CN104334930B - 变速传动装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动力总成(100)，该动力总成包括发动机(101)、具有连接至发动机输出轴(234)的第一输入的传动装置(107)以及变速器(105)。变速器(105)包括连接至发动机输出轴(234)的泵(204)和连接至传动装置(107)的第二输入的马达(206)。泵(204)具有能够根据响应于命令信号(246)的泵致动器(202)的位置而确定的可变设置。控制器(113)被设置为至少部分地通过向泵致动器(202)提供命令信号(246)来控制变速器(105)的操作。命令信号(246)基于操作员命令(258)和补偿项来确定，该补偿项取决于与泵速度和马达速度之间的速度比(304)相关的参数以及泵致动器(202)的流动特性的相关函数(324)。
Description
技术领域
本发明总体涉及车辆或机器传动装置，更具体地，涉及具有液压操作的变速器的无级变速传动装置。
背景技术
各种车辆或机器诸如轮式装载机在其发动机和传动装置之间的动力总成中使用变矩器。在机器移动时，该变矩器可以锁定或非锁定模式使用，这就为可能遇到相对固定障碍物的一些机器提供了期望的转矩控制特征。例如，轮式装载机可用铲斗推动一堆物料，松土机可能遇到大石块等等。例如，当开始接触障碍物时，依靠变矩器打滑来提供传动装置输出转矩控制优势，因为它使得限制传动装置输入转矩并降低发动机迟滞问题发生的可能性，诸如发动机速度不足或停转。然而，当与其他动力传动方法诸如无级变速传动装置(CVT)相比时，则发现变矩器打滑和其他损耗增加了机器的总体燃料消耗。
CVT提供无级变速转矩能力，该能力是在传统的变矩器/传动装置动力总成上的改进。典型的CVT采用提供无级变速转矩或速度传动能力的转矩控制元件。一种已知的用于机器的CVT的应用体现为分离式转矩传动装置，包括由双路输入驱动的传动系：一路输入为转矩或速度控制的输入，诸如来自液压变速器，并且另一路输入为来自发动机的直接动力输入。这两路输入在包括驱动传动装置的各种齿轮比的输出的行星齿轮装置中相结合。
在分离式转矩传动装置中，期望精确地控制变速器使得所产生的系统操作快速地跟踪操作员输入。例如，对于操作员输入的响应滞后时间可导致在系统的预期操作和实际操作之间存在暂时的差异，该差异可导致换挡性能变差从而引起操作员不适、系统低效、和/或增加传动系磨损。在一些情况下，这样的时间迟滞可导致发动机速度不足和/或停转。换句话说，CVT的高效性体现在燃油经济性方面，还已知对操作员命令响应相对较慢的原因在于操作员命令和变速器乃至传动装置的操作上的改变之间的时间延迟，这些是已知存在的。在具有CVT辅助动力总成的机器诸如轮式装载机遇到障碍物时，这些时间延迟是尤其明显的。在此类情况下，在停止向障碍物移动的操作员命令和机器运转中的实际改变之间的延迟可导致发动机的速度不足甚至是停转。
过去提出各种解决方案来改进CVT传动装置的响应。一个此类实例存在于2011年4月14日公布的美国专利申请公布号2011/0087411 A1(“Fuller”)中。Fuller描述了用于控制机械变速器设备的电子控制器。在Fuller的系统中，通过相对于时间对控制压力要求进行微分来改进CVT响应，例如通过数字上对压力要求进行微分并将该微分乘以一系数来获得补偿值。应用该补偿值来修改发送至液压阀门装置的控制压力要求，该液压阀门装置控制变速器的反作用转矩并且在该传动装置的控制方案中本质上以命令信号的导数类型项进行操作。尽管以这种方式获得的补偿值通过抵消固有的系统阻尼在改进传动装置的控制稳定性方面可能是有效的，但它在遇到固定障碍物时尤其在解决发动机速度不足问题上不起作用，因为它取决于操作员命令的变化率，而操作员命令的变化率可根据特定操作员的驱动方式改变从而在所有条件下提供不可预知的系统操作响应。
发明内容
在一方面，本发明描述了一种动力总成。该动力总成包括发动机、具有连接至发动机输出轴的第一输入的传动装置，以及变速器。该变速器包括连接至发动机输出轴的泵和连接至该传动装置的第二输入的马达。该泵具有能够通过响应于命令信号的泵致动器的位置而确定的可变设置。控制器与发动机、传动装置和变速器相关联。该控制器被设置为至少部分地通过向泵致动器提供命令信号来控制变速器的操作。该命令信号基于操作员命令和补偿项来确定，该补偿项取决于与泵速度和马达速度之间的速度比有关的参数的相关函数和泵致动器的流动特性。
在另一方面，本发明描述了无级变速传动装置。该无级变速传动装置包括与传动装置相关联的变速器。该变速器包括具有能够通过响应于命令信号的泵致动器的位置而确定的可变设置的变速器泵。变速器马达由变速器泵驱动并连接至传动装置的输入。控制器被设置为至少部分地通过向泵致动器提供命令信号来控制变速器的操作。命令信号基于操作员命令和补偿项来确定，该补偿项基于泵速度和马达速度之间的速度比的导数与泵致动器的流动特性的相关函数来确定。
在另一方面，本发明描述了一种用于改进包括与传动装置相关联的变速器的无级变速传动装置的瞬态转矩响应的方法。在一实施例中，该变速器包括通过响应于来自控制器的命令信号的泵致动器控制的变量泵。该泵操作连接至传动装置的输入的马达。该方法包括基于操作员命令信号确定用于控制器中的泵致动器的闭环命令信号，该操作员命令信号表示传动装置的期望转矩输出。实时地计算泵速度和变速器的马达速度之间的速度比的导数以及通过变速器的泵致动器的液压流体流量。基于相关函数确定用于泵致动器的补偿命令信号，该相关函数基于速度比的导数和液压流体流量确定补偿命令信号。将闭环命令信号与补偿命令信号结合成经补偿的命令信号，并将该经补偿的命令信号提供给泵致动器。
附图说明
图1为根据本发明的机器动力总成的示意图。
图2为根据本发明的变速器控制系统的示意图。
图3为根据本发明的控制器的框图。
图4为根据本发明的控制器的一个实施例的框图。
图5为根据本发明的控制变速器的方法的流程图。
图6为根据本发明的控制器的另选实施例的框图。
具体实施方式
本发明涉及车辆和机器的动力总成，更具体地，涉及包括与无级变速传动装置(CVT)联合操作的变速器的动力总成。动力总成100的示意图在图1中示出。动力总成100包括发动机101，该发动机在所示实施例中充当系统的原动机，但也可使用诸如电动机之类的其他原动机。发动机101连接至主液压泵103并对其进行驱动。主液压泵103可用于操作机器的许多部件和系统，诸如致动器、工作用具等。在所示实施例中，动力总成100使用来自主液压泵103的液压动力来操作机器的推进系统的各种功能。因此，将来自主液压泵103的液压动力提供给变速器105。将来自变速器105和来自发动机101的机械动力提供给传动装置107。发动机101还以已知方式机械地驱动变速器105的部件。这样，传动装置107以已知的方式接收双路动力输入，一路来自变速器105并且另一路来自发动机101。尽管这里示出基于液压动力的系统，但也可使用诸如电力或机械之类的其他类型的动力传动装置。
与传动装置联合操作的变速器的各种实例存在于美国专利申请序列号13/407,280和13/407,311中，该两者全文以引用方式并入本文。在此类结构的典型实例中，变速器的输出连接至行星齿轮组的环形齿轮。发动机输入连接至附加的行星齿轮装置的行星齿轮。当来自两个行星齿轮装置的太阳齿轮和第一行星齿轮装置的行星齿轮的输出用于以各种传动比运转齿轮时，附加的行星齿轮装置的环形齿轮连接至第一行星齿轮装置的行星齿轮。在操作期间，以在传出和传入齿轮之间约为零的相对速度执行各种正反向齿轮比之间的转换。为此，当机器或车辆固定(尽管发动机向第二行星齿轮装置的行星齿轮提供旋转输入)时，变速器用于调节第一行星齿轮组的环形齿轮的速度使得输出构件的组合速度可以为零转速。因此当动力总成激活时，变速器在两个方向上以可变速度运行。
在所示实施例中，变速器105为包括变速器泵109和变速器马达111的静液压式变速器，但也可使用其他类型的变速器。在操作期间，发动机驱动变速器泵109，该变速器泵具有可变排量能力并且操作以使流体循环通过变速器马达111。动力总成100包括用于监测和控制各种系统以及与其相关联的部件的操作的控制器113。可以设想，尽管图1所示的系统为分离式转矩系统，但也可使用其他类型的系统来替代。例如，所公开的原理在简单的直接串联的静液压式系统内也将提供有益效果，在静液压式系统中发动机驱动的泵提供流体以操作连接至传动装置的输入或输出端的马达。
动力总成100中的动力源于发动机101。发动机101通过直接输入向传动装置107和变速器泵109提供动力，并且还向主液压泵103提供动力。主液压泵103通过流体供给线路将流体提供至变速器105。系统的动力输出由传动装置107提供。在操作期间，控制器113接收来自发动机101、变速器105和传动装置107的操作数据。控制器113响应于该数据并根据用户输入以及与操作目的和/或条件相关的潜在的其他信息来控制发动机101、变速器105和传动装置107的操作。
与之前提出的系统不同，本发明涉及用于改进变速器响应的系统和方法，其通过在瞬态转矩事件期间除前馈项之外还提供补偿项来以更少地取决于操作员命令的特定变化率并且更多地取决于施加于系统的负载率的方式控制变速器的操作。在使用所描述系统时，可取决于特定操作员控制输入的不可预知的操作通过基于变速器内的物理参数执行瞬态变速器控制来避免。这样，系统精确度和响应时间能够在现有的控制方法上改进，尤其是在极端条件下操作时诸如在机器遇到固定障碍物时。在一个实施例中，补偿项基于变速器速度比来确定，该速度比表示变速器的操作状态。在另选的实施例中，补偿项基于变速器速度比的导数来确定，该速度比的导数表示流入和流出与变速器相关联的液压致动器的液压流体流量，该液压致动器被配置为基于施加于双动式活塞上的压力差来改变变速器设置。这些实施例中的每个实施例在以下段落中进一步详述。
为了说明与本发明的一个实施例相关联的结构，包括用于基于旋转斜盘致动器202中施加的控制压力差来提供可变输出转矩的变速器200的横截面的示意图在图2中示出。变速器200包括泵204和马达206。泵204包括可变角度旋转斜盘208，该旋转斜盘208的角度由旋转斜盘致动器202设置。在所示的实施例中，旋转斜盘208相对于输入轴210可枢转地连接。随在此体现为线性致动器的致动器202改变位置并在双连杆机构214上推拉，旋转斜盘208相对于输入轴210的中心线212的角度α是可调节的。尽管示出具有连杆机构的线性致动器，但还设想到可使用诸如旋转致动器之类的其他致动器类型。
在图2的简化图示中，泵204包括形成多个孔218的筒体216。孔218彼此平行延伸并且围绕驱动轴中心线212以圆形模式以等角进行布置。泵筒216可用花键联接并附接以随输入轴210旋转。每个孔218相互地接纳连接至杆222的活塞220，该杆具有定长并且被驱使相对于外壳216沿着单一的方向轴向移动。杆222可滑动地啮合旋转斜盘208，这样随着筒体216旋转，并且旋转斜盘208被以一角度相对于输入轴212设置，这导致活塞220在孔218内往复运动并使得多个往复的活塞泵推拉流体。为简单起见，其他流体回路部件例如流体冷却器、储液罐等已从图2的图示中省略。活塞在相应孔内的移动范围以及因此移动的流体量和体积取决于旋转斜盘的角度。为了简单起见，诸如对应于每个孔218的进给阀门和排出阀门、流体入口或出口、储液罐、促使活塞220回到一个位置或另一位置的弹簧之类的其他结构也未在图2中示出。
马达206以与泵204类似的形式构建为包括多个活塞224，每个活塞设置在形成于马达筒228内的孔226内。连杆230使马达活塞224与马达旋转斜盘232相连，该旋转斜盘在所示实施例中示出为具有固定角度但也可另选地具有可变角度。马达旋转斜盘232固定于可旋转输出轴234周围。马达筒228连接并布置为随输出轴234旋转，使得输出轴234在承压流体提供至马达孔226时旋转。为此，高压流体线路236使泵204的孔218与马达206的孔226互连以用于在两者间的可变压力和体积下的流体输送。与高压流体线路236相关联的压力传感器(未示出)被配置为提供相对于存在于这些线路中的流体压力的压力读数或压力差读数。
在操作期间，例如通过发动机101(图1)使输入轴210旋转，而泵204的旋转斜盘208相对于输入轴210中心线212以一角度α设置而不是垂直设置，泵活塞220被移动以形成通过流体线路236的承压流体流动。所提供通过流体线路236的流体的压力和/或流量取决于泵旋转斜盘208的倾斜或角度。来自线路236的流体使得相应的马达活塞224移动从而连杆230的末端移动马达筒228使得输出轴234旋转。输出轴234旋转速度和方向取决于角度α，该角度继而取决于前述旋转斜盘致动器202的位置。输出轴234的转矩随着施加于泵旋转斜盘208的净力变化。应理解，高压流体线路236内的流体压力以及移动泵筒216所需的力将取决于穿过变速器的转矩。
在所示实施例中，旋转斜盘致动器202体现为作用于在活塞的两个相对面上施加的液压差的双向致动活塞。具体地，活塞孔238可滑动地接纳通过两弹簧偏向于中心位置的活塞240。施加于活塞204两侧的流体压力差连同弹簧的弹簧弹力和通过泵204施加在旋转斜盘208上的驱动负载一起将产生对活塞240的净力，该净力能够被平衡以供稳态操作并且在维持或改变旋转斜盘208的角度α时通过适当调节活塞240两端的压力差能够在一个方向或另一方向上被克服。应注意，尽管示出双头活塞，但也可使用任何其他液压致动器配置，例如在两个不同方向上推进的分离式气缸，或者还可使用不同类型的致动器诸如电气致动器。
在移动致动器202时，受到压力的流体可被迫进入或离开活塞240的相应侧。在所示实施例中，在致动器活塞240的任一侧致动的流体压力由两个电子压力调节阀门(ePRV)242控制。每个ePRV242从承压流体源244吸入流体并将足够的该流体的一部分分流至储液罐(未示出)以在其出口处达到期望压力，即在活塞240的相应侧上的孔238内达到期望压力。源242处的承压流体可通过主液压泵103(图1)来提供或可另选地通过与机器100相关联的任何其他适当的泵送装置来提供。从每个ePRV242分流而来的流体返回到排水管或储液罐(未示出)。
尽管通过所示实施例中的控制器113(也在图1中示出)监测并控制两个ePRV242的操作，但也可使用不同的、独立的控制器。控制器113通过适当的通信线路向与每个ePRV242相关联的致动器248提供阀门命令信号246。压力传感器250被设置为监视每个ePRV242出口处的液压流体压力并向控制器113提供压力信号252。控制器113还接收由与致动器202相关联的排量传感器256所提供的泵排量信号254。
尽管并非直接地变速器200的一部分，但图2的图示示出通过控制器113接收的一些附加的输入。具体地，控制器113接收操作员信号258和发动机信号262，该操作员信号通过手动或自动地操作以设置机器的地面行进速度和方向的控制设备260来提供，该发动机信号表示发动机101(也在图1中示出)的各种操作参数。还可使用其他信号。具体地，对于变速器200的操作，控制器113接收由输入速度传感器266提供的输入速度信号264和由输出速度传感器270提供的输出速度信号268。如图所示，虽然输入速度信号264表示泵输入轴210的输入速度并且输出速度信号268表示马达轴234的输出速度，但也可使用变速器200或传动装置107(图1)内的其他旋转部件的速度来代替。
控制器113至少基于该控制器在其内操作的变速器和系统的各种输入被配置为向ePRV242提供改进动力总成100(图1)的转矩响应的适当命令，特别是在需要快速转矩改变来避免或最小化发动机速度不足的操作条件下，诸如在松土机遇到坚硬土地、装载机用铲斗推动一堆物料时等。在一个实施例中，控制器通过适当地执行操作员命令-变速器致动器前馈流量补偿控制策略实现此目的，其中变速器致动器位置是基于操作员的命令信号和用于解决致动器响应中的延迟的补偿项来改变的。在一方面，致动器延迟可能是由流体流入或流出变速器致动器所导致的，这些预期在瞬间发生，此时致动器必须移位以解决变速器两端所施加的变化转矩。当流体流入或流出变速器致动器时，相应的ePRV242处的流体压力将下降或上升，这将转而影响变速器致动器202两端的压力差。稳定流体流动从而稳定致动器202两端的压力差所需的时间大体上促成变速器对改变转矩条件的响应上的时间迟滞。用于增加或减少向每个ePRV242提供的相应的命令信号的补偿项在大体上抵消在瞬态转矩期间的变速器致动器202中的压力波动是有效的，从而改进系统性能。在一个实施例中，通过使变速器致动器流动与变速器速度比相关的查找表来提供前馈项。此外，可基于变速器速度比的变化率来计算补偿项，其为表示流入和流出致动器的流体的方向和总量的参数并被操纵以产生转换为抵消致动器内的任何迟滞效应所需的电流的流动力。
图3为适于在控制器113内操作的瞬态转矩控制300的框图。如图所示，控制300接收各种输入信号，对这些和其他信号进行处理并且向系统部件和系统提供命令。更具体地，控制器300接收表示变速器的当前操作状态的输入速度信号264和输出速度信号268(图2)。控制300还接收泵排量信号254，该信号表示变速器的作为从泵流向马达的流体流动的指示的泵排量设置。另选地，除一个或多个压力信号之外还可替换或输入泵排量信号254，该一个或多个压力信号表示连接变速器泵和变速器马达的高压流体线路236内的流体压力，该变速器马达与通过变速器的转矩有关。
在这种情况下，泵致动器的两侧上的流体压力还以压力信号252的形式提供给控制器(图2)。还提供操作员命令258，其表示机器的与适当函数(未示出)的变速器设置相关的期望地面速度。基于这些输入，控制300计算并将前馈调节的命令信号246提供至每个ePRV致动器248。应理解，为命令信号246作用于的致动器202的相应侧调整两个命令信号246中的每一个，使得可预期两个信号246在变速器致动器202的位置改变时的大多数时间是不同。
用于确定命令信号246中的一个的具体实施方式在图4所示的框图中示出。这里，输入速度264和输出速度268提供至分配器函数302，该分配器功能计算速度比304。速度比304表示变速器的输入速度与输出速度比。ePRV上游某处的受控的液压系统压力作为系统压力信号306来提供。还提供相应的ePRV下游的压力信号252，同样提供泵位置设置254。还提供命令信号258。
在操作期间，每个ePRV的功能通过将泵设置用作反馈的闭环控制方案来完成。另选地，致动器的稳态位置的闭环控制可基于存在于变速器200的高压流体线路236中的推流体压力和拉流体压力之间的压力差，如图2所示。在示出的实施例中，泵设置254提供至转换函数308，该转换函数将泵设置254转换为相应的ePRV的经测量的、经确定的或实际的压力状态310。期望的操作员命令258和实际压力状态310之间的设置差或误差312在差函数314处计算并作为输入提供至控制装置316。如此处所示，尽管控制装置316为标准的比例、积分和微分(PID)项控制器，但可使用任何其他类型的控制器。控制装置316提供闭环控制信号318。
与确定闭环控制信号318同时进行，还对开环或前馈控制信号320进行确定，该信号在求和点322处被添加至闭环控制信号318以提供总控制信号246(图2)，该总控制信号进而提供至相应的ePRV致动器248。换句话说，提供至每个ePRV的命令信号包括闭环控制信号和开环信号，该闭环控制信号操作以实现对应于操作员命令的期望压力设置，该开环信号的影响为暂时的并且有助于ePRV克服系统阻尼效应和快速响应操作员命令。
确定开环信号320包括将相应的ePRV的速度比304和压力信号252、系统压力306和实际泵设置254提供至多维相关函数324。在图4中，函数324体现为多维查找表，但也可使用其他类型的相关或确定函数。相关函数324用控制信号的预定值来填充，这些预定值足以克服系统的可能存在于特定速度比、致动器流量和泵设置状态下的任何阻尼效应。用这种方法，在操作期间，可充分增大命令信号以克服或至少最小化系统的任何惯性效应以允许该系统对改变操作条件进行快速响应。本文有利地使用变速器速度比、ePRV上的压力差和泵设置来使前馈项相关联，因为这些参数共同表示系统所承载的负荷以及液压流体通过系统的流量。已确定系统操作的流动相关的方面为例如由流体通过各种系统部件的压力和流量损失所导致的系统的惯性效应的主要因素。
可通过利用附加的机器或系统参数进一步优化针对特定操作条件的变速器的瞬态响应。例如，在希望优化低地面速度下的系统操作以更有效地避免发动机速度不足时，可基于机器的地面速度326任选地进一步修改前馈项320，其在图4中以虚线示出。在示出的可选实施例中，将地面速度326提供至一维函数327。函数327在乘法器329处提供施加于前馈控制信号320的比例因子328。比例因子328可被预先确定并预编程到函数327中以根据机器的速度提供前馈项的选择性地增强或减弱效果。例如，在低地面速度下可增强该效果以提供快速控制响应并避免发动机速度不足。类似地，在较高发动机速度下，例如可通过提供小于一的比例因子来减弱该效果以提供平滑换挡，这是因为在较高地面速度下发动机速度不足的可能性较低。
确定命令信号246的控制器600的另选实施例在图6的框图中示出。在该实施例中，变速器的输入速度264和输出速度268提供至分配器函数302，该函数计算速度比304。速度比导数项602在函数604处基于速度比304进行计算。速度比304的导数项602表示液压流体流入或流出变速器致动器202(图2)的流量。导数602提供至可另选地体现为函数的表606。表606使导数602和补偿参数608相关。该相关可通过以下步骤来确定：实验式地将导数602转换为特定系统的实际流体流量和方向，修正系统的特定几何结构的流体流量和用于系统中的特定ePRV，计算系统的等同流孔面积，确定导致特定系统处于这些和/或其他类似参数的流动力，以及最后使流动力与应提供至ePRV的电流相关以抵消流动力进而抵消流体在致动器内的压力损失。尽管填充在表606中的各种值可实验式地进行确定，但还可另选地在操作期间在包括特定流体流动方程的函数、基于模型的算法或任何其他适当的计算设备中对它们进行实时计算。
稳态操作期间的命令信号246基于存在于将变速器马达和泵互连的流体线路234(图2)内的高/低压力之间的压力差610来提供。之后出现于变速器中的压力差610和压力差定位点612之间的误差614在微分器616处计算。误差614作为输入提供至控制装置316。如此处所示，控制装置316为标准的比例、积分和微分(PID)项控制器，但也可使用任何其他类型的控制器。控制装置316提供闭环控制信号318。闭环控制信号318提供至加法器函数322，并在此处与补偿参数608相结合。当在稳态条件下操作时，补偿参数608可大体上为零使得命令信号246约等于闭环控制信号318。在存在瞬态转矩的情况下，导数项602将变为非零，这将使非零补偿项608从表606中提供出来。
可通过利用附加的机器或系统参数进一步优化针对特定操作状态的变速器的瞬态响应。例如，当希望在低地面速度下优化系统操作以更有效地避免发动机速度不足时，可基于机器的地面速度326任选地进一步修改补偿参数608，其在图6中以虚线示出。在所示的可选实施例中，将地面速度326提供至一维函数327。函数327在乘法器329处提供施加于补偿参数608的比例因子328。比例因子328可被预先确定并预编程到函数327中以根据机器的速度提供前馈项的选择性地增强或减弱效果。例如，在低地面速度下可增强该效果以提供快速控制响应并避免发动机速度不足。类似地，在较高发动机速度下，例如可通过提供小于一的比例因子来减弱该效果以提供平滑换挡，这是因为在较高地面速度下发动机速度不足的可能性较低。
工业实用性
本发明适用于具有变速器的动力总成，更具体地，适用于液压致动的变速器。用于改进变速器的瞬态响应的方法的流程图在图5中示出。在执行该方法时，假定变速器的速度比响应于来自控制器的控制信号，而不论变速器在本质上是液压的、机械的或是电气的。此外，所公开的方法可在离散时间操作或另选地可连续操作。因此，在502处接收与变速器的期望设置相关的或可能与其相关的期望设置信号。在504处测量或另外地确定变速器的实际设置，并且在506处比较两个信号。当506处的比较指示出设置上的变化已被命令时，在508处确定基于闭环控制方案的第一命令信号。
同时，在510处获取表示变速器系统的当前惯性状态的一组参数。该组参数可包括变速器的速度比、变速器的速度比的导数、液压流体压降和/或通过控制变速器设置的阀门的流速、流入和流出变速器致动器的液压流体流量、液压系统压力、地面速度、传动速度和/或齿轮设置等。在512处基于第二命令信号和在510处所获取的一组参数中的一个或多个之间的相关性来确定第二命令信号。在514处基于第二命令信号调节第一命令信号，并且在516处将集合命令信号提供至变速器致动器。在一个实施例中，在514处的调节包括将第二命令信号作为第一命令信号的前馈项加至该第一命令信号。
应理解，以上描述提供所公开系统和技术的实例。然而，还设想到本发明的其他具体实施可在细节上与前述实例有所不同。本发明或其实例的所有引用旨在引用针对某点所讨论的特定实例，而并不旨在更一般地隐含有关本发明范围的任何限制。关于某些特征的区分和贬低的所有用语旨在指示这些特征并非优先选择，但并非将此类特征完全排除于本发明的范围中，除非另有说明。
除非本文另有说明，本文取值范围的叙述仅仅旨在用作个别地提及每个单独值落在范围内的便捷方法，并且每个单独值并入说明书如同在本文单独对其叙述。本文所述所有方法可以任何适当顺序来执行，除非本文另有说明或与上下文另有明显抵触。
Claims (10)
1.一种用于机器的动力总成(100)，包括：
发动机(101)，其具有输出轴(234)；
传动装置(107)，其具有连接至所述发动机(101)的所述输出轴(234)的第一输入；
变速器(105)，其包括连接至所述输出轴(234)的泵(204)和连接至所述传动装置(107)的第二输入的马达(206)，所述泵(204)具有能够根据响应于总控制信号的泵致动器(202)的位置而确定的可变设置；
控制器(113)，其与所述发动机(101)、所述传动装置(107)和所述变速器(105)相关联，所述控制器(113)被设置为至少部分地通过向所述泵致动器(202)提供所述总控制信号来控制所述变速器(105)的操作，所述总控制信号基于操作员命令(258)、补偿项(320)和比例因子(328)来确定，所述补偿项取决于使用与泵(204)速度和马达(206)速度之间的速度比(304)相关的参数的相关函数(324)，所述比例因子(328)取决于作为控制参数的机器的地面速度，使得比例因子(328)在低地面速度下增强变速器的控制响应以避免发动机速度不足，并在高地面速度下减弱变速器的控制响应以提供平滑换档。
2.根据权利要求1所述的动力总成(100)，其中，所述泵致动器(202)包括活塞(240)，所述活塞能够至少部分地通过在所述活塞(240)的两侧施加于孔(238)的第一液压和第二液压之间的差在所述孔(238)内移动，所述第一液压能够由第一阀门(242)设定并且所述第二液压能够由第二阀门(242)设定，所述第一阀门和第二阀门分别响应于来自所述控制器(113)的第一命令信号和第二命令信号(246)。
3.根据权利要求2所述的动力总成(100)，其中，基于所述操作员命令(258)对所述命令信号(246)的确定是通过在所述控制器(113)内提供闭环控制(300)来完成的，所述闭环控制(300)具有表示传动装置转矩输出的参数作为反馈。
4.根据权利要求2所述的动力总成(100)，其中，所述相关函数(324)包括将所述速度比(304)的导数(602)的值和所述泵致动器(202)的流动特性的值制表的查找表(606)。
5.根据权利要求4所述的动力总成(100)，其中，所述流动特性为表示流入或流出所述泵致动器(202)的液压流体的参数。
6.根据权利要求4所述的动力总成(100)，其中，所述流动特性为表示流过所述第一阀门和第二阀门中的至少一个的流体的参数。
7.根据权利要求1所述的动力总成(100)，其中，所述补偿项进一步取决于表示所述传动装置(107)的输出轴(234)的速度的参数。
8.根据权利要求1所述的动力总成(100)，还包括主液压泵(103)，该主液压泵(103)连接至所述发动机(101)并提供流至所述泵致动器(202)的液压流体。
9.一种用于改进如前述权利要求中的任一项所述的动力总成(100)中的传动装置(107)的瞬态转矩响应的方法，包括：
基于操作员命令(258)信号确定用于所述控制器(113)中的所述泵致动器(202)的闭环命令信号(318)，所述操作员命令(258)信号表示所述传动装置(107)的期望转矩输出；
实时地计算泵(204)速度和所述变速器(105)的马达(206)速度之间的速度比(304)的导数(602)；
基于所述速度比(304)的所述导数(602)计算流入或流出所述变速器(105)的所述泵致动器(202)的液压流体流量；
基于相关函数(324)确定用于所述泵致动器(202)的补偿命令信号(320)，所述相关函数基于所述液压流体流量确定所述补偿命令信号(320)；
将所述闭环命令信号(318)与所述补偿命令信号(320)结合成经补偿的命令信号(246)；以及
向控制所述泵致动器(202)内的压力的阀门(242)提供所述经补偿的命令信号(246)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述经补偿的命令信号(246)代表所述闭环命令信号(318)与补偿命令信号(320)之和，其中所述补偿命令信号(320)还基于所述传动装置(107)所安装到的机器的地面速度(326)，并且其中基于所述相关函数(324)确定所述补偿命令信号(320)包括将所述补偿命令信号(320)插入表(606)中，该表由相对于每个所述速度比(304)和所述液压流体流量的值域的补偿命令信号(320)值来填充。
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