作业车辆及其控制方法_3

文档序号:9529052阅读:来源:国知局
机构。该Hi/Lo切换机构70 具有在Hi模式时连接的Η离合器CH和在Lo模式时连接的L离合器CL。Η离合器CH将第 一齿圈R1和第二行星架C2连接或者切断。另外,L离合器CL将第二行星架C2和固定端 72连接或者切断,禁止或者允许第二行星架C2的旋转。
[0078] 注意,各离合器CH、CL是液压式离合器,向各离合器CH、CL分别供给来自传动栗 29的工作油。向Η离合器CH的工作油是由Η离合器控制阀VH控制的。向L离合器CL的 工作油是由L离合器控制阀VL控制的。各离合器控制阀VH、VL是由来自控制部27的指令 信号控制的。
[0079] 第一马达MG1及第二马达MG2作为利用电能产生驱动力的驱动马达发挥功能。另 外,第一马达MG1及第二马达MG2也作为使用被输入的驱动力产生电能的发电机发挥功能。 在从控制部27发出了指令信号以使与旋转方向相反的方向的转矩作用于第一马达MG1的 情况下,第一马达MG1作为发电机发挥功能。在第一马达MG1的输出轴上固定有第一马达 齿轮Gml,第一马达齿轮Gml啮合于第一行星架齿轮Gel。另外,在第一马达MG1上连接有 第一变换器II,从控制部27向该第一变换器II发出用于控制第一马达MG1的马达转矩的 指令信号。
[0080] 第二马达MG2是与第一马达MG1相同的结构。在第二马达MG2的输出轴上固定有 第二马达齿轮Gm2,第二马达齿轮Gm2啮合于第一齿圈外周齿轮Grl。另外,在第二马达MG2 上连接有第二变换器12,从控制部27向该第二变换器12发出用于控制第二马达MG2的马 达转矩的指令信号。
[0081] 电容器64作为储存由马达MG1、MG2产生的能量的能量储存部发挥功能。即,在各 马达MG1、MG2的合计发电量多时,电容器64储存由各马达MG1、MG2发电产生的电能。另 外,在各马达MG1、MG2的合计耗电量多时,电容器64释放电能。SP,各马达MG1、MG2由储存 于电容器64的电能驱动。或者,还能够利用存储于电容器64的电能,驱动各马达MG1、MG2。 注意,也可以代替电容器而使用电池。
[0082] 控制部27接收来自各种检测部的检测信号,并将表示对马达MG1、MG2的指令转 矩的指令信号提供给各转换器II、12。注意,控制部27也可以输出马达MG1、MG2的转速指 令。在该情况下,变换器II、12计算出与转速指令对应的指令转矩,并控制马达MG1、MG2。 另外,控制部27将用于控制各离合器CF、CR、CH、CL的离合器液压的指令信号提供给各离合 器控制阀VF、VR、VH、VL。由此,使动力传递装置24的变速比及输出转矩得到控制。以下, 对动力传递装置24的动作进行说明。
[0083] 在此,使用图4,对车速在发动机21的转速被保持为一定的状态下从0向前进侧 加速的情况下的动力传递装置24的概略动作进行说明。图4是表示相对于车速的各马达 MG1、MG2的转速的图。在发动机21的转速一定的情况下,车速根据动力传递装置24的速 度比而变化。转速比是输出轴63的转速相对于输入轴61的转速的比。因此,在图4中,车 速的变化与动力传递装置24的转速比的变化一致。即,图4表示各马达MG1、MG2的转速与 动力传递装置24的转速比之间的关系。在图4中,实线表示第一马达MG1的转速,虚线表 示第二马达MG2的转速。
[0084] 在车速为0以上且VI以下的区域,L离合器CL连接,Η离合器CH切断(Lo模式)。 在该Lo模式下,Η离合器CH切断,因此第二行星架C2与第一齿圈R1切断。另外,L离合器 CL连接,因此第二行星架C2固定。
[0085] 在Lo模式下,来自发动机21的驱动力经由传动轴67输入至第一太阳轮S1,该驱 动力从第一行星架C1输出至第二太阳轮S2。另一方面,输入至第一太阳轮S1的驱动力从 第一行星轮P1传递至第一齿圈R1,并经由第一齿圈外周齿轮Grl及第二马达齿轮Gm2输 出至第二马达MG2。第二马达MG2在Lo模式下主要作为发电机发挥功能,并且由第二马达 MG2发电产生的电能的一部分储存于电容器64。另外,由第二马达MG2发电产生的电能的 一部分在第一马达MG1的驱动被消耗。
[0086] 另外,在Lo模式下,第一马达MG1主要作为电动马达发挥功能。第一马达MG1的 驱动力以第一马达齿轮Gml -第一行星架齿轮Gel -第一行星架C1 -的路径输出至第二 太阳轮S2。如上所述地输入至第二太阳轮S2的驱动力以第二行星轮P2 -第二齿圈R2 - 第二齿圈外周齿轮Gr2 -输出齿轮71的路径传递至输出轴63。
[0087] 在车速超过VI的区域,Η离合器CH连接,L离合器CL切断(Hi模式)。在该Hi模 式下,Η离合器CH连接,因此第二行星架C2与第一齿圈R1连接。另外,L离合器CL切断, 因此第二行星架C2被切断。因此,第一齿圈R1与第二行星架C2的转速一致。
[0088] 在Hi模式下,来自发动机21的驱动力输入至第一太阳轮S1,该驱动力从第一行星 架C1输出至第二太阳轮S2。另外,输入至第一太阳轮S1的驱动力从第一行星架C1经由 第一行星架齿轮Gel及第一马达齿轮Gml输出至第一马达MG1。在该Hi模式下,第一马达 MG1主要作为发电机发挥功能,因此由该第一马达MG1发电产生的电能的一部分储存于电 容器64。另外,由第一马达MG1发电产生的电能的一部分在第二马达MG2的驱动被消耗。
[0089] 另外,第二马达MG2的驱动力以第二马达齿轮Gm2 -第一齿圈外周齿轮Grl -第 一齿圈R1 - Η离合器CH的路径输出至第二行星架C2。以如上方式输出至第二太阳轮S2 的驱动力经由第二行星轮Ρ2输出至第二齿圈R2,并且输出至第二行星架C2的驱动力经由 第二行星轮Ρ2输出至第二齿圈R2。这样一来,在第二齿圈R2中合并了的驱动力经由第二 齿圈外周齿轮Gr2及输出齿轮71传递至输出轴63。
[0090] 注意,以上是前进驱动时的说明,在后退驱动时也是相同的动作。另外,在制动时, 第一马达MG1和第二马达MG2的作为发电机及马达的作用与上述相反。
[0091] 接下来,说明控制部27对动力传递装置24的控制。控制部27通过控制第一马达 MG1及第二马达MG2的马达转矩,来控制动力传递装置24的输出转矩。即,控制部27通过 控制第一马达MG1及第二马达MG2的马达转矩,来控制作业车辆1的牵引力。以下,说明对 第一马达MG1及第二马达MG2的马达转矩的指令值(以下,称作"指令转矩")的决定方法。
[0092] 图5是表示由控制部27执行的处理的控制框图。如图5所示,控制部27具有传 动要求决定部84、能量管理要求决定部85和工作装置要求决定部86。
[0093] 传动要求决定部84基于油门操作量Aac和输出转速Nout,决定要求牵引力Tout。 详细而言,传动要求决定部84基于存储于存储部56的要求牵引力特性信息D1,根据输出转 速Nout决定要求牵引力Tout。要求牵引力特性信息D1是表示要求牵引力特性的数据,其 中,要求牵引力特性规定输出转速Nout与要求牵引力Tout的关系。
[0094] 详细而言,如图6所示,存储部56存储有表示成为基准的要求牵引力特性的数据 Lout 1 (以下,称作"基准牵引力特性Lout 1")。基准牵引力特性Lout 1是油门操作量Aac为 最大值即100%时的要求牵引力特性。基准牵引力特性Loutl是根据由变速操作部件53a 选择的速度范围而定的。传动要求决定部84通过使基准牵引力特性Loutl乘以牵引力比 率FWR和车速比率VR,来决定当前的要求牵引力特性Lout2。
[0095] 存储部56存储有牵引力比率信息D2和车速比率信息D3。牵引力比率信息D2规 定相对于油门操作量Aac的牵引力比率FWR。车速比率信息D3规定相对于油门操作量Aac 的车速比率VR。传动要求决定部84根据油门操作量Aac决定牵引力比率FWR和车速比率 VR。传动要求决定部84通过相对于基准牵引力特性Loutl,在表示要求牵引力的纵轴方向 上乘以牵引力比率FWR,并在表示输出转速Nout的横轴方向上乘以车速比率VR,来决定与 油门操作量Aac对应的当前的要求牵引力特性信息Lout2。
[0096] 牵引力比率信息D2规定油门操作量Aac越变大则越变大的牵引力比率FWR。车速 比率信息D3规定油门操作量Aac越变大则越变大的车速比率VR。其中,油门操作量Aac为 〇时的牵引力比率FWR大于0。同样,油门操作量Aac为0时的车速比率VR大于0。因此, 即使在不进行油门操作部件51a的操作时,要求牵引力Tout也是大于0的值。即,即使在 不进行油门操作部件51a的操作时,也从动力传递装置24输出牵引力。由此,可在EMT式 的动力传递装置24中实现与转矩变换式的变速装置中发生的蠕变相同的动作。
[0097] 注意,要求牵引力特性信息D1规定了根据输出转速Nout的减小而增大的要求牵 引力Tout。另外,若操作了上述变速操作部件53a,则传动要求决定部84以与由变速操作 部件53a选择的速度范围对应的方式相应地改变要求牵引力特性。例如,若利用变速操作 部件53a进行了降档,则如图6所示,要求牵引力特性信息从Lout2改变为Lout2'。由此, 输出转速Nout的上限值降低。即,车速的上限值降低。
[0098] 另外,要求牵引力特性信息D1针对规定速度以上的输出转速Nout,规定了负值的 要求牵引力Tout。因此,在输出转速Nout比输出转速的在被选择的速度范围内的上限值大 时,要求牵引力Tout被决定为负值。在要求牵引力Tout为负值时,产生制动力。由此,可 在EMT式的动力传递装置24中实现与在转矩变换式的变速装置中发生的发动机制动相同 的动作。
[0099] 图5所示的能量管理要求决定部85基于电容器64中的电能的剩余量决定能量管 理要求马力Hem。能量管理要求马力Hem是为了对电容器64进行充电而动力传递装置24 所需要的马力。例如,能量管理要求决定部85根据电容器64的电压Vca决定当前的电容 器充电量。当前的电容器充电量越变少,能量管理要求决定部85越增大能量管理要求马力 Hem〇
[0100] 工作装置要求决定部86基于工作装置栗压Pwp和工作装置操作部件52a的操作 量Awo(以下,称作"工作装置操作量Awo")决定工作装置要求马力Hpto。在本实施方式 中,工作装置要求马力Hpto是分配给工作装置栗23的马力。不过,工作装置要求马力Hpto 也可以包括分配给转向栗30和/或传动栗29的马力。
[0101] 详细而言,工作装置要求决定部86基于要求流量信息D4,根据工作装置操作量 Awo决定工作装置栗23的要求流量Qdm。要求流量信息D4存储于存储部56,规定要求流 量Qdm与工作装置操作量Awo的关系。要求流量信息D4规定要求流量Qdm与工作装置操 作量Awo的工作装置操作量Awo越增大则要求流量Qdm越增大这样的关系。工作装置要求 决定部86根据要求流量Qdm和工作装置栗压Pwp决定工作装置要求马力Hpto。
[0102] 另外,工作装置要求决定部86基于要求流量Qdm和工作装置栗23的排出容量,决 定工作装置要求发动机转速Nedm。详细而言,工作装置要求决定部86通过使要求流量Qdm 除以工作装置栗23的排出容量,来决定工作装置要求栗转速。并且,工作装置要求决定部 86考虑发动机21与工作装置栗23之间的旋转要素的齿数及传递效率等因素,根据工作装 置要求栗转速
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