作业车辆和作业车辆的充电控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及作业车辆和作业车辆的充电控制方法。
【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“液力变矩器式的变速装置”)。另一方面，近年来，作为代替液力变矩器式的变速装置的动力传递装置，公知的是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1所示，HMT具有齿轮机构和与齿轮机构的旋转元件连接的马达，将来自发动机的驱动力的一部分变换为液压而传递到行驶装置，并且将驱动力的其余部分机械地传递到行驶装置。
[0004]EMT例如具有行星齿轮机构、电动马达，从而能够进行无级变速。行星齿轮机构的太阳齿轮、行星齿轮架、环形齿轮这三种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，第三元件与电动马达连结。电动马达根据作业车辆的行驶状况，作为马达和发电机中任一种发挥作用。在EMT中，根据该电动马达的旋转速度变化，而使输出轴的旋转速度无级变化。
[0005]另外，在HMT中，代替EMT中的电动马达，而使用液压马达。液压马达根据作业车辆的行驶状况，而作为马达和栗中的任一种发挥作用。与EMT同样地，在HMT中，根据该液压马达的旋转速度比变化，而使输出轴相对于输入轴的旋转速度比无级变化。
[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问题
[0010]在搭载有上述EMT、HMT等的混合动力车辆所具有的动力传递装置中，根据发动机、马达/发电机、行星齿轮机构与输出轴的位置关系，具有串联式、并联式、混联式的动力传递装置。另外，混联式包括:输入混联式、输出混联方式、并列混联式。输入混联式的动力传递装置在变速装置的输入轴(发动机的输出轴)侧具有一个行星齿轮机构。输出混联式的动力传递装置在变速装置的输出轴(车轴)侧具有一个行星齿轮机构。并列混联式的动力传递装置在变速装置的输入轴侧和输出轴侧的双方具有两个以上行星齿轮机构。
[0011]搭载EMT的车辆为了驱动电动马达而搭载电池、电容器。并且，在空档状态、切断状态(通过将钥匙向关闭旋转而使发动机停止的状态)待机时，由于电池、电容器的电力自然放电的影响等，会比通常的蓄电量低。在蓄电量降低的状态，在档杆切换为F或者R而启动时，该车辆通过使发动机的驱动而使作为发电机发挥作用的马达旋转，而进行用于返回通常蓄电量的充电。其结果是，该车辆在加速时会利用发动机的驱动力进行充电，而使加速恶化。因此，优选在停止时或不需要加速的空档状态下，在蓄电量低时，适当地进行电池、电容器的充电。在此，串联方式、并联方式、输出混联式的车辆能够不经由行星齿轮机构而将发动机的输出轴与马达/发电机的旋转轴连接起来，因此利用发动机的旋转使发电机旋转，而能够容易地对混合动力车辆的电池等进行充电。但是，由于输入混联式、并联混联式的车辆经由行星齿轮机构将发动机的输出轴与马达/发电机的旋转轴连接起来，因此如果不调节行星齿轮机构的旋转元件的一部分，则不能够进行所希望的充电。因此，在停止时、空档状态时对输入混联式、并联混联式的车辆进行充电比其他方式的车辆困难。
[0012]本发明的课题在于提供一种作业车辆和作业车辆的充电控制方法，即使该作业车辆为搭载有经由行星齿轮机构将发动机的输出轴与马达/发电机的旋转轴连接起来的动力传递装置的作业车辆，也能够进行充电。
[0013]用于解决技术问题的技术方案
[0014]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、能量储存部。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。动力传递装置具有输入轴、输出轴、齿轮机构、能量生成用马达、第一离合器和固定部件。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。行星齿轮机构包括互不相同的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件。第一离合器设置于发动机与第一旋转元件之间的动力传递路径。固定部件使第二旋转元件固定或者释放。能量生成用马达与第三旋转元件连接。在动力传递装置中，通过使能量生成用马达的旋转速度发生变化，而使输出轴相对于输入轴的旋转速度比发生变化。能量储存部存储有在能量生成用马达产生的能量。控制部控制动力传递装置。控制部包括调节第一离合器的两个旋转轴的旋转速度的旋转速度调节部。控制部利用固定部件固定第二旋转元件，利用旋转速度调节部使第一离合器的两个旋转轴的旋转速度接近而使第一离合器卡合，通过利用发动机的驱动力使能量生成用马达旋转，而将能量存储于能量储存部。
[0015]优选旋转速度调节部在存储于能量储存部的能量为规定的第一量以下的情况下，通过一边使第一离合器滑动一边卡合，来使第一离合器的两个旋转轴的旋转速度接近。
[0016]优选第一离合器的一方的旋转轴是与发动机的输出轴连接的离合器输入轴，第一离合器的另一方的旋转轴是经由能量生成用马达的输出轴与行星齿轮机构的第二旋转元件连接的离合器输出轴，旋转速度调节部在存储于能量储存部的能量比规定的第一量大的情况下，对于马达进行控制，以使离合器输出轴的旋转速度接近离合器输入轴的旋转速度。
[0017]优选固定部件包括用于对输出轴进行制动的驻车制动器。控制部在存储于能量储存部的能量为规定的第二量以下时，通过使驻车制动器动作来固定第二旋转元件。
[0018]固定部件也可以包括与第二旋转元件连接的连接马达。也可以使控制部在存储于能量储存部的能量比规定的第二量大时，对连接马达进行控制，以使连接马达的旋转速度为0，从而固定第二旋转元件。
[0019]优选控制部在存储于能量储存部的能量比规定的第三量大的情况下，在能量储存部存储有能量时，利用存储于能量储存部的能量驱动能量生成用马达，以使在妨碍发动机的驱动力所产生的旋转的方向上产生扭矩。
[0020]优选能量储存部是电容器。[0021 ]优选控制部在使第一离合器卡合后，使发动机的旋转速度增大。
[0022 ]本发明的第二方式的作业车辆的控制方法为以下所述的作业车辆的控制方法。该作业车辆具有:发动机、液压栗、工作装置、行驶装置、动力传递装置、控制部、能量储存部。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。动力传递装置具有输入轴、输出轴、齿轮机构、能量生成用马达、第一离合器和固定部件。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。行星齿轮机构包括互不相同的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件。第一离合器设置于发动机与第一旋转元件之间的动力传递路径。固定部件使第二旋转元件固定或者释放。能量生成用马达与第三旋转元件连接。在动力传递装置中，通过使能量生成用马达的旋转速度发生变化，而使输出轴相对于输入轴的旋转速度比发生变化。该控制方法包括:利用固定部件固定第二旋转元件的步骤;使第一离合器的两个旋转轴的旋转速度接近而使第一离合器卡合的步骤;通过利用发动机的驱动力使能量生成用马达旋转而将能量存储于能量储存部的步骤。
[0023]发明的效果
[0024]在本发明的作业车辆和作业车辆的控制方法中，固定行星齿轮机构的第二旋转元件，使第一离合器的两个旋转轴的旋转速度接近而使第一离合器卡合，通过利用发动机的驱动力使能量生成用马达旋转而将能量存储于能量储存部。由此，能够提供一种即使在具有经由行星齿轮机构而将发动机的输出轴和马达/发电机的旋转轴连接起来的动力传递装置的作业车辆中，也能够进行充电的作业车辆和作业车辆的控制方法。
【附图说明】
[0025]图1是作业车辆的侧视图。
[0026]图2是表示作业车辆的结构的示意图。
[0027]图3是表示第一实施方式的动力传递装置的结构的示意图。
[0028]图4是表示变频器的具体内部结构的图。
[0029]图5A是表示第一实施方式的动力传递装置的简要动作的流程图。
[0030]图5B是表示第一实施方式的动力传递装置的简要动作的流程图。
[0031]图5C是表示第一实施方式的动力传递装置的简要动作的流程图。
[0032]图6是表示变频器在电容器充电时所进行的具体动作的流程图。
[0033]图7是表示第二实施方式的动力传递装置的结构的示意图。
[0034]图8是表示第二实施方式的动力传递装置的简要动作的流程图。
【具体实施方式】
[0035][第一实施方式]
[0036]以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的实施方式的作业车辆1的侧视图。如图1所示，作业车辆1具有:车架2、工作装置3、行驶轮4、5、驾驶室6。作业车辆1为轮式装载机，通过使行驶轮4、5旋转驱动而行驶。作业车辆1能够利用工作装置3进行挖掘等作业。
[0037]车架2具有前架16、后架17。前架16和后架17安装为能够相互向左右方向倾转。在前架16上安装有工作装置3和行驶轮4、5。工作装置3被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具有提升缸13和铲斗缸14。提升缸13和铲斗缸14是液压缸。提升缸13的一端安装在前架16上。提升缸13的另一端安装在大臂11上。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。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上下摆动。
[0038]在后架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。
[0039]作业车辆1具有转向缸18。转向缸18安装在前架16、后架17上。转向缸18是液压缸。转向缸18利用来自后述转向栗28的工作油伸缩，而使作业车辆1的行进方向左右改变。
[0040]图2是表示本发明的实施方式的作业车辆1的结构的示意图。如图2所示，作业车辆1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。
[0041 ]发动机21例如是柴油发动机。通过调节向发动机21的气缸内喷射的燃料量来控制发动机21的输出。通过控制部27控制安装在发动机21上的燃料喷射装置21a来进行燃料量的调节。作业车辆1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。
[0042]作业车辆1也可以具有工作装置栗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。即，PT022将来自发动机21的驱动力分配到这些液压栗23、28、29、动力传递装置24。
[0043]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1具有工作装置栗压检测部32。工作装置栗压检测部32检测来自工作装置栗23的工作油的排出压力(以下，称为“工作装置栗压”)，将表示工作装置栗压力的检测信号向控制部27发送。
[0044]工作装置栗23是可变排量型的液压栗。通过改变工作装置栗23的斜盘或者斜轴的倾转角，来改变工作装置栗23的排量。第一容量控制装置42与工作装置栗23连接。第一容量控制装置42被控制部27控制，来改变工作装置栗23的倾转角。由此，工作装置栗23的排量被控制部27控制。例如，第一容量控制装置42调节工作装置栗23的倾转角，以使工作装置控制阀41的前后的压差保持一