CN113825932B - 作业车辆的控制装置、作业车辆、及作业车辆的控制方法 - Google Patents

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Abstract

作业车辆具备动力源、行驶装置、将动力源的动力向行驶装置传递的动力传递装置。动力传递装置具备具有能够设定安全压的安全阀的静液压式无级变速器。作业车辆的控制装置具备根据行驶装置的目标输出值设定安全阀的安全压的安全压设定部。

Description

作业车辆的控制装置、作业车辆、及作业车辆的控制方法
技术领域
本发明涉及作业车辆的控制装置、作业车辆、及作业车辆的控制方法。
本申请基于2019年6月11日在日本申请的特愿2019－108554号主张优先权，并将其内容引用于此。
背景技术
已知有搭载无级变速器的轮式装载机等作业车辆。作为无级变速器的例子，可举出HST(Hydraulic Static Transmission，静液压传动)及HMT(Hydraulic MechanicalTransmission，液压-机械传动)。在专利文献1中公开有一种技术，为了降低在一泵二马达形式HST的离合器操作时产生的急速的加速感，而控制HST的泵容量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－231331号公报
发明内容
发明所要解决的问题
如专利文献1所记载，有时搭载于作业车辆的无级变速器的HST回路的压力由于各种因素而变高至必要以上。例如，在产生了因挖掘或推土等作业引起的负荷变动、或因制动引起的负荷变动的情况下，HST回路的压力骤变。当HST回路的压力急剧上升时，输出扭矩变高至必要以上，作业车辆的乘坐舒适性变差。
本发明的目的在于，提供能够防止无级变速器的因负荷变动引起的输出扭矩的骤变的作业车辆的控制装置、作业车辆、及作业车辆的控制方法。
用于解决问题的技术方案
根据本发明的一个方式，提供一种作业车辆的控制装置，其具备：动力源；行驶装置；动力传递装置，其具备具有能够设定安全压的安全阀的静液压式无级变速器，将所述动力源的动力向所述行驶装置传递；安全压设定部，其根据所述行驶装置的目标输出值，设定所述安全阀的所述安全压。
发明效果
根据所述方式，作业车辆的控制装置能够防止动力传递装置的因负荷变动引起的输出扭矩的骤变。
附图说明
图1是第一实施方式的作业车辆的侧视图。
图2是表示第一实施方式的驾驶室的内部的结构的图。
图3是表示第一实施方式的作业车辆的动力***的示意图。
图4是表示第一实施方式的变速器具备的HST的结构的图。
图5是表示第一实施方式的作业车辆的控制装置的结构的概略框图。
图6是表示第一实施方式的作业车辆的控制方法的流程图。
图7是表示第一实施方式的安全压的设定的例子的图。
图8是表示由第一实施方式的控制装置产生的安全压的设定的效果的图。
具体实施方式
〈第一实施方式〉
以下，参照附图详细地说明实施方式。
图1是第一实施方式的作业车辆的侧视图。
第一实施方式的作业车辆100为轮式装载机。作业车辆100具备：车体110、工作装置120、前轮部130、后轮部140、驾驶室150。作业车辆100为动力机械的一例。
车体110具备前车体111、后车体112、及转向缸113。前车体111和后车体112被安装成绕沿车体110的上下方向延伸的转向轴可转动。前轮部130设置于前车体111的下部，后轮部140设置于后车体112的下部。
转向缸113为液压缸。转向缸113的基端部安装于后车体112，前端部安装于前车体111。转向缸113通过工作油进行伸缩，由此，规定前车体111和后车体112所成的角度。即，通过转向缸113的伸缩，规定前轮部130的转向角。
工作装置120被用于砂土等作业对象物的挖掘及搬运。工作装置120设置于车体110的前部。工作装置120具备大臂121、铲斗122、曲拐123、提升缸124、铲斗缸125。
大臂121的基端部经由销安装于前车体111的前部。
铲斗122具备用于挖掘作业对象物的铲和用于搬运挖掘到的作业对象物的容器。铲斗122的基端部经由销安装于大臂121的前端部。
曲拐123将铲斗缸125的动力向铲斗122传递。曲拐123的第一端经由连杆机构安装于铲斗122的底部。曲拐123的第二端经由销安装于铲斗缸125的前端部。
提升缸124为液压缸。提升缸124的基端部安装于前车体111的前部。提升缸124的前端部安装于大臂121。提升缸124通过工作油进行伸缩，由此，大臂121向上升方向或下降方向进行驱动。
铲斗缸125为液压缸。铲斗缸125的基端部安装于前车体111的前部。铲斗缸125的前端部经由曲拐123安装于铲斗122。铲斗缸125通过工作油进行伸缩，由此，铲斗122向倾斜方向或倾卸方向进行动作。
驾驶室150是操作者乘坐且用于进行作业车辆100的操作的空间。驾驶室150设置于后车体112的上部。
图2是表示第一实施方式的驾驶室的内部的结构的图。在驾驶室150的内部设置座椅151、加速踏板152、制动踏板153、方向盘154、前后切换开关155、换档开关156、大臂杆157、铲斗杆158。需要说明的是，作业车辆100可以具备一个制动踏板153，也可以具备多个制动踏板153。例如，在作业车辆100如图2所示那样具备两个制动踏板153的情况下，从后方观察时左制动踏板153也可以被分配与右制动踏板153的功能相同的功能。另外，也可以在左制动踏板153和右制动踏板153中分配相互不同的功能。在该情况下，例如也可以以通过左制动踏板153的操作解除离合器的卡合的方式，根据左制动踏板153的操作量改变离合器的卡合的程度。
加速踏板152为了设定使作业车辆100产生的行驶的驱动力(牵引力)而***作。加速踏板152的操作量越大，目标驱动力(目标牵引力)被设定得越高。
制动踏板153为了设定使作业车辆100产生的行驶的制动力而***作。制动踏板153的操作量越大，制动力被设定得越强。
方向盘154为了设定作业车辆100的转向角而***作。
前后切换开关155为了设定作业车辆100的行进方向而***作。作业车辆的行进方向为前进(F：Forward)、后退(R：Rear)、或中立(N：Neutral)的任一方向。
换档开关156为了设定动力传递装置的速度范围而***作。通过换档开关156的操作，从例如1档、2档、3档、及4档中选择一个速度范围。
大臂杆157为了设定大臂121的上升操作或下降操作的移动量而***作。大臂杆157通过向前方倾斜而接收下降操作，通过向后方倾斜而接收上升操作。
铲斗杆158为了设定铲斗122的倾卸操作或倾斜操作的移动量而***作。铲斗杆158通过向前方倾斜而接收倾卸操作，通过向后方倾斜而接收倾斜操作。
《动力***》
图3是表示第一实施方式的作业车辆的动力***的示意图。
作业车辆100具备：发动机210、PTO220(Power Take Off：动力取出装置)、变速器230、前车轴240、后车轴250、可变容量泵260、固定容量泵270。
发动机210例如为柴油发动机。在发动机210中设置燃料喷射装置211及发动机转速表2101。燃料喷射装置211通过调整向发动机210的缸内喷射的燃料量，而控制发动机210的驱动力。发动机转速表2101测量发动机210的转速。
PTO220将发动机210的驱动力的一部分向可变容量泵260及固定容量泵270传递。即，PTO220将发动机210的驱动力分配至变速器230、可变容量泵260及固定容量泵270。
变速器230是具备HST231(静液压式无级变速器)的无级变速器。变速器230可以是仅通过HST231进行变速控制的变速器，也可以是通过HST231和行星齿轮机构的组合进行变速控制的HMT(液压机械式无级变速器)。变速器230对向输入轴输入的驱动力进行变速并从输出轴进行输出。变速器230的输入轴与PTO220连接，输出轴与前车轴240及后车轴250连接。即，变速器230将由PTO220分配了的发动机210的驱动力向前车轴240及后车轴250传递。在变速器230中设置输入轴转速表2301及输出轴转速表2302。输入轴转速表2301测量变速器230的输入轴的转速。输出轴转速表2302测量变速器230的输出轴的转速。在变速器230的HST231中设置HST压力表2303。HST压力表2303测量HST231的压力。
前车轴240将变速器230输出的驱动力向前轮部130传递。由此，前轮部130旋转。
后车轴250将变速器230输出的驱动力向后轮部140传递。由此，后轮部140旋转。
前车轴240及后车轴250为行驶装置的一例。
可变容量泵260通过来自发动机210的驱动力进行驱动。可变容量泵260的喷出容量通过例如设置于可变容量泵260内的斜板的倾转角的控制而被变更。从可变容量泵260喷出的工作油经由控制阀261向提升缸124、及铲斗缸125供给，并经由转向阀262向转向缸113供给。
控制阀261控制从可变容量泵260喷出的工作油的流量，将工作油分配至提升缸124和铲斗缸125。转向阀262控制向转向缸113供给的工作油的流量。
在可变容量泵260中设置第一泵压力表2601及泵容量表2602。第一泵压力表2601测量工作油从可变容量泵260喷出的喷出压力。泵容量表2602基于可变容量泵260的斜板角等测量可变容量泵260的容量。
可变容量泵260为从PTO220分配动力的装置的一例。在其它的实施方式中，可变容量泵260可以由多个泵构成，也可以代替可变容量泵260或除了可变容量泵260之外，还具备未图示的液压驱动风扇等其它的供给目的地。
在提升缸124中设置提升压力传感器2603。提升压力传感器2603测量提升缸124的底部压力。
固定容量泵270通过来自发动机210的驱动力而被驱动。从固定容量泵270喷出的工作油向变速器230内的制动阀271供给。制动阀271控制向内置于各车轴的未图示的制动缸供给的工作油的压力。通过向制动缸供给工作油，而将与前轮部130及后轮部140的旋转轴一起旋转的制动盘向不旋转的板按压，而产生制动力。在固定容量泵270中设置第二泵压力表2701。第二泵压力表2701测量工作油从固定容量泵270喷出的喷出压力。固定容量泵270为从PTO220分配动力的装置的一例。固定容量泵270可以由多个泵构成，也可以具有未图示的润滑回路等供给目的地。
《HST的结构》
图4是表示第一实施方式的变速器具备的HST的结构的图。
HST231具备：HST泵2311、HST马达2312、第一安全阀2313、第一止回阀2314、第二安全阀2315、第二止回阀2316。HST泵2311和HST马达2312经由第一液压路径P1和第二液压路径P2相互连接。
HST泵2311将工作油经由第一液压路径P1或第二液压路径P2向HST马达2312供给。HST马达2312通过从HST泵2311供给的工作油进行驱动。
第一安全阀2313将第一液压路径P1和减压旁路P3连接。在第一液压路径P1的压力比第二液压路径P2高，且该差压超过规定的安全压的情况下，将在第一液压路径P1中流通的工作油向减压旁路P3流通。
第一止回阀2314与第一安全阀2313并列地设置，阻挡从第一液压路径P1流通的工作油，并将从减压旁路P3流通的工作油向第一液压路径P1流通。
第二安全阀2315将第二液压路径P2和减压旁路P3连接。在第二液压路径P2的压力比第一液压路径P1高、且该差压超过规定的安全压的情况下，将在第二液压路径P2中流通的工作油向减压旁路P3流通。
第二止回阀2316与第二安全阀2315并列地设置，阻挡从第二液压路径P2流通的工作油，并将从减压旁路P3流通的工作油向第二液压路径P2流通。
即，在第一液压路径P1的压力比第二液压路径P2高、且该差压超过规定的安全压的情况下，在第一液压路径P1中流通的工作油经由第一安全阀2313、减压旁路P3、及第二止回阀2316向第二液压路径P2流通。另一方面，在第二液压路径P2的压力比第一液压路径P1高、且该差压超过规定的安全压的情况下，在第二液压路径P2中流通的工作油经由第二安全阀2315、减压旁路P3、及第一止回阀2314向第一液压路径P1流通。需要说明的是，为了补充因工作油从HST231的泄漏引起的油量的降低，例如也可以具备用于向减压旁路P3供给工作油的未图示的液压泵。
第一安全阀2313及第二安全阀2315的安全压能够根据控制信号进行变更。例如，第一安全阀2313及第二安全阀2315也可以具备按压关闭阀的弹簧的螺线管，使螺线管的位置根据电流而进行变化，由此，设定安全压。
需要说明的是，HST压力表2303测量第一液压路径P1和第二液压路径P2之间的差压。需要说明的是，也可以在第一液压路径P1和第二液压路径P2中的每一个中设置压力传感器，根据该两个压力传感器的测量值的差测量第一液压路径P1和第二液压路径P2之间的差压。
《控制装置》
作业车辆100具备用于控制作业车辆100的控制装置300。控制装置300设置于车体110，优选设置于驾驶室150内。
控制装置300根据驾驶室150内的各操作装置(加速踏板152、制动踏板153、方向盘154、前后切换开关155、换档开关156、大臂杆157、铲斗杆158)的操作量，向燃料喷射装置211、变速器230、可变容量泵260、控制阀261输出控制信号。
图5是表示第一实施方式的作业车辆的控制装置的结构的概略框图。控制装置300是具备处理器310、主存储器(memory)330、存储器(storage)350、接口370的计算机。
存储器350为非临时的有形的存储介质。作为存储器350的例子，可举出：HDD(HardDisk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)、磁盘、光磁盘、CD－ROM(Compact Disc Read Only Memory：压缩光盘-只读存储器)、DVD－ROM(DigitalVersatile Disc Read Only Memory：数字多功能光盘只读存储器)、半导体存储器等。存储器350可以是与控制装置300的总线直接连接的内部介质，也可以是经由接口370或通信线路与控制装置300连接的外部介质。存储器350存储用于控制作业车辆100的程序。
程序也可以是用于实现使控制装置300发挥的功能的一部分的程序。例如，程序也可以是通过与已经存储于存储器350的其它程序的组合，或与安装于其它装置的其它程序的组合而发挥功能的程序。需要说明的是，在其它的实施方式中，控制装置300也可以除了上述结构之外，或代替上述结构，而具备PLD(Programmable Logic Device：可编程逻辑器件)等的定制LSI(Large Scale Integrated Circuit：大规模集成电路)。作为PLD的例子，可举出PAL(Programmable Array Logic：可编程阵列逻辑)、GAL(Generic Array Logic：通用阵列逻辑)、CPLD(Complex Programmable Logic Device：复杂可编程逻辑控制器件)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)。在该情况下，也可以通过该集成电路实现由处理器实现的功能的一部分或全部。
在通过通信线路将程序分发给控制装置300的情况下，接收到分发的控制装置300也可以将该程序在主存储器330中展开，并执行上述处理。
另外，该程序也可以是用于实现上述功能的一部分的程序。另外，该程序也可以是通过与已经存储于存储器350的其它的程序的组合而实现上述的功能的、所谓的差分文件(差分程序)。
处理器310通过执行程序，而具备：操作量获取部311、测量值获取部312、车辆状态计算部313、请求PTO扭矩确定部314、请求输出扭矩确定部315、行驶负荷推定部316、作业状态特定部317、目标转速确定部318、加速扭矩特定部319、目标发动机扭矩确定部320、发动机控制部321、目标HST压特定部322(目标回路压特定部)、余量确定部323、安全压设定部324、目标速度比确定部325、变速器控制部326及泵控制部327。
操作量获取部311从加速踏板152、制动踏板153、方向盘154、前后切换开关155、换档开关156、大臂杆157、铲斗杆158的各自获取操作量。以下，将加速踏板152的操作量称为加速操作量，将制动踏板153的操作量称为制动操作量，将方向盘154的操作量称为转向操作量，将与前后切换开关155的操作位置对应的值称为FNR操作量，将与换档开关156的操作位置对应的值称为换档操作量，将大臂杆157的操作量称为大臂操作量，将铲斗杆158的操作量称为铲斗操作量。
测量值获取部312从燃料喷射装置211、发动机转速表2101、输入轴转速表2301、输出轴转速表2302、HST压力表2303、第一泵压力表2601、泵容量表2602、提升压力传感器2603、及第二泵压力表2701获取测量值。即，测量值获取部312获取发动机210的燃料喷射量、发动机210的转速、变速器230的输入轴的转速、变速器230的输出轴的转速、HST231的压力、可变容量泵260的泵压、可变容量泵260的容量、提升缸124的底部压力、及固定容量泵270的泵压各自的测量值。
车辆状态计算部313基于测量值获取部312获取到的测量值，计算发动机210的输出扭矩、发动机210的上限扭矩、发动机210的角加速度、从PTO220向可变容量泵260及固定容量泵270分配的扭矩(PTO扭矩)、变速器230的输入输出速度比、变速器230的输出轴的角加速度、作业车辆100的行驶速度。发动机210的输出扭矩是基于燃料喷射量计算出的、发动机210实际上发挥的扭矩。发动机210的上限扭矩是发动机210可发挥的最大的扭矩。
请求PTO扭矩确定部314基于操作量获取部311获取到的转向操作量、大臂操作量、及铲斗操作量、和测量值获取部312获取到的可变容量泵260的泵压、可变容量泵260的容量、及固定容量泵270的泵压的测量值，确定从PTO220向可变容量泵260及固定容量泵270分配的扭矩的请求值(请求PTO扭矩)。例如，请求PTO扭矩确定部314基于规定操作量和请求流量之间的关系的PTO转换函数，根据转向操作量求得可变容量泵260的请求流量。另外，例如，请求PTO扭矩确定部314基于PTO转换函数，根据大臂操作量及铲斗操作量求得可变容量泵260的请求流量。而且，请求PTO扭矩确定部314基于可变容量泵260的泵压、可变容量泵260的容量、及固定容量泵270的泵压的测量值、和特定出的可变容量泵260的请求流量，确定请求PTO扭矩。
请求输出扭矩确定部315基于操作量获取部311获取到的加速操作量、制动操作量、换档操作量、及FNR操作量、和车辆状态计算部313计算出的行驶速度，确定变速器230的输出轴的扭矩的请求值(请求输出扭矩)。例如，请求输出扭矩确定部315基于规定行驶速度和请求输出扭矩之间的关系的行驶转换函数，根据车辆状态计算部313计算出的行驶速度确定请求输出扭矩。此时，请求输出扭矩确定部315基于加速操作量、制动操作量、换档操作量、及FNR操作量确定行驶转换函数的特性。
具体而言，请求输出扭矩确定部315特定与多个速度范围对应的多个行驶转换函数中、与由换档操作量特定的速度范围对应的行驶转换函数。请求输出扭矩确定部315在具有加速操作的情况下，对基于加速操作量的倍率特定出的行驶转换函数进行变形。请求输出扭矩确定部315在具有制动操作的情况下，对基于制动操作量的倍率特定出的行驶转换函数进行变形。请求输出扭矩确定部315基于FNR操作量确定请求输出扭矩的符号。需要说明的是，在请求输出扭矩和行驶速度的符号不一致的情况下(在请求输出扭矩和行驶速度的积的符号为负的情况下)，通过变速器230发挥制动侧的扭矩。
根据行驶转换函数，在行驶速度超过规定速度时，请求输出扭矩成为制动侧的值。因此，请求输出扭矩确定部315在车辆状态计算部313计算出的行驶速度超过由换档操作量、加速操作量、制动操作量特定的速度范围的上限的情况下，请求输出扭矩成为制动侧的值(与行驶速度相反的符号)。
行驶负荷推定部316基于车辆状态计算部313计算出的发动机210的输出扭矩Teng、发动机210的角加速度αeng、PTO扭矩TPTO、变速器230的输入输出速度比i、变速器230的输出轴的角加速度αout，推定与行驶有关的行驶负荷扭矩Tload。
行驶负荷扭矩Tload能够基于以下的式(1)计算出。
【数1】
Ieng为发动机210的转动惯量。Iv为作业车辆100的转动惯量。ηt为变速器230的扭矩效率。N为从变速器230的输出轴到前轮部130及后轮部140之间的车轴減速比。转动惯量Ieng、转动惯量Iv、扭矩效率ηt、及车轴減速比N为常数。需要说明的是，式(1)能够根据表示发动机210的输出扭矩Teng和变速器230的输出扭矩Tout之间的关系的式(2)、表示变速器230的输出扭矩Tout和作业车辆100的加速度αout之间的关系的式(3)导出。需要说明的是，在其它的实施方式中，行驶负荷扭矩Tload也可以基于式(1)以外的式计算。例如，也可以代替式(2)，使用表示HST231测量出的HST231的压力和HST231的可变容量泵的容量指令或设置于该可变容量泵的泵容量表测量出的泵容量和输出扭矩Tout之间的关系的式，导出特定行驶负荷扭矩Tload的式。另外，在其它的实施方式中，在变速器230具备电动马达的情况下，也可以使用电动马达的扭矩指令或由电压·电流推定出的电动马达输出扭矩，导出特定行驶负荷扭矩Tload的式。
【数2】
【数3】
作业状态特定部317基于操作量获取部311获取到的操作量及测量值获取部312获取到的测量值，特定作业车辆100的作业状态。作业状态的值例如采用“低速行驶状态”、“高速行驶状态”、“挖掘状态”、“制动状态”。
“低速行驶状态”是作业车辆100以低速度行驶的状态。作业状态特定部317也可以在例如行驶速度的绝对值低于规定值的情况下，判定为作业状态为“低速行驶状态”。另外，作业状态特定部317也可以在例如换档操作量为1档或2档的情况下，判定为作业状态为“低速行驶状态”。
“高速行驶状态”是作业车辆100前进或后退的状态。作业状态特定部317也可以在例如行驶速度的绝对值为规定值以上的情况下，判定为作业状态为“高速行驶状态”。另外，作业状态特定部317也可以在例如换档操作量为3档或4档的情况下，判定为作业状态为“高速行驶状态”。
“挖掘状态”为作业车辆100通过工作装置120进行挖掘作业的状态。作业状态特定部317也可以在例如提升缸124的底部压力的测量值为规定值以上的情况下，判定为作业状态为“挖掘状态”。
“制动状态”为作业车辆100制动的状态。作业状态特定部317也可以在例如制动操作量比0大的情况下，判定为作业状态为“制动状态”。
目标转速确定部318基于由请求输出扭矩和行驶速度计算的请求行驶功率、与由请求PTO扭矩和发动机210的转速的测量值计算的请求PTO输出的和、即请求发动机输出，确定在发动机210的控制中使用的目标发动机转速。目标转速确定部318基于通过预先设计等确定的、规定请求发动机输出和发动机转速之间的关系的转速转换函数，确定目标发动机转速。转速转换函数也可以设为例如在能够发挥请求发动机输出且不阻碍发动机加速度的范围内，将发动机210的旋转尽可能抑制在低旋转侧的设计。
另外，目标转速确定部318确定由请求PTO扭矩确定部314计算出的、为了实现可变容量泵260的请求流量所需要的发动机的转速(PTO必要转速)。目标转速确定部318基于通过预先设计等而确定的、规定可变容量泵260的请求流量和发动机转速之间的关系的转速转换函数，确定PTO必要转速。目标转速确定部318在目标发动机转速低于PTO必要转速的情况下，将目标发动机转速确定为PTO必要转速。
加速扭矩特定部319基于测量值获取部312获取到的发动机210的转速的测量值和目标转速确定部318确定的目标发动机转速，计算为了使发动机210以目标发动机转速旋转所需要的目标加速扭矩。即，加速扭矩特定部319根据发动机210的转速的测量值和目标发动机转速之间的差的转速确定目标发动机加速度，并将发动机210的转动惯量与目标发动机加速度相乘，由此，计算目标加速扭矩。
目标发动机扭矩确定部320基于由车辆状态计算部313计算出的PTO扭矩、发动机210的上限扭矩、及变速器230的输入输出速度比、请求输出扭矩确定部315确定的请求输出扭矩、发动机210的转速的测量值，确定发动机210应输出的扭矩即目标发动机扭矩。目标发动机扭矩确定部320通过将变速器230的输入输出速度比与请求输出扭矩相乘，计算为了得到请求输出扭矩所需要的发动机210的扭矩即请求输入扭矩。目标发动机扭矩确定部320将PTO扭矩和请求输入扭矩的和、和发动机扭矩的最大值中小的一方确定为目标发动机扭矩。
发动机控制部321向燃料喷射装置211输出发动机扭矩指令。具体而言，发动机控制部321输出表示目标发动机扭矩确定部320确定的目标发动机扭矩的发动机扭矩指令。
目标HST压特定部322将与请求输出扭矩确定部315确定的请求输出扭矩对应的HST231的压力确定为HST231的控制目标即目标HST压(目标回路压)。变速器230的输出扭矩和HST231的压力的关系根据通过变速器230的设计而确定的输出轴与HST马达2312之间的齿轮比的关系、和此时的HST马达2312的容量来确定。即，HST马达2312的容量越大，目标HST压越小，请求输出扭矩越大，目标HST压越大。
余量确定部323基于作业状态特定部317特定的作业车辆100的作业状态，确定相对于第一安全阀2313及第二安全阀2315的安全压与目标HST压之间的差应允许的余量压力。
余量压力预先按每个作业状态确定。当将各作业状态的余量压力按照小的顺序排列时，成为制动状态的余量压力、挖掘状态的余量压力、低速行驶状态的余量压力、高速行驶状态的余量压力。制动状态的余量压力也可以被设定为相对于制动踏板153的踏入量单调减少。另外，在想要赋予强有力的制动力的情况下，也可以将制动状态的余量压力设定成负数。
安全压设定部324将HST231的第一安全阀2313及第二安全阀2315的安全压设定成目标HST压特定部322特定的目标HST压和余量确定部323确定的余量压力的和。
目标速度比确定部325基于变速器230的输入轴的转速的测量值、变速器230的输出轴的转速的测量值、行驶负荷推定部316推定的行驶负荷扭矩、请求输出扭矩确定部315确定的目标输出扭矩、及加速扭矩特定部319特定的目标发动机加速度，确定变速器230的目标输入输出速度比。具体而言，目标速度比确定部325基于变速器230的输出轴的转速、行驶负荷扭矩、及目标输出扭矩，推定经过与规定的控制周期有关的时间后的变速器230的输出轴的转速，并将该转速作为输出轴的目标转速进行设定。目标速度比确定部325基于变速器230的输入轴的转速及目标发动机加速度，推定经过与规定的控制周期相关的时间后的变速器230的输入轴的转速，并将该转速作为输入轴的目标转速进行设定。目标速度比确定部325通过输出轴的目标转速除以输入轴的目标转速，而确定目标输入输出速度比。
变速器控制部326为了实现目标速度比确定部325确定的目标输入输出速度比，而输出变速器230的控制指令。变速器控制部326输出例如变速器230所具备的HST231的容量指令。
泵控制部327为了实现请求PTO扭矩确定部314确定的请求PTO扭矩，而输出可变容量泵260的控制指令。
《作业车辆的控制方法》
图6是表示第一实施方式的作业车辆的控制方法的流程图。
首先，操作量获取部311从加速踏板152、制动踏板153、方向盘154、前后切换开关155、换档开关156、大臂杆157、铲斗杆158中的每一个获取操作量(步骤S1)。另外，测量值获取部312从燃料喷射装置211、发动机转速表2101、输入轴转速表2301、输出轴转速表2302、HST压力表2303、第一泵压力表2601、泵容量表2602、及第二泵压力表2701获取测量值(步骤S2)。
接着，车辆状态计算部313基于步骤S2中获取到的测量值，计算发动机210的输出扭矩、发动机210的上限扭矩、发动机210的角加速度、PTO扭矩、变速器230的输入输出速度比、变速器230的输出轴的角加速度、作业车辆100的行驶速度(步骤S3)。
请求PTO扭矩确定部314基于步骤S1中获取到的转向操作量、大臂操作量、及铲斗操作量、和步骤S2中获取到的可变容量泵260的泵压及容量、以及固定容量泵270的泵压的测量值，确定请求PTO扭矩(步骤S4)。请求输出扭矩确定部315基于与步骤S1中获取到的行驶相关的操作量和步骤S3中计算出的行驶速度，确定请求输出扭矩(步骤S5)。行驶负荷推定部316基于步骤S3中计算出的车辆状态的值，推定行驶负荷扭矩(步骤S6)。
作业状态特定部317基于步骤S1中获取到的操作量及步骤S2中获取到的测量值，特定作业车辆100的作业状态(步骤S7)。即，作业状态特定部317特定作业状态为“低速行驶状态”、“高速行驶状态”、“挖掘状态”、“制动状态”中的哪一种。
目标转速确定部318基于由请求输出扭矩和行驶速度计算的请求行驶功率、由请求PTO扭矩和发动机210的转速的测量值计算的请求PTO输出的和、即请求发动机输出，确定目标发动机转速(步骤S8)。加速扭矩特定部319基于发动机210的转速的测量值和步骤S8中确定的目标发动机转速计算目标加速扭矩(步骤S9)。目标发动机扭矩确定部320基于请求输出扭矩、步骤S3中计算出的PTO扭矩、发动机的上限扭矩、及变速器230的输入输出速度比、步骤S2中获取到的发动机210的转速的测量值，确定目标发动机扭矩(步骤S10)。发动机控制部321输出表示步骤S10中确定的目标发动机扭矩的发动机扭矩指令(步骤S11)。
目标HST压特定部322基于步骤S5中确定的请求输出扭矩和最近的HST马达2312的容量指令，确定目标HST压(步骤S12)。余量确定部323基于步骤S7中特定的作业车辆100的作业状态，确定余量压力(步骤S13)。而且，安全压设定部324将HST231的第一安全阀2313及第二安全阀2315的安全压设定成步骤S12中确定的目标HST压和步骤S13中确定的余量压力的和(步骤S14)。
目标速度比确定部325基于变速器230的输入轴的转速的测量值、变速器230的输出轴的转速的测量值、负荷扭矩、目标输出扭矩、及目标发动机加速度，确定目标输入输出速度比(步骤S15)。变速器控制部326输出用于实现目标输入输出速度比的变速器230的控制指令(步骤S16)。
控制装置300按照每个规定的控制周期执行上述的控制处理。
《安全压的设定例》
在此，使用具体例说明由控制装置300进行的安全压的设定。图7是表示第一实施方式的安全压的设定的例子的图。需要说明的是，如上述，安全压HST＿relief通过在目标HST压PHST＿target加上余量压PHST＿margin而得到。
作业车辆100在时刻T0开始行驶。作业车辆100的行驶速度在时刻T1达到区分低速行驶状态和高速行驶状态的阈值速度。此时，作业状态特定部317从时刻T0到时刻T1，特定为作业车辆100的作业状态为低速行驶状态。因此，余量确定部323将与目标HST压PHST＿target相加的余量压PHST＿margin确定为低速行驶状态的余量压。在作业车辆100以低速行驶的情况下，需要精细的加速工作，另外，转移至挖掘作业的可能性高。因此，控制装置300设定比高速行驶状态小的值作为余量压PHST＿margin，由此，能够防止HST231的压力大幅偏离目标HST压PHST＿target。
从时刻T1到时刻T2，作业车辆100的行驶速度进一步上升。此时，作业状态特定部317从时刻T1到时刻T2特定为作业车辆100的作业状态为高速行驶状态。因此，余量确定部323将余量压PHST＿margin确定为比低速行驶状态大的值。在作业车辆100以高速行驶的情况下，产生急剧的负荷的可能性低。因此，控制装置300设定比低速行驶状态大的值作为余量压PHST＿margin，由此，能够降低HST231的减压损失。
接着，在从时刻T2到时刻T3的期间，作业车辆100的操作者踏下制动踏板153。由此，作业车辆100的行驶速度在时刻T3的时点低于阈值速度。此时，作业状态特定部317从时刻T2到时刻T3，特定为作业车辆100的作业状态为制动状态。因此，余量确定部323将余量压PHST＿margin确定为单调减少成制动踏板153的踏入量的值。需要说明的是，在图7所示的例子中，余量压PHST＿margin成为负的值。由此，控制装置300积极促进工作油的减压，抑制牵引力，由此，能够提高制动性能。
然后，在从时刻T3到时刻T4的期间，作业车辆继续在低于阈值速度的速度下行驶。此时，作业状态特定部317从时刻T3到时刻T4，特定为作业车辆100的作业状态为低速行驶状态。因此，余量确定部323将余量压PHST＿margin确定为低速行驶的余量压。需要说明的是，从时刻T3到时刻T4，余量压PHST＿margin为与从时刻T0到时刻T1的余量压PHST＿margin相同的值。
在时刻T4，当作业车辆100的铲斗122推砂土时，提升缸124的压力增加。此时，作业状态特定部317在时刻T4以后，特定为作业车辆100的作业状态为挖掘状态。因此，余量确定部323将余量压PHST＿margin确定为比低速行驶状态小的值。在作业车辆100挖掘的情况下，产生因挖掘中的倾斜动作引起的负荷骤降、或因挖掘的结束引起的负荷骤降等急剧的负荷变动的可能性高。因此，控制装置300通过将余量压PHST＿margin设定成比低速行驶状态小的值，而能够防止发动机转速的降低及车辆的飞出。
《作用·效果》
图8是表示由第一实施方式的控制装置设定安全压的效果的图。
第一实施方式的控制装置300根据目标HST压PHST＿target，设定第一安全阀2313及第二安全阀2315的安全压PHST＿relief。需要说明的是，所设定的第一安全阀2313及第二安全阀2315的安全压PHST＿relief也可以为相同的值。由此，如图8所示，在作业车辆100中产生了施加外力等负荷变动的情况下，能够将HST231的内压PHST抑制在与目标HST压PHST＿target相应的压力以下。因此，根据第一实施方式，能够防止因变速器230的负荷变动引起的输出扭矩的骤变。
需要说明的是，作为比较例，在图8中还公开有未设定安全压PHST＿relief时的行为，但可知在未设定安全压PHST＿relief的情况下，根据负荷变动，HST231的内压PHST＿cp大幅上升。然后，控制装置300为了使HST231的内压接近目标HST压PHST＿target而进行控制，由此，会产生内压的回摆。该回摆使车体的间距的摆动产生，乘坐舒适性降低。与之相对，根据第一实施方式，通过将HST231的内压PHST抑制在与目标HST压PHST＿target相应的压力以下，而能够抑制回摆，使内压提前接近目标HST压PHST＿target。
另外，参照图8时，在比较例的控制中，在产生了负荷变动之后，发动机转速显著降低。这是由于急剧的负荷从HST231传递至发动机210。与之相对，根据第一实施方式，能够通过HST231的减压，防止负荷向发动机210传递，抑制发动机转速的降低。
以上，参照附图详细地说明了一实施方式，但具体的结构不限于上述情况，能够进行各种设计变更等。
另外，第一实施方式的作业车辆100为轮式装载机，但不限于此。例如，其它的实施方式的作业车辆100也可以是推土机及拖拉机等其它的作业车辆100。另外，在其它的实施方式中，也可以将控制装置300应用于作业车辆以外的动力机械中。
另外，例如根据上述的实施方式，控制装置300不管作业状态如何，均基于目标HST压设定安全压，但在其它的实施方式中不限于此。例如，在其它的实施方式中，也可以在作业状态为高速行驶状态的情况下，控制装置300不设定安全压，而在其它的状态的情况下设定安全压。
另外，上述的实施方式中，控制装置300根据作业状态而使余量压不同，但不限于此。例如，在其它的实施方式中，控制装置300也可以总是使用相同的余量压设定安全压。
产业上的可利用性
根据本发明的上述公开，作业车辆的控制装置能够防止因动力传递装置的负荷变动引起的输出扭矩的骤变。
附图标记说明
100…作业车辆 110…车体 111…前车体 112…后车体 113…转向缸 120…工作装置 121…大臂 122…铲斗 123…曲拐 124…提升缸 125…铲斗缸 130…前轮部 140…后轮部150…驾驶室 151…座椅 152…加速踏板 153…制动踏板 154…方向盘 155…前后切换开关 156…换档开关 157…大臂杆 158…铲斗杆 210…发动机 220…PTO 230…变速器 240…前车轴 250…后车轴 260…可变容量泵 270…固定容量泵 211…燃料喷射装置2101…发动机转速表 231…HST 2301…输入轴转速表 2302…输出轴转速表 2303…HST压力表 261…控制阀 262…转向阀 2601…第一泵压力表 2602…泵容量表 2603…提升压力传感器 271…制动阀 2701…第二泵压力表 300…控制装置 310…处理器 330…主存储器350…存储器 370…接口 2311…HST泵 2312…HST马达 2313…第一安全阀 2314…第一止回阀 2315…第二安全阀 2316…第二止回阀 311…操作量获取部 312…测量值获取部313…车辆状态计算部 314…请求PTO扭矩确定部 315…请求输出扭矩确定部 316…行驶负荷推定部 317…作业状态特定部 318…目标转速确定部 319…加速扭矩特定部 320…目标发动机扭矩确定部 321…发动机控制部 322…目标HST压特定部 323…余量确定部324…安全压设定部 325…目标速度比确定部 326…变速器控制部

Claims (9)

1.一种作业车辆的控制装置，该作业车辆具备：
动力源；
行驶装置；
动力传递装置，其具备具有HST泵、HST马达以及能够设定安全压的安全阀的静液压式无级变速器，将所述动力源的动力向所述行驶装置传递；
所述作业车辆的控制装置具备：
请求输出扭矩确定部，其基于规定行驶速度和请求输出扭矩之间的关系的行驶转换函数，根据所述行驶装置的行驶速度，确定作为所述静液压式无级变速器的输出轴的扭矩的请求值的请求输出扭矩；
安全压设定部，其根据与所述请求输出扭矩确定部确定的请求输出扭矩对应的所述行驶装置的目标输出值，设定所述安全阀的所述安全压。
2.根据权利要求1所述的作业车辆的控制装置，其中，
具备目标回路压特定部，其特定用于实现所述行驶装置的目标输出值的所述静液压式无级变速器的液压回路的压力即目标回路压，
所述安全压设定部基于特定出的所述目标回路压设定所述安全压。
3.根据权利要求1或2所述的作业车辆的控制装置，其中，具备：
作业状态特定部，其特定所述作业车辆的作业状态；
余量确定部，其根据特定出的所述作业状态，确定所述静液压式无级变速器的液压回路的余量压力，
所述安全压设定部基于确定的所述余量压力设定所述安全压。
4.根据权利要求3所述的作业车辆的控制装置，其中，
所述余量确定部将所述作业状态为挖掘状态时的所述余量压力设定为比所述作业状态为行驶状态时的所述余量压力小。
5.根据权利要求3所述的作业车辆的控制装置，其中，
所述余量确定部将所述作业状态为制动状态时的所述余量压力设定为比所述作业状态为其它状态时的所述余量压力小。
6.根据权利要求5所述的作业车辆的控制装置，其中，
所述作业状态为制动状态时的所述余量压力为负的值。
7.根据权利要求3所述的作业车辆的控制装置，其中，
所述余量确定部在所述行驶装置的作业状态为行驶状态的情况下，行驶速度越低，越小地设定所述余量压力。
8.一种作业车辆，其具备：
动力源；
行驶装置；
动力传递装置，其将所述动力源的动力向所述行驶装置传递；
控制装置，其控制所述动力传递装置；
所述动力传递装置具备具有HST泵、HST马达以及能够设定安全压的安全阀的静液压式无级变速器，
所述控制装置具备：请求输出扭矩确定部，其基于规定行驶速度和请求输出扭矩之间的关系的行驶转换函数，根据所述行驶装置的行驶速度，确定作为所述静液压式无级变速器的输出轴的扭矩的请求值的请求输出扭矩；
控制部，其根据与所述请求输出扭矩确定部确定的请求输出扭矩对应的所述行驶装置的目标输出值，设定所述安全阀的所述安全压。
9.一种作业车辆的控制方法，该作业车辆具备：
动力源；
行驶装置；
动力传递装置，其具备具有HST泵、HST马达以及能够设定安全压的安全阀的静液压式无级变速器，将所述动力源的动力向所述行驶装置传递；
所述作业车辆的控制方法具备：
基于规定行驶速度和请求输出扭矩之间的关系的行驶转换函数，根据所述行驶装置的行驶速度，确定作为所述静液压式无级变速器的输出轴的扭矩的请求值的请求输出扭矩的步骤；
根据与所述请求输出扭矩对应的所述行驶装置的目标输出值，设定所述安全阀的所述安全压的步骤。
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