建设机械的润滑油量控制装置

摘要

一种建设机械的润滑油量控制装置，其在低速区域可以处于锁止状态，并且防止由此造成的变速箱的润滑油量不足。该控制装置控制具有带锁止离合器的变矩器的建设机械的变速箱润滑油量，该控制装置具备离合器状态判断机构、润滑油量检测机构及锁止离合器控制机构。离合器状态判断机构判断锁止离合器(7)是否处于连接状态。润滑油量检测机构检测流入变速箱(2)的润滑油供给量是否低于预先设定的供给量。当锁止离合器(7)处于连接状态，并且润滑油供给量低于预先设定的供给量的情况下，锁止离合器控制机构使锁止离合器(7)处于非连接状态。

权利要求

1.一种建设机械的润滑油量控制装置，其控制建设机械的变速箱的润滑油量，该建设机械将发动机的动力经由带锁止离合器的变矩器传递给变速箱，该润滑油量控制装置的特征在于，包括：离合器状态判断机构，其判断锁止离合器是否处于连接状态；

润滑油量检测机构，其包含检测变速箱所选择的变速挡的变速挡检测机构、检测车速的车速检测机构、判断对应各变速挡而设定的最低车速是否持续了规定时间的最低车速时间计测机构，基于所述最低车速时间计测机构的计测结果，检测供给变速箱的润滑油供给量是否低于预先设定的供给量；

锁止离合器控制机构，当锁止离合器处于连接状态，并且在所述润滑油供给量低于预先设定的供给量的情况下，使锁止离合器处于非连接状态，所述锁止离合器控制机构在所述最低车速持续规定时间的情况下，判断润滑油供给量不足，从而使锁止离合器处于非连接状态。

说明书

建设机械的润滑油量控制装置

[0001] 本申请是株式会社小松制作所于2010年2月10日提交的名称为“建设机械的润滑油量控制装置”、申请号为201080006809.5的发明专利申请的分案申请。

[0002] 技术区域

[0003] 本发明涉及一种润滑油量控制装置，特别是控制建设机械的变速箱润滑油量的建设机械的润滑油量控制装置，该建设机械将来自发动机的动力经由带锁止离合器的变矩器向变速箱传递。

背景技术

[0004] 在轮式装载机、自卸卡车这样的建设机械中，向变速箱的离合器控制阀供给压力油，并且通过主释压阀将该压力油减压而供给到变矩器。利用变矩器出口的压力油对变速箱进行润滑。

[0005] 在这样的结构中，为了提供压力油，使用由发动机驱动的液压泵。因为该压力油供给用的液压泵一般使用廉价的固定容量型的泵，所以泵的输出量随着发动机的转速变化。

[0006] 另外，为了改善燃耗性能、提高动力传递效率，变矩器中设置有锁止离合器(例如，参照专利文献1)。当该锁止离合器处于连接状态(离合器闭合，以下称该状态为锁止状态)时，发动机侧的动力不经由流体而是直接向变速箱侧传递，另外，当锁止离合器处于非连接状态(离合器断开，以下称该状态为变矩器状态)时，动力经由流体向变速箱侧传递。该锁止离合器的闭合、断开基本上是根据车速决定的，当车速降低时锁止离合器断开而处于变矩器状态，使牵引力增大以防止发动机失速。

[0007] 专利文献1：日本特开平10-325461号公报

[0008] 如上所述，当锁止离合器闭合时，因为动力直接向变速箱传递，所以从改善燃耗性能的观点来看，优选的是一直保持锁止状态直到更低的车速区域。

[0009] 但是，如果单纯地把锁止区域扩大到低速区域，有时会发生润滑油量不足的情况。例如，假设轮式装载机处于三挡(最高挡位)时，在载重状态下攀爬陡坡的情况下，由于大的行驶负荷，即使加速踏板被踩到最大程度车速还是会降低。这时，如果仍然保持锁止状态，则车速下降的同时发动机转速也下降。因此，如果在维持锁止状态的临界转速附近的低车速下持续长时间爬坡，泵的输出量减少从而产生润滑油量不足。这样的润滑油量不足会引起变速箱的损伤。

[0010] 另外，如果向低速挡变速，虽然发动机转速上升从而消除润滑油量不足的问题，但是因为在从锁止状态切换到变矩器状态之后才进行自动变速(在该例的情况下，从三挡向二挡变速)，所以特别是为了改善燃耗性能，在用于解除锁止状态的转速被设置为较低的情况下，产生如上所述的润滑油量不足。另外，虽然如果操作员解除自动变速，通过手动从三挡向二挡变速，就不会产生这样的问题，但是不能保证所有的操作员都进行适当的变速。

[0011] 为了应对这样的问题，可以考虑增大液压泵的容量从而确保低旋转时的油量。但是，液压泵越是大型化则泵的损耗就越增大，这里通过扩大锁止区域得到的降低燃耗的效果被大幅削减。

发明内容

[0012] 本发明的课题在于使低速区域的锁止状态变得可能，并防止由此导致的变速箱的润滑油量不足。

[0013] 第一方面的建设机械的润滑油量控制装置是控制建设机械的变速箱的润滑油量的装置，该建设机械将发动机的动力经由带锁止离合器的变矩器向变速箱传递，该润滑油量控制装置具备离合器状态判断机构、润滑油量检测机构及锁止离合器控制机构。离合器状态判断机构判断锁止离合器是否处于连接状态。润滑油量检测机构包括检测发动机转速的转速检测机构，以及判断发动机转速处于规定的临界转速以下的状态是否持续规定时间的临界旋转时间计测机构，基于临界旋转时间计测机构的计测结果，检测供给变速箱的润滑油供给量是否低于预先设定的供给量。当锁止离合器处于连接状态，并且在润滑油供给量低于预先设定的供给量的情况下，锁止离合器控制机构使锁止离合器处于非连接状态。

[0014] 在该装置中，判断锁止离合器的状态，即，判断锁止离合器处于连接状态还是处于非连接状态，另外检测供给变速箱的润滑油供给量是否低于预先设定的供给量。这里，在发动机转速处于规定的临界转速以下的状态持续规定时间的情况下，则判断润滑油不足。这样，当锁止离合器处于连接状态，并且在润滑油供给量低于预先设定的供给量的情况下，即使在应处于锁止状态的速度区域，也强制控制锁止离合器处于非连接状态。

[0015] 这里，当锁止状态持续时，在润滑油量低于预先设定的油量的情况下，锁止离合器处于非连接状态，解除锁止状态。通过解除该锁止状态减轻发动机负荷，发动机转速与处于锁止状态下的发动机转速相比升高。因此，由发动机驱动的液压泵的输出量增加，能够确保润滑变速箱所需的润滑油供给量。

[0016] 另外，通过检测发动机转速及计测时间来对润滑油不足进行检测。因为现有设备具备用于检测发动机转速的传感器等，所以无需追加特别的结构就能够检测向变速箱供给的润滑油量。

[0017] 第二方面的建设机械的润滑油量控制装置是在第一方面的装置的基础上，临界旋转时间计测机构具有：检测变速箱选择的变速挡的变速挡检测机构、存储对应各变速挡设定的临界转速的临界转速存储机构。作为是否持续规定时间的临界值的临界转速是与变速箱选择的变速挡相对应的临界转速。

[0018] 这里，在每个速度挡设定用于切换锁止离合器的连接、非连接状态的转速。因此，通过使临界转速也在每个变速挡进行改变，能够实行更高精度的控制。

[0019] 第三发明的建设机械的润滑油量控制装置是控制建设机械的变速箱的润滑油量的装置，该建设机械将发动机的动力经由带锁止离合器的变矩器向变速箱传递，该润滑油量控制装置具备离合器状态判断机构、润滑油量检测机构及锁止离合器控制机构。离合器状态判断机构判断锁止离合器是否处于连接状态。润滑油量检测机构包括：检测变速箱选择的变速挡的变速挡检测装置；检测车速的车速检测机构；判断对应各变速挡设定的最低车速是否持续规定时间的最低车速时间计测机构，基于最低车速时间计测机构的计测结果，检测供给变速箱的润滑油供给量是否低于预先设定的供给量。当锁止离合器处于连接状态，并且在润滑油供给量低于预先设定的供给量的情况下，锁止离合器控制机构使锁止离合器处于非连接状态。

[0020] 该装置中，检测变速箱选择的变速挡及车速。从这些检测值能够计算发动机转速。如果对应各变速挡设定的最低车速持续规定时间，即，如果规定转速以下的发动机转速持续规定时间，则判断润滑油不足。因为现有结构具备用于检测变速挡的传感器、用于检测车速的传感器，所以不需要追加特别的结构就能够检测向变速箱供给的润滑油量。

[0021] 根据如上所述的本发明，在低速区域可以处于锁止状态，从而改善燃耗性能，并且能够防止变速箱的润滑油量不足。

附图说明

[0022] 图1是表示本发明一实施方式的建设机械的动力传递路径的示意图。

[0023] 图2是表示所述建设机械的液压回路及控制回路图。

[0024] 图3是表示润滑油量控制的流程图。

[0025] 图4是表示本发明的其他的实施方式的与图3相当的图。

具体实施方式

[0026] [整体结构]

[0027] 图1是表示基于本发明的一个实施方式的建设机械的动力传递路径的示意图。如图1所示，该建设机械例如是轮式装载机，具有：发动机1、传递发动机1的动力的变速箱2、设置于发动机1及变速箱2之间的变矩器3。发动机1上经由齿轮组4连接有液压泵5，该液压泵5借助发动机1的旋转而被驱动，向各部分供给压力油、润滑油。

[0028] 变矩器3具有变矩器本体6和锁止离合器7，变矩器本体6具有转子、涡轮及定子。变矩器本体6使来自发动机1的动力经由流体向变速箱2传递。在该变矩器3中，在锁止离合器7的连接状态(离合器闭合)下，来自发动机1的动力直接传递给变速箱2(锁止状态)，在锁止离合器7的非连接状态(离合器断开)下，来自发动机1的动力通过变矩器本体6经由流体传递给变速箱2。

[0029] [液压回路及控制回路]

[0030] 图2是表示如图1所示的建设机械的液压回路及控制回路的示意图。该建设机械具有被供给来自液压泵5的压力油的变速箱控制阀10(以下简称为控制阀)。液压泵5与控制阀10之间设置第一油路11，该第一油路11中设置两个过滤器12、13。第一油路11及变矩器3之间设置第二油路14，该第二油路14中设置第一压力控制阀15。第一压力控制阀15控制该液压回路的主压力油的压力。另外，变矩器3的出口及变速箱2之间设置第三油路16。该第三油路16中设置用于调整变矩器3内的压力的第二压力控制阀17及冷却器18。而且，变矩器3的入口与第三油路16之间设置第四油路20，该第四油路20中设置用于控制流向变矩器3的压力油的压力的第三压力控制阀21。

[0031] 另外，该建设机械具有控制机构25。控制机构25由具有RAM、ROM及CPU等的微型计算机构成。该控制机构25与检测发动机转速的发动机转速传感器26及检测车速的车速传感器27连接。另外，由控制机构25判断锁止离合器7是闭合还是断开，或者判断变速箱2现在选择什么变速挡。

[0032] 控制机构25中存储着对应各变速挡设定的临界转速及临界转速的容许连续时间。这里，“临界转速”是指，在发动机转速在某低转速N以下持续规定时间的情况下，强制使锁止离合器7闭合时的转速N。具体地说，当锁止离合器7闭合而处于锁止状态时，虽然当处于某车速以下时锁止离合器7断开而切换到变矩器状态，但是临界转速N是与切换到该变矩器状态的车速对应的转速相比稍高的转速。“容许连续时间”是，如果临界转速持续超过该容许连续时间，变速箱2的润滑油量变得不足的时间，通过试验确定各机种所对应的容许连续时间。另外，即使各变速挡的临界转速不同，但是所有变速挡的容许连续时间都是相同的时间。

[0033] [控制处理]

[0034] 图3是表示关于润滑油量的控制处理的流程图。参照该流程图对润滑油量的控制进行说明。

[0035] 首先，步骤S1中，判断锁止离合器7是否闭合处于锁止状态。在锁止离合器7断开的情况下，不进行该控制处理。

[0036] 在锁止离合器7闭合而处于锁止状态的情况下，从步骤S1进入到步骤S2。在步骤S2，得到变速箱2现在选择的变速挡位的情况，得到该变速挡位所对应的临界转速N的数据。

[0037] 接下来的步骤S3中，判断发动机转速是否在临界转速N以下。例如，如所述例子，轮式装载机处于最高挡位的三挡，在载重状态下攀爬陡坡的情况下，由于大的行驶负荷，即使加速踏板被踩到最大程度车速还是下降。因此，在这样的情况下，如果保持锁止状态，随着车速的下降发动机转速也降低，会出现发动机转速成为临界转速以下的情况。

[0038] 在以上的状况下，如果发动机转速在临界转速N以下，从步骤S3进入到步骤S4。在该步骤S4开始计时。即，开始计测临界转速N以下的发动机转速持续的时间。在步骤S5，判断计测时间T是否达到容许持续时间T0。重复进行从步骤S3到步骤S5的过程，直到该计测时间，即发动机转速处于临界转速N以下的状况持续的时间达到容许持续时间T0。

[0039] 另外，在计测时间达到容许连续时间T0之前发动机转速超过临界转速N的情况下，从步骤S3进入到步骤S6，在步骤S6使计时器的计测值复位，返回步骤S3。

[0040] 当发动机转速处于临界转速N以下的状况所持续的时间达到容许持续时间T0时，如果继续保持所述锁止状态则判断流向变速箱2的润滑油量不足，从步骤S5进入到步骤S7。在步骤S7使锁止离合器7断开，从锁止状态切换到变矩器状态，并且使计时器复位。通过该切换减轻发动机的负荷，使发动机转速上升。即，液压泵5的旋转也上升，液压泵5的输出量增加。因此，流向变速箱2的润滑油量也增加。

[0041] 接下来在步骤S8进行防振荡处理。即，如上所述，虽然当锁止离合器7断开时发动机转速上升，但是当发动机转速上升时锁止离合器7闭合，从变矩器状态转入锁止状态。在这样的情况下，当发动机转速从高旋转向低旋转，或者再从低旋转向高旋转急剧地变化时，由于在变矩器状态与锁止状态之间频繁的切换，产生振荡现象。

[0042] 因此，如果该变矩器状态或锁止状态的持续时间在规定时间以下则视为振荡，在振荡次数超过规定值的情况下，进行处理从而避开锁止离合器7闭合的转速。

[0043] 执行如上所述的处理，在锁止离合器7闭合而转换到锁止状态的情况下，执行如图3所示的处理。

[0044] 另外，虽然图示省略，但是执行以上步骤S2～S7的过程中总是判断是否处于锁止状态，当根据其他条件(例如，车速下降为切换到变矩器状态的值等)使锁止离合器7断开时，则中止其以后的处理使计时器复位，返回步骤1。

[0045] [特征]

[0046] (1)在本实施方式中，当锁止状态持续时，如果发动机转速处于临界转速以下，并且在该状态持续规定时间的情况下，判断流向变速箱2的润滑油量不足从而强制断开锁止离合器7，转换到变矩器状态。因此，减轻发动机的负载使发动机的转速上升，增加液压泵5的输出量。因此，向变速箱2供给充足的润滑油。

[0047] 因为进行以上所述的润滑油量控制，所以在与现有相同的低旋转区域，或者与现有相比更低的低旋转区域中，能够使锁止离合器7闭合而处于锁止状态。因此，能够改善燃耗性能。

[0048] (2)因为通过计测发动机转速及时间能够检测流向变速箱2的润滑油量不足，所以能够以现有建筑机械所具备的结构检测润滑油量不足，能够抑制为了实现本实施方式而增加的成本。

[0049] (3)因为对应各变速挡设定临界转速，所以能够实行更高精度的控制。

[0050] [其他的实施方式]

[0051] 在所述实施方式中，检测发动机转速，虽然通过判断临界转速以下的发动机转速是否持续容许持续时间来检测润滑油量的不足，但是用于检测润滑油量不足的结构不限于所述实施方式。

[0052] 其他实施方式如图4所示。如该图4所示的实施方式通过计测车速及规定车速所持续的时间对润滑油量进行检测。

[0053] 具体地说，在步骤S10判断是否处于锁止状态。在锁止离合器7闭合而处于锁止状态的情况下，从步骤S10进入到步骤S11。在步骤S11得到变速箱2现在所选择的变速挡位的信息，从而得到该变速挡位所对应的最低车速V的数据。

[0054] 这里，“最低车速”是，在某变速挡位，在该低车速V持续容许持续时间的情况下，锁止离合器7被强制断开时的车速V。具体地说，当锁止离合器7闭合而处于锁止状态时，虽然处于某车速以下时锁止离合器7断开而切换到变矩器状态，但是最低车速V是与切换到该变矩器状态的车速相比稍高的车速。“容许持续时间”是，在最低车速V持续超过该容许持续时间的情况下，变速箱2的润滑油量变得不足的时间，通过试验确定各机种所对应的容许持续时间。另外，虽然根据各变速挡最低车速V不同，但是所有变速挡的容许连续时间是相同的时间。

[0055] 接下来在步骤12判断车速是否处于最低车速V以下。在载重状态下攀爬陡坡的情况下，当车速处于最低车速V以下时，从步骤S12进入步骤S13。在该步骤S13开始计时。即，开始计测最低车速V以下的车速所持续的时间。在步骤S14判断计测时间T是否达到容许持续时间T1。重复执行从步骤12到步骤S14的过程，直到该计测时间，即车速处于最低车速V以下的状况所持续的时间达到容许持续时间T1。

[0056] 另外，如果在计测时间达到容许持续时间T1之前车速超过最低车速V，则从步骤S12进入到步骤S15，在步骤S15使计时器的计测值复位，返回步骤S12。

[0057] 在车速处于最低车速V以下的状态所持续的时间达到容许持续时间T1的情况下，如果所述锁止状态持续则判断流向变速箱2的润滑油量不足，从步骤S13进入到S16。在步骤16中，锁止离合器7断开，从锁止状态切换到变矩器状态，并且计时器复位。通过该切换减轻发动机负荷，使发动机转速上升。即，液压泵5的旋转也上升，液压泵5的输出量增加。因此，流向变速箱2的润滑油量也增加。

[0058] 步骤S17的防振荡处理是与前述实施方式的步骤S8相同的处理，只是转速和车速不同。

[0059] 另外，虽然图示省略，但是与前述实施方式相同，在以上的执行步骤S11～S16的过程中总是判断是否处于锁止状态，当根据其他的条件(例如，车速下降到切换为变矩器状态的值等)使锁止离合器7断开时，中止其以后的处理使计时器复位，返回步骤10。

[0060] 通过这样的实施方式，也能够得到与前述实施方式相同的作用效果。

[0061] 对于建设机械的变速箱，在低速区域可以使锁止离合器处于锁止状态，从而改善燃耗，并且能够防止变速箱的润滑油量不足。

[0062] 附图标记

[0063] 1 发动机

[0064] 2 变速箱

[0065] 3 带锁止离合器的变矩器

[0066] 5 液压泵

[0067] 25 控制部

[0068] 26 发动机转速传感器

[0069] 27 车速传感器