CN104854381A - 与无级变速器相关联的虚拟齿轮的切换 - Google Patents

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Abstract

一种系统和方法涉及一种具有传动系(108)的机器(100)，该传动系(108)包括与多个虚拟齿轮比相关联的无级变速器(CVT)(110)。为了在多个虚拟齿轮比之间切换，机器(100)可以包括可在多个不同位置之间移动的操作者输入装置(240)。第一位置(260)可以与空档位置相关联，在该空档位置中没有发生虚拟齿轮比的切换。所述操作者输入装置(240)的第二位置(262)可以与用于在虚拟齿轮比之间切换的第一增加率相关联。第三位置(264)可以与用于在虚拟齿轮比之间切换的第二增加率相关联，所述第二增加率不同于第一增加率。

Description

与无级变速器相关联的虚拟齿轮的切换
技术领域
本发明一般涉及一种配备有无级变速器(CVT)的机器，并更具体地涉及一种适合于以一个或多个离散的虚拟齿轮比运行的CVT。
背景技术
许多机器使用变速器将原动机或动力源(例如内燃发动机)的输出连接到从动元件或装置(例如轮子或作业工具)。传统变速器通常包括一个或多个固定的、可选择性接合的齿轮比，所述齿轮比可以增加或降低原动机的速度并通常以反比关系增加或降低扭矩。特定齿轮比通常对应于从动装置的离散的和已知的速度范围，这样使得选择特定齿轮比将能够使从动装置在该速度范围之内运行。相应地，改变期望速度和/或扭矩可能需要改变齿轮比，这可以分步控制方式进行，即齿轮增速传动或齿轮减速传动。这些机器的许多操作者已习惯于使用传统变速器，因为它们在操作机器、特别是操作从动装置方面提供了可靠性和可重复性。例如，操作者可以了解高档位更好地适用于高速低阻行进，而低档位更好地适用于牵引操作或加速。
最近，一些制造商已经为某些机器配备无级变速器(CVTs)，代替常规的基于齿轮的变速器。相对于来自原动机的任何给定输入，CVT提供无限范围或连续范围的扭矩-速度输出比。换句话说，CVT的输出可在连续范围内以几乎无限小的增量增加或降低。因而，CVT不接合特定的离散齿轮比，以确定或控制其输出。然而，一些操作者已经表达了对CVT的不适，因为它们缺乏常规的基于齿轮的变速器的可选择和可预测的齿轮比。
转让给本申请的受让人的美国专利No.7,641,588(“′588专利”)描述一种改善或减少操作者对CVTs的不适和不熟悉的方法。根据′588专利，电子的或计算机辅助的控制器可与CVT和/或原动机操作性地相关联。控制器配置为在操作者可选择性地接合的多个离散的预定的速度范围所提供的不同的输出范围之内调节那些装置的操作。因而′558专利提供与常规变速器中采用的实际齿轮比类似的虚拟齿轮比。本发明涉及虚拟齿轮研究方法与CVT的进一步实施和协调以及改善配备有这些能力的机器的用户可操作性。
发明内容
在一个方面，本发明描述了一种调节具有CVT的机器的速度输出的方法。CVT与多个虚拟齿轮比相关联。该方法记录操作者输入装置从第一位置至第二位置的移动。作为响应，该方法以第一增加率在来自多个虚拟齿轮比中的虚拟齿轮比之间切换。该方法可以进一步记录操作者输入装置从第二位置至第三位置的移动。响应于记录，该方法可以以第二增加率在来自多个虚拟齿轮比中的虚拟齿轮比之间切换。
在另一个方面，本发明描述了包括CVT以及在多个位置之间可移动的操作者输入装置的机器。该机器也包括与操作者输入装置通信且配置成依照多个虚拟齿轮比控制CVT的控制器。控制器进一步使操作者输入装置的第一位置与空档位置相关联；操作者输入装置的第二位置与第一增加率相关联；以及操作者输入装置的第三位置与第二增加率相关联；
在又一个方面，本发明描述了一种调节与多个虚拟齿轮比相关联的CVT的方法。虚拟齿轮比可以选自多个虚拟齿轮比。该方法可以记录来自操作者输入装置的第一操作者输入信号，作为响应，可以增加在第一速率下选择的虚拟齿轮比。该方法还可以记录来自操作者输入装置的第二操作者输入信号，作为响应，可以增加在第二速率下选择的虚拟齿轮比。
附图说明
图1是移动式机器的示意性侧视图，该移动式机器具有通过中间CVT连接到从动元件的原动机动力源。
图2是机器的操作站的局部透视图，该机器包括用于操作机器的不同的可以接近的、操作者致动的控制装置和输入。
图3是机器的传动系的示意图，该机器包括CVT和控制器的一个实施例，该控制器适合于使用多个虚拟齿轮比来操作CVT。
图4是控制图或表的一个实施例的图示，该控制图或表用于使与CVT相关联的多个虚拟齿轮比与机器的速度相关。
图5是操作者控制装置的透视图，该操作者控制装置包括多位置虚拟齿轮移位器，用于在多个虚拟齿轮比之内切换虚拟齿轮比。
图6是图5的虚拟齿轮移位器的截面图，其描述了与多位置滑杆开关相关联的多个可选择的不同位置。
图7是说明了用于使用图5的虚拟齿轮移位器在多个虚拟齿轮比之中切换的可能的程序或过程的流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种配备有无级变速器(CVT)的机器，所述无级变速器可操作地连接到从动元件并将来自原动机动力源的机械动力传递给从动元件。CVTs有时可称为无限变速式无级变速器(ITVs)，然而，本发明涉及上述两种变速器以及任何相似类型的变速器，而与命名无关。如本文所用的，术语“机器”可指执行与工业(例如采矿、建筑、农业、运输，或本领域已知的任何其他工业)相关联的一些操作的任何类型的机器。此外，工具可连接到机器。这样的工具可用于各种工作任务(包括例如装载、压实、提升、刷涂)，并包括例如铲斗、压实工具、叉式提升装置、刷子、抓斗、刀具、剪刀、铲板、破碎器/锤子、螺丝钻等。例如，机器可以是运土机，例如轮式装载机、挖掘机、自动倾卸车、反铲挖土机、自动平地机、材料输送机等等。此外，机器可以用于输送领域，例如公路用卡车、货车等等。
现在参照图1，其中相同的参考标号表示相同的元件，其示出了根据本发明设计的机器100并具体是自动平地机的一个实施例。机器100能够在高速、长途行进以及重负载接合操作之间交替。例如，机器100可包括地面接合工具(例如铲板102)，该地面接合工具可以被动力式调整，用于铲平工作表面或使其平滑。机器100悬置在地面接合推进装置104(例如可以朝向机器的前方或后方设置的轮子)上。在其他机器实施例中，替代推进装置104可包括连续履带、传送带、推进器等。为了相对于地面推进并引导机器，可动力式驱动至少一组轮子以转动，而另一组可由操作者在其上、远程地转向，或由另一控制方案转向。
用于驱动轮子的动力可以由动力源106提供，该动力源有时被称作原动机，其设置在机器上。动力源106的合适的例子是内燃发动机(例如压缩点火式柴油发动机)，其烧烧烃基燃料或另一易燃燃料源，以将其中的潜在能量或化学能转换成可以用于其他工作的机械动力。其他合适类型的动力源106可以包括火花点火式汽油发动机、涡轮机、混合发动机、太阳能动力发动机等等。为了将由动力源106产生的机械动力传递至推进装置104，机器100可以包括传动系108，该传动系108通过中间CVT 110可操作地连接动力源和推进装置。传动系108还可以包括不同的轴、离合器、差速器，以及传送动力并协助机器操作的其他装置。此外，一个或多个动力输出装置(PT0s)可以与传动系108直接或间接接合，以将动力的一部分重新引导或重新传送至辅助装置(例如动力致动的铲板102)。
为了引导机器100的操作，配置成容纳操作者的操作站112可以设置在机器上或允许可视命令越过操作环境的位置中。操作者可以利用其进行相互作用以操纵和操作机器100的多种控制装置和/或输入114可以接入操作站112内。例如，参照图2、控制装置和/或输入114可以包括朝向操作站112的两边设置的第一控制杆或第一操纵杆120和第二操纵杆122。操作者可以抓住并操纵操纵杆120、122以调整机器或它的工具的运行。例如，第一操纵杆120可以控制转向，以及第二操纵杆122可以控制工具。在其他实施例中，可以包括方向盘或其他合适类型的控制装置。
通过朝向操作站112的地板定位的一个或多个铰接式踏板，可以实施机器操作的进一步调整。众所周知，操作者可以通过一定范围的位移来压下或松开踏板，从而引起来自机器的期望反应。在所示实施例中，可以提供右定向的第一踏板130、中心定向的第二踏板132和左定向的第三踏板134。例如，第一踏板130可以起油门踏板的作用，操作者可以调整该油门踏板以指示想要增加或降低机器的加速度和/或速度。第二踏板132可以与行车制动器相关联，该行车制动器可以抑制传动系108的转动以使机器减速。行车制动器可以物理上接合传动系的部分或可以调整可以导致机器速度输出降低的一个或多个其他操作条件。第三踏板134可以与离合器相关联，该离合器可以致动或模仿在传动系108中的各个部件的接合和/或脱离。
为了与操作者在视觉上交互，包括屏幕或监视器的可视显示器138可位于操作站112中。可视显示器138可显示例如关于操作参数、性能特性、条件的信息，以及关于机器操作的各方面的变量。常见的显示信息可包括速度、方向、动力源每分钟转数(RPM)、齿轮比、发动机载荷、燃油液面高度等等。可视显示器138可以是任何适合类型的显示器，包括液晶显示器(LCD)、阴极射线管(CRT)、等离子显示器等等。此外，可视显示器138可配置为通过触摸屏技术、软按钮等接收来自操作者的输入。在操作站112中的不同的位置处，可包括各种其他类型的开关、按钮、旋钮、表盘、杆等等。例如，在控制装置和/或输入114之中可以是用于控制机器行进方向(即前进或后退)或其他一些运行参数的前进档-空档-倒档(F-N-R)控制装置。
参照图3，更详细地示出了用于通过机器传递机械动力的动力系108的一个实施例。原动机动力源106(例如燃烧柴油的内燃发动机)产生转动动力输出，该转动动力输出可以转动动力源输出142，例如从动力源延伸出来的驱动轴。速度以及以稍微相关的方式由动力源产生的扭矩可以选择性地变化。例如，考虑燃烧柴油的内燃发动机，速度和动力输出可通过以下方式调整：增加或减少引入发动机并在发动机中燃烧的燃料的量，调整燃烧室的排量容积等等。为了直接或间接测量由电源106产生的转动输出速度，即动力源速度，动力源传感器144可与动力源输出142相关联。通过示例的方式，动力源传感器144可以是磁性拾波式传感器，其可以感测由与动力源输出142的转动部件(例如驱动轴、飞轮等等)相关联的磁体产生的转动磁场。在其他实施例中，动力源传感器144可以是光学地读取转动部件上的可视指示的光学拾波式传感器。可与动力源106相关联的其他系统包括燃料系统、空气进气系统、排气系统等等。
为了例如通过增加速度和反比例地影响扭矩来调整由动力源106产生的转动输出的速度和/或扭矩，CVT 110可以设置到动力源输出142的下行管路以及可操作地连接到动力源输出142。如上所述，CVT 110可以提供连续数目的或无限数目的可用扭矩-速度比，用于改变来自动力源106的输出。换句话说，由虚线框表示的CVT 110可以通过与动力源输出142相关联的CVT输入构件150来接收转动输出，并且在通过CVT输出构件152将其传送之前通过改变在连续范围或连续谱内的扭矩-速度比来以受控方式对其进行修改。为了改变扭矩-速度比，可以相应地控制CVT的一个或多个运行特性。
在所示实施例中，CVT 110可以是分离路径的流体力学的CVT，其中，在CVT输出构件152处重组之前，来自CVT输入构件150的转动输入按比例分离为两条平行路径。这两条路径可以包括设置在CVT 110内的机械动力-传递路径160和流体静力学动力-传递路径170。为了物理上分离转动输入，连接到CVT输入构件150的轴的路径分离器154可以包括一系列的平行相互啮合的齿轮，这些齿轮可以复制并抵消转动输入的转动轴线以与机械动力-传递路径160和流体静力学动力-传递路径170中的任何一个或两者对齐。
机械动力-传递路径160可以通过机械动力学技术将来自CVT输入构件150的转动动力输入传递至CVT输出构件152。例如，机械动力-传递路径160可以体现具有不同的前进档、倒档和/或离合器的一种多速的、双向的机械传动。档位和/或离合器可以设置在可调的和选择性地可接合的齿轮系162中，使得预定的齿轮组合可以接合以产生离散输出齿轮比。以这种方式，机械动力-传递路径的功能可以类似于传统的基于齿轮的变速器。
流体静力学动力-传递路径170可以使用流体力学和流体水力学概念将来自CVT输入构件150的转动动力输出传递至CVT输出构件152。例如，流体静力学动力-传递路径170可以包括通过流体传递管路176(例如可以引导液压流体的柔性液压软管)互连的液压泵172和液压马达174。液压泵172可以是可变容积泵、防波板等等，可以可操作地连接到CVT输入构件150并可以通过对流体传递管路176中的液压流体加压将转动动力输入转换成液压压力。流体传递管路将加压的液压流体引导至液压马达174以转动相关联的叶轮等并将液压压力再转换为转动输出。通过例如改变液压泵172的排量或改变流体传递管路176的阻力，可以改变流体静力学动力-传递路径170的“齿轮比”或“有效齿轮比”。液压排量和/或阻力可以在CVT的操作限度之内连续地变化以提供无限数目的有效齿轮比。
使用与CVT输出构件152相结合操作的一个或多个齿轮组件，可以重组机械动力-传递路径160和流体静力学动力-传递路径170的输出。例如，齿轮组件可以包括包含内太阳轮182、外齿圈184的行星齿轮180，以及可操作地彼此接合的中间承载件186。如本领域的技术人员将理解的，可调节在行星齿轮中的各个齿轮的相互关系和相对转动以生产各种不同的输出，包括可逆输出。例如，齿圈184相对于地面转动的速度以及承载件186相对于齿圈184转动的速度可以确定太阳轮182的转速。因此，任何组合的齿轮比可以通过改变机械动力-传递路径160的离散齿轮比、流体静力学动力-传递路径170的可变齿轮比，以及在行星齿轮180中以不同的所选关系对它们进行重组来实现，因而改变CVT 110的输出扭矩和速度特性。
在其他实施例中，CVT可以是使用一系列可选择的、互相关联的齿轮系(例如在图3中的齿轮系162)的纯机械的CVT。纯机械的CVT也可以实现成一种可变直径的摩擦轮系统，该可变直径的摩擦轮系统包括通过条带互连的两个或多个平行倒锥形的滑轮。致动器可以相对于平行的滑轮轴向地移动条带以在不同的直径处对齐，从而产生可变扭矩输出和速度输出。在其他实施例中，CVT可以是类似于在图3中的流体静动学动力-传递路径170的纯流体静力学的CVT。此外，CVT可以是包括发电机-马达组合的电磁性CVT。转动输入可以驱动发电机产生驱动马达以再产生转动输出的电力。为了连续改变扭矩-速度比，可以以渐小的增量调整发电机与马达之间的电阻。在其他实施例中，可以使用任何其他合适类型的CVT。
为了测量CVT 110的转动输出，CVT传感器158(例如磁性拾波式传感器或光学传感器)可以与CVT输出构件152相关联以感测产生的转速。在另一个实施例中，CVT 110的扭矩输出可以由设置在流体传递管路176中的传感器确定，该传感器测量流体传递管路176中的液压压力。然后，可以从测得的液压压力中估计出通过CVT的扭矩传递，并且可以考虑任何可能的传输损耗或低效率。传动系108可以终止于推进装置104(例如，接合地面并推进机器的可转动的轮子)处。不同的转轴、差速器等等可以促进传动系108与轮子的接合。为了测量实际的机器速度，可以提供一种地面传感器等等(未示出)。在图3的实施例中，机器速度传感器159(例如磁性拾波式传感器或光学传感器)可以与轮子相关联。机器速度(即每时间单位行进的距离)可以通过将车轮圆周长乘以轮的每秒钟转数来计算。在各种实施例中，机器速度传感器或另一传感器可以确定推进装置是否正相对于地面滑动或者转动。
为了协调并控制在包括CVT 110的传动系108中的各个部件，机器可以包括电子控制单元或计算机控制单元、模块或控制器190。控制器190可以适合于监视不同的操作参数以及响应性地调节影响传动系的各个变量和功能。控制器190可以包括微处理器、专用集成电路(ASIC)，或其他合适的电路，并可具有存储器或其他数据存储性能。控制器可包括保存在只读存储器或另一可电子访问的存储介质中并可从中执行以控制发动机系统的功能、步骤、程序、数据表、数据图、图表等等。存储或计算机可读介质可以采取任何媒介的形式，所述媒介向控制器提供指令用于执行。介质可以采取非易性失媒介、易失性媒介，以及传输媒介的形式。非易失性媒介包括例如光盘或磁盘。易失性媒介包括动态存储器。传输媒介包括同轴电缆、铜线和光纤，并且也可以采取例如那些在无线电波和红外线数据通信期间产生的声波或光波的形式。常见形式的计算机可读媒介包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带或者任何其他磁性介质、CD-ROM、任何其他光学介质、打孔卡、纸带或者任何其他带有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM或者其他任何存储芯片或者磁盘、以下描述的载波，或者计算机或处理器可从其进行读取的任何其他介质。虽然在图3中，控制器190示为单一的离散单元，但在其他实施例中，控制器及其功能可以分布在多个不同的和分离的部件中。为了接收操作参数并发送控制命令或指令，控制器可以与传动系108中的各个传感器和控制装置可操作地相关联并可以与它们进行通信。控制器和传感器之间的通信可以通过发送和接收电子通信线路或通信总线上的数字信号或模拟信号建立。出于阐述的目的，采用虚线标示出各个通信信道和命令信道。
例如，为了记录机器的速度输出或动力输出的预期的增减，控制器190可以与可操作地与第一踏板130、第二踏板132和第三踏板134中的一个或多个相关联的踏板传感器192通信。如果操作者将对用作油门踏板的第一踏板130模块化，踏板传感器192可以记录模块化的程度或量，并可以产生与此相应的操作者输入信号。踏板传感器192将操作者输入信号传送到可以调整传动系108中的一个或多个部件的运行的控制器190，从而增加或减少速度输出和/或动力输出。控制器190也可以与第一操纵杆120和/或第二操纵杆122通信以记录意图控制机器或调整工具的输入命令。控制器190也可以与可视显示器138通信并可利用显示器发送与接收信息。
为了进一步调节机器的操作，控制器190可以与围绕机器设置的其他传感器和/或控制装置通信。例如，为了监控由动力源106产生的输出速度和/或扭矩，控制器190可以与动力源传感器144通信。对于所描述的产生转动力的内燃发动机，所监控的速度可以为每分钟转数(RPM)。同样，为了监控受CVT 110影响的扭矩-速度输出的变化，控制器可以与CVT传感器158通信或可以直接测量流体传递管路176中的流体静压力。忽略传动系108中的传送问题，控制器190也可以通过直接与和推进装置104相关联的机器速度传感器159通信来确定或估计实际机器速度。控制器190可以配置成调整机器周围的其他致动器和控制装置以相应地调节动力源106和/或CVT 110的操作。
如上所述，通过使离散范围与多个操作者可选择的虚拟齿轮比相关联，控制器可以将CVT的输出速度和/或扭矩调节在离散范围之内。可以利用任何合适数目的虚拟齿轮比，包括分数的或增量的离散虚拟齿轮比。虚拟齿轮比可以与机器的正向和/或反向相关联。参照图4，示出了虚拟齿轮映像200，通过在所述示例中可以包括齿轮(1)-(8)的多个虚拟齿轮比反映了沿着X轴线的可用的机器速度202和沿着Y轴线的量化为例如第一踏板的模块化百分比的油门输入204之间的关系。虚拟齿轮映像200可以被编程到控制器中，从而将虚拟齿轮比(1)-(8)与沿着X轴线绘制的CVT和/或机器的可用输出速度202相关。每一虚拟齿轮比(1)-(8)表示为向上倾斜的角度线，并且每一虚拟齿轮比具有在管路的较低端处的最小虚拟齿轮速度210和在较高端处的最大虚拟齿轮速度212之间的相关范围的虚拟齿轮速度。例如，在所示实施例中，虚拟齿轮比(1)可具有对应于大约每小时2千米(千米/小时)的预期机器速度的最小虚拟齿轮速度210，并可具有对应于大约5千米/小时的预期机器速度的最大虚拟齿轮速度212。虚拟齿轮比(2)可以对应于在大约4千米/小时和12千米/小时之间的预期机器速度。虚拟齿轮比(8)可具有与机器的预期最大速度(例如，40千米/小时)相对应的最大虚拟齿轮速度。
因而，多个虚拟齿轮比(1)-(8)提供一系列的增加的较高的和重叠可用的速度范围。操作者可以在由于重叠速度范围导致的相邻虚拟齿轮比之间平稳地切换。此外，在各个实施例中，用于每一虚拟齿轮比(1)-(8)的速度范围一般可以对应于常规的基于齿轮的变速器的已知行进速度。为了将机器速度改变在可供每一虚拟齿轮比使用的范围之内，虚拟齿轮映像200沿着Y轴线绘制油门或第一踏板的模块化百分比204。因为起油门作用的第一踏板以渐增的模块化程度压下，所以CVT的输出速度可以随着与每一虚拟齿轮比(1)-(8)相关联的向上的斜线增加。如果达到用于所选的虚拟齿轮比的最大虚拟齿轮速度212，操作者可以切换至另一虚拟齿轮比以接合另一范围的虚拟齿轮速度。相应地，操作者可以通过多个虚拟齿轮比来向上切换以引导CVT继而引导机器以产生增大的输出速度202和较大范围的输出速度。可以在操作站中的可视显示器上显示关于所选的虚拟齿轮比和与其相关联的可用速度的信息。在其他实施例中，控制图可以不同的方式出现并包括不同的参数、变量、曲线等等。
为了使操作者能够在多个虚拟齿轮比之间切换，操作者输入装置，更具体地为虚拟齿轮移位器240可以包含在机器中。参照图5，虽然也构想了其他适宜位置，但虚拟齿轮移位器可以设置在手柄上，特别是第一操纵杆120的握柄242上，从而简化操作者的接入。虚拟齿轮移位器240可部分地体现为多位置滑杆开关244或梭，所述多位置滑杆开关244或梭可沿着图5中由箭头表示的直线方向246相对于握柄242平移。滑杆开关244可以容纳在设置在握柄242中的细长凹轨道250中并可以在轨道的第一边缘或前边缘252和第二边缘或后边缘254之间来回滑动。为了促进滑杆开关244的移动，开关和/或轨道250可能具有相对于握柄242的平面稍微拱起或弯曲的形状。此外，竖直杆248可以从滑杆开关244突出，远离握柄242的平面，握柄242可以由操作者的手指或拇指控制。尽管可以代替滑杆开关，但在其他实施例中，虚拟齿轮移位器240可以采用其他形式，包括例如拨动开关、摇臂开关、可转动旋钮、控制杆、按钮(例如组合和释放按钮)，或任意其他适合的致动器或控制装置。此外，在其他实施例中，虚拟齿轮移位器240可实现为例如在触摸屏装置上实施的虚拟的可视显示器。以任何这样的形式，虚拟齿轮移位器240可以记录指示希望切换虚拟齿轮比的操作者输入。如图所示，握柄242可以包括其他按钮、开关或控制装置。
在所示的特定实施例中，通过相对于握柄242在直线方向246上滑动地移动滑杆开关244，滑杆开关的发生变化的位置可以记录为增加或减少所选的虚拟齿轮比(即向上或向下切换)的命令。在多定位实施例中，滑杆开关244的不同位置可以对应于不同的预期的切换的增量或速率。虽然在其他实施例中，可以获取不同数量的位置，但是，例如，滑杆开关244可以定位在在相对于前边缘252和后边缘254之间的轨道250的长度的五个不同位置中。初始位置或第一位置260可以对应于轨道250的中等长度位置。第二位置262可以位于第一位置260的正前方，第三位置264可以位于第二位置的前方并且邻近轨道250的前边缘252。同样，第四位置266可以位于第一位置260的正后方，第五位置268可以位于第四位置的后方并且邻近后边缘254。如本文所用的，方位的术语例如“向前”和“向后”仅仅用于参考，并非旨在于限制权利要求书。
为了促进滑杆开关244的定位，参照图6，可以包括多个定位槽270以标定开关的各个位置。特别地，一组定位槽270可位于第二位置262和第三位置264之间的转换点处，并且另一组定位槽可位于第四位置266和第五位置268之间的转换点处。在又一实施例中，多组定位槽270可以分别置于第一位置260和第二位置262以及第四位置266之间的转换点处。当开关移动越过定位槽时，在滑杆开关244上的相应结构272可以滑动地与定位槽270接合以提供触感和/或听感，例如扣合。在一个实施例中，定位槽270可将滑杆开关244制约在不存在开关的更有力的移动的所选位置处。然而，在另一个实施例中，滑杆开关244可以是弹簧致动的以在弹簧的推动下返回到先前的位置，例如，中等长度的第一位置260。任意合适类型的电接触、机械接触或机电接触可以与滑杆开关可操作地相关联以记录其在各位置之间的相对位置和移动。不同的接触的所选接合可以产生操作者输入信号，例如指示操作者的预期输入的电信号或电子信号。此信息可被传输到用于进行恰当处理的控制器。
在一特定实施例中，滑杆开关244的不同位置可以对应于不同的增量值或增量度，通过所述不同的增加量或增加程度，通过所述增加量或增加程度引导虚拟齿轮比中的变化。例如，中等长度的第一位置260可以对应于指示期望在虚拟齿轮比之间没有切换的空档位置。第二位置262可以对应于虚拟齿轮比的相对较小的增量增加或升档，并且最前的第三位置264可以对应于在虚拟齿轮比中相对较大的增量增加。同样，第四位置266可以对应于在虚拟齿轮比中相对较小的增量减少或递减，即，降档，并且最后方的第五位置268可以对应于相对较大的增量减少或递减。在又一实施例中，因为CVT实际上能够是几乎无限范围和连续范围的虚拟齿轮比(包括虚拟齿轮比的整数和分数)，中间的第二位置262和第四位置266可以对应于通过分别增加或降低预定的虚拟齿轮比的分数来增加的指示符。与此相反，远侧第三位置264和第五位置268可以对应于通过比率整数或整个虚拟齿轮比来增加的指示符。从这个意义上讲，术语“增加”可以指虚拟齿轮比变化的量或数量。在其他实施例中，不同位置可以对应于虚拟齿轮比被改变或变化的不同速率，即，虚拟齿轮比变化的速度。
工业实用性
依照本发明的这方面，多定位虚拟齿轮移位器促进并简化操作者与CVT的交互作用，CVT配置为依照多个虚拟齿轮比(可能包括虚拟齿轮比的整数和分数)操作。例如，图7所示的是以流程图300形式的方法的一个实施例，该流程图可以实施为计算机可执行的程序、模块或系列指令，用于接收并响应来自装置(例如在图5中所示和所描述的滑杆开关244)的操作者输入信号。参照图5和图7，该方法可以从切换记录步骤302开始，在切换记录步骤302中记录操作者对滑杆开关244的移动。在位置确定步骤304中，该方法确定滑杆开关244移动到的不同位置，所述不同位置可对应于操作者预期的换档策略。例如，如果滑杆开关244在轨道250中被向前移动，位置确定步骤304可以确定被移动的开关是否对应于中间的第二位置262或最前方的第三位置264。当然，如果滑杆开关244被向后移动，位置确定步骤304可以确定是否选择了第四位置266或第五位置268。如果滑杆开关244未被移动并停留在空档第一位置260，所述切换记录步骤302将不会发生，并且位置确定步骤304不被调用。
然而，如果选择了第二位置262，该方法可以解释该选择是通过相对小预定量(例如分数量的整个虚拟齿轮比)增加虚拟齿轮比的指示符。这可以通过分数增加步骤310实现。通过示例的方式，分数预定量可以近似于0.2虚拟齿轮比，虽然在其他实施例中，可以利用不同的量级或度。此外，操作者可调整预定量。对于提供的例子，如果操作者将滑杆开关244移动至第二位置262，分数增加步骤310可以从虚拟齿轮比(3.0)向上切换至虚拟齿轮比(3.2)。在另一些实施例中，分数增加步骤310可以是有限的出现或它在某些情况下可以重复地出现。例如，按照这种方法，通过迅速地将滑杆开关244返回至空档第一位置260，操作者可以指示期望单次增加预定分数量为隔离的出现。开关244移动至空档第一位置260的移动可以通过第一空档位置记录步骤312记录。在此情况下，没有出现进一步增加。
然而，操作者可以指示期望通过继续调用分数增加步骤310来顺序地增加虚拟齿轮比。为此，如果必要的话，操作者可以强制地将滑杆开关244维持在第二位置262中。这样的定位也可以由第一空档位置记录步骤312确定，并且该方法可以返回至分数增加步骤310以通过预定的分数量再次增加虚拟齿轮比。这可以重复地发生，以便所选的虚拟齿轮比继续顺序地增加预定量，例如，从虚拟齿轮比(3.0)至虚拟齿轮比(3.2)至虚拟齿轮比(3.4)等等。
相反，如果位置确定步骤304确定操作者将滑杆开关244移动至第三位置264，那么该方法可以将其解译为以相对较大量级(例如，以整数或整个齿轮比)增加虚拟齿轮比的指示符。该方法因此可以行进至整数增加步骤320以增加整个虚拟齿轮比，例如，从虚拟齿轮比(4)至虚拟齿轮比(5)。在进一步的特定实施例中，为了在可以获取分数的虚拟齿轮比的情况中提高不同虚拟齿轮比的选择能力，整数增加步骤320可以行进至下一个最大整数，例如，从虚拟齿轮比(4.5)至虚拟齿轮比(5)。此特征可以使操作者简化虚拟齿轮比的跟踪，操作者可以将滑杆开关244滑动至第三位置264而且因此切换至下一个可识别的整个虚拟齿轮比。在这种实施例中，增加步骤320被限幅在下一个整个虚拟齿轮比，齿轮比的实际增加可以对应于来自分数增加步骤310的增加，例如，从虚拟齿轮比(3.8)至虚拟齿轮比(4.0)。在其他实施例中，不管齿轮比的初始值如何，整数增加步骤320可以通过单一的整个数字增加虚拟齿轮比，例如，从虚拟齿轮比(3.5)至虚拟齿轮比(4.5)。
为了防止无意间过量或持续量地增加所选的虚拟齿轮比，这种情况可发生在如果滑杆开关244卡在第二位置262或第三位置264时，该方法可以包括终止/锁定程序330。例如，在整数增加步骤320已经成功地将所选的虚拟齿轮比增加至下一个最高的整数值之后，该进程可以行进至终止/锁定程序330。终止/锁定程序330可以防止进一步增加直到操作者将滑杆开关244移动回到空档第一位置260。这可以在第二空档位置记录步骤332中确定。如果操作者不适当地将滑杆开关244复位至空档第一位置260，那么终止/锁定程序330继续行进至锁定步骤334，以便该方法忽视或不再响应来自与滑杆开关相关联的操作者输入装置的操作者输入信号。通过锁定步骤334实施的锁死条件可以继续直到操作者将滑杆开关244移动回到空档第一位置260，并且合适的信号被传输至控制器。从而，在失控状况中防止虚拟齿轮比的连续增加。然而，操作者可以采用主动的和受控的方式重复地使滑杆开关244在第一位置260和第三位置264之间穿梭，以反复地以整数值增加所选的虚拟齿轮比。
如果该方法正在实施允许重复增加虚拟齿轮比的分数增加步骤310，该方法可以通过不同的方法接近终止/锁定程序330。例如，分数增加步骤310可以重复预定次数直到实现下一个整数虚拟齿轮值或整个虚拟齿轮比(例如，从虚拟齿轮比(3.6)至虚拟齿轮比(3.8)至虚拟齿轮比(4.0)，停止)。这可以在虚拟齿轮评价步骤324中确定，虚拟齿轮评价步骤324询问所选的虚拟齿轮比是否等于整数值，如果等于，该方法可以行进至终止/锁定程序330以防止进一步增加，直到操作者将滑杆开关移动回到空档第一位置为止。相反，如果虚拟齿轮评价步骤324确定分数增加步骤310尚未达到下一个整个虚拟齿轮比值，该方法可继续到调用分数增加步骤310以增加所选的虚拟齿轮比。因此，操作者可以可靠的分数量重复增加虚拟齿轮比，并且该方法仍然可以避免无意地、永久地增加。
该方法为操作者提供一种使用不同的增加率增加或减少选择用于CVT的虚拟齿轮比德尔途径。相应地，较低速率或分数速率可以用于微调齿轮比，同时较大速率或整数速率可以在适当情况下允许显著增加。此外，在较大速率增加至下一个最高整数的虚拟齿轮比的实施例中，不管最初的和可能的分数虚拟齿轮比如何，操作者能够从可能的几乎无限比率之中建立已知或熟悉的齿轮比。在一个实施例中，第一增加率和第二增加率可以是可调的。同样，关于所选的虚拟齿轮比的速率和其他信息可以呈现在操作站中的可视显示器上。该方法可以适用于机器的前进方向和后退方向。
可以理解的是，上述说明提供了所公开的系统和技术的示例。但是，预料到本发明的其他实施方式可与前述示例在细节上不同。对本发明或其例子的所有引用旨在提及在该点被讨论的特定示例，并且一般来说，并不旨在暗示对本发明范围的任何限制。关于某些特征的差别和贬低的所有语言旨在指示缺乏对这些特征的偏好，但除非另有说明，并不是将这些完全排除在本发明的范围之外。
在描述本发明的上下文中(特别是在以下权利要求的上下文中)所使用的术语“一个”和“一种”和“该”和“至少一个”和相似指称应被视为涵盖了单数和复数，除非本文另有说明或明显地与上下文相矛盾。所列的一个或多个项目前面的术语“至少一个”的使用(例如，“A和B中的至少一个”)应当被解释为是指选自所列项目(A或B)的一个项目或所列项目(A和B)中的两个或更多个项目的任意组合，除非另有说明或明显地与上下文相矛盾。
除非另有说明，此处引用的数值范围仅旨在用作单独指落入该范围的每个单独值的速记方法，并且每个单独的值都被并入说明书，就像其被单独地并入本文一样。本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序实施，除非本文另有说明或者与本文明显矛盾。
因此，本发明包括适用法律所允许的所附权利要求书中所陈述的主题的所有的修改和等价物。此外，在所有可能变体中的上述要素的任意组合都包括在本发明中，除非本文另有说明或者明显地与上下文相矛盾。

Claims (10)

1.一种调节具有无级变速器(110)的机器(100)的速度输出的方法，所述无级变速器(110)与多个虚拟齿轮比相关联，该方法包括：
记录操作者输入装置(240)从第一位置(260)到第二位置(262)的移动；
以第一增加率在来自多个虚拟齿轮比中的虚拟齿轮比之间切换；
记录所述操作者输入装置(240)从所述第二位置(262)到第三位置(264)的移动；以及
以第二增加率在来自所述多个虚拟齿轮比中的虚拟齿轮比之间切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一增加率小于所述第二增加率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个虚拟齿轮比包括整数的虚拟齿轮比和分数的虚拟齿轮比。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一增加率在分数的虚拟齿轮比(310)之间切换。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，以所述第一增加率切换终止于下一个整数的虚拟齿轮比(320)。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二增加率切换到下一个整数的虚拟齿轮比。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，直到记录到所述操作者输入装置(240)移动到所述第一位置(260)时所述第二增加率才终止。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
记录所述操作者输入装置(240)到第四位置(266)的移动；
以第一减少率在虚拟齿轮比之间切换；
记录所述操作者输入装置(240)到第五位置(268)的移动；以及
以第二减少率在虚拟齿轮比之间切换。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述操作者输入装置(240)是滑杆开关(244)。
10.一种机器(100)，其包括：
无级变速器(110)；
操作者输入装置(240)，其能够在多个位置之间移动；
控制器(190)，其与所述操作者输入装置(240)通信，所述控制器(190)配置为依照多个虚拟齿轮比控制所述无级变速器(110)；
其中，所述控制器(190)使所述操作者输入装置(240)的第一位置(260)与空档位置相关联；使所述操作者输入装置(240)的第二位置(262)与用于增加所述多个虚拟齿轮比的第一增加率相关联；并且使所述操作者输入装置(240)的第三位置(264)与用于增加所述多个虚拟齿轮比的第二增加率相关联。
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