作业车辆及作业车辆的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及作业车辆及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，公知具备动力传递装置（以下，称作"变矩式变速装 置"）的作业车辆，该动力传递装置具有变矩器和多级式变速装置。另一方面，近年来，作 为代替变矩式变速装置的动力传递装置，已知EMT(电气-机械式变速装置）。如专利文献 1所公开地，EMT具有齿轮机构和与齿轮机构的旋转构件连接的马达，将来自发动机的驱动 力的一部分转换成液压并传递至行驶装置，并且将驱动力的剩余部分机械地传递至行驶装 置。
[0003] EMT为了能够无级变速而具备例如行星齿轮机构和电动马达。行星齿轮机构的太 阳轮、行星架、齿圈这三构件中的第一构件与输入轴连结，第二构件与输出轴连结。另外，第 三构件与电动马达连结。电动马达根据作业车辆的行驶状况，作为马达及发电机中的任一 者发挥功能。EMT构成为能够通过使该电动马达的转速变化，来使输出轴的转速无级地变 化。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :(日本）特开2006-329244号公报
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的技术问题
[0008] 在以往的具备变矩式变速装置的作业车辆中，车速越增大，变速装置的旋转构件 的转速越增大。当旋转构件的转速增大时，基于旋转构件的转动惯量的转矩向阻止转速增 大的方向作用。因此，当车速增大时，基于旋转构件的转动惯量的转矩向阻止车速增大的方 向作用。另外，当旋转构件的转速减小时，基于旋转构件的转动惯量的转矩向阻止转速减小 的方向作用。因此，当车速减小时，基于旋转构件的转动惯量的转矩向阻止车速减小的方向 作用。
[0009] 但是，在具备EMT的作业车辆中，不一定都是旋转构件的转速根据车速增大而增 大，存在旋转构件的转速伴随着车速增大而减小的情况。因此，基于EMT的旋转构件的转动 惯量的转矩并不一定是车速越增大则其越增加，有时向与以往的变矩式变速装置相反的方 向作用。车速减小时也是相同，基于EMT的旋转构件的转动惯量的转矩向与以往的变矩式 变速装置相反的方向作用。在该情况下，有可能损失车速的一定的加速感或减速感。
[0010] 另外，电动马达相比于发动机或其他旋转构件以较高速度旋转，因此动能大，转动 惯量对车体动作带来的影响大。因此，这成为给操作人员带来不舒适感的主要原因。
[0011] 本发明的技术问题在于，通过降低作业车辆的EMT中的转动惯量对车体动作带来 的影响，来抑制操作人员的不舒适感。
[0012] 用于解决技术问题的手段
[0013] 本发明的一个方式的作业车辆具备发动机、液压栗、工作装置、行驶装置、动力传 递装置和控制部。液压栗由发动机驱动。工作装置由从液压栗排出的工作油驱动。行驶装 置由发动机驱动。动力传递装置将来自发动机的驱动力传递至行驶装置。控制部控制动力 传递装置。动力传递装置具有输入轴、输出轴、齿轮机构和电动马达。齿轮机构具有行星齿 轮机构，将输入轴的旋转传递至输出轴。电动马达与行星齿轮机构的旋转构件连接。动力 传递装置构成为通过使电动马达的转速变化，来使输出轴相对于输入轴的转速比变化。控 制部具有目标转矩决定部和目标转矩修正部。目标转矩决定部决定电动马达的目标转矩。 目标转矩修正部利用基于电动马达的转动惯量的修正转矩修正目标转矩。
[0014] 在本方式的作业车辆中，利用基于电动马达的转动惯量的修正转矩，修正利用目 标转矩决定部决定的电动马达的目标转矩。因此，能够降低动力传递装置的转动惯量对车 体动作带来的影响，能够抑制操作人员的不舒适感。
[0015] 优选的是，转动惯量包括电动马达的转子的转动惯量和与电动马达连接的旋转构 件的转动惯量。在该情况下，不仅考虑电动马达的转子的转动惯量，还考虑与电动马达连接 的旋转构件的转动惯量，来决定修正转矩。因此，能够进一步适当地降低动力传递装置的转 动惯量对车体动作带来的影响。
[0016] 优选的是，在电动马达的转速的至少一部分的范围内，电动马达的转速根据转速 比的增大而减小。在该情况下，在电动马达的转速的上述范围内，能够抑制操作人员的不舒 适感。
[0017] 优选的是，动力传递装置还具有模式切换机构。模式切换机构在包括第一模式和 第二模式的多个模式之间选择性地切换动力传递装置中的驱动力的传递路径。当传递路径 是第一模式时，目标转矩修正部根据基于第一转动惯量的修正转矩来修正目标转矩。第一 转动惯量包括第一模式的传递路径中所包含的旋转构件的转动惯量。当传递路径是第二模 式时，目标转矩修正部根据基于第二转动惯量的修正转矩来修正目标转矩。第二转动惯量 包括第二模式的传递路径中所包含的旋转构件的转动惯量。在该情况下，根据驱动力的传 递路径的不同，选择适当的转动惯量。由此，能够进一步适当地降低动力传递装置的转动惯 量对车体动作带来的影响。
[0018] 优选的是，目标转矩修正部基于使电动马达的转动惯量乘以大于0且小于1的规 定比率而得到的值，来决定修正转矩。在该情况下，即使在电动马达中实际产生转矩的时机 发生迟滞，也能够提高控制的稳定性。
[0019] 优选的是，电动马达的转速根据转速比的减小而增大时的规定比率在电动马达的 转速根据转速比的减小而减小时的规定比率以上。在该情况下，能够更有效地减轻操作人 员的不舒适感。
[0020] 优选的是，动力传递装置还具有模式切换机构。模式切换机构在包括第一模式和 第二模式的多个模式之间选择性地切换动力传递装置中的驱动力的传递路径。目标转矩修 正部基于使电动马达的转动惯量乘以大于0且小于1的规定比率而得到的值，来决定修正 转矩。规定比率是根据模式决定的。在该情况下，根据驱动力的传递路径，决定适当的规定 比率。由此，能够进一步提尚控制的稳定性。
[0021] 优选的是，作业车辆还具备变速操作部件。变速操作部件是用于对规定车速上限 的速度范围进行选择的部件。目标转矩修正部基于使电动马达的转动惯量乘以大于0且小 于1的规定比率而得到的值，来决定修正转矩。规定比率是根据由变速操作部件选择的速 度范围决定的。在该情况下，根据由变速操作部件选择的速度范围决定适当的规定比率。由 此，能够进一步提高控制的稳定性。
[0022] 优选的是，当利用变速操作部件选择第一速时，目标转矩修正部不进行目标转矩 的修正。当选择第一速时，电动马达的转速多大幅度地变动。因此，通过在选择第一速时不 基于转动惯量进行修正，能够提高控制的稳定性。
[0023] 优选的是，作业车辆还具备前进后退操作部件。前进后退操作部件是用于至少选 择性地切换至前进位置和后退位置，切换作业车辆的前进和后退的部件。控制部还包括换 向动作判定部。在前进后退操作部件的位置所对应的方向与作业车辆的行进方向不同的情 况下，换向动作判定部判定作业车辆在换向动作中。目标转矩修正部基于使电动马达的转 动惯量乘以大于〇且小于1的规定比率而得到的值，来决定修正转矩。规定比率是根据作 业车辆是否在换向动作中来决定的。在该情况下，根据作业车辆是否在换向动作中来决定 适当的规定比率。由此，能够进一步提高控制的稳定性。
[0024] 优选的是，作业车辆还具备油门操作部件。控制部还具有传动要求决定部。传动要 求决定部基于油门操作部件的操作量决定行驶装置中的目标牵引力即要求牵引力。目标转 矩决定部决定电动马达的目标转矩，以使作业车辆的牵引力变为要求牵引力。在该情况下， 通过利用基于电动马达的转动惯量的修正转矩修正电动马达的目标转矩，能够高精度地控 制作业车辆的牵引力。
[0025] 优选的是，目标转矩修正部通过使电动马达的转动惯量乘以大于0且小于1的规 定比率，来决定修正转矩。目标转矩修正部通过使目标转矩加上修正转矩来修正目标转矩。 在该情况下，基于动力传递装置的转动惯量的转矩的至少一部分被修正转矩抵消。因此， 能够降低动力传递装置中的转动惯量对车体动作带来的影响，能够抑制操作人员的不舒适 感。
[0026] 本发明的其他方式的作业车辆的控制方法是具备发动机、液压栗、工作装置、行驶 装置和动力传递装置的作业车辆的控制方法。液压栗由发动机驱动。工作装置由从液压栗 排出的工作油驱动。行驶装置由发动机驱动。动力传递装置将来自发动机的驱动力传递至 行驶装置。动力传递装置具有输入轴、输出轴、齿轮机构和电动马达。齿轮机构具有行星齿 轮机构，将输入轴的旋转传递至输出轴。电动马达与行星齿轮机构的旋转构件连接。动力 传递装置构成为通过使电动马达的转速变化，来使输出轴相对于输入轴的转速比变化。本 方式的控制方法具备第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，决定电动马达的目标转矩。在 第二步骤中，利用基于电动马达的转动惯量的修正转矩修正目标转矩。
[0027] 在本方式的作业车辆的控制方法中，在第二步骤中，利用基于电动马达的转动惯 量的修正转矩，修正在第一步骤中决定的电动马达的目标转矩。因此，能够降低动力传递装 置中的转动惯量对车体动作带来的影响，能够抑制操作人员的不舒适感。
[0028] 发明效果
[0029] 根据本发明，在作业车辆中，能够通过降低ΕΜΤ中的转动惯量对车体动作带来的 影响，抑制操作人员的不舒适感。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明的实施方式的作业车辆的侧视图。
[0031] 图2是表示作业车辆的结构的示意图。
[0032] 图3是表示动力传递装置的结构的示意图。
[0033] 图4是表示第一马达及第二马达的转速相对于动力传递装置的转速比的变化图。
[0034] 图5是表示由控制部执行的处理的控制框图。
[0035] 图6是表示要求牵引力特性的一例的曲线图。
[0036] 图7是表示由指令转矩决定部执行的指令转矩的决定处理的控制框图。
【具体实施方式】
[0037] 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具备车体架2、工作装置3、行驶轮4、5和驾驶室 6。作业车辆1是轮式装载机，通过驱动行驶轮4、5旋转来行驶。作业车辆1能够使用工作 装置3进行挖掘等作业。
[0038] 在车体架2上安装有工作装置3及行驶轮4、5。工作装置3由来自后述工作装置 栗23 (参照图2)的工作油驱动。工作装置3具有起重臂11和铲斗12。起重臂11安装于 车体架2。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的一端安装于车体架2。提升缸13的另一端安装于起重臂11。提升缸13利用来 自工作装置栗23的工作油进行伸缩，由此起重臂11上下转动。铲斗12安装于起重臂11 的前端。铲斗缸14的一端安装于车体架2。铲斗缸14的另一端经由双臂曲柄15安装于铲 斗12。铲斗缸14利用来自工作装置栗23的工作油进行伸缩，由此铲斗12上下转动。
[0039] 在车体架2上安装有驾驶室6。驾驶室6载置在车体架2上。在驾驶室6内配置 有供操作人员落座的座椅和后述操作装置等。车体架2具有前架16和后架17。前架16和 后架17被安装成彼此能够向左右方向转动。
[0040] 作业车辆1具有转向缸18。转向缸18安装于前架16和后架17。转向缸18是液 压缸。转向缸18利用来自后述转向栗30的工作油进行伸缩，由此使作业车辆1的行进方 向向左右变更。
[0041] 图2是表示作业车辆1的结构的示意图。如图2所示，作业车辆1具备发动机21、 PT022、动力传递装置24、行驶装置25、操作装置26、控制部27等。
[0042] 发动机21例如是柴油发动机。发动机21的输出是通过调整向发动机21的汽缸 内喷射的燃料量而被控制的。燃料量的调整是通过控制部27对安装于发动机21的燃料喷 射装置28进行控制来进行的。作业车辆1具备发动机转速检测部31。发动机转速检测部 31对发动机转速进行检测，并向控制部27发送表示发动机转速的检测信号。
[0043] 作业车辆1具有工作装置栗23、转向栗30和传动栗29。工作装置栗23、转向栗 30和传动栗29是液压栗。PT022(PowerTakeOff)向这些液压栗23、30、29传递