具有牽引控制系統(tǒng)的輪輔助驅(qū)動(dòng)裝置以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及輪輔助驅(qū)動(dòng)裝置，更具體地涉及用在前輔助驅(qū)動(dòng)裝置中的分流閥的致動(dòng)和控制。
【背景技術(shù)】
[0002]多種類(lèi)型的機(jī)器采用輪輔助驅(qū)動(dòng)裝置在打滑條件下提供全輪驅(qū)動(dòng)。例如平地機(jī)通常用在難以獲得充分牽引的野外環(huán)境中，以執(zhí)行掘溝作業(yè)、場(chǎng)地準(zhǔn)備及其它地面構(gòu)形和修整任務(wù)。平地機(jī)通常具有由燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)或主液壓泵直接驅(qū)動(dòng)的第一組輪(諸如一對(duì)后輪)。第二組輪(諸如一對(duì)前輪)通常用于轉(zhuǎn)向。但是，前輪可以由液壓輔助馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，液壓輔助馬達(dá)是允許全輪驅(qū)動(dòng)的輪輔助驅(qū)動(dòng)裝置的部分。
[0003]輪輔助驅(qū)動(dòng)裝置可以選擇性地接合使得機(jī)器僅在期望時(shí)以全輪驅(qū)動(dòng)模式操作。例如，機(jī)器可以包括允許操作者開(kāi)啟或切斷輪輔助驅(qū)動(dòng)的用戶界面。附加地或替代地，可操作地聯(lián)接至輪輔助驅(qū)動(dòng)的控制器可以基于指示輪與地面之間的牽引水平的反饋?zhàn)詣?dòng)接合或斷開(kāi)輪輔助驅(qū)動(dòng)裝置。
[0004]一些在先的輪輔助驅(qū)動(dòng)裝置已結(jié)合分流閥使用以減少前輪打滑。在沒(méi)有分流閥的情況下，當(dāng)與打滑輪關(guān)聯(lián)的第一輔助馬達(dá)更快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其抽吸增加的液壓流體流。給打滑輔助馬達(dá)增加的液壓流體流將減少給第二輔助馬達(dá)的液壓流體流，這又減小具有牽引的輪的旋轉(zhuǎn)速度。在過(guò)度打滑情況中，基本上所有液壓流可以被引向與打滑輪關(guān)聯(lián)的輔助馬達(dá)，由此影響機(jī)器在地面上行進(jìn)的能力。分流閥通過(guò)調(diào)節(jié)給聯(lián)接至前輪的兩個(gè)液壓輔助馬達(dá)的液壓流體流來(lái)解決輪打滑情況。一般地，分流閥通過(guò)使輸送給輔助馬達(dá)的液壓壓力接近于相等來(lái)調(diào)節(jié)液壓壓力。更具體地，分流閥感測(cè)輸送至每個(gè)液壓輔助馬達(dá)的液壓流體壓力，并且當(dāng)在輔助馬達(dá)之一處感測(cè)到降低的壓力時(shí)，分流閥調(diào)節(jié)以減少給那個(gè)輔助馬達(dá)的液壓流體流，從而改善與另一輔助馬達(dá)關(guān)聯(lián)的輪的牽引。
[0005]雖然分流閥的使用緩解輪打滑問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分流閥的液壓流體流產(chǎn)生高熱量負(fù)載并且由于閥調(diào)整損失導(dǎo)致液壓系統(tǒng)效率低下。在一些現(xiàn)有機(jī)器中，分流閥通常是有源的，由此持續(xù)產(chǎn)生過(guò)多熱量并且液壓系統(tǒng)效率低下。Harber等人的美國(guó)專(zhuān)利N0.5647211中描述的另一系統(tǒng)提出一種控制方案，其中，操作者可以獨(dú)立地控制全輪驅(qū)動(dòng)模式的啟動(dòng)和分流閥旁通。雖然Harber等人的系統(tǒng)與具有持續(xù)有源分流閥的系統(tǒng)相比可以減少熱產(chǎn)生和液壓系統(tǒng)效率低下，但其仍然允許分流閥的不必要啟動(dòng)及與之伴隨的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種控制具有第一和第二輪馬達(dá)和用于循環(huán)液壓流體的主泵的機(jī)器上的前輪輔助和牽引控制的方法。該方法可以包括提供具有與第一和第二分流出口流體地連通的分流入口的分流閥，第一分流出口與第一輪馬達(dá)流體地連通并且第二分流出口與第二輪馬達(dá)流體地連通。可以在分流閥的上游提供旁通閥，旁通閥具有旁通模式和分流模式，在旁通模式中，液壓流體的至少一部分圍繞分流閥連通至第一和第二輪馬達(dá)，在分流模式中，液壓流體經(jīng)過(guò)分流閥連通至第一和第二輪馬達(dá)?？梢栽谂酝ㄩy的上游提供自由旋轉(zhuǎn)閥，自由旋轉(zhuǎn)閥具有自由旋轉(zhuǎn)模式和驅(qū)動(dòng)輔助模式，在自由旋轉(zhuǎn)模式中，主泵與第一和第二輪馬達(dá)之間的流體連通被阻止，在驅(qū)動(dòng)輔助模式中，主泵與第一和第二輪馬達(dá)流體地連通。該方法可以包括確定自由旋轉(zhuǎn)閥的啟動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)自由旋轉(zhuǎn)閥處于自由旋轉(zhuǎn)模式中時(shí)，以旁通模式操作旁通閥；以及當(dāng)自由旋轉(zhuǎn)閥處于驅(qū)動(dòng)輔助模式中時(shí)，以旁通模式和分流模式中的任一種操作旁通閥。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種控制具有第一和第二輪馬達(dá)和用于循環(huán)液壓流體的主泵的機(jī)器上的前輪輔助和牽引控制的方法。該方法可以包括提供具有與第一和第二分流出口流體地連通的分流入口的分流閥，第一分流出口與第一輪馬達(dá)流體地連通并且第二分流出口與第二輪馬達(dá)流體地連通?？梢栽诜至鏖y的上游提供旁通閥，旁通閥具有旁通模式和分流模式，在旁通模式中，液壓流體的至少一部分圍繞分流閥連通至第一和第二輪馬達(dá)，在分流模式中，液壓流體經(jīng)過(guò)分流閥連通至第一和第二輪馬達(dá)?？梢栽谂酝ㄩy的上游提供自由旋轉(zhuǎn)閥，自由旋轉(zhuǎn)閥具有自由旋轉(zhuǎn)模式和驅(qū)動(dòng)輔助模式，在自由旋轉(zhuǎn)模式中，主泵與第一和第二輪馬達(dá)之間的流體連通被阻止，在驅(qū)動(dòng)輔助模式中，主泵與第一和第二輪馬達(dá)流體地連通。該方法可以包括初始地將旁通閥設(shè)置為旁通模式，確定自由旋轉(zhuǎn)閥的啟動(dòng)狀態(tài)，并且當(dāng)自由旋轉(zhuǎn)閥處于驅(qū)動(dòng)輔助模式并且牽引控制啟用時(shí)以分流模式操作旁通閥。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于具有主泵和第一和第二接地構(gòu)件的機(jī)器的驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)。該驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)可以包括可操作地聯(lián)接至第一接地構(gòu)件的第一液壓馬達(dá)和可操作地聯(lián)接至第二接地構(gòu)件的第二液壓馬達(dá)。自由旋轉(zhuǎn)閥可以設(shè)置在主泵與第一和第二輪馬達(dá)之間，自由旋轉(zhuǎn)閥可在自由旋轉(zhuǎn)模式和驅(qū)動(dòng)輔助模式之間操作，自由旋轉(zhuǎn)模式阻止從主泵到第一和第二輪馬達(dá)的流體流，驅(qū)動(dòng)輔助模式允許從主泵到第一和第二輪馬達(dá)的流體流。分流閥可以設(shè)置在自由旋轉(zhuǎn)閥與第一和第二輪馬達(dá)之間。第一旁通導(dǎo)管可以與第一馬達(dá)流體地連通并且圍繞分流閥構(gòu)件，并且第二旁通導(dǎo)管可以與第二馬達(dá)流體地連通并且圍繞分流閥構(gòu)件。系統(tǒng)還可以包括設(shè)置在分流閥與自由旋轉(zhuǎn)閥之間的旁通閥，旁通閥具有允許自由旋轉(zhuǎn)閥與分流閥之間的流體連通的分流模式和允許自由旋轉(zhuǎn)閥與第一和第二旁通導(dǎo)管之間的流體連通的旁通模式?？刂破骺梢钥刹僮鞯芈?lián)接至自由旋轉(zhuǎn)閥和旁通閥，并且能夠確定自由旋轉(zhuǎn)閥的啟動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)自由旋轉(zhuǎn)閥處于自由旋轉(zhuǎn)模式中時(shí)，以旁通模式操作旁通閥構(gòu)件；以及當(dāng)自由旋轉(zhuǎn)閥處于驅(qū)動(dòng)輔助模式中時(shí)，以旁通模式和分流模式中的任一種操作旁通閥構(gòu)件。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是平地機(jī)的示意性側(cè)視圖，其中可以實(shí)施本發(fā)明的一種或多種實(shí)施方式；
[0010]圖2是平地機(jī)的示意性俯視圖，其中可以實(shí)施本發(fā)明的一種或多種實(shí)施方式；
[0011]圖3是根據(jù)本發(fā)明的方面構(gòu)造的平地機(jī)的輪輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；和
[0012]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的方面控制輪驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)中的牽引控制裝置的過(guò)程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]公開(kāi)輪輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及方法的實(shí)施方式用在機(jī)器上。在這里描述的示例性實(shí)施方式中，機(jī)器是平地機(jī)。輪輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括用于提供全輪驅(qū)動(dòng)的自由旋轉(zhuǎn)閥、用于提供牽引控制的分流閥、以及用于選擇性地旁通分流閥的旁通閥。旁通閥的操作基于自由旋轉(zhuǎn)閥的狀態(tài)，以減少由經(jīng)過(guò)分流閥的液壓流體流引起的熱量產(chǎn)生和損失。
[0014]圖1和2描繪諸如平地機(jī)10的機(jī)器的示例性實(shí)施方式。平地機(jī)10可以主要用作將土質(zhì)或其它材料的地面11造型成最終布置的修整工具。不是像諸如推土機(jī)等其它機(jī)器使大量土在行進(jìn)方向上運(yùn)動(dòng)，平地機(jī)10通常將相對(duì)少量的土從一側(cè)運(yùn)至另一側(cè)。話句話說(shuō)，平地機(jī)10通常將土移經(jīng)待平區(qū)域，而非直向前。雖然示例性實(shí)施方式是以平地機(jī)10的形式示出，將理解當(dāng)前系統(tǒng)和方法可以與受益于這里教導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)的其它類(lèi)型機(jī)器一起使用。
[0015]更具體地，平地機(jī)10包括前框架12、后框架14、和諸如刀片16的平地機(jī)機(jī)具。前框架12和后框架14通過(guò)諸如一組后輪18a和一組前輪18b的接地單元支撐。包含操作平地機(jī)10必需的許多控制裝置19的操作者室20安裝在前框架12上。主動(dòng)力源21可以由后框架14支撐并且通過(guò)傳動(dòng)裝置23可操作地聯(lián)接至后輪18a用于主機(jī)器推進(jìn)。主動(dòng)力源21例如可以是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)或本領(lǐng)域已知的任何其它發(fā)動(dòng)機(jī)。主動(dòng)力源21也可以是連接至燃料電池的電馬達(dá)、電容存儲(chǔ)裝置、電池或本領(lǐng)域已知的另外的動(dòng)力源。傳動(dòng)裝置可以是機(jī)械傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)裝置或本領(lǐng)域已知的任何其它傳動(dòng)裝置類(lèi)型。傳動(dòng)裝置可操作以在動(dòng)力源和從動(dòng)牽引裝置之間產(chǎn)生多個(gè)輸出速度比(或連續(xù)可變速度比)。
[0016]車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)17包括使前輪18b轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向致動(dòng)器13。車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)17還可以包括使前輪18b從左傾向右的輪傾斜致動(dòng)器15。
[0017]替代地稱(chēng)作推板