轮式装载机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包括反铲装载机的轮式装载机，涉及具有构成为能够切换为液压驱动和机械驱动的变速器的轮式装载机。
【背景技术】
[0002]在轮式装载机中，存在搭载有所谓的静液压无级变速器(HST:Hydro StaticTransmiss1n)的轮式装载机，该HST利用发动机驱动液压栗，并利用从液压栗排出的工作油驱动行驶用液压马达来行驶(例如，参照专利文献I)。
[0003]并且，在轮式液压挖掘机、崎岖地带起重机等中，也会采用将机械式变速器与HST组合的机械液压式传动方式(HMT)(例如，参照专利文献2)。
[0004]在该专利文献2中，测定输出轴的旋转速度，在旋转速度为规定值以下时，自动选择液压驱动，在规定值以上时，自动选择机械驱动。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:(日本)特开2004-144254号公报
[0008]专利文献2:(日本)特开平2-195062号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的技术课题
[0010]由于HST为无级变速，因此在铲斗中堆积有装载物的状态下行驶时，不会由于变速冲击而使装载物洒出，并且，在需要高的牵引力的低速时，具有效率高的优点。
[0011]但是，HST存在在高速时效率低的问题。因此，像轮式装载机、反铲装载机那样，在铲斗中堆积有装载物的状态下，需要行驶一定距离才能到达自卸车辆、底卸式车辆的情况下，存在效率低的问题。
[0012]另一方面，像专利文献2的轮式液压挖掘机等那样，在速度上升时，如果从HST切换为机械驱动，存在能够提高高速时的效率的优点。但是，由于轮式液压挖掘机等不会在铲斗堆积有装载物的状态下行驶，因此不会考虑到在行驶中，由于从所述液压驱动切换为机械驱动时的切换冲击而使装载物洒出的问题。
[0013]本发明的目的在于提供一种轮式装载机，其能够选择效率高的液压驱动和机械驱动，并且能够减轻切换冲击。
[0014]用于解决技术课题的技术方案
[0015]第一发明的轮式装载机具有变速器，该变速器在输入轴与输出轴之间进行变速，该输入轴输入有来自发动机的动力，该输出轴将来自所述发动机的动力输出到驱动轴，该轮式装载机具有:机械驱动部，其构成为包括利用所述发动机的动力驱动的多个齿轮系；机械驱动用离合器，其设置于所述机械驱动部，对所述发动机的动力的传递和切断进行控制；可变容量型的液压栗，其利用所述发动机的动力驱动，供给行驶用的工作油；可变容量型的液压马达，其利用从所述液压栗供给的工作油驱动；液压驱动部，其构成为包括利用所述液压马达的动力驱动的多个齿轮系；液压驱动用离合器，其设置于所述液压驱动部，对所述液压马达的动力的传递和切断进行控制；负荷检测机构，其检测利用所述发动机的动力驱动的负荷的大小；车速检测机构，其检测车速；切换控制机构，其根据所述负荷的大小来设定切换车速；控制器，其基于所述切换控制机构切换液压驱动状态和机械驱动状态，在该液压驱动状态下，利用所述液压驱动部驱动所述输出轴，在该机械驱动状态下，利用所述机械驱动部驱动所述输出轴；所述切换控制机构在所述负荷增大时，将所述切换车速设定在高速侧，在所述负荷减小时，将所述切换车速设定在低速侧，所述控制器在以所述液压驱动状态加速时，在利用所述车速检测机构检测的车速达到所述切换控制机构根据所述负荷检测机构检测的所述负荷而设定的所述切换车速时，控制所述机械驱动用离合器和所述液压驱动用离合器，从液压驱动状态切换为机械驱动状态。
[0016]在第二发明的轮式装载机中，所述控制器在从所述液压驱动状态切换为所述机械驱动状态前，降低所述发动机的转速，使所述液压栗的排量增大及/或减少所述液压马达的排量。
[0017]在第三发明的轮式装载机中，所述控制器在从所述液压驱动状态切换为所述机械驱动状态切换时，控制所述发动机的燃料喷射而减小发动机扭矩。
[0018]在第四发明的轮式装载机中，所述控制器在从所述液压驱动状态切换为所述机械驱动状态后，将所述液压栗和所述液压马达中的至少液压栗的排量控制为零。
[0019]第五发明的轮式装载机具有变速器，该变速器在输入轴与输出轴之间进行变速，该输入轴输入有来自发动机的动力，该输出轴将来自所述发动机的动力输出到驱动轴，该轮式装载机具有:机械驱动部，其构成为包括利用所述发动机的动力驱动的多个齿轮系；机械驱动用离合器，其设置于所述机械驱动部，对所述发动机的动力的传递和切断进行控制；可变容量型的液压栗，其利用所述发动机的动力驱动，供给行驶用的工作油；可变容量型的液压马达，其利用从所述液压栗供给的工作油驱动；液压驱动部，其构成为包括利用所述液压马达的动力驱动的多个齿轮系；液压驱动用离合器，其设置于所述液压驱动部，对所述液压马达的动力的传递和切断进行控制；车速检测机构，其检测车速；控制器，其切换液压驱动状态和机械驱动状态，在该液压驱动状态下，利用所述液压驱动部驱动所述输出轴，在该机械驱动状态下，利用所述机械驱动部驱动所述输出轴；所述控制器在以所述机械驱动状态减速时，在从所述机械驱动状态切换为所述液压驱动状态的情况下，所述液压栗的排量设定为与所述发动机的转速对应的值，所述液压马达的排量设定为使所述液压马达的转速达到与所述液压栗的排出量和车速对应的值，在所述液压驱动用离合器的前后的转速差达到阈值以下时，连接所述液压驱动用离合器，在从所述液压栗供给到所述液压马达的工作油的压力上升到设定值以上时，断开所述机械驱动用离合器。
[0020]在第六发明的轮式装载机中，所述控制器在以所述机械驱动状态减速时，在从所述机械驱动状态切换为所述液压驱动状态前，使所述液压马达的转速上升。
[0021]在第七发明的轮式装载机中，所述机械驱动用离合器和所述液压驱动用离合器利用调节离合器构成。
[0022]在第八发明的轮式装载机中，所述机械驱动部仅在前进时使用，在后退时仅利用所述液压驱动部行驶。
[0023]根据第一发明，具有切换控制机构，在负荷增大时，将切换车速设定在高速侧，在负荷减小时，将切换车速设定在低速侧，控制器在以液压驱动状态加速时，在利用车速检测机构检测的车速达到所述切换控制机构根据负荷检测机构检测的负荷设定的所述切换车速时，控制机械驱动用离合器和液压驱动用离合器，从液压驱动状态切换为机械驱动状态。
[0024]因此，能够使从液压驱动切换为机械驱动前后的发动机转速的差较小，能够减轻变速时的切换冲击，能够从液压驱动顺畅地切换为机械驱动，能够防止铲斗的装载物洒出。
[0025]并且，在负荷小、液压驱动时的发动机转速低的情况下，通过降低切换车速，不仅能够减轻切换冲击，还能够提前切换为机械驱动，因此能够提高效率，并且降低燃料消耗。
[0026]根据第二发明，在从液压驱动状态切换为机械驱动状态前，使发动机的转速下降。另外，进行使所述液压栗的排量增大的控制和使所述液压马达的排量减少的控制中的任一个。因此，能够进一步缩小从液压驱动切换为机械驱动时的发动机的转速差，进一步减轻变速冲击。
[0027]根据第三发明，在从液压驱动状态切换为机械驱动状态时，控制发动机的燃料喷射，来降低发动机扭矩，因此能够抑制在切换为机械驱动时产生的扭矩，能够防止由于扭矩急剧上升而产生的变速冲击，进一步减轻变速冲击。
[0028]根据第四发明，在从液压驱动状态切换为机械驱动状态后，将液压栗和液压马达中的至少液压栗的排量控制为零。因此，在机械驱动中被液压栗消耗的动力减小，能够使效率相应地提高。
[0029]根据第五发明，在以机械驱动状态减速时，在从机械驱动状态切换为液压驱动状态的情况下，液压栗的排量设定为与发动机的转速对应的值，液压马达的排量设定为使液压马达的转速达到与液压栗的排出量和车速对应的值，在液压驱动用离合器的前后的转速差达到阈值以下时，连接液压驱动用离合器，在从液压栗供给到液压马达的工作油的压力上升到设定值以上时，断开机械驱动用离合器。因此，能够减轻从机械驱动切换为液压驱动的减速时的变速冲击，能够从机械驱动顺畅地切换为液压驱动。因此，能够防止在减速时铲斗的装载物洒出，能够提高效率并降低燃料消耗。
[0030]根据第六发明，在以机械驱动状态减速时，在从机械驱动状态切换为液压驱动状态前，由于提高液压马达的转速，因此在使液压驱动部利用离合器的卡合与利用机械驱动部旋转的输出轴连接的情况下，能够减小离合器的前后的转速差，顺畅地进行切换。
[0031]根据第七发明，机械驱动用离合器和液压驱动用离合器利用调节离合器构成，因此通过基于设定为调节模式的变化模式来对控制液压等进行控制，能够经由所谓的半离合器状态(卡合度为中间的值)，能够减轻变速冲击。
[0032]根据第八发明，由于机械驱动部仅在前进时使用，在后退时仅利用液压驱动部行驶，因此不需要设置在前进行驶时成为大的损耗原因的后退用机械驱动切换离合器，因此能够使效率相应地提高。
【附图说明】
[0033]图1是表示本发明实施方式的轮式装载机及其动力传递系统的示意图。
[0034]图2是示意性表示变速器的动力的传递路径的图。
[0035]图3是表示控制变速器的控制回路的框图。
[0036]图4是表示牵引力与车速以及效率与车速之间的关系的曲线图。
[0037]图5是表示液压驱动和机械驱动的切换点的曲线图。
[0038]图6是示意性表示在变速器的前进I速和后退I速下的动力传递路径的图。
[0039]图7是示意性表示在变速器的前进2速和后退2速下的动力传递路径的图。
[0040]图8是示意性表示变速器的前进3速下的动力传递路径的图。
[0041]图9是示意性表示变速器的前进4速下的动力传递路径的图。
[0042]图10是表示加速时的变速处理的流程图。
[0043]图11是表示减速时的变速处理的流程图。
【具体实施方式】
[0044]以下，参照附图对本发明实施方式进行说明。
[0045]在图1中，利用透视图示意性表示本实施方式的轮式装载机I及其行驶用动力传递系统。需要说明的是，在以下说明中，前后左右各方向，与乘坐在图1所示的驾驶室6内的操作人员所看到的前后左右相同。
[0046][轮式装载机的概略结构]
[0047]在图1中，轮式装载机I除了后述变速器20的结构和外观上的形状等之外，与公知的轮式装载机大致相同。即，轮式装载机I具有利用前部车体和后部车体构成的车体2，在前部车体的前方经由利用大臂、曲拐、连杆、铲斗缸、大臂缸等构成的液压式工作装置驱动机构4安装有作为挖掘、装载用工作装置的铲斗3。
[0048]后部车体具有由厚的金属板等构成的后部车架5 (在图1中以双