CN107781410B - 传动器机构及其控制方法、有该传动器机构的行驶驱动器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于行驶驱动器、尤其是移动式做功机械的传动器机构，该传动器机构具有第一液压机和第二液压机，该第一液压机能够与做功机械耦接，该第二液压机具有能够调整的第二移置容积，并且该第二液压机与所述第一液压机通过所述传动器机构的第一工作管线和第二工作管线流体连通地能够连接、尤其是连接，其中，所述第二液压机与传动器机构的变速器能够耦接或者耦接，使得转矩能够被传递，该变速器具有至少两个变速器级，并且其中，传动器机构具有控制装置，通过该控制装置，第二移置容积至少在从一变速器级更换至另一变速器级期间能够被减小至零或者接近零。此外，公开了一种具有这样的传动器机构的行驶驱动器以及一种用于控制传动器机构的方法。

Description

传动器机构及其控制方法、有该传动器机构的行驶驱动器

技术领域

本发明涉及一种传动器机构、一种行驶驱动器以及一种用于控制所述传动器机构的方法。

背景技术

传动器机构（该传动器机构具有液压静力传动器以及与之串联耦接的机械变速器）被使用在行驶驱动器中、例如在农业机械或者移动式做功机械的这些行驶驱动器中。通过自动化，这种传动器机构的所述变速器的变速器级也能够在行驶期间被切换。为此，在所述液压静力传动器的液压马达与所述变速器的变速器输入端之间的转矩被降低至零。这通过将所述液压马达的移置容积降低至零（“零摆动”）来实现。如果实现了零-移置容积，那么旧的变速器级被换出并且新的变速器级通过机械同步被换入。为此设置的同步环被如此设计，使得它能够充分地接收摩擦能量，以便将所述液压马达的转动惯量加速至与所述变速器的变速器输出端同步的同步转速。然而，这导致所述液压马达始终具有零-移置容积，以便所述同步没有利用转矩被抵消。如果取而代之地所述转矩继续存在，那么这使被所述同步环吸收的摩擦能量增加，并且，这长期地损坏所述同步环。

因此，传统的、根据前序部分的传动器机构具有能够调整至零-移置容积的液压马达。此外，针对所述变速器级的更换，在这个传动器机构的控制装置中时间段（Zeitspanne）被参数化，该时间段以对于所述零-移置容积的额定值预定开始，并且，该时间段被如此测量，使得在它结束后大概率地能够假设存在所述零-移置容积。于是，所述切换过程能够进行。然而，这种时间参数化的方法带来这样的危险，即，由于技术缺陷在所述时间段结束后仍然总是存在有限的移置容积，并且因而存在转矩。如果尽管这样（即，在负荷下）仍然进行换挡，这能够导致传动器的损坏。

发明内容

与此相比，本发明的任务为创建一种液压静力的传动器机构，该传动器机构能够过程上更可靠地被切换。此外，存在这样的任务：创建一种具有所述传动器机构的行驶驱动器以及一种用于控制所述传动器机构的的方法。

用于行驶驱动器、尤其是用于移动式做功机械的传动器机构（例如轮式装载机），具有第一液压机和第二液压机，该第一液压机能够与行驶驱动器的做功机械耦接，该第二液压机具有能够调整的第二移置容积。这个第二液压机通过所述传动器机构的第一工作管线和第二工作管线与所述第一液压机流体连通地能够连接、尤其是连接。在此，所述第二液压机与所述传动器机构的变速器能够耦接或者耦接，使得转矩在所述传动器之间能够被传递，该变速器具有至少两个变速器级。此外，所述传动器机构具有控制装置，通过该控制装置，所述第二移置容积至少在从一个变速器级更换至另一个变速器级期间能够被减小至零或者至少接近零。在此，检测单元根据本发明被设置，通过该检测单元能够检测：所述第二移置容积是否为零或者是否具有接近零的值。

借助这个检测单元能够可靠地确定，所述变速器的输入轴是否实际上是无转矩的。于是那就是这样，所述第二移置容积是零或者仅仅具有如此小的值，使得所述第二液压机液压地被拖曳，并且因此在所述变速器和所述第二液压机之间不存在拖曳转矩。由此，所述切换过程在过程上是更可靠的。

在一种改型方案中，所述检测单元由位置检测单元、尤其是由在设备技术上低花费的接近开关或者接近传感器构成。

在一种改型方案中，所述第二液压机具有能够与所述变速器耦接的传动轴以及与其旋转固定地连接的缸筒，其中，所述缸筒的旋转轴线能够相对于所述传动轴的旋转轴线以摆动角摆动。

液压静力行驶驱动器，具有传动器机构，该传动器机构根据前述描述的方面中的至少一个方面被构造。在此，所述第一液压机与做功机械以及所述变速器的输出轴与所述行驶驱动器的轮子或者轴耦接。

用于控制所述传动器机构、尤其用于所述变速器级的更换的方法，该方法具有步骤：“请求被换入的变速器级的更换”、“将所述第二移置容积的额定值信号设置为零”以及“通过所述检测单元检测，所述第二移置容积的实际值是否为零”。

在所述方法的改型方案中，这个方法具有步骤“释放所述变速器级的更换，只要所述实际值为零”，并且，必要时附加地具有步骤“中断所述变速器级的更换，只要实际值不为零”。

附图说明

具有根据本发明的传动器机构的、根据本发明的行驶驱动器的实施例，以及用于控制所述传动器机构的方法的实施例被在附图中示出。现在，参照这些附图中的图，本发明被更详细地阐述。

附图示出：

图1行驶驱动器的实施例的线路图，以及

图2用于控制的方法的实施例的时间-图表。

附图标记列表

1 行驶驱动器

2 做功机械

3 传动器机构

4 液压静力传动器

6 变速器

8 第一液压机

10 第一工作管线

12 第二工作管线

14 第二液压机

16 驱动轴

18 传动轴

20 输入轴

22 输出轴

24 差速器

26 轴

28 控制装置

30 摆动角度检测单元

32 档位选择装置

34 行驶方向选择装置

36 行驶踏板

38 爬行档选择装置

40 制动踏板

42 自动选择装置

44 CAN-总线

44a、44b 信号管线

46 第一变速器级

48 第二变速器级

50 爪形离合器

52 执行器

54 柱塞

56 调整缸

58 第一压力室

60 第二压力室

62、64 控制管线

66 4/3-路切换阀

66a 第一切换位置

66b 第二切换位置

68 压力介质管线

70 罐管线

72、74 终端位置开关

76、78 转速传感器

80、84 齿轮

82、86 从动齿轮

88 调整装置

90 调整装置

92 位置检测单元。

具体实施方式

根据图1，行驶驱动器1（例如移动式做功机械的行驶驱动器）具有传动器机构3，该传动器机构具有被构造为柴油发动机的做功机械2、液压传动器4和在实施例中两级的变速器6。液压传动器4具有构造为斜盘结构轴向柱塞泵的第一液压机8，该第一液压机通过两个工作管线10、12与第二液压机14在闭合的液压回路中流体连通地连接，该第二液压机构造为斜盘结构轴向柱塞发动机。第一液压机8通过驱动轴16与做功机械2耦接。第二液压机14的传动轴18与变速器6的输入轴20耦接。变速器6的输出轴22与行驶驱动器1的两轮轴26的差速器24耦接。两个液压机8、14分别具有能够调整的移置容积。在此，第一液压机8被如此构造，使得它在所有四个象限（Quadranten）中、在两个转矩方向上即能够作为液压泵也能够作为液压马达工作。第二14具有其调整区域，该调整区域仅仅在零-移置容积和正的最大值之间。

此外，传动器机构3具有控制装置28，该控制装置尤其用于控制传动轴18的和变速器输入轴20的转矩以及液压机8、14的移置容积。与控制装置28信号连接的是切换请求装置28、档位选择装置32、行驶方向选择装置34、行驶踏板36、爬行档选择装置38、制动踏板40和自动选择装置42。通过CAN-总线44，所有所提到的装置30至42一方面与控制装置28信号连接，并且另一方面至少与做功机械2信号连接。

变速器6具有第一变速器级46和第二变速器级48，该第一变速器级具有输出轴23的转速n_A与输入轴18的转速n_HM的、小的传动比，该第二变速器级具有输出轴23的转速n_A与输入轴18的转速n_HM的、大的传动比。此外，变速器6具有爪形离合器50，该爪形离合器无同步环地被构造。爪形离合器50的执行器52与调整缸56的柱塞54刚性地耦接。后者具有两个相同的、与柱塞54分离的压力介质室58、60，所述压力介质室通过控制管线62、64与能够电磁操纵的4/3-切换阀66连接。后者具有第一切换位置66a，在该第一切换位置中，第一压力室58与压力介质管线68连接，并且，第二压力室60与罐管线70连接。在第二切换位置66b中，第二压力介质室60与压力介质管线68连接，并且，第一压力介质室58与罐管线70连接。在此，第一切换位置66a如此引起柱塞54的移动，使得第一变速器级46通过爪形离合器50被换入，第二切换位置66b导致第二变速器级48通过柱塞54和爪形离合器50被换入。

4/3-切换阀66和调整缸56被组合成一个单元。此外，这个单元具有两个终端位置开关72、74，通过所述两个终端位置开关、借助柱塞54的位置，相应变速器级46、48的成功的切换能够被识别。两个终端位置开关72、74分别通过信号管线与控制装置28连接。4/3-路切换阀66通过压力介质管线68与供给泵76连接。

液压静力传动器4具有可变的、能够连续地调整的传动比范围。在其后连接的变速器6用于覆盖行驶驱动器1的、必要的速度范围。在此，传动器机构3被如此构造，使得变速器6在行驶运行期间能够切换。

变速器级46、48的切换或者更换能够通过控制装置28自动化地被控制。为了这个目的，传动器机构3具有转速传感器76，输出轴22的转速n_A能够通过该转速传感器被检测。此外，它具有转速传感器78，该转速传感器用于检测输入轴18的转速n_HM。此外，第二液压机14具有被构造为接近开关的位置检测单元92，第二液压机14的零-移置容积通过该位置检测单元能够被检测。

第一变速器级46具有与输入轴20固定耦接的齿轮80，该齿轮与从动齿轮82处于永久接合中，该从动齿轮通过爪形离合器50能够与输出轴22耦接。相应地，第二变速器级48具有与输入轴20固定耦接的齿轮84以及与之持久地处于接合中的从动齿轮86，该从动齿轮通过爪形离合器50能够与输出轴22耦接。

根据图1，第一液压机8具有用于调整它的第一移置容积V_HP的调整单元88，并且第二液压机14具有用于调整它的第二移置容积V_HM的调整装置90。在此，调整装置90电比例地工作（EP-调整）。为了调整第二液压机14的摆动摇架（Schwenkwiege）并且因而还为了调整第二移置容积V_HM，调整装置90具有液压调整缸，该调整缸的、相互作用的压力室能够分别通过能够电比例地调整的压力调节阀被供给压力介质。所述电比例的调整实现了所述移置容积V_HM的无级的调整。在此，所述调整与所施加的调整电流I_HM成比例地进行。在此，所述调节能够具有正的检验（Kennung），这因此等同于：调节开始处在最小的调整电流、在最小的移置容积V_HMmin时，并且调节结束处在最大的调整电流以及最大的移置容积V_HMmax时。替代地，具有负的检验的调节是可能的。这种用于第二液压机14的控制概念的优点是：实际的第二移置容积V_HM基本上对应于第二液压机14的额定值V_HMsoll，该额定值被控制装置28所要求。因此，理论上，第二移置容积V_HM在调节的每个时间点上基本上都是已知的。因为这并没有涉及第二液压机14的移置容积V_HM的所检测的值，而是涉及第二液压机14的移置容积V_HM的假定的值，所以位置检测单元92被设置。通过它，至少重要的状态能够被检测/检查，为了切换，输入轴20的瞬时自由（Momentenfreiheit）在该状态中被要求，这在实施例中通过第二液压机14的零-移置容积V_HM0被实现。

现在，图2示出根据图1的、从第一变速器级46至第二变速器级48中的切换过程的时间变化过程。由上至下示出切换请求R_Gi，该切换请求具有用于第二变速器级48（R_G48）的切换请求的、特定的变化过程。此外，第二液压机14的第二移置容积V_HM的时间变化过程、用于调整第二液压机14的第二移置容积V_HM的调整电流I_HM的时间变化过程（最后提及的两个变化过程在相同的图表中重叠）和被构造为接近开关的位置检测单元92的输出信号S_VHM0，第二液压机14的摆动摇架的零位置通过该接近开关被探测。在根据图2的图表的最下面的部分中，分别被换入的变速器级G_i的时间变化过程利用从第一变速器级46至第二变速器级48的更换被示出。

从时间点t₀出发，在该时间点上第一变速器级46根据图2被换入，第二液压机14的调整装置90以最大电流I_HM被通电，并且第二液压机V_HM的移置容积是最大的，不存在切换请求R_Gi。根据图2的请求R_G48通过根据图1的档位选择装置32进行。结果是，控制装置28逐级地降低根据图2的调整装置90的调整电流I_HM，使得第二液压机14的摆动摇架根据（根据图2的）变化过程V_HM在方向0上被复位。第二液压机14在时间点t₂上达到移置容积V_HM=0。在这个时间点上，第一变速器级46仍然总是被换入。在短的保留时间（Verharrungszeit）之后，位置检测单元92在时间点t₃上探测出第二液压机14的摆动摇架的这个零位置，并且输出相应的信号至根据图1的控制装置28。现在，那么高度可靠地已知，变速器6的输入轴20是无转矩的，即至第二变速器级48中的切换过程能够无损坏地进行。

为此，通过根据图1的控制装置28，爪形离合器50（确切地说，该爪形离合器的执行器52）首先液压地被切换进中立位置中。在这个位置中，进行输入轴20（传动轴18）与输出轴22的同步。如果输入轴20的和输出轴22的转速根据第二变速器级48的、新的传动比被同步（这能够借助转速检测单元76、78以及控制装置28被检查），则控制装置28将4/3-路切换阀66切换到它的第二切换位置66b中。然后，第二压力介质室60被施加来自压力介质管线68的压力介质，并且，柱塞54将执行器52并且因而将所述爪形离合器推入到从动齿轮86中，由此输出轴22旋转固定地与从动齿轮86连接，并且第二变速器级48被切换。这对应于时间点t₄。

在短的时间段之后，在时间点t₅进行根据图2的调整装置90的调整电流I_HM的逐级地增加。相应地，随后提高第二液压机14的第二移置容积V_HM。一些时间错开地，在时间点t₆上，这种上升被位置检测单元92探测到，从而该位置检测单元的信号S_VHM0下降，因此所述控制装置被告知第二移置容积V_HM不为零。

所绘出的、根据图2的变化过程描绘了用于可靠地识别第二液压机14的、无负荷或者无转矩的状态的方法，该第二液压机驱动变速器6。这种无负荷的状态能够通过位置检测单元92过程可靠地被识别，使得与传统的、基于时间的、近似的操控相比，它们的强的方差（Varianz）被消除，该方差由温度、调整压力或者系列散布（Serienstreuung）引起。此外，与传统的、基于时间的操控相比，得出切换时间被缩短的优点。如果在所提到的传统的操控时，所述切换过程的参数化还必须利用时间上的安全储备（Sicherheitsreserve）相对保守地进行，那么它现在于是能够精确地进行，当存在输入轴20的瞬时自由时。因此，伴随所述切换过程出现的牵引力中断被最小化，使得由此造成的、危急的情况也仅仅仍然少有地出现。

总之，借助位置检测单元92的、变速器级46、48的切换过程是稳健并且舒适的。由此，相应变速器部件的稳定性得到提高。

所提到的位置检测单元92还具有另一优点，即：如果由于（例如第二液压机14的或者它的调整装置90的）技术缺陷，尽管存在切换请求R_Gi所述移置容积V_HM也没有在方向0上摆动，这种状态于是能够被探测。结果是，控制装置28能够使得，即使存在切换请求R_Gi也不进行切换。这保护变速器6免遭损坏。

公开了一种具有液压静力传动器和与之串联耦接的变速器的传动器机构。在此，那些液压机具有能够调整的移置容积，该液压机具有与所述变速器的耦接，该移置容积为了更换所述变速器的变速器级能够被调整至零，由此，所述变速器的同步能够无转矩地进行。为了能够可靠地探测出所述无转矩的状态，所述传动器机构具有检测单元，通过该检测单元至少能够直接地或者间接地检测：所述移置容积的实际值是否为零，或者所述实际值是否不为零。

此外，公开了一种具有这样的传动器机构的行驶驱动器以及一种用于控制所述传动器机构的方法，在该方法中，在变速器级的、所请求的更换的释放之前检查：所提到的实际值是否为零或者是否不为零。

Claims (9)

1.用于行驶驱动器（1）的传动器机构，该传动器机构具有第一液压机（8）和第二液压机（14），该第一液压机能够与做功机械（2）耦接，该第二液压机具有能够调整的第二移置容积（V_HM），并且，该第二液压机与所述第一液压机（8）通过所述传动器机构（3）的第一工作管线（10）和第二工作管线（12）流体连通地能够连接，其中，所述第二液压机（14）与所述传动器机构（3）的变速器（6）能够耦接，使得转矩（M_HM）能够被传递，该变速器具有至少两个变速器级（46、48），并且，其中，所述传动器机构（3）具有控制装置（28），通过该控制装置，所述第二移置容积（V_HM）至少在从一变速器级（46、48）更换至另一变速器级（48、46）期间能够被减小至零，其特征在于，检测单元（92）被设置，通过该检测单元能够直接或者间接地检测：所述第二移置容积（V_HM）是否为零。

2.根据权利要求1所述的传动器机构，其中，行驶驱动器（1）是移动式做功机械的行驶驱动器。

3.根据权利要求1所述的传动器机构，其中，所述检测单元由位置检测单元（92）构成。

4.根据权利要求1所述的传动器机构，其中，所述检测单元由接近开关或者接近传感器构成。

5.根据权利要求1所述的传动器机构，其中，所述第二液压机（14）具有能够与所述变速器（6）耦接的传动轴（18）以及具有与传动轴（18）旋转固定地连接的缸筒，其中，所述缸筒的旋转轴线能够相对于所述传动轴（18）的旋转轴线以摆动角摆动。

6.具有传动器机构（3）的液压静力行驶驱动器，该传动器机构根据前述权利要求1-5中的任一项被构造。

7.用于控制传动器机构（3）的方法，该传动器机构根据权利要求1至5中的任一项被构造，该方法具有下述步骤：

- “请求被换入的变速器级（46、48）的更换”；

- “将所述第二移置容积（V_HM）的额定值信号设置到零”；并且

- “通过所述检测单元（92）检测，所述第二移置容积（V_HM）的实际值是否为零”。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法用于变速器级的更换。

9.根据权利要求7所述的方法，该方法具有下述步骤：

- “释放所述变速器级（46、48）的更换，只要所述实际值为零”；或者

- “中断所述变速器级（46、48）的更换，只要实际值不为零”。

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