CN117321272A - 用于控制发动机速度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

动力机器(200)可以包括发动机控制模块(290)，所述发动机控制模块被配置为确定所述动力机器(200)的目标运行速度并且基于所述目标运行速度控制发动机(222)。驱动控制器(322)可以被配置为控制液压驱动泵(224A、224B)或其他作业元件的操作，以将发动机速度朝向低于所述目标运行速度的目标稳定速度降低。

Description

用于控制发动机速度的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2021年4月23日提交的并且标题为“Systems and Methods forControlling Engine Speed(用于控制发动机速度的系统和方法)”的美国临时专利申请No.63/178,596，要求该美国临时专利申请的优先权，并且通过引用以其整体并入本文。

背景技术

本公开针对动力机器。更具体地，本公开提供了用于控制动力机器上的发动机速度的系统和方法。出于本公开的目的，动力机器包括产生动力以完成特定任务或各种任务的任何类型的机器。动力机器的一种类型是作业车辆。作业车辆通常是具有作业装置的自推进车辆，该作业装置例如可以是能够被操纵以执行作业功能的提升臂(尽管一些作业车辆可以具有其他作业装置)。作业车辆包括装载机、挖掘机、多功能车辆、拖拉机和挖沟机，仅举几个例子而已。

一般地，动力机器可以包括发动机控制器，其也可以被称为发动机控制单元(“ECU”)。发动机控制器可以用于控制发动机的运行状况以达到并维持动力机器的目标运行速度(即，目标RPM)。发动机控制器通常可以尝试通过调节发动机扭矩来从发动机降速状况自动地恢复，以返回并维持目标运行速度。

以上讨论仅是为了提供综合性背景信息，并不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

发明内容

所公开主题的实施例可以使用控制器来通过修改发动机上的负载将动力机器上的发动机的速度降低到低于由发动机控制器设定的目标运行速度。除其他好处之外，这可以有助于确保向驱动系统提供最佳动力。

根据本公开的一个方面，提供了一种管理动力机器的发动机的运行的方法，所述方法可以包括：利用一个或更多个计算装置确定所述发动机的目标稳定速度，所述目标稳定速度慢于所述发动机的目标运行速度，其中发动机控制器被配置为基于所述目标运行速度控制所述发动机的运行。所述方法还可以包括：在所述一个或更多个计算装置处接收用于操作所述动力机器的作业元件的输入命令；以及利用所述一个或更多个计算装置基于所述目标运行速度和所述输入命令控制所述作业元件的操作，以促使所述发动机以低于所述目标运行速度的速度运行。

在一些方面，控制作业元件的操作可以包括：基于目标稳定速度将用于控制所述作业元件的输出信号减小到低于与所接收的输入命令相对应的默认输出信号。

在一些方面，控制作业元件的操作包括：基于所述作业元件的位移极限或所述作业元件的扭矩极限中的一个或更多个相对于所接收的输入命令按比例缩放所述输出信号。

在一些方面，控制作业元件的操作包括：基于所述发动机的最小稳定速度按比例缩放所述输出信号。

在一些方面，作业元件可以是由所述发动机提供动力的驱动泵。

在一些方面，所述发动机还可以被配置为向附加的作业元件提供动力；并且与所述发动机以所述目标运行速度进行的运行相比，控制驱动泵的操作以促使所述发动机以低于所述目标运行速度的速度运行可以导致从所述发动机到所述附加的作业元件的动力输送的减少。

在一些方面，发动机控制器被配置为增加发动机扭矩以将发动机速度朝向所述目标运行速度增加；并且控制所述作业元件的操作可以在未引起所述发动机控制器改变所述目标运行速度的情况下促使所述发动机以低于所述目标运行速度的速度运行。

根据本公开的一个方面，提供了一种动力机器。所述动力机器可以包括：主框架；动力源，所述动力源被配置为提供旋转输出；第一作业元件，所述第一作业元件被配置为液压驱动系统的液压驱动泵，所述第一作业元件由所述主框架支撑并且由所述动力源提供动力；第二作业元件，所述第二作业元件由所述主框架支撑并且由所述动力源提供动力；以及控制系统。所述控制系统可以包括：动力源控制模块，所述动力源控制模块被配置为基于所述动力源的所述旋转输出的目标运行速度控制所述动力源的运行；以及驱动控制模块，所述驱动控制模块被配置为基于用于操作所述液压驱动系统的操作员输入且基于所述动力源的所述旋转输出的低于所述目标运行速度的目标稳定速度控制所述液压驱动泵的操作。

在一些方面，动力源被配置为内燃机。

在一些方面，动力源被配置为电动马达。

在一些方面，驱动控制模块可以被配置为将目标稳定速度确定为对应于在第二作业元件的操作期间从动力源到液压驱动泵的最大动力输送。

在一些方面，所述第二作业元件可以是器具泵。

在一些方面，基于目标稳定速度控制液压驱动泵的操作可以包括：确定与所述目标稳定速度相对应的目标降速量。

在一些方面，基于所述动力源的旋转输出的目标稳定速度控制液压驱动泵的操作包括确定下列项中的一项或更多项：所述旋转输出的实际速度与所述目标稳定速度之间的速度误差；或者所述旋转输出的实际速度变化与目标速度变化之间的加速度误差。

在一些方面，驱动控制模块可以被配置为：确定小于目标稳定速度的最小稳定速度；以及控制液压驱动泵的操作，以防止所述动力源的所述旋转输出的速度由于所述液压驱动泵上的依命令而定的负载而稳定在低于所述最小稳定速度的速度。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于动力机器的控制系统。所述动力机器可以包括发动机、由所述发动机提供动力的第一液压作业元件、以及由所述发动机提供动力的第二液压作业元件。所述控制系统可以包括：输入装置，所述输入装置被配置为接收用于操作所述第一液压作业元件的命令；发动机速度传感器，所述发动机速度传感器被配置为确定当前发动机速度；以及一个或更多个电子控制装置。所述一个或更多个电子控制装置可以被配置为：接收用于操作所述第一液压作业元件的操作员命令；接收所述当前发动机速度的指示；基于当前节气门和用于所述第二液压作业元件的当前负载设定确定所述发动机的目标稳定速度，所述目标稳定速度慢于所述发动机的目标运行发动机速度；以及控制所述第一液压作业元件的操作。当所述发动机上的负载导致所述当前发动机速度下降到低于所述目标运行发动机速度时，控制所述第一液压作业元件的操作可以包括基于所述目标稳定速度调制用于所述第一液压作业元件的所述操作员命令。

在一些方面，可以基于下列项中的一项或更多项调制用于第一液压作业元件的操作员命令：指示当前发动机速度与目标稳定速度之间的差的发动机速度误差；或者指示当前发动机加速度与目标发动机加速度之间的差的发动机加速度误差。

在一些方面，第一液压作业元件可以是液压驱动泵；并且基于目标稳定速度控制所述第一液压作业元件可以包括：基于所述目标稳定速度设定所述第一液压作业元件的位移极限或扭矩极限中的一个或更多个。

在一些方面，目标稳定速度大于最小稳定速度，所述最小稳定速度与由所述发动机提供峰值扭矩时的发动机速度相对应。

提供发明内容和摘要以以简化形式引入构思选择，这些构思将在下面的详细描述中被进一步描述。本公开内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1是示出可以在其上有利地实施本公开的实施例的代表性动力机器的功能系统的框图。

图2示出了可以在其上实施所公开的实施例的类型的滑移转向装载机的形式的代表性动力机器的第一透视图。

图3示出了图2的动力机器的第二透视图。

图4是示出诸如图2至图3所示的装载机之类的装载机的动力系统的部件的框图。

图5是示出根据一些所公开的方面的用于控制发动机和动力转换系统的控制系统的部件的框图。

图6是根据一些所公开的方面的用于控制发动机和作业元件的方法的流程图。

图7描绘了示出动力机器的发动机的示例性动力和扭矩曲线的图表。

图8是根据一些所公开的方面的用于控制发动机和作业元件的示例性方法的流程图。

具体实施方式

通过参考示例性实施例来描述和说明本讨论中公开的构思。然而，这些构思不限于它们对说明性实施例中的构造细节和部件布置的应用，并且能够以各种其他方式被实施或执行。本文档中的术语用于描述目的，不应视为限制。如本文所使用的诸如“包括”、“包含”和“具有”等词语及其变体意在涵盖其后列出的项目、其等同物以及附加项目。

在常规设计下，动力机器可以配备有发动机控制器。发动机控制器通常被配置为尝试维持目标运行速度(例如，在给定的节气门设定下发动机的最大动力容量的速度)，并且在发动机遇到降速状况时尝试恢复到目标运行速度。降速状况(或发动机“降速”)可以被限定为由于发动机负载而导致的发动机速度的降低(例如，低于由发动机控制器设定的目标运行速度)。已知的发动机控制器可以尝试通过增加或减少由发动机提供的扭矩来从降速状况恢复以达到并维持目标运行速度。发动机控制器尤其可以调节发动机参数，例如燃料流、点火时序、阀时序、节气门本体位置和歧管压力，以努力从降速状况恢复。

可能导致发动机降速的负载增加通常是由来自作业元件的扭矩或动力需求所引起的，所述作业元件包括牵引元件(例如，为驱动操作提供动力的静液压泵)、作业组元件(例如，用于提升缸的泵、用于铲斗或其他器具的倾斜缸、割草机元件等)和附件元件(例如，发动机风扇、空气调节系统等)。如上概括地所述的，如果来自作业元件的累积需求导致发动机降速(或甚至失速)，则发动机控制器通常会根据发动机的最大扭矩容量来尝试增加扭矩输出，以尝试将发动机返回到目标运行速度。如果附加扭矩可用，则发动机控制器因此可以促使发动机速度朝向目标运行速度恢复。然而，如果来自作业元件的需求超过发动机容量，则发动机控制器可能无法使发动机从降速状况恢复。这种情况经常发生在动力机器操作期间，包括当作业组被完全接合(例如，在释放压力下操作以进行挖掘、平整或其他操作)并且操作员命令为轮提供动力时。

经验丰富的操作员有时可以检测或预测发动机降速，并主动地减少作业元件需求(例如，通过后退驱动控制杆)以帮助发动机恢复。然而，这种控制既困难又不精确。因此，操作员在各种操作期间经常会遇到次优的动力状况。在一些动力机器中，马力管理系统可以调制操作员输入以帮助防止发动机失速。然而，常规的方法可能会导致发动机在降速期间表现出不可预测的稳定行为，并具有多个潜在的发动机速度平衡点。这有时可能会导致性能不佳，包括即使当发动机的总动力需求较低时也以有限的驱动速度运行。

根据本公开的系统和方法可以为动力机器提供改进的动力管理，包括在作业组元件的高负载操作或其他非牵引扭矩需求期间改进到牵引元件(例如，静液压驱动泵)的动力输送。相应地，一些实施方式可以帮助最大化输送到驱动系统的动力，同时还在发动机的总需求超过发动机容量时，维持作业元件的可用功能。

一些实施方式可以包括通过控制一个或更多个作业元件的装载来间接控制发动机速度。在一些情况下，例如，可以控制驱动泵的位移以改变由泵对发动机的负载，并且从而引导发动机朝向可以提供最佳动力输送的目标稳定速度。在一些状况下，到作业元件的最佳动力输送的目标稳定速度可以不同于发动机控制器的目标运行速度(例如，后者对应于发动机在给定的节气门位置处的最大动力输出)。例如，在作业组元件或其他非牵引负载的满负载状况下，到驱动组的最大化的动力输送的目标稳定速度可以显著低于由发动机控制器设定的目标运行速度。因此，在一些实施方式中，根据本公开的控制系统和方法可以与发动机控制器调节发动机速度的努力相反地工作。

一般而言，在根据本公开的控制系统中，电子控制器可以被配置为基于所确定的目标稳定速度修改命令作业元件的操作的操作员输入，以增加来自作业元件的动力需求。在一些实施方式中，控制器可以监测当前操作状况(例如，当前节气门设定、发动机速度、作业组负载、驱动组泵位移等)，以确定可以实现最佳动力输送(例如，到牵引元件的最大动力输送)的目标稳定速度，并相应地控制作业元件。例如，当发动机处于降速状况并且操作员命令作业元件(例如，牵引元件)的操作时，控制器可以修改操作员命令以尝试促使发动机速度接近目标稳定速度(例如，但不是由发动机进行的最大总动力输送)，该目标稳定速度将优化到作业元件的动力输送。例如，可以为相关泵指定对驱动泵位移或扭矩的极限，如可以对应于发动机在目标稳定速度下的运行，并且可以相应地按比例缩放用于扭矩的操作员命令。因此，在牵引元件处的如操作员命令的最大扭矩需求的情况下，发动机可以被拉向用于将动力输送到特定作业元件(例如，驱动泵)的最佳状态。

如上所述，目标稳定速度通常可以不同于(并且通常低于)发动机的目标运行速度。因此，也如上所述，用于将发动机速度拉向目标稳定速度的对作业元件的控制可能与已知发动机控制器的控制策略相反(如上面大致讨论的)。然而，在这方面，只要来自作业元件的需求超过发动机容量，发动机控制器将无法增加扭矩以恢复到目标运行速度，并且可以实现处于(或接近)目标稳定速度的改进性能。此外，在发动机降速期间，发动机控制器通常将尽可能地继续增加扭矩，以尝试恢复到目标运行速度。因此，通过朝向目标稳定速度的控制，在更多扭矩变成可用的情况下，发动机控制器可以有效地准备好更快速地增加发动机输出。

在一些实施方式中，基于目标稳定速度(例如，如上文大致讨论的)对作业元件的控制可以由与发动机控制器分离的一个或更多个控制器来实施。例如，一些动力机器可以包括用于发动机控制、驱动控制、操作员输入和枢纽操作的专用控制器，其中在控制器之间以及在控制器与其他部件(例如，速度、位置、或压力传感器)之间具有适当的通信信道。在一些实施方式中，多个控制器可以被组合为公共控制装置内的模块(例如，作为用于单个控制器的不同软件或硬件模块)。在这方面，术语“专用”在本文中用于指示用于特定功能设定的控制器是与另一控制器分开的装置。例如，在一些配置中，专用发动机控制器可以与专用枢纽(hub)控制器(即，主控制器)通信，而该专用枢纽控制器又可以与专用驱动控制器等通信。本文中未明确标记为“专用”控制器的控制器可以被认为被配置为专用控制器或被集成到更大的控制装置中。

这些构思可以在各种动力机器上实施，如下所述。可以在其上实施实施例的代表性动力机器在图1中以图表的形式示出，并且这种动力机器的一个示例在图2至图3中示出且在公开任何实施例之前在下文进行描述。为简洁起见，仅将一种动力机器作为代表性动力机器进行示出和讨论。然而，如上所述，下面的实施方式可以在许多动力机器(包括与图2至图3中所示的代表性动力机器的不同类型的动力机器)中的任何一种上实施。出于本讨论的目的，动力机器包括框架、至少一个作业元件以及可以为作业元件提供动力以完成作业任务的动力源。一种类型的动力机器是自推进作业车辆。自推进作业车辆是包括框架、作业元件以及可以为作业元件提供动力的动力源的一类动力机器。作业元件中的至少一个作业元件是用于在动力下移动动力机器的动力系统。

图1是示出动力机器100的基本系统的框图，该动力机器100可以是多种不同类型的动力机器中的任何一种，下面讨论的实施方式可以有利地结合在该动力机器上。图1的框图识别动力机器100上的各种系统以及各种部件和系统之间的关系。如上所述，在最基本的水平上，用于本讨论的目的的动力机器包括框架、动力源和作业元件。动力机器100具有框架110、动力源120和作业元件130。由于图1所示的动力机器100是自推进作业车辆，它还具有牵引元件140和操作员站150，该牵引元件140本身是被提供以在支撑表面上移动动力机器的作业元件，操作员站150提供用于控制动力机器的作业元件的操作位置。提供控制系统160以与其他系统交互，以至少部分地响应于由操作员提供的控制信号来执行各种作业任务。

某些作业车辆具有可以执行专门任务的作业元件。例如，一些作业车辆具有提升臂，诸如铲斗之类的器具例如通过销钉装置附接至该提升臂。可以操纵作业元件(即提升臂)，以定位器具来执行任务。器具在一些情况下可以相对于作业元件定位，例如通过相对于提升臂旋转铲斗，以进一步定位器具。在这种作业车辆的正常操作下，铲斗旨在被附接并进行使用。通过拆卸器具/作业元件组合并且重新组装另一器具来代替原始铲斗，这样的作业车辆能够接收其他器具。然而，其他作业车辆旨在与多种器具一起使用并且具有器具接口，例如图1中所示的器具接口170。在最基本的情况下，器具接口170是框架110或作业元件130与器具之间的连接机构，其可以像用于将器具直接附接到框架110或作业元件130的连接点一样简单或更复杂，如下所讨论的那样。

在一些动力机器上，器具接口170可以包括器具载体，该器具载体是可移除地附接到作业元件的物理结构。器具载体具有接合特征和锁定特征，以接收多种不同器具中的任何一种器具并将该器具固定到作业元件。这种器具载体的一个特点是：一旦将器具附接到器具载体，器具载体就固定至器具(即相对于器具不可移动)，并且当器具载体相对于作业元件移动时，器具随着器具载体一起移动。如本文所用的术语“器具载体”不仅是枢轴连接点，而且是专门旨在接收各种不同器具和被固定到各种不同器具的专用装置。器具载体本身可以安装到作业元件130(例如提升臂)或框架110。器具接口170还可以包括一个或更多个动力源，用于为器具上的一个或更多个作业元件提供动力。一些动力机器可以具有具有器具接口的多个作业元件，每个作业元件可以具有用于接收器具的器具载体，但不是必须具有器具载体。一些其他的动力机器可以具有具有多个器具接口的作业元件，以使得单个作业元件可以同时接收多个器具。这些器具接口中的每一个器具接口都可以具有器具载体，但不是必须具有器具载体。

框架110包括可以支撑各种其他部件的物理结构，所述各种其他部件附接至该物理结构或定位于该物理结构。框架110可以包括任何数量的单独部件。一些动力机器具有刚性的框架。也就是说，框架的任何部分都不能相对于框架的另一部分移动。其他动力机器具有至少一个可以相对于框架的另一部分移动的部分。例如，挖掘机可以具有相对于下框架部分旋转的上框架部分。其他作业车辆具有铰接框架，以使得框架的一部分相对于另一部分枢转以完成转向功能。

框架110支撑动力源120，该动力源120被配置为向一个或更多个作业元件130提供动力，所述一个或更多个作业元件130包括一个或更多个牵引元件140，而且在一些情况下，通过附接的器具经由器具接口170提供动力来使用。来自动力源120的动力可以直接提供给作业元件130、牵引元件140和器具接口170中的任何一者。替代地，来自动力源120的动力可以提供给控制系统160，该控制系统160又选择性地将动力提供给能够使用该动力来执行作业功能的元件。用于动力机器的动力源通常包括具有旋转输出(例如，曲轴、飞轮等)的诸如内燃机的发动机和诸如机械传动装置或液压系统的动力转换系统，该动力转换系统被配置为将来自发动机的旋转输出转换为可以由作业元件使用的动力的形式。其他类型的动力源可以结合到动力机器中，包括电源或动力源的组合，通常称为混合动力源。相对于本文所讨论的技术，用于动力机器的动力源可以附加地或替代地包括具有旋转输出的电动马达和联接到该电动马达以为该电动马达的旋转供能的电池(或其他电能存储或动力输送系统)。

图1示出了被称为作业元件130的单个作业元件，但是各种动力机器可以具有任意数量的作业元件。作业元件通常附接到动力机器的框架并且在执行作业任务时相对于框架是可移动的。此外，牵引元件140是作业元件的特殊情况，因为牵引元件的作业功能通常是使动力机器100在支撑表面上移动。牵引元件140与作业元件130分开显示，因为许多动力机器除了牵引元件之外还具有附加的作业元件，尽管情况并非总是如此。动力机器可以具有任意数量的牵引元件，一些或全部牵引元件可以从动力源120接收动力以推进动力机器100。牵引元件可以是例如履带组件、附接到轮轴上的轮等。牵引元件可以安装到框架，以使得牵引元件的运动被限制为绕轮轴旋转(从而通过滑移动作完成转向)，或者，替代地，牵引元件可以枢转地安装到框架以通过相对于框架枢转牵引元件来完成转向。

动力机器100包括操作员站150，该操作员站150包括操作位置，操作员可以从该操作位置控制动力机器的操作。在一些动力机器中，操作员站150由封闭或部分封闭的驾驶室限定。可以在其上实施所公开的实施例的一些动力机器可能不具有上述类型的驾驶室或操作员隔间。例如，手扶式装载机可能没有驾驶室或操作员隔间，而是具有用作操作员站的操作位置，从该操作位置正确操作动力机器。更广泛地说，除作业车辆之外的动力机器可以具有不一定类似于上面提到的操作位置和操作员隔间的操作员站。此外，一些动力机器，例如动力机器100和其他动力机器(无论它们是否具有操作员隔间或操作员位置)都可能代替邻近动力机器或在动力机器上的操作员站能够远程操作(即，从远程定位的操作员站操作)或除了邻近动力机器或在动力机器上的操作员站之外还能够远程操作(即，从远程定位的操作员站操作)。这可以包括动力机器的至少一些操作员控制的功能可以从与连接到动力机器的器具相关联的操作位置被操作的应用。替代地，对于一些动力机器，可以提供能够控制动力机器上的至少一些操作员控制的功能的远程控制装置(即，远离动力机器和与其连接的任何器具)。

图2至图3示出了装载机200，其是图1所示类型的动力机器的一个特定示例，在图1中可以有利地采用下面讨论的实施例。装载机200是滑移转向装载机，该滑移转向装载机是具有经由刚性轮轴安装至装载机的框架的牵引元件(在这种情况下是四个轮)的装载机。这里，短语“刚性轮轴”指的是滑移转向装载机200不具有可以旋转或转向以帮助装载机完成转弯的任何牵引元件的事实。相反，滑移转向装载机具有驱动系统，该驱动系统独立地为装载机的每一侧的一个或更多个牵引元件提供动力，以使得通过向每一侧提供不同的牵引信号，机器将倾向于在支撑表面上滑移。这些变化的信号甚至可以包括为装载机一侧的(一个或更多个)牵引元件提供动力以使装载机向前移动，并为装载机另一侧的(一个或更多个)牵引元件提供动力以使装载机在相反方向上移动，以使得装载机将以装载机本身的足迹内为中心围绕一半径转弯。术语“滑移转向”传统上指的是具有如上所述的滑移转向的装载机，其中轮作为牵引元件。然而，应该注意的是，许多履带装载机也经由滑移完成转弯，并且在技术上是滑移转向装载机，即使它们没有轮。出于本讨论的目的，除非另有说明，术语滑移转向不应被视为将讨论的范围限制于那些以轮作为牵引元件的装载机。

装载机200是图1中概括地示出的动力机器100的一个特定示例并在上面讨论过。为此，下文描述的装载机200的特征包括与图1中使用的那些附图标记基本相似的附图标记。例如，装载机200被描述为具有框架210，正如动力机器100具有框架110一样。滑移转向装载机200在本文中被描述以提供参考来理解一种环境，在该环境中，可以实施下文描述的与履带组件和用于将履带组件安装到动力机器的安装元件相关联的实施例。装载机200不应被认为尤其是对装载机200在本文中可能已经描述的特征的描述的限制，这些特征对于所公开的实施例不是必需的，并因此可能包括或可能不包括在装载机200以外的动力机器中，在该装载机200上可以有利地实施下面公开的实施例。除非另外特别指出，下面公开的实施例可以在各种动力机器上实施，其中装载机200只是那些动力机器之一。例如，下面讨论的一些或所有构思可以在许多其他类型的作业车辆上实施，例如各种其他装载机、挖掘机、挖沟机和推土机，仅举几个例子而已。

装载机200包括支撑动力系统220的框架210，动力系统能够产生或以其他方式提供用于操作动力机器上的各种功能的动力。动力系统220以框图形式示出但位于框架210内。框架210还支撑由动力系统220提供动力并且可以执行各种作业任务的提升臂组件230的形式的作业元件。由于装载机200是作业车辆，所以框架210还支撑牵引系统240，该牵引系统240也由动力系统220提供动力并且可以在支撑表面上推进动力机器。提升臂组件230又支撑器具接口270，该器具接口270包括器具载体272和动力连接器274，该器具载体272可以接收各种器具并将该各种器具固定到装载机200，以执行各种作业任务，器具可以连接到动力连接器274以选择性地向可能连接到装载机的器具提供动力。动力连接器274可以提供液压源或电力源或上述两者。装载机200包括驾驶室250，该驾驶室250限定操作员站255，操作员可以从该操作员站255操纵各种控制装置260以使动力机器执行各种作业功能。驾驶室250可以围绕延伸通过安装件254的轴线向后枢转，以根据维护和修理的需要提供对电力系统组件的访问。

操作员站255包括操作员座椅258和多个操作输入装置，包括操作员可以操纵以控制各种机器功能的控制杆260。操作员输入装置可以包括按钮、开关、控制杆、滑块、踏板等，其可以是独立装置，例如手动操作的控制杆或脚踏板，或者结合到手柄或显示面板中，包括可编程的输入装置。操作员输入装置的致动可以产生电信号、液压信号和/或机械信号的形式的信号。响应于操作员输入装置而产生的信号被提供给动力机器上的各种部件，用于控制动力机器上的各种功能。经由动力机器100上的操作员输入装置控制的功能包括控制牵引元件219、提升臂组件230、器具载体272，以及向可操作地连接到器具的任何器具提供信号。

装载机可以包括人机接口，该人机接口包括设置在驾驶室250中的显示装置，以以可以由操作员感测到的形式给出可与动力机器的操作相关的信息的指示，例如听觉和/或视觉指示。听觉指示可以以蜂鸣声、铃声等的形式或经由口头交流进行。视觉指示可以以图形、光、图标、仪表、字母数字字符等的形式进行。显示器(例如警示灯或仪表)可以专门用于提供专门的指示，或者显示器(包括可编程的显示装置，例如各种尺寸和功能的监视器)动态地提供可编程的信息。显示装置可以提供诊断信息、故障排除信息、指示信息和帮助操作员操作动力机器或连接到动力机器上的器具的各种其他类型的信息。还可以提供可能对操作员有用的其他信息。其他动力机器，例如手扶式装载机，可能没有驾驶室，也没有驾驶员隔间，也没有座椅。这种装载机上的操作员位置通常相对于操作员最适合操纵操作员输入装置的位置来限定。

可以包括下面讨论的实施例和/或与下面讨论的实施例交互的各种动力机器可以具有支撑各种作业元件的各种不同的框架部件。本文讨论的框架210的元件是出于说明性目的而提供的，并且框架210不是可以在其上实施实施例的动力机器可以采用的唯一类型的框架。装载机200的框架210包括底盘或框架的下部211以及由底盘支撑的主框架或框架的上部212。在一些实施例中，装载机200的主框架212附接到底盘211，例如通过紧固件或通过将底盘焊接到主框架。替代地，主框架和底盘可以一体地形成。主框架212包括位于任一侧且朝向主框架的后部的一对直立部214A和214B，该直立部214A和214B支撑提升臂组件230并且提升臂组件230枢转地附接到该直立部214A和214B。提升臂组件230示例性地被销钉连接到直立部214A和214B中的每一个上。直立部214A和214B和提升臂组件230上的安装特征的组合以及安装硬件(包括用于将提升臂组件销钉连接到主框架212的销钉)统称为接头216A和216B(直立部214的每个直立部214上都定位有一个)，以用于讨论目的。接头216A和216B沿轴线218对齐，以使得提升臂组件能够如下所述地相对于框架210围绕轴线218枢转。其他动力机器可能不包括在框架的任一侧的直立部或可能没有可安装在框架的任一侧且朝向框架的后部的直立部的提升臂组件。例如，一些动力机器可能具有单个臂，该单个臂安装到动力机器的单侧或动力机器的前端部或后端部。其他机器可以具有多个作业元件，所述多个作业元件包括多个提升臂，每个提升臂以其自己的配置安装于机器。框架210还在装载机200的任一侧支撑以轮219A-D的形式的一对牵引元件。

图2至图3中所示的提升臂组件230是许多不同类型的提升臂组件的一个示例，这些提升臂组件可以附接到诸如装载机200之类的动力机器或可以在其上实施本讨论的实施例的其他动力机器。提升臂组件230是所谓的竖直提升臂，这意味着提升臂组件230可以在装载机200的控制下相对于框架210沿着形成大致竖直路径的提升路径237移动(即提升臂组件可以提高和降低)。其他提升臂组件可以具有不同的几何形状并且可以以各种方式连接到装载机的框架，以提供不同于提升臂组件230的径向路径的提升路径。例如，其他装载机上的一些提升路径提供径向提升路径。其他提升臂组件可以具有可延伸或伸缩部。其他动力机器可以具有附接到它们的框架的多个提升臂组件，其中每个提升臂组件独立于其他的提升臂组件。除非另有明确说明，否则本讨论中提出的发明构思均不受连接到特定动力机器的提升臂组件的类型或数量的限制。

提升臂组件230具有一对提升臂234，所述一对提升臂234设置在框架的相反侧。提升臂234中的每一个提升臂的第一端部在接头216处可枢转地连接到动力机器，以及当处于图2所示的降低位置时，提升臂234中的每一个提升臂的第二端部232B定位在框架210的前部。接头216朝向装载机200的后部定位，以使得提升臂沿着框架210的侧部延伸。当提升臂组件230在最小高度和最大高度之间移动时，提升路径237由提升臂234的第二端部232B的行进路径限定。

每个提升臂234具有第一部分234A和第二部分234B，每个提升臂234的第一部分234A在接头216中的一个接头处枢转地连接到框架210，并且第二部分234B从其与第一部分234A的连接部延伸到提升臂组件230的第二端部232B。提升臂234分别连接到横向构件236，该横向构件236附接到第一部分234A。横向构件236为提升臂组件230提供增加的结构稳定性。一对致动器238(在装载机200上是被配置为接收来自动力系统220的加压流体的液压缸)在装载机200的任一侧分别在可枢转的接头238A和238B处枢转地连接到框架210和提升臂234。致动器238有时被单独地并统称为提升缸。致动器238的致动(即，伸展和缩回)导致提升臂组件230围绕接头216枢转，并从而沿着箭头237所示的固定路径升高和降低。一对控制连接件217中的每一个控制连接件可枢转地安装到框架210和在框架210的任一侧的提升臂232中的一个提升臂。控制连接件217帮助限定提升臂组件230的固定提升路径。

一些提升臂，特别是挖掘机上的提升臂，但也可能是在装载机上的提升臂，可能具有可控制以相对于另一段枢转的部分，而不是像在图2所示的提升臂组件230的情况中那样一致地移动(即，沿着预定路径)。一些动力机器具有具有单个提升臂的提升臂组件，例如在挖掘机或甚至一些装载机和其他动力机器中已知的提升臂组件。其他动力机器可以具有多个提升臂组件，每个提升臂组件彼此独立。

器具接口270设置在提升臂组件234的第二端部232B的近端。器具接口270包括器具载体272，该器具载体272能够接收各种不同的器具并将该各种不同的器具固定到提升臂230。这种器具具有互补的机器接口，该机器接口被配置为与器具载体272接合。器具载体272可枢转地安装在臂234的第二端部232B处。器具载体致动器235可操作地连接提升臂组件230和器具载体272，并且可操作以相对于提升臂组件旋转器具载体。器具载体致动器235示例性地是液压缸并且通常称为倾斜缸。

通过具有能够附接到多个不同器具的器具载体，可以相对容易地完成从一种器具到另一种器具的改变。例如，具有器具载体的机器可以在器具载体和提升臂组件之间提供致动器，以使得移除或附接器具不涉及从器具移除或附接致动器，或不涉及从提升臂组件移除或附接器具。器具载体272提供了一种用于容易地将器具附接到提升臂(或动力机器的其他部分)的安装结构，而没有器具载体的提升臂组件不具有该安装结构。

一些动力机器可以具有例如通过被销钉连接到提升臂上而附接至其的器具或器具类似装置，该提升臂具有也直接连接至器具或器具类型结构的倾斜致动器。这种可旋转地被销钉连接到提升臂上的器具的一个常见示例是铲斗，其中一个或更多个倾斜缸附接到支架，该支架例如通过焊接或使用紧固件直接固定到铲斗。这种动力机器不具有器具载体，而是在提升臂和器具之间具有直接连接。

器具接口270还包括可用于连接到提升臂组件230上的器具的器具动力源274。器具动力源274包括加压液压流体端口，器具可以可移除地连接到该加压液压流体端口。加压液压流体端口选择性地提供加压液压流体，以为器具上的一个或更多个功能或致动器提供动力。器具动力源还可以包括用于为器具上的电子控制器和/或电致动器提供动力的电动力源。器具动力源274还示例性地包括与装载机200上的数据总线通信以允许器具上的控制器和装载机200上的电子装置之间的通信的电缆。

框架210支撑并且通常包围动力系统220，以使得动力系统220的各种部件在图2至图3中不可见。图4尤其包括动力系统220的各种部件的示意图。动力系统220包括一个或更多个动力源222，所述一个或更多个动力源222能够产生和/或储存动力以用于各种机器功能。在动力机器200上，动力系统220包括内燃机。其他动力机器可以包括发电机、可充电电池、各种其他动力源或可以为给定动力机器部件提供动力的动力源的任何组合，包括电池提供动力的(或其他)电动马达。动力系统220还包括动力转换系统224，该动力转换系统224可操作地连接到动力源222。动力转换系统224又连接到一个或更多个致动器226，该致动器226可以执行动力机器上的功能。各种动力机器中的动力转换系统可以包括各种部件，所述各种部件包括机械传动装置、液压系统等。动力机器200的动力转换系统224包括一对静液压驱动泵224A和224B，该静液压驱动泵224A和224B能够可选择性地控制以向驱动马达226A和226B提供动力信号。驱动马达226A和226B又各自可操作地连接到轮轴，其中驱动马达226A连接到轮轴228A和228B，以及驱动马达226B连接到轮轴228C和228D。轮轴228A-228D又分别连接到牵引元件219A-219D。驱动泵224A和224B可以机械地、液压地和/或电连接到操作员输入装置以接收用于控制驱动泵的致动信号。

动力机器200中的驱动泵、马达和轮轴的布置仅仅是这些部件的布置的一个示例。如上所述，动力机器200是滑移转向装载机，并且由此动力机器的每一侧的牵引元件经由单个液压泵的输出一起被控制，或者通过例如动力机器200中的单个驱动马达或者使用单独的驱动马达。可以有利地采用液压驱动泵和马达的各种其他配置和组合。

动力机器200的动力转换系统224还包括液压器具泵224C，该液压器具泵224C也可操作地连接到动力源222。液压器具泵224C可操作地连接到作业致动器回路238C。作业致动器回路238C包括提升缸238和倾斜缸235以及控制其致动的控制逻辑系统。控制逻辑系统响应于操作员输入而选择性地允许致动提升缸和/或倾斜缸。在一些机器中，作业致动器回路还包括控制逻辑系统，以选择性地将加压液压流体提供给附接的器具。动力机器200的控制逻辑系统包括串联布置的中心式3滑阀(open center，3spool valve)。阀芯被布置以优先考虑提升缸，然后是倾斜缸，然后是到附接的器具的加压流体。

上面对动力机器100和装载机200的描述是出于说明性目的而提供的，以提供可以在其上实施下文讨论的实施例的说明性环境。尽管所讨论的实施例可以在例如由图1的框图中所示的动力机器100通常描述的动力机器上实施并且更尤其是在例如履带装载机200等的装载机上实施，但是除非另有说明或引用，否则下文讨论的构思不旨在将实施例的应用限制于上述具体描述的环境。

图5包括根据本公开的一个方面的用于动力机器的控制系统300以及其他相关部件的图。如上文大致讨论且下文进一步详述的，控制系统300可以被配置为促使动力机器的发动机接近目标稳定速度，该目标稳定速度低于由发动机控制器设定的目标运行速度，并由此与常规系统相比，为作业元件提供改进的动力输送。尽管在装载机200的某些部件的情况下示出了控制系统300(参见例如图2和图3)，但是根据本公开的控制系统300和其他类似系统可以有利地与具有用于动力传动系、作业元件或其他系统的各种配置的其他动力机器一起使用。此外，尽管在图5中示出了特定的控制器作为专用控制器，但是其他实施方式可以包括其他配置，包括被配置为公共控制装置的集成模块的一个或更多个控制器。

如图5所示，控制系统300通常包括控制器310(例如，通用目的或专用目的计算机装置)。在一些实施方式中，控制器310可以被集成到更大的控制系统中，例如控制系统160(参见图1)，其包括作为用于动力机器的通用目的控制系统的硬件或软件模块，或者作为一个或更多个专用控制装置的组件。

与其他连接一起，包括如下文进一步讨论的，控制器310经由总线连接与动力源222的发动机控制器290电子通信，但是其他配置也是可能的。例如，在一些实施方式中，发动机控制器290可以形成控制器310的一部分(或反之亦然)。

发动机控制器290被配置为控制动力源222(在这种情况下该动力源222是内燃机)以促使动力源/发动机222以目标运行速度运行(或尝试运行)。然而，也如上所述，动力源222还可以被配置为电池提供动力的电动马达，其可以通过马达控制器控制以控制动力源的旋转输出。在这样的配置中，本文描述的控制方法可以以与本文所描述的相同或相似的方式执行，包括相对于图6和图8中所示的运行。根据一些示例，目标运行速度可以通过与发动机控制器290通信的发动机节气门(throttle)316的位置来确定。一般地，发动机节气门316是操作员手或脚控制的装置，但是其他配置也是可能的。发动机节气门316的不同位置可以例如被预先映射到不同的对应目标运行速度，并且发动机控制器290然后可以操作以尝试促使发动机222基于发动机节气门316的位置而达到并维持相关的目标运行速度。例如，对于一些动力机器，100％节气门输入可以对应于最大目标运行速度(例如，2600RPM)。还如上所讨论的，发动机控制器290通常可以操作以增加或减少发动机222的扭矩，以便控制发动机速度，包括根据需要而增加或减少扭矩以尝试并实现目标运行速度。

发动机控制器290还与发动机速度传感器292通信，该发动机速度传感器292被配置为检测当前发动机速度(例如，由发动机速度传感器292测量的实际发动机速度)。发动机控制器290可以利用发动机速度传感器292来检测动力源222是否已经达到目标运行速度，或者是否需要对发动机的运行参数进行调节以校正目标运行速度与由发动机速度传感器292感测到的当前发动机之间的任何误差。在一些情况下，发动机速度传感器可以直接测量发动机RPM，并由此确定发动机速度。在一些情况下，发动机速度传感器可以以其他已知的方式操作以导出精确或近似的发动机速度。

在示出的示例中，如上文概括地指出的，控制器310被配置为计算装置，其可以通过基于来自输入装置(例如，来自操作员控制装置260，如图2所示)的电子输入修改用于一个或更多个作业元件的命令，独立于发动机控制器290，来实施对动力源222的发动机速度的间接电子控制。因此，控制器310包括处理器装置312(例如，通用目的或专用目的电子处理器)和可以存储用于由处理器装置312执行的可执行指令的存储器314、以及各种电子输入和输出接口。因此，控制器310通常被配置为从各种其他部件接收电子信号并且向各种其他部件提供电子信号，包括向一个或更多个作业元件提供电子输出信号(即，命令)。

控制器310还与操作员控制装置260中的一个或更多个操作员控制装置以及一个或更多个作业元件通信。在所示示例中，所述一个或更多个作业元件被配置为动力转换系统224(还参见图4)的一部分。特别地，该示例的所示作业元件包括第一作业元件和第二作业元件，该第一作业元件被配置为一个或更多个液压驱动泵(例如，静液压驱动泵224A、224B)，其被配置为向牵引元件提供动力，该第二作业元件被配置为器具泵224C以向用于器具功能的致动器(例如，倾斜致动器、提升致动器等)提供动力。控制器310被配置为接收用于操作作业元件的输入命令，并且然后基于这些命令控制作业元件的操作。例如，操作员可以向被包括作为操作员控制装置260中的一个的驱动控制杆提供输入命令。控制器310可以接收这些输入命令并向驱动泵224A、224B提供对应的控制信号(例如，位移命令)，该驱动泵224A、224B又可以向牵引元件提供动力以向动力机器200提供移动性。例如，对于可变位移驱动泵，控制器310可以命令滑阀的运动以提供特定的泵位移。根据另一示例，操作员可以向被包括作为操作员控制装置260的一部分的器具控制杆提供输入命令，控制器310可以接收这些输入命令并且可以向器具泵224C提供对应的控制信号，该器具泵224C又可以向一个或更多个器具(例如，通过作业致动器回路238C，如图4所示)的运动提供动力。

除了诸如发动机附件(例如，发动机风扇、空气调节系统等)之类的其他作业元件之外，动力转换系统224可操作地连接到发动机222，并由此消耗由动力源222产生的动力(或扭矩)。相应地，如上面概括地讨论的，特定的操作员输入可以通过基于那些输入的作业元件的致动来对应于发动机222上的特定动力或扭矩需求。例如，驱动泵224A、224B可以是液压可变位移泵，并且如操作员命令所指示的位移的大小可以对应于驱动泵224A、224B的动力消耗的大小。根据另一示例，器具泵224C可以是液压固定位移泵，并且相关联的压力释放设定的大小可以对应于动力消耗的大小。

在一些实施方式中，控制器310可以被配置为多个控制器。例如，如图5所示，控制器310可以包括枢纽(hub)控制器320和驱动控制器322。在所示的配置中，枢纽控制器320包括处理器312和存储器314，可以接收来自操作员控制装置260、发动机控制器290和发动机节气门316的输入，并且通常还可以用作用于协调各种其他动力机器系统和功能(例如，HVAC、远程信息处理、照明和其他系统)的中央控制器。驱动控制器322包括处理器324和存储器326，可以与枢纽控制器320通信以发送和接收操作数据，并且可以被配置为向动力转换系统224提供命令，包括基于从枢纽控制器320路由到驱动控制器322的信号(例如，可以对应于发动机速度、节气门设定、来自操作员控制装置260的输入命令等)。

也如上面概括地讨论的，各种其他控制器架构是可能的。因此，在下面的讨论中，除非特定控制器被指定作为专用控制器，否则应当理解，任何给定的控制器都可以被实施为专用或集成控制器。类似地，除非相反地指定，否则对特定控制器执行特定操作的讨论固有地包括对不同控制器(包括不同的专用控制器或与特定控制器是其一部分的不同的控制器)执行部分或全部特定操作的讨论。

现在参考图5和图6，控制器310被配置为执行控制策略400(参见图6)，该控制策略400用于最大化输送到一些作业元件(例如，牵引元件)的动力，同时在发动机上的动力或扭矩需求大于发动机在由发动机控制器290设定的目标运行速度下能够供应的情况下，维持其他作业元件(例如，作业组或附件元件)的可用功能。在动力转换系统224的操作期间，由动力转换系统224消耗的动力有时会由于动力源222上的对应负载而引起降速状况。作为响应，发动机控制器290将起作用以试图通过增加发动机扭矩来从降速状况恢复，即维持相关的目标运行速度。然而，在一些情况下，来自作业元件的累积动力需求可能大于发动机在目标运行速度下可以供应的最大动力输出。在这种情况下，如下文进一步详述的，控制器310可以操作以促使发动机朝着目标稳定速度稳定，而不是朝着目标运行速度稳定，其中目标稳定速度对应于低于目标运行速度的预定目标降速量。因此，在一些情况下，可以促使动力机器避免超容量发动机(也如上所讨论)的不可预测的平衡行为、或对常规控制系统固有的其他有害影响，并且向一个或更多个特定作业元件(例如，驱动泵)提供最佳(例如，最大)动力输送。

更具体地，在一些情况下，控制器310可以通过确定402目标稳定速度来开始，该目标稳定速度低于目标运行速度并且对应于动力机器的当前操作状况(例如，作业组的负载、发动机速度、节气门位置等)的特定动力输送概况(profile)。然后，控制器310可以从操作员控制装置260接收404输入命令，以操作动力机器200的一个或更多个作业元件。当接收404输入命令之后，控制器310可以向作业元件(例如，向驱动泵224A、224B)输出406命令以控制作业元件的操作。然而，不是简单地提供与接收404的输入命令直接对应的输出406命令(例如，针对操作员的最大牵引动力需求的最大驱动泵位移)，控制器310可以首先基于所确定的402目标稳定速度来调制408输入命令。

例如，如下文进一步讨论的，在特定节气门位置和当前非驱动负载(例如，来自作业组和附件元件)下到牵引元件的最大动力输送可以对应于低于目标运行速度的特定发动机速度(即，特定的目标稳定速度)。此外，特定的发动机速度又可以对应于在发动机上的当前节气门设定和非牵引负载下在驱动泵处的特定位移或扭矩设定。因此，控制器310可以按比例缩放到驱动泵的操作员发起的命令，以使得操作员的最大动力命令对应于在驱动泵处的特定位移或扭矩设定，并且操作员的其他动力命令可以相应地从默认(即，未调制)值向下按比例缩放。以这种方式，例如，当操作员命令来自满容量或超容量发动机的最大驱动动力时，可以控制相关的牵引元件，以使得最大可用动力仍然被输送到相关的牵引元件，并且相应地，发动机被拉向目标稳定速度而不是拉向目标运行速度(同样，通常与发动机控制器290的速度恢复努力相反)。

在一些示例中，用于特定操作状况(例如，特定节气门设定和作业组负载)的目标稳定速度可以基于动力机器的已知操作状况来确定(例如，预定)。在这方面，也参考图7，示出了发动机222的示例性动力和扭矩曲线，以及在不同发动机速度下作业元件的示例性动力需求和动力可用性。特别地，图7的曲线示出了发动机222在全节气门下运行的扭矩和动力、来自固定位移非驱动负载(例如，来自器具泵和发动机风扇)在全释放(full relief)下运行的动力需求、以及用于牵引元件的对应可用动力。然而，可以针对其他操作状况(例如，其他节气门设定、其他非驱动负载等)构建类似的曲线。

典型地，发动机控制器290(参见图5)可以将目标运行速度设定在产生峰值动力的点处。在图7的示例中，由发动机控制器290(参见图5)设定的目标运行速度是2600RPM，这可以对应于来自发动机在全节气门下的最大动力，但不一定对应于最大发动机扭矩。虽然发动机控制器290通常可以尝试维持2600RPM的目标运行速度，但是如果来自作业元件的累积动力需求超过发动机在目标运行速度下的容量，则发动机可能进入降速状况。例如，在器具泵224C以最大扭矩(例如，以全释放压力)操作并且驱动泵224A、224B以最大位移操作期间，动力需求可能超过发动机容量并且发动机速度可能开始下降。

还如上所讨论的，虽然这种发动机降速常规地被认为不利于动力机器操作，但是本公开的实施例可以操作以提供目标量的发动机降速量，从而提供改进的动力输送。继续参考图7，例如，线420和422分别示出了由发动机222产生的动力和扭矩，线424示出了由器具泵224C(以及在一些情况下，其他非驱动负载)消耗的动力，并且线426示出了驱动泵224A、224B可用的动力。也就是说，线426表示由动力源222产生的动力减去由器具泵224C消耗的动力(以及发动机上的任何其他负载，例如发动机附件负载)。在此示例中，发动机在大约1800RPM提供的总动力输出中存在明显的拐点。具体地，在高于1800RPM时从动力源222输出的动力的增长率降低。相反，来自器具泵224C的动力需求继续随着发动机速度线性地增加(例如，由于在释放压力下的恒定位移操作)。结果，虽然由发动机222在较高的RPM(例如，接近2600RPM)下产生的动力更多，但是可用于驱动泵224A、224B来为牵引操作提供动力的动力更少。

当发动机速度开始下降时，发动机控制器290(参见图5)的操作通常将尝试使发动机返回到目标运行速度(例如，2600RPM)。如上文概括地指出的，在常规途径下，缺乏允许发动机返回到目标运行速度的可用扭矩可能导致：将发动机速度不可预测地确定为多个值中的任意值，其具有相应的有害影响。然而，也如上面概括地讨论的，控制器310(参见图5)可以被配置为调制用于牵引元件的输入命令，以便将发动机速度拉向目标稳定速度(例如，1800RPM)。这种基于目标稳定速度的操作员命令的调制可以帮助确保：发动机速度朝向优选的稳定点移动，并且向牵引元件提供最佳(例如，最大)动力。

相对于图7的示例，特别地，控制器310可以将目标稳定速度确定为约1800RPM，对应于约800RPM的目标降速量。此外，基于相关的牵引元件和发动机的已知特性(例如，如由预定性能曲线所指示的)，控制器310可以确定牵引元件的位移(或扭矩)极限，其对应于目标运行速度(或目标降速量)下的可用发动机动力。因此，根据图6的控制策略400，控制器310可以调制操作员输入命令，以使得牵引元件的最大扭矩命令对应于所确定的位移(或扭矩)极限，并且相应地对应于用于牵引元件的来自发动机的最大可用动力。在适当情况下，控制器310然后可以在改变操作状况(例如，改变作业组负载)时继续类似地起作用，以：只要相关的作业元件的未调制的动力需求将超出发动机容量，就阻止发动机控制器290朝向目标运行速度(例如，2600RPM)恢复。

在所示示例中，目标稳定速度基本上对应于在恒定位移器具泵224C的操作期间导致驱动泵224A、224B处的最大总扭矩以及最大可用动力的发动机速度。在这方面，对于给定的节气门位置和非牵引负载，目标稳定速度有时可以是在驱动泵224A、224B处提供最大总扭矩或最大动力的发动机速度的10％以内(例如，5％以内或1％以内)。然而，对目标稳定速度的其他限制也是可能的。

尽管作业组元件在全节气门下的全释放操作(如图7所示)可能是常见的操作状况(例如，在平整、挖掘等期间)，但是各种其他操作状况也是可能的。此外，目标稳定速度的最佳值不仅可以在不同的动力机器之间变化，而且还可以在不同的操作状况之间变化。因此，在一些情况下，针对各种操作状况(或动力机器配置)预定目标稳定速度可能是有用的，以使得控制器310可以选择对于目前操作状况可能是最佳的特定目标稳定速度。在一些示例中，用于特定操作状况的目标稳定速度可以基于多种因素来确定，包括当前作业组扭矩负载、当前节气门位置、以及发动机和相关作业元件的一般性能特性。其他相关作业元件的示例包括电荷泵(charge pump)扭矩负载和辅助扭矩负载。

在一些情况下，预定的目标稳定速度可以存储在查找表(例如，存储器314(参见图5)中的值的阵列)中，然后可以由控制器310参考该查找表来确定用于特定的操作状况(例如，特定的节气门设定和非驱动扭矩负载)的相关的目标稳定速度。一些实施方式可以包括用于有限数量的节气门设定(例如，全节气门和低怠速)、作业组负载(例如，满负载和零负载)或其他操作状况的预定目标稳定速度，并且可以经由数值插值来针对其他操作状况(例如，其他作业组负载)来确定目标稳定速度。

再次参考图6，在一些示例中，控制器310还可以操作以帮助防止由于发动机速度的过度降低而导致的发动机失速。例如，如果发动机速度下降到低于某一速度(例如，等于或低于峰值扭矩点的发动机速度)的速度，则发动机222可能无法恢复并可能因此失速。为了避免这种情况，对于任何特定的操作状况，控制器310有时可以确定与目标稳定速度不同的最小稳定速度(例如，对应于最大发动机降速量)，并且可以进一步控制410作业元件(例如，驱动泵224A、224B)的操作，以防止发动机222的速度下降到低于最小稳定速度的速度。例如，可以基于最小稳定速度进一步调制用于牵引元件的操作员命令，以使得来自操作员的用于最大驱动扭矩的命令只能在不太可能导致发动机失速的位移(或扭矩)极限下实施。换句话说，可以设定最大降速量，并且控制器310可以基于操作员输入的调制来控制410作业元件，以不允许动力源222超过最大降速量。在一些情况下，与目标稳定速度类似，最小稳定速度也可以是预定的，并且然后在操作期间通过参考存储在存储器中的查找表来识别该最小稳定速度。

通常，目标稳定速度将大于最小稳定速度，以使得基于目标稳定速度的对作业元件的调制控制不会有发动机失速的风险。此外，在一些情况下，最小稳定速度可以对应于发动机在特定操作状况下的峰值扭矩点。相应地，在一些情况下，目标稳定速度可能并不总是等于提供最大发动机扭矩的速度，或者不总是等于与用于牵引元件的最大动力输送相对应的速度。换句话说，目标稳定速度有时可能太高而无法提供最大动力输送，以便避免将发动机拉向失速状况。因此，也如上面所讨论的，目标稳定速度可以更一般地被认为是可以向牵引元件提供最佳动力输送的速度，而不一定是向牵引元件提供最大动力输送的速度。值得注意的是，如图7所示，通过在较高的发动机速度下示例线426的负斜率，控制器310用于将发动机速度拉离目标运行速度的操作仍可以用于增加用于牵引元件的可用动力，即使目标稳定速度高于用于到牵引元件的最大动力输送的速度。

现在还参考图8，呈现了示例性算法500，其通常可以由枢纽控制器320和驱动控制器322单独地或与其他控制器组合地执行，以与由发动机控制器290对发动机速度的控制分开地、通过控制作业元件(例如，驱动泵224A、224B)来控制发动机速度。特别地，通过计算与如上所讨论的目标稳定速度相对应的目标发动机降速量、并且然后基于目标发动机降速量和其他输入来调制操作员控制，可以运行该算法500。然而，在其他实施方式中，可以直接基于目标稳定速度而不需要明确计算目标降速量(或反之亦然)，来实施类似的控制。此外，与上面的其他示例一样，虽然示例性算法500是相对于通过对牵引元件的控制来控制发动机速度而呈现的，但是一些实施方式可以以类似的方式控制其他作业元件，例如，通过控制可变位移器具泵或任何动力消耗功能，例如通过降低风扇速度来降低供给泵的动力消耗。

在示出的示例中，算法500可以开始于基于当前操作状况来确定502目标发动机降速量，所述当前操作状况例如是来自作业元件的当前扭矩负载、当前节气门设定等所指示的。在一些示例中，枢纽控制器可以通过首先识别目标稳定速度来确定502适当的目标发动机降速量。例如，如上面详细讨论的并且在图8中总体表示的，目标稳定速度(以及由此目标发动机降速量)可以基于当前发动机节气门位置和当前作业组扭矩负载以及其他因素来确定。然后，可以将用于动力机器的当前操作状况的目标发动机降速量识别为目标稳定速度和目标运行速度之间的差，即指示从目标运行速度移动到目标稳定速度所需的发动机速度的降低。

在一些情况下，为了通知确定502目标发动机降速量，可以通过感测(例如，在来自泵224C的输出处)压力并将该压力与扭矩负载相关联，来估计(例如，来自器具泵224C的)扭矩负载。在一些情况下，可以通过检测操作员控制装置的位置(例如，操作杆位置或阀芯位置等)，或接收来自滑阀的位置信号，并将相关位置与扭矩负载相关联，来估计扭矩负载。在一些情况下，用于特定操作状况的目标运行速度可以在枢纽控制器处从发动机控制器(或其他源)接收，或者可以基于动力机器或发动机的已知特性而从发动机节气门的位置或其他输入导出。

在已经确定502目标发动机降速量的情况下，算法可以前进到计算504实际值和目标值之间的相关误差。例如，枢纽控制器可以确定发动机速度误差，该发动机速度误差指示当前发动机速度和目标稳定速度之间的差(例如，被表示为当前发动机降速量和目标发动机降速量之间的差)。因此，发动机速度误差通常可以指示发动机速度是否处于目标稳定速度或接近目标稳定速度。同样地，例如，发动机速度误差的大小可以指示可能需要通过对作业元件的控制而将发动机速度拉向目标稳定速度的程度。

在一些情况下，作为算法500的实施方式的一部分，控制器还可以计算504发动机加速度(即，发动机速度随时间的变化)的误差。在一些情况下，预定的控制策略可以指示相对于特定速度误差的优选发动机加速度，并且所计算504的加速度误差可以相应地指示应该使用的对作业元件的控制来追求目标稳定速度的速率。例如，如果发动机处于降速状况但具有显著大于目标稳定速度的当前速度，则较大量级的发动机加速度值可能是有益的，以使得发动机速度可以相对快速地被拉向目标稳定速度。相反，当速度误差减小时，即当前发动机速度接近目标稳定速度时，较小量级的发动机加速度值可能是有利的，以便最小化发动机速度超过(例如，低于)目标稳定速度的过冲(overshoot)。在这方面，例如，对于特定的动力机器或操作状况，目标发动机加速度值可以被调整以禁止相对于目标稳定速度的特定的整体和阻尼行为。

考虑加速度误差还可以通过其他方式改进控制。例如，在低负载时，即使负载仅少量增加，有时也会发生发动机降速。基于加速度误差来实施控制可以允许忽略这些类型的瞬态降速状况，或者至少通过不太激进的控制响应来解决。类似地，实际发动机加速度的高值有时可能指示降速状况可能即将来临，即使发动机速度误差可以忽略不计或者甚至为负。在适当的情况下，可以相应地主动地实施(或准备)对作业元件的控制。

通常，目标降速量和相关的参数(例如，速度和加速度误差)可以在动力机器的操作期间连续地确定，其他相关的控制参数也可以在动力机器的操作期间连续地确定。然而，也如上面概括地讨论的，用于控制发动机速度的操作员命令的调制通常可以仅当发动机过载时实施。因此，例如，一些所确定502的目标降速值可能不会主动地通知操作员命令的调制。而且，在没有相关的操作员命令的情况下，所确定502的目标降速值通常不用于控制发动机速度。

此外，在一些情况下，可以基于最大降速值来修改目标降速量。例如，如果对于特定节气门设定(或其他操作状况)预计发动机失速低于特定速度，则如上所描述的最初确定502的目标发动机降速量可以被进一步修改(例如，在大小方面减小)，以帮助确保基于目标发动机降速量的对作业元件的控制不会将发动机速度拉向失速。在这方面，基于最大发动机降速量的控制可以有效地与基于最小稳定速度的控制相同，如上所讨论的。

继续参考图8，算法500还可以包括基于所计算504的误差来确定506发动机加速度和速度控制参数。例如，可以为速度和加速度误差提供适当的增益(gain)，该适当的增益可以对应于相关的作业元件(例如，驱动泵224A、224B)的相关扭矩或位移极限。在一些情况下，如上面概括地讨论的，可以针对特定的动力机器或操作状况来确定扭矩和位移极限，以便将发动机速度拉向可以为特定的(例如，牵引)作业元件提供最佳动力输送的目标稳定速度(例如，具有目标发动机加速度)。

当接收到操作员命令(例如，如图所示的驱动命令)后，算法500还可以包括基于驱动命令和所确定506的控制参数来控制510相关的作业元件(例如，如图所示的牵引元件)。例如，驱动控制器可以接收与特定命令的驱动泵位移(例如，经由命令的阀芯位置)相对应的操作员驱动命令。然后，驱动控制器可以基于由枢纽控制器320接收到的扭矩/位移极限来修改(例如，线性地按比例缩放)驱动命令，并且将修改后的命令提供给相关的作业元件。因此，例如，当操作员命令驱动泵的最大位移时，实际上可以控制510驱动泵以较低位移来操作，以提供能够将发动机拉向目标稳定速度(或目标降速量)的负载。

如图8总体指示的，算法500的一个或更多个操作可以在动力机器的运行期间重复，例如连续地重复。相应地，在一些情况下，算法500的一个循环中的某些操作可以影响该算法500的后续循环的操作。例如，作为确定506发动机加速度和速度的控制参数的一部分，算法500可以包括确定506特定的目标发动机加速度。在一些情况下，该目标发动机加速度随后可以向计算504通知加速度误差，进而可以向后续的确定506通知更新的控制参数(例如，如果加速度误差很大，则更激进地将发动机速度拉向目标稳定速度)。

在一些示例中，包括根据本公开的方法的计算机化实施方式的本公开的各方面可以被实施为使用标准编程或工程技术的系统、方法、设备或制品，以生产软件、固件、硬件或任何它们的组合以控制处理器装置或计算机(例如，可操作地连接到存储器的处理器装置)，从而实施本文详述的方面。因此，例如，一些实施例可以实施为有形地体现在非暂时性计算机可读介质上的一组指令，使得处理器装置可以基于从计算机可读介质读取指令来实施指令。一些实施方式可以包括(或利用)装置，例如自动化装置、包括各种计算机硬件、软件、固件等的专用或通用计算机，与以下讨论一致。

如本文所用，术语“制品”旨在涵盖可从任何计算机可读装置、载体(例如，非暂时性信号)或媒体(例如，非暂时性媒体)访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁存储装置(例如，硬盘、软盘、磁条等)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)等)、智能卡和闪存装置(例如卡、棒等)。附加地，可以使用载波来携带计算机可读的电子数据，例如用于发送和接收电子邮件或访问诸如因特网或局域网(LAN)的网络的那些电子数据。本领域技术人员将认识到，在不背离所要求保护的主题的范围或精神的情况下，可以对这些配置进行许多修改。

根据一些实施例的方法的某些操作或者执行那些方法的系统的某些操作可以在图中示意性地呈现或以其他方式在这里讨论。除非另有说明或限制，否则附图中的尤其是空间顺序中的具体操作的呈现可能不一定要求那些操作以对应于具体空间顺序的具体顺序执行。因此，图中呈现的或以其它方式在本文中公开的某些操作可以以与明确示出或描述的不同的顺序执行，以适用于特定实施例。此外，在一些实施例中，某些操作可以并行执行，包括通过专用并行处理装置或被配置成作为大型系统的部分进行相互操作的单独计算装置。

如本文在计算机实施方式的上下文中使用的，除非另有说明或限制，否则术语“组件”、“系统”、“模块”等旨在涵盖包括硬件、软件的计算机相关系统的部分或全部，硬件和软件的组合，或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于是处理器装置、由处理器装置执行(或可执行)的处理、对象、可执行文件、执行线程、计算机程序或计算机。举例来说，在计算机上运行的应用程序和计算机都可以是组件。一个或更多个组件(或系统、模块等)可以驻留在执行的处理或线程中，可以在一台计算机上本地化，可以分布在两台或多台计算机、控制器或其他处理器装备之间，或者可以包含在另一个组件(或系统、模块等)中。

尽管已经通过参考优选实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将认识到可以在不脱离讨论范围的情况下在形式和细节上进行改变。

Claims (20)

1.一种管理动力机器(200)的发动机(222)的运行的方法，所述方法包括：

利用一个或更多个计算装置确定所述发动机(222)的目标稳定速度，所述目标稳定速度慢于所述发动机(222)的目标运行速度，其中，发动机控制器(290)被配置为基于所述目标运行速度控制所述发动机(222)的运行；

在所述一个或更多个计算装置处接收用于操作所述动力机器(200)的作业元件(130)的输入命令；以及

利用所述一个或更多个计算装置基于所述目标稳定速度和所述输入命令控制所述作业元件(130)的操作，以促使所述发动机(222)以低于所述目标运行速度的速度运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述作业元件(130)的所述操作包括：基于所述目标稳定速度将用于控制所述作业元件(130)的输出信号减小到低于与所接收的输入命令相对应的默认输出信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，控制所述作业元件(130)的所述操作包括：基于所述作业元件(130)的位移极限或所述作业元件(130)的扭矩极限中的一个或更多个相对于所接收的输入命令缩放所述输出信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，控制所述作业元件(130)的所述操作包括：还基于所述发动机(222)的最小稳定速度按比例缩放所述输出信号。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述作业元件(130)是由所述发动机(222)提供动力的驱动泵(224A)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述发动机(222)还被配置为向附加的作业元件(130)提供动力；并且

其中，与所述发动机(222)以所述目标运行速度进行的运行相比，控制所述驱动泵(224A)的操作以促使所述发动机(222)以低于所述目标运行速度的速度运行导致从所述发动机(222)到所述附加的作业元件(130)的动力输送的减少。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发动机控制器(290)被配置为增加发动机扭矩，以将发动机速度朝向所述目标运行速度增加；并且

其中，控制所述作业元件(130)的操作在未引起所述发动机控制器(290)改变所述目标运行速度的情况下促使所述发动机(222)以低于所述目标运行速度的速度运行。

8.一种动力机器(200)，包括：

主框架(110)；

动力源(222)，所述动力源被配置为提供旋转输出；

第一作业元件，所述第一作业元件被配置为液压驱动系统的液压驱动泵(224A)，所述第一作业元件由所述主框架(110)支撑并且由所述动力源(222)提供动力；

第二作业元件(130)，所述第二作业元件由所述主框架(110)支撑并且由所述动力源(222)提供动力；以及

控制系统(300)，所述控制系统包括：

动力源控制模块(290)，所述动力源控制模块被配置为基于所述动力源的所述旋转输出的目标运行速度控制所述动力源(222)的运行；和

驱动控制模块(322)，所述驱动控制模块被配置为基于用于操作所述液压驱动系统的操作员输入且基于所述动力源(222)的所述旋转输出的低于所述目标运行速度的目标稳定速度控制所述液压驱动泵(224A)的操作。

9.根据权利要求8所述的动力机器，其中，所述动力源(222)被配置为内燃机。

10.根据权利要求8所述的动力机器，其中，所述动力源(222)被配置为电动马达。

11.根据权利要求8所述的动力机器，其中，所述驱动控制模块(322)被配置为将所述目标稳定速度确定为对应于在所述第二作业元件(130)的操作期间从所述动力源(222)到所述液压驱动泵(224A)的最大动力输送。

12.根据权利要求11所述的动力机器，其中，所述第二作业元件(130)是器具泵(224C)。

13.根据权利要求12所述的动力机器，其中，所述器具泵(224C)具有固定位移。

14.根据权利要求8所述的动力机器，其中，基于所述目标稳定速度控制所述液压驱动泵(224A)的操作包括：确定与所述目标稳定速度相对应的目标降速量。

15.根据权利要求8所述的动力机器，其中，基于所述动力源(222)的所述旋转输出的所述目标稳定速度控制所述液压驱动泵(224A)的操作包括确定下列项中的一项或更多项：

所述旋转输出的实际速度与所述目标稳定速度之间的速度误差；或者

所述旋转输出的实际速度变化与目标速度变化之间的加速度误差。

16.根据权利要求8所述的动力机器，其中，所述驱动控制模块(322)还被配置为：

确定小于所述目标稳定速度的最小稳定速度；以及

控制所述液压驱动泵(224A)的操作，以防止所述动力源的所述旋转输出的速度由于所述液压驱动泵(224A)上的依命令而定的负载而稳定在低于所述最小稳定速度的速度。

17.一种用于动力机器(200)的控制系统(300)，所述动力机器具有发动机(222)、由所述发动机(222)提供动力的第一液压作业元件(224A)、以及由所述发动机(222)提供动力的第二液压作业元件(224C)，所述控制系统包括：

输入装置(260)，所述输入装置被配置为接收用于操作所述第一液压作业元件(224A)的命令；

发动机速度传感器(292)，所述发动机速度传感器被配置为确定当前发动机速度；以及

一个或更多个电子控制装置，所述一个或更多个电子控制装置被配置为：

接收用于操作所述第一液压作业元件(224A)的操作员命令；

接收所述当前发动机速度的指示；以及

基于当前节气门设定和用于所述第二液压作业元件(224C)的当前负载确定用于所述发动机(222)的目标稳定速度，所述目标稳定速度慢于所述发动机的目标运行发动机速度；以及

控制所述第一液压作业元件(224A)的操作；

其中，当所述发动机(222)上的负载导致所述当前发动机速度下降到低于所述目标运行发动机速度时，控制所述第一液压作业元件(224A)的操作包括基于所述目标稳定速度调制用于所述第一液压作业元件(224A)的所述操作员命令。

18.根据权利要求17所述的控制系统，其中，基于下列项中的一项或更多项调制用于所述第一液压作业元件(224A)的所述操作员命令：

指示所述当前发动机速度与所述目标稳定速度之间的差的发动机速度误差；或者

指示当前发动机加速度与目标发动机加速度之间的差的发动机加速度误差。

19.根据权利要求18所述的控制系统，其中，所述第一液压作业元件(224A)是液压驱动泵；并且

其中，基于所述目标稳定速度控制所述第一液压作业元件(224A)还包括：基于所述目标稳定速度设定所述第一液压作业元件(224A)的位移极限或扭矩极限中的一个或更多个。

20.根据权利要求19所述的控制系统，其中，所述目标稳定速度大于最小稳定速度，所述最小稳定速度与由所述发动机(222)提供峰值扭矩时的发动机速度相对应。