專利名稱：作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪式裝載機(jī)等作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
以往，公知有這樣的裝置一旦發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫上升而成為過熱狀態(tài)，該裝置就使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度下降以降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，使發(fā)動(dòng)機(jī)從過熱狀態(tài)恢復(fù)為正常狀態(tài)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本專利第27M820號(hào)公報(bào)然而，在為將發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過液力變扭器而傳遞至車輪的輪式轉(zhuǎn)載機(jī)等作業(yè)車輛的情況下，若在過熱狀態(tài)下只是單純地降低發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，則無法獲得所希望的行駛驅(qū)動(dòng)力，有損作業(yè)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方式的作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置，包括旋轉(zhuǎn)速度控制裝置，根據(jù)油門踏板的操作量來控制原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；行駛驅(qū)動(dòng)裝置，將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由液力變扭器及變速器而傳遞至車輪；水溫檢測(cè)裝置，檢測(cè)出與原動(dòng)機(jī)的冷卻水溫有相關(guān)關(guān)系的物理量；速度比檢測(cè)裝置，檢測(cè)出液力變扭器的輸入軸與輸出軸的速度比；和速度限制裝置， 當(dāng)通過速度比檢測(cè)裝置檢測(cè)出的速度比處于液力變扭器效率為規(guī)定值以下的限制速度比區(qū)域中時(shí)，若通過水溫檢測(cè)裝置檢測(cè)出冷卻水溫處于規(guī)定值以上的過熱狀態(tài)，則將原動(dòng)機(jī)的最高旋轉(zhuǎn)速度限制在比上限值低的限制旋轉(zhuǎn)速度。本發(fā)明的第二方式的作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置，包括旋轉(zhuǎn)速度控制裝置，根據(jù)油門踏板的操作量來控制原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；行駛驅(qū)動(dòng)裝置，將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由液力變扭器及變速器而傳遞至車輪；油溫檢測(cè)裝置，檢測(cè)出與液力變扭器的工作油溫有相關(guān)關(guān)系的物理量；速度比檢測(cè)裝置，檢測(cè)出液力變扭器的輸入軸與輸出軸的速度比；和速度限制裝置，當(dāng)通過速度比檢測(cè)裝置檢測(cè)出的速度比處于液力變扭器效率為規(guī)定值以下的限制速度比區(qū)域中時(shí)，若通過油溫檢測(cè)裝置檢測(cè)出工作油溫處于規(guī)定值以上的過熱狀態(tài)，則將原動(dòng)機(jī)的最高旋轉(zhuǎn)速度限制在比上限值低的限制旋轉(zhuǎn)速度。本發(fā)明的第三方式，在第一或第二方式的作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置中，液力變扭器具有如下特性在速度比小的第一區(qū)域中，液力變扭器效率隨著速度比的增加而增加， 在速度比大的第二區(qū)域中，液力變扭器效率隨著速度比的增加而減少，限制速度比區(qū)域是 第一區(qū)域內(nèi)的、速度比為第一規(guī)定值以下的區(qū)域；以及第二區(qū)域內(nèi)的、速度比為第二規(guī)定值以上的區(qū)域。本發(fā)明的第四方式，在第三方式的作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置中，還具有自動(dòng)變速裝置，該自動(dòng)變速裝置在檢測(cè)出的速度比減少到比第一規(guī)定值大的降檔速度比時(shí)，使變速器的速度級(jí)降檔；在檢測(cè)出的速度比增加到比第二規(guī)定值小的升檔速度比時(shí)，使變速器的速度級(jí)升檔。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，若在液力變扭器效率低的速度比區(qū)域中檢測(cè)出過熱狀態(tài)，則限制原動(dòng)機(jī)的最高旋轉(zhuǎn)速度，因此，能夠在抑制行駛驅(qū)動(dòng)力的降低的同時(shí)，防止過熱。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的輪式裝載機(jī)的側(cè)視圖。圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的原動(dòng)機(jī)控制裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)成的圖。圖3(a)、(b)是示出自動(dòng)變速的時(shí)刻的圖。圖4是示出液力變扭器效率的特性的圖。圖5是示出作為本實(shí)施方式的比較例的轉(zhuǎn)矩特性的圖。圖6是示出本實(shí)施方式的原動(dòng)機(jī)控制裝置的轉(zhuǎn)矩特性的圖。圖7是示出踏板操作量與發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系的圖。圖8是示出圖2的控制器中的處理的一例的流程圖。圖9是示出速度限制關(guān)閉時(shí)的行駛驅(qū)動(dòng)力特性的圖。圖10是示出速度限制開啟時(shí)的行駛驅(qū)動(dòng)力特性的圖。圖11是示出作為本實(shí)施方式的比較例的行駛驅(qū)動(dòng)力特性的圖。圖12是示出基于V循環(huán)的裝載作業(yè)的一例的圖。圖13是示出向翻斗車的裝載作業(yè)的一例的圖。圖14是示出發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度的控制模式的一例的圖。
具體實(shí)施例方式以下參照?qǐng)D1 圖14對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置進(jìn)行說明。圖1是應(yīng)用了本實(shí)施方式的原動(dòng)機(jī)控制裝置的、作為作業(yè)車輛的一例的輪式裝載機(jī)的側(cè)視圖。輪式裝載機(jī)100由具有斗桿111、鏟斗112、輪胎113等的前部車身110和具有駕駛室121、發(fā)動(dòng)機(jī)室122、輪胎123等的后部車身120構(gòu)成。斗桿111在斗桿液壓缸114 的驅(qū)動(dòng)下在上下方向上轉(zhuǎn)動(dòng)(俯仰動(dòng)作)，鏟斗112在鏟斗液壓115的驅(qū)動(dòng)下在上下方向轉(zhuǎn)動(dòng)(傾倒或鏟裝)。前部車身110與后部車身120通過中心銷101以彼此能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)，前部車身110通過轉(zhuǎn)向液壓缸(未圖示)的伸縮而相對(duì)于后部車身120向左右折曲。圖2是示出本實(shí)施方式的原動(dòng)機(jī)控制裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)成的圖。在發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸上連結(jié)有液力變扭器2 (以下稱為“TC”)的輸入軸，TC 2的輸出軸連結(jié)在能夠變速成1 速 4速的變速器3上。TC 2是由公知的葉輪、渦輪和定子構(gòu)成的流體離合器，發(fā)動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由TC 2被傳遞至變速器3。變速器3具有用于改變速度級(jí)的液壓離合器，TC 2的輸出軸的旋轉(zhuǎn)通過變速器3而被變速。變速后的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由傳動(dòng)軸4和輪軸5而被傳遞至輪胎 6(圖1的113、123)，從而車輛行駛。在發(fā)動(dòng)機(jī)1上安裝有通過發(fā)動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動(dòng)的冷卻風(fēng)扇19，通過冷卻風(fēng)扇19 的驅(qū)動(dòng)，冷卻風(fēng)通過散熱器21及油冷卻器22而被送風(fēng)。在散熱器21及油冷卻器22中，冷卻風(fēng)分別與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水及工作油進(jìn)行熱交換，于是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水和TC用及作業(yè)用工作油被冷卻。另外，雖然省略圖示，但是在輪式裝載機(jī)上設(shè)有由發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)的作業(yè)用液壓泵，來自該液壓泵的壓力油被供給至斗桿液壓缸114和鏟斗液壓缸115等執(zhí)行機(jī)構(gòu)以進(jìn)行作業(yè)。控制器10構(gòu)成為包括運(yùn)算處理裝置，該運(yùn)算處理裝置具有CPU、R0M、RAM及其他周邊電路等?？刂破?0上連接有用于檢測(cè)油門踏板1 的操作量的油門操作量檢測(cè)器12 ； 用于檢測(cè)制動(dòng)踏板13a的操作量的制動(dòng)操作量檢測(cè)器13 ；用于檢測(cè)TC 2的輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度M的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)器14 ；用于檢測(cè)TC 2的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度Nt的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)器 15 ；用于檢測(cè)變速器3的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度、即車速ν的車速檢測(cè)器16 ；用于檢測(cè)在發(fā)動(dòng)機(jī) 1和散熱器21之間循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度Tw的水溫檢測(cè)器17 ；用于檢測(cè)TC2的動(dòng)力傳遞用、TC冷卻用以及變速器潤(rùn)滑用的變速器油的溫度(TC油溫Tt)的油溫檢測(cè)器18;用于選擇手動(dòng)變速模式和自動(dòng)變速模式的變速模式選擇開關(guān)7 ；用于在1速 4速之間指示速度級(jí)的上限的換檔開關(guān)8 ；以及指示車輛前進(jìn)后退的前進(jìn)后退切換開關(guān)9。TC 2具有相對(duì)于輸入轉(zhuǎn)矩使輸出轉(zhuǎn)矩增大的功能、即使轉(zhuǎn)矩比為1以上的功能。 轉(zhuǎn)矩比隨著TC 2的輸入軸與輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度之比、即TC速度比e (輸出旋轉(zhuǎn)速度Nt/輸入旋轉(zhuǎn)速度M)的增加而變小。例如，若在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度為恒定狀態(tài)下行駛中的行駛負(fù)載增大，則TC 2的輸出旋轉(zhuǎn)速度Nt、即車速減小，TC速度比e變小。此時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩比增加，所以能夠通過更大的驅(qū)動(dòng)力(牽引力)，使車輛行駛。即，若車速慢，則驅(qū)動(dòng)力變大(低速高轉(zhuǎn)矩)，若車速快，則驅(qū)動(dòng)力變小(高速低轉(zhuǎn)矩)。變速器3是具有與1速 4速各速度級(jí)相對(duì)應(yīng)的電磁閥的自動(dòng)變速器。這些電磁閥由從控制器10向變速器控制部11輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行變速。圖3(a)、(b)是示出變速器3的自動(dòng)變速時(shí)刻的圖。在自動(dòng)變速控制中有TC速度比基準(zhǔn)控制和車速基準(zhǔn)控制兩種方式，如圖3 (a)所示，所述TC速度比基準(zhǔn)控制是當(dāng)TC速度比e達(dá)到規(guī)定值時(shí)變速，如圖3(b)所示，所述車速基準(zhǔn)控制是當(dāng)車速ν達(dá)到規(guī)定值時(shí)變速。在本實(shí)施方式中，通過TC速度比基準(zhǔn)控制來控制變速器3的速度級(jí)。在圖3 (a)所示的TC速度比基準(zhǔn)控制中，若行駛負(fù)載變小，TC速度比e增加，并且 TC速度比e為規(guī)定值e2’以上，則速度級(jí)升1檔。相反地，若行駛負(fù)載增大，TC速度比e降低，并且TC速度比e為規(guī)定值el’以下，則速度級(jí)降1檔。由此，變速器3的速度級(jí)能夠根據(jù)TC速度比e在1速 4速之間自動(dòng)地變化。此時(shí)，能夠以通過換檔開關(guān)8選擇的速度級(jí)為上限進(jìn)行自動(dòng)變速。例如，當(dāng)通過換檔開關(guān)8選擇了 2速時(shí)，速度級(jí)為1速或2速，當(dāng)選擇了 1速時(shí)，速度級(jí)被固定在1速。另外，也可以不是通過TC速度比基準(zhǔn)控制而是通過車速基準(zhǔn)控制來控制變速器3 的速度級(jí)。在這種情況下，如圖3(b)所示，當(dāng)車速ν增加而達(dá)到規(guī)定值vSl、vS2、vS3時(shí)，速度級(jí)升1檔，當(dāng)車速ν減小而達(dá)到規(guī)定值vS4、vS5、vS6時(shí)，速度級(jí)降1檔。在控制器10中預(yù)先存儲(chǔ)有作為變速基準(zhǔn)的TC速度比el’及e2’和后述那樣的作為發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度限制的基準(zhǔn)的TC速度比el ( < el’)及e2 ( > e2’)。圖4是示出TC效率η相對(duì)于TC速度比e的特性f 1的圖。如圖4所示，特性Π 大體上成向上凸出的拋物線形狀，在TC速度比e小的區(qū)域a(TC速度比e接近0的區(qū)域) 和TC速度比大的區(qū)域b(TC速度比e接近1的區(qū)域)中，效率η惡化。在本實(shí)施方式中， 在隨著速度比e的增加而效率η增加的速度比e小的范圍、即特性fl向右上方上升的范圍內(nèi)，將效率n為規(guī)定值η 1以下的速度比設(shè)定為規(guī)定值el。此外，在隨著速度比e的增加而效率η減小的速度比e大的范圍、即特性fl向右下方下降的范圍內(nèi)，將效率η為規(guī)定值η 2以下的速度比設(shè)定為規(guī)定值e2。另外，IU和η 2可以是彼此相等的值，也可以是不同的值。圖5是表示在最大限度地踏入油門踏板12a時(shí)的、發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的行駛性能線圖(轉(zhuǎn)矩線圖)。在圖中，特性f2是表示發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的特性，特性f3是表示TC速度比e分別為0、e 1、ΘΓ、Θ2’、Θ2時(shí)的TC 2的輸入轉(zhuǎn)矩的特性。另外，圖中的特性f4(虛線)是將發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度一律只限制規(guī)定量ΔΝ時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的特性。TC輸入轉(zhuǎn)矩與TC輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度Ni的2次方成正比例地增加，TC速度比e越大，TC輸入轉(zhuǎn)矩越小。特性f2與特性f3的交點(diǎn)為匹配點(diǎn)，車輛行駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩及TC輸入轉(zhuǎn)矩為該匹配點(diǎn)的值。在圖5中，若將發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度只限制規(guī)定量ΔΝ，則匹配點(diǎn)向圖中左側(cè)偏移，與不限制發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的情況相比，TC輸入轉(zhuǎn)矩降低。此處，TC輸入轉(zhuǎn)矩X TC輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度為TC 2的輸入動(dòng)力，相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。因此，例如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw高時(shí)，通過限制發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出降低，能夠抑制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw的上升。但是，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度一律進(jìn)行限制的情況下，TC輸入轉(zhuǎn)矩整體降低，行駛所能夠使用的動(dòng)力(馬力)也降低。因此，作業(yè)時(shí)的行駛驅(qū)動(dòng)力不足，在實(shí)際使用中存在問題。另外，TC油溫Tt及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw與TC效率η之間有相關(guān)關(guān)系。S卩，由于TC 效率n越低，TC 2的動(dòng)力損失越大，所以熱平衡惡化，TC油溫Tt及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw上升。考慮到這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，在TC油溫Tt上升時(shí)以及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw上升時(shí)， 根據(jù)TC速度比e限制發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。S卩，通過后述的控制器10中的處理，如圖6所示，在TC速度比e為規(guī)定值el以下 (e^el)以及規(guī)定值e2以上(e彡e2)的TC效率η低的區(qū)域中，如圖中特性f5a(虛線) 及特性f5b (虛線)所示那樣限制發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。另一方面，在TC速度比e為el < e <e2的TC效率η高的實(shí)際使用區(qū)域中，如圖中的特性f5c (實(shí)線)所示那樣不限制發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。控制器10將發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制成與油門踏板12a的操作量相對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na。圖7是示出油門操作量與發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na的關(guān)系的圖。另外，在圖中，實(shí)線表示發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的非限制特性、即速度限制關(guān)閉的特性，虛線表示發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的限制特性、即速度限制開啟的特性。發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的上限值Nmax與下限值Nmin之間變更。如圖7所示，在油門踏板12a非操作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na為下限制Nmin，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na隨著油門踏板操作量的增加而增加。而且，在速度限制關(guān)閉狀態(tài)下， 踏板最大踏入時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na為上限值Nmax。與此相對(duì)，在速度限制開啟狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na的最大值受到限制，踏板最大踏入時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na 為規(guī)定值Ns ( < Nmax)。控制器10向發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出與該發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，將發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制為發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na 的上限值Nmax與規(guī)定值Ns之差、即速度限制量Δ N被設(shè)定為例如Nmax的10%左右。圖8是示出由控制器10的CPU執(zhí)行的處理的一例，尤其是示出涉及發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制的處理的一例的流程圖。該流程圖所示的處理例如從發(fā)動(dòng)機(jī)鑰匙開關(guān)的開啟開始。 在步驟Sl中，讀入來自圖2的各種傳感器12 18以及開關(guān)7 9的信號(hào)。在步驟S2中， 根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的圖7的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度非限制的特性(實(shí)線)運(yùn)算出與由踏板操作量檢測(cè)器12檢測(cè)出的踏板操作量相對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na。在步驟S3中，判斷由水溫檢測(cè)器17檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw是否比預(yù)定的規(guī)定值Twl高。這是用于判定有無因水溫上升導(dǎo)致的過熱狀態(tài)的處理。此處，所謂過熱狀態(tài)， 不僅包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw比容許界限值高的完全過熱狀態(tài)，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw 接近容許界限值一定程度以上的接近過熱狀態(tài)(即將過熱狀態(tài))。在本實(shí)施方式中，作為規(guī)定值Twl，被設(shè)定為比發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫的容許界限值稍低的值(例如90°C )。若步驟S3被肯定，則進(jìn)入步驟S5，若步驟S3被否定，則進(jìn)入步驟S4。在步驟S4，判定由油溫檢測(cè)器20檢測(cè)出的TC油溫Tt是否比預(yù)定的規(guī)定值Ttl 高。這是用于判定有無因油溫上升導(dǎo)致的過熱狀態(tài)的處理。此處，所謂過熱狀態(tài)，不僅包括 TC油溫Tt比容許界限值高的完全過熱狀態(tài)，還包括TC油溫Tt接近容許界限值一定程度以上的接近過熱狀態(tài)(即將過熱狀態(tài))。在本實(shí)施方式中，作為規(guī)定值Ttl，被設(shè)定為比TC油溫的容許界限值稍低的值(例如105°c)。若步驟S4被肯定，則進(jìn)入步驟S5，若步驟S4被否定，則進(jìn)入步驟S8。在步驟S5中，根據(jù)來自旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)器14、15的信號(hào)運(yùn)算TC速度比e，并判定TC 速度比e是否為規(guī)定值el以下或規(guī)定值e2以上。若步驟S5被肯定，則進(jìn)入步驟S6，若步驟S5被否定，則進(jìn)入步驟S8。在步驟S6中，判定在步驟S2中運(yùn)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na是否在預(yù)定的圖 7的規(guī)定值Ns以上。若步驟S6被肯定，則進(jìn)入步驟S7，若步驟S6被否定，則進(jìn)入步驟S8。 在步驟S7中，將規(guī)定值Ns設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na。在步驟S8中，向發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出控制信號(hào)，將發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制為發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Na。本實(shí)施方式的動(dòng)作總結(jié)如下。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw為規(guī)定值Twl以下且TC油溫 Tt為規(guī)定值Ttl以下時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1的最高旋轉(zhuǎn)速度不受限制，踏板最大踏入時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度被控制為上限值Nmax (步驟S2 —步驟S3 —步驟S4 —步驟S8)。此時(shí)的車速ν與行駛驅(qū)動(dòng)力F的關(guān)系如圖9所示。在圖中，特性fll fl4分別是1速度級(jí) 4速度級(jí)的特性，各速度級(jí)的驅(qū)動(dòng)力F都是隨著車速ν的增加而減小。特性fll與Π2、fl2與Π3、Π3 與Π4的交點(diǎn)分別為變速點(diǎn)pa、pb, pc,該變速點(diǎn)pa、pb、pc處的速度比e為el’或e2’。另一方面，若至少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw比規(guī)定值Twl高，或TC油溫Tt比規(guī)定值Ttl 高，則在速度比e為e彡el以及e > e2的范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度受到限制，踏板最大踏入時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度為規(guī)定值Ns (步驟S7—步驟S8)。由此，能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出及TC 2 的輸入動(dòng)力，抑制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw及TC油溫Tt的上升。此時(shí)的車速ν與行駛驅(qū)動(dòng)力F的關(guān)系如圖10所示。在圖中，特性f21 4分別是1速度級(jí) 4速度級(jí)的特性，在特性f21 f24上的點(diǎn)ell、el2、e13、el4，速度比分別為 el，在點(diǎn)e21、e22、e23、e24，速度比分別為e2。另外，虛線相當(dāng)于圖9的特性fll f 14。此時(shí)，在速度比e在e彡el以及e彡e2的范圍內(nèi)時(shí)，如圖所示，行駛驅(qū)動(dòng)力F降低。但是，在速度比e在el <e<e2的范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度不受限制(速度限制關(guān)閉)，行駛驅(qū)動(dòng)力不會(huì)降低。因此，在例如通過換檔開關(guān)8選擇3速或4速作為最高速度級(jí)的情況下，由于是在速度比為el以下以及e2以上之前升檔或降檔，所以能夠抑制行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力的降低。其結(jié)果是，能夠抑制行駛加速性能的降低和爬坡行駛時(shí)的速度降低，能夠提高行駛性能。另外，在速度比e在el < e < e2的范圍內(nèi)時(shí)，即使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw和TC油溫 Tt分別超過規(guī)定值Twl、Ttl也不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行限制，但是，由于此時(shí)TC 2的動(dòng)力損失小，所以發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw和TC油溫Tt不會(huì)超過容許界限值，即使不限制發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度也沒問題。假如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw和TC油溫Tt有超過容許界限值的情況，則是發(fā)動(dòng)機(jī)1或TC 2的設(shè)定本身有問題。圖11是示出作為本實(shí)施例的比較例的行駛驅(qū)動(dòng)力的特性的圖。在圖中，特性 fll fl4是不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行限制時(shí)的特性，特性f31 f34(虛線)是與速度比 e無關(guān)地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度一律進(jìn)行限制時(shí)的特性。如圖11所示，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度一律進(jìn)行限制的情況下，在車速ν的整個(gè)區(qū)域內(nèi)行駛驅(qū)動(dòng)力F都低。因此，加速性能的降低和爬坡行駛時(shí)的速度減低成為問題，作業(yè)性能惡化。而在本實(shí)施方式中，能夠在抑制行駛驅(qū)動(dòng)力的降低的同時(shí)，防止過熱。例如，如圖 12所示，在使車輛100突入到成堆的砂土 130等中并取入到鏟斗內(nèi)之后，使車輛100后退并轉(zhuǎn)換方向，向著翻斗車140前進(jìn)并將鏟斗內(nèi)的砂土裝載到翻斗車140中，由此進(jìn)行所謂的基于V循環(huán)的裝載作業(yè)，在該裝載作業(yè)中，需要大的行駛驅(qū)動(dòng)力F。因此，通過換檔開關(guān)8選擇1速或2速作為最高速度級(jí)。在該情況下，在本實(shí)施方式中也是在速度比e < el的范圍內(nèi)，最大驅(qū)動(dòng)力F降低，但是驅(qū)動(dòng)力F降低的范圍窄，因此在實(shí)際使用中沒有問題。此外，在向翻斗車140進(jìn)行裝載作業(yè)時(shí)，通常，如圖13所示，作業(yè)員在2速狀態(tài)下一邊最大程度踏入油門踏板12a，一邊操作液壓缸114、115以使鏟斗122上升，與此同時(shí)使車輛100向著翻斗車140前進(jìn)。在該情況下，行駛剛開始之后，行駛負(fù)載高，TC速度比為el 以下，從而發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度受到限制，但是，在行駛開始后，速度比立即變得比el大， 發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度的控制被解除，因此，能夠使車速ν以及鏟斗122的驅(qū)動(dòng)速度變快。然后，當(dāng)鏟斗122的位置上升到適于傾倒裝載的位置，并且車輛接近翻斗車140 后，作業(yè)員對(duì)油門踏板1 進(jìn)行復(fù)位操作以使車輛減速。此時(shí)，由于只要速度比為e2以上， 發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度就受到限制，所以，即使不對(duì)油門踏板1 進(jìn)行復(fù)位操作也能夠使車輛減速，因此，向翻斗車140的裝載作業(yè)很容易。根據(jù)本實(shí)施方式能夠?qū)崿F(xiàn)以下的作用效果。(1)即使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw與TC油溫Tt分別比規(guī)定值Twl、Ttl高，當(dāng)TC速度比e在el < e < e2的范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度也不受限制(速度限制關(guān)閉)，TC速度比e在el以下以及e2以上的范圍內(nèi)時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度只降低規(guī)定量ΔΝ(速度限制開啟)。即，在TC效率η高的實(shí)際使用區(qū)域中不限制發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度，在TC效率η低的區(qū)域中限制發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度以抑制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和TC 2的輸入動(dòng)力。由此， 能夠防止行駛驅(qū)動(dòng)力F的不足引起的作業(yè)性能惡化，并且能夠抑制TC 2的動(dòng)力損失導(dǎo)致的 TC油溫Tt和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Twl的上升，能夠防止過熱。(2)將規(guī)定值el設(shè)定為比作為降檔基準(zhǔn)的速度比el’小的值，并且將規(guī)定值e2設(shè)定為比作為升檔的基準(zhǔn)的速度比e2’大的值。由此，在自動(dòng)變速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度不受限制，能夠?qū)⑿旭傭?qū)動(dòng)力F的降低抑制在最小限度。
另外，在上述實(shí)施方式中，若發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw超過規(guī)定值Twl，或者TC油溫Tt 超過規(guī)定值Ttl，則如圖14的特性f41 (實(shí)線)所示，使得發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度從Nmax降低至Ns，但是，也可以如特性f42(虛線)所示，使發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度隨著發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw和TC油溫Tt的上升而慢慢降低。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw從規(guī)定值Twl到規(guī)定值 Tw2 (例如100°C )的范圍、以及TC油溫Tt從規(guī)定值Ttl到規(guī)定值Tt2 (例如115°C )的范圍，使發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度的限制量ΔΝ慢慢增加。由此，能夠防止行駛性能急劇變化，能夠防止沖擊的發(fā)生。另外，也可以將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw的容許界限值以及TC油溫Tt的容許界限值分別設(shè)定為規(guī)定值Tw2、Tt2。此外，雖然省略圖示，但是當(dāng)TC速度比e在el < e < e2的范圍內(nèi)變化時(shí)，也可以使發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度從Ns逐漸增加到Nmax。在上述實(shí)施方式中，當(dāng)TC速度比在el (第一規(guī)定值)以下以及e2(第二規(guī)定值) 以上的限制速度比區(qū)域中時(shí)，若檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw為規(guī)定值Twl以上或是TC油溫 Tt為規(guī)定值Ttl以上的過熱狀態(tài)時(shí)，限制發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度，但是，也可以只在速度比為 el以下時(shí)或者只在為e2以上時(shí)限制發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度。作為限制發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度的模式，例如設(shè)定三種模式TC速度比e為el以下和為e2以上這雙方、只在el以下時(shí)、只在e2以上時(shí)，并能夠通過選擇開關(guān)任意地選擇任一模式。TC效率η的特性不限于圖4所示，只要能夠在TC效率η為規(guī)定值以下時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度限制到比上限值Nmax低的限制旋轉(zhuǎn)速度Ns，那么作為速度限制機(jī)構(gòu)的控制器10中的處理可以是任意的。經(jīng)由TC 2及變速器3將發(fā)動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)傳遞至車輪6 的行駛驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)也不限于圖2所示的結(jié)構(gòu)。只要能夠根據(jù)加速踏板12a的操作量控制發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，那么作為旋轉(zhuǎn)速度控制機(jī)構(gòu)的控制器10和發(fā)動(dòng)機(jī)1的構(gòu)成可以是任意的。通過旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)器14、15檢測(cè)出TC速度比e，但速度比檢測(cè)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成可以是任意的。只要能夠檢測(cè)出與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw有相關(guān)關(guān)系的物理量，那么作為水溫檢測(cè)機(jī)構(gòu)的水溫檢測(cè)器17的構(gòu)成可以是任意的。只要能夠檢測(cè)出與TC油溫Tt有相關(guān)關(guān)系的物理量， 那么作為油溫檢測(cè)機(jī)構(gòu)的油溫檢測(cè)器觀的構(gòu)成可以是任意的。以上，對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于輪式裝載機(jī)的例子進(jìn)行了說明，但是在TC驅(qū)動(dòng)的其他作業(yè)車輛中也能夠同樣地應(yīng)用本發(fā)明。即，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的特征、功能，并不限于本發(fā)明的實(shí)施方式的作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置。本申請(qǐng)以日本國(guó)專利申請(qǐng)2009-027276號(hào)(2009年2月9日)為基礎(chǔ)，在此其內(nèi)容作為引用部分寫入本申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)速度控制裝置，根據(jù)油門踏板的操作量來控制原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度； 行駛驅(qū)動(dòng)裝置，將所述原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由液力變扭器及變速器而傳遞至車輪； 水溫檢測(cè)裝置，檢測(cè)出與所述原動(dòng)機(jī)的冷卻水溫有相關(guān)關(guān)系的物理量； 速度比檢測(cè)裝置，檢測(cè)出所述液力變扭器的輸入軸與輸出軸的速度比；和速度限制裝置，當(dāng)通過所述速度比檢測(cè)裝置檢測(cè)出的速度比處于液力變扭器效率為規(guī)定值以下的限制速度比區(qū)域中時(shí)，若通過所述水溫檢測(cè)裝置檢測(cè)出冷卻水溫處于規(guī)定值以上的過熱狀態(tài)，則將所述原動(dòng)機(jī)的最高旋轉(zhuǎn)速度限制在比上限值低的限制旋轉(zhuǎn)速度。
2.—種作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)速度控制裝置，根據(jù)油門踏板的操作量來控制原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度； 行駛驅(qū)動(dòng)裝置，將所述原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由液力變扭器及變速器而傳遞至車輪； 油溫檢測(cè)裝置，檢測(cè)出與所述液力變扭器的工作油溫有相關(guān)關(guān)系的物理量； 速度比檢測(cè)裝置，檢測(cè)出所述液力變扭器的輸入軸與輸出軸的速度比；和速度限制裝置，當(dāng)通過所述速度比檢測(cè)裝置檢測(cè)出的速度比處于液力變扭器效率為規(guī)定值以下的限制速度比區(qū)域中時(shí)，若通過所述油溫檢測(cè)裝置檢測(cè)出工作油溫處于規(guī)定值以上的過熱狀態(tài)，則將所述原動(dòng)機(jī)的最高旋轉(zhuǎn)速度限制在比上限值低的限制旋轉(zhuǎn)速度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，所述液力變扭器具有如下特性在速度比小的第一區(qū)域中，液力變扭器效率隨著速度比的增加而增加，在速度比大的第二區(qū)域中，液力變扭器效率隨著速度比的增加而減少，所述限制速度比區(qū)域是所述第一區(qū)域內(nèi)的、速度比為第一規(guī)定值以下的區(qū)域；以及所述第二區(qū)域內(nèi)的、速度比為第二規(guī)定值以上的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，還具有自動(dòng)變速裝置，該自動(dòng)變速裝置在所述檢測(cè)出的速度比減少到比所述第一規(guī)定值大的降檔速度比時(shí)，使所述變速器的速度級(jí)降檔；在所述檢測(cè)出的速度比增加到比所述第二規(guī)定值小的升檔速度比時(shí)，使所述變速器的速度級(jí)升檔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種作業(yè)車輛的原動(dòng)機(jī)控制裝置，其包括旋轉(zhuǎn)速度控制裝置，根據(jù)油門踏板的操作量來控制原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；行駛驅(qū)動(dòng)裝置，將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由液力變扭器及變速器而傳遞至車輪；水溫檢測(cè)裝置，檢測(cè)出與原動(dòng)機(jī)的冷卻水溫有相關(guān)關(guān)系的物理量；速度比檢測(cè)裝置，檢測(cè)出液力變扭器的輸入軸與輸出軸的速度比；和速度限制裝置，當(dāng)通過速度比檢測(cè)裝置檢測(cè)出的速度比處于液力變扭器效率為規(guī)定值以下的限制速度比區(qū)域中時(shí)，若通過水溫檢測(cè)裝置檢測(cè)出冷卻水溫處于規(guī)定值以上的過熱狀態(tài)，則將原動(dòng)機(jī)的最高旋轉(zhuǎn)速度限制在比上限值低的限制旋轉(zhuǎn)速度。
文檔編號(hào)F16H59/46GK102333945SQ20108000723
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者東宏行, 中園裕喜, 兵藤幸次, 島津淳志, 青木勇 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社