用于基于可變壓力極限控制傳動裝置的系統和方法
【專利摘要】公開一種控制包括在流體回路(62)中操作地彼此聯接的流體泵(42)和流體馬達(44)的傳動裝置(38)的系統(64)。該系統包括能夠接收指示操作者輸入的信號并基于指示操作者輸入的信號確定流體回路中的可變壓力極限的控制器(66)。控制器還能夠基于可變壓力極限控制流體泵和流體馬達中的至少一個的位移，使得流體回路中的壓力水平保持在可變壓力極限以下。
【專利說明】用于基于可變壓力極限控制傳動裝置的系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明針對用于控制傳動裝置的系統和方法，更具體地，本發明涉及用于基于可變壓力極限控制液壓傳動裝置的系統和方法。
【背景技術】
[0002]機器可包括用于機器操作的一個或多個液壓回路，包括用于提供推進的液壓傳動裝置。液壓傳動裝置可包括具有液壓泵和液壓馬達的一個或多個液壓回路。例如，一些機器可包括可變位移液壓泵和/或可變位移液壓馬達。液壓泵可以通過原動機驅動，并且通過改變液壓泵的位移和/或速度，可以控制泵送到液壓馬達的流體量。泵送到液壓馬達的流體使其驅動聯接到例如輪和/或地面接合履帶的一個或多個牽引裝置的輸出軸。通過改變液壓泵的位移與液壓馬達的位移的比例，液壓馬達驅動輸出軸的速度可以得到控制。
[0003]在一些操作條件下，壓力會在液壓回路中累積到高于希望的水平，并因此會希望調節壓力。例如，在機器的運動由于外部阻力而被阻止時，壓力會在驅動牽引裝置的液壓回路中累積，例如在機器推動大堆土方時。這會造成機器行駛緩慢或停止。機器的緩慢或停止會造成牽引裝置也緩慢或停止，繼而使聯接到牽引裝置的液壓馬達緩慢或停止。由于液壓馬達緩慢或停止，流體經過液壓馬達的流動會被顯著阻止，即使流體從液壓泵供應的流動會以大致相同的流速繼續。因此，回路中的壓力會增加超過希望水平，該希望水平可以與機器設計極限和/或液壓回路中的流體的物理特性相關。因此，會希望調節液壓傳動裝置中的壓力以防止壓力達到不希望的高水平，同時還使得操作者以響應方式控制機器。
[0004]一種控制具有靜液壓傳動裝置的嘗試在授予Guven等人的美國專利N0.7146263B2( “’ 263專利”)中描述。’ 263專利公開一種用于預測載荷管理的方法。根據’263專利，控制系統能夠操作以接收指示傳動裝置上的載荷的至少一個輸入并基于至少一個輸入識別傳動裝置的希望載荷。控制系統還能夠操作以接收指示動力源的當前動力輸出的至少一個輸入。’263專利的控制系統基于動力源的當前動力輸出來限制施加到傳動裝置的驅動構件的希望傳動載荷，由此防止動力源在希望操作范圍以外操作。
[0005]雖然’263專利中公開的方法可防止動力源在希望操作范圍以外操作，該方法會具有許多可能的缺陷。例如，’ 263專利中描述的方法的效率低。另外，’ 263專利公開的方法不能在始終使操作者以響應方式控制機器的同時充分調節液壓傳動裝置中的壓力。
[0006]這里公開的系統和方法可以針對減小或克服以上提出的一個或多個可能缺陷。
【發明內容】
[0007]在一個方面，本發明包括用于控制傳動裝置的系統，傳動裝置包括在流體回路中彼此操作地聯接的流體泵和流體馬達。該系統包括控制器，控制器能夠接收指示操作者輸入的信號，并基于指示操作者輸入的信號確定流體回路中的可變壓力極限。控制器還能夠基于可變壓力極限控制流體泵和流體馬達中的至少一個的位移，使得流體回路中的壓力水平保持在可變壓力極限以下。
[0008]在另一方面，本發明包括用于控制傳動裝置的方法，傳動裝置包括在流體回路中彼此操作地聯接的流體泵和流體馬達。該方法包括接收指示操作者輸入的信號，并且基于指示操作者輸入的信號確定流體回路中的可變壓力極限。該方法還包括基于可變壓力極限控制流體泵和流體馬達中的至少一個的位移，使得流體回路中的壓力水平保持在可變壓力極限以下。
[0009]根據另一方面，一種機器包括底盤、聯接到底盤的原動機和聯接到原動機的傳動裝置。傳動裝置包括能夠提供流體流的流體泵、能夠從流體泵接收流體流的流體馬達和提供包括流體泵和流體馬達的流體回路的流體管線。該機器還包括聯接到傳動裝置的牽引裝置，使得牽引裝置從傳動裝置供以轉矩。該機器還包括控制器，控制器能夠接收指示操作者輸入的信號、基于指示操作者輸入的信號確定流體回路中的可變壓力極限并基于可變壓力極限控制流體泵和流體馬達中的至少一個的位移，使得流體回路中的壓力水平保持在可變壓力極限以下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是機器的示例性實施方式的側視圖。
[0011]圖2是圖1所示的示例性機器的駕駛室的示例性實施方式的內部的透視圖。
[0012]圖3是原動機、動力系和控制系統的示例性實施方式的示意圖。
[0013]圖4是示出用于控制傳動裝置的方法的示例性實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1示出機器10的示例性實施方式。示例性機器10包括底盤12、原動機14和聯接到底盤12的動力系16。動力系16將原動機14操作地聯接到被構造成推進機器10的一個或多個牽引裝置18。示例性機器10還包括容納操作者界面22的駕駛室20，其包括被構造成允許操作者控制機器的運行路徑的速度和/或方向的一個或多個控制裝置。例如，如圖2所示，操作者界面22可包括鄰近操作者座椅26定位的一個或多個操作者交互裝置24。操作者交互裝置24可被構造成發送指示操作者輸入的信號。例如，操作者交互裝置24可通過產生指示希望的機器操縱的信號來啟動機器10的運動。
[0015]根據圖2所示的示例性實施方式，操作者交互裝置24包括例如右腳踏板28的第一運行速度輸入裝置和例如左腳踏板30的第二運行速度輸入裝置。隨著操作者操縱右腳踏板28和/或左腳踏板30，操作者可控制機器運行。術語“右腳”和“左腳”這里用來彼此區分兩種輸入裝置，并且設想到這里描述的兩種踏板的功能可以顛倒。還設想到兩種踏板的功能可以通過操作者選擇以允許調整操作以改善操作者的舒適性。還設想到腳踏板28和30可采取其他形式，例如操縱桿、杠桿、開關、旋鈕、輪和本領域已知的其他交互裝置。
[0016]另外，圖2示出的示例性操作者交互裝置24還包括向前-中間-反向(FNR)選擇器32。隨著操作者運動FNR選擇器32到向前、反向或中間位置，操作者可影響相應的傳動操作模式，例如向前、反向或怠速。在圖2所示的示例性實施方式中，FNR選擇器32是杠桿的形式。但是，FNR選擇器32可具有本領域已知的杠桿之外的形式。
[0017]根據圖2所示的示例性實施方式，操作者交互裝置24包括能夠允許用于動力系16的邊緣拉動設置的選擇的邊緣拉動選擇器34。如這里更詳細描述，邊緣拉動設置涉及牽引裝置18處可用的轉矩的最大水平的控制。這可允許操作者控制牽引裝置18的最大打滑量。圖2所示的示例性邊緣拉動選擇器34包括鍵盤。設想到選擇器的其他形式，例如徑向撥盤、按鈕、操縱桿、杠桿、開關、旋鈕、輪和本領域已知的其他選擇裝置。
[0018]圖2所示的示例性實施方式還包括方向盤的示例性形式的轉向裝置36。設想到本領域普通技術人員已知的其他轉向裝置，例如一個或多個操縱桿。
[0019]雖然圖1所示的示例性機器10是輪式裝載機，機器10可以是任何類型的地面承載車輛，例如汽車、卡車、農業車輛或建造車輛，例如推土機、履帶式拖拉機、挖掘機、平地機、高速公路卡車、非高速公路卡車或本領域普通技術人員已知的任何其他車輛類型。此夕卜，原動機14可以是產生動力的任何裝置，例如內燃發動機，包括但不局限于:火花點火發動機、壓燃發動機、轉動發動機、氣體渦輪發動機和/或汽油、柴油、生物柴油、乙醇、甲醇和其組合供能的發動機；氫供能發動機；燃料電池；太陽能電池；和/或本領域已知的任何其他動力源。另外，雖然圖1所示的示例性牽引裝置18是輪，牽引裝置18可以包括履帶、帶和/或本領域已知的用于推進機器的任何其他裝置。
[0020]如圖3所示，動力系16可包括被構造成將原動機14操作地聯接到牽引裝置18的一個或多個傳動裝置38。例如，機器10可包括液壓系統40，其包括液壓傳動裝置38，例如使用流體流在原動機和牽引裝置之間傳遞動力的任何傳動裝置。例如，傳動裝置38可以是連續可變傳動裝置，例如包括液壓操作泵和液壓操作馬達的液壓傳動裝置，有時稱為“靜液壓”傳動裝置。
[0021]在圖3所示的示例性機器10中，動力系16包括單個靜液壓傳動裝置38，其被構造成供應動力到一個或多個牽引裝置18。雖然圖3所示的示例性動力系16包括單個靜液壓傳動裝置38，機器可包括兩個或更多靜液壓傳動裝置。例如，機器可包括用于每個牽弓I裝置的單獨的靜液壓傳動裝置38。
[0022]如圖3所示,示例性靜液壓傳動裝置38操作地聯接到原動機14,并包括經由流體回路流體聯接到流體馬達44的流體泵42。泵42和/或馬達44可以是可變位移、可變輸送、固定位移或本領域已知的任何其他構型。泵42操作地聯接到原動機14，例如經由輸入軸46。替代地,泵42經由轉矩轉換器(未不出)、離合器(未不出)、齒輪箱(未不出)或本領域已知的任何其他方式操作地聯接到原動機14。靜液壓傳動裝置38還可包括經由例如差速器50和一個或多個軸52將馬達44操作地聯接到一個或多個牽引裝置18的輸出軸48。雖然圖3所示的示例性傳動裝置包括單個泵42和單個馬達44，傳動裝置38可包括一個或多個泵42和一個或多個馬達44。
[0023]示例性液壓系統40可包括被構造成經由充量泵56和源管線58供應液壓流體到液壓系統40的容器54。泵42可被構造成在充量泵56的幫助下經由源管線58從容器54抽吸液壓流體。泵42可進一步構造成沿著流體管線60將液壓流體供應到液壓馬達44。靜液壓傳動裝置38的泵42、馬達44和流體管線60可形成閉合流體回路62，其中一個液壓管線60使得流體從泵42承載到馬達44，并且另一液壓管線60使得液壓流體從馬達44返回到泵42。流過馬達42的液壓流體造成馬達42轉動，由此將轉矩供應到輸出軸48。流體回路62中的流體流動的方向可以顛倒，使得輸出軸48可以在兩個方向上驅動，由此為機器10提供在向前或相反方向上驅動的能力。
[0024]示例性機器10包括被構造成控制原動機14和/或動力系16的操作的控制系統64。特別是，示例性控制系統64包括控制器66和被構造成提供指示與動力系16相關的參數的信號的一個或多個傳感器。例如，控制系統64可包括被構造成提供指示流體回路62中的壓力的信號的一個或多個傳感器68。控制系統64還可包括與原動機14的操作相關的一個或多個傳感器，例如發動機速度傳感器70。另外，控制系統64可包括被構造成提供指示機器10的運行速度的信號的一個或多個傳感器，例如被構造成提供指示泵44和/或輸出軸48的速度的信號的傳感器72。
[0025]根據圖3所示的示例性實施方式，控制器66可被構造成通過供應用于泵42和馬達44的操作的控制信號來控制傳動裝置38的操作。特別是，控制器66可例如通過控制泵42和/或馬達44的位移和/或速度來控制傳動裝置38中的流體流。例如，傳動裝置38可包括被構造成改變泵42的位移的泵致動裝置74(例如包括螺線管和滑閥組件)。傳動裝置38還可包括被構造成改變馬達44的位移的馬達致動裝置76 (例如包括螺線管和滑閥組件)。
[0026]根據一些實施方式，控制系統64還可包括用于供應指示流體經過泵42的流速的信號的傳感器78，例如用于供應指示泵42的位移和/或速度的信號的傳感器和/或流量計。類似地，控制系統64可包括用于供應指示流體經過馬達44的流速的信號的傳感器80，例如用于供應指示馬達44的位移和/或速度的信號的傳感器和/或流量計。設想到機器10可包括用于感測可以用于原動機14和/或動力系16的操作的其他參數的附加傳感器。
[0027]控制器66可基于從操作者交互裝置24、傳感器68、70、72、78和/或80中的一個或多個接收的信號控制泵42和/或馬達44的位移。這些信號可以是數字、模擬、機械和/或液壓信號的形式。例如，操作者交互裝置24可提供指示控制器66接收的操作者速度和/或轉向指令的信號。控制器66從傳感器68、70、72、78和/或80中的一個或多個接收信號，并且控制器66至少部分基于從操作者交互裝置24和一個或多個傳感器接收的信號控制傳動裝置38中的流體流。通過控制流體流，控制器66可操作以控制供應到一個或多個牽引裝置18的轉矩的大小。
[0028]示例性控制器66可包括可用來運行應用的任何部件，例如存儲器、輔助存儲裝置和/或中央處理單元。根據一些實施方式，控制器66可包括附加或不同部件，例如機械和/或液壓機械部件。多種其他已知部件可與控制器66相關，例如動力供應回路、信號調節回路、螺線管驅動回路和/或其他適當回路。這些回路可以是電和/或液壓機械的。
[0029]傳動裝置38可以通過右腳和左腳踏板28和30由操作者至少部分控制。例如，踏板28和30可分別聯接到被構造成感測踏板28和30的位移并響應于位移產生相應信號的傳感器82和84。傳感器82和84可以是能夠感測踏板28和30的位移的任何傳感器，例如開關或電位計。來自每個傳感器82和84的位移信號可以通過控制器66接收，并且控制器66可基于該信號操作傳動裝置38。
[0030]根據一些實施方式，右腳踏板28可以類似于加速踏板的方式操作。特別是，隨著右腳踏板28被按壓，相應傳感器82發送指示右腳踏板28的位移大小的信號到控制器66。控制器66繼而增加原動機14的節流設置，由此增加供應到泵42的功率。根據一些實施方式，如果機器10被停止，泵42的最初位移設置處于最小(例如接近零)，并且馬達44的最初位移處于最大。隨著操作者通過按壓右腳踏板28指令更多運行速度，泵42的位移隨著控制器66發送信號到泵致動裝置74以增加位移而增加，由此增加經過馬達44的流體回路62中的流體流。隨著流體流最初增加，馬達44的位移保持固定，并因此馬達44的轉動速度增加，由此增加牽引裝置18的速度和機器10的運行速度。
[0031]如果操作者按壓右腳踏板28足夠位移且長達足夠時間周期，控制器66繼續增加泵42的位移，直到它達到最大位移，使得流體回路62中的流體流增加，并且機器10的運行速度繼續增加。一旦泵42的位移達到其最大，控制器66發送信號到馬達致動裝置76，使得馬達44的位移開始減小。隨著馬達44的位移減小，并且通過泵42提供到馬達44的流體流以相同的流速繼續。因此，隨著馬達44的位移減小，馬達44的速度增加，以保持泵42提供的流體流速。因此，機器10的運行速度隨著馬達44的位移繼續減小而繼續增加。
[0032]隨著操作者減小右腳踏板28的位移，傳感器82發送相應信號到馬達致動裝置76，由此增加馬達44的位移，造成馬達44的速度減小，由此減小機器10的運行速度。一旦馬達44的位移返回到其最大并且機器10的運行速度減緩，泵42的位移可以被減小以進一步減小機器10的運行速度。
[0033]根據一些實施方式，左腳踏板30可操作以便根據操作者的位移量提供兩種功能。特別是，隨著左腳踏板30被按壓經過其范圍的第一部分，左腳踏板30根據第一操作模式操作，直到左腳踏板30的位移達到預定閾值，例如其總位移范圍的大約50%。隨著左腳踏板30被按壓經過預定閾值并進入其范圍的第二部分，左腳踏板30根據第二操作模式操作，直到左腳踏板30的位移返回到其范圍的第一部分內的位置。
[0034]例如，隨著操作者在其位移范圍的第一部分內按壓左腳踏板30，機器10的運行速度被減小，其中隨著左腳踏板30從其范圍的未按壓位置進一步位移，出現運行速度的更大減小。根據一些實施方式中，在其位移范圍的第一部分內，機器10的運行速度獨立于流體回路62中的壓力減小。因此，如果機器10以一定速度運行，并且操作者最初按壓左腳踏板30，傳感器84發送信號到控制器66，并且控制器66發送信號到馬達44，使得機器10的運行速度減小。如果操作者按壓左腳踏板30經過預定閾值到其范圍的第二部分，服務制動器(未示出)會被啟動，由此減小機器10的運行速度。例如，服務制動器可以經由發送信號到控制器66繼而啟動服務制動器的傳感器84或經由液壓和/或機械連桿機構啟動。
[0035]在機器10在操作過程中遇到載荷時，流體回路62中的壓力會增加。例如，機器10會在例如機器10推動一堆材料、提升材料或上坡運行時遇到載荷。在這種操作過程中，載荷在機器10上的力會以趨于減緩馬達44的速度的轉矩的方式傳遞到馬達44。例如，隨著機器10朝著材料堆運行時，控制器66根據之前描述的方法控制流體回路66中的流動，其中流動的控制控制機器10的運行速度。但是，隨著機器10開始接合材料堆，機器10的運行會由于材料堆造成的運動阻力而被阻止。隨著阻力增加，增加的阻力被傳遞到馬達44。控制系統64操作以便通過控制泵42和/或馬達44的操作來防止流體回路62中的壓力達到不希望的水平。
[0036]根據一些實施方式，隨著運行的阻力傳遞到馬達44，控制器66可從壓力傳感器68接收指示流體回路62中的壓力升高的信號。根據一些實施方式，隨著壓力接近或達到壓力極限，控制器66可通過控制泵42和/或馬達44的操作將流體回路62中的壓力限制在壓力極限以下的水平。如下面更詳細說明，根據一些實施方式，壓力極限可以變化，并且可以至少部分基于操作者交互裝置24的操作者操縱。
[0037]根據一些實施方式，控制器66可在兩個范圍內控制流體回路62中的壓力。在第一范圍內，馬達44的位移被控制，以便將壓力保持在壓力極限以下。例如，隨著壓力達到壓力極限，控制器66可發送信號到馬達致動裝置76，使得馬達44的位移增加。通過增加馬達44的位移，機器10的速度減小，并且流體回路62中的壓力可以減小。如果流體回路62中的壓力繼續高于壓力極限，并且馬達44的位移達到其最大，在第二范圍內，控制器66可發送信號到泵致動裝置74，使得泵42的位移減小，由此減小流體回路62中的流速。隨著流速減小，流體回路62中的壓力降低。隨著泵42的位移接近零，機器10的運行速度接近零。以此示例性方式，流體回路62中的壓力可以使用閉環、反饋控制布置保持在壓力極限以下。根據一些實施方式，不是使用用于反饋控制的壓力傳感器，設想到控制系統64可使用液壓機械等同物來執行這里描述的示例性功能。
[0038]根據一些實施方式，壓力極限可以是變化的，而不是固定的。例如，壓力極限可以基于一個或多個以下因素:最大固定壓力極限、基于來自邊緣拉動選擇器34的信號的邊緣拉動減小系數、發動機轉矩壓力極限以及來自右腳和左腳踏板28和30的信號。隨著壓力極限由于一個或多個這些因素變化，控制器66操作泵42和馬達44，使得流體回路62中的壓力保持在可變壓力極限以下，例如通過控制泵42和/或馬達44的位移。
[0039]根據一些實施方式，最大固定壓力極限是基于機器10的設計考慮的固定壓力極限。例如，最大固定壓力極限可以是經驗或試驗建立的，并且可以旨在防止原動機14和/或動力系16的部件的不當磨損或過早失效。如下面描述，控制器66可被構造成基于操作者選擇調整最大固定壓力極限。
[0040]例如，根據一些實施方式，最大固定壓力極限可以通過操作者經由邊緣拉動選擇器34的使用來調整。操作者可選擇使用邊緣拉動選擇器34來減小牽引裝置18施加到地面的最大轉矩量。基于機器10的操作環境和/或機器10所進行的操作類型，這是希望的。例如，如果機器10在相對低牽引環境下操作時，例如在雪、冰或松軟地形上操作，會希望減小牽引裝置18處的最大轉矩以減小牽引裝置18的過度打滑，例如輪旋轉。這可使得機器10在這些條件下更容易控制。另外，機器10的一些操作會需要相對更仔細施加力，例如，如果機器10用來將管道推在一起，會希望限制機器10施加到管道的力的大小，例如以防止管道的損壞。在這種示例性情況下，會希望操作者限制供應到牽引裝置18的最大轉矩量。
[0041]邊緣拉動選擇器34可被構造成允許操作者從包括多個邊緣拉動選擇設置的菜單中選擇。例如，在圖2和3所示的示例性實施方式中,邊緣拉動選擇器34包括對應于低(L)、中(M)和高(H)邊緣拉動轉矩的三種選擇設置。作為例子，操作者可在雪地上操作機器10時選擇低，在泥地上操作機器10時選擇中，并在浙青上操作機器10時選擇高。
[0042]控制器66可被構造成接收來自邊緣拉動選擇器34的信號，并調整或縮減最大固定壓力極限。例如，邊緣拉動選擇可與邊緣拉動比例系數(例如從O到I的比例系數)相互關聯，并且邊緣拉動比例系數可以與最大固定壓力極限相乘以調節流體回路62中的壓力水平，形成調整的最大固定壓力極限。雖然圖3所示的示例性邊緣拉動選擇器可用來選擇低、中或高邊緣拉動設置，這些設置是示例性的，并可以設想其他設置，例如在最低設置和最高設置之間連續變化的設置。
[0043]根據一些實施方式，基于操作者選擇的邊緣拉動設置，控制器66可基于機器10運行速度確定邊緣拉動比例系數。例如，對于每個邊緣拉動設置，控制器66可被構造成基于機器10的運行速度和邊緣拉動比例系數之間的相關性確定邊緣拉動比例系數。這種相關性可采取例如映射、速查表和/或等式的形式。根據一些實施方式，邊緣拉動比例系數可通常隨著機器10的運行速度增加而降低，并且可通常隨著機器10的運行速度降低而增加。根據一些實施方式，大約0.3的邊緣拉動比例系數可對應于中等運行速度的低邊緣拉動設置，大約0.6的邊緣拉動比例系數可對應于中等運行速度處的中等邊緣拉動設置，并且大約1.0的邊緣拉動比例系數可對應于中等運行速度處的高邊緣拉動設置。這些比例系數只是示例性的。通過使用邊緣拉動選擇器34選擇邊緣拉動設置，操作者可以調整動力系16的操作，以便與機器10正在操作的環境和/或機器10正在進行的操作類型更加相容。
[0044]根據一些實施方式，控制系統64還可確定發動機轉矩壓力極限。發動機轉矩壓力極限是基于原動機14能夠在給定發動機速度下供應的最大轉矩量的壓力極限。例如，在特定發動機速度下，原動機14能夠供應特定量的轉矩到泵42。基于泵42的位移，可以通過原動機14供應的最大轉矩量對應于泵42上的壓力。在此壓力下，發動機轉矩壓力極限可以基于原動機14的發動機速度以及泵42的位移。根據一些實施方式，控制器66被構造成通過例如使用使得發動機速度、泵位移和壓力相關聯的映射、速查表和/或等式基于原動機14的發動機速度和泵42的位移確定發動機轉矩壓力極限。例如，控制器66可接收來自與原動機14相關的傳感器的信號和指示泵42的位移的信號，并且確定發動機轉矩壓力極限。
[0045]根據一些實施方式，控制器66可將最大固定壓力極限(例如基于邊緣拉動比例系數調整的)與發動機轉矩壓力極限比較。例如，控制器66可選擇調整的最大固定壓力和發動機轉矩壓力極限中的較小者，并且使可變壓力極限基于選擇的壓力極限，以便根據可變壓力極限控制原動機14和/或動力系16的操作。
[0046]根據一些實施方式，一旦控制器66在調整的最大固定壓力極限和發動機轉矩壓力極限之間選擇，控制器66可進一步基于操作者的右腳和左腳踏板28和30的運動來調整可變壓力極限。例如，控制器66可基于來自右腳和/或左腳踏板28和30的信號來確定踏板比例系數。根據一些實施方式，隨著右腳踏板28被按壓，從O到I的右腳踏板比例系數被選擇，使得在右腳踏板28沒有按壓時，右腳踏板比例系數接近零，并且隨著右腳踏板28被完全按壓，右腳踏板比例系數接近I。根據一些實施方式，隨著左腳踏板30被按壓，例如從其范圍的0%到50%，從I到O的左腳踏板比例系數被選擇，使得在左腳踏板沒有被按壓時，左腳踏板比例系數接近1，并且隨著左腳踏板30被完全按壓，左腳踏板比例系數接近零。根據一些實施方式，右腳踏板比例系數和左腳踏板比例系數相乘在一起，以確定組合踏板比例系數。根據一些實施方式，不是使得比例系數相乘(或者除了使得比例系數相乘之外)，其他算術操作可以適用于比例系數，例如根據所希望的控制特征的類型，可以選擇最小或最大，比例系數可以加在一起，可以計算比例系數的平均值等。
[0047]根據一些實施方式，控制器66被構造成通過使組合踏板比例系數與⑴最大固定壓力極限(例如由邊緣拉動比例系數調整的)和(2)發動機轉矩壓力極限比例系數中的較小者相乘來確定用于流體回路62的可變壓力極限。如上所述，以示例性方式確定的壓力極限可以是連續可變的，并且可以在機器10的操作過程中實時確定。以此示例性方式確定的可變壓力極限可使得機器10以更加響應的方式操作，這可造成操作者對于機器10的更舒適的控制，同時還將流體回路62中的壓力保持在最大固定壓力極限以下。
[0048]在確定可變壓力極限時，控制器66可控制原動機14和動力系16的操作，使得流體回路62中的壓力保持在可變壓力極限以下的水平。根據一些實施方式，控制器66可通過發送信號到泵致動裝置74和/或馬達致動裝置76調節泵42和/或馬達44的位移，以便將流體回路62中的壓力保持在可變壓力極限以下的水平。
[0049]工業實用性
[0050]用于控制傳動裝置的本發明的系統和方法可以與具有包括流體泵和流體馬達的傳動裝置的任何機器一起使用。本發明的系統和方法可導致機器的改進操作。例如，本發明的系統和方法可基于例如機器正在操作的環境和/或機器正在進行的操作類型根據操作者的喜好幫助調整機器的操作。例如，會希望限制供應到牽引裝置18的最大轉矩量以防止不希望的打滑。
[0051]圖4示出控制包括在流體回路中彼此操作地聯接的流體泵和流體馬達的傳動裝置的方法的示例性實施方式的流程圖。根據圖4所示的示例性實施方式，該方法通過基于邊緣拉動選擇設置在步驟100調整最大固定壓力極限來開始。根據一些實施方式，邊緣拉動設置選擇可以經由邊緣拉動選擇器34進行。在步驟110，可以例如基于當前發動機速度和流體泵42的當前位移確定發動機轉矩壓力極限。在步驟120，調整的最大固定壓力極限與發動機轉矩壓力極限比較。如果調整的最大固定壓力極限小于發動機轉矩壓力極限，在步驟130，可變壓力極限基于調整的最大固定壓力極限確定。在步驟140，調整的最大固定壓力極限可以基于來自一個或多個運行速度輸入裝置的信號來進一步調整，如上所述。隨后，在步驟150，流體泵42和/或流體馬達44的位移例如基于可變壓力極限控制，使得流體回路中的壓力水平大致保持在可變壓力極限以下。
[0052]但是，如果在步驟120，調整的最大固定壓力極限不小于發動機轉矩壓力極限，在步驟160，可變壓力極限可以基于發動機轉矩壓力極限確定。在步驟170，發動機轉矩壓力極限可以基于來自一個或多個運行速度輸入裝置的信號來調整，如上所述。隨后，在步驟150，流體泵42和/或流體馬達44的位移例如基于可變壓力極限控制，使得流體回路中的壓力水平基本上保持在可變壓力極限以下。在步驟180，步驟100-170可以隨著機器10繼續操作而重復。以此示例性方式，可變壓力極限可以在機器10操作過程中連續地更新，并且流體泵42和/或流體馬達44的位移可以基于可變壓力極限控制。
[0053]本領域普通技術人員將明白可以對于示例性公開的系統、方法和機器進行多種改型和變型。本領域普通技術人員將從說明書和示例性公開的實施方式的考慮中明白其他實施方式。意圖在于說明書和例子只作為示例性考慮，真實范圍通過以下權利要求及其等同物指明。
【權利要求】
1.一種用于控制包括在流體回路￠2)中彼此操作地聯接的流體泵(42)和流體馬達(44)的傳動裝置(38)的系統(64)，該系統包括: 控制器(66),控制器能夠: 接收指示操作者輸入的信號； 基于指示操作者輸入的信號確定流體回路中的可變壓力極限；以及基于可變壓力極限，控制流體泵和流體馬達中的至少一個的位移，使得流體回路中的壓力水平保持在可變壓力極限以下。
2.根據權利要求1所述的系統，還包括能夠幫助流體馬達供應的最大轉矩水平的選擇的操作者交互裝置(24)，并且其中控制器能夠基于來自操作者交互裝置的信號確定可變壓力極限。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，控制器能夠基于來自操作者交互裝置的信號確定比例系數，并且使得比例系數與最大固定壓力極限相乘以確定調整的最大固定壓力極限。
4.根據權利要求3所述的系統，其中，控制器能夠基于與發動機轉矩極限相關的位移確定發動機轉矩壓力極限，并且基于發動機轉矩壓力極限和調整的最大固定壓力極限中的較小者確定可變壓力極限。
5.根據權利要求4所述的系統，還包括運行速度輸入裝置(28)，并且其中控制器能夠基于來自運行速度輸入裝置的信號和發動機轉矩壓力極限和調整的最大固定壓力極限中的較小者確定可變壓力極限。
6.根據權利要求5所述的系統，其中，控制器能夠確定與來自運行速度輸入裝置的信號相關的比例系數，并且使得與運行速度輸入裝置相關的比例系數與發動機轉矩壓力極限和調整的最大固定壓力極限中的較小者相乘以確定可變壓力極限。
7.根據權利要求1所述的系統，還包括能夠發送指示流體回路中的壓力的信號的壓力傳感器(68)，其中控制器能夠基于可變壓力極限和指示流體回路中的壓力的信號控制流體泵和流體馬達中的至少一個的位移，使得流體回路中的壓力水平保持在可變壓力極限以下。
8.—種機器(60),包括: 底盤(12)； 聯接到底盤的原動機(14)； 聯接到原動機的傳動裝置(38)，該傳動裝置包括: 能夠提供流體流的流體泵(42)； 能夠從流體泵接收流體流的流體馬達(44);以及 提供包括流體泵和流體馬達的流體回路￠2)的流體管線(60)； 聯接到傳動裝置的牽引裝置(18)，使得牽引裝置被從傳動裝置供應轉矩；以及 根據權利要求1-7中的任一項所述的用于控制轉動裝置的系統(64)。
9.根據權利要求16所述的機器，還包括能夠幫助通過傳動裝置供應到牽引裝置的最大轉矩量的選擇的選擇器(34)，其中控制器能夠基于從選擇器接收的信號確定可變壓力極限。
10.根據權利要求8所述的機器，還包括能夠幫助機器的運行速度控制的運行速度輸入裝置(28)，并且其中控制器能夠基于從運行速度輸入裝置接收的信號確定可變壓力極限。
【文檔編號】F15B19/00GK104204629SQ201280070862
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年12月5日 優先權日:2011年12月28日
【發明者】B·J·威爾, R·T·安德森 申請人:卡特彼勒公司