CN108698636B - 作业车辆及作业车辆的控制方法 - Google Patents
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Abstract
轮式装载机(1)具备转向缸(21、22)、转向泵(31a)、操纵杆(24)、先导阀(42)、角速度对应值检测部(27)、通知部(29)和控制部(28)。先导阀(42)基于操纵杆(24)的操作量来控制从转向泵(31a)供给到转向缸(21、22)的油的流量。角速度对应值检测部(27)检测与基于油的流量而改变的转向角速度对应的对应值。通知部(29)向操作员进行表示对应值达到了基于转向角速度的上限而预先设定的阈值的通知。在检测到对应值达到了阈值的情况下,控制部(28)使通知部(29)进行通知。
Description
技术领域
本发明涉及一种作业车辆及作业车辆的控制方法。
背景技术
作为铰接式的作业车辆,公开了如下结构:通过控制向横跨前车架与后车架而配置的液压促动器供给的油的流量,改变转向角(例如,参照专利文献1、2)。
在专利文献1、2所示的作业车辆中,设置有:转向阀,其根据输入的先导压来调整供给到液压促动器的油的流量;先导阀,其调整供给到转向阀的先导压。
在先导阀设置有能够相对旋转地设置的操作输入轴和反馈输入轴。操作输入轴与操纵杆连结,根据操纵杆的旋转角而旋转。另外,反馈输入轴利用连杆机构与前车架连结,根据转向角的变化而旋转。
这样的先导阀根据作为操作输入轴的旋转角与反馈输入轴的旋转角之差的偏差角度来调整输入到转向阀的先导压。根据调整过的先导压来改变从转向阀供给到液压促动器的油的流量,改变转向角。
另外,在先导阀中,将操作输入轴相对于反馈输入轴的偏差角度机械地限制在规定角度范围内,先导阀构成为,不能将操纵杆操作至该限制角度以上。
另一方面,在想要使车体转弯的情况下,操作员以比车体的转向角速度(在铰接式的情况下,也称为弯曲速度)快的速度对操纵杆进行旋转操作,增大车体与操纵杆的偏差角度。由此,能够加快车体的转向角速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-105723号公报
专利文献2:日本特开平11-321664号公报
发明内容
但是,车体的转向角速度存在上限,转向角速度达到上限的位置设置在操纵杆的限制位置之前。因此,存在如下情况:即使转向角速度达到了上限,操作员也不能识别出该情况,无用地将操纵杆操作至限制位置。
本发明考虑上述现有的技术问题,目的在于提供一种能够向操作员通知与转向角速度的上限有关的信息的作业车辆及作业车辆的控制方法。
(用于解决技术问题的手段)
为了达到上述目的,第一发明的作业车辆具备液压促动器、液压泵、操作部件、控制阀、角速度对应值检测部、通知部和控制部。液压促动器基于被供给的油来改变转向角。液压泵向液压促动器供给油。操作部件在改变转向角时***作员操作。控制阀基于操作部件的操作量来控制从液压泵供给到液压促动器的油的流量。角速度对应值检测部检测与基于油的流量而改变的转向角速度对应的对应值。通知部向操作员进行表示对应值达到了阈值的通知,阈值基于所述转向角速度的上限而预先设定。控制部在检测到对应值达到了阈值的情况下,使通知部进行所述通知。
由此,例如,通过将阈值设定为即将达到转向角速度的上限之前的值,操作员在转向操作时能够识别出转向角速度达到了上限附近。另外,通过将阈值设定为达到转向角速度的上限时的值或刚刚达到该上限之后的值,操作员在转向操作时能够识别出达到了转向角速度。
这样,操作员在转向操作时,能够识别出转向角速度达到了上限附近、或者转向角速度达到了上限等与转向角速度的上限有关的信息。因此,操作员不会将操作部件操作至该位置以上,能够抑制无用的操作。另外,因为如此能够抑制无用的操作,所以操作员不会无用地使用手的力气,能够减轻对人体的负担。
第二发明的作业车辆在第一发明的作业车辆的基础上,具备前车架和后车架。后车架在连结轴部与前车架连结。液压促动器在车宽方向上配置在连结轴部的两侧,改变前车架相对于后车架的转向角。
在这样的铰接式的作业车辆中,操作员能够识别出与转向角速度的上限有关的信息。
第三发明的作业车辆在第一发明的作业车辆的基础上,角速度对应值检测部检测与液压泵的排出流量有关的值作为对应值。阈值是基于转向角速度达到上限的液压泵的最大排出流量而预先设定的阈值。控制部在检测到对应值达到了阈值的情况下,使通知部进行通知。
如果液压泵的排出流量变多,则转向角速度变快,如果排出流量变少,则转向角速度变慢。
这样,转向角速度根据转向泵的排出流量而变化,所以通过检测转向泵的排出流量,能够检测出与转向角速度的上限有关的信息。
第四发明的作业车辆在第三发明的作业车辆的基础上,角速度对应值检测部具有转速检测部和泵信息检测部。转速检测部检测作业车辆的发动机的转速。泵信息检测部检测液压泵的斜板或斜轴的角度。与液压泵的排出流量有关的值是液压泵的斜板或斜轴的角度。阈值是基于液压泵的排出流量相对于转速达到最大排出流量的斜板或斜轴的角度而预先设定的斜板或斜轴的角度的阈值。如果在检测到的转速下由泵信息检测部检测到的斜板或斜轴的角度达到阈值,则控制部使通知部进行所述通知。
由此,通过获取液压泵的斜板或斜轴的角度和发动机转速,能够判定出液压泵的排出流量达到了基于最大排出流量而预先设定的阈值,因此能够通知与转向角速度的上限有关的信息。
第五发明的作业车辆在第三发明的作业车辆的基础上,还具备转向阀。转向阀基于从控制阀输入的先导压,调整从液压泵供给到液压促动器的油的流量。控制阀通过调整先导压,控制经由转向阀从液压泵供给到液压促动器的油的流量。角速度对应值检测部具有转速检测部和负载传感压检测部。转速检测部检测作业车辆的发动机的转速。负载传感压检测部检测转向阀的负载传感压。与液压泵的排出流量有关的值是转向阀的负载传感压。阈值是基于液压泵的排出流量相对于转速达到最大排出流量的负载传感压而预先设定的负载传感压的阈值。如果在检测到的转速下由负载传感压检测部检测到的负载传感压达到阈值,则控制部使通知部进行通知。
由此,通过获取转向阀的负载传感压和发动机转速,能够判定出液压泵的排出流量达到了基于最大排出流量而预先设定的阈值,能够通知与转向角速度的上限有关的信息。
第六发明的作业车辆在第三发明的作业车辆的基础上,角速度对应值检测部具有转速检测部、目标转向角检测部和实际转向角检测部。转速检测部检测作业车辆的发动机的转速。目标转向角检测部检测由操作部件输入的目标转向角。实际转向角检测部检测由液压促动器改变的实际转向角。与液压泵的排出流量有关的值是目标转向角及实际转向角。控制部具有运算部。运算部根据目标转向角检测部的检测值及实际转向角检测部的检测值而运算偏差角度。阈值是基于液压泵的排出流量相对于转速达到最大排出流量的偏差角度而预先设定的偏差角度的阈值。如果在检测到的转速下偏差角度达到阈值,则控制部使通知部进行通知。
由此,通过获取偏差角度和发动机转速,能够判定出达到了基于液压泵的最大排出流量而预先设定的阈值,因此,能够向操作员通知转向角速度达到了上限附近或者达到了上限。
应予说明,通过将偏差角度的阈值设定为对应值即将达到转向角速度的上限之前的值,操作员在转向操作时能够识别出转向角速度将要达到上限。另外,通过将偏差角度的阈值设定为达到转向角速度的上限时的值或者刚刚达到该上限之后的值,操作员在转向操作时能够识别出转向角速度达到了上限。
第七发明的作业车辆在第一发明的作业车辆的基础上,操作部件是操纵杆。通知部配置于操纵杆,具有振子和使振子振动的振动马达。
由此,操作员通过振动,能够识别出与转向角速度的上限有关的信息。
第八发明的作业车辆在第一发明的作业车辆的基础上,通知部通过光或声音向操作员进行通知。
通知部例如具有亮灯部、声响器等,操作员过光或声音,能够识别出转向角速度达到了上限。应予说明,可以组合光和声音而使用。另外,作为光,在存在显示器画面的情况下,也可以使用显示器。
第九发明的作业车辆在第一发明的作业车辆的基础上,通知部具有相对于操作部件的操作施加辅助力或反力的力施加部。通知部利用施加的力向操作员进行通知。
例如,在转向角速度达到上限时,通过相对于操作部件的操作产生阻力,操作员能够识别出与转向角速度的上限有关的信息。
第十发明的作业车辆在第一至第九中任一发明的作业车辆的基础上,控制阀与操作部件机械地连结。
由此,操作员能够直接感觉到控制阀的操作。
第十一发明的作业车辆的控制方法具备角速度对应值获取步骤、判定步骤和通知步骤。角速度对应值获取步骤获取与通过操作操作部件而改变转向角时的转向角速度对应的对应值。判定步骤判定对应值达到了基于转向角速度的上限而预先设定的阈值。通知步骤进行对应值达到了阈值的通知。
由此,例如,通过将阈值设定为即将达到转向角速度的上限之前的值,操作员在转向操作时能够识别出转向角速度达到了上限附近。另外,通过将阈值设定为达到转向角速度的上限时的值或刚刚达到该上限之后的值,操作员在转向操作时能够识别出达到了转向角速度。
这样,操作员在转向操作时,能够识别出转向角速度达到了上限附近或者转向角速度达到了上限等与转向角速度的上限有关的信息。因此,操作员不会将操作部件操作至该位置以上,能够抑制无用的操作。另外,因为如此能够抑制无用的操作,所以操作员不会无用地使用手的力气,而能够减轻对人体的负担。
(发明的效果)
本发明可以提供一种能够向操作员通知与转向角速度的上限有关的信息的作业车辆及作业车辆的控制方法。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的轮式装载机的侧视图。
图2是表示图1的轮式装载机的转向操作装置的结构的液压回路图。
图3是表示图2的先导阀的截面结构图。
图4中,(a)、(b)是图3的AA′间的向视截面图,(c)、(d)是图3的BB′间的向视截面图。
图5是表示图2的连结部及连杆机构的侧视图。
图6是从上表面观察图5的操纵杆的图。
图7中,(a)是图3的先导阀的示意图,(b)是表示(a)的先导阀中的车体-杆偏差角度与杆反作用力的关系的图,(c)是偏差角度α为零时的(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的向视截面图,(d)是偏差角度α为θ2时的图7(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的向视截面图,(e)是偏差角度α为θ3时的(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的向视截面图。
图8是表示图1的控制部的结构及转向泵的排出流量的控制结构的框图。
图9是表示转向角速度(左轴)与偏差角度的关系的曲线的图。
图10是表示相对于发动机转速的排出流量及斜板角度的曲线的图。
图11是存储于图8的存储部的斜板角度相对于发动机转速的曲线(信息的一例)的图。
图12是表示本发明的实施方式1的轮式装载机的控制方法的流程图。
图13是表示在图12所示的控制方法下相对于偏差角度而供给到马达的电流量的图。
图14是表示本发明的实施方式2的控制部的结构及转向泵的排出流量的控制结构的框图。
图15是表示存储于图14的存储部的负载传感压相对于发动机转速的曲线(信息的一例)的图。
图16是表示本发明的实施方式2的轮式装载机的控制方法的流程图。
图17是表示本发明的实施方式3的控制部的结构及转向泵的排出流量的控制结构的框图。
图18是表示存储于图17的存储部的负载传感压相对于发动机转速的曲线(信息的一例)的图。
图19是表示本发明的实施方式3的轮式装载机的控制方法的流程图。
图20是表示作为本发明的实施方式的通知部的变形例的力施加部的立体图。
图21是表示本发明的实施方式的变形例的转向操作装置的结构图。
图22是表示本发明的实施方式的变形例的转向操作装置的结构图。
图23是表示图22的力施加部的变形例的结构图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的轮式装载机进行说明。
(实施方式1)
<1.结构>
(1-1.轮式装载机的结构的概要)
图1是表示本实施方式的轮式装载机1的结构的示意图。本实施方式的轮式装载机1具备车体框架2、工作装置3、一对前轮胎4、驾驶舱5、发动机室6、一对后轮胎7及转向操作装置8(参照后述的图2)。
轮式装载机1利用工作装置3进行土砂装载作业等。
车体框架2是所谓的铰接式,具有前车架11、后车架12和连结轴部13。前车架11配置在后车架12的前方。连结轴部13设置在车宽方向的中央,将前车架11和后车架12以能够彼此摆动的方式连结。一对前轮胎4安装在前车架11的左右。另外,一对后轮胎7安装在后车架12的左右。
工作装置3由来自未图示的作业装置泵的工作油驱动。工作装置3具有大臂14、铲斗15、提升缸16和铲斗缸17。大臂14安装于前车架11。铲斗15安装于大臂14的前端。
提升缸16及铲斗缸17是液压缸。提升缸16的一端安装于前车架11,提升缸16的另一端安装于大臂14。通过提升缸16的伸缩,大臂14上下摆动。铲斗缸17的一端安装于前车架11,铲斗缸17的另一端经由曲拐18安装于铲斗15。通过铲斗缸17的伸缩,铲斗15上下摆动。
驾驶舱5载置在后车架12上,在内部配置有用于转向操作的手柄和操纵杆24(参照后述的图2)、用于操作工作装置3的杆、各种显示装置等。发动机室6在驾驶舱5的后侧配置在后车架12上,收纳发动机。
转向操作装置8具有转向缸21、22,通过改变供给到转向缸21、22的油的流量来改变前车架11相对于后车架12的转向角而进行转向动作,改变轮式装载机1的行进方向,对此详见后述。
(1-2.转向操作装置)
图2是表示转向操作装置8的结构的液压回路图。本实施方式的转向操作装置8主要具有一对转向缸21、22、转向液压回路23、操纵杆24、连结部25、连杆机构26、角速度对应值检测部27、控制部28和通知部29。
(1-2-1.转向缸)
利用液压驱动一对转向缸21、22。一对转向缸21、22隔着连结轴部13并列地配置在车宽方向的左右侧。转向缸21配置在连结轴部13的左侧(参照图1)。转向缸22配置在连结轴部13的右侧。
转向缸21具有缸筒21c、活塞21d和活塞杆21e。缸筒21c连结于前车架11。活塞21d能够滑动地设置在缸筒21c内。活塞杆21e固定于活塞21d,并且连结于后车架12。
转向缸22具有缸筒22c、活塞22d和活塞杆22e。缸筒22c连结于前车架11。活塞22d能够滑动地设置在缸筒22c内。活塞杆22e固定于活塞22d,并且连结于后车架12。
在转向缸21设置有伸长端口21a和收缩端口21b,在转向缸22设置有伸长端口22a和收缩端口22b。
在转向缸21,利用活塞21d将缸筒21c内的空间分为活塞杆21e侧的第一空间和其相反侧的第二空间。伸长端口21a与第二空间相连,收缩端口21b与第一空间相连。
另外,在转向缸22,利用活塞22d将缸筒22c内的空间分为活塞杆22e侧的第一空间和其相反侧的第二空间。伸长端口22a与第二空间相连,收缩端口22b与第一空间相连。
如果向转向缸21的伸长端口21a及转向缸22的收缩端口22b供给油且从转向缸21的收缩端口21b及转向缸22的伸长端口22a排出油,则转向缸21伸长,转向缸22收缩。由此,转向角θs变化,车辆向右转弯。另外,如果向转向缸21的收缩端口21b及转向缸22的伸长端口22a供给油且从转向缸21的伸长端口21a及转向缸22的收缩端口22b排出油,则转向缸21收缩,转向缸22伸长。由此,转向角θs变化,车辆向左转弯。
应予说明,在配置于转向缸21、22之间的连结轴部13的附近,设置有检测转向角θs的转向角检测部104。转向角检测部104由例如电位计构成,将检测的转向角θs作为检测信号发送到控制部28。
另外,在转向缸21设置有检测缸的行程的缸行程传感器106,在转向缸22设置有检测缸的行程的缸行程传感器107。也可以将这些缸行程传感器106、107的检测值发送到控制部28,检测转向角θs。
(1-2-2.转向液压回路)
转向液压回路23是用于调整供给到转向缸21、22的油的流量的液压回路。转向液压回路23具有主液压回路30和先导液压回路40。
(a)主液压路径
主液压回路30是将来自转向泵31a的油供给到转向缸21、22的回路,具有转向阀32。主液压源31由转向泵31a(后述的图8)及溢流阀等构成,转向泵31a为液压泵。
转向阀32是滑阀式的阀,是根据输入的先导压来调整供给到转向缸21、22的油的流量的流量调整阀。转向阀32具有主泵端口P1、主排油端口P2、第一转向端口P3及第二转向端口P4。主泵端口P1经由主液压管路36与主液压源31连接。主排油端口P2经由主排油管路37与回收油的排油箱DT连接。第一转向端口P3经由第一转向管路38与转向缸21的收缩端口21b及转向缸22的伸长端口22a连接。第二转向端口P4经由第二转向管路39与转向缸21的伸长端口21a及转向缸22的收缩端口22b连接。
另外,转向阀32具有能够移动到中立位置Ns、左转向位置Ls、右转向位置Rs的阀芯33。在阀芯33配置于中立位置Ns的情况下,主泵端口P1与主排油端口P2连通。在该情况下,第一转向端口P3和第二转向端口P4分别不与任一端口连通。在阀芯33配置于左转向位置Ls的情况下,主泵端口P1与第一转向端口P3连通,主排油端口P2与第二转向端口P4连通。在阀芯33配置于右转向位置Rs的情况下,主泵端口P1与第二转向端口P4连通,主排油端口P2与第一转向端口P3连通。
转向阀32具有第一先导室34和第二先导室35。在没有向第一先导室34及第二先导室35供给先导压的情况下,以及在向第一先导室34及第二先导室35供给同样的先导压的状态下,阀芯33位于中立位置Ns。在仅向第一先导室34供给先导压的状态下,阀芯33位于左转向位置Ls。在仅向第二先导室35供给先导压的状态下,阀芯33位于右转向位置Rs。在阀芯33位于左转向位置Ls及右转向位置Rs的情况下,转向阀32根据被供给的先导压使供来自主液压源31的油通行的开口面积变化。由此,转向阀32根据先导压来控制供给到转向缸21或转向缸22的油的流量。
(b)先导液压回路
先导液压回路40是用于将来自先导液压源43的油供给到转向阀32的第一先导室34和第二先导室35的回路。
先导液压回路40具有可变减压部41和先导阀42。
(i)可变减压部
可变减压部41对从先导液压源43输送到先导阀42的液压进行减压调整。可变减压部41内置有电磁式减压阀,接收来自控制部28的指令信号而进行液压的控制。
(ii)先导阀
先导阀42是对从先导液压源43向转向阀32输入的先导压进行调整的回转式的阀。
(先导阀的结构概要)
回转式的先导阀42具有先导泵端口P5、先导排油端口P6、第一先导端口P7、第二先导端口P8。先导泵端口P5经由先导液压管路44与可变减压部41相连,可变减压部41与先导液压源43相连。先导排油端口P6经由先导排油管路45与回收油的排油箱DT连接。第一先导端口P7经由第一先导管路46与转向阀32的第一先导室34连接。第二先导端口P8经由第二先导管路47与转向阀32的第二先导室35连接。
先导阀42具有包含操作滑阀71和操作套筒72的阀芯部60,以操作套筒72为基准,操作滑阀71能够移动到中立位置Np、左先导位置Lp及右先导位置Rp。
在操作滑阀71相对于操作套筒72处于中立位置Np的情况下,先导泵端口P5、先导排油端口P6、第一先导端口P7及第二先导端口P8分别连通。在操作滑阀71相对于操作套筒72配置于左先导位置Lp的情况下,先导泵端口P5与第一先导端口P7连通,先导排油端口P6与第二先导端口P8连通。另外,在操作滑阀71相对于操作套筒72配置于右先导位置Rp的情况下,先导泵端口P5与第二先导端口P8连通,先导排油端口P6与第一先导端口P7连通。
图3是先导阀42的截面结构图。
先导阀42主要具有阀芯部60、操作输入轴61、反馈输入轴62、外壳63、第一弹簧64、第二弹簧65和反馈部66。
(操作输入轴)
操作输入轴61能够绕其中心轴O旋转地设置,并且***到外壳63。操作输入轴61经由连结部25与后述的操纵杆24连结。操作输入轴61以与操纵杆24向左右的旋转角θin相同的旋转角旋转。
(反馈输入轴)
反馈输入轴62与操作输入轴61配置在同轴上,能够绕中心轴O旋转地设置。反馈输入轴62以与操作输入轴61对置的方式***到外壳63中。反馈输入轴62经由后述的连杆机构26与前车架11连结,以与前车架11相对于后车架12的转向角θs相同的旋转角旋转。
(外壳)
在外壳63中形成有大致圆筒状的空间,且如上所述地***有操作输入轴61及反馈输入轴62。在外壳63中收纳有阀芯部60及反馈部66,且形成有先导泵端口P5、先导排油端口P6、第一先导端口P7及第二先导端口P8。
(阀芯部)
阀芯部60具有操作滑阀71和操作套筒72,通过操作滑阀71相对于操作套筒72旋转,阀芯部60处于中立位置Np、左先导位置Lp及右先导位置Rp。
操作滑阀71是大致圆筒状且与操作输入轴61配置在同轴上,与操作输入轴61连接。操纵杆24经由后述的连结部25与操作输入轴61相连,如果操作员将操纵杆24以旋转角θin向右侧操作,则操作输入轴61及操作滑阀71也以中心轴O为中心以旋转角θin向右旋转。另外,在操作滑阀71的操作输入轴61附近,在隔着中心轴O对置的两处位置沿周向形成有缝隙71a、71b。
操作套筒72是大致圆筒状,以能够相对于操作滑阀71及外壳63旋转的方式配置在操作滑阀71的外侧且外壳63的内侧。
应予说明,在本说明书中,所谓右转及左转,是指从上方观察的情况下的旋转方向。
(第一弹簧)
第一弹簧64***到彼此能够旋转的操作滑阀71与操作套筒72之间,产生与彼此的旋转角之差对应的反作用力。
图4的(a)是与中心轴O垂直的AA′间的向视截面图。如图4的(a)所示,在操作滑阀71的直径方向的对置壁上分别设置有方形的孔71c、71d。另外,在操作套筒72的操作输入轴61侧的一端,在直径方向的对置壁上分别形成有矩形的槽72c、72d。第一弹簧64由将多个凸形的板簧重合而成的两组板簧部64a形成。两组板簧部64a以在图4的(a)中形成为X型的方式,并且以使凸部彼此对置的方式配置。两组板簧部64a贯通操作滑阀71的孔71c、71d,两端贯入操作套筒72的槽72c、72d。这样,利用第一弹簧64将操作滑阀71与操作套筒72连结。
如图4的(a)所示,孔71c和槽72c的周向位置大致一致且孔71d和槽72d的周向位置大致一致的状态是阀芯部60位于中立位置Np的状态。
另外,通过操作操纵杆24,如图4的(b)所示,操作滑阀71相对于操作套筒72旋转,操作滑阀71相对于操作套筒72移动到左先导位置Lp或右先导位置Rp。如果将操纵杆24向右侧旋转操作,则操作滑阀71相对于操作套筒72向右侧旋转且移动到右先导位置Rp。另外,如果将操纵杆24向左侧旋转操作,则操作滑阀71相对于操作套筒72向左侧旋转且移动到左先导位置Lp。
应予说明,在该移动时,因为操作员抵抗第一弹簧64的弹力使操纵杆24移动,所以在操纵杆24产生杆反作用力。换句话说,第一弹簧64对操作滑阀71以使其相对于操作套筒72位于中立位置Np的方式施力。
(反馈部)
另一方面,反馈部66将前车架11相对于后车架12的转向角θs反馈到阀芯部60。反馈部66主要具有反馈滑阀73、反馈套筒74、驱动轴75、第一中心销76和限制部78。
驱动轴75配置在操作输入轴61与反馈输入轴62之间,并且与操作输入轴61和反馈输入轴62配置在同轴上(中心轴O)。驱动轴75配置在操作滑阀71的内侧。在驱动轴75的操作输入轴61侧的一端,与中心轴O垂直地配置有第一中心销76。第一中心销76的两端通过缝隙71a、71b并固定于操作套筒72。利用第一中心销76和缝隙71a、71b将操作滑阀71相对于操作套筒72的旋转角限制在规定范围内的角度,对此详见后述。另外,因为第一中心销76固定于操作套筒72和驱动轴75,所以如果驱动轴75旋转,则与驱动轴75一体化的操作套筒72也旋转。
反馈滑阀73是大致圆筒状且与反馈输入轴62配置在同轴上,与反馈输入轴62连接。在反馈滑阀73的反馈输入轴62附近,在隔着中心轴O对置的两处位置沿周向形成有缝隙73a、73b。在反馈滑阀73的内侧配置有驱动轴75。反馈输入轴62经由后述的连杆机构26连结于前车架11,如果前车架11相对于后车架12以转向角θs向右侧旋转,则反馈输入轴62及反馈滑阀73也以与转向角θs相同的旋转角θs向右侧旋转。
反馈套筒74是大致圆筒形状,以能够相对于反馈滑阀73及外壳63旋转的方式配置在反馈滑阀73的外侧且外壳63的内侧。
限制部78将反馈套筒74相对于反馈滑阀73的旋转限制为规定范围内的角度。限制部78由第二中心销77和缝隙73a、73b的周向两端的壁部73ae、73be(参照后述的图7)构成。
第二中心销77与中心轴O垂直地配置在驱动轴75的反馈输入轴62侧的一端。第二中心销77的两端通过缝隙73a、73b并固定于反馈套筒74。利用第二中心销77和缝隙73a、73b,将反馈套筒74相对于反馈滑阀73的旋转限制为规定范围内的角度。另外,因为第二中心销77固定于反馈套筒74和驱动轴75,所以如果反馈套筒74旋转,则与反馈套筒74一体化的驱动轴75也旋转。通过该驱动轴75的旋转,利用第一中心销76固定于驱动轴75的操作套筒72旋转。
(第二弹簧)
第二弹簧65***到能够彼此旋转的反馈滑阀73与反馈套筒74之间,产生与彼此的旋转差对应的反作用力。图4的(c)是图23的BB′间的向视截面图。
如图4的(c)所示,在反馈滑阀73的直径方向的对置壁上分别设置有方形的孔73c、73d。
另外,在反馈套筒74的反馈输入轴62侧的一端,在直径方向的对置壁上分别形成有矩形的槽74c、74d。第二弹簧65由将多个凸形的板簧重合而成的两组板簧部65a形成。两组板簧部65a以在图4的(c)中形成为X型的方式,并且以使凸部彼此对置的方式配置。两组板簧部65a贯通反馈滑阀73的孔73c、73d,两端贯入反馈套筒74的槽74c、74d。这样,反馈滑阀73和反馈套筒74利用第二弹簧65而连结。在该图4的(c)的状态下,孔73c和槽74c在周向上一致,孔73d和槽74d在周向上一致。这样,以槽74c、74d的周向位置与反馈滑阀73的孔73c、73d的周向位置对齐的方式,利用第二弹簧65对反馈套筒74施力。
应予说明,第一弹簧64弯曲至操作滑阀71相对于操作套筒72被限制,而第二弹簧65被设定为通过施加在被限制之前的第一弹簧64上产生的反作用力以上的力而开始弯曲。
在操作滑阀71旋转至相对于操作套筒72被限制的角度,并进一步操作操纵杆24的情况下,如图4的(d)所示,第二弹簧65弯曲,反馈套筒74相对于反馈滑阀73旋转,对此将在后面利用图7进行详细说明。应予说明,图4的(d)是图3的BB′间的向视截面图,因为从下方观察,所以与图4的(b)相比,旋转方向的箭头为相反方向。
即,在将操纵杆24操作至操作滑阀71相对于操作套筒72被限制的角度以上的情况下,操作员需要抵抗第二弹簧65的作用力而操作操纵杆24。
通过上述反馈部66的结构,如果反馈输入轴62根据转向角的变化而旋转,则反馈滑阀73旋转,经由第二弹簧65与反馈滑阀73连结的反馈套筒74也旋转。并且,经由第二中心销77、驱动轴75及第一中心销76与反馈套筒74固定的操作套筒72旋转,操作滑阀71和操作套筒72的旋转角之差产生变化并且先导压变化。
即,在先导阀42中,根据操作输入轴61的旋转角θin与反馈输入轴62的旋转角fb(与转向角θs一致)之差α,操作滑阀71相对于操作套筒72的位置移动到中立位置Np、左先导位置Lp或右先导位置Rp。在旋转角之差α为零的情况下,操作滑阀71相对于操作套筒72位于中立位置Np。另外,在操作滑阀71相对于操作套筒72位于左先导位置Lp或右先导位置Rp的情况下,先导阀42根据旋转角之差α,使供来自先导液压源43的油通过的开口面积变化。由此,根据旋转角之差α,调整从先导阀42向转向阀32输送的先导压。
应予说明,在操作输入轴61,设置有例如由回转传感器构成的第一旋转角检测部101。第一旋转角检测部101检测操作输入轴61的旋转角θin。在反馈输入轴62,设置有例如由回转传感器构成的第二旋转角检测部102。另外,第二旋转角检测部102检测反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)。由第一旋转角检测部101及第二旋转角检测部102检测到的旋转角θin、θfb被作为检测信号发送到控制部28。
如上所述,虽然在连结轴部13也利用转向角检测部104进行转向角θs的检测,但是因为反馈输入轴62的旋转角θfb与转向角θs一致,所以也可以不设置转向角检测部104。
(1-2-3.操纵杆、连结部)
图5是表示驾驶舱5内的结构的侧视图。在驾驶舱5内设置有供操作员落座的驾驶座5a。在驾驶座5a的车宽方向左侧配置有转向箱80。
操纵杆24从转向箱80朝前向斜上方突出地配置。
连结部25将操纵杆24和先导阀42连结。连结部25主要具有转向操作轴81、连结杆82和万向接头部83。
转向操作轴81沿铅垂方向配置,以其中心轴E为中心能够旋转地支承于转向箱80。连结杆82配置于转向箱80内,将操纵杆24和转向操作轴81连结。
万向接头部83将转向操作轴81和配置于驾驶座5a的附近的先导阀42的操作输入轴61连结。万向接头部83具有伸缩自如的中央部83a和配置于中央部83a的两端的接头部83b、83c。接头部83b与转向操作轴81连结。接头部83c与操作输入轴61连结。
图6是从上方观察操纵杆24附近的俯视图。如图6所示,操纵杆24从形成于转向箱80的上表面的圆弧状的孔84向斜上方突出地形成。操纵杆24能够以转向操作轴81(详细来说是中心轴E)为中心在水平方向上旋转。另外,在转向箱80的孔84的右端的边缘形成有R标记,在转向箱80的孔84的左端的边缘形成有L标记。
例如,如图6所示,如果操作员将操纵杆24从中央位置向右侧以旋转角θin进行旋转操作,则转向操作轴81也以旋转角θin向右旋转。该转向操作轴81的旋转角θin的旋转经由万向接头部83传递到操作输入轴61,操作输入轴61也以旋转角θin向右旋转。在使操纵杆24向左旋转时也是相同的。
(1-2-4.连杆机构)
连杆机构26具有随动杆91、随动连杆92和托架93。随动杆91固定于反馈输入轴62。
随动连杆92固定在固定于先导阀42的反馈输入轴62的随动杆91。托架93固定于前车架11。随动连杆92将随动杆91和托架93连结。
利用该连杆机构26,对配置于后车架12的先导阀42和前车架11进行连杆连接。
利用连杆机构26,使前车架11相对于后车架12的转向角θs与反馈输入轴62的旋转角θfb为相同角度。
即,在前车架11相对于后车架12以连结轴部13为中心以转向角θs向右侧旋转的情况下,经由连杆机构26,反馈输入轴62也以旋转角θs向右旋转,在前车架11相对于后车架12以连结轴部13为中心以转向角θs向左侧旋转的情况下,经由连杆机构26,反馈输入轴62也以旋转角θs向左旋转。
(1-2-5.杆反作用力)
接着,对操作操纵杆24时由第一弹簧64及第二弹簧65产生的杆反作用力进行说明。
图7的(a)是示意地表示先导阀42的图。图7的(b)是表示车体-杆偏差角度与杆反作用力之间的关系的图。应予说明,车体-杆偏差角度α是操纵杆24的旋转角θin与前车架11相对于后车架12的转向角θs(=θfb)之差(θin-θfb)。另外,图7的(c)是偏差角度α为零时的图7的(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的向视截面图。图7的(d)是偏差角度α为θ2时的图7的(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的向视截面图。图7的(e)是偏差角度α为θ3时的图7的(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的向视截面图。如图7的(a)所示,CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的截面图都是从上方观察的图。应予说明,在图7的(b)中,为了容易说明,不考虑操纵杆24的游隙。
在操作员将操纵杆24从中央位置以旋转角θin进行了旋转操作的情况下,操作输入轴61也以旋转角θin进行旋转。另一方面,因为转向缸21、22的响应延迟,所以转向角θs也跟随旋转角θin而逐渐变大。该操纵杆24的旋转角θin表示作为目标的转向角,转向角θs表示实际的实际转向角。与转向角θs的变化相对应地,反馈输入轴62也以与转向角θs相同的旋转角θs进行旋转。并且,反馈滑阀73也与反馈输入轴62一起旋转,利用该旋转,经由第二弹簧65连结的反馈套筒74也旋转。
在此,因为反馈套筒74和操作套筒72利用第一中心销76、第二中心销77及驱动轴75一体化,所以利用反馈套筒74的旋转,操作套筒72也旋转。
即,产生于操作滑阀71的旋转角与操作套筒72的旋转角之间的旋转角之差对应于偏差角度α(参照图4的(b))。
因为第一弹簧64以使操作滑阀71相对于操作套筒72处于中立位置Np的方式进行施力,所以为了增大偏差角度α,需要抵抗第一弹簧64的作用力而操作操纵杆24。
第一弹簧64具有图7的(b)所示的弹簧特性S1。在第一弹簧64的弹簧特性S1中,为了使操作输入轴61旋转,需要以初始反作用力F1(使第一弹簧64开始弯曲所需的力)以上的力来操作操纵杆24。另外,在第一弹簧64的弹簧特性S1中,伴随着偏差角度α增大,杆反作用力增大。即,伴随着偏差角度α增大,操作操纵杆24所需的力增大。
如图7的(c)所示,在偏差角度α为零的中立位置Np,第一中心销76配置在操作滑阀71的缝隙71a、71b的中央。另外,第二中心销77配置在反馈滑阀73的缝隙73a、73b的中央。
并且,如果将操纵杆24例如向右侧旋转操作而增大偏差角度α,使偏差角度α达到角度θ2,则如图7的(d)所示,第一中心销76与形成于缝隙71a的周向的壁部71ae、形成于缝隙71b的周向的壁部71be抵接。此时,第二中心销77配置于反馈滑阀73的缝隙73a、73b的中央。这是因为,如果将偏差角度α为角度θ2时的第一弹簧64产生的反作用力设为F2,则如第二弹簧65的弹簧特性S2所示,初始反作用力(使第二弹簧65开始弯曲所需的力)被设定为F2。应予说明,也可以将第二弹簧65的初始反作用力设定为比F2大,只要第二弹簧65的初始反作用力在F2以上即可。
而且,操作员为了将操纵杆24向右侧旋进行转操作,需要抵抗第二弹簧65的反作用力进行操作。即,在将操纵杆24进一步向右侧进行旋转操作的情况下,因为第一中心销76与壁部71be、壁部71ae抵接,所以如果想要使操作滑阀71旋转,则需要使操作套筒72旋转。另外,如上所述,操作套筒72与反馈套筒74一体化,反馈滑阀73与反馈输入轴62连接。因此,在将操纵杆24进一步向右侧进行旋转操作的情况下,如图4的(d)所示,抵抗第二弹簧65的反作用力而进行操作。
并且,如果偏差角度α达到θ3,则如图7的(e)所示,第二中心销77与形成于缝隙73a的周向的壁部73ae、形成于缝隙73b的周向的壁部73be抵接。这样,第二中心销77能够以角度(θ3-θ2)旋转。即,先导阀42构成为,偏差角度α不能大于角度θ3。因此,如图7的(b)所示,杆反作用力以角度θ3直线地上升。在该第二中心销77用力地与壁部73ae、73be抵接的情况下,产生急剧减小的反作用而对操作员的手腕产生负担。该角度θ3也被称为追赶角。
应予说明,在图7的(b)中,列举将操纵杆24向右侧旋转操作的情况为例进行了说明,但是向左侧旋转操作的情况也是相同的,在该情况下,偏差角度α是负值,是左右对称的。即,第一中心销76在-θ2与壁部71ae、71be抵接,第二中心销77在-θ3与壁部73ae、73be抵接。这样,先导阀42构成为,偏差角度α的绝对值不大于角度θ3。
应予说明,在偏差角度α达到θ2之前,操作滑阀71的旋转角与操作套筒72的旋转角产生差值,而如果超过角度θ2,则操作滑阀71的旋转角与操作套筒72的旋转角之间不产生差值,所以先导阀42的开度一定。另外,在偏差角度α为角度θ2~θ3之间时,先导阀42的开度一定,只要控制可变减压部41而根据偏差角度使先导压变化即可。
(1-2-6.转向泵的排出流量的控制结构)
接着,对控制转向泵31a的油的排出流量的结构进行说明。图8是表示控制图2所示的主液压源31的转向泵31a的斜板角度的结构及控制部28的结构的框图。在图8中,实线表示主液压的流动,虚线表示先导压的流动,单点划线表示电信号。应予说明,控制部28内中的实线表示信息的流动。
通过操作操纵杆24来增大操纵杆24与车体的偏差角度,从而经由先导阀42使转向阀32的开口也增大,因此供给到转向缸21、22的油量变多,转向角速度(转向角的改变速度)也变快。
转向泵31a具有斜板31b,能够通过斜板的角度来调整排出的油量。还通过发动机50的转速来调整该斜板31b的角度。而且,通过来自转向阀32的负载传感压(以下,称为LS压)来调整斜板31b的角度。
LS压表示来自转向泵31a的多余流量信息。LS压是用于基于从转向泵31a供给到转向缸21、22的液压来调整斜板31b的角度的液压。如果斜板31b的斜板角度变高,则从转向泵31a供给的流量增加。
在来自转向泵31a的供给流量足够的情况下,LS压变为高压,LS压反馈到斜板31b,斜板31b的角度变低。由此,来自转向泵31a的排出流量变少。另一方面,在来自转向泵31a的供给流量不足的情况下,LS压变为低压,LS压反馈到斜板31b,斜板31b的角度变高。由此,来自转向泵31a的排出流量变多。这样,利用LS压,调整来自转向泵31a的排出流量。
如上所述,伴随着偏差角度变大,转向角速度也变快,但转向角速度在达到作为追赶角的±θ3之前达到上限,不会进一步增大而是变为一定的角速度。
图9是表示转向角速度(左轴)与偏差角度的关系的曲线的图。在图9中,用单点划线表示发动机的转速为低速空转的情况下的曲线G10,用虚线表示发动机的转速为高速空转的情况下的曲线G11。应予说明,在图9中,还示出了表示杆操作力(右轴)与偏差角度的关系的弹簧特性S1、S2(参照图7的(b))。
伴随着偏差角度变大,转向角速度变快,但是如G10所示,在发动机的转速为低速空转的情况下,如果偏差角度达到θ5Lo,则转向角速度不会进一步变大而是变为一定的角速度。即,低速空转的情况下的转向角速度在偏差角度θ5Lo处达到最大。
另外,如G11所示,在发动机的转速为高速空转的情况下,在偏差角度θ5Lo之前与G10相同,但是进一步从θ5Lo到θ5LHi,伴随着偏差角度变大,转向角速度变大。并且,如果偏差角度达到θ5Hi,则即使偏差角度进一步变大,转向角速度也为一定。即,高速空转的情况下的转向角速度在偏差角度θ5Hi处达到最大。这样,转向角速度达到上限的偏差角度根据发动机的转速而变化。应予说明,在本实施方式中,利用后述的通知部29向操作员通知转向角速度达到了上限,在低速空转的情况下,在区域R3进行该通知,在高速空转的情况下,在区域R4进行该通知。
这样,达到转向角速度的上限的偏差角度根据发动机的转速而移动。产生该移动主要是因为最大排出流量根据发动机的转速而改变。即,因为转向角速度根据转向泵的排出流量而变化,所以通过检测出转向泵31a的排出流量达到了最大,能够检测出转向角速度达到了上限。
图10是表示相对于发动机转速(横轴)的泵的排出流量(左纵轴)的曲线。在图10中,用虚线表示相对于发动机转速(横轴)的泵的排出流量(左纵轴)的曲线G1。如G1所示,在发动机转速为0~Low~T为止的区域R1中,在发动机转速的增加的同时,排出流量也增加,但是在T~Hi为止的区域R2中,即使发动机转速增加,排出流量也为一定。Low表示发动机50的低速空转转速,Hi表示发动机50的高速空转转速。
在区域R1中,将斜板角度设定为最大,流量与发动机的转速的增加成比例地增加。另外,在区域R2中,因为达到控制最大流量(图10的Fmax),所以控制为:如果发动机转速增加,则降低转向泵31a的斜板31b的角度而使流量一定。Fmax也称为转向泵31a在被要求的情况下能够输出的最大排出流量。
因此,泵的排出流量相对于发动机转速(横轴)达到最大的斜板角度(右纵轴)为实线G2所示的曲线。在G2中,在发动机转速为0~Low~T为止的区域R1中,如果达到斜板角度Pθ0,则转向泵31a的排出流量达到最大,但是在T~Hi为止的区域R2中,如果发动机转速增加,则排出流量达到最大的斜板角度变小。
通过利用图10所示的发动机转速、斜板角度、最大排出流量的关系检测出转向泵的流量达到了最大流量,能够检测出转向角速度达到了上限。
因此,在本实施方式中,作为与转向角速度有关的信息的一例,使用发动机的转速和斜板角度的信息,发动机的转速和斜板角度的信息为用于检测转向泵的流量的信息。
(1-2-7.角速度对应值检测部)
本实施方式的角速度对应值检测部27检测与转向泵31a的排出流量有关的信息作为与转向角速度有关的信息。
本实施方式的角速度对应值检测部27具有转速传感器121和斜板角传感器122。转速传感器121检测发动机50的转速,将检测到的转速作为转速信号S(ωeng)向控制部28发送。斜板角传感器122检测转向泵31a的斜板31b的角度,将检测到的角度作为斜板角信号S(Pθ1)向控制部28发送。
(1-2-8.控制部)
控制部28检测转向角速度达到了上限,控制后述的通知部29从而向操作员通知转向角速度达到了上限。
如图8所示,控制部28主要具有转速获取部131、斜板角度获取部132、存储部133、上限时斜板角确定部134和判定部135。转速获取部131从转速传感器121获取转速信号S(ωeng)。斜板角度获取部132从斜板角传感器122获取斜板角信号S(Pθ1)。
存储部133存储转向泵31a的排出流量相对于转速达到最大的斜板的角度的信息及后述的规定值δ。图11表示转向泵31a的排出流量相对于发动机转速达到最大流量时的斜板的角度的曲线G2(也称为映射)。该曲线G2是上述图10的实线的曲线G2。该曲线G2预先存储于存储部133。应予说明,存储部133可以设置于控制部28内,也可以设置于控制部28外。存储部由RAM、ROM或HDD等构成。
上限时斜板角确定部134根据获取到的转速信号S(ωeng),基于图11所示的曲线G2来确定该转速时排出流量达到最大(即,转向角达到上限)的斜板角Pθ2。
判定部135判定获取到的斜板角Pθ1是否为斜板角Pθ2减去规定值δ而得的阈值(Pθ2﹣δ)以上,在斜板角Pθ1为阈值(Pθ2﹣δ)以上的情况下(在斜板角Pθ1达到了阈值(Pθ2﹣δ)的情况下),判定为转向泵31a的排出量达到了阈值流量。即,在斜板角Pθ1向斜板角Pθ2接近至二者之差为规定值δ的情况下(在Pθ1=Pθ2﹣δ的情况下),判定为转向泵31a的排出量达到了阈值流量。
在此,阈值流量是基于转向泵31a的最大排出流量而设定的值,是认为即将达到最大排出流量(也称为大致达到最大排出流量)的值。可以说在转向泵31a的排出流量达到最大排出流量的情况下转向角速度也达到上限,所以虽然在转向泵31a的排出流量达到阈值时,严格来说转向角速度并没有达到上限,但是认为其即将达到上限。因此,如果转向泵31a的排出流量达到阈值流量,则称为转向角速度达到上限附近。例如,规定值δ能够设定为3deg。判定部135在判定为转向角速度即将达到上限的情况下,向通知部29发送用于向操作员进行通知的指令信号S(I)。
应予说明,如图2所示,控制部28还基于旋转角θin、旋转角θfb(=θs)及车速V控制可变减压部41。由此,能够控制向先导阀42输送的先导压的原压以使油向左右的转向缸21、22的流量不急剧减小地变化。
另外,控制部28对可变减压部41的控制既可以以有线的方式进行,也可以以无线的方式进行。
(1-2-8.通知部)
通知部29向操作员通知与转向角度的上限有关的信息。如图5的Q部放大图所示,通知部29设置于操纵杆24。通知部29具有振子171和使振子171振动的马达172。
控制部28如果检测出转向角速度即将达到上限,则向通知部29发送以规定的电流驱动马达172的主旨的指令信号S(I)。按照由指令信号S(I)指示的电流来驱动马达172,利用马达172的驱动使振子171振动。由于把持操纵杆24的操作员感觉到该振动,所以操作员能够识别出转向角速度达到了上限附近。
<2.动作>
以下,对本实施方式的轮式装载机1的转向动作进行说明。
(2-1.转向操作)
在操纵杆24处于中央位置的情况下,操作输入轴61位于规定的初始位置,操作输入轴61的旋转角θin为零。另外,因为转向角θs也为零,所以反馈输入轴62也位于规定的初始位置。应予说明,在本实施方式中,如图7的(a)所示,转向角θs以相对于后车架12沿着前后方向的状态为零,表示相对于该状态的角度。另外,如图6所示,旋转角θin表示操纵杆24相对于中央位置的旋转角。另外,在求出偏差角度时,例如,可以将向右方的旋转作为正角度并将向左方的旋转作为负角度而进行运算。
此时,操作滑阀71相对于操作套筒72处于图4的(a)所示的中立位置Np。在该情况下,转向阀32的第一先导室34与第二先导室35的先导压是相同的,转向阀32的阀芯33也位于中立位置Ns。因此,不向左右的转向缸21、22进行油的供给或排出,将转向角θs维持为零,将反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)也维持为零。
接着,操作员为了使操纵杆24如图6所示地从中央位置向右侧旋转而施加操作力Fin。如果操作力Fin超过第一弹簧64的F1,则操作输入轴61与操纵杆24相同地向右方旋转,操作输入轴61的旋转角θin增大。此时,因为左右的转向缸21、22的反应延迟,所以转向角θs处于依然为零的状态,反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)也为零。因此,旋转角θin和转向角θs的偏差角度(α=θin-θs)增大。
操作滑阀71与上述操作输入轴61的旋转一起相对于操作套筒72向右旋转。在此,操作套筒72与反馈套筒74一体化,反馈套筒74利用第二弹簧65与反馈滑阀73连结。并且,第二弹簧65的初始反作用力F2为图7的(b)所示的第一弹簧64的弹簧特性S1的反作用力以上。因此,操作套筒72不随着操作滑阀71旋转,操作滑阀71相对于操作套筒72向右旋转。
这样,操作滑阀71相对于操作套筒72向右旋转而移动到右先导位置Rp,向第二先导端口P8供给先导压,向第二先导室35供给先导压。
由此,转向阀32的阀芯33移动到右转向位置Rs,向转向缸21的伸长端口21a及转向缸22的收缩端口22b供给油,并且从转向缸21的收缩端口21b及转向缸22的伸长端口22a排出油。由此,铰接动作开始,转向角θs逐渐增大,前车架11相对于后车架12朝向右方(参照图2的R)。利用连杆机构26向反馈输入轴62传递该转向角θs的变化,反馈输入轴62以旋转角θs进行旋转。
如果操作员使操纵杆24以规定的旋转角θ1停止,则操作输入轴61也以旋转角θ1停止。另一方面,因为转向角θs逐渐增大,所以反馈输入轴62的旋转角θs也增大。反馈滑阀73也与反馈输入轴62一起旋转,经由第二弹簧65与反馈滑阀73连结的反馈套筒74也旋转。因为反馈套筒74经由第一中心销76、第二中心销77及驱动轴75与操作套筒72一体化,所以操作套筒72也与反馈套筒74的旋转一起进行旋转。通过操作套筒72的旋转,操作套筒72与操作滑阀71的旋转角之差(偏差角度α)变小。并且,如果转向角θs(反馈输入轴62的旋转角θs)追平旋转角θ1(操作输入轴61的旋转角θin),则偏差角度α变为零。此时,先导阀42的操作滑阀71相对于操作套筒72位于中立位置Np。在该情况下,转向阀32的第一先导室34与第二先导室35的先导压是相同的,转向阀32也位于中立位置Ns。因此,不向左右的转向缸21、22进行油的供给或排出,转向角θs维持为旋转角θ1。
这样,如果使操纵杆24向右侧旋转且以规定的旋转角θ1停止,则转向角θs也同样维持为旋转角θ1。由此,前车架11相对于后车架12向右侧维持朝向旋转角θ1的方向。
接着,如果操作员将操纵杆24从右侧位置朝向中央位置返回,则操作输入轴61也同样地旋转而减少操作输入轴61的旋转角θin。此时,因为左右的转向缸21、22的反应延迟,所以转向角θs处于依然为旋转角θ1的状态。因此,旋转角之差α(=θin-θs)从零减小而变为负值。这样一来,操作滑阀71相对于操作套筒72向左旋转而移动到左先导位置Lp,向第一先导端口P7供给先导压。由此,转向阀32的阀芯33移动到左转向位置Ls,向转向缸21的收缩端口21b及转向缸22的伸长端口22a供给油,并且从转向缸21的伸长端口21a及转向缸22的收缩端口22b排出油。由此,转向角θs从旋转角θ1逐渐减小。利用连杆机构26向反馈输入轴62传递该转向角θs的变化,反馈输入轴62以与转向角θs的变化相同的旋转角的变化进行旋转。
如果操作员使操纵杆24在中央位置停止,则操作输入轴61也在初始位置、即旋转角θin为零的位置停止。另一方面,因为转向角θs也从旋转角θ1逐渐减小,所以旋转角之差(偏差角度)α逐渐减小。并且,如果转向角θs变为零,则反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)也变为零,旋转角之差α变为零。此时,操作滑阀71相对于操作套筒72配置于中立位置Np。在该情况下,转向阀32的第一先导室34与第二先导室35的先导压是相同的,转向阀32也位于中立位置Ns。因此,不向左右的转向缸21、22进行油的供给或排出,转向角θs也返回并维持为零。由此,前车架11相对于后车架12返回到沿着前后方向的朝向。
应予说明,在使操纵杆24向左侧旋转的情况下,与上述说明是相同的,因此省略说明。
(2-2.转向角速度的上限达到通知)
接着,对在进行如上所述的操纵杆24的操作时向操作员通知转向角速度达到了上限附近的控制进行说明。
图12是表示与本实施方式的轮式装载机1的转向角速度的上限达到通知有关的控制动作的流程图。
首先,在步骤S10中,控制部28的转速获取部131从转速传感器121获取发动机50的转速ωeng。
接着,在步骤S20中,控制部28的斜板角度获取部132从斜板角传感器122获取转向泵31a的斜板31b的斜板角度Pθ1。
接着,在步骤S30中,上限时斜板角确定部134根据获取到的转速信号S(ωeng),基于图11所示的曲线G2,确定在该转速时排出流量达到最大的(即,转向角达到上限)斜板角Pθ2。
接着,在步骤S40中,判定部135判定获取到的斜板角Pθ1是否为斜板角Pθ2减去规定值δ而得的阈值(Pθ2﹣δ)以上。规定值δ例如能够设定为3deg。在斜板角Pθ1小于阈值(Pθ2﹣δ)的情况下(在斜板角Pθ1没有达到阈值(Pθ2﹣δ)的情况下),控制进入步骤S50,不进行马达172的旋转驱动。
另一方面,在斜板角Pθ1为阈值(Pθ2﹣δ)以上的情况下(在斜板角Pθ1达到阈值(Pθ2﹣δ)的情况下),控制进入步骤S60,向通知部29发送指令信号S(I)。并且,通知部29的马达172按照指令信号进行旋转驱动,使振子141振动。通过在转向操作时反复进行以上的步骤S10~步骤S60的控制,能够在转向角速度达到上限附近时向操作员通知该主旨。
应予说明,在步骤S40中,判定部135也可以判定斜板角Pθ2减去所获取的斜板角Pθ1而得的差是否为规定值δ以下(Pθ2﹣Pθ1是否达到了δ)。在斜板角Pθ2与斜板角Pθ1之差大于规定值δ的情况下,控制进入步骤S50,不进行马达172的旋转驱动。在斜板角Pθ2与斜板角Pθ1之差为规定值δ以下的情况下,控制进入步骤S60,使振子141振动。
图13是在图9中进一步增加向马达172施加的电流量的曲线G12、G13的图。曲线G12表示在发动机转速为低速空转时施加于马达172的电流量。曲线G13表示在发动机转速为高速空转时施加于马达172的电流量。这样,在发动机转速为低速空转时,能够在偏差角度为θ5Lo以上时使振子171振动。另外,在发动机转速为高速空转时,能够在偏差角度为θ5Hi以上时使振子141振动。
应予说明,振子141的振动既可以在规定时间的期间进行,也可以如图13所示进行至偏差角度达到追赶角度(±θ3)。例如,控制部28获取由第一旋转角检测部101检测到的旋转角θin及由第二旋转角检测部102检测到的旋转角θfb(=θs),通过运算θin﹣θfb,能够求出偏差角度α。
(实施方式2)
本实施方式2的轮式装载机的基本结构与实施方式1相同,不同之处在于检测与转向角速度有关的信息的角速度对应值检测部和控制部的结构。具体而言,在上述实施方式1的轮式装载机1中,基于发动机50的转速和斜板角度,检测出转向泵31a的排出流量达到了阈值流量,由此检测出转向角速度达到了上限附近,但是在本实施方式2中,基于发动机50的转速和LS压,检测出转向泵31a的排出量达到了阈值流量。因此,在本实施方式2中,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。另外,在实施方式2中,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记。
<1.结构>
(1-1.角速度对应值检测部)
图14是表示本实施方式2的轮式装载机1的控制结构的框图。如图所示,本实施方式2的角速度对应值检测部227具有转速传感器121和LS压传感器123。
转速传感器121检测发动机50的转速,将检测到的转速作为转速信号S(ωeng)向控制部228发送。LS压传感器123检测转向阀32的LS压,将检测到的LS压作为LS压信号S(p1)向控制部228发送。
(1-2.控制部)
控制部228主要具有转速获取部131、LS压获取部142、存储部143、上限时LS压确定部144和判定部145。转速获取部131从转速传感器121获取转速信号S(ωeng)。LS压获取部142从LS压传感器123获取LS压信号S(p1)。
存储部143预先存储转向泵31a的流量相对于转速达到上限的LS压的信息及后述的规定值β。在图15中,示出了表示转向泵31a的排出流量相对于发动机转速达到最大流量时的LS压的曲线G3(也称为映射)。如G3所示,在发动机转速为0~Low~T为止的区域R1中,将LS压设定为p(L)。另外,在发动机转速为T~Hi为止的区域R2中,将LS压设定为从p(L)逐渐增大到p(H)。区域R1、R2与实施方式1相同,在区域R1中,将斜板角度设定为最大,流量与发动机的转速的增加成比例地增加。另外,在区域R2中,因为达到控制最大流量,所以控制为:如果发动机转速增加,则降低转向泵31a的斜板31b的角度而使流量一定。应予说明,在转向角速度低的情况下,LS压取比上述G3高的值。杆操作量增加,转向角速度变大,LS压随之变低,在转向角速度达到上限的情况下,LS压与上述G3相等。
通过利用图15所示的发动机转速、LS压、最大排出流量的关系检测出转向泵的流量达到了最大流量,能够检测出转向角速度达到了上限。即,在本实施方式中,作为与转向角速度有关的信息的一例,利用发动机的转速和LS压的信息,发动机的转速和LS压的信息为用于检测转向泵的流量的信息。应予说明,存储部143可以设置于控制部228内,也可以设置于控制部228外。存储部由RAM、ROM或HDD等构成。
上限时LS压确定部144根据获取到的转速信号S(ωeng),基于图15所示的曲线G3,确定在该转速时排出流量达到最大(即,转向角达到上限)的LS压p2。
判定部145判定从LS压传感器123经由LS压获取部142获取的LS压p1是否为LS压p2加上规定值β而得的阈值(p2+β)以下。判定部145在LS压p1为阈值(p2+β)以下的情况下(在LS压p1达到了p2+β的情况下),判定为转向泵31a的排出流量达到了阈值流量,转向角速度达到了上限附近。即,在LS压p1向LS压p2接近至二者之差为规定值β的情况下,判断为转向泵31a的排出量达到了阈值流量。例如,能够设定为0.1MPa。判定部145在判定为转向角速度达到了上限附近的情况下,向通知部29发送用于向操作员进行通知的指令信号。
<2.动作>
接着,对在进行操纵杆24的操作时向操作员通知转向角速度达到了上限附近的控制动作进行说明。
图16是表示与本实施方式的轮式装载机1的转向角速度的上限达到通知有关的控制动作的流程图。
首先,在步骤S110中,控制部28的转速获取部131从转速传感器121获取发动机50的转速ωeng。
接着,在步骤S120中,控制部28的LS压获取部142从LS压传感器123获取LS压p1。
接着,在步骤S130中,上限时LS压确定部144根据获取到的转速信号S(ωeng),基于图15所示的曲线G3,确定在该转速时排出流量达到阈值流量(即,转向角达到上限附近)的LS压p2。
接着,在步骤S140中,判定部155判定获取到的LS压p1是否为LS压p2加上规定值β而得的阈值(p2+β)以下。在LS压p1大于阈值(p2+β)的情况下(在LS压p1没有达到阈值的情况下),控制进入步骤S150,不进行马达172的旋转驱动。
另一方面,在LS压p1为阈值(p2+β)以下的情况下(在LS压p1达到了阈值的情况下),控制进入步骤S160,向通知部29发送指令信号S(I)。接着,通知部29的马达172按照指令信号进行旋转驱动,使振子171振动。
通过在转向操作时反复进行以上的步骤S110~步骤S160的控制,能够在转向角速度达到了上限附近时向操作员通知该主旨。
应予说明,在步骤S140中,判定部155也可以判定获取到的LS压p1减去LS压p2而得的差是否为规定值β以下。在LS压p1减去LS压p2而得的值大于规定值β的情况下,控制进入步骤S150,不进行马达172的旋转驱动。在LS压p1减去LS压p2而得的差为规定值β以下的情况下,控制进入步骤S160,振子141振动。
(实施方式3)
本实施方式3的轮式装载机的基本结构与实施方式1相同,不同之处在于检测与转向角速度有关的信息的角速度对应值检测部和控制部的结构。具体而言,在上述实施方式1的轮式装载机1中,基于发动机50的转速和斜板角度,检测出转向泵31a的排出流量达到了阈值流量,从而检测出转向角速度达到了上限附近,但是在本实施方式3中,基于发动机50的转速和偏差角度α,检测出转向角速度达到了上限附近。因此,在本实施方式3中,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。另外,在实施方式3中,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记。
<1.结构>
(1-1.角速度对应值检测部)
图17是表示本实施方式3的轮式装载机1的控制结构的框图。如图所示,本实施方式2的角速度对应值检测部327具有转速传感器121、第一旋转角检测部101和第二旋转角检测部102。
转速传感器121检测发动机50的转速,将检测到的转速作为转速信号S(ωeng)向控制部328发送。如上所述,第一旋转角检测部101检测操作输入轴61的旋转角θin,将检测到的旋转角作为旋转角信号S(θin)向控制部328发送。第二旋转角检测部102检测反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)。第二旋转角检测部102将检测到的旋转角作为旋转角信号S(θfb)向控制部328发送。
(1-2.控制部)
控制部328主要具有转速获取部131、第一旋转角获取部151、第二旋转角获取部152、运算部156、存储部153、上限时偏差角度确定部154和判定部155。转速获取部131从转速传感器121获取转速信号S(ωeng)。第一旋转角获取部151从第一旋转角检测部101获取操纵杆24的旋转角θin。第二旋转角获取部152从第二旋转角检测部102获取反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)。运算部156运算θin﹣θfb而计算出偏差角度α(在本实施方式中被设为θ4)。
存储部153预先存储转向泵31a的流量相对于转速达到上限的偏差角度的信息及后述的规定值γ。在图18中,示出了表示转向泵的排出流量相对于发动机转速达到最大流量时的偏差角度的曲线G4(也称为映射)。如G4所示,在发动机转速为0~Low~T为止的区域R1中,偏差角度被设定为以规定的倾斜度逐渐变大。另外,在发动机转速为T~Hi为止的区域R2中,设定为一定的偏差角度θ5hi。区域R1、R2与实施方式1相同,在区域R1中,斜板角度被设定为最大,流量与发动机的转速的增加成比例地增加。另外,在区域R2中,因为达到了控制最大流量,所以控制为:如果发动机转速增加,则降低转向泵31a的斜板31b的角度而使流量一定。
通过利用图18所示的发动机转速、偏差角度、最大排出流量的关系检测出转向泵31a的流量达到了阈值流量,能够检测出转向角速度达到了上限附近。即,在本实施方式中,作为与转向角速度有关的信息的一例,使用发动机的转速和偏差角度的信息,发动机的转速和偏差角度的信息为用于检测转向泵31a的流量的信息。应予说明,存储部153可以设置于控制部328内,也可以设置于控制部328外。存储部由RAM、ROM或HDD等构成。
上限时偏差角度确定部154根据获取到的发动机转速,基于图18所示的曲线G4,确定在该转速时排出流量达到最大(即,转向角达到上限)的偏差角度θ5。
判定部155判定由运算部156计算出的偏差角度θ4是否为偏差角度θ5减去规定值γ而得的阈值(θ5﹣γ)以上。判定部155在偏差角度θ4为阈值(θ5﹣γ)以上的情况下(在偏差角度θ4达到了阈值(θ5﹣γ)的情况下),判定为转向泵31a的排出流量达到了阈值流量,转向角速度达到了上限附近。判定部155在判定为转向角速度达到了上限附近的情况下,向通知部29发送用于向操作员进行通知的指令信号。
<2.动作>
接着,对在进行操纵杆24的操作时向操作员通知转向角速度达到了上限附近的控制动作进行说明。
图19是表示与本实施方式的轮式装载机1的转向角速度的上限达到通知有关的控制动作的流程图。
首先,在步骤S210中,控制部28的转速获取部131从转速传感器121获取发动机50的转速ωeng。
接着,在步骤S220中,获取偏差角度θ4。详细地说,第一旋转角获取部151从第一旋转角检测部101获取操纵杆24的旋转角θin。第二旋转角获取部152从第二旋转角检测部102获取反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)。接着,运算部156运算θin﹣θfb而计算出偏差角度θ4。
接着,在步骤S230中,上限时偏差角度确定部154根据获取到的转速信号S(ωeng),基于图18所示的曲线G4,确定在该转速时排出流量达到最大(即,转向角达到上限)的偏差角度θ5。
接着,在步骤S240中,判定部155判定获得到的偏差角度θ4是否为偏差角度θ5减去规定值γ而得的阈值(θ5﹣γ)以上。在偏差角度θ4小于阈值(θ5﹣γ)的情况下(在偏差角度θ4没有达到阈值(θ5﹣γ)的情况下),控制进入步骤S250,不进行马达172的旋转驱动。
另一方面,在偏差角度θ4为阈值(θ5﹣γ)以上的情况下(在偏差角度θ4达到了阈值(θ5﹣γ)的情况下),控制进入步骤S260,向通知部29发送指令信号S(I)。接着,通知部29的马达172根据指令信号进行旋转驱动,使振子141振动。
应予说明,在步骤S240中,判定部155也可以判定偏差角度θ5减去获取到的偏差角度θ4而得的差是否为规定值γ以下。在偏差角度θ5减去偏差角度θ4而得的值大于规定值γ的情况下,控制进入步骤S250,不进行马达172的旋转驱动。在偏差角度θ5减去偏差角度θ4而得的值为规定值γ以下的情况下,控制进入步骤S260,振子141振动。
通过在转向操作时反复进行以上的步骤S210~步骤S260的控制,能够在转向角速度达到上限附近时向操作员通知该主旨。
<特征等>
(1)
本实施方式1~3的轮式装载机1(作业车辆的一例)具备转向缸21、22(液压促动器的一例)、转向泵31a(液压泵的一例)、操纵杆24(操作部件的一例)、先导阀42(控制阀的一例)、角速度对应值检测部27、227、327、通知部29和控制部28、228、328。转向缸21、22基于被供给的油改变转向角θs。转向泵31a向转向缸21、22供给油。操纵杆24在改变转向角θs时***作员操作。先导阀42基于操纵杆24的操作量来控制从转向泵31a供给到转向缸21、22的油的流量。角速度对应值检测部27、227、327检测与基于油的流量而改变的转向角速度对应的对应值。通知部29向操作员进行表示对应值达到了阈值的通知,阈值基于转向角速度的上限而预先设定。控制部28、228、328在检测到对应值达到了阈值的情况下,使通知部29进行通知。
由此,例如,通过将阈值设定为即将达到转向角速度的上限之前的值,操作员在转向操作时能够识别出转向角速度达到了上限附近。
这样,操作员在转向操作时能够识别出转向角速度达到了上限附近等与转向角速度的上限有关的信息。因此,操作员不会将操纵杆24操作至该位置以上,能够抑制无用的操作。另外,由于如此能够抑制无用的操作,所以操作员不会无用地使用手的力量,能够减轻对人体的负担。
(2)
本实施方式1~3的轮式装载机1(作业车辆的一例)具备前车架11和后车架12。后车架12在连结轴部13与前车架11连结。转向缸21、22(液压促动器的一例)在车宽方向上配置在连结轴部13的两侧,改变前车架11相对于后车架12的转向角θs。
在这样的铰接式的作业车辆中,操作员能够识别出与转向角速度的上限有关的信息。
(3)
在本实施方式1~3的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,角速度对应值检测部27、227、327检测与转向泵31a(液压泵的一例)的排出流量有关的值作为对应值。阈值是基于转向角速度达到上限的转向泵31a的最大排出流量而预先设定的阈值流量(阈值的一例)。控制部28、228、328在检测到对应值达到了阈值流量的情况下,使通知部29进行通知。
如果转向泵31a的排出流量变多,则转向角速度变快,如果排出流量变少,则转向角速度变慢。
这样,转向角速度根据根据转向泵31a的排出流量而变化,所以通过检测转向泵的排出流量,能够检测出与转向角速度的上限有关的信息。
(4)
在本实施方式1的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,角速度对应值检测部27具有转速传感器121(转速检测部的一例)和斜板角传感器122(泵信息检测部的一例)。转速传感器121检测轮式装载机1的发动机50的转速。斜板角传感器122检测转向泵31a(液压泵的一例)的斜板31b的角度Pθ1。与转向泵31a的排出流量有关的值是转向泵31a的斜板31b的角度。阈值是基于转向泵31a的排出流量相对于转速达到最大排出流量的斜板的角度Pθ2而预先设定的斜板的角度的阈值(Pθ2﹣δ)。如果在检测到的转速下由斜板角传感器122检测到的斜板的角度Pθ1达到阈值(Pθ2﹣δ),则控制部28使通知部29进行通知。
由此,通过获取转向泵31a的斜板31b的角度和发动机转速,能够判定出转向泵31a的排出流量达到了阈值流量,因此能够判定出转向角速度达到了上限附近。
(5)
在本实施方式2的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,还具备转向阀32。转向阀32基于从先导阀42(控制阀的一例)输入的先导压,调整从转向泵31a供给到转向缸21、22(液压促动器的一例)的油的流量。先导阀42(控制阀的一例)通过调整先导压,控制经由转向阀32从转向泵31a供给到转向缸21、22的油的流量。角速度对应值检测部227具有转速传感器121(转速检测部的一例)和负载传感压传感器123(负载传感压检测部的一例)。转速传感器121检测轮式装载机1的发动机50的转速。负载传感压传感器123检测转向阀32的负载传感压。与转向泵31a的排出流量有关的值是转向阀32的负载传感压p1。阈值是基于转向泵31a的排出流量相对于转速达到最大排出流量的负载传感压p2而预先设定的负载传感压的阈值(p2+β)。如果在检测到的转速下由负载传感压传感器123检测到的负载传感压p1达到阈值(p2+β),则控制部228使通知部29进行通知。
由此,通过获取转向阀32的负载传感压和发动机转速,能够判定出转向泵31a的排出流量达到了阈值流量,因此能够判定出转向角速度达到了上限附近。
(6)
在本实施方式3的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,角速度对应值检测部327具有转速传感器121(转速检测部的一例)、第一旋转角检测部101(目标转向角检测部的一例)和第二旋转角检测部102(实际转向角检测部的一例)。转速传感器121检测轮式装载机1的发动机50的转速。第一旋转角检测部101检测由操纵杆24(操作部件的一例)输入的目标转向角θin。第二旋转角检测部102检测由转向缸21、22(液压促动器的一例)改变的实际转向角θs(=θfb)。与转向泵31a的排出流量有关的值是目标转向角θin及实际转向角θs(=θfb)。控制部328具有运算部156。运算部156根据第一旋转角检测部101的检测值及第二旋转角检测部102的检测值计算偏差角度α(在图19中为θ4)。阈值是基于转向泵31a的排出流量相对于转速达到最大排出流量的偏差角度θ5而预先设定的偏差角度的阈值(θ5﹣γ)。如果在检测到的转速下偏差角度θ4达到阈值(θ5﹣γ),则控制部328使通知部29进行通知。
由此,通过获取偏差角度和发动机转速,能够判定出达到了基于转向泵31a的最大排出流量而预先设定的阈值,因此能够向操作员通知转向角速度达到了上限附近。
(7)
在本实施方式1~3的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,通知部29配置于操纵杆24,具有振子171和使振子171振动的马达172。
由此,操作员能够通过振动而识别出与转向角速度的上限有关的信息。
(8)
在本实施方式1~3的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,通知部29通过光或声音向操作员进行通知。
通知部29例如具有亮灯部、声响器等,操作员能够通过光或声音而识别出转向角速度达到了上限。应予说明,也可以组合光和声音而使用。另外,作为光,在存在显示器画面的情况下,也可以使用显示器。
(9)
在本实施方式1~3的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,先导阀42(控制阀的一例)与操纵杆24(操作部件的一例)机械地连结。
由此,操作员能够直接感觉到先导阀42的操作。
(10)
本实施方式1~3的轮式装载机1(作业车辆的一例)的控制方法具备步骤S10、S20、S110、S120、S210、S220(角速度对应值获取步骤的一例)、步骤S30、S130、S230(判定步骤的一例)和步骤S60、160、260(通知步骤的一例)。步骤S10、S20、S110、S120、S210、S220(角速度对应值获取步骤的一例)检测与通过操作操纵杆24(操作部件的一例)而改变转向角θs时的转向角速度对应的对应值。步骤S30、S130、S230(判定步骤的一例)判定该对应值达到了基于转向角速度的上限而预先设定的阈值。步骤S60、S160、S260(通知步骤的一例)进行表示对应值达到了阈值的通知。
由此,例如,通过将阈值设定为即将达到转向角速度的上限之前的值,操作员能够在转向操作时识别出转向角速度达到了上限附近。
这样,操作员能够在转向操作时识别出转向角速度达到了上限附近等与转向角速度的上限有关的信息。因此,操作员不会将操纵杆24操作至该位置以上,能够抑制无用的操作。另外,因为如此能够抑制无用的操作,所以操作员不会无用地使用手的力气,能够减轻对人体的负担。
[其他实施方式]
以上对本公开一实施方式进行了说明,但是本公开不限于上述实施方式,在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行各种改变。
(A)
在上述实施方式中,通知部29利用配置于操纵杆24的马达172和振子171向操作员通知转向角速度达到了上限。
(A-1)
例如,也可以利用光或声音向操作员通知转向角速度达到了上限。例如,轮式装载机1在驾驶舱5内具有亮灯部、声响器等,操作员能够通过光或声音识别出转向角速度达到了上限。应予说明,也可以组合光和声音而使用。另外,作为光,在存在显示器画面的情况下,也可以使用显示器。
(A-2)
另外,在从操纵杆24到先导阀42之间设置有对操纵杆24的操作进行助力(也有反助力的情况)的结构的情况下,也可以利用该结构向操作员通知转向角速度达到了上限。
图20是表示相对于操纵杆24的操作施加辅助力或反力的力施加部51的立体图。力施加部51能够配置为向转向操作轴81或操作输入轴61施加力。在图20中,配置为能够向转向操作轴81施加力。
转向操作轴81是杆侧轴部81a、输入轴部81b、阀侧轴部81c按顺序连接而构成。即,杆侧轴部81a的一端与连结杆82连结,杆侧轴部81a的另一端与输入轴部81b的一端相连。另外,输入轴部81b的另一端与阀侧轴部81c的一端相连,阀侧轴部81c的另一端与万向接头部83相连。向输入轴部81b输入来自后述的力施加部51的辅助力或反力。
力施加部51相对于操纵杆24的操作施加辅助力或反力。力施加部51具有电动马达111和蜗轮蜗杆副112。蜗轮蜗杆副112具有圆筒蜗杆112a和蜗轮112b。蜗轮112b设置在上述输入轴部81b的周围,与圆筒蜗杆112a啮合。电动马达111的输出轴与圆筒蜗杆112a连接,使圆筒蜗杆112a绕其中心轴旋转。电动马达111基于来自控制部28的指令而驱动。
应予说明,输入轴部81b的第一端81b1与杆侧轴部81a相连,输入轴部81b的第二端81b2与阀侧轴部81c相连。
如果驱动电动马达111,则圆筒蜗杆112a旋转,利用该旋转使蜗轮112b旋转,对与蜗轮112b固定的输入轴部81b也产生旋转力。通过改变圆筒蜗杆112a的旋转方向,能够对输入轴部81b向左转及右转中的任一方向施加旋转力。
例如,在使操纵杆24向右旋转时,通过对输入轴部81b向右转方向施加力,从而相对于操纵杆24的操作施加辅助力。另外,在使操纵杆24向右旋转时,通过对输入轴部81b向左转方向施加力,从而相对于操纵杆24的操作施加反力。
应予说明,在输入轴部81b设置有转矩传感器103。转矩传感器103检测通过操作员施加于操纵杆24而产生于输入轴部81b的转矩。本实施方式的转矩传感器103例如利用线圈检测扭杆的扭曲,从而检测出输入轴部81b的旋转方向和产生于输入轴部81b的转矩。检测到的旋转方向及转矩T被作为转向转矩信号向控制部28输出。
如果利用实施方式1~3的控制部28、228、328检测出转向角速度达到了上限,则控制部28、228、328以相对于操纵杆24的操作产生阻力的方式控制力施加部51。例如,在相对于操纵杆24的操作施加了辅助力的情况下,能够通过在上述检出时刻减小辅助力而使操作员在操纵杆24的操作中感觉到阻力。另外,在相对于操纵杆24的操作施加反力的情况下,能够通过在上述检出时刻增大反力而使操作员在操纵杆24的操作中感觉到阻力。
应予说明,在只是为了通知转向角速度达到了上限值而使用力施加部51的情况下,也可以不设置转矩传感器103,只要在检测出的时刻对操纵杆24施加反力即可。
(B)
在上述实施方式1~3中,根据从作为控制阀的一例的先导阀42输入的先导压,控制从转向阀32供给到转向缸21、22的油的供给量,但是也可以将来自先导阀42的油直接供给到转向缸21、22。
(C)
在上述实施方式1~3中,作为操作部件的一例,操作操纵杆24来控制向转向缸21、22的流量,但是可以不限于操纵杆,也可以是方向盘。
另外,可以利用方向盘操作轨道辊(Orbit Roll)(注册商标),利用轨道辊控制向转向缸的油量。
总之,只要是改变转向角的作业车辆,就能够使用本发明。
(D)
在上述实施方式中,作为转向泵,使用了利用斜板31b来调整排出流量的液压泵,但是也可以使用利用斜轴来调整排出流量的泵。在该情况下,设置检测斜轴的角度的传感器,存储部存储排出流量相对于发动机转速达到最大的斜轴的角度的曲线。
(E)
在上述实施方式中,作为作业车辆的一例,利用轮式装载机1进行了说明,但是可以是铰接式的自卸卡车、机动平路机等,而且不限于铰接式,例如,也可以是叉车等。
(F)
在上述实施方式1~3中,设置有第一弹簧64及第二弹簧65这两个弹簧,但是也可以不设置第二弹簧65。在该情况下,例如,只要反馈滑阀73与反馈滑阀74之间固定在一起即可。
(G)
在上述实施方式1中,存储有转向泵31a的排出流量相对于转速达到最大的斜板的角度的信息及规定值δ,但是也可以存储转向泵31a的排出流量达到最大的斜板的角度的信息减去规定值δ的量而得的信息。即,上限时斜板角确定部134根据获取到的转速信号S(ωeng)确定Pθ2′(=Pθ2﹣δ),在利用判定部135判定为Pθ1为Pθ2′以上的情况下,认为转向泵31a的排出量达到了最大,向操作员进行通知。
另外,在上述实施方式2中,存储有转向泵31a的流量相对于转速达到上限的LS压的信息及规定值β,但是也可以存储转向泵31a的流量达到上限的LS压的信息加上规定值β而得的信息。即,上限时LS压确定部144根据获取到的转速信号S(ωeng)确定p2′(=p2+β),在利用判定部145判定为p1为p2′以下的情况下,认为转向泵31a的排出量达到了最大,向操作员进行通知。
另外,在上述实施方式3中,存储有转向泵31a的流量相对于转速达到上限的偏差角度的信息及规定值γ,但是也可以存储转向泵31a的流量达到上限的偏差角度的信息减去规定值γ而得的信息。即,上限时偏差角度确定部154根据获取到的转速信号S(ωeng)确定θ5′(=θ5﹣γ),在利用判定部155判定为θ4为θ5′以上的情况下,认为转向泵31a的排出量达到了阈值流量,向操作员进行通知。
(H)
在上述实施方式3中,在由运算部156运算出的偏差角度θ4变为θ5﹣γ以上的情况下,检测出转向泵31a的排出流量达到了阈值流量,转向角速度达到了上限附近,但是不限于此。例如,也可以利用判定部155判定偏差角度θ4是否为θ5以上,检测出转向角速度达到了上限。
即,在如实施方式3那样判定θ4是否为(θ5﹣γ)以上的情况下,能够检测出转向角速度达到了上限附近,换言之,能够检测出转向角速度即将达到上限。另一方面,在如本变形例那样判定θ4是否为θ5以上的情况下,能够检测出转向角速度达到了上限。
(I)
在上述实施方式中,利用连结部25机械地连结操纵杆24和先导阀42,但是不限于此。也可以不机械地连结操纵杆24和先导阀,而将操纵杆24的操作电气地传递至先导阀而操作先导阀。
图21是表示作为将操纵杆24的操作电气地传递至先导阀42′的结构的一例的转向操作装置8′的图,是表示上述实施方式1的变形例的图。应予说明,该结构也能够应用于实施方式2、3。
图21所示的先导阀42′不是上述实施方式那样的回转式,而是滑阀式。先导阀42′具有包含滑阀71′和套筒(未图示)的阀芯部60,以套筒为基准,滑阀71′能够利用来自控制部28的信号移动到中立位置Np、左先导位置Lp及右先导位置Rp。
在图21所示的结构中,例如,没有设置图5所示的万向接头部83。操纵杆24与转向操作轴81连接。转向操作轴81不与先导阀连结。与上述实施方式相同地,另外,第一旋转角检测部101检测转向操作轴81的旋转角θin并将其向控制部28发送。
另外,没有设置图5所示的将先导阀和前车架11进行连杆连接的连杆机构26。利用转向角检测部104,检测前车架11相对于后车架12的转向角θs,并将其向控制部28发送。
控制部28基于接收到的旋转角θin和转向角θs的信息,向先导阀42′发送指令,控制先导阀42′的滑阀71′的移动。通过滑阀71′的移动,从先导阀42′向转向阀32供给的先导压变化,从转向阀32供给到转向缸21、22的油量变化。由此,进行转向操作。此时,控制部28可以控制先导压以减小θin与θs的差值,从而控制为旋转角θin与转向角θs一致。
应予说明,将操纵杆24的操作电气地传递至先导阀的结构也可以应用于设置有上述变形例(A-2)所示的力施加部51的结构。图22表示作为该情况的一例的转向操作装置208′。
图22所示的转向操作装置208′与图21所示的转向操作装置8′相比,设置有检测产生于转向操作轴81的转矩的转矩传感器103和对转向操作轴81施加辅助力或反力的力施加部51。
在转向操作装置208′中,电动马达111的力利用蜗轮蜗杆副112传递至转向操作轴81,但是也可以如图23所示的力施加部51′那样,将电动马达111的旋转轴不经由蜗轮蜗杆副112等减速装置地直接连接到转向操作轴81。
图5所示的转向操作装置8的操纵杆24本身能够以上下方向的轴为中心向驾驶座的内侧或外侧旋转。图21、图22所示的转向操作装置8′、208′的操纵杆24本身也可以能够以水平方向的轴为中心向驾驶座的内侧或外侧旋转。总之,只要先导阀42′基于操纵杆24的操作而动作即可,另外,在设置有力施加部51的情况下,只要是能够将来自力施加部51的力传递至操纵杆24的结构即可。
应予说明,如上所述,电传递可以利用有线或无线中的任一手段来进行。
工业实用性
本发明的作业车辆及作业车辆的控制方法具有能够向操作员通知转向角速度达到了上限的效果,可以用于轮式装载机、叉车等。
附图标记说明
1:轮式装载机
2:车体架
3:作业装置
4:前轮胎
5:驾驶舱
5a:驾驶座
6:发动机室
7:后轮胎
8:转向操作装置
11:前车架
12:后车架
13:连结轴部
14:大臂
15:铲斗
16:提升缸
17:铲斗缸
18:曲拐
21:转向缸
21a:伸长端口
21b:收缩端口
21c:缸筒
21d:活塞
21e:活塞杆
22:转向缸
22a:伸长端口
22b:收缩端口
22c:缸筒
22d:活塞
22e:活塞杆
23:转向液压回路
24:操纵杆
25:连结部
26:连杆机构
27:角速度对应值检测部
28:控制部
29:通知部
30:主液压回路
31:主液压源
31a:转向泵
31b:斜板
32:转向阀
33:阀芯
34:第一先导室
35:第二先导室
36:主液压管路
37:主排油管路
38:第一转向管路
39:第二转向管路
40:先导液压回路
41:可变减压部
42:先导阀
43:先导液压源
44:先导液压管路
45:先导排油管路
46:第一先导管路
47:第二先导管路
50:发动机
51:力施加部
60:阀芯部
61:操作输入轴
62:反馈输入轴
63:壳体
64:第一弹簧
64a:板簧部
65:第二弹簧
65a:板簧部
66:反馈部
71:操作滑阀
71a:缝隙
71ae:壁部
71b:缝隙
71be:壁部
71c:孔
71d:孔
72:操作滑阀
72c:槽
72d:槽
73:反馈滑阀
73a:缝隙
73ae:壁部
73b:缝隙
73be:壁部
73c:孔
73d:孔
74:反馈滑阀
74c:槽
74d:槽
75:驱动轴
76:第一中心销
77:第二中心销
78:限制部
80:转向箱
81:转向操作轴
81a:杆侧轴部
81b:输入轴部
81b1:第一端
81b2:第二端
81c:阀侧轴部
82:连结杆
83:万向接头部
83a:中央部
83b:接头部
83c:接头部
84:孔
91:随动杆
92:随动连杆
93:托架
101:第一旋转角检测部
102:第二旋转角检测部
103:转矩传感器
104:转向角检测部
106:缸行程传感器
107:缸行程传感器
111:电动马达
112:蜗轮蜗杆副
112a:圆筒蜗杆
112b:蜗轮
121:转速传感器
122:斜板角传感器
123:负载传感(LS)压传感器
131:转速获取部
132:斜板角度获取部
133:存储部
134:上限时斜板角确定部
135:判定部
142:LS压获取部
143:存储部
144:上限时LS压确定部
145:判定部
151:第一旋转角获取部
152:第二旋转角获取部
153:存储部
154:上限时偏差角度确定部
155:判定部
156:运算部
171:振子
172:马达
227:角速度对应值检测部
228:控制部
327:角速度对应值检测部
328:控制部
Claims (11)
1.一种作业车辆,其特征在于,具备:
液压促动器,其基于被供给的油来改变转向角;
液压泵,其向所述液压促动器供给油;
操作部件,在改变所述转向角时***作员操作;
控制阀,其基于所述操作部件的操作量来控制从所述液压泵供给到所述液压促动器的油的流量;
角速度对应值检测部,其检测与基于油的流量而改变的转向角速度对应的对应值;
通知部,其进行所述对应值达到了阈值的通知,所述阈值是基于所述转向角速度的上限而预先设定的;
控制部,其在检测到所述对应值达到了所述阈值的情况下,使所述通知部进行所述通知。
2.如权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,具备:
前车架;
后车架,其在连结轴部与所述前车架连结;
所述液压促动器在车宽方向上配置在所述连结轴部的两侧,改变所述前车架相对于所述后车架的转向角。
3.如权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,
所述角速度对应值检测部检测与所述液压泵的排出流量有关的值作为所述对应值,
所述阈值是基于所述转向角速度达到上限的所述液压泵的最大排出流量而预先设定的阈值,
所述控制部在检测到所述对应值达到了所述阈值的情况下,使所述通知部进行所述通知。
4.如权利要求3所述的作业车辆,其特征在于,
所述角速度对应值检测部具有:
转速检测部,其检测所述作业车辆的发动机的转速;
泵信息检测部,其检测所述液压泵的斜板或斜轴的角度;
与所述液压泵的排出流量有关的值是所述液压泵的斜板或斜轴的角度,
所述阈值是基于所述液压泵的排出流量相对于所述转速达到最大排出流量的所述斜板或所述斜轴的角度而预先设定的所述斜板或所述斜轴的角度的阈值,
如果在检测到的所述转速下由所述泵信息检测部检测到的所述斜板或所述斜轴的角度达到所述阈值,则所述控制部使所述通知部进行所述通知。
5.如权利要求3所述的作业车辆,其特征在于,
还具备转向阀,所述转向阀基于从所述控制阀输入的先导压,调整从所述液压泵供给到所述液压促动器的油的流量,
所述控制阀通过调整所述先导压,控制经由所述转向阀从所述液压泵供给到所述液压促动器的油的流量,
所述角速度对应值检测部具有:
转速检测部,其检测所述作业车辆的发动机的转速;
负载传感压检测部,其检测所述转向阀的负载传感压,
与所述液压泵的排出流量有关的值是所述转向阀的所述负载传感压,
所述阈值是基于所述液压泵的排出流量相对于所述转速达到最大排出流量的所述负载传感压而预先设定的所述负载传感压的阈值,
如果在检测到的所述转速下由所述负载传感压检测部检测到的所述负载传感压达到所述阈值,则所述控制部使所述通知部进行所述通知。
6.如权利要求3所述的作业车辆,其特征在于,
所述角速度对应值检测部具有:
转速检测部,其检测所述作业车辆的发动机的转速;
目标转向角检测部,其检测由所述操作部件输入的目标转向角;
实际转向角检测部,其检测由所述液压促动器改变的实际转向角;
与所述液压泵的排出流量有关的值是所述目标转向角及所述实际转向角,
所述控制部具有运算部,所述运算部根据所述目标转向角检测部的检测值及所述实际转向角检测部的检测值而运算偏差角度,
所述阈值是基于所述液压泵的排出流量相对于所述转速达到最大排出流量的所述偏差角度而预先设定的所述偏差角度的阈值,
如果在检测到的所述转速下所述偏差角度达到所述阈值,则所述控制部使所述通知部进行所述通知。
7.如权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,
所述操作部件是操纵杆,
所述通知部配置于所述操纵杆,具有振子和使所述振子振动的马达。
8.如权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,
所述通知部通过光或声音向操作员进行所述通知。
9.如权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,
所述通知部具有力施加部,所述力施加部相对于所述操作部件的操作施加辅助力或反力,
所述通知部利用施加的力向操作员进行所述通知。
10.如权利要求1至9中任一项所述的作业车辆,其特征在于,
所述控制阀与所述操作部件机械地连结。
11.一种作业车辆的控制方法,其特征在于,具备:
角速度对应值获取步骤,其获取与通过操作操作部件而改变转向角时的作业车辆的转向角速度对应的对应值;
判定步骤,其判定所述对应值达到了基于所述转向角速度的上限而预先设定的阈值;
通知步骤,其进行所述对应值达到了所述阈值的通知。
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