具有扭矩控制模式的作业车辆直接驱动动力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种动力系统，包括：发动机；传感器，所述传感器用于确定发动机速度；以及传动装置。所述传动装置包括：输入元件，所述输入元件被配置为从发动机接收动力作为输入扭矩；输出元件，所述输出元件被配置为将来自发动机的动力的至少一部分作为输出扭矩提供；以及离合器装置，所述离合器装置将输入扭矩转换成输出扭矩。离合器装置包括至少一个离合器，所述至少一个离合器可选择性地定位在完全接合状态、部分接合状态与完全脱离状态之间，其中在所述部分接合状态下，输入扭矩的一部分被转换成输出扭矩。控制器被联接到至少一个离合器，并且被配置成至少部分地基于发动机速度生成离合器命令，以将至少一个离合器定位到完全接合状态、部分接合状态或完全脱离状态。

【技术实现步骤摘要】
具有扭矩控制模式的作业车辆直接驱动动力系统
本专利技术总体上涉及作业车辆，并且更具体地涉及调节作业车辆中的输出扭矩。
技术介绍
诸如用在建筑、农业和林业工业的重型作业车辆通常包括具有为压缩式点火发动机(即，柴油发动机)或火花式点火发动机(即，汽油发动机)形式的内燃机的动力系统。许多作业车辆(例如，机动平地机)具有直接驱动式传动装置(或直接驱动模式)，在所述直接驱动式传动装置中，发动机的输出直接联接到作业车辆的车轮。在这种布置中，期望的是通过传动系改进对扭矩的调节。
技术实现思路
本专利技术提供一种调节作业车辆的输出扭矩的动力系统。在一个方面中，本专利技术提供了一种用于向作业车辆的从动部件提供动力的动力系统。该动力系统包括：发动机，所述发动机被构造成产生动力；传感器，所述传感器被配置成确定与所述发动机相关联的发动机速度；以及传动装置。所述传动装置包括：输入元件，所述输入元件被配置为从发动机接收动力作为输入扭矩；输出元件，所述输出元件被配置为将来自发动机的动力的至少一部分作为输出扭矩提供给从动部件；以及离合器装置，所述离合器装置联接到输入元件和输出元件以将输入扭矩转换成输出扭矩。离合器装置包括至少一个离合器，所述至少一个离合器可选择性地定位在完全接合状态、部分接合状态与完全脱离状态之间，其中在所述完全接合状态下，几乎所有输入扭矩都被转换成输出扭矩，在所述部分接合状态下，输入扭矩的一部分作为合成扭矩分数(resultanttorquefraction)被转换成输出扭矩，在所述完全脱离状态下，没有输入扭矩被转换成输出扭矩。该动力系统包括控制器，该控制器被联接成从传感器接收发动机速度的数据。控制器还联接到至少一个离合器，并且被配置成至少部分地基于发动机速度生成离合器命令，以将至少一个离合器定位到完全接合状态、部分接合状态或完全脱离状态。在另一方面中，本专利技术提供了一种用于作业车辆的传动装置的传动装置控制器，所述传动装置具有离合器装置，以将来自发动机的输入扭矩转换成输出扭矩以驱动传动系。传动装置控制器包括处理器和存储器，存储器存储可由处理器运行以执行传动装置控制操作的一个或多个计算机程序。传动装置控制操作包括：接收用于实施默认模式的默认模式选择或用于实施扭矩控制模式的扭矩控制模式选择；接收所述发动机的发动机速度的数据；以及在实施扭矩控制模式时，基于发动机速度为离合器装置生成离合器命令，以便将离合器装置的至少一个离合器置于完全接合状态、部分接合状态或完全脱离状态，在所述完全接合状态下，几乎所有输入扭矩都被转换成输出扭矩，在所述部分接合状态下，输入扭矩的一部分作为合成扭矩分数被转换成输出扭矩，在所述完全脱离状态下，没有输入扭矩被转换成输出扭矩。在附图和下面的描述中阐述了一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求书中，其它特征和优点将变得显而易见。附图说明图1是在其中可以根据本公开实施动力系统的为机动平地机形式的示例性作业车辆的侧视图；图2是根据示例性实施例的图1的作业车辆的动力系统的示意性框图；图3是根据示例性实施例的图2的动力系统的示例性传动装置的示意图；图4是根据示例性实施例的实施方式的在图2的动力系统的扭矩控制模式中作为发动机速度的函数的合成扭矩分数的图形表示；以及图5是根据示例性实施例的进一步实施方式的在图2的动力系统的扭矩控制模式中的制动事件期间作为时间的函数的合成扭矩分数的图形表示。在各个附图中相同的附图标记表示相同的元件。具体实施方式下面描述了如上面简要描述的附图中的附图所示的所公开的用于调节作业车辆中的输出扭矩的系统和方法的一个或多个示例性实施例。本领域技术人员可以想到对示例性实施例的各种修改。如本文所用，除非另外限制或修改，具有由连接性术语(例如，“和”)分开并且前面还有短语“…中的一个或多个”或“…中的至少一个”的元件的列表指示可能包括列表的单独元件或其任何组合的构型或布置。例如，“A、B和C中的至少一个”或“A、B和C中的一个或多个”表示仅A、仅B、仅C或A、B和C中的两个或更多个的任意组合(例如，A和B；B和C；A和C；或A、B和C)的可能性。通常，作业车辆可以包括动力系统，所述动力系统具有发动机，以在广泛的应用范围内产生扭矩，例如机动平地机、长途卡车、拖拉机、农用或建筑车辆、露天采矿设备、非电力机车、固定发电机等。在一些作业车辆中，发动机通过直接驱动式传动装置直接机械地联接到车辆从动部件，例如推进轮或驱动轮。如本文所用，“直接机械”动力传动装置或“直接驱动”传动装置可以包括通过直接物理连接、通过各种一体形成的部件、或经由各种中间机械元件(例如，齿轮组)以改变转速来传递机械动力。相反，例如，使用变矩器或其它流体联接装置的动力传动装置可以不被认为是“直接机械”传动装置。如本文所使用的，“之间”可以指相对于动力流的位置，而不是实际的物理位置。这样，例如，如果动力被从发动机通过离合器装置输送以到达输出元件，则离合器装置可以被视为位于发动机与输出元件动力转换装置“之间”。在一些实施例中，车辆或传动装置控制器选择性地以扭矩控制模式操作，在该扭矩控制模式中，离合器命令被生成以将输入扭矩转换为作为发动机速度的函数的输出扭矩。特别地，在相对较低的发动机速度下，控制器生成离合器命令以将传动装置离合器装置的离合器置于部分接合状态下，以生成小于输入扭矩的输出扭矩的合成扭矩分数。控制器根据发动机速度增加和减少合成扭矩分数的方式可以基于档位选择以及制动特性而变化。实际上，扭矩控制模式能够增强对传动装置的控制，使得发动机可以以避免失速的相对较高的速度运行，甚至同时能够在车轮处实现比以其它方式在传动装置的传动比的情况下可能的相对较慢的输出和减小的输出扭矩。下面描述所公开的用于改进动力系统的操作，特别是关于操作直接驱动式传动装置的系统和方法的一个或多个示例性实施方式。本文的讨论有时可以集中在机动平地机中的传动装置布置的示例性应用，但是所公开的系统和方法可以应用于其它类型的作业车辆和/或其它类型的发动机和传动系统。参考图1，在一些实施例中，所公开的系统和方法可以与具有动力系统102的作业车辆100一起使用，该动力系统能够选择性地以扭矩控制模式操作，在该扭矩控制模式中，扭矩可以在动力系统102内被额外地缓和。通常，动力系统102和/或作业车辆100的各种功能，包括扭矩控制模式，可以用控制器104来实现，所述控制器将在简要介绍作业车辆100之后在下面更详细地讨论。虽然在此没有详细示出或描述，但是作业车辆100可以包括任何数量的额外的或替代系统、子系统和元件。在该示例中，作业车辆100是具有底盘106的道路或机动平地机(“平地机”)，该底盘支撑产生动力以推进或移动作业车辆100的动力系统102，以及为作业车辆100的各种作业功能提供动力。动力系统102包括多个车轴108以及原动机(例如，“发动机”)112，每个车轴都支撑一个或多个车轮110，所述原动机通常经由传动装置114以输出扭矩的形式产生动力，以驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向作业车辆的从动部件提供动力的动力系统，包括：/n发动机，所述发动机被配置为产生动力；/n传感器，所述传感器被配置成确定与所述发动机相关联的发动机速度；/n传动装置，所述传动装置包括：/n输入元件，所述输入元件被配置为从所述发动机接收动力作为输入扭矩；/n输出元件，所述输出元件被配置为将来自所述发动机的动力的至少一部分作为输出扭矩提供给所述从动部件；和/n离合器装置，所述离合器装置联接到所述输入元件和所述输出元件以将所述输入扭矩转换成输出扭矩，所述离合器装置包括至少一个离合器，所述至少一个离合器能够在完全接合状态、部分接合状态与完全脱离状态之间选择性地定位，在所述完全接合状态下，几乎所有的所述输入扭矩都被转换成所述输出扭矩，在所述部分接合状态下，所述输入扭矩的一部分作为合成扭矩分数被转换成所述输出扭矩，在所述完全脱离状态下，没有输入扭矩被转换成所述输出扭矩；和/n控制器，所述控制器被联接成从所述传感器接收所述发动机速度的数据，所述控制器还被联接至所述至少一个离合器并且被配置成至少部分地基于所述发动机速度生成离合器命令，以将所述至少一个离合器定位到所述完全接合状态、所述部分接合状态或所述完全脱离状态中。/n...

【技术特征摘要】
20191003 US 16/591,8961.一种用于向作业车辆的从动部件提供动力的动力系统，包括：
发动机，所述发动机被配置为产生动力；
传感器，所述传感器被配置成确定与所述发动机相关联的发动机速度；
传动装置，所述传动装置包括：
输入元件，所述输入元件被配置为从所述发动机接收动力作为输入扭矩；
输出元件，所述输出元件被配置为将来自所述发动机的动力的至少一部分作为输出扭矩提供给所述从动部件；和
离合器装置，所述离合器装置联接到所述输入元件和所述输出元件以将所述输入扭矩转换成输出扭矩，所述离合器装置包括至少一个离合器，所述至少一个离合器能够在完全接合状态、部分接合状态与完全脱离状态之间选择性地定位，在所述完全接合状态下，几乎所有的所述输入扭矩都被转换成所述输出扭矩，在所述部分接合状态下，所述输入扭矩的一部分作为合成扭矩分数被转换成所述输出扭矩，在所述完全脱离状态下，没有输入扭矩被转换成所述输出扭矩；和
控制器，所述控制器被联接成从所述传感器接收所述发动机速度的数据，所述控制器还被联接至所述至少一个离合器并且被配置成至少部分地基于所述发动机速度生成离合器命令，以将所述至少一个离合器定位到所述完全接合状态、所述部分接合状态或所述完全脱离状态中。


2.根据权利要求1所述的动力系统，其中，所述传动装置是直接驱动式传动装置。


3.根据权利要求1所述的动力系统，
其中所述控制器被配置为在默认模式下根据默认模式计划表和在扭矩控制模式下根据扭矩控制模式计划表选择性地操作；
其中所述至少一个离合器包括多个离合器，所述多个离合器包括：
至少一个第一离合器，所述至少一个第一离合器被配置为在由所述离合器命令致动时，以作为第一档位的第一传动比将所述输入扭矩转换为所述输出扭矩；和
至少一个第二离合器，所述至少一个第二离合器被配置为在由所述离合器命令致动时，以作为第二档位的第二传动比将所述输入扭矩转换为所述输出扭矩；以及
其中所述控制器被配置成在所述扭矩控制模式的所述第一档位中根据所述扭矩控制模式计划表的第一计划表部分生成所述离合器命令，并且被配置成在所述扭矩控制模式的所述第二档位中根据所述扭矩控制模式计划表的与所述第二档位相关联的第二计划表部分生成所述离合器命令，所述第一计划表部分不同于所述第二计划表部分。


4.根据权利要求3所述的动力系统，
其中所述控制器被配置成在所述默认模式的所述第一位档中生成所述离合器命令以将所述至少一个第一离合器致动到所述完全接合状态中；
其中所述控制器被配置成在所述默认模式的所述第二档位中生成所述离合器命令以将所述至少一个第二离合器致动到所述完全接合状态中；
其中所述控制器被配置为在所述扭矩控制模式的所述第一档位中，根据所述扭矩控制模式计划表的所述第一计划表部分基于所述发动机速度生成所述离合器命令，以使所述至少一个第一离合器在所述部分接合状态与所述完全接合状态之间致动；以及
其中所述控制器被配置为在所述扭矩控制模式的所述第二档位中，根据所述扭矩控制模式计划表的所述第二计划表部分基于所述发动机速度生成所述离合器命令，以使所述至少一个第二离合器在所述部分接合状态与所述完全接合状态之间致动。


5.根据权利要求4所述的动力系统，
其中所述控制器被配置为在所述扭矩控制模式的所述第一档位中生成所述离合器命令，以在所述发动机速度低于第一预定发动机速度时将所述至少一个第一离合器置于所述部分接合状态，而在所述发动机速度大于所述第一预定发动机速度时将所述至少一个第一离合器置于所述完全接合状态；并且
其中所述控制器被配置为在所述扭矩控制模式的所述第二档位中生成所述离合器命令，以在所述发动机速度低于第二预定发动机速度时将所述至少一个第二离合器置于所述部分接合状态，而在所述发动机速度大于所述第二预定发动机速度时将所述至少一个第二离合器置于所述完全接合状态。


6.根据权利要求5所述的动力系统，
其中，所述控制器被配置为在所述扭矩控制模式的所述第一档位中生成所述离合器命令，以在所述发动机速度低于所述第一预定发动机速度时将所述至少一个第一离合器置于所述部分接合状态，从而以小于所述输入扭矩的所述合成扭矩分数将所述输入扭矩转换成所述输出扭矩；以及
其中，所述控制器被配置为在所述扭矩控制模式的所述第二档位中生成所述离合器命令，以在所述发动机速度低于第二预定发动机速度时将所述至少一个第二离合器置于所述部分接合状态，从而以小于所述输入扭矩的所述合成扭矩分数将所述输入扭矩转换成所述输出扭矩。


7.根据权利要求6所述的动力系统，其中，所述第一预定发动机速度不同于所述第二预定发动机速度。


8.根据权利要求6所述的动力系统，
其中所述至少一个第一离合器至少包括第一离合器和第二离合器；以及
其中所述控制器被配置为在所述扭矩控制模式的所述第一档位中生成所述离合器命令，以在所述发动机速度低于所述第一预定发动机速度时将所述至少一个第一离合器的所述第一离合器或所述第二离合器中的一个置于所述部分接合状态，从而以小于所述输入扭矩的所述合成扭矩分数将所述输入扭矩转换成所述输出扭矩。


9.根据权利要求6所述的动力系统，
其中所述至少一个第一离合器至少包括第一离合器和第二离合器；并且
其中所述控制器被配置为在所述扭矩控制模式的所述第一档位中生成所述离合器命令，以在所述发动机速度低于所述第一预定发动机速度时将所述至少一个第一离合器的所述第一离合器和所述第二离合器两者都置于所述部分接合状态，从而以小于所述输入扭矩的所述合成扭矩分数共同地将所述输入扭矩转换为所述输出扭矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·J·赫特尔，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US