具有牽引控制系統的輪輔助驅動裝置以及方法
【技術領域】
[0001]本發明整體涉及輪輔助驅動裝置，更具體地涉及用在前輔助驅動裝置中的分流閥的致動和控制。
【背景技術】
[0002]多種類型的機器采用輪輔助驅動裝置在打滑條件下提供全輪驅動。例如平地機通常用在難以獲得充分牽引的野外環境中，以執行掘溝作業、場地準備及其它地面構形和修整任務。平地機通常具有由燃燒發動機或主液壓泵直接驅動的第一組輪(諸如一對后輪)。第二組輪(諸如一對前輪)通常用于轉向。但是，前輪可以由液壓輔助馬達驅動，液壓輔助馬達是允許全輪驅動的輪輔助驅動裝置的部分。
[0003]輪輔助驅動裝置可以選擇性地接合使得機器僅在期望時以全輪驅動模式操作。例如，機器可以包括允許操作者開啟或切斷輪輔助驅動的用戶界面。附加地或替代地，可操作地聯接至輪輔助驅動的控制器可以基于指示輪與地面之間的牽引水平的反饋自動接合或斷開輪輔助驅動裝置。
[0004]一些在先的輪輔助驅動裝置已結合分流閥使用以減少前輪打滑。在沒有分流閥的情況下，當與打滑輪關聯的第一輔助馬達更快速轉動時，其抽吸增加的液壓流體流。給打滑輔助馬達增加的液壓流體流將減少給第二輔助馬達的液壓流體流，這又減小具有牽引的輪的旋轉速度。在過度打滑情況中，基本上所有液壓流可以被引向與打滑輪關聯的輔助馬達，由此影響機器在地面上行進的能力。分流閥通過調節給聯接至前輪的兩個液壓輔助馬達的液壓流體流來解決輪打滑情況。一般地，分流閥通過使輸送給輔助馬達的液壓壓力接近于相等來調節液壓壓力。更具體地，分流閥感測輸送至每個液壓輔助馬達的液壓流體壓力，并且當在輔助馬達之一處感測到降低的壓力時，分流閥調節以減少給那個輔助馬達的液壓流體流，從而改善與另一輔助馬達關聯的輪的牽引。
[0005]雖然分流閥的使用緩解輪打滑問題，經過分流閥的液壓流體流產生高熱量負載并且由于閥調整損失導致液壓系統效率低下。在一些現有機器中，分流閥通常是有源的，由此持續產生過多熱量并且液壓系統效率低下。Harber等人的美國專利N0.5647211中描述的另一系統提出一種控制方案，其中，操作者可以獨立地控制全輪驅動模式的啟動和分流閥旁通。雖然Harber等人的系統與具有持續有源分流閥的系統相比可以減少熱產生和液壓系統效率低下，但其仍然允許分流閥的不必要啟動及與之伴隨的問題。
【發明內容】
[0006]根據本發明的一方面，提供一種控制具有第一和第二輪馬達和用于循環液壓流體的主泵的機器上的前輪輔助和牽引控制的方法。該方法可以包括提供具有與第一和第二分流出口流體地連通的分流入口的分流閥，第一分流出口與第一輪馬達流體地連通并且第二分流出口與第二輪馬達流體地連通。可以在分流閥的上游提供旁通閥，旁通閥具有旁通模式和分流模式，在旁通模式中，液壓流體的至少一部分圍繞分流閥連通至第一和第二輪馬達，在分流模式中，液壓流體經過分流閥連通至第一和第二輪馬達。可以在旁通閥的上游提供自由旋轉閥，自由旋轉閥具有自由旋轉模式和驅動輔助模式，在自由旋轉模式中，主泵與第一和第二輪馬達之間的流體連通被阻止，在驅動輔助模式中，主泵與第一和第二輪馬達流體地連通。該方法可以包括確定自由旋轉閥的啟動狀態；當自由旋轉閥處于自由旋轉模式中時，以旁通模式操作旁通閥；以及當自由旋轉閥處于驅動輔助模式中時，以旁通模式和分流模式中的任一種操作旁通閥。
[0007]根據本發明的另一方面，提供一種控制具有第一和第二輪馬達和用于循環液壓流體的主泵的機器上的前輪輔助和牽引控制的方法。該方法可以包括提供具有與第一和第二分流出口流體地連通的分流入口的分流閥，第一分流出口與第一輪馬達流體地連通并且第二分流出口與第二輪馬達流體地連通。可以在分流閥的上游提供旁通閥，旁通閥具有旁通模式和分流模式，在旁通模式中，液壓流體的至少一部分圍繞分流閥連通至第一和第二輪馬達，在分流模式中，液壓流體經過分流閥連通至第一和第二輪馬達。可以在旁通閥的上游提供自由旋轉閥，自由旋轉閥具有自由旋轉模式和驅動輔助模式，在自由旋轉模式中，主泵與第一和第二輪馬達之間的流體連通被阻止，在驅動輔助模式中，主泵與第一和第二輪馬達流體地連通。該方法可以包括初始地將旁通閥設置為旁通模式，確定自由旋轉閥的啟動狀態，并且當自由旋轉閥處于驅動輔助模式并且牽引控制啟用時以分流模式操作旁通閥。
[0008]根據本發明的另一方面，提供一種用于具有主泵和第一和第二接地構件的機器的驅動輔助系統。該驅動輔助系統可以包括可操作地聯接至第一接地構件的第一液壓馬達和可操作地聯接至第二接地構件的第二液壓馬達。自由旋轉閥可以設置在主泵與第一和第二輪馬達之間，自由旋轉閥可在自由旋轉模式和驅動輔助模式之間操作，自由旋轉模式阻止從主泵到第一和第二輪馬達的流體流，驅動輔助模式允許從主泵到第一和第二輪馬達的流體流。分流閥可以設置在自由旋轉閥與第一和第二輪馬達之間。第一旁通導管可以與第一馬達流體地連通并且圍繞分流閥構件，并且第二旁通導管可以與第二馬達流體地連通并且圍繞分流閥構件。系統還可以包括設置在分流閥與自由旋轉閥之間的旁通閥，旁通閥具有允許自由旋轉閥與分流閥之間的流體連通的分流模式和允許自由旋轉閥與第一和第二旁通導管之間的流體連通的旁通模式。控制器可以可操作地聯接至自由旋轉閥和旁通閥，并且能夠確定自由旋轉閥的啟動狀態；當自由旋轉閥處于自由旋轉模式中時，以旁通模式操作旁通閥構件；以及當自由旋轉閥處于驅動輔助模式中時，以旁通模式和分流模式中的任一種操作旁通閥構件。
【附圖說明】
[0009]圖1是平地機的示意性側視圖，其中可以實施本發明的一種或多種實施方式；
[0010]圖2是平地機的示意性俯視圖，其中可以實施本發明的一種或多種實施方式；
[0011]圖3是根據本發明的方面構造的平地機的輪輔助驅動系統的示意圖；和
[0012]圖4是示出根據本發明的方面控制輪驅動輔助系統中的牽引控制裝置的過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]公開輪輔助驅動系統及方法的實施方式用在機器上。在這里描述的示例性實施方式中，機器是平地機。輪輔助驅動系統包括用于提供全輪驅動的自由旋轉閥、用于提供牽引控制的分流閥、以及用于選擇性地旁通分流閥的旁通閥。旁通閥的操作基于自由旋轉閥的狀態，以減少由經過分流閥的液壓流體流引起的熱量產生和損失。
[0014]圖1和2描繪諸如平地機10的機器的示例性實施方式。平地機10可以主要用作將土質或其它材料的地面11造型成最終布置的修整工具。不是像諸如推土機等其它機器使大量土在行進方向上運動，平地機10通常將相對少量的土從一側運至另一側。話句話說，平地機10通常將土移經待平區域，而非直向前。雖然示例性實施方式是以平地機10的形式示出，將理解當前系統和方法可以與受益于這里教導的優點的其它類型機器一起使用。
[0015]更具體地，平地機10包括前框架12、后框架14、和諸如刀片16的平地機機具。前框架12和后框架14通過諸如一組后輪18a和一組前輪18b的接地單元支撐。包含操作平地機10必需的許多控制裝置19的操作者室20安裝在前框架12上。主動力源21可以由后框架14支撐并且通過傳動裝置23可操作地聯接至后輪18a用于主機器推進。主動力源21例如可以是柴油發動機、汽油發動機、天然氣發動機或本領域已知的任何其它發動機。主動力源21也可以是連接至燃料電池的電馬達、電容存儲裝置、電池或本領域已知的另外的動力源。傳動裝置可以是機械傳動裝置、液壓傳動裝置或本領域已知的任何其它傳動裝置類型。傳動裝置可操作以在動力源和從動牽引裝置之間產生多個輸出速度比(或連續可變速度比)。
[0016]車輛轉向系統17包括使前輪18b轉向的轉向致動器13。車輛轉向系統17還可以包括使前輪18b從左傾向右的輪傾斜致動器15。
[0017]替代地稱作推板