CN101529135B - 建筑工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑工程车辆，其在低速行驶时能够抑制牵引力的降低。本发明的建筑工程车辆具备：发动机、由发动机驱动的主泵、利用从主泵输出的压油来驱动的第二行驶马达、利用第二行驶马达的驱动力来驱动的车轮、控制部。控制部控制发动机转速、主泵的容量和第二行驶马达的容量以控制车速和牵引力。在车速为规定阈值以下的低速区域，车速越小，控制部越使第二行驶马达的最大容量增大。

Description

建筑工程车辆

技术领域

本发明涉及建筑工程车辆。

背景技术

建筑工程车辆中包括安装了所谓的HST(Hydro Static Transmission：液压静力传输装置)的车辆，这种车辆由发动机驱动液压泵，利用从液压泵输出的压油驱动行驶用液压马达，由此来行驶。这种建筑工程车辆中，通过控制发动机转速、液压泵的容量、行驶用液压马达的容量，能够控制车辆的速度和牵引力(专利文献1)。

专利文献1：(日本)特开2004-144254号公报

上述HST方式的建筑工程车辆一般具有如图8所示的车速-牵引力特性。图8中横轴是车速、纵轴是牵引力。如该车速-牵引力特性曲线所示，牵引力的峰值不是出现在车速为零时，而是在低速区域的某车速时出现。因此，在进行挖掘作业那样、以低速填装土石等时，一旦车辆的速度降低到某速度则牵引力降低，有可能出现作业性降低或车辆停止等情况。

发明内容

本发明的课题在于提供一种在低速行驶时能够抑制牵引力降低的建筑工程车辆。

第一发明的建筑工程车辆具备：发动机；由发动机驱动的液压泵；利用从液压泵输出的压油来驱动的行驶用液压马达；利用行驶用液压马达的驱动力来驱动的行驶轮；控制部。该控制部控制发动机转速、液压泵的容量和行驶用液压马达的容量以控制车速和牵引力。在车速为规定阈值以下的低速区域，车速越小控制部使所述行驶用液压马达的最大容量越增大。

该建筑工程车辆中，在车速为规定阈值以下的低速区域，进行控制以使车速越小则行驶用液压马达的最大容量越增大。由于若行驶用液压马达的最大容量增大则牵引力增大，所以通过进行上述控制能够抑制在低速行驶时的牵引力的降低。

第二发明的建筑工程车辆，在第一发明的建筑工程车辆中，控制部能够实行限制牵引力控制，即通过把行驶用液压马达的最大容量限制为规定的限定值而限制最大牵引力，在限制牵引力控制中，当车速是阈值以下时，车速越小行驶用液压马达的最大容量越被增大并成为限定值以上。

该建筑工程车辆中，通过实行限制牵引力控制而能够限制最大牵引力。由此，能够按照作业条件以适当的最大牵引力进行作业。例如在低摩擦路面进行作业时，通过实行限制牵引力控制而难以出现打滑。

在限制牵引力控制中，进行如下控制，即车速在阈值以下时，车速越小，行驶用液压马达的最大容量越被增大而成为限定值以上。因此，在实行限制牵引力控制的过程中，能够抑制在低速行驶时牵引力的降低。由于能够增大从停止状态起动时的牵引力，所以能够抑制在高负载下起动时出现打滑。

第三发明的建筑工程车辆，在第二发明的建筑工程车辆中，限制牵引力控制中行驶用液压马达的最大容量的限定值是可变的，阈值由每个被设定的限定值来决定。

该建筑工程车辆中，由于行驶用液压马达的最大容量的限定值可变，所以能够根据具体情况来设定适当的最大牵引力。由于车速-牵引力特性随行驶用液压马达的最大容量限定值的不同而不同，所以通过由每个被设定的限定值来决定阈值，能够更加适当地抑制在低速行驶时的牵引力降低。

第四发明的建筑工程车辆，在第一发明至第三发明中任一个的建筑工程车辆中，控制部能够实行减少打滑控制，即在车速是规定的速度以下时，车速越小越降低发动机转速的上限，在减少打滑控制中，车速是阈值以下时，车速越小行驶用液压马达的最大容量越被增大。

该建筑工程车辆中，在减少打滑控制中，车速越小越降低发动机转速的上限，由此能够在更小的车速出现最大牵引力。由此，在低摩擦路面上作业时更难于发生打滑。即使在进行减少打滑控制的情况下，降低发动机转速的上限也有限度，所以降低出现最大牵引力的车速也存在限度。即，即使实行减少打滑控制而在某车速出现最大牵引力，在该车速以下的速度也有牵引力降低的倾向。因此，通过把车速越小而行驶用液压马达的最大容量越被增大并成为限定值以上的控制与减少打滑控制合并进行，就能够进一步抑制低速行驶时牵引力的降低。

附图说明

图1是建筑工程车辆的侧视图；

图2是表示液压驱动机构结构的概略图；

图3是建筑工程车辆的控制框图；

图4是表示车速-牵引力特性的曲线；

图5是表示倾角和主回路液压与发动机转速之间关系的曲线；

图6是表示节气门开度相对车速的上限(发动机转速的上限)的曲线；

图7是表示相对车速的第二行驶马达的最大容量和最大牵引力的曲线；

图8是表示现有的建筑工程车辆的车速-牵引力特性的曲线。

附图标记说明

1建筑工程车辆

4a、4b车轮(行驶轮)

8发动机

9主泵(液压泵)

13第二行驶马达(行驶用液压马达)

16控制部

具体实施方式

<整体结构>

图1表示本发明一实施方式的建筑工程车辆1的侧视图。该建筑工程车辆1是利用车轮4a、4b能够自己行驶、并且使用工作装置3能够进行所希望的作业的轮式装载机。该建筑工程车辆1具备：车体框架2、工作装置3、车轮4a、4b和驾驶室5。

车体框架2具有配置在前侧的前框架2a和配置在后侧的后框架2b，前框架2a和后框架2b在车体框架2的中央部能够在左右方向摆动地被连结。

前框架2a上安装有工作装置3和一对前车轮4a。工作装置3是由来自工作装置用液压泵11(参照图2)的压油驱动的装置，具有：安装在前框架2a前部的提升臂37、安装在提升臂37前端的铲斗38、和驱动它们的工作装置液压缸26(参照图2)。一对前车轮4a设置在前框架2a的侧面。

后框架2b上设置有：驾驶室5、液压油箱6、一对后车轮4b等。驾驶室5被配置在车体框架2的上部，内部安装有方向盘、油门踏板等操作部、显示速度等各种信息的显示部、座位等。液压油箱6配置在驾驶室5的后方，储存由各种液压泵来加压的液压油。一对后车轮4b设置在后框架2b的侧面。

车体框架2上安装着用于驱动车轮4a、4b和工作装置3的液压驱动机构7。以下基于图2说明液压驱动机构7的结构。

<液压驱动机构7>

液压驱动机构7主要包括：发动机8、主泵9、供油泵10、工作装置用液压泵11、第一行驶马达12、第二行驶马达13、离合器14、驱动轴15和控制部16(参照图3)，采用所谓的HST***。

发动机8是柴油式发动机，由发动机8产生的输出扭矩向主泵9、供油泵10、工作装置用液压泵11、转向用液压泵(未图示)等传递。发动机8上设置有控制发动机8的输出扭矩和转速的燃料喷射装置17，根据油门的操作量(以下称为“油门开度”)来调整节气门开度，调整燃料的喷射量。油门是指示发动机8的目标转速的机构，设置有油门开度检测部18(参照图3)。油门开度检测部18由电位计等构成，以检测油门开度。油门开度检测部18把表示油门开度的开度信号向控制部16送出，从控制部16向燃料喷射装置17输出控制信号。因此，通过由驾驶员来调整油门的操作量能够控制发动机8的转速。发动机8设置有检测发动机8的实际转速的由旋转传感器构成的发动机转速检测部19(参照图3)，从发动机转速检测部19把转速信号向控制部16输入。

主泵9是由发动机8驱动的可变容量型液压泵，从主泵9输出的压油通过主回路20、21向第一行驶马达12和第二行驶马达13输送。该液压驱动机构7设置有检测通过主回路20、21的压油的压力(以下称为“主回路液压”)的主回路液压检测部22(参照图3)。主回路液压相当于驱动第一行驶马达12和第二行驶马达13的压油的驱动液压。主泵9与用于控制主泵9容量的泵容量控制液压缸23和泵容量控制阀24连接。泵容量控制阀24是根据来自控制部16的控制信号来控制泵容量控制液压缸23的电磁控制阀，通过控制泵容量控制液压缸23能够任意改变主泵9的容量。

供油泵10由发动机8驱动，是用于向主回路20、21供给压油的泵。供油泵10向主泵9的控制回路供给压油。

工作装置用液压泵11由发动机8驱动，从工作装置用液压泵11输出的压油经由工作装置用液压回路25向工作装置3的工作装置液压缸26输送，驱动工作装置液压缸26。工作装置用液压回路25设置有控制工作装置液压缸26的工作装置控制阀27(参照图3)，通过基于来自控制部16的控制信号来控制工作装置控制阀27，能够控制工作装置液压缸26。

第一行驶马达12是可变容量型液压马达，由从主泵9输出的压油驱动，产生用于行驶的驱动力。第一行驶马达12设置有：控制第一行驶马达12的倾角(傾転角)的第一马达液压缸29和控制第一马达液压缸29的第一马达控制阀30(参照图3)。第一马达控制阀30是基于来自控制部16的控制信号而被控制的电磁控制阀，通过控制第一马达液压缸29，能够任意改变第一行驶马达12的容量。

第二行驶马达13与第一行驶马达12同样是由从主泵9输出的压油驱动的可变容量型液压马达，使驱动轴15产生用于行驶的驱动力。第二行驶马达13在液压回路上与第一行驶马达12并列设置。第二行驶马达13设置有：控制第二行驶马达13的倾角的第二马达液压缸31和控制第二马达液压缸31的第二马达控制阀32(参照图3)。第二马达控制阀32是基于来自控制部16的控制信号而被控制的电磁控制阀，通过控制第二马达液压缸31，能够任意改变第二行驶马达13的容量。通过调整施加在第二马达控制阀32的控制信号，能够调整最大倾角和最小倾角。

离合器14是切换从第二行驶马达13向驱动轴15传递或不传递驱动力的装置。离合器14设置有切换离合器14的接合-非接合的离合器控制阀33(参照图3)。离合器控制阀33是基于来自控制部16的控制信号来切换离合器14的接合-非接合的电磁控制阀。在低速行驶时离合器14成为接合状态，将第一行驶马达12和第二行驶马达13的驱动力向驱动轴15传递。在高速行驶时离合器14成为非接合状态，仅将第一行驶马达12的驱动力向驱动轴15传递。

通过由驱动轴15将第一行驶马达12和第二行驶马达13的驱动力向车轮4a、4b(参照图1)传递而使车轮4a、4b旋转。驱动轴15设置有车速检测部34(参照图3)，来自车速检测部34的车速信号被输入到控制部16；该车速检测部34由根据驱动轴15的转速来检测车速的车速传感器构成。

控制部16基于来自各检测部的输出信号来电子控制各控制阀和燃料喷射装置17，能够控制发动机转速、各液压泵9～11的容量、各行驶马达12、13的容量等。由此，如图4所示，该建筑工程车辆1中，能够使牵引力和车速进行无级变化，从车速为零到最高速度不需要进行变速操作而是自动变速。以下详细说明由控制部16所进行的、对行驶马达12、13的控制。

<行驶马达的控制>

控制部16处理来自发动机转速检测部19和主回路液压检测部22的输出信号，并向行驶马达12、13输出倾角的变更指令。图5表示倾角、主回路液压、以及发动机转速之间的关系。图5的实线是发动机转速为某个值的状态下相对于主回路液压而确定的倾角的曲线。在主回路液压为某规定值以下的情况下，倾角为最小(Min)，之后，随着主回路液压的上升倾角也逐渐变大(实线的倾斜部分)，在倾角成为最大(Max)之后，即使液压上升，倾角也维持最大的倾角Max。

上述实线的倾斜部分被设定为根据发动机转速而上下变化。即，若发动机转速低，则进行如下控制，即从主回路液压更低的状态使倾角变大，在主回路液压更低的状态达到最大倾角(参照图5下侧虚线的倾斜部分)。相反，若发动机转速高，则进行控制，以在主回路液压为更高之前维持最小倾角Min，在主回路液压更高的状态达到最大倾角Max(参照图5上侧虚线的倾斜部分)。

[限制牵引力控制]

在此，该建筑工程车辆1具备最大牵引力选择部35(参照图3)，通过操作最大牵引力选择部35，控制部16实行限制最大牵引力的限制牵引力控制。最大牵引力选择部35是设置在驾驶室5的开关，控制部16根据来自最大牵引力选择部35的输出信号来切换第二行驶马达13的倾角的最大值，通过把第二行驶马达13的最大容量限制在规定的限定值来限制最大牵引力。该建筑工程车辆1中，最大牵引力选择部35能够切换成接通状态和断开状态。另外，能够把接通状态下的最大牵引力变更成A级别、B级别、C级别这三个阶段。在最大牵引力选择部35是断开状态时，最大倾角成为图5的Max位置，在该状态下车速-牵引力特性成为图4的曲线L1。该最大倾角Max是由第二行驶马达13的性能决定的最大值。在最大牵引力选择部35被设定成接通状态时，最大倾角则变更成与设定的最大牵引力的级别对应的大小。即在接通状态下的最大牵引力被设定成A级别时，最大倾角变更成Ma。同样地，在最大牵引力被设定成B级别时，最大倾角变更成Mb，在最大牵引力被设定成C级别时，最大倾角变更成Mc。这样通过把最大倾角变更成小于Max的Ma、Mb、Mc，则能够得到如图4的曲线La、Lb、Lc那样、最大牵引力降低的车速-牵引力特性。曲线L1、La、Lb、Lc都是油门开度为全开状态下的车速-牵引力特性。由此，在松软路面或积雪路面等低摩擦路面上，即使为了确保工作装置3的作业量而把油门开度变得最大，也能够抑制车轮4a、4b的驱动力而防止打滑。

[减少打滑控制]

该建筑工程车辆1具备减少打滑控制选择部36，通过由驾驶员操作减少打滑控制选择部36能够实行减少打滑控制。减少打滑控制是这样一种控制，即通过按照车速来改变发动机转速的上限而能够抑制打滑的产生。减少打滑控制选择部36是设置在驾驶室5的开关，能够切换成接通状态和断开状态。当减少打滑控制选择部36变成接通状态，则进行以下说明的减少打滑控制。

减少打滑控制中，首先检测车速，并根据检测出的车速来决定发动机转速的上限。在此，控制部16根据图6所示的曲线来决定发动机转速的上限。该曲线是相对车速来决定节气门开度上限的曲线，在规定速度V3以下，车速越小，节气门开度的上限也越小。控制部16通过按照该图来限制节气门开度的上限而限制发动机转速的上限。由此，控制部16能够如图4的曲线L2所示那样控制发动机转速的上限，以使低速区域的车速-牵引力特性与安装了变矩器的车辆的车速-牵引力特性(参照曲线L3)近似。安装了变矩器的车辆的车速-牵引力特性是单调递减函数，在速度为零的时刻点最大牵引力成为最大。曲线Lc是不进行减少打滑控制而在低速区域也把发动机转速的上限设定为一定时的车速-牵引力特性(油门开度100％)。曲线L2表示与C级别的限制牵引力控制一起来进行减少打滑控制时的车速-牵引力特性。与曲线Lc表示的车速-牵引力特性中的最大牵引力相比，该曲线L2的最大牵引力出现在更靠低速侧。即，在进行减少打滑控制时的车速-牵引力特性中，出现最大牵引力的车速V1比不进行减少打滑控制时的车速-牵引力特性(参照Lc)中出现最大牵引力的车速V2小，例如是1km/h。在主回路液压为如下压力以上的情况下，进行基于减少打滑控制的发动机转速上限的控制，该压力为使第二行驶马达13的倾角成为最大倾角的压力，用图4表示就是在比车速V3更低速的情况下进行。

在把减少打滑控制选择部36变成断开状态的情况下，控制部16结束减少打滑控制。

[在低速区域进行的行驶马达的控制]

下面说明本发明中具有特点的、在低速区域进行的第二行驶马达13的控制。

在控制部16进行上述限制牵引力控制的情况下和进行减少打滑控制的情况下，在车速为规定阈值以下的低速区域，控制部16进行车速越小越增大第二行驶马达13的最大容量的控制。例如如图7所示，在进行A级别的限制牵引力控制的情况下，在车速为规定的阈值Va以上时，第二行驶马达13的最大容量是Ca，而在车速处于从零至规定阈值Va的范围内，则是随着车速减小而使第二行驶马达13的最大容量按照二次函数的关系增大，使最大容量在Ca以上。最大容量Ca是与上述最大倾角Ma对应的容量。在进行B级别的限制牵引力控制的情况下、进行C级别的限制牵引力控制的情况下、进行减少打滑控制的情况下，也同样是在规定阈值以下时，进行车速越小越增大第二行驶马达13的最大容量的控制。但作为阈值是使用与各级别相对应的值，即，使用由在各控制中所设定的第二行驶马达13的最大容量的限定值所决定的值。把进行B级别限制牵引力控制时的阈值设定为Vb、进行C级别限制牵引力控制时的阈值设定为Vc、进行减少打滑控制时的阈值设定为Vd，则阈值Va、Vb、Vc、Vd是使用根据各种控制条件而预先适当决定的值。例如阈值Va、Vb、Vc是彼此不同的值，且Va＜Vb＜Vc。

<特点>

(1)

该建筑工程车辆1中，在车速是规定阈值以下的低速区域，进行车速越小则越增大第二行驶马达13最大容量的控制。例如，在进行A级别的限制牵引力控制时的车速-牵引力特性以图7的曲线La表示。图7中的曲线La′表示第二行驶马达13的最大容量为一定的进行现有控制时的车速-牵引力特性。这样，由于该建筑工程车辆1在阈值Va以下的车速时进行车速越小则越增大第二行驶马达13的最大容量的控制，所以与第二行驶马达13的最大容量为一定的情况相比，能够抑制低速行驶时牵引力的降低。由此，能够减少铲斗38进行填装作业时发生牵引力降低而作业性降低、或车辆停止的可能性。并且，即使在以高负载起动时，由于也能够确保与最大牵引力近似的牵引力，所以能够减少起动时产生打滑的情况。

(2)

该建筑工程车辆中，在上述低速区域进行第二行驶马达13的控制时，使用与限制牵引力控制的级别和减少打滑控制相应的阈值Va～Vd。由此，能够进行与各控制中的牵引力-速度特性相应的适当的控制，能够更适当地抑制在各控制中低速行驶时牵引力的降低。

<其他实施方式>

(A)

在上述实施方式中，最大牵引力选择部35为接通状态时的最大牵引力能够变更成A级别、B级别、C级别这三个阶段，但也可以变更成两阶段以下或四阶段以上，也可以进行连续变更。

(B)

上述实施方式中把本发明适用在轮式装载机，但并不限定于轮式装载机，只要是以液压马达进行行驶的建筑工程车辆就能够适用。

并且，并不限定于如上述实施方式建筑工程车辆1那样的以两个液压马达进行行驶的结构，也可以是以一个液压马达来行驶的结构。

工业实用性

本发明具有能够抑制低速行驶时牵引力降低的效果，对于建筑工程车辆是有用的。

Claims (2)

1.一种建筑工程车辆，其具备：

发动机；

由所述发动机驱动的液压泵；

由从所述液压泵输出的压油驱动的行驶用液压马达；

由所述行驶用液压马达的驱动力驱动的行驶轮；

控制部，该控制部能够任意改变所述行驶用液压马达的容量，控制发动机转速、所述液压泵的容量和所述行驶用液压马达的容量以控制车速和牵引力；

在车速为规定阈值以下的低速区域，车速越小所述控制部越使所述行驶用液压马达的最大容量增大，

所述控制部能够实行限制牵引力控制，即通过把所述行驶用液压马达的最大容量限制为规定的限定值而限制最大牵引力，在所述限制牵引力控制中，当车速是所述阈值以下时，车速越小所述行驶用液压马达的所述最大容量越被增大并成为所述限定值以上，

所述限制牵引力控制中所述行驶用液压马达的最大容量的所述限定值是可变的，

所述阈值由每个被设定的所述限定值来决定。

2.如权利要求1所述的建筑工程车辆，其中，

所述控制部能够实行减少打滑控制，即在车速是规定的速度以下时，车速越小越降低发动机转速的上限，在所述减少打滑控制中，车速是所述阈值以下时，车速越小所述行驶用液压马达的最大容量越被增大。

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