作业车辆的驱动力控制装置的制造方法
【专利说明】作业车辆的驱动力控制装置
[0001]本申请是申请号为2008801010041、申请日为2008年5月28日、发明名称为“作业车辆的驱动力控制装置及驱动力控制方法”的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及将发动机的动力通过驱动力传递路径作为驱动力传递给轮胎的作业车辆，特别是涉及为了防止轮胎打滑而对驱动力进行控制的装置及方法。
【背景技术】
[0003]在轮式装载机的从发动机到轮胎的驱动力传递路径上，设有传动装置、调制离合器、扭矩转换器，还设有包括前进离合器、后退离合器、各速度级离合器的变速器、车轴。
[0004]发动机的输出(扭矩)经由传动装置、调制离合器、扭矩转换器、变速器、车轴传递给轮胎。
[0005]以往，在轮式装载机等作业车辆中，调制离合器设置在发动机和扭矩转换器之间，通过变更输入侧和输出侧的卡合程度来改变从发动机传递给扭矩转换器的动力。调制离合器由液压离合器构成，通过改变液压(以下，称为调制离合器压力)的大小，使液压离合器连接动作(卡合动作)或切断动作(非卡合动作)。
[0006]轮式装载机大多以V形运转的方式进行作业。V形运转是指反复进行如下动作的运转，即，向作业山地前进并挖掘沙土，挖掘后后退，在到达方向转换位置时再前进，将沙土装入底卸式车或自卸车。
[0007]挖掘时，轮式装载机一边加速一边进行使挖掘用的工作装置插入作业山地的动作。此时，轮胎上的负荷很大，从发动机向轮胎传递很大的驱动力。
[0008]因而，在进行这种挖掘时，传递给轮胎的驱动力增大，在轮胎和路面之间多会发生轮胎打滑。此外，由于路面的状态不均匀，各轮胎上的负荷不同，所以在四个轮胎中的某一轮胎上发生轮胎打滑。进而，在插入作业山地时，基本不产生对地打滑即两轮打滑。只是左右两轮中的单轮发生轮胎打滑，另一驱动轮停止。
[0009]轮胎打滑不仅会有损轮式装载机的作业效率，还会给昂贵的作业车辆用的大径轮胎带来胎面部的切割贯通等非常严重的损伤。另外，即便还没到这种非常严重的损伤的程度，也会加快轮胎磨损及损伤。因此，在导致轮胎耐久性的降低的同时，由更换轮胎引起的费用负担对于用户来说也是严重的。因此，必须防止轮胎打滑。
[0010]为此，以往在轮式装载机作业时，通过控制调制离合器的卡合程度来防止轮胎打滑。
[0011]专利文献I记载如下发明:算出作业车辆的左右驱动轮的转速之差，算出的转速差越大，越降低调制离合器压力，减弱调制离合器的卡合程度，降低传递给轮胎的驱动力。
[0012]专利文献2记载如下发明:根据4轮驱动的作业车辆的前方左右驱动轮的转速差和后方左右驱动轮的转速差检测打滑，检测出打滑时，使变速器的液压离合器处于半离合状态，降低传递给轮胎的驱动力。
[0013]专利文献3记载如下发明:检测工作装置的位置和工作装置缸的液压，仅在判断为是挖掘作业状态时，进行打滑控制。
[0014]专利文献4记载如下发明:根据发动机的转速和变速器的输出转速检测轮胎打滑，在检测出轮胎打滑时，将发动机的输出特性切换到低扭矩特性，降低传递给轮胎的驱动力。
[0015]专利文献1:日本特开2001-146928号公报；
[0016]专利文献2:日本特开平6-58345号公报；
[0017]专利文献3:日本特开2005-146886号公报；
[0018]专利文献4:日本特开2001-115870号公报。
[0019]上述专利文献1、2、4所记载的发明都是进行如下控制:根据从发动机到轮胎(驱动轮)的驱动力传递路径上的各部分的旋转状态或车速，推定有无发生轮胎打滑，在推定为产生了轮胎打滑时，或降低调制离合器压力，或改变发动机特性，由此抑制轮胎打滑。因而，在推定为未发生轮胎打滑时，进行如下控制:解除上述抑制轮胎打滑的控制，转而使调制离合器压力上升，使调制离合器压力恢复到原来的状态，或使发动机特性恢复到原来的特性。
[0020]但是，轮胎打滑原本是传递给轮胎的驱动力超过轮胎和路面的粘着极限即最大静摩擦力而使轮胎空转的现象。另外，一旦开始滑动，则会从路面承受由比上述粘着极限低的动摩擦力带来的阻力。因此，来自路面的反作用力急剧降低，引起轮胎打滑的极限驱动力降低。
[0021]这样，引起轮胎打滑的驱动力存在滞后，所以若直接应用专利文献1、2、4记载的发明，则虽然通过进行抑制轮胎打滑的控制使轮胎打滑状态暂时消失，但在进行使调制离合器压力等恢复到原来状态的控制的过程中，再次发生轮胎打滑。以后同样地，发生轮胎打滑抑制状态(非轮胎打滑状态)和轮胎打滑状态交替反复的波动。
[0022]S卩，以上述专利文献I记载的发明为例，在推定为轮胎打滑时，降低调制离合器压力，减弱调制离合器的卡合程度，降低传递给轮胎的驱动力，由此暂时抑制轮胎打滑。尽管轮胎打滑暂时得到抑制，但在抑制轮胎打滑后，无论传递给轮胎的驱动力和动摩擦力如何，只是根据左右驱动轮的转速差逐渐提高调制离合器压力。因此，在调制离合器压力上升过程中再次引起轮胎打滑。之后，通过调制离合器压力的降低而进行的轮胎打滑的抑制和由调制离合器压力的上升而造成的轮胎打滑的产生会交替反复进行。
[0023]因此，在现有技术中，虽然暂时抑制了轮胎打滑，但在进行挖掘作业的整个期间，轮胎打滑会反复产生。其结果等于是在挖掘作业中持续存在轮胎打滑。
[0024]因而，根据现有技术无法解决轮胎打滑所造成的作业效率降低的问题和轮胎损伤所造成的耐久性降低及用户的轮胎更换费用负担大的问题。
[0025]另外，上述专利文献3所记载的发明公开的是在判断为挖掘作业中时判断为打滑的技术。但是，未触及到具体的打滑控制。
【发明内容】
[0026]本发明鉴于上述现状而作出，通过在挖掘作业时等有可能发生轮胎打滑的状况下避免反复发生轮胎打滑，解决轮胎打滑所造成的作业效率降低的问题和轮胎损伤所造成的耐久性降低及用户的轮胎更换费用负担大的问题。
[0027]第一发明是一种作业车辆的驱动力控制装置，所述作业车辆具备工作装置，并将发动机的动力通过驱动力传递路径作为驱动力传递给轮胎，所述作业车辆的驱动力控制装置的特征在于，包括:
[0028]设置在驱动力传递路径上且使传递给轮胎的驱动力变更自如的驱动力可变机构；
[0029]检测是否发生了轮胎打滑的轮胎打滑检测机构；
[0030]测量驱动力的驱动力测量机构；
[0031]对驱动力可变机构进行控制使得驱动力小于检测到轮胎打滑时的驱动力的驱动力控制机构。
[0032]第二发明是一种作业车辆的驱动力控制装置，所述作业车辆具备工作装置，并将发动机的动力通过驱动力传递路径作为驱动力传递给轮胎，所述作业车辆的驱动力控制装置的特征在于，包括:
[0033]设置在驱动力传递路径上且使传递给轮胎的驱动力变更自如的驱动力可变机构；
[0034]检测是否发生了轮胎打滑的轮胎打滑检测机构；
[0035]测量驱动力的驱动力测量机构；
[0036]第一轮胎打滑防止控制机构，其在轮胎打滑检测机构检测出轮胎打滑时，控制驱动力可变机构来降低驱动力，以抑制轮胎打滑，并在抑制轮胎打滑后，使驱动力恢复到小于检测到轮胎打滑时的驱动力的范围内。
[0037]第三发明是一种作业车辆的驱动力控制装置，所述作业车辆具备工作装置，并将发动机的动力通过驱动力传递路径作为驱动力传递给轮胎，所述作业车辆的驱动力控制装置的特征在于，包括:
[0038]设置在驱动力传递路径上且使传递给轮胎的驱动力变更自如的驱动力可变机构；
[0039]检测是否发生了轮胎打滑的轮胎打滑检测机构；
[0040]测量驱动力的驱动力测量机构；
[0041]第二轮胎打滑防止控制机构，其在轮胎打滑检测机构检测出轮胎打滑时，控制驱动力可变机构来降低驱动力，以抑制轮胎打滑，并在抑制轮胎打滑后，恢复驱动力；
[0042]正向控制机构，其在第二轮胎打滑防止控制结束后，以使驱动力小于检测到轮胎打滑时的驱动力的方式对驱动力可变机构进行控制。
[0043]第四发明是一种作业车辆的驱动力控制装置，所述作业车辆具备工作装置，并将发动机的动力通过驱动力传递路径作为驱动力传递给轮胎，所述作业车辆的驱动力控制装置的特征在于，包括:
[0044]设置在驱动力传递路径上且使传递给轮胎的驱动力变更自如的驱动力可变机构；
[0045]检测是否发生了轮胎打滑的轮胎打滑检测机构；
[0046]测量驱动力的驱动力测量机构；
[0047]第一轮胎打滑防止控制机构，其在轮胎打滑检测机构检测出轮胎打滑时，控制驱动力可变机构来降低驱动力，以抑制轮胎打滑，并在抑制轮胎打滑后，使驱动力恢复到小于检测到轮胎打滑时的驱动力的范围内；
[0048]正向控制机构，其在第一轮胎打滑防上控制结束后，以使驱动力小于检测到轮胎打滑时的驱动力的方式对驱动力可变机构进行控制。
[0049]第五发明根据第一发明或第二发明或第三发明或第四发明所述的作业车辆的驱动力控制装置，其特征在于，
[0050]驱动力可变机构是输入侧与输出侧的卡合程度变更自如的调制离合器，
[0051 ] 驱动力控制机构、第一轮胎打滑防止控制机构或正向控制机构，以使驱动力小于检测到轮胎打滑时的驱动力的方式对调制离合器的卡合程度进行控制。
[0052]第六发明根据第一发明或第二发明或第三发明或第四发明所述的作业车辆的驱动力控制装置，其特征在于，
[0053]在驱动力传递路径上设有静流体驱动式变速器(HST ；HydrostaticTransmiss1n)，该静流体驱动式变速器包括与发动机输出轴连接的液压泵、与轮胎连接的液压马达、连通液压泵与液压马达的闭回路，
[0054]驱动力可变机构是静流体驱动式变速器的液压泵及/或液压马达的容量变更自如的容量可变机构，
[0055]驱动力控制机构、第一轮胎打滑防止控制机构或正向控制机构，以使驱动力小于检测到轮胎打滑时的驱动力的方式对容量可变机构进行控制。
[0056]第七发明根据第三发明或第四发明所述的作业车辆的驱动力控制装置，其特征在于，
[0057]在正向控制机构的控制执行中，当轮胎打滑检测机构检测到轮胎打滑时，中断正向控制机构的控制，并转移到第一轮胎打滑防止控制机构或第二轮胎打滑防止控制机构的控制。
[0058]第八发明根据第三发明或第四发明所述的作业车辆的驱动力控制装置，其特征在于，
[0059]当工作装置被向特定方向操作时或作业车辆的行进方向被向反方向操作时，结束正向控制机构的控制。
[0060]第九发明根据第一发明或第二发明或第三发明或第四发明所述的作业车辆的驱动力控制装置，其特征在于，
[0061]工作装置是挖掘用的工作装置，驱动力控制机构的控制、第一轮胎打滑防止控制机构的控制、第二轮胎打滑防止控制机构的控制或正向控制机构的控制在挖掘作业中进行。
[0062]第十发明是一种作业车辆的驱动力控制方法，所述作业车辆具备挖掘用的工作装置，并向轮胎传递驱动力来进行挖掘作业，所述作业车辆的驱动力控制方法的特征在于，
[0063]在挖掘作业中进行以下步骤:
[0064]检测轮胎打滑的步骤；
[0065]测量驱动力的步骤；
[0066]以使驱动力小于检测到轮胎打滑时的驱动力的方式对驱动力进行控制的步骤。
[0067]第一发明如图1所示，应用于具备工作装置2、并将发动机10的动力通过驱动力传递路径20作为驱动力传递给轮胎30的作业车辆I。
[0068]在作业车辆I的驱动力传递路径20上设有使传递给轮胎30的驱动力F变更自如的驱动力可变机构40。
[0069]轮胎打滑检测机构50检测是否发生了轮胎打滑。
[0070]驱动力测量机构60在轮胎打滑检测机构50检测出轮胎打滑时，测量检测到轮胎打滑时的驱动力H)。
[0071]驱动力控制机构70以使驱动力小于检测到轮胎打滑时的驱动力H)的方式对驱动力可变机构40进行控制。
[0072]该驱动力控制机构70的驱动力控制按照图11所例示的处理顺序来进行。
[0073]第一发明的作用效果利用图2、图3进行说明。
[0074]图2(a)例示第一发明的作业中的驱动力的经时变化，图2(b)例示驱动力可变机构40为调制离合器40时的离合器压力的经时变化，图2 (c)例示作为比较例的现有技术的作业中的驱动力的经时变化。
[0075]图3(a)例示第一发明的作业中的左右轮胎转速的经时变化，图3(b)例示作为比较例的现有技术的作业中的左右轮胎转速的经时变化。
[0076]在本发明中，若检测出发生轮胎打滑，则之后以使驱动力F小于检测到轮胎打滑时的驱动力H)的方式对驱动力可变机构40进行控制。由此，驱动力F被抑制成小于驱动力H)(图2 (a))。因此，尽管产生一次轮胎打滑，但在之后，在作业中的整个期间都能够防止轮胎打滑的发生(图3(a))。
[0077]与之相对，在现有技术(专利文献I)中，在检测出发生轮胎打滑时，通过降低调制离合器压力，减弱调制离合器的卡合程度，降低传递给轮胎的驱动力，暂时抑制轮胎打滑。尽管轮胎打滑暂时得到抑制，但在抑制轮胎打滑后，无论传递给轮胎的驱动力和动摩擦力如何，只是根据左右驱动轮的转速差逐渐提高调制离合器压力。因此，在调制离合器压力上升中再次引起轮胎打滑。以后，通过调制离合器压力的降低而抑制轮胎打滑和由调制离合器压力的上升造成的轮胎打滑的发生交替反复(图2(c))。
[0078]因此，在现有技术中，虽说是暂时抑制了轮胎打滑，在进行挖掘作业的整个期间，会反复发生轮胎打滑(图3(b))。
[0079]这样，根据第一发明，能够避免在挖掘作业时等有可能发生轮胎打滑的状况下反复发生轮胎打滑。因此，轮胎打滑所造成的作业效率降低的问题和轮胎损伤所造成的耐久性降低及用户的轮胎更换费用负担大的以往产生的问题得以解决。
[0080]第二发明与第一发明同