机动平地机及机动平地机的离合器控制方法

专利名称：机动平地机及机动平地机的离合器控制方法
技术领域：
本发明涉及机动平地机及机动平地机的离合器控制方法。
背景技术：
目前，作为建筑车辆之一，对路面、地面进行整平的机动平地机已为人 所知。该机动平地机具有发动机、由来自发动机的驱动力驱动而旋转的行驶 轮、以及将来自发动机的驱动力传递给行驶轮的动力传递机构，通过切换i殳 置在动力传递机构上的液压式离合器，能够进行速度级的切换。另夕卜，该机 动平地机具有由液压缸驱动的刮板，通过在使刮板与路面接触的状态下移 动，能够进行如上所述的各种作业(参照专利文件l)。
另一方面，通常，在自卸卡车等中，根据行驶阻力的变化，对控制离合
器的液压波形进行变更(参照专利文件2)。在该自卸卡车中，冲艮据变矩器的 速度比，将行驶阻力的大小确定在大、中、小之中的任一级别，并利用对应 于各级别的液压波形进行离合器的控制。由此，能够与在颠簸剧烈的施工现 场、松软的地面上行驶等的运转状况相对应而进行离合器控制，并且能够抑 制由离合器切换导致的冲击。
专利文件1: JP特开2003 - 343325号公报
专利文件2: JP特开2002 - 295664号乂>报
如上所述，机动平地机在由刮板进行整地作业时，在刮板与地面接触的 状态下进行移动。另外，有时也在提升刮板而使其不与地面接触的状态下， 在一般道路上行驶。但是，在如上所述的自卸卡车的离合器控制中，不能判 断车辆是处于使用刮板而进行整地作业的状态，还是处于未用刮板的行驶状 态。因此，在机动平地机中进行如上所述的离合器控制时，难以抑制切换离 合器时的冲击
发明内容
本发明的课题是提供一种能够抑制切换离合器时的冲击的机动平地机。
第一方面发明的机动平地机，具有发动机、行驶轮、动力传递机构、 工作装置液压缸、刮板、液压缸液压检测部及控制部。行驶轮由来自发动枳j 的驱动力驱动而旋转。动力传递机构具有由液压驱动的离合器，将来自发动 机的驱动力传递给行驶轮。工作装置液压缸是由液压驱动的液压缸。刮;f反由 工作装置液压缸驱动。液压缸液压冲企测部4全测向工作装置液压缸供给的液 压。当液压釭液压才企测部冲全测到的液压釭液压不足^见定的阈^直时，控制吾卩判 定车辆处于行驶状态，并利用对应于行驶状态的行驶液压波形，控制向离合 器供给的液压。另外，当液压缸液压为阈值以上时，控制部判定车辆处于作 业状态，并利用对应于作业状态的作业液压波形，控制向离合器供给的液压。
在该机动平地机中，判定驱动刮板的工作装置液压缸的液压缸液压是否 不足规定的阈值。当车辆处于行驶状态时，由于施加于工作装置液压缸的负 载小，因此液压缸液压减小。另外，当车辆处于作业状态时，由于施加于工 作装置液压缸的负载大，因此液压缸液压增大。因此，通过将工作装置液压 缸的液压缸液压与规定的阈值作比较，能够精确地判定车辆是处于行驶状态 还是处于作业状态。这样，当判定车辆处于行驶状态时，利用对应于行驶状 态的行驶液压波形，控制向离合器供给的液压。另外，当判定车辆处于作业 状态时，利用对应于作业状态的作业液压波形，控制向离合器供给的液压。 由此，在该机动平地机中，在行驶时和作业时能够进行适当的离合器控制， 抑制切换离合器时的冲击。
另外，根据阈值大小的不同，即使在判定为处于行驶状态的情况下，也 包括刮板与地面接触、在受到较轻的负载的同时而行驶的情况。
第二方面发明的机动平地机为第一方面发明的机动平地机，其中，工作 装置液压缸是使刮板沿着上下方向移动的提升液压缸。
在该机动平地机中，将使刮板沿着上下方向移动的提升液压缸的液压缸 液压与规定的阈值进行比较。提升液压缸在作业状态下，保持使刮板按压在 地面上的状态，在行驶状态中，保持提升刮板的状态。因此，在行驶状态与 作业状态下，提升液压缸的液压缸液压不同。另外，进行负载大的作业的情 况与进行负载小的作业的情况下，液压缸液压也互不相同。因此，根据提升 液压缸的液压缸液压，控制部能够精确地判定车辆的状态。
第三方面发明的机动平地机为第一方面发明的机动平地机，其中，工作装置液压缸是改变刮板的角度的倾斜液压缸。
在该机动平地机中，改变刮板的角度的倾斜液压釭的液压釭液压与失见定 的阈值进行比较。刮板从地面受到的负载根据刮板的角度不同而不同，如果 刮板的角度不同，则倾斜液压缸的液压缸液压不同。因此，根据倾斜液压缸 的液压缸液压，控制部能够精确地判定车辆的状态。
第四方面发明的机动平地机的离合器控制方法，是机动平地机具有的液
压式离合器的控制方法，包括液压缸液压检测步骤、判定步^^、行驶状态
离合器控制步骤及作业状态离合器控制步骤。在液压缸液压检测步骤中，检 测向驱动刮板的工作装置液压缸供给的液压。在判定步骤中，判定在液压缸 液压检测步骤中检测到的液压缸液压是否不足规定的阈值。在行驶状态离合 器控制步骤中，当液压缸液压不足阈值时，判定车辆处于行驶状态，并利用 对应于行驶状态的行驶液压波形，控制向离合器供给的液压。在作业状态离 合器控制步骤中，当液压缸液压为规定的阈值以上时，判定车辆处于作业状 态，并利用对应于作业状态的作业液压波形，控制向离合器供给的液压。
在该机动平地机的离合器控制方法中，判定驱动刮板的工作装置液压缸 的液压缸液压是否不足规定的阈值。当车辆处于行驶状态时，由于施加于工 作装置液压缸的负载小，因此液压缸液压减小。另外，当车辆处于作业状态 时，由于施加于工作装置液压缸的负载大，因此液压缸液压增大。因此，通 过将工作装置液压缸的液压缸液压与规定的阈值作比较，能够精确地判定车 辆是处于行驶状态还是处于作业状态。这样，当判定车辆处于行驶状态时， 利用对应于行驶状态的行驶液压波形，控制向离合器供给的液压。另外，当 判定车辆处于作业状态时，利用对应于作业状态的作业液压波形，控制向离 合器供给的液压。由此，在该机动平地机的离合器控制方法中，在行驶时和 作业时能够进行合适的离合器控制，并且能够抑制切换离合器时的冲击。


图1是机动平地机的外观立体图； 图2是机动平地机的侧视图3是表示动力传递机构、液压驱动机构及控制部结构的示意图;
图4是表示离合器控制的流程图5是表示离合器控制中的液压波形的时间图；图6是表示其他实施方式的离合器控制的流程图； 图7是表示其他实施方式的离合器控制的流程图。 附图标记说明 1 机动平地机
5 发动机
6 动力4专递冲几构 8 控制部
12后轮(行驶轮) 42刮板
44， 45 提升液压缸(工作装置4液压缸) 48 倾斜液压缸(工作装置4液压缸)
66-'69第一离合器 第四离合器(离合器)
83第'一液压传感器(液压缸液压4企测部)
84第-二液压传感器(液压缸液压4企测部)
Sl第'一步骤(液压缸液压#企测步骤)
S2第.二步骤(判定步骤)
S3第.三步骤(作业状态离合器控制步骤)
S4第四步骤(行驶状态离合器控制步骤)
具体实施例方式
〈结构〉 〔整体结构〕
在图l和图2中表示本发明一实施方式的机动平地机l的外观立体图及 侧视图。该机动平地机1具有由左右一对前轮1及每一侧各两个轮的后寿仑 12构成的六个行驶轮，利用设置在前轮11和后轮12之间的刮板42，能够 进行整地作业、除雪作业、轻切削、材料混合等。另外，在图l和图2中， 仅图示四个后轮12中位于左侧的后轮。
如图1和图2所示，该机动平地机1具有机架2、驾驶室3及工作装置 4。另夕卜，如图3所示，机动平地机1具有发动机5、动力传递才几构6、液压 驱动机构7及控制部8等。 〔机架2及驾驶室3〕如图1和图2所示，机架2由后部机架21和前部机架22构成。 后部机架21容纳图3所示的发动才几5、动力传递才几构6及液压驱动才几 构7等。另外，在后部机架21上设有上述的四个后轮12,通过由来自发动 机5的驱动力驱动这些后轮12而使其旋转，车辆能够行驶。
前部机架22安装在后部机架21的前方，在其前端部安装有上述的前4仑11。
驾驶室3设置在后部机架21上，在其内部设置有方向盘、变速杆、工 作装置4的操纵杆等操作部13 (参照图3)、油门14、制动装置和微动^^反 (未图示)等。另外，驾驶室3也可以设置在前部机架22上。 〔工作装置4〕
工作装置4具有牵引杆40、环形杆(廿一夕/U) 41、刮4反42、液压马 达49、各种液压缸44-48等。
牵引杆40的前端部可摆动地安装在前部^L架22的前端部，通过一对-才是 升液压缸44， 45的同步伸缩，牵引杆40的后端部上下升降。另外，通过提 升液压缸44, 45的不同的伸缩，牵引杆40在上下方向上偏斜。进而，通过 牵引杆移动液压缸46的伸缩，牵引杆40以沿着车辆4亍进方向的轴为中心上 下摆动。
环形杆41可转动地安装在牵引杆40的后端部。环形杆41由液压马达 49(参照图l)驱动，从车辆上方看，相对牵引杆40沿着顺时针方向或逆时 4十方向转动。
刮板42横向可滑动地且以与横向平行的轴为中心上下可摆动地被支岸义 在环形杆41上。在此，所谓横向是指相对车辆的行进方向的左右方向。刮 板42能够通过支承在环形杆41上的刮板移动液压缸47，相对环形杆41横 向移动。另夕卜，刮板42能够通过支承在环形杆41上的倾斜液压缸48 (参照 图2)，以与横向平行的轴为中心相对环形杆41摆动，从而在上下方向上改 变方向。如上所述，刮板42经由牵引杆40、环形杆41能够进行相对车辆的 上下升降，相对行进方向的倾斜度的改变，相对横向的倾斜度的改变、转动 以及左右方向的移动。
通过由后述的第一液压泵71供给的液压油驱动液压马达49,能够转动 环形杆41。
各种液压缸44 ~ 48是由从第一液压泵71供给的液压驱动的液压釭，如上所述，具有一对提升液压缸44， 45、牵引杆移动液压缸46、刮板移动液 压缸47、倾斜液压缸48等。 一对4是升液压缸44， 45将前部4几架22夹在中 间并左右分离而设置。提升液压缸44, 45大致沿着上下方向配置，安装在 前部机架22及牵引杆40上。通过提升液压缸44， 45的伸缩使牵引杆40的 后端部上下移动，由此，能够使刮板42在上下方向移动。牵引杆移动液压 缸46相对上下方向倾斜配置，安装在前部机架22及牵引杆40的侧端部。 通过牵引杆移动液压缸46的伸缩，能够改变相对横向的牵引杆40的倾角， 由此，能够改变刮板42的倾角。刮板移动液压缸47沿着刮板42的长度方 向配置，安装在环形杆41及刮板42上。通过刮板移动液压缸47的伸缩， 能够改变刮板42的长度方向的位置。倾斜液压缸48安装在环形杆41及刮 板42上，通过其伸缩能够使刮板42以沿着横向的轴为中心上下摆动，由此， 能够改变相对于行进方向的刮板42的倾角。 〔发动才几5〕
如图3所示，在发动机5上附设有燃料喷射泵15，由燃料喷射泵15向 发动机5供给燃料。根据由后述的控制部8向电子调节器16输出的喷射量 信号来控制该供给量。另外，控制部8通过控制向发动机5供给的燃料供给 量，能够控制发动机5的转速。 〔动力传递4几构6〕
动力传递^4勾6是用于向后4仑12传递来自发动才几5的驱动力的^L构， 具有变速器60及串联装置61。
变速器60具有变矩器62、各种离合器63~69及未图示的多个变速齿轮等。
变矩器62与发动机5的输出侧连接。在变矩器62中设有直接连接变矩 器62的输入轴与输出轴的锁止离合器70。锁止离合器70通过包含在上述才喿 作部13中的切换开关的操作，切换为接合状态或断开状态。如果锁止离合 器70处于接合状态，则来自发动机5的驱动力不经由变矩器62传递。如果 锁止离合器70处于断开状态，则来自发动机5的驱动力经由变矩器62传递。
各种离合器63 69是由后述的第二液压泵72供给的液压驱动的液压式 离合器，具有FL离合器63、 FH离合器64、 R离合器65、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。 FL离合器63及FH离合 器64在车辆前进时处于接合状态。R离合器65在车辆后退时处于接合状态。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在向各自 对应的变速齿轮传递驱动力时处于接合状态。在该变速器60中，在前进时， 通过使FL离合器63及FH离合器64中的任一个与第一离合器66 ~第四离 合器69中的任一个进行组合，能够进行1 8速的速度级的选择。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中的任一个 进行组合，能够进行1 ~ 4速的速度级的选择。
从变速器60输出的驱动力经由未图示的终端减速机及串联装置61传递 给后轮12。
〔液压驱动一几构7〕
液压驱动机构7是用于利用来自发动机5的驱动力产生液压，并由液压 驱动上述的各种离合器66~69、液压马达49、各种液压缸44-48的才几构。 液压驱动才几构7具有第一液压泵71、第二液压泵72、各种液压控制阀73 ~ 78, 51~57及各种传感器83~88。
第一液压泵71由来自发动才几5的驱动力驱动，产生向各种液压缸44 48及液压泵49供给的液压。第一液压泵71是可变容量型液压泵，通过由泵 容量控制液压缸71a改变斜盘的倾角而能够改变输出的液压油的容量。
第二液压泵72由来自发动机5的驱动力驱动，产生向各种离合器63-69供^^的液压。
各种液压控制阀73 ~ 78， 51 ~ 57是通过由控制部8进行的电控制而能 够调整液压的电磁比例控制阀，具有第一-第五液压釭控制阀73~77、液压 马达控制阀78、第一-第七离合器控制阀51~57等。
第一 ~第五液压缸控制阀73 ~ 77调整向上述的各种液压缸44 ~48供给 的液压。具体地讲，第一液压缸控制阀73调整向提升液压缸44供给的液压； 第二液压缸控制阀74调整向提升液压缸45供给的液压；第三液压缸控制阀 75调整向牵引杆移动液压缸46供给的液压；第四液压缸控制阀76调整向刮 板移动液压缸47供给的液压；第五液压缸控制阀77调整向倾斜液压缸48 供给的液压。
液压马达控制阀78调整向上述的液压马达49供给的液压。 第一 ~第七离合器控制阀51 ~ 57调整向上述的各种离合器63 ~ 69供给 的液压。具体地讲，第一离合器控制阀51调整向FL离合器63供给的液压； 第二离合器控制阀52调整向FH离合器64供给的液压；第三离合器控制阀53调整向R离合器65供给的液压；第四离合器控制阀54调整向第一离合 器66供给的液压；第五离合器控制阀55调整向第二离合器67供给的液压； 第六离合器控制阀56调整向第三离合器68供给的液压；第七离合器控制阀 57调整向第四离合器69供给的液压。
各种传感器83 ~ 88检测经由上述的液压控制阀73 ~ 78向各种液压执行 机构44 49供给的液压，将与检测到的液压的大小相当的检测信号送到控 制部8。具体地讲，第一液压传感器83检测向提升液压缸44供给的液压； 第二液压传感器84检测向提升液压缸45供给的液压；第三液压传感器85 检测向牵引杆移动液压缸46供给的液压；第四液压传感器86检测向刮板移 动液压缸47供给的液压；第五液压传感器87检测向倾斜液压缸48供给的 液压；第六液压传感器88才企测向液压马达49供给的液压。 〔控制部8〕
控制部8根据由操作部13对工作装置4发出的指令信号、来自各种传 感器83 88的检测信号等，控制第一 第五液压缸控制阀73 -77、液压马 达控制阀78,从而能够改变刮板42的位置及姿态。另外，控制部8根据来 自油门14、变速杆等的指令信号、来自未图示的其他液压传感器的检测信号 等，控制第一 第七离合器控制阀51~57，从而能够进行适于车辆状态的变 速控制。
下面，详细说明在由控制部8进行的变速控制中变速时的离合器控制方法。
〈离合器控制方法〉
图4表示由控制部8进行的离合器控制的流程图。
首先，在第一步骤Sl (液压缸液压检测步骤)中，检测向提升液压缸 44， 45供给的液压(以下称为"液压缸液压P1")。在此，在控制部8中参 照由第一液压传感器83及第二液压传感器84检测到的液压中较大的值。另 外，在控制部8中也可以参照由第一液压传感器83及第二液压传感器84检 测到的液压的平均值。
其次，在第二步骤S2 (判定步骤)中，判定在第一步骤S1中检测到的 液压缸液压Pl是否不足规定的阈值A。如果液压缸液压Pl并非不足规定的 阈值A时，即，在液压缸液压Pl为规定的阈值A以上时，进入第三步骤 S3。如果液压缸液压Pl不足规定的阈值A时，进入第四步骤S4。
10在第三步骤S3 (作业状态离合器控制步骤)中，控制部8判定车辆处
于作业状态，并利用对应于作业状态的作业液压波形，控制向第一离合器
66 第四离合器69供给的液压。在图5 (a)和图5 (b)中，将表示该作业 液压波形的时间图用实线Lal， Lbl来表示。图5 (a)的实线Lal表示接合 离合器液压即接合侧的变速离合器的压力。另外，图5 (b)的实线Lbl表 示断开离合器液压即断开侧的变速离合器的压力。该时间图表示进行变速的 情况，即，通过使在第一离合器66 第四离合器69中使目前处于接合状态 的变速离合器(例如第一离合器66)断开，并且使对应于被选择的速度级的 变速离合器(例如第二离合器67)进行接合来进行变速。在此，在将断开侧 的变速离合器切断之前，向接合侧的变速离合器填充液压油而完成填充，接 着，在将断开侧的变速离合器切断之后，逐渐增加接合侧的变速离合器的液 压。由此，抑制变速冲击的发生。
在第四步骤S4 (行驶状态离合器控制步骤)中，控制部8判定车辆处 于行驶状态，并利用对应于行驶状态的行驶液压波形，控制向第一离合器 66 第四离合器69供给的液压。该行驶液压波形如在图5 (a)和图5 (b) 中用虚线La2, Lb2表示那样，设定为比作业液压波形低的液压。
另夕卜，上述的接合侧的变速离合器的作业液压波形及行驶液压波形是与 基于运转状况、变速级等的变速条件相对应而预先设定并储存在控制部8的 波形，在变速控制时，选择并使用对应于各种变速条件的液压波形。 〈特征〉
在该机动平地机l中，根据向提升液压缸44， 45供给的液压的大小， 判定车辆是处于作业状态还是处于行驶状态。然后，在作业状态的情况与行 驶状态的情况下，切换对第一离合器66-第四离合器69进行控制的液压波 形。因此，分别在作业状态和行驶状态的情况下，能够进行合适的变速控制， 能够抑制由离合器切换导致的变速沖击。
〈其他实施方式〉
("
如图6的第五步骤S5所述，除上述的离合器控制方法外，也可以判定 油门开度Da是否大于规定的阈值B。当油门开度Da比规定的阈值B大时， 进入第二步骤S2。从第二步骤S2到第四步骤S4与上述的实施方式相同。 当油门开度Da不大于规定的阈值B时，即在油门开度Da为阈值B以下时，进入第六步骤S6。在第六步骤S6中，利用对应于油门开度Da小的情况的 小油门开度液压波形，控制第一离合器66-第四离合器69。该小油门开度 液压波形与上述的行驶液压波形及作业液压波形中的任一个都不同。
这样，通过进一步追加关于油门开度Da的判定，能够进行更适合车辆 状态的变速控制。
(b)
如图7的第七步骤S7所述，除上述的实施方式或者其他实施方式(a) 的离合器控制方法外，也可以判定燃料喷射量Qf是否为规定的阈值C以上。 在燃料喷射量Qf为规定的阈值C以上时，进入第二步骤S2。从第二步骤 S2到第六步骤S6与上述的实施方式相同。在燃料喷射量Qf并非规定的阈 值C以上时，即在燃料喷射量Qf不足阈值C时，进入第四步骤S4。
这样，通过进一步追加关于燃料喷射量Qf的判定，能够进行更适合车 辆状态的变速控制。
另外，也可以代替燃料喷射量Qf进行基于发动机扭矩大小的判定。
(c)
在上述的实施方式中，虽然#4居向提升液压缸44， 45供给的液压来判 定是处于行驶状态还是处于作业状态，但是也可以根据向倾斜液压缸48供 给的液压来进行判定。另外，也可以根据向提升液压缸44, 45供给的液压 以及向倾斜液压缸48供给的液压这两者来进行判定。
工业实用性
本发明能够抑制切换离合器时的冲击，作为机动平地机是有用的。
权利要求
1.一种机动平地机，其特征在于，具有发动机；行驶轮，其由来自发动机的驱动力驱动而旋转；动力传递机构，其具有由液压驱动的离合器，将来自所述发动机的驱动力传递给所述行驶轮；工作装置液压缸，其由液压驱动；刮板，其由所述工作装置液压缸驱动；液压检测部，其检测向所述工作装置液压缸供给的液压；控制部，当所述液压缸液压检测部检测到的液压缸液压不足规定的阈值时，该控制部判定车辆处于行驶状态，并利用对应于行驶状态的行驶液压波形，控制向所述离合器供给的液压，当所述液压缸液压为规定的阈值以上时，该控制部判定车辆处于作业状态，并利用对应于作业状态的作业液压波形，控制向所述离合器供给的液压。
2. 如权利要求1所述的机动平地机，其特征在于，所述工作装置液压缸是^f吏所述刮板沿着上下方向移动的提升液压缸。
3. 如权利要求1所述的机动平地机，其特征在于， 所述工作装置液压缸是改变所述刮板的角度的倾斜液压缸。
4. 一种机动平地机具有的液压式离合器的控制方法，其特征在于，具有液压缸液压检测步骤，检测向驱动刮板的工作装置液压缸供给的液压； 判定步骤，判定在所述液压缸液压检测步骤中检测到的液压缸液压是否 不足规定的阈值；行驶状态离合器控制步骤，当所述液压缸液压不足所述阈值时，判定车 辆处于行驶状态，并利用对应于行驶状态的行驶液压波形，控制向所述离合 器供给的液压；作业状态离合器控制步骤，当所述液压缸液压达到规定的阈值以上时， 判定车辆处于作业状态，并利用对应于作业状态的作业液压波形，控制向所 述离合器供给的液压。
全文摘要
本发明提供一种机动平地机及机动平地机的离合器控制方法，该机动平地机能够抑制切换离合器时的冲击。在本发明的机动平地机中，当第一、第二液压传感器(83，84)检测到的液压缸液压不足规定的阈值时，控制部(8)判定车辆处于行驶状态，并利用对应于行驶状态的行驶液压波形，控制向第一、第二变速离合器(66，67)供给的液压。另外，当液压缸液压为阈值以上时，控制部(8)判定车辆处于作业状态，并利用对应于作业状态的作业液压波形，控制向第一、第二变速离合器(66，67)供给的液压。
文档编号F16H59/50GK101646885SQ200880010229
公开日2010年2月10日 申请日期2008年1月31日 优先权日2007年3月29日
发明者盐原正树, 相田伦弘 申请人:株式会社小松制作所