專利名稱：無級(jí)變速器的基于扭矩的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無級(jí)變速器的控制系統(tǒng)，更特別地，涉及一種無級(jí)變速器的基于 扭矩的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
比如輪式裝載機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)、自卸卡車以及其他重型設(shè)備之類的機(jī)械用來完 成許多任務(wù)。為了有效地完成這些任務(wù)，這些機(jī)械需要一發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速器將 大的扭矩提供到一個(gè)或多個(gè)地面咬合裝置。這些機(jī)械通常使用無級(jí)變速器(CVT)來提高發(fā) 動(dòng)機(jī)效率。CVT是一種自動(dòng)式變速器，其在其傳動(dòng)比范圍內(nèi)提供了無數(shù)個(gè)輸出傳動(dòng)比。例如， 液壓CVT包括泵和從所述泵接收加壓流體的液壓馬達(dá)?？筛鶕?jù)所述泵的排出流率和壓力改 變馬達(dá)速度和地面咬合裝置處的輸出扭矩。電動(dòng)CVT包括發(fā)電機(jī)和從所述發(fā)電機(jī)接收電流 的電動(dòng)機(jī)?？筛鶕?jù)提供到所述電動(dòng)機(jī)的電流改變電動(dòng)機(jī)的速度和輸出扭矩。在于1988年12月27日授權(quán)給Morisawa等人的美國專利No. 4，793，217 (專 利’ 217)中描述了一種用于控制傳統(tǒng)CVT的系統(tǒng)的示例。專利’ 217中所披露的控制系統(tǒng) 是一種基于速度的系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)CVT輸入軸的速度以保持目標(biāo)輸出。該CVT以比如前進(jìn)和 倒退的多種模式操作，其中每個(gè)操作模式具有分配給它的單一映射。此外，每個(gè)映射表示相 關(guān)模式的CVT輸入軸目標(biāo)速度與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間的關(guān)系。當(dāng)CVT被致動(dòng)時(shí)，控制器判斷CVT 在哪個(gè)模式下操作并且選擇為該模式設(shè)計(jì)的映射。所述控制器然后根據(jù)所述映射調(diào)節(jié)輸入 軸的速度以獲得所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。盡管專利’ 217中所披露的控制系統(tǒng)可為多個(gè)操作模式產(chǎn)生所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，但 是該系統(tǒng)的應(yīng)用可能受到限制。特別地，因?yàn)槊總€(gè)輸入僅調(diào)用一個(gè)映射，所以映射類型的變 化可能是很少的。這種減少的變化可能對(duì)任務(wù)及變速器和最終相關(guān)的機(jī)械的操作環(huán)境的多 樣性造成限制。所披露的裝置旨在克服上述的一個(gè)或多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種包括從動(dòng)構(gòu)件的無級(jí)變速器。該無級(jí)變速器還包 括至少一個(gè)配置成傳遞一變速器操作模式請(qǐng)求的操作者輸入裝置和至少一個(gè)配置成傳遞 一從動(dòng)構(gòu)件輸出請(qǐng)求的其他的操作者輸入裝置。此外，該無級(jí)變速器包括至少一個(gè)傳感器， 該傳感器配置成感測(cè)至少一個(gè)表示變速器的操作狀態(tài)的參數(shù)。該無級(jí)變速器還包括控制 器，該控制器配置成響應(yīng)于所述的操作模式請(qǐng)求、從動(dòng)構(gòu)件輸出請(qǐng)求以及至少一個(gè)感測(cè)到 的表示變速器操作狀態(tài)的參數(shù)來調(diào)節(jié)從動(dòng)構(gòu)件的輸出。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種操作變速器的方法。該方法包括接收操作模式請(qǐng) 求、接收變速器輸出請(qǐng)求以及感測(cè)至少一個(gè)表示變速器操作狀態(tài)的參數(shù)。該方法還包括響 應(yīng)于所述操作模式請(qǐng)求、變速器輸出請(qǐng)求和至少一個(gè)表示變速器操作狀態(tài)的參數(shù)來控制變速器的輸出。


圖1是示例性披露的機(jī)械的概略圖；圖2是與圖1的機(jī)械一起使用的示例性披露的操作臺(tái)的圖解；圖3是與圖2的操作臺(tái)一起使用的示例性披露的控制系統(tǒng)的概略圖；圖4是與圖3的控制系統(tǒng)一起使用的示例性披露的控制映射；圖5是與圖3的控制系統(tǒng)一起使用的示例性披露的控制映射；圖6是與圖3的控制系統(tǒng)一起使用的示例性披露的控制映射；圖7是與圖3的控制系統(tǒng)一起使用的示例性披露的控制映射。
具體實(shí)施例方式圖1圖示了示例性的機(jī)械10，其具有協(xié)作完成任務(wù)的多個(gè)系統(tǒng)和構(gòu)件。機(jī)械10所 執(zhí)行的任務(wù)可與特殊的工業(yè)——比如采礦、建筑、耕種、運(yùn)輸、發(fā)電或者在現(xiàn)有技術(shù)中已知 的任何其他工業(yè)——相關(guān)聯(lián)。例如，機(jī)械10可實(shí)施為一如圖1中繪出的輪式裝載機(jī)、公共 汽車、公路拖車之類的移動(dòng)機(jī)械或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其他類型的移動(dòng)機(jī)械。機(jī)械10 可包括一操作臺(tái)12、一個(gè)或多個(gè)牽引裝置14和可操作地連接以驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)牽引裝置14 的動(dòng)力傳動(dòng)系16。如圖2中所示，操作臺(tái)12可包括從機(jī)械操作者接收輸入的裝置，所述輸入表示期 望的機(jī)械行駛操作。具體地，操作臺(tái)12可包括一個(gè)或多個(gè)位于駕駛座20附近的操作界面 裝置18。操作界面裝置18可通過產(chǎn)生表示期望的機(jī)械操作的信號(hào)來啟動(dòng)機(jī)械10的運(yùn)動(dòng)。 在一個(gè)實(shí)施方式中，操作界面裝置18可包括左腳踏板22、右腳踏板24和前進(jìn)-空檔-倒退 (FNR)選擇器26。當(dāng)操作者操縱左腳踏板22和/或右腳踏板24 (即，使左腳踏板和/或右 腳踏板22和24移動(dòng)離開空檔位置)時(shí)，操作者可期望和影響相應(yīng)的機(jī)械行駛運(yùn)動(dòng)。此外， 當(dāng)操作者將FNR選擇器26運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)、倒退或空檔位置時(shí)，操作者可改變相應(yīng)的變速器操 作模式，例如前進(jìn)、倒退或空轉(zhuǎn)?？深A(yù)期的是，在一些實(shí)施方式中，操作臺(tái)12可包括限速開 關(guān)(未示出)，其可設(shè)定一個(gè)速度閾值，機(jī)械10將不會(huì)高于該閾值行駛。還可預(yù)期的是，除 了諸如腳踏板之外，如果需要，可另外地或可選地在操作臺(tái)12中設(shè)置用于機(jī)械10的行駛控 制的諸如操縱桿、控制桿、開關(guān)、旋鈕、方向盤之類的操作界面裝置以及現(xiàn)有技術(shù)中已知的 其他裝置。此外，可省去FNR選擇器26，變速器操作模式可由其他操作輸入裝置改變。牽引裝置14 (參見圖1)可實(shí)施為位于機(jī)械10的每一側(cè)上的車輪(僅示出了一 側(cè))?？蛇x地，牽引裝置14可包括履帶、皮帶或者其他已知的牽引裝置?？深A(yù)期的是，可驅(qū) 動(dòng)和/或操縱機(jī)械10上的車輪的任意組合。如圖3中所示，動(dòng)力傳動(dòng)系16可是一整體的成套設(shè)備，其配置成產(chǎn)生動(dòng)力并將動(dòng) 力傳遞到牽引裝置14。特別地，動(dòng)力傳動(dòng)系16可包括可操作以產(chǎn)生動(dòng)力輸出的動(dòng)力源28、 連接成接收動(dòng)力輸出并將動(dòng)力輸出以可利用的方式傳遞到牽引裝置14(參見圖1)的變速 器單元30以及配置成響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)輸入來調(diào)節(jié)變速器單元30的操作的控制模塊32。動(dòng)力源28可包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)協(xié)同作用以產(chǎn)生機(jī)械或電 力輸出的子系統(tǒng)。為了本發(fā)明的目的，將動(dòng)力源28描述為四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，動(dòng)力源28可是任何其他類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，比如由汽油或氣體 燃料提供動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)。包含在動(dòng)力源28內(nèi)的子系統(tǒng)可包括例如燃料系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)或者任何其他合適的系統(tǒng)。
傳感器34可與動(dòng)力源28相聯(lián)以感測(cè)其輸出速度。在一個(gè)示例中，傳感器34可實(shí) 施為磁拾式傳感器，其與嵌入在動(dòng)力傳動(dòng)系16的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件(比如曲軸或飛輪)中的磁體相 聯(lián)。在動(dòng)力源28操作期間，傳感器34可感測(cè)由磁體產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并產(chǎn)生一與動(dòng)力源28 的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的信號(hào)。變速器單元30例如可實(shí)施為無級(jí)變速器(CVT)。變速器單元30可是任何類型的 無級(jí)變速器，比如液壓CVT、液壓機(jī)械CVT、電動(dòng)CVT或者對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的其 他配置。在圖3的示例性的電動(dòng)CVT中，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36可以是比如三相交流永磁式發(fā)電機(jī)的 發(fā)電機(jī)，從動(dòng)構(gòu)件38可以是電動(dòng)機(jī)——比如配置成接收來自于驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36的動(dòng)力的交流 永磁式電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36的發(fā)電機(jī)可連接成響應(yīng)于傳給從動(dòng)構(gòu)件38的扭矩指令經(jīng)由電 力電子設(shè)備40通過電流驅(qū)動(dòng)從動(dòng)構(gòu)件38的電動(dòng)機(jī)。在一些情況下，從動(dòng)構(gòu)件34的電動(dòng)機(jī) 可選地經(jīng)由電力電子設(shè)備40沿相反方向驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36的發(fā)電機(jī)?？深A(yù)期的是，在 使用液壓無級(jí)變速器單元的實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36可以是比如變量泵的泵，從動(dòng)構(gòu)件38 可以是比如變排量馬達(dá)的馬達(dá)。從動(dòng)構(gòu)件38可通過在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36和從動(dòng)構(gòu)件38之間往 復(fù)地提供和返回流體的管道與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36流體地連接，以使驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36能夠通過流體壓 力有效地驅(qū)動(dòng)從動(dòng)構(gòu)件38。變速器單元30可由左腳踏板和右腳踏板22和24至少部分地控制。即，當(dāng)操作者 操縱左腳踏板和右腳踏板22和24時(shí)，這些腳踏板可提供表示所需的從動(dòng)構(gòu)件輸出——比 如所需的扭矩輸出和/或所需的速度限值——的電信號(hào)。例如，左腳踏板和右腳踏板22和 24可具有最小位置并可經(jīng)過一位置范圍運(yùn)動(dòng)到最大位置。傳感器42和44可設(shè)置成分別與 左腳踏板和右腳踏板22和24相聯(lián)，以感測(cè)其移動(dòng)位置并且響應(yīng)于移動(dòng)后的位置產(chǎn)生相應(yīng) 的信號(hào)。傳感器42和44可以是任何能夠感測(cè)腳踏板42和44的移動(dòng)的傳感器，比如開關(guān) 或電位計(jì)。來自每個(gè)傳感器42和44的移動(dòng)信號(hào)可通過控制模塊32引導(dǎo)到變速器單元30 以控制從動(dòng)構(gòu)件38的扭矩輸出。傳感器46可與變速器單元30和/或牽引裝置14(參見圖1)相聯(lián)以感測(cè)機(jī)械10 的行駛速度。在一個(gè)示例中，傳感器46可實(shí)施為磁拾式傳感器，其與嵌入在動(dòng)力傳動(dòng)系16 的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件(比如變速器輸出軸)內(nèi)的磁體相聯(lián)。在機(jī)械10操作期間，傳感器46可感測(cè) 由磁體產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并產(chǎn)生與變速器單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和/或機(jī)械10的相應(yīng)行駛速度 對(duì)應(yīng)的信號(hào)?？刂颇K32可實(shí)施為單個(gè)微處理器或者多個(gè)微處理器，以響應(yīng)于接收到的信號(hào) 控制動(dòng)力傳動(dòng)系16的操作。許多市場(chǎng)上銷售的微處理器可配置成執(zhí)行控制模塊32的功 能。應(yīng)該理解的是，控制模塊32可簡(jiǎn)單地實(shí)施為能夠控制多種機(jī)械功能的通用機(jī)械微處理 器(general machinemicroprocessor)?？刂颇K32可包括存儲(chǔ)器、次級(jí)存儲(chǔ)裝置、處理器 以及任何其他的用于運(yùn)行應(yīng)用軟件的部件。各種其他的電路——比如供電電路、信號(hào)調(diào)節(jié) 電路、螺線管驅(qū)動(dòng)電路以及其他類型的電路——可與控制模塊32相聯(lián)。多個(gè)基礎(chǔ)控制映射可存儲(chǔ)在控制模塊32的存儲(chǔ)器內(nèi)并且可基于變速器操作模式 集合在一起。例如，基礎(chǔ)控制映射可分成前進(jìn)組、空檔組和倒退組。可響應(yīng)于表示FNR選擇器26的位置的信號(hào)來選擇這些組。此外，每個(gè)基礎(chǔ)映射可包括多個(gè)子映射。這些基礎(chǔ)映射 和子映射中的每一個(gè)都可是表格、圖表和/或方程的形式，并包括對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系16的從實(shí) 驗(yàn)室和/或室外操作收集到的數(shù)據(jù)的編輯。圖4圖示了一個(gè)示例性的前進(jìn)基礎(chǔ)控制映射48，其具有多個(gè)子映射，當(dāng)FNR選擇器 26設(shè)置到前進(jìn)位置時(shí)控制模塊32可使用該映射。前進(jìn)基礎(chǔ)控制映射48可包括控制機(jī)械10 的向前推進(jìn)的推進(jìn)子映射50、控制向前推進(jìn)的減速的減速子映射52和控制機(jī)械10的向后 速度的方向切換子映射54。此外，每個(gè)子映射可具有代表機(jī)械速度或變速器傳動(dòng)比的x軸 (獨(dú)立軸)和代表變速器輸出或扭矩請(qǐng)求的y軸(非獨(dú)立軸)。可預(yù)期的是，每個(gè)子映射可 包括扭矩、機(jī)械速度和/或推進(jìn)功率的限值。例如，推進(jìn)子映射50可包括最大扭矩限值56 和最大速度限值58。此外，減速子映射52可包括最大減速力限值60、最大速度限值62和 最大滑行減速力64。此外，方向切換子映射54可包括最大扭矩限值66。應(yīng)該理解的是盡 管扭矩、機(jī)械速度和推進(jìn)功率的限值是以連續(xù)曲線或線條示出的，但是這些限值可以是不 連續(xù)的。此外，可預(yù)期的是，如果需要，每個(gè)子映射可包括圖4中沒有示出的另外的限值。圖5圖示了一個(gè)示例性的倒退的基礎(chǔ)控制映射68，其具有多個(gè)子映射，當(dāng)FNR選擇 器26設(shè)置到倒退位置時(shí)控制模塊32可使用該映射。倒退基礎(chǔ)控制映射68可包括控制機(jī) 械10的向后推進(jìn)的推進(jìn)子映射70、控制向后推進(jìn)的減速的減速子映射72和控制機(jī)械10的 前進(jìn)速度的方向切換子映射74。與前進(jìn)子映射類似，每個(gè)倒退子映射可具有代表機(jī)械速度 或變速器傳動(dòng)比的x軸(獨(dú)立軸)和代表變速器輸出或扭矩請(qǐng)求的y軸(非獨(dú)立軸)。此 外，可預(yù)期的是，每個(gè)子映射可包括扭矩、機(jī)械速度和/或推進(jìn)功率的限值。例如，推進(jìn)子映 射70可包括最大扭矩限值76和最大速度限值78。此外，減速子映射72可包括最大減速力 限值80、最大速度限值82和最大滑行減速力84。此外，方向切換子映射74可包括最大扭 矩限值86。應(yīng)該理解的是，盡管扭矩、機(jī)械速度和推進(jìn)功率的限值是以連續(xù)曲線或線條示出 的，但是這些限值可以是不連續(xù)的。此外，可預(yù)期的是，如果需要，每個(gè)子映射可包括圖5中 沒有圖示出的另外的限值?？蓪?duì)存儲(chǔ)在控制模塊32的存儲(chǔ)器中的基礎(chǔ)映射進(jìn)行修改，使得可將y軸的因變量 標(biāo)準(zhǔn)化成單位度量。例如，可將因變量標(biāo)準(zhǔn)化成一單位度量的加速度——比如標(biāo)準(zhǔn)化的牽 引力。因變量的標(biāo)準(zhǔn)化使得可在類似尺寸的多種機(jī)械上使用這些映射。應(yīng)該理解的是當(dāng)在 多種機(jī)械上使用映射時(shí)，需要將機(jī)械參數(shù)輸入到算法中。這些參數(shù)可包括例如車輪半徑、機(jī) 械質(zhì)量、錐齒輪傳動(dòng)比、差速齒輪傳動(dòng)比和/或任何可影響機(jī)械10的運(yùn)動(dòng)的其他參數(shù)。此 外，這些映射的y軸的因變量可基于多個(gè)輸入變換和/或按比例調(diào)整。這些輸入可包括例 如左腳踏板和右腳踏板位置、FNR選擇器位置、所需的速度限值選擇器位置、最高可允許的 虛擬檔位(virtual gear)、駐車制動(dòng)器狀態(tài)、變速器接合標(biāo)識(shí)或者任何可影響因變量的其 他輸入。圖6和7是描述操作請(qǐng)求響應(yīng)于不同的操作動(dòng)作所可以采取的示例性路徑的圖表 表示。在下面的部分中將進(jìn)一步討論圖6和7以更好地闡述所披露的系統(tǒng)及其操作。工業(yè)實(shí)用性所披露的控制系統(tǒng)可用于任何具有扭矩受控的CVT的車輛中。特別地，通過響應(yīng) 于多個(gè)輸入而從多個(gè)基礎(chǔ)控制映射中選擇一特定的基礎(chǔ)控制映射并從多個(gè)子映射中選擇 一特定的子映射，該控制系統(tǒng)可有效并精確地確定變速器在各種環(huán)境和車輛條件下可遵循的期望扭矩輸出。下面將要描述對(duì)基礎(chǔ)控制映射、相關(guān)的子映射以及隨后的輸出請(qǐng)求的控制路徑的選擇。操作者可通過將FNR選擇器26設(shè)置到所需的位置來啟動(dòng)對(duì)基礎(chǔ)控制映射的選擇。 控制模塊32可接收表示FNR選擇器26的位置的信號(hào)并相應(yīng)地選擇合適的基礎(chǔ)控制映射。 例如，如果操作者將FNR選擇器26設(shè)置到前進(jìn)位置，則表示前進(jìn)位置的信號(hào)可通過無線方 式或者通過通訊線從FNR選擇器26傳輸?shù)娇刂颇K32。一旦接收到該信號(hào)，控制模塊32 就可以選擇前進(jìn)基礎(chǔ)控制映射48?？深A(yù)期的是，如果需要，基礎(chǔ)控制映射的選擇可獨(dú)立于操 作者輸入地進(jìn)行。在這樣的實(shí)施方式中，控制模塊32可基于其他輸入因素——比如發(fā)動(dòng)機(jī) 副軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、牽引裝置14的轉(zhuǎn)動(dòng)方向或者任何表示車輛運(yùn)動(dòng)方向或空轉(zhuǎn)狀態(tài)的其他 參數(shù)——來選擇基礎(chǔ)控制映射。在選擇了基礎(chǔ)控制映射之后，控制模塊32可從多個(gè)來源接收輸入并確定變速器 單元30可遵循的期望控制路徑。這種輸入可包括通過傳感器42接收到的左腳踏板22的 位移、通過傳感器44接收到的右腳踏板24的位移、通過傳感器34接收到的動(dòng)力源28的輸 出速度以及通過傳感器46接收到的變速器單元30的輸出速度?？深A(yù)期的是，在確定所需 的輸出指令時(shí)可依靠其他的輸入來源。例如，控制模塊32可接收來自于一速度限值選擇器 的限制機(jī)械10可行駛的最大速度的信號(hào)、來自于操作者輸入裝置18的表示最高可允許的 虛擬檔位的信號(hào)和/或表示駐車制動(dòng)器是否已經(jīng)接合的信號(hào)。圖6示出了選擇基礎(chǔ)映射及隨后的控制路徑的第一示例。圖6示出了選擇前進(jìn)基 礎(chǔ)控制映射48和控制路徑以使得機(jī)械10從靜止起加速。因?yàn)椴僮髡呦胍獧C(jī)械10在前進(jìn) 方向上運(yùn)動(dòng)，所以操作者可將FNR選擇器26移動(dòng)到前進(jìn)位置。信號(hào)可傳遞到控制模塊32， 表示FNR選擇器26已經(jīng)被設(shè)置到前進(jìn)位置。控制模塊32 —旦接收到該信號(hào)就可選擇圖6 所示的前進(jìn)基礎(chǔ)控制映射48。控制模塊32可從各種來源接收輸入信號(hào)以選擇合適的子映射。特別地，控制模塊 32可接收傳感器34和46的表示機(jī)械10靜止的信號(hào)。此外，控制模塊32可接收傳感器44 的表示操作者壓下右腳踏板24以增加扭矩輸出的信號(hào)。響應(yīng)于上述的輸入信號(hào)，控制模塊 32可確定操作者想要沿前進(jìn)方向推進(jìn)機(jī)械10。因此，控制模塊32可選擇前進(jìn)基礎(chǔ)控制映 射48的推進(jìn)子映射50。在選擇了合適的映射之后，控制模塊32可響應(yīng)于傳感器44傳遞的扭矩輸出增加 請(qǐng)求來增加變速器單元30的扭矩輸出。當(dāng)扭矩輸出增加時(shí)，控制模塊32可持續(xù)地將扭矩 輸出與最大扭矩限值56進(jìn)行比較?？深A(yù)期的是，最大扭矩限值56可響應(yīng)于操作界面裝置 18的輸入而變換或按比例調(diào)整或者可設(shè)在控制策略算法中。如果變速器30的輸出扭矩小 于最大扭矩限值56，則控制模塊32可根據(jù)傳感器44傳遞的請(qǐng)求來持續(xù)地增加扭矩輸出。 然而，如果輸出扭矩等于最大扭矩限值56，則控制模塊32可不考慮來自于傳感器44的請(qǐng)求 輸出扭矩增加的信號(hào)，并且可將輸出扭矩保持在與最大扭矩限值56相等的水平上。在將輸出扭矩保持于恒定水平的同時(shí)，控制模塊32可持續(xù)地將機(jī)械10的速度與 最大速度限值58進(jìn)行比較。如果機(jī)械10的速度小于最大速度限值58，則控制模塊32可維 持輸出扭矩的大小。然而，如果機(jī)械10的速度等于最大速度限值58，則控制模塊32可減小 輸出扭矩以使機(jī)械10的速度保持于最大速度限值58。與最大扭矩限值56類似，最大速度 限值58可響應(yīng)于來自于操作界面裝置18的輸入而變換或按比例調(diào)整或者可設(shè)在控制策略算法中。圖7示出了選擇基礎(chǔ)映射及隨后的控制路徑的第二示例。圖7示出了選擇前進(jìn)基 礎(chǔ)控制映射48和控制路徑以使得機(jī)械10從初始速度滑行到停止。因?yàn)闄C(jī)械10可能已經(jīng) 在前進(jìn)的方向上運(yùn)動(dòng)，所以FNR選擇器26已經(jīng)被設(shè)在前進(jìn)位置上。因此，表示FNR選擇器 26的前進(jìn)位置的信號(hào)已經(jīng)被傳遞到控制模塊32，圖7所示的前進(jìn)基礎(chǔ)控制映射48已經(jīng)被 選擇?？刂颇K32可基于從各種來源接收到的輸入信號(hào)選擇合適的子映射。特別地，控 制模塊32可接收傳感器34和46的表示機(jī)械10以一特定速度運(yùn)動(dòng)的信號(hào)。此外，控制模 塊32可接收來自于傳感器42的表示左踏板22和右踏板24均處于空檔位置的信號(hào)。響應(yīng) 于上述的輸入信號(hào)，控制模塊32可確定操作者期望機(jī)械10從當(dāng)前的車輛速度滑行到停止。 因此，控制模塊32可選擇前進(jìn)基礎(chǔ)控制映射48的減速子映射52。 在選擇了合適的子映射之后，控制模塊32可增加變速器單元30的減速力，直到減 速力的大小達(dá)到最大滑行減速力限值64?？深A(yù)期的是，最大滑行減速力限值64可響應(yīng)于操 作界面裝置18的輸入而變換或按比例調(diào)整或者可設(shè)在控制策略算法中。在達(dá)到最大滑行 減速力限值64之后，該減速力可保持恒定，直到抵達(dá)最大減速力限值60。一旦抵達(dá)最大減 速力限值60，控制模塊32就可減小減速力直到機(jī)械10停止。因?yàn)樗兜目刂葡到y(tǒng)可對(duì)多個(gè)輸入進(jìn)行解釋以確定基礎(chǔ)控制映射和子映射的 期望組合，所以可增加控制系統(tǒng)的靈活度。此外，采用控制映射的組合來形成所需的控制路 徑可增加可能的控制路徑的數(shù)量，使得其超出所提供的映射的數(shù)量，從而增加了該系統(tǒng)的 靈活度。這種靈活度可增加變速器工作環(huán)境和應(yīng)用的多樣性，最終增加相關(guān)機(jī)械的工作環(huán) 境和應(yīng)用的多樣性。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，可對(duì)所披露的操作界面做出各種修改和 變型。通過對(duì)披露的操作界面的說明和實(shí)踐，其他的實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而 易見的。說明和示例旨在認(rèn)為僅是示例性的，真實(shí)范圍是由所附的權(quán)利要求以及它們的等 價(jià)方式限定的。
權(quán)利要求
一種無級(jí)變速器(30)，包括從動(dòng)構(gòu)件(38)；至少一個(gè)操作者輸入裝置(26)，其配置成傳遞一變速器操作模式請(qǐng)求；至少一個(gè)其他的操作者輸入裝置(22，24)，其配置成傳遞一從動(dòng)構(gòu)件輸出請(qǐng)求；至少一個(gè)傳感器(46)，其配置成感測(cè)至少一個(gè)表示變速器操作狀態(tài)的參散；以及控制器(32)，其配置成響應(yīng)于所述操作模式請(qǐng)求、從動(dòng)構(gòu)件輸出請(qǐng)求、以及至少一個(gè)感測(cè)到的表示變速器操作狀態(tài)的參數(shù)來調(diào)節(jié)所述從動(dòng)構(gòu)件的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級(jí)變速器，其中所述控制器包括多個(gè)存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器中的 基礎(chǔ)映射(48，68)，每個(gè)所述基礎(chǔ)映射與變速器的一操作模式相關(guān)聯(lián)并且包括多個(gè)子映射 (50，52，54，70，72，74)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無級(jí)變速器，其中所述控制器配置成響應(yīng)于變速器模式請(qǐng)求 來選擇基礎(chǔ)映射，并響應(yīng)于從動(dòng)構(gòu)件輸出請(qǐng)求和至少一個(gè)感測(cè)到的表示變速器操作狀態(tài)的 參數(shù)來選擇子映射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無級(jí)變速器，其中變速器的操作模式是前進(jìn)模式、倒退模式 和空檔模式其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無級(jí)變速器，還包括至少一個(gè)另外的操作輸入裝置(18)，其 配置成傳遞一請(qǐng)求以限制從動(dòng)構(gòu)件的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無級(jí)變速器，其中所述控制器配置成響應(yīng)于限制請(qǐng)求來調(diào)節(jié) 從動(dòng)構(gòu)件的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無級(jí)變速器，其中每個(gè)子映射包括至少一個(gè)限制從動(dòng)構(gòu)件輸 出的限制曲線(56，58，60，62，642，66，76，78，80，82，84，86)，所述控制器配置成響應(yīng)于限制 請(qǐng)求來修改每個(gè)限制曲線。
8.一種操作變速器(30)的方法，包括 接收操作模式請(qǐng)求；接收變速器輸出請(qǐng)求；感測(cè)至少一個(gè)表示變速器操作狀態(tài)的參數(shù)；以及響應(yīng)于所述操作模式請(qǐng)求、變速器輸出請(qǐng)求和至少一個(gè)表示變速器操作狀態(tài)的參數(shù)來 控制變速器的從動(dòng)裝置(38)的輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括接收至少一個(gè)變速器輸出限制請(qǐng)求并基于所述 至少一個(gè)限制請(qǐng)求來控制變速器的輸出。
10.一種機(jī)械(10)，包括動(dòng)力源(28)，其配置成產(chǎn)生動(dòng)力輸出； 至少一個(gè)牽引裝置(14)，其配置成推進(jìn)所述機(jī)械；操作臺(tái)(12)，其配置成接收來自于操作者的表示期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的輸入；以及 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的無級(jí)變速器。
全文摘要
提供了一種具有從動(dòng)構(gòu)件的無級(jí)變速器(30)。該無級(jí)變速器還具有至少一個(gè)配置成傳遞一變速器操作模式請(qǐng)求的操作者輸入裝置(26)和至少一個(gè)配置成傳遞一從動(dòng)構(gòu)件輸出請(qǐng)求的其他的操作者輸入裝置(22，24)。此外，該無級(jí)變速器具有至少一個(gè)配置成感測(cè)至少一個(gè)表示變速器操作狀態(tài)的參數(shù)的傳感器(46)。該無級(jí)變速器還具有控制器(32)，該控制器配置成響應(yīng)于所述操作模式請(qǐng)求、從動(dòng)構(gòu)件輸出請(qǐng)求、以及至少一個(gè)感測(cè)到的表示變速器操作狀態(tài)的參數(shù)來調(diào)節(jié)從動(dòng)構(gòu)件的輸出。
文檔編號(hào)F16H61/66GK101809337SQ200880108859
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者A·馬蒂內(nèi)茲, B·B·施穆克, B·D·霍夫, K·L·達(dá)爾, M·A·施皮爾曼, R·G·因格拉姆, Y·趙 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司