CN101842618A - 具有无级变速器的推进系统 - Google Patents

具有无级变速器的推进系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101842618A
CN101842618A CN200880114070A CN200880114070A CN101842618A CN 101842618 A CN101842618 A CN 101842618A CN 200880114070 A CN200880114070 A CN 200880114070A CN 200880114070 A CN200880114070 A CN 200880114070A CN 101842618 A CN101842618 A CN 101842618A
Authority
CN
China
Prior art keywords
propulsion system
operating parameter
stepless speed
speed variator
operator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880114070A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101842618B (zh
Inventor
K·L·达尔
B·D·霍夫
R·G·因格拉姆
M·A·小斯皮尔曼
B·B·施穆克
A·小玛蒂内兹
Y·赵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of CN101842618A publication Critical patent/CN101842618A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101842618B publication Critical patent/CN101842618B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/46—Automatic regulation in accordance with output requirements
    • F16H61/472—Automatic regulation in accordance with output requirements for achieving a target output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/46—Automatic regulation in accordance with output requirements
    • F16H61/478—Automatic regulation in accordance with output requirements for preventing overload, e.g. high pressure limitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/105—Output torque
    • B60W2710/1055—Output torque change rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/10—Longitudinal speed
    • B60W2720/106—Longitudinal acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H2061/66204—Control for modifying the ratio control characteristic
    • F16H2061/66218—Control for modifying the ratio control characteristic dependent on control input parameters other than ambient conditions or driver's choice

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Abstract

公开的一种实施方式涉及用于机器(10)的推进系统(12)。该推进系统可包括通过无级变速器(28)操作地连接到推进装置(20)的原动机(18)。该推进系统还可包括控制无级变速器的操作参数的推进系统控制装置(24)，控制无级变速器的操作参数可包括根据操作员输入调节操作参数。控制操作参数还可包括根据一个或多个操作条件确定用于操作参数的调节限制并且将该调节限制应用到所述操作参数，以根据所述一个或多个操作条件缓和所述机器的加速和/或颠簸。

Description

具有无级变速器的推进系统
技术领域
本发明涉及用于移动机器的推进系统，更具体地，涉及具有无级变速器的推进系统。
背景技术
很多移动机器包括具有多传动比变速器的推进系统，该多传动比变速器能够操作而以多个可选传动比的任意一个将来自原动机(例如发动机)的功率传递至推进装置(例如轮子)。一些多传动比变速器具有步进变速结构，这意味着该变速器具有能够传递功率的有限组离散的传动比。被称为无级变速器的其他多传动比变速器具有允许在连续范围上调节变速器传动比的结构。与无级变速器相关的优点包括将变速器输入速度与变速器输出速度分离以及能够通过此变速器迅速调节传动比、输出速度和扭矩输出量的能力。这可帮助推进系统满足操作员对移动机器行进速度进行突然改变的需求。但遗憾的是，无级变速器的快速调节能力会产生响应于操作员输入的不希望的突然调节的可能。
授予Ochiai的美国专利No.5931884(’884专利)公开了一种控制无级变速器的方法，该方法包括计算无级变速器的传动比变化时的变化率上限。’884专利表达了如下关注：一些用于无级变速器的控制策略可能由于过快地改变无级变速器的传动比而在特定情形下产生不希望的减速并由此在无级变速器的输出轴处引起负扭矩。为了处理这种关注，’884专利的控制方法涉及计算无级变速器的传动比发生改变但不引起其输出扭矩降到零或者零以下时的最大变化率。’884专利的控制方法将这个计算的最大变化率作为无级变速器传动比调节的限制，由此防止了由于无级变速器的快速调节引起的减速。
尽管’884专利的控制方法涉及计算并施加无级变速器传动比改变的变化率限制，但其仍具有一些缺点。例如，由’884专利的控制方法施加的调节限制在所有情形下会以相同方式限制加速。因此，’884专利无法认识到希望的加速限制是根据各种操作条件变化的。
本发明的推进系统和控制方法解决上述的一个或多个问题。
发明内容
公开的一种实施方式涉及用于机器的推进系统。该推进系统可包括通过无级变速器操作地连接到推进装置的原动机。该推进系统还可包括控制无级变速器的操作参数的推进系统控制装置，控制无级变速器的操作参数可包括根据操作员输入调节操作参数。控制操作参数还可包括根据一个或多个操作条件确定用于操作参数的调节限制并且将该调节限制应用到所述操作参数，以根据所述一个或多个操作条件缓和所述机器的加速和/或颠簸。
另一种实施方式涉及推进具有推进系统的机器的方法。该推进系统可包括通过无级变速器操作地连接到推进装置的原动机和推进系统控制装置。所述机器还可具有一个或多个其他机器系统。所述方法可包括利用无级变速器将来自原动机的功率传递至推进装置，同时利用推进系统控制装置控制无级变速器的第一操作参数。利用推进系统控制装置控制第一操作参数可包括根据操作员输入调节第一操作参数。利用推进系统控制装置控制第一操作参数还可包括根据一个或多个其他机器系统的一个或多个第二操作参数确定用于第一操作参数的调节限制。另外，利用推进系统控制装置控制第一操作参数还可包括将所述调节限制应用于第一操作参数。
公开的又一种实施方式涉及用于机器的推进系统。该推进系统可包括通过无级变速器操作地连接到推进装置的原动机。另外，推进系统还可包括至少部分地通过控制无级变速器的操作参数控制机器的加速和颠簸的推进系统控制装置。控制无级变速器的操作参数可包括根据操作员输入调节操作参数。另外，控制操作参数可包括通过确定用于操作参数的调节限制并将该调节限制应用于操作参数来限制机器的加速和/或颠簸，所述调节限制根据机器行进方向和操作员要求的行进方向中的至少一个来确定。
附图说明
图1是具有根据本发明一种实施方式的推进系统的机器的示意图；
图2是表示根据本发明一种实施方式的控制方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了具有根据本发明一种实施方式的推进系统12的移动机器10。除了推进系统12，移动机器10可具有多种其他系统，包括但不限于转向系统14和工具16。
推进系统12可包括原动机18、推进装置20、传动系22和推进系统控制装置24。原动机18可以是能够操作以提供用于推进移动机器10的功率的任何类型的部件。例如，原动机18可以是柴油发动机、汽油发动机、气体燃料驱动的发动机或者涡轮发动机。原动机18可具有用于供应旋转机械功率的旋转输出构件26。原动机18还可包括原动机控制装置44。原动机控制装置44可包括能够操作以控制原动机18的一个或多个操作方面的任何部件。在一些实施方式中，原动机控制装置44可包括原动机控制器46，其操作地连接到各种传感器和/或致动器(未示出)，用于监测和控制原动机18。原动机控制器46可包括一个或多个处理器(未示出)和一个或多个存储装置(未示出)。
推进装置20可包括能够操作以通过接收来自推进系统12的一个或多个其他部件的功率来推进移动机器10并将该功率应用到移动机器10周围环境的任何类型的部件。例如，如图1所示，推进装置20可包括轮子。推进装置20还可包括除了轮子或代替轮子的多种其他类型的装置，包括但不限于履带单元和/或推进器。
传动系22可包括能够操作以将来自原动机18的功率传递至推进装置20从而推进移动机器10的任何部件。例如，传动系22可包括连接在原动机18和推进装置20之间的无级变速器28、传动轴30、差速单元32和半轴34。无级变速器28可具有旋转输入构件36和旋转输出构件38。旋转输入构件36可直接或间接连接到原动机18的旋转输出构件26。传动轴30、差速单元32和半轴34可将旋转输出构件38连接到推进装置20。
无级变速器28可具有允许在旋转输入构件36和旋转输出构件38之间传递功率，同时允许旋转输入构件36与旋转输出构件38的速度比在连续范围上改变的任何结构。在一些实施方式中，无级变速器28可具有并行连接在旋转输入构件36和旋转输出构件38之间的机器功率传递路径40和液压功率传递路径42。机器功率传递路径40可包括连接在旋转输入构件36和旋转输出构件38之间的行星齿轮组48。旋转输入构件36例如可直接或间接连接到行星齿轮组48的太阳齿轮上，行星齿轮组48的行星架可直接或间接连接到旋转输出构件38。
液压功率传递路径42可包括液压泵50、液压马达52和用于将液压泵50泵出的液压流体输送至液压马达52的流体传输系统56。流体传输系统56可包括各种管道、阀门、容器和/或其他已知的液压部件。液压泵50可连接到旋转输入构件36。液压马达52例如可连接到行星齿轮组48的齿圈。旋转输入构件36、液压马达52和旋转输出构件38与行星齿轮组48的这种连接使旋转输入构件36的速度、液压马达52的速度以及旋转输出构件38的速度相互依赖。
无级变速器28还可包括连接在行星齿轮组48和旋转输出构件38之间的反向机构80。反向机构80可具有引起旋转输出构件38沿与旋转输入构件36相同的方向旋转的一个操作状态，反向机构80可具有引起旋转输出构件38沿与旋转输入构件36相反的方向旋转的另一操作状态。因此，反向机构80的一个操作状态可允许移动机器10沿正向72推进，反向机构80的另一操作状态可允许移动机器10沿反向74推进。反向机构80可具有包括但不限于以各种方式布置的齿轮、带轮、链轮、链条和/或离合器的功率传递部件的多种组合。
无级变速器28还可包括变速器控制装置54。变速器控制装置54可包括能够操作来控制无级变速器28的一个或多个操作参数的任何部件。变速器控制装置54例如可包括操作地连接到无级变速器28的各个部件的变速器控制器58。变速器控制器58可包括一个或多个处理器(未示出)和一个或多个存储装置(未示出)。变速器控制器58可以以使变速器控制器58能够控制液压马达52的速度和功率输出的方式操作地连接到液压功率传递路径42的一个或多个部件。变速器控制器58例如可以以使变速器控制器58能够控制液压泵50的排量和液压马达52的排量的方式操作地连接到液压泵50和液压马达52。通过控制液压马达52的操作速度和功率输出，变速器控制器58可控制旋转输入装置36与旋转输出装置38的速度比以及旋转输出构件38的速度和扭矩输出。变速器控制器58还可操作地连接至反向机构80，使得变速器控制器58可控制旋转输出构件38是沿与旋转输入构件36相同的方向还是沿与其相反的方向旋转。
推进系统控制装置24可包括原动机控制装置44、变速器控制装置54、主控制器60以及移动机器10的操作员界面62的一个或多个操作员输入装置。主控制器60可包括一个或多个处理器(未示出)和一个或多个存储装置(未示出)。主控制器60可接收来自各个源的信息。
在一些实施方式中，主控制器60可接收来自推进系统控制装置24的操作员输入装置的输入。这些操作员输入装置例如可包括正向/中间/反向选择器66、加速踏板68和减速踏板70。移动机器10的操作员可选择正向/中间/反向选择器66的“正向”操作状态来要求移动机器10沿正向72推进。反之，操作员可选择正向/中间/反向选择器66的“反向”操作状态来要求移动机器10沿反向74推进。替代地，操作员可选择正向/中间/反向选择器66的“中间”操作状态来要求推进系统12既不沿正向72也不沿反向74推进移动机器10。
当正向/中间/反向选择器66位于其正向或反向操作状态时，加速踏板68和减速踏板70可允许操作员指示他希望推进系统12沿所选方向多快地推进移动机器10。加速踏板68可产生指示操作员将其从其缺省位置压下多远的信号76。类似地，减速踏板70可产生指示操作员将其从缺省位置压下多远的信号78。通常，主控制器60可将加速踏板68更多的下压看作是沿所选方向增加速度的要求，而将减速踏板70更多的下压看作是沿所选方向减小速度的要求。在一些实施方式中，主控制器60可综合考虑信号76、78作为操作员所希望的推进速度的指示。在这些实施方式中，由于信号76、78之间的关系限定了希望的推进速度，主控制器60可考虑减速踏板70的任何下压至少部分抵消加速踏板68的任何下压，反之亦然。
除了操作员输入装置，各种其他部件和/或系统可向主控制器60提供信息。例如，速度/方向传感器82可向主控制器60提供指示移动机器10的行进速度的信号以及移动机器10是沿正向72还是沿反向74行进的信号。主控制器60还可接收来自各种其他传感器(未示出)的信号，这些传感器包括但不限于其他速度/方向传感器、位置传感器、压力传感器和/或温度传感器。
主控制器60还可操作地连接到原动机控制装置44和变速器控制装置54。例如，主控制器60可与原动机控制装置44的原动机控制器46以及变速器控制装置54的变速器控制器58通信地连接。这可允许主控制器60通过从原动机控制器46和变速器控制器58接收信息和向原动机控制器46和变速器控制器58发送控制指令来协调原动机18和无级变速器28的控制。
推进系统12并不局限于图1所示的结构。例如，无级变速器28可具有不同的结构。无级变速器28可包括图1中没有示出的部件，和/或，无级变速器28可省略图1中所示的一个或多个部件。在一些实施方式中，无级变速器28可包括用于机器功率传递路径40的各个部分和/或无级变速器28的其他部分内的传动比离散变化的装置。另外，在一些实施方式中，代替液压功率传递路径42，无级变速器28可具有与机器功率传递路径40并行的电功率传递路径。这种实施方式的无级变速器28可包括分别代替液压泵50、液压马达52和流体传输系统56的发电机、电马达和电功率传输路线。
另外，在一些实施方式中，无级变速器28可不具有并行功率传递路径。例如，无级变速器28可具有一个机器功率传递路径。替代地，无级变速器28可以是传统的液压静力变速器。类似地，无级变速器28可仅包括具有直接或间接连接到旋转输入构件36的发电机和直接或间接连接到旋转输出构件38的电马达的电功率传递路径。
传动系22还可具有连接在原动机18的旋转输出构件26和推进装置20之间的不同于图1所示的无级变速器28。例如，传动系22可包括连接在无级变速器28的旋转输入构件36和原动机18的旋转输出构件26之间的各种另外部件，包括但不限于一个或多个离合器、流体连接器、齿轮、带轮、皮带、链轮和链条。类似地，传动系22可具有连接在无级变速器28的旋转输出构件38和推进装置20之间的另外的功率传递部件，和/或，传动系22可省略传动轴30、差速单元32和半轴34中的一个或多个。
另外，推进系统控制装置24可具有不同的结构。例如，结合或者代替正向/中间/反向选择器66、加速踏板68和减速踏板70，推进系统控制装置24可包括操作员可以用来指示其希望推进系统12推进移动机器10的一个或多个方面的各种其他操作员输入装置。另外，推进系统控制装置24可省略原动机控制器46、变速器控制器58和主控制器60中的一个或多个。此外，推进系统控制装置24可包括各种其他类型的控制部件，例如除了原动机控制器46、变速器控制器58和主控制器60之外或者代替其中的一个或多个的硬连接控制线路。
转向系统14可包括能够操作以在移动机器10沿正向72或反向74进行时控制其是否转弯、沿哪个方向转弯以及转弯紧急程度的任何部件。例如，转向系统14可包括转向致动器84和转向系统控制装置86。在转向系统控制装置86的控制下，转向致动器84可以各种方式与移动机器10的其他部件相互作用，以控制移动机器10是否转弯，沿哪个方向转弯以及转弯的紧急程度。在一些实施方式中，转向致动器84可控制移动机器10的前轮88相对于推进装置20的方向。
转向系统控制装置86例如可包括致动器控制装置90、操作员界面62的转向输入装置92以及主控制器60。致动器控制装置90可包括能够操作以控制转向致动器84的操作的任何部件。转向输入装置92可包括操作员能够用以指示其希望使移动机器10如何转向的任何部件。例如，转向输入装置92可包括操作杆。主控制器60可操作地连接到转向输入装置92和致动器控制装置90。因此，主控制器60可基于来自转向输入装置92的信息间接控制转向致动器84。
转向系统14并不局限于图1所示的结构。转向系统14可采用控制前轮88的方向来使移动机器10转弯之外的方法。例如，转向系统14可以滑移转向方式使移动机器10转向。另外，转向系统14可具有直接连接到致动器控制装置90的转向输入装置92，而不是使主控制器60根据来自转向输入装置92的信息控制致动器控制装置90。此外，在一些实施方式中，转向系统14可省略转向致动器84和转向控制装置90，而要求操作员来提供力以使移动机器10转向。
工具16可以是能够执行除了推进移动机器10之外的一项或多项任务的任何类型的装置。例如，如图1所示，工具16可以是前端装载机。工具16可包括驱动它的一个或多个致动器94，移动机器10可包括用于控制致动器94以控制工具16的工具控制装置96。工具控制装置96可包括操作员界面62的工具输入装置98、致动器控制装置100和主控制器60。工具输入装置98可包括操作员可用以指示其想要如何操作工具16的任何部件，包括但不限于一个或多个手柄、踏板和/或按钮。致动器控制装置100可包括能够操作以控制致动器94的任意部件。主控制器60可操作地连接到工具输入装置98和致动器控制装置100，使得主控制器60可通过致动器控制装置100控制致动器94，以根据来自工具输入装置98的输入操作工具16。
工具16和工具控制装置96并不局限于图1所示的结构。例如，工具16可以是除了前端装载机之外类型的工具，诸如挖掘工具、吊车、爆破工具等。工具控制装置96可具有直接连接到致动器控制装置100的工具输入装置98，而不是采用主控制器60来根据来自工具输入装置98的信息控制致动器控制装置100。另外，工具控制装置96可包括工具输入装置98之外的其他工具输入装置(未示出)。
移动机器10并不局限于图1所示的结构。例如，移动机器10可具有以不同方式布置的推进系统12、转向系统14和工具16。移动机器10还可包括图1所示的各种系统。在一些实施方式中，移动机器10可包括除了工具16外的其他工具。替代地，移动机器10可省去工具16。类似地，移动机器10可省去转向系统14。
工业实用性
推进系统12可用于推进任何移动机器10。原动机18可提供功率以通过使无级变速器28的旋转输入构件36随旋转输出构件26旋转来推进移动机器10。无级变速器28可将该功率的至少一部分从旋转输入构件36传递至旋转输出构件38。推进装置20可接收旋转输出构件38输出的功率并将该功率应用至移动机器10周围的环境，由此推进移动机器10。
尽管推进系统12以此方式推进移动机器10，推进系统控制装置24可控制移动机器10的加速方向和大小以及移动机器10的颠簸(加速度变化速率)。为此，推进系统控制装置24可控制推进系统12的各种操作参数，包括但不限于原动机18的一个或多个操作参数和/或无级变速器28的一个或多个操作参数。例如，推进系统控制装置24可通过调节无级变速器28和/或原动机18的操作控制无级变速器28的旋转输出构件38输出多少功率，以控制旋转输出构件38的速度和扭矩输出。
通常，推进系统控制装置24可根据操作员输入控制旋转输出构件38提供的功率(以及由此移动机器10的加速度和颠簸)。例如，当操作员要求速度增加或减小时，推进系统控制装置24可根据需要的速度增加或减小大小以一定量调节旋转输出构件38的扭矩输出。类似地，当移动机器10沿正向72或反向74行进且操作员操作正向/中间/反向选择器66来要求相反方向推进时，推进系统控制装置24可改变旋转输出构件38输出的扭矩。在这种情形下，推进系统控制装置24例如可以调节无级变速器28和/或原动机18的操作来改变旋转输出构件38输出的扭矩方向，从而首先使移动机器10减速至停止然后再使其沿新要求的正向72或反向74加速。当响应操作员要求的这种方向转换而改变旋转输出构件38输出的扭矩方向时，推进系统控制装置24可至少部分地根据来自加速踏板68和减速踏板70的信号76、78来控制输出扭矩的大小。
然而，推进系统控制装置24可响应于操作员需要的加速、减速和方向转换，在对无级变速器28和/或原动机18进行的调节上施加限制。通过施加这样的限制，推进系统控制装置24可避免过度的加速和颠簸。如下面详细解释的，推进系统控制装置24可以以在不同情形下不同地限制移动机器10的加速和/或颠簸的方式施加这种限制。这样，推进系统控制装置24可在操作员预期和希望推进系统12的强烈响应的情形下允许较高水平的加速和颠簸，同时在操作员不期待或希望这种强烈操作的情形下将加速和颠簸限制为较小值。
推进系统控制装置24可在不同情形下采用多种方法来限制移动机器10的加速和/或颠簸。图2示出了推进系统控制装置24为了该目的可以使用的控制方法的一种实施方式。在该示例性方法中，推进系统控制装置24可持续监控与推进有关的操作员输入的改变(步骤102)。当推进系统控制装置24检测到有关推进的操作员输入的改变时，推进系统控制装置24可根据操作员输入的所述改变为无级变速器28的操作参数确定目标调节(步骤104)。例如，推进系统控制装置24可响应有关推进的改变的操作员输入为旋转输出构件38输出的功率这一参数确定目标调节。在一些实施方式中，推进系统控制装置24可响应增加的加速、增加的减速和/或方向转换的操作员要求确定对旋转输出构件38的扭矩输出的目标调节。
同时，推进系统控制装置24可根据一个或多个操作条件为无级变速器28的操作参数确定调节限制(步骤106)。该调节限制例如可以是对操作参数变化速率的限制，诸如对旋转输出构件38的扭矩输出的变化速率的限制。在为操作参数计算目标调节和调节限制后，推进系统控制装置24可确定目标调节是否超过调节限制(步骤108)。如果没有超过，则推进系统控制装置24可以目标量调节操作参数(步骤110)。另一方面，如果目标调节超过了调节限制，则推进系统控制装置24不执行目标调节，而是施加该条件限制并将操作参数调节至调节限制(步骤112)。通过限制旋转输出构件38的扭矩输出的改变速率或者旋转输出构件38输出的功率的一些其他参数，推进系统控制装置24可限制移动机器10的加速和/或颠簸。由此，通过以上述方式确定并应用调节限制，推进系统控制装置24可根据用于确定调节限制的一个或多个操作参数来缓和移动机械10的加速和/或颠簸。
通过根据一个或多个操作条件计算调节限制，推进系统控制装置24可根据当前的情形量体定制对移动机器10的加速和/或颠簸的调节限制和相关限制。推进系统控制装置24可使用各种操作条件来确定调节限制。在一些实施方式中，推进系统控制装置24可至少部分地根据移动机器10正在沿正向72还是沿反向74行进来确定调节限制。在所有其它因素相同时，如果移动机器10正在沿正向72行进，则推进系统控制装置24可将调节限制设定得比其正在沿反向74行进的高。
推进系统控制装置24还可至少部分地根据操作参数的目标调节涉及旋转输出构件38处的扭矩输出的量是增加还是减小来确定调节限制。在一些实施方式中，当所有其他因素相同时，如果对操作参数的目标调节涉及旋转输出构件38处的扭矩输出量的增加，则与操作参数的目标调节涉及旋转输出构件38处的扭矩输出量的减小相比，推进系统控制装置24可设定低的调节限制。操作员可发现，旋转输出构件38处输出扭矩的相对急剧减小比旋转输出构件38处输出扭矩的相对急剧增加更易接受。
在一些实施方式中，为了确定调节限制，推进系统控制装置24可结合移动机器10正在加速还是减速来考虑行进方向。换句话说，推进系统控制装置24可根据移动机器10是否正在(1)沿正向72行进并加速，(2)沿正向72行进并减速，(3)沿反向74行进并加速，或(4)沿反向74行进并减速来设定调节限制。推进系统控制装置24可为这四种不同情形的每一种区别地设定调节限制。
推进系统控制装置24还可至少部分地根据操作员要求的行进方向是否与移动机器10的实际行进方向匹配来设定调节限制。如上面讨论的，当移动机器10沿正向72或反向74行进时，操作员可改变正向/中间/反向选择器66的操作状态来要求相反方向的推进，此时要求的行进方向通常与实际行进方向并不匹配。当操作员做出这种方向转换的要求时，推进系统控制装置24可确定与当移动机器10的实际行进方向与要求的行进方向匹配时不同的调节限制。在一些实施方式中，当所有其它因素均相同时，与实际行进方向与要求的行进速度匹配时相比，推进系统控制装置24可在实际行进方向与要求的行进方向并不匹配时设定较高的调节限制。
推进系统控制装置24还可根据移动机器10的行进速度确定调节限制。例如，在一些实施方式中，当所有其它因素均相同时，推进系统控制装置24可在移动机器10的行进速度增加时设定较低的调节限制。
推进系统控制装置24还可至少部分地根据推进系统12之外的一个或多个系统的一个或多个操作条件确定调节限制。例如，推进系统控制装置24可至少部分地根据转向系统14的一个或多个操作参数设定调节限制，例如指示移动机器10是否转弯和转弯的紧急程度的操作参数。在一些实施方式中，当所有其它因素均相同时，移动机器10转弯得越急，推进系统控制装置24可以设定的调节限制越低。另外，推进系统控制装置24可至少部分地根据工具16的一个或多个操作参数确定调节限制。例如，在工具16是前端装载机的实施方式中，推进系统控制装置24可根据操作员将其铲斗提升有多高来设定调节限制。
推进系统控制装置24可利用上面讨论的因素和/或各种其他操作条件的各种组合来确定调节限制。在一些实施方式中，推进系统控制装置24可始终利用相同的因素来确定调节限制。替代地，推进系统控制装置24在确定调节限制时可仅在一些时候使用一个或多个因素。
推进系统控制装置24可以用来在不同情形下限制移动机器10的加速和/或颠簸的方法并不局限于上面讨论的示例。例如，推进系统控制装置24可执行调节限制与用来确定调节限制的操作条件之间的不同关系。另外，推进系统控制装置24可通过对旋转输出构件38输出的扭矩之外的无级变速器28的操作参数设定调节限制来限制移动机器10的加速和/或颠簸。此外，在确定和施加调节限制时，推进系统控制装置24可以以不同次序执行图2所示的动作和/或执行除了图2所示的动作之外或替代这些动作的其它动作。
本领域技术人员可以认识到，在不脱离本发明范围的条件下可以对公开的推进系统和控制方法进行各种修改和变型。通过考虑说明书和这里公开的推进系统和控制方法的实践，本发明的推进系统和控制方法和其他实施方式对于本领域技术人员来说是清楚的。说明书和示例应当仅被认为是示例性的，本发明的真正范围由权利要求书及其等同范围指明。

Claims (10)

1.一种用于机器(10)的推进系统(12)，包括：
原动机(18)，其通过无级变速器(28)操作地连接到推进装置(20)；和
推进系统控制装置(24)，其控制所述无级变速器的操作参数，这种控制包括：
根据操作员输入调节所述操作参数，并
根据一个或多个操作条件确定用于所述操作参数的调节限制并且将该调节限制应用于所述操作参数，以根据所述一个或多个操作条件缓和所述机器的加速和/或颠簸。
2.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述一个或多个操作条件包括所述机器行进的方向(72)。
3.根据权利要求2所述的推进系统，其中，所述一个或多个操作条件包括所述机器的操作员要求推进的方向(72)。
4.根据权利要求2所述的推进系统，其中，所述一个或多个操作条件包括根据操作员输入的操作参数调节是增大还是减少小所述无级变速器的扭矩输出。
5.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述一个或多个操作条件包括所述机器的操作员要求推进的方向(72)。
6.根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述一个或多个操作条件包括根据操作员输入的操作参数调节是增大还是减小所述无级变速器的扭矩输出。
7.一种推进机器(10)的方法，所述机器具有推进系统(12)和一个或多个其他机器系统(14)，所述推进系统具有通过无级变速器(28)操作地连接到推进装置(20)的原动机(18)、推进系统控制装置(24)，所述方法包括：
利用所述无级变速器将来自所述原动机的功率传递至所述推进装置，同时利用所述推进系统控制装置控制所述无级变速器的第一操作参数，这种控制包括：
根据操作员输入调节所述第一操作参数，
根据所述一个或多个其他机器系统的一个或多个第二操作参数确定用于所述第一操作参数的调节限制，以及
将所述调节限制应用于所述第一操作参数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中：
所述一个或多个其他机器系统包括转向系统(14)；且
根据所述一个或多个其他机器系统的一个或多个第二操作参数确定用于所述操作参数的调节限制包括根据所述转向系统的操作参数确定用于所述操作参数的调节限制。
9.根据权利要求7所述的方法，其中：
所述一个或多个其他机器系统包括工具(16)；且
根据所述一个或多个其他机器系统的一个或多个第二操作参数确定用于所述操作参数的调节限制包括根据所述工具的操作参数确定用于所述操作参数的调节限制。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，确定用于所述操作参数的调节限制包括除了根据所述一个或多个其他机器系统的一个或多个第二操作参数外还根据所述推进系统的一个或多个第三操作参数来确定该调节限制。
CN2008801140702A 2007-10-31 2008-10-29 具有无级变速器的推进系统 Expired - Fee Related CN101842618B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/979,208 US8321105B2 (en) 2007-10-31 2007-10-31 Propulsion system with a continuously variable transmission
US11/979,208 2007-10-31
PCT/US2008/012247 WO2009058282A1 (en) 2007-10-31 2008-10-29 Propulsion system with a continuously variable transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101842618A true CN101842618A (zh) 2010-09-22
CN101842618B CN101842618B (zh) 2013-06-05

Family

ID=40303769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801140702A Expired - Fee Related CN101842618B (zh) 2007-10-31 2008-10-29 具有无级变速器的推进系统

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8321105B2 (zh)
JP (1) JP5744519B2 (zh)
CN (1) CN101842618B (zh)
DE (1) DE112008002936T5 (zh)
WO (1) WO2009058282A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8321105B2 (en) * 2007-10-31 2012-11-27 Caterpillar Inc. Propulsion system with a continuously variable transmission
EP2815152A1 (en) 2012-02-15 2014-12-24 Dana Limited Transmission and driveline having a tilting ball variator continuously variable transmission
US9212743B2 (en) * 2012-05-29 2015-12-15 Gm Global Technology Operations, Llc Containment control for a continuously variable transmission
US9556941B2 (en) 2012-09-06 2017-01-31 Dana Limited Transmission having a continuously or infinitely variable variator drive
US9556943B2 (en) 2012-09-07 2017-01-31 Dana Limited IVT based on a ball-type CVP including powersplit paths
JP6247690B2 (ja) 2012-09-07 2017-12-13 デーナ リミテッド 出力連結動力経路を有するボール式ｃｖｔ
US9002595B2 (en) 2012-11-01 2015-04-07 Caterpillar Inc. Torque and speed control in a machine with continuously variable transmission
US8795133B2 (en) 2012-11-01 2014-08-05 Caterpillar Inc. Event-based retarding in a machine with a continuously variable transmission
US8545368B1 (en) 2012-11-01 2013-10-01 Caterpillar Inc. Regulation of a machine with a continuously variable transmission and service brakes
US8585543B1 (en) 2012-11-01 2013-11-19 Caterpillar Inc. Speed control for a machine with a continuously variable transmission
US9169926B2 (en) 2012-11-01 2015-10-27 Caterpillar Inc. System and method of operating a machine having a continuously variable transmission
US8849527B2 (en) 2012-11-01 2014-09-30 Caterpillar Inc. Speed control for a machine with a continuously variable transmission
WO2014159756A2 (en) 2013-03-14 2014-10-02 Dana Limited Continuously variable transmission and an infinitely variable transmission variatory drive
JP2016520782A (ja) 2013-06-06 2016-07-14 デーナ リミテッド ３モード前輪駆動および後輪駆動連続可変遊星トランスミッション
US10030751B2 (en) 2013-11-18 2018-07-24 Dana Limited Infinite variable transmission with planetary gear set
EP3332152A4 (en) * 2015-08-07 2019-03-20 Dana Limited CONTROL SYSTEM FOR A STEP-FREE GEAR
JP2018525585A (ja) * 2015-08-11 2018-09-06 ダナ リミテッド ボールバリエータ無段変速機を持つ車両用の油圧速度比の制御方法
US10197157B2 (en) 2016-01-25 2019-02-05 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a continuously variable transmission

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5671137A (en) * 1994-02-18 1997-09-23 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Response control system for hydrostatic-mechanical transmissions
US20060150809A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Shah Vaibhav H Method of slowing a hydrostatic drive work machine
US20060150624A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Shah Vaibhav H Directional shift in hydrostatic drive work machine
US20060155448A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Shah Vaibhav H Upshift in hydrostatic drive work machine

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61119856A (ja) 1984-09-25 1986-06-07 Toyota Motor Corp 無段変速機を備えた車両の駆動力制御装置
JPS62146737A (ja) * 1985-12-23 1987-06-30 Fuji Heavy Ind Ltd 無段変速機の制御装置
JPH0765666B2 (ja) 1986-02-18 1995-07-19 日産自動車株式会社 無段変速機の制御装置
US4853858A (en) 1986-02-13 1989-08-01 Nissan Motor Co., Ltd. Control for continuously variable transmission
JPH03168467A (ja) * 1989-11-24 1991-07-22 Nissan Motor Co Ltd 変速機の制御装置
JP2621655B2 (ja) * 1990-11-30 1997-06-18 トヨタ自動車株式会社 車両用ベルト式無段変速機の制御装置
US6404158B1 (en) * 1992-04-22 2002-06-11 Nartron Corporation Collision monitoring system
JP3194109B2 (ja) 1992-11-11 2001-07-30 ヤンマー農機株式会社 移動農機
JP3519798B2 (ja) * 1994-09-26 2004-04-19 株式会社クボタ 作業車の自動変速構造
JP3505831B2 (ja) * 1995-01-31 2004-03-15 マツダ株式会社 自動変速機の変速比制御装置
US5722500A (en) * 1995-10-12 1998-03-03 Nissan Motor Co., Ltd. Continuously variable transmission control apparatus
JP3477954B2 (ja) * 1995-11-17 2003-12-10 日産自動車株式会社 無段変速機の変速制御装置
JP3475639B2 (ja) 1996-03-07 2003-12-08 日産自動車株式会社 無段変速機の変速制御装置
GB2333334B (en) 1997-03-07 1999-09-01 Nissan Motor Shift control apparatus for continuously variable transmission
US6246940B1 (en) 1997-07-11 2001-06-12 Nissan Motor Co., Ltd. Speed change controller for automatic transmission
JP3751754B2 (ja) 1998-07-24 2006-03-01 日産自動車株式会社 無段変速機の変速制御装置
JP2000233668A (ja) 1999-02-16 2000-08-29 Toyota Motor Corp 車両の振動抑制装置
DE19908250A1 (de) 1999-02-25 2000-08-31 Zahnradfabrik Friedrichshafen Übersetzungsregelung eines stufenlosen Automatgetriebes
US6042502A (en) * 1999-04-08 2000-03-28 Caterpillar Inc. Method and apparatus for generating velocity commands in response to rapid changes in operator inputs
JP2002192989A (ja) * 2000-12-26 2002-07-10 Yanmar Agricult Equip Co Ltd 移動農機
DE10164490A1 (de) 2001-12-29 2003-07-10 Bosch Gmbh Robert Steuerschaltung und Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals zur Steuerung eines stufenlos verstellbaren Umschlingungsgetriebes
US6909953B2 (en) * 2002-06-05 2005-06-21 Nissan Motor Co., Ltd. Shift control of continuously-variable transmission
JP2004011728A (ja) 2002-06-05 2004-01-15 Nissan Motor Co Ltd 無段変速機の変速制御装置
KR100534683B1 (ko) * 2002-09-05 2005-12-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 모터에 의한 충격 방지방법
US6909959B2 (en) * 2003-03-07 2005-06-21 Stephen James Hallowell Torque distribution systems and methods for wheeled vehicles
JP2005180514A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Iseki & Co Ltd トラクタの変速装置
US7247122B2 (en) * 2005-01-12 2007-07-24 Caterpillar Inc. Downshift in hydrostatic drive work machine
JP2007046774A (ja) 2005-07-15 2007-02-22 Yamaha Motor Co Ltd 無段変速機の制御装置及びそれを備えた車両
US8321105B2 (en) * 2007-10-31 2012-11-27 Caterpillar Inc. Propulsion system with a continuously variable transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5671137A (en) * 1994-02-18 1997-09-23 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Response control system for hydrostatic-mechanical transmissions
US20060150809A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Shah Vaibhav H Method of slowing a hydrostatic drive work machine
US20060150624A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Shah Vaibhav H Directional shift in hydrostatic drive work machine
US20060155448A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Shah Vaibhav H Upshift in hydrostatic drive work machine

Also Published As

Publication number Publication date
US8571774B2 (en) 2013-10-29
US8321105B2 (en) 2012-11-27
US20130080005A1 (en) 2013-03-28
US20090112424A1 (en) 2009-04-30
DE112008002936T5 (de) 2010-09-16
WO2009058282A1 (en) 2009-05-07
JP2011502234A (ja) 2011-01-20
CN101842618B (zh) 2013-06-05
JP5744519B2 (ja) 2015-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101842618B (zh) 具有无级变速器的推进系统
KR101260419B1 (ko) 스포츠 및 이코노미 모드를 포함한 하이브리드 변속기의 고정속도 작동
JP4977037B2 (ja) 動力列制御方法及び装置
CN100532173C (zh) 用于控制汽车并联变速器上换档的方法和装置
CN109094354B (zh) 提供无缝切换的多模式无限可变传动装置
CN101209707B (zh) 用于车辆驱动系统的控制装置
CN111795083A (zh) 变速器离合器制动控制系统
WO2009045326A2 (en) Cvt control system having variable power source speed
CN102741591B (zh) 自动变速器的控制装置
CN108204432B (zh) 多模式无限式无级变速传动装置
CN112744210A (zh) 具有变速器瞬时功率提升功能的动力控制系统
US8666618B2 (en) Machine control system implementing application-based clutch modulation
AU2012352562B2 (en) Machine control system
CN106594268A (zh) 控制无级变速器的方法和装置
KR20180061028A (ko) 차량의 조향에 영향을 미치기 위한 브레이크 및 변속기 시스템 및 그 방법의 이용
CN101476508A (zh) 能够拒绝发动机速度请求的传动系控制系统
US20090187318A1 (en) Machine control system implementing speed-based clutch modulation
US10495219B2 (en) High drivability control for CVT tractors
AU2018274870B2 (en) Propulsion control system with varying aggressiveness of response
CN209012400U (zh) 动力传动系统和动力机械
US8118706B2 (en) Machine having a multiple-ratio transmission
JPH10311412A (ja) 車両用変速機の変速制御装置
CN101606007A (zh) Cvt控制系统
JPH07149160A (ja) 油圧駆動式装軌車両の発進時直進補正制御装置
US20080171632A1 (en) Electric input clutch for a vehicle and method for using the same

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130605

Termination date: 20161029