CN103717860B - 轮式装载机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮式装载机，在发动机转速的至少一部分范围内，以小于100%的规定比率乘以输出扭矩线的发动机输出扭矩的上限值而得到规定的扭矩特性。扭矩上限值信息规定了，根据车速和牵引力而变化的发动机输出扭矩的上限值。在满足规定的判定条件时，发动机输出扭矩控制部基于扭矩上限值信息控制发动机输出扭矩。规定的判定条件至少包括：行驶状态为前进，且作业状态为装载货物，且正在进行工作装置的上升操作。在不满足判定条件时，发动机输出扭矩控制部基于规定的扭矩特性控制发动机输出扭矩。

Description

轮式装载机

技术领域

本发明一种轮式装载机。

背景技术

轮式装载机具有：用于使车辆行驶的行驶机构；用于进行挖掘等各种作业的工作装置。利用来自发动机的驱动力驱动行驶机构和工作装置。即，将来自发动机的驱动力分配至行驶机构和工作装置。因此，发动机所要求的输出扭矩根据行驶机构和工作装置的使用状况的不同而不同。另一方面，要求降低轮式装载机的耗油量。

因此，在专利文献1所公开的作业车辆中，判定车辆是否进行挖掘或爬坡行驶。在车辆进行挖掘或爬坡行驶时，基于高输出的发动机输出扭矩线控制发动机。另外，在车辆没有进行挖掘及爬坡行驶中任一方时，基于低输出的发动机输出扭矩线控制发动机。

在上述作业车辆中，在车辆不进行挖掘也不进行爬坡行驶时，基于低输出的发动机输出扭矩线控制发动机，从而抑制燃料的消耗量。由此，降低耗油量。另外，在车辆进行挖掘或爬坡行驶时，将发动机输出扭矩线从低输出的扭矩线切换至高输出的扭矩线，从而控制发动机。由此，在进行挖掘或爬坡行驶时能够确保必要的高的输出扭矩，并且能够提高作业性或行驶性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2005／024208号

发明内容

（发明所要解决的技术问题）

但是，在上述作业车辆中，在切换发动机输出扭矩线时，发动机的输出特性变化很大。因此，存在操作者感到车辆的操作不舒服的情况。例如，轮式装载机存在将砂土等对象物捧在铲斗中并进行向自卸卡车的车箱装载的作业的情况。在该情况下，轮式装载机反复进行挖掘、后退、卸料作业、排土、后退之类的一连串作业。

在这样的作业中，在卸料作业中，轮式装载机一边向自卸卡车前进，一边进行使装载有对象物的工作装置上升的动作。因此，卸料作业与其他作业相比需要大的发动机输出扭矩。但是，在卸料作业时，在将发动机输出扭矩线从低输出的扭矩线切换至高输出的扭矩线时，在卸料作业过程中与其他的作业过程中之间切换时，发动机的输出特性变化很大。这样，如果一连串的作业中的一部分作业下的发动机的输出特性变化大，则操作者感到车辆的操作不舒服。

另外，即使是相同的作业，所需要的发动机的输出扭矩也根据车辆的状态的不同而不同。例如，即使在卸料作业过程中，如果车辆以低速度前进，则与以高速度前进时相比，所需要的发动机的输出扭矩不同。但是，在上述作业车辆中，在满足规定条件时，一律切换为高输出的扭矩线。这是造成耗油量上升的一个原因。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够降低耗油量并且操作性良好的轮式装载机。

（用于解决技术问题的技术手段）

本发明的第一方式的轮式装载机具有：发动机、行驶机构、工作装置用液压泵、工作装置、工作装置操作部、车速检测部、牵引力检测部、存储部、行驶状态判定部、作业状态判定部、上升操作判定部、发动机输出扭矩控制部。

行驶机构利用来自发动机的驱动力使车辆行驶。工作装置用液压泵被发动机驱动而排出动作油。利用从工作装置用液压泵排出的动作油驱动工作装置。工作装置操作部是用于操作工作装置的装置。车速检测部检测车速。牵引力检测部检测车辆的牵引力。

存储部存储有输出扭矩线、扭矩上限值信息。输出扭矩线规定了，发动机转速与发动机输出扭矩的上限值之间的关系。扭矩上限值信息规定了，根据车速和牵引力而变化的发动机输出扭矩的上限值。

行驶状态判定部判定车辆的行驶状态是否为前进。作业状态判定部判定工作装置的作业状态是否为装载货物。上升操作判定部判定是否正在进行利用工作装置操作部使工作装置上升的上升操作。

在满足规定的判定条件时，发动机输出扭矩控制部基于扭矩上限值信息控制发动机输出扭矩。规定的判定条件至少包括：行驶状态为前进，且作业状态为装载货物，且正在进行上升操作。在不满足判定条件时，发动机输出扭矩控制部基于规定的扭矩特性控制发动机输出扭矩。在发动机转速的至少一部分范围内，以小于100%的规定比率乘以输出扭矩线的发动机输出扭矩的上限值而获得规定的扭矩特性。

本发明的第二方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，扭矩上限值信息规定了，规定的扭矩特性所得出的发动机输出扭矩的上限值以上的发动机输出扭矩的上限值。

本发明的第三方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，扭矩上限值信息在输出扭矩线的发动机输出扭矩的上限值与规定的扭矩特性的发动机输出扭矩的上限值之间的范围内，规定了根据车速与牵引力而变化的发动机输出扭矩的上限值。

本发明的第四方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，扭矩上限值信息规定了，根据车速的增大而减小的发动机输出扭矩的上限值。

本发明的第五方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，扭矩上限值信息规定了，根据牵引力的增大而减小的发动机输出扭矩的上限值。

本发明的第六方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，扭矩上限值信息规定了，相对于车速处于规定的速度阈值以下且牵引力处于规定的牵引力阈值以上的范围内的车速和牵引力，与规定的扭矩特性相同大小的发动机输出扭矩的上限值。

本发明的第七方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，扭矩上限值信息规定了，相对于输出扭矩线的发动机输出扭矩的上限值的降低率、车速、牵引力之间的关系。

本发明的第八方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，输出扭矩线包括将发动机的输出马力固定为第一马力的第一等马力线。规定的扭矩特性具有将发动机的输出马力固定为第二马力的特性。第二马达是在将第一马力作为100％时以规定比率乘以第一马力而获得的值。扭矩上限值信息的降低率是与第一马力相乘的比率，包含小于100％且大于规定比率的值。

本发明的第九方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，以图表（マップ）形式表示扭矩上限值信息。

本发明的第十方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，行驶机构具有行驶用液压泵和液压马达。行驶用液压泵被发动机驱动而排出动作油。液压马达被从行驶用液压泵排出的动作油驱动。

本发明的第十一方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，还具有液压回路。液压回路包括：第一驱动回路、第二驱动回路、截止阀。在经由第一驱动回路从行驶用液压泵向液压马达供给动作油时，动作油经由第二驱动回路从液压马达返回行驶用液压泵。在经由第二驱动回路从行驶用液压泵向液压马达供给动作油时，动作油经由第一驱动回路从液压马达返回行驶用液压泵。截止阀在第一驱动回路的液压和第二驱动回路的液压中的任一方处于规定的截止压力以上时打开。由此，截止阀以使第一驱动回路的液压和第二驱动回路的液压不超过规定的截止压力的方式进行调整。

牵引力检测部通过使牵引力比率乘以车辆的最大牵引力而算出牵引力。牵引力检测部基于液压马达的容量、液压马达的最大容量、截止阀打开时第一驱动回路与第二驱动回路之间的差压、当前第一驱动回路与第二驱动回路之间的差压，算出牵引力比率。

本发明的第十二方式的轮式装载机在上述轮式装载机的基础上，输出扭矩线规定了，相对于发动机转速的发动机的最大输出扭矩。

本发明的第十三方式的轮式装载机的控制方法具有以下步骤。在第一步骤中，检测车速。在第二步骤中，检测车辆的牵引力。在第三步骤中，判定车辆的行驶状态是否为前进。在第四步骤中，判定工作装置的作业状态是否为装载货物。在第五步骤中，判定是否正在进行使工作装置上升的上升操作。在第六步骤中，判定是否满足判定条件，该判定条件至少包括：行驶状态为前进，且作业状态为装载货物，且正在进行上升操作。在第七步骤中，在满足判定条件时，基于扭矩上限值信息控制发动机输出扭矩。在第八步骤中，在不满足判定条件时，基于规定的扭矩特性控制发动机输出扭矩。输出扭矩线规定了，发动机转速与发动机输出扭矩的上限值之间的关系。在发动机转速的至少一部分范围内，以小于100%的规定比率乘以输出扭矩线的发动机输出扭矩的上限值而得到规定的扭矩特性。扭矩上限值信息规定了，根据车速和牵引力而变化的发动机输出扭矩的上限值。

（发明效果）

在本发明的第一方式的轮式装载机中，在未满足判定条件时，基于规定的扭矩特性控制发动机输出扭矩。规定的扭矩特性的发动机输出扭矩的上限值小于输出扭矩线的发动机输出扭矩的上限值。因此，能够降低耗油量。

在满足判定条件时，基于扭矩上限值信息控制发动机输出扭矩。判定条件是表示车辆进行卸料作业的条件。因此，在进行卸料作业过程中，基于扭矩上限值信息控制发动机输出扭矩。扭矩上限值信息规定了根据车速和牵引力而变化的发动机输出扭矩的上限值。因此，根据车速和牵引力的大小，能够适当地控制发动机输出扭矩。因此，与无论车速和牵引力的大小如何都基于输出扭矩线控制发动机输出扭矩的情况相比，能够降低耗油量。另外，与切换多条输出扭矩线的情况相比，能够提高操作性。

在本发明的第二方式的轮式装载机中，在满足判定条件时，能够增大发动机输出扭矩。由此，能够获得根据行驶状态或作业状态所必要的发动机输出扭矩。

在本发明的第三方式的轮式装载机中，在满足判定条件时，能够获得输出扭矩线与规定的扭矩特性之间的值的发动机输出扭矩的上限值。

在本发明的第四方式的轮式装载机中，车速越大发动机输出扭矩的上限值越小。在车速大时，由于大多处于施加于行驶机构或工作装置的负荷小的情况，所以即使减小发动机输出扭矩的上限值对操作性的影响也很小。另外，通过降低发动机输出扭矩的上限值，能够降低耗油量。

在本发明的第五方式的轮式装载机中，牵引力越大发动机输出扭矩的上限值越小。因此，在牵引力足够大时，通过降低发动机输出扭矩的上限值，能够降低耗油量。反过来说，牵引力越小发动机输出扭矩的上限值越大。由此，通过增大牵引力，能够提高作业性。

在本发明的第六方式的轮式装载机中，在车速小且牵引力大时，即使处于卸料作业过程中，也能够将发动机输出扭矩的上限值维持在与根据规定的扭矩特性而获得的值相同的大小。由此，能够抑制发动机输出扭矩值不必要的增大。

在本发明的第七方式的轮式装载机中，在满足判定条件时，将发动机输出扭矩的上限值设定为，比输出扭矩线的发动机输出扭矩的上限值小的值。

在本发明的第八方式的轮式装载机中，在满足判定条件时，设定发动机输出扭矩的上限值，以使得发动机的输出马力为输出扭矩线的第一马力与规定的扭矩特性的第二马力之间的值。

在本发明的第九方式的轮式装载机中，通过图表，能够求得发动机输出扭矩的上限值。

本发明的第十方式的轮式装载机具有所谓的HST（Hydro StaticTransmission：静液压无级变速器）。因此，在具有HST的轮式装载机中，能够降低耗油量，并且提高操作性。

在本发明的第十一方式的轮式装载机中，能够更精确地算出牵引力。

在本发明的第十二方式的轮式装载机中，与无论车速和牵引力的大小如何都基于输出扭矩线控制发动机输出扭矩的情况相比，能够降低耗油量。另外，与切换多条输出扭矩线的情况相比，能够提高操作性。

在本发明的第十三方式的轮式装载机中，在不满足判定条件时，基于规定的扭矩特性控制发动机输出扭矩。规定的扭矩特性的发动机输出扭矩的上限值比输出扭矩线的发动机输出扭矩的上限值小。因此，能够降低耗油量。

在满足判定条件时，基于扭矩上限值信息控制发动机输出扭矩。判定条件是表示车辆正在进行卸料作业的条件。因此，在卸料作业过程中，基于扭矩上限值信息控制发动机输出扭矩。扭矩上限值信息规定了，根据车速和牵引力而变化的发动机输出扭矩的上限值。因此，根据车速和牵引力的大小，能够适当地控制发动机输出扭矩。因此，与无论车速和牵引力的大小如何都基于输出扭矩线控制发动机输出扭矩的情况相比，能够降低耗油量。另外，与切换多条输出扭矩线的情况相比，能够提高操作性。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的轮式装载机的结构的侧视图。

图2是表示搭载在轮式装载机上的HST系统的液压回路图。

图3是表示搭载在轮式装载机上的HST系统的液压回路图。

图4是表示发动机的输出扭矩线的一个例子的图。

图5是表示车速－牵引力线图的一个例子的图。

图6是轮式装载机的控制系统的框图。

图7是表示输出扭矩线与规定的扭矩特性的一个例子的图。

图8是扭矩信息的一个例子的图。

图9是表示基于扭矩信息而算出的发动机输出扭矩的一个例子的图。

附图标记说明

1    发动机

4    行驶机构

2    工作装置用液压泵

52   工作装置

23   工作装置操作部

16   车速检测部

61   牵引力检测部

T1   输出扭矩线

T2   规定的扭矩特性

T3   扭矩上限值信息

62   存储部

63   行驶状态判定部

64   作业状态判定部

66   上升操作判定部

67   发动机输出扭矩控制部

5    行驶用液压泵

10a  第一液压马达

10b  第二液压马达

20a  第一驱动回路

20b  第二驱动回路

47   截止阀

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式的轮式装载机50进行说明。图1是轮式装载机50的侧视图。轮式装载机50具有：车身51、工作装置52、多个车轮55、驾驶室56。工作装置52安装在车身51的前部。工作装置52具有：大臂53、铲斗54、提升液压缸57、铲斗液压缸58。大臂53是用于举起铲斗54的部件。大臂53被提升液压缸57驱动。铲斗54安装在大臂53的前端。铲斗54利用铲斗液压缸58进行卸料及倾斜。驾驶室56载置在车身51上。

图2及图3是表示搭载在轮式装载机50上的液压回路的结构的框图。轮式装载机50主要具有：发动机1、工作装置用液压泵2、供给泵3、行驶机构4、发动机控制器8、车身控制器9。

发动机1是柴油式发动机，将由发动机1产生的输出扭矩传递至工作装置用液压泵2、供给泵3、行驶机构4等。利用发动机转速传感器1a检测发动机1的实际转速。另外，燃料喷射装置1b与发动机1连接。后述的发动机控制器8根据设定的目标发动机转速控制燃料喷射装置1b，从而控制发动机1的输出扭矩（以下，称为“发动机输出扭矩”）和转速。

行驶机构4利用来自发动机1的驱动力使轮式装载机50行驶。行驶机构4具有：行驶用液压泵5、第一液压马达10a、第二液压马达10b、驱动液压回路20。

行驶用液压泵5被发动机1驱动而排出动作油。行驶用液压泵5是可变容量型的液压泵。从行驶用液压泵5排出的动作油通过驱动液压回路20向第一液压马达10a及第二液压马达10b输送。行驶用液压泵5能够改变动作油的排出方向。具体地说，驱动液压回路20具有第一驱动回路20a和第二驱动回路20b。

动作油从行驶用液压泵5经由第一驱动回路20a供给至第一液压马达10a及第二液压马达10b，从而向一个方向（例如，前进方向）驱动第一液压马达10a及第二液压马达10b。在该情况下，动作油经由第二驱动回路20b，从第一液压马达10a及第二液压马达10b返回至行驶用液压泵5。动作油从行驶用液压泵5经由第二驱动回路20b供给至第一液压马达10a及第二液压马达10b，从而向另一个方向（例如，后退方向）驱动第一液压马达10a及第二液压马达10b。在该情况下，动作油经由第一驱动回路20a从第一液压马达10a及第二液压马达10b返回至行驶用液压泵5。

第一液压马达10a及第二液压马达10b经由驱动轴11驱动上述车轮55旋转，从而行驶轮式装载机50。即，在轮式装载机50中，采用所谓的1泵2马达的HST系统。

在驱动液压回路20中设置有驱动回路压力检测部17。驱动回路压力检测部17检测经由第一驱动回路20a或第二驱动回路20b供给至第一液压马达10a及第二液压马达10b的动作油的压力（以下，称为“驱动回路压力”）。具体地说，驱动回路压力检测部17具有第一驱动回路压力传感器17a、第二驱动回路压力传感器17b。第一驱动回路压力传感器17a检测第一驱动回路20a的液压。第二驱动回路压力传感器17b检测第二驱动回路20b的液压。第一驱动回路压力传感器17a和第二驱动回路压力传感器17b向车身控制器9传送检测信号。另外，用于控制行驶用液压泵5的排出方向的前进后退切换阀27和泵容量控制液压缸28与行驶用液压泵5连接。

前进后退切换阀27是基于来自车身控制器9的控制信号切换向泵容量控制液压缸28供给的动作油的供给方向的电磁控制阀。前进后退切换阀27通过切换向泵容量控制液压缸28供给的动作油的供给方向来切换行驶用液压泵5的排出方向。具体地说，前进后退切换阀27将行驶用液压泵5的排出方向朝向向第一驱动回路20a排出和向第二驱动回路20b排出的方向切换。

通过经由泵先导回路32供给动作油来驱动泵容量控制液压缸28，从而改变行驶用液压泵5的倾转角。泵容量控制液压缸28根据经由泵先导回路32供给至泵容量控制液压缸28的动作油的压力（以下，称为“泵先导压力”）控制行驶用液压泵5的容量。另外，泵容量控制液压缸28根据供给至泵容量控制液压缸28的动作油的供给方向切换来自行驶用液压泵5的动作油的排出方向。

在泵先导回路32配置有压力控制阀29。压力控制阀29使泵容量控制液压缸28与泵先导回路32和动作油箱中的任一个连接。压力控制阀29是基于来自车身控制器9的控制信号进行控制的电磁控制阀。压力控制阀29通过控制泵先导压力来调整行驶用液压泵5的倾转角。在后面对车身控制器9所进行的压力控制阀29的控制进行说明。

泵先导回路32经由截止阀47与供给回路33和动作油箱连接。截止阀47的先导孔经由梭形滑阀46与第一驱动回路20a和第二驱动回路20b连接。梭形滑阀46将第一驱动回路20a的液压和第二驱动回路20b的液压中大的一方导入截止阀47的先导孔中。由此，向截止阀47的先导孔施加驱动回路压力。

截止阀47在驱动回路压力低于规定的截止压力时，将供给回路33和泵先导回路32连通。由此，动作油被从供给回路33供给至泵先导回路32。截止阀47在驱动回路压力处于规定的截止压力以上时打开。由此，截止阀47将泵先导回路32与动作油箱连通，从而将泵先导回路32的动作油向动作油箱释放。由此，通过降低泵先导回路32的液压来降低行驶用液压泵5的容量，并且抑制驱动回路压力的上升。即，调整截止阀47，以使第一驱动回路20a的液压和第二驱动回路20b的液压不超过截止压力

供给泵3是被发动机1驱动，并用于向驱动液压回路20供给动作油的泵。供给泵3与供给回路33连接。供给泵3经由供给回路33向泵先导回路32供给动作油。

供给回路33经由第一单向阀41与第一驱动回路20a连接。第一单向阀41允许动作油从供给回路33流向第一驱动回路20a，但是限制动作油从第一驱动回路20a流向供给回路33。供给回路33经由第二单向阀42与第二驱动回路20b连接。第二单向阀42允许动作油从供给回路33流向第二驱动回路20b，但是限制动作油从第二驱动回路20b流向供给回路33。

供给回路33经由第一溢流阀43与第一驱动回路20a连接。第一溢流阀43在第一驱动回路20a的液压大于规定的压力时打开。供给回路33经由第二溢流阀44与第二驱动回路20b连接。第二溢流阀44在第二驱动回路20b的液压大于规定的压力时打开。

供给回路33经由低压溢流阀45与动作油箱连接。低压溢流阀45在供给回路33的液压大于规定的溢流压力时打开。由此，以使驱动回路压力不超过规定的溢流压力的方式进行调整。另外，低压溢流阀45的规定的溢流压力比第一溢流阀43的溢流压力及第二溢流阀44的溢流压力低很多。因此，在驱动回路压力低于供给回路33的液压时，经由第一单向阀41或第二单向阀42，动作油从供给回路33向驱动液压回路20供给。

工作装置用液压泵2被发动机1驱动。工作装置用液压泵2是用于驱动工作装置52的液压泵。从工作装置用液压泵2排出的动作油经由工作装置用液压回路31向提升液压缸57供给。由此，驱动工作装置52。另外，从工作装置用液压泵2排出的动作油经由工作装置用液压回路31供给至转向液压缸（未图示）。由此，改变车辆的方向。利用排出压力传感器39检测工作装置用液压泵2的排出压力。排出压力传感器39向车身控制器9传送检测信号。

在工作装置用液压回路31设置有工作装置控制阀18。根据工作装置操作部23的操作量驱动工作装置控制阀18。工作装置控制阀18根据施加到先导孔的先导压力，控制供给到提升液压缸57的动作油的流量。施加到工作装置控制阀18的先导孔的先导压力被工作装置操作部23的先导阀23a控制。先导阀23a将与工作装置操作部23的操作量相对应的先导压力施加到工作装置控制阀18的先导孔。由此，根据工作装置操作部23的操作量控制提升液压缸57。

利用PPC压力传感器21a、21b检测施加到工作装置控制阀18的先导孔的先导压力（以下，称为“PPC压力”）。另外，利用大臂压力传感器22检测供给到提升液压缸57的动作油的压力。PPC压力传感器21a、21b及大臂压力传感器22向车身控制器9传送检测信号。

图3所示的第一液压马达10a及第二液压马达10b是可变容量型的液压马达。第一液压马达10a及第二液压马达10b被从行驶用液压泵5排出的动作油驱动。第一液压马达10a及第二液压马达10b是产生用于使车轮55旋转的驱动力的行驶用马达。第一液压马达10a及第二液压马达10b根据来自行驶用液压泵5的动作油的排出方向将驱动方向改变为前进方向和后退方向。

在第一液压马达10a设置有马达液压缸12a、马达容量控制部13a。马达液压缸12a改变第一液压马达10a的倾转角。马达容量控制部13a是基于来自车身控制器9的控制信号进行控制的电磁控制阀。马达容量控制部13a基于来自车身控制器9的控制信号控制马达液压缸12a。

马达液压缸12a和马达容量控制部13a与马达先导回路34a连接。马达先导回路34a经由单向阀48a与第一驱动回路20a连接。单向阀48a允许动作油从第一驱动回路20a流向马达先导回路34a，但是限制动作油从马达先导回路34a流向第一驱动回路20a。马达先导回路34a经由单向阀49a与第二驱动回路20b连接。单向阀49a允许动作油从第二驱动回路20b流向马达先导回路34a，但是限制动作油从马达先导回路34a流向第二驱动回路20b。利用单向阀48a、49a，将第一驱动回路20a和第二驱动回路20b中大的一方的液压即驱动回路压力的动作油供给至马达先导回路34a。

马达容量控制部13a基于来自车身控制器9的控制信号，切换动作油从马达先导回路34a向马达液压缸12a的供给方向及供给流量。由此，车身控制器9能够任意地改变第一液压马达10a的容量。另外，车身控制器9能够任意地设定第一液压马达10a的容量的上限及下限。

第二液压马达10b在驱动液压回路20中与第一液压马达10a并列设置。在第二液压马达10b设置有马达液压缸12b、马达容量控制部13b。马达液压缸12b改变第二液压马达10b的倾转角。马达容量控制部13b是基于来自车身控制器9的控制信号进行控制的电磁控制阀。马达容量控制部13b基于来自车身控制器9的控制信号控制马达液压缸12b。

马达液压缸12b和马达容量控制部13b与马达先导回路34b连接。马达先导回路34b经由单向阀48b与第一驱动回路20a连接。单向阀48b允许动作油从第一驱动回路20a流向马达先导回路34b，但是限制动作油从马达先导回路34b流向第一驱动回路20a。马达先导回路34b经由单向阀49b与第二驱动回路20b连接。单向阀49b允许动作油从第二驱动回路20b流向马达先导回路34b，但是限制动作油从马达先导回路34b流向第二驱动回路20b。利用单向阀48b、49b，将第一驱动回路20a和第二驱动回路20b中大的一方的液压即驱动回路压力的动作油供给至马达先导回路34b。

马达容量控制部13b基于来自车身控制器9的控制信号，切换动作油从马达先导回路34b向马达液压缸12b的供给方向及供给流量。由此，车身控制器9能够任意地改变第二液压马达10b的容量。另外，车身控制器9能够任意地设定第二液压马达10b的容量上限及下限。

第二液压马达10b经由离合器14与驱动轴11连结。离合器14是切换驱动力从第二液压马达10b向驱动轴11传递、非传递的装置。在离合器14设置有切换离合器14的卡合、非卡合的离合器控制阀15。离合器控制阀15是基于来自车身控制器9的控制信号，切换离合器14的卡合、非卡合的电磁控制阀。在低速行驶时，离合器14处于卡合状态，将第一液压马达10a及第二液压马达10b的驱动力传递至驱动轴11。在高速行驶时，离合器14处于非卡合状态，仅将第一液压马达10a的驱动力传递至驱动轴11。

轮式装载机50具有车速检测部16。车速检测部16检测车速。车速检测部16向车身控制器9传送车速信号。例如，车速检测部16通过检测驱动轴11的转速来检测车速。

如图2所示，轮式装载机50具有：加速操作部件25、前进后退操作部件26。加速操作部件25是操作者用于设定目标发动机转速的部件。加速操作部件25是例如加速踏板，并被操作者操作。加速操作部件25与加速器操作量传感器25a连接。加速器操作量传感器25a由电位计等构成。加速器操作量传感器25a将表示加速操作部件25的操作量（以下，称为“加速器操作量”）的开度信号传送至发动机控制器8。操作者能够通过调整加速器操作量来控制发动机1的转速。

前进后退操作部件26为了切换车辆的前进、后退而被操作者操作。前进后退操作部件26的操作位置被切换至前进位置、后退位置、中立位置。前进后退操作部件26将表示前进后退操作部件26的位置的操作信号传送至车身控制器9。操作者能够通过操作前进后退操作部件26来切换轮式装载机50的前进、后退。

发动机控制器8是具有CPU等运算装置及各种存储器等的电子控制部。发动机控制器8控制发动机1，以获得设定的目标转速。

图4表示发动机1的输出扭矩线。发动机1的输出扭矩线规定了发动机1的转速、各转速下的发动机输出扭矩的上限值（以下，称为“扭矩上限值”）之间的关系。在图4中，实线L100表示加速器操作量为100％时的输出扭矩线。该输出扭矩线相当于例如发动机1的额定或最大功率输出。

需要说明的是，加速器操作量为100％是指，加速操作部件25被操作到最大的状态。在图4中，虚线L75表示加速器操作量为75％时的输出扭矩线。发动机控制器8控制发动机1的输出，以使发动机输出扭矩处于输出扭矩线以下。例如，通过控制向发动机1供给的燃料喷射量的上限值来进行该发动机1的输出控制。

车身控制器9是具有CPU等运算装置和各种存储器等的电子控制部。车身控制器9基于来自各检测部的输出信号来电子控制各控制阀，从而控制行驶用液压泵5的容量、第一液压马达10a的容量、第二液压马达10b的容量。具体地说，车身控制器9基于发动机转速传感器1a检测出的发动机转速，向压力控制阀29输出指令信号。由此，规定了泵容量与驱动回路压力之间的关系。

车身控制器9处理来自发动机转速传感器1a及驱动回路压力检测部17的输出信号，并将马达容量的指令信号输出到马达容量控制部13a。在此，车身控制器9参照存储在车身控制器9中的马达容量－驱动回路压力特性，根据发动机转速的值和驱动回路压力的值设定马达容量。车身控制器9将与该被设定的马达容量对应的倾转角的变更指令输出到马达容量控制部13a。由此，在图5中，如L1所示，轮式装载机50无级地改变牵引力和车速，从而能够从车速零到最高速度之间无变速操作地自动变速。另外，图5是加速器操作量最大时车速－牵引力线图。

图6是表示车身控制器9的控制系统的框图。车身控制器9包括：牵引力检测部61、存储部62、行驶状态判定部63、作业状态判定部64、作业状况判定部65、上升操作判定部66、发动机输出扭矩控制部67。

牵引力检测部61检测车辆的牵引力。牵引力检测部61利用以下公式1计算车辆的牵引力。

【公式1】

F=β×Fmax

F是车辆的牵引力。β是牵引力比率。Fmax是车辆的最大牵引力。最大牵引力Fmax是常量，存储在存储部62中。

牵引力比率β利用以下公式2计算。

【公式2】

$\mathrm{\β}=\frac{P\×(\mathrm{Rm}1\×q1+\mathrm{Rm}2\×q2)}{\mathrm{Pco}\×(\mathrm{Rm}1\×q1\max +\mathrm{Rm}2\×q2\max )}$

P是当前第一驱动回路与第二驱动回路之间的差压。P是根据来自驱动回路压力检测部17的检测信号而求出的。Rm1是第一液压马达10a的减速比。Rm2是第二液压马达10b的减速比。Rm1、Rm2是常量，存储在存储部62中。q1是第一马达容量，是第一液压马达10a当前的容量。q2是第二马达容量，是第二液压马达10b当前的容量。第一马达容量q1及第二马达容量q2是根据从车身控制器9向马达容量控制部13a、13b传送的指令值而求出的。

Pco是截止阀47打开时第一驱动回路20a与第二驱动回路20b之间的差压。Pco是常量，存储在存储部62中。q1max是第一液压马达10a的最大容量。q2max是第二液压马达10b的最大容量。q1max及q2max是常量，存储在存储部62中。

存储部62存储有利用车身控制器9实施的处理所必须的信息。存储部62存储有上述发动机1的输出扭矩线。图7（a）表示输出扭矩线T1的一个例子。图7（b）是表示从输出扭矩线T1算出的规定的扭矩特性T2的一个例子。此外，图7所示的输出扭矩线T1表示加速器操作量为100％时的输出扭矩线。

输出扭矩线T1相当于发动机1的最大功率输出。因此，输出扭矩线T1与图4中实线L100所示的输出扭矩线一致。输出扭矩线T1包括将发动机的输出马力固定为第一马力的第一等马力线T1’。

规定的扭矩特性T2在发动机转速的局部范围内，规定了比输出扭矩线T1的扭矩上限值小的扭矩上限值。规定的扭矩特性T2具有将发动机的输出马力固定为第二马力的特性（T2’参照）。第二马力是在将第一马力作为100％，以小于100%的规定比率乘以第一马力而获得的值。因此，第二马力比第一马力小。因此，在发动机转速的局部范围内，如果发动机转速相同，则基于规定的扭矩特性T2确定的扭矩上限值比基于输出扭矩线T1确定的扭矩上限值小。另外，规定比率存储在存储部62中。

另外，存储部62存储有扭矩上限值信息T3。扭矩上限值信息T3规定了根据车速和牵引力变化的扭矩上限值。在满足规定的判定条件时使用扭矩上限值信息T3。在后面对扭矩上限值信息T3及判定条件进行详细说明。

行驶状态判定部63判定车辆的行驶状态是否为前进。行驶状态判定部63基于来自前进后退操作部件26的FNR信号、来自车速检测部16的检测信号判定行驶状态。行驶状态包括例如前进、后退、停止。FNR信号是表示前进后退操作部件26的操作位置的信号。行驶状态判定部63在前进后退操作部件26处于前进位置且车速处于规定速度以上时，判定行驶状态为前进状态。

作业状态判定部64判定工作装置52的作业状态是否为装载货物。作业状态判定部64基于挖掘标志、大臂角度、铲斗角度、FNR信号判定作业状态。作业状态包括例如装载货物、空载、挖掘。装载货物表示在铲斗54中装载货物的状态。空载表示在铲斗54没装载货物的状态。挖掘表示使用铲斗54正在进行挖掘的状态。

挖掘标志表示轮式装载机50是否正在进行挖掘。挖掘标志开启是指，轮式装载机50正在进行挖掘。例如，在前进后退操作部件26处于前进位置，大臂角度处于规定的角度阈值以下，并且大臂底压力处于规定的压力阈值以上时，作业状态判定部64将挖掘标志设定为开启。大臂角度是大臂53相对于水平方向的角度，规定的角度阈值相当于铲斗54位于接近地面位置时的大臂角度。大臂底压力是提升液压缸57伸长时供给至提升液压缸57的液压。

铲斗角度是铲斗54的底面相对于水平方向的角度。例如，通过来自安装于铲斗54的角度传感器的检测信号来检测铲斗角度。或者，也可以根据铲斗液压缸58的冲程量计算铲斗角度。

例如，在作业状态为挖掘的状态下，前进后退操作部件26的操作位置被从前进位置向其他位置切换时，作业状态判定部64判定作业状态为装载货物。或者，在作业状态为空载的状态下，在大臂底压力处于规定的压力阈值以上的状态持续规定时间以上，并且铲斗角度处于水平以上时，作业状态判定部64判定作业状态为装载货物。

作业状况判定部65判定作业状况是否为装载货物前进。装载货物前进是指，行驶状态为前进，并且作业状态为装载货物。作业状况判定部65基于行驶状态判定部63得出的判定结果、作业状态判定部64得出的判定结果来判定作业状况。

上升操作判定部66判定是否正在进行利用工作装置操作部23使工作装置52上升的上升操作。具体地说，上升操作判定部66判定是否正在进行利用工作装置操作部23使大臂53上升的上升操作。上升操作判定部66基于来自PPC压力传感器21a、21b的检测信号，判定是否进行上升操作。在用于使大臂53上升的PPC压力大于规定的压力阈值pth时，上升操作判定部66判定正在进行上升操作。

发动机输出扭矩控制部67在满足判定条件时，基于扭矩上限值信息T3控制发动机输出扭矩。发动机输出扭矩控制部67在未满足判定条件时，基于规定的扭矩特性T2控制发动机输出扭矩。判定条件包括：行驶状态处于前进，且作业状态处于装载货物，且正在进行上升操作。这样的条件表示轮式装载机50正在进行卸料作业。

图8表示扭矩上限值信息T3的一个例子。在本实施方式中，扭矩上限值信息T3以图表的形式存储在存储部62。扭矩上限值信息T3规定了降低率、车速、牵引力之间的关系，降低率是乘以输出扭矩线T1的第一马力的比率。在图8中，a、b、c、d、e分别表示降低率的比率。相同的字母表示相同的值。另外，v1＜v2＜……＜v9＜v10。f1＜f2＜……＜f9＜f10。此外，图8所示的值之间的相对于车速及牵引力的降低率是通过线形插补而算出的。

发动机输出扭矩控制部67参照扭矩上限值信息T3，根据车速和牵引力算出降低率。发动机输出扭矩控制部67确定以降低率乘以输出扭矩线T1的第一马力而得到的马力所对应的扭矩作为扭矩上限值。从车身控制器9向发动机控制器8传送表示被确定的扭矩上限值的控制信号。

扭矩上限值信息T3的降低率包括小于100％且大于上述规定比率的值。例如，在图8中，a是100％，e是与上述规定比率相同的值。另外，a＞b＞c＞d＞e。即，b、c、d比100％小，且比上述规定比率大。因此，扭矩上限值信息T3在输出扭矩线的扭矩上限值与规定的扭矩特性的扭矩上限值之间的范围内，规定了根据车速和牵引力变化的扭矩上限值。

如图8所示，对于扭矩上限值信息T3而言，如果牵引力相同，则规定了与车速的增大相应地减少的扭矩上限值。另外，对于扭矩上限值信息T3而言，如果车速相同，则规定了与牵引力的增大相应地减少的扭矩上限值。

扭矩上限值信息T3相对于车速处于规定的速度阈值以下且牵引力处于规定的牵引力阈值以上的范围内的车速和牵引力，规定了与规定的扭矩特性T2相同大小的扭矩上限值。例如，在图8中，在车速处于v2以下且牵引力处于f9以上时，降低率为e。由于e是与规定比率相同的值，所以以降低率e乘以第一马力而得到的马力所对应的扭矩是与根据规定的扭矩特性T2求得的扭矩上限值相同的大小。

如上所述，在本实施方式的轮式装载机50中，在未满足判定条件时，基于规定的扭矩特性T2控制发动机输出扭矩。因此，能够降低耗油量。

在满足判定条件时，基于扭矩上限值信息T3控制发动机输出扭矩。判定条件是表示轮式装载机50正在进行卸料作业的条件。因此，在卸料作业过程中，基于扭矩上限值信息T3控制发动机输出扭矩。因此，能够根据车速和牵引力的大小适当地控制发动机输出扭矩。

图9是表示基于扭矩信息而算出的扭矩上限值的一个例子的图。在图9中，P1表示在发动机转速为Ｎ1时，基于输出扭矩线T1算出的扭矩上限值。P2表示在发动机转速为Ｎ1时，基于规定的扭矩特性T2算出的扭矩上限值。P3表示在发动机转速为Ｎ1时，基于扭矩上限值信息T3算出的扭矩上限值的一个例子。基于扭矩上限值信息T3，根据车速和牵引力确定P3。因此，根据车速及／或牵引力的变化，P3连续地变化（参照图9的箭头）。

如图9所示，在满足判定条件时，根据车速和牵引力，将扭矩上限值设置为P1与P2之间的值。因此，与无论车速和牵引力的大小如何都基于输出扭矩线T1控制发动机输出扭矩的情况相比，能够降低耗油量。另外，与基于规定的扭矩特性T2控制发动机输出扭矩的情况相比，根据车速和牵引力，增大发动机输出扭矩。由此，能够提高行驶性或作业性。

另外，与切换多个输出扭矩线的情况相比，发动机1的输出特性变化小。而且，与从规定的扭矩特性T2的发动机输出扭矩的上限值变化为输出扭矩线T1的发动机输出扭矩的上限值的情况相比，发动机1的输出特性变化小。因此，能够提高操作性。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，本发明不限于上述实施方式，在不超出发明主旨的范围内能够进行各种变更。

在上述实施方式中，列举了以搭载有包括一个液压泵和两个液压马达的1泵2马达的HST系统的轮式装载机为例作为行驶机构而进行说明。但是，本发明不限于此。例如，对于搭载有包括一个液压泵和一个液压马达的1泵1马达的HST系统的轮式装载机，也可以适用本发明。

在1泵1马达的HST系统中，在上述公式1的牵引力运算式中，代替公式2的牵引力比率β，使用以下的公式3所示的牵引力比率β。

【公式3】

$\mathrm{\β}=\frac{P\×q}{\mathrm{Pco}\×q\max }$

公式3的P、Pco与公式2的P、Pco相同。q是液压马达的当前容量。qmax是液压马达的最大容量。

在上述实施方式中，例举了HST系统作为行驶机构，但是行驶机构也可以是经由扭矩控制器和变速器驱动驱动轴的机构。

输出扭矩线可以规定比发动机的最大输出扭矩小的扭矩上限值。在该情况下，扭矩上限值信息也可以包括规定了比输出扭矩线的扭矩上限值大的扭矩上限值的信息。另外，扭矩上限值信息也可以与上述实施方式所示的扭矩上限值信息T3不同。例如，扭矩上限值信息也可以包括规定了比规定的扭矩特性的扭矩上限值小的扭矩上限值的信息。

用于判定行驶状态的条件可以采用与上述实施方式所示的条件不同的条件。用于判定作业条件的条件可以采用与上述实施方式所示的条件不同的条件。用于判定是否正在进行上升操作的条件也可以采用与上述实施方式所示的条件不同的条件。

在上述实施方式中，在发动机的输出马力为一定的发动机转速范围内，计算扭矩上限值信息的输出扭矩。但是，在上述发动机转速的范围以外，可以不计算扭矩上限值信息的输出扭矩。

在上述实施方式中，降低率是与第一马力相乘的比率。但是，也可以是与由输出扭矩线规定的扭矩上限值相乘的比率。或者，扭矩上限值信息可以包含改变降低率而直接表示扭矩上限值的数值。

扭矩上限值信息可以是与图表不同的形式。牵引力的计算方法也可以是与上述实施方式的方法不同的方法。

【工业上的利用可能性】

根据本发明，能够提供一种能够降低耗油量并且操作性良好的轮式装载机。

Claims (13)

1.一种轮式装载机，其特征在于，具有：

发动机；

行驶机构，其利用来自所述发动机的驱动力使车辆行驶；

工作装置用液压泵，其被所述发动机驱动而排出动作油；

工作装置，其被从所述工作装置用液压泵排出的动作油驱动；

工作装置操作部，其用于操作所述工作装置；

车速检测部，其检测车速；

牵引力检测部，其检测车辆的牵引力；

存储部，其存储有输出扭矩线和扭矩上限值信息，该输出扭矩线规定了发动机转速与发动机输出扭矩的上限值之间的关系，该扭矩上限值信息规定了与所述车速和所述牵引力对应地变化的所述发动机输出扭矩的上限值；

行驶状态判定部，其判定所述车辆的行驶状态是否为前进；

作业状态判定部，其判定所述工作装置的作业状态是否为装载货物；

上升操作判定部，其判定是否正在进行利用所述工作装置操作部使所述工作装置上升的上升操作；

发动机输出扭矩控制部，其在满足判定条件时，基于所述扭矩上限值信息控制所述发动机输出扭矩，在未满足所述判定条件时，在所述发动机转速的至少一部分范围内，基于规定的扭矩特性控制所述发动机输出扭矩，所述判定条件至少包括：所述行驶状态为前进，且所述作业状态为装载货物，且正在进行所述上升操作，所述规定的扭矩特性是以小于100％的规定比率乘以基于所述输出扭矩线的所述发动机输出扭矩的上限值而获得的规定的扭矩特性。

2.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述扭矩上限值信息规定了，所述规定的扭矩特性所得出的所述发动机输出扭矩的上限值以上的所述发动机输出扭矩的上限值。

3.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述扭矩上限值信息在基于所述输出扭矩线的所述发动机输出扭矩的上限值与所述规定的扭矩特性的所述发动机输出扭矩的上限值之间的范围内，规定了根据所述车速与所述牵引力而变化的所述发动机输出扭矩的上限值。

4.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述扭矩上限值信息规定了，根据所述车速的增大而减小的所述发动机输出扭矩的上限值。

5.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述扭矩上限值信息规定了，根据所述牵引力的增大而减小的所述发动机输出扭矩的上限值。

6.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述扭矩上限值信息规定了，相对于所述车速处于规定的速度阈值以下且所述牵引力处于规定的牵引力阈值以上的范围内的所述车速和所述牵引力，与所述规定的扭矩特性相同大小的所述发动机输出扭矩的上限值。

7.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述扭矩上限值信息规定了，相对于基于所述输出扭矩线的所述发动机输出扭矩的上限值的降低率、所述车速、所述牵引力之间的关系。

8.如权利要求7所述的轮式装载机，其特征在于，

所述输出扭矩线包括将所述发动机的输出马力固定为第一马力的第一等马力线，

所述规定的扭矩特性具有，在将所述第一马力作为100％时，将所述发动机的输出马力固定为以所述规定比率乘以所述第一马力而获得的第二马力的特性，

所述扭矩上限值信息的所述降低率是与所述第一马力相乘的比率，包含小于100％且大于所述规定比率的值。

9.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

以图表的方式表示所述扭矩上限值信息。

10.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述行驶机构具有：被所述发动机驱动而排出动作油的行驶用液压泵；利用从所述行驶用液压泵排出的动作油而被驱动的液压马达。

11.如权利要求10所述的轮式装载机，其特征在于，

还具有液压回路，该液压回路包括第一驱动回路、第二驱动回路、截止阀，

在经由所述第一驱动回路从所述行驶用液压泵向所述液压马达供给动作油时，动作油经由所述第二驱动回路从所述液压马达返回所述行驶用液压泵，

在经由所述第二驱动回路从所述行驶用液压泵向所述液压马达供给动作油时，动作油经由所述第一驱动回路从所述液压马达返回所述行驶用液压泵，

所述截止阀在所述第一驱动回路的液压和所述第二驱动回路的液压中的任一方变为规定的截止压力以上时打开，从而以使所述第一驱动回路的液压和所述第二驱动回路的液压不超过规定的截止压力的方式进行调整，

所述牵引力检测部通过将牵引力比率乘以车辆的最大牵引力而算出所述牵引力，

所述牵引力检测部基于所述液压马达的容量、所述液压马达的最大容量、所述截止阀打开时所述第一驱动回路与所述第二驱动回路之间的差压、当前的所述第一驱动回路与所述第二驱动回路之间的差压，算出所述牵引力比率。

12.如权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述输出扭矩线规定了，相对于所述发动机转速的所述发动机的最大输出扭矩。

13.一种轮式装载机的控制方法，其特征在于，包括：

检测车速的步骤；

检测车辆的牵引力的步骤；

判定所述车辆的行驶状态是否为前进的步骤；

判定工作装置的作业状态是否为装载货物的步骤；

判定是否正在进行用于使所述工作装置上升的上升操作的步骤；

判定是否满足判定条件的步骤，该判定条件至少包括所述行驶状态为前进、且所述作业状态为装载货物、且正在进行所述上升操作；

在满足所述判定条件时，基于扭矩上限值信息控制发动机输出扭矩的步骤；

在未满足所述判定条件时，基于规定的扭矩特性控制所述发动机输出扭矩的步骤；

输出扭矩线规定了所述发动机转速与所述发动机输出扭矩的上限值之间的关系，

在发动机转速的至少一部分的范围内，以小于100％的规定比率乘以基于所述输出扭矩线的所述发动机输出扭矩的上限值而得到所述规定的扭矩特性，

所述扭矩上限值信息规定了，根据所述车速和所述牵引力而变化的所述发动机输出扭矩的上限值。