作业车辆及作业车辆的控制方法
作业车辆及作业车辆的控制方法
【专利摘要】作业车辆具备：发动机、液压泵、行驶用液压马达、加速操作部件、控制部。液压泵由发动机驱动。行驶用液压马达由从液压泵排出的液压油驱动。加速操作部件为了设定发动机的目标旋转速度而被操作。控制部进行通过将行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制。在牵引控制中，控制部随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。
【专利说明】作业车辆及作业车辆的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及作业车辆及作业车辆的控制方法。
【背景技术】
[0002]通常，在轮式装载机等作业车辆中搭载有所谓的HST (Hydro StaticTransmission,静液压无级变速装置)。HST式作业车辆由发动机驱动液压泵，由从液压泵排出的液压油驱动行驶用液压马达。由此，作业车辆行驶。在这种HST式作业车辆中，通过控制发动机旋转速度、液压泵的容量、行驶用液压马达的容量等，能够控制车速及牵引力(参照专利文献I)。
[0003]在上述的作业车辆中，操作人员能够选择牵引控制。牵引控制是通过将行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量来降低最大牵引力的控制。图10表示规定驱动回路压力和行驶用液压马达的容量的马达容量一驱动回路压力特性的一个例子。例如，当行驶用液压马达的上限容量被设定为Ma时，与未进行牵引控制的状态相比，最大牵引力降低。另外，当上限容量被设定为Mb时，最大牵引力进一步降低。
[0004]另一方面，在上述的作业车辆中，如图11所示，基于泵容量一驱动回路压力特性，控制液压泵的容量。图中的Lll?L16是表示随着发动机旋转速度变化的泵容量一驱动回路压力特性的线。驱动回路压力是从液压泵向行驶用液压马达输送的液压油的液压。泵容量一驱动回路压力特性随着发动机旋转速度的增大而从Lll向L16变化。另外,如L12所示，当驱动回路压力增大时，泵容量降低，当驱动回路压力降低时，泵容量增大。在该作业车辆中，为了保护行驶用液压电路，设有截止阀。截止阀以驱动回路压力不超过规定的截止压力值的方式进行减压。因此，如图11的L14所示，在泵容量为规定的泵容量值Qx以下的情况下，截止阀发挥作用，驱动回路压力被减压而恒定为截止压力值Px。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2008 - 275012号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在上述的作业车辆中，在发动机旋转速度从低速到中速的范围内，驱动回路压力随着发动机旋转速度的增大而增大。但是，在发动机旋转速度从中速到高速的范围内，不管发动机旋转速度是否增大，驱动回路压力都大致恒定为截止压力值。例如，如图12所示，在发动机旋转速度处于从零到N3的范围内时，随着发动机旋转速度的增大，驱动回路压力增大。在图12中，发动机旋转速度N1、N2、N3分别对应于图11所示的泵容量一驱动回路压力特性L11、L12、L13的发动机旋转速度。另外，在图12中，发动机旋转速度N4、N5、N6分别对应于图11所示的泵容量一驱动回路压力特性L14、L15、L16的发动机旋转速度。如图12所示，当发动机旋转速度为N4以上时，不管发动机旋转速度是否增大，驱动回路压力都恒定为截止压力值Ρχ。
[0010]如上所述，如果在驱动回路压力为截止压力值Px的状态下执行牵引控制，则行驶用液压马达的容量恒定在被设定的上限容量。因此，即使发动机旋转速度增大，驱动回路压力及行驶用液压马达的容量也不增大而保持大致一定。因此，在发动机旋转速度为中速以上的范围内，即使操作人员操作加速操作部件增大发动机旋转速度，牵引力也不增大而保持大致一定。因此，加速操作部件的操作和实际的牵引力变化不一致，行驶操作性降低。
[0011]本发明的课题在于，提供一种能够提高行驶操作性的作业车辆及作业车辆的控制方法。
[0012]用于解决课题的技术方案
[0013]本发明第一方面提供一种作业车辆，其具备:发动机、液压泵、行驶用液压马达、力口速操作部件和控制部。液压泵由发动机驱动。行驶用液压马达由从液压泵排出的液压油驱动。加速操作部件为了设定发动机的目标旋转速度而被操作。控制部进行通过将行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制。控制部在牵引控制中随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。
[0014]本发明第二方面的作业车辆在第一方面的作业车辆的基础上，在加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度为规定的阈值以上时，控制部随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。
[0015]本发明第三方面的作业车辆在第二方面的作业车辆的的基础上，在加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度比规定的阈值小时，不管加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度如何，控制部都把行驶用液压马达的上限容量设定在恒定值。
[0016]本发明第四方面的作业车辆在第一?第三方面中任一方面的作业车辆的基础上，通过控制行驶用液压马达的倾角，控制行驶用液压马达的容量。
[0017]本发明第五方面提供一种作业车辆的控制方法，其是具备发动机、液压泵、行驶用液压马达、加速操作部件的作业车辆的控制方法。液压泵由发动机驱动。行驶用液压马达由从液压泵排出的液压油驱动。加速操作部件为了设定发动机的目标旋转速度而被操作。本方面的作业车辆的控制方法包含如下步骤:进行通过将行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制，在牵引控制中，随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。
[0018]发明效果
[0019]在本发明第一方面的作业车辆中，在牵引控制中，随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。因此，根据加速操作部件的操作，能够增大牵引力。由此，能够提高行驶操作性。
[0020]在本发明第二方面的作业车辆中，在加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度为规定的阈值以上时，进行所述行驶用液压马达的上限容量的增大。因此，在操作人员某较大程度地操作加速操作部件时，能够抑制感到牵引力不增大的不适感。由此，能够提高行驶操作性。
[0021]在本发明第三方面的作业车辆中，在加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度比规定的阈值小时，不进行所述行驶用液压马达的上限容量的增大。由此，在牵引控制中能够抑制牵引力不用地增大。
[0022]在本发明第四方面的作业车辆中，通过控制行驶用液压马达的倾角，能够设定行驶用液压马达的上限容量。
[0023]在本发明第五方面的作业车辆的控制方法中，在牵引控制中，随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。因此，根据加速操作部件的操作，能够增大牵引力。由此，能够提高行驶操作性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是表示本发明一实施方式的作业车辆的构成的侧视图；
[0025]图2是表不搭载于本发明一实施方式的作业车辆的HST系统的液压电路图；
[0026]图3是表不发动机的输出扭矩线的一个例子的图；
[0027]图4是表示泵容量一驱动回路压力特性的一个例子的图；
[0028]图5是表示马达容量一驱动回路压力特性的一个例子的图；
[0029]图6是表示作业车辆的车速一牵引力线图的一个例子的图；
[0030]图7是表不上限容量信息的一个例子的图；
[0031]图8是表示牵引比率信息的一个例子的图；
[0032]图9是表示选择了牵引控制的执行时的牵引力和发动机旋转速度的关系的图；
[0033]图10是表示现有技术的马达容量一驱动回路压力特性的一个例子的图；
[0034]图11是表示现有技术的泵容量一驱动回路压力特性的一个例子的图；
[0035]图12是表示现有技术的发动机旋转速度和驱动回路压力的关系的图。
【具体实施方式】
[0036]下面，使用【专利附图】
【附图说明】本发明一实施方式的作业车辆50。图1是作业车辆50的侧视图。作业车辆50为轮式装载机。作业车辆50具备:车体51、工作装置52、多个车轮55和驾驶室56。工作装置52安装于车体51的前部。工作装置52具有动臂53、铲斗54、提升液压缸19和铲斗液压缸26。动臂53是用于举起铲斗54的部件。动臂53被提升液压缸19驱动。铲斗54安装于动臂53的前端。铲斗54通过铲斗液压缸26倾卸及倾斜。驾驶室56载置于车体51上。
[0037]图2是表不搭载于作业车辆50的液压驱动机构30的构成的方框图。液压驱动机构30主要具有:发动机1、第二液压泵2、供给泵3、第一液压泵4、行驶用液压马达10、发动机控制器12a、车体控制器12、驱动液压电路20。在液压驱动机构30中，通过由发动机I驱动第一液压泵4排出液压油。行驶用液压马达10由从第一液压泵4排出的液压油驱动。行驶用液压马达10通过旋转驱动上述的车轮55，使作业车辆50行驶。即，在液压驱动机构30中，采用所谓的单泵单马达的HST系统。
[0038]发动机I为柴油发动机，由发动机I产生的输出扭矩传递至第二液压泵2、供给泵
3、第一液压泵4等。在液压驱动机构30中设有检测发动机I的实际旋转速度的发动机旋转速度传感器la。另外，在发动机I上连接有燃料喷射装置lb。后述的发动机控制器12a通过根据设定的目标发动机旋转速度控制燃料喷射装置lb，来控制发动机I的输出扭矩(下面，称为“发动机扭矩”)和旋转速度。[0039]第一液压泵4通过被发动机I驱动而排出液压油。第一液压泵4为可变容量型液压泵。从第一液压泵4排出的液压油通过驱动液压电路20向行驶用液压马达10输送。具体而言，驱动液压电路20具有第一驱动电路20a和第二驱动电路20b。液压油从第一液压泵4经由第一驱动电路20a供给到行驶用液压马达10，由此行驶用液压马达10向一方向(例如，前进方向)驱动。液压油从第一液压泵4经由第二驱动电路20b供给到行驶用液压马达10，由此行驶用液压马达10向另一方向(例如，后退方向)驱动。
[0040]在驱动液压电路20中设有驱动回路压力检测部17。驱动回路压力检测部17检测经由第一驱动电路20a或第二驱动电路20b供给到行驶用液压马达10的液压油的压力(下面，“驱动回路压力”)。具体而言，驱动回路压力检测部17具有第一驱动回路压力传感器17a和第二驱动回路压力传感器17b。第一驱动回路压力传感器17a检测第一驱动电路20a的液压。第二驱动回路压力传感器17b检测第二驱动电路20b的液压。第一驱动回路压力传感器17a和第二驱动回路压力传感器17b将检测信号传送至车体控制器12。另外，在第一液压泵4上连接有用于控制第一液压泵4的排出方向的FR切换部5和泵容量控制液压缸6。
[0041]FR切换部5是基于来自车体控制器12的控制信号切换液压油向泵容量控制液压缸6的供给方向的电磁控制阀。FR切换部5通过切换液压油向泵容量控制液压缸6的供给方向，来切换第一液压泵4的排出方向。具体而言，FR切换部5将第一液压泵4的排出方向切换到向第一驱动电路20a的排出和向第二驱动电路20b的排出。泵容量控制液压缸6通过经由泵先导回路32被供给液压油而被驱动，而变更第一液压泵4的倾角。
[0042]在泵先导回路32中配置有泵容量控制部7。泵容量控制部7将泵容量控制液压缸6与泵先导回路32和液压油箱中的任一个连接。泵容量控制部7是基于来自车体控制器12的控制信号进行控制的电磁控制阀。泵容量控制部7通过控制泵容量控制液压缸6内的液压油的压力，来调节第一液压泵4的倾角。
[0043]泵先导回路32经由截止阀47与供给回路33和液压油箱连接。截止阀47的先导口经由梭阀46与第一驱动电路20a和第二驱动电路20b连接。梭阀46将第一驱动电路20a的液压和第二驱动电路20b的液压中较大的液压导入截止阀47的先导口。由此，对截止阀47的先导口施加驱动回路压力。截止阀47在驱动回路压力比规定的截止压低时，连通供给回路33和泵先导回路32。由此，液压油从供给回路33供给到泵先导回路32。当驱动回路压力成为规定的截止压以上时，截止阀47使泵先导回路32与液压油箱连通，使泵先导回路32的液压油溢出到液压油箱。由此，通过降低泵先导回路32的液压，降低第一液压泵4的容量，抑制驱动回路压力的上升。
[0044]供给泵3是由发动机I驱动、用于向驱动液压电路20供给液压油的泵。供给泵3与供给回路33连接。供给泵3经由供给回路33向泵先导回路32供给液压油。供给回路33经由第一止回阀41与第一驱动电路20a连接。第一止回阀41允许液压油从供给回路33向第一驱动电路20a流动，但限制液压油从第一驱动电路20a向供给回路33流动。另夕卜，供给回路33经由第二止回阀42与第二驱动电路20b连接。第二止回阀42允许液压油从供给回路33向第二驱动电路20b流动，但限制液压油从第二驱动电路20b向供给回路33流动。另外，供给回路33经由第一安全阀43与第一驱动电路20a连接。第一安全阀43在第一驱动电路20a的液压比规定的压力大时被打开。供给回路33经由第二安全阀44与第二驱动电路20b连接。第二安全阀44在第二驱动电路20b的液压比规定的压力大时被打开。另外，供给回路33经由低压安全阀45与液压油箱连接。低压安全阀45在供给回路33的液压比规定的安全压大时被打开。由此，驱动回路压力以不超过规定安全压的方式被调节。另外，与第一安全阀43的安全压及第二安全阀44的安全压相比，低压安全阀45的规定安全压相当低。因此，在驱动回路压力比供给回路33的液压低时，液压油经由第一止回阀41或第二止回阀42从供给回路33向驱动液压电路20供给。
[0045]第二液压泵2由发动机I驱动。从第二液压泵2排出的液压油经由工作装置用液压电路31供给到提升液压缸19。由此，驱动工作装置52。另外，从第二液压泵2排出的液压油经由工作装置用液压电路31供给到转向液压缸(未图示)。由此，变更作业车辆I的方向。第二液压泵2的排出压力由排出压力传感器39检测。排出压力传感器39将检测信号发送至车体控制器12。在工作装置用液压电路31上设有工作装置控制阀18。工作装置控制阀18根据工作装置操作部件23的操作量被驱动。工作装置控制阀18根据施加于先导口的先导压力，控制供给到提升液压缸19的液压油的流量。施加于工作装置控制阀18的先导口的先导压力被工作装置操作部件23的先导阀23a控制。先导阀23a向工作装置控制阀18的先导口施加与工作装置操作部件23的操作量对应的先导压力。由此，根据工作装置操作部件23的操作量控制提升液压缸19。施加于工作装置控制阀18的先导口的先导压力由PPC压力传感器21检测。另外，供给到提升液压缸19的液压油的压力由动臂压力传感器22检测。PPC压力传感器21及动臂压力传感器22将检测信号传送到车体控制器
12。另外，在提升液压缸19上设有动臂角度检测部38。动臂角度检测部38检测后述的动臂角度。动臂角度检测部38是检测动臂53的旋转角度的传感器。或者，动臂角度检测部38也可以检测提升液压缸19的冲程量，并利用冲程量运算动臂53的旋转角度。动臂角度检测部38将检测信号传送至车体控制器12。需要说明的是，铲斗液压缸26与提升液压缸
19一样被控制阀控制，但在图2中省略了图示。
[0046]行驶用液压马达10是可变容量型液压马达。行驶用液压马达10由从第一液压泵4排出的液压油驱动，产生用于行驶的驱动力。在行驶用液压马达10上设有马达液压缸Ila和马达容量控制部11b。马达液压缸Ila变更行驶用液压马达10的倾角。马达容量控制部Ilb是基于来自车体控制器12的控制信号被控制的电磁控制阀。马达容量控制部Ilb基于来自车体控制器12的控制信号控制马达液压缸11a。马达液压缸I Ia和马达容量控制部Ilb与马达先导电路34连接。马达先导电路34经由止回阀48与第一驱动电路20a连接。止回阀48允许液压油从第一驱动电路20a向马达先导电路34流动，但限制液压油从马达先导电路34向第一驱动电路20a流动。马达先导电路34经由止回阀49与第二驱动电路20b连接。止回阀49允许液压油从第二驱动电路20b向马达先导电路34流动，但限制液压油从马达先导电路34向第二驱动电路20b流动。利用止回阀48、49，第一驱动电路20a和第二驱动电路20b中的较大的液压即驱动回路压力的液压油被供给到马达先导电路34。马达容量控制部Ilb基于来自车体控制器12的控制信号，切换液压油从马达先导电路34向马达液压缸Ila的供给方向及供给流量。由此，车体控制器12能够任意地变更行驶用液压马达10的容量。另外，能够任意地设定行驶用液压马达10的最大容量及最小容量。
[0047]在液压驱动机构30中设有车速传感器16。车速传感器16检测车速。车速传感器16将车速信号发送至车体控制器12。车速传感器16通过检测例如车轮驱动轴的旋转速度来检测车速。
[0048]作业车辆50具备:加速操作部件13a、前进后退切换操作部件14和牵引控制选择部件15。
[0049]加速操作部件13a是操作人员用于设定目标发动机旋转速度的部件。加速操作部件13a是例如油门踏板，被操作人员操作。加速操作部件13a与油门操作量传感器13连接。油门操作量传感器13由电位计等构成。油门操作量传感器13向发动机控制器12a发送表示加速操作部件13a的操作量(下面，称为“油门操作量”)的开度信号。操作人员通过调节油门操作量，能够控制发动机I的旋转速度。
[0050]通过操作人员操作,前进后退切换操作部件14切换前进位置、后退位置和中立位置。前进后退切换操作部件14向车体控制器12发送表示前进后退切换操作部件14的位置的操作信号。操作人员通过操作前进后退切换操作部件14，能够切换作业车辆50的前进和后退。
[0051]牵引控制选择部件15为例如开关。牵引控制选择部件15是被操作人员操作的用于选择后述的牵引控制的执行的部件。牵引控制是与未进行牵引控制的状态(下面，称为“正常状态”)相比降低最大牵引力的控制。操作人员通过牵引控制选择部件15选择牵引控制的执行，能够降低最大牵引力。牵引控制选择部件15向车体控制器12发送表示牵引控制选择部件15的选择位置的操作信号。
[0052]发动机控制器12a是具有CPU等运算装置及各种存储器等的电子控制部。发动机控制器12a以得到设定的目标旋转速度的方式控制发动机I。图3中表示发动机I的输出扭矩线。发动机I的输出扭矩线表示发动机I的旋转速度和在各旋转速度下发动机I可排出的最大发动机扭矩的大小的关系。图3中，实线LlOO表示油门操作量为100%时的发动机输出扭矩线。该发动机输出扭矩线相当于例如发动机I的定格或最大的功率输出。需要说明的是，“油门操作量为100%”是指最大程度地操作加速操作部件13a的状态。另外，虚线L75表示油门操作量为75%时的发动机输出扭矩线。发动机控制器12a以使发动机扭矩成为发动机输出扭矩线以下的方式控制发动机I的输出。该发动机I的输出的控制通过例如控制燃料喷射量向发动机I的上限值来进行。
[0053]车体控制器12是具有CPU等运算装置及各种存储器等的电子控制部。车体控制器12相当于本发明的控制部。车体控制器12通过基于来自各检测部的输出信号对各控制阀进行电子控制，来控制第一液压泵4的容量和行驶用液压马达10的容量。
[0054]具体而言，车体控制器12基于发动机旋转速度传感器Ia所检测的发动机旋转速度，向泵容量控制部7输出指令信号。由此，规定泵容量和驱动回路压力的关系。图4中表示泵容量一驱动回路压力特性的一个例子。泵容量一驱动回路压力特性表示泵容量和驱动回路压力的关系。图中的Lll?L16是表示随着发动机旋转速度的变化而变更的泵容量一驱动回路压力特性的线。具体而言，车体控制器12基于发动机旋转速度控制泵容量控制部7的流量，由此，泵容量一驱动回路压力特性按照Lll?L16变更。由此，泵容量被控制为与发动机旋转速度及驱动回路压力对应。泵容量一驱动回路压力特性随着发动机旋转速度的增大，从Lll向L16变化。另外，如Lll 一 L13所示，当驱动回路压力增大时，泵容量降低，当驱动回路压力降低时，泵容量增大。在L14所示的泵容量一驱动回路压力特性中，当泵容量为规定泵容量值Qxl以下时，通过使截止阀47发挥作用，使驱动回路压力恒定在上述的截止压力值Px。在L15所示的泵容量一驱动回路压力特性中，当泵容量为规定的泵容量值Qx2以下时，通过使截止阀47发挥作用，使驱动回路压力恒定在上述的截止压力值Px。在L16所示的泵容量一驱动回路压力特性中，当泵容量为规定泵容量值Qx3以下时，通过使截止阀47发挥作用，使驱动回路压力恒定在上述的截止压力值Px。Qxl<Qx2<Qx3。S卩，驱动回路压力恒定在截止压力值Px时的泵容量随着发动机旋转速度的增大而增大。
[0055]车体控制器12对来自发动机旋转速度传感器Ia及驱动回路压力检测部17的输出信号进行处理，向马达容量控制部Ilb输出马达容量的指令信号。在此，车体控制器12参照存储于车体控制器12的马达容量一驱动回路压力特性，利用发动机旋转速度的值和驱动回路压力的值设定马达容量。车体控制器12向马达容量控制部Ilb输出与该设定的马达容量对应的倾角的变更指令。图5中表示马达容量一驱动回路压力特性的一个例子。图中的实线L21是确定发动机旋转速度为某个值的状态下的马达容量相对于驱动回路压力的线。在此，马达容量与行驶用液压马达10的倾角对应。直到驱动回路压力在一定值以下的情况为止，倾角最小(Min)。然后,伴随着驱动回路压力的上升,倾角也逐渐变大(实线的倾斜部分L22)。而且，倾角成为最大(Max)后，即使驱动回路压力上升，倾角也维持最大倾角Max。倾斜部分L22规定驱动回路压力的目标压力。S卩，当驱动回路压力比目标压力变大时，车体控制器12使行驶用液压马达的容量增大。当驱动回路压力比目标压力变小时，车体控制器12使行驶用液压马达的容量降低。目标压力比上述的截止压力值Px小。另外，目标压力根据发动机旋转速度被确定。即，图5所示的倾斜部分L22以随着发动机旋转速度的增减而上下变化的方式被设定。具体而言，倾斜部分L22被控制为，如果发动机旋转速度低，则倾角从驱动回路压力更低的状态开始变大，在驱动回路压力更低的状态下达到最大倾角(参照图5的下侧的虚线的倾斜部分L23);相反，如果发动机旋转速度高，则直到驱动回路压力变得更高为止维持最小倾角Min，在驱动回路压力为更高的状态下，达到最大倾角Max (参照图5中的上侧的虚线的倾斜部分L24)。由此，如图6中LI所示，作业车辆的牵引力和车速无级地变化，从零车速到最高速度无变速操作地自动地变速。需要说明的是，图6是油门操作量为最大时的车速一牵引力线图。另外，在图5中，为了容易理解，强调倾斜而表示了倾斜部分L22，但实际上大致水平。因此，当驱动回路压力达到目标压力时，马达容量在最小值(或最小限制值)和最大值(或最大限制值)之间被切换。但是，在驱动回路压力达到目标压力时，不会立即变更指令值，产生时间滞后。该时间滞后是倾斜部分L22存在的原因。
[0056]车体控制器12通过牵引控制选择部件15被操作来执行牵引控制。牵引控制是通过将行驶用液压马达10的容量限制为比正常状态下的最大容量小的上限容量，使车辆的最大牵引力低于正常状态的最大牵引力的控制。车体控制器12根据牵引控制选择部件15的操作，使行驶用液压马达10的上限容量降低。在油门操作量为规定的阈值以上时，车体控制器12根据油门操作量的增大，使行驶用液压马达10的上限容量增大。另外，在油门操作量比规定的阈值小时，不管油门操作量如何，车体控制器12都将行驶用液压马达的上限容量设定为恒定值。如图5所示，在利用牵引控制选择部件15选择牵引控制且油门操作量比规定的阈值小时，车体控制器12将上限容量从Max变更为Ma。车体控制器12向马达容量控制部Ilb输出指令信号。当上限容量被设定为Ma时，车速一牵引力特性按照图6的线La变化。由此，与表示正常状态下的车速一牵引力特性的线LI相比，最大牵引力降低。[0057]车体控制器12基于图7所示的上限容量信息Lma确定上述的牵引控制下的行驶用液压马达10的上限容量。上限容量信息Lma规定行驶用液压马达10相对于油门操作量的上限容量。如图7所示，在上限容量信息Lma中，当油门操作量比规定的阈值Ath小时，不管油门操作量如何，行驶用液压马达10的上限容量恒定在Ma。当油门操作量为规定的阈值Ath以上时，行驶用液压马达10的上限容量随着油门操作量的增大而增大。例如，将最大操作量设为100%时，规定的阈值Ath也可以为50%。
[0058]图8表示规定牵引比率和油门操作量的关系的牵引比率信息Lra。牵引比率表示将正常状态下的最大牵引力设为100%时的牵引控制下的最大牵引力的比例。即，上述的上限容量信息Lma被设定为实现由牵引比率信息Lra表示的牵引比率和油门操作量的关系。在牵引比率信息Lra中，当油门操作量比规定的阈值Ath小时，牵引比率恒定在Ra。当油门操作量比规定的阈值Ath大时，牵引比率随着油门操作量增大。但是，当油门操作量为最大操作量Amax时，牵引比率比100%小。
[0059]如上所述，在本实施方式的作业车辆50中，在牵引控制中，行驶用液压马达10的上限容量随着油门操作量的增大而增大。具体而言，在选择了牵引控制的执行时，不像现有技术那样，使行驶用液压马达10的上限容量固定于Ma，而是根据油门操作量变化为比Ma大的值。因此，根据加速操作部件15的操作，能够增大牵引力。由此，能够提高行驶操作性。
[0060]图9表示选择了牵引控制的执行时的牵引力和发动机旋转速度的关系。图9中，发动机旋转速度N1- N6分别对应于图4所示的泵容量一驱动回路压力特性L11-L16的发动机旋转速度。例如，在发动机旋转速度为NI时，泵容量-驱动回路压力特性成为LU。在发动机旋转速度为N4时，泵容量-驱动回路压力特性成为L14。在图9中，实线L31表示本实施方式的作业车辆50的牵引力和发动机旋转速度的关系。虚线L31’表示比较例的作业车辆的牵引力和发动机旋转速度的关系。在比较例的作业车辆中，在选择了牵引控制的执行时，不管油门操作量如何，都将行驶用液压马达10的上限容量设定在恒定的Ma (参照图5)。因此,在发动机旋转速度为N4以上的状态下,牵引力恒定在Fx，即使发动机旋转速度增大，牵引力也几乎不会增大。与此相对，在本实施方式的作业车辆50中，如L31所示，即使发动机旋转速度为N4以上，牵引力也随着发动机旋转速度的增大而增大。这样，在本实施方式的作业车辆50中，根据加速操作部件15的操作，能够增大牵引力，因此，能够提高行驶操作性。
[0061]以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明宗旨的范围内可以进行各种变更。
[0062]在上述实施方式中，作为适用本发明的作业车辆，以轮式装载机为例子进行了列举说明。但是，本发明不限于此。例如，可以将本发明应用于搭载有HST的其它作业车辆中。
[0063]在上述实施方式中，以搭载有包含一个液压泵和一个行驶用液压马达的单泵单马达的HST系统的作业车辆50为例子进行了列举说明。但是，本发明不限于此。例如，也可以将本发明应用于搭载有包含一个第一液压泵和两个行驶用液压马达的单泵双马达的HST系统的作业车辆中。
[0064]牵引控制也可以具有多个控制模式。在各控制模式中，能够使牵引力阶段性地降低。或者，牵引控制也可以使牵引力降低到操作人员选择的希望的大小。
[0065]在上述的实施方式中，行驶用液压马达10的上限容量随着油门操作量的增大而增大，但也可以使行驶用液压马达10的上限容量随着发动机旋转速度的增大而增大。即，上限容量信息也可以是规定行驶用液压马达10相对于发动机旋转速度的上限容量的信
肩、O
[0066]工业实用性
[0067]根据本发明，能够提供能够提高行驶操作性的作业车辆及作业车辆的控制方法。
[0068]符号说明
[0069]I发动机
[0070]4第一液压泵
[0071]10行驶用液压马达
[0072]12车体控制器
[0073]13a加速操作部件
[0074]15牵引控制选择部件
[0075]50 作业车辆
【权利要求】
1.一种作业车辆，其具备: 发动机； 液压泵，其由所述发动机驱动； 行驶用液压马达，其由从所述液压泵排出的液压油驱动； 加速操作部件，其为了设定所述发动机的目标旋转速度而被操作； 控制部，其进行通过将所述行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制，并在所述牵引控制中，随着所述加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使所述行驶用液压马达的上限容量增大。
2.如权利要求1所述的作业车辆，其中， 当所述加速操作部件的操作量或者所述发动机旋转速度为规定的阈值以上时，所述控制部随着所述加速操作部件的操作量或者所述发动机旋转速度的增大，使所述行驶用液压马达的上限容量增大。
3.如权利要求2所述的作业车辆，其中， 当所述加速操作部件的操作量或者所述发动机旋转速度比所述规定的阈值小时，不管所述加速操作部件的操作量或者所述发动机旋转速度如何，所述控制部都将所述行驶用液压马达的上限容量设定为恒定值。
4.如权利要求1?3中任一项所述的作业车辆，其中， 通过控制所述行驶用液压马达的倾角，控制所述行驶用液压马达的容量。
5.一种作业车辆的控制方法，该作业车辆具备:发动机、由所述发动机驱动的液压泵、由从所述液压泵排出的液压油驱动的行驶用液压马达、为了设定所述发动机的目标旋转速度而被操作的加速操作部件，其中， 进行通过将所述行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制，并在所述牵引控制中，随着所述加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使所述行驶用液压马达的上限容量增大。
【文档编号】F16H61/42GK103688089SQ201280001384
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年5月9日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】白尾敦 申请人:株式会社小松制作所
【专利摘要】作业车辆具备：发动机、液压泵、行驶用液压马达、加速操作部件、控制部。液压泵由发动机驱动。行驶用液压马达由从液压泵排出的液压油驱动。加速操作部件为了设定发动机的目标旋转速度而被操作。控制部进行通过将行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制。在牵引控制中，控制部随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。
【专利说明】作业车辆及作业车辆的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及作业车辆及作业车辆的控制方法。
【背景技术】
[0002]通常，在轮式装载机等作业车辆中搭载有所谓的HST (Hydro StaticTransmission,静液压无级变速装置)。HST式作业车辆由发动机驱动液压泵，由从液压泵排出的液压油驱动行驶用液压马达。由此，作业车辆行驶。在这种HST式作业车辆中，通过控制发动机旋转速度、液压泵的容量、行驶用液压马达的容量等，能够控制车速及牵引力(参照专利文献I)。
[0003]在上述的作业车辆中，操作人员能够选择牵引控制。牵引控制是通过将行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量来降低最大牵引力的控制。图10表示规定驱动回路压力和行驶用液压马达的容量的马达容量一驱动回路压力特性的一个例子。例如，当行驶用液压马达的上限容量被设定为Ma时，与未进行牵引控制的状态相比，最大牵引力降低。另外，当上限容量被设定为Mb时，最大牵引力进一步降低。
[0004]另一方面，在上述的作业车辆中，如图11所示，基于泵容量一驱动回路压力特性，控制液压泵的容量。图中的Lll?L16是表示随着发动机旋转速度变化的泵容量一驱动回路压力特性的线。驱动回路压力是从液压泵向行驶用液压马达输送的液压油的液压。泵容量一驱动回路压力特性随着发动机旋转速度的增大而从Lll向L16变化。另外,如L12所示，当驱动回路压力增大时，泵容量降低，当驱动回路压力降低时，泵容量增大。在该作业车辆中，为了保护行驶用液压电路，设有截止阀。截止阀以驱动回路压力不超过规定的截止压力值的方式进行减压。因此，如图11的L14所示，在泵容量为规定的泵容量值Qx以下的情况下，截止阀发挥作用，驱动回路压力被减压而恒定为截止压力值Px。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2008 - 275012号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在上述的作业车辆中，在发动机旋转速度从低速到中速的范围内，驱动回路压力随着发动机旋转速度的增大而增大。但是，在发动机旋转速度从中速到高速的范围内，不管发动机旋转速度是否增大，驱动回路压力都大致恒定为截止压力值。例如，如图12所示，在发动机旋转速度处于从零到N3的范围内时，随着发动机旋转速度的增大，驱动回路压力增大。在图12中，发动机旋转速度N1、N2、N3分别对应于图11所示的泵容量一驱动回路压力特性L11、L12、L13的发动机旋转速度。另外，在图12中，发动机旋转速度N4、N5、N6分别对应于图11所示的泵容量一驱动回路压力特性L14、L15、L16的发动机旋转速度。如图12所示，当发动机旋转速度为N4以上时，不管发动机旋转速度是否增大，驱动回路压力都恒定为截止压力值Ρχ。
[0010]如上所述，如果在驱动回路压力为截止压力值Px的状态下执行牵引控制，则行驶用液压马达的容量恒定在被设定的上限容量。因此，即使发动机旋转速度增大，驱动回路压力及行驶用液压马达的容量也不增大而保持大致一定。因此，在发动机旋转速度为中速以上的范围内，即使操作人员操作加速操作部件增大发动机旋转速度，牵引力也不增大而保持大致一定。因此，加速操作部件的操作和实际的牵引力变化不一致，行驶操作性降低。
[0011]本发明的课题在于，提供一种能够提高行驶操作性的作业车辆及作业车辆的控制方法。
[0012]用于解决课题的技术方案
[0013]本发明第一方面提供一种作业车辆，其具备:发动机、液压泵、行驶用液压马达、力口速操作部件和控制部。液压泵由发动机驱动。行驶用液压马达由从液压泵排出的液压油驱动。加速操作部件为了设定发动机的目标旋转速度而被操作。控制部进行通过将行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制。控制部在牵引控制中随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。
[0014]本发明第二方面的作业车辆在第一方面的作业车辆的基础上，在加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度为规定的阈值以上时，控制部随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。
[0015]本发明第三方面的作业车辆在第二方面的作业车辆的的基础上，在加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度比规定的阈值小时，不管加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度如何，控制部都把行驶用液压马达的上限容量设定在恒定值。
[0016]本发明第四方面的作业车辆在第一?第三方面中任一方面的作业车辆的基础上，通过控制行驶用液压马达的倾角，控制行驶用液压马达的容量。
[0017]本发明第五方面提供一种作业车辆的控制方法，其是具备发动机、液压泵、行驶用液压马达、加速操作部件的作业车辆的控制方法。液压泵由发动机驱动。行驶用液压马达由从液压泵排出的液压油驱动。加速操作部件为了设定发动机的目标旋转速度而被操作。本方面的作业车辆的控制方法包含如下步骤:进行通过将行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制，在牵引控制中，随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。
[0018]发明效果
[0019]在本发明第一方面的作业车辆中，在牵引控制中，随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。因此，根据加速操作部件的操作，能够增大牵引力。由此，能够提高行驶操作性。
[0020]在本发明第二方面的作业车辆中，在加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度为规定的阈值以上时，进行所述行驶用液压马达的上限容量的增大。因此，在操作人员某较大程度地操作加速操作部件时，能够抑制感到牵引力不增大的不适感。由此，能够提高行驶操作性。
[0021]在本发明第三方面的作业车辆中，在加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度比规定的阈值小时，不进行所述行驶用液压马达的上限容量的增大。由此，在牵引控制中能够抑制牵引力不用地增大。
[0022]在本发明第四方面的作业车辆中，通过控制行驶用液压马达的倾角，能够设定行驶用液压马达的上限容量。
[0023]在本发明第五方面的作业车辆的控制方法中，在牵引控制中，随着加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使行驶用液压马达的上限容量增大。因此，根据加速操作部件的操作，能够增大牵引力。由此，能够提高行驶操作性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是表示本发明一实施方式的作业车辆的构成的侧视图；
[0025]图2是表不搭载于本发明一实施方式的作业车辆的HST系统的液压电路图；
[0026]图3是表不发动机的输出扭矩线的一个例子的图；
[0027]图4是表示泵容量一驱动回路压力特性的一个例子的图；
[0028]图5是表示马达容量一驱动回路压力特性的一个例子的图；
[0029]图6是表示作业车辆的车速一牵引力线图的一个例子的图；
[0030]图7是表不上限容量信息的一个例子的图；
[0031]图8是表示牵引比率信息的一个例子的图；
[0032]图9是表示选择了牵引控制的执行时的牵引力和发动机旋转速度的关系的图；
[0033]图10是表示现有技术的马达容量一驱动回路压力特性的一个例子的图；
[0034]图11是表示现有技术的泵容量一驱动回路压力特性的一个例子的图；
[0035]图12是表示现有技术的发动机旋转速度和驱动回路压力的关系的图。
【具体实施方式】
[0036]下面，使用【专利附图】
【附图说明】本发明一实施方式的作业车辆50。图1是作业车辆50的侧视图。作业车辆50为轮式装载机。作业车辆50具备:车体51、工作装置52、多个车轮55和驾驶室56。工作装置52安装于车体51的前部。工作装置52具有动臂53、铲斗54、提升液压缸19和铲斗液压缸26。动臂53是用于举起铲斗54的部件。动臂53被提升液压缸19驱动。铲斗54安装于动臂53的前端。铲斗54通过铲斗液压缸26倾卸及倾斜。驾驶室56载置于车体51上。
[0037]图2是表不搭载于作业车辆50的液压驱动机构30的构成的方框图。液压驱动机构30主要具有:发动机1、第二液压泵2、供给泵3、第一液压泵4、行驶用液压马达10、发动机控制器12a、车体控制器12、驱动液压电路20。在液压驱动机构30中，通过由发动机I驱动第一液压泵4排出液压油。行驶用液压马达10由从第一液压泵4排出的液压油驱动。行驶用液压马达10通过旋转驱动上述的车轮55，使作业车辆50行驶。即，在液压驱动机构30中，采用所谓的单泵单马达的HST系统。
[0038]发动机I为柴油发动机，由发动机I产生的输出扭矩传递至第二液压泵2、供给泵
3、第一液压泵4等。在液压驱动机构30中设有检测发动机I的实际旋转速度的发动机旋转速度传感器la。另外，在发动机I上连接有燃料喷射装置lb。后述的发动机控制器12a通过根据设定的目标发动机旋转速度控制燃料喷射装置lb，来控制发动机I的输出扭矩(下面，称为“发动机扭矩”)和旋转速度。[0039]第一液压泵4通过被发动机I驱动而排出液压油。第一液压泵4为可变容量型液压泵。从第一液压泵4排出的液压油通过驱动液压电路20向行驶用液压马达10输送。具体而言，驱动液压电路20具有第一驱动电路20a和第二驱动电路20b。液压油从第一液压泵4经由第一驱动电路20a供给到行驶用液压马达10，由此行驶用液压马达10向一方向(例如，前进方向)驱动。液压油从第一液压泵4经由第二驱动电路20b供给到行驶用液压马达10，由此行驶用液压马达10向另一方向(例如，后退方向)驱动。
[0040]在驱动液压电路20中设有驱动回路压力检测部17。驱动回路压力检测部17检测经由第一驱动电路20a或第二驱动电路20b供给到行驶用液压马达10的液压油的压力(下面，“驱动回路压力”)。具体而言，驱动回路压力检测部17具有第一驱动回路压力传感器17a和第二驱动回路压力传感器17b。第一驱动回路压力传感器17a检测第一驱动电路20a的液压。第二驱动回路压力传感器17b检测第二驱动电路20b的液压。第一驱动回路压力传感器17a和第二驱动回路压力传感器17b将检测信号传送至车体控制器12。另外，在第一液压泵4上连接有用于控制第一液压泵4的排出方向的FR切换部5和泵容量控制液压缸6。
[0041]FR切换部5是基于来自车体控制器12的控制信号切换液压油向泵容量控制液压缸6的供给方向的电磁控制阀。FR切换部5通过切换液压油向泵容量控制液压缸6的供给方向，来切换第一液压泵4的排出方向。具体而言，FR切换部5将第一液压泵4的排出方向切换到向第一驱动电路20a的排出和向第二驱动电路20b的排出。泵容量控制液压缸6通过经由泵先导回路32被供给液压油而被驱动，而变更第一液压泵4的倾角。
[0042]在泵先导回路32中配置有泵容量控制部7。泵容量控制部7将泵容量控制液压缸6与泵先导回路32和液压油箱中的任一个连接。泵容量控制部7是基于来自车体控制器12的控制信号进行控制的电磁控制阀。泵容量控制部7通过控制泵容量控制液压缸6内的液压油的压力，来调节第一液压泵4的倾角。
[0043]泵先导回路32经由截止阀47与供给回路33和液压油箱连接。截止阀47的先导口经由梭阀46与第一驱动电路20a和第二驱动电路20b连接。梭阀46将第一驱动电路20a的液压和第二驱动电路20b的液压中较大的液压导入截止阀47的先导口。由此，对截止阀47的先导口施加驱动回路压力。截止阀47在驱动回路压力比规定的截止压低时，连通供给回路33和泵先导回路32。由此，液压油从供给回路33供给到泵先导回路32。当驱动回路压力成为规定的截止压以上时，截止阀47使泵先导回路32与液压油箱连通，使泵先导回路32的液压油溢出到液压油箱。由此，通过降低泵先导回路32的液压，降低第一液压泵4的容量，抑制驱动回路压力的上升。
[0044]供给泵3是由发动机I驱动、用于向驱动液压电路20供给液压油的泵。供给泵3与供给回路33连接。供给泵3经由供给回路33向泵先导回路32供给液压油。供给回路33经由第一止回阀41与第一驱动电路20a连接。第一止回阀41允许液压油从供给回路33向第一驱动电路20a流动，但限制液压油从第一驱动电路20a向供给回路33流动。另夕卜，供给回路33经由第二止回阀42与第二驱动电路20b连接。第二止回阀42允许液压油从供给回路33向第二驱动电路20b流动，但限制液压油从第二驱动电路20b向供给回路33流动。另外，供给回路33经由第一安全阀43与第一驱动电路20a连接。第一安全阀43在第一驱动电路20a的液压比规定的压力大时被打开。供给回路33经由第二安全阀44与第二驱动电路20b连接。第二安全阀44在第二驱动电路20b的液压比规定的压力大时被打开。另外，供给回路33经由低压安全阀45与液压油箱连接。低压安全阀45在供给回路33的液压比规定的安全压大时被打开。由此，驱动回路压力以不超过规定安全压的方式被调节。另外，与第一安全阀43的安全压及第二安全阀44的安全压相比，低压安全阀45的规定安全压相当低。因此，在驱动回路压力比供给回路33的液压低时，液压油经由第一止回阀41或第二止回阀42从供给回路33向驱动液压电路20供给。
[0045]第二液压泵2由发动机I驱动。从第二液压泵2排出的液压油经由工作装置用液压电路31供给到提升液压缸19。由此，驱动工作装置52。另外，从第二液压泵2排出的液压油经由工作装置用液压电路31供给到转向液压缸(未图示)。由此，变更作业车辆I的方向。第二液压泵2的排出压力由排出压力传感器39检测。排出压力传感器39将检测信号发送至车体控制器12。在工作装置用液压电路31上设有工作装置控制阀18。工作装置控制阀18根据工作装置操作部件23的操作量被驱动。工作装置控制阀18根据施加于先导口的先导压力，控制供给到提升液压缸19的液压油的流量。施加于工作装置控制阀18的先导口的先导压力被工作装置操作部件23的先导阀23a控制。先导阀23a向工作装置控制阀18的先导口施加与工作装置操作部件23的操作量对应的先导压力。由此，根据工作装置操作部件23的操作量控制提升液压缸19。施加于工作装置控制阀18的先导口的先导压力由PPC压力传感器21检测。另外，供给到提升液压缸19的液压油的压力由动臂压力传感器22检测。PPC压力传感器21及动臂压力传感器22将检测信号传送到车体控制器
12。另外，在提升液压缸19上设有动臂角度检测部38。动臂角度检测部38检测后述的动臂角度。动臂角度检测部38是检测动臂53的旋转角度的传感器。或者，动臂角度检测部38也可以检测提升液压缸19的冲程量，并利用冲程量运算动臂53的旋转角度。动臂角度检测部38将检测信号传送至车体控制器12。需要说明的是，铲斗液压缸26与提升液压缸
19一样被控制阀控制，但在图2中省略了图示。
[0046]行驶用液压马达10是可变容量型液压马达。行驶用液压马达10由从第一液压泵4排出的液压油驱动，产生用于行驶的驱动力。在行驶用液压马达10上设有马达液压缸Ila和马达容量控制部11b。马达液压缸Ila变更行驶用液压马达10的倾角。马达容量控制部Ilb是基于来自车体控制器12的控制信号被控制的电磁控制阀。马达容量控制部Ilb基于来自车体控制器12的控制信号控制马达液压缸11a。马达液压缸I Ia和马达容量控制部Ilb与马达先导电路34连接。马达先导电路34经由止回阀48与第一驱动电路20a连接。止回阀48允许液压油从第一驱动电路20a向马达先导电路34流动，但限制液压油从马达先导电路34向第一驱动电路20a流动。马达先导电路34经由止回阀49与第二驱动电路20b连接。止回阀49允许液压油从第二驱动电路20b向马达先导电路34流动，但限制液压油从马达先导电路34向第二驱动电路20b流动。利用止回阀48、49，第一驱动电路20a和第二驱动电路20b中的较大的液压即驱动回路压力的液压油被供给到马达先导电路34。马达容量控制部Ilb基于来自车体控制器12的控制信号，切换液压油从马达先导电路34向马达液压缸Ila的供给方向及供给流量。由此，车体控制器12能够任意地变更行驶用液压马达10的容量。另外，能够任意地设定行驶用液压马达10的最大容量及最小容量。
[0047]在液压驱动机构30中设有车速传感器16。车速传感器16检测车速。车速传感器16将车速信号发送至车体控制器12。车速传感器16通过检测例如车轮驱动轴的旋转速度来检测车速。
[0048]作业车辆50具备:加速操作部件13a、前进后退切换操作部件14和牵引控制选择部件15。
[0049]加速操作部件13a是操作人员用于设定目标发动机旋转速度的部件。加速操作部件13a是例如油门踏板，被操作人员操作。加速操作部件13a与油门操作量传感器13连接。油门操作量传感器13由电位计等构成。油门操作量传感器13向发动机控制器12a发送表示加速操作部件13a的操作量(下面，称为“油门操作量”)的开度信号。操作人员通过调节油门操作量，能够控制发动机I的旋转速度。
[0050]通过操作人员操作,前进后退切换操作部件14切换前进位置、后退位置和中立位置。前进后退切换操作部件14向车体控制器12发送表示前进后退切换操作部件14的位置的操作信号。操作人员通过操作前进后退切换操作部件14，能够切换作业车辆50的前进和后退。
[0051]牵引控制选择部件15为例如开关。牵引控制选择部件15是被操作人员操作的用于选择后述的牵引控制的执行的部件。牵引控制是与未进行牵引控制的状态(下面，称为“正常状态”)相比降低最大牵引力的控制。操作人员通过牵引控制选择部件15选择牵引控制的执行，能够降低最大牵引力。牵引控制选择部件15向车体控制器12发送表示牵引控制选择部件15的选择位置的操作信号。
[0052]发动机控制器12a是具有CPU等运算装置及各种存储器等的电子控制部。发动机控制器12a以得到设定的目标旋转速度的方式控制发动机I。图3中表示发动机I的输出扭矩线。发动机I的输出扭矩线表示发动机I的旋转速度和在各旋转速度下发动机I可排出的最大发动机扭矩的大小的关系。图3中，实线LlOO表示油门操作量为100%时的发动机输出扭矩线。该发动机输出扭矩线相当于例如发动机I的定格或最大的功率输出。需要说明的是，“油门操作量为100%”是指最大程度地操作加速操作部件13a的状态。另外，虚线L75表示油门操作量为75%时的发动机输出扭矩线。发动机控制器12a以使发动机扭矩成为发动机输出扭矩线以下的方式控制发动机I的输出。该发动机I的输出的控制通过例如控制燃料喷射量向发动机I的上限值来进行。
[0053]车体控制器12是具有CPU等运算装置及各种存储器等的电子控制部。车体控制器12相当于本发明的控制部。车体控制器12通过基于来自各检测部的输出信号对各控制阀进行电子控制，来控制第一液压泵4的容量和行驶用液压马达10的容量。
[0054]具体而言，车体控制器12基于发动机旋转速度传感器Ia所检测的发动机旋转速度，向泵容量控制部7输出指令信号。由此，规定泵容量和驱动回路压力的关系。图4中表示泵容量一驱动回路压力特性的一个例子。泵容量一驱动回路压力特性表示泵容量和驱动回路压力的关系。图中的Lll?L16是表示随着发动机旋转速度的变化而变更的泵容量一驱动回路压力特性的线。具体而言，车体控制器12基于发动机旋转速度控制泵容量控制部7的流量，由此，泵容量一驱动回路压力特性按照Lll?L16变更。由此，泵容量被控制为与发动机旋转速度及驱动回路压力对应。泵容量一驱动回路压力特性随着发动机旋转速度的增大，从Lll向L16变化。另外，如Lll 一 L13所示，当驱动回路压力增大时，泵容量降低，当驱动回路压力降低时，泵容量增大。在L14所示的泵容量一驱动回路压力特性中，当泵容量为规定泵容量值Qxl以下时，通过使截止阀47发挥作用，使驱动回路压力恒定在上述的截止压力值Px。在L15所示的泵容量一驱动回路压力特性中，当泵容量为规定的泵容量值Qx2以下时，通过使截止阀47发挥作用，使驱动回路压力恒定在上述的截止压力值Px。在L16所示的泵容量一驱动回路压力特性中，当泵容量为规定泵容量值Qx3以下时，通过使截止阀47发挥作用，使驱动回路压力恒定在上述的截止压力值Px。Qxl<Qx2<Qx3。S卩，驱动回路压力恒定在截止压力值Px时的泵容量随着发动机旋转速度的增大而增大。
[0055]车体控制器12对来自发动机旋转速度传感器Ia及驱动回路压力检测部17的输出信号进行处理，向马达容量控制部Ilb输出马达容量的指令信号。在此，车体控制器12参照存储于车体控制器12的马达容量一驱动回路压力特性，利用发动机旋转速度的值和驱动回路压力的值设定马达容量。车体控制器12向马达容量控制部Ilb输出与该设定的马达容量对应的倾角的变更指令。图5中表示马达容量一驱动回路压力特性的一个例子。图中的实线L21是确定发动机旋转速度为某个值的状态下的马达容量相对于驱动回路压力的线。在此，马达容量与行驶用液压马达10的倾角对应。直到驱动回路压力在一定值以下的情况为止，倾角最小(Min)。然后,伴随着驱动回路压力的上升,倾角也逐渐变大(实线的倾斜部分L22)。而且，倾角成为最大(Max)后，即使驱动回路压力上升，倾角也维持最大倾角Max。倾斜部分L22规定驱动回路压力的目标压力。S卩，当驱动回路压力比目标压力变大时，车体控制器12使行驶用液压马达的容量增大。当驱动回路压力比目标压力变小时，车体控制器12使行驶用液压马达的容量降低。目标压力比上述的截止压力值Px小。另外，目标压力根据发动机旋转速度被确定。即，图5所示的倾斜部分L22以随着发动机旋转速度的增减而上下变化的方式被设定。具体而言，倾斜部分L22被控制为，如果发动机旋转速度低，则倾角从驱动回路压力更低的状态开始变大，在驱动回路压力更低的状态下达到最大倾角(参照图5的下侧的虚线的倾斜部分L23);相反，如果发动机旋转速度高，则直到驱动回路压力变得更高为止维持最小倾角Min，在驱动回路压力为更高的状态下，达到最大倾角Max (参照图5中的上侧的虚线的倾斜部分L24)。由此，如图6中LI所示，作业车辆的牵引力和车速无级地变化，从零车速到最高速度无变速操作地自动地变速。需要说明的是，图6是油门操作量为最大时的车速一牵引力线图。另外，在图5中，为了容易理解，强调倾斜而表示了倾斜部分L22，但实际上大致水平。因此，当驱动回路压力达到目标压力时，马达容量在最小值(或最小限制值)和最大值(或最大限制值)之间被切换。但是，在驱动回路压力达到目标压力时，不会立即变更指令值，产生时间滞后。该时间滞后是倾斜部分L22存在的原因。
[0056]车体控制器12通过牵引控制选择部件15被操作来执行牵引控制。牵引控制是通过将行驶用液压马达10的容量限制为比正常状态下的最大容量小的上限容量，使车辆的最大牵引力低于正常状态的最大牵引力的控制。车体控制器12根据牵引控制选择部件15的操作，使行驶用液压马达10的上限容量降低。在油门操作量为规定的阈值以上时，车体控制器12根据油门操作量的增大，使行驶用液压马达10的上限容量增大。另外，在油门操作量比规定的阈值小时，不管油门操作量如何，车体控制器12都将行驶用液压马达的上限容量设定为恒定值。如图5所示，在利用牵引控制选择部件15选择牵引控制且油门操作量比规定的阈值小时，车体控制器12将上限容量从Max变更为Ma。车体控制器12向马达容量控制部Ilb输出指令信号。当上限容量被设定为Ma时，车速一牵引力特性按照图6的线La变化。由此，与表示正常状态下的车速一牵引力特性的线LI相比，最大牵引力降低。[0057]车体控制器12基于图7所示的上限容量信息Lma确定上述的牵引控制下的行驶用液压马达10的上限容量。上限容量信息Lma规定行驶用液压马达10相对于油门操作量的上限容量。如图7所示，在上限容量信息Lma中，当油门操作量比规定的阈值Ath小时，不管油门操作量如何，行驶用液压马达10的上限容量恒定在Ma。当油门操作量为规定的阈值Ath以上时，行驶用液压马达10的上限容量随着油门操作量的增大而增大。例如，将最大操作量设为100%时，规定的阈值Ath也可以为50%。
[0058]图8表示规定牵引比率和油门操作量的关系的牵引比率信息Lra。牵引比率表示将正常状态下的最大牵引力设为100%时的牵引控制下的最大牵引力的比例。即，上述的上限容量信息Lma被设定为实现由牵引比率信息Lra表示的牵引比率和油门操作量的关系。在牵引比率信息Lra中，当油门操作量比规定的阈值Ath小时，牵引比率恒定在Ra。当油门操作量比规定的阈值Ath大时，牵引比率随着油门操作量增大。但是，当油门操作量为最大操作量Amax时，牵引比率比100%小。
[0059]如上所述，在本实施方式的作业车辆50中，在牵引控制中，行驶用液压马达10的上限容量随着油门操作量的增大而增大。具体而言，在选择了牵引控制的执行时，不像现有技术那样，使行驶用液压马达10的上限容量固定于Ma，而是根据油门操作量变化为比Ma大的值。因此，根据加速操作部件15的操作，能够增大牵引力。由此，能够提高行驶操作性。
[0060]图9表示选择了牵引控制的执行时的牵引力和发动机旋转速度的关系。图9中，发动机旋转速度N1- N6分别对应于图4所示的泵容量一驱动回路压力特性L11-L16的发动机旋转速度。例如，在发动机旋转速度为NI时，泵容量-驱动回路压力特性成为LU。在发动机旋转速度为N4时，泵容量-驱动回路压力特性成为L14。在图9中，实线L31表示本实施方式的作业车辆50的牵引力和发动机旋转速度的关系。虚线L31’表示比较例的作业车辆的牵引力和发动机旋转速度的关系。在比较例的作业车辆中，在选择了牵引控制的执行时，不管油门操作量如何，都将行驶用液压马达10的上限容量设定在恒定的Ma (参照图5)。因此,在发动机旋转速度为N4以上的状态下,牵引力恒定在Fx，即使发动机旋转速度增大，牵引力也几乎不会增大。与此相对，在本实施方式的作业车辆50中，如L31所示，即使发动机旋转速度为N4以上，牵引力也随着发动机旋转速度的增大而增大。这样，在本实施方式的作业车辆50中，根据加速操作部件15的操作，能够增大牵引力，因此，能够提高行驶操作性。
[0061]以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明宗旨的范围内可以进行各种变更。
[0062]在上述实施方式中，作为适用本发明的作业车辆，以轮式装载机为例子进行了列举说明。但是，本发明不限于此。例如，可以将本发明应用于搭载有HST的其它作业车辆中。
[0063]在上述实施方式中，以搭载有包含一个液压泵和一个行驶用液压马达的单泵单马达的HST系统的作业车辆50为例子进行了列举说明。但是，本发明不限于此。例如，也可以将本发明应用于搭载有包含一个第一液压泵和两个行驶用液压马达的单泵双马达的HST系统的作业车辆中。
[0064]牵引控制也可以具有多个控制模式。在各控制模式中，能够使牵引力阶段性地降低。或者，牵引控制也可以使牵引力降低到操作人员选择的希望的大小。
[0065]在上述的实施方式中，行驶用液压马达10的上限容量随着油门操作量的增大而增大，但也可以使行驶用液压马达10的上限容量随着发动机旋转速度的增大而增大。即，上限容量信息也可以是规定行驶用液压马达10相对于发动机旋转速度的上限容量的信
肩、O
[0066]工业实用性
[0067]根据本发明，能够提供能够提高行驶操作性的作业车辆及作业车辆的控制方法。
[0068]符号说明
[0069]I发动机
[0070]4第一液压泵
[0071]10行驶用液压马达
[0072]12车体控制器
[0073]13a加速操作部件
[0074]15牵引控制选择部件
[0075]50 作业车辆
【权利要求】
1.一种作业车辆，其具备: 发动机； 液压泵，其由所述发动机驱动； 行驶用液压马达，其由从所述液压泵排出的液压油驱动； 加速操作部件，其为了设定所述发动机的目标旋转速度而被操作； 控制部，其进行通过将所述行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制，并在所述牵引控制中，随着所述加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使所述行驶用液压马达的上限容量增大。
2.如权利要求1所述的作业车辆，其中， 当所述加速操作部件的操作量或者所述发动机旋转速度为规定的阈值以上时，所述控制部随着所述加速操作部件的操作量或者所述发动机旋转速度的增大，使所述行驶用液压马达的上限容量增大。
3.如权利要求2所述的作业车辆，其中， 当所述加速操作部件的操作量或者所述发动机旋转速度比所述规定的阈值小时，不管所述加速操作部件的操作量或者所述发动机旋转速度如何，所述控制部都将所述行驶用液压马达的上限容量设定为恒定值。
4.如权利要求1?3中任一项所述的作业车辆，其中， 通过控制所述行驶用液压马达的倾角，控制所述行驶用液压马达的容量。
5.一种作业车辆的控制方法，该作业车辆具备:发动机、由所述发动机驱动的液压泵、由从所述液压泵排出的液压油驱动的行驶用液压马达、为了设定所述发动机的目标旋转速度而被操作的加速操作部件，其中， 进行通过将所述行驶用液压马达的容量限制为比最大容量小的上限容量而降低最大牵引力的牵引控制，并在所述牵引控制中，随着所述加速操作部件的操作量或者发动机旋转速度的增大，使所述行驶用液压马达的上限容量增大。
【文档编号】F16H61/42GK103688089SQ201280001384
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年5月9日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】白尾敦 申请人:株式会社小松制作所
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