CN101535104A

CN101535104A - 作业车辆的控制装置

Info

Publication number: CN101535104A
Application number: CNA2007800407321A
Authority: CN
Inventors: 小高克明; 佐竹英敏; 一村和弘
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: KR20090088906A; EP2116435A4; CN101535104B; JP2008149802A; US8388498B2; EP2116435A1; KR101384719B1; US20100016123A1; JP4956171B2; EP2116435B1; WO2008072662A1

Abstract

本发明提供一种作业车辆的控制装置，具有：通过停车制动器指令开始动作的负压型的停车制动器装置；输出停车制动器指令的输出部；根据驾驶者的制动器踏板的操作进行动作的脚踏刹车装置；在通过输出部输出停车制动器指令时，与驾驶者的踏板操作无关地使脚踏刹车装置动作的制动器控制部。

Description

作业车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及轮式液压挖掘机及轮式装载机等作业车辆的控制装置。

背景技术

一直以来，这种作业车辆具有负压型的停车制动器，从液压源供给制动解除压从而解除停车制动器的制动，停止制动解除压的供给从而使停车制动器工作(例如参照专利文献1)。该专利文献1记载的装置中，在变速箱上设置第一及第二离合器装置，通过停车制动器的动作指令，同时使第一及第二离合器装置成为卡合状态，从而锁定变速箱，使停车制动器工作。

专利文献1：日本特开2002-79931号公报

但是，所述负压型的停车制动器，在从停车制动器动作指令输出到停车制动器完全地进行动作期间存在时间滞后。因此，在坡道等处使停车制动器进行动作的情况下，在直到停车制动器完全地进行动作期间，驾驶者需要持续地操作制动器踏板，比较繁琐。

发明内容

本发明的作业车辆的控制装置具有：通过停车制动器指令开始动作的负压型的停车制动器装置；输出停车制动器指令的输出部；根据驾驶者的制动器踏板的操作进行动作的脚踏刹车装置；在通过输出部输出停车制动器指令时，与驾驶者的踏板操作无关地使脚踏刹车装置动作的制动器控制部。

能够在通过输出部输出停车制动器指令时，仅使脚踏刹车装置动作规定时间。

该情况下，优选将从基于停车制动器指令的输出而使停车制动器装置的动作开始后直到停车制动力增加到规定值所需要的时间设定为规定时间。

优选还具有油温检测部，其对使制动解除压作用在停车制动器装置上的压力油的温度进行检测，油温检测部检测出的油温越高，制动器控制部将规定时间设定得越短。

也可以具有检测制动器踏板的操作的踏板操作检测部，能够在通过踏板操作检测部检测出预先设定的踏入操作时，即使没有通过输出部输出停车制动器指令，也与驾驶者的踏板操作无关地使制动器装置动作。

该情况下，优选预先设定的踏入操作为最大踏入操作。

可以具有检测车速的车速检测部，在通过车速检测部检测的车速为规定值以下时，允许停车制动器指令被输出时的脚踏刹车装置的动作；在车速比规定值大时，禁止停车制动器指令被输出时的脚踏刹车装置的动作。

停车制动器装置可以由具有第一离合器装置和第二离合器装置的变速箱构成，该第一离合器装置和第二离合器装置为将行驶用的动力传递给车轴的负压型，在停车制动器指令输出时，该变速箱使第一离合器装置和第二离合器装置同时卡合从而阻止车轴的旋转。

能够构成为第一离合器装置和第二离合器装置通过弹簧的弹压力分别卡合，并通过液压力分别释放。

可以在第一离合器装置被释放，并且，第二离合器装置被卡合时，变速箱成为第一变速比，在第一离合器装置被卡合，并且，第二离合器装置被释放时，变速箱成为比第一变速比小的第二变速比。

以上的控制装置优选适用于具有通过液压马达使车轮旋转的行驶装置、挖掘装置的行驶式作业车辆。

发明的效果

根据本发明，在输出停车制动器指令时，由于能够与驾驶者的踏板操作无关地使脚踏刹车装置动作，因此，在坡道等处使停车制动器动作的情况下，驾驶者无需操作制动器踏板，能够容易地使停车制动器动作。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的作业车辆的控制装置的结构的图。

图2是表示由图1的CPU执行的处理的一例的流程图。

图3是对本发明的实施方式的控制装置的动作进行说明的图。

图4是表示图3的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照图1～图4对本发明的作业车辆的控制装置的实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的控制装置的结构的图，主要表示行驶用的液压回路图。该控制装置设置在液压挖掘机或轮式装载机等装备了轮胎的、在施工现场或一般道路上行驶的作业车辆上。这种作业车辆具有由动臂及铲斗构成的挖掘装置。挖掘装置通过液压缸等液压致动器驱动。

来自由发动机(原动机)1驱动的主泵2的喷出油，其方向及流量由控制阀3分别控制，该喷出油通过联轴器5并经过背压阀6被供给到行驶马达7。行驶马达7的旋转通过变速箱8变速，并经由车轴9、轮轴10传递到轮胎11，从而作业车辆行驶。

变速箱8为公知的变速箱，具有由太阳齿轮、行星齿轮、内齿轮构成的行星减速机构和分别设在该太阳齿轮侧及内齿轮侧的离合器81、82。即，虽省略图示，但离合器81、82具有分别内置了弹簧的离合器用液压缸，通过弹簧的弹压力，离合器用液压缸被摩擦盘推压，由此离合器81、82成为卡合状态。另外，通过抵抗弹簧力而作用的来自液压源12的液压力，离合器用液压缸的推压力被消除，由此离合器81、82成为释放状态。作用在离合器81、82上的液压力由电磁切换阀13的驱动控制。此外，将通过弹簧的弹压力成为卡合状态且通过液压力成为释放状态的离合器称为负压型(negative-type)的离合器。

电磁切换阀13由来自CPU30(控制器)的控制信号切换。此外，控制器构成为包括CPU30、ROM、RAM、具有其他周边回路等的计算处理装置，在图中用CPU30代表控制器。在电磁切换阀13被切换到位置A时，来自液压源12的压力油经由管路14作用在离合器81上。由此，离合器81释放，离合器82成为卡合状态，变速箱8成为规定的变速比R1(低速齿轮)。在该状态下，基于行驶马达7的旋转而产生的行驶用的动力被传递给车轴9，能够进行低速高扭矩的一速行驶。在电磁切换阀13被切换到位置B时，来自液压源12的压力油经由管路15作用在离合器82上。由此，离合器82释放，离合器81成为卡合状态，变速箱8成为规定的变速比R2(高速齿轮)，能够进行高速低扭矩的二速行驶。此外，变速比R1比变速比R2大。

另一方面，在电磁切换阀13被切换到位置C时，管路14、15与油箱连通。该情况下，由于离合器81及82通过弹力成为卡合状态，所以变速箱8被锁定从而车轴9的旋转被阻止。在本实施方式中，将阻止该车轴9旋转的离合器81、82作为停车制动器使用。在解除停车制动器的情况下，在一侧的离合器81或82上作用压力油(制动解除压)，使离合器81或82成为释放状态。此外，将通过弹簧的弹压力进行动作，并通过液压力被解除的制动器称为负压型的停车制动器。

这样构成的停车制动器中，即使电磁切换阀13被切换到位置C，离合器81、82内的压力也并不立即成为油箱压，在停车制动器的动作中产生滞后。此外，可以在变速箱8和电磁切换阀13之间的管路14、15上经由节流阀连接蓄能器，该情况下，在停车制动器的动作中产生进一步的滞后。

行驶用先导回路具有：由发动机1驱动并生成压力油的先导液压源16；与油门踏板17的踏入对应地产生先导二次压力的行驶先导阀18；后续于该先导阀18，并延迟向先导阀18的返回油的单向节流阀19；连接在该单向节流阀19上，且对车辆的前进、后退、中立进行选择的前进后退切换阀20。前进后退切换阀20通过操作杆21的操作被切换。来自先导液压源16的先导压作用在控制阀3的先导口上并驱动控制阀3。通过油门踏板17对此时的阀行程量进行调整，由此能够对车辆的行驶速度进行调整。

在作业车辆中，设有公知的液压脚踏制动器(service brake脚踏刹车)，提供与制动器踏板22的操作对应的减速力。该脚踏制动器用先导回路具有：由发动机1驱动且产生压力油的先导液压源23；根据制动器踏板22的踏入产生先导二次压力(制动器工作压)的制动阀24。通过制动器踏板22的操作，来自制动阀24的制动器工作压分别作用在前轮用制动器装置25及后轮用制动器装置26上。由此，根据踏板操作，制动器装置25、26进行动作，能够在行驶时将制动器装置25、26作为脚踏刹车使用。

在制动阀24上经由电磁阀27连接有液压源12。电磁阀27通过来自CPU30的信号被切换。在电磁阀27被切换到位置A时，来自液压源12的先导压作用的制动阀24上。由此，制动阀24被驱动，来自液压源23的压力油作用在制动器装置25、26上。因此，不操作制动器踏板22也能够使制动器装置25、26动作，能够在挖掘作业等作业时将制动器装置25、26作为作业制动器使用。

另一方面，在电磁阀27被切换到位置B时，先导压从液压源12向制动阀24的作用停止。在该状态下，作业制动器被解除，能够通过制动器踏板22的操作使制动器装置25、26动作。此外，在电磁阀27被切换到位置A时，制动器装置25、26立即进行动作，作业制动器比停车制动器响应性好。电磁阀27例如通过未图示的作业制动器开关的ON操作被切换到位置A，通过OFF操作被切换到位置B。

电磁切换阀13和电磁阀27被CPU30控制。在CPU30上连接有：对来自制动阀24的制动器工作压即制动器踏板22的操作进行检测的压力传感器31；对停车制动器的动作进行指令的停车制动器开关32；对一速/二速的变速进行指令的变速开关33；检测车速的车速传感器34。在CPU30中执行以下的处理。

图2为表示在CPU30中执行的处理的一例的流程图。该流程图例如通过发动机钥匙开关的ON操作启动。此外，在初期状态下，电磁阀27被切换到位置B。在步骤S1中，对停车制动器开关32是否为ON进行判断。在判断为停车制动器开关32为OFF时进入步骤S6，对变速开关33的操作进行判断。在判断为变速开关33指令一速行驶时进入步骤S7，将电磁切换阀13切换到位置A。在判断为变速开关33指令二速行驶时进入步骤S8，将电磁切换阀13切换到位置B。

另一方面，在步骤S1中判断停车制动器开关32为ON时进入步骤S2。在步骤S2中，将电磁阀27切换到位置A，使作业制动器进行动作。然后，在步骤S3中将电磁切换阀13切换到位置C，使从液压源12向离合器81、82的压力油的作用停止。

在步骤S4中，对从停车制动器开关32为ON开始是否经过规定时间进行判断。规定时间为从使停车制动器开关32为ON开始到离合器81、82内成为油箱压的时间，即预设为与停车制动器开始动作到完全动作的时间相同程度的时间。在步骤S4为否定时回到步骤S2，反复进行同样的处理。在步骤S4为肯定时进入步骤S5，将电磁阀27切换到位置B，解除作业制动器。

对本实施方式的作业车辆的控制装置的特征动作进行说明。

(1)行驶时

在使停车制动器开关32为OFF的状态下，在由变速开关33指令一速行驶时，电磁切换阀13被切换到位置A，来自液压源12的压力油经由管路14作用在离合器81上(步骤S7)。由此，成为离合器81释放且离合器82卡合的状态，变速箱8成为规定的变速比R1，通过油门踏板17的操作能够进行低速高扭矩的一速行驶。另外，在由变速开关33指令二速行驶时，电磁切换阀13被切换到位置B，来自液压源12的压力油经由管路15作用在离合器82上(步骤S8)。由此，成为离合器82释放且离合器81卡合的状态，变速箱8成为规定的变速比R2，能够进行高速低扭矩的二速行驶。在行驶时操作制动器踏板22时，来自液压源24的压力油作用在制动器装置25、26上，并能够根据制动器踏板22的操作量对车辆进行减速。

(2)停车时

通过图3(a)的时间图表对停车时的动作进行说明。此外，图中的作业制动器表示作用在制动器装置25、26上的液压力的大小，停车制动器表示作用在离合器81、82上的液压力的大小。作业制动器的制动力随着作用在制动器装置25、26上的液压力的增加而增加，并且停车制动器的制动力随着作用在离合器81、82上的液压力的减少而增加。

例如在车辆停车状态下，若在使作业制动器开关为OFF的状态下使停车制动器开关32为ON(时刻t1)，则电磁阀27被切换到位置A，并且，电磁切换阀13被切换到位置C(步骤S2、步骤S3)。由此，来自液压源23的压力油作用在制动器装置25、26上，作业制动器开始动作。另外，向离合器81或82的压力油的作用停止，从离合器用液压缸向摩擦盘作用推压力，停车制动器开始动作。此时，作用在离合器81或82上的压力慢慢下降，停车制动力慢慢增加。在时刻t2停车制动力成为最大，停车制动器完全地进行动作(ON)。在时刻t3，从使停车制动器开关32成为ON后经过规定时间，电磁阀27被切换到位置B(步骤S5)。由此，作业制动器被解除(OFF)。

这样，通过停车制动器开关32的操作，使作业制动器成为ON，并在规定时间后使作业制动器成为OFF，由此，在停车制动器完全地动作之前阻止车辆的移动，能够防止在坡道等处对停车制动器开关进行操作时的不希望的车辆溜车。因此，在直到停车制动器完全地动作期间，驾驶者无需继续操作制动器踏板22，使停车制动器动作时的操作比较容易。

根据本实施方式，能够得到以下的作用效果。

(1)通过停车制动器开关32的操作，与停车制动器的动作开始的同时，使作业制动器动作。由此，即使负压型的停车制动器装置的动作存在滞后，也能够通过作业制动器阻止了车辆的移动，防止在坡道等处因误操作出现车辆溜车的情况。在操作停车制动器开关32后马上离开驾驶席的情况下，车辆也不会移动，安全性高。

(2)由于从停车制动器开关32的操作开始经过规定时间后解除作业制动器，所以能够将作业制动器的动作时间抑制在最小限度。其结果就是，停车制动器和作业制动器同时动作的时间变短，能够防止因齿轮的齿隙等，被作业制动器拖曳而对停车制动器作用不合理的力的情况。

(3)由于使变速箱8具有停车制动器的功能，所以无需另外设置停车制动器，能够降低零件数目。

此外，在图3(a)中，在停车制动器完全动作后解除作业制动器，但是，也可以在停车制动器完全动作前解除作业制动器。即，只要停车制动力为一定水平以上，即使解除作业制动器，实质上也没有问题，规定时间的设定不限于所述情况。压力油从离合器81、82流出的速度，即停车制动器的响应性根据油温发生变化。因此，例如通过油温传感器检测出管路14、15内的油温，可以使作业制动器进行动作的规定时间根据油温进行变更。该情况下，如图3(b)所示，若油温高，则油的粘性变小，到停车制动器完全动作所需的时间缩短，所以油温越高可以将所述规定时间设定得越短。

在停车制动器开关32为ON时，也可以不立即切换电磁阀27和电磁切换阀13，而在通过车速传感器34检测的车速成为规定值以下的低速行驶状态时进行切换。由此，如图4所示，在高速行驶时操作停车制动器开关32的情况下，在车速比规定值大的状态下，作业制动器和停车制动器为非动作状态，在时刻t4车速成为规定值以下时，作业制动器动作，停车制动器开始动作。因此，能够防止高速行驶时发生紧急制动的情况。

通过作业制动器开关的ON操作将电磁阀27切换到位置A，而使作业制动器动作，但也可以在进行规定的踏板操作时，或在规定的车辆状态成立时，将电磁阀27切换到位置A。例如在车速为规定值以下的状态下，在制动器踏板22被操作了规定量以上踏入操作时(例如最大踏入操作时)，可以将电磁阀27切换到位置A，而使作业制动器动作。由此，无需将手从操作杆离开，只要通过制动器踏板22的操作就能够使作业制动器动作，不需要复杂的操作。另外，也可以在作业制动器动作并暂时停止制动器踏板22的操作后，在制动器踏板22再次被进行了规定量以上踏入操作时，将电磁阀27切换到位置B，解除作业制动器。

踏板22的规定量以上的踏入操作(例如最大踏入操作)能够通过压力传感器31检测出。可以在规定量以上的踏入操作持续了规定时间时，使作业制动器进行动作或被解除。由此，即使驾驶者在瞬间操作制动器踏板22，作业制动器也不会进行动作或被解除，因此，能够防止作业制动器频繁进行动作或被解除。除压力传感器以外也可以使用踏板操作检测部。

此外，在所述实施方式中，通过变速箱8的离合器81(第一离合器装置)及82(第二离合器装置)构成停车制动器装置，但是，也可以除离合器81、82之外另设停车制动器，停车制动器装置的结构不限于此。通过停车制动器开关32输出停车制动器指令，但是，也可以通过其他的输出部输出。通过停车制动器开关32的ON操作来切换电磁阀27，并且与制动器踏板22的操作无关地使制动器装置25、26动作，但是，制动器控制部的结构不限于此。可以另外设置与制动器装置25、26不同的作业制动器，而不将脚踏刹车装置兼用作作业制动器。通过离合器81的释放且离合器82的卡合使变速箱8的变速比成为R1(第一变速比)，并通过离合器81的卡合且离合器82的释放使变速比成为R2(第二变速比)，但是离合器装置的结构不限于此。

将停车制动器开始动作到完全动作的时间设定为规定时间，并仅在规定时间使作业制动器(脚踏刹车装置)动作，但是，规定时间的设定不限于此。例如可以将停车制动力成为规定值以上所需要的时间设定为规定时间。可以检测出与停车制动力具有相关关系的物理量，并根据该物理量对作业制动器的动作进行控制，也可以以时间以外的物理量作为参数。例如可以通过压力传感器检测作用在离合器81、82上的液压力，并在该液压力为规定值以下时，将电磁阀27切换到位置B，使作业制动器为OFF。即只要能实现本发明的特征、功能，本发明不限于实施方式的作业车辆的控制装置。

本申请以日本国专利申请2006-337935号(2006年12月15日申请)为基础，并在此援引其内容。

Claims

1.一种作业车辆的控制装置，其特征在于，具有：

通过停车制动器指令开始动作的负压型的停车制动器装置；

输出所述停车制动器指令的输出部；

根据驾驶者的制动器踏板的操作进行动作的脚踏刹车装置；

在通过所述输出部输出停车制动器指令时，与驾驶者的踏板操作无关地使所述脚踏刹车装置动作的制动器控制部。

2.如权利要求1所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

在由所述输出部输出停车制动器指令时，所述制动器控制部仅使所述脚踏刹车装置动作规定时间。

3.如权利要求2所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

所述规定时间被设定为，从基于停车制动器指令的输出而使所述停车制动器装置的动作开始后直到停车制动力增加到规定值所需要的时间。

4.如权利要求2或3所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

所述控制装置还具有油温检测部，其对使制动解除压作用在所述停车制动器装置上的压力油的温度进行检测，

所述油温检测部检测出的油温越高，所述制动器控制部将所述规定时间设定得越短。

5.如权利要求1～3的任一项所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

所述控制装置还具有检测所述制动器踏板的操作的踏板操作检测部，

在所述踏板操作检测部检测出预先设定的踏入操作时，即使通过所述输出部没有输出停车制动器指令，所述制动器控制部也与驾驶者的踏板操作无关地使所述制动器装置动作。

6.如权利要求5所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

所述预先设定的踏入操作为最大踏入操作。

7.如权利要求1～6的任一项所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

所述控制装置还具有检测车速的车速检测部，

在所述车速检测部检测的车速为规定值以下时，所述制动器控制机构允许所述停车制动器指令被输出时的所述脚踏刹车装置的动作；在车速比所述规定值大时，所述制动器控制机构禁止所述停车制动器指令被输出时的所述脚踏刹车装置的动作。

8.如权利要求1～7的任一项所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

所述停车制动器装置由具有第一离合器装置和第二离合器装置的变速箱构成，所述第一离合器装置和第二离合器装置为将行驶用的动力传递给车轴的负压型，

在所述停车制动器指令输出时，该变速箱使所述第一离合器装置和第二离合器装置同时卡合从而阻止车轴的旋转。

9.如权利要求8所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

所述第一离合器装置和第二离合器装置通过弹簧的弹压力分别卡合，并通过液压力分别释放。

10.如权利要求8或9所述的作业车辆的控制装置，其特征在于，

在所述第一离合器装置被释放，并且所述第二离合器装置被卡合时，所述变速箱成为第一变速比；在所述第一离合器装置被卡合，并且所述第二离合器装置被释放时，所述变速箱成为比所述第一变速比小的第二变速比。

11.一种行驶式作业车辆，其特征在于，具有：

权利要求1～10的任一项所述的控制装置；

通过液压马达使车轮旋转的行驶装置；

挖掘装置。