用于控制滑动的系统和方法技术方案

一种用于地面接合牵引装置的自动控制的系统包括指示地面接合牵引装置的速度、机器(10)的加速和机器(10)的俯仰率的传感器(32、33、34)。控制器(30)基于速度确定驱动加速，并且基于加速和俯仰率确定地面加速。控制器(30)至少部分基于操作者输入指令信号以及驱动加速和地面加速之间的差确定指令信号。还提供一种方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于地面接合牵引装置的自动控制的系统包括指示地面接合牵引装置的速度、机器(10)的加速和机器(10)的俯仰率的传感器(32、33、34)。控制器(30)基于速度确定驱动加速，并且基于加速和俯仰率确定地面加速。控制器(30)至少部分基于操作者输入指令信号以及驱动加速和地面加速之间的差确定指令信号。还提供一种方法。【专利说明】
本专利技术总体涉及控制自推进作业机器的操作参数，更具体地，涉及用于控制和优 化自推进作业机器的履带或轮滑动的系统和方法。
技术介绍
例如履带驱动机器以及轮式机器的自推进作业机器用于多种任务。这些机器必须 能够在包括不同类型的土壤和地形的多种地面条件下有效作业。在多种作业操作过程中常 常将遇到履带或轮滑动。滑动降低燃料经济性，造成地面接合部件以及动力系的过多磨损， 并可以减小操作者对于机器的控制。 美国专利No. 7779947公开一种用于控制机器滑动的系统。加速计可设置成检测 机器的坚直加速。在机器履带滑动时，机器会经历坚直加速，其通过加速计测量。在测量这 种坚直加速时，功率减小信号可以通过机器的控制器产生，以充分减慢履带，以使滑动最小 或消除。 以上
技术介绍
的描述仅旨在帮助读者。不意图限制这里描述的创新，也不限制或 扩展所描述的现有技术。因此，以上描述不应该用来指示现有系统的任何特殊元件不适用 于这里描述的创新，也不意图指示任何元件在执行这里描述的创新中是关键的。这里描述 的创新的执行和应用通过所附权利要求限定。
技术实现思路
在一个方面，一种用于机器的地面接合牵引装置的自动控制的系统包括多个传感 器。驱动传感器能够提供指示地面接合牵引装置的速度的驱动信号。机器上的第一传感器 能够提供指示机器的测量加速的加速信号。机器上的第二传感器能够提供指示机器的测量 俯仰率的俯仰率信号。控制器能够基于驱动信号确定驱动加速，并基于加速信号和俯仰率 信号确定地面加速。控制器还能够比较驱动加速与地面加速，至少部分基于操作者输入指 令信号以及驱动加速和地面加速之间的差确定指令信号，并且将指令信号传递到驱动系统 以控制地面接合牵引装置。 在另一方面，提供一种控制机器的地面接合牵引装置的方法。该方法包括通过控 制器接收指示地面接合牵引装置的速度的驱动信号，通过控制器接收指示机器的测量加速 的加速信号，并通过控制器接收指示机器的测量俯仰率的俯仰率信号。驱动加速基于驱动 信号确定，并且地面加速基于加速信号和俯仰率信号确定。驱动加速与地面加速比较。指 令信号至少部分基于操作者输入指令信号以及驱动加速和地面加速之间的差确定。指令信 号从控制器传递到驱动系统以控制地面接合牵引装置。 【专利附图】【附图说明】 图1示出根据本专利技术的机器的示意图； 图2示出说明根据本专利技术的牵引控制过程的流程图； 图3示出说明图2的牵引控制过程的另一方面的流程图； 图4是来自与本专利技术一起使用的加速计的信号的示例性性能图； 图5是过滤之后的图4的信号的示例性性能图； 图6是来自与本专利技术一起使用的俯仰率传感器的信号的示例性性能图；以及 图7是经过图5-6的信号的使用产生的地面加速的估计的示例性性能图。 【具体实施方式】 图1示出根据本专利技术的实施方式的机器10的图示。机器10包括框架12和例如发 动机13的原动机。例如履带15的地面接合驱动机构通过机器10的每侧上的驱动轮14驱 动以推进机器。虽然机器10示出为"履带式"构型，可以使用例如轮式构型的其他构型。另 夕卜，本专利技术的系统和方法可与适用于本领域的任何机器推进和驱动系机构（包括静液压、 电或机械驱动）一起使用。 机器10可包括通过机器10的每侧上的臂17枢转地连接到框架12的铲片16。这 里公开的系统和方法也可使用在具有地面接合铲片的机器之外的机器上。联接到框架12 的第一液压缸21在坚直方向上支承纟产片16,并且允许纟产片16从图1的视点坚直上下运动。 机器10的每侧上的第二液压缸22允许铲片末端23的俯仰角度相对于机器的中心线24改 变。 机器10可被构造成使得发动机13驱动液压泵（未示出），液压泵继而驱动液压马 达（未示出）。液压马达可操作地连接到驱动轮14和履带15。液压系统以及驱动轮14和 履带15的操作可以通过包括控制器30的控制系统控制。 机器10包括操作者可以从中提供输入以控制机器的驾驶室26。驾驶室26包括一 个或多个输入装置，操作者从中发出指令。操作者可以发出指令以控制机器10的推进和转 向，并操作与机器相关的多种工具。在一些情况下，会希望利用自动控制来帮助或超越操作 者发出的指令。 机器10装备有多个传感器，传感器提供指示（直接或间接）履带15的速度（或 速度变化）和机器10的速度（或速度变化）之间的差的数据。例如驱动速度测量传感器 32的驱动传感器可以设置在机器10上。通过驱动速度测量传感器32产生的驱动信号指 示地面接合牵引装置或履带15相对于机器10的速度。换言之，驱动信号指示履带15在机 器10上运动多快。驱动速度测量传感器32可以是液压马达（未示出）上的磁性传感器， 液压马达用来驱动驱动轮14,并因此造成履带15转动。如下面更详细描述，控制器30将来 自驱动速度测量传感器32的驱动信号转换成作为履带15的加速的测量的"履带"加速。 例如3轴加速计的第一传感器33可以设置在机器10上。第一传感器33可以用 来提供指示机器10的测量加速的加速信号。例如俯仰率传感器（例如陀螺仪）的第二传 感器34也可设置在机器10上。第二传感器34可以用来提供指示机器10的测量俯仰率的 俯仰率信号。随着机器10运动，测量的俯仰率将指示机器10的俯仰角度的变化率。第一 传感器33和第二传感器34可以安装在铲片16或机器10上的其他位置上。如下面更详细 描述，控制器30将来自第一传感器33的加速信号和来自第二传感器34的俯仰率信号转换 成"地面加速"，"地面加速"是机器10沿着地面或大致平行于机器的中心线24的加速的近 似。 控制系统可以设置成以有效方式控制机器10的操作。控制系统可包括电子控制 模块或控制器30。控制器30可接收操作者输入指令信号，并控制操作驱动轮14以及履带 15的液压系统的操作。控制系统可包括一个或多个输入装置，以控制机器10和一个或多个 传感器（包括驱动速度测量传感器32、第一传感器33和第二传感器34)，以提供代表机器 10的多种操作参数的数据和其他输入信号。 控制器30可以是电子控制器，其以逻辑方式操作以进行操作、执行控制算法、存 储和取出数据和其他希望操作。控制器30可包括或访问储存器、辅助存储装置、处理器和 运行应用程序的任何其他部件。储存器和辅助存储装置可以是只读储存器（ROM)或随机访 问储存器（RAM)或可以通过控制器访问的集成电路的形式。多种其他电路可以与控制器相 关，例如电源电路、信号调节电路、驱动器电路和其他类型的电路。 控制器30可以是单个控制器，或者可以包括一个以上控制器，其布置成控制机器 10的多种功能和/或特征。术语"控制器"指的是以其最广义的含义使用，包括一个或多个 控制器和/或微型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有驱动系统的机器(10)的地面接合牵引装置的自动控制的系统，包括：驱动传感器(32)，其能够提供指示地面接合牵引装置的速度的驱动信号；第一传感器(33)，其能够提供指示机器(10)的测量加速的加速信号；位于机器上的第二传感器(34)，其能够提供指示机器(10)的测量俯仰率的俯仰率信号；以及控制器(30)，其能够：基于驱动信号确定驱动加速；基于加速信号和俯仰率信号确定地面加速；比较驱动加速与地面加速；至少部分基于操作者输入指令信号以及驱动加速和地面加速之间的差确定指令信号；以及将指令信号传递到驱动系统以控制地面接合牵引装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·加拉韦，T·R·法默，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US