作业车辆和作业车辆的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及作业车辆和作业车辆的控制方法。
【背景技术】
[0002]作为轮式装载机等作业车辆，公知的是设置有具有液力变矩器和多级式变速装置的动力传递装置(以下，称为“液力变矩式变速装置”)的作业车辆。另一方面，近年来，作为代替液力变矩式变速装置的动力传递装置，已知HMT (液压-机械式变速装置)和EMT (电气-机械式变速装置)。
[0003]如专利文献I所示，HMT包括齿轮机构和与齿轮机构的旋转元件连接的马达，HMT将来自发动机的驱动力的一部分转换为液压而传递到行驶装置，并且将剩余的驱动力机械地传递到行驶装置。
[0004]为了能够进行无级变速，HMT具有例如，行星齿轮机构和液压马达。行星齿轮机构的太阳齿轮、行星架、环形齿轮这三个元件中的第一元件与输入轴连结，第二元件与输出轴连结。另外，第三元件与液压马达连结。液压马达根据作业车辆的行驶状况，作为马达和栗中的任一个发挥作用。在HMT中，通过使该液压马达的旋转速度发生变化，来使输出轴的旋转速度无级地变化。
[0005]另外，在EMT中，代替HMT中的液压马达，使用电动马达。电动马达根据作业车辆的行驶状况，作为马达和发电机中的任一个发挥作用。与HMT同样地，在EMT中，通过使该电动马达的旋转速度发生变化，来使输出轴的旋转速度无级地变化。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:(日本)特开2006-329244号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的技术课题
[0010]在HMT或者EMT中，动力的传递路径能够在两种模式中进行切换。在这样的能够在多个模式中进行切换的形式的HMT或者EMT中，能够以比较小的动力传递装置实现宽的速度比。两种模式中的一种是低速行驶时的模式(以下，称为“低速(Lo)模式”)，另一种是高速行驶时的模式(以下，称为“高速(Hi)模式”)。通常，通过用于连接各传递路径的离合器的卡合/断开，来进行模式的切换。模式的切换例如根据动力传递装置的速度比来进行。在速度比在规定的模式切换阈值以下时设定为Lo模式。在速度比比模式切换阈值大时设定为Hi模式。
[0011 ] 此外，在以作业车辆的速度比保持在模式切换阈值附近的状态行驶时，有时会有由于路面影响等造成车速波动，而频繁发生模式切换的情况。图15表示这种情况下的动力传递路径的模式的变化。
[0012]在图15的示例中，在时间tl之前，速度比在模式切换阈值Rs_thl以下，因此设定为Lo模式。在时间tl?t2之间，速度比在模式切换阈值Rs_thl以上，因此设定为Hi模式。在时间t2?t3之间，速度比在模式切换阈值Rs_thl以下，因此设定为Lo模式。在时间t3之后，速度比达到模式切换阈值Rs_thl以上，因此设定为Lo模式。
[0013]这样，如果作业车辆的速度比在模式切换阈值附近波动，会在短时间内进行模式的切换。在进行模式切换时，由于离合器卡合/断开的影响，会产生齿轮机构内部的轴的扭转量的骤变、齿轮的齿隙(Backlash)所导致的角度的变化、车轮的扭转量的变化。这样，在处于短时间内频繁进行模式切换的被称为猎振的状态时，离合器切换时的传递扭矩的波动诱发车体的晃动。其结果是，操作人员不适感增强。
[0014]本发明的课题在于，提供一种作业车辆和作业车辆的控制方法，在HMT或者EMT式的动力传递装置具有多个驱动力传递路径的作业车辆中，抑制由于传递路径频繁切换而导致的猎振。
[0015]用于解决技术课题的技术方案
[0016]本发明的第一方式的作业车辆具有:发动机、液压栗、工作装置、行驶装置、动力传递装置、控制部。液压栗被发动机驱动。工作装置被从液压栗排出的工作油驱动。行驶装置被发动机驱动。动力传递装置将来自发动机的驱动力传递到行驶装置。控制部控制动力传递装置。
[0017]动力传递装置包括:输入轴、输出轴、齿轮机构、马达、第一离合器、第二离合器。齿轮机构包括行星齿轮机构，将输入轴的旋转传递到输出轴。马达与行星齿轮机构的旋转元件连接。第一离合器将动力传递装置中的驱动力的传递路径切换为第一模式。第二离合器将动力传递装置中的驱动力的传递路径切换为第二模式。在传递路径为第一模式时，第一离合器处于连接状态，第二离合器处于断开状态。在传递路径为第二模式时，第二离合器处于连接状态，第一离合器处于断开状态。
[0018]在动力传递装置中，通过使马达的旋转速度发生变化，而使输出轴相对于输入轴的速度比发生变化。优选的是，在与速度比对应的速度比参数为规定的模式切换阈值时，第一模式下的相对于输入轴的马达的旋转速度比与第二模式下的相对于输入轴的马达的旋转速度比相等。
[0019]控制部包括离合器控制部、发动机控制部和马达控制部。离合器控制部基于速度比参数在模式切换阈值以上还是以下，将传递路径确定为第一模式和第二模式中的任一模式，并输出用于使与确定的模式对应的离合器连接的离合器指令信号。发动机控制部在切换为确定的模式后，在输入轴的旋转速度上加上补偿值，从而在切换的模式下，速度比参数远离模式切换阈值。在输入轴的旋转速度上加上补偿值前后，发动机控制部维持发动机输出的马力。
[0020]优选在确定的模式下，在速度比参数处于模式阈值以下的范围时，发动机控制部确定正值的补偿值。并且，优选在确定的模式下，在速度比参数处于模式阈值以上的范围时，发动机控制部确定负值的补偿值。
[0021]优选在改变输入轴的旋转速度时，发动机控制部使发动机的旋转速度增加且使发动机的输出扭矩减少。或者优选发动机控制部使发动机的旋转速度减少且使发动机的输出扭矩增加。
[0022]优选发动机控制部在速度比从模式切换阈值远离规定的大小以上的情况下，完成增加补偿值。
[0023]本发明第二方式的控制方法是具有动力传递装置的作业车辆的控制方法。动力传递装置包括:输入轴、输出轴、齿轮机构、马达、第一离合器、第二离合器。齿轮机构包括行星齿轮机构，将输入轴的旋转传递到输出轴。马达与行星齿轮机构的旋转元件连接。第一离合器用于将动力传递装置中的驱动力的传递路径切换为第一模式。第二离合器用于将动力传递装置中的驱动力的传递路径切换为第二模式。在传递路径为第一模式时，第一离合器处于连接状态，第二离合器处于断开状态。在传递路径为第二模式时，第二离合器处于连接状态，第一离合器处于断开状态。
[0024]在动力传递装置中，通过使马达的旋转速度发生变化，来使输出轴相对于输入轴的速度比发生变化。优选的是，在与速度比对应的速度比参数为规定的模式切换阈值时，第一模式下的相对于输入轴的马达的旋转速度比与第二模式下的相对于输入轴的马达的旋转速度比相等。
[0025]在控制方法中，基于速度比参数在模式切换阈值以上还是以下，将传递路径确定为第一模式和第二模式中的任一模式，并输出用于连接与确定的模式对应的离合器的离合器指令信号。而且，在该控制方法中，一边维持发动机输出的马力，一边在输入轴的旋转速度上加上补偿值，从而在切换为确定的模式后，在切换的模式下，速度比参数远离模式切换阈值。
[0026]发明效果
[0027]在本发明的作业车辆和控制方法中，一边维持发动机输出的马力，一边在输入轴的旋转速度上加上补偿值，从而在切换为确定的模式后，在切换的模式下，速度比参数远离模式切换阈值。其结果是，在模式切换后，即使速度比发生波动，也难以达到模式切换阈值。因此，能够提供一种作业车辆和作业车辆的控制方法，在HMT或者EMT式的动力传递装置具有多个驱动力传递路径的作业车辆中，能够抑制由于传递路径频繁切换为产生的猎振。
【附图说明】
[0028]图1是实施方式的作业车辆的侧视图。
[0029]图2是表示作业车辆的结构的示意图。
[0030]图3是表示动力传递装置的结构的示意图。
[0031]图4是表示相对于动力传递装置的速度比的第一马达和第二马达的旋转速度的变化的图。
[0032]图5是表示第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构中的各元件的旋转速度与齿数的关系的列线图。
[0033]图6是表示第一实施方式的控制部的内部结构的细节的框图。
[0034]图7是表示第一实施方式的作业车辆的速度比和模式的时间变化的一例的曲线图。
[0035]图8是用于说明发动机控制部的发动机的旋转速度和扭矩的改变方法的图。
[0036]图9是表示第一实施方式的作业车辆的速度比和模式的时间变化的一例的曲线图。
[0037]图10是表示第二实施方式的控制部的内部结构的细节的框图。
[0038]图11是表示第二实施方式的作业车辆的速度比和模式的时间变化的一例的曲线图。
[0039]图12是表示第二实施方式的作业车辆的速度比和模式的时间变化的一例的曲线图。
[0040]图13是表示其他实施方式的动力传递装置的结构的示意图。
[0041]图14是表示其他实施方式的相对于动力传递装置的速度比的第一马达和第二马达的旋转速度的变化的图。
[0042]图15是表示现有技术中的动力传递路径的模式的变化的图。
【具体实施方式】
[0043]<第一实施方式>
[0044]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。图1是本发明的实施方式的作业车辆I的侧视图。如图1所示，作业车辆I具有:车架2、工作装置3、行驶轮4、5、驾驶室6。作业车辆I为轮式装载机，通过旋转驱动行驶轮4、5而行驶。作业车辆I能够利用工作装置3进行挖掘等作业。
[0045]车架2具有前车架16和后车架17。前车架16与后车架17能够彼此向左右方向摆动地安装。在前车架16上安装有工作装置3和行驶轮4。工作装置3利用来自后述工作装置栗23 (参照图2)的工作油驱动。工作装置3具有大臂11和铲斗12。大臂11安装在车架2上。工作装置3包括:提升缸13和铲斗缸14。提升缸13和铲斗缸14是液压缸。提升缸13的一端安装在前车架16上。提升缸13的另一端安装在大臂11上。通过使提升缸13利用来自工作装置栗23的工作油伸缩，而使大臂11向上下摆动。铲斗12安装在大臂11的前端。铲斗缸14的一端安装在车架2上。铲斗缸14的另一端经由曲拐15安装在铲斗12上。通过使铲斗缸14利用来自工作装置栗23的工作油伸缩，而使铲斗12向上下摆动。
[0046]在后车架17上安装有驾驶室6和行驶轮5。驾驶室6搭载在车架2上。在驾驶室6内配置有供操作人员乘坐的座椅、后述操作装置等。
[0047]作业车辆I包括转向缸18。转向缸18安装在前车架16和后车架17上。转向缸18是液压缸。通过使转向缸18利用来自后述转向栗28的工作油伸缩，使作业车辆I的行进方向向左右改变。
[0048]图2是表示作业车辆I的结构的示意图。如图2所示，作业车辆I具有:发动机21、PT022、动力传递装置24、行驶装置25、操作装置26、控制部27等。
[0049]发动机21是例如柴油发动机。发动机21的输出通过调节向发动机21的气缸内喷射的燃料量来进行控制。燃料量的调节通过控制部27对安装在发动机21上的燃料喷射装置21C进行控制来进行。作业车辆I具有发动机旋转速度检测部31。发动机旋转速度检测部31检测发动机旋转速度，将表示发动机旋转速度的检测信号向控制部27发送。
[0050]作业车辆I具有:工作装置栗23、转向栗28、变速器栗29。工作装置栗23、转向栗28、变速器栗29为液压栗。PT022将来自发动机21的驱动力的一部分传递到这些液压栗23、28、29。S卩，PT022将来自发动机21的驱动力分配到这些液压栗23、28、29和动力传递装置24。
[0051]工作装置栗23利用来自发动机21的驱动力驱动。从工作装置栗23排出的工作油经由工作装置控制阀41供给到上述提升缸13和铲斗缸14。作业车辆I具有工作装置栗压检测部32。