CN114905957A - 用于作业车辆的控制系统和控制器 - Google Patents

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CN114905957A
CN114905957A CN202111569453.2A CN202111569453A CN114905957A CN 114905957 A CN114905957 A CN 114905957A CN 202111569453 A CN202111569453 A CN 202111569453A CN 114905957 A CN114905957 A CN 114905957A
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CN
China
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clutch
gear
motor
power
controller
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Application number
CN202111569453.2A
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English (en)
Inventor
K·K·麦坎齐
C·G·詹森
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Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
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    • F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W20/20—Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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    • B60K6/442—Series-parallel switching type
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    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
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    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K6/48—Parallel type
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Abstract

本公开涉及用于作业车辆的控制系统和控制器。一种用于作业车辆的控制系统包括：动力源，其包括被配置为产生动力的发动机和至少一个电动机；变速器，其包括多个离合器，所述多个离合器联接在一起并被配置成根据多种变速器模式进行选择性接合，以将来自发动机和至少一个电动机的动力沿着动力流路径传递，以驱动动力总成的输出轴；以及控制器，其联接到动力源和变速器。所述控制器具有处理器存储器架构，所述处理器存储器架构被配置为：监测所述至少一个电动机的电动机速度；并且当所述电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，生成和执行针对所述变速器的离合器调制命令，使得所述多个离合器中的沿着所述动力流路径的至少一个离合器部分接合。

Description

用于作业车辆的控制系统和控制器
技术领域
本公开总体上涉及用于作业车辆的控制系统，并且更具体地，涉及用于作业车辆的变速器和电动机的动力控制系统。
背景技术
在农业、建筑和林业行业，可以利用包括轮式装载机的作业车辆执行大量不同的任务。现代作业车辆可以使用来自多个动力源的动力，以提供有用的动力，所述多个动力源包括传统发动机(例如，内燃机)和一个或更多个连续可变动力源(CVP)(例如，电动机)二者。在各种应用中，作业车辆的动力总成可以根据模式使用借助无限可变变速器(IVT)或无级变速器(CVT)选择性仅由任一个动力源提供的或以组合形式提供的动力。此外，在离合器被选择性接合和分离以改变动力流路径时，每种模式都可以具有一个或更多个传动(或速度)比。某些运行条件可能给一种或两种类型的动力源的某些模式带来挑战。
发明内容
本公开提供了一种用于作业车辆的动力控制系统。
在一方面，本公开提供了一种用于作业车辆的控制系统。所述系统包括：动力源，其包括被配置为产生动力的发动机和至少一个电动机；变速器，其包括多个离合器，所述多个离合器联接在一起并被配置成根据多种变速器模式进行选择性接合，以将来自所述发动机和所述至少一个电动机的动力沿着动力流路径传递，以驱动所述作业车辆的动力总成的输出轴；以及控制器，其联接到所述动力源和所述变速器。所述控制器具有处理器存储器架构，所述处理器存储器架构被配置为：监测所述至少一个电动机的电动机速度；并且当所述电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，生成和执行针对所述变速器的离合器调制命令，使得所述多个离合器中的沿着所述动力流路径的至少一个离合器部分接合。
在另一方面，本公开提供了一种用于作业车辆的控制器，作业车辆具有：被配置为产生动力的发动机和至少一个电动机；以及变速器，所述变速器具有多个离合器，所述多个离合器联接在一起并被配置成根据多种变速器模式进行选择性接合，以将来自所述发动机和所述至少一个电动机的动力沿着动力流路径传递，以驱动输出轴。所述控制器包括处理器存储器架构，所述处理器存储器架构被配置为：监测所述至少一个电动机的电动机速度；并且当所述电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，生成和执行针对所述变速器的离合器调制命令，使得所述多个离合器中的沿着所述动力流路径的至少一个离合器部分接合。
在其他方面，本公开提供了一种操作作业车辆的动力总成的方法，所述动力总成具有：被配置为产生动力的发动机和至少一个电动机；以及变速器，所述变速器具有多个离合器，所述多个离合器联接在一起并被配置成根据多种变速器模式进行选择性接合，以将来自所述发动机和所述至少一个电动机的动力沿着动力流路径传递，以驱动输出轴。所述方法包括：用控制器监测至少一个电动机的电动机速度；并且当所述电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，在控制器处生成和执行针对所述变速器的离合器调制命令，使得多个离合器中的沿着所述动力流路径的至少一个离合器部分接合。
在附图和以下描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1是按照本公开的示例实施方式的使用具有离合器调制功能的动力控制系统以防止电动机失速的示例作业车辆的侧视图；
图2是按照示例实施方式的用于实现图1的示例作业车辆的动力控制系统的离合器调制功能的动力总成；
图3是按照示例实施方式的用于实现动力控制系统的离合器调制功能的控制器的数据流示图；
图4A是按照示例实施方式的鉴于电动机速度的电动机转矩能力的数据表示，该电动机速度提供了离合器调制功能操作期间的考虑因素的示例；以及
图4B是在没有运行离合器调制功能的情况下各种参数的数据表示。
在各个附图中，类似的参考符号指示类似的元件。
具体实施方式
以下描述了所公开的动力控制系统、动力总成或车辆的一个或更多个示例实施方式，如在以上简要描述的图的附图中所示的。本领域的技术人员可以设想到示例实施方式的各种修改形式。
通常，诸如在农业、建筑和林业行业中的作业车辆这样的作业车辆可以包括用动力总成实现的动力控制系统，动力总成具有发动机以及诸如一个或更多个电动机这样的一个或更多个附加动力源，这些动力源独立地一齐经由变速器提供动力，以驱动车辆并执行作业功能。例如，动力控制系统可以实现：一种或更多种分路模式，其中来自发动机和电动机的动力在变速器中被组合以提供输出转矩；一种或更多种直接驱动模式，其中仅来自发动机的动力提供输出转矩；以及一种或更多种串联模式，其中主要来自电动机的动力提供输出转矩。这种变速器可以被认为是混合变速器、无级变速器(IVT)或电动无级变速器(eIVT)；并且这样的动力总成可以被认为是混合、IVT或eIVT动力总成。在每种模式下，变速器的离合器可以被操纵，以提供一种或更多种传动比或速度比。
在典型操作期间，尽管施加了转矩，但动力控制系统可以承受相对重的负荷，包括可能使作业车辆停止和减速的负荷。在某些模式下，特别地在串联模式下(例如，其中输出转矩由一个或更多个电动机提供)，车辆速度的降低可以使电动机减慢至比电动机失速速度小的值。通常，在达到失速速度后，控制器可以降低电动机的额定功率以避免热管理问题。如此，在这些情形下，电动机可能不能够为作业车辆提供期望的转矩，由此有可能影响车辆性能和效率。
然而，根据本公开，动力控制系统被配置为在某些条件下实现离合器调制功能，以适当地应对使电动机减速的潜在影响。在一个示例中，与离合器调制功能关联的条件可以包括变速器的当前模式和/或当前电动机速度。特别地，当传动模式处于串联模式时以及当当前电动机速度正接近、低于或处于电动机失速速度时，可以实现离合器调制功能。在实现后，电动机控制系统可以生成命令，以调制变速器中的至少一个离合器，特别是变速器的动力流路径中的将电动机联接到输出轴的离合器之一。在一个示例中，动力控制系统可以通过颤动所选择的离合器(例如，离合器处的合成压力的快速增加和减少)来实现离合器调制，而在其他示例中，动力控制系统可以通过瞄准离合器处的中间或部分接合的合成压力来实现离合器调制。离合器调制功能用来部分地将电动机与变速器脱离，使得电动机可以获得和/或保持比电动机失速速度高的速度，并避免或减轻所得的额定功率降低，由此保持电动机的转矩能力。因此，本发明可以实现具有电动机失速防止离合器调制功能的动力控制系统，从而特别是在不需要为高转矩、低速应用尺寸较大的电动机的情况下提供一致和可靠的性能和效率。以下，将提供附加细节。
参照图1，作业车辆100可以包括或者以其他方式实现动力控制系统102，动力控制系统102执行离合器调制功能以确保合适的电动机速度和转矩能力，由此提供作业车辆100的一致的平稳操作。图1的视图大体将作业车辆100反映为拖拉机。然而，应理解，农业、建筑和/或林业行业中的其他配置可以是可能的，包括作为轮式装载机的配置。应该进一步理解，所公开的动力总成106还可以用于非作业车辆和非车辆应用(例如，固定位置的动力装置)。在一个示例中，动力控制系统102可以被认为包括控制器104、动力总成106以及支撑在作业车辆100的底盘112上的一个或更多个传感器110或者以其他方式与控制器104、动力总成106以及传感器110交互。
通常，动力总成106包括一个或更多个动力源，诸如发动机114(例如，柴油发动机)和/或一个或更多个连续可变动力源(CVP)116a、116b。典型地，CVP 116a、116b是电动机，并将在下面这样地描述。然而，在其他实施方式中，CVP 116a、116b可以是诸如液压马达这样的其他连续可变动力源。电动机116a、116b可以与调节、储存和/或转换出和/或转换进电动机116a、116b的动力的一个或更多个动力部件关联，或者以其他方式装入该一个或更多个动力部件。这种动力部件可以包括一个或更多个传感器、控制器、电池和/或逆变器(例如，具有绝缘栅型双极性晶体管(IGBT)的半导体器件)。如上所述，如果未解决，则电动机116a、116b(特别是被联接以选择性驱动变速器118的电动机116b)的速度降低可以导致转矩能力下降，以避免IGBT中的热问题。离合器调制功能用来识别和解决这些条件，从而防止动力部件的不当加热、电动机116a、116b的额定功率降低(例如，转矩能力的下降)，并确保动力总成统106的一致的高效操作，如以下更详细描述的。
动力总成106还包括变速器118，变速器118将动力从动力源114、116a、116b传递到联接到一个或更多个从动轮(或履带)120以使得作业车辆100能够推进的合适的动力传动系统。车轮120直接与支撑表面相互作用，并负责车辆100的移动和牵引力。变速器118还可以供应动力，以驱动其他车辆系统、部件或机具。变速器118可以包括可以在表示选定的输出速度和/或转矩的各种范围内操作的各种齿轮、轴、离合器和其他动力传递元件。如下面更详细描述的，使用动力控制系统102在动力总成106内的一个或更多个条件下实现离合器调制功能。
通常，控制器104实现动力控制系统102、动力总成106和车辆100的其他方面的操作，包括本文中描述的任何功能。控制器104可以被配置为具有关联的处理器设备存储器架构的计算设备作为液压、电动或电液控制器或其他。如此，控制器104可以被配置为相对于车辆100执行各种计算和控制功能。控制器104可以与车辆100的各种其他系统或装置进行电子、液压或其他通信，包括经由CAN总线(未示出)。例如，控制器104可以与车辆100内(或外部)的各种致动器、传感器和其他装置电子通信或液压连通。
在一些实施方式中，控制器104可以被配置为接收输入命令，并经由人机接口或操作者接口122与操作者交互，包括典型的转向、加速度、速率、变速器和车轮制动控制以及其他合适的控制。操作者接口122可以按各种方式配置，并可以包括一个或更多个操纵杆、各种开关或杠杆、一个或更多个按钮、可以覆在显示器上的触摸屏接口、键盘、扬声器、与语音识别系统关联的麦克风、或各种其他人机接口装置。控制器104还可以接收来自与作业车辆100的各种系统和部件关联的一个或更多个传感器110的输入，如下面更详细讨论的。另外如下面讨论的，控制器104可以基于这些输入来实现动力控制系统102，以生成用于动力总成106的适当命令，尤其是关于离合器调制功能的命令。
如上所述，作业车辆100可以包括一个或更多个传感器(通常由传感器110表示)，这些传感器与控制器104通信以提供各种类型的反馈和数据，以便实现本文中描述的功能以及作业车辆100的典型功能。在某些应用中，可以提供传感器110以观察与作业车辆100关联的各种状况。在一个示例中，传感器110可以提供与动力控制系统102关联的信息以实现离合器调制功能。传感器110可以包括收集与作业车辆100的位置和/或移动关联的信息的运动传感器，诸如一个或更多个方向传感器和/或一个或更多个地面速度传感器。附加传感器(或其他的，源或数据)可以提供或包括动力总成数据的源，所述动力总成数据包括足以确定变速器118的当前或预期模式的数据、与一个或更多个变速离合器元件的位置和状态关联的信息、与电动机116a、116b、发动机114和/或变速器118的元件关联的转矩和/或速度信息。具体地，传感器110可以收集与当前电动机速度、离合器元件速度、变速器输出速度、地面速度等关联的信息，例如，这些信息是直接收集的或从其他参数推导出的。
如下面更详细描述的，动力控制系统102用来实现离合器调制功能以防止电动机失速。离合器调制功能在混合动力总成系统(例如，具有电动机和发动机动力源)中特别有用。下面参考图2描绘和讨论示例动力总成106作为动力控制系统102的实现方面，随后，参考图3提供关于实现离合器调制功能的动力控制系统102的附加细节。
参照图2和如以上介绍的，动力控制系统102可以被认为包括动力总成106和控制器104，控制器104与动力总成106的各种部件通信，并另外从各种车辆系统和/或传感器110(图1)接收信息。另外，如上所述，动力总成106可以包括一个或更多个动力源114、116a、116b。特别地，动力总成106可以包括发动机114，发动机114可以是各种已知配置的内燃机；另外，动力总成106还可以包括可以通过导管和/或其他动力部件116c连接在一起的第一电动机116a和第二电动机116b。动力总成106包括将动力从发动机114、第一电动机116a和/或电动机116b传递到输出轴230的变速器118。如下所述，变速器118包括多个齿轮装置、离合器和控制组件，以将输出轴230在多个方向上以不同速度适当地驱动。通常，在一个示例中，用于实现动力控制系统102的动力总成106的变速器118可以是任何类型的无级变速器布置。
发动机114可以基于期望的操作，根据来自控制器104的命令将旋转动力经由诸如飞轮这样的发动机输出元件提供到发动机轴130。发动机轴130可以被配置为向齿轮132提供旋转动力。齿轮132可以与可以支撑在轴136上(例如，固定到轴136)的齿轮134啮合。轴136可以基本上平行于发动机轴130并与发动机轴130分隔开。轴136可以支撑动力总成106的各种部件，如将详细讨论的。
齿轮132还可以与支撑在轴140上(例如，固定到轴136)的齿轮138啮合。轴140可以基本上平行于发动机轴130并与发动机轴130分隔开，并且轴140可以连接到第一电动机116a。因此，来自发动机的机械动力(即，发动机动力)可以经由发动机轴130传递到啮合的齿轮132、138，传递到轴140并传递到第一电动机116a。电动机116a可以将该动力转换为替代形式(例如，电功率)以便通过导管116c传输到第二电动机116b。然后，该转换后的传输的动力可以由第二电动机116b再次转换，以便沿着轴142进行机械输出。可以提供以上介绍的各种控制装置(未示出)来调节这种转换、传输、再次转换等。另外，在一些实施方式中，轴142可以支撑齿轮144(或其他类似部件)。齿轮144可以与齿轮146啮合，并可以将动力传递到齿轮146。齿轮144还可以与齿轮148啮合，并可以将动力传递到齿轮148。因此，来自第二电动机116b的动力可以在齿轮146和齿轮148之间分配，以便传输到其他部件，如下面将更详细讨论的。动力总成106还可以包括变换器(variator)150，变换器150表示使得在发动机114和电动机116a、116b与输出轴230之间实现无级动力变速器的布置的一个示例。如下面讨论的，该布置还实现动力控制系统102，其中来自发动机114的机械能可以用来在串联模式下提升电功率。可以提供变换器150、发动机114和电动机116a、116b的其他布置。
在一些实施方式中，变换器150可以包括至少两个行星齿轮组。在一些实施方式中，行星齿轮组可以互连并支撑在诸如轴136这样的公共轴上，并且行星齿轮组152、160可以基本上同心。在其他实施方式中，不同的行星齿轮组152、160可以支撑在分离的、相应的非同心轴上。行星齿轮组的布置可以根据作业车辆100内的用于封装动力总成106的可用空间来配置。
如图2的实施方式中所示，变换器150可以包括具有第一太阳轮154、第一行星齿轮和关联托架156以及第一齿圈158的第一行星齿轮组(即，“低”行星齿轮组)152。此外，变换器150可以包括具有第二太阳轮162、第二行星齿轮和关联托架164以及第二齿圈166的第二行星齿轮组(即，“高”行星齿轮组)160。第二行星齿轮和托架164可以直接附接到第一齿圈158。另外，第二行星齿轮和托架164可以直接附接到其上固定有齿轮170的轴168。此外，第二齿圈166可以直接附接到齿轮172。如所示出的，轴168、齿轮170和齿轮172可以各自接纳轴136，并且可以与轴136基本上同心。尽管未具体示出，但应该理解，动力总成106可以包括用于同心地支撑这些部件的各种轴承。具体地，轴168可以经由轴承旋转地附接到轴136，并且齿轮172可以经由另一轴承旋转地附接到轴168上。
在变换器150的相对侧(图2中从左到右)上，齿轮148可以安装(例如，固定)在轴174上，轴174还支撑第一太阳轮154和第二太阳轮162。在一些实施方式中，轴174可以是中空的，并可以接纳轴136。轴承(未示出)可以基本上同心地将轴174旋转地支撑在轴136上。此外，第一行星齿轮和关联托架156可以附接到齿轮176。齿轮176可以与固定到轴180的齿轮178啮合。轴180可以基本上平行于轴136并与轴136分隔开。
如上所述，动力总成106可以被配置用于将动力(来自发动机114、第一电动机116a和/或第二电动机116b)经由变速器118传递到输出轴230或其他输出部件。输出轴230可以被配置为将接收到的该动力传输到作业车辆100的车轮、动力输出(PTO)轴、副变速器、机具或作业车辆100的其他部件。
动力总成106可以具有多种可选模式，诸如直接驱动模式、分路模式和串联模式。在直接驱动模式下，来自发动机114的动力可以传输到输出轴230，并且可以防止来自第二电动机116b的动力传递到输出轴230。在分路模式下，来自发动机114和第二电动机116的动力可以被变换器150相加，并且相加或组合后的动力可以被传递到输出轴230。此外，在串联模式下，来自第二电动机116b的动力可以传输到输出轴230，并且通常可以防止来自发动机114的动力传递到输出轴230。动力总成106还可以在直接驱动模式、分路模式和串联模式中的一种以上具有不同的速度模式，并且这些不同的速度模式可以为输出轴230提供不同的角速度范围。动力总成106可以在多种模式之间切换，以保持合适的运行效率。此外，动力总成106可以具有用于将作业车辆100在正向方向上移动的一种或更多种正向模式以及用于将作业车辆100在反向方向上移动的一种或更多种反向模式。动力总成106可以例如使用控制组件182来实现不同的模式和速度。控制组件182可以包括一个或更多个可选择的传输部件。可选择的传输部件可以具有第一位置或状态(接合位置或状态)，其中相应装置有效地将所有动力从输入部件传输到输出部件。可选择的传输部件还可以具有第二位置或状态(脱离位置或状态)，其中装置防止从输入到输出部件的动力传输。可选择的传输部件可以具有第三位置或状态(部分接合或调制的位置或状态)，其中相应装置仅将动力的一部分从输入部件传输到输出部件。除非另有说明，否则术语“接合”是指有效地传递所有动力的第一个位置或状态，而“部分接合”、“调制”或“颤动”具体地仅是指部分动力传递，尽管有可能具有不同的特性。控制组件182的可选择的变速器部件可以包括一个或更多个湿式离合器、干式离合器、齿环离合器、制动器、同步器或其他类似装置。控制组件182还可以包括用于将可选择的变速器部件在第一位置、第二位置和第三位置之间致动的致动器。
如图2中所示，控制组件182可以包括第一离合器184、第二离合器186、第三离合器188、第四离合器190和第五离合器192。另外，控制组件182可以包括正向定向离合器194和反向定向离合器196。
在一个示例中，第一离合器184可以安装和支撑在轴198上。另外，处于接合位置的第一离合器184可以将齿轮146与轴198接合以作为一个单元旋转。处于脱离位置的第一离合器184可以允许齿轮146相对于轴198旋转。另外，齿轮200可以固定到轴198，并且齿轮200可以与固定到轴168的齿轮170啮合。反向定向离合器196可以支撑在轴198上(即，与第一离合器184共同支撑在轴198上)。反向定向离合器196可以使齿轮200和齿轮202接合，并另选地使齿轮200和齿轮202脱离。齿轮202可以与空转齿轮204啮合，并且空转齿轮204可以与齿轮206啮合。正向定向离合器194可以支撑在齿轮206上(齿轮206进而支撑在轴136上)，以选择性接合轴168。因此，正向定向离合器194可以与轴168和轴136二者同心。第二离合器186可以支撑在轴180上。第二离合器186可以使轴180和齿轮208接合，并另选地使轴180和齿轮208脱离。齿轮208可以与齿轮210啮合。齿轮210可以固定到并安装在副轴212上。副轴212也可以支撑齿轮214。齿轮214可以与固定到输出轴230的齿轮216啮合。
第三离合器188可以支撑在轴218上。轴218可以基本上平行于轴180并与轴180分开一定距离。另外，齿轮220可以固定到轴218上并由轴218支撑。齿轮220可以与齿轮172啮合，如所示出的。第三离合器188可以使齿轮220和齿轮222接合，并另选地使齿轮220和齿轮222脱离。齿轮222可以与齿轮210啮合。第四离合器190可以支撑在轴180上(与第二离合器186共同地)。第四离合器190可以使轴180和齿轮224接合，并另选地使轴180和齿轮224脱离。齿轮224可以与安装并固定到轴212的齿轮226啮合。另外，第五离合器192可以支撑在轴218上(与第三离合器188共同地且同心地)。第五离合器192可以使轴218和齿轮228接合，并另选地使轴218和齿轮228脱离。齿轮228可以与齿轮226啮合。
现在，将讨论动力总成106的不同传输模式。类似于以上讨论的实施方式，动力总成106可以具有至少一种分路模式，其中来自发动机114的动力和来自电动机116a、116b中的一个或更多个的动力被组合。另外，动力总成106可以另外具有直接驱动模式和/或至少一种串联模式(即，仅电动机模式)。
在一些实施方式中，接合第一离合器184和第二离合器186可以将动力总成106置于第一正向模式。通常，该模式可以是串联模式(即，仅电动机模式)。在该模式下，来自发动机114的机械动力可以经由轴130、齿轮132、齿轮138和轴140流向第一电动机116a。第一电动机116a可以将输入机械动力转换为电或液压动力，并将转换后的动力供应到第二电动机116b。另外，标称地防止来自发动机114的动力(该动力经由轴130、齿轮130和齿轮134流向轴136)输入到变换器150。此外，来自第二电动机116b的机械动力可以使轴142和附接的齿轮144旋转。来自电动机116b的该动力可以使齿轮148旋转，以使第一太阳轮154旋转。动力还可以使齿轮146旋转，从而可以跨第一离合器184传递到轴198、齿轮200、齿轮170、轴168、第二行星齿轮和关联托架164、第一齿圈158。换句话说，在该模式下，来自第二电动机116b的动力可以驱动地使变换器150的两个部件(第一太阳轮154和第一齿圈158)旋转，并且该动力可以在第一行星齿轮和关联托架156处被相加和重新组合。重新组合后的动力可以经由齿轮176和齿轮178传递到轴180。轴180处的动力可以跨第二离合器186传递到齿轮208、齿轮210，沿着副轴212传递到齿轮214、齿轮216，并最终传递到输出轴230。在一些实施方式中，串联模式可以在低角速度输出时为输出轴230提供相对高的转矩。因此，在一些实施方式中，该模式可以被称为爬行模式。此外，如将变得明显的，可以仅在该模式下使用第一离合器184；因此，第一离合器184可以被称为“爬行离合器”。换句话说，第二电动机116b使第一太阳轮154和第一齿圈158旋转，结果，来自第二电动机116b的动力在第一行星齿轮和托架156处重新组合。
在一些实施方式中，接合正向定向离合器194和第二离合器186可以将动力总成106置于第一正向方向模式。该模式可以是分路模式，其中变换器150将来自第二电动机116b的动力和来自发动机114的动力相加并将组合后的动力输出到输出轴230。具体地，来自第二电动机116b的动力从轴142传输到齿轮144、齿轮148、轴174，以驱动第一太阳轮154。另外，来自发动机114的动力传输到轴130、齿轮132、齿轮134、轴136、齿轮206，通过正向定向离合器194，传输到轴168、第二行星齿轮和关联托架164、第一齿圈158。来自第二电动机116b和发动机114的组合动力在第一行星齿轮和关联托架156处被相加，并经由齿轮176和齿轮178传输到轴180。轴180处的动力可以跨第二离合器186传递到齿轮208、齿轮210，沿着副轴212传递到齿轮214、齿轮216，并最终传递到输出轴230。
另外，在一些实施方式中，接合正向定向离合器194和第三离合器188可以将动力总成106置于作为另外的分路模式的第二正向方向模式。具体地，来自第二电动机116b的动力可以从轴142传输到齿轮144、齿轮148、轴174，以驱动第二太阳轮162。另外，来自发动机114的动力传输到轴130、齿轮132、齿轮134、轴136、齿轮206，通过正向定向离合器194，传输到轴168、第二行星齿轮和关联托架164。来自第二电动机116b和发动机114的组合动力可以在第二齿圈166处被相加，并可以传输到齿轮172、齿轮220，通过第三离合器188传输到齿轮222、齿轮210、副轴212、齿轮214、齿轮216，并最终传输到输出轴230。
另外，在一些实施方式中，接合正向定向离合器194和第四离合器190可以将动力总成106置于作为另外的分路模式的第三正向方向模式。具体地，来自第二电动机116b的动力从轴142传输到齿轮144、齿轮148、轴174，以驱动第一太阳轮154。另外，来自发动机114的动力传输到轴130、齿轮132、齿轮134、轴136、齿轮206，通过正向定向离合器194，传输到轴168、第二行星齿轮和关联托架164、第一齿圈158。来自第二电动机116b和发动机114的组合动力在第一行星齿轮和关联托架156处被相加，并经由齿轮176和齿轮178传输到轴180。轴180处的动力可以跨第四离合器190传递到齿轮210、齿轮226，沿着副轴212传递到齿轮214、齿轮216，并最终传递到输出轴230。
此外，在一些实施方式中，接合正向定向离合器194和第五离合器192可以将动力总成106置于作为另外的分路模式的第四正向方向模式。具体地，来自第二电动机116b的动力可以从轴142传输到齿轮144、齿轮148、轴174，以驱动第二太阳轮162。另外，来自发动机114的动力传输到轴130、齿轮132、齿轮134、轴136、齿轮206，通过正向定向离合器194，传输到轴168、第二行星齿轮和关联托架164。来自第二电动机116b和发动机114的组合动力可以在第二齿圈166处被相加，并可以传输到齿轮172、齿轮220，通过第五离合器192传输到齿轮228、齿轮226、副轴212、齿轮214、齿轮216，并最终传输到输出轴230。
动力总成106还可以具有一种或更多种反向模式，以将作业车辆100在与以上讨论的那些模式相反(反向)的方向上驱动。在一些实施方式中，动力总成106可以提供与以上讨论的正向串联模式对应的反向串联模式，在反向串联模式下，第一离合器184和第二离合器186可以接合，使得第二电动机116b在与上述方向相反的方向上驱动轴142和其他下游部件，以使作业车辆100反向移动。
此外，动力总成106可以具有多种分路反向方向模式。在一些实施方式中，动力总成106可以提供与以上讨论的正向方向模式对应的反向方向模式；然而，反向定向离合器196可以代替正向定向离合器194进行接合，以实现反向模式。
因此，动力总成106可以通过接合反向定向离合器196和第二离合器186来提供第一反向方向模式。如此，来自第二电动机116b的动力可以从轴142传输到齿轮144、齿轮148、轴174，以驱动第一太阳轮154。另外，来自发动机114的动力可以传输到轴130、齿轮132、齿轮134、轴136、齿轮206、空转齿轮204、齿轮202，通过反向定向离合器196传输到齿轮200、齿轮170、轴168、第二行星齿轮和关联托架164、第一齿圈158。来自第二电动机116b和发动机114的组合动力可以在第一行星齿轮和关联托架156处被相加，并可以经由齿轮176和齿轮178传输到轴180。轴180处的动力可以跨第二离合器186传递到齿轮208、齿轮210，沿着副轴212传递到齿轮214、齿轮216，并最终传递到输出轴230。
动力总成106还可以通过接合反向定向离合器196和第三离合器188来提供第二反向方向模式。如此，来自第二电动机116b的动力可以从轴142传输到齿轮144、齿轮148、轴174，以驱动第二太阳轮162。另外，来自发动机114的动力可以传输到轴130、齿轮132、齿轮134、轴136、齿轮206、空转齿轮204、齿轮202，通过反向定向离合器196传输到齿轮200、齿轮170、轴168、第二行星齿轮和关联托架164。来自第二电动机116b和发动机114的组合动力可以在第二齿圈166处被相加，并可以传输到齿轮172、齿轮220，通过第三离合器188传输到齿轮222、齿轮210、副轴212、齿轮214、齿轮216，并最终传输到输出轴230。
另外，在一些实施方式中，接合反向定向离合器196和第四离合器190可以将动力总成106置于第三反向方向模式。具体地，来自第二电动机116b的动力可以从轴142传输到齿轮144、齿轮148、轴174，以驱动第一太阳轮154。另外，来自发动机114的动力可以传输到轴130、齿轮132、齿轮134、轴136、齿轮206、空转齿轮204、齿轮202，通过反向定向离合器196传输到齿轮200、齿轮170、轴168、第二行星齿轮和关联托架164、第一齿圈158。来自第二电动机116b和发动机114的组合动力可以在第一行星齿轮和关联托架156处被相加，并可以经由齿轮176和齿轮178传输到轴180。轴180处的动力可以跨第四离合器190传递到齿轮210、齿轮226，沿着副轴212传递到齿轮214、齿轮216，并最终传递到输出轴230。
此外，在一些实施方式中，接合反向定向离合器196和第五离合器192可以将动力总成106置于第四反向方向模式。具体地，来自第二电动机116b的动力可以从轴142传输到齿轮144、齿轮148、轴174，以驱动第二太阳轮162。另外，来自发动机114的动力可以传输到轴130、齿轮132、齿轮134、轴136、齿轮206、空转齿轮204、齿轮202，通过反向定向离合器196传输到齿轮200、齿轮170、轴168、第二行星齿轮和关联托架164。来自第二电动机116b和发动机114的组合动力可以在第二齿圈166处被相加，并可以传输到齿轮172、齿轮220，通过第五离合器192传输到齿轮228、齿轮226、副轴212、齿轮214、齿轮216，并最终传输到输出轴230。
此外，动力总成106可以提供一种或更多种直接驱动模式，在直接驱动模式下，来自发动机114的动力传递到输出轴230，并且防止了来自第二电动机116b的动力传递到输出轴230。具体地，接合第二离合器186、第三离合器188和正向定向离合器194可以提供第一正向直接驱动模式。如此，来自发动机114的动力可以从轴130传递到齿轮132、轴136、齿轮206，通过正向定向离合器194传输到第二行星齿轮和托架164和第一齿圈158。此外，在第二离合器186和第三离合器188被接合的情况下，第二齿圈166和第一行星齿轮和托架156以固定的比率锁定到副轴212，因此锁定到输出轴230。这有效限制了变换器150每侧的比率，并通过由接合的齿轮系的齿计数确定的比率将发动机速度直接锁定到作业车辆100的地面速度。在这种情况下，太阳轮154、162的速度被固定，并且太阳轮154、162在变速器150的两侧之间传递转矩。此外，第一电动机116a和第二电动机116b可以不被通电。
类似地，接合第四离合器190、第五离合器192和正向定向离合器194可以提供第二正向直接驱动模式。此外，接合第二离合器186、第三离合器188和反向定向离合器196可以提供第一反向直接驱动模式。另外，接合第四离合器190、第五离合器192和反向定向离合器196可以提供第二反向直接驱动模式。如以上介绍的，控制器104被联接，以控制包括发动机114和变速器118的动力控制系统102的各个方面，以实现发动机油门换挡功能。
现在还参照图3，数据流示图例示了由控制器104、发动机114和变速器118实现的动力控制系统102以针对电动机失速防止和/或迁移执行离合器调制功能的实施方式。通常，控制器104可以被认为是车辆控制器、专用控制器或发动机和/或变速器控制器的组合。相对于图3的动力控制系统102，控制器104可以被组织为一个或更多个功能单元或模块240、242(例如，软件、硬件或其组合)。如可以理解的，图3中示出的模块240、242可以被组合和/或进一步分割，以执行与本文中描述的功能类似的功能。作为示例，模块240、242中的每一个可以用诸如处理器244和存储器246这样的处理架构以及合适的通信接口来实现。例如，控制器104可以基于存储在存储器246中的程序或指令来与处理器244一起实现模块240、242。在一些示例中，控制器104对离合器调制功能的考虑和实现是连续的，例如，是持续活动的。在其他示例中，发动机油门换挡功能的激活可以是选择性的，例如，基于来自操作者的输入或其他考虑来启用或禁用。在任何情况下，发动机油门功能可以由动力控制系统102启用和实现，如下所述。
通常，控制器104可以接收多种形式的输入数据和/或来自包括传感器110的多个源的输入数据，尽管这种输入数据也可以来自在作业车辆100内部或外部的其他系统或控制器。该输入数据可以表示足以操作电动机116a、116b、发动机114和/或变速器118的任何数据，特别是足以执行下面描述的离合器调制功能的任何数据。
在一个示例中，控制器104可以被认为包括变速器控制模块240和电动机控制模块242。通常，变速器控制模块240被配置为基于包括地面速度和操作者输入的各种类型的数据来生成操作变速器118的离合器命令，如所示出的。离合器命令可以在“换档点”处产生，在该换档点处，命令导致变速器118的离合器(例如，图2的离合器184、186、188、190、192、194、196)在输出端(例如，图2的轴230)处提供新的传动比或速度比。可以基于存储在存储器246中的一个或更多个换挡规律来实现这种操作。如下所述，变速器控制模块240还可以实现离合器调制功能的至少一部分。
通常，电动机控制模块242可以生成操作电动机116a、116b中的一个或更多个的命令，所述命令包括与电动机116a、116b的典型操作关联的命令，诸如速度命令、关闭、定时等。电动机命令可以基于包括当前电动机速度的多个因素。影响由电动机控制模块242生成的电动机命令的其他参数可以包括运行参数和经由操作者接口122(图1)的操作者输入以及由变速器控制模块240命令的当前和预期的模式或传动比。在一些示例中，可以基于存储在存储器246中的预定操作调度来生成电动机命令。
在典型操作期间(例如，在没有离合器调制功能的情况下)，变速器控制模块240为变速器118的各种离合器生成命令，以实现安排的变速器模式，使得所选择的离合器被完全接合或完全分离；并且电动机控制模块242生成关联的电动机命令，特别是速度命令。如下所述，电动机控制模块242和/或变速器控制模块240可以实现离合器调制功能，以在某些条件下改善动力总成性能。
具体地，在操作期间，电动机控制模块242可以接收离合器模式命令(作为针对变速器118的离合器命令的基础)，以便监测变速器118的当前模式。在一个示例中，电动机控制模块242可以识别和/或被通知变速器118何时处于串联模式，例如，第二电动机116b何时在提供变速器118的输出转矩。电动机控制模块242还可以监测电动机速度，例如，图2的示例中的电动机116b的速度。可以考虑其他参数，诸如输出或地面速度。在任何情况下，电动机控制模块242都可以确定动力总成106的条件何时使得第二电动机116b(和/或其他电动机116a)可能正接近或下降至低于失速速度阈值，通常这是由于车辆100或变速器118减速的结果。换句话说，电动机控制模块242可以识别车辆100何时遇到了车辆100或变速器118上的反作用力在使电动机116b减速的情形，诸如何时接合重负载或在陡坡上行驶(这可能导致电动机失速)。
通常，失速速度阈值是使电动机由于不能适当旋转(诸如，在使用不对称相位或绕组时)而可能受到不利影响的速度阈值。通常，电动机控制模块242(和/或其他模块或系统)可以在这些状况下降低或减弱主题电动机的转矩能力，以避免热问题。失速速度阈值可以基于电动机的大小或类型。在一个示例中，失速速度阈值可以是25rpm、50rpm、100rpm、250rpm或500rpm，尽管可以考虑任何合适的失速速度阈值。
简要参照图4A，图4A是鉴于电动机速度的电动机性能的示例数据表示250。特别地，图4A的表示250描绘了电动机转矩能力(Nm)随着电动机速度(RPM)的变化而变化。表示250还描绘了各种参考速度260、262、264、266。参考速度260是电动机最大速度；参考速度262是电动机基本速度；参考速度264是失速速度阈值；并且参考速度266是另一失速速度阈值。如所示出的，转矩能力是失速速度阈值264和电动机基本速度262之中最大的。在高于电动机基本速度262的速度下，转矩能力减小，包括减小直到达到电动机最大速度260。在低于失速速度阈值264的速度下，电动机减功率，如转矩能力的降低所反映的。转矩能力从失速速度阈值264继续减小直到其他失速速度阈值266，在该其他失速速度阈值266下，降低的转矩能力保持在恒定值。如下所述，离合器调制功能尝试将电动机保持在高于失速速度阈值(例如，阈值264)的速度，以使电动机的转矩能力最大化。
返回到图3并且如以上讨论的，电动机控制模块242可以相对于失速速度阈值监测电动机速度，以便识别电动机失速状况，并且一旦识别，电动机控制模块242可以生成针对变速器控制模块240的电动机失速防止命令。在一个示例中，电动机控制模块242特别地监测电动机116b，如以下参考的，电动机116b负责在串联模式中向变速器118提供转矩。如上所述，在一些示例中，电动机控制模块242可以仅在变速器处于串联模式时生成电动机失速防止命令，尽管在其他示例中，电动机控制模块242可以独立于离合器模式(例如，在串联模式以外的模式下)生成针对变速器控制模块240的电动机失速防止命令。
在接收到电动机失速防止命令后，变速器控制模块240可以按照离合器调制功能来生成经修改的离合器命令(例如，具有针对至少一个离合器的离合器调制命令的离合器命令)，以便应对电动机116b的潜在失速。通常，根据离合器调制功能生成的离合器命令用来“调制”(或部分接合)变速器118的动力流路径内的另外接合的离合器。例如，在以上参考图2描述的第一正向模式(也是串联模式)下，离合器命令可以用来调制将第二电动机116b联接到变速器118的其他部分的第一离合器184。在另一示例中，在以上参考图2描述的第一正向模式下，离合器命令可以用来调制将第二电动机116b联接到变速器118的其他部分的第二离合器186。在其他示例中，离合器184、186二者都可以被调制。通常，变速器控制模块242可以选择最适于调制的一个离合器或多个离合器，例如，可以适应与调制关联的离合器滑移的热或摩擦的一个离合器或多个离合器。
离合器调制用来至少部分地将电动机116b与减速的变速器118脱离。特别地，允许动力流离合器(例如，离合器184)滑移，使得允许动力流路径的输入侧(例如，电动机116b侧)的离合器元件以比输出侧(例如，输出轴230侧)的相对离合器元件高的速度移动。
可以按各种方式实现离合器调制。在一个示例中，可以因颤动所选择的离合器(例如，相对于离合器处所得压力的平均值，在限定的带宽内规则地快速增加和减少)而出现离合器调制。这种颤动可以是增加或减少阶跃形式、锯齿形式、正弦形式和/或其他形状或函数(例如，作为开环函数)。在示例中，在启动带有颤动的离合器调制时，控制器104可以初始地命令离合器转矩从接合压力下降至比正常或接合的离合器压力小的减小的离合器压力。减小的离合器压力可以随调度的变化而变化，或者被确定为随电动机速度或输出速度的变化而变化。离合器压力随后可以以近似相等的振幅上升和下降(例如，以振荡或交替)。所得的平均离合器压力可以随电动机速度而增加或减少，并在电动机速度达到足够值时终止。在其他示例中，动力控制系统可以通过将中间或部分接合的所得压力对准离合器(例如，作为闭环函数)来实现离合器调制。
作为离合器调制的结果，电动机116b可能能够达到和/或保持高于失速速度阈值的速度。控制器104可以继续监测参数，并保持离合器调制直到条件使得离合器调制功能不再必要。特别地，控制器104可以在地面速度或变速器输出速度大于电动机116b的失速速度阈值时终止离合器调制功能。此时，电动机控制模块242可以终止得到离合器调制功能的电动机失速防止命令，并且变速器控制模块240可以生成离合器命令，使得先前调制的离合器(例如，离合器184)完全接合，例如，正常或标称操作。以下，将提供附加细节。
现在参照图4B，图4B是描绘了在实现失速防止离合器调制功能之前、期间和之后的动力总成参数的数据表示270。具体地，数据表示270描绘了竖直轴上的各种参数的相应相对幅度随着水平轴上的时间的变化而变化。
数据表示270包括：反映变速器输出速度(例如，在输出轴230处)随时间推移的第一线272；反映离合器转矩(例如，针对与离合器调制功能关联的离合器，诸如，离合器184)随时间推移的第二线274；反映相对离合器元件速度(例如，表示离合器滑移量)随时间推移的第三线276；反映电动机速度(例如，电动机116b)随时间推移的第四线278；反映所传递的或当前的电动机转矩能力随时间推移的第五行280；反映命令或期望的电动机转矩随时间推移的第六线282；反映启动离合器调制功能的第七线或参考点284；反映有效或平均的离合器转矩(例如，针对线274的经调制离合器转矩)的第八线286；以及反映使变速器输出速度272超过电动机速度278的点的第九线或参考点288。
如所示出的，当变速器输出速度272相对低(例如，处于失速速度阈值)时，启动离合器调制功能(在点284处表示)。在点284之前，离合器转矩274完全接合，使得相对离合器元件速度276大致为零；并且由于变速器输出速度272大致为零，因此离合器转矩274完全接合，并且电动机速度278相对低，因此电动机传递转矩280小于期望的电动机转矩282。换句话说，在点284处实现离合器调制功能之前，电动机不能传递期望的转矩。
在点284处，启动离合器调制功能，并且具体地，离合器(例如，离合器184)经受颤动。随着离合器颤动，离合器转矩274初始减小，随后经历相对快的增大和减小达约平均振幅或幅度286，使得相对离合器元件速度276增大(例如，出现离合器滑移)，这进而使得电动机速度278能够增大。如所示出的，所传递的转矩280随着电动机速度278的增加而增加。
在点288处，变速器的输出速度272使得离合器的完全接合将不再导致电动机具有将使电动机失速的速度278。结果，失速防止调制功能可以终止，并且离合器转矩274可以使得离合器完全接合，例如，使得相对离合器元件速度276减小至零。随后，电动机继续增加速度278，并继续传递所请求的转矩280。
本文中讨论的动力控制系统还可以被实施为用于控制作业车辆的动力总成的方法。具体地，所述方法包括：用控制器启动、监测至少一个电动机的电动机速度；以及在控制器处生成和执行针对变速器的离合器调制命令，使得当电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，沿着动力流路径的多个离合器中的至少一个部分接合。生成和执行步骤可以包括生成和执行离合器调制命令，使得至少一个离合器颤动。另外，生成和执行步骤可以包括生成和执行离合器调制命令，使得至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。该方法可以在电动机速度超过第一预定失速速度阈值时终止。
因此，本公开提供了用于作业车辆动力总成的动力控制系统和方法，该作业车辆动力总成具有发动机和至少一个生成由变速器(诸如eIVT)调节的动力的电动机。具体地，动力控制系统和方法提供了改进的性能和效率，尤其是在低速、高转矩应用中。
另外，提供了以下示例，并对这些示例进行编号以更容易参考。
1.一种用于作业车辆的控制系统，所述控制系统包括：动力源，其包括被配置为产生动力的发动机和至少一个电动机；变速器，其包括多个离合器，所述多个离合器联接在一起并被配置成根据多种变速器模式进行选择性接合，以将来自所述发动机和所述至少一个电动机的动力沿着动力流路径传递，以驱动所述作业车辆的动力总成的输出轴；以及控制器，其联接到所述动力源和所述变速器，所述控制器具有处理器存储器架构，所述处理器存储器架构被配置为：监测所述至少一个电动机的电动机速度；并且当所述电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，生成和执行针对所述变速器的离合器调制命令，使得所述多个离合器中的沿着所述动力流路径的至少一个离合器部分接合。
2.根据实例1所述的控制系统，其中，所述控制器被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器颤动。
3.根据实例1所述的控制系统，其中，所述控制器被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。
4.根据实例2所述的控制系统，其中，所述控制器被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。
5.根据实例4所述的控制系统，其中，所述控制器被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述重复调制出现在所述离合器调制命令启动时所述离合器压力的初始下降之后。
6.根据实例5所述的控制系统，其中，所述控制器被配置为围绕平均合成离合器压力继续所述重复调制，所述平均合成离合器压力随着所述电动机速度增加而增加。
7.根据实例1所述的控制系统，其中，一旦生成和执行所述离合器调制命令，所述控制器就被配置为继续监测所述电动机速度，并且当所述电动机速度超过所述第一预定失速速度阈值时终止所述离合器调制命令。
8.根据实例1所述的控制系统，其中，所述多种变速器模式包括串联模式和分路模式，在所述串联模式下，所述动力总成的所述输出轴主要由来自所述至少一个电动机的动力驱动，在所述分路模式下，所述动力总成的所述输出轴由来自所述发动机和所述至少一个电动机的组合动力驱动，并且其中，所述控制器被配置为当所述电动机速度小于所述第一预定失速速度阈值并且所述变速器正在所述串联模式下操作时生成和执行所述离合器调制命令。
9.根据实例1所述的控制系统，其中，所述变速器是电动无级变速器(eIVT)。
10.一种用于作业车辆的控制器，所述作业车辆具有：被配置为产生动力的发动机和至少一个电动机；以及变速器，所述变速器具有多个离合器，所述多个离合器联接在一起并被配置成根据多种变速器模式进行选择性接合，以将来自所述发动机和所述至少一个电动机的动力沿着动力流路径传递，以驱动输出轴，所述控制器包括处理器存储器架构，所述处理器存储器架构被配置为：监测所述至少一个电动机的电动机速度；并且当所述电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，生成和执行针对所述变速器的离合器调制命令，使得所述多个离合器中的沿着所述动力流路径的至少一个离合器部分接合。
11.根据实例10所述的控制器，其中，所述处理器存储器架构还被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器颤动。
12.根据实例10所述的控制器，其中，所述处理器存储器架构还被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。
13.根据实例11所述的控制器，其中，所述处理器存储器架构还被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。
14.根据实例13所述的控制器，其中，所述处理器存储器架构还被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述重复调制出现在所述离合器调制命令启动时所述离合器压力的初始下降之后。
15.根据实例14所述的控制器，其中，所述处理器存储器架构还被配置为围绕平均合成离合器压力继续所述重复调制，所述平均合成离合器压力随着所述电动机速度增加而增加。
本文中使用的术语只是出于描述特定实施方式的目的，不旨在是限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。还应该理解，术语“包括”和/或其变型当在本说明书中使用时指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组。
为了方便标志，特别地，在行星齿轮组的背景下，在本文中可使用“部件”来指示诸如太阳轮、齿圈或行星齿轮架的用于传送动力的元件。另外，对“无级”变速器、动力总成或动力源的参考将被理解为还涵盖在各种实施方式中包括“无限(infinitely)”可变变速器、动力总成或动力源的配置。
在下面的讨论中，描述了轴、齿轮和其他动力传输元件的各种示例配置。将理解，在本公开的精神内，各种替代配置可以是可能的。例如，各种配置可以利用多个轴来取代单个轴(或者使用单个轴来取代多个轴)，可以在各种轴或齿轮之间插置一个或更多个惰轮来传输旋转动力，等等。
如本领域中的技术人员将理解的，所公开主题的某些方面可以被实施为方法、系统(例如，包括在作业机械中的作业机械控制系统)或计算机程序产品。因此，某些实施方式可以完全被实现为硬件、完全被实现为软件(包括固件、驻留软件、微代码等)或实现为软件和硬件的组合(和其他)方面。此外，某些实施方式可以采取计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，在介质中实施计算机可用程序代码。
如本领域中的技术人员将理解的，可以依据方法、系统(例如，部署在作业机械上或以其他方式结合作业机械利用的控制或显示系统)以及计算机程序产品来描述所公开主题的一些方面。相对于计算机程序产品，特别地，本公开的实施方式可以由有形的、非暂态存储介质组成或者包括有形的、非暂态存储介质，该存储介质存储用于执行在整个文献中描述的一个或更多个功能的计算机可读指令或代码。如将容易清楚的，这种计算机可读存储介质可以利用任何当前已知或后来开发的存储器类型来实现，该存储器类型包括各种类型的随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。另外，本公开的实施方式对所采用的特定存储器技术是开放的或“不可知”，注意到磁存储解决方案(硬盘驱动器)、固态存储解决方案(闪存)、最佳存储解决方案和其他存储解决方案全都可以潜在地包含用于执行本文中描述的功能的计算机可读指令。类似地，本文中描述的系统或装置还可以包含存储计算机可读指令(例如，作为在操作系统上执行的固件或其他软件的任何组合)的存储器，该计算机可读指令在由处理器或处理系统执行时，指示系统或装置执行本文中描述的一个或更多个功能。当在本地执行时，这种计算机可读指令或代码可以以各种不同方式被复制或分发到给定计算系统或装置的存储器，例如，通过在包括互联网的通信网络上传输。那么，通常，本公开的实施方式不应限于任何特定的硬件或存储器结构集合，或者不限于存储计算机可读指令的特定方式，除非在本文中另有明确表示。
计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或作为载波的部分的传播的数据信号，该数据信号中实施了计算机可读程序代码。这样传播的信号可以采取多种形式中的任一种，包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是非暂态的，并可以是不是计算机可读存储介质的任何计算机可读介质，并且可以传达、传播或传送供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序。
如本文中使用的，除非另有限制或修改，否则具有由连词(例如，“和”)分隔的元素并且在前面还带有短语“一个或更多个”或“至少一个”的列表指示潜在地包括列表中的个体元素或其任何组合的配置或布置。例如，“A、B和C中的至少一个”或“A、B和C中的一个或更多个”指示仅A、仅B、仅C或A、B和C中的两个或更多个的任何组合的可能性(例如，A和B；B和C；A和C；或A、B和C)。
如本文中使用的，术语模块是指独立的或任意组合的任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器装置，包括而不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其他合适组件。模块可以与单元、组件、子系统、子控制器、电路、例程、元件、结构、控制部分等是同义的。
本文中，本公开的实施方式可以依据功能和/或逻辑块组件以及各种处理步骤来描述。应该理解，可以通过被配置为执行特定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现这种块组件。例如，本公开的实施方式可以采用可以在一个或更多个微处理器或其他控制装置的控制下执行各种功能的各种集成电路组件，例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等。另外，本领域中的技术人员将理解，本公开的实施方式可以结合任何数量的作业车辆来实施。
已经出于例示和描述的目的展示了本公开的描述，但该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的公开内容。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改形式和变形形式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。为了最好地解释本公开的原理及其实际应用并且使本领域的其他普通技术人员能够理解本公开并且识别所描述示例的替代形式、修改形式和变形形式，选择和描述本文中的明确引用的实施方式。因此，除了明确描述的那些之外的各种实施方式和实现方式在以下权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种用于作业车辆(100)的控制系统(102)，所述控制系统(102)包括：
动力源(114，116a，116b)，其包括被配置为产生动力的发动机(114)和至少一个电动机(116b)；
变速器(118)，其包括多个离合器(184，186，188，190，192、194，196)，所述多个离合器(184，186，188，190，192、194，196)联接在一起并被配置成根据多种变速器模式进行选择性接合，以将来自所述发动机(114)和所述至少一个电动机(116b)的动力沿着动力流路径传递，以驱动所述作业车辆(100)的动力总成(106)的输出轴(230)；以及
控制器(104)，其联接到所述动力源(114，116a，116b)和所述变速器(118)，所述控制器(104)具有处理器(244)存储器(246)架构，所述处理器存储器架构被配置为：
监测所述至少一个电动机(116b)的电动机速度；并且
当所述电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，生成和执行针对所述变速器(118)的离合器调制命令，使得所述多个离合器(184，186，188，190，192，194，196)中的沿着所述动力流路径的至少一个离合器部分接合。
2.根据权利要求1所述的控制系统(102)，其中，所述控制器(104)被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器颤动。
3.根据权利要求1所述的控制系统(102)，其中，所述控制器(104)被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。
4.根据权利要求2所述的控制系统(102)，其中，所述控制器(104)被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。
5.根据权利要求4所述的控制系统(102)，其中，所述控制器(104)被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述重复调制出现在所述离合器调制命令启动时所述离合器压力的初始下降之后。
6.根据权利要求5所述的控制系统(102)，其中，所述控制器(104)被配置为围绕平均合成离合器压力继续所述重复调制，所述平均合成离合器压力随着所述电动机速度增加而增加。
7.根据权利要求1所述的控制系统(102)，其中，一旦生成和执行所述离合器调制命令，所述控制器(104)就被配置为继续监测所述电动机速度，并且当所述电动机速度超过所述第一预定失速速度阈值时终止所述离合器调制命令。
8.根据权利要求1所述的控制系统(102)，
其中，所述多种变速器模式包括串联模式和分路模式，在所述串联模式下，所述动力总成(106)的所述输出轴(230)主要由来自所述至少一个电动机(116b)的动力驱动，在所述分路模式下，所述动力总成(106)的所述输出轴(230)由来自所述发动机(114)和所述至少一个电动机(116b)的组合动力驱动，并且
其中，所述控制器(104)被配置为当所述电动机速度小于所述第一预定失速速度阈值并且所述变速器(118)正在所述串联模式下运行时生成和执行所述离合器调制命令。
9.根据权利要求1所述的控制系统(102)，其中，所述变速器(118)是电动无级变速器eIVT。
10.一种用于作业车辆(100)的控制器(104)，所述作业车辆(100)具有：被配置为产生动力的发动机(114)和至少一个电动机(116b)；以及变速器(118)，其具有多个离合器(184，186，188，190，192，194，196)，所述多个离合器(184，186，188，190，192，194，196)联接在一起并被配置成根据多种变速器模式进行选择性接合，以将来自所述发动机(114)和所述至少一个电动机(116b)的动力沿着动力流路径传递，以驱动输出轴(230)，所述控制器(104)包括：
处理器(244)存储器(246)架构，所述处理器(244)存储器(246)架构被配置为：
监测所述至少一个电动机(116b)的电动机速度；并且
当所述电动机速度小于第一预定失速速度阈值时，生成和执行针对所述变速器(118)的离合器调制命令，使得所述多个离合器(184，186，188，190，192，194，196)中的沿着所述动力流路径的至少一个离合器部分接合。
11.根据权利要求10所述的控制器(104)，其中，所述处理器(244)存储器(246)架构还被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器颤动。
12.根据权利要求10所述的控制器(104)，其中，所述处理器(244)存储器(246)架构还被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。
13.根据权利要求11所述的控制器(104)，其中，所述处理器(244)存储器(246)架构还被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述至少一个离合器经受在较高振幅和较低振幅之间的离合器压力下的重复调制。
14.根据权利要求13所述的控制器(104)，其中，所述处理器(244)存储器(246)架构还被配置为生成和执行所述离合器调制命令，使得所述重复调制出现在所述离合器调制命令启动时所述离合器压力的初始下降之后。
15.根据权利要求14所述的控制器(104)，其中，所述处理器(244)存储器(246)架构还被配置为围绕平均合成离合器压力继续所述重复调制，所述平均合成离合器压力随着所述电动机速度增加而增加。
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