机31的负载状态相应的所需要的值。以下，依次对这些各控制的详细情况进行说明。
[0044]首先，对加速踏板38的操作量以及与发动机31的负载状态相应的发动机旋转速度的控制进行说明，在过负载没有作用于发动机31的通常行驶时，如图3所示，根据加速踏板38的操作量来设定目标发动机旋转速度Na，在踏板非操作时的目标发动机旋转速度Na(低速空转)被设定为最小值Nmin，目标发动机旋转速度Na随踏板操作量的增加而增加。踏板最大踏入时的目标发动机旋转速度Na为最大值Nmax。但是，当轮式装载机I由于自重而逆行时，当在前进行驶过程中通过前进后退指令单元40而选择了后退行驶时，当在后退行驶过程中通过前进后退指令单元40而选择了前进行驶时，由于液力变矩器32的输入轴和输出轴的旋转方向变为相反方向，所以较大的负载作用于发动机31，从而容易引起失速。特别是，在切换前进后退指令单元40时，由于较大的负载急剧地作用于发动机31，所以更容易引起失速。
[0045]即，液力变矩器32具有使输出转矩Tout相对于输入转矩Tin增大的功能,也就是说，具有使转矩比Tr (Tout/Tin)为I以上的功能。转矩比Tr根据液力变矩器32的输入轴与输出轴的旋转速度之比即液力变矩器速度比e (输出旋转速度Nt/输入旋转速度Ni)而变化。当液力变矩器32的输入轴与输出轴的旋转方向相同时，液力变矩器速度比e为正值，当输入轴与输出轴的旋转方向不同时，液力变矩器速度比e为负值。
[0046]图4是表示液力变矩器速度比e与转矩比Tr的关系的图。图中，在液力变矩器速度比e为正的区域中，转矩比Tr随速度比e的增加而变小，当速度比e为I时，转矩比Tr为
O。另一方面，在液力变矩器速度比e为负的区域中，在速度比e从O到ea的范围内转矩比Tr随速度比e的减小而增加，在速度比e比ea小的范围内转矩Tr随速度比e的减小而减小。
[0047]以下，以逆行时为例，对液力变矩器32的输入转矩进行说明。其中，在以下的计算中，如图5所示，设车辆的重量为W，坡道的坡度为Θ，由于自重而沿着坡道坡度下滑的力(使轮胎6旋转的力)为F。另外，轮胎6的滚动半径为R，轮胎6的滚动阻抗为μ，传动装置33和车轴装置34之间的总齿轮齿数比为Gi，轮胎6、7和传动装置33之间的机械效率为η ο
[0048]这时，由于自重产生的力F以及液力变矩器32的输出转矩Tout分别为下述的公式(I)和公式(2)。
[0049]F=WX (sin Θ - μ X cos Θ )...(I)
[0050]Tout=FXRX n/G1...(2)
[0051]根据上述的公式(I)以及公式(2)，液力变矩器32的输入转矩Tin成为下述的公式(3)。
[0052]Tin=Tout/Tr=FXRX n/ (GiXTr)
[0053]=WX (sin θ - μ Xcos Θ ) XRX n/ (GiXTr)...(3)
[0054]从公式(3)可以看出，车辆的自重W越重，坡度角度Θ越大，转矩比Tr越小，则输入转矩Tin增大。当输入转矩Tin超过发动机输出Te时(Te < Tin)，产生失速。
[0055]在本实施方式中，为了防止液力变矩器32的输入轴和输出轴的旋转方向变为逆方向时的失速，主控制器36在根据加速踏板38的操作量而设定的目标发动机旋转速度Na(参照图3)上，施加与从发动机控制器37取入的发动机负载率信号相应的目标发动机旋转速度的增量Λ Ν(参照图6)，并输出到发动机控制器37。在图6的示例中，并不是使目标发动机旋转速度的增量Λ N为固定的值，而是与从发动机控制器37取入的发动机负载率相关地设定第I以及第2设定值L1、L2，当从发动机控制器37取入的发动机负载率不足第I设定值LI时，使上述目标发动机旋转速度的增量为固定值，当从发动机控制器37取入的发动机负载率为上述第I设定值LI以上、上述第2设定值L2以下时，发动机负载率越高将上述目标发动机旋转速度的增量设定得越大。
[0056]这样，当将与加速踏板38的操作量相应的目标发动机旋转速度Na和与发动机负载率信号相应的发动机旋转速度的增量Λ N的加法运算值作为目标发动机旋转速度来控制发动机31的旋转速度时，如图7所示，通常行驶时发动机输出转矩Te的特性如图的实线所示，相反由于逆行时目标发动机旋转速度Na增大增量Λ N,所以发动机输出转矩Te的特性如图的虚线所示转移到右侧。由此发动机输出转矩从Tl向Τ2增大，能够防止失速。
[0057]以下，使用图8，对通过本实施方式涉及的主控制器36的CPU来执行的处理的一个示例进行说明。例如通过发动机按键开关的接通操作(ON)来开始图8的流程图所示的处理。在步骤SI中，读入来自图2所示的各种传感器39、41?44以及开关40的信号。在步骤S2中，根据预先存储的图3的特性，运算出与踏板操作量相对应的目标发动机旋转速度Na，上述踏板操作量由加速操作量检测单元39检测出。
[0058]在步骤S3中，根据从前进后退指令单元40输出的前进后退切换信号S3来判定前进后退指令单元40是否不在中立位置。当在步骤S3判定为前进后退指令单元40不在中立位置时(是)，转移到步骤S4，并判定轮式装载机I的车速是否是预先存储的基准值以下。当在步骤S4判定为轮式装载机I的车速是基准值以下时(是)，转移到步骤S5，并根据从前进后退指令单元40输出的前进后退切换信号s3来进行是否切换操作了前进后退指令单元40的判定，并且根据从发动机旋转速度传感器43输出的发动机31的实际旋转速度信号s6以及从液力变矩器涡轮旋转传感器44输出的液力变矩器输出轴的旋转速度信号s7，来判定是否速度比e ^ 1.2，并判定轮式装载机I是否是逆行状态。
[0059]当在步骤S5判定为切换操作了前进后退指令单元40时，或者判定为轮式装载机I是逆行状态时(是)，转移到步骤S6，根据图6的特性线图求出发动机旋转速度的增量Λ N。接下来，转移到步骤S7，在与步骤S2求出的加速踏板38的操作量相对应的目标发动机旋转速度Na上，加上在步骤S6求出的发动机旋转速度的增量Λ N。然后，转移到步骤S8，将在步骤S7求出的Na=Na+ Δ N设定为新的目标发动机旋转速度Na，并将目标发动机旋转速度指令il提供给发动机控制器37。
[0060]当在步骤S3判定为前进后退指令单元40在中立位置时(否)，当在步骤S4判定为轮式装载机I的车速不是基准值以下时(否)，当在步骤S5判定为没有切换操作前进后退指令单元40时(否)，或判定为速度比e < 1.2时(否)，分别转移到步骤S8，并根据与步骤S2求出的加速踏板38的操作量相应的目标发动机旋转速度Na，来进行发动机31的驱动控制。
[0061]本发明的作业车辆的驱动控制装置，如上所述，在与加速踏板38的操作量相对应的目标发动机旋转速度N a上，加上与前进后退切换等发动机负载的增加相对应的增量Δ N，成为新的目标发动机旋转速度Na，因此，能够增加发动机31的输出转矩，即使对于限制燃料喷射量的对应排放控制型的发动机也能够防止失速。另外，本发明的作业车辆的驱动控制装置，与从发动机控制器37取入的发动机负载率相关地设定第I以及第2设定值L1、L2，当从发动机控制器37取入的发动机负载率不足第I设定值LI时，使目标发动机旋转速度的增量Λ N为固定值，当从发动机控制器37取入的发动机负载率为第I设定值LI以上、第2设定值L2以下时，发动机负载率越高将目标发动机旋转速度的增量Λ N设定得越大，因此，能够可靠地防止失速，并且能够抑制无谓的燃料消耗。
[0062]接下来，对发动机负载急剧增加时的可变容量型液压泵的驱动控制方法进行说明。
[0063]如图9所示，发动机旋转速度N被控制成在由发动机转矩为最大转矩线规定的区域内迁移。即，当加速踏板38处于非操作状态时，设定低速空转旋转速度NL作为目标发动机旋转速度Na，当发动机负载随车轮6、7的驱动以及液压气缸16、22的驱动等而变动时，发动机31的输出Te与发动机负载平衡的匹配点A在调节线(regulation line) FL上移动。
[0064]当发动机负载增加时，主控制器36通过发动机控制器37使施加到发动机31的目标旋转速度指令il变大，增加燃料喷射量来使发动机旋转速度上升，但是如上所述，当在行驶过程中切换前进后退指令单元40时，由于发动机负载急剧地增加，所以发动机旋转速度的上升无法随动于发动机负载的增加，容易引起失速。因此，在本实施方式中，在可变容量型液压泵35设置吸收转矩变更单元35a，如图9虚线所示，当发动机负载急剧增加时，通过来自主控制器36的指令，强制性地使可变容量型液压泵35的吸收转矩为最小。
[0065]以下，使用图10以及图11，对由本实施方式的主控制器36的CPU执行的处理的一个示例进行说明。例如通过发动机按键开关的接通操作开始图10的流程图所示的处理。在步骤Sll中，读入来自图2所示的各种传感器39、41?44以及开关40的信号。在步骤S12中，根据预先存储的图11的特性，求出与发动机31的实际旋转速度相应的目标泵转矩Pp。在图11的示例中，当发动机31的实际旋转速度是预先存储的设定值NI以上(例如，950rpm以上)时，具有目标泵转矩Pp成为最大的特性。
[0066]在步骤S13中，根据从加速操作量检测单元39输出的加速操作量信号s2来判定加速踏板38是否处于非操作状态。当在步骤S13判定为加速踏板38处于非操作状态时(是)，转移到步骤S14，并根据从发动机旋转速度传感器43输出的发动机31的实际旋转速度信号来判定发动机31的实际旋转速度是否是预先存储的设定值NI以上。当在步骤S14判定为发动机31的实际旋转速度是设定值NI以上时(是)，转移到步骤S15，并根据从前进后退指令单元40输出的前进后退切换信号s3来判定是否切换操作了前进后退指令单元40。
[0067]当在步骤S15判定为切换操作了前进后退指令单元40时(是)，转移到步骤S16，使目标泵转矩Tp为图11所示的最小值。接下来，转移到步骤S17，将目标泵转矩Tp所示的最小值设定为新的目标泵转矩Tp，并将目标泵转矩Tp施加到可变容量型液压泵35。
[0068]当在步骤S13判定为加速踏板38是操作状态时(否)，当在步骤S14判定为实际发动机旋转速度比设定值NI小时(否)，当在步骤S15判定为没有切换操作前进后退指令单元40时(否)，分别转移到步骤S17，并根据在步骤S12求出的目标泵转矩Tp来进行可变容量型液压泵35的驱动控制。
[0069]图12表示吸收转矩变更单元35a的具体示例。从该图可以看出，本实施方式的吸收转矩变更单元35a构成为:将可变容量型液压泵35的排出压力Pp输入到PC阀51的先导口，将与排出压力Pp相应的工作油供给到伺服阀52，并通过伺服阀52的动作来变更可变容量型液压泵35的斜板倾转角，由此控制可变容量型液压泵35的容量。另外，PC阀51构成为:具有选择工作方式的压力控制阀，将来自主控制器36的吸收转矩变更指令i2输入到该电磁先导口。
[0070]在从主控制器36输出吸收转矩变更指令i2之前，PC阀51对可变容量型液压泵35的斜板倾转角进行控制，以便使可变容量型液压泵35的排出压力与容量的积不超过一定转矩。另一方面，当从主控制器36输出吸收转矩变更指令i2时，PC阀51使可变容量型液压泵35的斜板倾转角为最大，并使可变容量型液压泵35的吸收转矩为最小。由此，能够使发动机31的转矩与液压负载相符地上升，并使其在高液压负载的匹配点匹配，因此能够防止失速。
[0071]另外，在上述各实施例中，具备了主控制器36和发动机控制器37来作为管理作业车辆的驱动控制的控制器，但显然也可以使用综合了这些控制器的一个控制器来进行作业车辆的驱动控制。[0072]工业上的利用可能性
[0073]本发明能够利用于轮式装载机等作业车辆的驱动控制装置中。
[0074]符号说明
[0075]I轮式装载机
[0076]2驾驶室
[0077]3后部车体
[0078]5前部车体
[0079]6、7车轮
[0080]8前作业机
[0081]16升降气缸
[0082]22挖斗倾斜气缸
[0083]31发动机
.[0084]32液力变矩器
[0085]33传动装置
[0086]34车轴装置
[0087]35可变容量型液压泵
[0088]35a吸收转矩变更单元
[0089]36主控制器
[0090]37发动机控制器
[0091]38加速踏板
[0092]39加速操作量检测单元
[0093]40前进后退指令单元
[0094]41齿条传感器
[0095]42车速传感器
[0096]43发动机旋转速度传感器
[0097]44液力变矩器涡轮旋转传感器
[0098]51PC 阀
[0099]52伺服阀
【权利要求】
1.一种作业车辆的驱动控制装置，具有:控制器，其用于管理作业车辆的驱动控制；发动机负载率检测单元，其用于将发动机负载率信号输出到上述控制器；前进后退指令单元，其用于将作业车辆的前进后退切换信号输出到上述控制器；加速操作量检测单元，其用于将与加速踏板的操作量相应的加速踏板信号输出到上述控制器；以及车速检测单元，其将作业车辆的车速信号输出到上述控制器， 上述作业车辆的驱动控制装置的特征在于， 上述控制器进行是否收到了来自上述前进后退指令单元的前进后退切换信号的判定、以及由上述车速检测单元检测出的上述作业车辆的车速是否是预先存储的阈值以下的判定， 当判定为收到了上述前进后退切换信号、且判定为上述作业车辆的车速是上述预先存储的阈值以下时，将目标发动机旋转速度指令提供给上述发动机，上述目标发动机旋转速度指令是在对应上述加速踏板信号而设定的目标发动机旋转速度上加上防止失速用的目标发动机旋转速度的增量而得的。
2.根据权利要求1所述的作业车辆的驱动控制装置，其特征在于， 上述控制器根据从上述发动机负载率检测单元取入的发动机负载率来设定上述防止失速用的目标发动机旋转速度的增量。
3.根据权利要求2所述的作业车辆的驱动控制装置，其特征在于， 上述控制器与从上述发动机负载率检测单元取入的发动机负载率相关地设定第I以及第2设定值，当从上述发动机负载率检测单元取入的发动机负载率不足上述第I设定值时，使上述目标发动机旋转速度的增量为固定值，当从上述发动机负载率检测单元取入的发动机负载率为上述第I设定值以上、上述第2设定值以下时，上述发动机负载率越高上述目标发动机旋转速度的增量设定得越大。
4.一种作业车辆的驱动控制装置，具有:控制器，其用于管理作业车辆的驱动控制；发动机旋转速度检测单元，其用于将与上述发动机的实际旋转速度相应的实际旋转速度信号输出到上述控制器；前进后退指令单元，其用于将作业车辆的前进后退切换信号输出到上述控制器；加速操作量检测单元，其用于将与加速踏板的操作量相应的加速踏板信号输出到上述控制器；可变容量型液压泵，其由上述发动机驱动；以及吸收转矩控制单元，其根据从上述控制器输出的吸收转矩指令来控制上述可变容量型液压泵的吸收转矩， 上述作业车辆的驱动控制装置的特征在于， 上述控制器进行是否收到了来自上述前进后退指令单元的前进后退切换信号的判定、上述加速踏板信号是否是加速踏板非操作时的信号的判定、以及上述发动机的实际旋转速度是否是预先存储的阈值以下的判定， 当判定为收到了上述前进后退指令、判定为上述加速踏板信号是加速踏板非操作时的信号、且判定为上述发动机的实际旋转速度是预先存储的阈值以下时，将使上述可变容量型液压泵的吸收转矩为最小的吸收转矩指令输出到上述吸收转矩控制单元。
【文档编号】F02D29/00GK103429875SQ201280013866
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月15日 优先权日:2011年3月18日
【发明者】田中哲二, 兵藤幸次, 青木勇, 菊池圭吾 申请人:日立建机株式会社