相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2016年1月11日提交的題為“用于非公路車輛的變速器和動力輸出系統(tǒng)”的美國臨時專利申請no.62/277,408的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。

本公開總體上涉及動力輸出裝置(pto)，更具體地涉及確定pto變速器的傳動比。

背景技術(shù)：

動力輸出裝置通常用在諸如拖拉機和卡車的車輛中，以將動力從車輛的發(fā)動機提供到機器(例如，農(nóng)具)，所述機器可附接到車輛或被在車輛后面拖拽。例如，在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，拖拉機可以在田地上拖曳機具(例如，耕作機、播種機、收割機等)以執(zhí)行農(nóng)業(yè)任務(wù)。pto可以聯(lián)接到車輛的發(fā)動機(例如，經(jīng)由驅(qū)動軸)，以向機具提供動力。pto可以包括用于聯(lián)接和分離pto軸與驅(qū)動軸的pto離合器以及具有多個檔位選項的pto變速器。一些車輛(例如，小型框架拖拉機)可沿著驅(qū)動系統(tǒng)的長度僅配備有單個軸速度傳感器。因此，當控制pto離合器接合時，離合器和/或變速器的上游或下游的軸的旋轉(zhuǎn)速度可能是未知的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

下面總結(jié)了與原始要求保護的主題范圍相當?shù)哪承嵤├?。這些實施例不旨在限制所要求保護的主題的范圍，而是這些實施例僅旨在提供本公開的可能形式的簡要概述。實際上，本公開可以包括可以與下面闡述的實施例相似或不同的各種形式。

在一個實施例中，一種方法，包括：接收第一軸速度；測量表示pto軸速度的參數(shù)；通過監(jiān)測表示隨時間的pto軸速度的參數(shù)來確定pto軸加速度；經(jīng)由多個估算器確定多個標準化pto離合器傳動比，其中，所述多個估算器中的每個估算器至少部分地基于所述第一軸速度、所述pto軸速度以及多個已知pto變速器傳動比選項中的一個選項來確定所述多個標準化pto離合器傳動比中的一個標準化pto離合器傳動比；以及當所述pto軸加速度下降到閾值以下時，選擇所述多個估算器中的一個估算器，其中，由所選擇的估算器確定的所述標準化pto離合器傳動比為大約1。

在第二實施例中，一種系統(tǒng)，包括：傳感器，所述傳感器被配置為感測表示pto軸速度的參數(shù)；和控制器?？刂破靼ǎ和ㄐ烹娐罚鐾ㄐ烹娐繁慌渲脼榻邮盏谝惠S速度；處理器，所述處理器被配置為通過監(jiān)測表示隨時間的pto軸速度的參數(shù)來確定pto軸加速度；以及多個估算器，其中，所述多個估算器中的每個估算器被分配多個已知pto變速器傳動比選項中的一個選項，并且其中，每個估算器被配置為至少部分地基于所述第一軸速度、所述pto軸速度以及分配到所述估算器的pto變速器傳動比來確定標準化pto離合器傳動比，其中，所述控制器被配置為當所述pto軸加速度下降到閾值以下時，選擇所述多個估算器中的輸出最接近1的標準化pto離合器傳動比的估算器。

在第三實施例中，一種非暫時性計算機可讀介質(zhì)包括可執(zhí)行指令，所述可執(zhí)行指令在被執(zhí)行時使處理器：通過監(jiān)測表示隨時間的pto軸速度的接收參數(shù)來確定pto軸加速度；確定多個標準化pto離合器傳動比，其中，所述多個標準化pto離合器傳動比中的每個標準化pto離合器傳動比至少部分地基于驅(qū)動軸速度、所述pto軸速度以及多個已知pto變速器傳動比選項中的一個選項來確定；當所述pto軸加速度下降到閾值以下時，選擇所述多個標準化pto離合器傳動比中的一個標準化pto離合器傳動比，其中，所選擇的標準化pto離合器傳動比為大約1；并且至少部分地基于與所選擇的標準化pto離合器傳動比相關(guān)聯(lián)的已知pto變速器傳動比來控制pto離合器。

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本公開的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好地理解，其中，在所有附圖中相同的附圖標記表示相同的部件，其中：

圖1是拖曳機具的拖拉機的一個實施例的示意圖；

圖2是圖1所示的拖拉機的驅(qū)動系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；

圖3是圖2所示的pto離合器的一個實施例的示意圖；

圖4是在根據(jù)實施例的五個模式中的每個模式中，圖3所示的pto離合器缸中的指令壓力-時間的曲線圖；

圖5是增量pid控制器的一個實施例的框圖；

圖6是圖5中所示的估算器的示意圖；

圖7是根據(jù)一實施例，在離合器接合和鎖定期間，pto軸加速度的曲線圖；

圖8是在圖7所示的示例性pto離合器接合和鎖定期間，由第一估算器和第二估算器輸出的標準化傳動比的曲線圖；

圖9是根據(jù)一實施例，在第二pto離合器接合和鎖定期間，pto軸加速度的曲線圖；

圖10是根據(jù)一實施例，在圖9所示的示例性pto離合器接合和鎖定期間，由第一和第二估算器輸出的標準化傳動比的曲線圖；

圖11是根據(jù)一實施例，用于確定pto變速器的有效傳動比的過程的一個實施例的流程圖。

具體實施方式

下面將描述本公開的一個或多個具體實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，可以不在說明書中描述實際實施方式的所有特征。應(yīng)當理解，在任何這種實際實施方式的研發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計項目中，必須進行許多實施方式特定的決定以實現(xiàn)研發(fā)者的特定目標，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束，其可從一個實施方式到另一個實施方式變化。此外，應(yīng)當理解，這樣的研發(fā)努力可能是復(fù)雜和耗時的，但是對于受益于本公開的普通技術(shù)人員來說，仍將是設(shè)計、制作和制造的常規(guī)任務(wù)。

當介紹本公開的各種實施例的元件時，冠詞“一”、“該”和“所述”旨在表示存在一個或多個元件。術(shù)語“包括”，“包含”和“具有”旨在是包括性的，并且意味著可以存在除所列出的元件之外的附加元件。操作參數(shù)和/或環(huán)境條件的任何示例不排除所公開的實施例的其它參數(shù)/條件。

諸如拖拉機和卡車的車輛可以使用動力輸出裝置(pto)以從車輛的發(fā)動機向附接至車輛或在車輛后面拖曳的機具或附件提供動力。pto可以包括用于聯(lián)接和分離pto軸與驅(qū)動軸的pto離合器、以及具有多個檔位選項的pto變速器。一些車輛可沿著驅(qū)動系統(tǒng)的長度僅配備有單個軸速度傳感器。因此，離合器和/或變速器的上游或下游的軸的旋轉(zhuǎn)速度在pto離合器接合的控制期間可能是未知的。

所公開的技術(shù)利用所測量的pto軸速度和已知的傳動比選項來確定pto變速器的哪個檔位被選擇。一旦確定了pto變速器傳動比，可以確定系統(tǒng)內(nèi)的其它軸速度。系統(tǒng)內(nèi)的其它軸速度可以用于更精確地控制pto離合器接合。

圖1是根據(jù)本公開的一實施例的非公路車輛(例如，拖拉機10)的圖示，該非公路車輛包括發(fā)動機12、發(fā)動機變速器組件14、驅(qū)動軸16、動力輸出(pto)變速器組件18以及pto軸20。發(fā)動機變速器組件14聯(lián)接到發(fā)動機12，以將動力從發(fā)動機12傳遞到驅(qū)動軸16，驅(qū)動軸16驅(qū)動拖拉機10的車輪22。pto變速器組件18聯(lián)接到發(fā)動機12(例如，經(jīng)由驅(qū)動軸16)和pto軸20，使得發(fā)動機12驅(qū)動pto軸20。如下面將描述的，pto變速器組件可以包括被根據(jù)增量pid反饋控制回路控制的pto離合器。在一些實施方式中，拖拉機10可以是自動拖拉機，使得拖拉機10可以在沒有操作者輸入的情況下被驅(qū)動，或者包括自動控制器但是是在操作者存在的情況下(例如，受監(jiān)督的自動化)。拖拉機10可以聯(lián)接到機具24。機具24可以是耙機、耕作機具、割草機、播種機、收割機或任何其它機具。機具24可以聯(lián)接到pto軸20，從而使得pto軸20給機具24上的某些部件提供動力。

圖2是圖1所示的拖拉機10的驅(qū)動系統(tǒng)50的一個實施例的示意圖。在所示的實施例中，驅(qū)動系統(tǒng)50包括發(fā)動機12、發(fā)動機變速器組件14、驅(qū)動軸16、pto變速器組件18、pto軸20、控制器52和操作者界面54。驅(qū)動系統(tǒng)50的其它實施例可以包括替代性組合中的不同元件。

發(fā)動機變速器組件14可以包括發(fā)動機變速器58。發(fā)動機變速器58可以是齒輪變速器或非齒輪變速器，例如無級變速的變速器。齒輪可以由用戶手動選擇，或者經(jīng)由控制器52自動選擇。

pto變速器組件18可以包括pto離合器60和pto變速器62。pto離合器60可以是推式離合器、拉式離合器、單板離合器、多板離合器、濕式離合器、干式離合器、離心式離合器、帶式離合器、爪式離合器、液壓離合器、電磁離合器或任何其它類型的離合器。pto離合器60可以構(gòu)造為接合和鎖定，以將pto軸20與驅(qū)動軸16(和發(fā)動機12)聯(lián)接和分離。當發(fā)動機12正在運行時，驅(qū)動軸16旋轉(zhuǎn)，并且pto變速器62和pto軸20與驅(qū)動軸16分離，pto離合器60可以被接合以使pto變速器62和pto軸20達到驅(qū)動軸16的速度。然后，pto離合器60可以被鎖定以將pto變速器62和pto軸20聯(lián)接到發(fā)動機12，從而發(fā)動機12(例如，經(jīng)由驅(qū)動軸16)使得pto軸20旋轉(zhuǎn)。pto離合器60可以被接合，以使pto軸20能夠減速，或者因此pto變速器62可以改變檔位。如下所述，可以根據(jù)增量pid反饋控制回路來控制pto離合器60。

pto變速器62檔位可以由用戶手動地選擇或者經(jīng)由控制器52自動選擇。pto變速器62可以具有與發(fā)動機變速器58相同數(shù)量的檔位，或者具有不同數(shù)量的檔位。例如，pto變速器62可以具有可由使用者(例如，通過操作者界面54)選擇的高檔位和低檔位。在其它實施例中，pto變速器62可具有多于2個檔位。例如，pto變速器62可以具有2、3、4、5、6、7、8、9、10或任何其它數(shù)量的檔位。

控制器52可以包括用于控制pto離合器60的增量比例積分微分(pid)控制器。下面更詳細地描述控制器52的具體功能?？刂破?2可以包括處理器64、存儲器部件66和通信電路68。處理器64可以包括一個或多個通用處理器、一個或多個專用集成電路、一個或多個現(xiàn)場可編程門陣列或類似物。存儲器66可以是能夠存儲可由處理器64執(zhí)行的指令和/或可以由處理器64處理的數(shù)據(jù)的任何有形的、非暫時性的計算機可讀介質(zhì)。換句話說，存儲器66可以包括易失性存儲器(諸如隨機存取存儲器)或者非易失性存儲器(諸如硬盤驅(qū)動器、只讀存儲器、光盤、閃存存儲器等)。通信電路68可以被配置為接收輸入(例如，反饋信號、傳感器信號等)并將輸出(例如，控制信號、指令信號等)傳遞到驅(qū)動系統(tǒng)50的各個部件。

操作者界面54可以設(shè)置在拖拉機10內(nèi)部(例如，在拖拉機10的駕駛室中)，并且被配置為顯示用于操作者的信息和從操作者接收輸入。在所示實施例中，操作者界面54包括處理器70、存儲器部件72、通信電路74、顯示器76和操作者輸入裝置78。處理器70可以包括一個或多個通用處理器、一個或多個專用集成電路、一個或多個現(xiàn)場可編程門陣列或類似物。存儲器72可以是能夠存儲可由處理器70執(zhí)行的指令和/或可以由處理器70處理的數(shù)據(jù)的任何有形的、非暫時性的計算機可讀介質(zhì)。存儲器72可以包括易失性存儲器(諸如隨機存取存儲器)或者非易失性存儲器(諸如硬盤驅(qū)動器、只讀存儲器、光盤、閃存存儲器等)。通信電路74可以被配置為(例如，經(jīng)由控制器52的通信電路68)與控制器52通信。在一些實施例中，通信電路68、74可以與驅(qū)動系統(tǒng)50中的各種部件無線通信。在一些實施例中，操作者界面54和控制器52可以設(shè)置在同一殼體內(nèi)，并且可以共享處理器64，70、存儲器部件66，72和/或通信電路68，74。在另外的實施例中，控制器52和操作者界面54可以是相同的部件。操作者界面54包括顯示器76，該顯示器76可以被配置為向操作者顯示與拖拉機10有關(guān)的信息。顯示器76可以是屏幕、led陣列、一系列儀表、上述的組合或一些其它布置。操作者界面54還包括使得使用者能夠輸入信息的操作者輸入裝置78。操作者輸入裝置78可以是鍵盤、一系列按鈕、操縱桿、鼠標、觸控板等。在一些實施例中，顯示器76和操作者輸入裝置78可以是單個部件(例如，觸摸屏)。

基于從操作者界面54和設(shè)置在整個系統(tǒng)50中的一個或多個傳感器80接收的輸入以及可以存儲在存儲器部件56中的輸入，控制器52可以將控制信號輸出到驅(qū)動系統(tǒng)50內(nèi)的各部件中的一個或多個部件。驅(qū)動系統(tǒng)50具有至少一個速度傳感器80以測量pto軸20的旋轉(zhuǎn)速度。在一些實施例中，驅(qū)動系統(tǒng)50可以具有速度傳感器以確定發(fā)動機12的旋轉(zhuǎn)速度。在一些實施例中，發(fā)動機12可以具有其自己的專用控制器(例如，ecu82)，該專用控制器控制發(fā)動機12的操作。在這樣的實施例中，ecu82可以與控制器52和/或操作者界面54通信或者從控制器52和/或操作者界面54接收指令。在一些實施例中，控制器52可以從ecu82而不是從傳感器接收信息(例如，發(fā)動機12速度)。因此，ecu82可以將發(fā)動機12速度輸出到控制器52。如圖2所示，驅(qū)動系統(tǒng)50可包括設(shè)置在整個驅(qū)動系統(tǒng)50的各個位置處的其它速度傳感器80。

一些車輛10(例如，小型框架拖拉機)可以僅裝配有單個軸速度傳感器80以測量pto軸20的旋轉(zhuǎn)速度。因此，系統(tǒng)內(nèi)的其它軸速度可能是未知的。所公開的技術(shù)可以用于確定pto變速器62的傳動比，并且因此確定系統(tǒng)50內(nèi)的一個或多個其它軸速度。這種信息在控制驅(qū)動系統(tǒng)50內(nèi)的pto離合器60或者其它部件中是有用的。在其它實施例中，所公開的技術(shù)可以用于減少拖拉機10中的傳感器的數(shù)量。

圖3是pto離合器60的示意圖。如前所述，控制器52可以向驅(qū)動系統(tǒng)50內(nèi)的一個或多個部件輸出控制信號。在圖3所示的實施例中，控制器52向pto離合器60內(nèi)的螺線管100輸出控制信號(例如，電流)。然而，應(yīng)當理解，使用螺線管100來致動pto離合器60的控制僅僅是示例并且其它構(gòu)造也是可能的。螺線管100可以致動流體貯存器104與缸106之間的閥102。缸106可以包括活塞108，缸106中的壓力作用在活塞108上以致動pto離合器60的接合。輸出到螺線管100的控制信號的電流可以表示閥102的期望位置(打開、關(guān)閉、部分打開等)或缸106中的指令壓力。缸106中的壓力可以表示離合器接合。

pto離合器60的接合通常使用基于時間的接合調(diào)制來控制。基于時間的接合調(diào)制可以基于pto軸20(圖1所示)的加速度和時間。如果機具24的負載太高，則基于時間的接合調(diào)制可導(dǎo)致發(fā)動機12速度(rpm)過度下降，或者可能產(chǎn)生比pto離合器60在接合期間額定吸收的能量更多的能量。因此，控制器52可以利用增量pid反饋控制回路來控制pto離合器60的接合，以限制發(fā)動機12的功率和在接合期間由pto離合器60吸收的能量。除了使用基于時間的接合調(diào)制，所公開的技術(shù)在控制pto離合器60中考慮發(fā)動機12功率和在接合期間由pto離合器60吸收的能量。使用閉環(huán)增量pid控制器52控制pto離合器60接合可以減少或消除發(fā)動機12速度下降并且減少或消除由pto離合器60吸收的能量超過pto離合器60的能量額定值的情況，其中，閉環(huán)增量pid控制器52考慮發(fā)動機的功率和由pto離合器60吸收的能量。例如，控制器52可以被配置為：如果在接合期間由pto離合器60吸收的估算能量超過pto離合器60的能量額定值，則停止接合。增量pid增益的值決定多快發(fā)生接合。所公開的實施例包括三種類型的接合：高主動性、中等主動性和低主動性。然而，應(yīng)當理解，也可以設(shè)想具有不同數(shù)量的主動性類型的實施例。例如，其它實施例可以具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個主動性類型。在其它實施例中，各種主動性類型可以不是一系列離散值，而是連續(xù)譜值。

由控制器52使用以用于控制拖拉機10中的pto離合器60接合的增量pid控制邏輯具有五個模式，其將在下面更詳細地描述：預(yù)填充、填充、調(diào)制、斜升到穩(wěn)定以及鎖定。填充模式可以包括兩個子模式：平緩增量和低能量沖擊。圖4是在五個模式中的每個模式中，pto離合器缸106中的指令壓力(經(jīng)由針對圖3討論的發(fā)送到螺線管100的控制信號通信)與時間的一個實施例的曲線圖150。在曲線圖150中，x軸152表示時間，y軸154表示由控制器52經(jīng)由控制信號指令的缸102中的指令壓力。線156表示缸106中的隨時間的指令壓力。預(yù)填充模式由z1表示，填充模式由z21和z22(分別為平緩增量子模式和低能量沖擊子模式)表示，調(diào)制模式由z3表示，斜坡模式由z4表示，并且鎖定模式由z5表示。

如果(例如，經(jīng)由傳感器80)檢測到pto軸20速度(例如，在pto變速器62之后)為零，則控制器進入預(yù)填充模式z1。如果(例如，經(jīng)由傳感器80)檢測到pto軸20速度(例如，在pto變速器62之后)為非零，則跳過預(yù)填充模式，并且控制器52進行到調(diào)制模式z3。

在由圖4中的z1表示的預(yù)填充模式中，由控制器52發(fā)送到螺線管100的控制信號命令螺線管100打開閥102，從而允許流體(例如，油)從貯存器104流動到缸106，從而增加缸106中的壓力。流體填充pto離合器缸106，直到缸106中的壓力達到指令壓力為止。一旦缸106中的壓力達到指令壓力，則控制器進行到由圖4中的z21和z22表示的填充模式。

如圖4所示，由圖4中的z21和z22表示的填充模式以平緩增量z21子模式開始，然后是低能量沖擊z22子模式。在平緩增量子模式z21中，控制器逐漸(例如，線性地)增加缸106中的壓力。在低能量沖擊模式z22中，控制器繼續(xù)增加缸106中的壓力，但是以比在平緩增量子模式z21中更緩慢的速率增加。如果在填充模式期間的任何時刻，控制器52確定pto軸20速度大于零，則控制器52進行到調(diào)制模式z3。

在由圖4中的z3表示的調(diào)制模式中，缸中的壓力增加，并且pto軸20速度增加。當pto離合器60完全脫離接合時，跨pto離合器60的傳動比(例如，在離合器之后的軸的旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位)除以在離合器之前的軸的旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位))為零。當pto離合器60完全接合時，在pto離合器60之前的軸與在pto離合器60之后的軸以相同的速度旋轉(zhuǎn)。因此，當pto離合器60完全接合時，跨pto離合器60的傳動比(例如，在離合器之后的軸的旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位)除以在離合器之前的軸的旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位))為1。在調(diào)制模式期間，隨著pto軸20的旋轉(zhuǎn)速度增加，跨pto離合器60的傳動比也增加。當跨pto離合器60的傳動比達到閾值(例如0.92)時，控制器52進入斜坡模式。在本實施例中，閾值傳動比為0.92，然而其它值也是可能的。例如，閾值傳動比可以是0.7，0.75，0.8，0.85，0.87，0.89，0.9，0.91，0.92，0.93，0.94，0.95，0.96，0.97，0.98，0.99或任何其它值。在由圖4中的z4表示的斜坡模式中，控制器52利用開環(huán)在給定時間段(例如，1秒)內(nèi)將控制信號增加到最大電流。將在下面更詳細地討論調(diào)制模式和斜坡模式。

在接合期間，pto離合器60將扭矩t施加到由下式定義的負載(例如，經(jīng)由pto軸20施加到機具24)：

t＝μdynnpareqsgn|ω|,(1)

其中，t是從pto離合器60(例如，經(jīng)由pto軸20)施加到負載24的扭矩，μdyn是動摩擦系數(shù)，n是摩擦表面的數(shù)量，p是pto離合器60的缸106的壓力，a是接合表面面積，ω是相對角速度或滑移，并且req是有效扭矩半徑，其可以由下式定義：

其中，ro和ri分別是每個摩擦表面的外半徑和內(nèi)半徑。在缸106中從扭矩t到壓力p的轉(zhuǎn)換由下式定義：

圖5是所公開的增量pid控制器52的一個實施例的方框圖250。當沒有接合時，傳動比為零，驅(qū)動軸16旋轉(zhuǎn)，并且pto軸20不旋轉(zhuǎn)。對于完全接合，跨pto離合器60的目標標準化傳動比是1。在時間t的范圍從零到tagg(其中tagg是接合的時間)時，跨pto離合器60的傳動比可以由控制器52確定作為指令傳動比的函數(shù)。這由圖5的方框252示出。對于高主動性類型的接合，值tagg可以是1秒。對于中等主動性類型的接合，值tagg可以是1.5秒。對于低主動性類型的接合，值tagg可以是2秒。

在方框254和262中可確定pto離合器60的動力學(xué)(例如，離合器之前和/或之后的軸的旋轉(zhuǎn)速度)。如將針對圖6描述的，如果沒有測量(離合器之前或之后的)軸速度中的一個軸速度，則軸速度可以由n個估算器262確定，其中，估算器的數(shù)量(n)對應(yīng)于pto變速器中的檔位選項的數(shù)量。pto離合器60的動力學(xué)與接合的時間tagg相結(jié)合并且輸入到pid控制器(方框256)。從估算器262輸出的軸速度可以保存在存儲器264(例如，非易失性存儲器)中。功率飽和度(例如，作為離合器的功率額定值的比率的發(fā)動機12的功率輸出)可以在方框258中確定并反饋到pid控制器(方框256)。

基于輸入，pid控制器(方框256)可以通過對功率(power)耗散進行積分來確定由pto離合器60吸收的能量，該能量由下式定義：

如果由pto離合器60吸收的能量大于離合器的最大能量額定值，則pto控制器52可停止提供電流、終止接合并產(chǎn)生錯誤。

pid控制器(方框256)輸出增量扭矩(pid(ngear))，其可以加到當前測量的扭矩tk(方框260)，以產(chǎn)生指令扭矩tk+1，如上面針對等式4描述的那樣。指令扭矩tk+1可對應(yīng)于缸106中的指令壓力和/或指令信號的電流。通過使用等式或查詢表，控制器52可以確定到螺線管100的控制信號的電流，以實現(xiàn)所指令的缸106的壓力。因此，控制器52可以將計算的電流作為控制信號的一部分輸出到螺線管100。

控制器52還可以包括最大接合時間，在此之后，嘗試的接合停止，并且如果沒有接合，則產(chǎn)生錯誤。例如，在一些實施例中，最大接合時間tlockup可以設(shè)置為15秒。在其它實施例中，tlockup可以是5秒，10秒，20秒，25秒，30秒或任何其它數(shù)目。如果時間t達到15秒并且沒有接合，則嘗試的接合停止并且產(chǎn)生錯誤。在其它實施例中，最大接合時間tlockup可以被設(shè)置為5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29或30秒。一旦標準化的傳動比在小于最大接合時間(例如，t<15秒)的時間段內(nèi)達到設(shè)定閾值(例如，1中的0.92)持續(xù)一閾值時間段(例如，至少0.1秒)，控制器52進行到斜坡模式。雖然在本實施例中，閾值時間段是0.1秒，但是在其它實施例中，閾值時間段可以被設(shè)置為0.01秒，0.05秒，0.2秒，0.3秒，0.5秒，0.6秒或任何其它值。斜坡模式z4利用開環(huán)例如在1秒內(nèi)將pto離合器60增加到最大扭矩、最大電流和/或最大缸106壓力。然而，斜坡模式時間段可以是0.5秒，0.75秒，1.25秒，1.5秒，1.75秒，2秒，2.5秒，3秒，4秒或任何其它值。

一旦已經(jīng)達到最大扭矩或最大電流，或者經(jīng)過斜坡模式時間段(例如，1秒)，控制器就進行到鎖定模式并將離合器鎖定。在鎖定模式中，控制器將電流減小到零，離合器被鎖定，并且pto軸20聯(lián)接到發(fā)動機12并由發(fā)動機12驅(qū)動。如果在操作期間的任何時刻，來自控制器52的指令是斷開負載24，則控制器52也進行到鎖定模式。在pto離合器鎖定時，pto軸20將由發(fā)動機12驅(qū)動。

圖6是示出圖5所示的估算器262的功能的示意圖。估算器262接收驅(qū)動軸速度300和pto軸速度302作為輸入。驅(qū)動軸速度300可以經(jīng)由傳感器直接測量，或者可以基于(例如，來自ecu82的)已知的發(fā)動機12速度乘以所指令的發(fā)動機變速器58傳動比來確定。如圖6所示，估算器252包括第一估算器304、第二估算器306和第n估算器308。估算器262的數(shù)量可以等于pto變速器62中的檔位選項的數(shù)量。在前面的討論中，假定pto變速器62是2速變速器。然而，具有帶有不同數(shù)量的檔位的pto變速器62的實施例也是可能的。每個估算器262被分配到pto變速器62的傳動比中的一個傳動比。例如，第一估算器304可以被分配到53/28的傳動比。第二估算器306可以被分配到65/18的傳動比。然而，應(yīng)當理解，這些傳動比僅僅是示例，其它傳動比也是可能的。

假定pto變速器62處于分配給估算器262的檔位中，每個估算器262計算跨pto變速器組件18的標準化傳動比。例如，第一估算器將測量的pto軸速度302乘以低傳動比然后除以驅(qū)動軸速度300。假定pto變速器組件62處于低檔，如果測量的pto軸速度302為498.4615rpm，低傳動比為53/28，并且驅(qū)動軸速度300為1800rpm，則跨pto變速器組件18的標準化傳動比的計算值為(498.4615*53/28)/1800＝0.5242。類似地，第二估算器將測量的pto軸速度302乘以高傳動比然后除以驅(qū)動軸速度300。假定pto變速器62處于高檔位，如果測量的pto軸速度302為498.4615rpm，低傳動比為65/18，并且驅(qū)動軸速度300為1800rpm，則跨pto變速器組件18的標準化傳動比的計算值為(498.4615*65/18)/1800＝1。

每個估算器262輸出計算的標準化傳動比310和pto軸加速度312。如果軸加速度312低于閾值(即，測量的軸速度已經(jīng)達到或正在接近穩(wěn)定狀態(tài))，并且標準化傳動比為1，則可以假定發(fā)動機12正在驅(qū)動pto軸20，并且pto變速器62處于分配到估算器252的檔位中。也就是說，pto軸速度302乘以pto變速器62的傳動比應(yīng)當?shù)扔隍?qū)動軸速度300，pto離合器60被鎖定。替代性地，如果軸加速度312低于閾值并且標準化的傳動比不是1，則可以假定發(fā)動機12正在驅(qū)動pto軸20，并且pto變速器62未處于分配到估算器的檔位252中。

由估算器262輸出并且(例如，由控制器52)接收標準化傳動比310和pto軸加速度312。然后執(zhí)行速度和加速度估算器檢測314。如前所述，最初假定最低的已知檔位。當測量的pto軸速度302穩(wěn)定(例如，pto軸20加速度低于閾值)時，選擇輸出標準化傳動比310為1或接近1的估算器。估算器262的輸出可以被保存在存儲器66中。為了控制pto離合器60，被分配到所選擇的估算器262的pto變速器62傳動比然后被假定為pto變速器62所處的檔位。基于所選擇的估算器262的傳動比，控制器52可以停止增量并且進行到斜坡模式(由圖4的z4表示)，并且基于所選擇的估算器262的傳動比生成反饋信號，或者將估算器輸出310、312保存在存儲器中。

圖7和圖8示出了在示例pto離合器60接合和鎖定期間，由兩個估算器304、306輸出的pto軸加速度312和標準化傳動比310。圖7是離合器接合和鎖定(例如，以改變pto變速器的檔位或接合pto軸20和驅(qū)動軸16)期間，pto軸加速度312的曲線圖400。x軸402表示時間。y軸404表示pto軸加速度312。線406表示在離合器接合和鎖定的過程中，隨時間的pto軸加速度312。如所示，在點408與410之間，pto軸加速度312為零或接近零。這可以表示pto軸20不旋轉(zhuǎn)(例如，未被驅(qū)動軸16驅(qū)動)，或以恒定速度旋轉(zhuǎn)。在點410處，pto軸加速度312斜升，這表示pto離合器60已經(jīng)被接合并且pto軸20的速度正在斜升以匹配驅(qū)動軸16的速度。在pto軸20的速度達到驅(qū)動軸16的速度時，pto軸加速度312在pto離合器60鎖定時下降回到零(在點412之后)。在發(fā)動機12經(jīng)由驅(qū)動軸16使得pto軸20以恒定速度旋轉(zhuǎn)時，pto軸加速度312達到零。

圖8是在圖7所示的示例性pto離合器60接合和鎖定期間，由第一估算器304和第二估算器306輸出的標準化傳動比310的曲線圖450。x軸452表示時間。y軸454表示標準化傳動比310。線456表示由第一估算器304(例如，低檔位估算器)輸出的隨時間的標準化傳動比310。線458表示由第二估算器306(例如，高檔位估算器)輸出的隨時間的標準化傳動比310。在點460與462之間，由兩個估算器304、306輸出的標準化傳動比310為零，這表示pto軸20很可能不旋轉(zhuǎn)。應(yīng)注意，點460與462之間的零標準化傳動比310通常對應(yīng)于圖7中的點408與410之間的零pto軸加速度312的時間。類似地，注意，圖7中的點410大致對應(yīng)于圖8中的點462。當pto軸20加速以匹配驅(qū)動軸16的速度時，由估算器304、306輸出的標準化傳動比310開始斜升。注意，由第二估算器306(即，高檔位估算器)輸出的標準化傳動比310以比由第一估算器304(即，低檔位估算器)輸出的標準化傳動比310更快的速率增加。由第一估算器304(即，低檔位估算器)輸出的標準化傳動比310在大約0.5的標準化傳動比處增加到點464，然后保持平坦。由第二估算器306(即，高檔位估算器)輸出的標準化傳動比310在大約1的標準化傳動比處增加到點466，這與點464同時發(fā)生，然后保持平坦。應(yīng)注意，由估算器304、306輸出的標準化傳動比310的穩(wěn)定大致對應(yīng)于回落到零的pto軸加速度312。

當輸出的pto軸加速度下降到閾值以下(例如，處于或接近零)時，由估算器304、306輸出的標準化傳動比310將已經(jīng)穩(wěn)定?？刂破?2然后可以估算標準化傳動比310。標準化傳動比310為1表示pto變速器62處于分配到該估算器的檔位中。在圖7和圖8所示的示例中，第二估算器306(即，高檔位估算器)的標準化傳動比310設(shè)定為1，這表示pto變速器62處于分配到第二估算器306的檔位(例如65/18)，而不是處于分配到第一估算器304的檔位(例如，53/28)。當傳動比已知時，控制器52然后可以將所確定的傳動比與測量的參數(shù)組合，以確定驅(qū)動系統(tǒng)50內(nèi)的其它操作參數(shù)。因此，控制器52可以基于所確定的傳動比控制pto離合器60或者系統(tǒng)內(nèi)的其它部件。

圖9和圖10示出了在第二示例pto離合器60接合和鎖定期間，由兩個估算器304、306輸出的pto軸加速度312和標準化傳動比310。圖9是在第二pto離合器接合和鎖定期間，pto軸加速度312的曲線圖500。x軸502表示時間。y軸504表示pto軸加速度312。線506表示在離合器接合和鎖定的過程中，隨時間的pto軸加速度312。如所示，在點508與510之間，pto軸加速度312為零或接近零。這可以表示pto軸20不旋轉(zhuǎn)。在點510處，pto軸加速度312開始增加，這表示pto離合器60已經(jīng)接合并且正在使pto軸20的速度斜升以匹配驅(qū)動軸16的速度。在pto軸20的速度達到驅(qū)動軸16的速度時，pto軸加速度312在pto離合器60鎖定時下降回到零(在點512之后)。當發(fā)動機12經(jīng)由驅(qū)動軸16使得pto軸20以恒定速度旋轉(zhuǎn)時，pto軸加速度312達到零。

圖10是在圖9所示的相同示例的pto離合器60接合和鎖定期間，由第一和第二估算器304、306輸出的標準化傳動比310的曲線圖550。x軸552表示時間。y軸554表示標準化傳動比310。線556表示由第一估算器304(例如，低檔位估算器)輸出的隨時間的標準化傳動比310。線558表示由第二估算器306(例如，高檔位估算器)輸出的隨時間的標準化傳動比310。在點560與562之間，由兩個估算器304、306輸出的標準化傳動比310為零，這表示pto軸20很可能不旋轉(zhuǎn)。注意，點560和562之間的零標準化傳動比310通常對應(yīng)于圖9中的點508與510之間的零pto軸加速度312的時間。類似地，圖9中的點510大致對應(yīng)于圖10中的點562。當pto軸20加速以匹配驅(qū)動軸16的速度時，由估算器304、306輸出的標準化傳動比310開始斜升。應(yīng)注意，由第二估算器306(即，高檔位估算器)輸出的標準化傳動比310以比由第一估算器304(即，低檔位估算器)輸出的標準化傳動比310更快的速率增加。由第一估算器304(即，低檔位估算器)輸出的標準化傳動比310在大約1的標準化傳動比處增加到點564，然后保持平坦。由第二估算器306(即，高檔位估算器)輸出的標準化傳動比310在大約1.9的標準化傳動比處增加到點566，這與點564同時發(fā)生，然后保持平坦。應(yīng)注意，由估算器304、306輸出的標準化傳動比310的穩(wěn)定大致對應(yīng)于回落到零的pto軸加速度312。

當輸出的pto軸加速度下降到閾值以下(例如，處于或接近零)時，控制器52估算標準化傳動比310。標準化傳動比310為1表示pto變速器62處于分配到該估算器的檔位中。在圖9和圖10所示的示例中，第一估算器304(即，低檔位估算器)的標準化傳動比310設(shè)定為1，這表示pto變速器62處于分配到第一估算器304的檔位(例如，53/28)而不是處于分配到第二估算器306的檔位(例如，65/18)。當傳動比已知時，控制器52然后可以將所確定的傳動比與測量的參數(shù)組合，以確定驅(qū)動系統(tǒng)50內(nèi)的其它操作參數(shù)，并且基于所確定的傳動比來控制pto離合器60或系統(tǒng)內(nèi)的其它部件。

圖11是用于確定pto變速器62的有效傳動比的過程600的流程圖。在方框602中，pto軸速度302(例如，由傳感器80輸出)被監(jiān)測。可以監(jiān)測隨時間的pto軸速度302，以得到pto軸20的加速度312。另外，可以直接測量或基于發(fā)動機12速度(例如，由ecu82輸出)確定驅(qū)動軸速度300并將所述驅(qū)動軸速度300乘以已知或所指令的發(fā)動機變速器58傳動比。在方框604中，假定pto變速器62的最低傳動比。假定最低的傳動比最初將導(dǎo)致估算器262運行最長的時間段。

在方框606中，運行估算器262。如上面參照圖6所討論的，估算器接收驅(qū)動軸速度300和pto軸速度302。估算器262的數(shù)量與pto變速器62中的檔位選項的數(shù)量相匹配。每個估算器262被分配對應(yīng)于pto變速器62中的檔位選項的傳動比。每個估算器輸出標準化傳動比310和pto軸加速度312。

在判定608中，將輸出的pto軸加速度312與閾值進行比較。如果pto軸加速度312高于閾值，則過程600返回到方框602并繼續(xù)監(jiān)測pto軸速度302。如果pto軸加速度312低于閾值，則輸出最接近1的標準化傳動比的估算器被選擇。在方框612中，分配到所選擇的估算器262的pto變速器傳動比被發(fā)送到控制回路250，通過控制回路250，控制器52控制驅(qū)動系統(tǒng)50內(nèi)的pto離合器60和/或其它部件。

通過使用已知的pto變速器62傳動比選項和pto軸20速度來確定pto變速器62的傳動比和系統(tǒng)50內(nèi)的其它軸速度，控制器52可以根據(jù)增量pid控制回路250來控制pto離合器60。因此，所公開的技術(shù)可以用于在具有單個軸傳感器80的車輛10中利用pto離合器60的增量pid控制，或可以用于減少車輛10中的傳感器80的數(shù)量。

盡管本文僅示出和描述了本公開的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多修改和改變。因此，應(yīng)當理解，所附權(quán)利要求旨在覆蓋落入本公開的真實精神內(nèi)的所有這樣的修改和改變。