换挡控制和方法
【技术领域】
[0001]本发明专利通常涉及具有连接到传动装置的发动机的动力传动系，且更特别地涉及一种具有自适应的变速控制和/或变速指示灯使得其可以更有效地操作的动力传动系。
【背景技术】
[0002]传动装置通常根据变速图或基于由操作员进行的齿轮选择来控制变速比变化。具体地对于作业机器，如拖拉机和机动平地机，传动装置可包含自动变速，以保持所期望的地面速度。然而，当机器正在作业时，操作员通常将停用自动变速，以确保机器将具有足够的转矩来例如克服诸如巨石等障碍物并且在斜坡等上行进。
[0003]包括通过变矩器连接到发动机的传动装置和/或其他组件的动力传动系经常可以一不同变速比、发动机转速和变矩器设置操作来为机器提供由操作员选择的大体恒定的地面速度。发动机转速和传动装置变速比的若干不同组合中的任何一个可提供所期望的地面速度。由于这种固有的灵活性，虽然操作员可选择适当的变速比来执行机器功能，但是从机器的操作观点来看，此类选择可能并不总是最有效的，这可导致噪声增加和燃料效率降低。
[0004]自动变速传动装置的一个示例可以在2002年12月17日发出的美国专利6，496，767 (’ 767专利)中看到。该’ 767专利描述了一种用于在最大化燃料燃烧效率的步进齿轮传动系统中确定变速点的方法。该方法使用来自各种变速比的燃料燃烧效率数据来计算决策曲线。然后在操作期间使用这些决策曲线来最小化燃料消耗，同时保持所期望的地面速度。
[0005]虽然变化的变速比和速度在宽范围的操作条件下降低燃料消耗或提高机器的整体操作效率中可能是有效的，但是如果操作员不愿意或不能调节到新的装置，则可最小化机器的整体价值。
【发明内容】
[0006]在一方面中，本发明描述了一种具有动力传动系的机器，该动力传动系包括连接到具有至少两个能够选择的齿轮设置的传动装置的原动机。机器的用户界面适于向操作员提供一整数的至少两个齿轮标识符的选择。每个整数齿轮标识符对应于用于相应齿轮设置的高怠速，所述相应齿轮设置直接对应于所选择的齿轮标识符。用户界面提供指示所选择的齿轮标识符的信号，该信号由电子控制器接收。电子控制器也被配置成接收和发送指示机器参数的信号。电子控制器包含用于确定最佳齿轮设置和是否应该作变速的计算机可执行指令。
[0007]在另一方面中，本发明描述了一种用于操作具有发动机连接到多齿轮动力转移传动装置(mult1-gear power-shift transmiss1n)的机器的方法，所述发动机以当前发动机转速操作并提供当前转矩。该方法包括接收指示齿轮标识符的信号，所述齿轮标识符是从适于向操作员提供一整数的至少两个齿轮标识符的选择的用户界面选择的。每个整数齿轮标识符对应于用于相应齿轮设置的高怠速，所述相应齿轮设置直接对应于所选择的齿轮标识符。该方法还包括接收指示包括地面速度的至少一个机器参数的信号，执行控制逻辑来确定最佳齿轮设置和是否应该作变速，以及如果从当前齿轮设置到备用齿轮设置的变速是所期望的，基于所选择的齿轮标识符提供指示。
[0008]在另一方面中，本发明描述了一种包括连接到多齿轮动力转移传动装置的发动机的动力传动系，所述传动装置适于以所期望的地面速度和动力输出操作驱动系统。该动力传动系还包括电子控制器，所述电子控制器被配置成接收指示从用户界面选择的齿轮标识符的信号。用户界面向操作员提供一整数的至少两个齿轮标识符的选择，每个整数齿轮标识符对应于用于直接对应于所选择的齿轮标识符的相应齿轮设置的高怠速。电子控制器也接收指示包括地面速度的至少一个机器参数的信号，并执行控制逻辑来确定最佳齿轮设置和是否应该作变速。如果从当前齿轮设置到备用齿轮设置的变速是所期望的，则电子控制器基于所选择的齿轮标识符提供指示，以启动变速。
【附图说明】
[0009]图1是根据本发明的机器的概略图。
[0010]图2是根据本发明的用于机器的动力传动系的方框图。
[0011]图3是根据本发明的示出变速控制的实施例的某些方面的曲线图。
[0012]图4是根据本发明的用于操作机器的实施例的方法的流程图。
[0013]图5是根据本发明的用于机器的动力传动系的实施例的齿轮标识符和对应履带速度的示例性图表。
【具体实施方式】
[0014]本发明涉及用于在动力传动系中使用的传动装置，且更特别地涉及在机器的动力传动系中使用的传动装置。虽然在下文示出并描述了特定类型的机器，但是术语“机器”可指执行与诸如采矿、建筑、农业、运输、海洋或本领域中已知的任何其他行业相关联的某种类型的操作的任何机器。例如，机器可以是一种运土机器，如轮式装载机、挖掘机、翻斗车、反铲挖土机、机动平地机、材料处理机，或者是另一种类型的机器，如机车、铺路机等。类似地，虽然示例性刮板(blade)被示出作为本文所示机器的附加工具，但是可包括备用工具。可以利用和采用任何工具进行各种任务，包括例如装载、压实、推、吊装、刷涂，并且所述工具包括例如铲斗、压实机、叉状升降装置、刷子、抓斗、切割机、剪板机、刮板、破碎机/锤子、螺旋钻、翻土机、松土机等。
[0015]图1中示出了机器100的概略图。机器100被示为具有推土机刮板102和松土机104作为工具的履带式拖拉机101，尽管可以使用其他作业工具。履带式拖拉机101包括连接到底盘108的发动机106。驾驶室109连接到底盘108。发动机106提供动力来操作驱动链轮110，所述驱动链轮110引起履带112选择性地旋转和推进履带式拖拉机101。发动机106还提供动力来操作各种工具，如可以相对于底盘108选择性地定位刮板102和松土机104的致动器114和116。由发动机106提供的动力是机械动力，且可以例如通过传动系组件的使用被转移到机器100的各种组件和系统。另外地或替代地，发动机动力可被转换成其他形式的动力，如电力、液压动力等。在所示的实施例中，驱动链轮通过各种动力传动组件被机械地联接到发动机106的输出轴，其中一些动力传动组件在下文描述。致动器114和116被配置成接收由从发动机106接收机械动力的泵压缩的加压液压流体。
[0016]图2中示出了机器100的动力传动系200的方框图。动力传动系200包括原动机202。原动机202可以是发动机，例如发动机106(图1)，或者是另一种类型的装置，如电动机、液压致动器等。原动机202具有能够动力旋转的输出轴204。输出轴204连接到变矩器206。变矩器206是一种经配置提供输入转矩的相乘的装置。在所示的实施例中，变矩器206乘以由原动机102经由轴204提供给传动输入轴208的转矩。变矩器206可以是任何适当类型的变矩器装置，如粘性流体装置等。替代地，变矩器206可以是转矩传递装置，如离合器，其可以替代或另外用于粘性流体转矩传递装置。
[0017]传动输入轴208被配置成将传递转矩和通常机械动力传给传动装置210。图2中所示的传动装置210是一种包括一系列行星齿轮的动力转移传动装置(power shifttransmiss1n)，所述一系列行星齿轮可以选择性地在传动输入轴208和传动输出轴212之间提供预先确定的变速比。在所示的实施例中，传动装置210被配置成为机器100的向前运动提供三个变速比且为反向运动提供三个变速比。每个齿轮组的传动装置可使用大直径、高容量、油冷却的离合器(未示出)，以选择性地接合在操作期间提供所期望的变速比的各种齿轮组。
[0018]传动装置210的输出轴212被配置成提供原动力至移动机器100的地面接合元件，例如履带112(图1)。原动力可以以任何适当形式提供。在诸如履带式拖拉机101的滑移转向机器的情况下，可以使用各种装置来选择性地为机器的每个履带提供动力，使得机器可以转向。在图2的图示中，输出轴212连接到转向差速器214，但可以使用其他装置。转向差速器214包括行星齿轮装置，所述行星齿轮装置可以选择性地通过在保持全动力到两个履带的同时加快一个履带和放慢另一个履带来引起机器转动。转向差速器214包括两个驱动轴216，每个主动轴都连接到经配置移动机器100的最终驱动器218。参