CN111629946A - 用于校准作业机械的特性曲线族的方法以及作业机械 - Google Patents

用于校准作业机械的特性曲线族的方法以及作业机械 Download PDF

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Abstract

提出了用于校准作业机械(2)的特性曲线族(13)的方法，其中，该特性曲线族(13)包括制动系统(11)的制动踏板特性曲线(14；16)和传动离合器(5)的至少一个离合器特性曲线(15；17)，它们在校准后的状态下彼此具有目标关系，该方法具有以下步骤：获知车轮侧的输出转矩、根据输出转矩获知实际制动踏板特性曲线(16)、通过将所获知的实际制动踏板特性曲线(16)与目标制动踏板特性曲线(14)进行比较来获知与目标关系偏离的实际关系、并且校准制动踏板特性曲线(14；16)或离合器特性曲线(15；17)，从而使实际关系相应于目标关系。此外还提出了具有用于执行该方法的控制器(12)的作业机械(2)。

Description

用于校准作业机械的特性曲线族的方法以及作业机械
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分中被详细限定的类型的用于校准作业机械的特性曲线族的方法以及具有用于执行此类方法的电子控制器的作业机械。
背景技术
由车辆技术公知有诸如叉车、轮式装载机或特殊车辆的作业机械，它们配备有液力行驶驱动器。液力行驶驱动器通常由驱动马达、液力变矩器和后置的传动装置构成。在所公知的作业机械中常见的是，为了承受确定的负载要求很低的行驶速度，但是在该行驶状态下，作业液压机构需要最大的功率，以便能够实施负载或其他作业进程。为了在高转速的情况下限制液力驱动器的牵引力或转矩，后置的传动装置可以具有摩擦离合器。
摩擦离合器在要求驱动马达的高转速的行驶状态下在滑差范围内运行，以便因此即使在高的马达转速的情况下也能够实现作业机械的缓慢的行驶。为此，在所公知的作业机械中降低摩擦离合器上的控制压力，以便相应地减小离合器力矩。在该离合器中的被调整的压力水平经由制动踏板的踏板行程来调整。由此，使得车辆的推进在传动离合器中经由依赖于踏板位置的压力水平来控制。在该驱控中，所调整的压力水平不仅与离合器衬片的摩擦系数有关而且与所使用的压力调节器和液压的控制部的公差有关。因此，在经由踏板位置预先选择压力的情况下依赖于公差地导致了离合器上的离合器力矩有所不同，其中，在此，踏板位置相应于所期望的转矩或离合器力矩，即所谓的转矩预设，该转矩预设被传输给电子控制单元，并且该电子控制单元将该预设配属成相应的压力，并且将该压力或压力预设输出给离合器或离合器的液压阀。
由WO 2005/078304A1公知了一种驱动机械，该驱动机械不仅驱动消耗器而且经由离合器设备来驱动驱动车轮。在操纵制动踏板时，电子控制设备获知了离合器设备的输入转矩，并且当制动踏板达到依赖于输入信号的经限定的值时，沿断开方向操纵离合器设备。优选地，该值能从所计算的特性曲线族中获取，该特性曲线族可以人工进行再调准。
发明内容
本发明的任务通过独立权利要求的特征来解决。另外的有利的设计方案由从属权利要求和附图得到。
提出了一种用于校准作业机械、尤其是农用机械或建筑机械的特性曲线族的方法。该特性曲线族优选被存储在电子控制器中。特性曲线族包括制动系统的制动踏板特性曲线以及传动离合器的至少一个离合器特性曲线。在特性曲线族中优选存储有制动系统的与该制动系统的踏板位置相关的制动力矩。制动踏板特性曲线和离合器特性曲线在校准后的状态下彼此具有目标关系。为了校准这两个特性曲线，首先获知车轮侧的输出转矩。然后根据输出转矩获知实际制动踏板特性曲线。通过将所获知的实际制动踏板特性曲线与目标制动踏板特性曲线进行比较来推断出偏离目标关系的实际关系。目标关系或者说目标制动踏板特性曲线与目标离合器特性曲线之比表示系统的理想特性，但是该理想特性随着作业机械的使用而改变，尤其是由于磨损而改变。基于测量结果，对实际制动踏板特性曲线和/或离合器特性曲线进行校准，从而使实际关系相应于目标关系，并且因此相应于优化的效率。对该特性曲线族的校准优选自动地通过电子控制部来进行，从而尤其使系列车辆可以在其整个使用寿命中被最佳地利用。
作业机械的传动离合器的特性能借助该方法以成本低廉的方式优化，从而可以使传动离合器运行直到其功率边界，而不会存在使传动离合器过载进而使其受损的风险。被保存在控制器中的特性曲线族基本上是为各自的车辆量身定制的，并且可以随时调准，以便达到作业机械的经改进的效率。
有利地，目标离合器特性曲线保持不变，并且/或者将实际制动踏板特性曲线校准到目标制动踏板特性曲线。目标离合器特性曲线是出厂时基本上被调整好的那个离合器特性曲线。替选地，实际制动踏板特性曲线保持不变，而将目标离合器特性曲线校准到实际离合器特性曲线。实际离合器特性曲线是经过校准的并且与当前的测量结果相适应的离合器特性曲线，借助实际离合器特性曲线能优化作业机械的效率。通过对制动踏板特性曲线和/或离合器踏板特性曲线的校准可以使系统持续地以更低的消耗运行。
有利的是，为了获知输出转矩，从沿着力流方向位于传动离合器上游的液力变矩器的存储在电控制器中的变换器特性曲线族中获知涡轮转矩。借助涡轮转矩和输出转矩能间接地确定制动力矩，该制动力矩在系统的效率方面具有决定性的影响。
有利的是，根据涡轮转矩、传动离合器的至少一个离合器参数并且/或者根据位于液力变矩器下游的传动装置的至少一个传动装置参数来计算输出转矩。计算所需的参数在此例如可以是由制动阀经由踏板行程而升高的压力、摩擦值或用于产生制动力的活塞力。
有利的是，经由输出转矩获知制动特征参量、尤其是也被称为制动转矩的制动力矩。根据该制动特征参量能间接或直接地确定制动系统的制动力矩。
此外有利的是，为了获知针对至少一个制动踏板位置的实际制动踏板特性曲线，获知制动特征参量的与该制动踏板位置相对应的值。利用该附加的值，使得各自的制动踏板位置可以引入在特性曲线族中的曲线支持点。因此，特性曲线族分别独特地与作业机械的当前的运行和/或磨损状态相协调，从而可以使该作业机械理想地运行。
此外有利的是，以不连续的方法获知实际制动踏板特性曲线，在该不连续的方法中获知了多个曲线支持点。各种曲线支持点优选反映出重要的系统点。曲线支持点的数量优选与特性曲线族的期望的准确度有关。不连续的方法可以通过驾驶员人工执行，或也可以自动地由电控制器执行，从而使系列车辆可以在其整个使用寿命期间以优化的效率来运行。
有利的是，在用于获知曲线支持点的不连续的方法中将制动踏板位置调整到一个值，并且在获知制动特征参量的相对应的值期间将制动踏板位置恒定地保持在该值。在该方法开始时，作业机械优选处于停车状态，其中，制动踏板被压下例如100％、75％或50％地保持。
当作业机械静止时，有利地挂入传动装置的挡，并且尤其是经由加速踏板提高马达转速直到识别到作业机械滚动。滚动优选通过配属给一个或多个轮胎的从动转速发送器来探测。替选地，可以通过运动传感器来检测滚动。
当识别到滚动时，传动装置有利地由电子控制器自动地被切换到空转。然后确定并且储存制动特征参量的在发生滚动的时刻出现的值、尤其是制动力矩。这反映出实际制动踏板特性曲线的第一曲线支持点。根据该方法可以以简单的方式自动化地更新特性曲线族。
此外有利的是，以连续的方法获知实际制动踏板特性曲线，在该连续的方法中，连续改变制动踏板位置并且同时获知制动特征参量的相对应的值。
此外，有利地，使作业机械加速直到挡的最大速度，并且在减速阶段之内通过连续增加对制动踏板的操纵来刹车直到停车状态。在该减速阶段期间获知制动特征参量的相对应的值。该减速阶段是操纵制动踏板的测试时间段。由此基本上生成了如下曲线，该曲线示出实际制动踏板特性曲线并且能对特性曲线族进行校准。
有利的是，尤其是用于获知实际制动踏板特性曲线的置入点的连续的方法首先以第一马达转速来执行，并且紧接着以相对第一马达转速提高的马达转速来执行。
还提出了一种作业机械，尤其是农业或建筑机械。该作业机械包括驱动单元、液力变矩器、传动离合器、传动装置、制动系统以及电子控制器。制动系统尤其是液压的。在控制器中存储有特性曲线族，该特性曲线族包括制动系统的制动踏板特性曲线和传动离合器的至少一个离合器特性曲线。在校准后的状态下，制动踏板特性曲线和离合器特性曲线具有目标关系。电子控制器根据前面的描述来构成，其中，所提及的特征可以单独或以任何组合方式存在。
作业机械通过能自动校准的特性曲线族被设计成在优化的效率的情况下长时间运转。当注意到磨损提高或燃料消耗过多时，则可以使作业机械置于校准状态中，并且借助控制器对特性曲线族几乎自动地进行修改。
在此有利的是，在电子控制器中存储有变矩器的变换器特性曲线族。优选地，在变换器特性曲线族中引入有关于泵轮与涡轮之间的转速比的变矩器的涡轮的转矩。基于变换器特性曲线族获知涡轮转矩，进而获知传动装置从动端处的转矩。从传动装置从动端的转矩可以得出如下制动力矩，该制动力矩对于作业机械的特性曲线族的设计方案是重要的。
附图说明
下面根据附图更详细地阐述本发明。其中：
图1示出作业机械的传动系的示意性的视图；并且
图2示出根据图1的作业机械的特性曲线族。
具体实施方式
图1示出了作业机械2的传动系1。传动系1包括驱动单元3，该驱动单元经由液力变矩器4和传动离合器5驱动一个或多个消耗器。作业机械2驱动车轮6以及至少一个辅助驱动器7，例如用于操纵装载铲斗的液压泵。
一方面，变矩器4与驱动单元3处于作用连接中，从而使驱动单元3的转矩可以被传递到变矩器4的泵轮8上。另一方面，变矩器4在车轮侧与传动离合器5和/或传动装置9连接。液力变矩器4的涡轮10接收由泵轮8产生的流动能并且将该流动能以机械能的形式提供给传动离合器5和传动装置9，由此优选地驱动至少一个车轮6。
在驱动侧，辅助驱动器7位于变矩器4上游，该辅助驱动器7例如驱动高压泵、混凝土搅拌机或转子叶片。供辅助驱动器7使用的转矩优选与驱动单元3的传递到变矩器4的泵轮8上的转矩有关。
液压的制动系统11位于车轮6的上游，以此使得车轮6可以例如在行驶期间根据制动踏板(未示出)的位置被刹车，或者可以在静止时阻止车轮6转动。为了使车轮6刹车，由制动系统11产生制动压力，借助该制动压力进行制动过程。
此外，作业机械2还包括电子控制器12，借助该电子控制器能执行校准方法。在控制器12中存储有作业机械2的至少一个特性曲线族13(参见图2)，该特性曲线族能够实现获知制动系统11的制动力矩。
图2示出了作业机械2的特性曲线族13，其中，相同的附图标记用于与图1相比在其设计方案和/或作用方式方面相同和/或至少近似的特征。除非这些特征被再次详细解释，否则它们的设计方案和/或作用方式与上述特征的设计方案和作用方式相应。
特性曲线族13的x轴表示制动系统11的踏板行程，并且y轴表示制动系统11(参见图1)的制动力矩，特性曲线族13包括液压制动系统11的目标制动踏板特性曲线14和传动离合器5(参见图1)的至少一个第一实际离合器特性曲线17。目标制动踏板特性曲线14和实际离合器特性曲线17在校准后的状态下彼此具有目标关系。在校准后的状态下，将实际制动踏板特性曲线16和/或实际离合器特性曲线17与各自的目标制动踏板特性曲线14和/或目标离合器特性曲线15进行比较。目标关系反映出目标制动踏板特性曲线14与实际离合器特性曲线17的至少一个交点18。交点18的定位反映了传动离合器5被触发的踏板位置。经校准的特性曲线族13允许了无论其公差多大都获知制动系统11的制动力矩。
目标制动踏板特性曲线14具有置入点24，该置入点说明了从制动系统11的哪个踏板位置开始该制动系统起作用并因此使作业机械2刹车或保持停车状态(参见图1)。
为了达到校准后的状态，获知车轮侧的输出转矩。在控制器12中存储有液力变矩器4的变换器特性曲线族(未示出)，它表示了一方面是泵轮8与涡轮10之间的转速比同另一方面是涡轮10的转矩的相互关系(见图1)。根据涡轮转矩和/或传动离合器5的或传动装置9的至少一个离合器参数和/或传动装置参数来计算输出转矩。离合器参数和/或传动装置参数例如是传动比、由制动阀经由踏板行程升高的压力、用于产生制动力的摩擦值和/或活塞值。
所获知的输出转矩允许确定制动特征参量、尤其是制动压力，借助它们能表征制动系统11的制动力矩。
根据输出转矩能够获知实际制动踏板特性曲线16，其中，为此，针对至少一个制动踏板位置以及制动特征参量的与该制动踏板位置相对应的值来获知。这可以借助不连续的和/或连续的方法来执行。
在不连续的方法中，通过如下方式获知实际制动踏板特性曲线16，即，确定多个曲线支持点19、20、21、22并将它们引入到特性曲线族13中。
在该措施开始时，根据图1的作业机械2优选处于停车状态。由被配置成用于校准的控制器12或者由驾驶员(未示出)来通过如下方式开启校准过程，即，在第一曲线支持点19中操纵制动系统11，尤其是其制动踏板。通过将制动踏板完全踩下并且实施最大的踏板行程，来激活制动系统11，用以获取第一曲线支持点19。至少在接下来的步骤期间，让制动踏板恒定地保持在最大的踏板行程上。
现在，在作业机械2中，在停车状态时挂入传动装置9的挡。优选挂入如下那个挡，利用该挡产生能被制动系统11保持住的最大的牵引力。为此，驱动单元3以马达速度提高的方式进行加速，直到识别到作业机械2滚动。为此，在车轮6上优选安装从动转速发送器(未示出)或传感器，以便能够明确至少一个车轮6的转动。驱动单元3的驱动可以例如人工地经由加速踏板实现，或者可以由控制器12自动地引起。
随着识别到至少一个车轮6的滚动，传动装置9将由电子控制器12自动地切换至空转。在探测到车轮6发生滚动的点，将所属的输出转矩存储在控制器12中。该输出转矩经由存储在变换器特性曲线族中的涡轮转矩来确定，该涡轮转矩又通过变矩器的泵轮8和涡轮10的泵轮转速和涡轮转速来获知。然后，经由所确认的输出转矩来获知制动力矩，根据该输出转矩可以确定制动系统11(参见图1)的制动力矩。确定在滚动的时刻存在的并且与制动特征参量、尤其是制动压力相对应的值，并将该值作为制动力矩沿y轴引入到特性曲线族13中。
因此，在特性曲线族13中在第一曲线支持点19处获知了关于踏板行程的制动力或制动力矩。优选地，执行所提及的以下步骤：在停车状态时调整制动系统11的确定的踏板行程、挂入传动装置9的挡并且将驱动单元3驱动到提升的马达转速直到识别到在不同的踏板行程下的车轮6的起动运动。根据图2，这方面被执行几次，用以获得在75％、60％、23％的不同的踏板行程下的附加的至少是第二、第三和第四曲线支持点20、21、22。曲线支持点19、20、21、22的数量可以任意地改变，以便确定尽可能精确的实际制动踏板特性曲线16。
在确认了实际制动踏板特性曲线16之后，将实际离合器特性曲线17校准到实际制动踏板特性曲线16以形成目标离合器特性曲线15。因为目标关系由两个特性曲线14、17的共同的交点18来限定，所以实际制动踏板特性曲线16尤其是在特性曲线族13中平行移动地被校准到目标制动踏板特性曲线14，从而使实际离合器特性曲线17与实际制动踏板特性曲线16构成基本上表示目标关系的初始的交点18。
实际制动踏板特性曲线16的移动优选沿着置入点24与镜像点26之间的偏移量25进行。出于清晰原因，在特性曲线族13或者说图2中，偏移量25沿着制动踏板特性曲线14、16移动。制动系统11的置入点24决定性地与其磨损有关。磨损越大，制动系统11通常作用越晚，或者制动力矩必须更高。当实际制动踏板特性曲线16偏离目标制动踏板特性曲线14，则置入点24因此也移动到镜像点26上。镜像点26和置入点24在特性曲线族13中通过偏移量25彼此连接。优选地，偏移量25在目标和实际制动踏板特性曲线14、16的整个长度上基本一样大。为了校准实际制动踏板特性曲线16，该实际制动踏板特性曲线沿着偏移量25移动到目标制动踏板特性曲线14，从而在根据实际关系的交点18理想地选择的踏板位置处触发传动离合器5。
替选地能想到的是，实际离合器特性曲线17沿着偏移量25移动到目标离合器特性曲线15，从而限定了新的校准点23，在该校准点中，实际关系相应于交点18中的目标关系。
对特性曲线族13的校准如上所述在连续方法中进行，但是实际制动踏板特性曲线16通过如下方式获知，即，连续改变制动踏板位置而不是像以前那样针对各个曲线支持点19、20、21、22是不连续的。与踏板行程的连续变化同时地，对制动参数的相对应的值、尤其是制动压力进行获知，以便确定制动力矩。作业机械2由驱动单元3加速直至传动装置9的各自的挡的最大速度。
紧接着，通过连续增加对制动系统11、尤其是其制动踏板(参见图1)的操纵，来使作业机械2刹车至停车状态。在作业机械2被连续刹车的该减速阶段期间，获知了制动特征参量的与踏板行程相对应的值，从而可以在特性曲线族13中记录关于踏板行程的制动力矩。由此生成了基本上流畅的实际制动踏板特性曲线16，其可以根据上述校准措施进行修改。
校准要么通过修改实际离合器线17要么修改实际制动踏板线16来进行，从而使实际关系相应于目标关系。
实际制动踏板特性曲线16的置入点24可以借助不连续的和/或连续的方法来确定。由此能够实现的是，实施对特性曲线族13的校准，从而使传动离合器5的开度永久性地与制动系统11的制动力或踏板行程相协调，并且防止了制动系统11的磨损。如果需要，可以在作业机械2的使用寿命过程中多次进行对传动系1的再调准，从而使作业机械针对每种行驶情况最佳地协调。该调准过程至少部分自动地运转。
本发明并不限于所示出的和描述的实施例。即使当特征以不同的实施例示出和描述，在权利要求的范围内的修改也尽可能是这些特征的组合。
附图标记列表
1 传动系
2 作业机械
3 驱动单元
4 变矩器
5 传动离合器
6 车轮
7 辅助驱动器
8 泵轮
9 传动装置
10 涡轮
11 制动系统
12 控制器
13 特性曲线族
14 目标制动踏板特性曲线
15 目标离合器特性曲线
16 实际制动踏板特性曲线
17 实际离合器特性曲线
18 交点
19 第一曲线支持点
20 第二曲线支持点
21 第三曲线支持点
22 第四曲线支持点
23 校准点
24 置入点
25 偏移量
26 镜像点

Claims (15)

1.用于校准作业机械(2)的特性曲线族(13)的方法，其中，所述特性曲线族(13)包括制动系统(11)的制动踏板特性曲线(14；16)和传动离合器(5)的至少一个离合器特性曲线(15；17)，所述制动踏板特性曲线和所述离合器特性曲线在校准后的状态下彼此具有目标关系，所述方法具有以下步骤：获知车轮侧的输出转矩、根据所述输出转矩获知实际制动踏板特性曲线(16)、通过将所获知的实际制动踏板特性曲线(16)与目标制动踏板特性曲线(14)进行比较来获知与目标关系偏离的实际关系、并且校准所述制动踏板特性曲线(14；16)或所述离合器特性曲线(15；17)，从而使所述实际关系相应于所述目标关系。
2.根据前述权利要求1所述的方法，其特征在于，实际离合器特性曲线(17)保持不变，并且将所述实际制动踏板特性曲线(16)校准到所述目标制动踏板特性曲线(14)，或者所述实际制动踏板特性曲线(16)保持不变，并且将所述实际离合器特性曲线(17)校准到目标离合器特性曲线(15)。
3.根据前述权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，为了获知输出转矩，从沿着力流方向位于所述传动离合器(5)上游的液力变矩器(4)的存储在电子控制器(12)中的变换器特性曲线族中获知涡轮转矩。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述涡轮转矩、所述传动离合器(5)的至少一个离合器参数并且/或者根据位于所述液力变矩器(4)下游的传动装置(9)的至少一个传动装置参数来计算所述输出转矩。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，经由所述输出转矩来获知制动特征参量，根据所述制动特征参量间接地或直接地确定所述制动系统(11)的制动力矩。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，为了获知针对至少一个制动踏板位置的实际制动踏板特性曲线(16)，获知所述制动特征参量的与该制动踏板位置相对应的值。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，以不连续的方法获知所述实际制动踏板特性曲线(16)，在所述不连续的方法中获知多个曲线支持点(19、20、21、22)。
8.根据前述权利要求7所述的方法，其特征在于，为了获知曲线支持点(19、20、21、22)，将所述制动踏板位置调整到一个值并且在获知所述制动特征参量的相对应的值期间将所述制动踏板位置恒定地保持在该值。
9.根据前述权利要求7或8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述作业机械(2)静止时，挂入所述传动装置(9)的挡并且提高马达转速直至识别到所述作业机械(2)的滚动。
10.根据前述权利要求7至9中的任一项所述的方法，其特征在于，在识别到滚动时，所述传动装置(9)由所述电子控制器(12)自动地切换到空转，并且/或者确定和/或储存制动特征参量的在发生滚动的时刻所存在的值。
11.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，以连续的方法获知所述实际制动踏板特性曲线(16)，在所述连续的方法中，连续改变所述制动踏板位置并且同时获知所述制动特征参量的相对应的值。
12.根据前述权利要求11所述的方法，其特征在于，使所述作业机械(2)加速直到挡的最大速度，在减速阶段之内通过连续增加对所述制动踏板的操纵来刹车直到停车状态，并且/或者在所述减速阶段期间获知所述制动特征参量的相对应的值。
13.根据前述权利要求1至12所述的方法，其特征在于，尤其是用于获知实际制动踏板特性曲线(16)的置入点的连续的方法首先利用第一马达转速来执行，并且紧接着利用相对于所述第一马达转速提高的第二马达转速来执行。
14.作业机械(2)，所述作业机械具有驱动单元(3)、液力变矩器(4)、传动离合器(5)、传动装置(9)、制动系统(11)和电子控制器(12)，在所述电子控制器中存储有特性曲线族(13)，所述特性曲线族包括所述制动系统(11)的制动踏板特性曲线(14、16)和传动离合器(5)的至少一个离合器特性曲线(15、17)，所述制动踏板特性曲线和所述离合器特性曲线在校准后的状态下彼此具有目标关系，其特征在于，所述电子控制器(12)构造成：使得能借助所述电子控制器执行根据前述权利要求中任一项或多项所述的用于校准特性曲线族(13)的方法。
15.根据前述权利要求14所述的作业机械，其特征在于，在所述电子控制器(2)中存储有所述变矩器(4)的变换器特性曲线族。
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