作业车辆及作业车辆的控制方法_3

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啮合,第二环形齿轮R2的旋转经由输出齿轮71输出至输出轴63。
[0079]Hi/Lo切换机构70是用于将动力传递装置24中的驱动力传递路径在第一模式和第二模式间选择性地切换的机构。在本实施方式中,第一模式是车速高的高速模式(Hi模式),第二模式是车速低的低速模式(Lo模式)。该Hi/Lo切换机构70具有Hi模式时接合的H离合器CH和Lo模式时接合的L离合器CL。H离合器CH将第一环形齿轮Rl和第二齿轮架C2连接或切断。另外,L离合器CL将第二齿轮架C2和固定端72连接或切断,从而禁止或允许第二齿轮架C2的旋转。
[0080]此外,各离合器CH、CL为液压式离合器,向各离合器CH、CL分别供给来自传动栗29的液压油。向H离合器CH供给的液压油由H离合器控制阀VH控制。向L离合器CL供给的液压油由L离合器控制阀VL控制。各离合器控制阀VH、VL由来自离合器控制部58的指令信号进行控制。
[0081]作业车辆I具有第一油温检测部73和第二油温检测部74。第一油温检测部73检测向L离合器CL供给的液压油的温度(以下,称为“L离合器油温”)。第二油温检测部74检测向H离合器CH供给的液压油的温度(以下,称为“H离合器油温”)。第一油温检测部73向控制部27发送表示L离合器油温的检测信号。第二油温检测部74向控制部27发送表示H离合器油温的检测信号。
[0082]第一马达MGl及第二马达MG2起到利用电能产生驱动力的驱动马达的作用。另外,第一马达MGl及第二马达MG2还可以起到利用输入的驱动力产生电能的发电机的作用。在从马达控制部55对第一马达MGl发出指令信号,以使与旋转方向反向的扭矩作用于第一马达MGl的情况下,第一马达MGl起到发电机的作用。在第一马达MGl的输出轴上固定有第一马达齿轮Gml,第一马达齿轮Gml与第一齿轮架齿轮Gcl啮合。
[0083]在第一马达MGl上连接有第一逆变器II,从马达控制部55对该第一逆变器Il发出用于控制第一马达MGl的马达扭矩的指令信号。第一马达MGl的转速由第一马达转速检测部75检测。第一马达转速检测部75向控制部27发送表示第一马达MGl的转速的检测信号。
[0084]第二马达MG2具有与第一马达MGl相同的结构。在第二马达MG2的输出轴固定有第二马达齿轮Gm2,第二马达齿轮Gm2与第一环形外周齿轮Grl啮合。另外,在第二马达MG2上连接有第二逆变器12,从马达控制部55向该第二逆变器12发出用于控制第二马达MG2的马达扭矩的指令信号。第二马达MG2的转速由第二马达转速检测部76检测。第二马达转速检测部76向控制部27发送表示第二马达MG2的转速的检测信号。
[0085]电容器64起到储存马达MGl、MG2中再生的能量的能量积存部的作用。即,电容器64在各马达MG1、MG2作为发电机发挥作用时,对各马达MG1、MG2产生的电力进行蓄电。此夕卜,也可以使用蓄电池作为其他蓄电装置来代替电容器。
[0086]马达控制部55接收来自各种检测部的检测信号,并对各逆变器I1、12赋予表示向马达MG1、MG2发出的指令扭矩的指令信号。另外,离合器控制部58对各离合器控制阀VF、VR、VH、VL赋予用于控制各离合器CF、CR、CH、CL的离合器液压的指令信号。由此,控制动力传递装置24的变速比及输出扭矩。以下,对动力传递装置24的动作进行说明。
[0087]在此,使用图4说明在将发动机21的转速保持恒定的状态下使车速从O向前进侧加速时的动力传递装置24的大体动作。图4表示根据动力传递装置24的速度比的各马达MGU MG2转速。速度比是输出轴63的转速相对于输入轴61的转速的比。在发动机21的转速恒定的情况下,车速根据动力传递装置24的速度比而变化。因此,图4中,动力传递装置24的速度比的变化与车速变化一致。S卩,图4表示各马达MG1、MG2的转速和车速之间的关系。图4中,实线Lml表示第一马达MGl的转速,虚线Lm2表示第二马达MG2的转速。
[0088]在速度比为O到第一阈值Rs_thl的第一区域(Lo模式),L离合器CL接合,H离合器CH切断。第一阈值Rs_thl是用于判定模式切换的模式切换阈值。在第一区域,由于H离合器CH切断,因此,将第二齿轮架C2和第一环形齿轮Rl被切断。另外,由于L离合器CL接合,因此,第二齿轮架C2固定。
[0089]在该第一区域,来自发动机21的驱动力经由传动轴67被输入到第一太阳齿轮SI,该驱动力从第一齿轮架Cl输出至第二太阳齿轮S2。另一方面,输入到第一太阳齿轮SI的驱动力从第一行星齿轮Pl传递至第一环形齿轮R1,经由第一环形外周齿轮Grl及第二马达齿轮Gm2输出至第二马达MG2。第二马达MG2在该第一区域作为发电机发挥作用,由第二马达MG2产生的电力的一部分被存储于电容器64。
[0090]另外,在第一区域,第一马达MGl起到由从第二马达MG2及电容器64供给的电力驱动的电动马达的作用。第一马达MGl的驱动力以第一马达齿轮Gml —第一齿轮架齿轮Gcl —第一齿轮架Cl —的路径输出至第二太阳齿轮S2。以上述方式输出至第二太阳齿轮S2的驱动力以第二行星齿轮P2 —第二环形齿轮R2 —第二环形外周齿轮Gr2 —输出齿轮71的路径传递至输出轴63。
[0091]而且,在第一阈值Rs_thl处,第二马达MG2的转速成为“O”。S卩,第二马达MG2停止。
[0092]在速度比超过第一阈值RS_TH1的第二区域(Hi模式),H离合器CH接合,L离合器CL切断。在该第二区域,由于H离合器CH接合,因此,第二齿轮架C2和第一环形齿轮Rl连接。另外,由于L离合器CL切断,因此,第二齿轮架C2被释放。因此,第一环形齿轮Rl和第二齿轮架C2的转速一致。
[0093]在该第二区域,来自发动机21的驱动力被输入到第一太阳齿轮SI,该驱动力从第一齿轮架Cl输出至第二太阳齿轮S2。另外,输入到第一太阳齿轮SI的驱动力从第一齿轮架Cl经由第一齿轮架齿轮Gcl及第一马达齿轮Gml输出至第一马达MGl。在该第二区域,第一马达MGl起到发电机的作用,因此,由该第一马达MGl产生的电力的一部分存储在电容器64中。
[0094]另外,第二马达MG2起到由从第一马达MGl及电容器64供给的电力进行驱动的电动马达的作用。第二马达MG2的驱动力以第二马达齿轮Gm2 —第一环形外周齿轮Grl —第一环形齿轮Rl — H离合器CH的路径输出至第二齿轮架C2。以上述方式输出至第二太阳齿轮S2的驱动力经由第二行星齿轮P2输出至第二环形齿轮R2,并且输出至第二齿轮架C2的驱动力经由第二行星齿轮P2输出至第二环形齿轮R2。这样,在第二环形齿轮R2汇合的驱动力经由第二环形外周齿轮Gr2及输出齿轮71传递至输出轴63。
[0095]而且,在速度比为第二阈值Rs_th2时,第一马达MGl的转速成为“0”,即,第一马达MGl的旋转停止,第二马达MG2空转。S卩,第二马达MG2成为不产生扭矩且均不进行发电和电驱动的状态。此外,以上是前进时的情况,但后退时也是相同的动作。
[0096]接着,利用共线图说明动力传递装置24的大体动作。将第一行星齿轮机构68的第一太阳齿轮SI的转速设为Nsl,将齿数设为Zsl。将第一齿轮架Cl的转速设为Ncl。将第一环形齿轮Rl的转速设为Nrl,将齿数设为Zrl。另外,将第二行星齿轮机构69的第二太阳齿轮S2的转速设为Ns2,将齿数设为Zs2。将第二齿轮架C2的转速设为Nc2。将第二环形齿轮R2的转速设为Nr2,将齿数设为Zr2。在该情况下,若以共线图表示第一行星齿轮机构68和第二行星齿轮机构69的各部件的转速和齿数的关系,则如图5所示。
[0097]共线图中,行星齿轮机构的各部件的转速关系以直线表示。因此,如图5所示,NsUNcl和Nrl排在一条直线上。另外,Ns2、Nc2和Nr也排在一条直线上。此外,图5中,实线Lpl表示第一行星齿轮机构68的各部件的转速关系。虚线Lp2表示第二行星齿轮机构69的各部件的转速关系。
[0098]图5(a)表示Lo模式下的各部件的转速。如上所述,为了便于说明而将发动机21的转速设为恒定时,Nsl恒定。在Lo模式下,Ncl随着第一马达MGl的转速增大而增大。若Ncl增大,则Nrl减少。由此,第二马达MG2的转速减小。另外,在动力传递装置24中,第一齿轮架Cl与第二太阳齿轮S2连接。因此,Ncl和Ns2—致。因此,随着Ncl的增大,Ns2也增大。在Lo模式下,第二齿轮架C2固定于固定端72。因此,Nc2维持成O。因此,通过增大Ns2,Nr2增大。由此,动力传递装置24的速度比增大。这样,在Lo模式下,随着第一马达MGl的转速增大,动力传递装置24的速度比增大。
[0099]当动力传递装置24的速度比达到上述的第一阈值Rs_thl时,Nrl成为O。因此,第二马达MG2的转速成为O。此时,进行从Lo模式向Hi模式的切换。即,L离合器CL从接合状态切换成切断状态。由此,第二齿轮架C2从固定端72分离,变为能够旋转。另外,H离合器CH从切断状态切换成接合状态。由此,第一环形齿轮Rl和第二齿轮架C2连接。
[0100]图5(c)表示Hi模式下的各部件的转速。在Hi模式下,第一环形齿轮Rl和第二齿轮架C2连接,因此,Nrl和Nc2 —致。另外,如上所述,第一齿轮架Cl与第二太阳齿轮S2连接,因此,Ncl和Ns2 —致。因此,通过第二马达MG2的转速增大,Nrl增大时Nc2也增大。另外,由于Nc2增大,Nr2增大。由此,动力传递装置24的速度比增大。这样,随着第二马达MG2的转速增大,动力传递装置24的速度比增大。另外,通过增大Nrl和Nc2,Ns2及Ncl减小。由此,第一马达MGl的转速减小。而且,当动力传递装置24的速度比达到上述第二阈值Rs_th2时,Ns2及Ncl成为O。由此,第一马达MGl的转速成为O。此外,上述情况是从Lo模式向Hi模式切换时的动作,从Hi模式向Lo模式切换时的动作变成与上述动作相反的顺序。
[0101]如上所述,如果将发动机21的转速设为恒定,S卩,将输入轴61的转速设为恒定,在Lo模式下,第一马达MGl的转速与速度比的增大相应地增大。另外,在Hi模式下,第一马达MGl的转速与速度比的增大相应地减小。因此,如图4所示,速度比在Lo模式下是相对于第一马达MGl的转速以变化率Rl_Lo变化。但是,在Hi模式下,速度比相对于第一马达MGl的转速以与Lo模式下的变化率Rl_Lo不同的变化率Rl_Hi变化。详细而言,Hi模式下的变化率Rl_Hi和Lo模式下的变化率Rl_Lo的正负不同。另外,在速度比为第一阈值Rs_thl时,Lo模式下的第一马达MGl的转速和Hi模式下的第一马达MGl的转速相等。换言之,在速度比为第一阈值Rs_thl时,Lo模式下的第一马达MGl相对于输入轴61的转速比与Hi模式下的第一马达MGl相对于输入轴61的转速比相等。
[0102]另外,如果将发动机21的转速设为恒定,即,将输入轴61的转速设为恒定,在Lo模式下,随着速度比的增大,第二马达MG2的转速减小。在Hi模式下,随着速度比的增大,第二马达MG2的转速减小。因此,如图4所示,速度比在L
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