作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為輪式裝載機(jī)等作業(yè)車輛，公知具備動力傳遞裝置(以下，稱作“變矩式變速裝置”)的作業(yè)車輛，該動力傳遞裝置具有變矩器和多級式變速裝置。另一方面，近年來，作為代替變矩式變速裝置的動力傳遞裝置，已知HMT (液壓-機(jī)械式變速裝置)和EMT (電氣-機(jī)械式變速裝置)。
[0003]如專利文獻(xiàn)I所公開地，HMT具有齒輪機(jī)構(gòu)和與齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接的馬達(dá)，該HMT將來自發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力的一部分轉(zhuǎn)換成液壓并傳遞至行駛裝置，并且將驅(qū)動力的剩余部分機(jī)械地傳遞至行駛裝置。
[0004]HMT為了能夠無級變速而具備例如行星齒輪機(jī)構(gòu)和液壓馬達(dá)。行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪、行星架、齒圈三個這構(gòu)件中的第一構(gòu)件與輸入軸連結(jié)，第二構(gòu)件與輸出軸連結(jié)。另外，第三構(gòu)件與液壓馬達(dá)連結(jié)。液壓馬達(dá)根據(jù)作業(yè)車輛的行駛狀況，作為馬達(dá)及泵中的任一者來發(fā)揮功能。HMT能夠通過使該液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速變化，來使輸出軸的轉(zhuǎn)速無級地變化。
[0005]另外，在EMT中，使用電動馬達(dá)來代替HMT中的液壓馬達(dá)。電動馬達(dá)根據(jù)作業(yè)車輛的行駛狀況，作為馬達(dá)及發(fā)電機(jī)中的任一者來發(fā)揮功能。與HMT相同，EMT能夠通過使該電動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速變化，來使輸出軸相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比無級地變化。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2006-329244號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]在作業(yè)車輛中，在作業(yè)車輛在前進(jìn)或后退中的任一個方向上行駛的過程中，有時操作人員進(jìn)行向與該方向相反的方向的切換動作。在以往的具備變矩式變速裝置的作業(yè)車輛中，當(dāng)進(jìn)行了這樣的操作時，車輛迅速地減速，并向相反方向加速。將這樣的操作人員操作稱作“梭動操作”，并將梭動操作所導(dǎo)致的車輛的動作稱作“梭動動作”。
[0011]以往的具備變矩式變速裝置的作業(yè)車輛利用變矩器吸收因梭動動作而產(chǎn)生的前進(jìn)用離合器或后退用離合器的離合器輸入軸和離合器輸出軸之間的制動力。但是，在具備專利文獻(xiàn)I記載的HMT或EMT式動力傳遞裝置的作業(yè)車輛中，沒有變矩器。因此，在該作業(yè)車輛中，減速時產(chǎn)生的制動力主要被發(fā)動機(jī)吸收。因此，在該作業(yè)車輛中，若松開該離合器，則無法使制動力返回發(fā)動機(jī)，因此無法像以往的具備變矩式變速裝置的作業(yè)車輛那樣進(jìn)行制動。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法，當(dāng)操作人員在HMT或EMT式動力傳遞裝置中對前進(jìn)和后退進(jìn)行切換時，該作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法能夠發(fā)揮與以往的變矩式作業(yè)車輛同等的制動能力。
[0013]用于解決課題的手段
[0014]本發(fā)明的第一方式的作業(yè)車輛具備:發(fā)動機(jī)；液壓泵，其由發(fā)動機(jī)驅(qū)動；作業(yè)機(jī)，其由從液壓泵排出的工作油驅(qū)動；行駛裝置，其由發(fā)動機(jī)驅(qū)動；動力傳遞裝置，其將來自發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力傳遞至行駛裝置；控制部，其控制動力傳遞裝置；前進(jìn)后退切換操作裝置，其由操作人員輸入前進(jìn)或后退的指示；車速檢測部，其檢測行駛裝置的車速。動力傳遞裝置具有:輸入軸；輸出軸；齒輪機(jī)構(gòu)，其包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸；馬達(dá)，其與行星齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接；第一離合器，其用于與向前進(jìn)及后退中的任一個方向驅(qū)動行駛裝置的齒輪機(jī)構(gòu)連接；第二離合器，其用于與向任一個方向的相反方向驅(qū)動行駛裝置的齒輪機(jī)構(gòu)連接；第二離合器相對轉(zhuǎn)速檢測部，其檢測第二離合器的離合器輸入軸和離合器輸出軸的相對轉(zhuǎn)速。動力傳遞裝置通過使馬達(dá)的轉(zhuǎn)速變化，來使輸出軸相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比變化?？刂撇烤哂须x合器控制部和馬達(dá)控制部。在第一離合器連接、第二離合器切斷的狀態(tài)下，在從前進(jìn)后退切換操作裝置輸入的操作人員所指示的第一行進(jìn)方向與根據(jù)由車速檢測部檢測到的車速判定的第二行進(jìn)方向不同時，如果車速在預(yù)先確定的第一范圍內(nèi)，則離合器控制部切斷第一離合器。在第一離合器被切斷之后，馬達(dá)控制部控制馬達(dá)以減小第二離合器的相對轉(zhuǎn)速。
[0015]如果所述車速在所述第一范圍內(nèi)，則離合器控制部可以使第二離合器的離合器壓變化為比連接第二離合器的第一壓力弱的規(guī)定的第二壓力。
[0016]如果第二離合器的相對轉(zhuǎn)速在預(yù)先確定的第二范圍內(nèi)，則離合器控制部可以使第二離合器的離合器壓從第二壓力增加。
[0017]動力傳遞裝置還可以具有檢測馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測部。當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速在預(yù)先確定的第三范圍內(nèi)時，離合器控制部可以使第二離合器的離合器壓變化為大于第二壓力且小于第一壓力的第三壓力。
[0018]在第二離合器的相對轉(zhuǎn)速在預(yù)先確定的第四范圍內(nèi)時，離合器控制部使第二離合器的離合器壓變化為第三壓力。
[0019]該作業(yè)車輛還可以具備油門操作部件和檢測油門操作部件的操作量的油門操作檢測部。并且，在油門部件的操作量在預(yù)先確定的第五范圍內(nèi)時，離合器控制部可以使第二離合器的離合器壓變化為第三壓力。
[0020]馬達(dá)控制部可以設(shè)置轉(zhuǎn)矩極限來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，上述轉(zhuǎn)矩極限是允許馬達(dá)輸出的最大轉(zhuǎn)矩的絕對值。并且，馬達(dá)控制部可以使轉(zhuǎn)矩極限從規(guī)定的初始值增加至規(guī)定的最大值。
[0021]馬達(dá)控制部可以在第二離合器的相對轉(zhuǎn)速變?yōu)轭A(yù)先確定的第六范圍內(nèi)之前，使轉(zhuǎn)矩極限從上述初始值增加至上述最大值。并且，若第二離合器的相對轉(zhuǎn)速在第六范圍內(nèi)，則馬達(dá)控制部可以使轉(zhuǎn)矩極限減少至規(guī)定的第一目標(biāo)值。注意，第六范圍可以在第二范圍內(nèi)。
[0022]若第二離合器的相對轉(zhuǎn)速在預(yù)先確定的第七范圍內(nèi)，則馬達(dá)控制部可以使馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩為O。
[0023]若將作業(yè)車輛駛向第二行進(jìn)方向時的車速設(shè)為正，則第一范圍可以是車速在規(guī)定值以下的范圍。具體而言，第一范圍可以是車速在O附近的范圍。
[0024]本發(fā)明的第二方式的作業(yè)車輛的控制方法是以下所述的作業(yè)車輛的控制方法。該作業(yè)車輛具備:發(fā)動機(jī)；液壓泵，其由發(fā)動機(jī)驅(qū)動；作業(yè)機(jī)，其由從液壓泵排出的工作油驅(qū)動；行駛裝置，其由發(fā)動機(jī)驅(qū)動；動力傳遞裝置，其將來自發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力傳遞至行駛裝置；FR操作裝置，其由操作人員輸入前進(jìn)或后退的指示。該動力傳遞裝置具有:輸入軸；輸出軸；齒輪機(jī)構(gòu)，其包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸；馬達(dá)，其與行星齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接；第一離合器，其用于與向前進(jìn)及后退中的任一個方向驅(qū)動行駛裝置的齒輪機(jī)構(gòu)連接；第二離合器，其用于與向任一個方向的相反方向驅(qū)動行駛裝置的齒輪機(jī)構(gòu)連接。該動力傳遞裝置通過使馬達(dá)的轉(zhuǎn)速變化，來使輸出軸相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比變化。該控制方法包括:在第一離合器連接、第二離合器切斷的狀態(tài)下，在從FR操作裝置輸入的操作人員所指示的第一行進(jìn)方向與根據(jù)行駛裝置的車速判定的第二行進(jìn)方向不同時，如果車速在預(yù)先確定的第一范圍內(nèi)，則切斷第一離合器的步驟；在第一離合器被切斷之后，控制馬達(dá)以減小第二離合器的離合器輸入軸和離合器輸出軸的相對轉(zhuǎn)速的步驟。
[0025]發(fā)明效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下的作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法:當(dāng)操作人員在HMT或EMT式動力傳遞裝置中對前進(jìn)和后退進(jìn)行切換時，防止動力傳遞裝置的齒輪機(jī)構(gòu)及馬達(dá)超轉(zhuǎn)速，減輕切斷或連接離合器時因旋轉(zhuǎn)的變動而導(dǎo)致的車體的搖晃，降低發(fā)動機(jī)負(fù)荷及離合器的磨損。
【附圖說明】
[0027]圖1是實施方式的作業(yè)車輛的側(cè)視圖。
[0028]圖2是表示作業(yè)車輛的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖3是表示動力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0030]圖4是表示實施方式的控制部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及與同實施方式的動力傳遞裝置的控制有關(guān)的作業(yè)車輛的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接關(guān)系的示意圖。
[0031]圖5A是表示第一實施例的動力傳遞裝置的概略動作的流程圖。
[0032]圖5B是表示第一實施例的動力傳遞裝置的概略動作的流程圖。
[0033]圖6表示第一實施例中的作業(yè)車輛的各種參數(shù)的時序變化的一例。
[0034]圖7A是表示第二實施例的動力傳遞裝置的概略動作的流程圖。
[0035]圖7B是表示第二實施例的動力傳遞裝置的概略動作的流程圖。
[0036]圖8表示第二實施例中的作業(yè)車輛的各種參數(shù)的時序變化的一例。
[0037]圖9表示第一實施例及第二實施例中的全部馬達(dá)的消耗電能/再生電能的時序變化。
[0038]圖1OA是表示第三實施例的動力傳遞裝置的概略動作的流程圖。
[0039]圖1OB是表示第三實施例的動力傳遞裝置的概略動作的流程圖。
[0040]圖11表示第三實施例的作業(yè)車輛的各種參數(shù)的時序變化的一例。
[0041]圖12表示第三實施例中的全部馬達(dá)的消耗電能/再生電能的時序變化。
[0042]圖13表示來自離合器控制部的針對各離合器控制閥的指令信號的時序變化的變形例。
[0043]圖14是表示動力傳遞裝置的變形例的結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0044]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明的實施方式的作業(yè)車輛I的側(cè)視圖。如圖1所示，作業(yè)車輛I具備車體架2、作業(yè)機(jī)3、行駛輪4、5和駕駛室6。作業(yè)車輛I是輪式裝載機(jī)，通過驅(qū)動行駛輪4、5旋轉(zhuǎn)來行駛。作業(yè)車輛I能夠使用作業(yè)機(jī)3進(jìn)行挖掘等作業(yè)。
[0045]在車體架2上安裝有作業(yè)機(jī)3及行駛輪4、5。作業(yè)機(jī)3由來自后述作業(yè)機(jī)泵23 (參照圖2)的工作油驅(qū)動。作業(yè)機(jī)3具有起重臂11和鏟斗12。起重臂11安裝于車體架2。作業(yè)機(jī)3具有提升缸13和鏟斗缸14。提升缸13和鏟斗缸14是液壓缸。提升缸13的一端安裝于車體架2。提升缸13的另一端安裝于起重臂11。提升缸13借助來自作業(yè)機(jī)泵23的工作油進(jìn)行伸縮，由此使起重臂11上下擺動。鏟斗12安裝于起重臂11的前端。鏟斗缸14的一端安裝于車體架2。鏟斗缸14的另一端經(jīng)由曲柄15安裝于鏟斗12。鏟斗缸14借助來自作業(yè)機(jī)泵23的工作油進(jìn)行伸縮，由此使鏟斗12上下擺動。
[0046]在車體架2上安裝有駕駛室6及行駛輪5。駕駛室6被載置在車體架2上。在駕駛室6內(nèi)配置有供操作人員落座的座椅和后述操作裝置等。車體架2具有前架16和后架
17。前架16和后架17被安裝成彼此能夠向左右方向擺動。
[0047]作業(yè)車輛I具有轉(zhuǎn)向缸18。轉(zhuǎn)向缸18安裝于前架16和后架17。轉(zhuǎn)向缸18是液壓缸。轉(zhuǎn)向缸18借助來自后述轉(zhuǎn)向泵28的工作油進(jìn)行伸縮，由此向左右變更作業(yè)車輛I的行進(jìn)方向。
[0048]圖2是表示作業(yè)車輛I的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，作業(yè)車輛I具備發(fā)動機(jī)21、PT022、動力傳遞裝置24、行駛裝置25、操作裝置26和控制部27等。
[0049]發(fā)動機(jī)21是例如柴油發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)21的輸出通過調(diào)整向發(fā)動機(jī)21的氣缸內(nèi)噴射的燃料量來進(jìn)行控制。燃料量的調(diào)整是通過控制部27對安裝于發(fā)動機(jī)21的燃料噴射裝置21a進(jìn)行控制來進(jìn)行的。作業(yè)車輛I具備發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速檢測部31。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速檢測部31對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測，并向控制部27發(fā)送表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測信號。
[0050]作業(yè)車輛I可以具有作業(yè)機(jī)泵23、轉(zhuǎn)向泵28和傳動泵29。作業(yè)機(jī)泵23、轉(zhuǎn)向泵28和傳動泵29是液壓泵。PT022向這些液壓泵23、28、29傳遞來自發(fā)動機(jī)21的驅(qū)動力的一部分。即，PT022向這些液壓泵23、28、29和動力傳遞裝置24分配來自發(fā)動機(jī)21的驅(qū)動力。
[0051]作業(yè)機(jī)泵23由來自發(fā)動機(jī)21的驅(qū)動力驅(qū)動。從作業(yè)機(jī)泵23排出的工作油經(jīng)由作業(yè)機(jī)控制閥41被供給到上述提升缸13和鏟斗缸14。作業(yè)車輛I具備作業(yè)機(jī)泵壓檢測部32。作業(yè)機(jī)泵壓檢測部32對來自作業(yè)機(jī)泵23的工作油的排出壓(以下，稱作“作業(yè)機(jī)泵壓”)進(jìn)行檢測，并向控制部27發(fā)送表示作業(yè)機(jī)泵壓的檢測信號。
[0052]作業(yè)機(jī)泵23是可變?nèi)萘啃鸵簤罕谩Ｍㄟ^變更作業(yè)機(jī)泵23的斜板或斜軸的偏轉(zhuǎn)角，來變更作業(yè)機(jī)泵23的排出容量。在作業(yè)機(jī)泵23上連接有第一容量控制裝置42。第一容量控制裝置42由控制部27控制，變更作業(yè)機(jī)泵23的偏轉(zhuǎn)角。由此，利用控制部27控制作業(yè)機(jī)泵23的排出容量。例如，第一容量控制裝置42調(diào)整作業(yè)機(jī)泵23的偏轉(zhuǎn)角以使作業(yè)機(jī)控制閥41前后的壓差一定。另外，第一容量控制裝置42能夠根據(jù)來自控制部27的指令信號，任意地變更作業(yè)機(jī)泵23的偏轉(zhuǎn)角。詳細(xì)而言，第一容量控制裝置42包括未圖示的第一閥和第二閥。若利用上述作業(yè)機(jī)控制閥41變更向作業(yè)機(jī)3供給的工作油，則根據(jù)作業(yè)機(jī)控制閥41的開度的變更，在作業(yè)機(jī)泵23的排出壓和通過作業(yè)機(jī)控制閥41后的壓力之間產(chǎn)生壓差。通過由控制部27控制，即使作業(yè)機(jī)3的負(fù)荷變動，第一閥也將作業(yè)機(jī)泵23的偏轉(zhuǎn)角調(diào)整為作業(yè)機(jī)控制閥41前后的壓差一定。另外，第二閥能夠通過由控制部27控制來進(jìn)一步變更作業(yè)機(jī)泵23的偏轉(zhuǎn)角。作業(yè)車輛I具備第一偏轉(zhuǎn)角檢測部33。第一偏轉(zhuǎn)角檢測部33檢測作業(yè)機(jī)泵23的偏轉(zhuǎn)角，并向控制部27發(fā)送表示偏轉(zhuǎn)角的檢測信號。
[0053]轉(zhuǎn)向泵28由來自發(fā)動機(jī)21的驅(qū)動力驅(qū)動。從轉(zhuǎn)向泵28排出的工作油經(jīng)由轉(zhuǎn)向控制閥43被供給到上述轉(zhuǎn)向缸18。作業(yè)車輛I具備轉(zhuǎn)向泵壓檢測部35。轉(zhuǎn)向泵壓檢測部35對來自轉(zhuǎn)向泵