作业车辆及其控制方法_5

文档序号:9437704阅读:来源:国知局
电动机离合器Cml的连接开始时刻经过了第二预测时间Tth2时,在步骤 S510中,电动机指令决定部83决定对第一电动机MG1和第S电动机MG3赋予的指令扭矩。 良P,判定为第S电动机MG3与第一电动机MG1的连接结束,向第S电动机MG3分配扭矩。对 运里的扭矩分配的方法进行后述。 阳203] W上,对将第S电动机MG3的连接对象从第二电动机MG2切换成第一电动机MG1 时的控制进行了说明,但将第S电动机MG3的连接对象从第一电动机MG1切换成第二电动 机MG2时的控制也与上述一样。目P,在第二预测转速RS_m2'从比第一预测转速RS_ml'大 的值减少到第一预测转速RS_ml'时,电动机切换控制部92控制电动机切换机构73,使第= 电动机MG3的连接对象从第一电动机MG1切换成第二电动机MG2。在从第二预测转速达到 第一预测转速的时刻起经过规定的第=预测时间为止的期间,电动机指令决定部83将对 第S电动机MG3赋予的指令扭矩设定成规定的待机指令值。在本实施方式中,第S预测时 间是与第二预测时间相同的值,但也可W是不同的值。 阳204] 接着,说明向第S电动机MG3分配扭矩的处理。
[0205] 在第S电动机MG3与第一电动机MG1连接时,电动机指令决定部83将上述的Tml_ ref设为对第S电动机MG3及第一电动机MG1的请求扭矩,将其一部分分配给第S电动机 MG3。在第S电动机MG3与第二电动机MG2连接时,电动机指令决定部83将上述的Tm2_ref 设为对第S电动机MG3及第二电动机MG2的请求扭矩,将其一部分分配给第S电动机MG3。 W下,对第S电动机MG3与第一电动机MG1连接,将Tml_ref分配给第一电动机MG1和第S 电动机MG3时的处理进行说明。
[0206] 图15表示针对请求扭矩的对各电动机的指令扭矩。在图15中,实线Ld_ml表示 对于请求扭矩向第一电动机MG1赋予的指令扭矩。虚线Ld_m3表示对于请求扭矩向第S电 动机MG3赋予的指令扭矩。如图15所示,电动机指令决定部83决定对第一电动机MG1及 第S电动机MG3的指令扭矩,W使对第S电动机MG3赋予的指令扭矩与对第一电动机MG1 赋予的指令扭矩相同。此外,在图15中,为了便于理解,将实线Ld_ml和虚线Ld_m3稍微分 开表示,但准确而言,实线Ld_ml和虚线Ld_m3 -致。
[0207] 在该情况下,对第一电动机MG1赋予的指令扭矩Tml及对第S电动机MG3赋予的 指令扭矩Tm3如下面的式3所示。 阳20引[式引
[0209] Tml=Tm3 =Tml_ref/(1 甘)
[0210] r是第S电动机MG3相对于第一电动机MGl的增速比。旨P,第S电动机MG3的转 速是第一电动机MG1的转速的r倍。另外,第S电动机MG3的扭矩变成r倍传递至第一电 动机MG1的旋转轴。此外,如果r〉l,则第S电动机MG3的扭矩变成r倍来辅助第一电动机 MG1,可使电动机进一步小型化。 阳21UW上,对于将Tml_ref分配给第一电动机MG1和第S电动机MG3时的处理进行了 说明,但将Tm2_ref分配给第二电动机MG2和第S电动机MG3时的处理也与上述相同。 阳21引图16是表示本实施方式中第一电动机MG1、第二电动机MG2、第S电动机MG3的转 速相对于转速比的变化的图。在图16中,与图4 一样,单点划线La_ml表示第一电动机MG1 的转速,单点划线La_m2表示第二电动机MG2的转速。实线La_m3表示第S电动机MG3的转 速。此外,在Lo模式下,第S电动机MG3只与第一电动机MG1连接,即使在第二电动机Gm2 的转速比第一电动机MG1的转速小时,也不与第二电动机Gm2连接,而成为切断状态。 阳213] 另外,图16表示进行上述的扭矩分配时对各电动机MG1、MG2、MG3赋予的指令扭 矩的变化。在图16中,单点划线Le_ml表示对第一电动机MG1赋予的指令扭矩,单点划线Le_m2表示对第二电动机MG2赋予的指令扭矩。实线Le_m3表示对第S电动机MG3赋予的 指令扭矩。另外,图16表示第一电动机离合器Cml和第二电动机离合器Cm2的连接(0脚 状态和切断(OFF)状态的变化。在图16中,与图4 一样,实线La_cml表示对第一电动机离 合器Cml赋予的指令信号的变化。实线La_cm2表示对第二电动机离合器Cm2赋予的指令 信号的变化。 阳214] 图17是表示比较例中的第一电动机MG1和第二电动机MG2的转速相对于转速比 的变化的图。在比较例中,不进行第S电动机MG3的辅助。在图17中,单点划线La_mr表 示比较例中的第一电动机MG1的转速,单点划线La_m2'表示比较例中的第二电动机MG2的 转速。另外,图17表示比较例中对各电动机MGUMG2赋予的指令扭矩的变化。在图17中, 单点划线Le_ml'表示对第一电动机MG1赋予的指令扭矩,单点划线Le_m2'表示对第二电 动机MG2赋予的指令扭矩。 阳21引如图17所示,在电动机的转速小时,电动机的扭矩变大。因此,如图17所示,在比 较例中,在第一电动机MG1的转速为接近零的较小的值时(区域A),对第一电动机MG1赋予 的指令扭矩超过极限扭矩Tliml。另外,在第二电动机MG2的转速为接近零的较小的值时 (区域B),对第二电动机MG2赋予的指令扭矩超过极限扭矩Tlim2。
[0216] 与之相对地,如图16所示,在本实施方式中,在Lo模式下,在第一电动机MG1的转 速比第二电动机MG2的转速小时(区域A1),第S电动机MG3与第一电动机MG1连接,将请 求扭矩均等地分配给第一电动机MG1和第S电动机MG3。由此,对第一电动机MG1赋予的指 令扭矩及对第S电动机MG3赋予的指令扭矩被设定成不超过极限扭矩Tliml。
[0217] 此外,在Lo模式下,即使第二电动机MG2的转速比第一电动机MG1的转速小(区 域A2),第S电动机MG3也不与第二电动机MG2连接,而成为待机状态。但是,即使在该情 况下,对第二电动机MG2赋予的请求扭矩也不超过极限扭矩Tlim2,因此,对第二电动机MG2 赋予的指令扭矩不超过极限扭矩Tlim2。 阳218] 在化模式下,在第二电动机MG2的转速比第一电动机MG1的转速小时(区域B1), 第S电动机MG3与第二电动机MG2连接,将请求扭矩均等地分配给第二电动机MG2和第S 电动机MG3。由此,对第二电动机MG2赋予的指令扭矩及对第S电动机MG3赋予的指令扭矩 被设定成不超过极限扭矩Tlim2。 阳219] 另外,在化模式下,在第一电动机MG1的转速比第二电动机MG2的转速小时(区 域B2),第S电动机MG3与第一电动机MG1连接,将请求扭矩均等地分配给第一电动机MG1 和第=电动机MG3。由此,对第一电动机MG1赋予的指令扭矩及对第S电动机MG3赋予的指 令扭矩被设定成不超过极限扭矩Tliml。
[0220] 本实施方式的作业车辆具有W下特征。 阳22U在不需要第S电动机MG3的辅助时,第S电动机MG3成为与第一电动机MG1和第 二电动机MG2均被切断的切断状态。由此,可抑制在第S电动机MG3中产生损耗,能够提高 动力传递装置24中的动力传递效率。 阳222] 在第S电动机MG3处于切断状态时,电动机指令决定部83将对第S电动机MG3赋 予的转速的指令值设定成规定的待机指令值。由此,可进一步抑制在第S电动机MG3中产 生损耗。此外,在第S电动机MG3处于切断状态时,也可W将扭矩的指令值设定成规定的待 机指令值,而不是第S电动机MG3的转速。 阳223] 在将第=电动机MG3从切断状态切换成第一连接状态时,电动机指令决定部83决 定对第S电动机MG3赋予的指令值,使第S电动机MG3的转速与第一电动机MG1的转速同 步。因此,可化流杨地进行第S电动机MG3和第一电动机MG1的连接。另外,在将第S电动 机MG3从切断状态切换成第二连接状态时,电动机指令决定部83决定对第S电动机MG3赋 予的指令值,使第=电动机MG3的转速与第二电动机MG2的转速同步。由此,可抑制连接时 产生冲击。 阳224] 在将第S电动机MG3的连接对象从第二电动机MG2切换成第一电动机MG1的情况 下,在第一预测转速和第S电动机MG3的转速的差成为规定的切换阔值W下时,电动机切 换控制部92开始第一电动机离合器Cml的连接。另外,电动机切换控制部92切断第二电 动机离合器Cm2。因此,考虑到连接第一电动机离合器Cml所需的时间,可在第一转速与第 S电动机MG3的转速接近的时刻,将第S电动机MG3从切断状态切换成第一连接状态。同 样,在将第S电动机MG3的连接对象从第一电动机MG1切换成第二电动机MG2的情况下,在 第二预测转速和第S电动机MG3的转速的差成为规定的切换阔值W下时,电动机切换控制 部92开始第二电动机离合器Cm2的连接。另外,电动机切换控制部92切断第一电动机离 合器Cml。因此,考虑到连接第二电动机离合器Cm2所需的时间,可在第二转速与第S电动 机MG3的转速接近的时刻,将第=电动机MG3从切断状态切换成第二连接状态。由此,可抑 制连接时产生冲击。此外,各电动机离合器Cml、Cm2进行连接和切断的顺序,可W是任一个 在前,也可W是同时。 阳225] 从第一电动机离合器Cml或第二电动机离合器Cm2的连接开始时刻到经过规定的 第二预测时间为止,电动机指令决定部83将对第=电动机MG3赋予的指令扭矩设定为规定 的待机指令值。因此,在直到第一电动机离合器Cml或第二电动机离合器Cm2的连接结束为 止的期间,对第S电动机MG3赋予的指令扭矩是规定的待机指令值。因此,第S电动机MG3 的转速因离合器连接时的扭矩传递而变动时,可预防第S电动机MG3为了恢复转速而输出 不必要的扭矩。由此,可进一步抑制离合器连接时的冲击产生。 阳226] 在将第S电动机MG3与第一电动机MG1连接的情况下,在从第一电动机离合器Cml 的连接开始时刻经过第二预测时间时,电动机指令决定部83基于请求指令扭矩决定对第 一电动机MG1和第S电动机MG3赋予的指令扭矩。因此,可在接近第一电动机离合器Cml 的连接结束时刻的时刻,开始第=电动机MG3的辅助。另外,在将第=电动机MG3与第二电 动机MG2连接的情况下,在从第二电动机离合器Cm2的连接开始时刻经过第二预测时间时, 电动机指令决定部83基于请求指令扭矩,决定对第二电动机MG2和第S电动机MG3赋予的 指令扭矩。因此,可在接近第二电动机离合器Cm2的连接结束时刻的时刻,开始第S电动机 MG3的辅助。 阳227] 用于判定是否需要第S电动机MG3的辅助的第一连接判定条件是,通过变速操作 部件53a选择了第一速度的速度范围。因此,在驾驶员因需要大的扭矩而选择第一速度的 速度范围时,第S电动机MG3成为连接状态。由此,通过第S电动机MG3辅助第一电动机 MG1或第二电动机MG2,可得到较大的扭矩。
[0228] 用于判定是否需要第S电动机MG3的辅助的第二连接判定条件是,根据第一电动 机MG1的输出扭矩和第二电动机MG2的输出扭矩而得到的动力传递装置24的牵引力对于 请求牵引力是否不足。因此,在为了得到请求牵引力而需要第S电动机MG3的辅助的情况 下,第S电动机MG3成为连接状态。由此,通过第S电动机MG3辅助第一电动机MG1或第二 电动机MG2,能够得到请求牵引力。
[0229] W上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明不限于上述实施方式,可在不 脱离发明宗旨的范围内进行各种变更。
[0230] 本发明不限于EMT,也可适用于HMT等其它种类的变速装置。在该情况下,第一电 动机MG1、第二电动机MG2、第S电动机MG3作为液压电动机及液压累而发挥作用。第一电 动机MG1、第二电动机MG2、第S电动机MG3为可变容量式的累/电动机,由控制部27控制 容量。 阳231] 动力传递装置24的结构不限于上述实施方式。例如,两个行星齿轮机构68、69的 各构件的连结、配置不限于上述实施方式的连结、配置。行星齿轮机构的数量不限于两个。 例如,动力传递装置24也可W具备1个行星齿轮机构。 阳232] 在上述实施方式中,根据第一预测转速和第二预测转速判定第S电动机MG3的连 接对象的切换,但也可W根据第一转速和第二转速判定第S电动机MG3的连接对象的切 换。 阳233] 在Lo模式下,第S电动机MG3也可W与第二电动机MG2连接。在Lo模式下,第S 电动机MG3也可W总是与第一电动机MG1和第二电动机MG2的某一方连接。
[0234] 在上述实施方式中,连接判定部91及切换判定部94根据第二预测时间Tth2来推 定第一电动机离合器Cml或第二电动机离合器Cm2的连接结束的时刻,但也可W根据图18 所示的来自离合器填充检测部39的检测信号来判定第一电动机离合器Cml或第二电动机 离合器Cm2的连接结束。离合器填充检测部39检测从离合器控制阀38排出的工作油对第 一电动机离合器Cml和第二电动机离合器Cm2的填充结束。离合器填充检测部39是例如 对设置在各电动机离合器Cml、Cm2的离合器板的动作做出反应的开关。或者,离合器填充 检测部39也可W是检测各电动机离合器Cml、Cm2的液压的压力开关或压力传感器。 阳235] 在该情况下,从第一电动机离合器Cml或第二电动机离合器Cm2的连接开始时刻 到离合器填充检测部39检测到填充结束为止,电动机指令决定部83将对第S电动机MG3 赋予的指令扭矩设定成规定的待机指令值。另外,在第一电动机离合器Cml或第二电动机 离合器Cm2的连接开始后,在离合器填充检测部39检测到填充结束时,电动机指令决定部 83基于请求指令扭矩决定对第一电动机MG1或第二电动机MG2、W及第S电动机MG3赋予 的指令扭矩。 阳236] 在上述实施方式中,在向第S电动机MG3分配扭矩时,对第S电动机MG3赋予的指 令扭矩被设定成与对第=电动机MG3的连接对象的电动机例如第一电动机MG1赋予的指令 扭矩相同。但是,电动机指令决定部83只要W对第S电动机MG3赋予的指令扭矩处于对第 一电动机MG1赋予的指令扭矩W下的方式决定对第一电动机MG1及第S电动机MG3的指令 扭矩即可,对第S电动机MG3的扭矩分配不限于上述实施方式的方法。 阳237] 例如,图19表示第一变形例的对第S电动机MG3的扭矩分配。图19表示在第S 电动机MG3与第一电动机MG1连接的情况下,相对于请求扭矩的向第一电动机MG1赋予的 指令扭矩和向第S电动机MG3赋予的指令扭矩。在图19中,虚线Lf_ml表示相对于请求扭 矩的向第一电动机MG1赋予的指令扭矩。实线Lf_m3表示相对于请求扭矩的向第S电动机 MG3赋予的指令扭矩。
[0238] 如图19所示,请求扭矩为规定的极限扭矩TlimlW下时,电动机指令决定部83将 请求扭矩决定为第一电动机MG1的指令扭矩,并且,将第=电动机MG3的指令扭矩设定成规 定的待机指令值(本变形例中为零)。在请求扭矩比规定的极限扭矩Tliml大时,将极限扭 矩Tliml决定为第一电动机MG1的指令扭矩,并且将请求扭矩和极限扭矩Tliml的差决定 为第S电动机MG3的指令扭矩。在该情况下,对第一电动机MG1赋予的指令扭矩Tml及对 第S电动机MG3赋予的指令扭矩Tm3如下面的式4所示。
[0239] [式"
[0240] Tml_ref兰Tliml时, 阳 241] Tml= Tml_ref
[0242] Tm3 = 0 阳24引 Tml_ref〉Tliml时,
[0244] Tml= Tliml
[0245] Tm3 = (Tml_ref-Tliml)/r 阳246] 在第一变形例中的向第S电动机MG3的扭矩分配方法中,在请求扭矩比规定的极 限扭矩Tliml大时,可通过第S电动机MG3辅助第一电动机MG1。另外,在请求扭矩为规定 的极限扭矩TlimlW下时,由于第S电动机MG3的指令扭矩为规定的待机指令值,因此,即 使进行了连接第S电动机MG3的切换,也能够抑制冲击产生。此外,在第S电动机MG3与第 二电动机MG2连接的情况下,与上述的对第一电动机MG1赋予的指令扭矩同样地决定对第 二电动机MG2赋予的指令扭矩。
[0247] 图20是表示第二变形例中对第S电动机MG3的扭矩分配。图20表示在第S电动 机MG3与第一电动机MGl连接的情况下,相对于请求扭矩的向第一电动机MGl赋予的指令 扭矩和向第S电动机MG3赋予的指令扭矩。在图20中,虚线Lg_ml表示相对于请求扭矩的 向第一电动机MG1赋予的指令扭矩。实线Lg_m3表示相对于请求扭矩的向第S电动机MG3 赋予的指令扭矩。
[0248] 如图20所示,在请求扭矩为规定的扭矩阔值TqthlW下时,电动机指令决定部83 将请求扭矩决定为第一电动机MG1的指令扭矩,并且将第S电动机MG3的指令扭矩设定成 规定的待机指令值(本变形例中为零)。在请求扭矩比规
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