專利名稱：用于對靜液壓驅(qū)動機械進行制動的控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種用于靜液壓驅(qū)動機械的控制系統(tǒng)和方法，更特別地，涉及一 種用于制動靜液壓驅(qū)動機械的控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
已知包括大型非公路機械在內(nèi)的很多機械使用靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)以驅(qū)動機械的諸 如車輪或履帶的地面接合元件。這種靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)通常包括由機械的原動機(例如內(nèi)燃 機)驅(qū)動的至少一個泵。泵可以被配置為驅(qū)動一組或多組馬達，馬達又向機械的地面接合 元件提供動力。泵和/或馬達可以提供可變的排量，使得可以在機械運行的同時調(diào)節(jié)靜液 壓驅(qū)動系統(tǒng)的部件之間的流體流量。因此，驅(qū)動輪的方向、速度和轉(zhuǎn)矩可以連續(xù)變化。這些機械通常包括用于使機械減速或停止的腳踏制動器或其他車輪制動器。但 是，使用這種制動器可能導致驅(qū)動系統(tǒng)的部件的磨損和/或損壞，并且還可能增加機械的 重量和成本。替代地，美國專利No. 5111658中教導了一種通過控制靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的泵來 使機械制動的方法。具體來說，電子控制器在允許驅(qū)動馬達或發(fā)動機產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩的一種 設(shè)置與在超過限制速度值之后釋放驅(qū)動馬達的另一設(shè)置之間迅速地調(diào)節(jié)泵的排量。后一設(shè) 置可以結(jié)合使用壓強限制值以降低靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)中的壓強，并且由此降低驅(qū)動馬達的速 度。所述在多種設(shè)置之間的迅速調(diào)節(jié)可以進行直至機械充分地減速或停止。雖然所述制動方法能夠充分地使機械減速或停止，但是應(yīng)當理解，靜液壓驅(qū)動機 械還是需要改進的制動策略和方法。具體來說，需要具有更高效率的制動策略，其例如根據(jù) 必要的標準能夠降低機械的速度、減少靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的部件的超速、以及減少對于腳踏 制動器或車輪制動器的需求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，一種用于對靜液壓驅(qū)動機械進行制動的方法包括將靜液壓驅(qū)動系 統(tǒng)的泵的排量減少至非零排量、以及將所述靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的馬達的排量增加至小于最大 排量的排量的步驟。該方法還包括使所述靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)動機朝向希望的發(fā)動機速度 范圍加速的步驟。根據(jù)另一個方面，一種靜液壓驅(qū)動機械包括內(nèi)燃機、機械地聯(lián)接至所述內(nèi)燃機的 至少一個可變排量泵、以及流體地聯(lián)接至所述可變排量泵的至少一個可變排量馬達?？勺?排量馬達機械地聯(lián)接至靜液壓驅(qū)動機械的至少一個地面接合元件。電子控制器與所述可變 排量泵和所述可變排量馬達通信，并且根據(jù)一種示例性的實施方式，所述電子控制器能夠 接收機械制動請求。電子控制器還能夠發(fā)出泵排量指令以將所述可變排量泵的排量減少至 非零排量、以及發(fā)出馬達排量指令以將所述可變排量馬達的排量增加至小于最大排量的排 量。選擇響應(yīng)于機械制動請求發(fā)出的所述泵排量指令和所述馬達排量指令，以將所述內(nèi)燃 機朝向希望的發(fā)動機速度范圍加速。根據(jù)又一個方面，一種具有用于制動靜液壓驅(qū)動機械的計算機可讀程序代碼的計算機可用媒介包括用于接收機械制動請求的計算機可讀程序代碼。該計算機可用媒介還包 括用于響應(yīng)于所述機械制動請求產(chǎn)生將可變排量泵的排量減少至非零排量的泵排量指令 的計算機可讀程序代碼。此外，該計算機可用媒介還包括用于響應(yīng)于所述機械制動請求產(chǎn) 生將可變排量馬達的排量增加至小于最大排量的排量的馬達排量指令的計算機可讀程序 代碼。還提供用于選擇所述泵排量指令和所述馬達排量指令以使內(nèi)燃機朝向希望的發(fā)動機 速度范圍加速的計算機可讀程序代碼。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的靜液壓驅(qū)動機械的側(cè)視簡圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的圖1的靜液壓驅(qū)動機械的靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖；且圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于制動圖1的靜液壓驅(qū)動機械的方法的一種實施方式的邏 輯流程圖。
具體實施例方式圖1總體上示出機械10的一種示例性的實施方式。機械10可以是如圖所示的平 路機，或者具有靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的任何其他非公路或公路車輛。這樣，這里機械10可以被 稱為靜液壓驅(qū)動機械，或更具體地被稱為靜液壓驅(qū)動平路機。在示出的實施方式中，機械10 通常包括框架12，框架12上支撐靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14，靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14用于驅(qū)動機械10 的地面接合元件16，例如履帶或車輪(圖中示出車輪)。這里所公開的用于控制靜液壓驅(qū) 動系統(tǒng)14的策略可以廣泛地適用于任何靜液壓驅(qū)動機械，因此，應(yīng)當理解，這里提供的具 體的實施方式僅是示例性的。靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14通常可以包括由機械10的諸如壓燃或點燃式內(nèi)燃機20的原 動機或電動馬達驅(qū)動的諸如液壓泵的至少一個泵18。泵18可以被配置為驅(qū)動至少一個馬 達22，例如一組或多組液壓馬達，馬達22又向機械10的地面接合元件16提供動力。泵18 和馬達22均提供可變的排量，使得可以在機械10運行的同時調(diào)節(jié)靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14的部 件之間的流體流量。因此，地面接合元件16(或車輪)的方向、速度和轉(zhuǎn)矩可以連續(xù)地變化。操作員控制站M也可以支撐在框架12上并且可以包括機械10的操作員可以使 用的多種控制機構(gòu)和裝置。例如，操作員控制站M可以包括已知的裝置，例如座椅組件沈、 轉(zhuǎn)向裝置觀、以及一個或多個機械操作控制器30。根據(jù)一個特定的例子，第一機械操作控 制器30可以被設(shè)置為控制機械10的方向運動，而第二機械操作控制器30可以被設(shè)置為控 制機械10的執(zhí)行器32 (例如刮鏟)的操作。操作員控制站M可以包括額外的機械控制 器，例如用于控制機械速度的加速踏板34、以及用于使機械10的運動減速或停止的制動踏 板36。雖然說明了用于控制機械10的行進方向和速度的分離的控制機構(gòu)，但是應(yīng)當理解， 可以提供用于控制機械速度和行進方向二者的單個控制機構(gòu)，例如控制桿。圖2示出靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14的一種特定的實施方式，以進一步地說明靜液壓驅(qū)動 機械10的控制系統(tǒng)50。如圖所示，靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14可以包括機械聯(lián)接至內(nèi)燃機20的一 對可變排量泵18。每個可變排量泵18可以包括雙向可變排量斜盤泵，使得對泵18的斜盤 的調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)泵的排量。應(yīng)當理解，術(shù)語“雙向”可以指泵能夠向兩個方向中的任一個方 向泵送流體(例如液壓流體)。這樣，斜盤的角度可以在第一或正排量方向(例如用于機械10的向前行進)與第二或負排量方向(例如用于機械10的反向行進)之間變化。應(yīng)當理 解，泵18的零排量，或斜盤角度為零，可以導致泵18在旋轉(zhuǎn)時不排出任何流體，從而不驅(qū)動 機械10。根據(jù)示例性的實施方式，每個可變排量泵18可以(例如并行地)流體聯(lián)接至一對 可變排量馬達22。應(yīng)當理解，可變排量馬達22到可變排量泵18的流體聯(lián)接使得泵18的 相對斜盤角度能夠確定被泵送至每個馬達22的液壓流體的方向和流動速率。此外，可以類 似地通過在最低排量和最高排量之間調(diào)節(jié)斜盤角度以改變馬達22的排量，從而調(diào)節(jié)傳遞 至地面接合元件16的轉(zhuǎn)矩。應(yīng)當理解，馬達22可以不是如參照泵18所說明的雙向的。但 是，也可以使用雙向馬達，而不脫離本發(fā)明的范圍。如圖所示，每個可變排量馬達22可以機械地聯(lián)接至一個地面接合元件16。更具體 地，每個可變排量馬達22可以被配置為驅(qū)動一輪軸，而輪軸又可以被配置為驅(qū)動與每個地 面接合元件16相聯(lián)接的主減速器組件或主減速器行星齒輪組。因此，將液壓流體從可變排 量泵18經(jīng)第一組流體管線52泵送至可變排量馬達22可以沿第一方向或向前方向驅(qū)動地 面接合元件16。應(yīng)當理解，速度和轉(zhuǎn)矩可以取決于各個泵18和馬達22的所選擇的排量。 沿相反的方向經(jīng)第二組流體管線M泵送流體可以以根據(jù)泵18和馬達22的排量所確定的 速度和轉(zhuǎn)矩沿第二方向或相反方向驅(qū)動地面接合元件16。上文所提到的控制系統(tǒng)50可以包括能夠控制靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14的操作的至少一 個電子控制器56。這樣，電子控制器56這里也可以被稱為驅(qū)動系統(tǒng)電子控制器。雖然說明 了單個電子控制器56，但是應(yīng)當理解，控制系統(tǒng)50可以包括多個電子控制器。例如，可以提 供額外的電子控制器以控制內(nèi)燃機20的操作。這樣，控制系統(tǒng)50的每個電子控制器可以 被配置為橫向通信和/或分層通信。因此，應(yīng)當理解，可以想到從簡單到復(fù)雜的多種控制系 統(tǒng)50與本發(fā)明一起使用。電子控制器56可以具有標準的設(shè)計并且可以包括諸如中央處理單元的處理器、 存儲器、以及幫助電子控制器56的內(nèi)部與外部通信的輸入/輸出電路。處理器可以通過執(zhí) 行諸如存儲在存儲器中的計算機可讀程序代碼的操作指令來控制電子控制器56的操作， 其中操作可以是電子控制器56內(nèi)部或外部發(fā)起的?？梢允褂每刂颇Ｊ?下文示出一個例 子)來監(jiān)控諸如傳感器、致動器、或控制單元的系統(tǒng)或裝置經(jīng)輸入/輸出電路的輸出以控制 到多種其他系統(tǒng)或裝置的輸入。存儲器可以包括諸如緩存、虛擬存儲器、或隨機存取存儲器的臨時存儲區(qū)域，以及 諸如只讀存儲器、可移除驅(qū)動器、網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)存儲器、硬盤驅(qū)動器、閃存、記憶棒或任何其 他現(xiàn)有的易失性或非易失性數(shù)據(jù)存儲裝置的永久存儲區(qū)域。這種裝置可以位于電子控制器 56的內(nèi)部或外部。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，使用類似的部件以控制靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14的部 件的任何基于計算機的系統(tǒng)或裝置適于與本發(fā)明一起使用。電子控制器56可以與內(nèi)燃機20、可變排量泵18和可變排量馬達22中的每一個通 信。更具體地，電子控制器56可以與可變排量泵18通信以調(diào)節(jié)其斜盤角度，導致上文所述 的排量變化。根據(jù)一種實施方式，可以設(shè)置泵排量螺線管(例如比例螺線管)以改變斜盤 角度和控制流體流動方向。但是多種用于調(diào)節(jié)排量和流體流動的裝置是已知的并且可以結(jié) 合在本發(fā)明中。因此，電子控制器56可以經(jīng)有線或無線通信線路60向可變排量泵18發(fā)出 泵排量指令和/或另外的指令，以有效地控制各個可變排量泵18的排量和流體流動方向。
類似地，電子控制器56可以與可變排量馬達22通信以調(diào)節(jié)馬達22的斜盤的角 度。具體來說，電子控制器56可以經(jīng)通信線路60發(fā)出馬達排量指令以控制各個可變排量 馬達22的排量。使用比例螺線管或其他類似的裝置控制可變排量馬達22的排量可以允許 在必要時進行轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)以推進靜液壓驅(qū)動機械10。如上文所述，用于控制排量和流體流動 的裝置是廣泛已知的，因此這里將不進一步具體討論。電子控制器56也可以在必要時與靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14的多種其他傳感器和/或裝 置通信，以適當?shù)乜刂旗o液壓驅(qū)動機械10。例如，發(fā)動機速度傳感器64可以響應(yīng)于內(nèi)燃機 20的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生信號并且經(jīng)通信線路60將該信號發(fā)送至電子控制器56。類似地，定位為檢 測可變排量馬達22的轉(zhuǎn)速的馬達速度傳感器66可以將相應(yīng)的馬達速度信號經(jīng)通信線路60 提供至電子控制器56。雖然也可以提供用于檢測可變排量泵18的轉(zhuǎn)速的傳感器，但是應(yīng)當 理解，泵18的速度可以基于內(nèi)燃機20與泵18之間的具體的傳動比來確定。這樣，電子控 制器56可以容易地確定可變排量泵18的轉(zhuǎn)速。應(yīng)當理解，電子控制器56可以利用這些轉(zhuǎn) 速以及排量方向來評估第一組流體管線52和第二組流體管線M中的流體流量。流體管線52和M內(nèi)也可以設(shè)置額外的傳感器來檢測流體(例如液壓流體)的壓 強和/或溫度水平。具體來說，第一傳感器68可以被配置為感測第一流體管線52中的壓 強水平或溫度，并且將所感測的壓強水平或溫度經(jīng)通信線路60傳遞至電子控制器56。類似 地，第二傳感器70可以被配置為將所感測的第二流體管線M中的壓強水平或溫度傳遞至 電子控制器56。根據(jù)一個例子，第一傳感器68可以檢測的壓強水平值可以與排量方向一起 被電子控制器56用來評估可變排量馬達22提供給地面接合元件16的轉(zhuǎn)矩。此外，第二傳 感器70所檢測的壓強水平值可以與排量方向值一起被電子控制器56用來評估受可變排量 泵18影響的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。應(yīng)當理解，第一傳感器68和第二傳感器70根據(jù)需要可以是壓強 傳感器或溫度傳感器。如果必要，在一種應(yīng)用中可以包括壓強傳感器和溫度傳感器二者。如圖所示，靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14也可以包括流體連接至第一流體管線52和第二流 體管線M中的一者或兩者的一個或多個減壓閥72。如果第一流體管線52和第二流體管線 54之一中的流體流量和/或壓強變得過高，則相應(yīng)的減壓閥72可以以已知的方式致動，從 而分別經(jīng)減壓管線7 或72b將流體壓強釋放至泵18或馬達22。應(yīng)當理解，可以提供這種 減壓閥72以降低可變排量泵18和可變排量馬達22中的任意一個被損壞的風險。為了降 低內(nèi)燃機20損壞的風險，可以設(shè)置已知的摩擦制動器74或盤式制動器。具體來說，可為電 子致動的摩擦制動器74可以定位成當被致動時降低飛輪76的速度。應(yīng)當理解，飛輪76可 以將內(nèi)燃機20機械地聯(lián)接至可變排量泵18。應(yīng)當理解，除摩擦制動器74外，或者替代摩擦 制動器74，可以使用發(fā)動機壓縮制動器或排氣制動器以防止內(nèi)燃機20的超速。在機械10的一般操作中，內(nèi)燃機20可以通過機械操作員控制器30之一(例如發(fā) 動機節(jié)氣門)被設(shè)置為在預(yù)定的發(fā)動機速度下操作。具體來說，電子控制器56或其他控制 器可以控制內(nèi)燃機20的供油以提供由發(fā)動機節(jié)氣門所指示的發(fā)動機速度。這樣，可變排量 泵18可以以與所選擇的發(fā)動機速度成比例的轉(zhuǎn)速被驅(qū)動?？梢允褂眠@里所說明的靜液壓 驅(qū)動系統(tǒng)14的部件來調(diào)節(jié)機械10的速度或?qū)Φ厮俣?。具體來說，例如，機械的速度可以基 于加速踏板34或其他類似的控制裝置的所檢測的位置來控制。電子控制器56可以響應(yīng)于 所檢測的位置通過成比例地控制相關(guān)聯(lián)的泵18的排量以調(diào)節(jié)到驅(qū)動地面接合元件16的馬 達22的流體流量，從而控制每個馬達22的轉(zhuǎn)速。如上所述，電子控制器56可以與泵18通信以控制經(jīng)第一流體管線52和第二流體管線M的流體流量和方向。將加速踏板34或其他類似的控制桿或裝置釋放或返回至中間位置可以導致電子 控制器56對應(yīng)地使可變排量泵18的排量朝向零排量變化，在零排量時泵18不排出流體。 雖然在一些例子中因為泵18不再向馬達22泵送流體，所以這可以最終使機械10減速或停 止，但是應(yīng)當理解，額外的停止或制動功能可能是必要的。例如，在機械10的一般操作的過 程中可能時常需要緊急制動或“快速”制動，這需要比將泵排量設(shè)置為零更快的制動響應(yīng)。參照圖3，示出代表根據(jù)本發(fā)明用于使靜液壓驅(qū)動機械10制動或減速的一種示例 性的控制方法的流程圖80。該方法可以通過機械10的控制系統(tǒng)50執(zhí)行。根據(jù)一個例子， 執(zhí)行所公開的方法的步驟可以是存儲在存儲器中并且通過電子控制器56的處理器或其他 計算機可用媒介執(zhí)行的計算機可讀程序代碼的形式。該方法可以連續(xù)地運行，或者可以響 應(yīng)于預(yù)定的事件而起動。根據(jù)一種實施方式，該方法可以響應(yīng)于檢測到制動踏板36的運動 而被起動。但是，應(yīng)當理解，該方法可以響應(yīng)于多種其他裝置的致動、或者響應(yīng)于機械10的 預(yù)定的狀態(tài)而起動。該方法起始于框82的開始步驟。該方法從框82進行至框84，框84包括確定是否 已經(jīng)接收到機械制動請求的步驟。具體來說，根據(jù)一種實施方式，電子控制器56可以和與 制動踏板36相關(guān)聯(lián)的位置傳感器通信，使得相應(yīng)的制動踏板位置信號被傳遞至電子控制 器56。電子控制器56可以監(jiān)控制動踏板位置信號以確定是否已經(jīng)接收到機械制動請求。 根據(jù)一個例子，機械制動請求可以基于制動踏板36致動的程度確定。根據(jù)一個附加的或替 代的例子，機械制動請求可以基于制動踏板36的致動程度對時間的函數(shù)。如果沒有接收到 機械制動請求，該方法可以連續(xù)地監(jiān)控或等待該請求。當接收到機械制動請求時，該方法進行至框86。在框86，電子控制器56確定可變 排量馬達22的排量是否處于最大排量。如果馬達排量被設(shè)置為最大排量，則該方法可以進 行至框88。但是，如果馬達排量小于最大排量，該方法可以進行至框90。在框90，電子控制 器56可以向可變排量泵18發(fā)出泵排量指令以有效地將內(nèi)燃機20的速度加速至希望的發(fā) 動機速度范圍。根據(jù)一個例子，希望的發(fā)動機速度范圍可以包括已經(jīng)被確認為從可變排量 泵18吸收最大功率的一個或多個發(fā)動機速度。應(yīng)當理解，因為泵排量可以影響發(fā)動機負載，所以發(fā)動機速度可以通過控制泵排 量來調(diào)節(jié)。還應(yīng)當理解，雖然減少泵排量可以增加發(fā)動機速度，但是這種調(diào)節(jié)也可以減少對 內(nèi)燃機20的轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩可以是泵排量和壓強的函數(shù)。這樣，影響對泵18的壓強和流體流 量的馬達排量也可以被調(diào)節(jié)以引入必要的轉(zhuǎn)矩以使內(nèi)燃機20加速至希望的發(fā)動機速度范 圍。根據(jù)一個特定的例子，發(fā)動機速度傳感器64所提供的當前發(fā)動機速度、以及在希望的 發(fā)動機速度范圍內(nèi)的希望的發(fā)動機速度被提供給廣泛已知的比例積分控制器以產(chǎn)生泵排 量指令。從框90，該方法進行至框92，包括電子控制器56向可變排量馬達22發(fā)出馬達排 量指令以有效地將馬達流速調(diào)節(jié)至泵流速。具體來說，可以選擇馬達排量指令以使得第一 流體管線52與第二流體管線M中的流體流量相等。根據(jù)一個例子，第一流體管線52中的 流體流量可以為泵排量和泵速度的乘積，而第二流體管線M中的流體流量可以為馬達排 量和馬達速度的乘積。因此，為了使或試圖使流體流量相等，可以將馬達排量調(diào)節(jié)至對應(yīng)于 第一流體管線52中的流體流量除以當前馬達速度(根據(jù)馬達速度傳感器66確定)的值。應(yīng)當理解，框90和框92的方法步驟以及額外的方法步驟可以同時或接近同時地執(zhí)行。從框92，該方法進行至框94，電子控制器56確定靜液壓驅(qū)動機械10是否足夠慢 或停止。如果確定機械10不足夠慢或停止，則方法返回至框86，重復(fù)上述的詢問步驟。如 果在框86確定馬達排量為最大排量，方法進行至框88，電子控制器56向可變排量泵18發(fā) 出泵排量指令以有效地將泵流速調(diào)節(jié)至馬達流速。具體來說，可以選擇馬達排量指令以使 得第一流體管線52和第二流體管線M中的流體流量相等。如前文所述，為了使或試圖使 流體流量相等，可以將泵排量調(diào)節(jié)至對應(yīng)于第二流體管線M中的流體流量除以當前泵速 度的值。從框88，該方法也可以進行至框94，電子控制器56確定靜液壓驅(qū)動機械10是否 足夠慢或停止。如果確定機械10足夠慢或停止，則方法進行至結(jié)束(框96)。否則，方法如 前文所述地返回至框86。應(yīng)當理解，作為制動方法的結(jié)果，當接收到機械制動請求時，可以 減小泵排量，例如減小至非零排量，以將內(nèi)燃機20加速至希望發(fā)動機速度范圍。同時或接 近同時地，馬達排量可以增加至小于最大排量的排量。雖然立即將馬達排量增加至最大排 量可以通過增加壓強和流量以提供增強的制動，但是應(yīng)當理解，這種調(diào)節(jié)可能需要增加使 用減壓閥72，導致發(fā)熱流動。為了限制這種發(fā)熱流動，可以選擇馬達排量以使得流動管線 52和M中的流量相等。作為調(diào)節(jié)馬達排量以使得流體管線52和M內(nèi)的流量相等的結(jié)果，馬達排量最終 達到最大排量。當該現(xiàn)象出現(xiàn)時，可以接著選擇可變排量泵18的排量以使得或試圖使得第 一組流體管線52和第二組流體管線M中的流體流量相等。因此，靜液壓驅(qū)動機械10可以 例如根據(jù)必要的標準更有效地減速或停止，同時減少對靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14的部件的磨損 或損壞。此外，根據(jù)這里所說明的制動方法對靜液壓驅(qū)動機械10進行制動可以減少對腳踏 致動器或車輪制動器的需求。雖然根據(jù)一些實施方式可以提供駐車制動器或緊急制動器， 但是靜液壓驅(qū)動機械10可以沒有任何車輪制動器而僅依賴所公開的制動方法來使機械10 減速。應(yīng)當理解，對圖3的制動方法可以進行加強或修正，而不脫離本發(fā)明的范圍。根據(jù) 一個例子，如上所述，該制動方法可以與摩擦制動器74組合使用。具體來說，當內(nèi)燃機20的 速度超過預(yù)定的速度(例如希望的發(fā)動機速度范圍)時可以致動摩擦制動器74，以防止對 內(nèi)燃機20的損壞。此外，該制動方法可以包括當已經(jīng)滿足預(yù)定的狀況時減少內(nèi)燃機20的 供油的邏輯。例如，如果在執(zhí)行制動方法的過程中請求供油，則電子控制器56可以例如通 過模擬零節(jié)氣門來減少供油。替代地，當這種供油開始時，電子控制器56可以將泵排量設(shè) 置為零排量。根據(jù)一種另外的加強方式，上述制動方法也可以使用已知的傳感器檢測地面接合 元件16處的輪胎滑動。如果檢測到輪胎滑動并且輪胎滑動超過預(yù)定的閾值，可以減少可變 排量馬達22的排量從而減少對地面接合元件16的轉(zhuǎn)矩。此外，可以修改制動方法以調(diào)節(jié) 馬達排量指令從而減少這種輪胎滑動的出現(xiàn)。工業(yè)實用性本發(fā)明可以潛在地適用于利用靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)的任何機械。此外，本發(fā)明可以特 別適用于利用能夠驅(qū)動一個或多個可變排量馬達的一個或多個可變排量泵的靜液壓驅(qū)動 機械。此外，本發(fā)明可以適用于需要減少對腳踏致動器或車輪制動器的需求的有效致動策略的靜液壓驅(qū)動機械。這種機械可以包括但不限于非公路機械(例如平路機)、公路機械 (例如客車和卡車)以及本領(lǐng)域已知的其它機械。總體參照圖1至圖3，靜液壓驅(qū)動機械10可以包括靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14，靜液壓驅(qū) 動系統(tǒng)14包括機械地聯(lián)接至內(nèi)燃機20的一對可變排量泵18。每個可變排量泵18可以流 體地聯(lián)接至一對可變排量馬達22，可變排量馬達又機械地聯(lián)接至機械10的地面接合元件 16?？梢蕴峁┌ㄖ辽僖粋€電子控制器56的控制系統(tǒng)50以控制靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14的操 作，包括響應(yīng)于機械制動請求執(zhí)行用于制動靜液壓驅(qū)動機械10的制動方法。具體來說，電子控制器56可以被配置為接收機械制動請求并且進行響應(yīng)，向可變 排量泵18發(fā)出泵排量指令以將泵18的排量降低至非零排量。此外，根據(jù)上文所述的理由， 電子控制器56可以被配置為向可變排量馬達22發(fā)出馬達排量指令以將馬達22的排量增 加至小于最大排量的排量。應(yīng)當理解，這些排量指令中的一者或兩者可以被選擇或調(diào)節(jié)以 將內(nèi)燃機20朝向希望的發(fā)動機速度范圍加速。所述發(fā)動機速度可以包括內(nèi)燃機20能夠提 供更高的摩擦或制動功率的速度?？刂葡到y(tǒng)50和這里所說明的制動方法提供使用靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14對靜液壓驅(qū)動 機械10進行制動的裝置。所述的制動方法可以通過利用內(nèi)燃機20吸收動力以提供對靜液 壓驅(qū)動機械10的有效制動。此外，本發(fā)明的制動方法可以減少減壓閥72上方的發(fā)熱流動、 降低靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)14的部件例如由于超速而損壞的風險以及減少對腳踏致動器或車輪 制動器的需求。
權(quán)利要求
1.一種用于對靜液壓驅(qū)動機械(10)進行制動的方法，包括 將靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)(14)的泵(18)的排量減少至非零排量；將所述靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)(14)的馬達0 的排量增加至小于最大排量的排量；以及 使所述靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)(14)的發(fā)動機OO)朝向希望的發(fā)動機速度范圍加速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述減少排量步驟和所述增加排量步驟同時進行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述發(fā)動機OO)的速度超過所述希望的發(fā)動 機速度范圍時，使用摩擦制動器(74)降低將所述發(fā)動機OO)與所述泵(18)機械聯(lián)接的飛 輪(76)的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述增加排量步驟包括調(diào)節(jié)所述馬達的排量以 減少所述靜液壓驅(qū)動機械(10)的地面接合元件(16)的輪胎滑動。
5.一種靜液壓驅(qū)動機械(10)，包括 內(nèi)燃機(20)；至少一個可變排量泵(18)，其機械地聯(lián)接至所述內(nèi)燃機OO)； 至少一個可變排量馬達(22)，其流體地聯(lián)接至所述至少一個可變排量泵(18)； 至少一個地面接合元件(16)，其機械地聯(lián)接至所述至少一個可變排量馬達0 ；以及 電子控制器(56)，其與所述至少一個可變排量泵(18)和所述至少一個可變排量馬達 (22)通信，其中，所述電子控制器(56)能夠接收機械制動請求、響應(yīng)于所述機械制動請求 發(fā)出泵排量指令以將所述至少一個可變排量泵(18)的排量減少至非零排量、以及響應(yīng)于 所述機械制動請求發(fā)出馬達排量指令以將所述至少一個可變排量馬達0 的排量增加至 小于最大排量的排量，其中所述泵排量指令和所述馬達排量指令被選擇成將所述內(nèi)燃機 (20)朝向希望的發(fā)動機速度范圍加速。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜液壓驅(qū)動機械(10)，其中，所述馬達排量指令被選擇成將 馬達流動速率朝向泵流動速率調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜液壓驅(qū)動機械(10)，其中，所述馬達排量指令被選擇成將 馬達排量調(diào)節(jié)到最大排量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜液壓驅(qū)動機械(10)，其中，所述泵排量指令被選擇成當馬 達排量為最大排量時將泵流動速率朝向馬達流動速率調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜液壓驅(qū)動機械(10)，還包括機械地聯(lián)接至所述內(nèi)燃機OO) 的兩個可變排量泵(18)、以及流體地聯(lián)接至所述兩個可變排量泵(1 中的每一個的兩個 可變排量馬達02)。
10.一種具有用于制動靜液壓驅(qū)動機械(10)的計算機可讀程序代碼的計算機可用媒 介，包括用于接收機械制動請求的計算機可讀程序代碼；用于響應(yīng)于所述機械制動請求產(chǎn)生將可變排量泵(18)的排量減少至非零排量的泵排 量指令的計算機可讀程序代碼；用于響應(yīng)于所述機械制動請求產(chǎn)生將可變排量馬達02)的排量增加至小于最大排量 的排量的馬達排量指令的計算機可讀程序代碼；以及用于選擇所述泵排量指令和所述馬達排量指令以使內(nèi)燃機OO)朝向希望的發(fā)動機速 度范圍加速的計算機可讀程序代碼。
全文摘要
一種用于對靜液壓驅(qū)動機械(10)進行制動的方法包括將靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)(14)的泵(18)的排量減少至非零排量、以及將所述靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)(14)的馬達(22)的排量增加至小于最大排量的排量的步驟。該方法還包括使所述靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)(14)的發(fā)動機(20)朝向希望的發(fā)動機速度范圍加速的步驟。
文檔編號B60K6/08GK102131684SQ200980133538
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者D·P·瑟吉森, J·S·巴薩納, M·安德森, N·湯姆森, S·A·丹尼爾 申請人:卡特彼勒公司