CN103403268B - 轮式装载机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在相对于车辆的请求动力而能够输出的动力不足的情况下，作业效率也较高的混合动力轮式装载机。其具有：与发动机(1)连结的发电电动机(6)；与发电电动机连结的液压泵(4)；通过从液压泵供给的液压油来驱动的液压执行机构(51、52、53)；驱动车轮(61)的行驶用电动机(9)；和经由逆变器(7、10)而分别与发电电动机以及行驶用电动机连接的蓄电装置(11)，在合计请求动力值比混合动力输出上限值大时，根据轮式装载机的动作来限制液压请求动力值Pf以及行驶请求动力值Purn的任意一方，由此，将合计请求动力值设定为混合动力输出上限值以下。

Description

轮式装载机
技术领域
本发明涉及作为动力源而具有发动机以及蓄电装置的轮式装载机。
背景技术
近年，从环境问题、石油价格上涨等的观点来看，对于各种工业制品来说节能意向在增强。在迄今为止以基于柴油发动机的液压驱动系统为中心的工程车辆、作业用车辆等的领域中，也具有这种倾向，通过电动化而带来的高效率化、节能化的事例在增多。例如，在将上述的工程车辆或者作业用车辆的驱动部分电动化，即使驱动源为电动机(电动马达)的情况下，在降低尾气排放的基础上，还能够期待发动机的高效率驱动(混合动力机种的情况下)、动力传递效率的提升、再生电力的回收等很多的节能效果。在这种工程车辆及作业用车辆领域中，铲车的电动化最为先进，使用蓄电池的电力来驱动马达的、所谓的“蓄电池铲车”领先于其他车辆而被实用化，以小型铲车为中心颇为普及。而且在最近，在其引领下，在液压挖掘机、发动机式铲车等中，使柴油发动机和电气马达组合的“混合动力车辆”开始产品化。
但是，如上所述，在基于电动化来发展环境对应、节能化的工程车辆及作业用车辆之中，轮式装载机是作为在混合动力化的情况下预见有比较大幅的油耗降低效果的车辆。以往的轮式装载机例如是，一边经由液力变矩器(变矩器)以及变速器(T/M)来将发动机的动力向车轮传递而行驶，一边通过安装在车辆前方的作业装置即铲斗部分来挖掘、搬运土砂等的作业用车辆。若将这种轮式装载机的行驶驱动部分电动化，则能够使在变矩器以及变速器部分中的动力传递效率提高，直至基于电力而实现的动力传递效率。而且，在轮式装载机中，由于在作业中，频繁地重复行进、停止的行驶动作，所以在将行驶驱动部分电动化的情况下，能够预见到在制动时从行驶用的电动机回收再生电力。
关于轮式装载机的混合动力系统的控制方法，例如在日本特开2008-247269号公报中有所记载。该文献的轮式装载机作为动力源而具有发动机以及蓄电器，在车辆的行驶驱动部分中适用有使发电电动机、游星齿轮以及变速机组合的混合动力驱动系统。而且，根据加速器开度以及蓄电器的充电量来控制发动机的转速，根据加速器开度、发电电动机的动作状态、以及蓄电器的蓄电状态来控制变速机的变速挡的切换，并且根据加速器开度、车速、以及变速机的变速挡来决定在发动机以及电动发电机中所产生的转矩。
先行技术文献
专利文献1：日本特开2008-247269号公报
在上述文献的技术中，作为车辆的控制方法的一种，而在整体的车辆请求转矩超过能够由发动机产生的转矩的情况下，依照预先设定的行驶系统以及装卸系统(前作业装置)的优先度，来设定发动机转矩以及装卸发动机转矩，从该设定值反算行驶转矩指令并也将发电电动机转矩指令修正。
但是，在上述技术中，在整体的车辆请求转矩超过能够由发动机产生的转矩的情况下，运算对充电到蓄电池中的电力进行使用来驱动的发电电动机的转矩指令以及行驶转矩指令。由此，假设在蓄电器中未充电有相应的电力的情况下，能够考虑到车辆的工作效率有可能会降低。而且，由于依照预先设定的优先度来设定各驱动部的转矩，所以在全部的轮式装载机的多种动作模式中并不限于都会平衡地进行作业，不能否定在特定的动作模式中工作效率有可能会降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种轮式装载机，在将行驶驱动部电动化的混合动力轮式装载机中，即使在通过蓄电机构的放电等而导致混合动力系统的能够输出的动力相对于车辆的请求动力不足的情况下，也能够进行工作效率高的车辆控制。
为了达成上述目的，本发明的轮式装载机具有：发动机；与所述发动机的输出轴连结的发电电动机；与所述发电电动机的旋转轴连结的液压泵；通过从所述液压泵供给的液压油来驱动的液压执行机构；车轮；驱动所述车轮的行驶用电动机；经由逆变器而分别与所述发电电动机以及所述行驶用电动机连接的蓄电装置；和控制装置，该控制装置计算将所述发动机与所述蓄电装置的输出上限值合计的混合输出上限值、所述液压泵所请求的液压请求动力值、以及所述行驶用电动机所请求的行驶请求动力值，在将所述液压请求动力值与所述行驶请求动力值合计的合计请求动力值比所述混合动力输出上限值大时，所述控制装置根据轮式装载机的动作来限制所述液压请求动力值以及所述行驶请求动力值的任意一方，由此，将所述合计请求动力值设定为所述混合动力输出上限值以下。
发明的效果
根据本发明，能够在将行驶驱动部电动化的混合动力轮式装载机中，即使在通过蓄电装置的放电等而导致混合动力系统的输出上限低于车辆所请求的请求动力的情况下，也能够保持较高的作业效率。
附图说明
图1是本发明的实施方式的混合动力轮式装载机的系统构成图。
图2是表示以往的轮式装载机的代表构成例的图。
图3是搭载于本发明的实施方式的轮式装载机中的控制装置200的构成图。
图4是表示本发明的实施方式的混合控制装置20内的构成例的图。
图5是表示在本发明的实施方式的混合动力系统中的动力流程图。
图6是表示作为轮式装载机的作业模式的一例的V循环挖掘作业的图。
图7是表示本发明的实施方式中的动作判断部和动力限制设定部的输入输出关系的图。
图8是本发明的实施方式的轮式装载机的各基本动作、和在检测该各基本动作时所利用的输入信息、和在该各基本动作中限制的请求动力值的对应图。
图9是表示本实施方式中的动作判断部40和动力限制设定部41的处理顺序的流程图。
图10是表示本实施方式中的动作判断部40的详细的处理顺序的流程图。
具体实施方式
以下，使用图面说明本发明的实施方式。
图1是本发明的实施方式的混合动力轮式装载机的系统构成图。该图所示的轮式装载机具有：发动机1；与发动机1的输出轴连结的发电电动机(马达/电动发电机(M/G))6；控制发电电动机6的逆变器7；与发电电动机6的旋转轴连结的液压泵4；具有铲斗以及升降臂(未图示)且安装在车身前方的作业装置50；通过经由控制阀55而从液压泵4供给的液压油来驱动的液压执行机构(铲斗液压缸51、升降液压缸52以及转向液压缸53)；具有四个车辆61的行驶体60；安装于行驶体60的传动轴8上且驱动四个车轮61的行驶用电动机9；控制行驶用电动机9的逆变器10；经由DCDC变流器12而与逆变器7、10电连接且在与逆变器7、10之间交接直流电的蓄电装置11；根据操作量来输出用于驱动液压执行机构51、52、53的操作信号的操作装置(操作杆56以及方向盘(未图示))；和控制装置200。
铲斗液压缸51以及升降液压缸52基于根据设在驾驶室内的操作杆56的操作量而输出的操作信号(液压信号)来驱动。升降液压缸52安装在能够转动地固定在车身前方的升降臂上，根据来自操作杆56的操作信号而伸缩，从而使升降臂上下转动。铲斗液压缸51安装在能够转动地固定在升降臂的前端的铲斗上，根据来自操作杆56的操作信号而伸缩，从而使铲斗上下转动。转向液压缸53基于根据设在驾驶室内的方向盘(未图示)的转向量而输出的操作信号(液压信号)进行驱动。转向液压缸53与各车轮61连结，根据来自方向盘的操作信号而伸缩，从而变更车轮61的转向角。
优选为，作为蓄电装置11而利用电双层电容器。本实施方式的蓄电装置11通过DCDC变流器12进行电容器电压的升降压控制，在与逆变器7、10(也就是说，发电电动机6以及行驶用电动机9)之间进行直流电的交接。
在如上所述构成的混合动力轮式装载机中，通过液压泵4向用于进行土砂等的挖掘作业的作业装置50供给适当的液压，由此实施与目的对应的作业。而且，行驶体60的行驶动作主要利用由发动机1的动力而在发电电动机6中产生的电力，来驱动行驶用电动机9，由此而进行行驶动作。这时，在蓄电装置11中，会吸收在车辆制动时行驶用电动机9所产生的再生电力，或者通过向发电电动机6或行驶用电动机9提供蓄电电力而进行对发动机1的输出辅助，由此有助于降低车辆的消耗能量。此外，做为本发明的对象的混合动力系统并不限于图1的构成例，也能够适用于行驶部平行型等的多种系统构成中。
图2是表示以往的轮式装载机的代表构成例的图。此外，对与前面的图相同的部分标注相同的附图标记并省略说明(后面的图也同样)。该图所示的以往的轮式装载机，作为主要的驱动部而具有行驶体60和作业装置50(升降/铲斗部分)，经由液力变矩器(变矩器)2以及变速器(T/M)3而将发动机1的动力向车轮61传递来行驶，并且通过由液压泵4驱动的作业装置50来挖掘、搬运土砂等。由于变矩器的动力传递效率比基于电力的动力传递效率差，所以若将图2所示的轮式装载机的行驶驱动部分电动化(包含平行式混合动力构成)，则能够提高来自发动机1的动力传递效率。并且，由于作业中的轮式装载机频繁地重复行进、停止的行驶动作，所以在如上所述地将行驶驱动部分电动化的情况下，能够预见到在制动时从行驶用电动机9回收再生电力。若这样地将轮式装载机的驱动装置的一部分电动化即混合动力化，则通常能够将燃料消耗量降低百分之几十左右。
图3是搭载于本发明的实施方式的轮式装载机中的控制装置200的构成图。如该图所示，在本实施方式的轮式装载机中，作为控制装置200而搭载有：混合动力控制装置20，作为控制图1所示的混合动力系统整体的能量流量或动力流量等的控制器；对控制阀(C/V)55和液压泵4进行控制的液压控制装置21；控制发动机1的发动机控制装置22；控制逆变器7、10的逆变器控制装置23；和控制DCDC变流器12的变流器控制装置24。
各控制装置20、21、22、23、24具有：存储有处理内容和处理结果的存储装置(RAM、ROM)(未图示)；和执行在该存储装置中所存储的处理的处理装置(CPU等)(未图示)。而且，各控制装置20、21、22、23、24经由CAN(控制器局域网；ControllerAreaNetwork)而互相连接，互相接收发送各机器的指令值以及状态量。如图3所示，混合动力控制装置20位于液压控制装置21、发动机控制装置22、逆变器控制装置23以及变流器控制装置24的各控制器的上位，进行系统整体的控制，对其他的各控制装置21～24给予具体的动作的指令，使得系统整体发挥最高的作业性能。
此外，图3所示的各控制装置20～24只表示了为了控制图1所示的混合动力系统的各驱动部分而必要的控制器。虽然在使实际车辆成立时，除此之外还需要监视器和信息系统等控制器，但是由于这些与本发明没有直接的关系，所以未图示。而且，各控制装置20～24不需要如图3所示地与其他控制装置独立，即使在某一个控制装置上实际装载有两个以上的控制机能也没有关系。
图4是表示本发明的实施方式的混合动力控制装置20内的构成例的图。该图所示的混合动力控制装置20具有：控制混合动力系统整体的系统控制部30；将发动机1以及蓄电装置11的输出向液压泵4以及行驶用电动机9分配的动力分配部31；发动机控制部32，根据将液压泵4所请求的动力值(液压请求动力值Pf)和行驶用电动机9所请求的动力值(行驶请求动力值Prun)合计的车辆整体所请求动力值(合计请求动力值)，来决定发动机1的转速指令；根据发电请求值来决定发电电动机6的转矩指令的M/G控制部33；从液压泵4的请求动力值Pf来运算液压泵4的倾转角指令值的液压控制部34，该请求动力值Pf是从操作杆56的操作量等运算的；和从行驶请求动力值Purn来运算行驶用电动机9的转矩指令的行驶控制部35，该行驶请求动力值Purn是从加速踏板或制动踏板的踏入量以及现在的车速运算的。
在混合动力控制装置20中输入有：从操作杆56输出的操作信号；设在驾驶室内的加速踏板以及制动踏板的踏入量；从F/R开关(选择装置)63输出且表示该开关位置(前进或者后退)的开关信号(F/R信号)，该F/R开关用于选择前进或者后退而作为车辆的行进方向；从根据速度传感器(车轮速度检测手段)62所检测的车轮61的旋转速度而运算的车辆速度(车速)；从逆变器10输出的行驶用电动机9的转速；发动机1的转速(发动机转速)；和蓄电装置11的蓄电量(蓄电装置11的端子电压以及输出电流)。此外，也可以为，轮式装载机的车速通过输入速度传感器62的检测值，而由混合动力控制装置20算出。
如上所述的本实施方式的混合动力系统，作为用于驱动车辆的动力源而具有发动机1以及蓄电装置11。其中，发动机1根据其即时的发动机的转速而决定能够输出的动力(发动机输出上限值Pe)，蓄电装置11从其即时的蓄电量(充电状态)而决定能够输出的动力(蓄电装置输出上限值Pc)。也就是说，混合动力系统通过其即时的状态，来决定能够输出的动力。
图5是表示本发明的实施方式的混合动力系统中的动力流程图。如该图所示，动力分配部31按照下述算式(1)以及(2)，来进行将发动机输出Pe和蓄电装置输出Pc向作业装置50的输出Pf和行驶用电动机9的输出Purn分配的处理。此外，在下述算式(1)以及(2)中的Pmg_in、Pmg_out分别表示发电电动机6的输入动力以及输出动力。
Pf＝Pe-Pmg_in···算式(1)
Purn＝Pmg_out+Pc···算式(2)
混合动力控制装置20在作业装置50的动力请求值(液压请求动力值Pf)与行驶用电动机9的动力请求值(行驶动力请求值Purn)的和(合计请求动力值)，相对于输出上限值Pe、Pc的和(混合动力能够输出上限值)较小的情况下，在系统控制部30中判断燃油效率变得最好的输出方式，并与其相对地应地由动力分配部31向作业装置50以及行驶电动机9给予依照各自动力请求值的指令值，从而进行车辆的动作。
但是，在本发明中作为对象的轮式装载机具有几个基本动作模式，混合动力控制装置20需要对应该各个动作而使车辆最适合地工作。例如，作为最具代表性的工作模式而具有V循环挖掘作业。
图6是表示作为轮式装载机的工作模式的一例的V循环挖掘作业的图。该V循环挖掘作业相对于实际的轮式装载机的作业整体，而为约占七成以上的主要动作模式。此时，轮式装载机首先相对于砂石山等的挖掘对象前进，以探入至砂石山的挖掘对象物中的形式来将砂石等的搬运物装进铲斗内。之后，后退至原来的位置，一边操作方向盘，并且一边使升降臂以及铲斗上升，一边朝向翻斗卡车等的搬运车辆前进。然后，使铲斗倾倒而将搬运物堆积到(放土)搬运车辆之后再次后退，车辆返回至原来的位置。车辆像以上说明地那样，一边描绘V字轨迹一边重复该作业。在由图1所示的混合动力轮式装载机进行这种动作时，通过混合动力控制装置20，将发动机1以及蓄电池装置11的输出向作业装置50以及行驶用电动机9分配，以使在混合动力系统整体中燃油效率以及作业效率变得最好。以上是通过图1所示的混合动力系统，按照请求动力值而进行轮式装载机的标准的动作即V字循环挖掘作业的控制动作。
但是，在本实施方式的混合动力系统中，在蓄电装置11处于过放电状态的情况和发动机1的转速比所需要的转速低的情况下，具有合计请求动力值(液压请求动力值Pf和行驶请求动力值Purn的和)超出混合动力能够输出上限值(发动机输出上限值Pe和蓄电池装置输出上限值Pc的和)的情况。特别是，在蓄电装置11是电容器，且车辆的动作内容为较重负荷模式的情况下，由于从蓄电装置11重复进行电力的输出，所以考虑到相对于如上所述的合计请求动力值，会发生混合动力系统的输出不足。
在此，轮式装载机是一边用四个车轮61行驶，一边用安装在车辆的前部的作业装置50实施挖掘作业的工程车辆，其动作(作业)内容根据外部的状况涉及许多方面。因此，如上所述的混合动力系统的输出不足有可能对车辆的作业性能产生影响。例如，在同时实施作业装置50的升降臂的上升动作和车辆的行进动作的复合动作(一边行进一边举升升降臂的动作)中，即使在混合动力能够输出上限值低于合计请求动力值的情况下，直到车辆到达目的场所为止，使铲斗上升到必要的高度也是重要的，优选为，尽可能地优先向作业装置50的输出(也就是说，限制向行驶用电动机9的输出)。
这样，在混合动力轮式装载机中，会出现根据蓄电装置11处于放电状态，或者发动机转速比所定的转速低，热导致合计请求动力值超过混合动力能够输出上限的情况，但即使在这样的情况下，也优选为，根据其即时的动作内容来相对于作业装置50和下部行驶体60的各个驱动部而分配最适当的动力，由此来确保作业性能。因此，本实施方式的混合动力轮式装载机为了实现这种动作，而在混合动力控制装置20内具有动作判断部40和动力限制设定部41。
图7是表示本发明的实施方式中的动作判断部40和动力限制设定部41的输入输出关系的图。在此，首先对动作判断部40的构成进行说明。在动作判断部40中输入有涉及车辆的动作以及作业的信息，也就是说，输入有操作杆56的操作量、加速踏板以及制动踏板的踏入量、F/R开关63的开关信号、行驶用电动机9的转速、和车速。动作判断部40根据这些输入信息来判断轮式装载机的现在的动作内容。此外，由于动作判断部40的动作与车辆整体的作业性能有关，所以优选为，动作判断部40如图4所示地设在混合动力控制装置20内的系统控制部30内。
图8是本发明的实施方式的轮式装载机的各基本动作、和在检测该各基本动作时利用的输入信息、和在该各基本动作中限制的请求动力值(行驶用请求动力值Purn/液压请求动力值Pf)的对应图。作为在本发明的实施方式中作为列举的基本动作的种类，主要有三种。
(动作1)一边行进一边举升升降臂的动作(复合动作)：一边使车辆从停止状态开始行进一边举升升降臂的动作。
(动作2)挖掘动作：为了挖掘使车辆探入至土山等的挖掘对象中并将砂石装进至铲斗内，或者一边由铲斗挖掘土山等的斜面的一部分一边登上该斜面并将砂石装进至铲斗内的动作。
(动作3)铲斗铲起以及铲斗倾倒动作：在挖掘动作(动作2)之后一边将铲斗倾斜一边使升降臂举升，而将铲斗铲起的动作以及将该铲起的铲斗倾倒从而倒出(放土)砂石的动作。
然后，并且，上述(动作2)分为两种。
(动作2-1)平地挖掘初始动作：使铲斗探入至土山等的挖掘对象中而向铲斗内装入砂石的动作，
(动作2-2)拢起初始动作：一边通过铲斗挖掘土山等的斜面的一部分一边登上该斜面并且向铲斗内堆积砂石的动作。
此外，在上述中的‘拢起’表示，轮式装载机一边登上砂石、土山等的斜面一边用铲斗挖掘该斜面的动作。
而且，上述(动作3)分为两种：
(动作3-1)平地挖掘后期动作：通过平地挖掘初始动作(动作2-1)将挖掘的砂石等铲起，并将铲斗倾斜而放出的动作，
(动作3-2)拢起后期动作：通过拢起初始动作(动作2-2)将堆积到铲斗内的砂石铲起，并将铲斗倾斜而放出的动作。
也就是说，细分类的话有五种动作。
此外，当然在上述之外也会列举出动作内容，但那些与上述五种动作的任一种类似。由此，对于其他的动作视为与上述五种动作之中类似的相同，由此进行对应。
首先，叙述基本的三种动作(动作1、动作2以及动作3)的判断方法。这三种动作基本上，能够通过操作杆56的操作量L以及加速踏板的踏入量A地大小来判别。在此，在操作杆56的操作量L中从较大值依次，将阈值设定为第一操作量L1、第二操作量L2(L1＞L2)，第一操作量L1是接近最大操作量的值。而且，在加速踏板的踏入量A中从较大值依次，将阈值设定为第一踏入量A1、第二踏入量A2(A1＞A2)，第一踏入量A1是接近最大踏入量的值。并且，在轮式装载机的车速B中从较大值依次，将阈值设定为第一速度V1、第二速度V2(V1＞V2)，第二速度V2是接近零(停止状态)的值。而且，在行驶用电动机9的转速R中从较大值依次，将阈值设定为第一转速R1、第二转速R2(R1＞R2)，第二转速R2是接近零(停止状态)的值。
在动作1中，由于一边使车辆从停止状态行进一边举升升降臂，所以将操作杆56操作到接近最大操作量(或者最大操作量)为止，将加速踏板踏入到接近最大踏入量(或者最大踏入量)为止。因此，在操作杆56的操作量设定为第一操作量L1以上，且加速踏板的踏入量设定为第一踏入量A1以上的情况下，动作判断部40判断为动作1正在进行。而且，在动作1进行时，车速从零开始加速。因此，出于更加正确地进行动作判断的观点，也可以为，在上述的操作杆56的操作量以及加速踏板的踏入量的基础上，检测车速的变化来判断动作。
由于动作2是将砂石等装入至铲斗中时的动作，所以将铲斗保持在倾斜的状态且将升降臂保持在低的位置，并产生较大的牵引力(行驶动力)而扎进土山。也就是说，在动作2中，操作杆56的操作量小，加速踏板的踏入量虽然与动作1相比具有变小的倾向但也是较大的。因此，在操作杆56的操作量设定为不足第二操作量L2，而且，加速踏板的踏入量设定为不足第一踏入量A1且为第二踏入量A2以上的情况下，动作判断部40判断为动作2正在进行。而且，在动作2进行时，车速成为低速或停止状态，F/R开关63设定为前进方向。因此，出于进行更加正确的动作判断的观点，也可以为，在上述的操作杆56的操作量以及加速踏板的踏入量的基础中，检测车速的变化和F/R开关63的状态，在车速为V1以下且F/R开关63设定为前进方向的情况下，判断为动作2正在进行。
动作3是一边将在动作2中装入有砂石的铲斗倾倒一边举升升降臂，并在所期望的位置上使铲斗倾斜而放出砂石等的动作。也就是说，在动作3中，操作杆56操作到将升降液压缸52伸展的方向(使升降臂举升的方向)，车辆在大致停止的状态下保持。因此，在判断为动作2已进行之后，在操作杆56的操作量设定为不足第一操作量L1且为第二操作量以上，并且，加速踏板的踏入量设定为不足第二踏入量A2的情况下，动作判断部40判断为动作3正在进行。此外，也可以为，将其替换，而在判断为第二操作已进行之后，在操作杆56操作到使升降臂举升的方向的情况下，判断为动作3正在进行。而且，在动作3进行时，车速在零附近，F/R开关63设定为前进方向。因此，出于进行更加正确的动作判断的观点，也可以为，在上述的操作杆56的操作量以及加速踏板的踏入量的基础中，检测车速的变化和F/R开关63的状态，在车速为V2以下且F/R开关63设定为前进方向的情况下，判断动作3正在进行。
接下来，在需要将动作2进一步区分为两个动作(动作2-1、动作2-2)的情况下，如下地进行。拢起初始动作(动作2-2)与平地挖掘初始动作(动作2-1)不同，是在斜面上进行挖掘作业的动作。由此在拢起初始动作中，尽管在F/R开关63中车身的前进方向选择在“前进”，车身还是会临时在斜面上后退，具有发生F/R开关63的设定方向和车身前进方向不同的倾向。因此，在本实施方式中，通过检测车速的符号和F/R开关63的开关信号的符号，来判断是否与F/R开关63的设定方向相反而车身正在后退。在此，在车身前进的情况下车速的符号是正的，在车身后退的情况下车速的符号是负的，并且，在F/R开关63设定为前进方向的情况下的开关信号的符号是正的，设定为后退方向的情况下的开关信号的符号是负的。因此，动作判断部40在判断为动作2正在进行的情况下，并且，在发生从F/R开关63输出的开关信号的符号与车速的符号不一致的情况下，判断为拢起初始动作(动作2-2)正在进行，轮式装载机在斜面上动作。另一方面，在不发生两者的符号不一致的情况下，动作判断部40判断为平地挖掘初始动作(动作2-1)正在进行，轮式装载机在平地上动作。
另外，在需要将动作3进一步区分为两个动作(动作3-1、动作3-2)的情况下，如下地进行。拢起后期动作(动作3-2)是与拢起初始动作相同地在斜面上进行的操作。由此，在与平地挖掘后期动作(动作3-1)相区别的情况下，与动作2相同地，只要检测车速的符号和F/R开关63的设定方向(开关信号的符号)即可。并且，作为拢起后期动作的特点，为了使车辆不后退，踏入制动踏板而成为ON状态。因此，在判断动作3正在进行的情况下，也可以为，在F/R开关63的设定方向(前进)与车速的方向的不一致的基础上，还检测制动踏板的踏入的情况下，动作判断部40判断为拢起后期动作正在进行。
如上所述，动作判断部40根据图8所示的各输入信息，判断混合动力轮式装载机的动作内容。此外，在上述中，具有使用车速来判断动作的情况，但也可以为，代替车速，检测行驶用电动机9的转速并以图8所示的基准来判断各动作。
在图7中，动力限制设定部41在合计请求动力值比混合动力输出上限值大时，根据动作判定部40的判断结果，来限制液压请求动力值Pf以及行驶请求动力值Purn的任意一方，使得合计请求动力值收在混合动力输出上限值内。在动力限制设定部41中输入有：由动作判断部40判断的动作内容；从动作判断部40输出的液压请求动力值Pf以及行驶请求动力值Purn；从发动机转速算出的发动机输出上限值Pe；和从蓄电装置11的蓄电量算出的蓄电装置输出上限值Pc(电容器输出)。此外，本实施方式的动力限制设定部41设置在混合动力控制装置20中的动力分配部31内。
在此，根据动作判断部40的判断结果与根据动力限制设定部41的动力的限制对象的关系，如图8的右端栏所示。也就是说，形成为
(动作1)：行驶请求动力值Purn，
(动作2)：液压请求动力值Pf，
(动作3)：行驶请求动力值Purn，
这是由于，出于提高作业效率的观点，优选为，在动作1以及动作3中将液压请求动力值Pf优先，在动作2中将行驶请求动力值Purn优先。
例如，在进行动作1的情况下，在合计请求动力值比混合动力输出上限值大时，动力限制设定部41运算合计请求动力值与混合动力输出上限值的差(输出不足部分)，将该不足部分从行驶请求动力值Purn中减去，以使合计请求动力值收在混合动力输出上限值内的方式，再次设定行驶请求动力值Purn。
接下来使用附图来说明根据动作判断部40和动力限制设定部41所进行的处理内容。图9是表示本实施方式中的动作判断部40和动力限制设定部41的处理顺序的流程图。如该图所示，动作判断部40首先输入各种信号(S100)。
然后，动作判断部40根据加速踏板/制动踏板的踏入量、操作杆56的操作量，来运算液压请求动力值Pf和行驶请求动力值Purn(S101)。在S102中，混合动力控制装置20通过输入发动机转速和蓄电装置11的端子电压以及输出电流，而运算发动机输出上限值Pe和蓄电装置输出上限值Pc。
接下来，动力限制设定部41在S103中，对液压请求动力值Pf与行驶请求动力值Purn的总和、即合计请求动力值与发动机输出上限值Pe与蓄电装置输出上限值Pc的总和、即混合动力输出上限值进行比较，且在合计请求动力值超出混合动力输出上限值的情况下，向动力限制模式转移并前进至S104。
在S104中，动作判断部40根据在S100输入的信号来判断现在的车辆的动作内容是否符合动作1、动作2、动作3的某一项。在此的动作判断根据之前说明的图8的判断方法来实施，具体地根据图10所示的流程图来实施。
图10是表示本实施方式中的动作判断部40的详细的处理顺序的流程图。如该图所示，动作判断部40首先将现在的杆操作量与设定值L1比较(S200)，然后，将现在的加速器踏入量与设定值A1比较(S201)。其结果为，在杆操作量为设定值L1以上且加速器踏入量为设定值A1以上的情况下，在S202中判断为处于动作(1)，移动至S105(图9)。
相对于此，在S200或者S201中，在判断为杆操作量与加速器踏入量的任一项不足设定值L1或者A1的情况下，在S203中比较杆操作量和设定值L2。在此，在杆操作量不足设定值L2的情况下在S204中比较加速器踏入量和设定值A2。该结果为，在加速器踏入量处于设定值A2以上的情况下，在S205中判断为处于动作(2)，移动至S105。
而且，对于上述动作(2)的判断处理，在S203中在杆操作量处于设定值L2以上的情况下转移至S206，比较加速器踏入量和设定值A2。该结果为，在加速器踏入量不足设定值A2的情况下，在S207中判断为处于动作(3)，移动至S105。
但是，在S204中在加速器踏入量不足设定值A2的情况下(也就是说，杆操作量＜L2且加速器踏入量＜A2)，以及在S206中加速器踏入量处于设定值A2以上的情况下(也就是说，杆操作量≥L2且加速器踏入量≥A2)，视为杆操作量与加速器踏入量以同样的比率被操作，在S208判断为其他动作。在该情况下，在S105中不需要特别地在液压请求动力值和行驶请求动力值之间设定输出的优先度，在S106中以同样的比率限制输出即可。
此外，在实施了上述的S205以及S207的处理之后，在向S105移动之前，也可以实施确认F/R开关63的开关信号的符号和现在的车速的符号(车速的检测值的符号)的一致性的处理(S209、S212)。首先，在S209中在开关信号的符号和现在的车速的符号一致的情况下，在S210中判断为处于动作(2-1)。与其相对地，在发生这两个符号的不一致的情况下，认为车辆在坡道(斜面)上逆行，在S211中判断为处于动作(2-2)。另一方面，在S212中在这两个符号一致的情况下，在S213中判断为处于动作(3-1)。与其相对地，在发生这两个符号的不一致的情况下，认为车辆在坡道上逆行，在S214中判断为处于动作(3-2)。
在此，虽然将动作(2)以及动作(3)进一步判别为平地作业和拢起作业，但是，这是因为，特别在拢起作业时，尽管车辆行进方向在F/R开关63中被选择为前进，但是根据动力分配的结果也会导致行驶用电动机9的输出不足，从而发生车辆倒退的状态。也就是说，在这样地判断为发生了车辆的逆行(开关信号与车速符号的不一致)的情况下，优选为，在S205或者S207中所执行的限制液压请求动力值或者行驶请求动力值的基础上，进一步进行控制，使得将行驶请求动力值只增加为了不使车辆后退所需的增加量(也就是说，为了使车辆前进或者停止所需的增加量)，同时将液压请求动力值只限制该行驶请求动力值的增加量。也就是说，在判断为动作(2-2)以及(3-2)的情况下，对于在S205以及S207中所决定的行驶请求动力值，加上避免后退所需的动力值，并且，从在S205以及S207中所决定的液压请求动力值中，减去与该避免后退所需的动力值相当的动力值。这样控制的话，由于能够抑制在拢起作业时的车辆的逆行，所以能够提高拢起作业时的作业效率。
回到图9，在S105中，根据在S104所判断的动作内容来决定动力限制对象。这时的决定方法根据图8所示的组合来进行。在S105中决定了动力限制对象后，在S106中实施动力限制处理。作为在此的动力限制处理，例如，运算合计请求动力值和混合动力输出上限值的差分，并将与该差分相当的动力从在S105中所决定的动力限制对象中减去。动力限制处理结束后回到S100，重复S100以后的处理。另一方面，在S103中，在混合动力输出上限值超出合计请求动力值的情况下，作为通常模式结束而处理，重复S100以后的处理。
根据以上的处理，即使在车辆的输出不足时(例如，作业装置50的负荷较大的情况，或者蓄电装置11的电压到达设定值以下而成为放电状态的情况下(也就是说，蓄电量较少的情况下))，根据轮式装载机的动作内容来决定优先分配动力的驱动部分，则能够向该所决定的驱动部分最适宜地分配驱动力，由此，能够最大限度地发挥车辆的作业性能。因此，根据本实施方式，通过蓄电装置的放电等，即使在混合动力系统的能够输出上限低于合计请求动力值的情况下，也能够保持高作业效率。
附图标记说明
1发动机
2液力变矩器
3变速器(T/M)
4液压泵
6电动发电机(M/G)
7逆变器
8传动轴
9行驶用电动机
10逆变器
11蓄电装置
12DCDC变流器变流器
20混合动力控制装置
22发动机控制装置
24变流器控制装置
21液压控制装置
23逆变器控制装置
30系统控制部
31动力分配部
32发动机控制部
33M/G控制部
34液压控制部
35行驶控制部
40动作判断部
41动力限制设定部
50作业装置
60行驶体
61车轮
200控制装置
Pf液压请求动力值
Prun行驶请求动力值
Pe发动机输出上限值
Pc蓄电装置输出上限值

Claims (6)

1.一种轮式装载机，其特征在于，具有：
发动机；
与所述发动机的输出轴连结的发电电动机；
与所述发电电动机的旋转轴连结的液压泵；
通过从所述液压泵供给的液压油来驱动的液压执行机构；
车轮；
驱动所述车轮的行驶用电动机；
经由逆变器而分别与所述发电电动机以及所述行驶用电动机连接的蓄电装置；
根据操作量而输出用于驱动所述执行机构的操作信号的操作装置；
控制所述发动机的转速的加速踏板；
控制所述车轮的制动装置的制动踏板；和
控制装置，所述控制装置基于所述发动机转速而算出发动机输出上限值，基于所述蓄电装置的蓄电量而算出蓄电装置输出上限值，基于所述操作装置的操作量而算出所述液压泵所请求的液压请求动力值，基于所述加速踏板以及所述制动踏板的踏入量、以及车速而算出所述行驶用电动机所请求的行驶请求动力值，
在将所述液压请求动力值与所述行驶请求动力值合计后的合计请求动力值比所述发动机输出上限值与所述蓄电装置输出上限值合计后的混合动力输出上限值大时，所述控制装置根据轮式装载机的动作来限制所述液压请求动力值以及所述行驶请求动力值的任意一方，由此，将所述合计请求动力值设定为所述混合动力输出上限值以下。
2.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，
所述控制装置基于所述操作装置的操作量以及所述加速踏板的踏入量，来判断所述轮式装载机的动作内容，根据该判断结果来判断对所述液压请求动力值与所述行驶请求动力值的哪一方进行限制。
3.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，
在所述操作装置的操作量中设定有第一操作量，
且在所述加速踏板的踏入量中设定有第一踏入量时，
在所述合计请求动力值比所述混合动力输出上限值大的情况下，所述操作装置的操作量为所述第一操作量以上，且所述加速踏板的踏入量为所述第一踏入量以上时，所述控制装置限制所述行驶请求动力值。
4.根据权利要求3所述的轮式装载机，其特征在于，
在所述操作装置的操作量中设定有比所述第一操作量小的第二操作量，
且在所述加速踏板的踏入量中设定有比第一踏入量小的第二踏入量时，
在所述合计请求动力值比所述混合动力输出上限值大的情况下，所述操作装置的操作量不足所述第二操作量，且所述加速踏板的踏入量不足所述第一踏入量且为所述第二踏入量以上时，所述控制装置限制所述液压请求动力值。
5.根据权利要求3所述的轮式装载机，其特征在于，
在所述操作装置的操作量中设定有比所述第一操作量小的第二操作量，
且在所述加速踏板的踏入量中设定有比第一踏入量小的第二踏入量时，
在所述合计请求动力值比所述混合动力输出上限值大的情况下，所述操作装置的操作量不足所述第一操作量且在所述第二操作量以上，且所述加速踏板的踏入量不足所述第二踏入量时，所述控制装置限制所述行驶请求动力值。
6.根据权利要求4所述的轮式装载机，其特征在于，还具有：
检测所述轮式装载机的车速的车速检测机构；和
用于选择前进或者后退来作为所述轮式装载机的行进方向的选择装置，
尽管所述轮式装载机的行进方向在所述选择装置中被选择为前进，但在经由所述车速检测机构的检测值而判断为所述轮式装载机正在后退的情况下，
所述控制装置在所述合计请求动力值比所述混合动力输出上限值大的情况下所执行的、所述液压请求动力值或者所述行驶请求动力值的限制的基础上，将行驶请求动力值仅增加为了不使所述轮式装载机后退所必要的增加量，同时将液压请求动力值仅限制该行驶请求动力值的增加量。
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