1.本公开涉及履带式作业机械。


背景技术：

2.在履带式作业机械(例如推土机等)中，发动机的动力经由变速器向左右的驱动轮传递，利用左右的驱动轮驱动左右的履带。
3.在这种履带式作业机械中，通过对与左右的驱动轮对应地设置的左右的转向离合器以及转向制动器进行液压控制，执行左右的回转。
4.例如在行驶中向左缓慢回转的情况下，使左转向离合器部分卡合，并且使左转向制动器开放。另外，在行驶中向左急回转的情况下，使左转向离合器开放，并且使左转向制动器完全卡合或者部分卡合。
5.在专利文献1中，提出了通过基于实际回转角速度与目标回转角速度的偏差对转向离合器以及转向制动器进行液压控制来使实际回转半径近似于目标回转半径的方法。然而，在专利文献1所记载的方法中，基于根据转向杆的操作量设定的目标回转角速度的值，决定开放转向离合器以及转向制动器中的哪一个。因此，在倾斜地行驶中、推土作业中，有时难以使实际回转半径与目标回转半径近似。
6.因此，在专利文献2中，提出了根据倾斜地行驶中、推土作业中等行驶状态选择转向离合器以及转向制动器的调制特性的方法。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1:日本特开2000－142455号公报
10.专利文献2:日本特开2000－177618号公报


技术实现要素：

11.发明将要解决的课题
12.然而，在专利文献2的方法中，为了选择适合所有行驶状态的调制特性，不仅需要准备多个调制特性，还需要为了准确地判定行驶状态而取得庞大的输入参数。
13.本公开的课题在于提供能够简便地使实际回转半径与目标回转半径近似的履带式作业机械。
14.用于解决课题的手段
15.本公开的一方面的履带式作业机械具备发动机、左右的驱动轮、动力传递装置、左右的转向离合器、左右的转向制动器以及控制部。左右的驱动轮使左右的履带驱动。动力传递装置传递来自发动机的动力。左右的转向离合器传递或者切断从动力传递装置向左右的驱动轮的每一个的动力。左右的转向制动器对左右的驱动轮的旋转进行制动。控制部通过控制左右的转向离合器以及左右的转向制动器来执行车辆的回转控制。控制部基于实际回转半径与目标回转半径的偏差或者实际方位与目标方位的偏差，切换离合器控制与制动器
控制。
16.发明效果
17.根据本公开的履带式作业机械，能够简便地使实际回转半径与目标回转半径近似。
附图说明
18.图1是履带式作业机械的一个例子的推土机的立体图。
19.图2是表示推土机的动力传递系统的构成的示意图。
20.图3是推土机的动力传递系统的概略系统构成图。
21.图4是用于说明控制部所进行的回转控制的示意图。
22.图5是用于说明控制部所进行的回转控制的示意图。
23.图6是用于说明控制部所进行的回转控制的示意图。
24.图7a是用于说明初期的控制模式的设定的流程图。
25.图7b是用于说明反馈控制的流程图。
26.图8a是用于说明从离合器控制模式移至制动器控制模式的情形的图
27.图8b是用于说明从离合器控制模式移至制动器控制模式的情形的图
28.图8c是用于说明从离合器控制模式移至制动器控制模式的情形的图
29.图8d是用于说明从离合器控制模式移至制动器控制模式的情形的图图9是变形例5的动力传递系统的概略系统构成图。
具体实施方式
30.[推土机1的构成]
[0031]
图1是作为履带式作业机械的一个例子的推土机1的立体图。
[0032]
推土机1具备：具有左右的链轮2l、2r(左右的驱动轮的一个例子)以及左右的履带3l、3r的左右的行驶装置4l、4r；设于车辆前部的推土铲5；以及设于车辆后部的松土装置6。
[0033]
该推土机1能够进行基于推土铲5的压土等作业、基于松土装置6的粉碎以及挖掘等作业。
[0034]
[动力传递系统的构成]
[0035]
图2是表示推土机1的动力传递系统的构成的示意图。图3是推土机1的动力传递系统的概略系统构成图。但是，在图3中，省略了发动机10、减振器15以及变矩器16。
[0036]
推土机1具有发动机10、动力传递装置11、左右的转向离合器12l、12r、左右的转向制动器13l、13r以及控制部30。
[0037]
动力传递装置11传递来自发动机10的动力。动力传递装置11包含减振器15、变矩器16、变速器17、小齿轮18、锥齿轮19以及横轴20。在动力传递装置11中，来自发动机10的动力经由减振器15向变矩器16传递。变矩器16的输出轴连结于变速器17的输入轴，从变矩器16向变速器17传递动力。从变速器17输出的动力经由小齿轮18以及锥齿轮19向横轴20传递。
[0038]
传递到横轴20的动力经由左转向离合器12l、左输出轴21l以及左终减速装置22l向左链轮2l传递，并且经由右转向离合器12r、右输出轴21r以及右终减速装置22r向右链轮
2r传递。
[0039]
在各链轮2l、2r卷绕有履带3l、3r。若链轮被旋转驱动，则履带3l、3r被驱动，由此推土机1行驶。
[0040]
左右的转向离合器12l、12r将从动力传递装置11向左右的链轮2l、2r的动力传递或者切断。左右的转向离合器12l、12r分别是能够通过液压切换为卡合状态(即，动力传递状态)与开放状态(即，动力切断状态)的液压离合器。左右的转向离合器12l、12r的卡合包含完全卡合与部分卡合。若左转向离合器12l被卡合，则来自锥齿轮19的动力向左链轮2l传递。若右转向离合器12r被卡合，则来自锥齿轮19的动力向右链轮2r传递。
[0041]
压力油相对于左右的转向离合器12l、12r的供给以及排出由离合器用控制阀27l、27r控制。左右的转向离合器12l、12r是被动类型的液压离合器，在未被供给液压时完全卡合，在供给的液压比规定值低时部分卡合，在供给的液压为规定值以上时开放。
[0042]
在本实施方式中，左右的转向离合器12l、12r配置于动力传递装置11与左右的链轮2l、2r之间。
[0043]
左右的转向制动器13l、13r对左右的链轮2l、2r的旋转进行制动。左右的转向制动器13l、13r是能够通过液压切换为卡合状态(即，制动状态)与开放状态(即，非制动状态)的液压式的制动器。左右的转向制动器13l、13r的卡合包含完全卡合与部分卡合。若左转向制动器13l被卡合，则左转向离合器12l的输出旋转、即左链轮2l的旋转被制动。若右转向制动器13r被卡合，则右转向离合器12r的输出旋转、即右链轮2r的旋转被制动。
[0044]
压力油相对于左右的转向制动器13l、13r的供给以及排出由制动器用控制阀28l、28r控制。左右的转向制动器13l、13r是始终制动类型的液压制动器，在未被供给液压时完全卡合，在供给的液压比规定值低时部分卡合，在供给的液压为规定值以上时开放。
[0045]
在本实施方式中，左右的转向制动器13l、13r配置于左右的转向离合器12l、12r与左右的链轮2l、2r之间。
[0046]
在左右的转向制动器13l、13r的输出侧设置左右的转速检测传感器32l、32r。左右的转速检测传感器32l、32r检测左右的转向制动器13l、13r的输出转速。左右的转速检测传感器32l、32r将检测出的输出转速向控制部30发送。
[0047]
控制部30从在操作人员的转向操作中使用的转向杆35取得转向指令。控制部30根据操作人员对转向杆35的操作，执行车辆的回转控制。具体而言，控制部30在转向杆35被操作时，根据转向杆35的操作方向设定回转方向(右方向或者左方向)，并且根据转向杆35的操作量设定目标回转半径ra。控制部30经由离合器用控制阀27l、27r以及制动器用控制阀28l、28r控制左右的转向离合器12l、12r以及左右的转向制动器13l、13r，以使车辆朝向所设定的回转方向以所设定的目标回转半径ra回转。
[0048]
控制部30在回转控制的执行中，基于从左右的转速检测传感器32l、32r取得的左右的转向制动器13l、13r的输出转速，计算车辆的实际回转半径rb。然后，控制部30基于实际回转半径rb与目标回转半径ra的偏差δr，自动地切换左右的转向离合器12l、12r中的某一方的控制(以下，称作“离合器控制”。)下的回转和左右的转向制动器13l、13r的控制(以下，称作“制动器控制”。)下的回转。
[0049]
在本说明书中，将通过离合器控制回转简称为“离合器控制模式”。在离合器控制模式中，使左右的转向离合器12l、12r中的位于回转方向侧的一方的转向离合器部分卡合，
并且使左右的转向制动器13l、13r中的位于回转方向侧的一方的转向制动器开放。另外，在离合器控制模式中，使左右的转向离合器12l、12r中的位于回转方向的相反侧的另一方的转向离合器完全卡合，并且使左右的转向制动器13l、13r中的位于回转方向的相反侧的另一方的转向制动器开放。在离合器控制模式中，通过控制一方的转向离合器的卡合程度来进行实际回转半径rb的调整。离合器控制模式主要在实际回转半径rb比目标回转半径ra小的情况下使用。
[0050]
在本说明书中，将通过制动器控制回转简称为“制动器控制模式”。制动器控制模式的意思是如下状态：使左右的转向离合器12l、12r中的位于回转方向侧的一方的转向离合器开放，并且使左右的转向制动器13l、13r中的位于回转方向侧的一方的转向制动器完全卡合或者部分卡合。在制动器控制模式中，通过控制一方的转向制动器的卡合程度来进行实际回转半径rb的调整。制动器控制模式主要在实际回转半径rb比目标回转半径ra大的情况下使用。
[0051]
然后，控制部30如图4所示，一边自动地切换离合器控制模式与制动器控制模式而执行回转控制，一边基于实际回转半径rb与目标回转半径ra的偏差δr，以使实际回转半径rb接近目标回转半径ra的方式调整一方的转向离合器或者一方的转向制动器的液压。
[0052]
具体而言，如图5所示，在爬坡中或者推土中等那样的高负载状态下，实际回转半径rb容易小于目标回转半径ra。在该情况下，控制部30在比根据转向杆35的操作量决定的从离合器控制模式向制动器控制模式的切换定时晚的定时，从离合器控制模式切换为制动器控制模式，从而能够高精度地使实际回转半径rb接近目标回转半径ra。此时，离合器压力相对于转向杆35的操作量的斜率变小，制动器压力相对于转向杆35的操作量的斜率变大。
[0053]
另外，如图6所示，在下坡中或者无负载自行中等那样的低负载状态下，实际回转半径rb容易大于目标回转半径ra。在该情况下，控制部30在比根据转向杆35的操作量决定的从离合器控制模式向制动器控制模式的切换定时早的定时，从离合器控制模式切换为制动器控制模式，从而能够高精度地使实际回转半径rb接近目标回转半径ra。此时，离合器压力相对于转向杆35的操作量的倾率变大，制动器压力相对于转向杆35的操作量的倾率变小。
[0054]
[回转控制]
[0055]
接下来，一边参照附图一边对基于控制部30的回转控制进行说明。图7a是用于说明初期的控制模式的设定的流程图。图7b是用于说明反馈控制的流程图。以下的回转控制从车辆直行行驶中的状态开始。
[0056]
在步骤s1中，控制部30判定转向杆35是否被向右回转方向或者左回转方向操作。在转向杆35未被操作的情况下，结束处理。在转向杆35被操作的情况下，处理进入步骤s2。
[0057]
在步骤s2中，控制部30判定转向杆35的操作量是否是规定量以下。在操作量是规定量以下的情况下，处理进入步骤s3，控制部30将回转控制的控制模式设定为离合器控制模式。在操作量不是规定量以下的情况下，处理进入步骤s4，控制部30将回转控制的控制模式设定为制动器控制模式。
[0058]
在步骤s5中，控制部30基于转向杆35的操作量，设定目标回转半径ra。
[0059]
在步骤s6中，控制部30基于从左右的转速检测传感器32l、32r取得的左右的转向制动器13l、13r的输出转速，计算车辆的实际回转半径rb。
[0060]
实际回转半径rb能够根据下述式(1)计算。
[0061][0062]
在式(1)中，b是车宽方向上的各履带3l、3r的车宽方向中央部的间隔，v1是回转方向侧的履带的行驶速度，v2是与回转方向相反的一侧的履带的行驶速度。
[0063]
在步骤s7中，控制部30通过从实际回转半径rb中减去目标回转半径ra而计算偏差δr。
[0064]
在步骤s8中，控制部30判定回转控制的控制模式是离合器控制模式还是制动器控制模式。
[0065]
在步骤s8中判定为回转控制的控制模式是离合器控制模式的情况下，处理进入步骤s9，控制部30判定实际回转半径rb是否比目标回转半径ra大第一阈值th1以上。第一阈值th1例如基于偏差δr与目标回转半径ra之比而设定。第一阈值th1设定为比0大的值。越是减小第一阈值th1，越高精度地进行从离合器控制模式向制动器控制模式的转移，越是增大第一阈值th1，越对从离合器控制模式向制动器控制模式的转移赋予迟滞而抑制振荡。
[0066]
在步骤s9中判定为实际回转半径rb比目标回转半径ra大第一阈值th1以上的情况下，处理进入步骤s10，控制部30使回转控制的控制模式从离合器控制模式移至制动器控制模式。在步骤s9中判定为实际回转半径rb不比目标回转半径ra大第一阈值th1以上的情况下，处理进入步骤s13。
[0067]
在步骤s8中判定为回转控制的控制模式是制动器控制模式的情况下，处理进入步骤s11，控制部30判定目标回转半径ra是否比实际回转半径rb大第二阈值th2以上。第二阈值th2例如基于偏差δr与目标回转半径ra之比而设定。第二阈值th2设定为比0大的值。越是减小第二阈值th2，越是高精度地进行从制动器控制模式向离合器控制模式的转移，越是增大第二阈值th2，越对从制动器控制模式向离合器控制模式的转移赋予迟滞而抑制振荡。
[0068]
在步骤s11中判定为目标回转半径ra比实际回转半径rb大第二阈值th2以上的情况下，处理进入步骤s12，控制部30使回转控制的控制模式从制动器控制模式移至离合器控制模式。在步骤s11中判定为目标回转半径ra不比实际回转半径rb大第二阈值th2以上的情况下，处理进入步骤s16。
[0069]
在处理从步骤s9进入步骤s13的情况下、或者处理从步骤s12进入步骤s13的情况下，控制部30基于转向杆35的操作量，设定左右的转向离合器12l、12r中的位于回转方向侧的一方的转向离合器的液压p1。
[0070]
在步骤s14中，控制部30通过将偏差δr乘以规定的增益而计算液压p1的校正量δp1。但是，校正量δp1基于偏差δr决定即可，校正量δp1的计算方法不被特别限定。
[0071]
在步骤s15中，控制部30控制离合器用控制阀27l、27r的一方以使一方的转向离合器的液压成为p1+δp1。由此，以使偏差δr变小的方式控制一方的转向离合器的卡合程度。
[0072]
在处理从步骤s11进入步骤s16的情况下、或者处理从步骤s10进入步骤s16的情况下，控制部30基于转向杆35的操作量，设定左右的转向制动器13l、13r中的位于回转方向侧的一方的转向制动器的液压p2。
[0073]
在步骤s17中，控制部30通过对偏差δr乘以规定的增益而计算液压p2的校正量δ
p2。但是，校正量δp2基于偏差δr决定即可，校正量δp2的计算方法不被特别限定。
[0074]
在步骤s18中，控制部30控制制动器用控制阀28l、28r的一方以使一方的转向制动器的液压成为p2+δp2。由此，以使偏差δr变小的方式控制一方的转向制动器的卡合程度。
[0075]
另外，关于步骤s13～s15中的一方的转向离合器的卡合程度的控制以及步骤s16～s18中的一方的转向制动器的卡合程度的控制，在日本特开2000－142455号公报中详细公开。
[0076]
在步骤s15或者步骤s18结束后，处理进入步骤s19，控制部30判定转向杆35是否被向右回转方向或者左回转方向操作。在转向杆35未被操作的情况下，结束处理。在转向杆35被操作的情况下，控制部30使处理返回步骤s5，重复上述的控制模式的切换与卡合程度的控制。
[0077]
[特征]
[0078]
本实施方式的推土机1具备通过控制左右的转向离合器12l、12r以及左右的转向制动器13l、13r而以离合器控制模式或者制动器控制模式执行车辆的回转控制的控制部30。控制部30基于实际回转半径rb与目标回转半径ra的偏差δr，切换离合器控制模式与制动器控制模式。
[0079]
这里，图8a～d是用于说明回转控制的控制模式从离合器控制模式移至制动器控制模式的情形的图。图8a是表示转向杆35的操作量的图表。图8b是表示位于回转方向侧的转向离合器以及转向制动器的液压的图表。图8c是表示偏差δr的经时变化的图表。图8d是表示目标回转半径ra以及实际回转半径rb的经时变化的图表。
[0080]
根据本实施方式的推土机1，如图8a所示，在从时刻t0时刻t2而转向杆35的操作量逐渐变大的情况下，如图8b、8c所示，在实际回转半径rb比目标回转半径ra大第一阈值th1以上的时刻t1，回转控制的控制模式从离合器控制模式自动地移至制动器控制模式。因此，如图8d所示，能够简便并且顺畅地使实际回转半径rb与目标回转半径ra近似。
[0081]
[实施方式的变形例]
[0082]
本发明并不限定于以上那样的实施方式，能够不脱离本发明的范围地进行各种变形或者修改。
[0083]
(变形例1)
[0084]
在上述实施方式中，推土机1具备转向杆35，但在对推土机1进行无人远程操作的情况下，推土机1也可以不具备转向杆35。在该情况下，将表示目标回转半径ra的信息直接输入到控制部30即可。
[0085]
(变形例2)
[0086]
在上述实施方式中，控制部30基于左右的转向制动器13l、13r的输出转速计算出实际回转半径rb，但并不限定于此。控制部30也可以使用imu(惯性测量装置)、gps(全球定位系统)、加速度传感器、陀螺仪传感器、横摆率速度传感器、方位角传感器等计算实际回转半径rb。
[0087]
(变形例3)
[0088]
在上述实施方式中，控制部30使用实际回转半径rb与目标回转半径ra的偏差δr切换离合器控制模式与制动器控制模式，但并不限定于此。控制模式的切换也可以使用在全局坐标系中规定的实际方位与目标方位的偏差δ来执行。实际方位能够从gnss电波取
得。
[0089]
(变形例4)
[0090]
在上述实施方式中，作为履带式作业机械的一个例子说明了推土机1的构成，但履带式作业机械只要是如履带式液压挖掘机、履带式装载机等那样具备左右的转向离合器以及左右的转向制动器的履带式作业机械即可。
[0091]
(变形例5)
[0092]
在上述实施方式中，左右的转向离合器12l、12r配置于动力传递装置11与左右的链轮2l、2r之间，左右的转向制动器13l、13r配置于左右的转向离合器12l、12r与左右的链轮2l、2r之间，但并不限定于此。左右的转向离合器12l、12r只要能够传递或者切断从动力传递装置11向左右的链轮2l、2r的动力即可，左右的转向制动器13l、13r只要能够对左右的链轮2l、2r的旋转进行制动即可。
[0093]
例如如图9所示，也可以在动力传递装置11与左右的链轮2l、2r之间配置有左右的行星齿轮机构40l、40r，在左右的行星齿轮机构40l、40r与左右的链轮2l、2r之间配置有左右的转向制动器13l、13r。
[0094]
左右的行星齿轮机构40l、40r具有左右的环形齿轮41l、41r、左右的行星齿轮42l、42r、左右的太阳齿轮43l、43r以及左右的行星架44l、44r。
[0095]
左右的转向离合器12l、12r能够相对于左右的太阳齿轮43l、43r卡合或者开放。若左转向离合器12l卡合于左太阳齿轮43l而左太阳齿轮43l成为制动状态，则横轴20的旋转经由左环形齿轮41l、左行星齿轮42l以及左行星架44l向左输出轴21l传递。若左转向离合器12l从左太阳齿轮43l开放而左太阳齿轮43l成为自由旋转状态，则横轴20的旋转不向左输出轴21l传递。如此，左转向离合器12l能够传递或者切断从动力传递装置11向左链轮2l的动力。同样，右转向离合器12r也能够传递或者切断从动力传递装置11向右链轮2r的动力。
[0096]
另外，在图9所示的例子中，左转向离合器12l经由空转齿轮50以及小齿轮51连结于马达52，右转向离合器12r经由第一传动齿轮53、副轴54、第二传动齿轮55、空转齿轮50以及小齿轮51连结于马达52。在左右的转向离合器12l、12r被卡合的情况下，马达52的旋转动力经由左右的转向离合器12l、12r向左右的太阳齿轮43l、43r传递，左右的太阳齿轮43l、43r相互反转，使得作业机械能够缓慢回转或者平转。
[0097]
但是，马达52是任意的构成要素。在不设置马达52的情况下，只要固定空转齿轮50以及小齿轮51的至少一方即可。
[0098]
附图标记说明
[0099]
1 推土机
[0100]
2l、2r 链轮(驱动轮)
[0101]
3l、3r 履带
[0102]
4l、4r 行驶装置
[0103]
10 发动机
[0104]
11 动力传递装置
[0105]
12l、12r 转向离合器
[0106]
13l、13r 转向制动器
[0107]
30 控制部