传动系统档位选择器的控制的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于具有变速箱的机器的控制系统。控制系统包括通门型换档型板，该换档型板具有设置在外周边内的多个限定位置。每个限定位置对应于变速传动系统的多个可选择的前进档位和倒车档位中的一个。控制杆能够移动地设置在换档型板内。第一组限定位置对应于所述多个前进档位中的每一个在换档型板中对齐，第二组限定位置对应于所述多个倒车档位中的每一个在换档型板中对齐。控制杆能够在单次移动中移动到所述多个限定位置中的任一个，用于在相应的前进档位和倒车档位之间进行选择。
【专利说明】传动系统档位选择器的控制
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于控制诸如自动平地机之类的机器的传动系统档位选择器的控制。
【背景技术】
[0002] 诸如自动平地机的作业机器可以在建设和维护中使用，用于创建平整表面。当铺 平道路时，自动平地机可以用来准备地基，以建立用于在其上铺设浙青的宽阔平整表面。自 动平地机可以包括两个或更多个车轴，发动机和驾驶室在车辆的后端处设置在车轴上方， 并且另一个车轴设置在车辆的前端处。平铲在前车轴和后车轴之间连接到车辆。
[0003] 经验丰富的机器操作者可以基于所学会的对机器的"感觉"操作机器。此外，无论 在运行期间或怠速时，操作者往往可以基于换档杆或控制设置在什么角度处，预测机器在 什么档位运行，和机器以那个速度移动。然而，在运行过程中，操作者可能需要准确地和同 时地控制机器的几个不同的控制操作，以保持所需的生产力水平。例如，操作者可以使用一 只手以操纵多个控制旋钮、杆、按钮等，以操纵安装到自动平地机的多个平铲。然而，如果操 作者需要换档自动平地机进入不同档位或方向，换档控制装置往往定位在不同控制台上。 在这种情况下，操作者不得不从平铲控制装置移走他或她的手，使他或她的手到达换档控 制装置，进行所需换档，然后返回他或她的手到平铲控制装置，以继续平地操作。
[0004] 在某些情况下，可能需要大量时间以使用换档控制装置进行所需的换档。在这样 做时，操作者至少短暂地不控制平铲，并且在其他情况下，在换档机器进入所需档位之前， 操作者不得不停止平地操作。在任何情况下，生产率可能被无意地影响。
[0005] 因此，需要提供一种换档型板，其允许操作者进行换档控制的单次移动，以调整机 器的方向和速度。
【发明内容】
[0006] 在本公开内容的示例性实施例中，提供一种用于具有变速传动系统的机器的控制 系统，其中变速传动系统包括多个可选择的前进档位和倒车档位。该控制系统包括通门型 换档型板，该换档型板具有外周边和设置在外周边内的多个限定位置，其中所述多个限定 位置中的每一个对应于变速传动系统的所述多个可选择的前进档位和倒车档位中的一个。 控制杆能够移动地设置在换档型板内，其中控制杆的移动引起档位变化。第一组限定位置 对应于所述多个前进档位中的每一个在换档型板中对齐，第二组限定位置对应于所述多个 倒车档位中的每一个在换档型板中对齐，并且第三组限定位置包括对应于空档的至少一个 限定位置和对应于驻车档位的另一个限定位置。控制杆能够在单次移动中移动到所述多个 限定位置中的任一个，用于在相应的前进档位和倒车档位之间进行选择。
[0007] 在一个方面中，第一组限定位置和第二组限定位置在纵向方向上大致对齐，第一 组限定位置与第二组限定位置横向地隔开。在另一个方面中，控制杆能够在第一组限定位 置中的任何一个和第二组限定位置中的任何一个之间横向地移动。在进一步的方面中，控 制杆能够在第一组限定位置或第二组限定位置中的任何一个之间在纵向方向上移动。在不 同的方面中，第三组限定位置包括对应于空档的多个限定位置，对应于空档的所述多个限 定位置在第一组限定位置和第二组限定位置之间在纵向方向上大致对齐。
[0008] 在又一个方面中，第三组限定位置包括对应于空档的多个限定位置，对应于空档 的所述多个限定位置在横向方向上与对应于驻车档位的限定位置大致对齐。此外，控制系 统可以包括设置在所述外周边外侧的换档机构，其中换档机构的致动被配置为限制控制杆 移动到对应于驻车档位的限定位置和从对应于驻车档位的限定位置移动。此外，所述外周 边大致是矩形的，并且包括从其上突出的部分，对应于驻车档位的限定位置设置在所述外 周边的突出部内。
[0009] 在另一个实施例中，自动平地机包括前车架和后车架、被定位以支撑前车架和后 车架的牵引装置、发动机、和安装到前车架或后车架的变速传动系统。变速传动系统包括多 个可选择的档位。自动平地机还包括由前车架和后车架支撑的平地机平铲、安装到后车架 的驾驶室和设置在驾驶室中的控制系统。控制系统包括被配置为控制自动平地机的至少一 个功能的多个输入装置。换档组件设置在驾驶室中，并且包括通门型换档型板和移动地设 置在换档型板内的控制杆，换档型板具有外周边和设置在外周边内的多个限定位置，其中 每个限定位置对应于变速传动系统的所述多个可选择的档位中的一个。第一组限定位置对 应于一个或多个前进档，第二组限定位置对应于一个或多个倒车档位，并且第三组限定位 置对应于空档和驻车档位。而且，控制杆能够在单个步骤中移动到所述多个限定位置中的 任一个，用于在一个前进档位和一个倒车档位之间进行选择。
[0010] 在一个方面中，控制台定位在驾驶室中并且支撑控制系统和换档组件。在另一个 方面，换档机构连接到控制杆，其中换档机构的致动限制控制杆移动到对应于在换档型板 中的驻车档位的限定位置或从对应于在换档型板中的驻车档位的限定位置移动。在不同的 方面中，换档型板在第一组限定位置和第二组限定位置之间没有限制控制杆在其间的直接 的线性移动的任何区域。在又一个方面中，第一组限定位置和第二组限定位置在纵向方向 上对齐，第一组限定位置与第二组限定位置横向地隔开。此外，第三组限定位置包括对应于 空档的多个限定位置，对应于空档的所述多个限定位置在第一组限定位置和第二组限定位 置之间在纵向方向上大致上对齐。
[0011] 在不同的实施例中，施工机器包括底盘、被定位以支撑和推动底盘的牵引装置、安 装到底盘的变速传动系统。变速传动系统包括多个可选择的档位。该机器还包括由底盘支 撑的作业工具、由底盘支撑的驾驶室，并且包括用于控制该机器的控制装置以及设置在驾 驶室中的控制系统。该控制系统包括多个输入装置，其中所述多个输入装置中的至少一个 被配置为控制作业工具。该机器还包括设置在驾驶室中的换档组件，其中换档组件包括通 门型换档型板和控制杆。换档型板具有外周边和设置在外周边内的多个限定位置，其中每 个限定位置对应于变速传动系统的所述多个可选择的前进档位和倒车档位中的一个。控制 杆能够移动地设置在换档型板内，其中控制杆的移动引起变速传动系统的换档。第一组限 定位置对应于所述多个前进档位中的每一个在换档型板中对齐，第二组限定位置对应于所 述多个倒车档位中的每一个在换档型板中对齐，以及第三组限定位置包括对应于空档的至 少一个位置和对应于驻车档位的另一限定位置。控制杆能够在单个步骤中移动到所述多个 限定位置中的任一个，用于在相应前进档位和倒车档位之间进行选择。
[0012] 在一个方面中，单个控制台定位在驾驶室中并且构造成使得控制系统和换档组件 集成在该单个控制台中。在相关方面中，控制杆离所述多个输入装置中的最近的一个的距 离不超过3英寸。在另一个方面中，换档机构可以被连接到所述单个控制台，并且电子地连 接到控制杆，其中换档机构的致动限制控制杆移动到对应于换档型板中的驻车档位的限定 位置或从对应于换档型板中的驻车档位的限定位置移动。在不同的方面中，第一组限定位 置和第二组限定位置在纵向方向上大致对齐，第一组限定位置与第二组限定位置横向地隔 开。第三组限定位置包括对应于空档的多个限定位置，对应于空档的所述多个限定位置在 第一组限定位置和第二组限定位置之间在纵向方向上大致上对齐。此外，控制杆能够在横 向方向、纵向方向或相对于横向方向和纵向方向成角度的方向上在第一组限定位置、第二 组限定位置和第三组限定位置之间移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 结合附图，通过参考下面描述的本公开内容的实施例，本公开内容的上述方面以 及获得它们的方式将变得更加显而易见并且本公开内容本身将被更好地理解，其中：
[0014] 图1是用于控制机器的速度和方向的传统的撞击（bump)式换档型板；
[0015] 图2是用于控制机器的速度和方向的传统的Y门（Y gate)型换档型板；
[0016] 图3是用在自动平地机或其他机器的驾驶室内的整体控制和换档控制台的后部 透视图；
[0017] 图4是用于图3的换档控制台的第一示例性通门（open gate)型换档型板；
[0018] 图5是用于图3的换档控制台的第二示例性通门型换档型板；和
[0019] 图6是自动平地机的侧视图，显示包括支撑车架或底盘、由底盘支撑的驾驶室、安 装在底盘以下的作业工具和将底盘支撑在地面上的多个车轮或牵引装置。
[0020] 贯穿几个视图，相应的附图标记用于表示相应的部件。
【具体实施方式】
[0021] 下面描述的本发明的实施例的目的不是要穷举或限制本公开内容到如下详细描 述的精确形式中。相反地，选择和描述实施例，使得本领域其他技术人员可以明白和理解本 公开内容的原则和实践。
[0022] 参照图6,诸如自动平地机600的机器的示例性实施例被示出用于扩散和平整泥 土、砂砾或其他材料。自动平地机的一个示例是迪尔公司制造和销售的772G自动平地机。 如图6所示，自动平地机器600包括分别地由前车架602和后车架604形成的铰接式底盘。 前车架602由一对前轮606支撑，并且后车架604支撑在后轮608的左右串列组上。前轮 和后轮可以根据机器采取任何类型的牵引装置形式。
[0023] 驾驶室610安装在前车架602的向上和向前倾斜的后部区域612上。发动机618 被安装在后车架604上并且为自动平地机600的所有驱动部件提供动力。发动机618例如 可以被配置为驱动变速箱636或被连接用于以各种选定的速度并且在前进或倒车模式中 驱动后轮608的其他动力传输传动系统。静力液压前轮辅助变速箱（图中未示出）可以被 选择性地接合，从而以本领域中已知的方式提供动力到前轮606。为了本公开内容的目的， 术语"传输"可以指任何动力转移、变速装置或传动系统。这可以包括无齿轮箱的驱动桥或 电动传动系统机器。
[0024] 牵引杆或牵引架620安装到前车架602的前部位置，牵引杆或牵引架620具有通 常通过球窝式结构622连接到前车架602的前端，并且具有相对的右侧和左侧后部区域， 所述相对的右侧和左侧后部区域通过右侧和左侧连杆结构悬挂在前车架602的升高的中 心部分624上，所述右侧和左侧连杆结构分别地包括右侧和左侧可伸缩液压致动器626和 628。侧换档连杆结构连接在升高的车架部分624和牵引杆620的后部部位之间，并且包括 可伸缩侧摆动液压致动器630。平铲632被连接到前车架602并且由循环驱动组件634提 供动力。
[0025] 以上所描述并且显示在图6中的特征可以设置在其他机器或者车辆上，包括大型 推土机、前端装载机及具有一个或多个地面接合作业工具或器具和诸如车轮和履带的牵引 装置的其他工程机械。此外，自动平地机600的平铲632也可以采取其他已知的地面接合 工具的形式，诸如雪犁，并且可以接合除了泥土、砾石、砂等的其他材料。
[0026] 图6的驾驶室610可以包括限定驾驶室610的内部空间的前壁、一对侧壁、后壁、 车顶和地板。车窗可以形成在任何一个壁中。在内部空间中，驾驶室610可以包括定位在其 中的至少一个操作者座椅和设置在操作者可触及范围内的用于操作自动平地机器600的 各种控制装置。在一个方面中，这些控制装置可以包括方向盘614和换档组件616。方向盘 614可以控制自动平地机器600的转向。换档组件616可以用于控制变速箱636。虽然在 图6中未示出，换档组件616可以被构造为控制台组件的一部分，控制台组件定位在所述内 部空间内并且邻近操作者座椅。这允许操作者坐在座椅中并且能够够到控制杆组件616,以 控制变速箱636。
[0027] 为了可操作地控制变速箱636,换档组件616可以包括换档杆、操纵杆或其它控制 机构。换档组件616可以包括用于控制变速箱和机器移动的方向（例如，前进或倒车）的 规定换档型板。特别地，变速箱可以在一个或多个选择档位之间换档。针对本公开内容的 目的，术语"档位（range)"意图是指特定的速度或齿轮比。此外，术语"换档"可以指"齿 轮比变化"、"速度变化"或简单地"档位变化"。在离散的或定比变速箱中，变速箱的每次换 档导致在第一档位和第二档位之间的换档，第一档位具有第一固定齿轮比和第二档位具有 第二固定齿轮比，其中第一固定齿轮比和第二固定齿轮比彼此不同。代替地，在非离散变速 箱中，例如，连续变速箱、无级变速箱等，换档杆在档位之间的移动可能会导致在第一档位 和第二档位之间的换档，第一档位对应于第一变速箱输出速度，第二档位对应于第二变速 箱输出速度，其中第一变速箱输出速度和第二变速箱输出速度彼此不同。
[0028] 参照图1，例如，显示常规的撞击式换档型板100。在撞击式换档的情况下，换档杆 或控制杆（图中未示出），可以在前进或倒车的方向上在单个动作中简单地"撞击"或移动， 以在档位之间对变速箱进行换挡。例如，在图1中，撞击式换档型板100包括限定型板100 的外周边。型板100包括前进位置106、空档位置104、倒车位置108和驻车位置110。为 了这个换档型板100的目的，术语"位置"是指在换档型板100中的位置（即，前进位置106 定位成朝向换档型板100的顶部，并且倒车位置定位成朝向换档型板100的底部）。
[0029] 如果变速箱以空档运转，则操作者通过在换档型板100中在纵向方向122上移动 换档杆到前进位置106可以将变速箱换档进入前进档位。一旦换档杆设置在前进位置106 中，则换档杆被偏置到那个位置。因此，如果操作者需要从第一前进档位增加到第二前进档 位时，操作者在横向方向120上朝向"加档"位置114移动换档杆。在换档杆移动或"撞击" 到加档位置114时，变速箱将换档（shift)进入较高档位。然而，一旦换档杆（shifter)移 动到加档位置114,则换档杆朝向前进位置106偏置并且返回到前进位置106。如果操作者 希望从第二前进档位到第三前进档位增加档位，操作者再次移动换档杆到"加档"位置114。 因此，对于档位中的每一次增加，操作者不得不移动或"撞击"换档杆到"加档"位置114。
[0030] 同样地，如果操作者想要降低前进档位（range)，则操作者不得不移动或"撞击"换 档杆到"减档"位置112,以降低档位。此外，为了换档到倒车，操作者不得不移动换档杆到 倒车位置108,并且为增加档位，换档杆移动到"加档"位置118,并且为了降低档位，换档杆 移动到"减档"位置116。类似于前进位置106,在档位选择中的每一次增加或降低以后，换 档杆偏置以返回到倒车位置108。因此，仅仅基于传统的撞击换档型板100,操作者可能仅 仅确定机器在什么方向上操作，而不是机器在什么档位操作。
[0031] 在其它常规的撞击（bump)式换档型板中，换档杆无论是在前进或倒车方向上被 致动之后都可以自动返回到空档或中间位置。其结果是，仅仅基于换档杆在换档型板中的 位置，操作者往往不能确定变速箱在什么方向或档位中操作。在大多数常规布置中，操作者 可以仅仅基于机器的行驶速度或者通过在驾驶室中监视器或显示器上的档位指示器确定 档位。
[0032] 参照图2,显示具有大致颠倒的Y形型板的另一种传统换档型板200。这个换档 型板通常被称为顺序换档型板。在这里，换档杆可以移动通过换档型板200,以操作变速箱 136依次通过档位。换档型板200由外边界或周边202限定，外边界或周边202形成具有第 一部分206和第二部分208的叉子。第一部分206与第二部分208间隔开，使得中间区域 204限定在其间。
[0033] 第一部分206和第二部分208通过横向部分210彼此相互连接。在这种布置中， 换档型板200限定一通道，换档杆或变速杆沿着该通道可控地移动，用于在档位之间使变 速箱136换档以改变方向。为了本公开内容的目的，术语"档位（range)"可以指变速箱的 特定的或所需的档位。所述特定的或所需的档位可以具有限定的齿轮比，使得从一个档位 到另一个档位的换档导致变速箱136从第一齿轮比到第二齿轮比的换档，其中第一齿轮比 与第二齿轮比彼此不同。
[0034] 在图2的Y-门型换档型板200中，换档杆或变速杆被限制为沿着由外边界202限 定的通道移动。换句话说，设置在第一部分206和第二部分208之间的中间区域204不能 由换档杆或变速杆进入。因此，换档型板200的第一部分206提供所有可供选择的前进档 位，并且第二部分208提供所有可选的倒车档位。如果换档杆或变速杆定位在横向部分210 中，则变速箱136被换档到空档。此外，传统的换档型板200还可以包括用于换档变速箱 136到驻车档位的第三部分234。
[0035] 如图2所示，第一部分206、第二部分208、横向部分和第三部分234中的每一个包 括至少一个限定位置212。在第三部分234中，例如，限定位置214对应于驻车档位。如果 换档杆或变速杆被移动进入驻车位置214,则变速箱被换档到驻车档位。同样地，在横向部 分210中，可以具有对应于空档的一个或多个限定位置216。因此，如果换档杆或变速杆移 动进入一个限定位置216,则变速箱136换档到空档。在第一部分中，存在多个限定位置，包 括第一前进位置218、第二前进位置220、第三前进位置222和第四前进位置224。同样地， 在第二部分208中，具有多个已限定位置，包括第一倒车位置226、第二倒车位置228、第三 倒车位置230和第四倒车位置232。在图2的换档型板200中，为从前进到倒车改变方向， 操作者不得不以U形运动移动换档杆或变速杆，反之亦然。例如，如果自动平地机100在 "前进四档"或第四前进位置224中操作，并且操作者需要将变速箱换档到"倒车四档"或第 四倒车位置232,则操作者不得不沿着由换档型板200的外边界或周边202限定的U形通道 移动换档杆或变速杆。使用这些传统的换档型板，操作者可能不得不停止控制诸如安装到 自动平地机100的自动平地机平铲132的作业工具一段时间。如果操作者不得不从用于控 制平铲132的控制装置移除他或她的手，并且放在换档杆或变速杆上以完成换档，这会进 一步降低生产力。
[0036] 为了克服或减少使用Y-门和相关的传统的换档型板的障碍的影响，本发明提供 换档型板的各种实施例，允许换档杆或变速杆在档位和方向之间快速致动。在图3中，改进 的控制组件300的示例性实施例被显示为定位在驾驶室中。在本实施例中，控制组件300 可以被构造成包括控制装置控制台（console)组件302和换档控制台组件304。本实施例 的一个方面是将控制台组件302和换档控制台组件304配合或结合成单一的集成的控制台 组件。在许多传统布置中，每个控制台组件彼此隔开。因此，操作者往往不得不从一个控制 台组件移开他或她的手，以在不同控制台组件上操作控制。
[0037] 然而，在图3中，控制组件300构造成单个控制台组件，其集成了控制装置控制台 组件302和换档控制台组件304。控制台组件302可以包括多个控制装置、开关或操纵杆，并 且换档控制台组件304可以包括换档杆306。换档杆306可以包括操纵杆、变速杆（lever) 或用于控制变速箱636的其他变速装置。换档控制组件304还可以包括控制机构318,控制 机构318用于允许操作者将换档杆306移动进出驻车位置。除非操作者致动控制机构318， 否则变速箱136不能移动进出驻车位置。因此，这对机器提供安全特征，以避免换档杆306 意外致动进到驻车位置中。
[0038] 控制机构318可以是推环或按钮、拉环或键、滑动控制机构、开关、旋钮或任何其 他机构形式。如将要进一步解释的，控制机构318被设置在换档型板的周边之外。而且，虽 然控制机构318被显示为定位在换档控制台组件304上，控制机构318也可以被定位在控 制装置控制台组件302或驾驶室中的其他地方。
[0039] 定位在控制装置控制台组件302上的多个控制装置、开关、操纵杆可以用于控制 机器及其功能。例如，多个控制装置、开关或操纵杆可以用于在平地操作中实现准确和精确 控制。在图3中，控制装置控制台组件302可以支撑如图所示的多个操纵杆。多个操纵杆 可以包括第一操纵杆308、第二操纵杆310、第三操纵杆312和第四操纵杆314。在一个方面 中，第一操纵杆308定位成朝向控制台组件302的前部，并且被配置为通过向前和向后移动 操纵杆308控制机器600的联接，并且通过移动到左侧和右侧控制连接到后车架604的松 土机或其他作业工具（未示出）。在另一个方面中，第一操纵杆308可以被配置为通过向前 和向后移动操纵杆308控制平铲632的间距，并且通过移动到左侧和右侧，控制松土机或其 他作业工具（未示出）的提升和降低。
[0040] 第二操纵杆310可以被定位在第一操纵杆308的后方并定位到其他操纵杆的最左 侦k在一个方面，第二操纵杆310可以被配置为通过向前和向后移动操纵杆控制平地机环 (grader circle)634的侧向换档。在另一个方面中，第二操纵杆310可以被配置为通过向 前和向后移动操纵杆控制平铲632的左端部的高度。第三操作杆310可以被定位在第一操 纵杆308的后方以及第二操纵杆308和第四操纵杆314之间。在一个方面中，第三操纵杆 308可以被配置为通过向前和向后移动操纵杆控制机器100的前轮606的倾斜。在另一个 方面，第三操纵杆308可以被配置为通过向前和向后移动操纵杆控制平铲632的侧向移动。 第三操纵杆308也可以通过左右移动操作杆控制机器600的转向。以这种方式，第三操纵 杆308和方向盘614可以用于控制机器600的转向。此外，在另一些实施例中，可以由任何 其他控制装置和操纵杆控制转向。
[0041] 第四操纵杆314可以被定位在第一操纵杆308的后方以及第二操纵杆310和第三 操纵杆312的右侧。第四操纵杆314可以被配置为通过向前和向后移动操纵杆以控制平铲 634的右端部的高度。替代地，通过移动操作杆到左侧和右侧，第四操纵杆314可以通过平 地机环634的旋转控制平铲632的角度。第一、第二、第三和第四操纵杆中的任何一个可以 用来控制机器的多个方面，包括上面没有描述的功能。此外，其他实施例可以包括用于控制 所描述的相同的或不同的功能的额外的操纵杆。
[0042] 控制台组件302可以进一步包括用于锁定和解锁机器差速的差速锁开关316。在 其它实施例中，控制组件300可以包括浮动开关、各种按钮组件或喇叭按钮。
[0043] 在图3的控制组件300中，换档杆306被定位为靠近第一操纵杆308、第2操纵杆 310、第三操纵杆312和第四操纵杆314。然而，在控制装置控制台组件302和换档控制台组 件304集成到单个控制组件300中的情况下，每个操纵杆被定位成彼此靠近并靠近到换档 杆306。因此，机器操作者可以在无需从控制台组件302完全移走他或她的手的情况下够到 换档杆306,并且这样可以进一步使操作者能够同时换档变速箱636和控制机器600的功 能。
[0044] 参照本公开内容的图4,显示用于图3的换档杆306的第一示例性换档型板400。 换档型板400可以被称为一个"通门（open gate)"型型板，优于图2的"Y-门"型型板。在 图4中，换档型板400具有限定内部区域的外周边402,换档杆306移动通过所述内部区域 来控制机器的方向和档位或速度。外周边402可以包括在图4中突出到右侧的部分410,使 得通门型换档型板400的结构类似于倒L。另外，换档型板400可以由多个列和行限定，用 于可控地移动变速箱通过不同的档位或速度，并且在前进或倒车方向移动机器。所述行和 列中的每一个可以包括一个或多个限定的换档位置。在换档杆306被移动到特定换档位置 时，变速箱可以被设计为以特定档位（即，齿轮比）运行。特定换档位置还可以对应前进方 向、倒车方向、空档或驻车。
[0045] 在图4中，换档型板400的第一行或部分404可以包括至少三个不同的换挡位置。 例如，可以通过移动换档杆306进入驻车位置412而将机器100换档到驻车档位。驻车位 置412位于换档型板400的突出部410中。如参照图3所述，操作者可能不得不启动或致 动在驾驶室内的控制机构318,以允许换档杆306换档变速箱进入驻车位置412和从驻车位 置412离开。这可以防止操作者在可能会损坏变速箱的时间实际移动换档杆306到驻车位 置。在换档型板的第一行或部分404中，可以提供一对空档换档位置420。这里，通过移动 换档杆306进入两个空档换档位置420中的一个，变速箱可以被换档进入空档。在其它实 施例中，可能只有一个空档位置420,而在其他实施例中，可能有三个或三个以上的空档位 置420。在替代方面中，换档型板400可以不包括限定的驻车位置412。代替地，操作者可 能需要移动控制杆或换档杆进入空档位置420中的一个，并且启动开关、按钮、环或类似机 构（例如，控制机构322)以施加用于实现"驻车"状态的制动。
[0046] 换档型板400还被配置为包括第一列406和第二列408。第一列406和第二列408 中的每一个可以包括对应于方向和档位的多个换档位置414。在第一列406中，除了设置在 第一行404中的空档位置420,每个换档位置可以对应于前进方向。在第二列408中，除了 设置在第一行404中的空档位置420,每个换档位置可以对应于倒车方向。
[0047] 如描述的那样，换档型板400的第一列406可以包括多个前进档位。在这里，换档 型板400可以包括第一前进档位422、第二前进档位424、第三前进档位426、第四前进档位 428、第五前进档位430、第六前进档位432、第七前进档位434以及第八前进档位436。根 据变速箱的传动装置，类似的换档型板可以包括更少的前进档或更多的前进档。类似地，换 档型板的第二列408可以包括多个倒车档位。例如，换档型板400可以包括第一倒车档位 438、第二倒车档位440、第三倒车档位442、第四倒车档位444、第五倒车档位446、第六倒车 档位448、第七倒车档位450以及第八倒车档位452。根据变速箱的传动装置，替代的换档 型板可能包括更少的倒车档位或更多的倒车档位。
[0048] 在任何情况下，操作者可以在纵向方向416和横向方向418上在方向和档位之间 移动换档杆306。如上所述，在使用诸如Y-门型换档型板的传统换档型板的情况下，操作者 不得不在U形运动中移动换档型板以在前进和倒车之间改变方向。然而，在图4的通门型 换档型板400中，操作者可以使用换档杆306的单次移动在任何档位和方向之间迅速地换 档变速箱。单次移动可以沿长度方向416、横向方向418或处于任何角度。例如，如果换档 杆306定位在第四前进位置428(即，通常简称为"前进四档"），并且操作者要迅速地换档 变速箱到第四倒车位置444(即，"倒车四档")，操作者可以使用从左到右的单次移动在横向 方向418上移动换档杆306。此外，如果操作者希望从第四前进位置428换档到第六倒车位 置448,操作者可以在单次对角移动中移动换档杆306到所需位置。实际上，这允许操作者 快速地移动换档杆306到期望的位置，而无不必进行三个不同的移动（例如，U形型板）以 实现预期的方向和档位。
[0049] 为了实现此功能，图4的换档型板400不包括Y-门型换档型板200的中间的受限 制的区域204。因此，操作者可以在单次移动或步骤中在换档杆306处"轻弹"他或她的手 指或手，以获得所需的档位和方向。在图5中，显示通门型换档型板500的另一个实施例， 该换档型板500包括许多与图4的通门型换档型板400相同的优点。特别地，换档型板500 由包围用于换档变速箱的各种换档点的外周边502限定。类似于图4中的外周边402的突 出部410,在图5中的外周边502也可以包括换档型板500的突出部504。在这方面，突出 部504被设置在换档型板500的一端部506处，并且可以包括对应于驻车档位的限定换档 位置520。因此，在换档杆306被移动到换档位置520时，变速箱换档到驻车档位。
[0050] 如图5所示，换档型板500还可以被划分或分离成三列，S卩，第一列508、第二列 510和第三列512。每一列可以包括多个行514。此外，在一个方面中，第一列508可以包括 对应于前进方向的多个换档位置。第二列510可以包括对应于空档的多个换档位置，第三 列512可以包括对应于倒车方向的多个换档位置。
[0051] 在图5所示中，在第一列508中的所述多个换档位置可以包括第一前进位置524、 第二前进位置526、第三前进位置528、第四前进位置530、第五前进位置532、第六前进位置 534和第七前进位置536。根据变速箱的内部传动装置，类似的换档型板可以包括更多或更 少的前进档位。换档杆306可以在纵向方向516上移动以在第一列508中选择任何前进档 位。第一前进位置524可以对应于较高齿轮比和较低变速箱输出速度，而第七前进位置536 可以对应于较低齿轮比和较高变速箱输出速度。前进换档位置中的每一个可以对应于不同 的齿轮比和变速箱输出速度。为选择空档，换档杆306可以在横向方向518上移动到设置 在第二列510中的多个换档位置522中的任何一个。在换档型板500中，可以具有与前进 档位相同数量的换档位置用于空档。
[0052] 在第三列512中的所述多个换档位置可以包括第一倒车位置538、第二倒车位置 540、第三倒车位置542、第四倒车位置544、第五倒车位置546、第六倒车位置548和第七倒 车位置550。根据变速箱的内部传动传动装置，类似的换档型板可以包括更多或更少的前进 档。类似于前进档位，每个倒车换档位置可以对应于不同的齿轮比和输出速度。
[0053] 通门型换档型板500的性质使得在前进档位和倒车档位之间没有中间区域或限 制区域。这又与图4的通门型换档型板400相似，并且与示于图2的传统的Y-门型换档型 板相反。相对于图4中所描述，操作者可以通过换档杆306的单次移动在前进档位和倒车 档位之间换档变速箱。这可以减少换档时间，并且允许操作者仍然保持对机器的作业工具 或器具的控制。
[0054] 图4和图5的通门型换挡型板400、500的另一个方面或优势是关于换档型板的换 档杆306的位置指示器。换言之，换档杆306在换档型板中的位置提供变速箱在什么位置 或档位运行的可视指示器。实质上，换档杆306和通门型换档型板的整体设计实现顺序换 档和撞击换挡的许多优点而不包括许多缺点。
[0055] 使用顺序换档，变速箱在档位之间递增或顺序地换档（例如，第一档位至第二档 位、第二档位至第三档位等等）。对于手动变速箱，操作者在档位之间顺序地手动移动换档 杆或变速杆，并且结果，根据换档杆或变速杆的位置或定位，可以确定当前位置或档位。在 驾驶室中的监视器或显示器还可以显示相应档位。但是，顺序换档的缺点在于换档杆或控 制杆通常在两个或更多步骤或方向中移动以实现所需档位（例如，操作者可能不得不移动 换档杆或变速杆通过Y-门型换档型板的U形通道以在前进和倒车档位之间换档）。如上所 述，使用撞击换档，换档杆被偏置以自动返回到中间位置，从而需要操作者移动或"撞击"换 档杆多次，以在多个档位之间加档或减档。此外，撞击式换档型板不对操作者提供任何位置 指示器以提示变速箱目前换档到什么档位。
[0056] 使用通门型换档型板，操作者可以使用换档杆的单次移动或运动在任何档位和方 向之间换档，从而包括撞击换档的一个优点。在图2的传统Y-门型换档型板200中，操作者 不得不移动换档杆通过U-形型板以在前进和倒车方向之间换档。然而，使用通门型换档型 板，操作者可以横向地、纵向地或对角地移动换档杆以换档到任何所希望的档位。此外，换 档杆相对于换档型板布局的位置为操作者提供变速箱换档到什么方向和档位的可视指示， 因而包括与顺序换档相关的优点之一。
[0057] 在示于图4和5的通门型换档型板中，换档型板具有大致矩形或四边形结构（尽 管具有用于驻车位置的突起部）。然而，这不是通门型换档型板必需的。代替地，在另一种通 门型换档型板中，换档型板可以是三角形形状。三角形形换档型板可以包括限定在其中的 一个或多个前进和倒车位置，其中每个位置都可以对应于固定比例或变速箱输出速度（例 如，如在无级变速箱中）。类似于图4和5的换档型板，通过换档杆单次移动或运动到期望 的位置，操作者在换档型板中可操作地选择多个前进和倒车位置中的任何一个。本公开内 容考虑通门型换档型板的其他的设计和结构。
[0058] 在通门型换档型板中使用的换档杆306可以被构造为包括具有重型操纵杆底座 的多功能杆。换档杆306可以是任何已知的变速杆、变速控制装置、操纵杆等。在一个这样 的示例中，换档杆306可以包括双向操纵杆，可以针对沿着制动器的限定位置修改和校准 该双向操纵杆。在这个示例中，换档杆306可以包括检测换档杆306围绕一个轴线（例如， X轴线）的移动的第一传感器，和检测围绕第二轴线（例如，y轴线）的移动的第二传感器。 沿着第一轴的移动例如可以对应于横向移动，并且沿着第二轴线的移动可以对应于纵向移 动。在这方面中，换档杆306形成双向或双轴线换挡机构。
[0059] 通过电子控制可以实现变速箱控制换档，使得根据换档杆306的移动，变速箱输 出速度可以被自动地控制，用于在方向和档位被调整时，减缓机器速度。这允许操作者集中 控制机器及其功能，而不必手动致动制动踏板等以减慢机器，在前进和倒车方向之间换档 变速箱。还可以利用除电子控制以外的其它已知换档控制方法。
[0060] 本公开内容及其优点也可以包括在非步进齿轮变速箱中，如流体静力、无级或连 续变速箱。在这些非步进变速箱配置中，可能没有对应于特定齿轮比或档位的制动器。此 夕卜，线性速度控制器（例如，旋转式拨号盘）可以用于变速箱的控制器换档或速度调整。使 用操纵杆或换档杆来控制非步进变速箱的换档也是可能的，但是操纵杆或换档杆的移动可 以对应于变速箱输出速度的变化，而不是选择限定的档位和齿轮比。
[0061] 虽然上文已经描述了结合本公开内容的原则的示例性实施例，但本发明不局限于 所描述的实施例。相反，本申请旨在使用其一般原则覆盖本公开内容的任何变型、使用或修 改。此外，本申请意在覆盖源自本公开内容的、在本公开内容所属领域中公知或习惯做法的 档位内并且落入所附权利要求的限制范围内的背离。
【权利要求】
1. 一种用于变速传动系统的机器的控制系统，所述变速传动系统包括多个可选择的前 进档位和倒车档位，所述控制系统包括： 通门型换档型板，该换档型板具有外周边和设置在所述外周边内的多个限定位置，其 中所述多个限定位置中的每一个对应于所述变速传动系统的所述多个可选择的前进档位 和倒车档位中的一个； 控制杆，该控制杆能够移动地设直在换档型板内，其中控制杆的移动引起档位变化； 其中第一组限定位置对应于多个前进档位中的每一个在换档型板中对齐，第二组限定 位置对应于多个倒车档位中的每一个在换档型板中对齐； 而且其中，控制杆能够在单次移动中移动到所述多个限定位置中的任一个，用于在相 应的前进档位和倒车档位之间进行选择。
2. 根据权利要求1所述的控制系统，其中第一组限定位置和第二组限定位置在纵向方 向上大致对齐，第一组限定位置与第二组限定位置横向地隔开。
3. 根据权利要求2所述的控制系统，其中控制杆能够在第一组限定位置中的任何一个 和第二组限定位置中的任何一个之间横向地移动。
4. 根据权利要求2的所述的控制系统，其中控制杆能够在第一组限定位置或第二组限 定位置中的任何一个限定位置之间在纵向方向上移动。
5. 根据权利要求1所述的控制系统，还包括在换档型板中对应于空档的至少一个限定 位置。
6. 根据权利要求2所述的控制系统，其中对应于空档的所述至少一个限定位置在纵向 方向或横向方向上与第一组限定位置和第二组限定位置大致对齐。
7. 根据权利要求1所述的控制系统，还包括在换档型板中对应于驻车档位的至少一个 限定位置。
8. 根据权利要求7所述的控制系统，其中所述外周边大致是矩形的并且包括从其上突 出的部分，所述至少一个限定位置对应于设置在外周边的突出部分内的驻车档位。
9. 一种自动平地机，包括： 前车架和后车架； 牵引装置，该牵引装置被定位以支撑所述前车架和后车架； 发动机和变速传动系统，该变速传动系统包括多个可选择的前进档位和倒车档位； 安装到前车架或后车架的驾驶室； 设置在驾驶室中的控制系统，该控制系统包括被配置以控制自动平地机的至少一个功 能的多个输入装置； 换档组件，该换档组件设置在驾驶室中，并且包括通门型换档型板和能够移动地设置 在换档型板内的控制杆，换档型板具有外周边和设置在外周边内的多个限定位置，其中每 个限定位置对应于变速传动系统的所述多个可选择的前进档位和倒车档位中的一个； 其中，第一组限定位置对应于一个或多个前进档位，并且第二组限定位置对应于一个 或多个倒车档位； 而且其中，控制杆在单次移动中能够移动到任何所述多个限定位置中任一个，用于在 一个前进档位和一个倒车档位之间进行选择。
10. 根据权利要求9所述的自动平地机，还包括定位在驾驶室中的控制台，该控制台支 撑控制系统和换档组件。
11. 根据权利要求9所述的自动平地机，还包括在换档型板中的对应于空档的至少一 个限定位置。
12. 根据权利要求9所述的自动平地机，还包括在换档型板中对应于驻车档位的至少 一个限定位置。
13. 根据权利要求9所述的自动平地机，其中控制杆能够在横向方向上、纵向方向上或 以横向方向和纵向方向之间的任何角度在换档型板中移动。
14. 根据权利要求9所述的自动平地机，其中所述第一组限定位置和所述第二组限定 位置在一个方向上大致对齐，所述第一组限定位置与所述第二组限定位置间隔开。
15. 根据权利要求14所述的自动平地机，还包括在换档型板中对应于空档的限定位 置； 其中所述第一组限定位置和所述第二组限定位置彼此间隔开，并且对应于空档的限定 位置至少部分地设置在所述第一组限定位置和所述第二组限定位置之间。
16. -种施工机器，包括： 底盘； 牵引装置，该牵引装置被定位以支撑和推动底盘； 安装到底盘的变速传动系统，该变速传动系统包括多个可选择的前进档位和倒车档 位； 由底盘支撑的驾驶室； 设置在驾驶室中的控制台，该控制台包括用于控制所述施工机器的控制系统； 集成在驾驶室中的控制台中的换档组件，该换档组件包括： 通门型换档型板，该换档型板具有外周边和设置在外周边内的多个限定位置，其中每 个限定位置对应于变速传动系统的多个可选择的前进档位和倒车档位中的一个； 控制杆，该控制杆能够移动地设直在换档型板内，其中控制杆的移动引起档位变化； 其中第一组限定位置对应于所述多个前进档位中的每一个在换档型板中对齐，第二组 限定位置对应于所述多个倒车档位中的每一个在换档型板中对齐； 而且其中，控制杆能够在单次线性移动中移动到所述多个限定位置中的任一个，用于 在相应的前进档位和倒车档位之间进行选择。
17. 根据权利要求16所述的施工机器，还包括在换档型板中对应于空档的至少一个限 定位置。
18. 根据权利要求17所述的施工机器，其中所述第一组限定位置和所述第二组限定位 置彼此间隔开，并且对应于空档的所述至少一个限定位置至少部分地设置在所述第一组限 定位置和所述第二组限定位置之间。
19. 根据权利要求16所述的施工机器，还包括在换档型板中对应于驻车档位的至少一 个限定位置。
20. 根据权利要求16所述的施工机器，其中： 所述第一组限定位置在换档型板中在一个方向上对齐； 所述第二组限定位置在换档型板中在第二方向中大致对齐，并且与所述第一组限定位 置间隔开，其中所述第一方向和所述第二方向相对于彼此平行、垂直或成角度地设置； 第三组限定位置包括对应于空档的至少一个位置和对应于驻车档位的一个位置，对应 于空档的所述至少一个限定位置与所述第一组限定位置和所述第二组限定位置间隔开； 而且其中，控制杆能够在横向方向、纵向方向或相对于横向方向和纵向方向成角度的 方向上在所述第一组限定位置、所述第二组限定位置和所述第三组限定位置之间移动。
【文档编号】F16H59/02GK104100700SQ201310445013
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年4月1日
【发明者】乔瓦尼·阿南达·乌伊桑, 查尔斯·乔恩·保罗·阿斯珀, 内森·约瑟夫·霍斯特曼, 罗纳德·詹姆斯·胡伯, 丹尼尔·罗伯特·克莱因, 杰德·道格拉斯·波尔金, 布伦特·艾伦·史密斯 申请人:迪尔公司