作業(yè)車輛和作業(yè)車輛的充電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及作業(yè)車輛和作業(yè)車輛的充電控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為輪式裝載機(jī)等作業(yè)車輛，公知的是具有液力變矩器和多級(jí)式變速裝置的動(dòng)力傳遞裝置(以下，稱為“液力變矩器式的變速裝置”)。另一方面，近年來，作為代替液力變矩器式的變速裝置的動(dòng)力傳遞裝置，公知的是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)1所示，HMT具有齒輪機(jī)構(gòu)和與齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)元件連接的馬達(dá)，將來自發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力的一部分變換為液壓而傳遞到行駛裝置，并且將驅(qū)動(dòng)力的其余部分機(jī)械地傳遞到行駛裝置。
[0004]EMT例如具有行星齒輪機(jī)構(gòu)、電動(dòng)馬達(dá)，從而能夠進(jìn)行無級(jí)變速。行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽齒輪、行星齒輪架、環(huán)形齒輪這三種元件中的第一元件與輸入軸連結(jié)，第二元件與輸出軸連結(jié)。另外，第三元件與電動(dòng)馬達(dá)連結(jié)。電動(dòng)馬達(dá)根據(jù)作業(yè)車輛的行駛狀況，作為馬達(dá)和發(fā)電機(jī)中任一種發(fā)揮作用。在EMT中，根據(jù)該電動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度變化，而使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度無級(jí)變化。
[0005]另外，在HMT中，代替EMT中的電動(dòng)馬達(dá)，而使用液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)根據(jù)作業(yè)車輛的行駛狀況，而作為馬達(dá)和栗中的任一種發(fā)揮作用。與EMT同樣地，在HMT中，根據(jù)該液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度比變化，而使輸出軸相對(duì)于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度比無級(jí)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(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0010]在搭載有上述EMT、HMT等的混合動(dòng)力車輛所具有的動(dòng)力傳遞裝置中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)、馬達(dá)/發(fā)電機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)與輸出軸的位置關(guān)系，具有串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式的動(dòng)力傳遞裝置。另外，混聯(lián)式包括:輸入混聯(lián)式、輸出混聯(lián)方式、并列混聯(lián)式。輸入混聯(lián)式的動(dòng)力傳遞裝置在變速裝置的輸入軸(發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸)側(cè)具有一個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)。輸出混聯(lián)式的動(dòng)力傳遞裝置在變速裝置的輸出軸(車軸)側(cè)具有一個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)。并列混聯(lián)式的動(dòng)力傳遞裝置在變速裝置的輸入軸側(cè)和輸出軸側(cè)的雙方具有兩個(gè)以上行星齒輪機(jī)構(gòu)。
[0011]搭載EMT的車輛為了驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)而搭載電池、電容器。并且，在空檔狀態(tài)、切斷狀態(tài)(通過將鑰匙向關(guān)閉旋轉(zhuǎn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)停止的狀態(tài))待機(jī)時(shí)，由于電池、電容器的電力自然放電的影響等，會(huì)比通常的蓄電量低。在蓄電量降低的狀態(tài)，在檔桿切換為F或者R而啟動(dòng)時(shí)，該車輛通過使發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)而使作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，而進(jìn)行用于返回通常蓄電量的充電。其結(jié)果是，該車輛在加速時(shí)會(huì)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行充電，而使加速惡化。因此，優(yōu)選在停止時(shí)或不需要加速的空檔狀態(tài)下，在蓄電量低時(shí)，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行電池、電容器的充電。在此，串聯(lián)方式、并聯(lián)方式、輸出混聯(lián)式的車輛能夠不經(jīng)由行星齒輪機(jī)構(gòu)而將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接起來，因此利用發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，而能夠容易地對(duì)混合動(dòng)力車輛的電池等進(jìn)行充電。但是，由于輸入混聯(lián)式、并聯(lián)混聯(lián)式的車輛經(jīng)由行星齒輪機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接起來，因此如果不調(diào)節(jié)行星齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)元件的一部分，則不能夠進(jìn)行所希望的充電。因此，在停止時(shí)、空檔狀態(tài)時(shí)對(duì)輸入混聯(lián)式、并聯(lián)混聯(lián)式的車輛進(jìn)行充電比其他方式的車輛困難。
[0012]本發(fā)明的課題在于提供一種作業(yè)車輛和作業(yè)車輛的充電控制方法，即使該作業(yè)車輛為搭載有經(jīng)由行星齒輪機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接起來的動(dòng)力傳遞裝置的作業(yè)車輛，也能夠進(jìn)行充電。
[0013]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0014]本發(fā)明的第一方式的作業(yè)車輛具有:發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓栗、工作裝置、行駛裝置、動(dòng)力傳遞裝置、控制部、能量儲(chǔ)存部。液壓栗被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。工作裝置被從液壓栗排出的工作油驅(qū)動(dòng)。行駛裝置被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。動(dòng)力傳遞裝置將來自發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到行駛裝置。動(dòng)力傳遞裝置具有輸入軸、輸出軸、齒輪機(jī)構(gòu)、能量生成用馬達(dá)、第一離合器和固定部件。齒輪機(jī)構(gòu)包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞到輸出軸。行星齒輪機(jī)構(gòu)包括互不相同的第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件。第一離合器設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)與第一旋轉(zhuǎn)元件之間的動(dòng)力傳遞路徑。固定部件使第二旋轉(zhuǎn)元件固定或者釋放。能量生成用馬達(dá)與第三旋轉(zhuǎn)元件連接。在動(dòng)力傳遞裝置中，通過使能量生成用馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化，而使輸出軸相對(duì)于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度比發(fā)生變化。能量儲(chǔ)存部存儲(chǔ)有在能量生成用馬達(dá)產(chǎn)生的能量?？刂撇靠刂苿?dòng)力傳遞裝置?？刂撇堪ㄕ{(diào)節(jié)第一離合器的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)部?？刂撇坷霉潭ú考潭ǖ诙D(zhuǎn)元件，利用旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)部使第一離合器的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度接近而使第一離合器卡合，通過利用發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力使能量生成用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，而將能量存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部。
[0015]優(yōu)選旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)部在存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部的能量為規(guī)定的第一量以下的情況下，通過一邊使第一離合器滑動(dòng)一邊卡合，來使第一離合器的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度接近。
[0016]優(yōu)選第一離合器的一方的旋轉(zhuǎn)軸是與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接的離合器輸入軸，第一離合器的另一方的旋轉(zhuǎn)軸是經(jīng)由能量生成用馬達(dá)的輸出軸與行星齒輪機(jī)構(gòu)的第二旋轉(zhuǎn)元件連接的離合器輸出軸，旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)部在存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部的能量比規(guī)定的第一量大的情況下，對(duì)于馬達(dá)進(jìn)行控制，以使離合器輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度接近離合器輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度。
[0017]優(yōu)選固定部件包括用于對(duì)輸出軸進(jìn)行制動(dòng)的駐車制動(dòng)器。控制部在存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部的能量為規(guī)定的第二量以下時(shí)，通過使駐車制動(dòng)器動(dòng)作來固定第二旋轉(zhuǎn)元件。
[0018]固定部件也可以包括與第二旋轉(zhuǎn)元件連接的連接馬達(dá)。也可以使控制部在存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部的能量比規(guī)定的第二量大時(shí)，對(duì)連接馬達(dá)進(jìn)行控制，以使連接馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度為0，從而固定第二旋轉(zhuǎn)元件。
[0019]優(yōu)選控制部在存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部的能量比規(guī)定的第三量大的情況下，在能量儲(chǔ)存部存儲(chǔ)有能量時(shí)，利用存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部的能量驅(qū)動(dòng)能量生成用馬達(dá)，以使在妨礙發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)的方向上產(chǎn)生扭矩。
[0020]優(yōu)選能量儲(chǔ)存部是電容器。[0021 ]優(yōu)選控制部在使第一離合器卡合后，使發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度增大。
[0022 ]本發(fā)明的第二方式的作業(yè)車輛的控制方法為以下所述的作業(yè)車輛的控制方法。該作業(yè)車輛具有:發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓栗、工作裝置、行駛裝置、動(dòng)力傳遞裝置、控制部、能量儲(chǔ)存部。液壓栗被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。工作裝置被從液壓栗排出的工作油驅(qū)動(dòng)。行駛裝置被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。動(dòng)力傳遞裝置將來自發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到行駛裝置。動(dòng)力傳遞裝置具有輸入軸、輸出軸、齒輪機(jī)構(gòu)、能量生成用馬達(dá)、第一離合器和固定部件。齒輪機(jī)構(gòu)包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞到輸出軸。行星齒輪機(jī)構(gòu)包括互不相同的第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件。第一離合器設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)與第一旋轉(zhuǎn)元件之間的動(dòng)力傳遞路徑。固定部件使第二旋轉(zhuǎn)元件固定或者釋放。能量生成用馬達(dá)與第三旋轉(zhuǎn)元件連接。在動(dòng)力傳遞裝置中，通過使能量生成用馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化，而使輸出軸相對(duì)于輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度比發(fā)生變化。該控制方法包括:利用固定部件固定第二旋轉(zhuǎn)元件的步驟;使第一離合器的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度接近而使第一離合器卡合的步驟;通過利用發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力使能量生成用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)而將能量存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部的步驟。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]在本發(fā)明的作業(yè)車輛和作業(yè)車輛的控制方法中，固定行星齒輪機(jī)構(gòu)的第二旋轉(zhuǎn)元件，使第一離合器的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度接近而使第一離合器卡合，通過利用發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力使能量生成用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)而將能量存儲(chǔ)于能量儲(chǔ)存部。由此，能夠提供一種即使在具有經(jīng)由行星齒輪機(jī)構(gòu)而將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接起來的動(dòng)力傳遞裝置的作業(yè)車輛中，也能夠進(jìn)行充電的作業(yè)車輛和作業(yè)車輛的控制方法。
【附圖說明】
[0025]圖1是作業(yè)車輛的側(cè)視圖。
[0026]圖2是表示作業(yè)車輛的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0027]圖3是表示第一實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖4是表示變頻器的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖5A是表示第一實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的簡要?jiǎng)幼鞯牧鞒虉D。
[0030]圖5B是表示第一實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的簡要?jiǎng)幼鞯牧鞒虉D。
[0031]圖5C是表示第一實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的簡要?jiǎng)幼鞯牧鞒虉D。
[0032]圖6是表示變頻器在電容器充電時(shí)所進(jìn)行的具體動(dòng)作的流程圖。
[0033]圖7是表示第二實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0034]圖8是表示第二實(shí)施方式的動(dòng)力傳遞裝置的簡要?jiǎng)幼鞯牧鞒虉D。
【具體實(shí)施方式】
[0035][第一實(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具有:車架2、工作裝置3、行駛輪4、5、駕駛室6。作業(yè)車輛1為輪式裝載機(jī)，通過使行駛輪4、5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而行駛。作業(yè)車輛1能夠利用工作裝置3進(jìn)行挖掘等作業(yè)。
[0037]車架2具有前架16、后架17。前架16和后架17安裝為能夠相互向左右方向傾轉(zhuǎn)。在前架16上安裝有工作裝置3和行駛輪4、5。工作裝置3被來自后述工作裝置栗23(參照?qǐng)D2)的工作油驅(qū)動(dòng)。工作裝置3具有大臂11和鏟斗12。大臂11安裝在車架2上。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的一端安裝在前架16上。提升缸13的另一端安裝在大臂11上。提升缸13利用來自工作裝置栗23的工作油伸縮，而使大臂11上下擺動(dòng)。鏟斗12安裝在大臂11的前端。鏟斗缸14的一端安裝在車架2上。鏟斗缸14的另一端經(jīng)由曲拐15安裝在鏟斗12上。鏟斗缸14利用來自工作裝置栗23的工作油伸縮，而使鏟斗12上下擺動(dòng)。
[0038]在后架17上安裝有駕駛室6和行駛輪5。駕駛室6搭載在車架2上。在駕駛室6內(nèi)配置有供操作人員乘坐的座椅、后述操作裝置等。
[0039]作業(yè)車輛1具有轉(zhuǎn)向缸18。轉(zhuǎn)向缸18安裝在前架16、后架17上。轉(zhuǎn)向缸18是液壓缸。轉(zhuǎn)向缸18利用來自后述轉(zhuǎn)向栗28的工作油伸縮，而使作業(yè)車輛1的行進(jìn)方向左右改變。
[0040]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的作業(yè)車輛1的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，作業(yè)車輛1具有:發(fā)動(dòng)機(jī)21、PT022、動(dòng)力傳遞裝置24、行駛裝置25、操作裝置26、控制部27等。
[0041 ]發(fā)動(dòng)機(jī)21例如是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。通過調(diào)節(jié)向發(fā)動(dòng)機(jī)21的氣缸內(nèi)噴射的燃料量來控制發(fā)動(dòng)機(jī)21的輸出。通過控制部27控制安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)21上的燃料噴射裝置21a來進(jìn)行燃料量的調(diào)節(jié)。作業(yè)車輛1具有發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度檢測部31。發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度檢測部31檢測發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，將表示發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的檢測信號(hào)向控制部27發(fā)送。
[0042]作業(yè)車輛1也可以具有工作裝置栗23、轉(zhuǎn)向栗28、變速器栗29。工作裝置栗23、轉(zhuǎn)向栗28、變速器栗29為液壓栗。PT022將來自發(fā)動(dòng)機(jī)21的驅(qū)動(dòng)力的一部分傳遞到這些液壓栗
23、28、29。即，PT022將來自發(fā)動(dòng)機(jī)21的驅(qū)動(dòng)力分配到這些液壓栗23、28、29、動(dòng)力傳遞裝置24。
[0043]工作裝置栗23利用來自發(fā)動(dòng)機(jī)21的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。從工作裝置栗23排出的工作油經(jīng)由工作裝置控制閥41供給到上述提升缸13和鏟斗缸14。作業(yè)車輛1具有工作裝置栗壓檢測部32。工作裝置栗壓檢測部32檢測來自工作裝置栗23的工作油的排出壓力(以下，稱為“工作裝置栗壓”)，將表示工作裝置栗壓力的檢測信號(hào)向控制部27發(fā)送。
[0044]工作裝置栗23是可變排量型的液壓栗。通過改變工作裝置栗23的斜盤或者斜軸的傾轉(zhuǎn)角，來改變工作裝置栗23的排量。第一容量控制裝置42與工作裝置栗23連接。第一容量控制裝置42被控制部27控制，來改變工作裝置栗23的傾轉(zhuǎn)角。由此，工作裝置栗23的排量被控制部27控制。例如，第一容量控制裝置42調(diào)節(jié)工作裝置栗23的傾轉(zhuǎn)角，以使工作裝置控制閥41的前后的壓差保持一