变速器压力-设定的扭矩控制制造技术

一种用于构造液力机械传动系的方法及系统，该液力机械传动系具有液压泵和由液压泵驱动的液压马达，压力驱动致动器利用特殊的扭矩-压力曲线构造，使相对于致动器压力变化最大化扭矩解析度，同时，确保曲线在各维度上基本单调，而且使任意可用的马达速度在预定的马达速度极限内以及任意可用的致动器压力在预定的致动器压力极限内。在致动器压力、马达速度、主动力源速度和马达扭矩之间产生的四维关联允许选择致动器压力，从而提供期望扭矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利申请整体上涉及传动控制，特别是，构造具有液压马达或变速器的传动系以能够进行精确的扭矩控制。
技术介绍
对于不直接由它们各自的动力源驱动的机器来说,传动系(transmission)是影响性能和效率的驱动系统的关键部件。传动系具有很多功能，包括，如齿轮减小或扩大，用于使最终驱动速度和/或扭矩与发动机速度和/或扭矩匹配；在动力源和最终驱动之间建立和断开连接、驱动系统减震、机器能量吸收，即在机器减速期间等。实现上述目标需要在传动系统内进行很多复杂化的工作，而且这些复杂化的工作可能在传动系的可控性和稳定性方面造成一些问题。 在很多条件下，使用液压传动系和驱动装置具有很大的优势，但是这些部件也相当复杂。这样的传动系包括但不限于静液压、液力机械、或其它包括液压变速器或液压泵/马达系统的传动系或驱动装置。在本文中将通过示例论述的液力机械转矩分流式(或平行路径)传动系就是一种十分有用但复杂的液压传动系统。与用于如拖拉机、推土机和轮式装载机的土方作业机器的典型机械传动系相比，这种传动系的类型具有很多优点。例如，液力机械传动系通常可连续地控制速度以及更有效且高效地管理发动机速度。由于上述传动系的复杂性，它们的控制模式不同于那些用于控制标准机械传动系的技术。如下面将详细讨论的，液力机械转矩分流式传动系包括变速器，该变速器的输出通过传动系内的一组行星齿轮系统连接到主动力源，通常情况下是发动机。变速器包括静液压泵，该静液压泵具有受致动器影响的排量。因此，传动系的输出是发动机和变速器的瞬时特性的函数。传统上，通过速度控制技术控制这样的液力机械传动系。特别是通过控制泵的排量控制传动系的输出速度。这种实践对泵的致动器使用反馈控制，将致动器推到特定的位置，从而实现特定的泵排量。虽然这样的速度控制系统在输出时提供扭矩，它们不控制输出扭矩，仅控制输出速度或速度比(输出速度相对于输入速度)。该系统在一些行业中十分有效；但是，缺乏扭矩控制在很多行业和环境中十分不利，特别是那些涉及使用大型土方作业机器的行业。例如，当速度控制机器由于负载或坡度遭遇突变的阻力时，速度控制传动系在保持速度比或速度的条件下可造成发动机滞后，或相对于驱动系统可造成其它的不稳定或不利的后果。授予Smith的美国专利No. 6, 684, 636中论述了用于控制速度的一种系统。Smith揭示了一种使用电信号控制速度的方法，该电信号应用于螺线管以使泵排量改变。这种方法在基本水平的表面上十分有效，但是，如上所述，操作者或机器在不平的表面上由于控制装置想要达到期望的速度而会遭遇不期望的加速。因此，虽然速度控制传动系理论上能达到土方行业的需要，但是由于在表面快速变化的条件下很难确定正确的泵排量，系统在实际应用中没有大范围地成功。特别是，在控制速度时排量中的任何错误都可造成滞后和倾斜以及一般的不期望的机器行为。本文中所揭示的原理旨在至少部分克服提到或没提到的现有技术的一个或多个不足。但是应明白，不考虑特别要求保护的专利技术克服了一个或多个提到的现有技术的问题或在哪种程度上克服了上述问题，专利技术本身由所附权利要求书限定。另外，还应明白，文中所论述的代表例或公开仅用作用于研究所述代表例的引子，不能替代或补充实例。本文中所讨论的代表例与其它代表例不一致时，应明白该代表例就其本身的启示而言是确实的。
技术实现思路
一方面，提供一种用于控制从液力机械或其它液压驱动装置或传动系输出的期望扭矩的设备。该设备包括构造为用于确定期望扭矩和确定致动器压力的控制模块，该致动器压力在应用时使变速器(或其它液压马达)输出期望扭矩。另一方面，提供一种用于输出期望扭矩的传动系示例。该传动系包括与诸如内燃机的合适的输出产生装置驱动地连接的可变排量泵、与可变排量泵驱动地连接的固定或可变排量的液压马达、齿轮系统、致动器和控制模块。致动器构造为影响可变排量泵的排量， 以及控制模块构造为确定期望扭矩和确定致动器压力，该致动器压力在应用时使变速器输出期望扭矩。再一方面，提供一种用于控制从传动系或驱动系统输出的期望扭矩的方法。该方法包括以下步骤确定期望扭矩和从马达输出期望扭矩，如在液力机械传动系内。可以理解，上述一般说明和下述具体说明仅用作示例和解释，并不限定本专利技术。可通过下述具体说明和所附附图理解所揭示原理的其它方面和特征，其中附图说明图I是液力机械传动系统的示意图，在该液力机械传动系统内可有利地应用所述原理；图2是致动器压力的映射图，其可用在所述原理的实施例中用于确定致动器压力，该致动器压力在应用时使变速器或其它液压马达输出期望扭矩；图3是在特定泵速的条件下致动器压力相对于马达输出扭矩和马达速度比的映射图；图4是在另一泵速的条件下致动器压力相对于马达输出扭矩和马达速度比的映射图；图5是流程图，用于说明使用如图2的映射图产生期望输出扭矩的流程。具体实施例方式本申请涉及传动和驱动控制，特别是，通过确定和实施特定致动器压力从液压马达(如静液压或液力机械传动内)提供期望扭矩输出。因此，当本专利技术通过示例聚焦在液力机械系统时，本领域技术人员能够明白所述原理可用于任何使用液压马达的系统，该液压马达由致动器控制的可变排量液压泵驱动。整体上来说，图I是液力机械传动系的示意图，包括用于完全理解所述原理的重要部分。图示的液力机械传动系10包括齿轮系统12、静液压单元16、输入模块18、控制模块20、致动器22、以及阀门系统24。通常情况下，齿轮系统12向相应机器上的牵引装置(未示出)提供输出。机器可以是如土方作业机器，牵引装置可包括履带、轮、带、或其它地面接合设备。齿轮系统12是任何适当类型的液力机械系统，包括如输入联结构造。其它构造，如输出和串联联结构造，也适用于所揭示的原理的应用。液力机械传动系10连接到发动机14，发动机可以是产生旋转输出的任意设备。示例发动机类型包括气体或柴油内燃机、电动机、液压马达等。发动机14向静液压单元16提供旋转能，如向油或流体加压，以及向齿轮系统12提供旋转能。静液压单元16包括至少两个旋转组。虽然旋转组可以替代地都是可变排量构造，但是图中所示的旋转组包括可变排量泵26和固定排量马达28。可变排量泵26流体驱动固定排量马达28向齿轮系统12输出旋转能。静液压单元16可以是轴向活塞、弯曲轴线、或其它适合的构造。同样地，静液压单元16可设置为U形布置、直列布置、或其它已知的布置。 输入模块18从命令源接收命令或指令，并将命令传送到控制模块20以用于根据所接收的命令运转机器。用于输入模块18的命令源可包括转盘、键盘、交互式显示器、按钮、开关和/或踏板，并且，可根据从诸如存储设备的计算机可读取媒介读取的计算机可执行指令运转输入模块。接收的命令可以是用于识别进入输入模块18的期望输入、预定标准、特殊条件、或既定参数的数据。可将命令预先编程到控制模块20中，从而在预定的条件下根据预定标准和/或参数来执行。命令源可由例如人的操作者激活，或通过执行或运转构造成用于执行特定功能的软件或电路激活。控制模块20与输入模块18、第一和第二速度传感器30和32，以及阀门系统24通信。控制模块20接收从输入模块18输入的命令并确定对于提供预期的机器响应来说是希望的一定马达扭矩输出。图示的系统不排除其它部件，以及例如，其它传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：F·A·德马科，M·G·克罗宁，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：
国别省市：