JP5140688B2 - Steering control device for tracked vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、例えばブルドーザのような装軌車両の操向制御装置に関するものである。 The present invention relates to a steering control device for a tracked vehicle such as a bulldozer.
従来、ブルドーザのような装軌車両の操向制御装置として、左右の各駆動輪にクラッチおよびブレーキを設けてそれらクラッチおよびブレーキを制御することで車両の左右旋回運動を行なうようにしたものが知られている。この操向制御装置においては、車両の走行中に操向レバーを左右いずれかの旋回方向に操作すると、その操作側のクラッチの結合状態が解除されるとともに同操作側のブレーキが制動方向に作動されて、この操作側の履帯のみが停止し、車両は所望の方向に旋回する。 Conventionally, as a steering control device for a tracked vehicle such as a bulldozer, a left and right drive wheel is provided with a clutch and a brake and the clutch and the brake are controlled to perform a left and right turning motion of the vehicle. It has been. In this steering control device, when the steering lever is operated in either the left or right turning direction while the vehicle is running, the clutch on the operating side is released and the brake on the operating side is operated in the braking direction. Then, only the crawler belt on the operating side stops, and the vehicle turns in a desired direction.
ところで、前述のような操向制御装置においては、通常、クラッチが解放されてからブレーキが制動されるまでに所定の時間間隔を設け、あるいはブレーキが解放されてからクラッチが結合されるまでに所定の時間間隔を設けるようにされ、これによって操向制御時のショックを和らげて滑らかな旋回が行えるようにされている。 By the way, in the steering control device as described above, a predetermined time interval is usually provided from when the clutch is released to when the brake is braked, or from when the brake is released to when the clutch is engaged. Thus, a smooth turn is made possible by reducing the shock during steering control.
ところが、このクラッチ解放〜ブレーキ制動もしくはブレーキ解放〜クラッチ結合の時間間隔、更にはブレーキの結合開始油圧、クラッチの解放開始油圧等を常に一定にした油圧特性を用いるのでは、例えばブルドーザのドージング作業時、傾斜地走行時、エンジン低回転時等の各種作業状態に適合する最適なクラッチ・ブレーキ制御が行えないという問題点がある。 However, using the hydraulic characteristics in which the clutch release to brake braking or brake release to clutch engagement time interval, as well as the brake engagement start hydraulic pressure, the clutch release start hydraulic pressure, etc., are always kept constant, for example, during bulldozer dosing work In addition, there is a problem in that optimal clutch / brake control suitable for various working conditions such as running on an inclined land and low engine speed cannot be performed.
このような問題点に対処するために、本出願人は、装軌車両の種々の作業状態に応じて最適な操向性能を得ることを目的とし、高負荷運転状態、傾斜地走行状態、エンジン低回転状態、高速走行状態等の各種作業状態に応じて、クラッチ・ブレーキのモジュレーション特性を変更するようにした装軌車両の操向制御装置を先願発明として既に提案している（特許文献１）。 In order to deal with such problems, the present applicant aims to obtain optimum steering performance according to various working conditions of the tracked vehicle, and is applied to a high load operation state, an inclined land traveling state, an engine low state, and the like. A steering control device for a tracked vehicle in which the modulation characteristics of a clutch and a brake are changed in accordance with various work states such as a rotation state and a high-speed traveling state has already been proposed as a prior invention (Patent Document 1). .
しかしながら、前記先願発明による操向制御装置においては、次のような改善すべき点がある。
１）車両の降坂走行時の逆方向旋回（逆ステアリング）を防止するための制御を、ドージング作業状態（牽引力大の前進）の制御に優先して行っているために、降坂走行時にドージング作業を行った場合に、この作業中の旋回操作時に旋回油圧が高くなって急旋回状態を生じてしまう。
２）車両の降坂走行時にエンジンが低回転状態になった時、旋回運動に必要なブレーキ油圧が高くなるため、通常の降坂走行時の制御を行っていたのでは旋回時にショックが生じてしまう。
However, the steering control device according to the invention of the prior application has the following points to be improved.
1) Since the control for preventing reverse turning (reverse steering) when the vehicle is traveling downhill is prioritized over the control of the dosing work state (advance of large traction force), dosing during downhill travel When the work is performed, the turning hydraulic pressure becomes high during the turning operation during the work and a sudden turning state is generated.
2) When the engine is in a low rotation state when the vehicle is traveling downhill, the brake hydraulic pressure required for the turning motion becomes high. End up.
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、降坂走行時のドージング作業に際しての旋回時にスムーズな旋回性能を得ることができるとともに、コントロール性も向上させることのできる装軌車両の操向制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve such problems, and is capable of obtaining smooth turning performance during turning during dosing work during downhill traveling and improving controllability. An object of the present invention is to provide a steering control device for a rail vehicle.
前記目的を達成するために、本発明による装軌車両の操向制御装置は、
左右の各駆動輪に設けられるクラッチおよびブレーキと、これらクラッチおよびブレーキを制御する電子比例制御弁と、操向レバーと、この操向レバーの操作量に応じて操向指令信号を発生する操向指令信号発生器と、この操向指令信号発生器からの出力に基づいて前記電子比例制御弁に操向制御信号を出力するコントローラを備える装軌車両の操向制御装置において、
車両の牽引力を検出する牽引力検出手段と、車両の前後方向の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、エンジン回転を検出する回転検出手段とを設け、前記牽引力検出手段、傾斜角検出手段および回転検出手段により車両が高負荷運転状態になく、エンジン回転が低速状態になく、かつ降坂走行状態にあることが検出されたときに、前記コントローラは、前記クラッチおよび前記ブレーキの同時解放域をなくすとともに、前記ブレーキ結合時の上限油圧を平地走行時よりも低めの第１設定値に設定した油圧特性を得るための操向制御信号を前記電子比例制御弁に出力することを特徴とするものである（第１発明）。
In order to achieve the above object, a steering control device for a tracked vehicle according to the present invention includes:
A clutch and a brake provided on each of the left and right drive wheels, an electronic proportional control valve that controls the clutch and the brake, a steering lever, and a steering that generates a steering command signal according to the operation amount of the steering lever In a steering control device for a tracked vehicle comprising a command signal generator and a controller that outputs a steering control signal to the electronic proportional control valve based on an output from the steering command signal generator,
A traction force detection means for detecting the traction force of the vehicle, an inclination angle detection means for detecting an inclination angle in the front-rear direction of the vehicle, and a rotation detection means for detecting engine rotation are provided, and the traction force detection means , the inclination angle detection means and the rotation are provided. The controller eliminates the simultaneous release range of the clutch and the brake when it is detected by the detecting means that the vehicle is not in a high load operation state, the engine rotation is not in a low speed state, and the vehicle is in a downhill driving state. And a steering control signal for obtaining a hydraulic characteristic in which the upper limit hydraulic pressure at the time of brake connection is set to a first set value lower than that when traveling on flat ground is output to the electronic proportional control valve. Yes (first invention).
本発明においては、前記回転検出手段によりエンジン回転が低速状態にあることが検出されたときに、前記コントローラは、前記ブレーキ結合時の上限油圧を平地走行時よりも低めで、かつ前記第１設定値よりも高めの第２設定値に設定した油圧特性を得るための操向制御信号を前記電子比例制御弁に出力するのが好ましい（第２発明）。 In the present invention, when the engine rotation is detected to be in a low speed by said rotation detecting means, said controller, said upper oil pressure of the braking coupling lower in than during level ground traveling, and the first set It is preferable to output a steering control signal for obtaining a hydraulic characteristic set to a second set value higher than the value to the electronic proportional control valve (second invention).
前記第１発明または第２発明において、各油圧特性毎に段階的に変化する複数種の特性線図が用意され、これら各特性線図のうちから所望の特性線図が選択使用されるのが好ましい（第３発明）。 In the first invention or the second invention, a plurality of types of characteristic diagrams that change in stages for each hydraulic characteristic are prepared, and a desired characteristic diagram is selectively used from these characteristic diagrams. Preferred (third invention).
前記第１発明によれば、車両が降坂走行状態であって、かつエンジン回転が低速状態にないときに、クラッチとブレーキとが同時に解放される領域がないように、言い換えればクラッチ解放域をなくしてブレーキの制動力を上げるように制御されるので、クラッチの解放により降坂時の逆方向旋回（逆ステアリング）現象が発生するのを確実に回避することができるとともに、ショックのない旋回性能を得ることができる。また、ドージングステアリングモードが降坂用ステアリングモードに優先して行われることになり、降坂時のドージング作業に際しての旋回時に旋回油圧が高くなって車両が急旋回することがなく、旋回性能を向上させることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the vehicle is in a downhill running state and the engine speed is not in a low speed state, there is no region where the clutch and the brake are simultaneously released, in other words, the clutch release region is Since it is controlled so that the braking force of the brake is increased without any loss, the reverse turning (reverse steering) phenomenon on the downhill due to the release of the clutch can be surely avoided and the turning performance without shock. Can be obtained. In addition, the dosing steering mode will be prioritized over the downhill steering mode, and the turning hydraulic pressure will be high when turning during downhill dosing work and the vehicle will not turn suddenly, improving the turning performance Can be made.
また、第２発明によれば、降坂走行時にエンジン回転が低速状態になっても、ブレーキ結合時の上限油圧が通常の降坂走行時の上限油圧よりも高めに補正されて制動力が弱められるので、旋回時のショックが低減され、旋回コントロール性が向上される。 Further, according to the second aspect of the invention, even when the engine speed is low during downhill travel, the upper limit hydraulic pressure at the time of brake engagement is corrected to be higher than the upper limit hydraulic pressure during normal downhill travel, and the braking force is weakened. Therefore, the shock at the time of turning is reduced and turning controllability is improved.
さらに、第３発明によれば、各条件に適合した旋回特性を選択することができて、常に最適の制御性能を得ることができる。 Furthermore, according to the third invention, it is possible to select a turning characteristic suitable for each condition and always obtain an optimum control performance.
次に、本発明による装軌車両の操向制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Next, a specific embodiment of a steering control device for a tracked vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
以下に、ブルドーザに適用した実施形態について説明する。図１には、本発明の一実施形態に係るブルドーザの外観図が示されている。 Hereinafter, an embodiment applied to a bulldozer will be described. FIG. 1 is an external view of a bulldozer according to an embodiment of the present invention.
本実施形態のブルドーザ１においては、車体２上にボンネット３および運転席４が設けられ、車体２の前進方向の左右の各側部に、車体２を前進、後退および旋回させる履帯５が設けられている。これら履帯５は、エンジンから伝達される駆動力によって対応するスプロケット６により各履帯５毎に独立して駆動される。
In the bulldozer 1 of the present embodiment, a
車体２の左右の側部には、ブレード７を先端側で支持する左および右のストレートフレーム８，９の基端部がトラニオン（右側のトラニオンは図示されていない。）１０によってブレード７が上昇・下降可能なように枢支されている。また、ブレード７には、このブレード７を上昇・下降させる左右一対のブレードリフトシリンダ１１，１１が車体２との間に、またブレード７を左右に傾斜させるブレース１２およびブレードチルトシリンダ１３がそのブレース１２を左ストレートフレーム８との間に、ブレードチルトシリンダ１３を右ストレートフレーム９との間に配することにより設けられている。
On the left and right side portions of the
また、運転席４の左側には、前後進用の変速レバーを兼ねる操向レバー１５と燃料コントロールレバー１７とが設けられ、右側にはブレード７を上昇、下降、左傾斜および右傾斜させるブレードコントロールレバー１８等が設けられている。なお、運転席４の前方には図示されていないデクセルペダルが設けられている。
Further, on the left side of the driver's seat 4, there is provided a
次に、本実施形態のシステム構成が示されている図２において、エンジン２０からの回転駆動力は、ダンパ２１およびＰＴＯ２２を介してトルクコンバータ２３に伝達され、このトルクコンバータ２３の出力軸から、その出力軸に入力軸が連結されている例えば遊星歯車湿式多板式クラッチ変速機であるトランスミッション２４に伝達される。このトランスミッション２４は、前進、後進の各クラッチおよび１速乃至３速の各クラッチを有してその出力軸から回転駆動力は、トランスファ２５およびステアリング用の左右の各クラッチ２６Ｌ，２６Ｒ、ブレーキ２７Ｌ，２７Ｒを介して左右一対の終減速装置２８Ｌ，２８Ｒに伝達されて履帯５を走行させる各スプロケット６，６が駆動されるようになっている。
Next, in FIG. 2 in which the system configuration of the present embodiment is shown, the rotational driving force from the
前記クラッチ２６Ｌ，２６Ｒおよびブレーキ２７Ｌ，２７Ｒは、ばねの付勢力によって作動し、油圧力によって解放されるように構成され、コントローラ２９から出力される制御信号により、左右の各クラッチ用電磁比例制御弁３０Ｌ，３０Ｒおよび各ブレーキ用電磁比例制御弁３１Ｌ，３１Ｒを介して制御される。この制御を実行するために、前記コントローラ２９には、操向レバー１５の操作量に応じて操向指令信号を発生する操向指令信号発生器１５ａからの信号が入力される。また、前記コントローラ２９には、エンジン回転センサー３２からのエンジン２０の回転数データ、トルクコンバータ出力軸回転センサー３３からのトルクコンバータ２３の出力軸の回転数データ、ピッチ角センサー（傾斜角検出手段）３４からの車両の前後方向の傾斜角データ、トランスミッション出力軸回転センサー３５からのトランスミッション２４の出力軸の回転数データ、トランスミッション速度段センサー（速度段検出手段）３６からの速度段状態に係るデータ、スロットルセンサー（回転検出手段）３７からのエンジン２０のスロットル量データ等の各データが入力される。
The
図３（ａ）には、ブルドーザの通常走行時における操向レバー１５のストロークとクラッチまたはブレーキの油圧（維持圧）との関係（モジュレーション特性図）が示され、図３（ｂ）（ｃ）には、クラッチ力と油圧との関係、ブレーキ力と油圧との関係がそれぞれ示されている。これらの図によって、操向レバー１５の操作によるクラッチ圧およびブレーキ圧の制御特性について説明する。
FIG. 3 (a) shows the relationship (modulation characteristic diagram) between the stroke of the
図３（ａ）に示されるように、最初、クラッチには圧油が送られておらず、ばねの付勢力によりクラッチ・オンの状態にあり、一方ブレーキには圧油が送られてブレーキ・オフの状態で車両は直進している。操向レバー１５が操作されると、Ａ点においてクラッチに圧油を送って油圧をａ点まで上昇させ、このａ点からｂ点の方向に向かって徐々に結合力を減少させ、ｂ点のやや手前でクラッチ力がオフになる（図３（ｂ）参照）。一方、ブレーキにおいてはその圧油を戻して油圧をｃ点まで低下させ、このｃ点からｄ点の方向に向かって徐々に制動力（ブレーキ力）を増加させ、ｄ点でブレーキが結合される（図３（ｃ）参照）。この場合、ｂ〜ｃ間にはディレータイムｔがあり、クラッチ・オフ後にブレーキ・オンになるように設定されている。一方、ブレーキ・オフ→クラッチ・オンの場合には、ブレーキ・オフ後にクラッチ・オンになるようにディレータイムが設定されており、これによって作動時のショックを防ぐようにされている。
As shown in FIG. 3 (a), initially, no pressure oil is sent to the clutch, and the clutch is on by the urging force of the spring, while pressure oil is sent to the brake to The vehicle is going straight in the off state. When the
本実施形態においては、前述のような通常走行時のクラッチ／ブレーキの油圧特性（静特性）に対して、ブルドーザの作業状態に応じてその油圧特性（静特性および動特性）を変化させるように操向制御が実行される。以下に、本実施形態における操向制御の具体的内容について、図４、図５に示されるフローチャートを参照しつつ説明する。 In the present embodiment, the hydraulic characteristics (static characteristics and dynamic characteristics) of the clutch / brake during normal running as described above are changed according to the working state of the bulldozer. Steering control is executed. Below, the specific content of the steering control in this embodiment is demonstrated, referring the flowchart shown by FIG. 4, FIG.
Ｓ１〜Ｓ２：操向指令信号発生器１５ａからの操作レバーストローク信号のほか、エンジン回転センサー３２からのエンジン２０の回転数データ、トルクコンバータ出力軸回転センサー３３からのトルクコンバータ２３の出力軸の回転数信号、ピッチ角センサー３４からの車両の前後方向の傾斜角データ、トランスミッション出力軸回転センサー３５からのトランスミッション２４の出力軸の回転数データ、トランスミッション速度段センサー３６からの速度段データ、スロットルセンサー３７からのエンジン２０のスロットル量データ等の各センサー信号を入力する。そして、エンジン２０の回転数データおよびトルクコンバータ２３の出力軸の回転数データから車両の牽引力を算出し、傾斜角データから車両のピッチ角を算出し、トランスミッション２４の出力軸の回転数データから車速を算出する。
S1 to S2: In addition to the operation lever stroke signal from the steering
Ｓ３：演算されたピッチ角から、車両が設定角（例えば６°）以上の登坂走行状態であるか否かを判定する。 S3: It is determined from the calculated pitch angle whether or not the vehicle is in an uphill traveling state with a set angle (for example, 6 °) or more.
Ｓ４：設定角以上の登坂走行状態である場合には、クラッチ／ブレーキのモジュレーション特性として登坂用ステアリング静特性油圧線図を選択する。この登坂用ステアリング静特性油圧線図は、図６（ｂ）（ｃ）に示されているように、平地走行時の油圧線図（図６（ａ）参照）に比べて、クラッチ維持域の範囲Ｄ２，Ｄ３を広げる（ブレーキ維持域の範囲Ｅ２，Ｅ３を狭める）とともに、クラッチ解放時の下限油圧（クラッチ解放開始油圧）Ｆ２，Ｆ３を平地走行時の下限油圧Ｆ１に比べて低めに設定した油圧特性である。ここで、この登坂用ステアリング静特性油圧線図としては、登坂角の大きさに対応してクラッチ維持域の範囲の異なる複数種の線図が用意されていて、これら複数種の線図のうちから登坂角の大きさに対応する最適の線図が選択される。このような油圧特性線図を選択することで、平地走行時には旋回時の油圧域Ｒ１がブレーキ維持域側にあったものが、登坂角が大きくなるにつれて記号Ｒ２，Ｒ３にて示されるようにクラッチ維持域側へシフトされることになる。こうして、旋回時の内側履帯の旋回トルクがプラス値となって半クラッチ状態が長く続くことになり、登坂走行時に内側履帯側のクラッチの結合状態が解除されることによるカウンターローテーション現象の発生を抑えることができる。また、クラッチ解放時の下限油圧の値が登坂時に適合した値になるので、旋回コントロール性を向上させることができる。 S4: When the vehicle is in an uphill traveling state exceeding the set angle, the uphill steering static characteristic hydraulic diagram is selected as the clutch / brake modulation characteristic. As shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c), this climbing steering static characteristic hydraulic pressure diagram is compared with the hydraulic diagram during flat ground travel (see FIG. 6 (a)). The ranges D 2 and D 3 are widened (the brake maintaining range ranges E 2 and E 3 are narrowed), and the lower limit hydraulic pressure (clutch release start hydraulic pressure) F 2 and F 3 at the time of clutch release is set to the lower limit hydraulic pressure F 1 at the time of traveling on flat ground. Hydraulic characteristics are set lower than Here, as the uphill steering static characteristic hydraulic diagram, a plurality of types of diagrams having different clutch maintenance ranges corresponding to the magnitude of the upslope angle are prepared. The optimal diagram corresponding to the magnitude of the uphill angle is selected. By selecting such a hydraulic characteristic diagram, those hydraulic region R 1 of the cornering during flat travel was in the brake maintenance area side, indicated by the symbols R 2, R 3 As the climbing angle increases Thus, the clutch is shifted to the clutch maintaining area side. In this way, the turning torque of the inner crawler belt during turning becomes a positive value and the half-clutch state continues for a long time, and the occurrence of counter rotation phenomenon due to the release of the clutch connection state on the inner crawler belt side during climbing is suppressed. be able to. Further, since the value of the lower limit hydraulic pressure at the time of clutch release becomes a value suitable for climbing, turning controllability can be improved.
Ｓ５：ステップＳ３の判定において、設定角以上の登坂走行でない場合には、次に演算された車両の牽引力から、車両が牽引力大の前進走行状態（ドージング作業状態）であるか否かを判定する。 S5: If it is determined in step S3 that the vehicle is not traveling uphill beyond the set angle, it is determined whether or not the vehicle is in a forward traveling state (dosing work state) with a large traction force from the next calculated traction force of the vehicle. .
Ｓ６：所定牽引力（例えば０．４Ｗ；Ｗは車両重量）以上の高負荷前進走行状態である場合には、旋回時の内側履帯の旋回必要トルクがプラス値になることを考慮し、クラッチ／ブレーキのモジュレーション特性としてドージング用ステアリング静特性油圧線図を選択する。このドージング用ステアリング静特性油圧線図は、図７（ｂ）に示されるように、通常走行時の特性（図７（ａ））に対してクラッチの維持域の範囲Ｄを広げるとともに、ブレーキの維持域の範囲Ｅを狭めた特性、言い換えれば図３（ａ）におけるｂ点およびｃ点を右方へシフトした特性である。こうして、旋回時の内側履帯の旋回トルクがプラス値となって半クラッチ状態が長く続くことになり、ドージング作業時であってもブレード前面の土砂の押し回しをスムーズに行うことができて、ショックのない最適の旋回特性を得ることができる。なお、このドージング用ステアリング静特性油圧線図においても、牽引力の大きさに対応してクラッチ維持域の範囲の異なる複数種の線図が用意されていて、これら複数種の線図のうちから牽引力の大きさに対応する最適の線図が選択される。 S6: The clutch / brake is taken into consideration that the required turning torque of the inner crawler during turning is a positive value when the vehicle is in a high-load forward traveling state exceeding a predetermined tractive force (for example, 0.4 W; W is the vehicle weight). The steering static characteristic hydraulic diagram for dosing is selected as the modulation characteristic. As shown in FIG. 7 (b), this dosing steering static characteristic hydraulic pressure diagram expands the range D of the clutch maintenance range with respect to the characteristics during normal driving (FIG. 7 (a)), and at the same time, This is a characteristic in which the range E of the maintenance area is narrowed, in other words, a characteristic in which the points b and c in FIG. 3A are shifted to the right. In this way, the turning torque of the inner crawler track during turning becomes a positive value, and the half-clutch state lasts for a long time, and even during dosing work, the sand on the front of the blade can be pushed smoothly and shocked. It is possible to obtain an optimum turning characteristic without any. In addition, in this steering static characteristic hydraulic diagram for dosing, a plurality of types of diagrams having different clutch maintenance ranges corresponding to the magnitude of the traction force are prepared, and the traction force is selected from the plurality of types of diagrams. The optimum diagram corresponding to the size of is selected.
Ｓ７：ステップＳ５の判定において、牽引力大の前進でない場合には、次に演算されたピッチ角から、車両が設定角（例えば６°）以上の降坂走行状態であるか否かを判定する。 S7: If it is determined in step S5 that the traction force is not forward, it is determined from the next calculated pitch angle whether or not the vehicle is in a downhill traveling state with a set angle (for example, 6 °) or more.
Ｓ８：設定角以上の降坂走行状態である場合には、スロットル開度からエンジン回転が低速であるか否かを判定する。 S8: When the vehicle is in a downhill traveling state with a set angle or more, it is determined whether or not the engine speed is low based on the throttle opening.
Ｓ９：設定角以上の降坂走行状態であって、かつエンジン回転が低速でない場合には、旋回時の内側履帯の旋回必要トルクが大きなマイナス値になることを考慮し、クラッチ／ブレーキのモジュレーション特性として降坂用ステアリング静特性油圧線図を選択する。この降坂用ステアリング静特性油圧線図は、図８（ｂ）に示されるように、平地走行時の特性（図８（ａ））に対してブレーキの制御を早めて、クラッチとブレーキとが同時に解放される領域（遊びの領域）Ｇをなくすとともに、ブレーキ結合時の上限油圧Ｈ２を平地走行時における上限油圧Ｈ１よりも低めの設定値（第１設定値）になるように変更した油圧特性である。このような油圧特性を選択することで、クラッチ解放域をなくしてブレーキの制動力を上げるように制御されるので、クラッチの解放による降坂時の逆方向旋回（逆ステアリング現象）の発生を防ぐことが可能となる。また、ブレーキ結合時の上限油圧Ｈ２が低めの値に設定されているので、ブレーキの制動力が増加する方向に補正されることになり、平坦地と同様の操向感覚で車両操向を行うことができるという効果を奏するものである。なお、この降坂用ステアリング静特性油圧線図としても、降坂角の大きさに対応してブレーキ結合時の上限油圧値の範囲の異なる複数種の線図が用意されていて、これら複数種の線図のうちから降坂角の大きさに対応する最適の線図（降坂角が大きくなるほど上限油圧Ｈ２が小さな値となる線図）が選択される。 S9: The clutch / brake modulation characteristics take into account that the required turning torque of the inner crawler track during turning is a negative value when the vehicle is traveling downhill beyond the set angle and the engine speed is not low. As the downhill steering static characteristic hydraulic diagram is selected. As shown in FIG. 8 (b), the downhill steering static characteristic hydraulic pressure diagram is shown in FIG. 8 (b). with eliminating area (the area of play) G to be released at the same time, was changed to be lower set values than the upper limit oil pressure H 1 the upper hydraulic of H 2 during braking coupling during flat travel (first set value) It is a hydraulic characteristic. By selecting such hydraulic characteristics, it is controlled to increase the braking force of the brake by eliminating the clutch disengagement region, thus preventing the reverse turning (reverse steering phenomenon) during downhill due to the clutch disengagement. It becomes possible. Further, since the upper limit pressure of H 2 during braking coupling is set to a lower value, would be corrected in a direction in which the braking force of the brake is increased, the vehicle steering in a similar steering feeling and flat ground There is an effect that it can be performed. As for the downhill steering static characteristic hydraulic diagram, there are several types of diagrams with different upper limit hydraulic pressure ranges when the brake is engaged, corresponding to the magnitude of the downhill angle. diagram of the optimum corresponding to the magnitude of the descending Bankaku (diagram upper hydraulic H 2 as later Bankaku increases becomes small value) from among the diagram is selected.
Ｓ１０：設定角以上の降坂走行状態であって、かつエンジン回転が低速の場合には、クラッチ／ブレーキのモジュレーション特性として降坂＋エンジンスロー用ステアリング静特性油圧線図を選択する。この降坂＋エンジンスロー用ステアリング静特性油圧線図は、図９に示されるように、ブレーキ結合時の上限油圧を、平地走行時の設定値Ｈ１よりも低めで、かつ前記第１設定値Ｈ２よりも高めの第２設定値Ｈ３に設定した油圧特性である。このような油圧特性を選択することで、降坂走行時にエンジンが低速回転状態になっても、ブレーキ結合時の上限油圧が通常の降坂走行時の上限油圧よりも高めに補正されて制動力が弱められるので、旋回時のショックが低減され、旋回コントロール性が向上される。 S10: When the vehicle is traveling downhill above the set angle and the engine speed is low, the downhill + engine slow steering static hydraulic diagram is selected as the clutch / brake modulation characteristic. The downhill + engine slow steering static characteristic hydraulic diagram, as shown in FIG. 9, the upper limit oil pressure during braking bond, at lower than the set value H 1 during flat travel, and the first set value than H 2 is a hydraulic characteristics set to the second set value H 3 higher. By selecting such hydraulic characteristics, even if the engine is in a low speed rotation during downhill driving, the upper limit oil pressure during brake engagement is corrected to be higher than the upper limit oil pressure during normal downhill driving, and the braking force Is weakened, so the shock during turning is reduced and turning controllability is improved.
Ｓ１１：ステップＳ７における判定において、設定角以上の降坂走行でない場合に、スロットル開度からエンジン回転が低速であるか否かを判定する。 S11: In the determination in step S7, when the vehicle is not traveling downhill beyond the set angle, it is determined from the throttle opening whether the engine speed is low.
Ｓ１２：エンジン回転が低速である場合には、旋回トルクは小さくて良いので、図１０（ｂ）に示されるようなエンジン低速用ステアリング静特性油圧線図を選択する。このエンジン低速用ステアリング静特性油圧線図は、ブレーキ結合時の上限油圧Ｈ４を通常走行時（図１０（ａ））の上限油圧Ｈ１よりも高めに設定して制動力を弱めた油圧特性である。こうして、機敏なブレーキ特性により微操作に適合した細かな操向制御を行うことが可能となる。 S12: Since the turning torque may be small when the engine speed is low, the engine low speed steering static characteristic hydraulic diagram as shown in FIG. 10B is selected. The engine low-speed steering static characteristic hydraulic diagram is a hydraulic characteristics weakened braking force is set higher than the upper limit oil pressure H 1 during normal running limit hydraulic H 4 when the brake coupling (FIG. 10 (a)) It is. In this way, it becomes possible to perform fine steering control adapted to fine operation by agile brake characteristics.
Ｓ１３：一方、ステップＳ１１における判定において、エンジン回転が低速でない場合には、トランスミッション速度段センサー３６から得られる速度段状態に係るデータに基づき、速度段が１速であるか否かを判定する。
S13: On the other hand, if the engine speed is not low in the determination in step S11, it is determined whether or not the speed stage is the first speed based on the data relating to the speed stage state obtained from the transmission
Ｓ１４：トランスミッションの速度段が１速である場合には、図１１（ｂ）に示されるような１速用ステアリング静特性油圧線図を選択する。この１速用ステアリング静特性油圧線図は、ブレーキ結合時の上限油圧から下限油圧に変化する際のレバーストロークに対する油圧変化率を小さめに設定した油圧特性であり、より具体的には、１速の速度段におけるブレーキ結合時の下限油圧Ｉ２を２速・３速の速度段における下限油圧Ｉ１に比べて高めに設定した油圧特性である。このような油圧特性を選択することで、１速における信地旋回レバーストロークを２速・３速の信地旋回レバーストロークと同程度にすることができ、スムーズな旋回性能を得ることができる。 S14: When the speed stage of the transmission is 1st gear, a 1st-speed steering static hydraulic diagram as shown in FIG. 11B is selected. This first-speed steering static characteristic hydraulic pressure diagram is a hydraulic characteristic in which the rate of change of hydraulic pressure with respect to the lever stroke when changing from the upper limit hydraulic pressure to the lower limit hydraulic pressure at the time of brake engagement is set to be smaller. a hydraulic characteristic set higher than the lower limit hydraulic I 1 at the lower limit hydraulic I 2 a second speed-third speed the speed stage of the braking coupling in speed stage. By selecting such hydraulic characteristics, the pivot lever lever stroke at the first speed can be made comparable to the second and third gear pivot lever strokes, and smooth turning performance can be obtained.
なお、本実施形態では、１速用と２速・３速用の各油圧特性線図の２種類を使用するものを説明したが、１速用、２速用、３速用のそれぞれに応じた油圧特性線図を用いることもできる。また、本実施形態では、ブレーキ結合時の上限油圧から下限油圧への油圧変化率を小さめに設定するのに、ブレーキ結合時の下限油圧を上げることにより行ったものを説明したが、ブレーキ結合時の上限油圧を下げることにより行っても良い。 In this embodiment, two types of hydraulic characteristic diagrams for the first speed and for the second speed and the third speed have been described. However, according to the first speed, the second speed, and the third speed, respectively. A hydraulic characteristic diagram can also be used. Further, in the present embodiment, a description has been given of a case where the rate of change in hydraulic pressure from the upper limit hydraulic pressure to the lower limit hydraulic pressure at the time of brake engagement is set to be small by increasing the lower limit oil pressure at the time of brake engagement. This may be done by lowering the upper hydraulic pressure.
Ｓ１５：一方、設定角以上の登坂走行状態でなく、所定牽引力以上の高負荷走行状態でもなく、設定角以上の降坂走行状態でもなく、エンジン回転が低速でもなく、速度段が１速でもない場合には、図３（ａ）に示される基本ステアリング静特性油圧線図が選択される。 S15: On the other hand, the vehicle is not in an uphill traveling state exceeding a set angle, is not in a high load traveling state exceeding a predetermined traction force, is not in a downhill traveling state beyond a set angle, is not at a low engine speed, and is not at a first gear. In this case, the basic steering static characteristic hydraulic pressure diagram shown in FIG.
Ｓ１６：前述された各静特性油圧線図のいずれかが選択されると、次いで演算されたピッチ角から、車両が設定角以上の登坂走行状態であるか否かを判定する。
Ｓ１７：設定角以上の登坂走行状態でない場合には、次に所定牽引力以上の高負荷前進走行状態であるか否かを判定する。
S16: When any of the static characteristic hydraulic diagrams described above is selected, it is then determined from the calculated pitch angle whether or not the vehicle is in an uphill traveling state at a set angle or more.
S17: If the vehicle is not in an uphill traveling state with a set angle or more, it is next determined whether or not the vehicle is in a high-load forward traveling state with a predetermined tractive force or more.
Ｓ１８：設定角以上の登坂走行状態である場合、もしくは所定牽引力以上の高負荷前進走行状態（ドージング作業状態）である場合には、重負荷用ステアリング動特性パラメータを選択する。すなわち、図１２に示されるように、操向レバーをフルストローク位置からニュートラル位置への操作時に、クラッチの結合開始時から結合終了時までのクラッチ油圧の時間的変化率を通常走行時（鎖線で示す。）よりも大きめに設定し、クラッチを短時間で結合する油圧特性が選択される。こうして、高負荷運転状態ではトルクの途切れがなく、また登坂走行状態では逆ステアリング現象を発生することがなく、旋回状態から直進状態へ移行する際のショックが低減されるとともに、旋回流れのないスムーズな旋回特性を得ることが可能となる。 S18: When the vehicle is in an uphill traveling state with a set angle or more, or is in a high-load forward traveling state (dosing work state) with a predetermined traction force or more, a heavy load steering dynamic characteristic parameter is selected. That is, as shown in FIG. 12, when the steering lever is operated from the full stroke position to the neutral position, the temporal change rate of the clutch hydraulic pressure from the start of the clutch engagement to the end of the engagement is determined during normal travel (indicated by a chain line). The hydraulic characteristics are selected so that the clutch is engaged in a short time. Thus, there is no torque interruption in the high-load operation state, no reverse steering phenomenon occurs in the uphill driving state, the shock at the time of transition from the turning state to the straight traveling state is reduced, and there is no smooth turning flow. It is possible to obtain a good turning characteristic.
Ｓ１９：設定角以上の登坂走行状態でなく、所定牽引力以上の高負荷前進走行状態でもない場合には、演算された車速から、車両が高速走行状態にあるか否かを判定する。
Ｓ２０：車両が高速走行状態にある場合には、高速走行用ステアリング動特性パラメータを選択する。すなわち、図１３に示されるように、操向レバーをフルストローク位置からニュートラル位置への操作時に、クラッチの結合開始時から結合終了時までのクラッチ油圧の時間的変化率を通常走行時（鎖線で示す。）よりも小さめに設定し、クラッチをゆっくりと結合する特性が選択される。こうして、旋回状態から直進状態へ移行する際の車両の慣性によるショックが低減されるとともに、旋回流れのないスムーズな旋回特性を得ることが可能となる。
S19: Whether the vehicle is in a high-speed traveling state or not is determined from the calculated vehicle speed when the vehicle is not in an uphill traveling state with a set angle or more and is not in a high-load forward traveling state with a predetermined tractive force or more.
S20: When the vehicle is in a high speed running state, a steering dynamic characteristic parameter for high speed running is selected. That is, as shown in FIG. 13, when the steering lever is operated from the full stroke position to the neutral position, the temporal rate of change of the clutch hydraulic pressure from the start of clutch engagement to the end of engagement is determined during normal travel (indicated by a chain line). The characteristic that the clutch is engaged slowly is selected. Thus, the shock due to the inertia of the vehicle when shifting from the turning state to the straight traveling state is reduced, and a smooth turning characteristic without a turning flow can be obtained.
Ｓ２１：設定角以上の登坂走行状態でもなく、所定牽引力以上の高負荷前進状態でもなく、また高速走行状態でもない場合には、通常走行時の基本ステアリング動特性パラメータ（図１２、図１３の鎖線で示す。）を選択する。
Ｓ２２〜Ｓ２３：前述されたステアリング静特性およびステアリング動特性の選択に応じて、ステアリングレバーストローク指令に対するクラッチ・ブレーキ油圧を演算し、左右の各クラッチ用電磁比例制御弁３０Ｌ，３０Ｒおよび各ブレーキ用電磁比例制御弁３１Ｌ，３１Ｒを介して左右の各クラッチ２６Ｌ，２６Ｒおよび各ブレーキ２７Ｌ，２７Ｒに油圧指令信号を出力する。この後、ステップＳ１に戻る。
S21: When the vehicle is not in an uphill traveling state at a set angle or higher, is not in a high load forward state with a predetermined traction force or higher, and is not in a high speed traveling state, the basic steering dynamic characteristic parameter during normal traveling (the chain line in FIGS. 12 and 13) Is selected).
S22 to S23: The clutch / brake hydraulic pressure corresponding to the steering lever stroke command is calculated according to the selection of the steering static characteristic and the steering dynamic characteristic described above, and the left and right clutch electromagnetic proportional control valves 30L, 30R and the brake electromagnetics are calculated. Hydraulic pressure command signals are output to the left and
以上のように、本実施形態によれば、傾斜地走行（登坂走行、降坂走行）、ドージング作業、エンジン低回転走行、高速走行等におけるブルドーザの種々の作業状態に対応して、それら作業状態に最適なステアリング静特性もしくはステアリング動特性が選択されるので、操向ショックのない、しかもオペレータの感覚に合った操向性能のブルドーザを得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, in response to various work states of the bulldozer in traveling on slopes (uphill traveling, downhill traveling), dosing work, engine low-speed traveling, high-speed traveling, and the like, Since an optimum steering static characteristic or steering dynamic characteristic is selected, a bulldozer having no steering shock and suitable for the steering feeling can be obtained.
本実施形態においてはブルドーザに適用したものを説明したが、本発明は、その他の装軌車両に対しても適用できるのは言うまでもない。 Although the present embodiment has been described as being applied to a bulldozer, it goes without saying that the present invention can also be applied to other tracked vehicles.
１ ブルドーザ
５ 履帯
６ スプロケット
１５ 操向レバー
１５ａ 操向指令信号発生器
２０ エンジン
２３ トルクコンバータ
２６Ｌ，２６Ｒ クラッチ
２７Ｌ，２７Ｒ ブレーキ
２９ コントローラ
３０Ｌ，３０Ｒ クラッチ用電磁比例制御弁
３１Ｌ，３１Ｒ ブレーキ用電磁比例制御弁
３２ エンジン回転センサー
３３ トルクコンバータ出力軸回転センサー
３４ ピッチ角センサー
３５ トランスミッション出力軸回転センサー
３６ トランスミッション速度段センサー
３７ スロットルセンサー
1
Claims (3)
車両の牽引力を検出する牽引力検出手段と、車両の前後方向の傾斜角を検出する傾斜角検出手段（３４）と、エンジン回転を検出する回転検出手段（３７）とを設け、前記牽引力検出手段、傾斜角検出手段（３４）および回転検出手段（３７）により車両が高負荷運転状態になく、エンジン回転が低速状態になく、かつ降坂走行状態にあることが検出されたときに、前記コントローラ（２９）は、前記クラッチ（２６Ｌ，２６Ｒ）および前記ブレーキ（２７Ｌ，２７Ｒ）の同時解放域をなくすとともに、前記ブレーキ結合時の上限油圧を平地走行時よりも低めの第１設定値に設定した油圧特性を得るための操向制御信号を前記電子比例制御弁（３０Ｌ，３０Ｒ；３１Ｌ，３１Ｒ）に出力することを特徴とする装軌車両の操向制御装置。 Clutch (26L, 26R) and brake (27L, 27R) provided on the left and right drive wheels, and electronic proportional control valves (30L, 30R; 31L ) for controlling these clutch (26L, 26R) and brake (27L, 27R) , 31R) , a steering lever (15) , a steering command signal generator (15a) for generating a steering command signal in accordance with the operation amount of the steering lever (15) , and the steering command signal generation In a steering control device for a tracked vehicle, comprising a controller (29) for outputting a steering control signal to the electronic proportional control valves (30L, 30R; 31L, 31R) based on an output from the vessel (15a) ,
A traction force detecting means for detecting the traction force of the vehicle, an inclination angle detecting means (34) for detecting the inclination angle in the longitudinal direction of the vehicle, and a rotation detecting means (37) for detecting the engine rotation ; When it is detected by the inclination angle detection means (34) and the rotation detection means (37) that the vehicle is not in a high load operation state, the engine rotation is not in a low speed state, and the vehicle is in a downhill running state, the controller ( 29) eliminates the simultaneous release range of the clutches (26L, 26R) and the brakes (27L, 27R) , and sets the upper hydraulic pressure when the brake is engaged to a first set value that is lower than that when traveling on flat ground. A steering control device for a tracked vehicle, wherein a steering control signal for obtaining characteristics is output to the electronic proportional control valves (30L, 30R; 31L, 31R) .
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