CN106494403A - 调节牵引车辆中的车轮滑移的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的车辆牵引控制系统，其中所述车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置，并且其中传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力，所述牵引控制系统包括能够操作以监测至少一个车轮的车轮滑移的控制器。当车轮滑移被检测到时，控制器可操作以控制离合器压力以用于调整传动装置的输出转矩，来减少车轮滑移。可以根据离合器滑移控制离合器压力。

Description

调节牵引车辆中的车轮滑移的系统和方法

技术领域

本发明涉及对牵引车辆中的车轮滑移或滑动的调节。

背景技术

当诸如自动平地机的牵引车辆在较差的牵引条件下时，太多的车轮滑移或滑动可能导致车辆的功能较差并且还可能使车轮下方的支撑表面的质量退化。之前已经通过将转矩限制到电动驱动马达，通过向滑移车轮施加单独的车轮制动，并且通过应用静液力转矩驱动系统和无级变速液压驱动转矩限制系统，处理较差的牵引条件。对车轮滑移的其它反应通常地在操作员掌握中。

发明内容

提供一种用于减少车轮滑移的自动牵引控制的方法，将改善车辆后面的支撑表面的质量，改善车辆生产率，辅助新的车辆操作员，并且减少有经验的车辆操作员的工作量。

在一个方面中，本发明提供一种用于车辆的车辆牵引控制系统，所述车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置。传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力。牵引控制系统包括可操作以监测至少一个车轮的车轮滑移的控制器。当车轮滑移被检测到时，控制器可操作以控制离合器压力以用于调整传动装置的输出转矩，来减少车轮滑移。

在另一个方面中，本发明提供一种用于车辆的车辆牵引控制系统，所述车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置。传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力，并且离合器滑移传感器与传动装置相关联。该牵引控制系统包括控制器，所述控制器可操作以监测传动装置的离合器滑移，并且基于所述离合器滑移控制离合器压力，以调整传动装置的输出转矩以用于减少车轮滑移。

在另一个方面中，本发明提供一种调节牵引车辆的车轮滑移的方法，所述牵引车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置。传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力。该方法包括监测所述至少一个车轮的车轮滑移，并且当所述车轮处于滑移状态中时控制传动装置的离合器压力，以减少车轮滑移。

在又一方面中，本发明提供一种调节牵引车辆的车轮滑移的方法，所述牵引车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置。传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力，并且离合器滑移传感器与传动装置相关联。该方法包括监测传动装置的离合器滑移，并且基于所述离合器滑移控制离合器压力，以调整传动装置的输出转矩以用于减少车轮滑移。

在另一个方面中，本发明提供一种用于车辆的车辆牵引控制系统，所述车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置。传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力。该牵引控制系统包括处理器，处理器被配置成用于监测至少一个车轮的车轮滑移，以在车轮滑移处于第一阈值处或大于第一阈值并且小于第二阈值时，减少离合器压力以减少车轮滑移，并且当车轮滑移处于第二阈值处或大于第二阈值时，控制发动机转速以减少车轮滑移。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1A是根据本发明的具有牵引控制系统的牵引车辆。

图1B是用于图1A的牵引车辆的牵引控制系统的示意图。

图2是图示了非滑移状态和滑移状态下发动机转速、传动装置输出速度、离合器压力和车轮滑移随着时间变化的曲线图。

图3是图2的曲线图的一部分的放大视图。

图4是图示了非滑移状态、滑移状态和最大滑移状态下发动机转速、传动装置输出速度、离合器压力和车轮滑移随着时间变化的曲线图。

具体实施方式

在本发明的任何实施例被具体地描述之前，应该理解本发明在其应用方面不被限制到在下文阐述的或在附图中图示的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其它实施例并且以各种方式被实践或执行。

在图1B中被示意性地图示的、具有控制器14的牵引控制系统10在本文中被描述为用于牵引车辆18。例如，牵引车辆18可以包括如图1A所示的自动平地机。然而，本文中描述的牵引控制系统10在其应用方面不被限制到自动平地机，并且可以应用于其它的牵引车辆。例如，牵引控制系统10可以用在诸如但是不受限于，泥土移动设备、除雪设备、砂子移动设备、林业收割设备、农业设备、货物移动设备、采矿设备、公路设备、汽车等车辆上。牵引控制系统10还可以用在配置有包括摩擦离合器或能够滑移或滑动的离合器的传动装置的其它车辆上，如下更详细地所述。

举例来说，图1A图示了牵引车辆18，例如，自动平地机，牵引车辆具有由动力传动系统30驱动的多个轴46、50、54和多个车轮26，动力传动系统30由原动机34驱动。牵引车辆18可以具有任意数量的轴和驱动车轮。例如，车辆18可以具有第一轴46、第二轴50、第三轴54和与之对应的六个驱动车轮26，如图所示。动力传动系统30可以提供动力以驱动一些或所有车轮26，例如，仅驱动后车轮，驱动前车轮和后车轮二者，等。动力传动系统30可以包括驱动选择机构90，以选择性地驱动车轮，使得用户可以选择哪个车轮被驱动。例如，后车轮可以通常在正常操作状态中被驱动，并且前车轮可以被选择性地接合以根据需要接收来自后车轮的传动装置输出转矩的一部分。在其它的构造中，其它车轮可以以任何组合的方式被正常地被驱动和被选择性地驱动。车辆18可以包括车轮26，车轮26具有轮胎、连续履带或接合支撑表面58(例如，地面)的其它牵引装置。驱动轮26与支撑表面58直接地相互作用，并且负责车辆18的运动和牵引力。

图示的牵引车辆18包括定位在第二轴50和第三轴54之间的机具62，如刮铲或平铲。机具62是地面接合工具。例如，在平地操作过程中，刮铲刮擦支撑表面58以使支撑表面58变平。机具62可以包括其它机具，诸如碎土器、松土机、前部附接件、犁、扫除机、铲等，并且车辆18可以包括一个或多个所述机具。机具62可以定位在最前方轴(例如，第三轴54)的前部，在最后方轴(例如，第一轴46)的后部或在其它轴中间。然而在其它构造中，牵引车辆18可以在这些或其它位置处以任何组合的方式包括两个或多个机具62。机具62被构造成用于相对于支撑表面58大致上下移动，例如，在大致垂直于支撑表面58的方向Y上移动，以朝向和远离支撑表面58。本文中，该移动通常被称为升高(远离支撑表面58)和降低(朝向支撑表面58)。机具62还可以包括沿着(例如，垂直于支撑表面58的)竖直轴线YY的枢轴，以使机具62的面66从前部转向侧面。例如，机具62可以被控制器14电动液压地控制或可以被其它适当机构控制。

原动机34可以包括任何用于提供驱动系转动动力的动力源，驱动系转动动力包括至动力传动系统30的输入动力。例如，原动机34可以包括，但是不受限于，内燃机、活塞式发动机、旋转式发动机、液压马达、静液力系统、电动马达等。在整个文件中使用的术语“发动机”(例如，如在“发动机转速”中)通常指原动机34，并且不受限于发动机或任何特定类型的原动机。

动力传动系统30包括传动装置70，诸如单速或多速传动装置，或利用直接联轴器装置的无级传动装置、转矩变换驱动器、静液压驱动器、电动马达驱动器、或在本领域的技术人员现在或未来已知的任何其它传动装置。为了本文中使用的示例，使用直接驱动多速传动装置。然而，应用不受限于直接驱动传动系统。牵引控制系统10可以应用于包括摩擦元件的任何动力传动系统，或能够滑移的任何其它传动系统。

传动装置70包括通过多个齿轮和离合器22或能够传输转矩的其它类似的摩擦元件连接的输入侧74和输出侧78。输入侧74接收输入动力，并且在输出侧78将输入动力转换成输出动力。例如，来自输出侧78的输出动力驱动所述驱动车轮26，并且可以直接地齿轮传动到驱动车轮26。一般而言，摩擦传动装置，包括一个或多个摩擦离合器，将输入侧74摩擦地连接到输出侧78，以将运动(例如，转动)和/或动力从输入侧74传递至输出侧78。例如，可以期望使输出侧78达到与输入侧74相同的速度。当输入侧74和输出侧78处于相同速度时，没有滑移或离合器滑移。压力或离合器压力应用于摩擦连接，并且可以被控制器14控制，以选择性地增加和减少输入侧74和输出侧78之间的摩擦力(摩擦力与离合器压力成比例)，从而控制传动装置转矩。控制离合器压力和发动机转速可以影响离合器滑移的量。例如，在加压弹簧释放式离合器中，可以通过诸如电动液压比例阀之类的比例阀调节离合器压力。控制器14控制到该阀的电流，以便以与电流成比例的方式调节离合器压力。应该理解，可以以其它适当的方式控制离合器压力，特别是以下方式，其中其它类型的传动装置被使用，显而易见的应该是其它对应的离合器压力调节机构可以被使用。为了更好的效率，可能期望在正常操作状态下在输入侧74和输出侧78之间具有尽可能小的离合器滑移。

再次参照图1A和1B，牵引车辆18可以具有用于系统操作的用户接口38，用户接口38可以定位在牵引车辆18的驾驶室42中，定位在车辆上的另一位置处，或定位在远离车辆的其它位置处(例如，用户接口可以是具有至控制器的无线通信的个人便携式装置)。控制器14接收来自用户接口38的输入、来自用户受控式节流阀82的用于控制发动机转速的输入、和来自多个传感器86的输入。控制器14还具有用于控制离合器压力、发动机转速、刮铲升高和降低以及动力传输驱动选择机构90(例如，用于将动力引导至后车轮、前车轮、所有的车轮等)的输出。因而，控制器14可操作地连接到传动装置70、原动机34、刮铲62和驱动选择机构90。

传感器86可以包括适合于每个应用的任何传感器，包括但是不受限于，诸如车轮速度传感器和/或地速传感器之类的速度传感器、包括输入侧速度传感器和输出侧速度传感器的离合器滑移传感器、以及离合器温度传感器(或传动装置温度传感器)。

地速传感器可以包括雷达机构、全球定位系统(GPS)或其它适当的线性速度测量传感器。地速传感器测量牵引车辆18相对于支撑表面58的速度，并且向控制器14发送地速信号。车轮速度传感器测量由传动装置70驱动的至少一个车轮的速度，并且向控制器14发送车轮速度信号。车轮速度可以包括转动速度或线性速度(例如，车轮可以在没有车轮滑移的情况下基于其转动速度而移动的线性速度)。输入侧速度传感器和输出侧速度传感器可以包括转动速度传感器或其它适当的传感器。控制器14包括处理器以用于进行下文进一步详述的计算、比较和执行逻辑。

通过比较车轮速度和地速，控制器14可以计算车轮滑移或滑动。作为一个示例，控制器14可以通过从车轮速度中减去地速而计算速度差(例如，可以首先将车轮速度从转动车轮速度被转换成如上所述的线性车轮速度)。可以按照百分比，例如，按照速度差相对于车轮速度的百分比，度量车轮滑移。当车轮未滑移或滑动时，车轮滑移或滑动是0％，并且当车轮完全地滑移而没有任何牵引力时，车轮滑移是100％。在其它构造中，车轮滑移可以以其它方法被量化并且以其它单位表示，诸如但是不受限于，由地速和车轮速度之间的绝对速度差量化或表示。

作为另一示例，通过将来自输入侧速度传感器的输入侧74速度(例如，发动机转速)与传动装置70的来自输出侧速度传感器的输出侧78速度进行比较，控制器14可以确定离合器滑移或滑动。通过从输入侧速度中减去输出侧速度，控制器14可以计算离合器偏差或增量(delta)(转动滑移)。可以按照百分比，例如，按照离合器偏差或增量相对于输入速度的百分比，或通过离合器偏差或增量(转动速度差)，度量离合器滑移。在其它构造中，可以以其它方法量化并且以其它单位表示离合器滑移。

如下进一步地详细，在车轮滑移出现时或高于或大于阈值时的较低牵引状态过程中，可以期望，例如通过自动地控制离合器压力和/或发动机转速，控制离合器滑移以恢复车轮牵引力。包括牵引控制系统10的本发明描述了自动地管理车轮牵引力的方法。

在操作中，并且具体地参照由传动装置70驱动的那些车轮26中的一个或多个，一个或多个车轮26具有三个可能的操作状态：1)滑移，2)最大滑移，和3)不滑移。控制器14连续监测车轮滑移，并且确定一个或多个车轮26处于哪个状态中，如下所述。图2-3图示了从非滑移状态到滑移状态和返回至非滑移状态的操作的一个示例，并且不被认为是限制性的。图4图示了从非滑移状态到滑移状态到最大滑移状态，然后返回至滑移状态，并且最后返回至非滑移状态的操作的一个示例，并且不被认为是限制性的。

在正常操作状态下，当没有车轮滑移被检测到时，系统10处于非滑移状态中。当牵引车辆18开始操作并且在整个使用过程中处于正常操作状态下时，系统10通常地处于非滑移状态中。在非滑移状态中，车轮26不滑移(例如，车轮滑移为0)，并且可以具有较小的、可接受量的滑移，这是可容忍的并且不上升到要求系统干预以恢复牵引力的水平。可容忍量的滑移可以是作为触发进入滑移状态中的阈值水平而被编程至控制器14中的预定阈值水平的滑移或滑移阈值，如下文更详细地描述。

如图2-4中的示例所示，在车轮26在支撑表面58上具有适当的牵引力并且没有车轮滑移或仅有低于滑移阈值的少量车轮滑移时的非滑移状态过程中，系统10正常运行并且预定的正常离合器压力被施加；不存在对转矩控制或发动机转速控制的系统干预。系统10向传动装置70提供正常离合器压力，并且通过车辆操作员的调节阀输入，例如正常操作员控制，确定发动机转速。如果从离合器压力已经被操纵并且不在正常压力下(例如，在图2中的I处和在图4中的P/Q处)的另一状态(例如，滑移状态或最大滑移状态，如下进一步地详述)进入非滑移状态，则控制器14随着时间的过去将离合器压力线性地返回到正常离合器压力，并且同样地，发动机转速命令被放弃，并且返回至正常操作员控制。非滑移状态是激活的，直到车轮滑移满足或超过滑移阈值。

为了进入滑移状态，至少一个或多个车轮26在预定滑移阈值水平或滑移阈值处或高于预定滑移阈值水平或滑移阈值相对于支撑表面58滑移。滑移阈值被编程到控制器14中，并且是需要进行某种动作以恢复牵引力所期望的滑移水平，并且在一些构造中可以是零(以便任何的滑移量都会触发到滑移状态中的进入)。具体地，在图2-3的示例中，在时间约为30.2秒的A处进入滑移状态。在图4的示例中，在时间约为46.5秒的A处进入滑移状态。滑移阈值可以被编程为任何需要的值。仅通过示例方式，并且不被认为限制性的，车轮滑移阈值可以为约5％的车轮滑移，约15％的车轮滑移，约35％的车轮滑移，或大致在约1％和约40％之间、约1％和约100％之间、或大于0％并且达到100％等的范围中的其它需要的值，即，与度量和量化车轮滑移的应用和方式相关的任何值。在一些构造中，可以没有滑移阈值。控制器14连续地比较所测量的车轮滑移和滑移阈值以确定牵引控制系统10是否应该处于滑移状态中。如果所测量的车轮滑移等于或大于滑移阈值，则系统10移动到滑移状态(例如，从非滑移状态到滑移状态)。

在滑移状态中，响应于车轮26的滑移，系统10控制离合器压力以来调节传动装置转矩。一旦进入滑移状态(如图2-4中的A处所示)，则系统10立即通过初始压降将离合器压力下降到低于正常离合器压力的减少的离合器压力(如图2和在图3中的B处所示)。根据在该时间点的当前发动机转矩估算该减少的离合器压力，离合器压力被估算成接近导致离合器滑移。例如，以下公式可以用来提供用于所述减少的离合器压力的离合器命令：

估算的离合器命令＝(发动机所报告的转矩×发动机与离合器的比率)/(每个离合器命令的转矩)。

“每个离合器命令的转矩”值表示，在指定的离合器命令下，离合器将传输多少转矩。例如，如果电流(以mA为单位)被传送到比例阀，则该阀将电流转换成液压，该液压被离合器转换成转动转矩。这样，指定量的电流提供指定量的转矩。因而，“每个离合器命令的转矩”是由至离合器阀的指定电流输入引起的转矩输出。因而，所述减少的离合器压力可以与原动机34输出转矩成比例。还可以以其它方法估算或选择所述减少的离合器压力。一般地，所述减少的离合器压力试图接近初始导致离合器滑移的离合器压力。在滑移状态中，系统10连续监测离合器滑移速度(例如，在离合器偏差或增量、离合器滑移百分比或其它相关术语方面)。如果离合器22尚未滑移，则系统10通过递减、暂停和重复来减小离合器压力(如图3所示)。例如，与初始的离合器压力降相比，该递减可以约是初始离合器压力降的3％～4％。在其它构造中，该递减可以小于约2％，小于约1％，小于约5％，小于约10％，小于约50％，或是预期启动离合器滑移而未很大程度上超过启动离合器滑移的边界的另一相对较小的量。例如，如果初始的离合器压力降是较小的，则与图3所示相比更大的(但是仍然相对较小的)递减可以被选择。每个递减都可以与之前的递减相同或不同，例如，减小所述递减，使得每个紧接的递减与之前的递减相比是较小的。只要系统10处于(车轮)滑移状态中，则递减的该过程继续进行，直到检测到某种离合器滑移或达到最小的离合器压力极限值。

如果离合器滑移被检测到(如图3中的D处所示)，则离合器滑移速度被监测。如果离合器滑移速度大于或等于上阈值，则系统10增加离合器压力(例如，离合器压力递增)，如图3中的E处所示，以减少离合器滑移(图3中的F处示出了车轮滑移的对应减少)。离合器压力递增与初始的离合器压力降相比相对较小的量，如初始的离合器压力降的约15％～20％，或更具体地，初始的离合器压力降的约17％～19％，而到达中间离合器压力。在其它构造中，递增的量可以在以下范围内，即，初始的离合器压力降的约10％～20％，约5％～25％，约15％～40％，或预期有效地减少离合器滑移而未返回到正常离合器压力的其它值，即，小于正常离合器压力的其它值。如果离合器滑移等于或小于下阈值(下阈值低于上阈值，如用以施加滞后作用)，则离合器压力递减到之前的最低离合器压力(即，约与上述递增相同的量，被示出为图2中的降低的离合器压力)，以提供额外的离合器滑移(如图3中的G处所示)。监测离合器滑移速度继续进行，并且重复地，每次离合器滑移速度等于或大于上阈值时，系统10重复所述递增以到达中间离合器压力，并且每次离合器滑移等于或小于下阈值时，重复所述递减以到达所述降低的离合器压力。因而，离合器压力在增加离合器滑移的离合器压力和减少离合器滑移的离合器压力之间交替变化。离合器压力的该递增/递减动作对离合器滑移产生振动(或交替)效果(这在本文中被称为离合器振动或交替、离合器滑移振动或交替、传动装置振动或交替、传动装置输出振动或交替、传动装置速度振动或交替、传动装置输出转矩振动或交替)。离合器滑移振动使离合器压力在较高的幅值和较低的幅值之间重复地振荡或波动，这使离合器滑移且因此使传动装置输出速度波动，这最终是以与离合器滑移成比例的方式减少车轮滑移的转矩调整状态。所述较高的幅值和较低的幅值(即，所述中间离合器压力和所述降低的离合器压力)可以重复地是相同的较高的幅值和较低的幅值(如图2-4所示)，或在其它构造中，压力可以在变化的较高的幅值和较低的幅值之间波动。例如，由于离合器振动，离合器滑移增加5％可以导致车轮滑移减少5％。

因此，控制器可操作以监测离合器滑移，将离合器压力从正常操作压力降低到较低的压力，直到离合器滑移被检测到(如果有必要，递减离合器压力)，然后当离合器滑移被检测到时，将离合器压力升高到正常操作压力和所述较低的压力之间的中间压力(并且通常地更接近所述较低的压力)，然后当离合器滑移速度被降低时，将离合器压力降低回到所述降低的离合器压力，并且重复直到离开滑移状态。

在离合器滑移速度超过最小阈值的滑移状态过程中(在一些构造中，最小阈值可以高于所述上阈值和下阈值，但是不一定是更高的)，发动机转速可以另外地被控制。同时地对于上述的传动装置转矩振动，如果离合器滑移速度超过最小阈值，则系统10调整发动机转速。降低发动机转速(这直接地转化成降低传动装置输入侧74速度)降低了车轮滑移，并且也倾向于降低离合器滑移。在发动机转速调整过程中，系统10通过降低发动机转速从而以较低的离合器滑移速度为目标。例如，系统10可以以与操作员输入的发动机转速成比例(或，可选地，与地速成比例)并且低于所述输入发动机转速的发动机转速为目标。经过一段时间，随着传动装置转矩被调整，该发动机转速调整将导致传动装置输入侧74速度和传动装置输出侧78速度减小，因而进一步地减少车轮滑移。然而，发动机转速不必在滑移状态中被调整。例如，在一些构造中，在滑移状态中仅应用传动装置转矩调整(离合器滑移振动)。滑移状态是激活的，直到车轮滑移达到离开滑移的水平，车轮滑移到达最大滑移阈值，或离合器温度超过温度极限。

为了离开滑移状态并且进入非滑移状态，滞后作用被应用，使得车轮滑移必须减少到所述离开滑移的水平或低于所述离开滑移的水平，所述离开滑移的水平低于滑移阈值，从而减少滑移状态和非滑移状态之间的快速切换。例如，在图2-4的图示构造中，所述离开滑移的水平可以被编程为任何需要的值，例如在约2％和约20％之间的范围中，或在低于滑移阈值的另一值处或低于该值，或为与测量和计算车轮滑移的应用和方式相关的另一值。在图2-3中，在约40.3秒的I处(图2)，系统10离开滑移状态而到达非滑移状态。当系统10处于滑移状态中时，控制器14连续比较所测量的车轮滑移与所述离开滑移的水平，以确定牵引控制系统10是否应该脱离滑移状态。如果所测量的车轮滑移等于或所述离开滑移的水平，则系统10从滑移状态移动到非滑移状态。在该示例中，滞后作用减少滑移状态和非滑移状态之间的快速切换。在其它构造中，当车轮滑移到达滑移阈值或低于滑移阈值时，系统10可以离开滑移状态，因而没有滞后作用。

总之并且参照图2-3的示例，在A处车轮滑移与滑移阈值交叉。在B处，离合器压力下降到基于发动机转矩确定的值。在C处，控制器14寻找离合器滑移，使离合器压力递减相对较小的量，暂停，寻找离合器滑移，并且重复数次，导致将离合器压力递减相对较小的量或等级。在D处，离合器滑移被检测到。在E处，离合器压力由于增加的离合器滑移而递增。在F处，车轮滑移被示出由于离合器滑移而降低。在G处，由于减少的离合器滑移，离合器压力递减到之前的最低离合器压力。在H处，发动机转速跟踪传动装置输出速度，从而除了离合器振动之外，还减少了车轮滑移。在I处(图2)，车轮滑移下降到小于或低于离开车轮滑移的水平，并且系统10将离合器压力返回到正常离合器压力。

为了进入最大滑移状态或最多的滑移状态，车轮滑移等于或大于预定的最大滑移阈值水平或最大滑移阈值。最大滑移阈值被编程至控制器14中，并且是要求额外动作、或不同动作以恢复牵引力的滑移水平。例如，最大滑移阈值可以被编程为任何需要的值，例如在约30％和约60％之间等，或等于或大于高于滑移阈值的另一值，或为与测量和量化车轮滑移的应用和方式相关的另一值。如图4所示，在约47.5秒的J处进入最大滑移状态。控制器14连续地比较所测量的车轮滑移与最大滑移阈值，以确定牵引控制系统10是否处于最大滑移状态中。如果所测量的车轮滑移等于或大于最大滑移阈值，则系统10从滑移状态移动到最大滑移状态。

当离合器22达到其热能容量极限时，例如，过热，也可以进入最大滑移状态。例如，离合器温度传感器测量离合器温度，并且向控制器14发送离合器温度信号。控制器14连续地监测离合器温度，并且如果离合器温度超过预定温度值，则系统10进入最大滑移状态。

在最大滑移状态(图4)中，仅发动机转速被控制。控制器14命令离合器22随着时间的过去线性地返回到正常离合器压力(因而，正常传动装置转矩)，并且命令原动机34维护低于操作员的要求的发动机转速但是与所述要求的发动机转速成比例(或，可选地，低于地速但是与地速成比例)的发动机转速。因而，通过减小车轮26的输入速度减少车轮滑移。最大滑移状态是激活的，直到车轮滑移达到(等于或小于)最大滑移阈值。

当所测量的车轮滑移等于或大于最大滑移阈值时，为了离开最大滑移状态和进入滑移状态，车轮滑移必须减少到小于或低于最大滑移阈值。控制器14连续地比较所测量的车轮滑移与最大滑移阈值，以确定牵引控制系统10是否处于最大滑移状态中。如果所测量的车轮滑移等于或小于最大滑移阈值，则系统10从最大滑移状态移动到滑移状态。如图4所示，当在N处车轮滑移下降到小于或低于最大滑移阈值时，系统10离开最大滑移状态，并且同时地在0处返回到滑移状态。在其它构造中，仅当车轮滑移小于或低于最大滑移阈值时，系统10可以离开最大滑移状态到滑移状态。在另外的其它构造中，当车轮滑移降低到低于最大滑移阈值的离开最大滑移水平时，滞后作用可以被应用，使得系统10离开最大滑移状态到滑移状态。在该示例中，滞后作用可以减少最大滑移状态和滑移状态之间的快速切换。如果已经基于离合器温度而进入最大滑移状态，则在所测量的车轮滑移不等于或不大于最大滑移阈值的情况下，当离合器温度下降至等于或小于预定温度值时，系统10可以离开最大滑移状态到滑移状态。从滑移状态进入非滑移状态如前所述。

总之并且参照在图4中示出的示例，当车轮滑移与滑移阈值交叉时，系统10在A处进入滑移状态。可以看到，在图4中的滑移状态中，离合器压力是振动的，如上所述。在K处，当车轮滑移在J处与最大滑移阈值交叉时，系统10进入最大滑移状态。在L处，在最大滑移状态中，离合器压力随着时间的过去线性地倾斜升高到正常离合器压力，结束离合器振动。在最大滑移状态(大致在M处)中，仅发动机转速被控制，如上所述。在N处，车轮滑移下降到小于或低于最大滑移阈值，并且系统10在0处返回到滑移状态，在该过程中，可以看到离合器压力开始降落，以较小量递减，并且当检测到离合器滑移时，振动出现。最后，当车轮滑移在P处下降到小于或低于离开车轮滑移的水平时，在Q处返回到非滑移状态，通过随着时间的过去将离合器压力线性地倾斜返回上升到正常离合器压力，控制器14将传动装置转矩返回至正常值。

因而，此外，本发明提供用于作为转矩调节的形式而自动地振动传动装置转矩以减少车轮滑移的系统10和方法。系统10还可以与离合器振动同时地自动地控制发动机转速，以共同地减少车轮滑移。本发明的系统10通常以如下方式运行，即检测车轮滑移，然后调节传动装置70中的摩擦元件，以限制能够通过传动装置70传递的转矩，从而限制和调节车轮转矩，因而减少车轮空转或滑移。本发明还提供通过传动装置振动例如，根据所测量的离合器滑移的水平在更高的幅值和更低的幅值之间重复地交替离合器压力，从而自动地对车轮滑移作出反应的系统10和方法。本发明还提供如下的系统10和方法，所述系统10和方法用于在车轮滑移超过第一阈值水平时通过转矩控制(离合器振动)对车轮滑移自动地反应，当离合器滑移超过最小阈值时通过转矩控制和速度控制(发动机转速调整)对车轮滑移自动地反应，以及当车轮滑移超过大于第一阈值水平的第二阈值水平时仅通过发动机转速控制对车轮滑移自动地反应。

在以下权利要求中阐述本发明的多个特征和优点。

Claims (22)

1.一种用于车辆的车辆牵引控制系统，所述车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置，传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力，所述车辆牵引控制系统包括：

控制器，所述控制器能够操作以监测所述至少一个车轮的车轮滑移，其中当车轮滑移被检测到时，控制器能够操作以控制离合器压力，以用于调整传动装置的输出转矩，来减少车轮滑移。

2.根据权利要求1所述的车辆牵引控制系统，其中：

控制器能够操作以通过使离合器压力在较高的幅值和较低的幅值之间重复地交替而控制离合器压力。

3.根据权利要求1所述的车辆牵引控制系统，其中：

控制器能够操作以降低离合器压力，以用于调整传动装置的输出转矩。

4.根据权利要求1所述的车辆牵引控制系统，其中：

控制器能够操作以监测离合器滑移，并且根据所述离合器滑移控制离合器压力。

5.根据权利要求1所述的车辆牵引控制系统，其中：

控制器能够操作以监测离合器滑移，并且将离合器压力从正常操作压力降低至较低的压力，直到离合器滑移被检测到。

6.根据权利要求5所述的车辆牵引控制系统，其中：

当离合器滑移被检测到时，控制器进一步地能够操作以将离合器压力升高到正常操作压力和所述较低的压力之间的中间压力。

7.根据权利要求6所述的车辆牵引控制系统，其中：

作为转矩输出调整的形式，控制器重复地降低离合器压力和升高离合器压力，以用于减少车轮滑移。

8.根据权利要求1所述的车辆牵引控制系统，其中：

控制器能够操作以监测离合器滑移，并且当离合器滑移超过预定水平时，调整发动机转速以用于进一步地减少车轮滑移。

9.根据权利要求1所述的车辆牵引控制系统，其中：

当车轮滑移被检测到处于第一阈值水平处时，控制器能够操作以控制离合器压力以用于调整传动装置的输出转矩，以用于减少车轮滑移，并且其中

当车轮滑移被检测到处于大于第一阈值水平的第二阈值水平处时，控制器能够操作以终止对离合器压力的控制，并且控制发动机转速以用于减少车轮滑移。

10.根据权利要求1所述的车辆牵引控制系统，其中：

控制器能够操作以通过基于离合器滑移的量使离合器压力在较高的幅值和较低的幅值之间重复地振动，而控制离合器压力。

11.一种用于调节牵引车辆的车轮滑移的方法，所述牵引车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置，所述传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力，所述方法包括以下步骤：

监测所述至少一个车轮的车轮滑移；以及

当所述车轮处于滑移状态中时控制传动装置的离合器压力，以减少车轮滑移。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

通过使离合器压力在较高的幅值和较低的幅值之间重复地交替而控制所述离合器压力。

13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

降低离合器压力以用于调整传动装置的输出转矩。

14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

监测离合器滑移，并且根据所述离合器滑移控制离合器压力。

15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

监测离合器滑移，并且将离合器压力从正常操作压力降低至较低的压力，直到离合器滑移被检测到。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：

当离合器滑移被检测到时，将离合器压力升高到正常操作压力和所述较低的压力之间的中间压力。

17.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

作为转矩输出调整的形式，重复地降低离合器压力和升高离合器压力，以用于减少车轮滑移。

18.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

监测离合器滑移；以及

当离合器滑移超过预定水平时，调整发动机转速以用于进一步地减少车轮滑移。

19.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

当车轮滑移被检测到处于第一阈值水平处时，控制离合器压力以用于减少车轮滑移；以及

当车轮滑移被检测到处于大于第一阈值水平的第二阈值水平处时，终止对离合器压力的控制，并且控制发动机转速以用于减少车轮滑移。

20.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

通过基于离合器滑移的量使离合器压力在较高的幅值和较低的幅值之间重复地振动而控制离合器压力。

21.一种用于车辆的车辆牵引控制系统，所述车辆具有原动机、用于在支撑表面上提供牵引力的至少一个车轮、以及具有可操作地连接到原动机的输入侧和可操作地连接到所述至少一个车轮的输出侧的传动装置，传动装置在输入侧和输出侧之间具有可控制的离合器压力，所述车辆牵引控制系统包括处理器，该处理器被配置成用于：

监测所述至少一个车轮的车轮滑移；

当车轮滑移等于或大于第一阈值并且小于第二阈值时，减少离合器压力以用于减少车轮滑移；以及

当车轮滑移等于或大于第二阈值时，控制发动机转速以用于减少车轮滑移。

22.根据权利要求21所述的车辆牵引控制系统，进一步地被配置成用于：

监测离合器滑移；

当在降低离合器压力之后车轮滑移等于或大于第一阈值并且小于第二阈值时，根据离合器滑移使离合器压力在较高的幅值和较低的幅值之间重复地交替。