BR102016020167B1 - Sistema de controle de tração de veículo, e, método para regular deslizamento da roda - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE DE TRAÇÃO DE VEÍCULO, E, MÉTODO PARA REGULAR DESLIZAMENTO DA RODA Um sistema de controle de tração de veículo para um veículo, no qual o veículo tem um motor principal, pelo menos uma roda para prover força de tração em uma superfície de suporte, e uma transmissão tendo um lado de entrada acoplado de modo operável ao motor principal e um lado de saída acoplado de modo operável a pelo menos uma roda, e na qual a transmissão tem uma pressão da embreagem controlável entre o lado de entrada e o lado de saída, inclui um controlador operável para monitorar o deslizamento da roda de pelo menos uma roda. Quando um deslizamento da roda é detectado, o controlador é operável para controlar a pressão da embreagem para modular um torque de saída da transmissão para reduzir o deslizamento da roda. A pressão da embreagem pode ser controlada como uma função do deslizamento da embreagem.

Description

FUNDAMENTOS

[001] A presente descrição se refere a regular o deslizamento da roda em um veículo de tração.

[002] Quando um veículo de tração, tal como uma motoniveladora, está em condições baixas de tração, muito deslizamento da roda pode fazer com que o veículo se torne menos produtivo e pode também degradar a qualidade da superfície de suporte sob a roda. Condições ruins de tração foram anteriormente abordadas limitando o torque para um motor de acionamento elétrico, aplicando freios de roda individuais a uma roda deslizante, e aplicando sistemas de acionamento de torque hidrostático e sistemas de limitação de torque de acionamento hidráulico infinitamente variável. Outras reações ao deslizamento da roda estão geralmente nas mãos do operador.

SUMÁRIO

[003] Prover um método de controle de tração automática para deslizamento da roda reduzido melhorará a qualidade da superfície de suporte esquerda atrás do veículo, melhorará a produtividade do veículo, assistirá operadores de veículos novos e reduzirá a carga de trabalho de operadores de veículo experientes.

[004] Em um aspecto, a descrição provê um sistema de controle de tração de veículo para um veículo tendo um motor principal, pelo menos uma roda para prover força de tração em uma superfície de suporte, e uma transmissão tendo um lado de entrada acoplado de modo operável ao motor principal e um lado de saída acoplado de modo operável a pelo menos uma roda. A transmissão tem uma pressão da embreagem controlável entre o lado de entrada e o lado de saída. O sistema de controle de tração inclui um controlador operável para monitorar deslizamento da roda de pelo menos uma roda. Quando o deslizamento da roda é detectado, o controlador é operável para controlar a pressão da embreagem para modular um torque de saída da transmissão para reduzir o deslizamento da roda.

[005] Em outro aspecto, a descrição provê um sistema de controle de tração de veículo para um veículo tendo um motor principal, pelo menos uma roda para prover força de tração em uma superfície de suporte, e uma transmissão tendo um lado de entrada acoplado de modo operável ao motor principal e um lado de saída acoplado de modo operável a pelo menos uma roda. A transmissão tem uma pressão da embreagem controlável entre o lado de entrada e o lado de saída, e um sensor de deslizamento da embreagem é associado com a transmissão. O sistema de controle de tração inclui um controlador operável para monitorar o deslizamento da embreagem da transmissão e controlar a pressão da embreagem com base no deslizamento da embreagem para modular um torque de saída da transmissão para reduzir deslizamento da roda.

[006] Em outro aspecto, a descrição provê um método para regular deslizamento da roda em um veículo de tração tendo um motor principal, pelo menos uma roda para prover força de tração em uma superfície de suporte, e uma transmissão tendo um lado de entrada acoplado de modo operável ao motor principal e um lado de saída acoplado de modo operável a pelo menos uma roda. A transmissão tem uma pressão da embreagem controlável entre o lado de entrada e o lado de saída. O método inclui monitorar deslizamento da roda de pelo menos uma roda, e controlar a pressão da embreagem da transmissão quando a roda está em um estado deslizante para reduzir o deslizamento da roda.

[007] Ainda em outro aspecto, a descrição provê um método para regular deslizamento da roda em um veículo de tração tendo um motor principal, pelo menos uma roda para prover força de tração em uma superfície de suporte, uma transmissão tendo um lado de entrada acoplado de modo operável ao motor principal e um lado de saída acoplado de modo operável a pelo menos uma roda. A transmissão tem uma pressão de embreagem controlável entre o lado de entrada e o lado de saída e um sensor de deslizamento de embreagem associado com a transmissão. O método inclui monitorar o deslizamento da embreagem da transmissão, e controlar a pressão da embreagem com base no deslizamento da embreagem para modular um torque de saída da transmissão para reduzir deslizamento da roda.

[008] Em outro aspecto, a descrição provê um sistema de controle de tração de veículo para um veículo tendo um motor principal, pelo menos uma roda para prover força de tração em uma superfície de suporte e uma transmissão tendo um lado de entrada acoplado de modo operável ao motor principal e um lado de saída acoplado de modo operável a pelo menos uma roda. A transmissão tem uma pressão de embreagem controlável entre o lado de entrada e o lado de saída. O sistema de controle de tração inclui um processador configurado para monitorar deslizamento da roda de pelo menos uma roda, quando o deslizamento da roda está no ou acima de um primeiro limite e abaixo de um segundo limite reduz a pressão da embreagem para reduzir o deslizamento da roda, e quando o deslizamento da roda está no ou acima do segundo limite, controlar a velocidade do propulsor para reduzir o deslizamento da roda.

[009] Outros aspectos da descrição ficarão aparentes por consideração da descrição detalhada e desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A Figura 1A é um veículo de tração com um sistema de controle de tração de acordo com a presente descrição.

[0011] A Figura 1B é uma ilustração esquemática do sistema de controle de tração para o veículo de tração da Figura 1A.

[0012] A Figura 2 é uma plotagem da velocidade do propulsor, velocidade de saída de transmissão, pressão de embreagem e deslizamento da roda ao longo do tempo ilustrando o estado não deslizante e o estado deslizante.

[0013] A Figura 3 é uma vista expandida de uma porção da plotagem da Figura 2.

[0014] A Figura 4 é uma plotagem da velocidade do propulsor, velocidade de saída de transmissão, pressão da embreagem e deslizamento da roda ao longo do tempo ilustrando o estado não deslizante, o estado deslizante e o estado deslizante máximo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0015] Antes de quaisquer modalidades da descrição serem explicadas em detalhe, deve ser entendido que a descrição não está limitada neste pedido aos detalhes da construção e do arranjo de componentes estabelecidos na seguinte descrição ou ilustrados nos desenhos anexos. A descrição é capaz de outras modalidades e de ser executada ou de ser realizada de várias formas.

[0016] Um sistema de controle de tração 10, ilustrado esquematicamente na Figura 1B, tendo um controlador 14 é descrito aqui para um veículo de tração 18. Por exemplo, o veículo de tração 18 pode incluir uma motoniveladora como mostrada na Figura 1A. Entretanto, o sistema de controle de tração 10 descrito aqui não está limitado neste pedido a motoniveladoras e pode ser aplicado a outros veículos de tração. Por exemplo, o sistema de controle de tração 10 pode ser usado em veículos tais como, entre outros, equipamentos de movimento em terra, equipamentos de remoção de neve, equipamentos de movimento em areia, equipamentos de colheita florestal, equipamentos agrícolas, equipamentos de movimento de carga, equipamentos de mineração, equipamentos em auto-estrada, veículos automotores, etc. O sistema de controle de tração 10 pode também ser usado em outros veículos equipados com uma transmissão contendo uma embreagem de fricção ou uma embreagem capaz de deslize, como será discutido em maiores detalhes abaixo.

[0017] Por exemplo, a Figura 1A ilustra o veículo de tração 18, por exemplo, uma motoniveladora tendo uma pluralidade de eixos de roda 46, 50, 54 e uma pluralidade de rodas 26, os eixos de roda e rodas acionadas por um trem de acionamento 30, que é acionado por um motor principal 34. O veículo de tração 18 pode ter qualquer número de eixos de roda e rodas de acionamento. Por exemplo, o veículo 18 pode ter um primeiro eixo de roda 46, um segundo eixo de roda 50 e um terceiro eixo de roda 54 e seis rodas de acionamento 26 correspondendo com as mesmas, como ilustrado. O trem de acionamento 30 pode prover potência para acionar algumas ou todas as rodas 26, por exemplo, apenas as rodas traseiras, ambas as rodas frontais e traseiras, etc. O trem de acionamento 30 pode incluir um mecanismo de seleção de acionamento 90 para acionar seletivamente as rodas de modo que um usuário possa selecionar qual rodas estão acionadas. Por exemplo, as rodas traseiras podem normalmente ser energizadas durante condições de operação normal, e as rodas frontais podem ser seletivamente engatadas para receber uma porção do torque de saída de transmissão das rodas traseiras como desejado. Em outras construções, outras rodas podem ser normalmente energizadas e seletivamente energizadas em qualquer combinação. O veículo 18 pode incluir rodas 26 tendo pneus, trilhos contínuos ou outros dispositivos de tração que engatam uma superfície de suporte 58 (por exemplo, o solo). As rodas de acionamento 26 interagem diretamente com a superfície de suporte 58 e são responsáveis pelo movimento do veículo 18 e força de tração.

[0018] O veículo 18 de tração ilustrado inclui um implemento 62, tal como uma pá, localizada entre os segundo e terceiro eixos de roda 50, 54. O implemento 62 é uma ferramenta de engate em solo. Por exemplo, a lâmina raspa a superfície de suporte 58 para nivelar a superfície de suporte 58 durante uma operação de classificação. O implemento 62 pode incluir outros implementos tais como um estripador, escarificador, um acessório frontal, um arado, um varredor, uma pá, etc., e o veículo 18 pode incluir um ou mais dos ditos implementos. O implemento 62 pode ser localizado na frente do eixo de roda mais à frente (por exemplo, o terceiro eixo de roda 54), atrás do eixo de roda mais atrás (por exemplo, o primeiro eixo de roda 46), ou entre os outros eixos de roda. Ainda em outras construções, o veículo de tração 18 pode incluir dois ou mais implementos 62 nesta ou outras localizações em qualquer combinação. O implemento 62 é configurado para movimento geralmente para cima e para baixo com relação à superfície de suporte 58, por exemplo, em uma direção Y geralmente normal à superfície de suporte 58, em direção e para longe a partir da superfície de suporte 58. Tal movimento é geralmente referido aqui como levantar (para longe da superfície de suporte 58) e abaixar (em direção à superfície de suporte 58). O implemento 62 pode também incluir um pivô ao longo de um eixo geométrico vertical YY (por exemplo, normal à superfície de suporte 58) para girar uma face 66 do implemento 62 a partir da frente em direção aos lados. Por exemplo, o implemento 62 pode ser eletro-hidraulicamente controlado pelo controlador 14 ou pode ser controlado por outros mecanismos adequados.

[0019] O motor principal 34 pode incluir qualquer fonte de alimentação para prover potência de linha de acionamento rotativo, que inclui uma potência de entrada para o trem de acionamento 30. Por exemplo, o motor principal 34 pode incluir, entre outros, um propulsor de combustão interna, um propulsor de pistão, um propulsor rotativo, um motor hidráulico, um sistema hidrostático, um motor elétrico, etc. O termo “propulsor” usado neste documento (por exemplo, como em “velocidade de propulsor”) se refere geralmente ao motor principal 34 e não se limita a um propulsor ou qualquer tipo particular de motor principal.

[0020] O trem de acionamento 30 inclui uma transmissão 70, tal como uma transmissão de velocidade única ou múltipla, ou transmissão infinitamente variável através de meios de acoplamento direto, acionamentos de conversor de torque, acionamentos hidrostáticos, acionamentos de motor elétrico ou qualquer outra transmissão conhecida agora ou no futuro por aqueles versados na técnica. Para o propósito dos exemplos aqui usados, uma transmissão de múltiplas velocidades de acionamento direto é usada. Entretanto, o pedido não está limitado a um sistema de transmissão de acionamento direto. O sistema de controle de tração 10 pode ser aplicado a qualquer sistema de transmissão de potência contendo um elemento de fricção, ou qualquer outro sistema de transmissão capaz de deslizamento.

[0021] A transmissão 70 inclui um lado de entrada 74 e um lado de saída 78 acoplado através de uma pluralidade de engrenagens e embreagens 22 ou outros elementos friccionais similares capazes de transmitir torque. O lado de entrada 74 recebe a potência de entrada e converte a potência de entrada para uma potência de saída no lado de saída 78. Por exemplo, a potência de saída do lado de saída 78 aciona as rodas de acionamento 26 e podem ser orientadas diretamente para as rodas de acionamento 26. De um modo geral, transmissão friccional, incluindo uma ou mais embreagens friccionais, acopla friccionalmente o lado de entrada 74 ao lado de saída 78 para transmitir movimento (por exemplo, rotação) e/ou potência a partir do lado de entrada 74 ao lado de saída 78. Por exemplo, pode ser desejável trazer o lado de saída 78 até a mesma velocidade que o lado de entrada 74. Quando o lado de entrada 74 e o lado de saída 78 estão na mesma velocidade, não tem deslizamento ou deslize de embreagem. Uma pressão, ou pressão de embreagem, é aplicada ao acoplamento friccional e pode ser controlada pelo controlador 14 para aumentar e diminuir seletivamente a fricção (que é proporcional à pressão de embreagem) entre o lado de entrada 74 e o lado de saída 78, controlando assim o torque de transmissão. Controlar a pressão de embreagem e a velocidade do propulsor pode afetar a quantidade de deslizamento de embreagem. Por exemplo, em uma embreagem liberada de mola com pressão aplicada, pressão de embreagem pode ser ajustada por meio de uma válvula proporcional, tal como uma válvula proporcional eletro hidráulica. O controlador 14 controla corrente para a válvula de modo que a pressão de embreagem seja ajustada proporcional à corrente. Deve ser entendido que a pressão de embreagem pode ser controlada de outras formas adequadas, particularmente onde outros tipos de transmissões são empregados deve ser visível que outros mecanismos de ajuste de pressão de embreagem correspondente possam ser usados. Para melhor eficiência, deve ser desejado, sob condições de operação normais, ter o menor deslizamento de embreagem possível entre o lado de entrada 74 e o lado de saída 78.

[0022] Com referência novamente às Figuras 1A e 1B, o veículo de tração 18 pode ter uma interface de usuário 38 para operação do sistema, que pode estar localizada em um cabo 42 do veículo de tração 18 ou outra localização no veículo ou remoto do veículo (por exemplo, a interface de usuário pode ser um dispositivo portátil pessoal com comunicação sem fio para o controlador). O controlador 14 recebe entrada a partir da interface de usuário 38, a partir de um acelerador manual controlado pelo usuário 82 para controlar velocidade do propulsor, e a partir de uma pluralidade de sensores 86. O controlador 14 também tem saídas para controlar pressão de embreagem, velocidade do propulsor, levantamento e abaixamento de lâmina, e seleção de acionamento de transmissão de potência 90 (por exemplo, direcionar potência para as rodas traseiras, rodas dianteiras, todas as rodas, etc.). Assim, o controlador 14 é acoplado de forma operável à transmissão 70, o motor principal 34, a lâmina 62 e à seleção de acionamento 90.

[0023] Os sensores 86 podem incluir quaisquer sensores adequados para cada aplicação, incluindo, entre outros, um sensor de velocidade tal como um sensor de velocidade de roda e/ou um sensor de velocidade de solo, um sensor de deslizamento de embreagem incluindo um sensor de velocidade de lado de entrada e um sensor de velocidade de lado de saída, e um sensor de temperatura de embreagem (ou sensor de temperatura de transmissão).

[0024] O sensor de velocidade de solo pode incluir um mecanismo de radar, sistema de posicionamento global (GPS) ou outro sensor de medição de velocidade linear adequado. O sensor de velocidade de solo mede a velocidade do veículo de tração 18 relativa à superfície de suporte 58 e envia um sinal de velocidade de solo ao controlador 14. O sensor de velocidade de roda mede a velocidade de pelo menos uma roda que é energizada pela transmissão 70 e envia um sinal de velocidade de roda ao controlador 14. A velocidade de roda pode incluir uma velocidade rotacional ou uma velocidade linear (por exemplo, uma velocidade linear na qual a roda estaria movendo cm base em sua velocidade rotativa com nenhum deslizamento da roda). O sensor de velocidade de lado de entrada e o sensor de velocidade de lado de saída pode incluir sensores de velocidade rotativa ou outros sensores adequados. O controlador 14 inclui um processador para fazer cálculos, comparações e executar lógica descrita em maiores detalhes abaixo.

[0025] O controlador 14 pode calcular deslizamento da roda comparando a velocidade de roda e a velocidade de solo. Como exemplo, o controlador 14 pode calcular uma velocidade diferente subtraindo a velocidade de solo da velocidade de roda (por exemplo, que pode primeiro ser convertida a partir de uma velocidade de roda rotativa para uma velocidade de roda linear conforme discutido acima). O deslizamento da roda pode ser medido em termos de uma percentagem, por exemplo, uma percentagem da diferença de velocidade relativa à velocidade de roda. Quando a roda não está deslizando, o deslizamento da roda é 0%, e quando a roda está deslizando completamente sem qualquer tração, o deslizamento da roda é 100%. Em outras construções, o deslizamento da roda pode ser quantificado de outras formas e expresso em outras unidades, tal como, entre outros, uma diferença de velocidade absoluta entre velocidade de solo e velocidade da roda.

[0026] Como outro exemplo, o controlador 14 pode determinar deslizamento de embreagem comparando a velocidade do lado de entrada 74 a partir do sensor de velocidade do lado de entrada (por exemplo, a velocidade do propulsor) com a velocidade do lado de saída 78 da transmissão 70 a partir do sensor de velocidade de lado de saída. O controlador 14 pode calcular um delta da embreagem (deslizamento rotativo) subtraindo a velocidade do lado de saída da velocidade do lado de entrada. O deslizamento da embreagem pode ser medido pelo delta da embreagem (diferença de velocidade rotativa) ou em termos de uma percentagem, por exemplo, uma percentagem de um delta de embreagem relativo à velocidade de entrada. Em outras construções, o deslizamento de embreagem pode ser quantificado de outras formas e expresso em outras unidades.

[0027] Com descrito acima em maiores detalhes, durante condições de tração baixa quando o deslizamento da roda ocorre, ou ocorre acimo do limite, pode ser desejável controlar deslizamento da embreagem para recuperar tração da roda, por exemplo, controlar automaticamente a pressão de embreagem e/ou a velocidade do propulsor. A presente descrição incluindo o sistema de controle de tração 10 descreve métodos para gerenciar automaticamente força de tração da roda.

[0028] Em operação, e com referência especificamente a uma ou mais daquelas rodas 26 sendo energizadas pela transmissão 70, a uma ou mais rodas 26 têm três estados possíveis de operação: 1) deslizamento, 2) deslizamento máximo, e 3) não deslizamento. O controlador 14 monitora continuamente deslizamento da roda e determina em qual estado a uma ou mais rodas 26 estão, conforme descrito abaixo. As Figuras 2 a 3 ilustram um exemplo de operação a partir do estado de não deslizamento para o estado de deslizamento e volta para o estado de não deslizamento, e não deve ser considerado limitante. A Figura 4 ilustra um exemplo de operação a partir do estado não deslizante para o estado deslizante para o estado de deslizamento máximo, então voltar para o estado de deslizamento, e então finalmente voltar para o estado de não deslizamento, e não deve ser considerado limitante.

[0029] Sob condições normais de operação, quando nenhum deslizamento da roda é detectado, o sistema 10 está no estado de não deslizamento. O sistema 10 está tipicamente no estado de não deslizamento quando o veículo de tração 18 começa operação e está sob condições normais de operação através do uso. No estado de não deslizamento, as rodas 26 não estão deslizando mesmo (por exemplo, 0% deslizamento da roda), e podem ter uma pequena quantidade de deslizamento aceitável, que é tolerável e não aumenta ao nível de solicitar intervenção ao sistema para recuperar tração. A quantidade tolerável de deslizamento pode ser um nível limite predeterminado de deslizamento, ou limite de deslizamento, programado no controlador 14 como um nível de limite provocando entrada no estado de deslizamento, descrito em maiores detalhes abaixo.

[0030] Como ilustrado nos exemplos das Figuras 2 a 4, durante o estado de não deslizamento quando as rodas 26 têm tração própria na superfície de suporte 58 e não há deslizamento da roda ou apenas uma pequena quantidade de deslizamento da roda abaixo do limite de deslizamento, o sistema 10 opera normalmente e uma pressão de embreagem normal predeterminada é aplicada; não há intervenção de sistema do controle de torque ou controle de velocidade do propulsor. O sistema 10 provê a pressão de embreagem normal à transmissão 70, e a velocidade do propulsor é determinada pela entrada do acelerador manual do operador de veículo, por exemplo, controle de operador normal. Se o estado de não deslizamento entra a partir de outro estado (por exemplo, o estado de deslizamento ou o estado de deslizamento máximo, detalhado adicionalmente abaixo) na qual a pressão de embreagem foi manipulada e não está na pressão normal (por exemplo, em I na Figura 2 e em P/Q na Figura 4), então o controlador 14 volta a pressão da embreagem para a pressão da embreagem normal linearmente com o tempo e, da mesma forma, o comando da velocidade do propulsor é renunciado e voltado para o controle normal de operação. O estado de não deslizamento está ativo até que o deslizamento da roda chegue ou exceda o limite de deslizamento.

[0031] Para entrar no estado de deslizamento, pelo menos um ou mais das rodas 26 estão deslizando em relação à superfície de suporte 58 em ou acima do nível de limite predeterminado de deslizamento, ou limite de deslizamento. O limite de deslizamento é programado no controlador 14, e é um nível de deslizamento desejado para solicitar alguma ação para recuperar tração, e pode ser zero em algumas construções (de modo que qualquer quantidade de deslizamento provoque entrada no estado de deslizamento). Especialmente, no exemplo das Figuras 2 a 3, o estado de deslizamento entra em A quando o tempo for de cerca de 30,2 segundos. No exemplo da Figura 4, o estado de deslizamento entra em A quando o tempo é de cerca de 46,5 segundos. O limite de deslizamento pode ser programado para ser qualquer valor desejado. Apenas por meio de exemplo, e sem ser considerado limitante, o limite de deslizamento da roda pode ser cerca de 5% de deslizamento da roda, cerca de 15% de deslizamento da roda, cerca de 35% de deslizamento da roda ou outros valores desejados geralmente em uma faixa entre cerca de 1% e cerca de 40%, entre cerca de 1% e cerca de 100%, ou maior do que 0% e até 100%, etc., isto é, qualquer valor que é relevante para a aplicação e o modo no qual deslizamento da roda é medido e quantificado. Em algumas construções, pode haver nenhum limite de deslizamento. O controlador 14 compara continuamente o deslizamento da roda medido ao limite de deslizamento para determinar se o sistema de controle de tração 10 deve estar no estado de deslizamento. Se o deslizamento da roda medido está no ou acima do limite de deslizamento, o sistema 10 move para estado de deslizamento (por exemplo, a partir do estado de não deslizamento para o estado de deslizamento).

[0032] Durante o estado de deslizamento, o sistema 10 controla pressão de embreagem para regular torque de transmissão em resposta ao deslizamento da(s) roda(s) 26. Uma vez que o estado de deslizamento entra (como mostrado em A nas Figuras 2 a 4), o sistema 10 imediatamente diminui a pressão de embreagem por uma queda de pressão inicial para uma pressão de embreagem reduzida mais baixa que a pressão de embreagem normal (como mostrado na Figura 2 e em B na Figura 3). A pressão de embreagem reduzida é estimada como uma função de torque do propulsor de corrente naquele ponto no tempo, de uma pressão de embreagem que é estimada estar perto para fazer o deslizamento da embreagem. Por exemplo, a fórmula seguinte pode ser usada para prover um comando da embreagem para a pressão de embreagem reduzida:

[0033] O valor de “torque por comando de embreagem” representa quanto de torque a embreagem transmitirá com um comando de embreagem dado. Por exemplo, se a corrente (em miliamperes) for enviada à válvula proporcional, a válvula converte a corrente em pressão hidráulica, que é convertida pela embreagem em torque rotativo. Desta forma, uma dada quantidade de corrente provê uma dada quantidade de torque. Assim, “torque por comando de embreagem” é a saída de torque que resulta de uma dada entrada de corrente para a válvula de embreagem. Assim, a pressão de embreagem reduzida pode ser proporcional ao torque de saída do motor principal 34. A pressão de embreagem reduzida pode também ser estimada ou escolhida de outras formas. Como uma regra geral, a pressão de embreagem reduzida é buscada para aproximar a pressão de embreagem que inicialmente causa o deslizamento da embreagem. O sistema 10 monitora continuamente a velocidade de deslizamento da embreagem (por exemplo, em termos do delta de embreagem, a percentagem de deslizamento de embreagem ou outros termos relativos) durante o estado de deslizamento. Se a embreagem 22 não tiver deslizado, o sistema 10 reduz a pressão de embreagem por uma diminuição, pausa e repete (como melhor mostrado em C na Figura 3). Por exemplo, comparado à queda de pressão de embreagem inicial, a diminuição pode ser de cerca de 3 a 4% da queda de pressão de embreagem inicial. Em outras construções, a diminuição pode ser menor do que cerca de 2%, menor do que cerca de 1%, menor do que cerca de 5%, menor do que cerca de 10%, menor do que cerca de 50%, ou outra quantidade relativamente pequena esperada para iniciar deslizamento de embreagem sem ultrapassar muito o limite de deslizamento de embreagem de iniciação. Por exemplo, se a queda de pressão de embreagem inicial for menor, então uma diminuição maior (mas ainda relativamente pequena) pode ser escolhida do que ilustrada na Figura 3. Cada diminuição por ser a mesma da diminuição anterior ou variada, por exemplo, diminuições que diminuem de modo que cada diminuição subsequente seja menor do que a diminuição anterior. Com tanto que o sistema 10 esteja no estado de deslizamento (roda), este processo de diminuição continua até que algum deslizamento de embreagem seja detectado ou um limite de pressão de embreagem mínimo seja alcançado.

[0034] Se o deslizamento de embreagem for detectado (como mostrado em D na Figura 3), uma velocidade do deslizamento de embreagem é monitorada. Se a velocidade de deslizamento de embreagem estiver no ou acima do que um limite máximo, o sistema 10 aumenta a pressão de embreagem (por exemplo, a pressão de embreagem é intensificada) como mostrada em E na Figura 3 para reduzir o deslizamento de embreagem. (A redução correspondente no deslizamento da roda é mostrada em F na Figura 3). A pressão de embreagem é intensificada para uma pressão de embreagem intermediária por uma quantidade relativamente pequena comparada à queda de pressão de embreagem inicial, tal como cerca de 15 a 20% da queda de pressão de embreagem inicial, ou mais especificamente, cerca de 17 a 19% da queda de pressão de embreagem inicial. Em outras construções, a intensificação pode ser na faixa de cerca de 10 a 20% da queda de pressão de embreagem inicial, cerca de 5 a 25%, cerca de 15 a 40%, ou outros valores esperados para efetivamente reduzir deslizamento de embreagem sem voltar para a pressão de embreagem normal, isto é, outros valores menores do que a pressão de embreagem normal. Se o deslizamento de embreagem estiver no ou abaixo de um limite mínimo (que é menor do que o limite máximo tal como aplicar histerese), então pressão de embreagem é diminuída para a pressão de embreagem anterior mais baixa (isto é, cerca da mesma quantidade que a intensificação acima descrita, mostrada como a pressão de embreagem diminuída na Figura 2) para prover deslizamento de embreagem adicional (como mostrado em G na Figura 3). Monitoramento da velocidade de deslizamento de embreagem continua e o sistema 10 repete a intensificação para a pressão de embreagem intermediária toda vez que a velocidade de deslizamento de embreagem está no ou acima do limite máximo, e repete a diminuição para a pressão de embreagem menor cada vez que o deslizamento de embreagem está no ou abaixo do limite menor, repetidamente. Assim, a pressão de embreagem é alternada entre uma pressão de embreagem que aumenta deslizamento de embreagem e uma pressão de embreagem que diminui deslizamento de embreagem. Essa ação de intensificação/diminuição da pressão de embreagem cria um efeito de sobreposição (ou de alternação) no deslizamento de embreagem (que pode ser referido aqui como sobreposição ou alternação, sobreposição ou alternação de deslizamento de embreagem, sobreposição ou alternação de transmissão, sobreposição ou alternação de saída de transmissão, sobreposição ou alternação de velocidade de transmissão ou sobreposição ou alternação de torque de saída de transmissão). A sobreposição de deslizamento de embreagem oscila ou vacila a pressão de embreagem entre amplitudes altas e baixas repetidamente, a qual vacila o deslizamento de embreagem e, portanto, a velocidade de saída de transmissão, que ultimamente é uma condição de modulação de torque que reduz deslizamento da roda em uma maneira proporcional para deslizamento de embreagem. As amplitudes altas e baixas (isto é, a pressão de embreagem intermediária e a pressão de embreagem diminuída) podem ser repetidamente as mesmas amplitudes mais altas e baixas (como mostrado nas Figuras 2 a 4), ou a pressão pode vacilar entre amplitudes altas e baixas variadas em outras construções. Como um resultado de sobreposição de embreagem, por exemplo, um aumento de 5% no deslizamento de embreagem pode causar uma redução de deslizamento da roda de 5%.

[0035] Como tal, o controlador é operável para monitorar deslizamento de embreagem, diminuir a pressão de embreagem a partir de uma pressão de operação normal para uma pressão menor até que o deslizamento de embreagem seja detectado (diminuição da pressão de embreagem, se necessário), então elevar a pressão de embreagem para a pressão intermediária entre a pressão de operação normal e a pressão menor (e tipicamente mais próxima da pressão menor) quando deslizamento de embreagem for detectado, então abaixar a pressão de embreagem de volta para a pressão de embreagem diminuída quando a velocidade de deslizamento de embreagem for diminuída, e repetir até que o estado de deslizamento seja encerrado.

[0036] Velocidade do propulsor pode ser adicionalmente controlado durante o estado de deslizamento quando a velocidade de deslizamento de embreagem excede um valor limite mínimo (que pode ser maior do que os limites máximos e mínimos em algumas construções, mas não é necessariamente maior). Simultaneamente à sobreposição de torque de transmissão acima descrita, se a velocidade do deslizamento de embreagem excede o limite mínimo, o sistema 10 modula a velocidade do propulsor. Diminuir a velocidade do propulsor (que translaciona diretamente a diminuição da velocidade do lado de entrada 74 de transmissão) diminui deslizamento da roda e também tende a diminuir deslizamento de embreagem. Durante a modulação da velocidade do propulsor, o sistema 10 tem como alvo uma velocidade de deslizamento de embreagem menor diminuindo a velocidade do propulsor. Por exemplo, o sistema 10 pode ter como alvo uma velocidade do propulsor proporcional a e menor que a velocidade do propulsor inserida no operador (ou, alternativamente, proporcional à velocidade de solo). Ao longo do tempo, conforme o torque de transmissão é modulado, esta modulação da velocidade do propulsor resultará tanto na velocidade do lado de entrada de transmissão 74 e a diminuição da velocidade do lado de saída de transmissão 78, assim reduzindo adicionalmente deslizamento da roda. A velocidade do propulsor, entretanto, não precisa ser modulada no estado de deslizamento. Por exemplo, em algumas construções, apenas a modulação de torque de transmissão (sobreposição de deslizamento de embreagem) é aplicada durante o estado de deslizamento. O estado de deslizamento é ativo até que o deslizamento da roda alcance o nível de deslizamento de saída, deslizamento da roda alcance o limite de deslizamento máximo, ou a temperatura de embreagem exceda o limite de temperatura.

[0037] Para deixar o estado de deslizamento e entrar no estado de não deslizamento, uma histerese é aplicada de modo que o deslizamento da roda diminua para ou abaixo de um nível de deslizamento de saída que é menor do que o limite de deslizamento, assim reduzindo comutação rápida entre os estados de deslizamento e não deslizamento. Por exemplo, na construção ilustrada das Figuras 2 a 4, o nível de deslizamento de saída pode ser programado para estar em qualquer valor desejado, por exemplo, na faixa entre cerca de 2% e cerca de 20%, ou para estar em ou abaixo de outro valor que é menor do que o limite de deslizamento, ou outro valor que é relevante para a aplicação e o modo no qual o deslizamento da roda é medido e calculado. Nas Figuras 2 a 3, o sistema 10 sai do estado de deslizamento para o estado de não deslizamento em I (Figura 2) em cerca de 40,3 segundos. Quando o sistema 10 está no estado de deslizamento, o controlador 14 compara continuamente o deslizamento da roda medido para o nível de deslizamento de saída para determinar se o sistema de controle de tração 10 deve sair do estado de deslizamento. Se o deslizamento da roda medida está em ou abaixo do nível de deslizamento de saída, o sistema 10 move a partir de um estado de deslizamento para o estado de não deslizamento. Neste exemplo, histerese reduz comutação rápida entre os estados de deslizamento e não deslizamento. Em outras construções, o sistema 10 pode deixar o estado de deslizamento quando o deslizamento da roda alcança em ou abaixo do limite de deslizamento, portanto, sem histerese.

[0038] Em resumo e com referência ao exemplo das Figuras 2 a 3, em A o deslizamento da roda cruza o limite de deslizamento. Em B a pressão de embreagem cai para um valor determinado com base no torque do propulsor. Em C, o controlador 14 trava para deslizamento da embreagem, diminui a pressão de embreagem por uma quantidade relativamente pequena, pausa, trava para deslizamento de embreagem e repete várias vezes resultando em uma diminuição da pressão de embreagem por uma quantidade relativamente pequena ou etapa. Em D, deslizamento de embreagem é detectado. Em E, pressão de embreagem intensifica devido ao deslizamento de embreagem elevado. Em F, o deslizamento da roda é mostrado para cair como um resultado de deslizamento da embreagem. Em G, a pressão de embreagem diminui para a pressão de embreagem mais baixa anterior devido ao deslizamento de embreagem diminuído. Em H, a velocidade do propulsor rastreia velocidade de saída de transmissão, reduzindo assim deslizamento da roda além da sobreposição de embreagem. Em I (Figura 2), deslizamento da roda cai abaixo do nível de deslizamento da roda de saída e o sistema 10 volta a pressão de embreagem para a pressão de embreagem normal.

[0039] Para entrar no estado de deslizamento máximo, ou estado de deslizamento máximo, o deslizamento da roda está em ou acima de um nível limite predeterminado de deslizamento máximo, ou limite de deslizamento máximo. O limite de deslizamento máximo é programado no controlador 14 e é um nível de deslizamento que requer ações adicionais ou ações diferentes para recuperar tração. Por exemplo, o limite de deslizamento máximo pode estar programado para ser qualquer valor desejado, por exemplo, entre cerca de 30% e cerca de 60%, etc., ou para estar em ou acima de outro valor que é maior do que o limite de deslizamento ou outro valor que é relevante para a aplicação e o modo no qual o deslizamento da roda é medido e quantificado. Como mostrado na Figura 4, o estado de deslizamento máximo entra em J em cerca de 47,5 segundos. O controlador 14 compara continuamente o deslizamento da roda medido com o limite de deslizamento máximo para determinar se o sistema de controle de tração 10 está no estado de deslizamento máximo. Se o deslizamento da roda medido está em ou acima do limite de deslizamento máximo, o sistema 10 move a partir do estado de deslizamento para o estado de deslizamento máximo.

[0040] O estado de deslizamento máximo pode também entrar quando a embreagem 22 alcançar um limite de sua capacidade de energia térmica, por exemplo, sobreaquece. Por exemplo, um sensor de temperatura de embreagem mede temperatura de embreagem e envia um sinal de temperatura de embreagem para o controlador 14. O controlador 14 monitora continuamente a temperatura de embreagem e se a temperatura de embreagem excede um valor de temperatura predeterminado, então o sistema 10 entra no estado de deslizamento máximo.

[0041] Durante o estado de deslizamento máximo (Figura 4), apenas velocidade do propulsor é controlada. O controlador 14 comanda a embreagem 22 para voltar à pressão de embreagem normal (portanto torque de transmissão normal) linearmente com o passar do tempo e comanda o motor principal 34 para manter uma velocidade do propulsor que é menor, mas proporcional à velocidade do propulsor solicitada do operador (ou, alternativamente, menor do que, mas proporcional à velocidade de solo). Assim, deslizamento da roda é reduzido reduzindo a velocidade de entrada para as rodas 26. O estado de deslizamento máximo é ativo até que o deslizamento da roda alcance (em ou abaixo) o limite de deslizamento máximo.

[0042] Para deixar o estado de deslizamento máximo e entrar no estado de deslizamento quando o deslizamento da roda medido está em ou acima do limite de deslizamento máximo, o deslizamento da roda deve diminuir abaixo do limite de deslizamento máximo. O controlador 14 compara continuamente o deslizamento da roda medido para o limite de deslizamento máximo para determinar se o sistema de controle de tração 10 está no estado de deslizamento máximo. Se o deslizamento da roda medido está em ou abaixo do limite de deslizamento máximo, o sistema 10 move a partir de um estado de deslizamento máximo para o estado de deslizamento. Como mostrado na Figura 4, o sistema 10 sai do estado de deslizamento máximo quando o deslizamento da roda cai abaixo do limite de deslizamento máximo em N e simultaneamente volta para o estado de deslizamento em O. Em outras construções, o sistema 10 pode sair do estado de deslizamento máximo para o estado de deslizamento apenas quando o deslizamento da roda estiver abaixo do limite de deslizamento máximo. Ainda em outras construções, uma histerese pode ser aplicada de modo que o sistema 10 saia do estado de deslizamento máximo para o estado de deslizamento quando o deslizamento da roda diminui para um nível de deslizamento máximo de saída que é menor que o limite de deslizamento máximo. Neste exemplo, histerese reduziria comutação rápida entre os estados de deslizamento e deslizamento máximo. Se um estado de deslizamento máximo entrou com base na temperatura de embreagem, o sistema 10 pode sair do estado de deslizamento máximo para o estado de deslizamento quando a temperatura de embreagem cai para ou abaixo do valor de temperatura predeterminado se o deslizamento da roda medido não estiver em ou acima do limite de deslizamento máximo. Entrar no estado de não deslizamento a partir do estado de deslizamento é conforme descrito anteriormente.

[0043] Em resumo e com referência ao exemplo mostrado na Figura 4, em A, o sistema 10 entra no estado de deslizamento quando o deslizamento da roda cruza o limite de deslizamento. Pode ser visto que a pressão de embreagem é sobreposta, conforme descrito acima, durante o estado de deslizamento na Figura 4. Em K, o sistema 10 entra no estado de deslizamento máximo quando o deslizamento da roda cruza o limite de deslizamento máximo em J. Em L, durante o estado de deslizamento máximo, a pressão da embreagem é incrementada linearmente com o passar do tempo para a pressão de embreagem normal, finalizando sobreposição da embreagem. Durante o estado de deslizamento máximo (geralmente em M), apenas a velocidade do propulsor é controlada conforme discutida acima. Em N, o deslizamento da roda cai abaixo do limite de deslizamento máximo e o sistema 10 volta para o estado de deslizamento em O, durante a qual a pressão da embreagem pode ser vista para tomar a queda inicial, diminuição em quantidades pequenas e sobreposição ocorre quando deslizamento de embreagem é detectado. Finalmente, quando o deslizamento da roda cai abaixo do nível de saída do deslizamento da roda em P, voltando para o estado de não deslizamento em Q, o controlador 14 volta o torque de transmissão para normal incrementando a pressão de embreagem de volta para a pressão de embreagem normal linearmente com o passar do tempo.

[0044] Assim, a descrição provê, entre outros, um sistema 10 e método para sobrepor automaticamente o torque de transmissão como uma forma de regulação de torque para reduzir deslizamento da roda. O sistema 10 pode também controlar automaticamente velocidade do propulsor simultaneamente com a sobreposição de embreagem para reduzir coletivamente deslizamento da roda. O sistema 10 da presente descrição opera geralmente detectando deslizamento da roda e então regulando um elemento de fricção na transmissão 70 para limitar o torque capaz de ser transmitido através da transmissão 70, assim, limitando e regulando torque da roda, assim reduzindo rotação ou deslizamento da roda. A descrição também provê um sistema 10 e método para reagir automaticamente o deslizamento da roda por sobreposição de transmissão, por exemplo, alternando a pressão de embreagem entre amplitudes altas e baixas repetidamente como uma função de um nível medido de deslizamento de embreagem. A descrição também provê um sistema 10 e método para reagir automaticamente o deslizamento da roda por controle de torque (sobreposição de embreagem) quando deslizamento da roda excede um primeiro nível de limite, por controle de torque e controle de velocidade (modulação de velocidade do propulsor) quando deslizamento de embreagem excede um limite mínimo, e por controle de velocidade do propulsor apenas quando o deslizamento da roda excede um segundo nível de limite maior que o primeiro nível de limite. Várias características e vantagens da descrição estão apresentadas nas seguintes reivindicações.

Claims (19)

1. Sistema de controle de tração (10) de veículo para um veículo (18) tendo um motor principal (34), pelo menos uma roda (26) para prover força de tração em uma superfície de suporte (58), e uma transmissão (70) tendo um lado de entrada (74) acoplado de modo operável ao motor principal (30) e um lado de saída (78) acoplado de modo operável a pelo menos uma roda (26), a transmissão (70) tendo uma pressão da embreagem controlável entre o lado de entrada (74) e o lado de saída (78), o sistema de controle de tração (10) caracterizado pelo fato de que compreende: um controlador (14) operável para monitorar deslizamento da roda de pelo menos uma roda (26), em que em resposta a um deslizamento da roda detectado, o controlador (14) é operável para controlar a pressão da embreagem da transmissão (70) para reduzir o deslizamento da roda; e em que o controlador (14) é operável para monitorar deslizamento da embreagem e diminuir a pressão da embreagem a partir de uma pressão de operação normal para uma pressão mais baixa até que o deslizamento da embreagem seja detectado.

2. Sistema de controle de tração de veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (14) é operável para controlar a pressão da embreagem alternando a pressão da embreagem entre amplitudes mais altas e mais baixas repetidamente.

3. Sistema de controle de tração de veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (14) é operável para diminuir a pressão da embreagem para modular o torque de saída da transmissão (70).

4. Sistema de controle de tração de veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (14) é operável para controlar a pressão da embreagem como uma função do deslizamento da embreagem.

5. Sistema de controle de tração de veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (14) é adicionalmente operável para elevar a pressão da embreagem para uma pressão intermediária entre a pressão de operação normal e a pressão mais baixa em resposta ao deslizamento da embreagem detectado.

6. Sistema de controle de tração de veículo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o controlador (14) repete o abaixamento da pressão da embreagem e elevação da pressão da embreagem como uma forma de modulação de saída de torque para reduzir deslizamento da roda (26).

7. Sistema de controle de tração de veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (14) é operável para modular velocidade de propulsor para reduzir adicionalmente deslizamento da roda em resposta ao deslizamento da embreagem exceder um nível predeterminado.

8. Sistema de controle de tração de veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, em resposta ao deslizamento da roda alcançar um primeiro nível limite, o controlador (14) é operável para controlar a pressão da embreagem para modular um torque de saída da transmissão para reduzir o deslizamento da roda, e em que em resposta ao deslizamento da roda alcançar um segundo nível limite maior do que o primeiro nível limite, o controlador (14) é operável para encerrar controle da pressão da embreagem e controlar a velocidade de propulsor para reduzir deslizamento da roda.

9. Sistema de controle de tração de veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (14) é operável para controlar a pressão da embreagem sobrepondo a pressão da embreagem entre amplitudes mais altas e baixas repetidamente com base em uma quantidade de deslizamento da embreagem.

10. Método para regular deslizamento da roda em um veículo de tração (18) tendo um motor principal (34), pelo menos uma roda (26) para prover força de tração em uma superfície de suporte (58), e uma transmissão (70) tendo um lado de entrada (74) acoplado de forma operável ao motor principal (34) e um lado de saída (78) acoplado de forma operável a pelo menos uma roda (26), a transmissão (70) tendo uma pressão da embreagem controlável entre o lado de entrada (74) e o lado de saída (78), o método caracterizado pelo fato de que compreende: monitorar deslizamento da roda de pelo menos uma roda (26); controlar a pressão da embreagem da transmissão (70) em resposta a um deslizamento de roda detectado para reduzir o deslizamento da roda; monitorar deslizamento da embreagem; e controlar a pressão da embreagem como uma função do deslizamento da embreagem.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente controlar a pressão da embreagem alternando a pressão da embreagem entre amplitudes altas e baixas repetidamente.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente diminuir a pressão da embreagem para modular o torque de saída da transmissão (70).

13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente diminuir a pressão da embreagem a partir de uma pressão de operação normal para uma pressão mais baixa até que o deslizamento da embreagem seja detectado.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente elevar a pressão da embreagem para uma pressão intermediária entre a pressão de operação normal e a pressão baixa em resposta ao deslizamento da embreagem detectado.

15. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente repetir a diminuição de pressão da embreagem e elevar a pressão da embreagem como uma forma de modulação de saída de torque para reduzir deslizamento da roda.

16. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: modular velocidade de propulsor para reduzir adicionalmente deslizamento da roda em resposta ao deslizamento da embreagem exceder um nível predeterminado.

17. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: controlar a pressão da embreagem para reduzir o deslizamento da roda em resposta ao deslizamento da roda alcançar um primeiro nível limite; e encerrar o controle da pressão da embreagem e controlar a velocidade de propulsor para reduzir deslizamento da roda em resposta ao deslizamento da roda alcançar um segundo nível limite maior do que o primeiro nível limite.

18. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente controlar a pressão da embreagem sobrepondo a pressão da embreagem entre amplitudes altas e baixas repetidamente com base em uma quantidade de deslizamento da embreagem.

19. Sistema de controle de tração (10) de veículo para um veículo (18) tendo um motor principal (34), pelo menos uma roda (26) para prover força de tração em uma superfície de suporte (58), e uma transmissão (70) tendo um lado de entrada (74) acoplado de modo operável ao motor principal (30) e um lado de saída (78) acoplado de modo operável a pelo menos uma roda (26), a transmissão tendo uma pressão da embreagem controlável entre o lado de entrada (74) e o lado de saída (78), o sistema de controle de tração (10) caracterizado pelo fato de que compreende um processador configurado para: monitorar deslizamento da roda de pelo menos uma roda (26); em resposta ao deslizamento da roda estar no ou acima de um primeiro limite e abaixo de um segundo limite, reduzir a pressão da embreagem para reduzir o deslizamento da roda; e em resposta ao deslizamento da roda estar no ou acima do segundo limite, controlar a velocidade do propulsor para reduzir o deslizamento da roda; monitorar o deslizamento da embreagem; e alternar a pressão da embreagem entre amplitudes altas e baixas repetidamente como uma função do deslizamento da embreagem quando o deslizamento da roda está no ou acima do primeiro limite e abaixo do segundo limite após reduzir a pressão da embreagem.

Images