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EMT(電氣-機械式變速裝置）。如專利文獻 1所公開地，EMT具有齒輪機構(gòu)和與齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接的馬達，將來自發(fā)動機的驅(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)動力的剩余部分機械地傳遞至行駛裝 置。
[0003] EMT為了能夠無級變速而具備例如行星齒輪機構(gòu)和電動馬達。行星齒輪機構(gòu)的太 陽輪、行星架、齒圈這三構(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)件與電動馬達連結(jié)。電動馬達根據(jù)作業(yè)車輛的行駛狀況，作為馬達及發(fā)電機中的任一 者發(fā)揮功能。EMT構(gòu)成為能夠通過使該電動馬達的轉(zhuǎn)速變化，來使輸出軸的轉(zhuǎn)速無級地變 化。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :(日本）特開2006-329244號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008] 在以往的具備變矩式變速裝置的作業(yè)車輛中，車速越增大，變速裝置的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件 的轉(zhuǎn)速越增大。當旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速增大時，基于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)矩向阻止轉(zhuǎn)速增 大的方向作用。因此，當車速增大時，基于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)矩向阻止車速增大的方 向作用。另外，當旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速減小時，基于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)矩向阻止轉(zhuǎn)速減小 的方向作用。因此，當車速減小時，基于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)矩向阻止車速減小的方向 作用。
[0009] 但是，在具備EMT的作業(yè)車輛中，不一定都是旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速根據(jù)車速增大而增 大，存在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速伴隨著車速增大而減小的情況。因此，基于EMT的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動 慣量的轉(zhuǎn)矩并不一定是車速越增大則其越增加，有時向與以往的變矩式變速裝置相反的方 向作用。車速減小時也是相同，基于EMT的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)矩向與以往的變矩式 變速裝置相反的方向作用。在該情況下，有可能損失車速的一定的加速感或減速感。
[0010] 另外，電動馬達相比于發(fā)動機或其他旋轉(zhuǎn)構(gòu)件以較高速度旋轉(zhuǎn)，因此動能大，轉(zhuǎn)動 慣量對車體動作帶來的影響大。因此，這成為給操作人員帶來不舒適感的主要原因。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)問題在于，通過降低作業(yè)車輛的EMT中的轉(zhuǎn)動慣量對車體動作帶來 的影響，來抑制操作人員的不舒適感。
[0012] 用于解決技術(shù)問題的手段
[0013] 本發(fā)明的一個方式的作業(yè)車輛具備發(fā)動機、液壓栗、工作裝置、行駛裝置、動力傳 遞裝置和控制部。液壓栗由發(fā)動機驅(qū)動。工作裝置由從液壓栗排出的工作油驅(qū)動。行駛裝 置由發(fā)動機驅(qū)動。動力傳遞裝置將來自發(fā)動機的驅(qū)動力傳遞至行駛裝置?？刂撇靠刂苿恿?傳遞裝置。動力傳遞裝置具有輸入軸、輸出軸、齒輪機構(gòu)和電動馬達。齒輪機構(gòu)具有行星齒 輪機構(gòu)，將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸。電動馬達與行星齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接。動力 傳遞裝置構(gòu)成為通過使電動馬達的轉(zhuǎn)速變化，來使輸出軸相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比變化。控 制部具有目標轉(zhuǎn)矩決定部和目標轉(zhuǎn)矩修正部。目標轉(zhuǎn)矩決定部決定電動馬達的目標轉(zhuǎn)矩。 目標轉(zhuǎn)矩修正部利用基于電動馬達的轉(zhuǎn)動慣量的修正轉(zhuǎn)矩修正目標轉(zhuǎn)矩。
[0014] 在本方式的作業(yè)車輛中，利用基于電動馬達的轉(zhuǎn)動慣量的修正轉(zhuǎn)矩，修正利用目 標轉(zhuǎn)矩決定部決定的電動馬達的目標轉(zhuǎn)矩。因此，能夠降低動力傳遞裝置的轉(zhuǎn)動慣量對車 體動作帶來的影響，能夠抑制操作人員的不舒適感。
[0015] 優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)動慣量包括電動馬達的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量和與電動馬達連接的旋轉(zhuǎn)構(gòu) 件的轉(zhuǎn)動慣量。在該情況下，不僅考慮電動馬達的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，還考慮與電動馬達連接 的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，來決定修正轉(zhuǎn)矩。因此，能夠進一步適當?shù)亟档蛣恿鬟f裝置的轉(zhuǎn) 動慣量對車體動作帶來的影響。
[0016] 優(yōu)選的是，在電動馬達的轉(zhuǎn)速的至少一部分的范圍內(nèi)，電動馬達的轉(zhuǎn)速根據(jù)轉(zhuǎn)速 比的增大而減小。在該情況下，在電動馬達的轉(zhuǎn)速的上述范圍內(nèi)，能夠抑制操作人員的不舒 適感。
[0017] 優(yōu)選的是，動力傳遞裝置還具有模式切換機構(gòu)。模式切換機構(gòu)在包括第一模式和 第二模式的多個模式之間選擇性地切換動力傳遞裝置中的驅(qū)動力的傳遞路徑。當傳遞路徑 是第一模式時，目標轉(zhuǎn)矩修正部根據(jù)基于第一轉(zhuǎn)動慣量的修正轉(zhuǎn)矩來修正目標轉(zhuǎn)矩。第一 轉(zhuǎn)動慣量包括第一模式的傳遞路徑中所包含的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量。當傳遞路徑是第二模 式時，目標轉(zhuǎn)矩修正部根據(jù)基于第二轉(zhuǎn)動慣量的修正轉(zhuǎn)矩來修正目標轉(zhuǎn)矩。第二轉(zhuǎn)動慣量 包括第二模式的傳遞路徑中所包含的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量。在該情況下，根據(jù)驅(qū)動力的傳 遞路徑的不同，選擇適當?shù)霓D(zhuǎn)動慣量。由此，能夠進一步適當?shù)亟档蛣恿鬟f裝置的轉(zhuǎn)動慣 量對車體動作帶來的影響。
[0018] 優(yōu)選的是，目標轉(zhuǎn)矩修正部基于使電動馬達的轉(zhuǎn)動慣量乘以大于0且小于1的規(guī) 定比率而得到的值，來決定修正轉(zhuǎn)矩。在該情況下，即使在電動馬達中實際產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的時機 發(fā)生遲滯，也能夠提高控制的穩(wěn)定性。
[0019] 優(yōu)選的是，電動馬達的轉(zhuǎn)速根據(jù)轉(zhuǎn)速比的減小而增大時的規(guī)定比率在電動馬達的 轉(zhuǎn)速根據(jù)轉(zhuǎn)速比的減小而減小時的規(guī)定比率以上。在該情況下，能夠更有效地減輕操作人 員的不舒適感。
[0020] 優(yōu)選的是，動力傳遞裝置還具有模式切換機構(gòu)。模式切換機構(gòu)在包括第一模式和 第二模式的多個模式之間選擇性地切換動力傳遞裝置中的驅(qū)動力的傳遞路徑。目標轉(zhuǎn)矩修 正部基于使電動馬達的轉(zhuǎn)動慣量乘以大于0且小于1的規(guī)定比率而得到的值，來決定修正 轉(zhuǎn)矩。規(guī)定比率是根據(jù)模式?jīng)Q定的。在該情況下，根據(jù)驅(qū)動力的傳遞路徑，決定適當?shù)囊?guī)定 比率。由此，能夠進一步提尚控制的穩(wěn)定性。
[0021] 優(yōu)選的是，作業(yè)車輛還具備變速操作部件。變速操作部件是用于對規(guī)定車速上限 的速度范圍進行選擇的部件。目標轉(zhuǎn)矩修正部基于使電動馬達的轉(zhuǎn)動慣量乘以大于0且小 于1的規(guī)定比率而得到的值，來決定修正轉(zhuǎn)矩。規(guī)定比率是根據(jù)由變速操作部件選擇的速 度范圍決定的。在該情況下，根據(jù)由變速操作部件選擇的速度范圍決定適當?shù)囊?guī)定比率。由 此，能夠進一步提高控制的穩(wěn)定性。
[0022] 優(yōu)選的是，當利用變速操作部件選擇第一速時，目標轉(zhuǎn)矩修正部不進行目標轉(zhuǎn)矩 的修正。當選擇第一速時，電動馬達的轉(zhuǎn)速多大幅度地變動。因此，通過在選擇第一速時不 基于轉(zhuǎn)動慣量進行修正，能夠提高控制的穩(wěn)定性。
[0023] 優(yōu)選的是，作業(yè)車輛還具備前進后退操作部件。前進后退操作部件是用于至少選 擇性地切換至前進位置和后退位置，切換作業(yè)車輛的前進和后退的部件?？刂撇窟€包括換 向動作判定部。在前進后退操作部件的位置所對應(yīng)的方向與作業(yè)車輛的行進方向不同的情 況下，換向動作判定部判定作業(yè)車輛在換向動作中。目標轉(zhuǎn)矩修正部基于使電動馬達的轉(zhuǎn) 動慣量乘以大于〇且小于1的規(guī)定比率而得到的值，來決定修正轉(zhuǎn)矩。規(guī)定比率是根據(jù)作 業(yè)車輛是否在換向動作中來決定的。在該情況下，根據(jù)作業(yè)車輛是否在換向動作中來決定 適當?shù)囊?guī)定比率。由此，能夠進一步提高控制的穩(wěn)定性。
[0024] 優(yōu)選的是，作業(yè)車輛還具備油門操作部件?？刂撇窟€具有傳動要求決定部。傳動要 求決定部基于油門操作部件的操作量決定行駛裝置中的目標牽引力即要求牽引力。目標轉(zhuǎn) 矩決定部決定電動馬達的目標轉(zhuǎn)矩，以使作業(yè)車輛的牽引力變?yōu)橐鬆恳?。在該情況下， 通過利用基于電動馬達的轉(zhuǎn)動慣量的修正轉(zhuǎn)矩修正電動馬達的目標轉(zhuǎn)矩，能夠高精度地控 制作業(yè)車輛的牽引力。
[0025] 優(yōu)選的是，目標轉(zhuǎn)矩修正部通過使電動馬達的轉(zhuǎn)動慣量乘以大于0且小于1的規(guī) 定比率，來決定修正轉(zhuǎn)矩。目標轉(zhuǎn)矩修正部通過使目標轉(zhuǎn)矩加上修正轉(zhuǎn)矩來修正目標轉(zhuǎn)矩。 在該情況下，基于動力傳遞裝置的轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)矩的至少一部分被修正轉(zhuǎn)矩抵消。因此， 能夠降低動力傳遞裝置中的轉(zhuǎn)動慣量對車體動作帶來的影響，能夠抑制操作人員的不舒適 感。
[0026] 本發(fā)明的其他方式的作業(yè)車輛的控制方法是具備發(fā)動機、液壓栗、工作裝置、行駛 裝置和動力傳遞裝置的作業(yè)車輛的控制方法。液壓栗由發(fā)動機驅(qū)動。工作裝置由從液壓栗 排出的工作油驅(qū)動。行駛裝置由發(fā)動機驅(qū)動。動力傳遞裝置將來自發(fā)動機的驅(qū)動力傳遞至 行駛裝置。動力傳遞裝置具有輸入軸、輸出軸、齒輪機構(gòu)和電動馬達。齒輪機構(gòu)具有行星齒 輪機構(gòu)，將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸。電動馬達與行星齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接。動力 傳遞裝置構(gòu)成為通過使電動馬達的轉(zhuǎn)速變化，來使輸出軸相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比變化。本 方式的控制方法具備第一步驟和第二步驟。在第一步驟中，決定電動馬達的目標轉(zhuǎn)矩。在 第二步驟中，利用基于電動馬達的轉(zhuǎn)動慣量的修正轉(zhuǎn)矩修正目標轉(zhuǎn)矩。
[0027] 在本方式的作業(yè)車輛的控制方法中，在第二步驟中，利用基于電動馬達的轉(zhuǎn)動慣 量的修正轉(zhuǎn)矩，修正在第一步驟中決定的電動馬達的目標轉(zhuǎn)矩。因此，能夠降低動力傳遞裝 置中的轉(zhuǎn)動慣量對車體動作帶來的影響，能夠抑制操作人員的不舒適感。
[0028] 發(fā)明效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，在作業(yè)車輛中，能夠通過降低ΕΜΤ中的轉(zhuǎn)動慣量對車體動作帶來的 影響，抑制操作人員的不舒適感。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明的實施方式的作業(yè)車輛的側(cè)視圖。
[0031] 圖2是表示作業(yè)車輛的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0032] 圖3是表示動力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0033] 圖4是表示第一馬達及第二馬達的轉(zhuǎn)速相對于動力傳遞裝置的轉(zhuǎn)速比的變化圖。
[0034] 圖5是表示由控制部執(zhí)行的處理的控制框圖。
[0035] 圖6是表示要求牽引力特性的一例的曲線圖。
[0036] 圖7是表示由指令轉(zhuǎn)矩決定部執(zhí)行的指令轉(zhuǎn)矩的決定處理的控制框圖。
【具體實施方式】
[0037] 以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是本發(fā)明的實施方式的作業(yè) 車輛1的側(cè)視圖。如圖1所示，作業(yè)車輛1具備車體架2、工作裝置3、行駛輪4、5和駕駛室 6。作業(yè)車輛1是輪式裝載機，通過驅(qū)動行駛輪4、5旋轉(zhuǎn)來行駛。作業(yè)車輛1能夠使用工作 裝置3進行挖掘等作業(yè)。
[0038] 在車體架2上安裝有工作裝置3及行駛輪4、5。工作裝置3由來自后述工作裝置 栗23 (參照圖2)的工作油驅(qū)動。工作裝置3具有起重臂11和鏟斗12。起重臂11安裝于 車體架2。工作裝置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利用來 自工作裝置栗23的工作油進行伸縮，由此起重臂11上下轉(zhuǎn)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)由雙臂曲柄15安裝于鏟 斗12。鏟斗缸14利用來自工作裝置栗23的工作油進行伸縮，由此鏟斗12上下轉(zhuǎn)動。
[0039] 在車體架2上安裝有駕駛室6。駕駛室6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轉(zhuǎn)動。
[0040] 作業(yè)車輛1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利用來自后述轉(zhuǎn)向栗30的工作油進行伸縮，由此使作業(yè)車輛1的行進方 向向左右變更。
[0041] 圖2是表示作業(yè)車輛1的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，作業(yè)車輛1具備發(fā)動機21、 PT022、動力傳遞裝置24、行駛裝置25、操作裝置26、控制部27等。
[0042] 發(fā)動機21例如是柴油發(fā)動機。發(fā)動機21的輸出是通過調(diào)整向發(fā)動機21的汽缸 內(nèi)噴射的燃料量而被控制的。燃料量的調(diào)整是通過控制部27對安裝于發(fā)動機21的燃料噴 射裝置28進行控制來進行的。作業(yè)車輛1具備發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測部31。發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測部 31對發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行檢測，并向控制部27發(fā)送表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的檢測信號。
[0043] 作業(yè)車輛1具有工作裝置栗23、轉(zhuǎn)向栗30和傳動栗29。工作裝置栗23、轉(zhuǎn)向栗 30和傳動栗29是液壓栗。PT022(PowerTakeOff)向這些液壓栗23、30、29傳遞