CN107923527A - 作业车辆 - Google Patents

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Abstract

抑制在前进后退切换动作时操作作业装置的情况下产生的加载减速。一种作业车辆，具备作业装置和经由包括机械传动部的变速装置将发动机的驱动力传递给车轮的行驶驱动装置，所述作业车辆具备：离合器装置，所述离合器装置具有在处于卡合状态时使作业车辆向前进方向和后退方向行驶的前进用离合器和后退用离合器；前进后退指示装置，所述前进后退指示装置进行使作业车辆向前进方向或后退方向行驶的指示；离合器状态检测装置，所述离合器状态检测装置检测前进用离合器和后退用离合器是否处于卡合状态；以及转矩限制部，所述转矩限制部在限制条件成立的情况下将液压泵的最大吸收转矩限制为较低，所述限制条件包括离合器装置的卡合状态所对应的作业车辆的行进方向与利用前进后退指示装置指示的作业车辆的行进方向是相反的方向。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及作业车辆。
背景技术
已知有将发动机的输出传递给驱动轮，并且经由可变容量型的液压泵将发动机的输出传递给作业机的轮式装载机等作业车辆(参照专利文献1)。专利文献1记载的作业车辆具备控制单元，所述控制单元在行驶负荷为规定的阈值以上的情况下，判断为行驶负荷较高，使液压泵的吸收转矩降低，并减小作业液压负荷。
在轮式装载机等作业车辆中，例如按以下方式进行挖掘、装卸作业。
(作业1)驾驶员预先操作作业机用操作杆而使得铲斗与地面相隔微小的高度并与地面平行。此外，驾驶员预先将前进后退切换杆切换为前进侧。
(作业2)驾驶员踏入操作加速踏板，使轮式装载机向沙土等对象物前进行驶，并将铲斗铲入对象物，操作操作杆而将对象物逐渐装入铲斗内。
(作业3)驾驶员操作操作杆，在使斗杆上升的同时使铲斗逐渐向后倾方向(上方)转动。驾驶员在斗杆上升到挖掘结束高度时操作操作杆，与停止斗杆的上升同时地使铲斗向后倾方向(上方)转动而将对象物引入铲斗内的后侧。由此，形成稳定的负荷姿态。
(作业4)驾驶员在将前进后退切换杆切换为后退侧后，踏入操作加速踏板，使轮式装载机后退行驶并从对象物离开。
(作业5)驾驶员在将前进后退切换杆切换为前进侧后，踏入操作加速踏板，使轮式装载机前进行驶并接近搬运对象物的卡车。
(作业6)驾驶员在操作操作杆而使斗杆上升到放土高度后，操作操作杆而使铲斗向前倾方向(下方)转动，装入对象物并向卡车放土。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-150216号公报
发明内容
发明要解决的问题
在作业现场较狭窄等情况下，有时从上述(作业5)的阶段起进行在上述(作业6)中记载的使斗杆上升的操作。在该情况下，在上述(作业5)中，作业车辆从后退行驶向前进行驶转变时的惯性能量导致的负荷经由车轮、变速器而作用于发动机，并且用于使作业装置(斗杆)驱动的液压泵的负荷作用于发动机。结果，作用于发动机的负荷变得比发动机的输出转矩大，有可能发生发动机的旋转速度暂时下降的加载减速(lug-down)的现象。特别是在利用具有机械传动部的HMT或EMT将发动机的驱动力传递给车轮的作业车辆中，在前进后退切换时从车轮作用于发动机的负荷的影响比具备变矩器的作业车辆(参照专利文献1)大。
如专利文献1记载地测量行驶负荷并使液压泵的吸收转矩降低的情况下，由于响应性较差，所以不能够有效地抑制加载减速。
用于解决问题的手段
本发明的一个技术方案的作业车辆具备利用发动机驱动的可变容量型的液压泵、利用从所述液压泵排出的压力油驱动的作业装置以及经由包括机械传动部的变速装置将所述发动机的驱动力传递给车轮的行驶驱动装置，并具备：离合器装置，所述离合器装置具有前进用离合器和后退用离合器，所述前进用离合器在处于卡合状态时使所述作业车辆向前进方向行驶，所述后退用离合器在处于卡合状态时使所述作业车辆向后退方向行驶；前进后退指示装置，所述前进后退指示装置进行使所述作业车辆向前进方向或后退方向行驶的指示；离合器状态检测装置，所述离合器状态检测装置检测所述前进用离合器和所述后退用离合器是否处于卡合状态；以及转矩限制部，所述转矩限制部在限制条件成立的情况下将所述液压泵的最大吸收转矩限制为较低，所述限制条件包括所述离合器装置的卡合状态所对应的所述作业车辆的行进方向与利用所述前进后退指示装置指示的所述作业车辆的行进方向是相反的方向这一情况。
发明的效果
根据本发明，能够抑制在前进后退切换动作时操作作业装置的情况下产生的加载减速。
附图说明
图1是作为本发明的一实施方式的作业车辆的一例的轮式装载机的侧视图。
图2是示出轮式装载机的概略结构的图。
图3是示出HMT的概略结构的图。
图4是轮式装载机的转矩曲线图。
图5是示出加速踏板的操作量与目标发动机旋转速度的关系的图。
图6是示出作为将沙土等装入自卸卡车的一种方法的V形装载的图。
图7是示出利用轮式装载机进行的挖掘作业的图。
图8是示出从选择泵吸收转矩特性A1的非限制状态起选择泵吸收转矩特性A2的处理的内容的流程图。
图9是示出从选择泵吸收转矩特性A2的限制状态起选择泵吸收转矩特性A1的处理的内容的流程图。
图10是说明仅用泵吸收转矩特性A1控制主泵11的排量的比较例中的行进切换复合动作时的举动的图。
图11是说明本实施方式中的行进切换复合动作时的举动的图。
图12是示出变形例的输出分割型HMT的概略结构的图。
图13是示出变形例的EMT的概略结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的作业车辆的一实施方式。
图1是作为本发明的一实施方式的作业车辆的一例的轮式装载机的侧视图。轮式装载机由前部车体110和后部车体120构成，所述前部车体110具有斗杆(也称为提升斗杆)111、铲斗112以及车轮113(前轮)等，所述后部车体120具有驾驶室121、机械室122以及车轮113(后轮)等。
斗杆111通过斗杆油缸117的驱动而在上下方向上转动(俯仰动)，铲斗112通过铲斗油缸115的驱动而在上下方向上转动(铲装或卸载)。进行挖掘或装卸等作业的前作业装置(作业系统)119包括斗杆111和斗杆油缸117、铲斗112和铲斗油缸115而构成。前部车体110与后部车体120利用中央销101相互转动自如地连结，通过转向缸116的伸缩，前部车体110相对于后部车体120左右曲折。
在机械室122的内部设置有发动机，在驾驶室121的内部设置有加速踏板、斗杆操作杆、铲斗操作杆以及后述的前进后退切换杆17等各种操作部件。
图2是示出轮式装载机的概略结构的图。轮式装载机具备控制器100和发动机控制器15等控制装置。控制器100和发动机控制器15包括运算处理装置而构成，并控制轮式装载机的各部(液压泵、阀装置、发动机等)，所述运算处理装置具有CPU、ROM、RAM等存储装置及其他外围电路等。
轮式装载机具备将发动机190的驱动力传递给车轮113的行驶驱动装置(行驶系统)30。行驶驱动装置30具备HMT(Hydro-Mechanical Transmission：液压-机械式变速装置)3、传动轴4、轮轴装置5以及轮轴6。发动机190的输出轴与HMT3连结。图3是示出HMT3的概略结构的图。HMT3具备HST(Hydro Static Transmission：静液压传动装置)31和机械传动部32，将发动机190的驱动力并联地传递给HST3和机械传动部32。发动机190的输出轴的旋转由HMT3变速。变速后的旋转经由传动轴4、轮轴装置5以及轮轴6传递给车轮113从而轮式装载机行驶。
HMT3具备离合器装置16，所述离合器装置16具有前进用液压离合器(以下，记为前进离合器18)和后退用液压离合器(记为后退离合器19)。前进离合器18和后退离合器19在经由变速器控制装置20(参照图2)供给的压力油的压力(离合器压)增加时进行卡合(连接)动作，在离合器压减少时进行释放(切断)动作。
发动机190的输出轴与离合器轴22连结。在前进离合器18为卡合状态的情况下，后退离合器19为释放状态，离合器轴22与前进离合器18一体地旋转，使轮式装载机向前进方向行驶。在后退离合器19为卡合状态的情况下，前进离合器18为释放状态，离合器轴22与后退离合器19一体地旋转，使轮式装载机向后退方向行驶。
离合器轴22的旋转力经由齿轮传递给输入轴23。在输入轴23上固定有行星齿轮机构140的太阳齿轮147。在太阳齿轮147的外周啮合有多个行星齿轮148。各行星齿轮148轴支承于行星架149，行星架149固定于输出轴150。输出轴150与上述传动轴4连接。在行星齿轮组的外周啮合有齿圈141，在齿圈141的外周啮合有泵输入齿轮142。泵输入齿轮142固定于行驶用液压泵(以下，记为HST泵40)的旋转轴。在HST泵40上闭回路连接有行驶用液压马达(以下，记为HST马达50)。在HST马达50的旋转轴上固定有马达输出齿轮154，马达输出齿轮154与输出轴150的齿轮143啮合。
HST泵40是根据倾转角变更排量的斜板式或斜轴式的可变容量型的液压泵。排量由调节器41控制。虽然未图示，调节器41具有倾转缸和前进后退切换阀，所述前进后退切换阀根据来自控制器100的前进后退切换信号进行切换。经由前进后退切换阀向倾转缸供给控制压力，并根据控制压力控制排量，并且响应于前进后退切换阀的切换控制倾转缸的动作方向，并控制HST泵40的倾转方向。
HST马达50是根据倾转角变更排量的斜板式或斜轴式的可变容量型的液压马达。通过从控制器100向未图示的马达用调节器51输出控制信号，从而控制HST马达50的排量(马达容量)。为了防止发生发动机熄火，控制器100在发动机190的实际旋转速度(以下，记为实际发动机旋转速度Na)相对于发动机190的请求旋转速度(以下，记为请求发动机旋转速度Nr)较低且其差较大的情况下，与其差较小的情况下相比，减小排量并进行控制。
这样，在本实施方式中，采用输入分割型的HMT3。在输入分割型的HMT3中，设为如下结构：以一定旋转比将HST马达50与变速装置的输出轴150连结，所述HST马达50利用液压回路与HST泵40连接，所述HST泵40与行星齿轮机构140连结。发动机190的输出转矩经由行星齿轮机构140，并联地传递给HST31和机械传动部32，并驱动车轮113。
如图2所示，轮式装载机具备作业装置驱动用主泵11、控制阀21以及液压缸22a。液压缸22a包括使斗杆111驱动的斗杆油缸117和使铲斗112驱动的铲斗油缸115。主泵11由发动机190驱动，吸入工作油容器199内的工作油并作为压力油排出。
主泵11是变更排量的斜板式或斜轴式的可变容量型的液压泵。根据排量和主泵11的旋转速度决定主泵11的排出流量。主泵11的排量由调节器13控制，所述调节器13包括容量控制执行机构13a和电磁阀13b。电磁阀13b根据来自控制器100的控制信号(励磁电流)动作，生成与来自控制器100的控制信号对应的先导二次压力(指令压力)，并向容量控制执行机构13a输出。来自控制器100的励磁电流变得越大，指令压力变得越高，排量变得越小(即，最大吸收转矩变得越小)。调节器13以主泵11的吸收转矩(输入转矩)不超过利用控制器100设定的最大泵吸收转矩的方式调节排量。如后所述，最大泵吸收转矩的设定值根据离合器装置16的卡合状态、车速以及实际发动机旋转速度与请求发动机旋转速度之差而变更。
从主泵11排出的压力油经由控制阀21向液压缸22a供给，并利用液压缸22a驱动斗杆111、铲斗112。利用从操作杆31a的先导阀31v输出的先导压操作控制阀21，控制从主泵11向液压缸22a的压力油的流动。操作杆31a包括：输出斗杆111的上升/下降指令的斗杆操作杆和输出铲斗112的铲装/卸载指令的铲斗操作杆。
先导泵12是由发动机190驱动，吸入工作油容器199内的工作油并排出压力油的固定容量型液压泵。先导泵12向操作杆31a的先导阀31v供给压力油。先导阀31v使从先导泵12排出的压力油减压，并向控制阀21输出与操作杆31a的操作量对应的先导压。
在控制器100上连接有前进后退切换杆17，所述前进后退切换杆17指示使车辆向前进方向或后退方向行驶的指示，即轮式装载机的行进方向。利用控制器100检测表示前进后退切换杆17的操作位置(前进(F)/中立(N)/后退(R))的指示信号(即前进信号/中立信号/后退信号)。当前进后退切换杆17被切换为前进(F)位置时，控制器100向变速器控制装置20输出用于使HMT3的前进离合器18成为卡合状态的控制信号。当前进后退切换杆17被切换为后退(R)位置时，控制器100向变速器控制装置20输出用于使HMT3的后退离合器19成为卡合状态的控制信号。
在变速器控制装置20中，当接收用于使前进离合器18或后退离合器19成为卡合状态的控制信号时，设置于变速器控制装置20的离合器控制阀(未图示)动作，前进离合器18或后退离合器19设为卡合状态，作业车辆的行进方向被切换为前进侧或后退侧。当前进后退切换杆17被切换为中立(N)位置时，控制器100向变速器控制装置20输出用于使前进离合器18和后退离合器19成为释放状态的控制信号。由此，前进离合器18和后退离合器19设为释放状态，HMT3成为中立状态。
如图3所示，在控制器100上连接有离合器传感器131和车速传感器132。离合器传感器131检测前进离合器18和后退离合器19是否处于卡合状态，如果是卡合状态，则向控制器100输出接通(ON)信号，如果是释放状态，则向控制器100输出断开(OFF)信号。车速传感器132检测传动轴4的旋转速度并向控制器100输出检测信号，所述传动轴4的旋转速度是与车速相当的物理量。
图4是轮式装载机的转矩曲线图，示出发动机输出转矩特性E、泵吸收转矩特性A1、A2。在控制器100的存储装置中，以查找表的形式存储有发动机输出转矩特性E、多个泵吸收转矩特性A1、A2(以下，有时简单记作为特性A、B)。如后所述，特性A1在限制条件不成立时使用，特性A2在限制条件成立时使用。
发动机输出转矩特性E示出实际发动机旋转速度Na与最大发动机输出转矩的关系。此外，最大发动机输出转矩是指在各旋转速度下发动机190能够输出的最大转矩。由发动机输出转矩特性(最大转矩线)规定的区域示出发动机190可输出的性能。搭载于轮式装载机的发动机具有在超过额定点(额定最高转矩)Pe的旋转速度区域中转矩会急剧降低的下垂特性。图中，利用将额定点Pe和泵无负荷状态下的发动机最高旋转速度连结的直线定义下垂线。
如图4所示，在发动机输出转矩特性E中，在实际发动机旋转速度Na为低怠速旋转速度(最低旋转速度)Ns以上且Nv以下的范围内，响应于实际发动机旋转速度Na的上升而转矩增加，在实际发动机旋转速度Na为Nv时，成为发动机输出转矩特性E中的转矩的最大值Temax(最大转矩点Tm)。此外，低怠速旋转速度是加速踏板134的非操作时的发动机旋转速度。在发动机输出转矩特性E中，当实际发动机旋转速度Na变得比Nv大时，响应于实际发动机旋转速度Na的上升而转矩减少，当到达额定点Pe时，得到额定输出。当实际发动机旋转速度Na超过额定点Pe的额定旋转速度并上升时，转矩急剧减小。
泵吸收转矩特性A1、A2分别示出实际发动机旋转速度Na与最大泵吸收转矩(最大泵输入转矩)的关系。在泵吸收转矩特性A1中，实际发动机旋转速度Na为Nd1以下时，无论实际发动机旋转速度Na如何，成为特性A1中的转矩的最小值Tpmin。实际发动机旋转速度Na为Nu1以上时，无论实际发动机旋转速度Na如何，成为特性A1中的转矩的最大值Tpmax。在特性A1中，在实际发动机旋转速度Na为Nd1～Nu1的范围内，响应于实际发动机旋转速度Na的上升而转矩增加。即，如图所示，用特性A1设定的最大泵吸收转矩在低速度区域中随着实际发动机旋转速度Na的上升从最小值Tpmin增加到最大值Tpmax，在中速度区域和高速度区域中设为最大值Tpmax。与此相对，无论实际发动机旋转速度Na如何，用特性A2设定的最大泵吸收转矩设为最小值Tpmin。
如图2所示，控制器100功能性地具备目标速度设定部100a、请求速度决定部100b、限制条件判定部100c、解除条件判定部100d、转矩特性设定部100e、离合器切换条件判定部100f、离合器控制部100g以及离合器状态判定部100h。
在控制器100上连接有操作量传感器134a。操作量传感器134a检测加速踏板134的踏入操作量(操作角)并向控制器100输出检测信号。目标速度设定部100a根据由操作量传感器134a检测出的加速踏板134的操作量设定发动机190的目标旋转速度(以下，记为目标发动机旋转速度Nt)。
图5是示出加速踏板134的操作量L与目标发动机旋转速度Nt的关系的图。在控制器100的存储装置中存储有图5所示的目标发动机旋转速度特性Tn的表，目标速度设定部100a参照目标发动机旋转速度特性Tn的表，基于由操作量传感器134a检测出的操作量L设定目标发动机旋转速度Nt。加速踏板134的非操作时(0％)的目标发动机旋转速度Nt设定为低怠速旋转速度Ns。伴随着加速踏板134的操作量L的增加，目标发动机旋转速度Nt增加。踏板最大踏入时(100％)的目标发动机旋转速度Nt成为额定点的额定旋转速度Nmax。
图2所示的请求速度决定部100b以抑制燃料消耗等为目的，根据轮式装载机的运转状态校正由目标速度设定部100a设定的目标发动机旋转速度Nt，并将校正后的目标发动机旋转速度Nt决定作为请求发动机旋转速度Nr。此外，有时将校正量设为0，按原样将目标发动机旋转速度Nt决定作为请求发动机旋转速度Nr。
控制器100向发动机控制器15输出与请求发动机旋转速度Nr对应的控制信号。在发动机控制器15上连接有旋转速度传感器136。旋转速度传感器136检测实际发动机旋转速度Na，并向发动机控制器15输出检测信号。此外，发动机控制器15向控制器100输出实际发动机旋转速度Na的信息。发动机控制器15参照发动机输出转矩特性E(参照图4)，对来自控制器100的请求发动机旋转速度Nr和由旋转速度传感器136检测出的实际发动机旋转速度Na进行比较，以实际发动机旋转速度Na成为请求发动机旋转速度Nr的方式控制燃料喷射装置190a。
离合器状态判定部100h基于来自离合器传感器131(参照图3)的检测信号，判定前进离合器18是否处于卡合状态和后退离合器19是否处于卡合状态。
限制条件判定部100c在满足以下的(条件1a)和(条件1b)中的任一个且满足(条件2)的情况下判定为限制条件成立。
(条件1a)前进离合器18为卡合状态，且前进后退切换杆17被切换为后退(R)位置
(条件1b)后退离合器19为卡合状态，且前进后退切换杆17被切换为前进(F)位置
(条件2)轮式装载机的车速V为转矩限制用阈值Vt以下
此外，转矩限制用阈值Vt相当于进行前进离合器18和后退离合器19的切换动作之前的车速，比后述的离合器切换用阈值Vc高(Vt>Vc)。转矩限制用阈值Vt预先存储于控制器100的存储装置。
(条件1a)和(条件1b)是判定离合器装置16的卡合状态所对应的轮式装载机的行进方向与利用前进后退切换杆17指示的轮式装载机的行进方向是相反的方向的条件。
解除条件判定部100d在满足以下的(条件3a)和(条件3b)中的任一个且满足(条件4)的情况下判定为解除条件成立。
(条件3a)前进离合器18为卡合状态，且前进后退切换杆17被切换为前进(F)位置
(条件3b)后退离合器19为卡合状态，且前进后退切换杆17被切换为后退(R)位置
(条件4)从请求发动机旋转速度Nr减去实际发动机旋转速度Na时的值(速度差)比阈值ΔN0小(Nr-Na<ΔN0)
此外，阈值ΔN0为正的值，为了判定加载减速已充分消除而设定。阈值ΔN0预先通过实机试验等确定，并存储于控制器100的存储装置。
(条件3a)和(条件3b)是判定离合器装置16的卡合状态所对应的轮式装载机的行进方向与利用前进后退切换杆17指示的轮式装载机的行进方向是相同的方向(正向)的条件。
转矩特性设定部100e基于限制条件判定部100c和解除条件判定部100d的判定结果，选择泵吸收转矩特性。控制器100在初始设定中设定泵吸收转矩特性A1。在设定了泵吸收转矩特性A1的状态(也称为非限制状态)下，当由限制条件判定部100c判定为限制条件成立时，转矩特性设定部100e设定泵吸收转矩特性A2，将主泵11的最大吸收转矩限制为较低。
在设定了泵吸收转矩特性A2的状态(也称为限制状态)下，当由解除条件判定部100d判定为解除条件成立时，利用内置于控制器100的定时器，开始解除条件的成立维持的时间(以下，记为持续时间t)的测量。转矩特性设定部100e在解除条件的持续时间t成为阈值t0以上时设定泵吸收转矩特性A1，解除主泵11的最大吸收转矩的限制。
此外，阈值t0是用于在消除了加载减速后使行驶系统优先而使加速性提高的时间，预先存储于控制器100的存储装置。通过实机试验等确定阈值t0的适当的值。阈值t0例如在0.1秒以上且1.0秒以下的范围内确定。
控制器100参照选择的特性表(A1，A2)，基于由旋转速度传感器136检测出的实际发动机旋转速度Na运算最大泵吸收转矩。控制器100基于由排出压力传感器(未图示)检测出的主泵11的排出压力(负荷压力)和由旋转速度传感器136检测出的实际发动机旋转速度Na，以不超过该最大泵吸收转矩的方式经由调节器13控制主泵11的排量即倾转角。
离合器切换条件判定部100f在满足上述(条件1a)和(条件1b)中的任一个且满足以下的(条件5)的情况下，判定为离合器切换条件成立。
(条件5)轮式装载机的车速V为离合器切换用阈值Vc以下
此外，离合器切换用阈值Vc相当于返回操作加速踏板134后通过发动机制动使得实际发动机旋转速度Na与请求发动机旋转速度Nr之差大致成为0时的车速。离合器切换用阈值Vc预先通过实机试验等确定，并存储于控制器100的存储装置。
当利用离合器切换条件判定部100f判定为离合器切换条件成立时，离合器控制部100g执行离合器的切换控制。在满足(条件1a)和(条件5)的情况下，离合器控制部100g向变速器控制装置20输出控制信号，将前进离合器18设为释放状态，将后退离合器19设为卡合状态。在满足(条件1b)和(条件5)的情况下，离合器控制部100g向变速器控制装置20输出控制信号，将后退离合器19设为释放状态，将前进离合器18设为卡合状态。
图6是示出作为将沙土等装入自卸卡车的一种方法的V形装载的图。图7是示出利用轮式装载机进行的挖掘作业的图。如图6所示，在V形装载中，如用箭头a示出地，使轮式装载机向沙土等的土堆130前进。
如图7所示，将铲斗112铲入土堆130，在操作铲斗112后提升操作斗杆111或一边同时操作铲斗112和斗杆111一边最后仅提升操作斗杆111，从而进行挖掘作业。
当挖掘作业结束时，如用图6的箭头b所示，使轮式装载机暂时后退。如用箭头c所示，使轮式装载机向自卸卡车前进并停止在自卸卡车的跟前，将掏挖的沙土等装入自卸卡车，如用箭头d示出地，使轮式装载机后退到原来的位置。以上是基于V形装载的挖掘、装入作业的基本动作。
上述挖掘、装入作业中，例如，使正在如图6的箭头b所示后退的轮式装载机如箭头c所示前进时，驾驶员返回操作加速踏板134，并将前进后退切换杆17从后退切换操作为前进。因此，在从后退向前进的转变时，车体的向后方的惯性能量经由机械传动部32作为负荷作用于发动机190。并且，驾驶员考虑进行在自卸卡车的装入作业，在从后退向前进的转变时向提升侧操作斗杆操作杆而使斗杆111上升。因此，用于使斗杆111驱动的主泵11的负荷作用于发动机190。这样，当进行从后退向前进切换行进方向并且驱动前作业装置119的动作(以下，记为行进切换复合动作)时，使行驶系统和作业系统驱动所需的发动机输出转矩不足而发生加载减速。当进行行进切换复合动作时，与不使前作业装置119驱动而从后退行驶向前进行驶转变的情况下相比，实际发动机旋转速度Na的降低较大。
在本实施方式中，由于在行进切换复合动作时设定泵吸收转矩特性A2代替泵吸收转矩特性A1(即，将主泵11的最大吸收转矩限制为较低)，所以能够抑制作用于发动机190的主泵11的负荷。结果，抑制了实际发动机旋转速度Na的降低。
以下，使用图8和图9的流程图说明泵吸收转矩特性的选择控制。图8和图9是示出利用控制器100进行的泵吸收转矩特性的选择控制处理的工作的流程图。图8示出从选择特性A1的非限制状态起选择特性A2的处理的内容，图9示出从选择特性A2的限制状态起选择特性A1的处理的内容。此外，在图8中，也图示了离合器的切换处理。
当点火开关(未图示)被接通(ON)时，进行未图示的初始设定后，启动进行图8所示的处理的程序，在规定的控制周期中，由控制器100重复执行。此外，在初始设定中，选择特性A1作为泵吸收转矩特性，将内置于控制器100的定时器复位(t＝0)。另外，当通过后述的图9的流程图所示的选择处理选择特性A1时，启动进行图8所示的处理的程序，在规定的控制周期中，由控制器100重复执行。此外，虽然未图示，按规定的控制周期向控制器100输入来自车速传感器132、离合器传感器131、操作量传感器134a、旋转速度传感器136、前进后退切换杆17等各种传感器的检测信号、来自各种操作部件的操作信号。
在步骤S110中，控制器100对由离合器传感器131检测出的卡合状态即离合器的信息、前进后退切换杆17的指示方向的信息进行比较，判定(条件1a)或(条件1b)是否成立。即，控制器100判定离合器装置16的卡合状态所对应的轮式装载机的行进方向与利用前进后退切换杆17指示的轮式装载机的行进方向是否是相反的方向。控制器100重复执行步骤S110的处理直到肯定判定，当肯定判定时进入步骤S120。
在步骤S120中，控制器100判定由车速传感器132检测出的车速V是否为转矩限制用阈值Vt以下。即，控制器100判定(条件2)是否成立。当在步骤S120中肯定判定时进入步骤S130，当在步骤S120中否定判定时返回步骤S110。
在步骤S130中，控制器100从存储装置选择泵吸收转矩特性A2的表(参照图4)并进入步骤S140。在步骤S140中，控制器100判定由车速传感器132检测出的车速V是否为离合器切换用阈值Vc以下。即，控制器100判定(条件5)是否成立。当在步骤S140中肯定判定时进入步骤S150，当在步骤S140中否定判定时返回步骤S110。
在步骤S150中，控制器100将与前进后退切换杆17的操作位置对应的液压离合器(前进离合器18或后退离合器19)连接，将另一方液压离合器(后退离合器19或前进离合器18)释放，并结束图8所示的特性选择处理。此外，液压离合器在将用于设为完全紧贴的卡合状态的推压力作为100％时，以30％左右的推压力使液压离合器连接，其后，逐渐使推压力增加。
当通过图8的流程图所示的选择处理选择特性A2时，启动进行图9所示的处理的程序，在规定的控制周期中，由控制器100重复执行。
在步骤S210中，控制器100对由离合器传感器131检测出的卡合状态即离合器的信息、前进后退切换杆17的指示方向的信息进行比较，判定(条件3a)或(条件3b)是否成立。即，控制器100判定离合器装置16的卡合状态所对应的轮式装载机的行进方向与利用前进后退切换杆17指示的轮式装载机的行进方向是否是相同的方向。当在步骤S210中肯定判定时进入步骤S220，当在步骤S210中否定判定时进入步骤S235。
在步骤S220中，控制器100判定(条件4)是否成立，即，从请求发动机旋转速度Nr减去实际发动机旋转速度Na时的值(速度差)是否小于阈值ΔN0。当在步骤S220中肯定判定时进入步骤S230，当在步骤S220中否定判定时进入步骤S235。
在步骤S235中，控制器100使内置的定时器复位，即，将持续时间t设定为0，并返回步骤S210。
在步骤S230中，控制器100使内置的定时器计数，即，将与控制周期相当的时间Δt与持续时间t相加(t＝t+Δt)，并进入步骤S240。在步骤S240中，控制器100判定作为定时器计数值的持续时间t是否为阈值t0以上。当在步骤S240中肯定判定时进入步骤S250，当在步骤S240中否定判定时返回步骤S210。
在步骤S250中，控制器100从存储装置选择泵吸收转矩特性A1的表(参照图4)，并结束图9所示的特性选择处理。
这样，在本实施方式中，在离合器装置16的卡合状态所对应的行进方向与利用前进后退切换杆17指示的行进方向为相反的方向的情况下，在车速V降低到转矩限制用阈值Vt时，将最大泵吸收转矩限制为较低。由此，能够抑制进行行进切换复合动作时的实际发动机旋转速度Na的降低。以下，与比较例进行比较，说明本实施方式的作用效果。
图10是说明仅用泵吸收转矩特性A1控制主泵11的排量的比较例中的行进切换复合动作时的举动的图。说明使比较例的轮式装载机进行行进切换复合动作的情况。
如上所述，使正在后退的轮式装载机前进时，驾驶员返回操作加速踏板134，并将前进后退切换杆17从后退切换操作为前进。返回操作后，加速踏板134维持在规定的操作量，请求发动机旋转速度Nr保持为一定。如图10所示，由于返回操作加速踏板134后实际发动机旋转速度Na相对于请求发动机旋转速度Nr较高，所以发动机制动起作用。此外，在该发动机制动起作用的发动机制动阶段中，前进后退切换杆17虽然已经切换为前进(F)位置，但处于连接有后退离合器19的状态。
当通过发动机制动而轮式装载机减速，车速降低到离合器切换用阈值Vc时，将后退离合器19释放，将前进离合器18连接。
当连接了前进离合器18时，发动机190产生与车体的行驶方向相反的力(行驶驱动力)，使车体积极地制动。在使该积极的制动力产生的阶段中，实际发动机旋转速度Na变得比请求发动机旋转速度Nr低。
在积极的制动力产生阶段中，当驾驶员向提升侧操作斗杆操作杆时，斗杆111开始上升。由于轮式装载机从后退行驶转变为前进行驶时，复合地驱动行驶系统和作业系统，所以需要的发动机输出转矩会不足而产生加载减速，实际发动机旋转速度Na会较大地降低。当实际发动机旋转速度Na相对于请求发动机旋转速度Nr较大地降低时，由于控制器100为了防止发动机熄火而减小HST马达50的排量，所以会发生行驶驱动力暂时下降的“消失”，结果，车速V的上升率暂时降低。结果，有可能给驾驶员带来从后退行驶向前进行驶转变后加速的迟缓感等不适感。
图11是说明本实施方式中的行进切换复合动作时的举动的图。在本实施方式中，在发动机制动阶段中，当通过发动机制动而轮式装载机减速，车速V降低到转矩限制用阈值Vt时，限制条件成立，设定泵吸收转矩特性A2(在S110为是，在S120为是，S130)。其后，当车速V降低到离合器切换用阈值Vc时，离合器切换条件成立，将后退离合器19释放，将前进离合器18连接(在S110为是，在S140为是，S150)。
在本实施方式中，在积极的制动力产生阶段中，由于设定了泵吸收转矩特性A2，所以对作业系统的动作施加限制，发动机190的驱动力优先分配给行驶系统。因此，与比较例相比，能够抑制实际发动机旋转速度Na的降低量。结果，能够抑制或者防止行驶驱动力暂时降低或车速V的上升率暂时降低。结果，能够降低给驾驶员带来的加速的迟缓感等不适感。
此外，有时在将前进后退切换杆17从后退向前进切换前的阶段中进行斗杆111的提升操作。在该情况下也能够抑制实际发动机旋转速度的降低量，能够降低加速的迟缓感等不适感。
根据上述实施方式，能够得到如下作用效果。
(1)轮式装载机具备：利用发动机190驱动的可变容量型的主泵11、利用从主泵11排出的压力油驱动的前作业装置119以及经由包括机械传动部32的HMT3将发动机190的驱动力传递给车轮113的行驶驱动装置30。轮式装载机具备离合器装置16、前进后退切换杆17以及离合器传感器131，所述离合器装置16具有在处于卡合状态时使轮式装载机向前进方向行驶的前进离合器18和在处于卡合状态时使轮式装载机向后退方向行驶的后退离合器19，所述前进后退切换杆17进行使轮式装载机向前进方向或后退方向行驶的指示，所述离合器传感器131检测前进离合器18和后退离合器19是否处于卡合状态。控制器100在限制条件成立的情况下将主泵11的最大吸收转矩限制为较低，所述限制条件包括离合器装置16的卡合状态所对应的轮式装载机的行进方向与利用前进后退切换杆17指示的轮式装载机的行进方向是相反的方向。
由此，在从后退向前进行驶转变时，能够抑制在操作前作业装置119的情况下发生的加载减速。结果，能够降低从后退行驶向前进行驶转变后给驾驶员带来的加速的迟缓感等不适感。
(2)控制器100在前进离合器18和后退离合器19中的一方为卡合状态时检测出利用前进后退切换杆17将前进离合器18和后退离合器19中的另一方设为卡合状态的指示信号时，在由车速传感器132检测出的车速V为离合器切换用阈值Vc以下时，向变速器控制装置20输出控制信号(离合器切换信号)。变速器控制装置20基于来自控制器100的控制信号(离合器切换信号)，执行将前进离合器18和后退离合器19中的另一方设为卡合状态的离合器的切换控制。
在本实施方式中，上述限制条件包括：车速V是比离合器切换用阈值Vc高的速度并且是转矩限制用阈值Vt以下的速度，所述转矩限制用阈值Vt设定为比离合器切换用阈值Vc高。由此，能够基于车速V在离合器的切换控制前的阶段将主泵11的最大吸收转矩限制为较低。能够在适当的定时执行泵转矩的限制控制，能够将主泵11的负荷对行驶驱动力的影响抑制为最小限度。此外，如图11所示，通过在离合器的切换控制前将主泵11的最大吸收转矩限制为较低，能够使前作业装置在非限制状态下动作直到离合器的切换控制前，能够实现作业效率的提高。
(3)控制器100决定请求发动机旋转速度Nr，并向发动机控制器15输出。发动机控制器15以由旋转速度传感器136检测出的实际发动机旋转速度Na成为请求发动机旋转速度Nr的方式控制发动机190的燃料喷射装置190a。控制器100在解除条件成立的情况下解除主泵11的最大吸收转矩的限制，所述解除条件包括离合器装置16的卡合状态所对应的轮式装载机的行进方向与利用前进后退切换杆17指示的轮式装载机的行进方向是相同的方向和请求发动机旋转速度Nr与实际发动机旋转速度Na之差小于规定值。
通过实际发动机旋转速度Na与请求发动机旋转速度Nr之差变得充分小后解除泵转矩的限制，与实际发动机旋转速度Na与请求发动机旋转速度Nr之差变得充分小之前解除的情况下相比，能够提高加速性。
(4)并且，在本实施方式中，在维持上述解除条件的成立的持续时间t经过规定时间(阈值t0)时，解除主泵11的最大吸收转矩的限制。由于从后退行驶向前进行驶转变后，能够在规定时间(阈值t0)中优先向行驶系统分配发动机190的动力，所以能够进一步提高加速性。
以下的变形也在本发明的范围内，能够将变形例中的一个或多个与上述的实施方式进行组合。
(变形例1)
限制条件不限定于上述实施方式。例如，能够设定以下的限制条件。
(变形例1-1)
也可以增加以下的(条件2A)代替上述(条件2)。
(条件2A)从实际发动机旋转速度Na减去请求发动机旋转速度Nr时的旋转速度差ΔN小于阈值ΔN1(参照图11)
此外，阈值ΔN1是满足上述(条件2)的速度差，预先通过实机试验等确定，并存储于控制器100的存储装置。
(变形例1-2)
也可以省略上述(条件2)。换句话说，可以在满足上述(条件1a)和(条件1b)中的任一个的情况下，判定为限制条件成立。
(变形例2)
解除条件不限定于上述实施方式。例如，能够设定以下的解除条件。
(变形例2-1)
也可以增加以下的(条件4A)代替上述(条件4)。
(条件4A)轮式装载机的车速V为限制解除用阈值Vta以上
此外，限制解除用阈值Vta是满足上述(条件4)的车速V，预先通过实机试验等确定，并存储于控制器100的存储装置。
(变形例2-2)
也可以省略上述(条件4)。换句话说，可以在满足上述(条件3a)和(条件3b)中的任一个的情况下，判定为解除条件成立。在该情况下，优选的是，维持解除条件的成立的持续时间t经过大于上述阈值t0的阈值t1后，解除主泵11的最大吸收转矩的限制(t1>t0)。
(变形例2-3)
也可以在操作斗杆111或铲斗112的操作杆上设置解除开关(未图示)并通过解除开关的操作判定为解除条件成立来代替上述(条件4)。
(变形例3)
在上述实施方式中，说明了维持解除条件的成立(条件3a或条件3b成立，且条件4成立)的持续时间t经过规定时间(阈值t0)时利用控制器100解除主泵11的最大吸收转矩的限制的例子，但本发明不限定于此。也可以在解除条件成立的情况下立刻解除主泵11的最大吸收转矩的限制。
(变形例4)
也可以设为如下结构：按以下方式确定驻车时的解除条件，在上述解除条件的基础上或代替上述解除条件，在以下驻车时解除条件成立的情况下，选择泵吸收转矩特性A1。
解除条件判定部100d在判定为是驻车状态且满足(条件6)、(条件7)以及(条件8)中的任一个的情况下，判定为驻车时解除条件成立。
(条件6)前进离合器18为释放状态，且后退离合器19为释放状态的状态超过预先确定的设定时间
(条件7)前进后退切换杆17被切换为中立(N)位置的状态超过预先确定的设定时间
(条件8)驻车制动装置工作
当判定为上述驻车时解除条件成立时，转矩特性设定部100e设定泵吸收转矩特性A1。根据这样的变形例，能够高效地进行驾驶员将轮式装载机驻车并下车前进行的使土掉落的作业。此外，使土掉落的作业是通过使铲斗112倾斜到行程末端，从而有意地使冲击产生，将粘附于铲斗112的土振落的作业。因此，铲斗112的转动速度较大时能够产生大的冲击，作业性较好。
(变形例5)
在上述实施方式中，作为行进切换复合动作，说明了在从后退行驶向前进行驶转变时使斗杆111提升动作的例子，但本发明不限定于此。例如，在从前进行驶向后退行驶转变时使斗杆111提升动作的情况下也达到与上述同样的作用效果。
另外，在将从主泵11排出的压力油引导到转向缸116的情况下，在从后退行驶向前进行驶转变时进行向左右的转向操作的情况下也达到与上述同样的作用效果。
(变形例6)
在上述说明中，说明了对于从前进行驶向后退行驶的转变动作和从后退行驶向前进行驶的转变动作双方应用本发明的例子，但本发明不限定于此。也可以构成为：至少在后退离合器19为卡合状态时利用前进后退切换杆17进行前进指示的情况下，将主泵11的最大吸收转矩限制为较低。
(变形例7)
在上述实施方式中，说明了将车速V的转矩限制用阈值Vt设定为比离合器切换用阈值Vc高的车速的例子，但本发明不限定于此。也可以将离合器切换用阈值Vc和转矩限制用阈值Vt设为相同的值。
(变形例8)
在上述实施方式中，以输入分割型的HMT3(参照图3)为例进行说明，但本发明不限定于此。也可以如图12所示采用输出分割型的HMT203代替输入分割型的HMT3。在输出分割型的HMT203中，设为如下结构：以一定旋转比将HST泵40与变速装置的输入轴23连结，所述HST泵40利用液压回路与HST马达50连接，所述HST马达50与行星齿轮机构240连结。在本变形例中，发动机190的输出转矩并联地传递给HST31和机械传动部32，并经由行星齿轮机构240驱动车轮113。
如图12所示，在输出分割型的HMT203中，输入轴23的旋转力经由输入轴23的齿轮243和泵输入齿轮142传递给HST31。另外，在输入轴23上固定有行星齿轮机构240的太阳齿轮147。在太阳齿轮147的外周啮合有多个行星齿轮148。各行星齿轮148轴支承于行星架149，行星架149固定于输出轴150。输出轴150与上述传动轴4连接。在行星齿轮组的外周啮合有齿圈141，在齿圈141的外周啮合有马达输出齿轮154。马达输出齿轮154固定于HST马达50的旋转轴。
(变形例9)
在上述实施方式中，以具备HMT的轮式装载机为例进行说明，但本发明不限定于此。也可以将本发明应用于具备EMT(Electro-Mechanical Transmission：电-机械式变速装置)303来代替图3或图12所示的HMT3、203的轮式装载机。在该情况下，设置发电机340代替HST泵40，设置电动马达350代替HST马达50。
在本变形例中，如图13所示，经由行星齿轮机构140，通过利用发电机340和电动马达350的电动转矩传递和利用机械传动部32的机械直接驱动的转矩传递，并联地传递发动机190的输出转矩，从而驱动车轮113。或者，虽然未图示，也可以设为如下结构：通过利用发电机340和电动马达350的电动转矩传递和利用机械传动部32的机械直接驱动的转矩传递，并联地传递发动机190的输出转矩，并经由行星齿轮机构驱动车轮113。
在EMT303中，当进行行进切换复合动作时，利用控制器100使电动马达350的输出下降，并使发动机190的负荷下降，从而防止发动机熄火。因此，在如上述比较例不限制泵吸收转矩的情况下，当电动马达350的输出下降时，会发生上述行驶驱动力的“消失”，结果，车速的上升率暂时降低。因此，即使在具备EMT303的轮式装载机中，通过在进行行进切换复合动作时将主泵11的最大吸收转矩限制为较低，从而也能够得到与上述实施方式同样的作用效果。
(变形例10)
操作控制阀21的操作杆31a也可以设为电动式杆代替液压先导式杆。说明了采用前进后退切换杆17作为前进后退切换指示装置的例子，但也可以设为前进后退切换开关。
(变形例11)
在上述实施方式中，作为作业车辆的一例，以轮式装载机为例进行说明，但本发明不限定于此，例如，也可以是轮式挖掘机、叉车、伸缩斗杆叉装机、起重车等其他作业车辆。
在上述说明中对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内考虑到的其他方案也包含在本发明的范围内。
附图标记说明
3HMT(变速装置)，11主泵(液压泵)，15发动机控制器(发动机控制装置)，16离合器装置，17前进后退切换杆(前进后退指示装置)，18前进离合器(前进用离合器)，19后退离合器(后退用离合器)，20变速器控制装置(离合器控制装置)，32机械传动部，100控制器(离合器控制装置)，100b请求速度决定部，100e转矩特性设定部(转矩限制部，限制解除部)，119前作业装置(作业装置)，131离合器传感器(离合器状态检测部)，132车速传感器(车速检测装置)，136旋转速度传感器(实际速度检测装置)，190发动机，203HMT(变速装置)，303EMT(变速装置)，Vc离合器切换用阈值(第一速度)，Vt转矩限制用阈值(第二速度)。

Claims (4)

1.一种作业车辆，具备液压泵、作业装置以及行驶驱动装置，所述液压泵是利用发动机驱动的可变容量型的液压泵，所述作业装置利用从所述液压泵排出的压力油而被驱动，所述行驶驱动装置经由包括机械传动部的变速装置而将所述发动机的驱动力传递给车轮，所述作业车辆的特征在于，具备：
离合器装置，所述离合器装置具有前进用离合器和后退用离合器，所述前进用离合器在处于卡合状态时使所述作业车辆向前进方向行驶，所述后退用离合器在处于卡合状态时使所述作业车辆向后退方向行驶；
前进后退指示装置，所述前进后退指示装置进行使所述作业车辆向前进方向或后退方向行驶的指示；
离合器状态检测装置，所述离合器状态检测装置检测所述前进用离合器和所述后退用离合器是否处于卡合状态；以及
转矩限制部，所述转矩限制部在限制条件成立的情况下将所述液压泵的最大吸收转矩限制为较低，所述限制条件包括所述离合器装置的卡合状态所对应的所述作业车辆的行进方向与利用所述前进后退指示装置指示的所述作业车辆的行进方向是相反的方向这一情况。
2.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，具备：
车速检测装置，所述车速检测装置检测所述作业车辆的车速；和
离合器控制装置，所述离合器控制装置执行如下离合器的切换控制：在所述前进用离合器和所述后退用离合器中的一方为卡合状态的情况下利用所述前进后退指示装置进行了将所述前进用离合器和所述后退用离合器中的另一方设为卡合状态的所述指示时，在所述作业车辆的车速为离合器切换用阈值以下时，将所述前进用离合器和所述后退用离合器中的另一方设为卡合状态，
所述限制条件包括：所述作业车辆的车速是转矩限制用阈值以下的速度，所述转矩限制用阈值被设定为比所述离合器切换用阈值高的速度。
3.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，具备：
请求速度决定部，所述请求速度决定部决定所述发动机的请求旋转速度；
实际速度检测装置，所述实际速度检测装置检测所述发动机的实际旋转速度；
发动机控制装置，所述发动机控制装置以所述发动机的实际旋转速度成为所述请求旋转速度的方式控制所述发动机；以及
限制解除部，所述限制解除部在解除条件成立的情况下解除利用所述转矩限制部进行的所述液压泵的最大吸收转矩的限制，所述解除条件包括：所述离合器装置的卡合状态所对应的所述作业车辆的行进方向与利用所述前进后退指示装置指示的所述作业车辆的行进方向是相同的方向这一情况，以及所述请求旋转速度与所述实际旋转速度之差小于规定值这一情况。
4.根据权利要求3所述的作业车辆，其特征在于，
所述限制解除部在所述解除条件维持成立的时间经过了规定时间时，解除利用所述转矩限制部进行的所述液压泵的最大吸收转矩的限制。
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