具体实施方式

下面,参照附图来说明本发明涉及的实施方式,不过本发明不局限于此。下面说明的实施方式的结构要素能够适当组合。此外,也存在不使用一部分结构要素的情况。

作业车辆

图1是示意性表示本实施方式涉及的作业车辆1的一个示例的侧视图。在本实施方式中,作业车辆1为轮式装载机。在下述说明中,将作业车辆1适当称为轮式装载机1。

如图1所示,轮式装载机1具备:车架2、作业机3、行驶装置4、以及驾驶室5。轮式装载机1使用作业机3实施挖掘作业及搬运作业。

车架2作为轮式装载机1的车体发挥功能。车架2具有前框架2F和后框架2R。前框架2F和后框架2R以在左右方向能够弯折的方式连接。

作业机3实施挖掘作业及搬运作业那样的规定的作业。作业机3具有动臂3A和铲斗3B。动臂3A被支承于前框架2F。作业机3由提升工作缸3C及铲斗缸3D驱动。提升工作缸3C及铲斗缸3D均为液压缸。提升工作缸3C的一端部与前框架2F连接。提升工作缸3C的另一端部与动臂3A连接。动臂3A通过提升工作缸3C伸缩而进行上升动作和下降动作。铲斗3B与动臂3A的前端部连接。铲斗缸3D的一端部与前框架2F连接。铲斗缸3D的另一端部经由双臂曲柄3E与铲斗3B连接。铲斗3B通过铲斗缸3D伸缩而进行倾卸动作和挖掘动作。

行驶装置4支承车架2并行驶。行驶装置4具有驱动轮4F及驱动轮4R。轮式装载机1通过驱动轮4F及驱动轮4R旋转而行驶。通过转向缸4S改变轮式装载机1的行驶方向。转向缸4S是液压缸。转向缸4S的一端部与前框架2F连接。转向缸4S的另一端部与后框架2R连接。通过转向缸4S伸缩,前框架2F和后框架2R弯折而向左右改变轮式装载机1的行驶方向。

驾驶室5是供轮式装载机1的驾驶员搭乘的空间。驾驶室5被支承于车架2。在驾驶室5中配置有供轮式装载机1的驾驶员就座的座椅及由驾驶员操作的操作装置。

图2是表示本实施方式涉及的轮式装载机1的一个示例的框图。如图2所示,轮式装载机1具备:发动机6、动力输出装置7(PTO:Power Take Off)、作业机泵8、转向泵9、输入轴11、输出轴12、动力传递装置10、离合器机构30、行驶装置4、操作装置50、以及控制装置100。

发动机6是轮式装载机1的驱动源。发动机6产生动力。发动机6例如是柴油发动机。发动机6设有燃料喷射装置6A。燃料喷射装置6A调整喷射到发动机6的缸的燃料量,来调整发动机6的输出。

动力输出装置7将由发动机6产生出的动力分别分配到作业机泵8、转向泵9、及动力传递装置10。

作业机泵8将液压油分别供给到提升工作缸3C及铲斗缸3D。作业机泵8由发动机6驱动。作业机泵8是可变容量型液压泵。从作业机泵8排出的液压油经由作业机控制阀分别供给到提升工作缸3C及铲斗缸3D。

转向泵9将液压油供给到转向缸4S。转向泵9由发动机6驱动。转向泵9是可变容量型液压泵。从转向泵9排出的液压油经由转向控制阀供给到转向缸4S。此外,在动力输出装置7中也可以连接有用来驱动冷却风扇等的辅机或驱动离合器的未图示的泵。

输入轴11与发动机6连接。输出轴12与行驶装置4连接。输入轴11被输入来自发动机6的动力。动力传递装置10将输入到输入轴11的动力传递到输出轴12。输出轴12将动力输出到行驶装置4。由发动机6产生出的动力经由动力传递装置10被传递到行驶装置4。

动力传递装置10包括液压/机械式无极变速器(HMT:Hydraulic MechanicalTransmission)。动力传递装置10具有机械传递机构10A以及液压传递机构10B。机械传递机构10A包括行星齿轮机构,将输入到输入轴11的动力的一部分机械性地传递到输出轴12。液压传递机构10B包括第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2,将输入到输入轴11的动力的另一部分变换成液压传递到输出轴12。动力传递装置10是将在发动机6产生出的动力的一部分经由机械传递机构10A机械性地传递到输出轴12,并将在发动机6产生出的动力的另一部分在液压传递机构10B变换成液压而传递到输出轴12的动力分割式的变速器。

第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2经由液压油管13而被连接。第一液压泵电动机P1作为液压泵及液压马达中的一方发挥功能。第二液压泵电动机P2作为液压泵及液压马达中的另一方发挥功能。

在第一液压泵电动机P1作为液压泵发挥功能的情况下,第二液压泵电动机P2作为液压马达发挥功能。从第一液压泵电动机P1排出的液压油经由液压油管13被供给到第二液压泵电动机P2。第二液压泵电动机P2基于从第一液压泵电动机P1供给来的液压油而驱动。

在第二液压泵电动机P2作为液压泵发挥功能的情况下,第一液压泵电动机P1作为液压马达发挥功能。从第二液压泵电动机P2排出的液压油经由液压油管13被供给到第一液压泵电动机P1。第一液压泵电动机P1基于从第二液压泵电动机P2供给来的液压油而驱动。

第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2均为可变容量型液压泵电动机。动力传递装置10具有:第一容量调整装置Q1,其调整第一液压泵电动机P1的容量Pc1,以及第二容量调整装置Q2,其调整第二液压泵电动机P2的容量Pc2。第一容量调整装置Q1包括驱动第一液压泵电动机P1的斜轴的致动器,通过驱动第一液压泵电动机P1的斜轴来调整第一液压泵电动机P1的容量Pc1。第二容量调整装置Q2包括驱动第二液压泵电动机P2的斜轴的致动器,通过驱动第二液压泵电动机P2的斜轴来调整第二液压泵电动机P2的容量Pc2。

此外,在本实施方式中,第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2均为通过驱动斜轴来调整容量的斜轴型液压泵电动机,也可以是第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2中的至少一方为通过驱动斜板来调整容量的斜板型液压泵电动机。

离合器机构30执行传递和切断来自动力传递装置10的动力。离合器机构30执行输出转速的选择。离合器机构30具有多个离合器。离合器机构30也可以具备齿轮。离合器机构30也可以切换减速比或旋转方向。在图2中,离合器机构30执行输出转速的选择,也可以执行动力传递装置10的输入转速的选择。

行驶装置4具有:车轴4A、驱动轮4F以及驱动轮4R。车轴4A将来自动力传递装置10的动力分别传递到驱动轮4F及驱动轮4R。通过从车轴4A传递来的动力,驱动轮4F及驱动轮4R旋转。

操作装置50由搭乘于驾驶室5的驾驶员操作。操作装置50具有:为了驱动及制动行驶装置4而被操作的油门/制动操作装置51；为了改变行驶装置4的前进状态、空档状态以及后退状态而被操作的前进后退操作装置52。

前进后退操作装置52包括前进后退操作部件。前进后退操作部件能够分别移动到用来使行驶装置4变为前进状态的前进位置(F位置)、用来使行驶装置4变为空档状态的空档位置(N位置)、以及用来使行驶装置4变为后退状态的后退位置(R位置)。N位置配置在F位置与R位置的中间。切换F位置和R位置的操作经由N位置实施。

通过将前进后退操作部件移动到F位置,行驶装置4成为能够前进的状态。通过将前进后退操作部件移动到N位置,行驶装置4被改变为空档状态。通过将前进后退操作部件移动到R位置,行驶装置4成为能够后退的状态。

在打算将行驶装置4从前进状态改变为后退状态的情况下,驾驶员将前进后退操作部件从F位置移动到R位置。在打算将行驶装置4从后退状态改变为前进状态的情况下,驾驶员将前进后退操作部件从R位置移动到F位置。前进后退操作部件从F位置经由N位置移动到R位置。前进后退操作部件从R位置经由N位置移动到F位置。即,在打算改变行驶装置4的前进状态和后退状态的情况下,前进后退操作部件从F位置及R位置中的一方经由N位置移动到另一方。

此外,虽然未图示,操作装置50还具有:为了使作业机3工作而被操作的作业机操作装置,以及为了改变轮式装载机1的行驶方向而被操作的转向操作装置。

控制装置100包括控制轮式装载机1的计算机系统。控制装置100控制燃料喷射装置6A来调整发动机6的输出。控制装置100控制第一容量调整装置Q1来调整第一液压泵电动机P1的容量。控制装置100控制第二容量调整装置Q2来调整第二液压泵电动机P2的容量。

此外,轮式装载机1具备输入轴转速传感器41和输出轴转速传感器42。

输入轴转速传感器41检测输入轴11的每单位时间的转数。通过检测输入轴11的转速来检测输入轴11的旋转速度。输入轴转速传感器41的检测信号输出到控制装置100。输入轴11的转速与发动机6的转速一一对应。控制装置100基于输入轴11的转速能够计算出发动机6的转速。

输出轴转速传感器42检测输出轴12的每单位时间的转数。通过检测输出轴12的转速来检测输出轴12的旋转速度。输出轴转速传感器42的检测信号输出到控制装置100。输出轴12的转速与轮式装载机1的行驶速度一一对应。控制装置100能够基于输出轴12的转速计算出轮式装载机1的行驶速度。

动力传递装置

图3是示意性表示本实施方式涉及的动力传递装置10的一个示例的图。动力传递装置10将输入到输入轴11的动力经由离合器机构30传递到输出轴12。

动力传递装置10具备机械传递机构10A以及液压传递机构10B。机械传递机构10A包括行星齿轮机构15、行星齿轮机构16、以及行星齿轮机构17,将输入到输入轴11的动力的一部分经由离合器机构30传递到输出轴12。液压传递机构10B包括第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2,将输入到输入轴11的动力的另一部分经由机械传递机构10A的一部分及离合器机构30传递到输出轴12。

输入轴11经由动力输出装置7与发动机6连接。由发动机6产生出的动力经由动力输出装置7被传递到输入轴11。输入轴11基于从发动机6传递来的动力旋转。输入轴11上固定有输入齿轮14。

行星齿轮机构15具有:恒星齿轮15S、配置在恒星齿轮15S周围的多个行星齿轮15P、将多个行星齿轮15P支承为能够旋转的齿轮架15C。多个行星齿轮15P与恒星齿轮15S及环形齿轮18均啮合。行星齿轮15P能够沿恒星齿轮15S的周围公转。在多个行星齿轮15P的周围配置有环形齿轮18。恒星齿轮15S经由传递轴19与第一液压泵电动机P1连接。在齿轮架15C的外周设有齿轮架齿轮20。输入齿轮14与齿轮架齿轮20啮合。

行星齿轮机构16具有:恒星齿轮16S、配置在恒星齿轮16S周围的多个行星齿轮16P、将多个行星齿轮16P支承为能够旋转的齿轮架16C。多个行星齿轮16P与恒星齿轮16S及环形齿轮18均啮合。行星齿轮16P能够沿恒星齿轮16S的周围公转。多个行星齿轮16P的周围配置有环形齿轮18。恒星齿轮16S经由衬筒15R与行星齿轮15P连接。衬筒15R配置在传递轴19的周围。

行星齿轮机构17具有:恒星齿轮17S、配置在恒星齿轮17S周围的多个行星齿轮17P、以及配置在行星齿轮17P周围的环形齿轮17R。多个行星齿轮17P与恒星齿轮17S及环形齿轮17R均啮合。行星齿轮17P和行星齿轮16P经由齿轮架16C连接。通过行星齿轮16P公转,行星齿轮17P公转。

在本实施方式中,行星齿轮机构15的恒星齿轮15S的旋转轴、行星齿轮机构16的恒星齿轮16S的旋转轴、行星齿轮机构17的恒星齿轮17S的旋转轴、以及传递轴19的旋转轴相一致。

液压传递机构10B具有与第二液压泵电动机P2连接的传递轴22。传递轴22上固定有齿轮23。齿轮23与设在环形齿轮18的外周的外周齿轮24啮合。

离合器机构

离合器机构30包括:低速齿轮31、中速齿轮32、高速齿轮33、前进低速离合器FL、前进中速离合器FM、以及前进高速离合器FH。低速齿轮31的旋转轴、中速齿轮32的旋转轴、高速齿轮33的旋转轴、传递轴19的旋转轴相一致。

低速齿轮31与传递轴19连接。低速齿轮31能够与传递轴19一起旋转。低速齿轮31经由前进低速离合器FL与输出轴12连接。

中速齿轮32与恒星齿轮17S连接。中速齿轮32与恒星齿轮17S一体成型。此外,中速齿轮32也可以与恒星齿轮17S分开设置。中速齿轮32能够与恒星齿轮17S一起旋转。中速齿轮32经由前进中速离合器FM与输出轴12连接。

高速齿轮33经由前进高速离合器FH与传递轴19连接。在前进高速离合器FH处于卡合的状态下,高速齿轮33能够与传递轴19一起旋转。高速齿轮33与输出轴12连接。

前进低速离合器FL、前进中速离合器FM、及前进高速离合器FL例如是液压式的离合器。前进低速离合器FL、前进中速离合器FM、及前进高速离合器FL由控制装置100控制。

前进低速离合器FL能够切换输出轴12与传递轴19之间的连接与断开。在前进低速离合器FL处于卡合的状态下,传递轴19的旋转经由低速齿轮31被传递到输出轴12。

前进中速离合器FM能够切换输出轴12与恒星齿轮17S之间的连接和断开。在前进中速离合器FM处于卡合的状态下,恒星齿轮17S的旋转经由中速齿轮32被传递到输出轴12。

前进高速离合器FH能够切换输出轴12与传递轴19之间的连接和断开。在前进高速离合器FH处于卡合的状态下,传递轴19的旋转被传递到输出轴12。

此外,在图3中,省略了前进低速离合器FL、前进中速离合器FM、及前进高速离合器FH与输出轴12之间的结构的一部分。前进低速离合器FL、前进中速离合器FM、及前进高速离合器FH中的至少一个与输出轴12之间也可以配置其他离合器或齿轮。例如,前进低速离合器FL、前进中速离合器FM、及前进高速离合器FH中的至少一个与输出轴12之间也可以配置前进齿轮和后退齿轮。在本实施方式中,设有后退低速离合器RL及后退中速离合器RM。

在下述说明中,将前进低速离合器FL、前进中速离合器FM、前进高速离合器FH、后退低速离合器RL、及后退中速离合器RM适当地统称为离合器。离合器具有输入侧构件和输出侧构件。输入侧构件和输出侧构件可连可分。输入侧构件是指,即使输入侧构件和输出侧构件分离,也随输入轴11的旋转而与输入轴11同步旋转的构件。输出侧构件是指,即使输出侧构件和输入侧构件分离,也随输出轴12的旋转而与输出轴12同步旋转的构件。在输入侧构件和输出侧构件已分离的状态下,即使输出轴12旋转,输入侧构件也不会受输出轴12旋转的影响。在输入侧构件和输出侧构件已分离的状态下,即使输入轴11旋转,输出侧构件也不会受输入轴11的旋转的影响。通常,离合器具有盘和板。盘和板中的一方作为输入侧构件发挥功能,盘和板中的另一方作为输出侧构件发挥功能。

通过卡合离合器,离合器的输入侧构件和输出侧构件连接。通过断开离合器,离合器的输入侧构件和输出侧构件分离。

离合器机构30能够将动力传递路径切换为多个模式。在本实施方式中,模式包括:前进低速模式、前进中速模式、前进高速模式、后退低速模式、及后退中速模式。前进低速模式是前进的轮式装载机1的速度比为低速度的模式。前进中速模式是前进的轮式装载机1的速度比为中速度的模式。前进高速模式是前进的轮式装载机1的速度比为高速度的模式。后退低速模式是后退的轮式装载机1的速度比为低速度的模式。后退中速模式是后退的轮式装载机1的速度比为中速度的模式。

模式切换

图4是示意性表示本实施方式涉及的模式、离合器机构30的状态、与第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2的各状态之间的关系的图。

在前进低速模式前进低速离合器FL被卡合。前进低速离合器FL的输入侧构件与低速齿轮31连接。前进低速离合器FL的输出侧构件经由未图示的齿轮或其他离合器与输出轴12连接。前进低速离合器FL能够切换低速齿轮31和输出轴12之间的连接和分离。

在前进中速模式前进中速离合器FM被卡合。前进中速离合器FM的输入侧构件与中速齿轮32连接。前进中速离合器FM的输出侧构件经由未图示的齿轮或其他离合器与输出轴12连接。前进中速离合器FM能够切换中速齿轮32和输出轴12之间的连接和分离。

在前进高速模式前进高速离合器FH被卡合。前进高速离合器FH的输入侧构件与高速齿轮33连接。前进高速离合器FH的输出侧构件经由未图示的齿轮或其他离合器与输出轴12连接。前进高速离合器FH能够切换高速齿轮33和输出轴12之间的连接和分离。

此外,在后退低速模式未图示的后退低速离合器RL被卡合,在后退中速模式未图示的后退中速离合器RM被卡合。

如图4所示,第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2均基于速度比而被调整。速度比是指输入轴11的转速和输出轴12的转速之比。即,满足速度比＝输出轴12的转速/输入轴11的转速的关系。在输入轴11的转速固定的情况下,速度比相当于轮式装载机1的行驶速度。

对前进低速模式的动力传递路径进行说明。在前进低速模式,前进低速离合器FL被卡合,其他离合器被断开。

从发动机6输入动力到输入轴11,则输入齿轮14旋转,齿轮架15C旋转。通过齿轮架15C的旋转,行星齿轮15P公转,恒星齿轮15S旋转。通过恒星齿轮15S的旋转,传递轴19旋转。通过传递轴19的旋转,低速齿轮31旋转。由于前进低速离合器FL被卡合,通过低速齿轮31的旋转,输出轴12旋转。

接着,对前进中速模式的动力传递路径进行说明。在前进中速模式,前进中速离合器FM被卡合,其他离合器被断开。

从发动机6输入动力到输入轴11,则输入齿轮14旋转,齿轮架15C旋转。通过齿轮架15C的旋转,行星齿轮15P公转,经由齿轮架16C与行星齿轮15P连接的行星齿轮16P公转。通过行星齿轮16P的公转，中速齿轮32旋转。由于前进中速离合器FM被卡合,通过中速齿轮32的旋转,输出轴12旋转。

接着,对前进高速模式的动力传递路径进行说明。在前进高速模式,前进高速离合器FH被卡合,其他离合器被断开。

从发动机6输入动力到输入轴11,则输入齿轮14旋转,齿轮架15C旋转。通过齿轮架15C的旋转,行星齿轮15P公转,恒星齿轮15S旋转。通过恒星齿轮15S的旋转,传递轴19旋转。通过传递轴19的旋转,高速齿轮33旋转。由于高速离合器FM被卡合,通过高速齿轮33的旋转,输出轴12旋转。

以上,对前进低速模式、前进中速模式、及前进高速模式的动力传递路径进行了说明。省略对后退低速模式及后退中速模式的动力传递路径的说明。

在预先设定好的切换速度比Cv实施被卡合的离合器的切换。如图4所示,切换速度比Cv包括:基准切换速度比Cv0、第一切换速度比Cv1、第二切换速度比Cv2、以及第三切换速度比Cv3。基准切换速度比Cv0的值是零。此外,基准切换速度比Cv0也可以是近似零的值。第一切换速度比Cv1是轮式装载机1前进时的速度比,是比基准切换速度比Cv0高的值。第二切换速度比Cv2是轮式装载机1前进时的速度比,是比第一切换速度比Cv1高的值。第三切换速度比Cv3是轮式装载机1后退时的速度比,是比基准切换速度比Cv0低的值。

在基准切换速度比Cv0和第一切换速度比Cv1之间的速度比被卡合的离合器是前进低速离合器FL。在第一切换速度比Cv1和第二切换速度比Cv2之间的速度比被卡合的离合器是前进中速离合器FM。在比第二切换速度比Cv2高的速度比被卡合的离合器是前进高速离合器FH。在基准切换速度比Cv0和第三切换速度比Cv3之间的速度比被卡合的离合器是后退低速离合器RL。在比第三切换速度比Cv3低的速度比被卡合的离合器是后退中速离合器RM。

在第一切换速度比Cv1,被卡合的离合器能够从前进低速离合器FL和前进中速离合器FM中的一方切换为另一方。在第二切换速度比Cv2,被卡合的离合器能够从前进中速离合器FM和前进高速离合器FH中的一方切换为另一方。在第三切换速度比Cv3,被卡合的离合器能够从后退低速离合器RL和后退中速离合器RM中的一方切换为另一方。在基准切换速度比Cv0,被卡合的离合器能够从前进低速离合器FL和后退低速离合器RL中的一方切换为另一方。

控制装置

图5是表示本实施方式涉及的控制装置100的一个示例的功能框图。如图5所示,控制装置100与包括油门/制动操作装置51及前进后退操作装置52的操作装置50连接。控制装置100分别与输入轴转速传感器41及输出轴转速传感器42连接。控制装置100分别与包括第一容量调整装置Q1的第一液压泵电动机P1及包括第二容量调整装置Q2的第二液压泵电动机P2连接。控制装置100与包括前进低速离合器FL、前进中速离合器FM、前进高速离合器FH、后退低速离合器RL、及后退中速离合器RM的离合器机构30连接。

控制装置100包括计算机系统。控制装置100具有:包括CPU(Central ProcessingUnit,中央处理单元)那样的处理器的运算处理装置、包括ROM(Read Only Memory,只读存储器)或RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)那样的存储器的存储装置、以及输入输出接口。

控制装置100具有:操作信号取得部101、检测信号取得部102、目标输出轴转矩决定部103、发动机加减速转矩决定部104、输出轴转速预测部105、输入轴转速预测部106、速度比运算部107、动力控制部108、离合器控制部109、存储部110、计时器部111、以及转矩减少指令部112。

操作信号取得部101取得通过操作装置50的操作而生成出的操作信号。

在由驾驶员操作了油门/制动操作装置51的情况下,油门/制动操作装置51生成用来驱动行驶装置4的操作信号及用来制动行驶装置4的操作信号中的至少一方。在由驾驶员操作了油门/制动操作装置51的情况下,操作信号取得部101取得用来驱动行驶装置4的操作信号及用来制动行驶装置4的操作信号中的至少一方。

在由驾驶员操作了前进后退操作装置52的情况下,前进后退操作装置52输出:使行驶装置4改变为前进状态的操作信号、使行驶装置4改变为空档状态的操作信号、以及使行驶装置4改变为后退状态的操作信号中的至少一个。在由驾驶员操作了前进后退操作装置52的情况下,取得:前进后退操作装置52使行驶装置4改变为前进状态的操作信号、使行驶装置4改变为空档状态的操作信号、以及使行驶装置4改变为后退状态的操作信号中的至少一个。

如上所述,前进后退操作装置52包括前进后退操作部件。在打算将行驶装置4改变为前进状态和后退状态的情况下,前进后退操作部件从F位置及R位置中的一方经由N位置移动到另一方。在前进后退操作部件从N位置移动到F位置的情况下,前进后退操作装置52输出用来使行驶装置4改变为前进状态的操作信号。在前进后退操作部件从N位置移动到R位置的情况下,前进后退操作装置52输出使行驶装置4改变为后退状态的操作信号。在前进后退操作部件从F位置及R位置中的一方移动到了N位置的情况下,前进后退操作装置52输出使行驶装置4改变为空档状态的操作信号。

检测信号取得部102取得输入轴转速传感器41的检测信号及输出轴转速传感器42的检测信号。输入轴转速传感器41的检测信号表示输入轴11的转速。输出轴转速传感器42的检测信号表示输出轴12的转速。

目标输出轴转矩决定部103基于轮式装载机1的行驶速度和油门/制动操作装置51的操作信号,计算表示输出轴12的目标转矩的目标输出轴转矩。目标输出轴转矩决定部103基于由检测信号取得部102取得出的输出轴转速传感器42的检测信号,计算轮式装载机1的行驶速度。目标输出轴转矩决定部103从操作信号取得部101取得油门/制动操作装置51的操作信号。目标输出轴转矩决定部103基于从由检测信号取得部102取得出的输出轴转速传感器42的检测信号计算出的轮式装载机1的行驶速度、以及由操作信号取得部101取得出的油门/制动操作装置51的操作信号,决定目标输出轴转矩。例如,在轮式装载机1正在前进时,在取得有用来驱动行驶装置4的操作信号的情况下,目标输出轴转矩变大。在取得有用来制动行驶装置4的操作信号的情况下,目标输出轴转矩变小。在轮式装载机1的行驶速度较低的情况下,目标输出轴转矩变大。在轮式装载机1的行驶速度较高的情况下,目标输出轴转矩变小。

发动机加减速转矩决定部104基于轮式装载机1的行驶速度和油门/制动操作装置51的操作信号,计算表示发动机6的目标转矩的发动机加减速转矩。发动机加减速转矩相当于表示输入轴11的目标转矩的目标输入轴转矩。发动机加减速转矩决定部104基于由检测信号取得部102取得出的输出轴转速传感器42的检测信号计算轮式装载机1的行驶速度。发动机加减速转矩决定部104从操作信号取得部101取得油门/制动操作装置51的操作信号。发动机加减速转矩决定部104基于从由检测信号取得部102取得出的输出轴转速传感器42的检测信号计算出的轮式装载机1的行驶速度、以及从操作信号取得部101取得出的油门/制动操作装置51的操作信号,决定发动机加减速转矩。例如,在取得有用来驱动行驶装置4的操作信号的情况下,发动机加减速转矩变大。在取得有用来制动行驶装置4的操作信号的情况下，发动机加减速转矩变小。

输出轴转速预测部105基于目标输出轴转矩和输出轴转速传感器42的检测信号,计算表示从当前时刻开始规定时间后的预测时刻的输出轴12的转速的预测值的推定输出轴转速。此外,输出轴转速预测部105也可以使用通过任意方法推定出的输出轴负荷转矩来推定输出轴的转速的预测值。当前时刻包括:计算出目标输出轴转矩的时刻及由检测信号取得部102取得到输出轴转速传感器42的检测信号的时刻。

输入轴转速预测部106基于发动机加减速转矩和输入轴转速传感器41的检测信号,计算表示从当前时刻开始规定时间后的预测时刻的输入轴11的转速的预测值的推定输入轴转速。当前时刻包括:计算出发动机加减速转矩的时刻及由检测信号取得部102取得到输入轴转速传感器41的检测信号的时刻。

速度比运算部107基于推定输出轴转速和推定输入轴转速,计算表示从当前时刻开始规定时间后的预测时刻的速度比的目标值的目标速度比。

动力控制部108输出用于控制动力传递装置10的控制指令。在本实施方式中,动力控制部108输出用于控制第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2中的至少一方的控制指令。从动力控制部108输出的控制指令包括改变第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的至少一方的容量指令。动力控制部108能够将用来改变第一液压泵电动机P1的容量Pc1的容量指令输出到第一容量调整装置Q1。动力控制部108能够将用来改变第二液压泵电动机P2的容量Pc2的容量指令输出到第二容量调整装置Q2。

离合器控制部109输出用于控制离合器机构30的控制指令。从离合器控制部109输出的控制指令包括:使离合器机构30的多个离合器中规定的离合器卡合的离合器指令、以及使正在卡合的离合器断开的断开指令。

存储部110存储用来控制第一液压泵电动机P1、第二液压泵电动机P2、及离合器机构30中的至少一个的数据。在本实施方式中,存储部110存储用于表示第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2与速度比之间的关系的关联数据。

动力控制部108基于由速度比运算部107计算出的目标速度比、以及存储在存储部110的关联数据，输出改变第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的至少一方的容量指令。

离合器控制部109基于由速度比运算部107计算出的目标速度比,输出使离合器机构30的多个离合器中规定的离合器卡合的离合器指令。此外,离合器控制部109基于输入轴转速传感器41的检测信号和输出轴转速传感器42的检测信号,计算表示实际的速度比的实际速度比,基于实际速度比输出使离合器机构30的多个离合器中规定的离合器卡合的离合器指令。

计时器部111在离合器机构30的多个离合器中的第一离合器处于卡合的状态下测算从时刻t0开始的经过时间,时刻t0为由操作信号取得部101取得到基于前进后退操作装置52的操作而生成的、用来使前进后退操作装置52从前进状态或后退状态改变为空档状态的操作信号的时刻。即,计时器部111测算从时刻t0开始的时间,时刻t0为前进后退操作部件从F位置及R位置中的一方移动到N位置的时刻。

在从时刻t0开始经过规定时间之前,在第一离合器处于卡合的状态下，转矩减少指令部112输出用于减少输出轴12的转矩的转矩减少指令。在本实施方式中,转矩减少指令部112将转矩减少指令输出到目标输出轴转矩决定部103。在输出有转矩减少指令的情况下,目标输出轴转矩决定部103将目标输出轴转矩决定为零。

在从时刻t0开始经过规定时间之后,离合器控制部109输出使第一离合器断开的断开指令。

在第一离合器被断开的状态下,动力控制部108输出用于控制第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2中的至少一方的控制指令,以使下一个被卡合的第二离合器的输入侧构件的转速与第二离合器的输出侧构件的转速一致。

下一个被卡合的第二离合器基于速度比决定。离合器控制部109基于表示输入轴11的转速和输出轴12的转速之比的速度比,决定下一个被卡合的第二离合器。

离合器控制部109基于从输入轴转速传感器41的检测信号和输出轴转速传感器42的检测信号计算出的实际速度比,决定下一个被卡合的第二离合器。

决定出第二离合器之后,动力控制部108基于实际速度比和存储在存储部110的关联数据,输出控制指令以使下一个被卡合的第二离合器的输入侧构件的转速与输出侧构件的转速一致。在本实施方式中,动力控制部108基于实际速度比和存储在存储部110的关联数据,输出改变第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的至少一方的容量指令,以使下一个被卡合的第二离合器的输入侧构件的转速与输出侧构件的转速一致。

基于速度比,能够将第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2切换成是作为液压泵发挥功能,还是作为液压马达发挥功能。动力控制部108输出容量指令,以使得在第二离合器被卡合的速度比下作为液压马达发挥功能的第一液压泵电动机P1及第二液压泵电动机P2中的至少一方的容量(Pc1、Pc2)改变。

在下一个被卡合的第二离合器已决定、前进后退操作装置52的空档状态已解除、且第二离合器的输入侧构件的转速与输出侧构件的转速已一致时,离合器控制部109输出使第二离合器卡合的离合器指令。此外,也可以是在第二离合器的输入侧构件的转速与输出侧构件的转速之间的差变成小于等于预先设定好的容许值之后,离合器控制部109输出使第二离合器卡合的离合器指令。

关联数据

图6是示意性表示本实施方式涉及的关联数据的一个示例的图。如图6所示,关联数据是表示第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2与速度比之间的关系。在图6中,横轴表示速度比,纵轴表示容量(cc/rev)。此外,图6是表示轮式装载机1前进时的关联数据。

如图6所示,在本实施方式中,关联数据设定为:在第一速度比Ca和比第一速度比Ca高的第二速度比Cb之间的规定速度比范围CM内,随着速度比的变化,使第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2的双方发生变化。第一速度比Ca是比基准切换速度比Cv0高的值。第二速度比Cb是比第一速度比Ca高的值。

关联数据设定为:在规定速度比范围CM内,随着速度比的变化,在第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的一方增加时,第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的另一方减少。

规定速度比范围CM包括使卡合的离合器产生切换的切换速度比Cv。如上所述,切换速度比Cv包括第一切换速度比Cv1、比第一切换速度比Cv1高的第二切换速度比Cv2、比第一切换速度比Cv1低的基准切换速度比Cv0。此外,如参照图4所说明的那样,切换速度比Cv包括比基准切换速度比Cv0低的第三切换速度比Cv3。

在本实施方式中,规定速度比范围CM包括第一切换速度比Cv1及第二切换速度比Cv2。

关联数据设定为:从切换速度比Cv开始速度比越高，则容量越增加或减少,从切换速度比Cv开始速度比越低，则容量越增加或减少。即,在关联数据中,将容量的拐点设定为切换速度比Cv。

例如,第一液压泵电动机P1的容量Pc1为:从第一切换速度比Cv1开始速度比越高，则越增加,从第一切换速度比Cv1开始速度比越低，则越增加,从第二切换速度比Cv2开始速度比越高，则越减少,从第二切换速度比Cv2开始速度比越低，则越减少。第二液压泵电动机P2的容量Pc2为:从第一切换速度比Cv1开始速度比越高，则越减少,从第一切换速度比Cv1开始速度比越低，则越减少,从第二切换速度比Cv2开始速度比越高，则越增加,从第二切换速度比Cv2开始速度比越低，则越增加。

关联数据设定为:在第一切换速度比Cv1和第二切换速度比Cv2之间的速度比,第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的一方增加时,第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的另一方减少。

如上所述,在切换速度比Cv,能够将第一液压泵电动机P1和第二液压泵电动机P2切换成是作为液压泵发挥功能,还是作为液压马达发挥功能。在本实施方式中,例如在由来自发动机6的动力加速轮式装载机1的情况下,在第一切换速度比Cv1和第二切换速度比Cv2之间的速度比,第一液压泵电动机P1作为液压泵发挥功能,第二液压泵电动机P2作为液压马达发挥功能。此外,作为液压泵的功能及作为液压马达的功能,不仅可以根据速度比,也可以根据传递到输出轴12的转矩是加速侧的还是减速侧的来切换。关联数据设定为:在第一切换速度比Cv1和第二切换速度比Cv2之间的速度比,在第一液压泵电动机P1的容量Pc1增加时,第二液压泵电动机P2的容量Pc2减少。

在规定速度比范围CM内,第一液压泵电动机P1的容量Pc1为第一液压泵电动机P1的最大容量Pc1m以下。第二液压泵电动机P2的容量Pc2为第二液压泵电动机P2的最大容量Pc2m以下。

在关联数据中,切换速度比Cv下的第一液压泵电动机P1的容量Pc1为第一液压泵电动机P1的最大容量Pc1m以下,切换速度比Cv下的第二液压泵电动机P2的容量Pc2为第二液压泵电动机P2的最大容量Pc2m以下。

最大容量Pc1m是将第一液压泵电动机P1的斜轴驱动到最大角度时的第一液压泵电动机P1的容量Pc1,是基于第一液压泵电动机P1的规格唯一地决定的值。最大容量Pc2m是将第二液压泵电动机P2的斜轴驱动到最大角度时的第二液压泵电动机P2的容量Pc2,是基于第二液压泵电动机P2的规格唯一地决定的值。

控制方法

接着,对本实施方式涉及的作业车辆1的控制方法进行说明。图7是表示本实施方式涉及的轮式装载机1的控制方法的一个示例的流程图。

操作信号取得部101判定是否已取得用来使行驶装置4改变为空档状态的操作信号(步骤S1)。

例如,在打算将轮式装载机1从后退状态改变为前进状态的情况下,或在打算将轮式装载机1从前进状态改变为后退状态的情况下,驾驶员操作前进后退操作装置52的前进后退操作部件。在前进后退操作部件从R位置经由N位置移动到F位置的情况下,或在前进后退操作部件从F位置经由N位置移动到R位置的情况下,在前进后退操作部件位于N位置的过程中,从前进后退操作装置52输出使行驶装置4改变为空档状态的操作信号。

在步骤S1中,在判定为未取得用来使行驶装置4改变为空档状态的操作信号的情况下(步骤S1:“否"),目标输出轴转矩决定部103基于轮式装载机1的行驶速度和油门/制动操作装置51的操作信号,计算输出轴12的目标转矩,将计算出的目标转矩决定为目标输出轴转矩(步骤S2)。

发动机加减速转矩决定部104基于轮式装载机1的行驶速度和油门/制动操作装置51的操作信号,计算发动机6的目标转矩,将计算出的目标转矩决定为发动机加减速转矩(步骤S3)。

输出轴转速预测部105基于在步骤S2决定出的目标输出轴转矩和输出轴转速传感器42的检测信号,计算从当前时刻开始规定时间后的预测时刻的输出轴12的转速的预测值,将计算出的预测值决定为推定输出轴转速(步骤S4)。

输入轴转速预测部106基于在步骤S3决定出的发动机加减速转矩和输入轴转速传感器41的检测信号,计算从当前时刻开始规定时间后的预测时刻的输入轴11的转速的预测值,将计算出的预测值决定为推定输入轴转速(步骤S5)。

速度比运算部107基于在步骤S4决定出的推定输出轴转速和在步骤S5决定出的推定输入轴转速,计算从当前时刻开始规定时间后的预测时刻的速度比的目标值,将计算出的目标值决定为目标速度比(步骤S6)。

离合器控制部109基于在步骤S6决定出的目标速度比决定被卡合的离合器(步骤S7)。

如参照图4所说明的那样,被卡合的离合器是基于速度比预先设定好的。离合器控制部109基于目标速度比决定被卡合的离合器。

动力控制部108基于在步骤S6决定出的目标速度比和存储在存储部110的关联数据,决定第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2(步骤S8)。

离合器控制部109将使在步骤S7决定出的离合器卡合的离合器指令输出到离合器机构30(步骤S9)。

动力控制部108输出改变容量Pc1和容量Pc2中的至少一方的容量指令(步骤S10),以使其成为在步骤S8决定出的容量Pc1或容量Pc2。

在步骤S1中，在判定为已取得使行驶装置4改变为空档状态的操作信号的情况下(步骤S1：“是”)，离合器控制部109向包括卡合过的第一离合器的离合器机构30的全部的离合器输出断开指令(步骤S11)。

离合器控制部109基于由检测信号取得部102取得出的输入轴转速传感器41的检测信号和输出轴转速传感器42的检测信号，计算实际速度比(步骤S12)。

动力控制部108基于在步骤S12计算出的实际速度比和存储在存储部110的关联数据，决定第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的至少一方(步骤S13),以使下一个被卡合的离合器的输入侧构件的转速与输出侧构件的转速一致。

动力控制部108输出改变容量Pc1和容量Pc2中的至少一方的容量指令(步骤S10),以使其成为在步骤S16决定出的容量Pc1或容量Pc2。

计算机系统

图8是表示本实施方式涉及的计算机系统1000的一个示例的框图。上述的控制装置100包括计算机系统1000。计算机系统1000具有:CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)那样的处理器1001、包括ROM(Read Only Memory,只读存储器)这类非易失性存储器及RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)那样的易失性存储器的主存储器1002、存储装置1003、以及包括输入/输出电路的接口1004。上述的控制装置100的功能以计算机程序的形式存储于存储装置1003。处理器1001从存储装置1003读取计算机程序并在主存储器1002中加载,按照计算机程序实施上述处理。此外,计算机程序也可以通过网络传输至计算机系统1000。

计算机程序能够根据上述的实施方式，使计算机系统1000执行下述处理：经由具有包括作为液压泵及液压马达中的一方发挥功能的第一液压泵电动机P1和作为液压泵及液压马达中的另一方发挥功能的第二液压泵电动机P2的液压传递机构10B的动力传递装置10及离合器机构30，将输入到与发动机6连接的输入轴11的动力传递到与行驶装置4连接的输出轴12；基于表示输入轴11的转速和输出轴12的转速之比的速度比，输出使离合器机构30的多个离合器中规定的离合器卡合的离合器指令；存储表示第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2与速度比之间的关系的关联数据；基于速度比和关联数据，输出改变第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的至少一方的容量指令。关联数据设定为：在第一速度比Ca和比第一速度比Ca高的第二速度比Cb之间的规定速度比范围CM内，随着速度比的变化，使第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2的双方发生变化。

效果

如以上说明的那样，根据本实施方式，基于速度比和关联数据，改变第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2中的至少一方。关联数据设定为：在第一速度比Ca和比第一速度比Ca高的第二速度比Cb之间的规定速度比范围CM内，随着速度比的变化，使第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2的双方发生变化。由于在规定速度比范围CM内，设定为随着速度比的变化容量Pc1和容量Pc2的双方总是变化，因此能够减少斜板或斜轴的开始动作时的时滞的产生频率，能够抑制由于上述时滞而导致的感受恶化。

此外，由于在规定速度比范围CM内，设定为随着速度比的变化第一液压泵电动机P1的容量Pc1和第二液压泵电动机P2的容量Pc2的双方总是变化，因此，与单侧的液压泵电动机维持某容量不变，仅通过另一方的液压泵电动机容量的改变来改变电动机容量比的情况相比，同样的电动机容量比变化所需的单个泵电动机容量的变化在设定为双方总是变化的情况下较小，能够抑制斜板或斜轴的响应性不够。因此，能够适当控制速度比。

此外，通过在规定速度比范围CM内，设定为容量Pc1比最大容量Pc1m小且容量Pc2比最大容量Pc2m小，能够有效地抑制第一液压泵电动机P1的响应性的不够和第二液压泵电动机P2的响应性的不够。

在低速度比范围CL内，在通过来自发动机6的动力使车体加速的情况下，作为液压马达发挥功能的第一液压泵电动机P1的容量Pc1设定为最大容量Pc1m。低速度比范围CL是轮式装载机1需要最大牵引力的范围。由于在轮式装载机1需要最大牵引力的低速度比范围CL内将作为液压马达发挥功能的第一液压泵电动机P1的容量Pc1设定为最大容量Pc1m，因此轮式装载机1能够在低速度比范围CL内产生最大牵引力。

在高速度比范围CH内，在通过来自发动机的动力使车体加速的情况下，作为液压泵发挥功能的第二液压泵电动机P2的容量Pc2设定为最大容量Pc2m。在高速度比范围CH内，车速或发动机转速的变动较小，很少有情况需要液压泵电动机具有高响应性。通过将容量Pc2设定为最大容量Pc2m，动力传递装置10能够实现更高的速度比，不需要使发动机转速急剧上升就能够实现更高的车速。

其它实施方式

此外，在上述的实施方式中，动力传递装置10是指包括机械传递机构10A及液压传递机构10B双方的HMT。动力传递装置10也可以是包括液压传递机构10B但不包括机械传递机构10A的HST。

此外,在上述的实施方式中,作业车辆1是指轮式装载机。适用在上述的实施方式说明的结构要素的作业车辆1,不局限于轮式装载机,能够广泛适用于具有离合器机构的作业车辆1。例如,作业车辆1也可以是推土机。

符号说明

1…轮式装载机(作业车辆)、2…车架、2F…前框架、2R…后框架、3…作业机、3A…动臂、3B…铲斗、3C…提升工作缸、3D…铲斗缸、3E…双臂曲柄、4…行驶装置、4A…车轴、4F…驱动轮、4R…驱动轮、4S…转向缸、5…驾驶室、6…发动机、6A…燃料喷射装置、7…动力输出装置、8…作业机泵、9…转向泵、10…动力传递装置、10A…机械传递机构、10B…液压传递机构、11…输入轴、12…输出轴、13…液压油管、14…输入齿轮、15…行星齿轮机构、15C…齿轮架、15P…行星齿轮、15R…衬筒、15S…恒星齿轮、16…行星齿轮机构、16C…齿轮架、16P…行星齿轮、16S…恒星齿轮、17…行星齿轮机构、17P…行星齿轮、17R…环形齿轮、17S…恒星齿轮、18…环形齿轮、19…传递轴、20…齿轮架齿轮、22…传递轴、23…齿轮、24…外周齿轮、30…离合器机构、31…低速齿轮、32…中速齿轮、33…高速齿轮、41…输入轴转速传感器、42…输出轴转速传感器、50…操作装置、51…油门/制动操作装置、52…前进后退操作装置、100…控制装置、101…操作信号取得部、102…检测信号取得部、103…目标输出轴转矩决定部、104…发动机加减速转矩决定部、105…输出轴转速预测部、106…输入轴转速预测部、107…速度比运算部、108…动力控制部、109…离合器控制部、110…存储部、111…计时器部、112…转矩减少指令部、Ca…第一速度比、Cb…第二速度比、CH…高速度比范围、CL…低速度比范围、CM…规定速度比范围、Cv…切换速度比、Cv0…基准切换速度比、Cv1…第一切换速度比、Cv2…第二切换速度比、Cv3…第三切换速度比、FH…前进高速离合器、FL…前进低速离合器、FM…前进中速离合器、P1…第一液压泵电动机、P2…第二液压泵电动机、Pc1…容量、Pc1m…最大容量、Pc2…容量、Pc2m…最大容量、Q1…第一容量调整装置、Q2…第二容量调整装置、RL…后退低速离合器、RM…后退中速离合器。