專利名稱：液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置和液壓驅(qū)動車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輪式液壓挖掘機等液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置，以及液壓驅(qū)動車輛。
背景技術：
像輪式液壓挖掘機那樣，人們已經(jīng)知道的液壓驅(qū)動車輛結(jié)構(gòu)為，由原動機驅(qū)動液壓泵，從被驅(qū)動的液壓泵排出壓力油，所排出的壓力油的流量和方向由控制閥控制，依靠該被控制的壓力油來驅(qū)動行走馬達而使液壓驅(qū)動車輛行走(例如參見專利文獻1，日本特開平8-270788號公報)。在這種車輛中，通過踏下加速踏板來切換控制閥，并且如果行走馬達的負載壓力變大則加大行走馬達的排出容積來控制馬達速度。此外，在連接控制閥與行走馬達的管路上設置平衡閥，通過馬達驅(qū)動壓力的降低將平衡閥切換到中立位置，由此，使行走馬達的排出側(cè)管路中產(chǎn)生制動壓力，以阻止下坡行走時等的馬達超轉(zhuǎn)速。

發(fā)明內(nèi)容
在上述公報所述的裝置中，如果車輛從平地行走過渡到下坡行走，馬達負載壓力降低，則平衡閥切換到中立位置，在馬達的排出側(cè)管路中產(chǎn)生制動壓力。但是，在平衡閥的切換過程中存在著響應滯后，在下坡行走開始后直到平衡閥開始起作用為止的期間，馬達以超轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，這可能導致縮短馬達壽命。
本發(fā)明的液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置，具有由原動機所驅(qū)動的液壓泵，由從此液壓泵所供給的壓力油驅(qū)動的行走馬達，行走用控制閥，所述行走用控制閥控制從前述液壓泵向前述行走馬達供給的壓力油的流量，平衡閥，所述平衡閥由經(jīng)由前述控制閥所供給的馬達負載壓力來進行切換，在負載壓力降低時，使前述行走馬達的回油側(cè)管路產(chǎn)生制動壓力，超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)，所述超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)檢測前述行走馬達的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)，馬達超轉(zhuǎn)速抑制機構(gòu)，在前述超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)檢測到前述行走馬達的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)時，所述馬達超轉(zhuǎn)速抑制機構(gòu)抑制前述行走馬達的旋轉(zhuǎn)，直到通過前述平衡閥的切換引起的制動壓力的產(chǎn)生來消除前述行走馬達的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)為止。
也可以對行走馬達的轉(zhuǎn)速進行檢測，在馬達轉(zhuǎn)速成超過規(guī)定值時檢測出超轉(zhuǎn)速狀態(tài)?；蛘撸瑢π凶唏R達的加速度進行檢測，在馬達速度為一定值以上，由加速度檢測機構(gòu)所檢測到的馬達加速度超過規(guī)定值時，檢測出超轉(zhuǎn)速狀態(tài)。
在這種情況下，最好是，被檢測到的馬達轉(zhuǎn)速或馬達加速度越大，使原動機的轉(zhuǎn)速降低得越大?；蛘?，用變量液壓泵來構(gòu)成液壓泵，被檢測到的馬達轉(zhuǎn)速或馬達加速度越大，使前述液壓泵的傾斜量降低得越大。
液壓驅(qū)動車輛最好做成具有上述行走控制裝置的液壓驅(qū)動車輛。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)，由于在檢測到行走馬達的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)時，通過平衡閥的切換來產(chǎn)生制動壓力，由此抑制行走馬達的旋轉(zhuǎn)，直到行走馬達的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)被解除為止，所以即使存在著平衡閥的響應滯后也可以把馬達轉(zhuǎn)速抑制得低于允許轉(zhuǎn)速，可以防止馬達壽命的惡化。


圖1是適用本發(fā)明的輪式液壓挖掘機的側(cè)視圖。
圖2本發(fā)明的第1實施方式的液壓驅(qū)動車輛的行走用液壓回路圖。
圖3是表示第1實施方式的液壓泵的P-qp特性的圖。
圖4是表示圖2中所示的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與負載的關系的圖。
圖5是第1實施方式的行走控制裝置的控制回路的方框圖。
圖6是說明圖5中所示的控制器的詳細情況的概念圖。
圖7是表示由圖6的伺服控制部所進行的處理之一例的程序框圖。
圖8是表示第1實施方式的行走控制裝置的動作之一例的時間分配圖。
圖9是第2實施方式的行走控制裝置的控制回路的方框圖。
圖10是表示作為本發(fā)明的變形例的液壓泵的調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是表示圖10的液壓泵的P-qp特性的圖。
具體實施例方式
第1實施方式下面，參照圖1～圖8就本發(fā)明的行走控制裝置的第1實施方式進行說明。
圖1表示適用本發(fā)明的輪式液壓挖掘機。此輪式液壓挖掘機包括下部行走體81，和能夠回轉(zhuǎn)地被搭載在下部行走體81的上部回轉(zhuǎn)體82。在上部回轉(zhuǎn)體82上設有駕駛室83與作業(yè)用前附具84。前附具84由能夠轉(zhuǎn)動地被連接在上部回轉(zhuǎn)體82的主體上的動臂84a、能夠轉(zhuǎn)動地被連接在動臂84a上的斗桿84b、和能夠轉(zhuǎn)動地被連接在斗桿84b上的鏟斗84c組成。動臂84a依靠動臂缸84d升降，斗桿84b依靠斗桿缸84e升降，鏟斗84c依靠鏟斗缸84f進行掘進與傾倒操作。在下部行走體81上，設有行走用液壓馬達85、變速箱86、和推進軸87，前輪胎88F和后輪胎88R依靠推進軸87驅(qū)動。標號90表示擋泥板。
圖2表示本發(fā)明實施方式中的液壓驅(qū)動車輛的行走用液壓回路。此液壓回路具有由發(fā)動機1驅(qū)動的變量液壓泵10、依靠控制液壓回路20來操作并控制液壓泵10的輸出油液的流量與方向的行走用控制閥11、依靠由行走用控制閥11控制的壓力油驅(qū)動的行走用變量液壓馬達12(圖1的85)、夾裝在行走用控制閥11與液壓馬達12之間的平衡閥13、調(diào)整液壓泵10的排量的泵調(diào)節(jié)器10A、調(diào)整液壓馬達12的排量的馬達調(diào)節(jié)器14、以及限制連接控制閥11與液壓馬達12(圖1的85)的主管路L1A、L1B的最高壓力的交叉過載溢流閥15、16。
平衡閥13根據(jù)液壓馬達12的行走驅(qū)動壓力(亦稱為負載壓力)進行切換。也就是說，如果主管路L1A或L1B內(nèi)的壓力變大，則平衡閥13從中立位置(N位置)切換到F位置或R位置，如果主管路L1A或L1B內(nèi)的壓力減小，則切換到中立位置。在平衡閥13處于中立位置時，來自液壓馬達12的回油的流動受節(jié)流口13a或13b限制，液壓馬達12的下游的回油側(cè)管路L1B或L1A的壓力上升，產(chǎn)生制動壓力。
泵調(diào)節(jié)器10A具有轉(zhuǎn)矩限制部，泵輸出壓力(行走驅(qū)動壓力)被反饋到此轉(zhuǎn)矩限制部，由此進行功率控制。所謂功率控制是如圖3中所示的所謂P-qp控制。通過此功率控制，泵傾斜量受到控制，使得由泵輸出壓力與泵傾斜量所確定的負載不超過發(fā)動機輸出功率。也就是說，如果上述反饋壓力P被引到調(diào)節(jié)器10A，則泵傾斜量qp沿著圖3的P-qp曲線圖受到控制。
此外，在調(diào)節(jié)器10A上設有最大傾轉(zhuǎn)限制部，泵最大傾斜量由此最大傾轉(zhuǎn)限制部限制在規(guī)定值qpmax處。規(guī)定值qpmax是規(guī)定泵最大輸出流量的值。另外，行走驅(qū)動壓力P因路面的坡度而變化。在圖3中，例如下坡行走時P≤P1，爬坡行走時或行走開始時P＞P2，正常平地行走時P1＜P≤P2。此外，在例如以額定轉(zhuǎn)速N1使發(fā)動機1驅(qū)動的情況下，泵處于泵最大傾斜量qpmax時，液壓馬達12不會超轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。另外，在平地行走時以額定轉(zhuǎn)速N1使發(fā)動機1驅(qū)動的情況下的馬達最高速度為Nm1，Nm1小于液壓馬達12的允許轉(zhuǎn)速Nm0。如果馬達轉(zhuǎn)速為允許轉(zhuǎn)速Nm0以下，則對馬達12的壽命的不良影響較少。
馬達調(diào)節(jié)器14具有活塞141與伺服閥142?；钊?41的有桿腔141a經(jīng)由管路L11，被連接在選擇主管路L1A與L1B的高壓油的梭閥18上?；钊?41的無桿腔141b經(jīng)由管路L12，被連接在伺服閥142上。伺服閥142依靠由梭閥18選擇的行走驅(qū)動壓力進行切換。
控制液壓回路20具有控制液壓泵21、由加速踏板22a操作的行走用先導閥22、以及通過未圖示的前進后退切換開關的操作而切換到前進位置、后退位置、中立位置的前進后退切換閥23?？刂崎y11由來自控制液壓回路20的行走先導壓力控制其切換方向與行程量。行走先導壓力作為先導壓力Pt由壓力傳感器41來檢測。
從液壓泵10所輸出的壓力油，依靠控制閥11控制其方向和流量，經(jīng)由平衡閥13供給到液壓馬達12。由此，使液壓馬達12旋轉(zhuǎn)。液壓馬達12的旋轉(zhuǎn)被傳遞到變速箱86并以規(guī)定的傳動比被減速后，經(jīng)由推進軸87傳遞到輪胎88F、88R。由此，使液壓挖掘機行走。
圖2表示著前進后退切換閥23處于中立(N位置)，先導閥22處于未被操作的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，先導壓力不作用于控制閥11，控制閥11被保持在中立位置。因此，來自液壓泵10的壓力油未被提供給液壓馬達12，車輛處于停止狀態(tài)。
圖2的液壓回路像以下那樣動作。
如果使前進后退切換閥23切換到前進(F位置)或后退(R位置)，并踏下加速踏板22a，則從先導閥22所輸出的控制壓力油到達控制閥11的液控口，控制閥11以相應于先導壓力的行程量向F位置側(cè)或R位置側(cè)切換。由此，來自液壓泵10的壓力油供給到液壓馬達12。此時，在控制閥11與平衡閥13之間的管路L1A或L1B中產(chǎn)生相應于負載的行走驅(qū)動壓力，平衡閥13由行走驅(qū)動壓力切換到F位置或R位置。通過此切換，回油側(cè)的管路L1B或L1A打開，來自液壓馬達12的壓力油經(jīng)由平衡閥13、控制閥11而返回到油箱。由此，液壓馬達被驅(qū)動，使車輛行走。
車輛行走開始時的行走驅(qū)動壓力，作為轉(zhuǎn)矩控制壓力而從梭閥18經(jīng)由管路L11被引到調(diào)節(jié)器14，由此，伺服閥142切換到A位置側(cè)。通過此伺服閥142的切換，使活塞141的有桿腔141a與無桿腔141b連通，轉(zhuǎn)矩控制壓力被引到上述雙方內(nèi)。其結(jié)果，由于無桿腔141b的受壓面積大于有桿腔141a的受壓面積，所以活塞141外伸，液壓馬達12的排量q加大，車輛便以低速大轉(zhuǎn)矩行走。
如果通過車輛的定速行走使行走驅(qū)動壓力減小，則作用于調(diào)節(jié)器14的轉(zhuǎn)矩控制壓力降低，伺服閥142由彈簧142c切換到B位置側(cè)。通過此切換，使無桿腔141b經(jīng)由管路LD而被連通到泄油回路上，使活塞內(nèi)縮。由此，液壓馬達12的排量q減小，車輛便以高速小轉(zhuǎn)矩行走。
在下坡行走時因慣性力使車輛加速，故行走負載減小，平衡閥13隨之切換到中立位置，在回油側(cè)管路L1B或L1A中產(chǎn)生制動壓力。在此情況下，因為平衡閥13在切換時存在著若干的響應滯后，故下坡行走開始后直到對液壓馬達12作用足夠大的液壓制動力，將要花費一些時間。
可是，在下坡行走時，在以額定轉(zhuǎn)速N1使發(fā)動機1驅(qū)動的情況下，如圖4中的發(fā)動機特性所示，發(fā)動機轉(zhuǎn)速N很可能因負載減少的量而增速，超過額定轉(zhuǎn)速N1，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速N超過額定轉(zhuǎn)數(shù)N，則泵排出量超過額定最大排出量(N1×qpmax)。此時，如上所述，因為在發(fā)生液壓制動力的過程中花費時間，故下坡行走開始后，直到平衡閥13開始起作用的過程中，存在著液壓馬達12超轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的可能性。如果因馬達12的超轉(zhuǎn)速使馬達轉(zhuǎn)速超過允許轉(zhuǎn)速Nm0，則馬達壽命降低。為了抑制這樣的起因于平衡閥13的響應滯后的液壓馬達12的超轉(zhuǎn)速，在本實施方式中對發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行如下控制。
圖5是對發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制進行的控制回路的方框圖。發(fā)動機(原動機)1的調(diào)速器51經(jīng)由連桿機構(gòu)52而與脈沖馬達53相連接，發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過脈沖馬達53的旋轉(zhuǎn)來控制。也就是說，發(fā)動機轉(zhuǎn)速依靠脈沖馬達53的正轉(zhuǎn)而上升，依靠逆轉(zhuǎn)而下降。此脈沖馬達53的旋轉(zhuǎn)由來自由CPU等構(gòu)成的控制器50的控制信號來控制。在調(diào)速器51上經(jīng)由連桿機構(gòu)52連接著電位器54，由此電位器54檢測與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相應的調(diào)速器杠桿角度，并將檢測值作為發(fā)動機控制轉(zhuǎn)速Nθ而輸入到控制器50。在控制器50上連接著檢測行走先導壓力的壓力傳感器41、和檢測馬達轉(zhuǎn)速Nm的轉(zhuǎn)速傳感器42。
圖6是說明圖5中所示的控制器的詳細情況的概念圖。函數(shù)發(fā)生器501輸出與加速踏板踏下量相應的目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速Nt，也就是說，輸出由函數(shù)(目標轉(zhuǎn)速特性)L1確定的目標轉(zhuǎn)速Nt，上述函數(shù)L1是使由壓力傳感器41所檢出的行走先導壓力Pt與發(fā)動機1的目標轉(zhuǎn)速對應的函數(shù)。如果用函數(shù)L1，則隨著先導壓力Pt的增加，目標轉(zhuǎn)速Nt成比例地增加到額定轉(zhuǎn)速N1。
函數(shù)發(fā)生器502輸出與馬達轉(zhuǎn)速Nm相應的修正發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ns(以下稱為修正轉(zhuǎn)速)，也就是說，輸出由函數(shù)(修正轉(zhuǎn)速特性)L2確定的修正轉(zhuǎn)速Ns，上述函數(shù)L2是使由轉(zhuǎn)速傳感器42所檢測的馬達轉(zhuǎn)速Nm與發(fā)動機1的修正轉(zhuǎn)速對應的函數(shù)。由函數(shù)L2可知，在馬達轉(zhuǎn)速Nm低于規(guī)定值Na以下的范圍內(nèi)，修正轉(zhuǎn)速恒定(Ns＝0)，如果馬達轉(zhuǎn)速Nm超過規(guī)定值Na，則修正轉(zhuǎn)速就隨著馬達轉(zhuǎn)速的增加而慢慢地增加。規(guī)定值Na被設定成大于例如平地行走時的最高速度Nm1而小于馬達允許轉(zhuǎn)速Nm0的值。另外，因為馬達轉(zhuǎn)速Nm與車速存在著相關的關系，故也可以不用轉(zhuǎn)速傳感器42而用車速傳感器，根據(jù)車速求出修正轉(zhuǎn)速Ns。
在加速踏板22a被操作超過了規(guī)定值時，例如滿操作時，函數(shù)發(fā)生器503輸出高電平信號，并將開關504閉合。在閉合了開關504的狀態(tài)下，減法器505把從目標轉(zhuǎn)速Nt減去修正轉(zhuǎn)速Ns后的結(jié)果作為目標轉(zhuǎn)速指令值Ny輸出。在打開了開關504的狀態(tài)下，減法器505把目標轉(zhuǎn)速Nt原封不動地作為目標轉(zhuǎn)速指令值Ny輸出。
在伺服控制部510中，目標轉(zhuǎn)速指令值Ny與由電位器54檢出的調(diào)速器杠桿的位移量相當?shù)目刂妻D(zhuǎn)速Nθ進行比較，按照圖7所示的順序來控制脈沖馬達53，使兩者相一致。
在圖7中，首先在步驟S21里分別讀入目標轉(zhuǎn)速指令值Ny與控制轉(zhuǎn)速Nθ，進入到步驟S22。在步驟S22里，把Nθ-Ny的結(jié)果作為轉(zhuǎn)速差A儲存于存儲器內(nèi)，在步驟S23里，用預先已確定的基準轉(zhuǎn)速差K，判定|A|≥K是否成立。如果成立則進入到步驟S24，判定A＞0是否成立，因為如果A＞0，則控制轉(zhuǎn)速Nθ大于目標轉(zhuǎn)速指令值Ny，也就是說，控制轉(zhuǎn)速高于目標轉(zhuǎn)速，所以為了降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，在步驟S25里把指令馬達逆轉(zhuǎn)的信號輸出到脈沖馬達53。據(jù)此，脈沖馬達53逆轉(zhuǎn)，發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速降低。
另一方面，因為如果A≤0，則控制轉(zhuǎn)速Nθ小于目標轉(zhuǎn)速指令值Ny，也就是說，控制轉(zhuǎn)速低于目標轉(zhuǎn)速，所以為了提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，在步驟26里輸出指令馬達正轉(zhuǎn)的信號。因此，脈沖馬達與正轉(zhuǎn)，發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速上升。如果步驟S23的判定不成立，則進入到步驟S27而輸出馬達停止信號，由此，發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速保持為恒定值。在執(zhí)行步驟S25～S27后，返回到開始狀態(tài)。
下面進一步具體地對如上構(gòu)成的第1實施方式的行走控制裝置的動作進行說明。
(1)平地行走，爬坡行走平地行走時和爬坡行走時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速N1以下。在此狀態(tài)下馬達轉(zhuǎn)速Nm為最高速度Nm1以下，小于規(guī)定值Na(Nm＜Na)。因此，從函數(shù)發(fā)生器502所輸出的修正轉(zhuǎn)速Ns為0，無論開關504的開閉，也就是說無論加速踏板22a是否為滿操作，從函數(shù)發(fā)生器501所輸出的目標轉(zhuǎn)速Nt作為目標轉(zhuǎn)速指令值Ny被輸出。由此，發(fā)動機轉(zhuǎn)速被控制成與由函數(shù)L1所規(guī)定的加速踏板22a的操作量相應的轉(zhuǎn)速Nt。
(2)下坡行走對加速踏板22a進行滿操作，圖8表示從以馬達最高速度Nm1平地行走狀態(tài)過渡到下坡行走之際的對應于坡的傾斜狀態(tài)(坡度)的馬達轉(zhuǎn)速Nm的特性。另外，圖中的實線是根據(jù)馬達轉(zhuǎn)速而控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的本實施方式的行走控制裝置的特性，虛線則是已使發(fā)動機轉(zhuǎn)速為恒定值時的特性。
在下坡行走開始時，由于制動壓力因平衡閥13的響應滯后而不能立即增大，故車輛因重力而被加速，如圖8所示，馬達轉(zhuǎn)速Nm上升。如果馬達轉(zhuǎn)速Nm超過規(guī)定值Na(圖8的時間t1)，則從函數(shù)發(fā)生器502輸出與馬達轉(zhuǎn)速Nm相應的修正轉(zhuǎn)速Ns(＞0)，從目標轉(zhuǎn)速Nt減去修正轉(zhuǎn)速Ns后的結(jié)果作為目標轉(zhuǎn)速指令值Ny被輸出。其結(jié)果，發(fā)動機轉(zhuǎn)速被控制成僅比目標轉(zhuǎn)速Nt小修正轉(zhuǎn)速量Ns。因此，泵排出量被抑制在額定最大排出量以下，下坡行走剛開始后的液壓馬達12的轉(zhuǎn)速Nm變得小于圖8中的虛線所示的轉(zhuǎn)速。由此，可以把馬達轉(zhuǎn)速Nm抑制于允許轉(zhuǎn)速Nm0以下。
在此情況下，坡的坡度越陡則馬達轉(zhuǎn)速越快，馬達轉(zhuǎn)速Nm增加，來自函數(shù)發(fā)生器502的修正轉(zhuǎn)速Ns越大。因此，加速的程度越強，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的減少量越增加，因而可以有效地抑制液壓馬達的超轉(zhuǎn)速。
如果從下坡行走開始經(jīng)過規(guī)定時間(圖8中的時間t2)，平衡閥13被切換到中立位置，液壓制動力作用于馬達12。由此，馬達轉(zhuǎn)速Nm減小，發(fā)動機1的修正轉(zhuǎn)速Ns也減小。進而，如果馬達轉(zhuǎn)速Nm為規(guī)定值Na以下，則修正轉(zhuǎn)速Ns變?yōu)?。此時，馬達12的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)得到消除。以后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速被控制在目標轉(zhuǎn)速Nt上，即使在下坡行走時不減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速，也可以通過平衡閥13的制動作用來抑制馬達轉(zhuǎn)速Nm的增加。
在下坡行走時，如果加速踏板22a未被進行滿操作，則開關504處于打開狀態(tài)，來自函數(shù)發(fā)生器501的目標轉(zhuǎn)速Nt(＜N1)作為目標轉(zhuǎn)速指令值Ny被輸出。在此情況下，目標轉(zhuǎn)速Nt小于額定轉(zhuǎn)速N1，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速N1以下。其結(jié)果，泵排出量被控制在額定最大排出量以下，馬達轉(zhuǎn)速Nm被控制在允許轉(zhuǎn)速Nm0以下。這樣，由于在踏板22a的滿操作以外不進行發(fā)動機轉(zhuǎn)速的修正，所以不會過分降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，可以發(fā)揮良好的行走性能。另外，為了在下坡行走時使發(fā)動機轉(zhuǎn)速可靠地處于額定轉(zhuǎn)速N1以下，也可以對函數(shù)發(fā)生器503的輸出進行調(diào)整，使得在對加速踏板22a進行滿操作以前將開關504閉合。
依照以上說明的第1實施方式，本發(fā)明可以取得如下的效果。
(1)在馬達轉(zhuǎn)速Nm超過規(guī)定值Na時，馬達12的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)被檢出，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速指令值Ny減小到比通過踏板操作而獲得的目標轉(zhuǎn)速Nt低。由此，可以在下坡行走時阻止發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速N1，可以抑制因平衡閥13的響應滯后而使行走馬達12超過允許轉(zhuǎn)速Nm0進行的超轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
(2)在馬達轉(zhuǎn)速Nm因平衡閥13的制動作用而變?yōu)橐?guī)定值Na以下時，也就是說，在馬達12的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)被解除時，由于把發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制成目標轉(zhuǎn)速Nt，所以發(fā)動機轉(zhuǎn)速的減小在短時間內(nèi)被抑制，給行走性帶來的不良影響較小。
(3)由于在加速踏板22a被進行滿操作時使開關504閉合而降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速指令值Ny，所以不會過分降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，因而可以發(fā)揮良好的行走性能。
(4)確定函數(shù)L2，使得馬達轉(zhuǎn)速Nm越大、修正轉(zhuǎn)速Ns越大，馬達轉(zhuǎn)速Nm越大則使發(fā)動機轉(zhuǎn)速指令值Ny較大地減小。由此，即使在坡的坡度陡，馬達轉(zhuǎn)速Nm的增加顯著時，也可以可靠地把馬達轉(zhuǎn)速Nm抑制在允許轉(zhuǎn)速Nm以下。
(5)由于由轉(zhuǎn)速傳感器42直接檢測馬達轉(zhuǎn)速Nm，所以可以高精度地檢測馬達轉(zhuǎn)速Nm，提高超轉(zhuǎn)速抑制控制的精度。
第2實施方式參照圖9就本發(fā)明的行走控制裝置的第2實施方式進行說明。
雖然在第1實施方式中根據(jù)馬達轉(zhuǎn)速Nm把發(fā)動機轉(zhuǎn)速比降低到低于目標轉(zhuǎn)速Nt，但是在第2實施方式中則是根據(jù)馬達加速度Am來降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速。另外，以下，主要對其與第1實施方式的不同之處進行說明。
第2實施方式與第1實施方式的不同之處在于，控制器50內(nèi)的馬達超轉(zhuǎn)速抑制的處理的內(nèi)容。圖9是說明第2實施方式的控制器50的詳細情況的方框圖。另外，對與圖6相同的部位附加相同的標號。由轉(zhuǎn)速傳感器42所檢測的馬達轉(zhuǎn)速Nm經(jīng)由開關521，被輸入到加速度運算部522。開關521在馬達轉(zhuǎn)速Nm超過最高速度Nm1時被閉合，在未達到最高速度Nm1時被打開。如果開關521被閉合則加速度運算部522把馬達轉(zhuǎn)速Nm進行時間微分而對馬達加速度Am進行運算。
函數(shù)發(fā)生器523輸出由函數(shù)L2確定的修正轉(zhuǎn)速Ns，上述函數(shù)L2為使馬達加速度Am與發(fā)動機1的修正轉(zhuǎn)速對應的函數(shù)。由函數(shù)L2可知，馬達加速度Am在規(guī)定值Aa以下的范圍內(nèi)時，修正轉(zhuǎn)速為恒定值(Ns＝0)，如果馬達加速度Am超過規(guī)定值Aa，則修正轉(zhuǎn)速隨著馬達轉(zhuǎn)速的增加而慢慢地增加。規(guī)定值Aa是用來預測在直到平衡閥13進行切換為止的期間馬達轉(zhuǎn)速Nm是否上升到超過允許轉(zhuǎn)速Nm0的閾值，如果馬達加速度Am超過規(guī)定值Aa，則預測馬達轉(zhuǎn)速Nm超過允許轉(zhuǎn)速Nm0。另外，因為馬達加速度具有與坡的坡度相關的關系，故也可以不用馬達加速度而用傾斜傳感器來進行同樣的處理。
下面，對第2實施方式的行走控制裝置的特征的動作進行說明。
在平地行走時如果馬達轉(zhuǎn)速Nm未達到最高速度Nm1，則開關521被打開。此時，不輸出修正轉(zhuǎn)速Ns，發(fā)動機轉(zhuǎn)速被控制成與踏板操作相應的目標轉(zhuǎn)速Nt。在此情況下，因為馬達轉(zhuǎn)速Nm較小，故即使從平地行走過渡到下坡行走，在平衡閥13的響應滯后期間，馬達轉(zhuǎn)速Nm也不會超過允許轉(zhuǎn)速Nm0。因此，沒有必要使馬達轉(zhuǎn)速減少。
另一方面，在以馬達最高速度Nm1進行平地行走時，開關521被閉合，加速度運算部522對馬達加速度Am進行運算。這里，如果從平地行走過渡到下坡行走，則馬達加速度將根據(jù)坡的傾斜而增加。在坡度比較平緩時，馬達加速度Am未超過規(guī)定值Aa，修正轉(zhuǎn)速Na＝0。在此情況下，因為預測成在平衡閥13的響應滯后期間馬達轉(zhuǎn)速Nm不超過允許轉(zhuǎn)速Nm0，故不減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速。與此相對，因為如果因坡度陡，馬達加速度Am大于規(guī)定值Aa，則預測成因馬達12的超轉(zhuǎn)速而超過允許轉(zhuǎn)速Nm0，故從函數(shù)發(fā)生器523輸出修正轉(zhuǎn)速Ns(＞0)，發(fā)動機轉(zhuǎn)速僅比目標轉(zhuǎn)速N t小修正轉(zhuǎn)速Ns。由此，可以把因馬達12的超轉(zhuǎn)速而超過允許轉(zhuǎn)速Nm0的情況防患于未然。
依照第2實施方式，可獲得如下的效果。
(1)從馬達轉(zhuǎn)速Nm運算馬達加速度Am，如果馬達加速度Am超過規(guī)定值Aa，則通過檢測馬達12的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)來預測馬達轉(zhuǎn)速Nm超過允許轉(zhuǎn)速Nm0，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速指令值Ny降低并小于踏板操作的目標轉(zhuǎn)速Nt。由此，可以把馬達轉(zhuǎn)速Nm超過允許轉(zhuǎn)速Nm0的情況防患于未然。
(2)即使在馬達轉(zhuǎn)速Nm大于規(guī)定值Na的情況下，由于馬達加速度Am低于規(guī)定值Aa時也不使發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，所以必要最小限度的減速力作用于車輛，行走感覺良好。
(3)由于在馬達12以最高速度Nm1進行著旋轉(zhuǎn)時，將開關521接通，對與加速度Am相應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行控制，所以即使在低速行走時加速度Am超過規(guī)定值Aa，發(fā)動機轉(zhuǎn)速也不降低，可以確保低速時的加速性。
另外，如上所述，在馬達轉(zhuǎn)速Nm超過了規(guī)定值Na時，或者馬達加速度Am超過了規(guī)定值Aa時，通過降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速來抑制液壓馬達12的超轉(zhuǎn)速，但是也可以通過降低液壓泵10的最大傾斜量來抑制液壓馬達12的超轉(zhuǎn)速。在此情況下，例如如圖10所示，可以通過形成泵調(diào)節(jié)器10A來解決。以下就這一點進行說明。
在圖10中，在泵調(diào)節(jié)器10A上設有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)限制部110與最大傾轉(zhuǎn)控制部120。在轉(zhuǎn)矩限制部110中夾裝著對被連接于泵斜盤111上的活塞112向最大傾轉(zhuǎn)限制部114加載的彈簧113，泵排出壓力P被反饋到轉(zhuǎn)矩限制部110，由此進行前述功率控制。也就是說，如果上述反饋壓力P被引到轉(zhuǎn)矩限制部110，則活塞112克服彈簧力而被驅(qū)動，泵傾斜量qp被沿著圖3中的P-qp曲線圖降低。另一方面，在泵壓力P處于P2以下的區(qū)域內(nèi)，活塞112因彈簧力而被最大傾轉(zhuǎn)限制部114所限制，泵傾轉(zhuǎn)成為最大傾轉(zhuǎn)qpmax。
在最大傾轉(zhuǎn)控制部120中，以與活塞112相串聯(lián)的方式配置著活塞121，活塞121由彈簧122向活塞112的相反方向加載。最大傾轉(zhuǎn)控制部120經(jīng)由電磁比例減壓閥31與液壓源30相連，電磁比例減壓閥31依靠來自控制器50的控制信號進行切換。也就是說，馬達轉(zhuǎn)速Nm或馬達加速度Am不超過規(guī)定值Na或Aa時，電磁比例減壓閥31被切換到位置B側(cè)。此最大傾轉(zhuǎn)控制部120與油箱連通，泵最大傾斜量成為qpmax。
另一方面，如果馬達轉(zhuǎn)速Nm或馬達加速度Am超過規(guī)定值Na或規(guī)定值Aa，則電磁比例減壓閥31被切換到位置A側(cè)。由此，來自液壓源30的壓力油作用于最大傾轉(zhuǎn)控制部120，活塞121克服彈簧力，向圖的右方移動，把活塞112的移動范圍的上限限制成更小的值。其結(jié)果，如圖11中的虛線所示，使泵最大傾斜量比qpmax僅降低規(guī)定量Δqp。在此情況下，將電磁比例減壓閥31的切換量控制成馬達轉(zhuǎn)速Nm或馬達加速度Am越大則泵最大傾斜量越小即可。
另外，雖然通過降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速或泵最大傾斜量來抑制行走馬達12的超轉(zhuǎn)速，但是也可以用發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低機構(gòu)和泵傾斜量降低機構(gòu)以外的馬達超轉(zhuǎn)速抑制機構(gòu)。例如，也可以通過行走馬達12的傾斜量控制、控制閥11的驅(qū)動控制、溢流閥15、16的溢流壓力控制等來抑制行走馬達12的超轉(zhuǎn)速。也可以省略開關504，不拘泥于加速踏板22a的操作量而始終輸出修正轉(zhuǎn)速Ns。
還可以由加速踏板22a以外的方式來操作控制閥11。雖然在上文中根據(jù)加速踏板22a的操作量來控制控制閥11與發(fā)動機轉(zhuǎn)速(加速度控制)，但是也可以根據(jù)加速踏板22a的操作量僅對控制閥11(閥控制)進行控制。另外也可以把液壓馬達12作為定量液壓馬達。也可以把液壓泵10作為定量液壓泵。此外，雖然由加速踏板22a來設定發(fā)動機1的目標轉(zhuǎn)速Nt，但是也可以由其他操作構(gòu)件(例如手柄或開關)來設定。
雖然在馬達轉(zhuǎn)速Nm超過規(guī)定值Na時，或者在馬達加速度Am超過規(guī)定值Aa時，檢測到馬達12的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)，也就是馬達轉(zhuǎn)速Nm有超過最高速度Nm1而達到允許轉(zhuǎn)速Nm0的危險的狀態(tài)，但是也可以用其他檢測機構(gòu)來檢測超轉(zhuǎn)速狀態(tài)。另外，雖然作為轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)使用了轉(zhuǎn)速傳感器42，但是也可使用其他的轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)。此外，雖然由加速度運算部422把來自轉(zhuǎn)速傳感器42的信號進行時間微分來求出加速度，但是也可以用其他加速度檢測機構(gòu)。
工業(yè)實用性本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)，還可以適用于具有平衡閥13，由行走馬達12進行驅(qū)動行走的其他作業(yè)車輛。
本申請以日本專利申請2003-339859號為基礎，其內(nèi)容作為對比文獻包含于本文內(nèi)。
權利要求
1.一種液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置，其具有由原動機所驅(qū)動的液壓泵，由從此液壓泵所供給的壓力油驅(qū)動的行走馬達，行走用控制閥，所述行走用控制閥控制從前述液壓泵向前述行走馬達供給的壓力油的流量，平衡閥，所述平衡閥由經(jīng)由前述控制閥所供給的馬達負載壓力來進行切換，在負載壓力降低時，使前述行走馬達的回油側(cè)管路產(chǎn)生制動壓力，超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)，所述超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)檢測前述行走馬達的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)，馬達超轉(zhuǎn)速抑制機構(gòu)，在前述超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)檢測到前述行走馬達的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)時，所述馬達超轉(zhuǎn)速抑制機構(gòu)抑制前述行走馬達的旋轉(zhuǎn)，直到通過前述平衡閥的切換引起的制動壓力的產(chǎn)生來消除前述行走馬達的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)為止。
2.根據(jù)權利要求1所述的液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置，其特征在于，具有對前述行走馬達的轉(zhuǎn)速進行檢測的轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)，在前述轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)所檢測到的馬達轉(zhuǎn)速成超過規(guī)定值時，前述超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)檢測出前述超轉(zhuǎn)速狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1所述的液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置，其特征在于，具有對前述行走馬達的加速度進行檢測的加速度檢測機構(gòu)，在馬達速度為一定值以上，由前述加速度檢測機構(gòu)所檢測到的馬達加速度超過規(guī)定值時，前述超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)檢測出前述超轉(zhuǎn)速狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置，其特征在于，前述馬達超轉(zhuǎn)速抑制機構(gòu)是原動機轉(zhuǎn)速降低機構(gòu)，被檢測到的前述馬達轉(zhuǎn)速或前述馬達加速度越大，所述原動機轉(zhuǎn)速降低機構(gòu)使前述原動機的轉(zhuǎn)速降低得越大。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置，其特征在于，前述液壓泵是變量液壓泵，前述馬達超轉(zhuǎn)速抑制機構(gòu)是泵傾斜量降低機構(gòu)，被檢測到的前述馬達轉(zhuǎn)速或前述馬達加速度越大，所述泵傾斜量降低機構(gòu)使前述液壓泵的傾斜量降低得越大。
6.一種液壓驅(qū)動車輛，其具有權利要求1～5中的任何一項所述的行走控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明的液壓驅(qū)動車輛的行走控制裝置包括由原動機(1)驅(qū)動的液壓泵(10)、由從上述液壓泵(10)供給的壓力油驅(qū)動的行走馬達(12)、對從液壓泵(10)向行走馬達(12)供給的壓力油的流量進行控制的行走控制閥(11)、由經(jīng)由控制閥(11)提供的馬達負載壓力進行切換并在負載壓力降低時使行走馬達(12)的回油側(cè)管路(L1A)或(L1B)產(chǎn)生制動壓力的平衡閥(13)、對行走馬達(12)的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)進行檢測的超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)(42)、和在由超轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)(42)檢測到行走馬達(12)的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)時，直到通過切換平衡閥(13)而產(chǎn)生制動壓力并依靠該制動壓力解除行走馬達(12)的超轉(zhuǎn)速狀態(tài)為止，抑制行走馬達(12)旋轉(zhuǎn)的馬達超轉(zhuǎn)速抑制機構(gòu)(50)。
文檔編號F15B11/02GK1860317SQ200480028258
公開日2006年11月8日 申請日期2004年9月17日 優(yōu)先權日2003年9月30日
發(fā)明者立野至洋, 一村和弘 申請人:日立建機株式會社