作业车辆以及作业车辆的控制方法_4

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明通常行驶模式下的指令扭矩的 决定方法,对于高速模式下的指令扭矩的决定方法,W高速模式与通常行驶模式之间的区 别为中屯、,在后面进行说明。
[0113] 图8是表示由控制部27执行的处理的控制方框图。如图8所示,控制部27具有变速 箱要求决定部84、能量管理要求决定部85、工作装置要求决定部86。
[0114] 变速箱要求决定部84基于加速操作量Aac和输出转速Nout决定要求牵引力Tout。 具体地,变速箱要求决定部84基于存储在存储部56的要求牵引力特性信息Dl,根据输出转 速Nout决定要求牵引力Tout。要求牵引力特性信息Dl是表示规定输出转速Nout和要求牵引 力Tout之间的关系的要求牵引力特性的数据。另外,要求牵引力特性与加速操作量Aac对应 地改变。要求牵引力特性对应于规定的车速-牵引力特性。变速箱要求决定部84利用与加速 操作量对应的要求牵引力特性,根据输出转速Nout决定要求牵引力Tout,由输出转速Nout 和要求牵引力Tout的乘积来决定变速箱要求功率Htm。
[0115] 具体地,如图9所示,存储部56存储表示作为基准的要求牵引力特性的数据Loutl (W下,称作"基准牵引力特性Loutr )。基准牵引力特性Loutl是加速操作量Aac为最大值即 100 %时的要求牵引力特性。基准牵引力特性Lout 1根据由变速操作部件53a选择的变速档 决定。变速箱要求决定部84通过将牵引力比率FWR和车速比率VR与基准牵引力特性Loutl相 乘,决定当前的要求牵引力特性Lout2。
[0116] 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规定了 对应于加速操作量Aac的牵引力比率FWR。车速比率信息D3规定了对应于加速操作量Aac的 车速比率VR。变速箱要求决定部84根据加速操作量Aac决定牵引力比率FWR与车速比率VR。 对于基准牵引力特性Loutl,变速箱要求决定部84在表示要求牵引力的纵轴方向上乘W牵 引力比率FWR,在表示输出转速Nout的横轴方向上乘W车速比率VR,由此来决定对应于加速 操作量Aac的当前的要求牵引力特性信息Lout2。
[0117] 牵引力比率信息D2规定牵引力比率FWR随着加速操作量Aac增大而增大。车速比率 信息D3规定车速比率VR随着加速操作量Aac增大而增大。但是,加速操作量Aac为加寸的牵引 力比率FWR大于0。同样地,加速操作量Aac为加寸的车速比率VR大于0。因此,即使在不进行加 速操作部件51a的操作时,要求牵引力Tout也是大于0的值。即,即使在不进行加速操作部件 51a的操作时,从动力传递装置24依然输出牵引力。由此,在EMT式动力传递装置24上也能够 实现与扭矩转换器式变速装置中出现的缓行相同的动作。
[0118] 另外,要求牵引力特性信息Dl规定要求牵引力Tout与输出转速Nout的减小对应地 增大。此外,如果操作上述变速操作部件53a,变速箱要求决定部84根据由变速操作部件53a 选择的变速档改变要求牵引力特性。例如,如果通过变速操作部件53a进行降档,则如图9所 示,要求牵引力特性信息由Lout2变为Lout2 '。由此,输出转速Nout的上限值减小。即,车速 的上限值减小。
[0119] 此外,要求牵引力特性信息Dl对于规定速度W上的输出转速Nout规定了负值的要 求牵引力Tout。因此,当输出转速Nout大于所选择的速度范围中的输出转速的上限值时,要 求牵引力Tout被定为负值。当要求牵引力Tout为负值时,产生制动力。由此,在EMT式动力传 递装置24中也能够实现与扭矩转换器式变速装置中出现的发动机制动相同的动作。
[0120] 如图8所示的能量管理要求决定部85基于电容器64中的电力余量决定能量管理要 求功率化m。能量管理要求功率化m是动力传递装置24为了给电容器64充电而所需的功率。 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 容器充电量越少,能量管理要求决定部85就使能量管理要求功率Hem越大。
[0121] 工作装置要求决定部86基于工作装置累压Pwp和工作装置操作部件52a的操作量 Awo (W下,称作"工作装置操作量Awo")决定工作装置要求功率化to。在本实施方式中,工作 装置要求功率化to是分配给工作装置累23的功率。但是,工作装置要求功率化to也可包括 分配给转向累30 W及/或者变速箱累29的功率。
[0122] 具体地,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 定工作装置累23的要求流量Qdm。要求流量信息D4存储在存储部56,规定要求流量Qdm和工 作装置操作量Awo的关系。要求流量信息D4W要求流量Qdm随着工作装置操作量Awo的增大 而增大的方式规定要求流量Q血和工作装置操作量Awo的关系。工作装置要求决定部86根据 要求流量Qdm和工作装置累压Pwp决定工作装置要求功率化to。
[0123] 进而,工作装置要求决定部86基于要求流量Qdm和液压累的排出容量决定工作装 置要求发动机转速化dm。具体而言,工作装置要求决定部86通过将要求流量Qdm除W液压累 的最大排出容量来决定工作装置要求发动机转速化血。
[0124] 控制部27具有目标输出轴扭矩决定部82、目标输入轴扭矩决定部81、指令扭矩决 定部83。目标输出轴扭矩决定部82、目标输入轴扭矩决定部81、指令扭矩决定部83被包含在 马达控制部55。另外,只在通常行驶模式下将目标输出轴扭矩决定部82、目标输入轴扭矩决 定部81、指令扭矩决定部83用于马达MGl、MG2的控制。因此,将目标输出轴扭矩决定部82、目 标输入轴扭矩决定部81、指令扭矩决定部83统称为第一马达控制部55a,与在高速模式时所 使用的马达控制部55的功能相区别。
[0125] 目标输出轴扭矩决定部82决定目标输出轴扭矩To_ref。目标输出轴扭矩To_ref是 从动力传递装置24输出的扭矩的目标值。目标输出轴扭矩决定部82基于由变速箱要求决定 部84决定的要求牵引力Tout来决定目标输出轴扭矩To_ref。即,决定目标输出轴扭矩To_ ref, W使从动力传递装置24输出的牵引力遵从在要求牵引力特征信息Dl规定的要求牵引 力特性。具体地,通过向要求牵引力Tout乘W分配率来决定目标输出轴扭矩To_ref。分配率 例如W工作装置要求功率化to、变速箱要求功率化m、能量管理要求功率化m的合计值不超 过来自发动机21的输出功率的方式设定。
[01 %]目标输入轴扭矩决定部81决定目标输入轴扭矩Te_ref。目标输入轴扭矩Te_ref是 输入到动力传递装置24的扭矩的目标值。目标输入轴扭矩决定部81基于变速箱要求功率 化m、能量管理要求功率化m、发动机转速化来决定目标输入轴扭矩Te_ref。具体地,目标输 入轴扭矩决定部81求出将上述分配率与变速箱要求功率化m相乘的值和能量管理要求功率 Hem的合计值,并将合计值除W发动机转速化,由此算出目标输入轴扭矩Te_ref。另外,变速 箱要求功率Htm通过将当前的输出转速Nout与前述的要求牵引力Tout相乘而算出。
[0127] 指令扭矩决定部83从目标输入轴扭矩Te_ref与目标输出轴扭矩To_ref根据扭矩 平衡信息决定向马达MGUMG2发送的指令扭矩化l_ref、Tm2_ref。扭矩平衡信息W满足动力 传递装置24中的扭矩平衡的方式规定目标输入轴扭矩Te_ref与目标输出轴扭矩To_ref之 间的关系。扭矩平衡信息存储在存储部56。
[0128] 如上所述,在Lo模式与化模式下,动力传递装置24中的驱动力的传递路径不同。因 此,在Lo模式与化模式下,指令扭矩决定部83根据不同的扭矩平衡信息决定向马达MGl、MG2 发送的指令扭矩时11_'6'、时12_'6'。具体地,指令扭矩决定部83利用下式1所示的第一扭矩 平衡信息来决定在Lo模式下向马达MGl、MG2发送的指令扭矩Tml_low、Tm2_low。在本实施方 式中,第一扭矩平衡信息是动力传递装置24中的扭矩平衡式。
[0129] 试1)
[0130] Tsl_Low = l'e_ref*;r_fr
[01;31 ] Tcl_Low = Tsl_Low*( _1)*( (Zrl/ZsD+l)
[0132] Tr2_Low = To_ref*(Zod/Zo)
[0133] Ts2_Low = Tr2_Low*(Zs2/Zr2)
[0134] Tcpl_Low = Tcl_Low*Ts2_Low
[0135] l'ml_Low = Tcpl_Low*( _l)*(Zpl/Zpld)
[0136] Trl_Low = Tsl_Low*(Zrl/Zsl)
[0137] I'mS-Low = Tr l_Low* (_ I) * (Zp2/Zp2d)
[0138] 此外,指令扭矩决定部83利用W下(式2)所示的第二扭矩平衡信息决定在化模式 下向马达MGl、MG2发送的指令扭矩、Tm2_Hi。在本实施方式中,第二扭矩平衡信息是 动力传递装置24中的扭矩平衡式。
[0139] 试2)
[0140] Tsl-Hi = l'e_ref*;r_fr
[0141] Tcl-Hi = Tsl_Hi*(-l)*((Zrl/Zsl)+l)
[0142] Tr2_Hi = To_ref*(Zod/Zo)
[0143] Ts2_Hi = Tr2_Hi*(Zs2/Zr2)
[0144] Tcpl-Hi = Tcl_Hi+Ts2_Hi
[0145] l'ml_Hi = Tcpl_Hi*(_l)*(Zpl/Zpld)
[0146] Trl-Hi = Tsl_Hi*(Zrl/Zsl)
[0147] Tc2_Hi = Tr2_Hi*(-l)*((Zs2/Zr2)+l)
[0148] Tcp2_Hi = Trl_Hi+Tc2_Hi
[0149] l'm2_Hi = Tcp2_Hi*(_l)*(Zp2/Zp2d)
[0150] 在此,各扭矩平衡信息的参数内容如下表1所示。
[0151] [表 1]
[0153] 接下来,说明控制部27对发动机21进行的控制。如上所述,控制部27通过向燃料喷 射装置28发送指令信号来控制发动机21。W下,对于向燃料喷射装置28发出的指令节气口 值的决定方法进行说明。控制部27具有发动机要求决定部87、要求节气口决定部89。发动机 要求决定部87、要求节气口决定部89被包含在发动机控制部50。另外,只在通常行驶模式下 将发动机要求决定部87、要求节气口决定部89用于发动机21的控制。因此,将发动机要求决 定部87、要求节气口决定部89统称为第一发动机控制部50a,与在高速模式时使用的发动机 控制部50的功能相区别。
[0154] 发动机要求决定部87基于工作装置要求功率化to、变速箱要求功率化m、能量管理 要求功率化m来决定发动机要求功率Hdm。具体地,发动机要求决定部87通过将工作装置要 求功率化to、变速箱要求功率化m、能量管理要求功率Hem相加,决定发动机要求功率Hdm。
[0155] 要求节气口决定部89根据发动机要求功率Hdm、加速操作量Aac、工作装置要求发 动机转速化dm决定指令节气口值化_cm。要求节气口决定部89利用存储于存储部56的发动 机扭矩线Let与匹配线Lma决定指令节气口值Th_cm。发动机扭矩线Let规定了发动机21的输 出扭矩与发动机转速化的关系。匹配线Lma是用于根据发动机要求功率H血决定第一要求节 气口值的信息。
[0156] 具体地,如图10所示,在发动机21的输出扭矩成为与发动机要求功率Hdm相当的扭 矩的匹配点Pmal上,要求节气口决定部89所决定的第一要求节气口值Th_tml使发动机扭矩 线Let与匹配线Lma匹配。在第一要求节气口值化_tml和与加速操作量Aac相当的第二要求 节气口值化_tm2中,要求节气口决定部8則尋较小的一方决定为第S要求节气口值Th_tm3。 另外,在工作装置操作量Awo超过使工作装置累23的排出容量成为最大容量的规定阔值的 情况下,为了增大工作装置的速度,要求节气口决定部89基于工作装置要求发动机转速 化dm来决定第四要求节气口值化_tm4。具体地,要求节气口决定部89所决定的第四要求节 气口值Th_tm4使发动机扭矩线Let的调节区域(参照La")经过在发动机要求功率Hdm下发动 机转速成为工作装置要求发动机转速化dm的点Pma2。在第S要求节气口值Th_tm3与第四要 求节气口值化_tm4中,要求节气口决定部8則尋较大的一方定为指令节气口值化_畑1。另外, 在工作装置操作量Awo不超过规定阔值的情况下,要求节气口决定部8則尋第=要求节气口 值Th_tm3定为指令节气口值Th_cm。
[0157] 接下来,说明在高速行驶模式下控制部27对动力传递装置24进行的控制。图11是 表示本实施方式的控制部27的具体内部结构的方框图。在图11中省略了存储部56的图示。 如图11所示,控制部27还包括速度比计算部91和模式决定部92。发动机控制部50还包括第 二发动机控制部93。马达控制部55还包括第二马达控制部95。
[0158] 速度比计算部91从动力传递装置24的输入转速和输出转速计算动力传递装置24 的速度比Rs。输入转速Nin由输入转速检测部38检测。输出转速Nout由输出转速检测部37检 测。
[0159] 模式决定部92基于从速度比计算部91输出的速度比Rs、工作装置操作量Awo、W及 发动机转速化,决定是选择通常行驶模式还是高速行驶模式。模式决定部92也可W利用输 出转速Nout来代替发动机转速化。
[0160] 具体地,在作业车辆1起动后,直至速度比Rs达到第S阔值Rs_th3为止,模式决定 部92决定选择通常行驶模式。在通常行驶模式下行驶时,如果速度比Rs达到第=阔值Rs_ th3,并且,发动机转速化超过规定的转速阔值化_th,并且,工作装置操作量Awo在Awo_th2 W上且Awo_th 1W下(其中,Awo_th 1W及Awo_th2是将中立位置作为0时对应于拉杆前后操 作的规定的操作量,且是^满足4*〇_1:112<0<4¥〇_1:111的方式预先决定的操作量),模式决 定部92就决定切换成高速行驶模式。发动机转速的阔值表示发动机21的低速空转转 速。另外,在利用输出转速Nout来代替发动机转速化的情况下,模式决定部92也可采用输出 转速Nout超过规定的转速阔值Nout_th的条件,W此代替发动机转速化超过规定的转速阔 值化_th的条件。另外,在Nout_th和化_th之间,W下(式3)的关系式成立。
[0161] 试3)
[0162] Nout_th = Rs_th3* I r_fr I *化_地
[0163] 在此,!_打如在[表1 ]所示,表示前后进切换机构
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