CN104395535A - 作业车辆 - Google Patents

Abstract

具备液压泵(9)；作业装置(107)，其具有通过来自该液压泵(9)的液压油而被驱动的升降液压缸(13)；操作装置(104)，其用于操作该作业装置(107)；行驶电动机(7)，其用于驱动车轮(18)；主控制器(100)，其在尽管经由操作装置(104)进行了升降液压缸(13)的伸长指示升降液压缸(13)也不进行动作时，与升降液压缸(13)进行动作时相比降低行驶电动机(7)的要求扭矩的增加速度的限制值。由此，能够抑制搬运对象物上升时的车轮打滑的发生。

Description

作业车辆

技术领域

本发明涉及一种具备作业装置的作业车辆。

背景技术

在具备用于驱动车轮的行驶驱动装置和安装在车辆前方且通过来自液压泵的液压油被驱动的作业装置的作业车辆中，在通过作业装置使搬运对象物(对象物)上升时所产生的力作为来自该对象物的反作用力而作用于车辆。例如，轮式装载机和叉车相当于该作业车辆。

轮式装载机在车辆前方具备包含铲斗以及升降臂的多关节的作业装置，通过由行驶驱动装置对车轮施加驱动力进行前进，由此在将铲斗插入对象物的同时使铲斗上升来进行挖掘作业。此时使铲斗上升的力作为来自对象物的挖掘反作用力而作用于车体，因此，车轮的接地压力增加。由于车轮的接地压力增加，车轮和路面之间的最大摩擦力增加，因此使铲斗上升的情况与没有使铲斗上升的情况相比，具有抑制车轮发生打滑的倾向。

但是，在挖掘反作用力小而驱动力大的情况下，得不到充分的摩擦力，会发生车轮打滑。并且，在发生车轮打滑时，车轮磨削路面从而路面出现凹凸，之后的工作效率有可能显著下降。例如，在具备扭矩变换器式的自动变速器的轮式装载机中(以下有时称为“现有的轮式装载机”)，扭矩变换器的输出扭矩和发动机转速一起增加，因此操作者根据发动机转速等来预测驱动力的大小，在使挖掘反作用力和驱动力平衡抑制车轮打滑的同时进行挖掘作业。但是，为了使挖掘反作用力和驱动力平衡需要熟练。另外，与上述相反，当驱动力小时，铲斗没有深深地插入对象物中，因此通过铲斗能够捞取的对象物的量变少，每单位时间的作业量下降。

如上所述为了抑制在使作业车辆动作时产生的车轮打滑，考虑采用公知的汽车用牵引力控制，但是，在公知的汽车用牵引力控制中，在检测出发生车轮打滑后限制驱动力，因此，可能无法避免初始打滑的发生。

因此，在日本特开平6-193097号公报中公开了一种轮式装载机，以事先防止车轮打滑发生为目的，具备行驶控制单元，其检测铲斗的位置以及挖掘反作用力(负荷)，根据检测出的位置以及挖掘反作用力来计算作业装置的旋转力矩，根据该旋转力矩限制驱动力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-193097号公报

发明内容

发明要解决的课题

已知如果铲斗过于深入地插入到对象物，则挖掘反作用力过大，无法使铲斗上升。但是，在日本特开平6-193097号公报中记载的轮式装载机判断铲斗的挖掘反作用力越大则车轮的接地压力越大，通过加大驱动力的限制值使驱动力加大。因此，当铲斗更深入地插入时，恐怕更加难以使铲斗上升。另外，因为加大驱动力，所以可能会发生车轮打滑。

另外，近年来，提出一种混合式轮式装载机(以下有时称为“混合轮式装载机”)，其具备：发动机、与发动机的输出轴机械地连接的发电电动机、通过从发电电动机提供的电力而进行动作的电动机、与发电电动机以及电动机进行电力的供给接收的蓄电装置。在这样的混合轮式装载机中，和现有的轮式装载机不同，发动机转速和驱动力不直接联动。另外，根据蓄电装置的蓄电余量，能输出的最大驱动力有时会不同。因此，担心操作者无法手动使挖掘反作用力和驱动力平衡。

本发明的目的在于提供一种作业车辆，其能够抑制搬运对象物上升时的车轮打滑的发生。

用于解决课题的方法

为了达到上述目的，本发明的作业车辆具备：液压泵；作业装置，其具有通过来自该液压泵的液压油而被驱动的液压执行器；操作装置，其用于操作该作业装置；行驶驱动装置，其用于驱动车轮；控制单元，其在尽管经由上述操作装置进行了上述液压执行器的动作指示该液压执行器也不进行动作时，降低上述行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值。

发明的效果

根据本发明，能够抑制搬运对象物上升时的车轮打滑的发生。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的作业车辆的结构图。

图2是本发明的第一实施方式的电动驱动式作业车辆的侧视图。

图3是本发明的第一实施方式的主控制器100的结构图。

图4是本发明的实施方式的充放电功率限制图的一例。

图5是本发明的第一实施方式的行驶要求运算部120的结构图。

图6是本发明的第一实施方式的铲斗锁定判定的流程图。

图7是本发明的实施方式的电动机最大扭矩图的一例。

图8是本发明的第一实施方式的扭矩增加率限制图的一例。

图9是本发明的第一实施方式的扭矩增加率限制图的另一例。

图10是表示油门踏板的操作量、车轮速度、行驶电动机的驱动力、升降液压缸的行程长度以及铲斗液压缸的行程长度的时间变化的图。

图11是本发明的第二实施方式的作业车辆的结构图。

图12是第二实施方式的主控制器200的结构图。

图13是第二实施方式的扭矩变换器扭矩图的一例。

图14是本发明的第三实施方式的挖掘动作判定的流程图。

图15是本发明的第三实施方式的扭矩增加率限制图的一例。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的第一实施方式的作业车辆的结构图。本实施方式将本发明应用于混合式的作业车辆(轮式装载机)。本实施方式的作业车辆具备：主控制器(主控制装置)100；发动机1；用于控制发动机1的发动机控制器(发动机控制装置)2；作为蓄电装置的电容器3；用于控制电容器3的充放电的变换器4；为了能够传递扭矩与发动机1机械连接的发电电动机5；用于驱动发动电动机5的发电逆变器6；通过从发电电动机5以及电容器3供给的电力进行行驶的行驶电动机7、7b；用于分别驱动行驶电动机7、7b的行驶逆变器8、8b。

这里，变换器4、发电逆变器6以及行驶逆变器8、8b与相同的电力线连接，能够相互提供电力。另外，变换器4监视安装在电力线上的未图示的平滑电容器的电压，为了将平滑电容器的电压保持恒定使电容器3进行充放电。

另外，本实施方式的作业车辆具备：与发动机1以及发电电动机5机械地连接的主泵(液压泵)9、向主泵9提供工作液的油槽10、分配主泵9排出的工作液的控制阀11、通过由控制阀11分配的工作液而进行伸缩的转向液压缸(液压缸)12、升降液压缸(液压缸)13以及铲斗液压缸(液压缸)14。

另外，主泵9是可变容量型的泵，通过未图示的偏转角控制阀来调整偏转角，由此能够根据需要改变容量，能够控制针对相同转速的排出流量。

另外，本实施方式的作业车辆具备升降杆104以及铲斗杆105，作为用于操作包含升降液压缸13以及铲斗液压缸14的作业装置107(参照图2)的操作装置。升降杆104以及铲斗杆105通过未图示的液压回路分别与控制阀11连接，各自的控制阀11根据各自的杆操作进行动作。升降液压缸13以及铲斗液压缸14分别根据各自的控制阀11的动作进行动作。

在主控制器100上连接了油门踏板101、刹车踏板102以及前进后退开关103，将油门信号、刹车信号以及方向操作信号分别发送给主控制器100。

另外，在主控制器100上连接了安装在主泵9的排出侧液压回路上的泵压力传感器9s，从泵压力传感器9s接收主泵压力信号。

另外，在主控制器100上连接了安装在升降杆104上的升降电位器104s(铲斗上升指示取得单元)和安装在铲斗杆105上的铲斗电位器105s，从升降电位器104s接收升降杆信号，从铲斗电位器105s接收铲斗杆操作信号。在本实施方式中通过电位器104s，105s来检测各个操纵杆104，105的操作量，但是也可以采用其他的方法，例如通过压力传感器检测与操纵杆104，105的操作相对应地输出的先导压力(液压信号)，从而检测各个操纵杆104，105的操作量。

另外，在主控制器100上连接了安装在升降液压缸13上的升降行程传感器13s(铲斗高度取得单元(参照图2))以及安装在铲斗液压缸14上的铲斗行程传感器14s(铲斗姿势取得单元(参照图2))。主控制器100从升降行程传感器13s接收表示升降液压缸13的行程长度的升降行程信号，并接收表示铲斗液压缸14的行程长度的铲斗行程信号。

另外，在主控制器100上连接有发动机控制器2、变换器4、发电逆变器6以及行驶逆变器8、8b，主控制器100从发动机控制器2接收发动机1的发动机转速，从变换器4接收电容器3的蓄电电压，从行驶逆变器8、8b接收行驶电动机7，7b的电动机转速，向发动机控制器2发送发动机转速指令，向发电逆变器6发送发电电动机扭矩指令，向行驶逆变器8、8b发送电动机扭矩指令。

另外，在主控制器100上连接了用于对后述的驱动力限制处理的开启/关断进行切换的驱动力限制开关106，当驱动力限制处理为开启时接收从驱动力限制开关106输出的驱动力限制开启信号。

本实施方式的作业车辆具备行驶电动机7，来作为用于驱动安装在车辆本体上的轮胎(车轮)18a、18b、18c、18d的行驶驱动装置。并且，具备与行驶电动机7的输出轴机械连接的传动轴15f、15r；输入来自传动轴15f、15r的输出的差速齿轮16f、16r；用于将来自差速齿轮16f、16r的输出传递给轮胎18a、18b、18c、18d的驱动轴17a、17b、17c、17d。

这里，分别各具备2个行驶电动机7、7b以及行驶逆变器8、8b，但是本发明不限于此，可以为分别各具备1个或分别各具备4个行驶电动机和行驶逆变器，不限定个数。以下，为了简略说明，说明各具有1个行驶电动机7以及行驶逆变器8的结构。

在行驶加速时，行驶逆变器8对行驶电动机7进行动力运行驱动，行驶电动机7产生的动力运行扭矩经由传动轴15f、15r和差速齿轮16f、16r以及驱动轴17a、17b、17c、17d被传送至轮胎18a、18b、18c、18d，使车辆加速。

在行驶制动时，行驶逆变器8将行驶电动机7作为发电机进行驱动，行驶电动机7产生的再生扭矩与动力运行扭矩一样被传送至轮胎18a、18b、18c、18d，使车辆减速。由行驶电动机7产生的再生电力通常对电容器3进行充电。另外，本实施方式的作业车辆具备未图示的液压制动控制阀以及液压制动器，根据需要还能够通过液压制动器来使车辆减速。

在图2表示本发明的第一实施方式的电动驱动式作业车辆的侧视图。对于与之前的图相同的部分标注相同的符号，适当省略说明(以后的图也同样)。如该图所示，本实施方式的作业车辆在车辆前方具备通过从主泵9排出的液压油被进行驱动的多关节的作业装置107。作业装置107具备：经由销(销轴)可摇动地安装在车辆本体上的1组升降臂31、为了使升降臂31摇动而在升降臂31和车辆本体上架设的升降液压缸13、经由销可转动地安装在1组升降臂31的前端的铲斗20、可转动地安装在连接1组升降臂31的臂上的钟形曲柄32、为了使铲斗20转动而在钟形曲柄32和车辆本体上架设的铲斗液压缸14、在钟形曲柄32和铲斗20上架设的铲斗连杆33。铲斗连杆33、钟形曲柄32以及铲斗液压缸14构成用于使铲斗20动作的连杆机构，当使铲斗液压缸14伸缩时铲斗20转动。

在图2所示的作业车辆中，操作者搭乘在驾驶室19中，通过操作图1所示的油门踏板101、刹车踏板102以及前进后退开关103，能够驱动轮胎18a、18b、18c、18d而使车辆行驶。另外，操作者通过操作未图示的方向盘，使得转向液压缸12伸缩来调节车辆的偏转角，能够使车辆旋转。另外，通过操作升降杆104以及铲斗杆105等，能够使升降液压缸13以及铲斗液压缸14伸缩，控制铲斗20的高度和倾斜，进行挖掘和货物装卸作业。

在主控制器100中，为了避免车轮打滑，根据升降杆操作信号、升降行程信号以及铲斗行程信号设定行驶电动机7的扭矩增加率限制，限制驱动力。以下，说明在主控制器100中进行的运算。

图3表示本发明的第一实施方式的主控制器100的结构。主控制器100具备蓄电控制部110、行驶要求运算部120、功率分配控制部130、发动机旋转设定部140、发电控制部150以及电动驱动控制部160。

在蓄电管理部110中，从变换器4接收电容器3的蓄电电压V_C，运算充放电要求功率P_CR、放电功率限制P_CMax以及充电功率限制P_CMin。蓄电管理部110根据蓄电目标电压V_CT和蓄电电压V_C的偏差，使用以下公式来运算充放电要求功率P_CR。

[公式1]

$P_{\mathrm{CR}}=(K_P+\frac{K_I}{s})(V_{\mathrm{CT}}-V_C)---\left(1\right)$

在上述公式(1)中，s是拉普拉斯运算符，K_P、K_I分别是公知的PI控制的比例增益、积分增益。另外，这里将蓄电目标电压V_CT设为固定值，但是例如可以根据电动机转速即行驶速度进行变化。

接着，蓄电管理部110根据蓄电电压V_C使用充放电功率限制图来运算放电率限制P_CMax以及充电功率限制P_CMin。图4表示充放电功率限制图的一例。图4所示的图的横轴表示蓄电电压V_C，图中的虚线V_CMax、V_CMin分别表示电容器3的电压上限和电压下限。电容器3的蓄电电压V_C越大则放电功率限制P_CMax越向正侧变大，蓄电电压V_C越小则充电功率限制P_CMin越向负侧变大。另外，当蓄电电压V_C接近电压下限V_CMin时放电功率限制P_CMax为负(充电侧)，当蓄电电压V_C接近电压上限V_CMax时充电功率限制P_CMin为正(放电侧)。关于其理由将在后述的功率分配控制部130进行说明。

在行驶要求运算部120中，根据驱动力限制开启信号、升降杆操作信号、升降行程信号、铲斗行程信号、方向操作信号、油门信号、刹车信号以及电动机转速，运算行驶要求扭矩以及行驶要求功率。

图5表示行驶要求运算部120的结构。如该图所示，行驶要求运算部120具备铲斗锁定判定部121(铲斗锁定判定单元)、行驶基准扭矩运算部122、行驶要求扭矩运算部123(行驶要求扭矩运算单元)以及行驶要求功率运算部124。

在铲斗锁定判定部121，根据升降杆操作信号、升降行程信号以及铲斗行程信号，判定是否已为铲斗锁定。这里，“铲斗锁定”表示“尽管操作者经由升降杆104(操作装置)进行了升降臂31的上升指示升降臂31也不进行上升动作时”，例如，在轮式装载机进行的挖掘操作中，前进行驶在将铲斗20插入对象物后，进行了升降臂31的上升操作，但是由于过深地插入铲斗20导致对象物的重量变得比预想的要重等原因，无法使升降臂31以及铲斗20上升的情况相当于此。

图6表示在铲斗锁定判定部121进行的铲斗锁定判定的流程图。

首先，在步骤S1211，根据从升降行程传感器13s输出的升降行程信号，判定升降液压缸13的行程是否在预定的阈值(第一行程阈值)以下，在为是的情况下进入步骤S1212，在为否的情况下进入步骤S1216。这里，第一行程阈值是用于判定铲斗20是否位于挖掘时的高度(基本和地面为相同程度的比较低的高度)的值，设定为挖掘结束时的升降液压缸行程以上。

在步骤S1212，根据从铲斗行程传感器14s输出的铲斗行程信号，判定铲斗液压缸14的行程是否是在预定的阈值(第二行程阈值)以下，在为是的情况下进入步骤S1213，在为否的情况下进入步骤S1216。这里，第二行程阈值是用于判定铲斗20是否为捞取对象物的姿势(铲斗20进行了某种程度倾斜的姿势)的值，在将从升降臂31的前端(铲斗20的根部)向铲斗20的地面一侧的前端的直线相对于路面所成的角度设为θ(参照图2)时，将第二行程阈值设为铲斗20朝向上使θ例如成为30deg以上时的铲斗液压缸行程。另外，当在铲斗姿势为某种程度向上的状态下施加驱动力时，成为将铲斗底面按压作业对象物的情形，产生顶推铲斗20的力，因此难以产生铲斗锁定。

在步骤S1213，根据从升降电位器104s输出的升降杆操作信号，判定是否由操作者进行了铲斗上升指示，在为是的情况下进入步骤S1214，在为否的情况下进入步骤S1216。该步骤S1213中的判定用于根据升降杆操作信号，确认从升降杆104(操作装置)输出了用于使升降臂31上升的操作信号。

在步骤S1214，根据从升降行程传感器13s输出的升降行程信号，通过公知的微分运算来计算升降液压缸13伸长的速度(升降液压缸速度)，判定该升降液压缸速度是否在预定的阈值(升降速度阈值)以下，在为是的情况下进入步骤S1215，在为否的情况下进入步骤S1216。这里，将升降速度阈值设定为主泵9的最小排出流量时的升降液压缸速度以下。另外，升降液压缸速度与升降臂31或者铲斗20的上升速度大致成比例。因此，可以根据升降臂上升速度或铲斗上升速度来进行S1214的判定。

在步骤S1215，将铲斗锁定判定设为是。在步骤S1216，将铲斗锁定判定设为否。

另外，在图6的例子中，当进入步骤S1215时立刻将铲斗锁定判定设为是，为了防止错误判定，可以在连续数次通过步骤S1215的情况下将铲斗锁定判定设为是。另外，当铲斗锁定判定为是时，如后面所述那样驱动力不增加，但是从避免该驱动力降低控制成为操作者压力的观点出发，在能够判定为铲斗锁定判定为是的状态持续一定时间以上，并且铲斗上升指示为是的状态持续一定时间以上时，可以将铲斗锁定判定变更为否。另外，当铲斗锁定判定为否时，如后述那样驱动力恢复。

在行驶基准扭矩运算部122中，根据油门操作信号和电动机转速来运算行驶基准扭矩T_DB。首先，行驶基准扭矩运算部122使用电动机最大扭矩图，根据电动机转速来运算电动机最大扭矩T_DMax。图7表示电动机最大扭矩图的一例。另外，本图与相对于行驶电动机7的转速的最大扭矩曲线是相同的。

接着，行使基准扭矩运算部122基于油门操作信号，根据将油门踏板101的操作量变换为比率(0～1)后的油门率r_Acc和电动机最大扭矩T_DMax，使用下式来运算行驶基准扭矩T_DB。

[公式2]

T_DB＝T_DMax·r_Acc   (2)

并且，可以使用刹车操作信号进行修正，以使刹车踏板102的操作量越大行驶基准扭矩T_DB越小。

在行驶要求扭矩运算部123，根据驱动力限制开启信号、方向操作信号、铲斗锁定判定以及行驶基准扭矩T_DB来运算行驶要求扭矩T_DR。

行驶要求扭矩运算部123根据方向操作信号C_D(前进：1、停止：0、后退：-1)、行驶基准扭矩T_DB，使用下式来运算行驶要求扭矩T_DR。

[公式3]

T_DR＝C_D min(T_DB，T_{DR_z}+dT_DUp)   (3)

其中，在上述公式(3)中，T_{DR_z}是行驶要求T_DR的上次值(例如，1控制周期前的值)。另外，dT_Dup是每个控制周期的扭矩增加率限制值，是使用扭矩增加率限制图运算的值。

图8表示扭矩增加率限制图的一例。如该图所示，在驱动力限制开启信号为否时(即，驱动力限制开关106为关断的情况)，或者铲斗锁定判定为否时，按照图中的实线A的特性，根据行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}设定扭矩增加率限制值dT_Dup。即，行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}越大，使扭矩增加率限制值dT_Dup越小。另一方面，当驱动力限制开启信号为是，且铲斗锁定判定为是的情况下，遵从图中的虚线B的特性。即，与行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}的值无关，将扭矩增加率限制值dT_Dup设为0。由此，在以驱动力限制开启信号为是的情况作为前提时，铲斗锁定判定为是时的扭矩增加率限制值dT_Dup(即，行驶要求扭矩的增加速度的限制值)与铲斗锁定判定为否时相比被降低。

另外，在本图中，为了在行驶加速时不输出需要以上的大驱动力，在实线A中，行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}越大，使扭矩增加率限制值dT_Dup越小，但是实线A可以是固定值(直线)。即，在驱动力限制开启信号为是，且铲斗锁定判定为是的情况下，可以将扭矩增加率限制值设定为比其他的情况小，可以在实线A的下方存在虚线B。

另外，在驱动力限制开启信号为是，且铲斗锁定判定为是的情况下，可以按照图9所示的扭矩增加率限制图的虚线B’来设定扭矩增加率限制值dT_Dup。即，如果行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}比T1小，则可以随着该值变小使扭矩增加率限制值dT_Dup变大，如果行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}比T2(T1<T2)大，则可以使扭矩增加率限制值dT_Dup为负。当行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}在T1到T2之间时，设为比0稍大的值或者与图8的虚线B一样设为0。由此，行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}越大，扭矩增加率限制值dT_Dup越小，当扭矩增加率限制值dT_Dup为负时，行驶要求扭矩T_DR逐渐减少，所以能够更加确切地避免车轮打滑。

另外，在使用图9所示的扭矩增加率限制图时，如果铲斗上升指示(S1213)为否，则可以与铲斗锁定判定无关使用图中的虚线B。由此，不使铲斗20上升而在车轮的接地压力低时限制驱动力的增加，所以能够避免车轮打滑。

在上述公式(3)中，使用如上那样决定的扭矩增加率限制值dT_Dup，将根据油门踏板101的操作量而决定的行驶基准扭矩T_DB与行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}加上扭矩增加率限制值dT_Dup后的值进行比较，将两者的最小值作为行驶要求扭矩T_DR的绝对值进行运算。因此，当加大油门时(油门踏板101的操作量增加了的情况)，行驶要求扭矩T_DR以通过扭矩增加率限制值dT_Dup限制的比率而变大，在放松油门时(油门踏板101的操作量减少时)，不施加限制，行驶要求扭矩T_DR变小。在上述公式(3)中，在“行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}加上扭矩增加率限制值dT_Dup后的值”被选为行驶要求扭矩T_DR时，扭矩增加率限制值dT_Dup成为行驶要求扭矩T_DR(行驶驱动装置的要求扭矩)的增加速度的限制值。

在功率分配控制部130，根据行驶要求功率P_DR、放电功率限制P_CMax以及充电功率限制P_CMin，使用下式来运算行驶功率指令P_D*。

P_D*＝P_DR+min(P_CMax，0)+max(P_CMin，0)   (4)

在上述的蓄电控制部110，当蓄电电压降低时放电功率限制P_CMax为负，当蓄电电压增高时充电功率限制P_CMin为正，所以在上述公式(4)中，当蓄电电压降低时行驶功率指令P_D*限制动力运行功率(正值)，当蓄电电压增高时行驶功率指令P_D*限制再生功率(负值)。

另外，可以代替上述公式(4)，检测/推定实际的发电功率P_G，使用下式运算行驶功率指令P_D*。

[公式5]

$P_D*=\left\{\begin{array}{c}\min (P_{\mathrm{DR}},P_G+P_{\mathrm{CMax}}),(P_{\mathrm{DR}}\&GreaterEqual;0)\\ \max (P_{\mathrm{DR}},P_{\mathrm{CMin}}),(P_{\mathrm{DR}}\&GreaterEqual;0)\end{array}\right.---\left(5\right)$

另外，功率分配控制部130根据行驶要求功率P_DR和充放电要求功率P_CR，使用下式来运算发电功率指令P_G*。

P_G*＝P_DR-P_CR   (6)

在发动机旋转设定部140中，运算发动机转速指令N_E*。发动机转速指令N_E*可以作为发动机1的最大发动机转速，在控制器100中具备模式开关，操作者能够通过手动进行选择、调节。另外，可以根据来自发动机控制器2的信息推定发动机功率，运算发动机转速指令N_E*，以使发动机以相同的发动机功率在效率最高的动作点进行动作。

在发电控制部150，根据发动机转速指令N_E*、发电功率指令P_G*，使用以下公式来运算发电电动机扭矩指令T_G*。

$T_G*=-\frac{P_G*}{N_E*}---\left(7\right)$

这里，以发动机转速指令N_E*为基础，但是可以从发动机控制器22接收发动机转速N_E用于运算。另外，为了防止发动机熄火，发动机转速N_E越接近低怠速转速，可以使发电电动机扭矩指令T_G*越小(接近0)。

在电动驱动控制部160，根据行驶要求扭矩P_DR、行驶功率指令P_D*、电动机转速来运算电动机扭矩指令T_D*。首先，电动驱动控制部160根据电动机转速，例如使用图7所示的电动机最大扭矩图来运算电动机最大扭矩T_DMax。

接着，电动驱动控制部160根据行驶要求扭矩T_DR、电动机最大扭矩T_DMax、行驶功率指令P_D*，使用下式来运算电动机扭矩指令T_D*。

其中，下式中的P_DMax是电动机最大功率。

[公式8]

$T_D*=\left\{\begin{array}{c}\min (T_{\mathrm{DR}},T_{\mathrm{DMax}}\frac{|P_D*|}{P_{\mathrm{DMax}}}),(T_{\mathrm{DR}}\&GreaterEqual;0)\\ \max (T_{\mathrm{DR}},-T_{\mathrm{DMax}}\frac{|P_D*|}{P_{\mathrm{DMax}}}),(T_{\mathrm{DR}}<0)\end{array}\right.---\left(8\right)$

另外，电动驱动控制部160根据电动机扭矩指令T_D*，使用下式来运算驱动力显示值F_D*。其中，在下式中，RDif是差速齿轮16f、16r的齿轮比、Rw是轮胎18a、18b、18c、18d的半径。

[公式9]

$F_D*=\frac{R_{\mathrm{Dif}}\&CenterDot;T_D*}{R_W}---\left(9\right)$

用图10来说明应用了本发明的作业车辆的动作。在此，为了明确本发明的效果，说明不是由操作者进行油门101的调节，而是始终通过全油门(即，油门踏板101的操作量恒定)进行了挖掘作业。

图10(a)表示在没有应用本发明时(即，不具备铲斗锁定判定部121，不具备在图8和图9中用实线B，B’表示的扭矩增加率限制值时)的油门踏板101的操作量、车轮速度(转速)、行驶电动机7的驱动力、升降液压缸13的行程长度以及铲斗液压缸14的行程长度的时间变化。

在该图表示的例子中，到时刻T1为止是通常行驶的状态，在时刻T1铲斗20与搬运对象接触，开始挖掘作业。因为从时刻T1开始接触了搬运对象，因此车轮速度(电动机转速)下降，行驶电动机7的驱动力按照图7的电动机最大扭矩图进行增加。

然后，从时刻T2开始为了使铲斗20上升，操作者操作升降杆104，升降液压缸13的行程增加。另外，如果过早地使铲斗姿势向上(使铲斗20的开口部向上)，则通过铲斗20捞起的搬运对象物的量变少，因此，一般操作者与升降杆104的操作相比稍晚一些操作铲斗杆105。因此，与升降液压缸13的行程增加相比稍晚一些铲斗液压缸14的行程增加。

之后，在时刻T3发生铲斗锁定。如果发生铲斗锁定，则直到铲斗姿势成为向上为止，尽管操作升降杆104也无法使铲斗20(升降臂31)上升。在不应用本发明时，即使发生铲斗锁定也继续提高驱动力，因此在时刻T4发生车轮打滑，车轮速度上升。之后，在时刻T5铲斗液压缸行程增加，当铲斗姿势成为向上时，解除铲斗锁定，铲斗20(升降臂31)上升。

图10(b)是表示应用了本发明时的油门踏板101的操作量等的时间变化的图。其中，关于扭矩增加率图，说明使用了图8所示的图的情况。到时刻T3为止和图10(a)所示的情况相同。但是，在应用了本发明的情况下，在时刻T3，首先铲斗锁定判定部121根据升降行程信号以及图6的流程图进行铲斗锁定判定，判定铲斗锁定判定为是。然后，接收到该判定结果的行驶要求扭矩运算部123根据图8的虚线B将扭矩增加率限制值dT_Dup设为0。即，与按照操作者的指示升降臂31上升的情况相比，该限制值dT_Dup被降低。因此，驱动力在T3以后也不增加。这样能够避免车轮打滑。

另外，在时刻T4’，当根据铲斗行程信号检测出铲斗液压缸14的行程超过了第二行程阈值(图中的点划线A)，可知铲斗姿势变为某种程度向上时，按照图6的S1212铲斗锁定判定成为否。由此，接收到该判定结果的行驶要求扭矩运算部123根据图8的实线A来设定扭矩增加率限制值dT_Dup，因此驱动力再次增加。因此，在解除了铲斗锁定后，操作者不会感觉到驱动力不足能够进行挖掘作业。

因此，根据如上那样构成的本实施方式，在进行搬运对象的上升操作的情况下发生铲斗锁定时，抑制行驶电动机7的驱动力的增加，所以能够抑制由于铲斗锁定而引起的车轮打滑的产生。即，能够避免由于铲斗过深插入作业对象物而引起的车轮打滑。

接着说明本发明的第二实施方式。本实施方式是对具备了扭矩变换器式的自动变速器的作业车辆应用了本发明的例子。

图11是本发明的第二实施方式的作业车辆的结构图。作为与图1所示的作业车辆不同的结构，该图所示的作业车辆具备扭矩变换器(T/C(以下称为变扭器))40、变速器(T/M)41、变速器控制器(TCU)42以及主控制器200。此时，变扭器40以及变速器41作为轮胎18a、18b、18c、18d的行驶驱动装置而发挥功能。

变速器控制器42检测传动轴15f、15r的转速N_p，根据该传动轴转速N_p来决定变速器41的变速比(变速齿轮)R_TM。另外，变速器控制器42将传动轴转速N_p以及变速比R_TM发送给主控制器200。

主控制器200与第一实施方式相同，将发动机转速指令发送给发动机控制器2，但是扭矩变换器40的输出扭矩根据发动机转速而变化。因此，本实施方式的主控制器200通过发动机转速指令控制驱动力。

图12表示主控制器200的结构。主控制器200具备行驶要求运算部210和发动机旋转指令运算部220。

行驶要求运算部210除了电动机转速变为传动轴转速N_p，图7所示的电动机最大扭矩图的纵轴变为传动最大扭矩以外，其他与第一实施方式中说明的主控制器100的行驶要求运算部120相同。即，行驶要求运算部210和行驶要求运算部120相同，具备铲斗锁定判定部121和行驶要求扭矩运算部123，最终输出行驶要求扭矩T_DR。由此，在由铲斗锁定判定部121判定为铲斗锁定判定为是的情况下(产生铲斗锁定时)，行驶要求扭矩运算部123根据图8的虚线B降低扭矩增加率限制值，发动机转速降低，所以与第一实施方式相同避免车轮打滑。另外，因为发动机转速(发动机转速指令N_E*)与驱动力成比例，因此，在发生铲斗锁定时，驱动力降低。

在发动机旋转指令运算部220中，根据变速比R_TM以及行驶要求扭矩T_DR运算发动机转速指令N_E*。首先，发动机旋转指令运算部220根据变速比R_TM以及行驶要求扭矩T_DR，使用下式来运算扭矩变换器要求扭矩T_TCR。

[公式10]

$T_{\mathrm{TCR}}=\frac{T_{\mathrm{DR}}}{R_{\mathrm{TM}}}---\left(10\right)$

另外，发动机旋转指令运算部220根据变速比R_TM以及传动轴转速N_P，使用下式来运算扭矩变换器输出轴转速N_TC。

[公式11]

N_TC＝R_TM·N_P   (11)

接着，发动机旋转指令运算部220根据扭矩变换器要求扭矩T_TCR和扭矩变换器输出轴转速N_TC，使用扭矩变换器扭矩图来运算发动机转速指令N_E*。图13表示扭矩变换器扭矩图的一例。扭矩变换器扭矩图能够通过进行单个的扭矩变换器的实验等来生产。根据由发动机旋转指令运算部220运算出的发动机转速指令N_E*控制发动机1。

因此，在如上那样构成的本实施方式的作业车辆中，在进行搬运对象物的上升操作的情况下发生了铲斗锁定时，抑制驱动力的增加，所以能够抑制由于铲斗锁定而引起的车轮打滑的产生。

另外，在上述各个实施方式中，说明了作为铲斗高度取得单元使用升降行程传感器13s的情况，但是作为铲斗高度取得单元，也可以使用检测升降液压缸13或升降臂31相对于预定的基准面(例如地面)的角度的传感器(升降角度传感器)。此时，自不必说可以进行从角度向高度的变换运算。

另外，说明了作为铲斗姿势取得单元使用铲斗行程传感器14s的情况，但是作为铲斗姿势取得单元，也可以使用检测铲斗液压缸14或钟形曲柄32相对于预定的基准面(例如地面)的角度的传感器(铲斗角度传感器)。

另外，作为铲斗上升指示取得单元说明了升降杆104，但是也可以替代升降杆104，将控制阀11作为铲斗上升指示取得单元。并且，在图6所示的步骤S1213中，可以将升降液压缸13的抬起侧的液压室(底侧液压室)与主泵9连通的情况判定为是，将这之外的情况判定为否。

另外，在上述的说明中，在图6所示的铲斗锁定判定的步骤S1214中，根据升降液压缸速度为升降速度阈值以下的情况来进行铲斗锁定判定，但是取而代之，也可以根据升降液压缸13的底侧的压力或主泵9的排出压力为预定的阈值(升降压力阈值)以上的情况进行铲斗锁定判定。即，在升降液压缸13或主泵9的压力为升降压力阈值以上时判定为是，在不满升降压力阈值时判定为否。另外，希望将升降压力阈值设定为升降液压缸13以及主泵9的液压回路的缓解压力以下(例如，比缓解压力低1MPa的压力)。另外，可以通过泵压力传感器9s检测主泵9的排出压力，也可以通过在从主泵9到升降液压缸13的底侧液压室的液压回路上设置的压力传感器检测升降液压缸13的底侧压力。

另外，在上述各个实施方式中，如图6所示，考虑了升降液压缸行程、铲斗液压缸行程、铲斗上升指示以及升降液压缸速度(S1211～S1214)来进行铲斗锁定判定，根据该结果进行行驶要求扭矩的增加速度的限制。但是，如以下说明的那样，可以进行挖掘动作判定，根据主泵9的排出压力(或者升降液压缸13的底侧压力)来限制行驶要求扭矩的增加速度。接着将该情况作为本发明的第三实施方式进行说明。

图14是在本发明的第三实施方式的铲斗锁定判定部121中进行的挖掘动作判定的流程图。在本实施方式的铲斗锁定判定部121中，代替铲斗锁定判定而进行挖掘动作判定。在该图所示的流程图相当于从图6的流程图中省略了S1214，铲斗锁定判定部121通过从S1211到S1213的处理进行挖掘动作判定。另外，在以下的说明中，为了简化说明，使驱动力限制开关106始终开启。

图15表示本发明的第三实施方式的扭矩增加率限制图的一例。本实施方式的行驶要求扭矩运算部123根据该图所示的图设定扭矩增加率限制。图中的实线A在挖掘动作判定为否时用于行驶要求扭矩运算部123计算扭矩增加率限制，和图8、9所示的相同。图中的虚线C在挖掘动作判定为是时用于行驶要求扭矩运算部123计算扭矩增加率限制。在虚线C的情况下，随着主泵9的排出压力或升降液压缸13的底侧压力(即，作用于主泵9或升降液压缸13的负荷)上升，设定扭矩增加率限制值使其减小。可以通过泵压力传感器9s检测主泵9的排出压力，也可以通过在从主泵9到升降液压缸13的底侧液压室的液压回路上设置的压力传感器检测升降液压缸13的底侧压力。

在这样构成的本实施方式中，在通过图14的流程图进行的铲斗锁定判定部121的挖掘动作判定为否的情况下(S1216B)，行驶要求扭矩运算部123与第一实施方式相同，基于图15的实线A，根据行驶要求扭矩前次值T_{DR_z}来设定扭矩增加率限制值dT_Dup。另一方面，当挖掘动作判定为是的情况下(S1215B)，根据图15的虚线C来设定扭矩增加率限制值dT_Dup。即，行驶要求扭矩运算部123随着主泵9的排出压力(或者升降液压缸13的底侧压力)上升，设定扭矩增加率限制值dT_Dup使其减小。由此，挖掘动作判定为是时的扭矩增加率限制值dT_Dup对应于主泵9的排出压力或升降液压缸13的底侧压力的上升而降低。如此即使将主泵9的排出压力或升降液压缸13的底侧压力的增加虚构为铲斗锁定，也能够和之前的实施方式一样来抑制车轮打滑的发生。

另外，在以上的各个实施方式中，将轮式装载机作为作业车辆的例子进行了说明，但是本发明例如还可以应用于叉车。在叉车中，虽然存在尽管进行了叉车的上升指示，但由于搬运对象物的重量叉子无法抬起的情况，但是根据本发明能够抑制这种情况下的车轮打滑。

符号说明

1 发动机、2 发动机控制器、3 电容器、4 变换器、5 发电电动机、6 发电逆变器、7 行驶电动机、8 行驶逆变器、9 主泵、13 升降液压缸、13s 升降行程传感器、14 铲斗液压缸、14s 铲斗行程传感器、18a、18b、18c、18d 轮胎、19 驾驶室、20 铲斗、31 升降臂、40 扭矩变换器、41 变速器、10，200 主控制器、104 操作装置(升降杆)、105 操作装置(铲斗杆)、104s 升降电位器、105s 铲斗电位器、106 驱动力限制开关、107 作业装置、120，210 行驶要求运算部、121 铲斗锁定判定部、123 行驶要求扭矩运算部。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种作业车辆，其特征在于，具备：

液压泵；

作业装置，其具有升降臂以及可转动地安装在该升降臂上的铲斗，并且作为通过来自该液压泵的液压油而被驱动的液压执行器还具有用于摇动该升降臂的升降液压缸以及用于转动该铲斗的铲斗液压缸；

操作装置，其用于操作该作业装置；

行驶驱动装置，其用于驱动车轮；

控制装置，其在尽管经由上述操作装置进行了上述升降臂的上升指示该升降臂也不进行动作，并且上述铲斗液压缸的行程在设定值以下时，与上述升降臂按照指示进行上升的情况或者上述铲斗液压缸的行程超过了上述设定值的情况相比，降低上述行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值。

2.(删除)。

3.(修改后)根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，

上述控制装置把从上述操作装置输出了用于使上述升降臂上升的操作信号，并且该升降臂的上升速度比设定值低的时候判定为尽管经由上述操作装置进行了上述作业装置的动作指示该作业装置也不进行动作的时候。

4.(修改后)根据权利要求1或3所述的作业车辆，其特征在于，

上述控制装置在降低了上述行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值之后在上述铲斗液压缸的行程超过了上述设定值时，将该行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值返回到原来。

5.(删除)

说明或声明(按照条约第19条的修改)

(1)针对权利要求1，加入了修改前的权利要求2的限定，并且作为降低行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值的“条件”，进行了用于追加“铲斗液压缸的行程在设定值以下时”的修改。国际检索报告的引用文献1、2未举出铲斗液压缸的行程(即，作业装置的姿势)作为该条件，权利要求1的发明具有创造性。

(2)把权利要求3、4中的“单元”的记载修改为“装置”。

(3)删除了权利要求2、5。

Claims (5)

1.一种作业车辆，其特征在于，具备：

液压泵；

作业装置，其具有通过来自该液压泵的液压油而被驱动的液压执行器；

操作装置，其用于操作该作业装置；

行驶驱动装置，其用于驱动车轮；

控制单元，其在尽管经由上述操作装置进行了上述液压执行器的动作指示该液压执行器也不进行动作时，降低上述行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值。

2.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，

上述作业装置是包括升降臂、可转动地安装在该升降臂上的铲斗、用于摇动该升降臂的升降液压缸以及用于转动该铲斗的铲斗液压缸的多关节的作业装置，

上述控制单元在尽管经由上述操作装置进行了上述升降臂的上升指示该升降臂也不进行动作时，与上述升降臂按照指示进行上升的情况相比，降低上述行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值。

3.根据权利要求1或2所述的作业车辆，其特征在于，

上述控制单元把从上述操作装置输出了用于使上述升降臂上升的操作信号，并且该升降臂的上升速度比设定值低的时候判定为尽管经由上述操作装置进行了上述作业装置的动作指示该作业装置也不进行动作的时候。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的作业车辆，其特征在于，

上述控制单元在降低了上述行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值之后在上述铲斗液压缸的行程超过了设定值时，将该行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值返回到原来。

5.一种作业车辆，其特征在于，具备：

液压泵；

液压执行器，其通过来自该液压泵的液压油而被驱动，将搬运对象物向上方移动；

操作装置，其用于操作该液压执行器；

行驶驱动装置，其用于驱动车轮；

控制单元，其在经由上述操作装置进行了由上述液压执行器执行的搬运对象物的上升指示时，根据作用于上述液压泵或上述液压执行器的负荷的大小来降低上述行驶驱动装置的要求扭矩的增加速度的限制值。