CN101002010B - 轮式装载机的发动机的负载控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种作业车辆的发动机的负载控制装置，其目的在于，在轮式装载机等作业车辆中，避免产生车体性能的下降、或能量浪费等问题，在施加了较高的行驶负载时，能够获得足够的牵引力，从而能够在短时间内提升车速。在可变容量型液压泵(7、8、9)上设有改变吸收转矩的吸收转矩变化机构(19)或(22)。控制器(18)判断行驶负载是否为高状态，在判断为行驶负载为高状态时，执行降低液压泵(7、8、9)的吸收转矩的控制。该控制例如在由动力模式开关(31)选择了“动力模式”的条件的基础上执行。行驶负载是高状态的判断可通过判断轮式装载机(100)处于加速状态来进行。

Description

轮式装载机的发动机的负载控制装置
技术领域
本发明涉及轮式装载机的发动机的负载控制装置。 
背景技术
轮式装载机以发动机为驱动源经由转矩变换器对驱动轮(车轮)进行驱动而行驶。换而言之，发动机输出使用于行驶负载。另外，发动机作为转向机构或装载机等作业机的驱动源。即，由发动机驱动转向用液压泵，向转向用液压缸供给从转向用液压泵排出的压力油，由此使转向机构动作。另外，由发动机驱动装载机用液压泵，向装载机用液压缸供给从装载机用液压泵排出的压力油，由此使装载机动作。在转向用液压泵、装载机用液压泵中使用了容量恒定的固定容量型液压泵。如此，发动机输出不仅使用于行驶负载，还使用于作业液压负载。 
轮式装载机的行驶速度根据加速踏板的踏入量而变化。即，根据加速踏板的踏入量，发动机的转速变化，与其对应车速变化。 
而且，轮式装载机在施加行驶负载和作业液压负载双方的状况下，例如在一边行驶一边使装载机上下动作的状况下，进行作业的机会比其它液压挖掘机等作业车辆多。 
在此，针对液压挖掘机，在下述例示的各专利文献中已公知有如下发明：根据各种作业模式，使可变容量型液压泵的最大吸收转矩或容量产生变化。 
专利文献1：特开昭62-58033号公报 
专利文献2：特许第2711833号公报 
如此，在轮式装载机中，一个发动机的输出使用于行驶负载、作业液压负载双方。由此，由作业液压负载的大小状况来左右能够使用于行驶的发动机输出。 
图3表示发动机转速N和发动机转矩Te的关系。图3中，转矩变换器匹配曲线(torque converter matching curve)Lt是转矩变换器的吸收转矩线，表示行驶负载。如箭头A所示，随着踏入加速踏板，发动机转速N和发动机转矩Te上升。在装载机或转向机构未动作的状况下，即没有作业液压负载的状态下，在最大转矩线R1上的匹配点V1，转矩变换器吸收马力和发动机输出匹配，能够将全部发动机输出使用于行驶负载。因此，在需要较大的牵引力时，或在坡道上需要加速时，能够获得足够的牵引力，从而能够在短时间内提升车速。 
但是，在一边行驶一边使装载机或转向机构动作的状况下，即在产生了作业液压负载的状况下，同图3中斜线所示的发动机输出作为作业液压负载而消耗，所以只能有减去该部分的发动机输出量使用于行驶负载。 
因此，转矩变换器吸收马力和发动机输出的匹配点下降到V2，能够使用于行驶的发动机输出降低，在一边进行作业一边还必须应对较高的行驶负载的状况下，无法获得较高的行驶负载所需要的发动机输出，因此，有时无法获得足够的牵引力，或者即使耗费长时间也无法提升车速。 
因此，为了解决这种问题，考虑减少作业机用液压泵所吸收的转矩自身，换而言之，设定较小的转向用液压泵等固定容量型液压泵的容量。但是，若设定较小的转向用液压泵的容量，则在发动机转速低的低速空转时，产生转向无法完全切换的问题。在轮式装载机中，即使在发动机空转的状态(低速空转时)下，也要求充分切换转向。为了在发动机转速低的低速空转时，在转向用液压缸中也流过大流量的压力油，泵的容量需要确保在一定程度以上。假设若减小泵容量，则在发动机转速低的低速空转时能够供给液压泵的最大容量减小，产生切换转向的速度迟缓的问题。另外，若设定较小的装载机用液压泵的容量，则同样流量减少，使装载机上下动作的速度变慢，作业效率受损。如此，减小固定容量型液压泵的容量的情况导致车体性能的下降。 
当然，也考虑通过使发动机大型化而在发动机转矩上存在余量，以此应对较高的行驶负载，但成为“一边进行作业还一边需要较大的牵引力或需要在坡道上加速的状况”的情况，在实际的作业时间中只是微小的时间，正因如此，使发动机大型化会导致成本上升，油耗恶化并浪费能量。 
另外，还考虑在同时操作了行驶和作业时，通过调节装载机用操作杆的操作，来增大发动机输出中用于行驶负载的量，但这种复杂的操作会给操作员带来较大的负担，并且实际上难以进行这种调整。
发明内容
本发明鉴于这种现况而作出，其目的在于，在轮式装载机等作业车辆中，避免产生车体性能的下降、能量浪费等问题，在施加了较高的行驶负载时，能够获得足够的牵引力，从而能够在短时间内提升车速。 
此外，在上述专利文献1、2中，记载有根据各种作业模式，改变可变容量型液压泵的最大吸收转矩或容量，但对于根据各种模式来改变发动机输出向行驶负载和作业负载的分配的技术思想，换而言之，将多个可变容量型液压泵分为行驶用的液压泵和作业用的液压泵，根据各种模式，由行驶用液压泵和作业用液压泵使最大吸收转矩的大小或容量的大小不同的技术思想，未作任何记载。 
第1发明是一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由传动装置(3)传递给驱动轮(5)，并且将发动机(1)的输出经由作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备： 
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩； 
行驶负载状态判断机构(18)，其判断行驶负载处于高状态； 
控制机构(18)，其在由行驶负载状态判断机构(18)判断为行驶负载处于高状态时，降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩。 
第2发明是一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由传动装置(3)传递给驱动轮(5)，并且将发动机(1)的输出经由作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备： 
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩； 
加速状态判断机构(18)，其判断轮式装载机处于加速状态； 
控制机构(18)，其在由加速状态判断机构(18)判断为轮式装载机处于加速状态时，降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩。 
第3发明根据第2发明所述的作业车辆的发动机的负载控制装置，其 特征在于， 
加速状态判断机构(18)包括： 
检测轮式装载机的加速度的加速度检测机构； 
判断由加速度检测机构检测出的轮式装载机的加速度在规定的阈值以上的机构。 
第4发明根据第2发明所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于， 
加速状态判断机构(18)包括： 
检测行驶用操作件(17)的操作量的操作量检测机构(17a)； 
判断由操作量检测机构(17a)检测出的行驶用操作件(17)的操作量在规定的阈值以上的机构。 
第5发明根据第2发明所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于， 
加速状态判断机构(18)包括： 
运算发动机(1)的目标转速和实际的发动机转速的差的转速差运算机构； 
判断由转速差运算机构运算出的转速差在规定的阈值以上的机构。 
第6发明是一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由传动装置(3)传递给驱动轮(5)，并且将发动机(1)的输出经由作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备： 
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩； 
行驶负载计测机构(18)，其计测传递给驱动轮(5)的行驶负载； 
控制机构(18)，其在由行驶负载计测机构计测出的行驶负载在规定的阈值以上时，降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩。 
第7发明根据第6发明所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于， 
是将发动机(1)的输出经由转矩变换器(2)、传动装置(3)传递给驱动轮(5)的轮式装载机的发动机的负载控制装置， 
行驶负载计测机构(18)基于转矩变换器(2)的输入轴转速、传动装置(3)的输出轴转速、由传动装置(3)当前选择的速度级来运算行驶负载。 
第8发明根据第1～7中任一发明所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于， 
具备：检测轮式装载机处于减速状态的减速状态检测机构；解除机构(18)，其在由减速状态检测机构检测出轮式装载机处于减速状态时，解除降低作业机用可变容量型液压泵的吸收转矩的控制。 
第9发明根据第1～7中任一发明所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于， 
还具备选择机构(31)，该选择机构(31)选择以高的行驶负载行驶的动力模式， 
所述控制机构(18)，在由所述选择机构(31)选择了动力模式的条件的基础上，执行降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩的控制。 
第10发明根据第3～6中任一发明所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于， 
还具备行驶模式选择机构(31)，该行驶模式选择机构(31)选择多个行驶模式， 
根据由行驶模式选择机构(31)选择的行驶模式的种类，使所述阈值变化到与所选择的作业模式对应的大小。 
第11发明是一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由传动装置(3)传递给驱动轮(5)，并且将发动机(1)的输出经由作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备： 
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩； 
行驶模式选择机构(31)，其选择多个行驶模式； 
控制机构，其根据由行驶模式选择机构(31)选择的行驶模式的种类，改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩的大小。 
第12发明是一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由行驶用液压泵和行驶用液压马达传递给驱动轮(5)，并且将发动机(1)的输出经由作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备： 
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩； 
行驶负载状态判断机构(18)，其判断行驶负载处于高状态； 
控制机构(18)，其在由行驶负载状态判断机构(18)判断为行驶负载处于高状态时，降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩。 
参照附图对本发明的作用、效果进行说明。 
即，如图6或图7所示，在可变容量型液压泵7、8、9上设有改变吸收转矩的吸收转矩变化机构19或22。控制器18判断行驶负载是否为高状态，在判断为行驶负载为高状态时，执行降低液压泵7、8、9的吸收转矩的控制。该控制例如在由动力模式开关31选择了“动力模式”的条件的基础上执行(第9发明)。 
图2中，转矩变换器匹配曲线Lt是转矩变换器2的吸收转矩线，表示行驶负载。如箭头A所示，随着踏入加速踏板17，发动机转速N和发动机转矩Te上升，转矩变换器吸收马力上升。 
转矩变换器吸收马力是从发动机输出中减去可变容量型液压泵7、8、9的泵吸收马力后的值。若作业液压负载升高，则行驶负载相对减少，牵引力、加速减小。 
在判断为行驶负载处于低状态时，从同图2的最大转矩线R1减去作业液压负载后的转矩线R2上的转矩使用于行驶负载。转矩变换器吸收马力和发动机输出的匹配点成为转矩线R2上的V2点。 
在判断为行驶负载处于高状态时，可变容量型液压泵7、8、9的吸收转矩变化为小值。由此，作业液压负载减小，从同图2的最大转矩线R1减去较小的作业液压负载后的转矩线R3上的转矩使用于行驶负载。转矩变换器吸收马力和发动机输出的匹配点成为转矩线R3上的V3点。 
如此，在判断为行驶负载处于高状态时，与并非如此的情况相比较，匹配点从V2移动到转矩变换器吸收马力更大的点V3，所以，在进行作业的同时行驶中成为高负载的情况下，例如在需要大的牵引力或需要在坡道上加速时，能够获得大的牵引力，能够在短时间内提升车速。 
换而言之，以往，如图3所示，即使行驶负载高时也和行驶负载低时同样，一律如同图3中斜线所示的发动机输出被分配给作业液压负载，用于行驶负载的发动机输出小(匹配点V2)，所以在进行作业的同时行驶中成为高负载的情况下，例如在需要大的牵引力或需要在坡道上加速时，无法获得足够的牵引力，即使耗费较长时间也无法提升车速，但根据本实施例，如图2所示，在行驶负载高时，如同图2中斜线所示，将更小的发动机输出分配给作业液压负载，从而相对增大用于行驶负载的发动机输出(匹配点V3)，所以，与以往相比较，在进行作业的同时行驶中成为高负载的情况下，例如在需要大的牵引力或需要在坡道上加速时，能够获得更大的牵引力，能够在更短的时间内提升车速。 
此外，在装载机或转向机构未动作的状态下，即在无作业液压负载、行驶负载高的状态下，在最大转矩线R1上的匹配点V1，转矩变换器吸收马力和发动机输出匹配，能够将全部发动机输出使用于行驶负载。因此，在需要大的牵引力时或需要在坡道上加速时，能够获得足够的牵引力，能够在短时间内提升车速。 
如上所述，根据本发明，在施加了高的行驶负载时，能够获得足够的牵引力，能够在短时间内提升车速。而且，并非将固定容量型液压泵的容量一律设定为低值，而是将可变容量型液压泵的容量或最大吸收转矩，仅在行驶负载高的状态时暂时降低，所以，不会导致车体性能的下降。而且，也不必为了增大发动机输出而将发动机大型化，所以，也不会产生燃料费恶化、能量浪费的问题。 
行驶负载处于高状态的判断可通过判断轮式装载机100处于加速状态来进行(第2发明)。 
具体而言，由控制器18判断车体的加速度是否在规定的阈值以上，在判断为车体的加速度在规定的阈值以上时，减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩(第3发明)。 
另外，由控制器18判断加速踏板17的踏入量是否在规定的阈值以上，在判断为加速踏板17的踏入量在规定的阈值以上时，可以减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩(第4发明)。 
另外，由控制器18运算发动机1的目标转速与实际的发动机转速Nr 的差，并判断该转速差是否在规定的阈值以上，在判断为转速差在规定的阈值以上时，可以减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩(第5发明)。 
行驶负载处于高状态的判断可通过实际计测传递给驱动轮5的行驶负载，判断所计测出的行驶负载在规定的阈值以上来进行(第6发明)。 
具体而言，由控制器18基于转矩变换器输入轴转速N1、传动装置输出轴转速N2、由传动装置3当前选择的速度级来运算行驶负载，并判断该运算出的行驶负载是否在规定的阈值以上，在判断为所运算出的行驶负载在规定的阈值以上时，减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩即可(第7发明)。 
另外，判断车体是否处于减速状态，在判断为车体处于减速状态时，可以解除减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制。即，若判断为车体处于减速状态，则在图4中，解除将液压泵的最大吸收转矩沿箭头D方向降低的控制，或在图5中，解除将液压泵的容量沿箭头E方向降低的控制，如图2所示，从作业液压负载减小(行驶负载增大)的匹配点V3返回到作业液压负载增大(行驶负载减小)的匹配点V2(第8发明)。 
上述的各阈值可根据所选择的行驶模式来变更。即，在选择了“动力模式”的情况下，操作员具有要以高的行驶负载行驶的意思，所以，将阈值设定为低值。例如，通过将加速踏板17的踏入量的阈值设定为低值，即使在加速踏板踏入量少的状态下，也会迅速执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩的控制。由此，能够及时对应于高的行驶负载。相反，在选择了“通常模式”的情况下，操作员不具有以那么高的行驶负载行驶的意思，所以，将阈值设定为高值。例如，通过将加速踏板17的踏入量的阈值设定为高值，在较大地踏入了加速踏板踏入量时，执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩的控制。由此，在以作业液压负载为优先的同时还能够对应于高的行驶负载(第10发明)。 
也可仅由操作盘30上的开关操作来执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制。即，若选择“动力模式”，则在图4中，执行将液压泵的最大吸收转矩沿箭头D方向降低的控制，或在图5中，执行将液压泵的容量 沿箭头E方向降低的控制，如图2所示，转移到作业液压负载减小(行驶负载增大)的匹配点V3。 
另一方面，若选择“通常模式”，则在图4中，解除将液压泵的最大吸收转矩沿箭头D方向降低的控制，或在图5中，解除将液压泵的容量沿箭头E方向降低的控制，如图2所示，从作业液压负载减小(行驶负载增大)的匹配点V3返回到作业液压负载增大(行驶负载减小)的匹配点V2(第11发明)。 
另外，根据作业车辆的种类，也可以不是发动机1的输出经由转矩变换器2、传动装置3传递给驱动轮5的结构，而是发动机1的输出经由行驶用液压泵、行驶用液压马达传递给驱动轮5的结构。对于这种结构的作业车辆也可适用本发明(第12发明)。 
附图说明
图1是表示实施方式的作业车辆的结构的图； 
图2是表示发动机转速和发动机转矩的关系的图； 
图3是说明现有技术的图，是与图2对应的图； 
图4是说明变更液压泵的最大吸收转矩的控制的图； 
图5是说明变更液压泵的容量的控制的图； 
图6是表示用于进行PC控制的结构例的图； 
图7是表示用于进行LS控制的结构例的图。 
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的作业车辆的发动机负载控制装置的实施方式进行说明。 
图1对本发明涉及的部分示出了实施方式的轮式装载机的结构。 
如同图1所示，轮式装载机100的发动机1的输出轴与PTO轴6连结。PTO轴6与转矩变换器2连结，并且与转向用液压泵7、装载机用液压泵8、风扇用液压泵9、转矩变换器润滑用液压泵10连结。 
转向用液压泵7、装载机用液压泵8、风扇用液压泵9是可变容量型液压泵，分别通过变化斜板7a、8a、9a的倾转角，来变化泵容量q(cc/rev)。 
发动机1的输出经由转矩变换器2、传动装置3、差动齿轮4传递给驱动轮5。传动装置3由前进用液压离合器、后退用液压离合器、速度级离合器，即1速用液压离合器、2速用液压离合器、3速用液压离合器、4速用液压离合器构成，根据车速等，选择前进用液压离合器、后退用液压离合器中任一种，并且选择速度级离合器中任一种离合器，来进行变速。 
另外，发动机1的输出经由转向用液压泵7、装载机用液压泵8、风扇用液压泵9传递给转矩变换器润滑用液压泵10。 
若驱动转向用液压泵7，则排出压力油经由转向用控制阀11供给到转向用液压缸13。 
转向用液压缸13与转向机构连接。若对转向用液压缸13供给压力油，则转向机构动作，车体旋转。转向用控制阀11的阀柱根据未图示的转向盘的操作而移动，与其对应控制阀11的开口面积变化，供给到转向用液压缸13的流量变化。 
若驱动装载机用液压泵8，则排出压力油经由装载机用控制阀12供给到装载机用液压泵14。 
装载机用液压泵14与车体前部的装载机连接。若对装载机用液压泵14供给压力油，则装载机动作。换而言之，构成装载机的起重臂上升或下降，使铲斗倾斜。装载机用控制阀12的阀柱根据未图示的装载机用操作杆的操作而移动，与其对应控制阀12的开口面积变化，供给到装载机用液压缸14的流量变化。 
若驱动风扇用液压泵9，则排出压力油供给到风扇用液压马达15，使冷却用风扇16动作。 
若驱动转矩变换器润滑用液压泵10，则排出压力油供给到转矩变换器2，对转矩变换器2进行润滑。 
在发动机1的输出轴上设有检测发动机1的实际转速Nr的发动机转速检测传感器1a。由发动机转速检测传感器1a检测出的发动机转速Nr输入控制器18。 
在转矩变换器2的输入轴(发动机1的输出轴)上设有检测转矩变换器2的输入轴的转速N1的转矩变换器输入轴转速检测传感器2a。由转矩变换器输入轴转速检测传感器2a检测出的转速N1输入控制器18。 
在传动装置3的输出轴上设有检测传动装置3的输出轴的转速N2的传动装置输出轴转速检测传感器3a。由传动装置输出轴转速检测传感器3a检测出的转速N2输入控制器18。 
由操作员操作加速踏板17，通过设在加速踏板17上的行程传感器17a检测操作量(踏入量)，表示操作量的信号输入控制器18。 
在驱动轮5上设有制动驱动轮5的液压制动器。由操作员操作制动器踏板29，通过设在制动器踏板29上的行程传感器29a检测操作量(踏入量)，表示操作量的信号输入控制器18。控制器18控制液压制动器，以成为与制动器踏板29的踏入量对应的制动器压力。 
控制器18控制发动机1，以成为与加速踏板17的操作量对应的目标转速。 
在操作盘30上设有动力模式开关31、变速模式开关32、前后进退开关33、速度级开关34。 
变速模式开关32是选择传动装置3的自动变速的时序的开关，前后进退开关33是选择传动装置3的前进用液压离合器、后退用液压离合器的开关，速度级开关34是选择速度级离合器(1速用液压离合器、2速用液压离合器、3速用液压离合器、4速用液压离合器)的开关。 
控制器18控制传动装置3，使得速度级以由变速模式开关32选择的变速时序变化。另外，控制器18控制传动装置3，使得在由前后进退开关33选择的前进方向或后退方向上，在由速度级开关34选择的速度级的范围内自动变速。 
动力模式开关31是选择行驶负载高、相对于行驶需要大的发动机输出的行驶状态(动力模式)的开关。在未由动力模式开关31选择了“动力模式”的情况下(开关闭合时)，选择行驶负载低、对于行驶不需要那么大的发动机输出的行驶状态(通常模式)。 
发动机1是柴油机，其输出的控制通过调节喷射到驱动缸内的燃料量来进行。该调节通过控制在发动机1的燃料喷射泵上附加设置的调节器(governor)来进行。作为调节器，通常使用全速度控制方式的调节器，根据负载调节发动机转速和燃料喷射量，以达到对应于加速踏板踏入量的目标转速。即，调节器对燃料喷射量进行增减，以消除目标转速和实际发 动机转速的差。发动机1的输出特性由图2表示。图2的横轴是发动机转速N，纵轴是发动机转矩Te。 
图2中，由最大转矩线R1规定的区域表示发动机1能够输出的性能。调节器控制发动机1，避免转矩超过最大转矩线R1而达到排气烟界限，还避免发动机转速N超过高速空转转速NH而达到过旋转。 
(第一实施例) 
本实施例中，在可变容量型液压泵7、8、9上设有改变吸收转矩的吸收转矩变化机构。控制器18判断行驶负载是否处于高状态，在判断为行驶负载是否处于高状态时，执行降低可变容量型液压泵7、8、9的吸收转矩的控制。该控制在动力模式开关31选择了“动力模式”的条件的基础上执行。 
图2中，转矩变换器匹配曲线Lt是转矩变换器2的吸收转矩线，表示行驶负载。如箭头A所示，随着踏入加速踏板17，发动机转速N和发动机转矩Te上升，转矩变换器吸收马力上升。 
转矩变换器吸收马力是从发动机输出中减去可变容量型液压泵7、8、9(还包括转矩变换器润滑用液压泵10)的泵吸收马力后的值。若作业液压负载升高，则行驶负载相对减少，牵引力、加速减小。 
在判断为行驶负载处于低状态时，从同图2的最大转矩线R1减去作业液压负载后的转矩线R2上的转矩使用于行驶负载。转矩变换器吸收马力和发动机输出的匹配点成为转矩线R2上的V2点。 
在判断为行驶负载处于高状态时，可变容量型液压泵7、8、9的吸收转矩变化为小值。由此，作业液压负载减小，从同图2的最大转矩线R1减去较小的作业液压负载后的转矩线R3上的转矩使用于行驶负载。转矩变换器吸收马力和发动机输出的匹配点成为转矩线R3上的V3点。 
如此，在判断为行驶负载处于高状态时，与并非如此的情况相比较，匹配点从V2移动到转矩变换器吸收马力更大的点V3，所以，在进行作业的同时行驶中成为高负载的情况下，例如在需要大的牵引力或需要在坡道上加速时，能够获得大的牵引力，能够在短时间内提升车速。 
换而言之，以往，如图3所示，即使行驶负载高时也和行驶负载低时同样，一律如同图3中斜线所示的发动机输出被分配给作业液压负载，用 于行驶负载的发动机输出小(匹配点V2)，所以在进行作业的同时行驶中成为高负载的情况下，例如在需要大的牵引力或需要在坡道上加速时，无法获得足够的牵引力，即使耗费较长时间也无法提升车速，但根据本实施例，如图2所示，在行驶负载高时，如同图2中斜线所示，将更小的发动机输出分配给作业液压负载，从而相对增大用于行驶负载的发动机输出(匹配点V3)，所以，与以往相比较，在进行作业的同时行驶中成为高负载的情况下，例如在需要大的牵引力或需要在坡道上加速时，能够获得更大的牵引力，能够在更短的时间内提升车速。 
此外，在装载机或转向机构未动作的状态下，即在无作业液压负载、行驶负载高的状态下，在最大转矩线R1上的匹配点V1，转矩变换器吸收马力和发动机输出匹配，能够将全部发动机输出使用于行驶负载。因此，在需要大的牵引力时或需要在坡道上加速时，能够获得足够的牵引力，能够在短时间内提升车速。 
其次，对改变液压泵的吸收转矩的机构的具体的结构例进行说明。 
图6表示用于对装载机用液压泵8进行PC控制的结构。图6中，以装载机用液压泵8为代表来示出，但对其它的可变容量型液压泵7、9进行PC控制的情况也同样构成。 
PC阀19控制液压泵8的斜板7a的倾转角，避免液压泵8的排出压力Pp(kg/cm2)和液压泵8的容量q(cc/rev)的积超过一定转矩。若发动机1的转速一定，则控制液压泵8的斜板8a，避免液压泵8的排出压力Pp(kg/cm2)和液压泵8的流量Q(l/min)的积超过一定马力。 
另外，在对液压泵7、8、9进行总体PC控制时，这些泵7、8、9的排出压力的平均值输入PC阀19。 
PC阀19输出液压泵8的排出压力Pp作为引导压力，通过将与排出压力Pp对应的驱动压力油供给到伺服阀20，来控制液压泵8的容量q。 
结合图4说明PC控制的内容。图4的横轴是液压泵8的排出压力Pp(kg/cm2)，纵轴是液压泵8的容量q(cc/rev)，即斜板8a的倾转角。 
如同图4所示，若液压泵8的排出压力Pp在一定压力以下，则液压泵8的斜板8a的倾转角设定为最大，成为最大容量qmax。若作业液压负载增大，泵排出压力Pp超过一定压力，则按照特性LN1减少泵容量q， 使斜板倾转角达到最小，达到最小容量qmin。 
这样一来，液压泵8在作业液压负载即吸收转矩不超过最大吸收转矩Tp1的范围内，根据泵排出压力Pp控制泵容量q。 
对于PC阀19，由控制器18施加控制信号i1，根据该控制信号i1改变最大吸收转矩。 
目前，在判断为行驶负载处于低状态时，液压泵8的最大吸收转矩设定为所谓Tp1的较大值，按照特性LN1控制液压泵8。另外，在判断为行驶负载处于高状态时，如箭头D所示，从特性LN1变化到特性LN2，开始减少泵容量的泵排出压力的值减小，最大吸收转矩值设定为较小值Tp2。 
图7(a)表示用于对装载机用液压泵8进行LS控制的结构。图7(a)中，以装载机用液压泵8为代表来示出，但对其它的可变容量型液压泵7、9进行LS控制的情况也同样构成。 
LS阀22控制液压泵8的斜板8a的倾转角，使得液压泵8的排出压力Pp和装载机用液压缸14的负载压力PLS的差压ΔP成为一定差压ΔPLS。 
对于LS阀22，赋予设定一定差压ΔPLS的弹簧。对于LS阀22的弹簧侧和相反侧的引导口，施加液压泵8的排出压力Pp作为引导压力，对于弹簧侧的引导口，施加装载机用液压缸14的负载压力PLS作为引导压力。通过驱动压力油从LS阀22供给到伺服阀20，来控制液压泵8的容量q。 
若设装载机用控制阀12的开口面积为A、阻力系数为c，则液压泵8的排出流量Q由下式表示： 
Q＝c·A·√(ΔP)。 
差压ΔP因LS阀22而成为一定，所以，泵流量Q仅根据控制阀12的阀柱的开口面积A而变化。 
若操作装载机用操作杆，则装载机用控制阀12的开口面积为A根据操作量而增加，泵流量Q根据开口面积A的增加而增加。此时，泵流量Q不受作业液压负载的影响，仅由装载机用操作杆的操作量来确定。通过这样设置有LS阀22，泵流量Q并非根据作业液压负载来进行增减，而是按照操作员的意思(根据装载机用操作杆的操作位置)来进行变化，从而微 调控制性即中间操作区域的操作性提高。 
但是，为了在微调控制时等，即使在不超过液压泵8的最大流量的区域也始终供给装载机用液压泵14所要求的流量，发动机1在低旋转区域也具有与高旋转区域相同的排出流量。 
因此，在发动机1的转速低时，控制器18降低差压设定值ΔPLS，进行降低排出流量的控制。在LS阀22上附加设置有改变弹簧的设定弹力的差压设定部23，若由控制器18向差压设定部23输出控制信号i2，则差压设定部23改变LS阀22的弹簧的设定弹力，变更差压设定值ΔPLS。 
此外，如图7(b)所示，也可以通过对LS阀22的电磁线圈施加控制信号i2，来改变LS阀22的弹簧的设定弹力，变更差压设定值ΔPLS。 
结合图5说明这种差压设定值变换控制的内容。图5的横轴是液压泵8的排出压力Pp(kg/cm2)，纵轴是液压泵8的容量q(cc/rev)，即斜板8a的倾转角。 
如同图5所示，在液压泵8的排出压力Pp成为某一值Pp1，泵容量q成为最大值qmax时，若将差压设定值ΔPLS变更为较小值，则与上述式(Q＝c·A·√(ΔP))的右边变小的情况相当，由此如箭头E所示，泵容量q从最大值qmax变更为较小值q1。通过泵容量q减小，液压泵8的吸收转矩即作业液压负载减小。 
控制器18在判断为行驶负载处于低状态时，向LS阀22输出将差压设定值ΔPLS设定为较大值并增大液压泵8的吸收转矩的控制信号i2。另外，在判断为行驶负载处于高状态时，向LS阀22输出将差压设定值ΔPLS设定为较小值并减小液压泵8的吸收转矩的控制信号i2。 
此外，也可以组合图4所示的变更液压泵的最大吸收转矩的控制、和图5所示的变更液压泵的泵容量的控制，在作业液压负载处于高状态时实施降低液压泵的吸收转矩的控制。 
此外，既可以对所有的可变容量型液压泵7、8、9减小最大吸收转矩或容量，也可以对可变容量型液压泵7、8、9中的一个或两个可变容量型液压泵减小最大吸收转矩或容量。 
如上所述，根据本实施例，在施加了高的行驶负载时，能够获得足够的牵引力，能够在短时间内提升车速。而且，并非将固定容量型液压泵的 容量一律设定为低值，而是将可变容量型液压泵的容量或最大吸收转矩，仅在行驶负载高的状态时暂时降低，所以，不会导致车体性能的下降。而且，也不必为了增大发动机输出而将发动机大型化，所以，也不会产生燃料费恶化、能量浪费的问题。 
(第二实施例) 
在第一实施例中，在判断为行驶负载处于高状态时，减小液压泵的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩，行驶负载处于高状态的判断可通过判断轮式装载机100处于加速状态来进行。 
具体而言，由控制器18判断车体的加速度是否在规定的阈值以上，在判断为车体的加速度在规定的阈值以上时，减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩。车体的加速度既可以作为由发动机转速检测传感器1a或转矩变换器输入轴转速传感器2a或传动装置输出轴转速传感器3a检测出的转速的每单位时间的变化量而运算，也可以在车体上设置加速度传感器，作为该加速度传感器的输出而获得。 
另外，由控制器18判断车体的加速度是否在规定的阈值以上，并且判断车体是否未处于减速状态，在判断为车体的加速度在规定的阈值以上且车体未处于减速状态时，可以减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩。对于车体是否未处于减速状态，通过制动器踏板29是否未踏入，或者制动器踏板29的踏入量是否在规定的阈值以下来判断即可。另外，也可以检测液压制动器的工作油的压力，在油压处于规定的阈值以下的基础上判断为车体未处于减速状态。 
另外，由控制器18判断加速踏板17的踏入量是否在规定的阈值以上，在判断为加速踏板17的踏入量在规定的阈值以上时，可以减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩。 
另外，由控制器18判断加速踏板17的踏入量是否在规定的阈值以上，并且判断车体是否未处于减速状态，在判断为加速踏板17的踏入量在规定的阈值以上且车体未处于减速状态时，可以减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩。 
另外，由控制器18运算发动机1的目标转速和实际发动机转速Nr的差，并判断该转速差是否在规定的阈值以上，在判断为转速差在规定的阈 值以上时，可以减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩。 
另外，由控制器18运算发动机1的目标转速和实际发动机转速Nr的差，并判断该转速差是否在规定的阈值以上，并且判断车体是否未处于减速状态，在判断为转速差在规定的阈值以上且车体未处于减速状态时，可以减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩。 
(第三实施例) 
在第一实施例中，在判断为行驶负载处于高状态时，减小液压泵的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩，行驶负载处于高状态的判断可通过实际计测传递给驱动轮5的行驶负载，判断所计测出的行驶负载在规定的阈值以上来进行。 
具体而言，由控制器18基于转矩变换器输入轴转速N1、传动装置输出轴转速N2、由传动装置3当前选择的速度级来运算行驶负载，并判断该运算出的行驶负载是否在规定的阈值以上，在判断为运算出的行驶负载在规定的阈值以上时，减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩即可。 
另外，由控制器18基于转矩变换器输入轴转速N1、传动装置输出轴转速N2、由传动装置3当前选择的速度级来运算行驶负载，并判断该运算出的行驶负载是否在规定的阈值以上，并且判断车体是否未处于减速状态，在判断为运算出的行驶负载在规定的阈值以上且车体未处于减速状态时，可以减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩。 
此外，可如上所述那样进行运算而求出行驶负载，也可以在转矩变换器2的输出轴、传动装置3的输出轴等上安装应力计等，直接检测出行驶负载。 
(第四实施例) 
在以上的实施例中，对于执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制的条件进行了说明，但相反，也可判断车体是否处于减速状态，在判断为车体处于减速状态时，解除减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制。即，若判断为车体处于减速状态，则在图4中，解除将液压泵的最大吸收转矩 沿箭头D方向降低的控制，或在图5中，解除将液压泵的容量沿箭头E方向降低的控制，如图2所示，从作业液压负载减小(行驶负载增大)的匹配点V3返回到作业液压负载增大(行驶负载减小)的匹配点V2。 
(第五实施例) 
在上述第一实施例～第四实施例中，对于在由动力模式开关31选择了“动力模式”的条件的基础上执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制的情况进行了说明。但是，即使在未由动力模式开关31选择“动力模式”的情况下(即使在选择了“通常模式”的情况下)，若判断为行驶负载处于高状态(只要判断为车体处于加速状态、或者判断为所计测出的行驶负载高)，则也降低液压泵7、8、9的吸收转矩。 
(第六实施例) 
在上述第二实施例、第三实施例中，在达到了阈值以上的情况下，执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制，但阈值的大小可根据所选择的行驶模式的种类来变更。 
在该实施例中，无论是在选择了“动力模式”的情况下，还是在选择了“通常模式”的情况下，都执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制。但是，在选择了“动力模式”的情况下，和在选择了“通常模式”的情况下，改变阈值的大小。在选择了“动力模式”的情况下，操作员具有要以高的行驶负载行驶的意思，所以，将阈值设定为低值。例如，通过将加速踏板17的踏入量的阈值设定为低值，即使在加速踏板踏入量少的状态下，也会迅速执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩的控制。由此，能够及时对应于高的行驶负载。相反，在选择了“通常模式”的情况下，操作员不具有以那么高的行驶负载行驶的意思，所以，将阈值设定为高值。例如，通过将加速踏板17的踏入量的阈值设定为高值，在较大地踏入了加速踏板踏入量时，执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩的控制。由此，在以作业液压负载为优先的同时还能够对应于行驶负载。 
(第七实施例) 
在以上说明的实施例中，对于在判断为行驶负载处于高状态时(在判断为车体处于加速状态时或者判断为所计测出的行驶负载高时)，首先， 执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩，相对地增大转矩变换器吸收转矩的控制的情况进行了说明，但也可以省略这种判断本身，仅由操作盘30上的开关操作来执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制。 
在该实施例中，若选择“动力模式”，则在图4中，执行将液压泵的最大吸收转矩沿箭头D方向降低的控制，或在图5中，执行将液压泵的容量沿箭头E方向降低的控制，如图2所示，转移到作业液压负载减小(行驶负载增大)的匹配点V3。 
另一方面，若选择“通常模式”，则在图4中，解除将液压泵的最大吸收转矩沿箭头D方向降低的控制，或在图5中，解除将液压泵的容量沿箭头E方向降低的控制，如图2所示，从作业液压负载减小(行驶负载增大)的匹配点V3返回到作业液压负载增大(行驶负载减小)的匹配点V2。 
此外，上述第二实施例、第三实施例所说明的各种判断方法可适当组合。例如，可在加速踏板17的踏入量在规定的阈值以上、和计测出的行驶负载在规定的阈值以上这两个条件均满足的基础上，执行减小液压泵7、8、9的吸收转矩的控制。 
另外，在上述实施例中，以行驶模式是“动力模式”、“通常模式”这两种情况为例进行了说明，但行驶模式也可以是三种以上，根据各行驶模式来变更控制内容、阈值的大小。 
另外，根据作业车辆的种类，也可以不是发动机1的输出经由转矩变换器2、传动装置3传递给驱动轮5的结构，而是发动机1的输出经由行驶用液压泵、行驶用液压马达传递给驱动轮5的结构。对于这种结构的作业车辆也可适用本发明。该情况下，只要将各实施例的“行驶负载”置换为行驶液压负载，同样地进行各实施例的控制即可。即，在判断为行驶液压负载处于高状态时(在判断为车体处于加速状态时或者判断为所计测出的行驶液压负载高时)，执行减小作业用液压泵7、8、9的吸收转矩(作业液压负载)，相对地增大行驶用液压泵的吸收转矩(行驶液压负载)的控制即可。 
(产业上的可利用性) 
本发明并不限定于轮式装载机，只要是发动机输出(发动机转矩)分配给行驶负载和作业液压负载双方的作业车辆，则均可同样适用。 

Claims (11)

1.一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由PTO轴(6)分配传递给传动装置(3)和作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)，且发动机(1)的输出经由所述传动装置(3)传递给驱动轮(5)，并且发动机(1)的输出经由所述作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备：
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩；
行驶负载状态判断机构(18)，其判断行驶负载处于高状态；
控制机构(18)，其在由行驶负载状态判断机构(18)判断为行驶负载处于高状态时，降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩。
2.一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由PTO轴(6)分配传递给传动装置(3)和作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)，且发动机(1)的输出经由所述传动装置(3)传递给驱动轮(5)，并且发动机(1)的输出经由所述作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备：
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩；
加速状态判断机构(18)，其判断轮式装载机处于加速状态；
控制机构(18)，其在由加速状态判断机构(18)判断为轮式装载机处于加速状态时，降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩。
3.根据权利要求2所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于，
加速状态判断机构(18)包括：
检测轮式装载机的加速度的加速度检测机构；
判断由加速度检测机构检测出的轮式装载机的加速度在规定的阈值以上的机构。
4.根据权利要求2所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于，
加速状态判断机构(18)包括：
检测行驶用操作件(17)的操作量的操作量检测机构(17a)；
判断由操作量检测机构(17a)检测出的行驶用操作件(17)的操作量在规定的阈值以上的机构。
5.根据权利要求2所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于，
加速状态判断机构(18)包括：
运算发动机(1)的目标转速和实际的发动机转速的差的转速差运算机构；
判断由转速差运算机构运算出的转速差在规定的阈值以上的机构。
6.一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由PTO轴(6)分配传递给传动装置(3)和作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)，且发动机(1)的输出经由所述传动装置(3)传递给驱动轮(5)，并且发动机(1)的输出经由所述作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备：
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩；
行驶负载计测机构(18)，其计测传递给驱动轮(5)的行驶负载；
控制机构(18)，其在由行驶负载计测机构计测出的行驶负载在规定的阈值以上时，降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩。
7.根据权利要求6所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于，
是将发动机(1)的输出经由转矩变换器(2)、传动装置(3)传递给驱动轮(5)的轮式装载机的发动机的负载控制装置，
行驶负载计测机构(18)基于转矩变换器(2)的输入轴转速、传动装置(3)的输出轴转速、由传动装置(3)当前选择的速度级来运算行驶负载。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于，
具备：检测轮式装载机处于减速状态的减速状态检测机构；解除机构(18)，其在由减速状态检测机构检测出轮式装载机处于减速状态时，解除降低作业机用可变容量型液压泵的吸收转矩的控制。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于，
还具备选择机构(31)，该选择机构(31)选择以高的行驶负载行驶的动力模式，
所述控制机构(18)，在由所述选择机构(31)选择了动力模式的条件的基础上，执行降低作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩的控制。
10.根据权利要求3～6中任一项所述的轮式装载机的发动机的负载控制装置，其特征在于，
还具备行驶模式选择机构(31)，该行驶模式选择机构(31)选择多个行驶模式，
根据由行驶模式选择机构(31)选择的行驶模式的种类，使所述阈值变化到与所选择的作业模式对应的大小。
11.一种轮式装载机的发动机的负载控制装置，其将发动机(1)的输出经由PTO轴(6)分配传递给传动装置(3)和作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)，且发动机(1)的输出经由所述传动装置(3)传递给驱动轮(5)，并且发动机(1)的输出经由所述作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)传递给作业机，其特征在于，具备：
吸收转矩变化机构(19、22)，其改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩；
行驶模式选择机构(31)，其选择多个行驶模式；
控制机构，其根据由行驶模式选择机构(31)选择的行驶模式的种类，改变作业机用可变容量型液压泵(7、8、9)的吸收转矩的大小。
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