具有無級變速器的機器的速度控制的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及配備有無級變速器（CVT)的機器，并且更具體地，涉及適合于以 一個或多個離散當量傳動比運行的CVT。
【背景技術】
[0002] 許多機器使用變速器將原動機或動力源（例如，內(nèi)燃機）的輸出聯(lián)接到從動元件 或裝置，諸如輪或作業(yè)工具等。傳統(tǒng)變速器通常包括一個或多個固定的可選擇嚙合的傳動 比，該傳動比能夠提高或降低原動機的速度以及通常反向關系中的扭矩。具體的傳動比通 常對應于從動裝置的獨立和已知的速度范圍，使得具體傳動比的選擇使從動裝置在該速度 范圍內(nèi)運行。相應地，改變理想的速度和/或扭矩可能需要改變傳動比，這可以以步進式控 制方式完成，即齒輪增速傳動或減速傳動。這些機器的許多操作者已經(jīng)習慣使用傳統(tǒng)的變 速器，因為它們在操作機器且具體地在操作從動裝置方面具有可靠性和可重復性。例如，操 作者可能知道較高檔位更適用于高速，而低阻力行進和較低檔位更適于運輸作業(yè)或加速。
[0003] 近來，一些制造商已經(jīng)為某些機器配備了無級變速器（CVT)以代替常規(guī)的、基于 檔位的變速器。相對于來自原動機的任一給定輸入，CVT具有無限或連續(xù)的扭矩-速度輸 出比的范圍。換句話說，在近于無窮小增量的連續(xù)范圍內(nèi)，CVT的輸出可以增加或減少。因 此，CVT不嚙合具體的、離散傳動比確定或控制它的輸出。然而，一些操作者已經(jīng)對CVT感 到不適，因為它們?nèi)狈ΤＲ?guī)基于檔位的變速器中可選擇的和可預測的傳動比。
[0004] 受讓予本申請案的受讓人的美國專利No. 7, 641，588 ( "'588專利），描述一種用 于改善或減少操作者對CVT感到不適和不熟悉的情況的方法。根據(jù)'588專利，電子控制 器或計算機輔助的控制器可以操作性地與CVT和/或原動機相關聯(lián)?？刂破髋渲脼檎{(diào)節(jié)或 限制在由操作者可選擇地嚙合的多個離散的預定的速度范圍提供的不同的輸出范圍內(nèi)那 些裝置的運行。因次，588專利提供了類似于在常規(guī)變速器中采用的實際傳動比的當量 傳動比。本發(fā)明涉及具有CVT的當量傳動研宄方法的進一步實施和協(xié)調(diào)，以及提高配備有 這些功能的機器的用戶可操作性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 依照一方面，本發(fā)明描述一種用于控制包括操作性地聯(lián)接到動力源的CVT的機器 的地面速度的方法。該方法包括從多個當量傳動比中選擇當量傳動比，并接收指示所需的 地面速度調(diào)整的操作者輸入信號。該方法將操作者輸入信號轉化成CVT速度指令并將CVT 速度指令傳送到CVT。因此，CVT依照CVT速度指令調(diào)整地面速度。該方法也將操作者輸入 信號轉化成動力源速度指令，并將動力源速度指令通信給動力源。因此，對動力源的運行的 調(diào)整可基本上獨立于CVT速度。
[0006] 另一方面，本發(fā)明描述一種包括操作性地聯(lián)接到動力源的CVT的機器。多個可選 的當量傳動比可與CVT相關聯(lián)，每一個當量傳動比都具有最小當量齒輪速度和最大當量齒 輪速度。同樣，動力源可具有包括最小動力源速度和最大動力源速度的動力源速度的可調(diào) 范圍。機器包括操作者輸入裝置。操作者輸入裝置與CVT通信，以在最小當量齒輪速度和 最大當量齒輪速度之間調(diào)整當量齒輪速度。操作者輸入裝置也與動力源通信，以在最小動 力源速度和最大動力源速度之間調(diào)整動力源速度。對動力源的調(diào)整的發(fā)生獨立于選定的當 量傳動比。
[0007] 另一個方面，本發(fā)明描述一種用于調(diào)整具有操作性地聯(lián)接到CVT的動力源的機器 的速度的方法。該方法包括接收指示所需的機器速度的操作者輸入信號，并將該信號轉換 成比例系數(shù)。將該比例系數(shù)與最小動力源速度和最大動力源速度之間的多個動力源速度相 比較，以確定動力源速度指令。將動力源速度指令傳送到動力源，然后動力源依照動力源速 度指令操作。該方法還涉及從與CVT相關聯(lián)的多個當量傳動比中選擇當量傳動比。每一個 當量傳動比都具有在最小當量齒輪速度和最大當量齒輪速度之間的多個當量齒輪速度。還 將該比例系數(shù)與選定的當量傳動比的多個當量齒輪速度比較，以確定CVT速度指令。將CVT 速度指令傳送到CVT，然后CVT依照CVT速度指令操作。
【附圖說明】
[0008] 圖1是一種移動式機器的圖解的示意性側視圖，該機器具有通過中間CVT聯(lián)接到 從動元件的原動機動力源。
[0009] 圖2是包括用于操作機器的各種可接近的操作者致動控制和輸入的機器的操作 者站的局部透視圖。
[0010] 圖3是包括CVT和適合于使用多個當量傳動比操作CVT的控制器的實施例的機器 的動力系統(tǒng)的示意圖。
[0011] 圖4是將機器速度范圍與多個當量傳動比及已寄存的踏板調(diào)制相關聯(lián)的對照映 射或圖表的示意圖。
[0012] 圖5是用于部分地基于已寄存的踏板調(diào)制產(chǎn)生CVT速度指令的控制策略的圖解圖 不O
[0013] 圖6是將動力源速度與已寄存的踏板調(diào)制相關聯(lián)的對照映射或圖表的另一個實 施例的示意圖。
[0014] 圖7是用于部分地基于已寄存的踏板調(diào)制產(chǎn)生CVT速度指令的控制策略的圖解圖 不O
[0015] 圖8是用于通過同時調(diào)整CVT和動力源來操作機器的可能程序或過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 本發(fā)明涉及一種配備有無級變速器（CVT)的機器，以將來自原動機動力源的機械 動力操作性地聯(lián)接并傳遞至從動元件。CVT有時可稱為無限變速器（IVT)，然而，本發(fā)明涉 及兩種變速器以及任何相似類型的變速器，而與命名無關?，F(xiàn)在參照圖1，其中，相同的參 考標記指示相同的部件，圖1示出了機器100的實施例，并且特別是根據(jù)本發(fā)明設計的自動 平地機。然而，本發(fā)明適用于除自動平地機之外的其他類型的機器。如本文所用，術語"機 器"可涉及執(zhí)行與以下行業(yè)相關的任意類型的機器，例如采礦、施工、農(nóng)業(yè)、運輸或本領域已 知的任何其他行業(yè)。這類機器的示例包括但不限于輪式裝載機、挖掘機、反鏟、壓實工具、鋪 路機等等。此外，工具可連接到該機器。這類工具可用于執(zhí)行各種任務，包括：例如，裝載、 壓實、提升、刷涂，并且這類工具包括：例如，鏟斗、壓實工具、叉式提升裝置、刷子、抓斗、刀 具、剪切機、葉片、斷路器/錘、螺絲鉆及其他。例如，機器可以是運土機，例如輪式裝載機、 挖掘機、自卸卡車、反f產(chǎn)、自動平地機、材料輸送器等等。此外，機器可以用于運輸領域，例如 高速公路卡車、貨物貨車等等。
[0017] 圖示的機器100能夠在高速的長途運輸和重負載嚙合的操作之間變換。例如，機 器100可包括諸如葉片102等觸地工具，其可以進行動力調(diào)整以使工地表面平整或平滑。機 器100懸掛在諸如輪等與地面嚙合的推進裝置104上，這些裝置可以朝向機器的前部和后 部設置。在其他機器的實施例中，可選的推進裝置104可包括連續(xù)式履帶、皮帶、推進器等。 為了相對于地面推進并引導機器，至少一組推進裝置可以動力傳動進行旋轉和/或另一組 由操作者在車上、遠程地或通過另一控制方案進行操作。
[0018] 設置在機器上的動力源1〇6(有時稱為原動機）可以提供用于驅動輪的動力。動力 源106的合適示例是內(nèi)燃機，例如壓縮點火式柴油發(fā)動機，其燃燒烴基燃料或其他的易燃 燃料源，以在其中將勢能或化學能轉換成可用于其他工作的機械能。其他合適類型的動力 源106可包括火花點火式汽油發(fā)動機、渦輪機、復合發(fā)動機、太陽能發(fā)動機，等等。為了將動 力源106產(chǎn)生的機械動力傳遞至推進裝置104,機器100可包括通過中間CVT 110操作性地 聯(lián)接動力源和推進裝置的動力系統(tǒng)108。動力系統(tǒng)108也可包括各種軸、離合器、差速器以 及其他設備以傳輸動力并協(xié)助機器的操作。此外，一個或多個動力輸出裝置（PTO)可以直 接或間接嚙合動力系統(tǒng)108以重新定向或重新傳輸一部分動力到諸如機械傳動的葉片102 等輔助裝置。
[0019] 為引導機器100的運行，配置為用于容納操作者的操作者站112可以布置在機器 上或在操作環(huán)境上允許可視指令的遠程位置。操作者可與之交互以操縱和操作機器100的 多種控制和/或輸入114在操作者站112內(nèi)是可訪問的。圖2所示的控制和/或輸入僅通 過示例的方式提供，并且其可包括在不同的實施例中的不同布置。例如，參照圖2,控制和/ 或輸入114可包括布置成朝向操作者站112的每一側的第一控制柱或操縱桿120和第二操 縱桿122,操作者可抓住并操縱所述操縱桿以一特定方向駕駛機器100。在