CN101076636B - 建筑机械 - Google Patents

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Abstract

一种建筑机械，其驱动力不会不必要地滑动，不会赋予变速器等过大的负荷，而且，摩擦力、加速性高。所述建筑机械具有将发动机的最大输出作为规定输出的第一模式和将所述发动机的最大输出限制为比所述规定输出低的输出的第二模式，具备用于作业者选择多个模式的模式切换开关。具备当车速在规定速度以下且油门的开度在规定开度以上时，不管通过模式切换开关选择的模式如何，都控制为在第二模式下运转的控制装置。

Description

建筑机械
技术领域
本发明涉及建筑机械。
背景技术
图6是成为本发明对象的建筑机械之一即轮式装载机的简略图。图6所示的轮式装载机将发动机输出转换成油压力使作业机52工作，并且将发动机输出经由变速器传递到驱动轮70而行驶。多用于铲进砂土等的堆并装载到翻斗车上的作业。
在这种建筑机械中，需要用于挖掘/铲进的大的驱动轮驱动力(以下仅记作“驱动力”)和砂土搬运时的足够的加速以及足够的车速。
作业者一边通过调整油门(油门踏板)而调节发动机转速，一边进行装载作业等各种作业。即，在挖掘/铲进需要大的驱动力时或需要快速加速时，通过作业者大幅度地踏下油门而得到大的发动机输出。另外，在需要大的车速时，也能够通过作业者大幅度地踏下油门而得到高的发动机旋转。
但是，在这种建筑机械中，为了改善燃料费，可切换为将发动机的最大转速作为规定转速的第一模式、和限制为比所述规定转速低的燃料费优良的转速的第二模式。在作业者选择了第二模式时，虽然会在一定程度上牺牲加速性或最大车速等，可是与第一模式相比能够进行燃料费优良的作业。并且，作为类似于该技术的技术，专利文献1中有记载。
专利文献1：特开2004-190615号公报
在所述建筑机械中，如果搭载有输出大的发动机，则驱动力增大且加速性变好，但是需要变速箱等的驱动力传递部分也能够承受最大驱动力的大型的结构。在挖掘/铲进砂土等的堆时等，这种建筑机械是需要最大的驱动力的，但是，太大的驱动力引起驱动轮的滑动(スリツプ)，正因如此，有可能加剧设备的损耗。因而，在具有所述两种模式的建筑机械中，第一模式下的最大驱动力由于滑动限度等而自然而然地受到制约，基于此来进行发动机或变速箱等的设计。当然，第二模式下的驱动力或加速性低于第一模式。但是，为了提高机械的工作效率，要求更强有力的驱动力或更强的加速力。
发明内容
本发明是着眼于所述课题而开发的，其目的是提供一种驱动力不会不必要地滑动、不会赋予变速器等过大的负荷，而且，摩擦力和加速性高的建筑机械。
本发明第一方面的建筑机械，其具有将发动机的最大输出作为规定输出的第一模式、
将所述发动机的最大输出限制为比所述规定输出低的输出的第二模式，
具备用于作业者选择所述多个模式的模式切换开关，
所述建筑机械的特征在于，
具备用于作业者调节所述发动机转速的油门、
用于检测车速的车速检测装置，
还具有在通过所述车速检测装置检测的车速在规定速度以下且所述油门的开度在规定开度以上时，不管通过所述模式切换开关选择的模式如何，都控制为在所述第二模式下运转的控制装置。
本发明第二方面的建筑机械，其具有将发动机的最高转速作为规定转速的第一模式、
将所述发动机的最高转速限制为比所述规定转速低的转速的第二模式，
具备用于作业者选择所述多个模式的模式切换开关，
所述建筑机械的特征在于，
具备用于作业者调节所述发动机输出的油门、
用于检测车速的车速检测装置，
还具有在通过所述车速检测装置检测的车速在规定速度以下且所述油门的开度在规定开度以上时，不管通过所述模式切换开关选择的模式如何，都控制为在所述第二模式下运转的控制装置。
本发明第三方面的建筑机械，其具有使发动机以第一转矩曲线运转的第一模式、
以比所述发动机的所述第一转矩曲线低的第二转矩曲线运转的第二模式，
具备用于作业者选择所述多个模式的模式切换开关，
所述建筑机械的特征在于，
具备用于作业者调节所述发动机输出的油门、
用于检测车速的车速检测装置，
还具有在通过所述车速检测装置检测的车速在规定速度以下且所述油门的开度在规定开度以上时，不管通过所述模式切换开关选择的模式如何，都控制为在所述第二模式下运转的控制装置。
根据本发明第一～第三方面的建筑机械，因为车速在规定车速以下且油门的开度在规定开度以上时，不管通过模式切换开关选择的模式如何，都控制为在第二模式下运转，所以，即使作业者选择第一模式进行作业时，驱动力也不会超过第二模式下的最大驱动力。所以，即使在第一模式下，驱动轮也不会不必要地滑动，不会赋予变速器等过大的负荷。另外，由于提高了转矩特性的设定自由度，所以，通过适当设定转矩特性，能够提高驱动力、加速性。并且，由于是利用这种现有的建筑机械所具有的两种模式之间的切换的结构，所以结构极为简单。
附图说明
图1是表示本发明的建筑机械的控制装置的实施方式的简略结构图；
图2是表示车身主体侧控制器所输出的运转指令的图；
图3是表示本实施方式的转矩特性的图；
图4是表示本实施方式的驱动力特性的图；
图5是表示第二实施方式的转矩特性的图；
图6是轮式装载机的简略图。
具体实施方式
下面，以轮式装载机为例，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。如利用图6进行的说明所述，轮式装载机具备车身主体51和从该车身主体突出设置的作业机52，将发动机输出转换为油压力而使作业机52工作，并且，将发动机输出经由变速器传递到驱动轮70而行驶。
图1是表示本发明的建筑机械的控制装置的实施方式的简略结构图。如图1所示，控制装置具备车身主体侧控制器1、发动机侧控制器2和发动机3等，这些构件搭载在所述车身主体51上。另外，进行P模式和N模式切换的模式切换开关4、油门5和作为车速检测装置20的车速传感器6等与车身主体侧控制器1连接。在此，P模式相当于本发明的第1模式，是将发动机3的最高转速作为规定转速的模式，N模式相当于本发明的第二模式，是将发动机3的最高转速限制为比所述规定转速低的转速的模式(参照图3)。在本实施方式中，N模式下的最高转速大约限制为在P模式下的最高转速的80％。
车身主体侧控制器1与发动机侧控制器2连接，并且与模式切换开关4连接。另外，油门5的开度信号和由车速传感器6检测的车速信号也输入到车身主体侧控制器1中。车身主体侧控制器1根据模式切换开关4的选择位置、油门开度信号和车速信号，将运转指令输出到发动机侧控制器2。
图2是表示车身主体侧控制器1所输出的运转指令的图。如图2所示，车身主体侧控制器1通过模式切换开关4选择了N模式时，向发动机侧控制器2输出N模式运转指令。车身主体侧控制器1通过模式切换开关4选择了P模式时，当车速在规定车速(本实施方式中为V1)以下且油门5的开度在规定开度(在本实施方式为80％)以上时，向发动机侧控制器2输出N模式运转指令，当车速超过规定车速或油门5开度不足规定开度时，向发动机侧控制器2输出P模式运转指令。
油门5的开度信号也被输入到发动机侧控制器2，按照油门5的开度来限制发动机3的转速。发动机侧控制器2对应于油门开度，在由车身主体侧控制器1输出P模式运转指令时，以P模式控制发动机3，在输出N模式运转指令时，以N模式控制发动机3。即，车身主体侧控制器1及发动机侧控制器2构成控制装置21。该控制装置21在通过车速检测装置20检测的车速在规定车速以下且油门5的开度在规定开度以上时，不管通过模式切换开关4选择的模式如何都控制为在第二模式下运转。
图3是表示本实施方式的转矩特性的图，横轴表示发动机转速，纵轴表示转矩。图4是表示本实施方式的驱动力特性的图，横轴表示车速，纵轴表示驱动力。
在图3中，用实线表示的曲线10是P模式下的发动机转矩曲线，用实线表示的曲线11是N模式下的发动机转矩曲线。N模式下的最高转速限制为在P模式下的最高转速的80％。图3中，用虚线表示的曲线表示被变速器的转矩变换器吸收的转矩(以下称为“转矩变换器吸收转矩”)，曲线12是车速为0时的转矩变换器吸收转矩曲线，曲线13是车速为V1时的转矩变换器吸收转矩曲线。另外，曲线25是车速为V2(V2＞V1)时的转矩变换器吸收转矩曲线。
在图4中，用实线表示的曲线10a是P模式下的驱动力特性曲线，用实线表示的曲线11a是N模式下的驱动力特性曲线。可是，由驱动轮70的滑动限度等确定在设计上适当的最大驱动力，由该适当的最大驱动力确定从发动机3传递到变速器的适当的最大转矩。在图3中用单点划线26表示该适当最大转矩，在图4中用单点划线26a表示适当最大驱动力。
如图3所示，在P模式运转时，油门全开时的车速V1的转矩变换器吸收转矩是在曲线10与曲线13的交点a1的转矩，确定车速V1的值，以使在a1的转矩成为适当最大转矩左右。另外，N模式运转时，油门全开的车速0的转矩变换器吸收转矩是在曲线11与曲线12的交点b0的转矩，在交点b0的转矩不能超过适当最大转矩。
关于选择P模式且在油门全开状态下挖掘/铲进砂土等的堆时的转矩变换器吸收转矩的变化，用图3和图4进行说明。以初始车速V2行驶的轮式装载机，随着因向堆急冲而产生的行驶负荷的增大，车速慢慢降低不久停止。由于油门开度仍保持在100％，所以，在车速降低到V1的时点，在所述限制的作用下，发动机3的运转由P模式切换到N模式。因而，如图3和图4所示的箭头A所示，转矩变换器吸收转矩及驱动力从a2经过a1向b0变化。
所以，转矩变换器吸收转矩不会超出适当最大转矩，驱动力不会超出最大适当驱动力，因此，驱动轮70不会不必要地滑动，或在变速器等上不会作用过大的负荷。并且，由于转矩特性(或者驱动力特性)的设定自由度提高，所以，通过适当设定转矩特性能够提高驱动力和加速性。
再有，因为N模式运转时的最高转速大约为P运转模式时的最高转速的80％，从P模式向N模式切换的条件之一即油门开度也大致与80％一致，所以，无论油门5是怎样的开度，转矩变换器吸收转矩都不会超出适当最大转矩。
为了更容易理解本发明的效果，在与所述相同的状况下，假定不进行本发明的所述控制。此时，发动机3在P模式下继续运转直到车身由于负荷而完全停止，如果参照图3进行说明，则转矩变换器吸收转矩从a2向a0变化。由于在a0的转矩变换器吸收转矩超出适当最大吸收转矩，因此只要作业者不减小油门开度，就会引起驱动轮70的不必要的滑动且在变速器等上也将作用过大负荷，从而加剧装置的损耗。
下面，对第二实施方式进行说明。图5是表示第二实施方式的转矩特性的图，与图3一样，横轴表示发动机转速，纵轴表示转矩。在第二实施方式中，在N模式运转和P模式运转时，发动机3的最高转速没有不同，但在将N模式运转时的转矩曲线形成为比P模式运转时的转矩曲线低这一点上与所述实施方式不同。关于其其他的结构及控制内容，因为与所述的第一实施方式是相同的，故省略其说明。
在图5中，用实线表示的曲线100是P模式下的发动机曲线，用实线表示的曲线110是N模式下的发动机转矩曲线。N模式下的最高转速限制为在P模式下的最高转速的约80％。曲线120是车速0时的转矩变换器吸收转矩曲线，曲线130是车速V1时的转矩变换器吸收转矩曲线。另外，曲线250是车速V2(V2＞V1)时的转矩变换器吸收转矩曲线。即，在该第二实施方式中，第一模式是以发动机3的第一转矩曲线运转的模式，第二模式是以比所述第一转矩曲线低的第二转矩曲线运转的模式。另外，适当最大转矩用单点划线260表示。
关于选择P模式且在油门全开状态下挖掘/铲进砂土等的堆时的转矩变换器吸收转矩的变化，用图5进行说明。以初始车速V2行驶的轮式装载机，随着因向堆的急冲而产生的行驶负荷的增大，车速慢慢降低不久停止。由于油门开度仍保持在100％，所以，在车速下降到V1时点时，在所述控制的作用下，发动机3的运转从P模式切换到N模式。因而，如图5中的箭头A2所示，转矩变换器吸收转矩及驱动力从a22经过a12向b02变化。
所以，转矩变换器吸收转矩不会超过适当最大转矩，驱动力不会超过最大适当驱动力，故驱动轮70不会发生不必要的滑动，在变速器等上不会作用过大负荷。另外，由于转矩特性(或者驱动力特性)的设定自由度提高，所以，通过适当设定转矩特性能够提高驱动力和加速性。
以上，举例说明了在P模式与N模式下改变最高转速时的实施方式、及在P模式与N模式下改变转矩曲线时的实施方式，但是，不限于此，例如，即使在P模式和N模式下，通过改变最高转速和转矩曲线双方而改变发动机的最大输出时，也能够获得相同的效果。即，将第一模式作为以发动机3的最大输出为规定输出的模式，将第二模式作为将发动机3的最大输出限制为比所述规定输出低的输出的模式，当车速在规定车速以下且油门5的开度在规定开度以上时，不管通过模式切换开关4选择的模式如何都控制为在第二模式下运转即可。另外，以轮式装载机为例进行了说明，但不限于此，同类的各种建筑机械都可以作为说明对象。

Claims (3)

1.一种建筑机械，其具有将发动机的最大输出作为规定输出的第一模式、
将所述发动机的最大输出限制为比所述规定输出低的输出的第二模式，
具备用于作业者选择所述多个模式的模式切换开关，
所述建筑机械的特征在于，
具备用于作业者调节所述发动机转速的油门、
用于检测车速的车速检测装置、
在通过所述模式切换开关选择所述第一模式的情况下，在通过所述车速检测装置检测的车速在规定速度以下且所述油门的开度在规定开度以上时，不管通过所述模式切换开关选择的模式如何，都控制为在所述第二模式下运转的控制装置，
选择所述第二模式时的最大驱动力设定为不超过使不必要的滑动不发生的适当最大驱动力的值，
所述规定速度及所述规定开度设定为使选择所述第一模式时的驱动力不超过选择所述第二模式时的最大驱动力的值。
2.一种建筑机械，其具有将发动机的最高转速作为规定转速的第一模式、
将所述发动机的最高转速限制为比所述规定转速低的转速的第二模式，
具备用于作业者选择所述多个模式的模式切换开关，
所述建筑机械的特征在于，
具备用于作业者调节所述发动机转速的油门、
用于检测车速的车速检测装置、
在通过所述模式切换开关选择所述第一模式的情况下，在通过所述车速检测装置检测的车速在规定速度以下且所述油门的开度在规定开度以上时，不管通过所述模式切换开关选择的模式如何，都控制为在所述第二模式下运转的控制装置，
选择所述第二模式时的最大驱动力设定为不超过使不必要的滑动不发生的适当最大驱动力的值，
所述规定速度及所述规定开度设定为使选择所述第一模式时的驱动力不超过选择所述第二模式时的最大驱动力的值。
3.一种建筑机械，其具有使发动机以第一转矩曲线运转的第一模式、
以比所述发动机的所述第一转矩曲线低的第二转矩曲线运转的第二模式，
具备用于作业者选择所述多个模式的模式切换开关，
所述建筑机械的特征在于，
具备用于作业者调节所述发动机转速的油门、
用于检测车速的车速检测装置、
在通过所述模式切换开关选择所述第一模式的情况下，在通过所述车速检测装置检测的车速在规定速度以下且所述油门的开度在规定开度以上时，不管通过所述模式切换开关选择的模式如何，都控制为在所述第二模式下运转的控制装置，
选择所述第二模式时的最大驱动力设定为不超过使不必要的滑动不发生的适当最大驱动力的值，
所述规定速度及所述规定开度设定为使选择所述第一模式时的驱动力不超过选择所述第二模式时的最大驱动力的值。
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