具有牵引控制系统的轮辅助驱动装置以及方法
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及轮辅助驱动装置，更具体地涉及用在前辅助驱动装置中的分流阀的致动和控制。
【背景技术】
[0002]多种类型的机器采用轮辅助驱动装置在打滑条件下提供全轮驱动。例如平地机通常用在难以获得充分牵引的野外环境中，以执行掘沟作业、场地准备及其它地面构形和修整任务。平地机通常具有由燃烧发动机或主液压泵直接驱动的第一组轮(诸如一对后轮)。第二组轮(诸如一对前轮)通常用于转向。但是，前轮可以由液压辅助马达驱动，液压辅助马达是允许全轮驱动的轮辅助驱动装置的部分。
[0003]轮辅助驱动装置可以选择性地接合使得机器仅在期望时以全轮驱动模式操作。例如，机器可以包括允许操作者开启或切断轮辅助驱动的用户界面。附加地或替代地，可操作地联接至轮辅助驱动的控制器可以基于指示轮与地面之间的牵引水平的反馈自动接合或断开轮辅助驱动装置。
[0004]一些在先的轮辅助驱动装置已结合分流阀使用以减少前轮打滑。在没有分流阀的情况下，当与打滑轮关联的第一辅助马达更快速转动时，其抽吸增加的液压流体流。给打滑辅助马达增加的液压流体流将减少给第二辅助马达的液压流体流，这又减小具有牵引的轮的旋转速度。在过度打滑情况中，基本上所有液压流可以被引向与打滑轮关联的辅助马达，由此影响机器在地面上行进的能力。分流阀通过调节给联接至前轮的两个液压辅助马达的液压流体流来解决轮打滑情况。一般地，分流阀通过使输送给辅助马达的液压压力接近于相等来调节液压压力。更具体地，分流阀感测输送至每个液压辅助马达的液压流体压力，并且当在辅助马达之一处感测到降低的压力时，分流阀调节以减少给那个辅助马达的液压流体流，从而改善与另一辅助马达关联的轮的牵引。
[0005]虽然分流阀的使用缓解轮打滑问题，经过分流阀的液压流体流产生高热量负载并且由于阀调整损失导致液压系统效率低下。在一些现有机器中，分流阀通常是有源的，由此持续产生过多热量并且液压系统效率低下。Harber等人的美国专利N0.5647211中描述的另一系统提出一种控制方案，其中，操作者可以独立地控制全轮驱动模式的启动和分流阀旁通。虽然Harber等人的系统与具有持续有源分流阀的系统相比可以减少热产生和液压系统效率低下，但其仍然允许分流阀的不必要启动及与之伴随的问题。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一方面，提供一种控制具有第一和第二轮马达和用于循环液压流体的主泵的机器上的前轮辅助和牵引控制的方法。该方法可以包括提供具有与第一和第二分流出口流体地连通的分流入口的分流阀，第一分流出口与第一轮马达流体地连通并且第二分流出口与第二轮马达流体地连通。可以在分流阀的上游提供旁通阀，旁通阀具有旁通模式和分流模式，在旁通模式中，液压流体的至少一部分围绕分流阀连通至第一和第二轮马达，在分流模式中，液压流体经过分流阀连通至第一和第二轮马达。可以在旁通阀的上游提供自由旋转阀，自由旋转阀具有自由旋转模式和驱动辅助模式，在自由旋转模式中，主泵与第一和第二轮马达之间的流体连通被阻止，在驱动辅助模式中，主泵与第一和第二轮马达流体地连通。该方法可以包括确定自由旋转阀的启动状态；当自由旋转阀处于自由旋转模式中时，以旁通模式操作旁通阀；以及当自由旋转阀处于驱动辅助模式中时，以旁通模式和分流模式中的任一种操作旁通阀。
[0007]根据本发明的另一方面，提供一种控制具有第一和第二轮马达和用于循环液压流体的主泵的机器上的前轮辅助和牵引控制的方法。该方法可以包括提供具有与第一和第二分流出口流体地连通的分流入口的分流阀，第一分流出口与第一轮马达流体地连通并且第二分流出口与第二轮马达流体地连通。可以在分流阀的上游提供旁通阀，旁通阀具有旁通模式和分流模式，在旁通模式中，液压流体的至少一部分围绕分流阀连通至第一和第二轮马达，在分流模式中，液压流体经过分流阀连通至第一和第二轮马达。可以在旁通阀的上游提供自由旋转阀，自由旋转阀具有自由旋转模式和驱动辅助模式，在自由旋转模式中，主泵与第一和第二轮马达之间的流体连通被阻止，在驱动辅助模式中，主泵与第一和第二轮马达流体地连通。该方法可以包括初始地将旁通阀设置为旁通模式，确定自由旋转阀的启动状态，并且当自由旋转阀处于驱动辅助模式并且牵引控制启用时以分流模式操作旁通阀。
[0008]根据本发明的另一方面，提供一种用于具有主泵和第一和第二接地构件的机器的驱动辅助系统。该驱动辅助系统可以包括可操作地联接至第一接地构件的第一液压马达和可操作地联接至第二接地构件的第二液压马达。自由旋转阀可以设置在主泵与第一和第二轮马达之间，自由旋转阀可在自由旋转模式和驱动辅助模式之间操作，自由旋转模式阻止从主泵到第一和第二轮马达的流体流，驱动辅助模式允许从主泵到第一和第二轮马达的流体流。分流阀可以设置在自由旋转阀与第一和第二轮马达之间。第一旁通导管可以与第一马达流体地连通并且围绕分流阀构件，并且第二旁通导管可以与第二马达流体地连通并且围绕分流阀构件。系统还可以包括设置在分流阀与自由旋转阀之间的旁通阀，旁通阀具有允许自由旋转阀与分流阀之间的流体连通的分流模式和允许自由旋转阀与第一和第二旁通导管之间的流体连通的旁通模式。控制器可以可操作地联接至自由旋转阀和旁通阀，并且能够确定自由旋转阀的启动状态；当自由旋转阀处于自由旋转模式中时，以旁通模式操作旁通阀构件；以及当自由旋转阀处于驱动辅助模式中时，以旁通模式和分流模式中的任一种操作旁通阀构件。
【附图说明】
[0009]图1是平地机的示意性侧视图，其中可以实施本发明的一种或多种实施方式；
[0010]图2是平地机的示意性俯视图，其中可以实施本发明的一种或多种实施方式；
[0011]图3是根据本发明的方面构造的平地机的轮辅助驱动系统的示意图；和
[0012]图4是示出根据本发明的方面控制轮驱动辅助系统中的牵引控制装置的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0013]公开轮辅助驱动系统及方法的实施方式用在机器上。在这里描述的示例性实施方式中，机器是平地机。轮辅助驱动系统包括用于提供全轮驱动的自由旋转阀、用于提供牵引控制的分流阀、以及用于选择性地旁通分流阀的旁通阀。旁通阀的操作基于自由旋转阀的状态，以减少由经过分流阀的液压流体流引起的热量产生和损失。
[0014]图1和2描绘诸如平地机10的机器的示例性实施方式。平地机10可以主要用作将土质或其它材料的地面11造型成最终布置的修整工具。不是像诸如推土机等其它机器使大量土在行进方向上运动，平地机10通常将相对少量的土从一侧运至另一侧。话句话说，平地机10通常将土移经待平区域，而非直向前。虽然示例性实施方式是以平地机10的形式示出，将理解当前系统和方法可以与受益于这里教导的优点的其它类型机器一起使用。
[0015]更具体地，平地机10包括前框架12、后框架14、和诸如刀片16的平地机机具。前框架12和后框架14通过诸如一组后轮18a和一组前轮18b的接地单元支撑。包含操作平地机10必需的许多控制装置19的操作者室20安装在前框架12上。主动力源21可以由后框架14支撑并且通过传动装置23可操作地联接至后轮18a用于主机器推进。主动力源21例如可以是柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机或本领域已知的任何其它发动机。主动力源21也可以是连接至燃料电池的电马达、电容存储装置、电池或本领域已知的另外的动力源。传动装置可以是机械传动装置、液压传动装置或本领域已知的任何其它传动装置类型。传动装置可操作以在动力源和从动牵引装置之间产生多个输出速度比(或连续可变速度比)。
[0016]车辆转向系统17包括使前轮18b转向的转向致动器13。车辆转向系统17还可以包括使前轮18b从左倾向右的轮倾斜致动器15。
[0017]替代地称作推板