轮式装载机的制作方法
轮式装载机的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及具有HST式驱动系统的轮式装载机。
【背景技术】
[0002]作为这种轮式装载机有专利文献1公开的类型。该轮式装载机具备车轮、车体框架、驾驶室和作业装置等。作业装置具备沿上下方向移动的提升臂和在该提升臂的顶端安装的铲斗。
[0003]然而，作为这种轮式装载机有具备HST式驱动系统的类型。该HST式驱动系统具备:构成闭回路的HST栗及HST马达、吐出对作业装置进行驱动的压力油的作业机栗、利用来自HST马达的输出进行动作的驱动轮系统。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2008 — 223899号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]在上述这种具有HST式驱动系统的轮式装载机中，为了确保节能效果，可以考虑在HST栗、HST马达控制时设定与重负荷挖掘对应的动力模式、和将发动机转速抑制为比动力模式低而重视燃费降低效果的经济模式。
[0009]但是，在这样采用具有经济模式的结构时考虑存在以下问题。即，作业机栗与发动机、HST栗都是直接连结，作业机栗按照与发动机直接连结的输入轴转速来决定吐出流量，因此在经济模式下例如以提升臂使作业装置的铲斗所装入的土砂升举动作时，会导致作业装置的动作速度减缓而降低作业效率。
[0010]图8是从上述现有技术出发进行考虑的表示与发动机转速对应的HST栗的输入转矩特性的图。在该图8中，32表示动力模式时的特性，31表示经济模式时的特性。29表示发动机转矩特性，30是以从发动机转矩特性29减去使作业装置驱动时的作业机栗的输入转矩得到的发动机转矩特性，表示可由HST栗消耗的发动机转矩。在一边使作业装置驱动一边行驶动作时，在动力模式下发动机在匹配点B驱动，发动机转速N(B)为高转速，但是在经济模式下，与发动机转速的增加对应的HST栗的输入转矩的增加程度大，因此发动机会在发动机转速比匹配点B低的匹配点A驱动。因此导致发动机转速为低转速N(A)。由此，作业装置的速度会减慢。
[0011]本发明是针对上述现有技术中的实际情况做出的，其目的是提供一种轮式装载机，其具有HST式驱动系统而能够提高设定了动力模式和经济模式时的经济模式时的作业效率。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了达成该目的，本发明是一种轮式装载机，其具备:具有车体框架、车轮和安装在上述车体框架并能够在上下方向上转动的提升臂的作业装置;安装在上述车体框架的发动机;HST行驶装置，其对由上述发动机驱动的可变容量型的HST栗及驱动上述车轮作为驱动源的的HST马达进行闭回路连接，并具有对上述HST栗的输入转矩进行控制的HST栗控制部；以及由上述发动机驱动，吐出使上述作业装置动作的压力油的作业机栗，上述轮式装载机的特征在于，具备:选择作业负荷为重负荷时的作业模式即动力模式、上述作业负荷为轻负荷时的作业模式即经济模式的任一个的作业模式选择装置;检测上述作业装置的上述提升臂的升举动作的检测装置；以及控制装置，在利用上述作业模式选择装置选择了上述经济模式时，上述控制装置利用上述HST栗控制部按照预先设定的经济模式时特性来控制上述HST栗的输入转矩，在利用上述作业模式选择装置选择了上述动力模式时，上述控制装置利用上述HST栗控制部按照预先设定的动力模式时特性来控制上述HST栗的输入转矩，在选择了上述经济模式时，当利用上述检测装置检测出上述提升臂的升举动作时，则上述控制装置将上述HST栗的输入转矩特性替换为上述经济模式时特性而按照升举动作时特性进行控制。
[0014]另外，本发明在上述发明中，在上述控制装置中具有存储经济模式时特性线、动力模式时特性线和升举动作时特性线的存储部，上述经济模式时特性线、上述动力模式时特性线和上述升举动作时特性线由表示发动机转速与HST栗的输入转矩的关系的线构成，上述升举动作时特性线设定为如下的特性:在从上述发动机的转矩减去上述作业机栗的转矩得到的作业装置操作时发动机转矩特性线上的、上述经济模式时特性线与上述作业装置操作时发动机转矩特性线的交点即经济模式匹配点和上述动力模式时特性线与上述作业装置操作时发动机转矩特性线的交点即动力模式匹配点之间具有成为交点的匹配点。
[0015]并且，本发明在上述发明中特征在于，上述升举动作时特性线从上述经济模式时特性线的途中分支地设置。
[0016]并且，本发明在上述发明中，特征在于，具备:与上述HST马达连接，并具有包含高速级、低速级的多个速度级的多级变速器;检测上述多级变速器切换为低速级的速度级检测装置；以及检测上述轮式装载机为前进状态的前进检测传感器，上述HST马达由可变容量型的液压马达构成，上述HST行驶装置具有对上述HST马达的倾转进行控制的HST马达控制部，上述控制装置进行如下的控制:当利用上述速度级检测装置检测出上述多级变速器切换为低速级、并且利用上述前进检测传感器检测出上述轮式装载机为前进状态时，则利用上述HST马达控制部使上述HST马达的最小倾转为比上述经济模式时的最小倾转大的最小倾转。
[0017]发明的效果
[0018]本发明具有HST式驱动系统，在设定了动力模式和经济模式时的经济模式时进行作业装置的提升臂的升举动作时，按照升举动作时特性线控制HST栗，因此与经济模式时相比能够使发动机转速上升。由此，本发明能够加快作业装置的提升臂的升举动作的动作速度，与现有技术相比能够提高作业效率。并且，本发明使升举动作时特性线从经济模式时特性线分支，因此能够减少经济模式时的操作感觉带给操作者的不适感而能够实施经济模式时的提升臂的升举动作。
【附图说明】
[0019]图1是表示本发明的轮式装载机的第1实施方式的侧视图。
[0020]图2是第1实施方式所具备的电/液压回路图。
[0021 ]图3是表示第1实施方式所具备的控制系统的框图。
[0022]图4是表示第1实施方式所具备的车体控制器的处理顺序的流程图。
[0023]图5是表示在第1实施方式中得到的特性的图。
[0024]图6是表示本发明第2实施方式所具备的控制系统的框图。
[0025]图7是表示第2实施方式所具备的车体控制器的处理顺序的流程图。
[0026]图8是表示从现有技术出发进行考虑的特性的图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图对本发明的轮式装载机的实施方式进行说明。
[0028][第1实施方式]
[0029]图1是表示本发明的轮式装载机的第1实施方式的侧视图。如该图1所示，第1实施方式的轮式装载机具备:车体框架1、驾驶室2、车轮即前轮9和后轮10以及在车体框架1上安装的作业装置3。作业装置3包含:可在上下方向上转动的提升臂4、驱动该提升臂4的升降缸
6、安装在提升臂4的顶端而能够装入土砂的铲斗5、使该铲斗5在上下方向上转动的铲斗动作缸7以及构成铲斗5和铲斗动作缸7的连杆机构的双臂曲柄8。
[0030]图2是第1实施方式所具备的电/液压回路图。
[0031]如该图所示，第1实施方式具备:在车体框架1上安装的发动机17;包含由该发动机17驱动的可变容量型的HST栗11、和利用从HST栗11吐出的压力油进行驱动的HST马达14的液压闭回路；由发动机17驱动而吐出使作业装置3动作的压力油的作业机栗13。另外，第1实施方式具有:吐出用于控制HST栗11的压力油的HST供给栗12;和将HST马达14的驱动力向前轮9、后轮10传递的驱动轮系统24。从作业机栗13吐出的压力油介由控制阀35被送至作业装置3的升降缸6。
[0032]并且，第1实施方式具备:检测作 业装置3的提升臂4的升举动作的检测部、例如检测连接控制阀35和升降缸6的底室的管路的压力的作业机压力检测部23;选择作业负荷为重负荷时的作业模式即动力模式和该作业负荷为轻负荷时的作业模式即经济模式之任一的作业模式选择部22;检测发动机17的实际转速的发动机转速传感器25，且具备输入这些信息的控制装置、即控制器18。从控制器18输出的信息被送至HST栗控制部15和HST马达控制部16。HST栗控制部15按照从控制器18发出的指令来控制HST栗11的倾转(栗输入转矩)，HST马达控制部16按照从控制器18发出的指令来控$ijHST马达14的倾转(马达输出转矩)。
[0033]另外，控制器18以随着发动机转速的增加而使栗倾转(栗输入转矩)增大的方式来控制HST栗控制部15。并且，控制器18以随着HST栗的吐出压(HST马达15的驱动压)升高而使马达倾转(马达输出转矩)向最大倾转增大、随着HST栗的吐出压降低而使马达倾转向最小倾转减小的方式来控制HST马达控制部16。
[0034]马达倾转越大则行驶转矩的增加越大，而马达倾转越小则行驶速度的上升越大，能够以最小倾转达到最高速度。由此实现低速高转矩行驶、高速低转矩行驶。
[0035]图3为表示第1实施方式所具备的控制系统的框图，图4为表示第1实施方式所具备的车体控制器的处理顺序的流程图，图5为表示在第1实施方式中得到的特性的图。
[0036]如图5所示，图3所示的控制器18具有将与发动机转速对应的HST栗的输入转矩的关系作为图表存储的存储部28(参照图3)。在该图表中预先存储有:表示在利用作业模式选择部22选择了经济模式时使用的经济模式时的发动机转速与HST栗11的输入转矩的关系的经济模式时特性线31;表示在选择了动力模式时使用的动力模式时的发动机转速与HST栗输入转矩的关系的动力模式时特性线32;以及，升举动作时特性线34，其具有从发动机17的转矩(特性线29)减去作业机栗13的转矩得到的作业装置操作时发动机转矩特性线30上的、经济模式时特性线31与作业装置操作时发动机转矩特性线30的交点即匹配点A、动力模式时特性线32与作业装置操作时发动机转矩特性线30的交点即匹配点B、和在匹配点A与匹配点B之间的作业装置操作时发动机转矩特性线30上成为交点的匹配点C，且从经济模式特性线31分支地设定，表示提升臂4的升举操作时的发动机转速与HST栗输入转矩的关系。
[0037]作业装置操作时的HST栗的输入转矩以作业装置操作时发动机转矩特性线30上的交点进行匹配，发动机17以该交点上的转速运转。经济模式时特性线31设定为HST栗的输入转矩相对于发动机转速的增加以更大的增加率增加，匹配点A上的发动机转速为较低的转速N(A)。由此，发动机以低转速运转而能够提高油耗。动力模式时特性线32设定为与经济模式时特性线31相比，HST栗的输入转矩相对于发动机转速的增加平缓地增加，匹配点B上的发动机转速N (B)为比匹配点A上的发动机转速N (A)高的值。因此，发动机以高转速运转，作业机栗13的吐出流量增大，能够增大提升臂4等的作业装置3的驱动速度并提高作业性。升举动作时特性线34从经济模式时特性线31的途中分支，并设定为在分支点之前与经济模式时特性线31同样地，HST栗的输入转矩相对于发动机转速的增加以较大的增加率增加，但是当超过分支点时，则与例如动力模式时特性线32的增加率大致同样地，HST栗的输入转矩相对于发动机转速的增加平缓地增加，并且其特性设定为匹配点C上的发动机转速N(C)是比发动机转速N(A)大、比发动机转速N(B)小的值，且为接近发动机转速N(B)的值。
[0038]并且，控制器18如图3所示具备:在利用作业模式选择部22选择了经济模式的状态下，判别是否利用作业机压力检测部23检测出作业装置3的提升臂4的升举动作的判别部26;存储上述图5所示特性的存储部28;在利用该判别部26判别为检测出提升臂4的升举动作时，则取代经济模式时特性线31而使用升举动作时特性线34对HST栗11进行控制的控制部27。
[0039]如图4所示，在控制器18中，首先利用判别部26判别是否将经济模式选择为作业模式(步骤S1)。如果未选择经济模式，则按照图5所示动力模式时特性线32来进行HST栗11的控制(步骤S2)。在选择了经济模式时则判别是否利用作业机压力检测部23检测压力而提升臂4进行了升举动作(步骤S3)。如果不检测所设定的作业机压力，提升臂4未进行升举动作，则按照图5所示经济模式时特性线31进行HST栗11的控制(步骤S4)。在检测出所设定的作业机压力时，为提升臂4进行了升举动作而按照图5所示的升举动作时特性线34来进行HST栗的控制(步骤S5)。
[0040]另外，在图5中29表示与HST栗输入转矩和作业机栗输入转矩相加的转矩相应的发动机输出转矩特性线。如上所述，作业装置操作时发动机转矩特性线30是与从发动机输出转矩减去作业机栗输入转矩得到的转矩相应的发动机17所关联的转矩特性线。在图5中将从车体停车状态起加速时的HST栗输入转矩用经济模式时特性线31、动力模式时特性线32和升举动作时特性线34表示。在动力模式下如匹配点B所示，发动机转速N(B)为高转速，而在经济模式下则如匹配点A所示导致发动机转速为较低的转速N(A)，导致作业机栗13的吐出流量减少。但是，在升举动作时特性线34上如匹配点C所示采用发动机转速N(C)，能够获得比N(A)更高的转速，因此即使在经济模式下也能够获得与动力模式接近的作业机栗13的吐出流量。
[0041]根据这样构成的第1实施方式，具有HST式驱动系统，在经济模式时，进行作业装置3的提升臂4的升举动作时，按照在控制器18的存储部28中存储的升举动作时特性线34来控制HST栗11，因此与经济模式时相比能够使发动机转速上升。这种提升臂4的升举动作在将铲斗5所装入的土砂装入卡车等时或堆放于土砂堆时来实施。由此，第1实施方式能够加快作业装置3的升举动作的操作速度并使作业效率提高。
[0042]并且第1实施方式使升举动作时特性线34从经济模式时特性线31分支，因此能够减少经济模式时的操作感觉带给操作者的不适感而能够实施经济模式时的提升臂4的升举动作。
[0043][第2实施方式]
[0044]图6是表示本发明第2实施方式所具备的控制系统的框图，图7是表示第2实施方式所具备的车体控制器的处理顺序的流程图。该第2实施方式的基本结构与第1实施方式相同。以下仅对不同部分进行说明。
[0045]第2实施方式具备:与HST马达14连接而构成驱动轮系统24的一部分，将HST马达14的旋转切换为高速级和低速级之任一进行变速的未图示的多级变速器;如图6所示检测将该多级变速器切换为低速级的速度级检测部20;检测该轮式装载机的车体状态为前进状态的前进检测传感器21。
[0046]控制器18的判别部26在第1实施方式的基础上构成为，能够判别是否利用速度级检测部20检测出多级变速器切换为低速级、并且利用前进检测传感器21检测出轮式装载机为前进状态，控制部27也能够向HST马达控制部16输出控制信号。
[0047]在该第2实施方式中，如图7的流程图所示，在步骤S3中判别为利用作业机压力检测部23检测压力而提升臂4进行了升举动作时，在步骤S5中按照升举动作时特性线34进行HST栗11的控制，并且在利用控制器18的判别部26判别为多级变速器切换为低速级、且为前进状态时(步骤S6)，控制器18的控制部27进行向HST马达控制部15输出控制信号，使HST马达14的最小倾转为比经济模式时的最小倾转大的最小倾转的控制(步骤S8)。在低速级、前进状态中任一条件不符合的情况下，控制部27以将HST马达14的最小倾转保持为与经济模式时相同的最小倾转的方式对HST马达控制部15进行控制(步骤S7)。
[0048] 根据第2实施方式，除了能够获得与第1实施方式同等的效果之外，还能够在作业装置3的提升臂4的升举动作的同时从车体停止或微速域开始加速时、即在将铲斗5所装入的土砂装入卡车等时或堆放于土砂堆时，使车速比现有的经济模式时降低。
[0049]这里，在现有技术的轮式装载机中，考虑作业性、操作性而均衡地设定动力模式下的作业装置3的动作速度和行驶速度，因此经济模式下的作业装置3的提升臂4的动作速度与车速的均衡较差而存在作业效率降低的问题。即，现有技术的轮式装载机在经济模式下，车速相对于作业装置3的提升臂4的动作速度要快，因此存在行驶距离变长的倾向，并且动力模式和经济模式下的操作性不同。因此，如果在经济模式下想要进行与在动力模式下进行的装载作业等相同的作业，则导致与动力模式时相比经济模式时在作业中所需的行驶距离变长，因此难以在狭窄的作业现场进行作业。
[0050]在第2实施方式中，在将铲斗5所装入的土砂装入卡车等时或堆放于土砂堆时，如上所述使HST马达14的最小倾转为较大的最小倾转而能够降低车速，因此能够改善作业装置3的提升臂4的动作速度与车速的均衡并提高作业效率。另外，在动力模式和经济模式中进行相同的作业例如将铲斗5所装入的土砂装入卡车等的作业或堆放于土砂堆的作业时，能够使行驶距离大致相同。
[0051 ] 符号说明
[0052]丨-车体框架;3-作业装置;4-提升臂;5-铲斗;6-升降缸;7_铲斗动作缸;8_双臂曲柄；11-HST栗;12-HST供给栗；13-作业机栗；14-HST马达;15-HST栗控制部；16-HST马达控制部；17-发动机；18-控制器(控制装置)；20_速度级检测部(速度级检测装置)；21_前进检测传感器;22-作业模式选择部(作业模式选择装置)；23_作业机压力检测部(检测装置)；24_驱动轮系统；25-发动机转速传感器;26-判别部;27-控制部;28-存储部;29-发动机转矩特性线;30-作业装置操作时发动机转矩特性线；31-经济模式时特性线;32-动力模式时特性线;34-升举动作时特性线
【主权项】
1.一种轮式装载机，具备: 具有车体框架(11)、车轮(9，10)和安装在上述车体框架(10)并能够在上下方向上转动的提升臂(4)的作业装置(3); 安装在上述车体框架(10)的发动机(17); HST行驶装置，其对由上述发动机(17)驱动的可变容量型的HST栗(11)及驱动上述车轮(9，10)的HST马达(14)进行闭回路连接，并具有对上述HST栗(11)的输入转矩进行控制的HST栗控制部(15);以及 由上述发动机(17)驱动，吐出使上述作业装置(3)动作的压力油的作业机栗(13)， 上述轮式装载机的特征在于，具备: 选择作业负荷为重负荷时的作业模式即动力模式、上述作业负荷为轻负荷时的作业模式即经济模式的任一个的作业模式选择装置(22); 检测上述作业装置(3)的上述提升臂(4)的升举动作的检测装置(23);以及控制装置(18)，在利用上述作业模式选择装置(22)选择了上述经济模式时，上述控制装置(18)利用上述HST栗控制部(15)按照预先设定的经济模式时特性来控制上述HST栗(11)的输入转矩，在利用上述作业模式选择装置(22)选择了上述动力模式时，上述控制装置(18)利用上述HST栗控制部(15)按照预先设定的动力模式时特性来控制上述HST栗(11)的输入转矩，在选择了上述经济模式时，当利用上述检测装置(23)检测出上述提升臂(4)的升举动作时，则上述控制装置(18)将上述HST栗(11)的输入转矩特性替换为上述经济模式时特性而按照升举动作时特性进行控制。2.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于， 在上述控制装置(18)中具有存储经济模式时特性线(31)、动力模式时特性线(32)和升举动作时特性线(34)的存储部(28)，上述经济模式时特性线(31)、上述动力模式时特性线(32)和上述升举动作时特性线(34)由表示发动机转速与HST栗(11)的输入转矩的关系的线构成，上述升举动作时特性线(34)设定为如下的特性:在从上述发动机(17)的转矩减去上述作业机栗(13)的转矩得到的作业装置操作时发动机转矩特性线(30)上的、上述经济模式时特性线(31)与上述作业装置操作时发动机转矩特性线(30)的交点即匹配点和上述动力模式时特性线(32)与上述作业装置操作时发动机转矩特性线(30)的交点即匹配点之间具有成为交点的匹配点。3.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，具备: 与上述HST马达(14)连接而具有包含高速级、低速级的多个速度级的多级变速器； 检测上述多级变速器切换为低速级的速度级检测装置(20);以及 检测上述轮式装载机为前进状态的前进检测传感器(21)， 上述HST马达(14)由可变容量型的液压马达构成，上述HST行驶装置具有对上述HST马达(14)的倾转进行控制的HST马达控制部(16)， 上述控制装置(18)进行如下的控制:当利用上述速度级检测装置(20)检测出上述多级变速器切换为低速级、并且利用上述前进检测传感器(21)检测出上述轮式装载机为前进状态时，则利用上述HST马达控制部(16)使上述HST马达(14)的最小倾转为比上述经济模式时的最小倾转大的最小倾转。4.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于， 上述升举动作时特性线(34)从上述经济模式时特性线(31)的途中分支地设置。5.根据权利要求2所述的轮式装载机，其特征在于， 上述升举动作时特性线(34)从上述经济模式时特性线(31)的途中分支地设置。6.根据权利要求2所述的轮式装载机，其特征在于，具备: 与上述HST马达(14)连接，并具有包含高速级、低速级的多个速度级的多级变速器； 检测上述多级变速器切换为低速级的速度级检测装置(20);以及 检测上述轮式装载机为前进状态的前进检测传感器(21)， 上述HST马达(14)由可变容量型的液压马达构成，上述HST行驶装置具有对上述HST马达(14)的倾转进行控制的HST马达控制部(16)， 上述控制装置(18)进行如下的控制:当利用上述速度级检测装置(20)检测出上述多级变速器切换为低速级、并且利用上述前进检测传感器(21)检测出上述轮式装载机为前进状态时，则利用上述HST马达控制部(16)使上述HST马达(14)的最小倾转为比上述经济模式时的最小倾转大的最小倾转。7.根据权利要求3所述的轮式装载机，其特征在于， 上述升举动作时特性线(34)从上述经济模式时特性线(31)的途中分支地设置。8.根据权利要求6所述的轮式装载机，其特征在于， 上述升举动作时特性线(34)从上述经济模式时特性线(31)的途中分支地设置。
【专利摘要】具有HST式驱动系统，为了能够使设定了动力模式和经济模式的情况下的经济模式时的作业效率提高，具有经济模式时特性线(31)、动力模式时特性线(32)和升举动作时特性线(34)，该升举动作时特性线(34)具有匹配点C，该匹配点C位于作业装置操作时发动机转矩特性线(30)上的与经济模式时特性线(31)相交的匹配点A和与动力模式时特性线(32)相交的匹配点B之间，具备控制器(18)，其控制部在利用作业模式选择部(22)选择了经济模式的状态下，当检测出提升臂(4)的升举动作时，则按照升举动作时特性线(34)对HST泵(11)进行控制的控制部。
【IPC分类】F16H61/468, E02F9/20, E02F9/22
【公开号】CN105492702
【申请号】CN201480048136
【发明人】宇野弘太郎, 川原章禄, 菊池圭吾, 兵藤幸次, 岛津淳志
【申请人】日立建机株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年10月15日
【公告号】WO2015068545A1
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及具有HST式驱动系统的轮式装载机。
【背景技术】
[0002]作为这种轮式装载机有专利文献1公开的类型。该轮式装载机具备车轮、车体框架、驾驶室和作业装置等。作业装置具备沿上下方向移动的提升臂和在该提升臂的顶端安装的铲斗。
[0003]然而，作为这种轮式装载机有具备HST式驱动系统的类型。该HST式驱动系统具备:构成闭回路的HST栗及HST马达、吐出对作业装置进行驱动的压力油的作业机栗、利用来自HST马达的输出进行动作的驱动轮系统。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2008 — 223899号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]在上述这种具有HST式驱动系统的轮式装载机中，为了确保节能效果，可以考虑在HST栗、HST马达控制时设定与重负荷挖掘对应的动力模式、和将发动机转速抑制为比动力模式低而重视燃费降低效果的经济模式。
[0009]但是，在这样采用具有经济模式的结构时考虑存在以下问题。即，作业机栗与发动机、HST栗都是直接连结，作业机栗按照与发动机直接连结的输入轴转速来决定吐出流量，因此在经济模式下例如以提升臂使作业装置的铲斗所装入的土砂升举动作时，会导致作业装置的动作速度减缓而降低作业效率。
[0010]图8是从上述现有技术出发进行考虑的表示与发动机转速对应的HST栗的输入转矩特性的图。在该图8中，32表示动力模式时的特性，31表示经济模式时的特性。29表示发动机转矩特性，30是以从发动机转矩特性29减去使作业装置驱动时的作业机栗的输入转矩得到的发动机转矩特性，表示可由HST栗消耗的发动机转矩。在一边使作业装置驱动一边行驶动作时，在动力模式下发动机在匹配点B驱动，发动机转速N(B)为高转速，但是在经济模式下，与发动机转速的增加对应的HST栗的输入转矩的增加程度大，因此发动机会在发动机转速比匹配点B低的匹配点A驱动。因此导致发动机转速为低转速N(A)。由此，作业装置的速度会减慢。
[0011]本发明是针对上述现有技术中的实际情况做出的，其目的是提供一种轮式装载机，其具有HST式驱动系统而能够提高设定了动力模式和经济模式时的经济模式时的作业效率。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了达成该目的，本发明是一种轮式装载机，其具备:具有车体框架、车轮和安装在上述车体框架并能够在上下方向上转动的提升臂的作业装置;安装在上述车体框架的发动机;HST行驶装置，其对由上述发动机驱动的可变容量型的HST栗及驱动上述车轮作为驱动源的的HST马达进行闭回路连接，并具有对上述HST栗的输入转矩进行控制的HST栗控制部；以及由上述发动机驱动，吐出使上述作业装置动作的压力油的作业机栗，上述轮式装载机的特征在于，具备:选择作业负荷为重负荷时的作业模式即动力模式、上述作业负荷为轻负荷时的作业模式即经济模式的任一个的作业模式选择装置;检测上述作业装置的上述提升臂的升举动作的检测装置；以及控制装置，在利用上述作业模式选择装置选择了上述经济模式时，上述控制装置利用上述HST栗控制部按照预先设定的经济模式时特性来控制上述HST栗的输入转矩，在利用上述作业模式选择装置选择了上述动力模式时，上述控制装置利用上述HST栗控制部按照预先设定的动力模式时特性来控制上述HST栗的输入转矩，在选择了上述经济模式时，当利用上述检测装置检测出上述提升臂的升举动作时，则上述控制装置将上述HST栗的输入转矩特性替换为上述经济模式时特性而按照升举动作时特性进行控制。
[0014]另外，本发明在上述发明中，在上述控制装置中具有存储经济模式时特性线、动力模式时特性线和升举动作时特性线的存储部，上述经济模式时特性线、上述动力模式时特性线和上述升举动作时特性线由表示发动机转速与HST栗的输入转矩的关系的线构成，上述升举动作时特性线设定为如下的特性:在从上述发动机的转矩减去上述作业机栗的转矩得到的作业装置操作时发动机转矩特性线上的、上述经济模式时特性线与上述作业装置操作时发动机转矩特性线的交点即经济模式匹配点和上述动力模式时特性线与上述作业装置操作时发动机转矩特性线的交点即动力模式匹配点之间具有成为交点的匹配点。
[0015]并且，本发明在上述发明中特征在于，上述升举动作时特性线从上述经济模式时特性线的途中分支地设置。
[0016]并且，本发明在上述发明中，特征在于，具备:与上述HST马达连接，并具有包含高速级、低速级的多个速度级的多级变速器;检测上述多级变速器切换为低速级的速度级检测装置；以及检测上述轮式装载机为前进状态的前进检测传感器，上述HST马达由可变容量型的液压马达构成，上述HST行驶装置具有对上述HST马达的倾转进行控制的HST马达控制部，上述控制装置进行如下的控制:当利用上述速度级检测装置检测出上述多级变速器切换为低速级、并且利用上述前进检测传感器检测出上述轮式装载机为前进状态时，则利用上述HST马达控制部使上述HST马达的最小倾转为比上述经济模式时的最小倾转大的最小倾转。
[0017]发明的效果
[0018]本发明具有HST式驱动系统，在设定了动力模式和经济模式时的经济模式时进行作业装置的提升臂的升举动作时，按照升举动作时特性线控制HST栗，因此与经济模式时相比能够使发动机转速上升。由此，本发明能够加快作业装置的提升臂的升举动作的动作速度，与现有技术相比能够提高作业效率。并且，本发明使升举动作时特性线从经济模式时特性线分支，因此能够减少经济模式时的操作感觉带给操作者的不适感而能够实施经济模式时的提升臂的升举动作。
【附图说明】
[0019]图1是表示本发明的轮式装载机的第1实施方式的侧视图。
[0020]图2是第1实施方式所具备的电/液压回路图。
[0021 ]图3是表示第1实施方式所具备的控制系统的框图。
[0022]图4是表示第1实施方式所具备的车体控制器的处理顺序的流程图。
[0023]图5是表示在第1实施方式中得到的特性的图。
[0024]图6是表示本发明第2实施方式所具备的控制系统的框图。
[0025]图7是表示第2实施方式所具备的车体控制器的处理顺序的流程图。
[0026]图8是表示从现有技术出发进行考虑的特性的图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图对本发明的轮式装载机的实施方式进行说明。
[0028][第1实施方式]
[0029]图1是表示本发明的轮式装载机的第1实施方式的侧视图。如该图1所示，第1实施方式的轮式装载机具备:车体框架1、驾驶室2、车轮即前轮9和后轮10以及在车体框架1上安装的作业装置3。作业装置3包含:可在上下方向上转动的提升臂4、驱动该提升臂4的升降缸
6、安装在提升臂4的顶端而能够装入土砂的铲斗5、使该铲斗5在上下方向上转动的铲斗动作缸7以及构成铲斗5和铲斗动作缸7的连杆机构的双臂曲柄8。
[0030]图2是第1实施方式所具备的电/液压回路图。
[0031]如该图所示，第1实施方式具备:在车体框架1上安装的发动机17;包含由该发动机17驱动的可变容量型的HST栗11、和利用从HST栗11吐出的压力油进行驱动的HST马达14的液压闭回路；由发动机17驱动而吐出使作业装置3动作的压力油的作业机栗13。另外，第1实施方式具有:吐出用于控制HST栗11的压力油的HST供给栗12;和将HST马达14的驱动力向前轮9、后轮10传递的驱动轮系统24。从作业机栗13吐出的压力油介由控制阀35被送至作业装置3的升降缸6。
[0032]并且，第1实施方式具备:检测作 业装置3的提升臂4的升举动作的检测部、例如检测连接控制阀35和升降缸6的底室的管路的压力的作业机压力检测部23;选择作业负荷为重负荷时的作业模式即动力模式和该作业负荷为轻负荷时的作业模式即经济模式之任一的作业模式选择部22;检测发动机17的实际转速的发动机转速传感器25，且具备输入这些信息的控制装置、即控制器18。从控制器18输出的信息被送至HST栗控制部15和HST马达控制部16。HST栗控制部15按照从控制器18发出的指令来控制HST栗11的倾转(栗输入转矩)，HST马达控制部16按照从控制器18发出的指令来控$ijHST马达14的倾转(马达输出转矩)。
[0033]另外，控制器18以随着发动机转速的增加而使栗倾转(栗输入转矩)增大的方式来控制HST栗控制部15。并且，控制器18以随着HST栗的吐出压(HST马达15的驱动压)升高而使马达倾转(马达输出转矩)向最大倾转增大、随着HST栗的吐出压降低而使马达倾转向最小倾转减小的方式来控制HST马达控制部16。
[0034]马达倾转越大则行驶转矩的增加越大，而马达倾转越小则行驶速度的上升越大，能够以最小倾转达到最高速度。由此实现低速高转矩行驶、高速低转矩行驶。
[0035]图3为表示第1实施方式所具备的控制系统的框图，图4为表示第1实施方式所具备的车体控制器的处理顺序的流程图，图5为表示在第1实施方式中得到的特性的图。
[0036]如图5所示，图3所示的控制器18具有将与发动机转速对应的HST栗的输入转矩的关系作为图表存储的存储部28(参照图3)。在该图表中预先存储有:表示在利用作业模式选择部22选择了经济模式时使用的经济模式时的发动机转速与HST栗11的输入转矩的关系的经济模式时特性线31;表示在选择了动力模式时使用的动力模式时的发动机转速与HST栗输入转矩的关系的动力模式时特性线32;以及，升举动作时特性线34，其具有从发动机17的转矩(特性线29)减去作业机栗13的转矩得到的作业装置操作时发动机转矩特性线30上的、经济模式时特性线31与作业装置操作时发动机转矩特性线30的交点即匹配点A、动力模式时特性线32与作业装置操作时发动机转矩特性线30的交点即匹配点B、和在匹配点A与匹配点B之间的作业装置操作时发动机转矩特性线30上成为交点的匹配点C，且从经济模式特性线31分支地设定，表示提升臂4的升举操作时的发动机转速与HST栗输入转矩的关系。
[0037]作业装置操作时的HST栗的输入转矩以作业装置操作时发动机转矩特性线30上的交点进行匹配，发动机17以该交点上的转速运转。经济模式时特性线31设定为HST栗的输入转矩相对于发动机转速的增加以更大的增加率增加，匹配点A上的发动机转速为较低的转速N(A)。由此，发动机以低转速运转而能够提高油耗。动力模式时特性线32设定为与经济模式时特性线31相比，HST栗的输入转矩相对于发动机转速的增加平缓地增加，匹配点B上的发动机转速N (B)为比匹配点A上的发动机转速N (A)高的值。因此，发动机以高转速运转，作业机栗13的吐出流量增大，能够增大提升臂4等的作业装置3的驱动速度并提高作业性。升举动作时特性线34从经济模式时特性线31的途中分支，并设定为在分支点之前与经济模式时特性线31同样地，HST栗的输入转矩相对于发动机转速的增加以较大的增加率增加，但是当超过分支点时，则与例如动力模式时特性线32的增加率大致同样地，HST栗的输入转矩相对于发动机转速的增加平缓地增加，并且其特性设定为匹配点C上的发动机转速N(C)是比发动机转速N(A)大、比发动机转速N(B)小的值，且为接近发动机转速N(B)的值。
[0038]并且，控制器18如图3所示具备:在利用作业模式选择部22选择了经济模式的状态下，判别是否利用作业机压力检测部23检测出作业装置3的提升臂4的升举动作的判别部26;存储上述图5所示特性的存储部28;在利用该判别部26判别为检测出提升臂4的升举动作时，则取代经济模式时特性线31而使用升举动作时特性线34对HST栗11进行控制的控制部27。
[0039]如图4所示，在控制器18中，首先利用判别部26判别是否将经济模式选择为作业模式(步骤S1)。如果未选择经济模式，则按照图5所示动力模式时特性线32来进行HST栗11的控制(步骤S2)。在选择了经济模式时则判别是否利用作业机压力检测部23检测压力而提升臂4进行了升举动作(步骤S3)。如果不检测所设定的作业机压力，提升臂4未进行升举动作，则按照图5所示经济模式时特性线31进行HST栗11的控制(步骤S4)。在检测出所设定的作业机压力时，为提升臂4进行了升举动作而按照图5所示的升举动作时特性线34来进行HST栗的控制(步骤S5)。
[0040]另外，在图5中29表示与HST栗输入转矩和作业机栗输入转矩相加的转矩相应的发动机输出转矩特性线。如上所述，作业装置操作时发动机转矩特性线30是与从发动机输出转矩减去作业机栗输入转矩得到的转矩相应的发动机17所关联的转矩特性线。在图5中将从车体停车状态起加速时的HST栗输入转矩用经济模式时特性线31、动力模式时特性线32和升举动作时特性线34表示。在动力模式下如匹配点B所示，发动机转速N(B)为高转速，而在经济模式下则如匹配点A所示导致发动机转速为较低的转速N(A)，导致作业机栗13的吐出流量减少。但是，在升举动作时特性线34上如匹配点C所示采用发动机转速N(C)，能够获得比N(A)更高的转速，因此即使在经济模式下也能够获得与动力模式接近的作业机栗13的吐出流量。
[0041]根据这样构成的第1实施方式，具有HST式驱动系统，在经济模式时，进行作业装置3的提升臂4的升举动作时，按照在控制器18的存储部28中存储的升举动作时特性线34来控制HST栗11，因此与经济模式时相比能够使发动机转速上升。这种提升臂4的升举动作在将铲斗5所装入的土砂装入卡车等时或堆放于土砂堆时来实施。由此，第1实施方式能够加快作业装置3的升举动作的操作速度并使作业效率提高。
[0042]并且第1实施方式使升举动作时特性线34从经济模式时特性线31分支，因此能够减少经济模式时的操作感觉带给操作者的不适感而能够实施经济模式时的提升臂4的升举动作。
[0043][第2实施方式]
[0044]图6是表示本发明第2实施方式所具备的控制系统的框图，图7是表示第2实施方式所具备的车体控制器的处理顺序的流程图。该第2实施方式的基本结构与第1实施方式相同。以下仅对不同部分进行说明。
[0045]第2实施方式具备:与HST马达14连接而构成驱动轮系统24的一部分，将HST马达14的旋转切换为高速级和低速级之任一进行变速的未图示的多级变速器;如图6所示检测将该多级变速器切换为低速级的速度级检测部20;检测该轮式装载机的车体状态为前进状态的前进检测传感器21。
[0046]控制器18的判别部26在第1实施方式的基础上构成为，能够判别是否利用速度级检测部20检测出多级变速器切换为低速级、并且利用前进检测传感器21检测出轮式装载机为前进状态，控制部27也能够向HST马达控制部16输出控制信号。
[0047]在该第2实施方式中，如图7的流程图所示，在步骤S3中判别为利用作业机压力检测部23检测压力而提升臂4进行了升举动作时，在步骤S5中按照升举动作时特性线34进行HST栗11的控制，并且在利用控制器18的判别部26判别为多级变速器切换为低速级、且为前进状态时(步骤S6)，控制器18的控制部27进行向HST马达控制部15输出控制信号，使HST马达14的最小倾转为比经济模式时的最小倾转大的最小倾转的控制(步骤S8)。在低速级、前进状态中任一条件不符合的情况下，控制部27以将HST马达14的最小倾转保持为与经济模式时相同的最小倾转的方式对HST马达控制部15进行控制(步骤S7)。
[0048] 根据第2实施方式，除了能够获得与第1实施方式同等的效果之外，还能够在作业装置3的提升臂4的升举动作的同时从车体停止或微速域开始加速时、即在将铲斗5所装入的土砂装入卡车等时或堆放于土砂堆时，使车速比现有的经济模式时降低。
[0049]这里，在现有技术的轮式装载机中，考虑作业性、操作性而均衡地设定动力模式下的作业装置3的动作速度和行驶速度，因此经济模式下的作业装置3的提升臂4的动作速度与车速的均衡较差而存在作业效率降低的问题。即，现有技术的轮式装载机在经济模式下，车速相对于作业装置3的提升臂4的动作速度要快，因此存在行驶距离变长的倾向，并且动力模式和经济模式下的操作性不同。因此，如果在经济模式下想要进行与在动力模式下进行的装载作业等相同的作业，则导致与动力模式时相比经济模式时在作业中所需的行驶距离变长，因此难以在狭窄的作业现场进行作业。
[0050]在第2实施方式中，在将铲斗5所装入的土砂装入卡车等时或堆放于土砂堆时，如上所述使HST马达14的最小倾转为较大的最小倾转而能够降低车速，因此能够改善作业装置3的提升臂4的动作速度与车速的均衡并提高作业效率。另外，在动力模式和经济模式中进行相同的作业例如将铲斗5所装入的土砂装入卡车等的作业或堆放于土砂堆的作业时，能够使行驶距离大致相同。
[0051 ] 符号说明
[0052]丨-车体框架;3-作业装置;4-提升臂;5-铲斗;6-升降缸;7_铲斗动作缸;8_双臂曲柄；11-HST栗;12-HST供给栗；13-作业机栗；14-HST马达;15-HST栗控制部；16-HST马达控制部；17-发动机；18-控制器(控制装置)；20_速度级检测部(速度级检测装置)；21_前进检测传感器;22-作业模式选择部(作业模式选择装置)；23_作业机压力检测部(检测装置)；24_驱动轮系统；25-发动机转速传感器;26-判别部;27-控制部;28-存储部;29-发动机转矩特性线;30-作业装置操作时发动机转矩特性线；31-经济模式时特性线;32-动力模式时特性线;34-升举动作时特性线
【主权项】
1.一种轮式装载机，具备: 具有车体框架(11)、车轮(9，10)和安装在上述车体框架(10)并能够在上下方向上转动的提升臂(4)的作业装置(3); 安装在上述车体框架(10)的发动机(17); HST行驶装置，其对由上述发动机(17)驱动的可变容量型的HST栗(11)及驱动上述车轮(9，10)的HST马达(14)进行闭回路连接，并具有对上述HST栗(11)的输入转矩进行控制的HST栗控制部(15);以及 由上述发动机(17)驱动，吐出使上述作业装置(3)动作的压力油的作业机栗(13)， 上述轮式装载机的特征在于，具备: 选择作业负荷为重负荷时的作业模式即动力模式、上述作业负荷为轻负荷时的作业模式即经济模式的任一个的作业模式选择装置(22); 检测上述作业装置(3)的上述提升臂(4)的升举动作的检测装置(23);以及控制装置(18)，在利用上述作业模式选择装置(22)选择了上述经济模式时，上述控制装置(18)利用上述HST栗控制部(15)按照预先设定的经济模式时特性来控制上述HST栗(11)的输入转矩，在利用上述作业模式选择装置(22)选择了上述动力模式时，上述控制装置(18)利用上述HST栗控制部(15)按照预先设定的动力模式时特性来控制上述HST栗(11)的输入转矩，在选择了上述经济模式时，当利用上述检测装置(23)检测出上述提升臂(4)的升举动作时，则上述控制装置(18)将上述HST栗(11)的输入转矩特性替换为上述经济模式时特性而按照升举动作时特性进行控制。2.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于， 在上述控制装置(18)中具有存储经济模式时特性线(31)、动力模式时特性线(32)和升举动作时特性线(34)的存储部(28)，上述经济模式时特性线(31)、上述动力模式时特性线(32)和上述升举动作时特性线(34)由表示发动机转速与HST栗(11)的输入转矩的关系的线构成，上述升举动作时特性线(34)设定为如下的特性:在从上述发动机(17)的转矩减去上述作业机栗(13)的转矩得到的作业装置操作时发动机转矩特性线(30)上的、上述经济模式时特性线(31)与上述作业装置操作时发动机转矩特性线(30)的交点即匹配点和上述动力模式时特性线(32)与上述作业装置操作时发动机转矩特性线(30)的交点即匹配点之间具有成为交点的匹配点。3.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，具备: 与上述HST马达(14)连接而具有包含高速级、低速级的多个速度级的多级变速器； 检测上述多级变速器切换为低速级的速度级检测装置(20);以及 检测上述轮式装载机为前进状态的前进检测传感器(21)， 上述HST马达(14)由可变容量型的液压马达构成，上述HST行驶装置具有对上述HST马达(14)的倾转进行控制的HST马达控制部(16)， 上述控制装置(18)进行如下的控制:当利用上述速度级检测装置(20)检测出上述多级变速器切换为低速级、并且利用上述前进检测传感器(21)检测出上述轮式装载机为前进状态时，则利用上述HST马达控制部(16)使上述HST马达(14)的最小倾转为比上述经济模式时的最小倾转大的最小倾转。4.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于， 上述升举动作时特性线(34)从上述经济模式时特性线(31)的途中分支地设置。5.根据权利要求2所述的轮式装载机，其特征在于， 上述升举动作时特性线(34)从上述经济模式时特性线(31)的途中分支地设置。6.根据权利要求2所述的轮式装载机，其特征在于，具备: 与上述HST马达(14)连接，并具有包含高速级、低速级的多个速度级的多级变速器； 检测上述多级变速器切换为低速级的速度级检测装置(20);以及 检测上述轮式装载机为前进状态的前进检测传感器(21)， 上述HST马达(14)由可变容量型的液压马达构成，上述HST行驶装置具有对上述HST马达(14)的倾转进行控制的HST马达控制部(16)， 上述控制装置(18)进行如下的控制:当利用上述速度级检测装置(20)检测出上述多级变速器切换为低速级、并且利用上述前进检测传感器(21)检测出上述轮式装载机为前进状态时，则利用上述HST马达控制部(16)使上述HST马达(14)的最小倾转为比上述经济模式时的最小倾转大的最小倾转。7.根据权利要求3所述的轮式装载机，其特征在于， 上述升举动作时特性线(34)从上述经济模式时特性线(31)的途中分支地设置。8.根据权利要求6所述的轮式装载机，其特征在于， 上述升举动作时特性线(34)从上述经济模式时特性线(31)的途中分支地设置。
【专利摘要】具有HST式驱动系统，为了能够使设定了动力模式和经济模式的情况下的经济模式时的作业效率提高，具有经济模式时特性线(31)、动力模式时特性线(32)和升举动作时特性线(34)，该升举动作时特性线(34)具有匹配点C，该匹配点C位于作业装置操作时发动机转矩特性线(30)上的与经济模式时特性线(31)相交的匹配点A和与动力模式时特性线(32)相交的匹配点B之间，具备控制器(18)，其控制部在利用作业模式选择部(22)选择了经济模式的状态下，当检测出提升臂(4)的升举动作时，则按照升举动作时特性线(34)对HST泵(11)进行控制的控制部。
【IPC分类】F16H61/468, E02F9/20, E02F9/22
【公开号】CN105492702
【申请号】CN201480048136
【发明人】宇野弘太郎, 川原章禄, 菊池圭吾, 兵藤幸次, 岛津淳志
【申请人】日立建机株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年10月15日
【公告号】WO2015068545A1
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