作業(yè)車輛及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及作業(yè)車輛及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在作業(yè)車輛中，存在同時(shí)進(jìn)行行駛和作業(yè)機(jī)的作業(yè)的情況。在該情況下，重要的是 取得車輛的牽引力和作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力的平衡。例如，有時(shí)前進(jìn)行駛來挖掘土砂并將其裝入 鏟斗，同時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)升降臂使鏟斗上升的作業(yè)。在這樣的作業(yè)中，牽引力作為對(duì)升降臂的升 力的反力發(fā)揮作用。因此，當(dāng)牽引力變大，而壓入鏟斗的力過大時(shí)，難以抬起鏟斗。這樣，在 挖掘作業(yè)中當(dāng)牽引力過大時(shí)，對(duì)作業(yè)機(jī)的負(fù)載變得過大。在該情況下，產(chǎn)生難以進(jìn)行作業(yè)或 燃料費(fèi)用高等問題。
[0003] 因此，在專利文獻(xiàn)1所公開的作業(yè)車輛中，通過限制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令節(jié)流的上限 值，使?fàn)恳p小。即，通過以減小牽引力的方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)，防止對(duì)作業(yè)機(jī)的負(fù)載變得過 大。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :(日本）特開平2007-182859號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的課題
[0008] 本申請(qǐng)的發(fā)明人設(shè)計(jì)了具備具有電動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力傳遞裝置的混合型的作業(yè)車輛。 在該混合型的作業(yè)車輛中，根據(jù)油門操作部件的操作量決定要求牽引力。以車輛的牽引力 成為要求牽引力的方式，控制電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩。由此，駕駛員通過操作油門操作部件， 能夠得到期望的牽引力。
[0009] 但是，在這樣的混合型的作業(yè)車輛中，通過如上所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，取得車輛的 牽引力和作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力的平衡困難。即，在混合型的作業(yè)車輛中，車輛的牽引力由電動(dòng)馬 達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩決定。因此，即使使對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令節(jié)流減小，只要電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩未降 低，則牽引力也未必降低。并且，在混合型的作業(yè)車輛中，通過駕駛員減小油門操作部件的 操作量，能夠使?fàn)恳p小，但需要使作業(yè)機(jī)的操作和油門操作部件的操作協(xié)調(diào)的操作，并 不容易。
[0010] 本發(fā)明的課題在于提供能夠以容易的操作取得車輛的牽引力和作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力 的平衡的作業(yè)車輛及其控制方法。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 本發(fā)明的一個(gè)方式的作業(yè)車輛具備發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、作業(yè)機(jī)、動(dòng)力傳遞裝置、行駛 裝置、油門操作部件和控制部。液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。作業(yè)機(jī)由從液壓泵排出的工作油驅(qū) 動(dòng)。動(dòng)力傳遞裝置具有電動(dòng)馬達(dá)。行駛裝置利用從動(dòng)力傳遞裝置輸出的驅(qū)動(dòng)力使車輛行駛。 控制部控制動(dòng)力傳遞裝置?？刂撇烤哂袀鲃?dòng)要求決定部、指令轉(zhuǎn)矩決定部和牽引力限制部。 傳動(dòng)要求決定部基于油門操作部件的操作量決定要求牽引力。要求牽引力是行駛裝置中的 目標(biāo)牽引力。指令轉(zhuǎn)矩決定部以車輛的牽引力成為要求牽引力的方式?jīng)Q定電動(dòng)馬達(dá)的輸出 轉(zhuǎn)矩。當(dāng)車輛處于挖掘中時(shí)，牽引力限制部將要求牽引力減小至比與油門操作部件的操作 量對(duì)應(yīng)的值小。
[0013] 在本方式的作業(yè)車輛中，在挖掘中，要求牽引力被減小至比與油門操作部件的操 作量對(duì)應(yīng)的值小。根據(jù)被減小的要求牽引力，決定電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩。由此，車輛的牽引 力被減小至比與油門操作部件的操作量對(duì)應(yīng)的值小，抑制了對(duì)作業(yè)機(jī)的負(fù)載變得過大的情 況。因此，在本方式的作業(yè)車輛中，能夠以容易的操作取得車輛的牽引力和作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力 的平衡。
[0014] 優(yōu)選的是，當(dāng)車輛處于挖掘中時(shí)，牽引力限制部將油門操作部件的操作量修正為 比實(shí)際的操作量小的值。傳動(dòng)要求決定部基于油門操作部件的被修正過的操作量決定要求 牽引力。在該情況下，通過牽引力限制部修正油門操作部件的操作量，減小車輛的牽引力。 因此，能夠通過簡(jiǎn)單的控制減小車輛的牽引力。
[0015] 優(yōu)選的是，當(dāng)車輛處于挖掘中、且液壓泵的排出壓比規(guī)定的閾值大時(shí)，牽引力限制 部將要求牽引力減小至比與油門操作部件的操作量對(duì)應(yīng)的值小。液壓泵的排出壓根據(jù)施加 于作業(yè)機(jī)的負(fù)載的大小變動(dòng)。因此，當(dāng)液壓泵的排出壓比規(guī)定的閾值大時(shí)，通過減小要求牽 引力，當(dāng)在作業(yè)機(jī)施加有大的負(fù)載時(shí)，能夠使?fàn)恳p小。由此，能夠更適當(dāng)?shù)厝〉密囕v的 牽引力和作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力的平衡。
[0016] 優(yōu)選的是，牽引力限制部根據(jù)液壓泵的排出壓減小要求牽引力。在該情況下，能夠 根據(jù)對(duì)作業(yè)機(jī)的負(fù)載的大小調(diào)整牽引力。
[0017] 優(yōu)選的是，作業(yè)車輛還具備用于操作作業(yè)機(jī)的作業(yè)機(jī)操作部件?？刂撇窟€具有發(fā) 動(dòng)機(jī)要求決定部和要求節(jié)流決定部。發(fā)動(dòng)機(jī)要求決定部決定發(fā)動(dòng)機(jī)要求馬力。要求節(jié)流決 定部基于發(fā)動(dòng)機(jī)要求馬力決定對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令節(jié)流值。發(fā)動(dòng)機(jī)要求決定部根據(jù)基于要求牽 引力決定的傳動(dòng)要求馬力和基于作業(yè)機(jī)操作部件的操作量決定的作業(yè)機(jī)要求馬力，決定發(fā) 動(dòng)機(jī)要求馬力。
[0018] 在該情況下，即使?fàn)恳ο拗撇渴挂鬆恳p小，發(fā)動(dòng)機(jī)要求馬力也被決定為 得到作業(yè)機(jī)要求馬力所必要的值。因此，即使?fàn)恳ο拗撇渴挂鬆恳p小，也能夠確保 必要的作業(yè)機(jī)要求馬力。例如，如以往的作業(yè)車輛的那樣，在通過限制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令節(jié)流 使?fàn)恳p小的情況下，通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，液壓泵的驅(qū)動(dòng)力也降低。因此，確保必要的 作業(yè)機(jī)要求馬力困難。與這樣的以往的作業(yè)車輛相比，在本方式的作業(yè)車輛中，能夠容易地 確保必要的作業(yè)機(jī)要求馬力。
[0019] 優(yōu)選的是，動(dòng)力傳遞裝置還具有輸入軸和輸出軸，將來自發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞至 行駛裝置。動(dòng)力傳遞裝置構(gòu)成為通過使電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速變化，來使輸出軸相對(duì)于輸入軸的 轉(zhuǎn)速比變化。
[0020] 本發(fā)明的其他方式的控制方法是作業(yè)車輛的控制方法。作業(yè)車輛具備發(fā)動(dòng)機(jī)、液 壓泵、作業(yè)機(jī)、動(dòng)力傳遞裝置、行駛裝置和油門操作部件。液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。作業(yè)機(jī)由 從液壓泵排出的工作油驅(qū)動(dòng)。動(dòng)力傳遞裝置具有電動(dòng)馬達(dá)。行駛裝置利用從動(dòng)力傳遞裝置 輸出的驅(qū)動(dòng)力使車輛行駛。本方式的控制方法具備第1至第3步驟。在第1步驟中，基于 油門操作部件的操作量決定行駛裝置中的作為目標(biāo)牽引力的要求牽引力。在第2步驟中， 以車輛的牽引力成為要求牽引力的方式?jīng)Q定電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩。在第3步驟中，當(dāng)車輛 處于挖掘中時(shí)，將要求牽引力減小至比與油門操作部件的操作量對(duì)應(yīng)的值小。
[0021] 在本方式的作業(yè)車輛的控制方法中，在挖掘中，要求牽引力被減小至比與油門操 作部件的操作量對(duì)應(yīng)的值小。根據(jù)被減小的要求牽引力，決定電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩。由此， 車輛的牽引力被減小至比與油門操作部件的操作量對(duì)應(yīng)的值小，抑制了對(duì)作業(yè)機(jī)的負(fù)載變 得過大的情況。因此，在本方式的作業(yè)車輛的控制方法中，能夠以容易的操作取得車輛的牽 引力和作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力的平衡。
[0022] 發(fā)明效果
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠以容易的操作取得車輛的牽引力和作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力的 平衡的作業(yè)車輛及其控制方法。
【附圖說明】
[0024] 圖1是實(shí)施方式的作業(yè)車輛的側(cè)視圖。
[0025] 圖2是表示作業(yè)車輛的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0026] 圖3是表示動(dòng)力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0027] 圖4是表示第1馬達(dá)和第2馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相對(duì)于車速的變化的圖。
[0028] 圖5是表示對(duì)馬達(dá)的指令轉(zhuǎn)矩的決定處理的框圖。
[0029] 圖6是表示傳動(dòng)要求決定部的處理的框圖。
[0030] 圖7是表示要求節(jié)流決定部的處理的框圖。
[0031] 圖8是表示牽引力限制部的處理的框圖。
[0032] 圖9是表示挖掘時(shí)油門修正信息的表。
[0033] 圖10是表示變形例的動(dòng)力傳遞裝置的示意圖。
[0034] 圖11是表示其他實(shí)施方式的牽引力限制部的處理的框圖。
[0035] 圖12是表示微動(dòng)時(shí)油門修正信息的表。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明的實(shí)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、作業(yè)機(jī)3、行駛輪4,5和駕駛室6。 作業(yè)車輛1是輪式裝載機(jī)，通過驅(qū)動(dòng)行駛輪4,5旋轉(zhuǎn)來行駛。作業(yè)車輛1能夠使用作業(yè)機(jī) 3進(jìn)行挖掘等作業(yè)。
[0037] 在車體架2安裝有作業(yè)機(jī)3和行駛輪4, 5。作業(yè)機(jī)3由來自后述作業(yè)機(jī)泵23 (參 照?qǐng)D2)的工作油驅(qū)動(dòng)。作業(yè)機(jī)3具有動(dòng)臂11和鏟斗12。動(dòng)臂11被安裝于車體架2。作 業(yè)機(jī)3具有升降缸13和|產(chǎn)斗缸14。升降缸13和|產(chǎn)斗缸14是液壓缸。升降缸13的一端被 安裝于車體架2。升降缸13的另一端被安裝于動(dòng)臂11。通過升降缸13利用來自作業(yè)機(jī)泵 23的工作油伸縮，而動(dòng)臂11上下轉(zhuǎn)動(dòng)。鏟斗12被安裝于動(dòng)臂11的末端。鏟斗缸14的一 端被安裝于車體架2。鏟斗缸14的另一端經(jīng)由搖臂15被安裝于鏟斗12。通過鏟斗缸14 利用來自作業(yè)機(jī)泵23的工作油伸縮，而鏟斗12上下轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0038] 在車體架2安裝有駕駛室6。駕駛室6被載置在車體架2上。在駕駛室6內(nèi)配置 有用于駕駛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被安裝成能夠相互向左右方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0039] 作業(yè)車輛1具有轉(zhuǎn)向缸18。轉(zhuǎn)向缸18被安裝于前架16和后架17。轉(zhuǎn)向缸18是 液壓缸。通過轉(zhuǎn)向缸18利用來自后述轉(zhuǎn)向泵30的工作油伸縮，而向左右變更作業(yè)車輛1 的行駛方向。
[0040] 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(dòng)機(jī)21、 動(dòng)力取出裝置22 (以下，稱作"PTO 22"）、動(dòng)力傳遞裝置24、行駛裝置25、操作裝置26和控 制部27等。
[0041] 發(fā)動(dòng)機(jī)21例如是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)21的輸出通過調(diào)整向發(fā)動(dòng)機(jī)21的缸內(nèi)噴 射的燃料量來控制。燃料量的調(diào)整通過控制部27控制安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)21的燃料噴射裝置28 來進(jìn)行。作業(yè)車輛1具備發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部31。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部31檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并 將表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)信號(hào)傳送至控制部27。
[0042] 作業(yè)車輛1具有作業(yè)機(jī)泵23、轉(zhuǎn)向泵30和傳動(dòng)泵29。作業(yè)機(jī)泵23、轉(zhuǎn)向泵30和 傳動(dòng)泵29是液壓泵。PTO 22 (Power Take Off)將來自發(fā)動(dòng)機(jī)21的驅(qū)動(dòng)力的一部分傳遞至 這些液壓泵23, 30, 29。即，PTO 22將來自發(fā)動(dòng)機(jī)21的驅(qū)動(dòng)力分配到這些液壓泵23, 30, 29 和動(dòng)力傳遞裝置24。
[0043] 作業(yè)機(jī)泵23由來自發(fā)動(dòng)機(jī)21的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。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被供給到上述升降缸13和鏟斗缸14。作業(yè)車輛1具備作業(yè)機(jī)泵壓檢測(cè) 部32。作業(yè)機(jī)泵壓檢測(cè)部3