具有静液压组件的液压机械变速器以及静液压组件控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于操作变速器系统的方法和一种变速器系统。在一个示例中，变速器系统操作方法包括将静液压组件中的可变排量液压马达的排量设定点维持在工作区内，其中该工作区的边界的至少一部分是基于静液压组件的扭矩约束来确定的。该变速器系统包括静液压组件，该静液压组件包括液压马达和齿轮箱，该液压马达与可变排量液压泵并行地液压联接，该齿轮箱机械地联接到该静液压组件，并包括一个或多个离合器。多个离合器。多个离合器。

【技术实现步骤摘要】
具有静液压组件的液压机械变速器以及静液压组件控制方法


[0001]本公开涉及一种液压机械变速器以及用于该液压机械变速器的静液压组件的控制策略。

技术介绍

[0002]液压机械变速器能够结合机械变速器和静液压变速器的诸如效率、换挡质量、驱动特性、控制响应的性能特性，以满足车辆设计目标。一些液压机械变速器、在本领域中称为液压机械可变变速器(HVT)提供连续可变的齿轮比。由于其效率，液压机械变速器可能是特别理想的。用于诸如农业、建筑业、采矿业、物料搬运、石油和天然气等行业的车辆已经使用了HVT。
[0003]专利技术人已经认识到先前的液压机械变速器控制策略的若干缺点。例如，在先前的液压机械变速器中的液压马达在某些状况期间可能会经历超速，这增加了马达劣化的机会并且减少了马达寿命。此外，在其他状况期间，液压泵中的流体可能会变得饱和，在某些情况下，这可能会导致泵空化和劣化。此外，一些液压机械变速器控制策略可能表现出低效率以及约束变速器的最大输出扭矩，从而妨碍了变速器性能。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题的至少一部分，本专利技术人开发了一种用于操作变速器系统的方法。在一个示例中，该方法包括，将静液压组件中的可变排量液压马达的排量设定点维持在工作区内。该工作区的边界的至少一部分是基于静液压组件的扭矩约束来确定的。在该示例中，该变速器系统包括具有液压马达的静液压组件，该液压马达与可变排量液压泵并行地液压联接。该变速器系统还包括齿轮箱，该齿轮箱机械地联接到静液压组件，并包括一个或多个离合器。以这种方式在工作区中操作变速器系统能够提高系统的操作效率。此外，如果需要，使用扭矩约束来限定工作区的至少一部分，允许变速器实现最大输出扭矩，从而提高变速器性能。
[0005]此外，在一个示例中，扭矩约束可以基于马达的最大扭矩来确定。在这样的示例中，该扭矩约束可以基于静液压组件的目标压差来确定，并且该目标压差可以基于静液压组件的效率来确定。以这种方式，可以可靠地确定扭矩约束以实现前述性能增益，并且可以保持马达扭矩的可控性，同时减少液压泵饱和的机会(例如，避免)。因此，静液压组件的寿命增加，并且其可控性增强。
[0006]应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0007]图1A示出了具有液压机械变速器的车辆的示意图。
[0008]图1B示出了表，该表指示了图1A所示的液压机械变速器中的离合器在不同驱动范围中的构造。
[0009]图2示出了液压机械变速器系统的示例的示意图。
[0010]图3A和3B分别示出了在液压机械变速器系统的示例中的扭矩控制模式和速度控制模式。
[0011]图3C示出了图3A
‑
3B中所示的液压机械变速器系统的液压控制系统。
[0012]图4示出了用于操作液压机械变速器系统的方法。
[0013]图5示出了液压机械变速器中的静液压比与机械比的图示。
[0014]图6示出了液压机械变速器系统中液压泵和液压马达的旋转角度图。
[0015]图7A
‑
7C示出了对应于运动和扭矩约束的马达排量对传动比的示例性曲线图。
[0016]图8示出了变速器系统的扭矩对速度的示例性曲线图。
具体实施方式
[0017]本文描述了液压机械变速器和用于该变速器的操作方法。该液压机械变速器包括静液压组件中的可变排量液压马达。变速器控制方案设计成使变速器能够达到变速器输出扭矩的上限(例如，最大值)。马达控制方案还可以设计成提供跨越换挡点的变速器速度比的连续性。以这种方式，可以避免在变速器操作期间的不期望的扭矩中断。此外，该变速器控制方案允许(例如，保证)马达扭矩的可控性并避免泵饱和，从而减少泵劣化的机会。此外，从静液压组件工作点的角度来看，该控制方案提高了变速器效率。为了实现上述控制策略的有效性，与变速器设计相关联的运动约束和/或扭矩约束可用于界定用于控制可变排量马达的工作区。
[0018]图1A示出了车辆102或其他合适机器平台中的变速器系统100(例如，液压机械可变变速器(HVT))的示意图。应当理解，变速器系统100包括变速器103。在一个示例中，车辆可以是非公路车辆，但是在其他示例中变速器可部署在公路车辆中。非公路车辆可以是其尺寸和/或最大速度使车辆无法在公路上长时间操作的车辆。例如，车辆的宽度可能大于公路车道和/或车辆最高速度可能低于公路的最小允许或建议速度，例如。其中可部署车辆的行业及其对应的操作环境包括建筑、林业、采矿、农业等。在任何一种情况下，车辆都可设计为具有经由液压和/或机械取力器(power take
‑
off)(PTO)驱动的辅助系统。
[0019]变速器系统100可以用作无级可变变速器(IVT)，其中变速器的齿轮比以无限数量比率点位从负最大速度连续控制到正最大速度。以这种方式，相对于以离散比率操作的变速器，变速器能够实现相对较高水平的适应性和效率。
[0020]变速器系统100对于前向方向和反向方向可以具有不对称的最大输出速度。这种前向
‑
反向速度不对称可以使变速器能够实现期望的速度范围的广度。然而，已经考虑了其他合适的输出速度变化，诸如在前向方向和反向方向上的对称输出速度，然而，这可能需要使用(一个或多个)附加离合器，其可能会增加系统的复杂性。
[0021]变速器系统100可以包括原动机104或接收来自原动机104的动力。原动机104可包括内燃机、电机(例如，电动马达
‑
发电机)、它们的组合等。
[0022]诸如锥齿轮的齿轮可用于将原动机104旋转地联接到输入轴106。输入轴106可以与本文更详细描述的齿轮、离合器、其他轴等一起包括在多速齿轮箱107中。该齿轮箱在概念上可以包括在变速器的机械分支部中，该机械分支部可以与静液压组件109并行地联接。
[0023]如本文所述，部件、组件等之间的并行附接表示两个部件或部件组的输入部和输出部彼此联接(例如，旋转地联接)，使得动力(例如，机械附接情况下的机械动力)在它们之间流动。这种并行布置允许动力在一些情况期间通过静液压组件再循环，或在其他情况期间从机械分支部和液静压分支部相加地组合。因此，变速器的适应性提高，当与纯粹的液静压变速器相比时，允许实现操作效率方面的提高。
[0024]此外，如本文所述，齿轮可以是旋转的并且包括齿的机械部件，该齿的轮廓成形为与一个或多个对应的齿轮中的齿啮合，以形成允许旋转能量通过其传递的机械连接部。此外，关于驱动模式描述变速器的输入轴和输出轴，其中原动机104将机械动力传递到变速器，而变速器又将机械动力传递到下游部件，比如车桥、驱动轮等。
[0025]反向离合器108和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于操作变速器系统的方法，包括：将静液压组件中的可变排量液压马达的排量设定点维持在工作区内，其中，所述工作区的边界的至少一部分是基于所述静液压组件的扭矩约束来确定的；其中，所述变速器系统包括：所述静液压组件，所述静液压组件包括与可变排量液压泵并行地液压联接的所述可变排量液压马达；以及齿轮箱，所述齿轮箱机械地联接到所述静液压组件，并包括一个或多个离合器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扭矩约束是基于所述可变排量液压马达的最大扭矩来确定的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述扭矩约束是基于所述静液压组件的目标压差来确定的。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标压差是基于所述静液压组件的效率来确定的。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述可变排量液压泵的所述排量设定点维持在所述工作区内包括：将所述静液压组件的目标压差维持为小于或等于所述静液压组件的最大压差，以保证所述可变排量液压马达的扭矩的可控性。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以扭矩控制模式操作所述静液压组件中的液压泵，其中将所述液压泵控制为遵循液压马达扭矩基准。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作区的下限是基于所述扭矩约束来确定的。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述工作区的上限是基于所述静液压组件的运动约束来确定的。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述排量设定点维持在所述工作区内包括：基于指示超速状况的马达速度阈值来调节所述排量设定点。10.一种变速器系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：意大利德纳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：