CN101287622A - 用于控制车辆速度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于控制具有动力装置(12)和变速器(14)的车辆(10)的速度的系统(24)。一控制单元(26)构造成接收表示车辆速度的信号。所述控制单元还构造成基于表示车辆速度的信号、表示所述变速器的传动比的信号和与所述传动比相关的期望车速来确定所述动力装置的期望输出速度。所述控制单元也构造成向所述动力装置发送信号，以使所述动力装置以基本上独立于所述动力装置上的负荷大小的方式在基本维持所述期望车速的输出速度下工作。

Description

用于控制车辆速度的系统和方法

技术领域

本发明一般涉及用于控制车辆速度的系统和方法，更具体地涉及用于通过控制车辆的动力装置和/或变速器(传动装置)来控制车辆速度的系统和方法。

背景技术

车辆可包括用于提供动力以使车辆工作的动力装置和将所述动力的至少一部分转换为功以推进车辆的变速器。车辆的速度可通过控制车辆动力装置的输出和/或通过选择车辆变速器的传动比(速比)来进行控制。例如，车辆可包括构造成在发动机转速的范围内运转的内燃机和构造成将发动机转速转换为输出速度的变速器，从而车辆以根据发动机转速和发动机转速与变速器输出速度的比率的组合而变化的速度行驶。

某些车辆可包括例如内燃机和动力换档变速器。对于这类车辆，内燃机的输出可例如经由变矩器可操作地连接到动力换档变速器，所述变矩器构造成将动力从内燃机传送至动力换档变速器的输入(装置)。动力换档变速器可包括带有一个或多个离合器的齿轮传动装置，所述离合器用于选择地使齿轮的组合接合，从而可选择变速器的输入速度与输出速度的比率以提供离散的传动比。

对于某些车辆如作业机械来说，可能希望使车辆在预定的速度范围内工作。每个预定速度范围可通常例如与在变速器中所使用(接合，engage)的特定传动比和内燃机的发动机转速范围相关。例如，变速器可包括齿轮和离合器，从而允许变速器以三个前进传动比和三个倒退传动比接合。具有这种变速器构型的车辆能够在六个速度范围内工作——三个前进速度范围和三个倒退速度范围，每个速度范围都与发动机转速和六个传动比之一相对应。换句话说，具有这种变速器构型的车辆由于可获得的速度范围的数量受限于变速器传动比的数量而被限制在六个速度范围。

这种传统系统的一个可能的缺陷在于其不能为车辆操作员提供比变速器中可获得的传动比数量更多的可获得的速度范围。提供比可获得的传动比数量更多的速度范围是人们所希望的，以便例如使车辆的操作更加切合(匹配)操作员的偏好。例如，操作员可基于各种考虑——例如，正由车辆执行的操作类型(例如在较平坦的地形上执行平地操作或在较陡和/或较不平坦的地形上执行平地操作)、车辆正在行驶的地形条件和/或操作员的技术水平——来选择速度范围。通过提供比变速器的传动比数量更多的可获得的速度范围，操作员能够使车辆的操作更加切合操作状况和/或操作员的技术水平。传统系统的另一个可能的缺陷在于当发动机承受变化的负荷时不能控制车辆的速度。可能希望控制发动机和/或变速器的操作而使车辆以基本上独立于发动机所承受的负荷大小的方式大致维持在所期望的速度。

在1996年6月11日授予Kallis等人的美国专利No.5,526,261(’261专利)中记载了用于具有内燃机和动力换档变速器的车辆的变速器控制系统的一个示例。’261专利描述了一种包括第一电子控制器和第二电子控制器的变速器控制系统，第一电子控制器用于提供命令动力换档变速器换档并以任一个特定的前进档位工作所需的变速器控制信号，第二电子控制器用于提供命令发动机以多个不同的期望发动机转速之一运转以及监控实际的发动机转速所需的至少一个发动机控制信号。在’261专利的系统中，稍有重叠的传动比范围与在发动机转速范围内无限可调的节气门一起使用，从而只要发动机在其总的功率范围内运转，就能获得并维持可能的车速范围内的任意给定的地面速度。

尽管’261专利所描述的系统可控制车辆的发动机转速和动力换档变速器的前进档位，但’261专利的系统仍具有上述缺陷，例如，当发动机承受变化的负荷时不能维持车辆的速度。

本文所公开的用于控制车辆速度的系统和方法旨在克服上述的一个或多个缺陷。

发明内容

在一个方面中，本发明包括用于控制具有动力装置和变速器的车辆的速度的系统。一控制单元构造成接收表示车辆速度的信号。所述控制单元还构造成基于表示车辆速度的信号、表示所述变速器的传动比的信号和与所述传动比相关的期望车速来确定所述动力装置的期望输出速度。所述控制单元也构造成向所述动力装置发送信号，以使所述动力装置以基本上独立于所述动力装置上的负荷大小的方式在基本维持所述期望车速的输出速度下工作。

在另一个方面中，本发明包括一种车辆，所述车辆包括向所述车辆提供动力的动力装置和可操作地连接到所述动力装置的变速器，所述变速器构造成传递由所述动力装置提供的动力以推进所述车辆。所述车辆还包括构造成推进所述车辆的驱动部件和构造成控制所述动力装置和所述变速器的操作的控制单元。所述控制单元构造成接收表示车辆速度的信号。所述控制单元还构造成基于表示车辆速度的信号、表示所述变速器的传动比的信号和与所述传动比相关的期望车速来确定所述动力装置的期望输出速度。所述控制单元也构造成向所述动力装置发送信号，以使所述动力装置以基本上独立于所述动力装置上的负荷大小的方式在基本维持所述期望车速的输出速度下工作。

在又一个方面中，本发明包括一种用于控制具有动力装置和变速器的车辆的速度的方法。所述方法包括感测(检测，sense)表示车辆速度的信号。所述方法还包括基于表示车辆速度的信号、表示由所述变速器提供的传动比的信号和与所述传动比相关的期望车速来确定所述动力装置的期望输出速度。所述方法还包括向所述动力装置发送信号，以使所述动力装置以基本上独立于所述动力装置上的负荷大小的方式在基本维持所述期望车速的输出速度下工作。

附图说明

图1是示例性车辆的示意性结构图，包括用于控制车辆速度的系统的示例性实施例；

图2A是示出第一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图2B是示出另一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图2C是示出又一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图2D是示出又一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图2E是示出又一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图2F是示出又一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图3A是示出另一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图3B是示出又一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图3C是示出又一车辆状况的显示器的示例性实施例的示意图；

图4是示出用于控制车辆速度的系统的示例性实施例的示例性特征和工作模式的表。

具体实施方式

图1示意性地示出示例性车辆10，其包括动力装置12和例如经变矩器16可操作地连接到动力装置12的变速器14。变速器14的输出能可操作地连接到一个或多个构造成向一个或多个地面接合履带20提供动力以在地形22上推进车辆10的驱动部件18。

动力装置12可为内燃机，例如火花点火式发动机或压燃式发动机如柴油机。也可构想使用本领域技术人员已知的其它动力装置。变速器14可为动力换档变速器并且可包括齿轮传动装置和一个或多个离合器组件，所述离合器组件构造成提供与变速器14的输入速度与变速器14的输出速度的比率相关的多个前进和/或倒退传动比。例如，变速器14可包括一个或多个行星齿轮系和一个或多个构造成选择性地接合以使变速器14提供多个前进和/或倒退传动比的离合器。也可使用本领域技术人员已知的其它类型的变速器。

在图1中示意性地示出的示例性车辆10经一个或多个地面接合履带20被推进。车辆10例如可为履带式拖拉机如推土机、履带式装载机、液压挖掘机或本领域技术人员已知的具有一个或多个地面接合履带的任意其它车辆。此外，尽管车辆10被描述为包括地面接合履带20，但本发明不限于具有地面接合履带的车辆。例如，车辆10可为构造成经一个或多个车轮被推进的车辆，如轮式装载机。

车辆10可包括用于控制车辆速度的系统24。例如，系统24可构造成使得车辆10的操作员能够从多个可获得的速度范围之中选择车辆10行驶的速度范围。可供选择的速度范围的数量可大于例如变速器14的前进和/或倒退传动比的数量。例如，变速器14可包括齿轮传动装置和一个或多个构造成提供三个前进传动比和三个倒退传动比的离合器，其通常提供六个速度范围——一个速度范围对应于一个传动比。根据某些实施例，系统24可构造成提供比在变速器14中可获得的传动比数量更多的速度范围。例如，系统24可构造成为变速器14的一个或多个传动比提供两个或更多个速度范围。

系统24可包括控制单元26，控制单元26可包括动力装置控制模块28和动力传动系控制模块30。尽管在图1中示意性地示出的示例性实施例将动力装置控制模块28和动力传动系控制模块30示出为分离的元件，但是动力装置控制模块28和动力传动系控制模块30并非一定要相互分离。

动力装置控制模块28能可操作地连接到动力装置12和动力传动系控制模块30。动力装置控制模块28可构造成控制动力装置12的操作。例如，动力装置控制模块28可构造成通过向动力装置12发送控制信号而控制动力装置12的例如在动力装置输出轴32处的动力输出和/或输出速度。此外，动力装置控制模块28可构造成接收来自传感器34的表示动力装置12的动力输出和/或速度输出的信号。

动力传动系控制模块30能可操作地连接到变速器14和动力装置控制模块28。动力传动系控制模块30可构造成控制变速器14的操作。例如，动力传动系控制模块可构造成例如通过向变速器14发送控制信号以使变速器14的一个或多个离合器接合而产生特定的传动比来控制变速器14的输入轴36的速度与变速器14的输出轴38的速度的比率。此外，动力传动系控制模块30可构造成接收来自传感器40的表示车辆10驶过地形22的速度的信号，例如表示输出轴38的速度的信号，输出轴38的速度又可与车辆10的速度相关。根据某些实施例，车辆10驶过地形22的速度可通过例如雷达系统和/或全球定位系统来确定，或通过本领域技术人员已知的任意其它系统和/或方法来确定。

系统24还可包括可操作地连接到动力装置12和/或控制单元26的动力装置速度开关42。例如，动力装置速度开关42能可操作地连接到动力装置控制模块28并且可构造成通过手动控制使系统24的工作模式在正常模式和多(级)速度模式之间选择性地改变以用于控制车速。例如，当系统24以正常模式工作时，可向车辆10的操作员提供与由变速器14提供的前进和/或倒退传动比具有相同数量的速度范围。当系统24以多速度模式工作时，系统24可向车辆10的操作员提供比由变速器14提供的前进和/或倒退传动比数量更多的速度范围。例如，当系统24以多速度模式工作时，可向车辆10的操作员提供比由变速器14提供的前进传动比数量更多的前进速度范围和/或提供比由变速器14提供的倒退传动比数量更多的倒退速度范围。

系统24也可包括可操作地连接到动力装置10和/或控制单元26的速度控制杆(速度控制装置)44。例如，速度控制杆44可包括构造成减小例如动力装置12的输出速度的减速踏板。例如，速度控制杆44可构造成使得操作员例如在希望倒转车辆10的行驶方向和/或车辆10在较受限的区域内工作时能够减小动力装置输出轴32的输出速度。

系统24还可包括可操作地连接到控制单元26和/或变速器14的速度范围选择器46。例如，速度范围选择器46能可操作地连接到动力传动系控制模块30并且可构造成选择速度范围以用于控制车辆10的速度。例如，速度范围选择器可包括一个或多个用于手动选择与车辆10将要行驶的速度相对应的速度范围的开关或按钮。根据某些示例性实施例，速度范围选择器46包括两个按钮——一个用于选择更高的速度范围，一个用于选择更低的速度范围。通过按下用于选择更高速度范围的按钮，所选择的速度范围依次升高(例如，速度范围从第一速度范围升高到相对更快的第二速度范围)。根据某些实施例，如果用于选择更高速度范围的按钮被按下并且保持在被按下的位置，则所选择的速度范围将依次升高直到期望的速度范围被选择或最大的速度范围被选择(例如，所选择的速度范围将从第一速度范围升高到第二速度范围等等，直到最大的速度范围被选择)。相反地，通过按下选择更低速度范围的按钮，所选择的速度范围依次降低(例如，速度范围从第二速度范围降低到相对更慢的第一速度范围)。此外，根据某些实施例，如果用于选择更低速度范围的按钮被按下并且保持在被按下的位置，则所选择的速度范围将依次降低直到期望的速度范围被选择或最小的速度范围被选择(例如，所选择的速度范围将从第三速度范围降低到第二速度范围等等，直到最小的速度范围被选择)。

车辆10可包括构造成向操作员提供关于车辆10各个部件的操作的信息的显示器48。例如，显示器48能可操作地连接到控制单元26并且可构造成显示与动力装置12的输出、所选择的速度范围和/或在变速器14中当前所使用的传动比相关的信息。

例如，根据在图2A-2F和图3A-3C中示意性地示出的显示器48的示例性实施例，显示器46可包括具有信息读取区域52和信息标识区域54的显示面板50。信息读取区域52可包括构造成提供字母数字信息的LED和/或LCD部件。信息标识区域54可包括表示由信息读取区域52提供的信息的含义的标记。

例如，信息读取区域52可包括构造成显示动力装置12的输出速度的动力装置输出部分56；例如，以每分钟转数(rpm)来表示的动力装置输出轴32的转速。信息读取区域52还可包括构造成显示在变速器14中所使用的当前传动比、当前所选择的速度范围模式和/或变速器传动比的当前方向(即，前进方向或倒退方向)的传动比/速度范围模式显示部分58。

参照图2A-2F，示例性显示器48包括传动比/速度范围模式显示部分58，其又包括区域60、62和64，所述区域在用于控制车辆速度的系统24以多速度模式工作时分别对应于与在变速器14中所使用的当前传动比、当前速度范围模式和变速器传动比的当前方向相关的信息。

参照图3A-3C，示例性显示器48包括传动比/速度范围模式显示部分58，其又包括区域60和64，所述区域在用于控制车辆速度的系统24以正常模式工作时分别对应于与在变速器14中所使用的当前传动比和变速器传动比的当前方向相关的信息。当系统24以正常模式工作时区域62可构造成保持为空白。

信息标识区域54可包括表示由信息读取区域52提供的信息的含义的标记。例如，信息标识区域54可包括一个或多个构造成提示操作员显示在动力装置输出部分56中的信息与动力装置12的输出速度有关的符号66。此外，显示器48可包括一个或多个构造成提示操作员显示在区域60内的信息与变速器14的当前传动比有关的符号68。例如，符号68可以是齿轮的标记或常用于表示传动比和/或变速器的任意其它符号。显示器48还可包括一个或多个构造成提示操作员显示在区域62内的信息与系统24的当前速度范围模式有关的符号70。例如，符号70可包括乌龟和/或兔子的标记，或常用于表示速度和/或工作模式的变化的任意其它符号。显示器48还可包括一个或多个构造成提示操作员显示在区域64内的信息与变速器14的传动比的当前方向有关的符号72。例如，符号72可包括指向相反方向的箭头的标记或常用于表示方向和/或方向变化的任意其它符号。

工业适用性

所公开的用于控制车辆速度的系统和方法可用于向操作员提供比在车辆变速器中可获得的传动比数量更多的速度范围。这使得车辆的操作员能使车辆的性能更加切合车辆的工作状况，例如正由车辆执行的操作类型(例如在较平坦的地形上执行平地操作或在较陡和/或较不平坦的地形上执行平地操作)、车辆正在行驶的地形条件和/或操作员的技术水平。

在下面对本发明示例性实施例的说明中，车辆10包括一对地面接合履带20。所公开的示例性实施例不限于用于具有地面接合履带的车辆，而是也可用于例如轮式车辆。

根据某些实施例，车辆10可包括构造成使得操作员能够在正常工作模式和多速度工作模式之间进行手动选择以用于控制车速的动力装置速度开关42。根据某些实施例，系统24可构造成基于特定的预定参数如最大和/或最小动力装置输出速度在所述工作模式之间自动地进行选择。此外，系统24可构造成使用正常工作模式和多速度工作模式的组合。

当以正常模式工作时，系统24可构造成向车辆10的操作员提供与在变速器14中可获得的传动比具有相同数量的速度范围。例如，车辆10可包括变速器14，变速器14包括齿轮传动装置和一个或多个构造成提供三个前进传动比和三个倒退传动比的离合器，从而为车辆10的操作提供总共六个速度范围。每个速度范围均可对应于所期望的目标行驶车速。例如，对于第三前进传动比(系统24设定在正常模式)，速度范围可对应于约9.8kph的目标车速。系统24可构造成将车辆10的速度大致保持在9.8kph的一定范围内(例如，在9.8kph的约0.5kph至约1kph以内)。

在系统24设定为多速度范围模式时，可向车辆10的操作员提供比变速器14的传动比数量更多的速度范围。例如，车辆10可具有用于变速器14的一个或更多个传动比的多于一个的速度范围。

例如，如图4的表中所示，系统24的某些实施例可构造成提供多速度范围模式，包括用于具有三个前进传动比和三个倒退传动比的变速器的5-速度范围模式。在图4的表中所示的示例性实施例中，第二和第三前进和倒退传动比都并非构造成以单一速度范围工作(即，当系统24以正常模式工作时)，而是系统24可构造成这样工作，即在系统24以多速度模式工作的情况下，第二和第三前进和倒退传动比均能以两种速度范围模式工作。在系统24以正常模式工作时，第二前进传动比和第三前进传动比均可提供单一速度范围，使得在前进方向上产生例如分别为约5.7kph和约9.8kph的车速。与之相对，在系统24以多速度模式工作时，第二前进传动比和第三前进传动比均可提供两个速度范围(组合起来为四个速度范围)，使得在前进方向上产生例如分别为约4.2kph、约5.6kph、约7.4kph和约9.8kph的车速。

此外，在系统24以正常模式工作时，第二倒退传动比和第三倒退传动比均可提供单一速度范围，使得在倒退方向上产生例如分别为约7.4kph和约12.7kph的车速。但是，在系统24以多速度模式工作时，第二倒退传动比和第三倒退传动比均可提供两个倒退速度范围(组合起来为四个速度范围)，使得在倒退方向上产生例如分别为约4.6kph、约7.2kph、约8.5kph和约11.2kph的车速。所公开的车辆速度仅为示例性的，可设想选择其它车速来对应所述速度范围中的一些或全部。

以这种示例性的方式，即使车辆10具有在每个行驶方向上包括三个传动比的变速器14，系统24也可构造成在车辆10的每个行驶方向上向操作员提供例如五个速度范围。此外，系统24可构造成用具有三个前进传动比和三个倒退传动比的变速器提供八个前进速度范围和八个倒退速度范围。这例如可通过为第一前进和第一倒退传动比的每一个提供单一速度范围、为第二前进和第二倒退传动比的每一个提供三个速度范围且为第三前进和第三倒退传动比的每一个提供四个速度范围来实现。此外，系统24适于为具有多于或少于三个前进传动比和/或多于或少于三个倒退传动比的变速器提供多个速度范围；例如，构造成提供五个前进传动比和两个倒退传动比的变速器。

参照图4所示的表，在正常工作模式下，系统24为每个前进和倒退传动比提供单一的速度范围，从而总共提供六个速度范围。对于所示的示例性实施例，速度范围-3、-2、-1、1、2和3分别对应于倒退传动比3、2和1以及前进传动比1、2和3。此外，速度范围-3、-2、-1、1、2和3分别产生约-12.7kph(即在倒退方向上约为12.7kph)、约-7.4kph、约-4.2kph、约3.2kph、约5.7kph和约9.8kph的车速。

根据某些实施例，车辆10可设有根据如图2A-2F和3A-3C所示地构造而成的示例性显示器48的显示器。当与构造成以与图4所示的表相对应的方式工作的示例性系统24结合使用时，例如，显示器48可为操作员提供：动力装置输出部分56中的与动力装置12的输出速度相关的信息、区域60内的与在变速器14中所使用的当前传动比相关的信息和/或区域64内的与当前行驶方向(即前进或倒退)相关的信息。动力装置输出部分56和区域60、62和64可位于显示面板50上且分别邻近符号66、68、70和72。

例如，如在图3A中示意性所示，在系统24以正常模式(如3-速度范围模式)工作的情况下，在变速器14的第一前进传动比被使用时，显示器48的区域60显示“1”，表示变速器14的第一传动比被使用。此外，区域64显示“F”，表示所使用的传动比为前进传动比。在正常模式下，当系统24改变速度范围时，区域60和64改变以反映当前的传动比和行驶方向。例如，图3B所示的显示器48表示变速器14中的第二传动比被使用(在区域60内显示为“2”)并且车辆10以前进方向行驶(在区域64内显示为“F”)。类似地，图3C所示的显示器48表示变速器14中的第二传动比被使用(在区域60内显示为“2”)。与图3B相反，图3C所示的显示器48表示车辆10以倒退方向而非前进方向行驶(在区域64内显示为“R”)。

在多速度工作模式下，系统24可为变速器14的第一前进和倒退传动比提供单一的速度范围，为第二和第三前进和倒退传动比的每一个提供两个速度范围，从而总共提供十个速度范围——五个前进速度范围和五个倒退速度范围。对于所示的示例性实施例，速度范围-5和-4对应于第三倒退传动比；速度范围-3和-2对应于第二倒退传动比；速度范围-1和1分别对应于第一倒退和第一前进传动比；速度范围2和3对应于第二前进传动比；并且速度范围4和5对应于第三前进传动比。此外，速度范围-5、-4、-3、-2、-1、1、2、3、4和5分别产生约-11.2kph(即在倒退方向上约为11.2kph)、约-8.5kph、约-7.2kph、约-4.6kph、约-3.2kph、约3.1kph、约4.2kph、约5.6kph、约7.4kph和约9.8kph的车辆速度。从对应于多速度模式下的相邻速度范围的车速之间的更为紧密的关系可以看出，车辆10的操作员能够使车辆10的工作更加切合车辆10的工作状况(例如工作环境和/或工作类型)。

根据某些示例性实施例，显示器48可构造成与在多速度模式(如5-速度范围模式)下工作的系统24一同使用。例如，显示器48可为操作员提供：动力装置输出部分56中的与动力装置12的输出速度相关的信息、区域60内的与在变速器14中所使用的当前传动比相关的信息和/或区域64内的与当前行驶方向(即前进或倒退)相关的信息。动力装置输出部分56以及区域60、62和64可位于显示面板50上且分别邻近符号66、68、70和72。

例如，如在图2A中示意性所示，在系统24以多速度模式工作的情况下，当变速器14的第一前进传动比被使用时，显示器48的区域60显示“1”，表示变速器14的第一传动比被使用。此外，区域62可构造成显示“5”，表示系统24在第一传动比内以多速度模式工作。另外，区域64显示“F”，表示所使用的传动比为前进传动比。

在多速度工作模式中，当系统24改变速度范围时，区域60、62、64改变以分别反映当前传动比、当前传动比内的当前速度范围以及行驶方向。例如，图2B所示的显示器48表示在变速器14中第二传动比被使用(在区域60内显示为“2”)；多速度模式被致动并且当前第二传动比内的第一速度范围正在工作(在区域62内显示为“0”)；并且车辆10以前进方向行驶(在区域64内显示为“F”)。图2C所示的显示器48表示在变速器14中第二传动比被使用(在区域60内显示为“2”)；多速度模式被致动并且当前第二传动比内的第二速度范围正在工作(在区域62内显示为“5”)；并且车辆10以前进方向行驶(在区域64内显示为“F”)。类似地，图2D所示的显示器48表示在变速器14中第三传动比被使用(在区域60内显示为“3”)；多速度模式被致动并且当前第三传动比内的第一速度范围正在工作(在区域62内显示为“0”)；并且车辆10以前进方向行驶(在区域64内显示为“F”)。如图2E所示，显示器48表示在变速器14中第三传动比被使用(在区域60内显示为“3”)；多速度模式被致动并且当前第三传动比内的第二速度范围正在工作(在区域62内显示为“5”)；并且车辆10以前进方向行驶(在区域64内显示为“F”)。类似地，图2F所示的显示器48表示在变速器14中第一传动比被使用(在区域60内显示为“1”)，并且多速度模式被致动(在区域62内显示为“5”)。但是，图2F所示的显示器48表示车辆10以倒退方向而非前进方向行驶(在区域64内显示为“R”)。

在工作期间，车辆10的操作员可通过操作速度范围选择器46来控制车辆10的速度，速度范围选择器46可构造成使得操作员能够选择更高和更低的速度范围。例如，可设置升档按钮或杆以用于在每次按下升档按钮时依次选择更高的速度范围，从而系统24将速度范围例如从第一速度范围改变至第二速度范围、至第三速度范围等等，直到为当前的工作模式(即，正常模式或多速度模式)选择了操作员所期望的速度范围或系统24的最大速度范围为止。相反地，可设置降档按钮或杆以用于在每次按下降档按钮时依次选择更低的速度范围，从而系统24将速度范围例如从较高的速度范围改变至下一个较低的速度范围等等，直到为当前的工作模式选择了操作员所期望的速度范围或系统24的最小速度范围为止。根据某些实施例，通过将升档或降档按钮保持在被按下的状态，系统24将依次升高或降低速度范围，直到为当前的工作模式选择了操作员所期望的速度范围或系统24的最大或最小速度范围为止。

根据某些实施例，车辆10可包括显示器48，例如，如图2A-2F和图3A-3C所示，显示器48构造成向操作员提供与动力装置12的输出(例如以rpm表示的输出速度)、在变速器14中当前所使用的传动比、系统24当前的工作模式、车辆10正在工作的特定传动比内的速度范围和/或车辆10的行驶方向相关的信息。

例如，当速度范围选择器46被操作而在速度范围之间改变时，传动比/速度范围模式显示部分58可构造成反映传动比、速度范围、工作模式和/或车辆行驶方向的变化。例如，图2A-2E示出在多速度工作模式下速度范围依次升高时的示例性显示器48。第一至第五前进速度范围依次用“1.5F”、“2.0F”、“2.5F”、“3.0F”和“3.5F”表示。例如，标识“1.5F”表示变速器14的第一前进传动比被使用并且系统24以多速度模式工作。标识“2.0F”表示变速器14的第二前进传动比被使用，系统24以多速度模式工作，并且用于第二传动比的第一速度范围被选择。标识“2.5F”表示变速器14的第二前进传动比被使用，系统24以多速度模式工作，并且用于第二传动比的第二速度范围被选择。对于标识“3.0F”和“3.5F”(例如见图2D和2E)，显示器48以类似的方式工作。对于例如带有标识如“1.5R”、“2.0R”、“2.5R”、“3.0R”和“3.5R”(例如见图2F)的倒退速度范围，显示器48可构造成以类似的方式显示信息。

如图3A-3C所示，当系统24以正常模式工作时，显示器48可显示标识如“1F”、“2F”和“3F”，分别表示在正常模式下(例如，通过在显示器48的区域62内省略标识“0”或“5”)以第一、第二和第三前进传动比工作。对于例如带有标识如“1R”、“2R”和“3R”(例如见图3C)的倒退速度范围，显示器48可构造成以类似的方式显示信息。

根据某些实施例，系统24可构造成控制车辆10的速度，使得车辆10基于在变速器14中选择的传动比和期望的地面速度在预定速度范围的一定范围内以基本上独立于动力装置12上的负荷的方式工作。例如，系统24可构造成将动力装置12的期望输出速度(例如以rpm计)确定为在变速器14中所使用的传动比和与地面速度相关的参数的函数。用于基本维持操作员的期望速度范围的期望的动力装置输出速度可例如基于在变速器14中所使用的传动比和变速器输出轴38的输出速度来确定。例如，传感器40可构造成向动力传动系控制模块30发送表示输出轴38的输出速度的信号，并且变速器14可构造成向动力传动系控制模块30发送表示所使用的传动比的信号。基于这些信号，系统24可构造成确定期望的动力装置输出速度(例如可通过传感器34在动力装置输出轴32上进行测量)，从而使车辆10以基本上独立于动力装置12上的负荷的方式在所选择的速度范围的一范围内的速度下工作。

根据某些示例性实施例，车辆10可包括一对地面接合履带20。某些这种车辆可能用在例如各种环境下和/或用于执行常常导致动力装置12承受在较大范围内变化的负荷的作业。例如，具有地面接合履带的车辆可能在具有陡峭斜坡的地形上工作。结果，操作员可操作这种车辆上坡或下坡，这会导致在下坡行驶时动力装置12上负荷很小或无负荷，或者导致在上坡行驶时负荷非常高。此外，具有地面接合履带的车辆可用于平地和/或拖拉重物，这会导致在动力装置12上产生高的和/或大范围地变化的负荷。

根据某些实施例，车辆10可包括将动力装置12可操作地连接到变速器14的变矩器16。变矩器16可构造成将动力从动力装置12例如经粘液耦合器转递至变速器14。通过粘液耦合器，动力装置12的输出轴32的输出速度不必与变速器14的输入轴36的速度相等。结果，当车辆10由于例如爬陡坡或拖拉重物承受负荷时，该负荷可经变速器14传递至变矩器16。为了维持车辆10的速度，动力装置12必须提高其输出速度以抵消由变矩器16传递至动力装置12的负荷。相反地，如果车辆10下陡坡行驶，则车辆10的重量趋于提高其下坡行驶速度。由车辆10的重量引起的正负荷可经变速器14传递至变矩器16。为了维持车辆10的速度，可控制动力装置12而降低其输出速度以抵消传递至变矩器16的正负荷。根据某些实施例，系统24可构造成即使在车辆10承受可能增加或降低车辆10的行驶速度的变化负荷时也基本维持期望的速度范围。

根据某些实施例，用于控制车辆速度的系统24可构造成通过将期望的动力装置输出速度确定为在变速器14中所使用的传动比和表示车速的参数(如变速器输出轴38的速度)的函数来基本维持操作员的期望速度范围。例如，期望的动力装置输出速度ω_dpp可根据下面的公式来确定：

ω_dpp＝m(v_v)+b；

其中m表示预定的常数，v_v表示车速，b与所选择的传动比和/或速度范围有关。例如，m可设定为等于-200，v_v可基于与车速相关的参数来测定，并且b可选择和/或计算为考虑最大和/或最小的期望动力装置输出速度和所选择的传动比和/或速度范围。例如，v_v可通过经传感器40测量变速器14的输出轴38的速度而确定。也可测量与车速相关的其它参数，例如驱动部件18的速度，和/或地面接合履带20的速度。根据某些实施例，v_v可借助于全球定位系统和/或经测量车速的车载雷达系统来确定。

在包括用于控制车速的系统24的某些实施例的车辆10的工作期间，操作员可例如通过动力装置速度开关42来选择系统24的正常工作模式或多速度工作模式。如果操作员选择正常模式，则系统24将向操作员提供与在变速器14中可获得的传动比数量相等的速度范围，并且操作员可通过速度范围选择器46来选择期望的速度范围。例如，操作员可按下升档或降档按钮，直到期望的速度范围被选定，这可由操作员借助于显示器48(例如见图3A-3C)来确定。一旦期望的速度范围被选定，系统24将控制车辆10的速度以使其在与所选定的速度范围相关的特定速度的一定范围内行驶。例如，系统24可构造成使得，一旦选定了期望的速度范围，则车辆10就在与所选定的速度范围相关的目标车速的例如约1kph以内行驶。此外，系统24可构造成使得，例如，只要动力装置12能够基本维持目标速度，则车辆10与动力装置12上所加的负荷无关地在目标车速的一定范围内行驶。

另一方面，如果操作员选择多速度模式，则系统24将向操作员提供比在变速器14中可获得的传动比数量更多的速度范围，并且操作员可通过速度范围选择器46来选择期望的速度范围。操作员可按下升档或降档按钮，直到期望的速度范围被选定，这可由操作员借助于显示器48(例如见图2A-2F)来确定。一旦期望的速度范围被选定，系统24将控制车辆10的速度以使其在与所选定的速度范围相关的特定速度的一定范围内行驶。例如，系统24可构造成使得，一旦选定了期望的速度范围，则车辆10就在与所选定的速度范围相关的目标车速的约1kph以内行驶。此外，系统24可构造成使得，例如，只要动力装置12能够基本维持目标速度，则车辆10与动力装置12上所加的负荷无关地在目标车速的一定范围内行驶。

根据某些实施例，车辆10可包括速度控制杆44，其例如可为减速踏板。速度控制杆44可用于例如在掉转车辆10的行驶方向之前减小动力装置12的输出速度。例如，如果车辆10是可能经常要在前进方向和倒退方向之间轮转切换的作业机械，则速度控制杆44可被操作(例如下压)以使动力装置12的速度在掉转方向之前减小。此外，速度控制杆44可被操作而减小动力装置12的输出速度，以便更易于在较受限的区域内操纵车辆10。

某些实施例可包括构造成使得操作员能够在车辆行驶方向在前进和倒退行驶方向之间切换时预先选择传动比的自动换档功能。例如，在可被操作成在前进和倒退行驶方向之间轮转切换的车辆10中，自动换档可允许操作员在从倒退行驶方向切换到前进行驶方向时预先选择用于自动选择的前进传动比，和/或在从前进行驶方向切换到倒退行驶方向时预先选择用于自动选择的倒退传动比。例如，操作员可预先选择第二前进传动比和第一倒退传动比，使得在操作员从前进行驶方向切换到倒退方向时，变速器14自动地选择所述第一倒退传动比，并且在操作员从倒退行驶方向切换到前进行驶方向时，变速器14自动地选择所述第二前进传动比。这些传动比是示例性的，并且系统24可构造成使得其它传动比被预先选择。根据某些实施例，可预先选择速度范围而非传动比，和/或可预先选择速度范围和传动比的组合(例如，可预先选择第四前进速度范围和第三倒退传动比)。

根据某些实施例，车辆10可包括在例如车辆10的行驶速度降到特定速度以下时使变速器14自动降档和/或将速度范围降低至更低设置的系统。这样的系统可用于提高生产率和/或可防止动力装置12经历会导致失速的速度不足的状况。

用于自动地降档和/或降低速度范围的系统的某些实施例可具有两种或更多种触发自动降档/速度范围降低的配置。例如，这样的系统可包括高配置和低配置。对于特定的传动比/速度范围，与系统在低配置下工作时相比，当在高配置下工作时，降档/速度范围降低会在更高的车速下发生(即，降档/速度范围会响应于车速的相对较小的降低而发生)。根据某些实施例，对于降档/速度范围降低的车速降低量可由操作员选择和/或可由系统24自动设定。根据某些实施例，用于自动地降档和/或降低速度范围的系统可手动地致动和/或停用。

鉴于本说明书和本文所公开的对实施例的实践，本发明的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书和所述示例应被看作仅仅是示例性的，本发明的真正范围由所附权利要求来指明。

Claims (10)

1、一种用于控制具有动力装置(12)和变速器(14)的车辆(10)的速度的系统(24)，该系统包括：

控制单元(26)，该控制单元构造成：

接收表示车辆速度的信号，

基于表示车辆速度的信号、表示所述变速器的传动比的信号和与所述传动比相关的期望车速来确定所述动力装置的期望输出速度，并且

向所述动力装置发送信号，以使所述动力装置以基本上独立于所述动力装置上的负荷大小的方式在基本维持所述期望车速的输出速度下工作。

2、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述表示车辆速度的信号包括表示所述变速器的输出速度的信号。

3、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变速器构造成选择性地提供多个传动比之一，并且所述系统构造成确定与每个传动比相关的至少一个期望车速。

4、如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制单元可操作以在所述系统的至少两种工作模式之间进行选择，并且所述系统的所述至少两种工作模式包括期望车速的数量等于传动比数量的第一模式和期望车速的数量大于传动比数量的第二模式。

5、如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括显示器(48)，所述显示器构造成提供表示与车辆行驶相关的状况的信息，其中与车辆行驶相关的状况包括所述动力装置的速度、由所述变速器提供的传动比、所述车辆的行驶方向和所述系统的工作模式中的至少一者。

6、如权利要求5所述的系统，其特征在于，与车辆行驶相关的状况包括由所述变速器提供的传动比和所述系统的工作模式。

7、如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述显示器构造成以基本上独立于所显示的所述系统的工作模式的方式显示由所述变速器提供的传动比。

8、一种车辆，包括：

如权利要求1所述的系统；

向所述车辆提供动力的动力装置；

可操作地连接到所述动力装置的变速器，所述变速器构造成传递由所述动力装置提供的动力以推进所述车辆；和

构造成推进所述车辆的驱动部件(18)。

9、如权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述变速器构造成选择性地提供多个传动比之一并且所述系统构造成确定与每个传动比相关的至少一个期望车速，并且所述控制单元可操作以在至少两种工作模式之间进行选择，且所述至少两种工作模式包括期望车速的数量等于传动比数量的第一模式和期望车速的数量大于传动比数量的第二模式。

10、一种用于控制具有动力装置(12)和变速器(14)的车辆(10)的速度的方法，该方法包括：

感测表示车辆速度的信号；

基于表示车辆速度的信号、表示由所述变速器提供的传动比的信号和与所述传动比相关的期望车速来确定所述动力装置的期望输出速度；

向所述动力装置发送信号，以使所述动力装置以基本上独立于所述动力装置上的负荷大小的方式在基本维持所述期望车速的输出速度下工作。

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