具有发动机转速控制的液压驱动系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种驱动系统(14)。驱动系统可具有发动机驱动的泵(38)，和与该泵连接的马达(40)。该驱动系统还可具有用于选择最高允许的发动机转速的转速输入部(18)、用于指示与最高允许的发动机转速相关的发动机的期望转速的油门输入部(20)、用于选择期望的传动装置控制设定的传动装置输入部(24)、以及配置成基于油门输入部而选择性地调节发动机的运转并基于最高允许的转速而选择性地限制实际发动机转速的控制器(28)。控制器还可基于期望的传动装置控制设定而从多个可用的关系之中选择实际发动机转速与行驶速度之间的特定关系，并基于实际发动机转速和所选择的特定关系而选择性地调节泵和马达的排量。
【专利说明】具有发动机转速控制的液压驱动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机器驱动系统，且更具体地涉及一种具有发动机转速控制的液压驱动系统。
【背景技术】
[0002]诸如轮式压实机、装载机、卡车和其它移动式设备的机器用于执行许多任务。为了有效地执行这些任务，机器需要经变速器向一个或多个接地牵引装置提供很大转矩的发动机。这些机器通常包括具有多个独立的换档输出比(档位)以控制接地装置的速度和转矩的常规手动或自动变速器。输出比对应于行驶速度范围，每个行驶速度范围均具有预定的最大行驶速度。例如，操作者可以将轮式压实机置于可用的二档，并且当加速器踏板被完全踏下时，压实机可加速至约13kph的最高行驶速度。
[0003]因此，操作者习惯于使用某些档位来完成特定任务。例如，压实机操作者可能了解二档的速度范围适于有效地压实给定厚度的浙青层。同样，操作者可能了解三档速度范围适于在工地上安全地行驶。另外，与给定机器类型(例如，轮式压实机)的每个档位相关的速度范围在不同的机器和不同的制造商之间比较标准。因此，就算使用各种机器，操作者也偏好于对特定任务使用特定速度范围。
[0004]然而，近来，常规手动和自动变速器已由液压传动装置(液压装置)替代。液压装置通过成对的可变排量泵和固定或可变排量马达而在其总体范围内提供无穷可变的转矩-速度输出比。尽管公知液压装置与动力换档变速器相比具有更高效率和扩展功能，但它对于较早变速器类型的独立速度范围并不以上述方式工作。具体地，在具有液压装置的机器中完全踏下加速器踏板将使机器加速至最大可能的速度，因为液压装置使用其全部范围的输出比。因此，为了以低于最高速度的期望速度行驶，操作者必须将加速器踏板保持在中间位置。这在许多工地常见的崎岖地形上已证实非常困难并且导致不必要的操作者疲劳。相应地，需要以替换方式限制具有液压装置的行驶速度。
[0005]—种这样的机器控制方法被记载在2008年5月20日授予Burgart等人的美国专利N0.7，373，776 (’776专利)中。’776专利记载了一种具有与固定排量马达配对的可变排量泵的液压装置驱动系统。该液压装置驱动系统包括提供与行驶方向有关的操作者输入和对特定传动装置传动比的选择的变速杆、提供与期望的发动机转速有关的操作者输入的油门踏板、以及提供传动装置传动比的暂时减小的离合器。微控制器从变速杆、油门踏板和离合器接收信息，并且响应地产生将泵的排量设定为固定值的控制信号且调节发动机转速，同时确保得到的马达转速保持低于已知的最高转速极限。
[0006]尽管’ 776专利的系统可提供对液压装置操作的独立控制，但它可能不是最佳的。特别地，’ 776专利不允许操作者设定马达的最高转速极限，微控制器不具有对马达的排量控制，且对泵排量的固定比控制在一些应用中可能不够。此外，微控制器不具有超速或失速超驰能力或方向切换控制。相应地，’776专利可能缺少改善机器性能和/或操作者控制的特征。[0007]本发明的系统解决了上述问题中的一个或多个问题和/或现有技术的其它问题。
【发明内容】
[0008]本发明的一个方面涉及一种用于移动式机器的驱动系统。该驱动系统可包括发动机、由发动机驱动以对流体加压的泵、以及经由输入通路和输出通路与泵液压连接的马达。该驱动系统还可包括可由操作者移动以选择发动机的最高允许转速的转速输入部、可由操作者移动以指示与最高允许转速相关的发动机的期望转速的油门输入部、和可由操作者移动以从多个可用的传动装置控制设定之中选择期望的传动装置控制设定的传动装置输入部。该驱动系统还可包括与发动机、泵、马达、油门输入部、转速输入部和传动装置输入部通信的控制器。控制器可配置成基于油门输入而选择性地调节发动机的运转，以减小实际发动机转速与期望的发动机转速之差。控制器还可配置成基于由操作者选择的期望的传动装置控制设定而从多个可用的关系之中选择使用实际发动机转速与移动式机器的行驶速度之间的特定关系，并基于实际发动机转速和所选择的特定关系而选择性地调节泵和马达的排量。
[0009]本发明的另一方面涉及一种驱动移动式机器的方法。该方法可包括使用发动机驱动的泵对流体加压，并且引导加压流体从泵通过马达以驱动移动式机器。该方法还可包括接收指示最高允许的发动机转速的第一操作者输入、接收指示与最高允许转速相关的期望的发动机转速的第二操作者输入、以及接收操作者从多个可用的传动装置控制设定之中对期望的传动装置控制设定的选择。该方法还可包括基于期望的发动机转速与实际发动机转速之差而选择性地调节发动机的运转。该方法可另外包括基于由移动式机器的操作者选择的期望的传动装置控制设定而从多个可用的关系之中选择使用实际发动机转速与移动式机器的行驶速度之间的特定关系，并基于实际发动机转速和所选择的特定关系而选择性地调节泵和马达的排量。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是示例性公开的机器的概略图示；
[0011]图2是供图1的机器使用的示例性公开的驱动系统和示例性公开的操作者站的概略图示；以及
[0012]图3是响应于从操作者站接收的信号而操作图2的驱动系统的示例性公开的方法。
【具体实施方式】
[0013]图1示出了具有协作完成任务的多个系统和构件的示例性机器10。由机器10执行的任务可与诸如摊铺、采矿、施工、耕种、运输的特定行业或本领域中公知的另一行业相关。例如，机器10可实施为诸如图1所示的轮式压实机的移动式机器、公路或野外拖运卡车、或本领域中公知的任何其它类型的移动式机器。机器10可包括操作者站12，可从该操作者站12实现操作者对机器10的控制。机器10还可包括驱动系统14，该驱动系统14由机器10的框架支承并可操作地连接到一个或多个被驱动和/或可转向的牵引装置16，例如位于机器10两侧的车轮、履带或带。[0014]如图2所示，操作者站12可包括接近座椅(未示出)的操作者界面18，该操作者界面18用于响应于操作者输入而产生指示期望的机器调遣和/或功能的机器命令信号。在所公开的实施例中，操作者界面18可包括多个输入装置，包括油门输入部20、制动器输入部22、传动装置输入部24和转速输入部26。然而，应该指出的是，如果需要的话，可包括另外的操作者输入装置。每个输入装置都可采取操纵杆、踏板、按钮、旋钮、开关或另一公知装置的形式。当操作者操纵输入装置时，操作者可预料和实现机器10的对应操纵。
[0015]在所公开的示例性实施例中，油门输入装置20被示为操纵杆，该操纵杆可通过从中间位置到一个或多个最大移位位置的范围倾斜，以产生指示在机器沿特定方向行驶期间的期望的发动机转速的一个或多个对应的位移信号。例如，油门输入部20可沿第一方向从中间位置倾斜到最大移位位置，以产生对应的第一位移信号。同样，油门输入部20可沿第二方向从中间位置倾斜到最大移位位置，以产生第二位移信号。第一和第二位移信号的值可分别与机器沿第一和第二方向(例如，沿前进和后退行驶方向)行驶期间的最高允许的发动机转速的期望量(例如，百分比)对应。例如，当油门输入部20处于中间位置时，第一信号可具有例如约零的最小值，这表示机器10的发动机转速应该为当前最高运动发动机转速的约0%。类似地，当油门输入部20沿第一方向移位到中间位置与最大移位位置之间大约半途的位置时，第一信号可指示最高允许的发动机转速的约50%的期望的发动机转速。设想如果需要的话，可利用不同于百分比的函数，例如不是油门输入部20的位移位置的百分比的线性或非线性增益。由油门输入部20产生的第一和第二位移信号可被引导到控制器28以进行进一步的处理。
[0016]在所公开的实施例中，制动器输入部22被示为脚踏板，该脚踏板可枢转通过从中间位置到最大移位位置的范围，以产生指示对使机器10减速的期望的一个或多个对应的位移信号。由制动器输入部22产生的位移信号可被引导到控制器28以进行进一步的处理。
[0017]在所公开的实施例中，传动装置输入部24和转速输入部26可形成具有由操作者用于选择不同操作模式的多个输入构件的一体单元。具体地，传动装置输入部24可以是具有多个按钮30的触摸板，所述按钮在被机器10的操作者按压时选择任何数量的可用传动装置控制设定(即，虚拟档位或传动装置转速-转矩比的连续范围的各部分)中的一个设定。例如，操作者可按压第一个按钮30以选择一档，其中驱动系统14可在最高转矩输出范围和对应的最低行驶速度范围内操作。同样，操作者可按压第二个按钮30以选择二档或更高档，其中驱动系统14可在较低的转矩输出范围和对应的较高行驶速度范围内操作。
[0018]转速输入部26也可以是具有多个按钮32的触摸板，所述按钮在被机器10的操作者按压时选择任何数量的可用发动机转速极限中与油门输入部20的最大移位位置对应的一个发动机转速极限。例如，当油门输入部20沿第一或第二方向倾斜到最大移位位置时，操作者可按压第一个按钮32以选择允许约1200rpm的最高发动机转速的第一发动机转速极限。同样，操作者可按压第二个按钮32，以选择允许约1500rpm的最高发动机转速的第二发动机转速极限。应了解的是，每次选择的最高发动机转速可被设定为任何期望值和/或如果需要的话特定按钮32可与两个不同的最高发动机转速一例如前进行驶发动机转速和后退行驶发动机转速一对应。还设想如果需要的话，传动装置输入部24和转速输入部26可以是完全分离的构件。
[0019]操作者站12还可配备有用于显示指示机器状态和/或性能的某些方面的参数以便操作者了解的监视器33。监视器33可以是液晶显示器、阴极射线管显示器、等离子体显示器或本领域中公知的任何其它类型的显示器中的一者。控制器28可使监视器33显示由输入装置20、22、24和/或26实现的机器设定，例如当前转速设定(由油门输入部20提供)、当前传动装置档位(由传动装置输入部24提供)、当前转速极限(由转速输入部26提供)和本领域中公知的其它参数。应了解的是，监视器33自身还可通过触摸屏、软件锁等方式来接收操作者输入。
[0020]控制器28可与操作者界面18和驱动系统14通信并且配置成响应于经由界面18从操作者接收的信号而控制驱动系统14的操作。可通过通信链路和其它合适的网络架构来促进控制器28与机器10的其它构件之间的通信。通信链路可包括有线和/或无线非专用电路和协议，或基于公知的行业标准的专用链路和协议，例如J1939、RS-232、RP1210、RS-422、RS-485、MODBUS、CAN、SAEJl587、蓝牙、因特网、内联网、802.1 lb/g、或本领域中公知的任何其它通信链路和/或协议。网络架构可单独或以任何期望的组合包括基于电话的网络(例如PBX或POTS)、基于卫星的网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、专用内联网、因特网和/或任何其它合适的网络架构。
[0021]控制器28可包括:计算机可读的存储器，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和/或闪速存储器；二次存储装置，例如磁带驱动器和/或磁碟驱动器；微处理器(CPU)，和/或用于运行所公开的应用的任何其它构件。微处理器可包括用于响应于操作者输入而控制系统操作的商售或特别构建的微处理器的任何合适的组合。因此，控制器28可包括作为硬件、软件和/或固件存储在存储器二次存储装置和/或微处理器内的机器指令和/或数据。如果需要的话，各种其它电路可与控制器28相关，例如供电电路、信号调节电路、螺线管驱动器电路和其它类型的电路。
[0022]如图2所示，驱动系统14可包括协作成响应于来自控制器28的命令而产生动力并将其传递到牵引装置16的构件。特别地，驱动系统14可包括构造成产生动力输出的动力源34，以及与其可操作地联接以接收、转化和/或以通常方式将动力输出传递到牵引装置16的至少一个传动单元36。
[0023]动力源34可包括具有协作成产生机械动力或电力输出的多个子系统的内燃发动机。出于本发明的目的，将动力源34图示和描述为四冲程柴油发动机。然而，应了解的是，动力源34可以是任何其它类型的内燃发动机，例如汽油或气态燃料动力的发动机。动力源34内包括的子系统可包括例如燃料系统、进气系统、排气系统、润滑系统、冷却系统或任何其它合适的系统。控制器28可与动力源34的一个或多个子系统通信并且能够调节其操作。
[0024]传感器39可与动力源34相关以感测其输出速度。传感器39可体现为例如与嵌入动力源34的旋转构件如曲轴、飞轮等内的磁体通信的磁性拾音型传感器。在动力源34运转期间，传感器39可检测由嵌入的磁体产生的旋转磁场并响应地产生对应的反馈信号。因此，在一个方面，该信号可具有与动力源34的输出速度成正比的频率分量。由传感器39产生的指示动力源34的实际发动机转速的信号可被引导到控制器28以进行进一步处理。
[0025]传动单元36可实施为液压传动装置(液压装置)，该液压传动装置在其连续的整体范围内具有无穷数量的可用转矩-速度输出比(即，虚拟档位)。传动单元36可包括联接成接收动力源34的输出的泵38。泵38能可操作地液压连接经由第一通路42和第二通路驱动马达40，并且马达40可由来自泵38的加压流体驱动成使牵引装置16旋转并驱动机器10。如下文将更详细地描述的，泵38和/或马达40的一个或多个操作特性可由控制器28响应地调节，以实现传动单元36的连续范围内期望的转矩-速度比或比子集。
[0026]泵38可具有可变排量并由控制器28控制以从马达30抽吸流体并沿两个方向以特定升高的压力和/或速度排出流体回到马达40。亦即，泵38可包括行程调节机构，例如旋转斜盘，尤其基于马达40的期望速度和/或转矩液力或电子机械地调节所述行程调节机构的位置，以由此改变泵38的输出(例如，排出压力或速度)。泵38的排量可沿第一方向从基本上不从泵38排出流体的零排量位置被调节为流体以最高速度从泵排出到第一通路42中的最大排量位置。同样，泵38的排量可沿第二方向从零排量位置被调节为流体以最高速度从泵38排出到第二通路44中的最大排量位置(即，泵38可以是偏心泵)。泵38可通过例如副轴、带或采用另一种合适的方式可驱动地连接到机器10的动力源34。替换地，泵38可以经由变矩器、齿轮箱、电路或者采用本领域内公知的任何其它方式间接地连接到动力源34。
[0027]马达40可通过由泵38产生的流体压力差驱动而旋转。具体地，马达40可包括位于泵送机构如叶轮、柱塞或活塞系列(未示出)的任一侧的第一和第二腔室(未示出)。当第一腔室经由第一通路42被充填来自泵38的加压流体且第二腔室经由第二通路44排出回到泵38的流体时，泵送机构可被促使沿第一方向(例如，沿向前行驶方向)移动或旋转。相反，当第一腔室排出流体且第二腔室被充填加压流体时，泵送机构可被促使沿反方向(例如，沿后退行驶方向)移动或旋转。流体进出第一和第二腔室的流量可决定马达40的输出速率，而跨泵送机构的压力差可决定输出转矩。设想如果需要的话，马达40的排量可以是可变的，使得对于所供给的流体的给定流量和/或压力，可通过控制器28调节马达40的速度和/或转矩输出。
[0028]在一些实施例中，马达40也可被机械地驱动以在传动单元36内形成压力差，该压力差用于减慢机器10和/或在机器10减速期间恢复能量。特别地，可存在牵引装置16以比马达40否则通过来自泵38的流体驱动更快的速度和/或更大的转矩旋转的时刻。在此情形中，马达40可用作泵，从而对引导回到泵38的流体加压，泵38在此情形中可用作马达。当马达40对流体加压时，由牵引装置16分配给马达40的能量可消散，由此减慢牵引装置16的旋转。从马达40引导回到泵38的加压流体可通过泵38减小施加于动力源34的负荷，并且在一些情形中甚至用于驱动动力源34。
[0029]在一些应用中，使用马达40来减慢和/或停止机器10可能不够。在这些应用中，机器10可配备有制动装置48。制动装置48可与机器10的一个或多个牵引装置16可操作地相关并且配置成当控制器28命令机器10的运动时减速机器10的运动(例如，响应于经由制动器输入部22接收的制动信号)。在一个实施例中，制动装置48可包括液压致动的车轮制动器，例如配置在牵引装置16的车轮中间的轮式制动器或鼓式制动器和机器10的对应终传动组件(未示出)。当被致动时，制动装置48内的加压流体可被用于增加机器10的滚动摩擦。
[0030]图3示出响应于从操作者站12接收的信号而控制驱动系统14的示例性方法。将在下面的章节中详细说明图3，以进一步说明所公开的概念。
[0031]工业话用件
[0032]所公开的驱动系统可适用于具有液压装置的任何移动机器。所公开的驱动系统可允许操作者选择与动力换档传动装置的常见速度范围对应的单独的速度范围，这可允许有经验的操作者操作机器感到更舒适。另外，可选择的发动机转速可允许操作者完全移动油门输入部20而不超过期望的最高速度，从而避免操作者不必要地疲于在崎岖地形将油门输入部20保持在中间位置。相应地，液压装置的已知效率益处可在任何移动式机器中实现而不牺牲操作者舒适度和与较早的传动装置类型相关的熟悉度。现在将描述驱动系统14的操作。
[0033]如图3所示，在驱动系统14起动期间，控制器28可接收来自机器10的操作的输入(步骤300)。该输入可尤其包括期望的行驶方向、最高允许的发动机转速、期望的发动机转速、传动装置控制选择和任何期望的制动。期望的行驶方向可由操作者经由油门输入部20的倾斜方向指示。最高发动机转速可经由转速输入部26来选择并与当油门输入部20倾斜至其最大移位位置时操作者希望动力源34实现的最高发动机转速。期望的发动机转速可根据最高发动机转速(例如，百分比)经由油门输入部20来选择。传动装置控制部可由操作者经由传动装置输入部24来指示并与传动单元36的整体速度-转矩范围的特定部分对应。期望的制动可经由对制动器输入部22的操纵来指示。
[0034]在从油门输入部20、制动器输入部22、传动装置输入部24和转速输入部26各者接收信号之后，控制器28可判定是否希望机器10的加速(步骤305)。当期望的发动机转速大于最高允许的发动机转速的阈值量(例如，大于约0%)且已选择非零的传动装置控制设定时(即，当没有选择传动单元36的空档或驻车设定时)，控制器28可判定为希望机器10加速。
[0035]当控制器28判定为机器10的操作者希望机器10加速时，控制器28可基于经由油门输入部20接收的期望发动机转速与通过传感器39感测到的动力源34的实际发动机转速之差来调节动力源34的速度(步骤310)。可通过向动力源34发出合适的命令(例如，通过向燃料和/或空气导入系统发出命令)来调节动力源34的速度，直至期望发动机转速与实际发动机转速之差小于可接受的量。控制器28然后可从存储在控制器28的存储器中的加速度映射图内包含的多个可用的关系之中选择使用特定的关系。在所公开的实施例中，每个关系都可与从操作者接收的传动装置控制选择对应，并且采取将实际发动机转速与机器10的行驶速度关联的加速度曲线的形式。控制器28可使用所选择的关系来调节泵38和/或马达40的排量，直至基本上实现与实际发动机转速对应的行驶速度(步骤320)。应该指出的是，虽然步骤310-320被示出和描述为以特定次序发生，但设想如果需要的话，这些步骤能以不同次序完成或同时完成。
[0036]如果在机器10沿特定方向(例如，沿向前方向)行驶期间，操作者沿反方向快速使油门输入部20经中间位置倾斜至另一移位后的位置(例如，在最短时长内)，则操作者可能正在指示希望机器10尽可能快地切换行驶方向(例如，从前进到后退)。在一些例子中，操作者可切换油门输入部20的移位方向而不首先等待机器10沿第一方向完全停止。如果控制器28要使机器10如操作者所请求的那样精确地加速，则会使机器10以不平稳的方式操作(例如，失控)，这在压实摊铺操作的示例中会损伤工作面。相应地，控制器28可配置成检测操作者何时已快速地切换油门输入部20的移位方向(步骤325)并相应地作出响应。
[0037]当控制器28判定为机器10的操作者已快速切换油门输入部20的移位方向时，在使机器10按照通常的加速程序沿新的方向加速之前(即，在返回步骤310-320之前)，控制器28可使机器10沿原始方向激进地减速至最低速度以下(例如，大致完全停止)(步骤330)，且然后使泵38的行程调节机构偏心转动(步骤335)。在一些实施例中，机器10的该激进减速可涉及仅对泵38的立即排量控制。然而，在另一些实施例中，机器10的激进减速可仅涉及制动装置48的启动或对泵排量和制动器的致动的同时控制。在又一些实施例中，该减速的激进可至少部分地基于沿原始方向的初始速度。亦即，对于较高的初始速度，控制器28可实现比较低的初始速度更激进的减速。
[0038]在机器10运转期间的任何时间，机器10在根据操作者选择的发动机转速和传动装置控制选择而被控制时可能超速或失速。例如，当以所选择的低档下陡坡行驶时，马达40可能通过泵38将动力源34驱动到会引起损坏动力源34的过高速度。在另一示例中，当以所选择的高档上陡坡行驶时，动力源34上的负荷可能将动力源34带动至足以导致动力源34的运转不稳定的低速。相应地，控制器28可经由传感器39连续监视动力源34的速度并判定是否趋于或已经发生超速或失速(步骤340)。
[0039]如果存在动力源34超速或失速的可能性，则控制器28可忽视操作者作出的选择(例如，忽视传动装置控制选择、期望的发动机转速和/或最高允许的发动机转速)，并调节机器10的运转以保护机器10的构件(步骤345)。例如，当超速趋于发生或已经发生时，控制器28可使传动单元36调节至更高的档位以使得可降低动力源34的速度。在另一示例中，当失速趋于发生或已经发生时，控制器28可使传动单元36调节至更低的档位以使得可提高动力源34的速度。应该指出的是，在完成步骤325期间，当控制器28判定为油门输入部20还没有切换方向时，控制可跳过步骤330-335并以上述方式继续步骤340-345。
[0040]回到步骤305，当控制器28判定为机器10的操作者不再希望机器10加速时(例如，当油门输入部20已回到中间位置时)，控制器28可响应地实施滑行操作(步骤350)。特别地，控制器28可开始逐渐调节传动单元36的速度-转矩比，以使得机器10在期望的时间段以期望量减慢。如上所述，传动单元36的速度-转矩比可通过调节泵38和/或马达40的排量来调节。在所公开的示例性实施例中，控制器28在滑行操作期间同时调节泵38和马达40两者的排量。设想控制器28还可将动力源34 (例如，动力源34的燃料和/或空气导入子系统)的操作调节成使得在传动装置调节的实施期间动力源34的实际速度大致保持在操作者所选择的期望发动机转速。
[0041]机器10在滑行操作期间的减速在机器10减速的大部分时间段(流入，该时间段的约70-90% )基本上是直线的，且于是包括朝向该时间段的结束部分(例如，大致该时间段的剩余10-30%)的短曲线减速。该曲线减速可有助于协助(feather)机器10完全停止，这在诸如立即停止会损伤新压实的路面的压实路面的应用中可以是有帮助的。机器10在循环期间减速的时间段的长度可以可变的并且部分地取决于在滑行操作启动时机器的行驶速度和/或动力源34的实际发动机转速。在所公开的实施例中，控制器28可使用具有将机器10的行驶速度与自滑行操作启动以来经过的时间段关联的至少一根减速曲线的滑行减速映射图。然而，设想如果需要的话，可采用其它方法和/或算法来使机器10在滑行期间减速。
[0042]在机器10运转期间，在油门输入部20释放之后可能存在机器10的操作者希望比经由上述滑行操作实施的减速快地减慢机器10的时间。在这些情形中，操作者可使制动器输入部22朝向最大移位位置移动一定距离。控制器28可检测该移动(步骤355)并且选择性地中断滑行操作以根据制动器输入部22的移位后的位置实施至少两次不同的制动操作中的一次制动操作。特别地，如果在比较步骤360期间，控制器28判定为制动器输入部22已移位小于从其中间位置到其最大移位位置的距离的约70-90% (例如，经过约80% )，则控制器28可实施通常的制动程序(步骤365)。然而，如果在完成步骤360期间，控制器28判定为制动器输入部22已移位到超过所述约70-90%位置的位置，则控制器28可改为激进地停止机器10 (步骤370)。为了激进地停止机器10，控制器28可例如以与制动器输入部22的移位后的位置基本上成比例的程度启动制动装置48。在一些实施例中，控制器28可仅在操作者已选择特定的传动装置档位时一例如仅在传动单元36正以二档或三档运
转时-才启动制动装置48。设想在同一实施例或另一些实施例中，制动装置48的启动可
继续到机器10已完全停止为止，即使操作者在已实现完全停止之前释放制动器输入部22。
[0043]在一个实施例中，通常的制动程序可首先涉及仅对泵38的排量控制，但以比与上述滑行操作相关更激进的方式进行。亦即，控制器28可利用存储在存储器中的制动减速映射图，该映射图与滑行减速映射图一样包括将机器10的行驶速度与自操作启动以来经过的时间关联的至少一根减速曲线。然而，制动减速映射图中包括的减速的时间段可比滑行减速映射图中包括的时间段短。在控制器28已以泵38的最大限度调节其排量之后，如果需要的话，控制器28然后可在通常的制动程序期间对马达40进行调节以继续减速。
[0044]对本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对所公开的驱动系统作出各种改型和变型。根据本说明书和对所公开的驱动系统的实践，其它实施例对本领域的技术人员来说将显而易见。应该认为说明书和示例仅为示范性的，真实范围通过以下权利要求和它们的等效物来指明。
【权利要求】
1.一种用于移动式机器(10)的驱动系统(14),包括: 发动机(34)； 泵(38)，所述泵由所述发动机驱动以对流体加压； 马达(40)，所述马达经由输入通路(42)和输出通路(44)与所述泵液压地连接； 转速输入部(18)，所述转速输入部能由操作者移动以选择发动机的最高允许转速；油门输入部(20)，所述油门输入部能由操作者移动以指示与所述发动机的最高允许转速相关的所述发动机的期望转速； 传动装置输入部(24)，所述传动装置输入部能由操作者移动以从多个可用的传动装置控制设定中选择期望的传动装置控制设定；和 控制器(28)，所述控制器与所述发动机、所述泵、所述马达、所述油门输入部、所述转速输入部和所述传动装置输入部通信，所述控制器配置成: 基于所述油门输入部而选择性地调节所述发动机的运转，以减小实际发动机转速与所述发动机的期望转速之差； 基于由操作者选择的期望的传动装置控制设定而从多个可用的关系之中选择所述实际发动机转速和移动式机器的行驶速度之间的特定关系；并且 基于所述实际发动机转速和所选择的特定关系而选择性地调节所述泵和所述马达的排量。
2.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述多个可用的关系由存储在所述控制器的存储器中的控制图内包含的不同加速曲线表示。
3.根据权利要求2所述的驱动系统，其中，在利用不同的加速曲线中给定的一个加速曲线的对所述移动式机器的行驶速度进行控制期间，所述泵和所述马达的排量改变。
4.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述油门输入部也能由操作者移动以指示期望的行驶方向。
5.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述油门输入部是操纵杆，所述操纵杆能沿第一方向从中间位置朝向最大移位位置枢转以指示在沿前进方向行驶期间所述发动机的期望转速，并且能沿第二方向从所述中间位置朝向最大移位位置枢转以指示在沿后退方向行驶期间所述发动机的期望转速。
6.根据权利要求5所述的驱动系统，其中，所述控制器还配置成: 判定所述操纵杆何时在阈值时间段内已从沿所述第一方向移位后的位置移动到沿所述第二方向移位后的位置； 当所述操纵杆回到所述中间位置上，响应地使所述移动式机器比以其它方式实施的减速更快地减速；以及 在所述移动式机器沿所述第一方向的行驶速度低于阈值速度之后，响应地使所述移动式机器加速。
7.根据权利要求1所述的驱动系统，还包括能由操作者移动以指示期望使所述移动式机器减速的制动器输入部(22)，其中所述控制器还与所述制动器输入部通信并且配置成基于期望使所述移动式机器减速而选择性地忽视所述发动机的期望转速以及所述实际发动机转速与所述移动式机器的行驶速度之间的特定关系中的至少一者。
8.根据权利要求7所述的驱动系统，其中:所述制动器输入部能从中间位置通过一定范围移动到最大移位位置；并且 所述控制器配置成: 当所述制动器输入部从所述中间位置移动到小于其范围的约70-90%的移位后的位置时，选择性地降低所述发动机的期望转速；并且 当所述制动器输入部从所述中间位置移动到大于其范围的约70-90%的移位后的位置时，选择性地忽视所述实际发动机转速与所述行驶速度之间的特定关系。
9.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述控制器还配置成: 判定所述发动机超速或失速的可能性；以及 基于所述发动机超速或失速的可能性而选择性地忽视所述发动机的期望转速以及所述实际发动机转速与所述移动式机器的行驶速度之间的特定关系中的至少一者。
10.一种驱动移动式机器(10)的方法,包括: 使用发动机驱动的泵(38)对流体加压； 引导来自所述泵的加压流体通过马达(40)以驱动所述移动式机器； 接收指示最高允许的发动机转速的第二操作者输入； 接收指示与发动机的最高允许转速相关的发动机的期望转速的第一操作者输入； 接收操作者从多个可用的传动装置控制设定之中选择的期望的传动装置控制设定； 基于所述期望的发动机转速与实际发动机转速之差而选择性地调节发动机的运转； 基于由所述移动式机器的操作者选择的期望的传动装置控制设定而从多个可用的关 系之中选择所述实际发动机转速与所述移动式机器的行驶速度之间的特定关系；以及 基于所述实际发动机转速和所选择的特定关系而选择性地调节所述泵和所述马达的 排量。
【文档编号】E02F9/20GK104024537SQ201280064596
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年10月30日 优先权日:2011年11月1日
【发明者】M·W·里斯, P·A·德沃拉克, M·L·诺顿, J·M·沙夫 申请人:卡特彼勒路面机械公司