实施自动方向转变制动的传动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种与机器(10)一起使用的传动系统(22)。传动系统可具有用于在第一方向上传递动力的第一离合器(34)、用于在第二方向上传递动力的第二离合器(36)、制动器(43)、用于产生指示速度的第一信号的传感器(46)以及用于产生指示期望转变方向的第二信号的输入装置(18)。传动系统也可具有控制器(44)，以响应第二信号而引起第一方向离合器的分离，并使制动器施加减速转矩。控制器也可配置用于基于第一信号和目标传动系统速度来确定误差值，以在误差值增大时选择性地增加减速转矩，并且当第二信号的值小于阈值时选择性地将减速转矩传递到第二方向离合器。

The transmission system that implements the automatic direction change brake

The invention discloses a transmission system (22) used with a machine (10). The transmission system can have a first clutch (34) for transmitting power in the first direction, a second clutch (36), a brake (43) for transmitting power in the second direction, a sensor (46) for producing a first signal indicating the speed, and an input device (18) for producing a second signal indicating the direction of the desired transition. The transmission system can also have a controller (44) to cause the separation of the first direction clutch in response to the second signal and to apply the deceleration torque to the brake. The controller can also be configured to determine the error value based on the speed of the first signal and the target transmission system to selectively increase the deceleration torque when the error value increases, and selectively transfer the deceleration torque to the second direction clutch when the value of the second signal is less than the threshold value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】实施自动方向转变制动的传动系统
本专利技术一般涉及传动系统，并且更具体地涉及实施自动方向转变制动的传动系统。
技术介绍
诸如轮式装载机、履带式拖拉机、机动平地机或拖运卡车的移动式机器包括将旋转动力从机器的发动机传递至车轮或其他牵引装置的传动装置。典型的传动装置包括选择性地接合以改变发动机和车轮之间的动力流动路径的两个方向离合器(例如，正向离合器和反向离合器)。在正向行进期间，只应该接合正向离合器以在正向方向上通过车轮传递来自发动机的机械旋转。在反向行进中，只应该接合反向离合器，以在反向方向上通过车轮传递相同的机械旋转。在方向转变改变期间(即，当在正向和反向方向之间转变时)，两个方向离合器中的第一个将在与方向离合器中的第二个接合的同时或之前释放。如果在机器移动时尝试进行方向转变改变，则必须首先消散与第一行进方向对齐的显著的动量，然后机器才能在第二和反向的行进方向上开始加速。该动量通常通过接合离合器内的摩擦材料消散。也就是说，第二离合器通常会滑动直到已经消散了足够的动力以避免冲击载荷并且损坏机器的其余传动系部件。在滑动过程中，第二离合器的一些摩擦材料被磨损。在一些情况下，机器的操作者可能试图在转变期间在行进方向之间手动制动机器，以减少必须被第二离合器的摩擦材料吸收的动量。通过这样做，可延长离合器的寿命，和/或方向转变可更快和/或以更高的速度被完成。然而，操作者可能难以使用合适的制动量并适当地定时离合器的接合/分离，以允许平滑且有效的转变而不会导致传动系部件的过度磨损或损坏。示例性的传动系统在Ishikawa等人的于2014年11月4日发布(“该303专利”)的美国专利第8,880,303号中公开。该'303专利的传动系统包括车辆控制单元，其检测车辆行进速度，并且只要车辆行进速度快于第一速度，就防止在与车辆行进方向反向的方向上的转变改变。具体地，当车辆控制单元检测到用户在与车辆行进方向反向的方向上选择了转变范围，在车辆行进速度比第一速度快的同时，车辆控制单元经由液压制动器执行强制减速，从而停止车辆，而不允许转变改变。在车辆停止并且车辆的发动机处于空转状态之后则允许转变改变。由于车辆控制单元在高速行进期间忽略与车辆行进方向反向的误差的转变改变，所以车辆的故障得以避免。尽管'303专利的车辆控制单元采用的策略可能对车辆部件寿命产生一些影响，但策略的重点在于适应操作员误差。特别地，车辆控制单元对于在期望的高速转变期间改善转变质量可能做得很少。另外，车辆控制单元可能不适用于操作者在请求方向转变变化时没有出错的情况。所公开的传动系统旨在克服上述问题中的一个或多个和/或现有技术的其他问题。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及一种用于与具有发动机和牵引装置的机器一起使用的传动系统。传动系统可包括配置用于沿第一方向将动力从发动机传递至牵引装置的第一离合器、配置用于沿着与第一方向反向的第二方向将动力从发动机传递至牵引装置的第二离合器、配置用于将减速转矩施加到牵引装置的制动器、配置用于产生指示传动系统的速度的第一信号的传感器，和配置用于产生指示操作者期望将动力从发动机传递至牵引装置的第一信号的输入装置。传动系统也可包括与第一离合器、第二离合器、制动器、传感器、和接口装置通信的控制器。控制器可配置用于响应于第二信号而引起第一离合器分离，并且使得制动器将减速转矩施加到牵引装置，并且确定。控制器也可配置用于根据第二信号和目标传动系统速度来确定误差值，以在误差值增大时选择性地增加由制动器施加的减速转矩，并且当第二信号的值小于阈值时选择性地将减速转矩从制动器传递至第二方向离合器。另一方面，本专利技术涉及一种自动转变具有发动机和牵引装置的机器的行进方向的方法。该方法可包括将动力从发动机通过第一方向离合器沿第一方向传递至牵引装置，并且接收指示操作员期望沿第二方向将动力从发动机传递至牵引装置的输入。该方法可进一步包括响应于该输入而使第一方向离合器分离，并且使制动器向牵引装置施加减速转矩。该方法可进一步包括感测传动装置的速度、根据速度和目标传动装置速度确定误差值，当误差值增大时选择性地增加由制动器施加的减速转矩，并且当该速度小于阈值时选择性地将减速转矩从制动器传递至该传动装置的第二方向离合器。另一方面，本专利技术涉及一种机器。该机器可包括发动机、牵引装置以及具有第一方向离合器、第二方向离合器和多个传动比离合器的传动装置。传动装置可配置用于沿着第一方向和第二方向并且在整个速度-转矩比的范围内将动力从发动机传递至牵引装置。该机器也可包括配置用于向牵引装置施加减速转矩的制动器；配置用于产生指示操作者期望在传动装置的整个操作范围内在传动装置的整个操作期间变换传动装置的动力传递方向的期望的信号的输入装置；配置用于产生指示传动装置速度的第二信号的传感器，以及与传动装置、制动器、输入装置和传感器通信的控制器。控制器可配置用于响应于第二信号而引起第一方向离合器分离，并且使得制动器将减速转矩施加到牵引装置。控制器也可配置用于根据第二信号和目标传动装置减速度来确定误差值，以在误差值增大时选择性地增加由制动器施加的减速转矩，并且当第二信号的值小于阈值时选择性地将减速转矩从制动器传递至第二方向离合器。附图说明图1是示例性公开的机器的等距图；图2是可与图1的机器一起使用的示例性公开的传动系统的示意图；图3是描绘与图2的传动系统的操作相关联的示例性公开的控制算法的流程图；以及图4包括在实施实施图3的控制算法期间示出图2的传动系统的性能参数的图示。具体实施方式图1示出了示例性移动机器10。在所描绘的实施例中，机器10是轮式装载机。然而，可以想到机器10可实现为另一种类型的移动机器，例如履带式拖拉机、自动平地机、铰接式拖运卡车、越野矿用卡车或本领域已知的其他机器。机器10可包括操作员站12、支撑操作站12的一个或多个牵引装置14以及可操作地连接以响应经由操作员站12接收的输入来驱动牵引装置14的发动机16。操作员站12可包括接收来自机器操作员的指示期望的机器操纵的输入的接口装置。具体地，操作员站12可包括位于座位20附近以供机器操作员使用的一个或多个接口装置18。接口装置18可通过产生指示期望的机器操纵的位移信号来启动机器10的移动。在一个实施例中，操作员接口装置18包括转变按钮。当操作者操纵转变按钮时，可使机器10自动地转变行进方向(例如，从正向到反向或从反向到正向)。可以想到的是，如果需要的话，除了转变按钮之外的操作员接口装置18可额外地或替换地设置在操作员站12内以用于机器10的移动控制。如图2所示，发动机16可通过传动系统22可操作地连接至牵引装置14。传动系统22尤其可包括变矩器24以及通过该变矩器24可操作地连接至发动机16的传动装置26。根据需要，传动装置26又可直接或间接地(例如通过终端驱动-未示出)连接至牵引装置14。在所描绘的实施例中，发动机16是内燃机(例如柴油机、汽油机或天然气发动机)。变矩器24可以是常规类型的变矩器，其具有连接至发动机16的输出端的叶轮28以及连接至传动装置26的输入件的涡轮机30。在一些实施例中，变矩器24可额外地具有布置在发动机输出端和传动装置输入件之间的锁止离合器(未示出)，该锁止离合器与叶轮28和涡轮机30平行。在该配置中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有发动机(16)和牵引装置(14)的机器(10)的传动系统(22)，所述传动系统包括：第一方向离合器(34)，所述第一方向离合器被配置用于沿第一方向将动力从所述发动机传递至所述牵引装置；第二方向离合器(36)，所述第二方向离合器被配置用于沿与所述第一方向相反的第二方向将动力从所述发动机传递至所述牵引装置；制动器(43)，所述制动器被配置用于向所述牵引装置施加减速转矩；传感器(46)，所述传感器被配置用于生成指示所述传动系统的速度的第一信号；输入装置(18)，所述输入装置(18)被配置用于生成指示操作者期望将动力传递方向从所述发动机切换到所述牵引装置的第二信号；以及控制器(44)，所述控制器与所述第一方向离合器、所述第二方向离合器、所述制动器、所述传感器以及所述输入装置通信，所述控制器被配置用于：响应于所述第二信号而引起所述第一方向离合器的分离；使所述制动器将减速转矩施加到所述牵引装置；根据所述第二信号和目标传动系统速度来确定误差值；当所述误差值增加时选择性地增加由所述制动器施加的所述减速转矩；并且当所述第二信号的值小于阈值时，选择性地将所述减速转矩从所述制动器传递至所述第二方向离合器。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 US 14/8714381.一种用于具有发动机(16)和牵引装置(14)的机器(10)的传动系统(22)，所述传动系统包括：第一方向离合器(34)，所述第一方向离合器被配置用于沿第一方向将动力从所述发动机传递至所述牵引装置；第二方向离合器(36)，所述第二方向离合器被配置用于沿与所述第一方向相反的第二方向将动力从所述发动机传递至所述牵引装置；制动器(43)，所述制动器被配置用于向所述牵引装置施加减速转矩；传感器(46)，所述传感器被配置用于生成指示所述传动系统的速度的第一信号；输入装置(18)，所述输入装置(18)被配置用于生成指示操作者期望将动力传递方向从所述发动机切换到所述牵引装置的第二信号；以及控制器(44)，所述控制器与所述第一方向离合器、所述第二方向离合器、所述制动器、所述传感器以及所述输入装置通信，所述控制器被配置用于：响应于所述第二信号而引起所述第一方向离合器的分离；使所述制动器将减速转矩施加到所述牵引装置；根据所述第二信号和目标传动系统速度来确定误差值；当所述误差值增加时选择性地增加由所述制动器施加的所述减速转矩；并且当所述第二信号的值小于阈值时，选择性地将所述减速转矩从所述制动器传递至所述第二方向离合器。2.根据权利要求1所述的传动系统，其中所述控制器被配置用于根据所述第二信号和所述目标传动系统速度的减速率来确定所述误差值。3.根据权利要求2所述的传动系统，其中仅当所述减速率偏离目标减速率时才产生所述误差。4.根据权利要求2所述的传动系统，其中由所述制动器施加的减速转...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·M·廷克，M·D·古尔丹，C·G·科塔里，B·J·威尔，T·A·洛伦兹，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US