CN104903170B - 作业车辆及作业车辆的控制方法 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
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    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/688—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive with two inputs, e.g. selection of one of two torque-flow paths by clutches
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
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    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/10—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing at both ends of intermediate shafts
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Abstract

提供作业车辆及作业车辆的控制方法，当操作人员在HMT或EMT式动力传递装置中对前进和后退进行切换时，该作业车辆及作业车辆的控制方法能够发挥与以往的变矩式作业车辆同等的制动能力。作业车辆所具备的控制部具有离合器控制部和马达控制部。在第一离合器连接、第二离合器切断的状态下，在从FR操作装置输入的操作人员所指示的第一行进方向与根据由车速检测部检测到的车速判定的第二行进方向不同时，如果车速在预先确定的第一范围内，则离合器控制部切断第一离合器。在第一离合器被切断之后，马达控制部控制马达以减小第二离合器的相对转速。

Description

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及作业车辆的控制方法。
背景技术
作为轮式装载机等作业车辆，公知具备动力传递装置(以下，称作“变矩式变速装置”)的作业车辆，该动力传递装置具有变矩器和多级式变速装置。另一方面，近年来，作为代替变矩式变速装置的动力传递装置，已知HMT(液压-机械式变速装置)和EMT(电气-机械式变速装置)。
如专利文献1所公开地，HMT具有齿轮机构和与齿轮机构的旋转构件连接的马达，该HMT将来自发动机的驱动力的一部分转换成液压并传递至行驶装置，并且将驱动力的剩余部分机械地传递至行驶装置。
HMT为了能够无级变速而具备例如行星齿轮机构和液压马达。行星齿轮机构的太阳轮、行星架、齿圈三个这构件中的第一构件与输入轴连结，第二构件与输出轴连结。另外，第三构件与液压马达连结。液压马达根据作业车辆的行驶状况，作为马达及泵中的任一者来发挥功能。HMT能够通过使该液压马达的转速变化，来使输出轴的转速无级地变化。
另外，在EMT中，使用电动马达来代替HMT中的液压马达。电动马达根据作业车辆的行驶状况，作为马达及发电机中的任一者来发挥功能。与HMT相同，EMT能够通过使该电动马达的转速变化，来使输出轴相对于输入轴的转速比无级地变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2006-329244号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在作业车辆中，在作业车辆在前进或后退中的任一个方向上行驶的过程中，有时操作人员进行向与该方向相反的方向的切换动作。在以往的具备变矩式变速装置的作业车辆中，当进行了这样的操作时，车辆迅速地减速，并向相反方向加速。将这样的操作人员操作称作“梭动操作”，并将梭动操作所导致的车辆的动作称作“梭动动作”。
以往的具备变矩式变速装置的作业车辆利用变矩器吸收因梭动动作而产生的前进用离合器或后退用离合器的离合器输入轴和离合器输出轴之间的制动力。但是，在具备专利文献1记载的HMT或EMT式动力传递装置的作业车辆中，没有变矩器。因此，在该作业车辆中，减速时产生的制动力主要被发动机吸收。因此，在该作业车辆中，若松开该离合器，则无法使制动力返回发动机，因此无法像以往的具备变矩式变速装置的作业车辆那样进行制动。
本发明的目的在于提供作业车辆及作业车辆的控制方法，当操作人员在HMT或EMT式动力传递装置中对前进和后退进行切换时，该作业车辆及作业车辆的控制方法能够发挥与以往的变矩式作业车辆同等的制动能力。
用于解决课题的手段
本发明的第一方式的作业车辆具备：发动机；液压泵，其由发动机驱动；作业机，其由从液压泵排出的工作油驱动；行驶装置，其由发动机驱动；动力传递装置，其将来自发动机的驱动力传递至行驶装置；控制部，其控制动力传递装置；前进后退切换操作装置，其由操作人员输入前进或后退的指示；车速检测部，其检测行驶装置的车速。动力传递装置具有：输入轴；输出轴；齿轮机构，其包括行星齿轮机构，将输入轴的旋转传递至输出轴；马达，其与行星齿轮机构的旋转构件连接；第一离合器，其用于与向前进及后退中的任一个方向驱动行驶装置的齿轮机构连接；第二离合器，其用于与向任一个方向的相反方向驱动行驶装置的齿轮机构连接；第二离合器相对转速检测部，其检测第二离合器的离合器输入轴和离合器输出轴的相对转速。动力传递装置通过使马达的转速变化，来使输出轴相对于输入轴的转速比变化。控制部具有离合器控制部和马达控制部。在第一离合器连接、第二离合器切断的状态下，在从前进后退切换操作装置输入的操作人员所指示的第一行进方向与根据由车速检测部检测到的车速判定的第二行进方向不同时，如果车速在预先确定的第一范围内，则离合器控制部切断第一离合器。在第一离合器被切断之后，马达控制部控制马达以减小第二离合器的相对转速。
如果所述车速在所述第一范围内，则离合器控制部可以使第二离合器的离合器压变化为比连接第二离合器的第一压力弱的规定的第二压力。
如果第二离合器的相对转速在预先确定的第二范围内，则离合器控制部可以使第二离合器的离合器压从第二压力增加。
动力传递装置还可以具有检测马达的转速的马达转速检测部。当马达的转速在预先确定的第三范围内时，离合器控制部可以使第二离合器的离合器压变化为大于第二压力且小于第一压力的第三压力。
在第二离合器的相对转速在预先确定的第四范围内时，离合器控制部使第二离合器的离合器压变化为第三压力。
该作业车辆还可以具备油门操作部件和检测油门操作部件的操作量的油门操作检测部。并且，在油门操作部件的操作量在预先确定的第五范围内时，离合器控制部可以使第二离合器的离合器压变化为第三压力。
马达控制部可以设置转矩极限来控制马达的转矩，上述转矩极限是允许马达输出的最大转矩的绝对值。并且，马达控制部可以使转矩极限从规定的初始值增加至规定的最大值。
马达控制部可以在第二离合器的相对转速变为预先确定的第六范围内之前，使转矩极限从上述初始值增加至上述最大值。并且，若第二离合器的相对转速在第六范围内，则马达控制部可以使转矩极限减少至规定的第一目标值。注意，第六范围可以在第二范围内。
若第二离合器的相对转速在预先确定的第七范围内，则马达控制部可以使马达的转矩为0。
若将作业车辆驶向第二行进方向时的车速设为正，则第一范围可以是车速在规定值以下的范围。具体而言，第一范围可以是车速在0附近的范围。
本发明的第二方式的作业车辆的控制方法是以下所述的作业车辆的控制方法。该作业车辆具备：发动机；液压泵，其由发动机驱动；作业机，其由从液压泵排出的工作油驱动；行驶装置，其由发动机驱动；动力传递装置，其将来自发动机的驱动力传递至行驶装置；前进后退切换操作装置，其由操作人员输入前进或后退的指示。该动力传递装置具有：输入轴；输出轴；齿轮机构，其包括行星齿轮机构，将输入轴的旋转传递至输出轴；马达，其与行星齿轮机构的旋转构件连接；第一离合器，其用于与向前进及后退中的任一个方向驱动行驶装置的齿轮机构连接；第二离合器，其用于与向任一个方向的相反方向驱动行驶装置的齿轮机构连接。该动力传递装置通过使马达的转速变化，来使输出轴相对于输入轴的转速比变化。该控制方法包括：在第一离合器连接、第二离合器切断的状态下，在从前进后退切换操作装置输入的操作人员所指示的第一行进方向与根据行驶装置的车速判定的第二行进方向不同时，如果车速在预先确定的第一范围内，则切断第一离合器的步骤；在第一离合器被切断之后，控制马达以减小第二离合器的离合器输入轴和离合器输出轴的相对转速的步骤。
发明效果
根据本发明，能够提供如下的作业车辆及作业车辆的控制方法：当操作人员在HMT或EMT式动力传递装置中对前进和后退进行切换时，防止动力传递装置的齿轮机构及马达超转速，减轻切断或连接离合器时因旋转的变动而导致的车体的摇晃，降低发动机负荷及离合器的磨损。
附图说明
图1是实施方式的作业车辆的侧视图。
图2是表示作业车辆的结构的示意图。
图3是表示动力传递装置的结构的示意图。
图4是表示实施方式的控制部的内部结构以及与同实施方式的动力传递装置的控制有关的作业车辆的各结构构件的连接关系的示意图。
图5A是表示第一实施例的动力传递装置的概略动作的流程图。
图5B是表示第一实施例的动力传递装置的概略动作的流程图。
图6表示第一实施例中的作业车辆的各种参数的时序变化的一例。
图7A是表示第二实施例的动力传递装置的概略动作的流程图。
图7B是表示第二实施例的动力传递装置的概略动作的流程图。
图8表示第二实施例中的作业车辆的各种参数的时序变化的一例。
图9表示第一实施例及第二实施例中的全部马达的消耗电能/再生电能的时序变化。
图10A是表示第三实施例的动力传递装置的概略动作的流程图。
图10B是表示第三实施例的动力传递装置的概略动作的流程图。
图11表示第三实施例的作业车辆的各种参数的时序变化的一例。
图12表示第三实施例中的全部马达的消耗电能/再生电能的时序变化。
图13表示来自离合器控制部的针对各离合器控制阀的指令信号的时序变化的变形例。
图14是表示动力传递装置的变形例的结构的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的实施方式的作业车辆1的侧视图。如图1所示，作业车辆1具备车体架2、作业机3、行驶轮4、5和驾驶室6。作业车辆1是轮式装载机，通过驱动行驶轮4、5旋转来行驶。作业车辆1能够使用作业机3进行挖掘等作业。
在车体架2上安装有作业机3及行驶轮4、5。作业机3由来自后述作业机泵23(参照图2)的工作油驱动。作业机3具有起重臂11和铲斗12。起重臂11安装于车体架2。作业机3具有提升缸13和铲斗缸14。提升缸13和铲斗缸14是液压缸。提升缸13的一端安装于车体架2。提升缸13的另一端安装于起重臂11。提升缸13借助来自作业机泵23的工作油进行伸缩，由此使起重臂11上下摆动。铲斗12安装于起重臂11的前端。铲斗缸14的一端安装于车体架2。铲斗缸14的另一端经由曲柄15安装于铲斗12。铲斗缸14借助来自作业机泵23的工作油进行伸缩，由此使铲斗12上下摆动。
在车体架2上安装有驾驶室6及行驶轮5。驾驶室6被载置在车体架2上。在驾驶室6内配置有供操作人员落座的座椅和后述操作装置等。车体架2具有前架16和后架17。前架16和后架17被安装成彼此能够向左右方向摆动。
作业车辆1具有转向缸18。转向缸18安装于前架16和后架17。转向缸18是液压缸。转向缸18借助来自后述转向泵28的工作油进行伸缩，由此向左右变更作业车辆1的行进方向。
图2是表示作业车辆1的结构的示意图。如图2所示，作业车辆1具备发动机21、PTO22、动力传递装置24、行驶装置25、操作装置26和控制部27等。
发动机21是例如柴油发动机。发动机21的输出通过调整向发动机21的气缸内喷射的燃料量来进行控制。燃料量的调整是通过控制部27对安装于发动机21的燃料喷射装置21a进行控制来进行的。作业车辆1具备发动机转速检测部31。发动机转速检测部31对发动机转速进行检测，并向控制部27发送表示发动机转速的检测信号。
作业车辆1可以具有作业机泵23、转向泵28和传动泵29。作业机泵23、转向泵28和传动泵29是液压泵。PTO22向这些液压泵23、28、29传递来自发动机21的驱动力的一部分。即，PTO22向这些液压泵23、28、29和动力传递装置24分配来自发动机21的驱动力。
作业机泵23由来自发动机21的驱动力驱动。从作业机泵23排出的工作油经由作业机控制阀41被供给到上述提升缸13和铲斗缸14。作业车辆1具备作业机泵压检测部32。作业机泵压检测部32对来自作业机泵23的工作油的排出压(以下，称作“作业机泵压”)进行检测，并向控制部27发送表示作业机泵压的检测信号。
作业机泵23是可变容量型液压泵。通过变更作业机泵23的斜板或斜轴的偏转角，来变更作业机泵23的排出容量。在作业机泵23上连接有第一容量控制装置42。第一容量控制装置42由控制部27控制，变更作业机泵23的偏转角。由此，利用控制部27控制作业机泵23的排出容量。例如，第一容量控制装置42调整作业机泵23的偏转角以使作业机控制阀41前后的压差一定。另外，第一容量控制装置42能够根据来自控制部27的指令信号，任意地变更作业机泵23的偏转角。详细而言，第一容量控制装置42包括未图示的第一阀和第二阀。若利用上述作业机控制阀41变更向作业机3供给的工作油，则根据作业机控制阀41的开度的变更，在作业机泵23的排出压和通过作业机控制阀41后的压力之间产生压差。通过由控制部27控制，即使作业机3的负荷变动，第一阀也将作业机泵23的偏转角调整为作业机控制阀41前后的压差一定。另外，第二阀能够通过由控制部27控制来进一步变更作业机泵23的偏转角。作业车辆1具备第一偏转角检测部33。第一偏转角检测部33检测作业机泵23的偏转角，并向控制部27发送表示偏转角的检测信号。
转向泵28由来自发动机21的驱动力驱动。从转向泵28排出的工作油经由转向控制阀43被供给到上述转向缸18。作业车辆1具备转向泵压检测部35。转向泵压检测部35对来自转向泵28的工作油的排出压(以下，称作“转向泵压”)进行检测，并向控制部27发送表示转向泵压的检测信号。
转向泵28是可变容量型液压泵。通过变更转向泵28的斜盘或斜轴的偏转角，来变更转向泵28的排出容量。在转向泵28上连接有第二容量控制装置44。第二容量控制装置44由控制部27控制，变更转向泵28的偏转角。由此，利用控制部27控制转向泵28的排出容量。作业车辆1具备第二偏转角检测部34。第二偏转角检测部34对转向泵28的偏转角进行检测，并向控制部27发送表示偏转角的检测信号。
传动泵29由来自发动机21的驱动力驱动。传动泵29是固定容量型的液压泵。从传动泵29排出的工作油经由后述离合器控制阀VF、VR、VL、VH而被供给到动力传递装置24的离合器CF、CR、CL、CH。传动泵压检测部36检测来自传动泵29的工作油的排出压(以下，称作“传动泵压”)，并向控制部27发送表示传动泵压的检测信号。
PTO22将来自发动机21的驱动力的一部分传递至动力传递装置24。动力传递装置24将来自发动机21的驱动力传递至行驶装置25。动力传递装置24对来自发动机21的驱动力进行变速并输出。对于动力传递装置24的结构，将在后面进行详细说明。
行驶装置25具有车轴45和行驶轮4、5。行驶装置25由发动机21驱动。车轴45将来自动力传递装置24的驱动力传递至行驶轮4、5。由此，行驶轮4、5旋转。作业车辆1具备输出转速检测部37和输入转速检测部38。输出转速检测部37对动力传递装置24的输出轴63的转速(以下，称作“输出转速”)进行检测。输出转速与车速是对应的，因此，输出转速检测部37通过检测输出转速来检测行驶装置25的车速。输入转速检测部38对动力传递装置24的输出轴61的转速(以下，称作“输入转速”)进行检测。输出转速检测部37将表示输出转速的检测信号发送至控制部27。输入转速检测部38将表示输入转速的检测信号发送至控制部27。
注意，也可以另行设置对动力传递装置24的内部的旋转部件的转速进行检测并将其发送到控制部27的转速检测部来代替输出转速检测部37、输入转速检测部38，控制部27从该旋转部件的转速算出输入转速、输出转速。
操作装置26由操作人员操作。操作装置26具有油门操作装置51、作业机操作装置52、前进后退切换操作装置54和转向操作装置57。注意，操作装置26还可以具有变速操作装置53。
油门操作装置51具有油门操作部件51a和油门操作检测部51b。为了设定发动机21的目标转速而操作油门操作部件51a。油门操作检测部51b对油门操作装置51的操作量(以下，称作“油门操作量”)进行检测。油门操作检测部51b向控制部27发送表示油门操作量的检测信号。
作业机操作装置52具有作业机操作部件52a和作业机操作检测部52b。为了使作业机3动作而操作作业机操作部件52a。作业机操作检测部52b对作业机操作部件52a的位置进行检测。作业机操作检测部52b将表示作业机操作部件52a的位置的检测信号输出至控制部27。
变速操作装置53具有变速操作部件53a和变速操作检测部53b。操作人员能够通过操作变速操作部件53a来选择动力传递装置24的变速模式。变速操作检测部53b对变速操作部件53a的位置进行检测。变速操作检测部53b将表示变速操作部件53a的位置的检测信号输出至控制部27。
前进后退切换操作装置54具有前进后退切换操作部件54a和前进后退切换操作检测部54b。在以后的说明中，将前进后退切换操作装置54称作FR操作装置54，将前进后退切换操作部件54a称作FR操作部件54a，将前进后退切换操作检测部54b称作FR操作检测部54b。FR操作装置54由操作人员输入前进或后退的指示。操作人员能够通过操作FR操作部件54a来切换作业车辆1的前进和后退。FR操作检测部54b检测FR操作部件54a的位置。FR操作检测部54b将表示FR操作部件54a的位置的检测信号输出至控制部27。
转向操作装置57具有转向操作部件57a。转向操作装置57通过基于转向操作部件57a的操作向转向控制阀43供给先导液压，来驱动转向控制阀43。操作人员能够通过操作转向操作部件57a，向左右变更作业车辆1的行进方向。注意，转向操作装置57也可以将转向操作部件57a的操作转换成电信号来驱动转向控制阀43。
制动操作装置50具有制动操作部件50a和制动操作检测部50b。操作人员通过操作制动操作部件50a，使未图示的制动装置动作，对作业车辆1产生制动力。制动操作检测部50b检测制动操作部件50a的位置。制动操作检测部50b向控制部27输出表示制动操作部件50a的位置的检测信号。
控制部27具有CPU等运算装置和RAM及ROM等存储器，进行用于控制作业车辆1的各种处理。另外，控制部27具有存储部56。存储部56存储用于控制作业车辆1的各种程序及数据。
控制部27将表示指令节流值的指令信号发送至燃料喷射装置21a，以得到与油门操作量对应的发动机21的目标转速。控制部27通过基于来自作业机操作检测部52b的检测信号控制作业机控制阀41，控制向液压缸13、14供给的液压。由此，液压缸13、14伸缩，作业机3动作。控制部27通过基于来自转向操作检测部57b的检测信号控制转向控制阀43，控制向转向缸18供给的液压。由此，转向缸18伸缩，变更作业车辆1的行进方向。
另外，控制部27具有用于控制动力传递装置24的马达控制部55及离合器控制部58、以及检测离合器的相对转速的相对转速检测部59。对于控制部27的详细结构及动力传递装置24的控制，将在后面进行详细说明。
接下来，对动力传递装置24的结构进行详细说明。图3是表示动力传递装置24的结构的示意图。如图3所示，动力传递装置24具备输入轴61、齿轮机构62、输出轴63、第一马达MG1、第二马达MG2和电容器64。输入轴61与上述PTO22连接。经由PTO22向输入轴61输入来自发动机21的旋转。齿轮机构62将输入轴61的旋转传递至输出轴63。输出轴63与上述行驶装置25连接，将来自齿轮机构62的旋转传递至上述行驶装置25。
齿轮机构62是传递来自发动机21的驱动力的机构。齿轮机构62构成为使输出轴63相对于输入轴61的转速比根据马达MG1、MG2的转速的变化而变化。齿轮机构62具有FR切换机构65和变速机构66。
FR切换机构65具有前进用离合器CF、后退用离合器CR、第一F离合器齿轮Gf1、第二F离合器齿轮Gf2、第一R离合器齿轮Gr1、第二R离合器齿轮Gr2和第三R离合器齿轮Gr3。前进用离合器CF将第一F离合器齿轮Gf1和输入轴61连接或者切断。后退用离合器CR将第一R离合器齿轮Gr1和输入轴61连接或者切断。第二F离合器齿轮Gf2连结于传动轴67，并与第一F离合器齿轮Gf1啮合。第三R离合器齿轮Gr3连结于传动轴67，并与第二R离合器齿轮Gr2啮合。第二R离合器齿轮Gr2啮合于第一R离合器齿轮Gr1和第三R离合器齿轮Gr3。
图3所示的第一、第二F离合器齿轮Gf1、Gf2和第一～第三R离合器齿轮Gr1～Gr3自始至终都只是一个例子，只要连接前进用离合器CF的情况下的传动轴67的旋转方向与连接后退用离合器CR的情况下的传动轴67的旋转方向彼此相反，则可以是任何结构。
前进用离合器CF和后退用离合器CR是液压式离合器，向各离合器CF、CR供给来自传动泵29的工作油。向前进用离合器CF供给的工作油是由F离合器控制阀VF控制的。向后退用离合器CR供给的工作油是由R离合器控制阀VR控制的。各离合器控制阀VF、VR是由来自离合器控制部58的指令信号控制的。通过切换前进用离合器CF的接通(连接)/断开(切断)和后退用离合器CR的接通(连接)/断开(切断)，来切换从FR切换机构65输出的旋转的方向。也就是说，前进用离合器CF用于与向前进方向驱动行驶装置25的齿轮机构62(具体来说，是第一F离合器齿轮Gf1)连接。后退用离合器CR用于与向后退方向驱动行驶装置25的齿轮机构62(具体来说，是第一R离合器齿轮Gr1)连接。
变速机构66具有传动轴67、第一行星齿轮机构68、第二行星齿轮机构69、Hi/Lo切换机构70和输出齿轮71。传动轴67与FR切换机构65连结。第一行星齿轮机构68及第二行星齿轮机构69与传动轴67同轴配置。
第一行星齿轮机构68具有第一太阳轮S1、多个第一行星轮P1、支承多个第一行星轮P1的第一行星架C1和第一齿圈R1。第一太阳轮S1与传动轴67连结。多个第一行星轮P1与第一太阳轮S1啮合，并能够旋转地支承于第一行星架C1。在第一行星架C1的外周部，设有第一行星架齿轮Gc1。第一齿圈R1啮合于多个第一行星轮P1并且能够旋转。另外，在第一齿圈R1的外周，设有第一齿圈外周齿轮Go1。
第二行星齿轮机构69具有第二太阳轮S2、多个第二行星轮P2、支承多个第二行星轮P2的第二行星架C2和第二齿圈R2。第二太阳轮S2与第一行星架C1连结。多个第二行星轮P2与第二太阳轮S2啮合，并能够旋转地支承于第二行星架C2。第二齿圈R2啮合于多个第二行星轮P2并且能够旋转。在第二齿圈R2的外周设有第二齿圈外周齿轮Go2。第二齿圈外周齿轮Go2啮合于输出齿轮71，第二齿圈R2的旋转经由输出齿轮71输出至输出轴63。
Hi/Lo切换机构70是用于将动力传递装置24中的驱动力传递路径选择性地切换成第一模式和第二模式的机构。在本实施方式中，第一模式是车速低的低速模式(Lo模式)，第二模式是车速高的高速模式(Hi模式)。该Hi/Lo切换机构70具有在Hi模式时接通的H离合器CH和在Lo模式时接通的L离合器CL。H离合器CH将第一齿圈R1和第二行星架C2连接或者切断。另外，L离合器CL将第二行星架C2和固定端72连接或者切断，禁止或者允许第二行星架C2的旋转。
注意，各离合器CH、CL是液压式离合器，向各离合器CH、CL分别供给来自传动泵29的工作油。向H离合器CH供给的工作油是由H离合器控制阀VH控制的。向L离合器CL供给的工作油是由L离合器控制阀VL控制的。各离合器控制阀VH、VL是由来自离合器控制部58的指令信号控制的。
作业车辆1具有第一油温检测部73和第二油温检测部74。第一油温检测部73检测向L离合器CL供给的工作油的温度(以下，称作“L离合器油温”)。第二油温检测部74检测向H离合器CH供给的工作油的温度(以下，称作“H离合器油温”)。第一油温检测部73将表示L离合器油温的检测信号发送至控制部27。第二油温检测部74将表示H离合器油温的检测信号发送至控制部27。
第一马达MG1及第二马达MG2作为利用电能产生驱动力的驱动马达发挥功能。另外，第一马达MG1及第二马达MG2也作为使用被输入的驱动力产生电能的发电机发挥功能。在从马达控制部55向第一马达MG1发出指令信号以使与旋转方向相反的方向的转矩作用于第一马达MG1的情况下，第一马达MG1作为发电机发挥功能。在第一马达MG1的输出轴上固定有第一马达齿轮Gm1，第一马达齿轮Gm1啮合于第一行星架齿轮Gc1。也就是说，第一马达MG1与第一行星齿轮机构68的旋转构件连接。
在第一马达MG1上连接有第一变换器I1，从马达控制部55向该第一变换器I1发出用于控制第一马达MG1的马达转矩的指令信号。第一马达MG1的转速由第一马达转速检测部75检测。第一马达转速检测部75将表示第一马达MG1的转速的检测信号发送至控制部27。
第二马达MG2是与第一马达MG1相同的结构。在第二马达MG2的输出轴上固定有第二马达齿轮Gm2，第二马达齿轮Gm2啮合于第一齿圈外周齿轮Go1。也就是说，第二马达MG2与第一行星齿轮机构68的旋转构件连接。另外，在第二马达MG1上连接有第二变换器I2，从马达控制部55向该第二变换器I2发出用于控制第二马达MG2的马达转矩的指令信号。第二马达MG2的转速由第二马达转速检测部76检测。第二马达转速检测部76将表示第二马达MG2的转速的检测信号发送至控制部27。
电容器64作为储存由马达MG1、MG2发电产生的能量的能量储存部来发挥功能。即，电容器64在各马达MG1、MG2作为发电机发挥功能时，储存由各马达MG1、MG2发电产生的电能。注意，也可以使用作为其他的蓄电设备的电池来代替电容器64。
马达控制部55一般接收来自各种检测部的检测信号，并将表示送至马达MG1、MG2的指令转矩的指令信号提供给各变换器I1、I2。另外，离合器控制部58一般将用于控制各离合器CF、CR、CH、CL的离合器液压的指令信号提供给各离合器控制阀VF、VR、VH、VL。由此，使动力传递装置24的变速比及输出转矩得到控制。
接下来，对本实施方式的控制部27的详细结构进行详细说明。图4是表示本实施方式的控制部27的内部结构以及与同本实施方式的动力传递装置24的控制有关的作业车辆1的各结构构件的连接关系的示意图。
相对转速检测部59检测各离合器CF、CR的相对转速。相对转速是以如下方式求出的。
在如图3所示的动力传递装置的情况下，离合器CF、CR的输入转速相当于输入轴61的转速Nin。Nin是由输入转速检测部38检测到的。离合器CF、CR的输出转速分别相当于离合器输出轴61f的转速Nfout、离合器输出轴61r的转速Nrout。因此，离合器CF的相对转速可通过(Nfout－Nin)求出。同样，离合器CR的相对转速可通过(Nrout－Nin)求出。
在此，离合器输出轴61f的转速Nfout、离合器输出轴61r的转速Nrout可以利用第一太阳轮S1的转速Ns1通过以下(数学式1)、(数学式2)算出。
Nfout＝Ns1×(－Zgf2/Zgf1)…(数学式1)
Zgf1：第一F离合器齿轮Gf1的齿数
Zgf2：第二F离合器齿轮Gf2的齿数
Nrout＝Ns1×Zgr3/Zgr1…(数学式2)
Zgr1：第一R离合器齿轮Gr1的齿数
Zgr3：第二R离合器齿轮Gr2的齿数
第一太阳轮S1的转速Ns1可以通过以下(数学式3)算出。
NS1＝－Zr1/Zs1×Nr1+Nc1×(Zs1+Zr1)/Zs1…(数学式3)
Nr1：第一齿圈R1的转速
Nc1：第一行星架C1的转速
Zs1：第一太阳轮S1的齿数
Zr1：第一齿圈R1的齿数
第一齿圈R1的转速Nr1和第一行星架C1的转速Nc1可以通过以下(数学式4)、(数学式5)算出。
Nr1＝Nm2×(－Zm2/Zgo1)…(数学式4)
Nm2：第二马达MG2的转速
Zm2：第二马达齿轮Gm2的齿数
Zgo1：第一齿圈外周齿轮Go1的齿数
Nc1＝Nm1×(－Zm1/Zgc1)…(数学式5)
Nm1：第一马达MG1的转速
Zm1：第一马达齿轮Gm1的齿数
Zgc1：第一行星架齿轮Gc1的齿数
注意，(数学式1)～(数学式5)的转速的符号是将输入轴61的旋转方向定义为正，并将另一方向的旋转方向定义为负。因此，输入轴61的转速Nin通常为正值。
第一马达MG1的转速Nm1是由第一马达转速检测部75检测到的。第二马达MG2的转速Nm2是由第二马达转速检测部76检测到的。因此，相对转速检测部59能够利用第一马达MG1的转速Nm1和第二马达MG2的转速Nm2，求出离合器输出轴61f的转速Nfout或离合器输出轴61r的转速Nrout。并且，相对转速检测部59能够利用求出的Nfout或Nrout和由输入转速检测部38检测到的输入轴61的转速Nin，算出离合器CF或CR的相对转速。因此，在图4中，相对转速检测部59输入输入轴61的转速Nin、第一马达MG1的转速Nm1和第二马达MG2的转速Nm2，输出离合器CF或CR的相对转速(Nfout－Nin)、(Nrout－Nin)。
不过，取而代之，作业车辆1也可以另行设置检测离合器输出轴61f的转速Nfout的F离合器输出转速检测部和检测离合器输出轴61r的转速Nrout的R离合器输出转速检测部。在该情况下，相对转速检测部59也可以使用输入轴61的转速Nin和由F离合器输出转速检测部检测到的转速Nfout，算出离合器CF的相对转速。另外，相对转速检测部59也可以使用输入轴61的转速Nin和由R离合器输出转速检测部检测到的转速Nrout，算出离合器CR的相对转速。在图4中，从离合器CF及离合器CR连向相对转速检测部59的虚线表示该情况下的信号的流向。
如图4所示，离合器控制部58接收由输出转速检测部37检测到的车速v、由FR操作检测部54b检测到的作业车辆1的前进指示信号F或后退指示信号R、由第二马达转速检测部76检测到的第二马达MG2的转速Nm2、由油门操作检测部51b检测到的油门操作量Ac、以及由相对转速检测部59检测到的离合器CF或CR的相对转速(Nfout－Nin)、(Nrout－Nin)，基于相对转速的绝对值|Nfout－Nin|、|Nrout－Nin|，将用于对各离合器CF、CR的离合器液压进行控制的指令信号提供给各离合器控制阀VF、VR。
另外，如图4所示，马达控制部55接收由第二马达转速检测部76检测到的第二马达MG2的转速Nm2、由油门操作检测部51b检测到的油门操作量Ac、以及由相对转速检测部59检测到的离合器CF或CR的相对转速(Nfout－Nin)、(Nrout－Nin)，将表示送至马达MG1、MG2的指令转矩的指令信号提供给各变换器I1、I2。以下，使用多个实施例对控制部27及动力传递装置24的动作的详细情况进行说明。
[第一实施例]
在此，利用图5A～5B及图6，对操作人员操作FR操作装置54而将作业车辆1的行进方向从前进向后退切换时动力传递装置24的概略动作进行说明。图5A、图5B是表示第一实施例的动力传递装置24的概略动作的流程图。
在步骤S10中，马达控制部55和离合器控制部58待机，直到从FR操作装置54输入的操作人员所指示的第一行进方向与根据由输出转速检测部37检测到的车速判定的第二行进方向变得不同为止。
图6表示第一实施例中的作业车辆的各种参数的时序变化的一例。图6(a)表示通过操作人员操作FR操作装置54而被指示的作业车辆1的行进方向的时序变化的一例。在图6(a)中，“F”表示所指示的行进方向是前进的情况，“R”表示所指示的行进方向是后退的情况。如图6(a)所示，在时间Ts处，从“F”向“R”切换所指示的行进方向。据此，在本实施例中，在时间Ts之前，第一行进方向是前进方向，在时间Ts之后，第一行进方向是后退方向。注意，在以后的说明中，将在时间Ts以前连接的离合器CF称作第一离合器，将在时间Ts以前切断的离合器CR称作第二离合器。
图6(b)表示作业车辆1的车速的时序变化的一例。在图6(b)中，速度的符号被确定为：将前进的情况定为正，将后退的情况定为负。如图6(b)所示，从时间Ts起，随着时间的经过，作业车辆1的车速逐渐降低。当将其实现时，在时间Ts处动力传递装置24中的驱动力传递路径为Hi模式的情况下，在时间Ts之后还进行将动力传递路径切换至Lo模式的处理。由此，在车速变为0的时间To以前，第二行进方向是前进方向。也就是说，在时间Ts和To之间的期间，第一行进方向和第二行进方向不同。也就是说，在时间Ts和To之间的期间内，执行步骤S20之后的处理。
在步骤S20中，马达控制部55和离合器控制部58待机，直到车速达到范围A。在本实施例中，范围A是车速在0附近的范围。并且，在车速变为0的时间To处，切断第一离合器(CF)(步骤S30)。
图6(c)表示来自离合器控制部58的针对各离合器控制阀VF、VR的指令信号的时序变化的一例。在图6(c)中，纵轴表示指令信号的指令电流的大小。在图6(c)中，实线表示来自离合器控制部58的针对离合器控制阀VR的指令信号IR的指令电流的大小的时序变化。单点划线表示来自离合器控制部58的针对离合器控制阀VF的指令信号IF的指令电流的大小的时序变化。注意，来自离合器控制部58的针对各离合器控制阀VF、VR的指令信号和各离合器CF、CR的离合器压的关系与(日本)特开2009-250392号公报或(日本)特许第5185093号的内容相同，因此省略详细说明。
如图6(c)所示，离合器控制部58对离合器控制阀VF输出规定的指令电流值I3即指令信号IF，直到车速变为0的时间To为止。但是，在时间To处，离合器控制部58对离合器控制阀VF输出指令电流值变为0的指令信号IF。也就是说，离合器控制部58在车速0处切断前进用离合器CF。
另外，在车速达到范围A的时间To处，离合器控制部58开始用于连接后退用离合器CR的准备(步骤S40)。即，为了顺畅地进行R离合器控制阀VR的初始动作，离合器控制部58在从时间To起的微小时间Δt期间，对R离合器控制阀VR输出指令电流值为I1的指令信号IR。注意，指令电流值I1也可以等于I3。注意，在以后的说明中，将从步骤S40的动作至离合器被连接为止的离合器的动作总称为调制或调制动作。在此，离合器被连接，是指对离合器施加保持压，使离合器连接至离合器的输入轴的转速与输出轴的转速一致的程度。保持压是指离合器能够不打滑地传递设计范围内的转矩的压力。指令电流值I3是指在离合器连接状态时始终输出的压力的指令值。
然后，离合器控制部58输出指令电流值为I2的指令信号IR，直到后退用离合器CR的相对转速在预先确定的范围C(详见后述)内。通过该指令信号IR，后退用离合器CR中被填充工作油，使得后退用离合器CR的离合器压变为后述填充压。也就是说，在步骤S40中，离合器控制部58在第一离合器(CF)被切断之后，使第二离合器(CR)的离合器压变化成比连接第二离合器(CR)的第一压力(利用指令电流I3供给的压力)弱的规定的第二压力(填充压)。不过，即使第二离合器(CR)变为第二压力，在第二离合器(CR)中，也几乎不传递转矩。
另一方面，在步骤S30的处理结束、前进用离合器CF被切断之后，马达控制部55控制第二马达MG2或者第一马达MG1和第二马达MG2双方，以减小第二离合器(CR)的相对转速(步骤S50)。特别是，在步骤S50中，马达控制部55控制第二马达MG2，以减小第二离合器(CR)的相对转速。另外，为了消除加速时的迟缓，马达控制部55向第一马达MG1输出与目标牵引力对应的转矩。使用图6(d)～图6(f)对该内容进行说明。图6(d)表示第一马达MG1及第二马达MG2的转速的时序变化。图6(e)表示图6(d)的情况下的第一马达MG1及第二马达MG2的转矩的时序变化。图6(f)表示图6(d)的情况下的离合器CF及离合器CR的相对转速的时序变化。在图6(d)中，实线表示第二马达MG2的转速Nm2，单点划线表示第一马达MG1的转速Nm1。在图6(e)中，实线表示第二马达MG2的转矩Tm2，单点划线表示第一马达MG1的转矩Tmg1。在图6(f)中，实线表示后退用离合器CR的相对转速RSr，单点划线表示前进用离合器CF的相对转速RSf。
离合器CF的输入转速为Nin，因此参照(数学式1)可知，在即将切断前进用离合器CF之前的状态(时间To之前)下，第一太阳轮S1的转速Ns1为负。因此，如图6(d)所示，在时间To处，第二马达MG2的转速Nm2为正。为了在切断前进用离合器CF之后就减小后退用离合器CR的相对转速，离合器CR的输入转速也是Nin，因此根据(数学式2)，需要使第一太阳轮的转速Ns1为正。参照(数学式3)～(数学式5)，要使第一太阳轮S1的转速Ns1为正，期望使第二马达MG2的转速Nm2为负，使第一马达MG1的转速Nm1为正。因此，在从时间To至Tcs期间，马达控制部55控制第一马达MG1及第二马达MG2以减少第二马达MG2的转速、增加第一马达MG1的转速。特别是，马达控制部55以如下方式控制第二马达MG2。
马达控制部55设置转矩极限来进行减小后退用离合器CR的相对转速的控制、例如使(Nrout－Nin)的目标值为0的PI控制，由此控制第二马达MG2的转矩。在此，所谓转矩极限，是在速度控制中允许输出的最大转矩的绝对值。控制步骤n中的转矩极限Tlim(n)以如下方式确定。
Tlim(0)＝Tlim0…(数学式6)
Tlim0：0或接近0的初始值
Tlim(n)＝min(Tlim(n－1)+dTup，Tmax)…(数学式7)
dTup：每一控制步骤中的转矩极限的增加限制值
Tmax：转矩极限的最大值
min(A，B)：A和B中较小一方的值
也就是说，根据(数学式6)、(数学式7)，在第一离合器(CF)被切断之后，马达控制部55使转矩极限从规定的初始值Tlim0逐渐增加至最大值Tmax。注意，如果增大dTup的值，则转矩极限能够从规定的初始值Tlim0急剧增加至最大值Tmax，但为了减轻车体的冲击，优选的是dTup的值不过大。另外，最大值Tmax不是马达能够输出的转矩的最大值，而是为本控制设置的转矩极限的最大值。另外，(数学式6)、(数学式7)对转矩极限的控制是在|Nrout－Nin|＞Nth2这一条件下进行的。Nth2是后退用离合器CR的相对转速的绝对值的阈值(参照图6(f))。
如图6(e)所示，通过这样的控制，在从时间To至Tae这一期间，第二马达MG2的转矩从0直线降低。在时间Tae处，转矩极限变为Tmax，因此从时间Tae至Tds，第二马达MG2的转矩值为－Tmax这一一定值。通过这样的转矩控制，如图6(d)所示，在从时间To至Tds这一期间，第二马达MG2的转速从正逐渐减少为负。其结果为，如图6(f)所示，离合器CR的相对转速逐渐接近0。
接下来，在图5B的步骤S60中，马达控制部55判定是否第二离合器(CR)的相对转速的绝对值|Nrout－Nin|在预先确定的范围B[0，Nth1]内且后述步骤S70尚未开始。在此，Nth1是后退用离合器CR的相对转速的阈值。换言之，在步骤S60中，马达控制部55判定是否第二离合器CR的相对转速(Nrout－Nin)在预先确定的范围B’[－Nth1，Nth1]内且后述步骤S70尚未开始。
接下来，在第二离合器(CR)的相对转速在范围B内且步骤S70尚未开始的情况(在步骤S60中为“是”)下，马达控制部55开始将转矩极限减少至规定的目标值Tg的控制(步骤S70)。具体来说，马达控制部55如(数学式8)那样确定控制步骤n中的转矩极限Tlim(n)。
Tlim(n)＝max(Tlim(n－1)－dTdown，Tg)…(数学式8)
dTdown：每一控制步骤中的转矩极限的减少限制值
Tg：转矩极限的目标值
max(A，B)：A和B中较大一方的值
注意，如果增大dTdown的值，则也能够使转矩极限急剧减少至规定的目标值Tg，但为了减轻车体的冲击，优选的是dTdown的值不过大。即，在步骤S70中，优选使转矩极限逐渐减少至规定的目标值Tg。
另外，在相对转速的绝对值|Nrout－Nin|达到范围B之前，转矩极限是通过(数学式7)来确定的，因此，在第一次应用(数学式8)来计算转矩极限Tlim(n)的情况下，利用由(数学式7)计算出的转矩极限Tlim(n－1)的结果即可。通过进行这样的控制，在后述的离合器CR的压力的加强(ビルドアップ)(步骤S90)中，减轻了给车体带来的冲击。
根据图6(f)，在时间Tds之后，第二离合器(CR)的相对转速的绝对值|Nrout－Nin|在范围B[0，Nth1]内。因此，随着转矩极限减少，如图6(e)所示，在时间Tds之后，第二马达MG2的转矩值从－Tmax增加。
接下来，在图5B的步骤S80中，离合器控制部58判定是否第二离合器CR的相对转速的绝对值|Nrout－Nin|在预先确定的范围C内且后述步骤S90尚未开始。该范围C是[0，Nth2](Nth2是后退用离合器CR的相对转速的阈值(参照图6(f)))。换言之，在步骤S80中，离合器控制部58判定是否第二离合器CR的相对转速(Nrout－Nin)在预先确定的范围C’[－Nth2，Nth2]内且后述步骤S90尚未开始。注意，在图6(f)中，图示出Nth2小于Nth1的情况，但Nth2也可以等于Nth1或者大于Nth1。
并且，在离合器CR的相对转速的绝对值|Nrout－Nin|低于规定的阈值Nth2且步骤S90尚未开始(在步骤S80中为“是”)时(时间Tcs)，离合器控制部58开始第二离合器(CR)的加强(ビルドアップ)(步骤S90)。也就是说，如图6(c)所示，离合器控制部58增加针对离合器控制阀VR的指令电流值。即，离合器控制部58使后退用离合器CR的离合器压增加，以最终连接后退用离合器CR。将这样的离合器动作称作“加强”。
接下来，在离合器CR的调制的最后阶段，为了不给车体带来大的冲击，马达控制部55以如下方式控制第二马达MG2的转矩。
在图5B的步骤S100中，马达控制部55判定是否第二离合器(CR)的相对转速的绝对值|Nrout－Nin|在预先确定的范围D[0，Nth3]内且后述步骤S110尚未开始。在此，Nth3是后退用离合器CR的相对转速的阈值。换言之，在步骤S100中，判定是否第二离合器CR的相对转速(Nrout－Nin)在预先确定的范围D’[－Nth3，Nth3]内且步骤S110尚未开始。注意，在图6(f)中，图示出Nth3小于Nth2小的情况，但Nth3也可以等于Nth2或者大于Nth2。
接下来，在第二离合器(CR)的相对转速在范围D内的情况(在步骤S100为“是”)下，马达控制部55使第二马达MG2的转矩实质上为0(步骤S110)。所谓使第二马达MG2的转矩实质上为0，是指对第二马达MG2发送使转矩为0的指令信号。具体来说，马达控制部55将控制步骤n中的转矩极限Tlim(n)定为0。或者，取而代之，也可以将对第二马达MG2的电流供给电气切断，使第二马达MG2的控制状态为伺服断开(无控制)。
根据图6(f)，从时间Tce至时间Te，第二离合器(CR)的相对转速的绝对值|Nrout－Nin|在范围D内。因此，如图6(e)所示，从时间Tce至时间Te，第二马达MG2的转矩值为接近0的值。
最后，在图5B的步骤S120中，离合器控制部58判定第二离合器(CR)是否连接。在第二离合器(CR)未连接的情况(在步骤S120中为“否”)下，重复步骤S60～S110的处理。如图6(c)所示，在时间Te处，离合器控制部58对离合器控制阀VR输出用于将离合器CR保持在连接状态的指令电流值I3。也就是说，第二离合器(CR)连接(在步骤S120中为“是”)。在时间Te之后，离合器控制部58对离合器控制阀VR持续输出用于将离合器CR保持在连接状态的指令电流值I3，直到操作人员对FR操作装置有新的操作。
接下来，对本实施例的效果进行说明。在离合器控制部58切断第一离合器(CF)之后，马达控制部55通过控制第二马达MG2的转速，使第二离合器(CR)的相对转速接近0。并且，在第二离合器(CR)的相对转速减小至规定的大小之后，离合器控制部58开始第二离合器(CR)的加强。其结果为，控制部27能够降低第二离合器(CR)的磨损。另外，通过使用转矩极限进行第二离合器(CR)的相对转速的控制，防止给车体带来大的冲击、给操作人员带来不适感，防止转速变动过大而损伤与旋转轴等连接的轴承。并且，控制部27在车速达到0附近之后就进行离合器的切换，因此还能够防止动力传递装置24的齿轮机构62超转速，降低发动机21的负荷。此外，若第二离合器(CR)的离合器压变大，则马达控制部55减小第二马达MG2的转矩，或使其为0，因此能够抑制第二马达MG2的消耗电能。
[第二实施例]
在本实施例中，对作业车辆1不仅利用马达的驱动力还利用发动机的驱动力减少第二离合器的相对转速的例子进行说明。图7A及图7B是表示第二实施例的动力传递装置24的概略动作的流程图。在图7A及图7B中，对于与第一实施例相同的处理，标以相同标记，并省略详细说明。图8(a)～(f)是用于说明第二实施例的附图，与图6(a)～图6(f)对应。注意，为了容易与第一实施例对比，在图8(a)～图8(f)中的一部分附图中，用细线表示与第二实施例的值不同的第一实施例的值。另外，在图8(a)～图8(f)中，对表示与第一实施例相同内容的部分标以相同标记。以下，以与第一实施例不同的动作为中心，说明第二实施例的动力传递装置24的概略动作。
如图8(a)及图8(b)所示，在第二实施例中，也是在时间Ts处从“F”向“R”切换所指示的行进方向，在时间To处，车速变为0。此时，如图8(c)所示，在时间To处，离合器控制部58切断第一离合器(CF)(步骤S30)，并使第二离合器(CR)的离合器压为第二压力(填充压)(步骤S40)。另外，在第一离合器(CF)被切断之后，马达控制部55控制第二马达MG2以减小第二离合器(CR)的相对转速(步骤S51)。不过，步骤S51在如下方面与步骤S50不同：仅在步骤S130是“否”的情况下，即第二马达MG2的转速在范围E外、或者油门操作量在范围F外中的任一种情况下，利用(数学式7)执行转矩极限的增加。对于范围E、范围F的详细情况，将在后面说明。
接下来，在步骤S130中，离合器控制部58及马达控制部55判定是否第二马达MG2的转速Nm2在范围E内且油门操作量Ac在范围F内。在此，范围E是指[0，Nth4](Nth4是转速Nm2的阈值(参照图8(d)))。范围F是指[Ath，∞)(Ath是油门操作量的阈值)。也就是说，所谓油门操作量Ac在范围F内，是指操作人员将油门踩踏至规定大小以上(指示作业车辆1加速)的状态。以后，将以油门操作量Ac在范围F内为前提，说明动力传递装置24的概略动作。
如图8(d)所示，在时间Tss处，第二马达MG2的转速Nm2在范围E内(在步骤S130中为“是”)。因此，离合器控制部58使第二离合器(CR)的离合器压变化至第三压力(以后，将该压力称作“辅助压”)(步骤S140)。具体来说，如图8(c)所示，离合器控制部58使对R离合器控制阀VR发送的指令信号IR的指令电流值从I2增加，直到变为与第三压力(辅助压)对应的指令电流值I4。指令电流I4大于I2且小于I3，因此第三压力(辅助压)小于第一压力(由指令电流I3供给的压力)，且大于第二压力(填充压)。因此，在第二离合器(CR)的离合器压是辅助压的情况下，第二离合器一边打滑一边连接。在达到指令电流值I4的时间Tse之后，离合器控制部58将第二离合器(CR)的离合器压维持在第三压力(辅助压)，直到进行步骤S90的离合器的加强。
并且，马达控制部55使转矩极限减少至目标值Tf(步骤S150)。具体来说，马达控制部55如(数学式10)那样确定控制步骤n中的转矩极限Tlim(n)。
Tlim(n)＝max(Tlim(n－1)－dTdown，Tf)…(数学式10)
dTdown：每一控制步骤中的转矩极限的减少限制值
Tf：转矩极限的目标值
注意，如果增大dTdown的值，则转矩极限也能够急剧减少至规定的目标值Tf，但为了减轻车体的冲击，优选的是dTdown的值不过大。即，在步骤S150中，优选使转矩极限逐渐减少至规定的目标值Tf。
另外，在第二马达MG2的转速Nm2在范围E内、且油门操作量Ac达到范围F之前，转矩极限是通过(数学式7)来确定的，因此，在第一次应用(数学式10)来计算转矩极限Tlim(n)的情况下，利用由(数学式7)计算出的转矩极限Tlim(n－1)的结果即可。
根据图8(d)，在时间Tss之后，第二马达MG2的转速Nm2在范围E内。因此，随着转矩极限减少，如图8(e)所示，在时间Tss之后，第二马达MG2的转矩值从－Tmax增加。
马达控制部55及离合器控制部58之后的处理与第一实施例大致相同。不过，在通过步骤S150的处理，第二离合器的相对转速在范围B内(在步骤S60中为“是”)的时刻，转矩极限低于目标值Tg的情况下，也可以省略步骤S70的处理。
接下来，对本实施例的特有效果进行说明。与第一实施例相比，第二实施例还利用第二离合器(CR)的摩擦力使第二离合器(CR)的离合器输入轴和离合器输出轴同步。因此，如图8(e)所示，可以增加第一马达MG1的旋转方向的转矩来代替在第二马达MG2中减少与旋转方向相反方向的转矩。其结果为，如图8(d)所示，能够增加第一马达MG1的转速，能够减少第二马达MG2的相反方向的转速的大小。其结果为，如图8(b)所示，能够在时间To之后增加后退方向的速度，因此提高了作业车辆1的作业效率。
并且，从消耗电能/再生电能的方面出发，也具有如下所述的特征。图9表示第一实施例及第二实施例中的全部马达的消耗电能/再生电能的时序变化。在图9中，实线表示第二实施例中的全部马达的消耗电能/再生电能的时序变化，单点划线表示第一实施例中的全部马达的消耗电能/再生电能的时序变化。根据图9所示的内容可知，特别是在从时间Tds至Tce这一期间，第二实施例中的消耗电能比第一实施例中的消耗电能少。另外，还可知第二实施例中的消耗电能的峰值PE2比第一实施例中的消耗电能的峰值PE1少。因此，与仅实施第一实施例的作业车辆1相比，还实施第二实施例的作业车辆1能够将来自电容器64的最大供给电能抑制得较小，能够使用最大供给电能小的小容量的电容器及处于电容器和变换器之间的升压器。因此，能够实现作业车辆1的小型化和生产成本的降低。
[第三实施例]
在本实施例中，对在存储于作业车辆1的电容器64的电能少时，尽可能不消耗电能地使离合器的相对速度减少的例子进行说明。图10A及图10B是表示第三实施例的动力传递装置24的概略动作的流程图。在图10A及图10B中，对于与第一实施例相同的处理，标以相同标记，并省略详细说明。图11(a)～图11(e)是用于说明第三实施例的附图，与图6(a)～图6(e)对应。注意，为了容易与第一实施例对比，在图11(a)～图11(e)中的一部分附图中，用细线表示与第三实施例的值不同的第一实施例的值。另外，在图11(a)～图11(e)中，对表示与第一实施例相同内容的部分标以相同标记。以下，以与第一实施例不同的动作为中心，说明第三实施例的动力传递装置24的概略动作。
如图11(a)及图11(b)所示，在第三实施例中，也是在时间Ts处从“F”向“R”切换所指示的行进方向，在时间To处，车速变为0。在本实施例中，首先，控制部27判定是否存储于电容器64的电量比规定的阈值少(步骤S160)。如果在储存于电容器64的电量在规定的阈值以上的情况(在步骤S160中为“否”)下，执行第一实施例的步骤S10～S120，或执行第二实施例的步骤S10～S150(图10B的步骤S190)。在储存于电容器64的电量比规定的阈值少的情况(在步骤S160中为“是”)下，实施步骤S10之后的处理。
在步骤S30中，如图11(c)所示，离合器控制部58在时间To处切断第一离合器(CF)。然后，在步骤S40中，离合器控制部58使第二离合器(CR)的离合器压增加至第二压力(填充压)(步骤S40)。注意，在图11(c)中图示出第二离合器(CR)的离合器压达到第二压力(填充压)是时间To+Δt的情况，但也可以在从时间To至时间To+Δt的期间或者在To+Δt之后。另外，如图11(e)所示，在时间To处，即，在车速在范围A内时，马达控制部55使第一马达MG1及第二马达MG2的转矩实质上为0(步骤S170)。
在步骤S40之后，利用发动机的驱动力使第二离合器的离合器压从第二压力(填充压)增加以使第二离合器(CR)的相对转速接近0(步骤S180)。
但是，如图11(e)所示，由于使第一马达MG1的转矩为0，因此车辆直到离合器同步结束都不加速。因此，如图11(b)所示，在时间To处，在车速变为0之后，车辆停止，直到时间Tf附近。但是，在时间Tf之后，通过连接第二离合器CR，实现后退方向的驱动。
接下来，对本实施例的特有效果进行说明。为使第二离合器(CR)的离合器输入轴和离合器输出轴同步，第三实施例完全不利用马达的驱动力。因此，从消耗电能/再生电能的方面出发，具有如下所述的特征。图12表示第三实施例中的全部马达的消耗电能/再生电能的时序变化。根据图12所示的内容可知，在从时间To至时间Tf的离合器同步时间内，马达不消耗电能。因此，即使储存于电容器64的电能少，也能够实现离合器的切换。
[第一～第三实施例的补充说明]
在上述实施例中，以操作人员操作FR操作装置54来将作业车辆1的行进方向从前进向后退切换的情况下的、动力传递装置24的概略动作为例进行了说明。但是，在将作业车辆1的行进方向从后退向前进切换的情况下，也可以应用上述概略动作。以下，对将作业车辆1的行进方向从后退向前进切换的情况下与上述实施例的差别进行说明。注意，在该情况下，第一离合器为离合器CR，第二离合器为离合器CF。
在将作业车辆1的行进方向从后退向前进切换的情况下，在图6(a)～6(f)、图8(a)～8(f)、图11(a)～11(e)中，除图6(c)、图8(c)及图11(c)所示的离合器的指令电流和图6(f)及图8(f)所示的离合器相对旋转的绝对值之外的值以相对于时间轴呈线性对称的方式变化。因此，第二实施例的步骤S130的范围E为[－Nth4，0](－Nth4是指符号与第二实施方式的Nth4相反的值)。
另外，在上述实施例中，对切断第一离合器的时刻是速度0附近的情况进行了说明，但也可以在其之前。具体来说，也可以使图5A、图7A、图10A的步骤S20中的范围A在从前进向后退切换作业车辆1的行进方向的情况下为[0，vth](注意，vth是具有正值的车速的阈值)，在从后退向前进切换作业车辆1的行进方向的情况下为[－vth，0]。换言之，若使作业车辆1驶向切换前的行进方向时的车速为正，则可以将车速在规定值以下的范围定为范围A。
另外，在第二实施例中，步骤S130的处理是以第二马达MG2的转速Nm2和油门操作量Ac双方为基础进行了判定，但离合器控制部58也可以仅判定马达转速是否处于范围E内。并且，若第二马达MG2的转速Nm2在范围E内(在步骤S130中为“是”)，则也可以执行步骤S140的处理。或者，取而代之，离合器控制部58也可以判定第二离合器(CR)的相对转速的绝对值|Nrout－Nin|是否在范围G内。该范围G是[0，Nth0](Nth0是后退用离合器CR的相对转速的阈值(参照图8(f)))。换言之，在步骤S130中，离合器控制部58也可以判定第二离合器CR的相对转速(Nrout－Nin)是否在预先确定的范围G’[－Nth0，Nth0]内。
另外，在步骤S130中，离合器控制部58及马达控制部55也可以以第二离合器CR的相对转速(Nrout－Nin)和油门操作量Ac双方为基础进行判定。即，离合器控制部58及马达控制部55也可以判定是否第二离合器(CR)的相对转速的绝对值|Nrout－Nin|在范围G内且油门操作量Ac在范围F内。或者，离合器控制部58及马达控制部55也可以判定是否第二离合器CR的相对转速(Nrout－Nin)在预先确定的范围G’内且油门操作量Ac在范围F内。
另外，在第一及第二实施例中，对在步骤S20后进行步骤S40的处理进行了说明，但也可以在其他时刻进行步骤S40的处理。例如，在第一实施例中，在步骤S60中为“是”的情况下，也可以在步骤S60之后就紧接着进行步骤S40的处理。另外，在第二实施例中，在步骤S130中为“是”的情况下，也可以在步骤S130之后就紧接着进行步骤S40的处理。反之，也可以在步骤S20之前进行步骤S40的处理。
于是，如果对切断第一离合器的时刻加以考虑，则除第一及第二实施例以外，考虑在图13所示的(a)～(d)的模式下进行第一离合器的切断、第二离合器的连接。图13表示来自离合器控制部的针对各离合器控制阀的指令信号的时序变化的变形例。在图13中，单点划线表示针对第一离合器的指令信号，实线表示针对第二离合器的指令信号。另外，各模式(a)～(d)中的双向箭头表示实施第一实施例的步骤S50或第二实施例的步骤S51的期间。据此，模式(a)表示如下情况：在车速变为0的时间To之前，离合器控制部58切断第一离合器，使第二离合器的离合器压变化以便能够在时间To处开始第二离合器的加强，并且，马达控制部55开始减小第二离合器的相对转速的处理。模式(b)表示如下情况：在车速变为0的时间To，离合器控制部58切断第一离合器，马达控制部55开始减小第二离合器的相对转速的处理，从时间To起开始第二离合器的调制。第二离合器的加强是在第二离合器的相对转速达到范围C的时刻进行的。模式(c)表示如下情况：在比车速变为0的时间To稍靠前，离合器控制部58切断第一离合器，马达控制部55开始减小第二离合器的相对转速的处理，在比车速变为0的时间To稍靠后，开始第二离合器的加强。第二离合器的加强是在第二离合器的相对转速达到范围C的时刻进行的。模式(d)表示如下情况：在车速变为0的时间To，离合器控制部58切断第一离合器，马达控制部55开始减小第二离合器的相对转速的处理，延迟开始第二离合器的调制。在本实施方式中，除了第一及第二实施例所示之外，控制部27也可以在这四个模式下进行处理。
[特征]
本实施方式的作业车辆1具有以下特征。
(1)作业车辆1的控制部27具备离合器控制部58和马达控制部55。在第一离合器连接、第二离合器切断的状态下，在从FR切换操作装置54输入的操作人员所指示的第一行进方向与根据由输出转速检测部检测到的车速判定的第二行进方向不同时，如果车速在预先确定的范围A内，则离合器控制部58切断第一离合器。并且，在第一离合器被切断之后，控制第二马达MG2以减小第二离合器的相对转速。
由此，利用第一离合器被连接的发动机吸收制动力，直到减速到某一程度，因此作业车辆1能够发挥与以往的变矩式作业车辆同等的制动能力。
(2)如果车速在范围A内，则离合器控制部58使第二离合器的离合器压变化为比连接第二离合器的第一压力弱的规定的第二压力(填充压)。因此，能够迅速开始第二离合器的连接。
(3)如果第二离合器的相对转速的绝对值在范围C内(第二离合器的相对转速在范围C’内)，则离合器控制部58能够开始第二离合器的加强。因此，在第二离合器的相对转速变得足够小之后，开始第二离合器的加强，因此第二离合器的热负荷降低。其结果为，离合器片的磨损得以降低。同样，能够减轻使第二离合器接触时的车体的摇晃。此外，还能够防止动力传递装置24的惯性力急剧施加到发动机上，降低发动机21的负荷。
(4)动力传递装置24还可以具有检测第二马达MG2的转速的第二马达转速检测部76。并且，在马达的转速在预先确定的范围E内时，离合器控制部58可以使第二离合器的离合器压变化为大于第二压力(填充压)且小于第一压力(将离合器维持在连接状态的压力)的第三压力(辅助压)。由此，还利用第二离合器的摩擦力对转矩的传递，来减少第二离合器的相对转速。因此，即使使马达的同步转矩减少，减少马达的消耗电能，也能够在同等的时间内减少第二离合器的相对转速。通过将该减少了的消耗电能的量用于车体的加速，能够提高加速性能。并且，重复作业的循环时间得到了缩短，因此能够提高作业车辆1的单位时间内的作业量。
并且，通过以马达旋转为基准，能够在马达从发电变化为放电的时刻进行同步辅助，能够确保再生电能并减少放电电能。
(5)动力传递装置24还可以具有检测第二马达MG2的转速的第二马达转速检测部76。并且，在第二离合器的相对转速在预先确定的范围G内时，离合器控制部58能够使第二离合器的离合器压变化为大于第二压力(填充压)且小于第一压力(将离合器维持在连接状态的压力)的第三压力(辅助压)。由此，还利用第二离合器的摩擦力对转矩的传递，来减少第二离合器的相对转速。因此，即使使马达的同步转矩减少，减少马达的消耗电能，也能够在同等的时间内减少第二离合器的相对转速。通过将其减少了的消耗电能的量用于车体的加速，能够提高加速性能。并且，重复作业的循环时间得到了缩短，因此能够提高作业车辆1的单位时间内的作业量。
并且，通过以第二离合器的相对转速为基准，能够抑制同步辅助所导致的离合器负荷、磨损。
(6)作业车辆1还可以具备油门操作部件51a和检测油门操作部件51a的操作量的油门操作检测部51b。并且，在油门操作部件51a的操作量在预先确定的范围F内时，离合器控制部58能够使第二离合器的离合器压变化为大于第二压力(填充压)且小于第一压力(将离合器维持在连接状态的压力)的第三压力(辅助压)。这样，通过在进行同步辅助的条件的基础上增加油门条件，在同步辅助所导致的车体的摇晃相比于踩踏油门所导致的车体的加速力相对较大时，可以不进行同步辅助。
(7)马达控制部55可以设置转矩极限来进行减小第二离合器的相对转速的控制，由此控制马达的转矩，上述转矩极限是允许马达输出的最大转矩的绝对值。由此，马达控制部55能够抑制马达旋转急剧变化，防止轴承等可动部因油膜破裂等原因而损伤。并且，能够防止马达过度消耗电能。
(8)马达控制部55能够使转矩极限从规定的初始值Tlim0增加至最大值Tmax。由此，能够抑制马达的旋转加速度的变化，因此能够防止因惯性力通过行星齿轮传递至车体而产生的作业车辆1的摇晃。
(9)马达控制部55可以在第二离合器的相对转速的绝对值变为预先确定的范围B内的时间Tds之前，使转矩极限从规定的初始值Tlim0增加至最大值Tmax，若达到时间Tds，则使转矩极限减少至规定的目标值Tg。由此，在开始第二离合器的加强来提升第二离合器的离合器压，利用第二离合器的转矩传递使离合器相对转速变小时，能够通过抑制马达转矩来削减马达的消耗电能。并且，能够防止因传递马达的转矩变动而产生的作业车辆1的摇晃。
(10)在第二离合器的相对转速的绝对值变为预先确定的范围D内的时间Tce之后，马达控制部55可以使马达的转矩实质上为0。由此，在第二离合器的加强正要结束时第二离合器的离合器压较高的情况下，不受到来自马达的转矩，因此能够进一步防止调制中的作业车辆1的摇晃。
(11)动力传递装置24还可以具有储存由马达发电产生的电能的电容器64。并且，在电容器64的蓄电容量低于规定容量的情况下，离合器控制部58可以在第二离合器的离合器压达到第二压力(填充压)之后使第二离合器的离合器压从第二压力(填充压)增加。由此，几乎不利用马达的驱动力，仅利用发动机21的驱动力即可同步第二离合器(CR)的离合器输入轴和离合器输出轴。因此，即使储存于电容器64的电能少，也能够实现离合器的切换。
(12)所谓的范围A内，也可以是车速0。在该情况下，可以使第一离合器的切断延迟，直到车辆停止并开始向相反方向行进。因此，即使操作人员频繁地操作FR操作装置54，也能够削减离合器的实际切换次数。另外，还可以使用第一马达及第二马达双方进行减速，因此，相对于从FR操作装置54输入的操作人员所指示的第一行进方向的驱动力变强。因此，即使是像坡道这样的斜面，作业车辆1也能够进行梭动动作。
(13)若将作业车辆驶向第二行进方向时的车速设为正，则所谓的范围A内也可以是由输出转速检测部37检测到的车速在规定值以下的范围。在该情况下，第一离合器的切断提前，因此第二离合器的相对转速变得足够小，第二离合器的连接提前。由此，能够提前对向上述第一行进方向加速的车辆供给发动机21的动力，从结果来看，向第一行进方向的加速提前。如果加速提前，则周期就会缩短，因此能够提高作业效率。
[变形例]
以上对本发明一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离发明主旨的范围内能够进行各种变更。
本发明不限于上述轮式装载机，也可以应用于推土机、拖拉机、叉车或机动平地机等其他种类的作业车辆。
本发明不限于EMT，也可以应用于HMT等其他种类的变速装置。在该情况下，第一马达MG1作为液压马达及液压泵发挥功能。另外，第二马达MG2作为液压马达及液压泵发挥功能。第一马达MG1和第二马达MG2是可变容量型泵/马达，通过利用控制部27控制斜板或斜轴的偏转角来控制容量。
在使上述离合器CF、CR的离合器压为第二压力(填充压)之前，也可以不相对于离合器控制阀VF、VR输出图6(c)等所示的暂时高的指令电流(图6(c)的由Δt表示的期间的指令电流)。例如，也可以通过从步骤S40的初始阶段相对于离合器控制阀VF、VR输出指令电流I2，使离合器CF、CR的离合器压为第二压力(填充压)。
另外，离合器CF、CR不限于上述由液压控制的离合器，也可以是电磁离合器等。无论离合器是何种类，在准备动作中都不进行转矩传递，而是进行用于使之后的离合器连接动作所用的时间缩短的动作。在将即使不进行准备动作也能够在瞬时或极短时间内连接离合器的种类的离合器用作离合器CF、CR的情况下，也可以省略上述步骤S40的处理。
本发明也可以是不实施第二实施例的作业车辆1。在该情况下，离合器控制部58、马达控制部55也可以不接收第二马达转速检测部76输出的第二马达MG2的转速Nm2、油门操作检测部51b输出的油门操作量Ac。另外，作业车辆1可以适当省略图1～图3所记载的结构中的、在第一实施例～第三实施例中的任一实施例中并非必须使用的结构。
并且，在上述实施方式中，马达控制部55是以第二马达MG2的转矩控制为中心进行的说明，但马达控制部55也可以通过控制第一马达MG1或者第一马达MG1和第二马达MG2双方来减小第二离合器的相对转速。
上述动力传递装置24具有第一行星齿轮机构68和第二行星齿轮机构69。但是，动力传递装置所具备的行星齿轮机构的数量不限于两个。动力传递装置也可以只具有一个行星齿轮机构。或者，动力传递装置也可以具有三个以上的行星齿轮机构。图14是表示动力传递装置的变形例124的结构的示意图。图14所示的以外的作业车辆的其他结构与上述实施方式的作业车辆1相同，因此省略详细说明。另外，在图14中，对与上述实施方式的动力传递装置24相同的结构，标以相同的标记。
如图14所示，动力传递装置124具有变速机构166。变速机构166具有行星齿轮机构168、第一传动轴167、第二传动轴191和第二传动轴齿轮192。第一传动轴167与FR切换机构65连结。行星齿轮机构168和第二传动轴齿轮192与第一传动轴167及第二传动轴191同轴配置。
行星齿轮机构168具有太阳轮S1、多个行星轮P1、支承多个行星轮P1的行星架C1和齿圈R1。太阳轮S1与第一传动轴167连结。多个行星轮P1与太阳轮S1啮合，并能够旋转地支承于行星架C1。行星架C1固定于第二传动轴191。齿圈R1啮合于多个行星轮P1并且能够旋转。另外，在齿圈R1的外周设有齿圈外周齿轮Go1。在第二马达MG2的输出轴上固定有第二马达齿轮Gm2，第二马达齿轮Gm2啮合于齿圈外周齿轮Go1。
第二传动轴齿轮192与第二传动轴191连结。第二传动轴齿轮192啮合于输出齿轮71，第二传动轴齿轮192的旋转经由输出齿轮71输出到输出轴63。
变速机构166具有第一高速用齿轮(以下，称作“第一H齿轮GH1”)、第二高速用齿轮(以下，称作“第二H齿轮GH2”)、第一低速用齿轮(以下，称作“第一L齿轮GL1”)、第二低速用齿轮(以下，称作“第二L齿轮GL2”)、第三传动轴193和Hi/Lo切换机构170。
第一H齿轮GH1和第一L齿轮GL1与第一传动轴167及第二传动轴191同轴配置。第一H齿轮GH1与第一传动轴167连结。第一L齿轮GL1与第二传动轴191连结。第二H齿轮GH2与第一H齿轮GH1啮合。第二L齿轮GL2与第一L齿轮GL1啮合。第二H齿轮GH2和第二L齿轮GL2与第三传动轴193同轴配置，并且配置成相对于第三传动轴193能够旋转。第三传动轴193与第一马达MG1的输出轴连结。
Hi/Lo切换机构170是用于将动力传递装置24中的驱动力传递路径切换成车速高的高速模式(Hi模式)和车速低的低速模式(Lo模式)的机构。该Hi/Lo切换机构170具有在Hi模式时接通的H离合器CH和在Lo模式时接通的L离合器CL。H离合器CH将第二H齿轮GH2和第三传动轴193连接或者切断。另外，L离合器CL将第二L齿轮GL2和第三传动轴193连接或者切断。
在本变形例中，各离合器CF、CR的离合器输出轴的转速可以如上述实施方式那样从第一马达MG1及第二马达MG2的转速算出，也可以由设于各离合器CF、CR的离合器输出轴的转速检测部直接检测。本变形例的作业车辆中的动力传递装置124的控制与上述实施方式的动力传递装置24的控制相同。
工业实用性
根据本发明，能够提供如下的作业车辆及作业车辆的控制方法：当操作人员在HMT或EMT式动力传递装置中对前进和后退进行切换时，防止动力传递装置的齿轮机构超转速，降低发动机负荷及离合器的磨损。

Claims (20)

1.一种作业车辆，其中，具备：
发动机；
液压泵，其由所述发动机驱动；
作业机，其由从所述液压泵排出的工作油驱动；
行驶装置，其由所述发动机驱动；
动力传递装置，其将来自所述发动机的驱动力传递至所述行驶装置；
控制部，其控制所述动力传递装置；
前进后退切换操作装置，其由操作人员输入前进或后退的指示；
车速检测部，其检测所述行驶装置的车速；
所述动力传递装置具有：
输入轴；
输出轴；
齿轮机构，其包括行星齿轮机构，将所述输入轴的旋转传递至所述输出轴；
马达，其与所述行星齿轮机构的旋转构件连接；
马达转速检测部，其检测所述马达的转速；
第一离合器，其用于与向前进及后退中的任一个方向驱动所述行驶装置的所述齿轮机构连接；
第二离合器，其用于与向所述任一个方向的相反方向驱动所述行驶装置的所述齿轮机构连接；
第二离合器相对转速检测部，其检测所述第二离合器的离合器输入轴和离合器输出轴的相对转速；
所述动力传递装置通过使所述马达的转速变化，来使所述输出轴相对于所述输入轴的转速比变化，
所述控制部具有：
离合器控制部，在所述第一离合器连接、所述第二离合器切断的状态下，在从所述前进后退切换操作装置输入的所述操作人员所指示的第一行进方向与根据由所述车速检测部检测到的车速判定的第二行进方向不同时，如果所述车速在预先确定的第一范围内，则所述离合器控制部切断所述第一离合器且使所述第二离合器的离合器压变化为比连接所述第二离合器的第一压力弱的规定的第二压力，如果所述第二离合器的相对转速在预先确定的第二范围内，则所述离合器控制部使第二离合器的离合器压从所述第二压力增加，在所述马达的转速在预先确定的第三范围内时，所述离合器控制部使所述第二离合器的离合器压变化为大于所述第二压力且小于所述第一压力的第三压力；
马达控制部，在所述第一离合器被切断之后，该马达控制部控制所述马达以减小所述第二离合器的相对转速。
2.根据权利要求1所述的作业车辆，其中，还具备：
油门操作部件；
油门操作检测部，其检测所述油门操作部件的操作量；
在所述油门操作部件的操作量在预先确定的第五范围内时，所述离合器控制部使所述第二离合器的离合器压变化为所述第三压力。
3.根据权利要求1所述的作业车辆，其中，
所述马达控制部设置转矩极限来控制所述马达的转矩，所述转矩极限是允许所述马达输出的最大转矩的绝对值，
所述马达控制部使转矩极限从规定的初始值增加至规定的最大值。
4.根据权利要求2所述的作业车辆，其中，
所述马达控制部设置转矩极限来控制所述马达的转矩，所述转矩极限是允许所述马达输出的最大转矩的绝对值，
所述马达控制部使转矩极限从规定的初始值增加至规定的最大值。
5.根据权利要求3所述的作业车辆，其中，
所述马达控制部：
在所述第二离合器的相对转速变为预先确定的第六范围内之前，使所述转矩极限从所述初始值增加至所述最大值；
若所述第二离合器的相对转速在所述第六范围内，则使所述转矩极限减少至规定的第一目标值。
6.根据权利要求4所述的作业车辆，其中，
所述马达控制部：
在所述第二离合器的相对转速变为预先确定的第六范围内之前，使所述转矩极限从所述初始值增加至所述最大值；
若所述第二离合器的相对转速在所述第六范围内，则使所述转矩极限减少至规定的第一目标值。
7.根据权利要求5所述的作业车辆，其中，
若所述第二离合器的相对转速在预先确定的第七范围内，则所述马达控制部使所述马达的转矩为0。
8.根据权利要求6所述的作业车辆，其中，
若所述第二离合器的相对转速在预先确定的第七范围内，则所述马达控制部使所述马达的转矩为0。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的作业车辆，其中，
若将所述作业车辆驶向所述第二行进方向时的所述车速设为正，则所述第一范围是所述车速在规定值以下的范围。
10.一种作业车辆，其中，具备：
发动机；
液压泵，其由所述发动机驱动；
作业机，其由从所述液压泵排出的工作油驱动；
行驶装置，其由所述发动机驱动；
动力传递装置，其将来自所述发动机的驱动力传递至所述行驶装置；
控制部，其控制所述动力传递装置；
前进后退切换操作装置，其由操作人员输入前进或后退的指示；
车速检测部，其检测所述行驶装置的车速；
所述动力传递装置具有：
输入轴；
输出轴；
齿轮机构，其包括行星齿轮机构，将所述输入轴的旋转传递至所述输出轴；
马达，其与所述行星齿轮机构的旋转构件连接；
第一离合器，其用于与向前进及后退中的任一个方向驱动所述行驶装置的所述齿轮机构连接；
第二离合器，其用于与向所述任一个方向的相反方向驱动所述行驶装置的所述齿轮机构连接；
第二离合器相对转速检测部，其检测所述第二离合器的离合器输入轴和离合器输出轴的相对转速；
所述动力传递装置通过使所述马达的转速变化，来使所述输出轴相对于所述输入轴的转速比变化，
所述控制部具有：
离合器控制部，在所述第一离合器连接、所述第二离合器切断的状态下，在从所述前进后退切换操作装置输入的所述操作人员所指示的第一行进方向与根据由所述车速检测部检测到的车速判定的第二行进方向不同时，如果所述车速在预先确定的第一范围内，则所述离合器控制部切断所述第一离合器且使所述第二离合器的离合器压变化为比连接所述第二离合器的第一压力弱的规定的第二压力，如果所述第二离合器的相对转速在预先确定的第二范围内，则所述离合器控制部使第二离合器的离合器压从所述第二压力增加，在所述第二离合器的相对转速在预先确定的第四范围内时，所述离合器控制部使所述第二离合器的离合器压变化为大于所述第二压力且小于所述第一压力的第三压力；
马达控制部，在所述第一离合器被切断之后，该马达控制部控制所述马达以减小所述第二离合器的相对转速。
11.根据权利要求10所述的作业车辆，其中，还具备：
油门操作部件；
油门操作检测部，其检测所述油门操作部件的操作量；
在所述油门操作部件的操作量在预先确定的第五范围内时，所述离合器控制部使所述第二离合器的离合器压变化为所述第三压力。
12.根据权利要求10所述的作业车辆，其中，
所述马达控制部设置转矩极限来控制所述马达的转矩，所述转矩极限是允许所述马达输出的最大转矩的绝对值，
所述马达控制部使转矩极限从规定的初始值增加至规定的最大值。
13.根据权利要求11所述的作业车辆，其中，
所述马达控制部设置转矩极限来控制所述马达的转矩，所述转矩极限是允许所述马达输出的最大转矩的绝对值，
所述马达控制部使转矩极限从规定的初始值增加至规定的最大值。
14.根据权利要求12所述的作业车辆，其中，
所述马达控制部：
在所述第二离合器的相对转速变为预先确定的第六范围内之前，使所述转矩极限从所述初始值增加至所述最大值；
若所述第二离合器的相对转速在所述第六范围内，则使所述转矩极限减少至规定的第一目标值。
15.根据权利要求13所述的作业车辆，其中，
所述马达控制部：
在所述第二离合器的相对转速变为预先确定的第六范围内之前，使所述转矩极限从所述初始值增加至所述最大值；
若所述第二离合器的相对转速在所述第六范围内，则使所述转矩极限减少至规定的第一目标值。
16.根据权利要求14所述的作业车辆，其中，
若所述第二离合器的相对转速在预先确定的第七范围内，则所述马达控制部使所述马达的转矩为0。
17.根据权利要求15所述的作业车辆，其中，
若所述第二离合器的相对转速在预先确定的第七范围内，则所述马达控制部使所述马达的转矩为0。
18.根据权利要求10～17中任一项所述的作业车辆，其中，
若将所述作业车辆驶向所述第二行进方向时的所述车速设为正，则所述第一范围是所述车速在规定值以下的范围。
19.一种作业车辆的控制方法，其中，
所述作业车辆具备：发动机；液压泵，其由所述发动机驱动；作业机，其由从所述液压泵排出的工作油驱动；行驶装置，其由所述发动机驱动；动力传递装置，其将来自所述发动机的驱动力传递至所述行驶装置；前进后退切换操作装置，其由操作人员输入前进或后退的指示；
所述动力传递装置具有：输入轴；输出轴；齿轮机构，其包括行星齿轮机构，将所述输入轴的旋转传递至所述输出轴；马达，其与所述行星齿轮机构的旋转构件连接；马达转速检测部，其检测所述马达的转速；第一离合器，其用于与向前进及后退中的任一个方向驱动所述行驶装置的所述齿轮机构连接；第二离合器，其用于与向所述任一个方向的相反方向驱动所述行驶装置的所述齿轮机构连接；
所述动力传递装置通过使所述马达的转速变化，来使所述输出轴相对于所述输入轴的转速比变化，
所述作业车辆的控制方法包括：
在所述第一离合器连接、所述第二离合器切断的状态下，在从所述前进后退切换操作装置输入的所述操作人员所指示的第一行进方向与根据所述行驶装置的车速判定的第二行进方向不同时，如果所述车速在预先确定的第一范围内，则切断所述第一离合器且使所述第二离合器的离合器压变化为比连接所述第二离合器的第一压力弱的规定的第二压力，如果所述第二离合器的相对转速在预先确定的第二范围内，则使第二离合器的离合器压从所述第二压力增加，在所述马达的转速在预先确定的第三范围内时，使所述第二离合器的离合器压变化为大于所述第二压力且小于所述第一压力的第三压力的步骤；
在所述第一离合器被切断之后，控制所述马达以减小所述第二离合器的离合器输入轴和离合器输出轴的相对转速的步骤。
20.一种作业车辆的控制方法，其中，
所述作业车辆具备：发动机；液压泵，其由所述发动机驱动；作业机，其由从所述液压泵排出的工作油驱动；行驶装置，其由所述发动机驱动；动力传递装置，其将来自所述发动机的驱动力传递至所述行驶装置；前进后退切换操作装置，其由操作人员输入前进或后退的指示；
所述动力传递装置具有：输入轴；输出轴；齿轮机构，其包括行星齿轮机构，将所述输入轴的旋转传递至所述输出轴；马达，其与所述行星齿轮机构的旋转构件连接；第一离合器，其用于与向前进及后退中的任一个方向驱动所述行驶装置的所述齿轮机构连接；第二离合器，其用于与向所述任一个方向的相反方向驱动所述行驶装置的所述齿轮机构连接；
所述动力传递装置通过使所述马达的转速变化，来使所述输出轴相对于所述输入轴的转速比变化，
所述作业车辆的控制方法包括：
在所述第一离合器连接、所述第二离合器切断的状态下，在从所述前进后退切换操作装置输入的所述操作人员所指示的第一行进方向与根据所述行驶装置的车速判定的第二行进方向不同时，如果所述车速在预先确定的第一范围内，则切断所述第一离合器且使所述第二离合器的离合器压变化为比连接所述第二离合器的第一压力弱的规定的第二压力，如果所述第二离合器的相对转速在预先确定的第二范围内，则使第二离合器的离合器压从所述第二压力增加，在所述第二离合器的相对转速在预先确定的第四范围内时，使所述第二离合器的离合器压变化为大于所述第二压力且小于所述第一压力的第三压力的步骤；
在所述第一离合器被切断之后，控制所述马达以减小所述第二离合器的离合器输入轴和离合器输出轴的相对转速的步骤。
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