具有无级变速器的机器的速度控制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及配备有无级变速器（CVT)的机器，并且更具体地，涉及适合于以 一个或多个离散当量传动比运行的CVT。
【背景技术】
[0002] 许多机器使用变速器将原动机或动力源（例如，内燃机）的输出联接到从动元件 或装置，诸如轮或作业工具等。传统变速器通常包括一个或多个固定的可选择啮合的传动 比，该传动比能够提高或降低原动机的速度以及通常反向关系中的扭矩。具体的传动比通 常对应于从动装置的独立和已知的速度范围，使得具体传动比的选择使从动装置在该速度 范围内运行。相应地，改变理想的速度和/或扭矩可能需要改变传动比，这可以以步进式控 制方式完成，即齿轮增速传动或减速传动。这些机器的许多操作者已经习惯使用传统的变 速器，因为它们在操作机器且具体地在操作从动装置方面具有可靠性和可重复性。例如，操 作者可能知道较高档位更适用于高速，而低阻力行进和较低档位更适于运输作业或加速。
[0003] 近来，一些制造商已经为某些机器配备了无级变速器（CVT)以代替常规的、基于 档位的变速器。相对于来自原动机的任一给定输入，CVT具有无限或连续的扭矩-速度输 出比的范围。换句话说，在近于无穷小增量的连续范围内，CVT的输出可以增加或减少。因 此，CVT不啮合具体的、离散传动比确定或控制它的输出。然而，一些操作者已经对CVT感 到不适，因为它们缺乏常规基于档位的变速器中可选择的和可预测的传动比。
[0004] 受让予本申请案的受让人的美国专利No. 7, 641，588 ( "'588专利），描述一种用 于改善或减少操作者对CVT感到不适和不熟悉的情况的方法。根据'588专利，电子控制 器或计算机辅助的控制器可以操作性地与CVT和/或原动机相关联。控制器配置为调节或 限制在由操作者可选择地啮合的多个离散的预定的速度范围提供的不同的输出范围内那 些装置的运行。因次，588专利提供了类似于在常规变速器中采用的实际传动比的当量 传动比。本发明涉及具有CVT的当量传动研宄方法的进一步实施和协调，以及提高配备有 这些功能的机器的用户可操作性。
【发明内容】
[0005] 依照一方面，本发明描述一种用于控制包括操作性地联接到动力源的CVT的机器 的地面速度的方法。该方法包括从多个当量传动比中选择当量传动比，并接收指示所需的 地面速度调整的操作者输入信号。该方法将操作者输入信号转化成CVT速度指令并将CVT 速度指令传送到CVT。因此，CVT依照CVT速度指令调整地面速度。该方法也将操作者输入 信号转化成动力源速度指令，并将动力源速度指令通信给动力源。因此，对动力源的运行的 调整可基本上独立于CVT速度。
[0006] 另一方面，本发明描述一种包括操作性地联接到动力源的CVT的机器。多个可选 的当量传动比可与CVT相关联，每一个当量传动比都具有最小当量齿轮速度和最大当量齿 轮速度。同样，动力源可具有包括最小动力源速度和最大动力源速度的动力源速度的可调 范围。机器包括操作者输入装置。操作者输入装置与CVT通信，以在最小当量齿轮速度和 最大当量齿轮速度之间调整当量齿轮速度。操作者输入装置也与动力源通信，以在最小动 力源速度和最大动力源速度之间调整动力源速度。对动力源的调整的发生独立于选定的当 量传动比。
[0007] 另一个方面，本发明描述一种用于调整具有操作性地联接到CVT的动力源的机器 的速度的方法。该方法包括接收指示所需的机器速度的操作者输入信号，并将该信号转换 成比例系数。将该比例系数与最小动力源速度和最大动力源速度之间的多个动力源速度相 比较，以确定动力源速度指令。将动力源速度指令传送到动力源，然后动力源依照动力源速 度指令操作。该方法还涉及从与CVT相关联的多个当量传动比中选择当量传动比。每一个 当量传动比都具有在最小当量齿轮速度和最大当量齿轮速度之间的多个当量齿轮速度。还 将该比例系数与选定的当量传动比的多个当量齿轮速度比较，以确定CVT速度指令。将CVT 速度指令传送到CVT，然后CVT依照CVT速度指令操作。
【附图说明】
[0008] 图1是一种移动式机器的图解的示意性侧视图，该机器具有通过中间CVT联接到 从动元件的原动机动力源。
[0009] 图2是包括用于操作机器的各种可接近的操作者致动控制和输入的机器的操作 者站的局部透视图。
[0010] 图3是包括CVT和适合于使用多个当量传动比操作CVT的控制器的实施例的机器 的动力系统的示意图。
[0011] 图4是将机器速度范围与多个当量传动比及已寄存的踏板调制相关联的对照映 射或图表的示意图。
[0012] 图5是用于部分地基于已寄存的踏板调制产生CVT速度指令的控制策略的图解图 不O
[0013] 图6是将动力源速度与已寄存的踏板调制相关联的对照映射或图表的另一个实 施例的示意图。
[0014] 图7是用于部分地基于已寄存的踏板调制产生CVT速度指令的控制策略的图解图 不O
[0015] 图8是用于通过同时调整CVT和动力源来操作机器的可能程序或过程的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明涉及一种配备有无级变速器（CVT)的机器，以将来自原动机动力源的机械 动力操作性地联接并传递至从动元件。CVT有时可称为无限变速器（IVT)，然而，本发明涉 及两种变速器以及任何相似类型的变速器，而与命名无关。现在参照图1，其中，相同的参 考标记指示相同的部件，图1示出了机器100的实施例，并且特别是根据本发明设计的自动 平地机。然而，本发明适用于除自动平地机之外的其他类型的机器。如本文所用，术语"机 器"可涉及执行与以下行业相关的任意类型的机器，例如采矿、施工、农业、运输或本领域已 知的任何其他行业。这类机器的示例包括但不限于轮式装载机、挖掘机、反铲、压实工具、铺 路机等等。此外，工具可连接到该机器。这类工具可用于执行各种任务，包括：例如，装载、 压实、提升、刷涂，并且这类工具包括：例如，铲斗、压实工具、叉式提升装置、刷子、抓斗、刀 具、剪切机、叶片、断路器/锤、螺丝钻及其他。例如，机器可以是运土机，例如轮式装载机、 挖掘机、自卸卡车、反f产、自动平地机、材料输送器等等。此外，机器可以用于运输领域，例如 高速公路卡车、货物货车等等。
[0017] 图示的机器100能够在高速的长途运输和重负载啮合的操作之间变换。例如，机 器100可包括诸如叶片102等触地工具，其可以进行动力调整以使工地表面平整或平滑。机 器100悬挂在诸如轮等与地面啮合的推进装置104上，这些装置可以朝向机器的前部和后 部设置。在其他机器的实施例中，可选的推进装置104可包括连续式履带、皮带、推进器等。 为了相对于地面推进并引导机器，至少一组推进装置可以动力传动进行旋转和/或另一组 由操作者在车上、远程地或通过另一控制方案进行操作。
[0018] 设置在机器上的动力源1〇6(有时称为原动机）可以提供用于驱动轮的动力。动力 源106的合适示例是内燃机，例如压缩点火式柴油发动机，其燃烧烃基燃料或其他的易燃 燃料源，以在其中将势能或化学能转换成可用于其他工作的机械能。其他合适类型的动力 源106可包括火花点火式汽油发动机、涡轮机、复合发动机、太阳能发动机，等等。为了将动 力源106产生的机械动力传递至推进装置104,机器100可包括通过中间CVT 110操作性地 联接动力源和推进装置的动力系统108。动力系统108也可包括各种轴、离合器、差速器以 及其他设备以传输动力并协助机器的操作。此外，一个或多个动力输出装置（PTO)可以直 接或间接啮合动力系统108以重新定向或重新传输一部分动力到诸如机械传动的叶片102 等辅助装置。
[0019] 为引导机器100的运行，配置为用于容纳操作者的操作者站112可以布置在机器 上或在操作环境上允许可视指令的远程位置。操作者可与之交互以操纵和操作机器100的 多种控制和/或输入114在操作者站112内是可访问的。图2所示的控制和/或输入仅通 过示例的方式提供，并且其可包括在不同的实施例中的不同布置。例如，参照图2,控制和/ 或输入114可包括布置成朝向操作者站112的每一侧的第一控制柱或操纵杆120和第二操 纵杆122,操作者可抓住并操纵所述操纵杆以一特定方向驾驶机器100。在