對具有連續(xù)變速傳動裝置和行車制動器的機(jī)器的調(diào)節(jié)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及裝備有連續(xù)變速傳動裝置(CVT)的機(jī)器，且更具體而言涉及控制CVT的動力輸出。
【背景技術(shù)】
[0002]許多機(jī)器使用傳動裝置將原動機(jī)或動力源(例如，內(nèi)燃機(jī))的輸出聯(lián)接到從動元件或裝置(諸如輪或作業(yè)工具)。傳動裝置通常是動力系的一部分，動力系將動力從諸如發(fā)動機(jī)的動力源傳輸?shù)綇膭釉?，所述動力可以扭矩?或轉(zhuǎn)速的形式。傳統(tǒng)的傳動裝置通常包括一個(gè)或多個(gè)固定的可選擇使用的齒輪速比，所述齒輪速比可以提高或降低原動機(jī)速度以及增加或減小扭矩，速度與扭矩通常為反比關(guān)系。具體齒輪速比常常對應(yīng)于傳動裝置的已知不連續(xù)輸出，所述輸出包括速度和扭矩。因此，改變齒輪速比可改變機(jī)器的速度和扭矩特征。
[0003]近來，一些制造商為機(jī)器裝備連續(xù)變速傳動裝置(CVT)而非常規(guī)的基于齒輪的傳動裝置。相對于來自原動機(jī)的任何給定輸入，CVT提供無限范圍或連續(xù)范圍的扭矩-速度輸出比。換句話說，CVT的輸出可以在連續(xù)范圍內(nèi)以幾乎無限小的增量增大或減小。因而，CVT不使用具體的離散齒輪速比來確定或控制其輸出。相反，CVT提供改變及調(diào)整機(jī)器的速度和扭矩特征的新的不同方式。為了這些目的，已開發(fā)了多種控制方法來利用CVT的不同能力。
[0004]許多機(jī)器不論使用的是常規(guī)的基于齒輪的傳輸裝置還是CVT，都裝備有行車制動器，來使機(jī)器減速或停止。典型行車制動器機(jī)械地接合動力系的某些部分，以抵擋驅(qū)動推進(jìn)裝置進(jìn)而推進(jìn)機(jī)器的旋轉(zhuǎn)動力傳動裝置。行車制動器可與其它措施結(jié)合使用以減少機(jī)器的輸出。例如，美國專利8，070，651 Γ 651專利)描述了一種在裝備有CVT的機(jī)器中制動的方法。若操作員致動了諸如腳踏板的制動致動器，則機(jī)器可調(diào)整CVT的輸入-輸出比來降低速度，而非物理上接合行車制動器。'651專利聲明所描述的方法可延長物理制動器的工作壽命。根據(jù)，651專利，行車制動器仍然常與調(diào)整CVT輸入-輸出比結(jié)合應(yīng)用來降低速度并且使機(jī)器停止。然而，在某些情況下，在應(yīng)用了行車制動器時(shí)，CVT的響應(yīng)可不同于預(yù)期。本發(fā)明解決關(guān)于聯(lián)合使用CVT和行車制動器的類似問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)方面中，本發(fā)明描述一種用于調(diào)節(jié)產(chǎn)生CVT輸出扭矩和CVT輸出速度的連續(xù)變速傳動裝置(CVT)的輸出的方法。所述方法首先依照扭矩-速度曲線控制CVT，所述扭矩-速度曲線確立CVT輸出扭矩和CVT輸出速度之間的大體反比關(guān)系。扭矩-速度曲線可限制CVT輸出扭矩。欠載運(yùn)行(under-run)曲線可應(yīng)用于到扭矩-速度曲線并可與機(jī)器的目的速度相對應(yīng)。所述方法還可進(jìn)一步接收指示制動事件的操作員輸入信號。作為響應(yīng)，所述方法可移位扭矩-速度曲線以進(jìn)一步限制CVT輸出扭矩并且可在維持其與目標(biāo)速度的對應(yīng)關(guān)系的同時(shí)改變欠載運(yùn)行曲線。
[0006]在另一方面中，本發(fā)明描述了包括可操作地聯(lián)接到CVT的動力源的機(jī)器。CVT能夠產(chǎn)生CVT輸出扭矩和CVT輸出速度。所述機(jī)器還包括可操作地聯(lián)接到CVT的推進(jìn)裝置和用于傳輸操作員輸入信號以致動行車制動器來制動推進(jìn)裝置的操作員輸入裝置。所述機(jī)器還可包括控制器，所述控制器與操作員輸入裝置連通并控制CVT的操作。控制器可包括與CVT輸出扭矩和CVT輸出速度反向相關(guān)的扭矩-速度曲線。在致動操作員輸入裝置的情況下，控制器可在致動行車制動器之前移位扭矩-速度曲線以進(jìn)一步限制CVT輸出扭矩。
[0007]在又一方面中，本發(fā)明描述了一種用于控制機(jī)器的速度的方法，所述機(jī)器具有可操作地聯(lián)接到動力源的連續(xù)變速傳動裝置(CVT)。所述方法涉及依照限制CVT輸出扭矩的第一扭矩-速度曲線調(diào)節(jié)CVT。所述方法還可接收指示制動事件的操作員輸入信號。所述方法可將操作員輸入信號轉(zhuǎn)換為比例因子。接著，所述方法可使用所述比例因子將第一扭矩-速度曲線移位到第二扭矩-速度曲線以進(jìn)一步限制CVT輸出扭矩。
【附圖說明】
[0008]圖1是移動式機(jī)器的概略側(cè)視圖，所述機(jī)器具有通過中間CVT連接到從動元件的原動機(jī)動力源。
[0009]圖2是從操作員站中的操作員座椅獲取的機(jī)器的局部透視圖，所述機(jī)器包括用于操作機(jī)器的各種可接近的操作員致動控制和輸入。
[0010]圖3是機(jī)器的動力系的示意圖，所述機(jī)器包括CVT和適合于使用多個(gè)當(dāng)量齒輪速比操作CVT的控制器的實(shí)施例。
[0011]圖4是使機(jī)器速度與多個(gè)當(dāng)量齒輪速比相關(guān)聯(lián)的控制圖或圖表的示意圖，所述當(dāng)量齒輪速比可與CVT相關(guān)聯(lián)。
[0012]圖5是代表CVT的輸出能力的扭矩-速度曲線和欠載運(yùn)行曲線的示意圖，其中扭矩值沿Y軸繪制并且速度值沿X軸繪制。
[0013]圖6是修改后用以減小CVT的扭矩和/或速度輸出的圖4的扭矩-速度曲線和欠載運(yùn)行曲線的示意圖。
[0014]圖7是代表在從操作員輸入裝置接收操縱員輸入信號時(shí)修改圖6中描繪的扭矩-速度曲線的控制策略的示意圖。
[0015]圖8是說明用于調(diào)節(jié)制動動作以在裝備有CVT的機(jī)器中減速的可能程序的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明涉及一種裝備有連續(xù)變速傳動裝置(CVT)的機(jī)器，所述連續(xù)變速傳動裝置操作地將機(jī)械動力從原動機(jī)動力源聯(lián)接至從動元件并將機(jī)械動力從原動機(jī)動力源傳送到從動元件。CVT有時(shí)可稱為無級變速傳動裝置(IVT)，然而，本發(fā)明涉及兩種傳動裝置以及與命名無關(guān)的任何相似類型的傳動裝置?，F(xiàn)在參照圖1，其中相同參考編號指示相同元件，其圖示了機(jī)器100且具體地是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的機(jī)動平地機(jī)的實(shí)施例。然而，本發(fā)明除機(jī)動平地機(jī)之外可適用于其它類型的機(jī)器和應(yīng)用。本文中所使用的術(shù)語“機(jī)器”可涉及執(zhí)行與以下工業(yè)相關(guān)的某些操作的任何類型的機(jī)器，諸如采礦、施工、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸或本領(lǐng)域已知的任何其它工業(yè)。例如，機(jī)器可以是運(yùn)土機(jī)，諸如輪式裝載機(jī)、挖掘機(jī)、自動傾卸卡車、反鏟、物料處理裝置或可為另一類型的作業(yè)機(jī)器(諸如壓實(shí)機(jī)、鋪路機(jī)等)的機(jī)器。此外，可將工具連接到機(jī)器上。所述工具可以用于包括例如裝載、壓實(shí)、升降、涂刷的各種任務(wù)，并且可包括例如鏟斗、壓實(shí)機(jī)、叉式升降裝置、刷子、抓斗、切削裝置、剪切裝置、鏟刀、破碎機(jī)/錘、螺絲鉆及其它裝置。此外，機(jī)器可用于運(yùn)輸領(lǐng)域，例如公路用卡車、貨物卡車等。
[0017]圖示的機(jī)器100能夠在高速長途運(yùn)輸行進(jìn)與重負(fù)載接合操作之間交替。例如，機(jī)器100可包括可進(jìn)行動力調(diào)節(jié)從而平整或平滑工地表面的地面接合工具，諸如鏟刀102。機(jī)器100懸掛在地面接合推進(jìn)裝置104上，例如可朝機(jī)器的前方和后方設(shè)置的輪。在其它機(jī)器的實(shí)施例中，替代推進(jìn)裝置104可包括連續(xù)履帶、皮帶、推進(jìn)器等。為了相對于地面推進(jìn)和引導(dǎo)機(jī)器，可動力驅(qū)動至少一組推進(jìn)裝置轉(zhuǎn)動和/或可由車載操作員遠(yuǎn)程操縱或由另一控制方案操縱另一組推進(jìn)裝置。
[0018]可以由設(shè)置在機(jī)器上的動力源106提供用于驅(qū)動推進(jìn)裝置和/或附接工具的動力，動力源106有時(shí)稱為原動機(jī)。動力源106的合適實(shí)例為內(nèi)燃機(jī)，例如壓縮點(diǎn)火式柴油發(fā)動機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)燃燒烴基燃料或另一易燃燃料源，以將其中的勢能或化學(xué)能轉(zhuǎn)化為可用于其它工作的機(jī)械動力。其它合適類型的動力源106可包括火花點(diǎn)火式汽油發(fā)動機(jī)、渦輪機(jī)、混合發(fā)動機(jī)、太陽能動力發(fā)動機(jī)等。為了將動力源106產(chǎn)生的機(jī)械動力傳送到推進(jìn)裝置104，機(jī)器100可包括操作地聯(lián)接動力源和推進(jìn)裝置的動力系108。為了調(diào)整動力源的速度和/或扭矩輸出，可將CVT 110設(shè)置在動力系108中的中間。動力系108還可包括多種軸、離合器、差速器和其它裝置，以傳輸動力并協(xié)助機(jī)器的操作。此外，一個(gè)或多個(gè)動力輸出裝置(PTO)可與動力系108直接或間接接合，以將動力的一部分重新引導(dǎo)或重新傳輸?shù)街T如動力致動的鏟刀102的輔助裝置。
[0019]為了引導(dǎo)機(jī)器100的操作，配置成容納操作員的操作員站112可設(shè)置在機(jī)器上或遠(yuǎn)程地設(shè)置在允許對操作環(huán)境進(jìn)行可視控制的位置。參照圖2，在操作員站112內(nèi)可接近各種控制和/或輸入114，操作員可與各種控制和/或輸入114互動，以操縱和操作機(jī)器100。圖2中圖示的控制和/或輸入僅以實(shí)例的方式提供，并且在不同實(shí)施例中可包括不同布置。例如，為了操縱或控制機(jī)器的方向，可將第一控制柱或操縱桿120和第二操縱桿122設(shè)置到操作員站112的任一側(cè)。操作員可抓住并操縱操縱桿120、122，以調(diào)整機(jī)器或其工具的操作。例如，第一操縱桿120可控制轉(zhuǎn)向，且第二操縱桿122可控制工具。在其它實(shí)施例中，可包括方向盤或其它合適類型的控制裝置。
[0020]在圖示的實(shí)施例中，控制裝置可包括朝向地面定位的一個(gè)或多個(gè)銜接踏板，操作員可通過用腳踩下或松開來調(diào)制銜接踏板。操作員可通過踩下或松開踏板一定范圍的位移以引起機(jī)器的預(yù)期反應(yīng)。例如，為了控制或調(diào)整機(jī)器的速度或推進(jìn)，踏板可包括朝操作員站112的右邊取向的第一踏板130，第一踏板130可以起油門踏板的作用。操作員可通過調(diào)制第一踏板130來表示使機(jī)器加速或減速從而提高或降低機(jī)器的速度或速率的期望。第二踏板132的作用可以是接合和/或模擬離合器，所述離合器可聯(lián)接