在梭式變速過程中用于控制連續(xù)可變傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于在梭式變速過程中控制工作機(jī)器的可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的方法。該方法可以大致包括通過使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的離去的方向離合器脫開和使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的即將到來的方向離合器滑動(dòng)而開始方向交換，以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速。另外，該方法可以包括：估計(jì)在梭式變速過程中在即將到來的方向離合器中耗散的總能量；使得總能量與預(yù)定能量界限值比較；以及當(dāng)總能量等于或超過預(yù)定能量界限值時(shí)，執(zhí)行反向動(dòng)作，以便完成梭式變速；其中，反向動(dòng)作對(duì)應(yīng)于使得離去的方向離合器或即將到來的方向離合器中的一個(gè)嚙合而采取的動(dòng)作，以便使得梭式變速能夠利用比率變化來完成。
【專利說明】在梭式變速過程中用于控制連續(xù)可變傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/527455的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日為 2011 年 8 月 25 日，標(biāo)題為 “Shuttle Shifting for a Continuously VariableTransmission”,該文獻(xiàn)整個(gè)被本文參引用于各種目的。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明通常涉及連續(xù)可變傳動(dòng)裝置，更特別是涉及一種用于控制可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置以便提供改進(jìn)的梭式變速的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]利用靜液壓動(dòng)力單元的可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置(下文中有時(shí)稱為液壓機(jī)械可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置)為公知。對(duì)于多個(gè)行業(yè)(例如農(nóng)業(yè)、運(yùn)土、建筑、森林業(yè)和采礦)，多種工作機(jī)器利用這種傳動(dòng)裝置。在操作中，靜液壓動(dòng)力單元的流體排量變化，以便改變傳動(dòng)裝置的輸出與輸入比，也就是在傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)輸出和輸入之間的比率。這通過改變靜液壓?jiǎn)卧目勺兣帕苛黧w泵或馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)斜盤的角度來實(shí)現(xiàn)。在一種稱為梭式變速的普通工作模式中，機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方向變化，通常在負(fù)載下，該梭式變速的一個(gè)普通實(shí)例是當(dāng)拖拉機(jī)負(fù)載器沿一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)以便拾取或鏟起負(fù)載，然后反向使負(fù)載升高時(shí)，通常涉及轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)，并卸載負(fù)載。然后該順序反向，通常重復(fù)多次。有時(shí)，這樣的梭式變速操作在斜坡或斜面上進(jìn)行。這樣的運(yùn)動(dòng)將使得傳動(dòng)裝置的元件磨損和撕開，并可能升高多個(gè)元件的溫度，特別是離合器，從而引起性能、壽命和可靠性的問題。通常還希望相對(duì)快速和無縫地完成梭式變速，而幾乎沒有或沒有機(jī)器的猛拉或搖晃。
[0005]在一種傳動(dòng)裝置中，靜液壓動(dòng)力單元設(shè)置成執(zhí)行車輛沿一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，單元的旋轉(zhuǎn)斜盤將沿一個(gè)方向傾斜。為了執(zhí)行車輛沿相反方向的運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)斜盤沿相反方向傾斜。當(dāng)試圖使得車輛不運(yùn)動(dòng)時(shí)，例如并不向前或向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，單元的旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至零傾斜角度或接近零角度。然后，為了執(zhí)行車輛沿一個(gè)方向或另一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤合適地沿所需方向傾斜至所需角度。在這種傳動(dòng)裝置中，當(dāng)提供多個(gè)速度范圍時(shí)，對(duì)于各范圍的零速度將是零或接近零位置，這不會(huì)對(duì)使得車輛沿相反方向運(yùn)動(dòng)的梭式變速產(chǎn)生問題或限制。
[0006]不過，通常用于各種重型車輛例如工作機(jī)器(包括用于建筑、運(yùn)土、森林業(yè)和農(nóng)業(yè)，其中通常使用梭式變速)的另一種可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置使用靜液壓動(dòng)力單元，該靜液壓動(dòng)力單元設(shè)置成這樣，在零車輛或機(jī)器速度時(shí)，根據(jù)選擇的范圍、運(yùn)行方向和可能的其它因素，靜液壓動(dòng)力單元的旋轉(zhuǎn)斜盤沿一個(gè)方向或另一方向處于全排量或接近全排量。在該方面參考的一個(gè)實(shí)例是Weeramantry的美國(guó)專利N0.7063638B2 (
【公開日】為2006年6月20日)。當(dāng)這種傳動(dòng)裝置進(jìn)行梭式變速時(shí)，通常將減小傳動(dòng)比，以便實(shí)現(xiàn)零車輛速度，然后變換傳動(dòng)裝置，以便使得機(jī)器沿相反方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)達(dá)到零車輛速度時(shí)將需要一些時(shí)間來使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至它的新位置，在這期間，操作人員能夠施加制動(dòng)或者嚙合相對(duì)離合器的組合，以便保持車輪或履帶。不過，這種變換方式的缺點(diǎn)是可能由于旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)而延遲。作為另一可能缺點(diǎn)，以相同方式重復(fù)地執(zhí)行梭式變速可能引起與溫度相關(guān)的性能和可靠性問題，特別是當(dāng)制動(dòng)器重復(fù)地使用以便使車輛減速，或者相同離合器重復(fù)地使用以便在變換過程中使車輛減速和/或加速時(shí)。另外，并不是所以梭式變速都在相同條件下進(jìn)行，可能希望有對(duì)于不同條件執(zhí)行梭式變速的可選方式。
[0007]因此，還在尋找一種克服一個(gè)或多個(gè)上述缺點(diǎn)或缺陷以及獲得一個(gè)或多個(gè)上述合適特征的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將部分在下面的說明書中提出，或者可以由說明書清楚，或者可以通過實(shí)施本發(fā)明而了解。
[0009]在一個(gè)方面，本發(fā)明的主題涉及一種用于在梭式變速過程中控制工作機(jī)器的可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置(無級(jí)變速器)的方法。該方法可以大致包括通過使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的離去的方向離合器脫開和使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的即將到來的方向離合器滑動(dòng)而開始方向交換，以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速。另外，該方法可以包括:估計(jì)在梭式變速過程中在即將到來的方向離合器中耗散的總能量；使得總能量與預(yù)定能量界限值比較；以及當(dāng)總能量等于或超過預(yù)定能量界限值時(shí)，執(zhí)行反向動(dòng)作，以便完成梭式變速；其中，反向動(dòng)作對(duì)應(yīng)于使得離去的方向離合器或即將到來的方向離合器中的一個(gè)嚙合而采取的動(dòng)作，以便使得梭式變速能夠利用比率變化來完成。
[0010]在另一方面，本發(fā)明的主題涉及一種用于在梭式變速過程中控制工作機(jī)器的可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的方法。該方法可以大致包括:通過使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的離去的方向離合器脫開以及使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的即將到來的方向離合器滑動(dòng)而開始方向交換，以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速。另外，該方法可以包括:確定當(dāng)即將到來的方向離合器繼續(xù)滑動(dòng)時(shí)該即將到來的方向離合器是否會(huì)過熱；在即將到來的方向離合器將過熱的情況下，脫開即將到來的方向離合器；以及使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于使得離去的方向離合器重新嚙合的位置。
[0011]在還一方面，本發(fā)明涉及一種用于在操作工作機(jī)器的同時(shí)執(zhí)行梭式變速的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以大致包括可連續(xù)變化的傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置包括:離去的方向離合器，用于使得該可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置沿離去的方向嚙合；以及即將到來的方向離合器，用于使得該可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置沿即將到來的方向嚙合。另外，系統(tǒng)可以包括控制器，該控制器與可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置通信連接。該控制器可以設(shè)置成:通過使得離去的方向離合器脫開以及使得即將到來的方向離合器滑動(dòng)而開始方向交換，以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速；估計(jì)在梭式變速過程中在即將到來的方向離合器中耗散的總能量；使得總能量與預(yù)定能量界限值比較；以及當(dāng)總能量等于或超過預(yù)定能量界限值時(shí)，執(zhí)行反向動(dòng)作，以便完成梭式變速；其中，反向動(dòng)作對(duì)應(yīng)于使得離去的方向離合器或即將到來的方向離合器中的一個(gè)嚙合而采取的動(dòng)作，以便使得梭式變速能夠利用比率變化來完成。
[0012]參考下面的說明書和附加權(quán)利要求，將更了解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。包含在說明書中并構(gòu)成該說明書的一部分的附圖表示了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，本發(fā)明的充分公開(包括本發(fā)明的最佳方式)將在說明書中闡明，該說明書參考附圖，附圖中:
[0014]圖1是典型工作機(jī)器的側(cè)視圖，該工作機(jī)器包括可根據(jù)本發(fā)明自動(dòng)控制的可連續(xù)變化液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于從梭式變速的可選方式中選擇和執(zhí)行選定的變換；
[0015]圖2是圖1的工作機(jī)器的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的簡(jiǎn)化示意圖；
[0016]圖3是圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與靜液壓動(dòng)力單元比率的簡(jiǎn)化示意圖；
[0017]圖4是對(duì)于變換傳動(dòng)裝置的一個(gè)可選方式的、圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與靜液壓動(dòng)力單元旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖；
[0018]圖5是對(duì)于變換傳動(dòng)裝置的另一可選方式的、圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖；
[0019]圖6是對(duì)于變換傳動(dòng)裝置的另一可選方式的、圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖；
[0020]圖7是對(duì)于變換傳動(dòng)裝置的還一可選方式的、圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖；
[0021]圖8是對(duì)于變換傳動(dòng)裝置的還一可選方式的、圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖；
[0022]圖9是對(duì)于變換傳動(dòng)裝置的還一可選方式的、圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖；
[0023]圖10是表示用于自動(dòng)選擇根據(jù)本發(fā)明的梭式變速的方式的本發(fā)明方法步驟的高水平流程圖；
[0024]圖11是對(duì)于變換傳動(dòng)裝置的還一可選方式的、圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖；
[0025]圖12是表示用于根據(jù)圖11中所示的變換方式來執(zhí)行梭式變速的方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟的流程圖；
[0026]圖13是表示用于執(zhí)行梭式變速以防止即將到來的方向離合器過熱的方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟的流程圖；
[0027]圖14是圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖，特別表示了當(dāng)工作機(jī)器當(dāng)前沿即將到來的方向運(yùn)行時(shí)根據(jù)圖13的方法變換的方式；以及
[0028]圖15是圖2的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比與旋轉(zhuǎn)斜盤角度的簡(jiǎn)化示意圖，特別表示了當(dāng)工作機(jī)器當(dāng)前沿離去的方向運(yùn)行時(shí)根據(jù)圖13的方法變換的方式。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例，在圖中表示了這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。各實(shí)例提供為解釋本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。實(shí)際上，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行多種變化和改變。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分的所示或所述特征能夠用于另一實(shí)施例，以便產(chǎn)生還一實(shí)施例。因此，本發(fā)明將覆蓋落在所附權(quán)利要求和它們的等效物的范圍內(nèi)的這些變化和改變。[0030]通常，本發(fā)明的主題涉及一種用于控制可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)和方法，以便在梭式變速過程中保護(hù)即將到來的方向離合器防止熱損壞，同時(shí)保持由操作人員預(yù)期的車輛運(yùn)行狀態(tài)和性能。如后面所述，通常有利的是通過連續(xù)滑動(dòng)即將到來的方向離合器來執(zhí)行梭式變速，直到梭式變速完成。不過，這樣的離合器滑動(dòng)導(dǎo)致能量耗散在即將到來的離合器中，從而在離合器中產(chǎn)生熱量。在極端情況下，例如在爬上山坡和/或承載較重負(fù)載時(shí)梭式變速，在即將到來的方向離合器中產(chǎn)生的熱量可能導(dǎo)致熱損壞。
[0031]因此，根據(jù)本發(fā)明的主題的方面，公開的系統(tǒng)和方法提供了用于工作機(jī)器的控制器的裝置，以便自動(dòng)地對(duì)即將到來的方向離合器可能受到過熱或熱損壞的情況作出反應(yīng)。具體地說，如后面所述，梭式變速可以通過在傳動(dòng)裝置的、離去的方向離合器和即將到來的方向離合器之間進(jìn)行方向交換而開始，其中，即將到來的方向離合器滑動(dòng)以便提供提高的性能，而不需要工作機(jī)器停止。當(dāng)即將到來的方向離合器滑動(dòng)時(shí)，工作機(jī)器的控制器可以連續(xù)估計(jì)先前已經(jīng)在離合器中耗散的能量以及在梭式變速的其余部分過程中將在離合器中耗散的能量。當(dāng)將在梭式變速過程中耗散的總能量太高時(shí)，控制器可以設(shè)置成使得傳動(dòng)裝置的操作從離合器滑動(dòng)往回“回復(fù)(revert)”至比率變化，以便完成梭式變速，并因此防止即將到來的方向離合器過熱。特別是，當(dāng)能量太高時(shí)，控制器可以設(shè)置成執(zhí)行反向動(dòng)作，以便限制能量耗散的進(jìn)一步增加(例如通過保持在即將到來的方向離合器中的壓力，或者通過施加停車制動(dòng)器，以便控制工作機(jī)器的減速)，同時(shí)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至合適位置，用于使得驅(qū)動(dòng)線路完全嚙合。一旦驅(qū)動(dòng)線路完全嚙合，可以調(diào)節(jié)傳動(dòng)比以便完成梭式變速。
[0032]下面參考附圖，在圖1中表示了作為工作機(jī)器I的典型車輛，該工作機(jī)器I是拖拉機(jī)，是能夠用于多種用途的工作機(jī)器的代表，包括但不局限于:農(nóng)業(yè)、建筑、運(yùn)土和森林業(yè)。工作機(jī)器I包括動(dòng)力源4，該動(dòng)力源4例如將為內(nèi)燃機(jī)，并與連續(xù)可變的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置機(jī)械連接，該液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的典型實(shí)施例10在圖2中示意表示。傳動(dòng)裝置10可根據(jù)本發(fā)明自動(dòng)操作成根據(jù)一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)條件而從執(zhí)行梭式變速的多個(gè)可選方式中進(jìn)行選擇，并執(zhí)行選定的梭式變速，如后面所述。
[0033]還參考圖2,傳動(dòng)裝置10容納于傳動(dòng)裝置殼體11中，并包括靜液壓動(dòng)力單元12和行星齒輪動(dòng)力單元30，它們與包括范圍齒輪組58的驅(qū)動(dòng)線路連接，該范圍齒輪組58安裝在傳動(dòng)裝置殼體11內(nèi)，并與負(fù)載L連接，這里，該負(fù)載L是機(jī)器I的驅(qū)動(dòng)輪，如圖1中所示。應(yīng)當(dāng)知道，機(jī)器I能夠可選擇地包括負(fù)載L，該負(fù)載L包括履帶驅(qū)動(dòng)或者機(jī)器的操作系統(tǒng)(例如包括但不局限于動(dòng)力輸出ΡΤ0)。
[0034]傳動(dòng)裝置10的靜液壓動(dòng)力單元12包括流體泵16，該流體泵16通過流體導(dǎo)管17而閉環(huán)地與流體馬達(dá)18連接。馬達(dá)18通過輸入齒輪N6而與動(dòng)力源4連接，并有輸出齒輪NlO0供給靜液壓動(dòng)力單元12的動(dòng)力由從動(dòng)齒輪N4來提供，該從動(dòng)齒輪N4安裝在前部軸上并與齒輪N6嚙合。輸出齒輪NlO通過齒輪Nll和N12而與行星齒輪動(dòng)力單元30的環(huán)齒輪NR連接。
[0035]機(jī)器I包括基于處理器的控制器100，該控制器100通過合適的通信通路108而與優(yōu)選是布置在機(jī)器I的駕駛室104內(nèi)的輸入裝置102連接，以便通過一定位置范圍來調(diào)節(jié)泵16的旋轉(zhuǎn)斜盤的角度(旋轉(zhuǎn)斜盤由穿過泵16的斜箭頭來表示)。作為示例實(shí)施例，泵16能夠是公知結(jié)構(gòu)的電子控制可變排量液壓泵。
[0036]行星齒輪動(dòng)力單元30包括在行星齒輪輸入軸32上的第一太陽齒輪NS1，該行星齒輪輸入軸32可通過向前方向離合器54或反向方向離合器52而與動(dòng)力源4連接。動(dòng)力單元30選擇地與負(fù)載L連接，在控制器100的自動(dòng)控制下，該負(fù)載L與靜液壓動(dòng)力單元12連接，并選擇地與動(dòng)力源4連接。為了與負(fù)載L連接，液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置10包括與負(fù)載L連接的輸出軸60，該輸出軸60承載輸入齒輪N18，該輸入齒輪N18與在范圍齒輪組58的范圍1/2軸上的輸出齒輪N17嚙合，該輸出軸60還承載齒輪N22，該齒輪N22與在范圍3/4軸上的齒輪N19嚙合。范圍1/2軸能夠通過范圍選擇器或離合器Rl和R2的自動(dòng)操作而與行星齒輪動(dòng)力單元30連接，分別用于使得動(dòng)力流通過齒輪N13和N14或者N15和N16。范圍3/4軸能夠通過范圍選擇器或離合器R3和R4而與單元30連接，用于使得動(dòng)力流通過齒輪N13和N20或者N15和N21。范圍1/2軸和范圍3/4軸還能夠同時(shí)與動(dòng)力單元30連接，以便提供雙重動(dòng)力流。
[0037]各個(gè)離合器的控制將由控制器100利用通過合適傳導(dǎo)通路108而與控制器100連接的促動(dòng)器106來自動(dòng)地控制。傳動(dòng)裝置10還包括合適的傳感器，包括用于檢測(cè)在連接泵16和馬達(dá)18的導(dǎo)管17中的壓力狀態(tài)的壓力傳感器110以及用于檢測(cè)負(fù)載軸60的速度的速度傳感器112，它們都通過傳導(dǎo)通路108而與控制器100連接?？刂破?00還與發(fā)動(dòng)機(jī)4連接，用于從該發(fā)動(dòng)機(jī)4接收速度和其它信息。
[0038]在操作中，可連續(xù)變化的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置10能夠操作成具有組合的靜液壓和機(jī)械動(dòng)力流，即通過嚙合反向離合器52以便經(jīng)由齒輪N1、N3、N5和N7向行星齒輪動(dòng)力單元30提供動(dòng)力，或者通過嚙合向前離合器54以便經(jīng)由齒輪N1、N8和N2向它提供動(dòng)力。還能夠通過使得兩個(gè)離合器52和54都脫開而將傳動(dòng)裝置10操作成用于純靜液壓動(dòng)力流。
[0039]因此，對(duì)于傳動(dòng)裝置10，它自身并沒有用于工作范圍或道路范圍的選擇。不過，傳動(dòng)裝置提供了在需要時(shí)在用于提供工作/道路結(jié)構(gòu)的范圍之間的無縫轉(zhuǎn)變。從零至最大速度的速度變化通過在控制器100的控制下改變泵16的旋轉(zhuǎn)斜盤角度而以平滑和連續(xù)的方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于各速度范圍，基本上使用旋轉(zhuǎn)斜盤的全部運(yùn)行范圍。也就是，旋轉(zhuǎn)斜盤將在它的運(yùn)行范圍的一端處用于在該范圍內(nèi)的零速度，它將在另一端處用于在該范圍內(nèi)的最大速度，且旋轉(zhuǎn)斜盤的零傾斜或中立位置將是該速度范圍的中間位置，而不是像一些其它傳動(dòng)裝置那樣是零速度位置。這對(duì)于執(zhí)行一些需要改變狀態(tài)的傳動(dòng)命令(其中，旋轉(zhuǎn)斜盤將必須傾斜至與當(dāng)前位置明顯不同的位置)將成為難題，例如一些梭式變速，因?yàn)橛袝r(shí)將需要轉(zhuǎn)變或運(yùn)動(dòng)至新位置。對(duì)于其它命令(例如在更高速度下的梭式變速)，速度范圍將需要變化，但是能夠發(fā)現(xiàn)，需要結(jié)束的旋轉(zhuǎn)斜盤位置與開始位置相同或類似，這樣有機(jī)會(huì)用于以與更低速度變換不同的方式來變換。
[0040]傳動(dòng)裝置10包括與負(fù)載軸60連接的停車制動(dòng)器114，根據(jù)本發(fā)明，該停車制動(dòng)器114用于能夠進(jìn)行至少一種選定方式的梭式變速。停車制動(dòng)器114通過合適的傳導(dǎo)通路108而與控制器100連接，用于因此自動(dòng)操作控制，包括成比例或逐漸地嚙合以及在特定條件下釋放或脫開。為了實(shí)現(xiàn)后一能力，作為非限定實(shí)例，停車制動(dòng)器114能夠使用通過來自控制器100的電信號(hào)而操作的比例減壓閥來控制。為了在機(jī)器I并不工作時(shí)進(jìn)行操作，停車制動(dòng)器114能夠通過彈簧或其它一個(gè)偏壓元件或多個(gè)偏壓元件或通過機(jī)械裝置而嚙合。
[0041]停車制動(dòng)器114將由控制器100自動(dòng)控制成嚙合或保持嚙合(當(dāng)已經(jīng)嚙合時(shí))的其它條件能夠包括但不局限于:當(dāng)機(jī)器I的動(dòng)力源4關(guān)閉、傳動(dòng)裝置脫開、操作人員離開操作人員座位以及當(dāng)FNR操作桿留在F位一段時(shí)間而沒有運(yùn)動(dòng)時(shí)。控制器100還將在接收到使得停車制動(dòng)器脫開的命令時(shí)控制停車制動(dòng)器以便保持嚙合，直到滿足特定條件，如后面所述。其它條件包括當(dāng)通過輸入裝置102 (例如FNR操作桿等)接收命令以便改變傳動(dòng)裝置的操作狀態(tài)時(shí)。這些命令能夠包括變化成或緊鄰中性或零運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或者離合器命令。
[0042]應(yīng)當(dāng)知道，在圖1中示出的工作機(jī)器I簡(jiǎn)單地表示了合適工作機(jī)器I的一個(gè)實(shí)例，其利用具有該工作機(jī)器的公開的系統(tǒng)和方法。類似地，在圖2中示出的傳動(dòng)裝置10的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單地表示了合適傳動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)例，其利用具有該傳動(dòng)裝置的公開的系統(tǒng)和方法。因而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明主題的應(yīng)用不需要限制在圖1和2中所示的特殊工作機(jī)器I和傳動(dòng)裝置10，而是本發(fā)明主題可以很好地用于各種類型/結(jié)構(gòu)的工作機(jī)器和傳動(dòng)裝置。
[0043]還參考圖3,圖中表示了示為TRR的傳動(dòng)比與示為HRR的靜液壓動(dòng)力單元比率(馬達(dá)速度/泵速度)的關(guān)系的曲線圖，用于傳動(dòng)裝置10的操作的四個(gè)可選的向前范圍和四個(gè)可選的反向范圍:即向前范圍I或較低(表示為FRl);向前范圍2 (表示為FR2);向前范圍3 (FR3);向前范圍4 (FR4);反向范圍I (RRl);反向范圍2 (RR2);反向范圍3 (RR3);以及反向范圍4 (RR4)。HRR與旋轉(zhuǎn)斜盤角度直接相關(guān)，該旋轉(zhuǎn)斜盤角度是由控制器100控制的參數(shù)。在圖3中，應(yīng)當(dāng)知道，對(duì)于各個(gè)范圍，旋轉(zhuǎn)斜盤的零傾斜位置處在旋轉(zhuǎn)斜盤沿相反運(yùn)動(dòng)方向的最大傾斜程度之間。因此，在用于向前范圍RRl的最低靜液壓動(dòng)力單元比率處，旋轉(zhuǎn)斜盤將處于或接近沿左手方向的最大傾斜，如圖所示，這也是傳動(dòng)裝置對(duì)于該方向的零速度比，而在該范圍的最高比率處，旋轉(zhuǎn)斜盤將處于或接近它沿相反方向(該相反方向是右手方向，如圖所示)的最大傾斜?？梢灾?，對(duì)于反向方向，正好相反。因此，還能夠知道，為了在沿向前方向的最低范圍中從零速度到達(dá)至沿反向方向的最低范圍中的零速度，旋轉(zhuǎn)斜盤必須基本運(yùn)行它的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍，如距離ROM所示。還應(yīng)當(dāng)知道，為了反向嚙合，不僅必須交換向前和反向方向離合器，還必須使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)距離ROM。這里，應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)稱為術(shù)語“最大”傾斜時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)將仍然保留一些邊緣量，這樣，零車輛速度仍然能夠在多種情況下實(shí)現(xiàn)，例如但不局限于在靜液壓動(dòng)力單元中的泄露，這可能使得馬達(dá)對(duì)于給定旋轉(zhuǎn)斜盤角度旋轉(zhuǎn)更慢。
[0044]另外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤從一側(cè)運(yùn)動(dòng)至另一側(cè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)線路通常不能嚙合，因?yàn)檫@將在離合器并不滑動(dòng)時(shí)導(dǎo)致更高速度。對(duì)付該問題可能有兩種主要選擇方式，一個(gè)是通過應(yīng)用Rl和R3離合器而使得傳動(dòng)裝置鎖住(four square)(鎖定輸出軸)，第二個(gè)是使用停車制動(dòng)器。當(dāng)使用四方化時(shí)，它很難控制，因?yàn)樾D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)并不完全脫開，且使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)將使得車輛沿相反方向運(yùn)動(dòng)，這必須通過控制在R3或Rl離合器中的壓力來補(bǔ)償。
[0045]作為本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，梭式變速將能夠從任意向前速度變?yōu)槿我夥聪蛩俣取８鶕?jù)本發(fā)明，梭式變速將有三個(gè)階段。在第一階段，機(jī)器I使用旋轉(zhuǎn)斜盤來減速，且減速限制為目標(biāo)值。然后，向前和反向離合器54、52交換。方向交換定義為從當(dāng)離去(off-going)的方向離合器開始卸載時(shí)至當(dāng)即將到來(on-going)的方向離合器結(jié)束斜向上和充分哨合時(shí)的梭式變速部分。穿梭的最后階段是當(dāng)機(jī)器可以使用旋轉(zhuǎn)斜盤來加速至沿相反方向的最終速度。這通過旋轉(zhuǎn)斜盤來進(jìn)行，在需要時(shí)進(jìn)行范圍變換，并限制為合適的傳動(dòng)裝置加速值。還應(yīng)當(dāng)知道，在比率變化、通過停車制動(dòng)器來減速和在使用離合器滑動(dòng)來減速然后再加速時(shí)，在所有類型穿梭的所有階段中都控制減速。
[0046]作為一種考慮，合適的是減小由離合器耗散的能量，以便防止損壞。還發(fā)現(xiàn)做這些的最佳方式之一是在變換之前降低車輛的速度。方向交換總是在第一范圍中進(jìn)行。當(dāng)命令梭式變速時(shí)速度較高時(shí)，車輛將通過正常旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)和范圍變換而減速。因此，在本發(fā)明中，將需要當(dāng)命令穿梭時(shí)的速度(或當(dāng)前速度)和最終的相反速度，以便確定何時(shí)和怎樣交換離合器和使旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)。
[0047]作為另一考慮，如由距離ROM所示，用于傳動(dòng)裝置例如傳動(dòng)裝置10的梭式變速成為難題，因?yàn)樾D(zhuǎn)斜盤可能需要在即將到來的離合器能夠嚙合之前運(yùn)動(dòng)相當(dāng)大的距離，或者車輛可能在旋轉(zhuǎn)斜盤到達(dá)它的最終位置之前運(yùn)行太快。在這種情況下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)最好是應(yīng)用停車制動(dòng)器114，以便當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)時(shí)在中立位置中防止車輛滾轉(zhuǎn)。作為另一考慮，因?yàn)橛糜谑沟眯D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以有較大變化，且在旋轉(zhuǎn)斜盤并不就位時(shí)使得即將到來的離合器嚙合可能引起超速情況，因此控制器100應(yīng)當(dāng)充裝即將到來的離合器，然后等待，直到馬達(dá)速度(旋轉(zhuǎn)斜盤誤差)在即將到來的離合器嚙合之前達(dá)到它的合適值，以便實(shí)現(xiàn)一致的變換。在梭式變速過程中，希望在所有階段都獲得合適的傳動(dòng)裝置輸出加速(DT0A)，且特別需要在兩個(gè)階段之間的轉(zhuǎn)變過程中匹配。通過初始化至合適壓力和閉環(huán)控制，在即將到來的離合器中的壓力應(yīng)當(dāng)仔細(xì)控制，以便獲得正確的DT0A。當(dāng)使用停車制動(dòng)器來用于減速時(shí)，它還以閉環(huán)形式來控制，以便獲得DT0A。
[0048]還參考圖4至9，下面將介紹用于不同條件的多個(gè)梭式變速方式。在這些附圖中，豎直軸線表示傳動(dòng)裝置輸出速度與發(fā)動(dòng)機(jī)速度的比率(表示為TRR)，也表示沿相反方向的車輛運(yùn)動(dòng)速度(向前在水平軸線的上面，反向在下面)。水平軸線表示靜液壓動(dòng)力單元的旋轉(zhuǎn)斜盤角度。在圖中表示了從向前至反向的梭式變速，但是對(duì)于可用條件，該說明也用于從反向至向前的梭式變速。在該方面，圖4表示了用于低向前開始速度和低向后結(jié)束速度的梭式變速方式。這恰好在車輛降低至零速度和范圍離合器卸載時(shí)利用停車制動(dòng)器的自動(dòng)操作。
[0049]作為第一步驟，速度通過使旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)而降低，如距離Dl所示。在圖4中，沒有表示范圍變換，但是當(dāng)梭式變速命令從更高速度范圍開始時(shí)，將使旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)，范圍變換將恰好在它們進(jìn)行正常速度變化時(shí)產(chǎn)生。就像正常速度變化，合適傳動(dòng)比的變化率可以通過控制器100的控制軟件來進(jìn)行限制和調(diào)節(jié)。
[0050]當(dāng)車輛到達(dá)零速度時(shí)，范圍離合器卸載，并自動(dòng)施加停車制動(dòng)器114來減少所需的操作人員動(dòng)作，例如行車制動(dòng)器的離合和施加，以便防止車輛的不希望運(yùn)動(dòng)。停車制動(dòng)器的施加壓力應(yīng)當(dāng)足夠高，以便即使在陡坡上也防止車輛沿錯(cuò)誤方向運(yùn)動(dòng)。然后，旋轉(zhuǎn)斜盤將運(yùn)動(dòng)距離R0M，以便反向傾斜。當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)距離ROM時(shí)，充裝即將到來的方向離合器。然后，在旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至正確位置和充裝即將到來的方向離合器之后，停車制動(dòng)器將釋放或脫開，且車輛將開始運(yùn)動(dòng)。在選定時(shí)間(例如在ROM結(jié)束時(shí))，方向交換將發(fā)生(即將到來的方向離合器哨合，離去的方向離合器卸載)，且旋轉(zhuǎn)斜盤以獲得選定反向速度的方式來運(yùn)動(dòng)。
[0051]在圖5中表示的、根據(jù)本發(fā)明的梭式變速的另一方式是恒定SPA梭式變速。這種方式可用于從高速至高速的變換，也可用于高速至低速和低速至高速的變換(圖6)。應(yīng)當(dāng)知道，根據(jù)所需的最終反向速度，這種方式的梭式變速能夠用于幾乎任意旋轉(zhuǎn)斜盤角度。能量將取決于橫過即將到來的離合器(當(dāng)它嚙合時(shí))的速度中的平方差。在執(zhí)行離合器交換之前改變旋轉(zhuǎn)斜盤角度以便減慢車輛將降低能量和可能導(dǎo)致更好性能。能量耗散將類似于從高速至高速變換的情況。在圖5中，未示出范圍變換，但是當(dāng)從更高速度范圍命令梭式變速時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤將運(yùn)動(dòng)，且范圍變換將恰好在它們進(jìn)行正常速度變化時(shí)產(chǎn)生。
[0052]然后，當(dāng)傳動(dòng)比處于給定點(diǎn)時(shí)，交換方向離合器，旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于沿相反方向的特殊傳動(dòng)比的值。即將到來的方向離合器在預(yù)計(jì)到該點(diǎn)時(shí)進(jìn)行充裝。這樣的交換可以開始，以使得旋轉(zhuǎn)斜盤角度繼續(xù)沿相同方向稍微連續(xù)變化，并在交換過程中保持恒定，或者實(shí)際上在交換過程中反向(根據(jù)各個(gè)參數(shù)的相對(duì)值)。交換過程中使得旋轉(zhuǎn)斜盤角度的方向反向可能導(dǎo)致在離合器中耗散的能量更小，這很合適，但是當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤控制遲緩(與交換所需的時(shí)間相比)時(shí)，使得旋轉(zhuǎn)斜盤在交換過程中沿相同方向進(jìn)行一些運(yùn)動(dòng)可能更好?？赡芨匾氖?，使得旋轉(zhuǎn)斜盤在交換過程中運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生影響減速的反作用力矩，因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)減小時(shí)更容易獲得恒定減速。不過，如下面參考圖11和12所述，在很多情況下可能希望旋轉(zhuǎn)斜盤在交換過程中運(yùn)動(dòng)(例如通過在方向交換過程中使得旋轉(zhuǎn)斜盤的方向反向)。在這種情況下，可以采取步驟來控制或減小由于在方向交換過程中產(chǎn)生的任何旋轉(zhuǎn)斜盤角度調(diào)節(jié)而引起的反作用力矩。
[0053]圖6表示了在前述方式中從高速至低速的梭式變速。這里表示了不需要旋轉(zhuǎn)斜盤沿相反方向返回的穿梭并不必須是從高速至高速的穿梭。變換在比用于從高速至高速變換更高的速度下進(jìn)行，因?yàn)榉聪蛩俣雀?。?yīng)當(dāng)知道，根據(jù)所需的最終反向速度，這些類型的變換能夠在幾乎任意旋轉(zhuǎn)斜盤角度下進(jìn)行。能量將取決于橫過即將到來的離合器(當(dāng)它嚙合時(shí))的速度的平方差。
[0054]中速梭式變速是這樣的梭式變速，其中，通常在車輛停止之前有足夠的時(shí)間使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)就位，盡管可能并不總是這樣的情況。用于在使用停車制動(dòng)器來減速(這里所述)的梭式變速策略和使用比率控制的梭式變速策略(上面所述)之間切換的合適時(shí)間能夠由在測(cè)試中感覺更好的時(shí)間來確定。
[0055]如圖7中所示，當(dāng)使用停車制動(dòng)器(駐車制動(dòng)器)來減速的梭式變速開始時(shí)，將在準(zhǔn)備施加停車制動(dòng)器時(shí)有稍微延遲(這不能預(yù)先進(jìn)行，因?yàn)樵诮粨Q之前沒有比率變化)。離去的離合器卸載，因?yàn)楸仨殘?zhí)行范圍交換，但是范圍離合器也必須卸載，以便使得行星齒輪與車輪脫開和避免任何力矩來使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)(從而影響減速)。然后，停車制動(dòng)器用于使得車輛減速，同時(shí)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)就位，且即將到來的離合器嚙合。嚙合即將到來的離合器并不影響輸出力矩，因?yàn)榉秶x合器保持脫開。通常，旋轉(zhuǎn)斜盤在達(dá)到零速度之前就位(因?yàn)榈退俅┧蟛⒉皇褂迷摲椒?，且車輛將并不停止在零速，但是當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)比正常更低時(shí)可能不是這種情況。一旦旋轉(zhuǎn)斜盤就位，即將到來的離合器就用于繼續(xù)減速至零，并沿相反方向重新加速。
[0056]梭式變速還可以包括上述類型的組合，如圖8和9中所示。變換可以使用停車制動(dòng)器來減速至零，然后當(dāng)所需的最終速度較低時(shí)使用比率變化來重新加速。類似的，當(dāng)開始速度較低時(shí)，梭式變速可以使用比率變化來使得車輛減慢至零，然后使得范圍離合器嚙合，以便輸出更高速度。在控制器從使用停車制動(dòng)器來減速的梭式變速方法變化成使用比率控制的方法時(shí)的確切速度通過調(diào)整或試驗(yàn)來確定，且當(dāng)使用停車制動(dòng)器來減速的梭式變速進(jìn)行改進(jìn)時(shí)(可能通過更快的旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng))，速度可以降低。在一些點(diǎn)處，比率變化比通過停車制動(dòng)器減速更平滑。通常，它并不像通過使用停車制動(dòng)器來減速的梭式變速方法來使得車輛實(shí)際停止那樣平滑。[0057]當(dāng)方向離合器、范圍離合器或停車制動(dòng)器太熱時(shí)(例如根據(jù)檢測(cè)的一個(gè)溫度值或多個(gè)溫度值，或者基于離合器壓力歷史和在離合器上假定的最差情況的溫度估計(jì)值)，控制器100能夠避免穿梭邏輯方向交換，并使用比率變化來使得車輛停止。當(dāng)比率變化無效時(shí)，將沒有暫停，該系統(tǒng)將繼續(xù)等待車輛減慢，然后完成穿梭。
[0058]當(dāng)正在進(jìn)行方向交換且離合器變得太熱時(shí)(通常也許比開始更熱)，將使用“回復(fù)”邏輯。這包括將合適的傳動(dòng)比設(shè)置成當(dāng)前傳動(dòng)比，因此旋轉(zhuǎn)斜盤將運(yùn)動(dòng)至用于重新嚙合所需。應(yīng)當(dāng)知道，不管傳動(dòng)比或者靜液壓動(dòng)力系統(tǒng)比率如何，離合器都簡(jiǎn)單地重新嚙合，且方向交換結(jié)束。旋轉(zhuǎn)斜盤將運(yùn)動(dòng)成使得傳動(dòng)比減小至零，然后角度反向，然后定位成用于沿新方向的目標(biāo)速度。這樣的“回復(fù)”邏輯將在后面參考圖13-15更詳細(xì)介紹。
[0059]應(yīng)當(dāng)知道,當(dāng)操作人員命令梭式變速,且車輛并不足夠快地減慢，或者根本不減慢(例如當(dāng)沿山坡向下拉動(dòng)拖拉機(jī)時(shí))時(shí)，操作人員合適和正常的是使用行車制動(dòng)器(通常是在駕駛室的底板上的制動(dòng)踏板)。行車制動(dòng)器總是能夠在梭式變速過程中使用，以便增加減速。
[0060]還參考圖10，圖中表示了用于控制梭式變速的本發(fā)明方法的步驟的高水平流程圖。在該圖中，一旦接收到用于梭式變速的命令，如方框150中所示，將確定在停車制動(dòng)器或離合器中是否存在高溫條件，如在方框152中所示。當(dāng)為是時(shí)，選擇比率控制變換，如在方框154中所示，并執(zhí)行變換，如在方框156中所示。當(dāng)在方框152中并不存在高溫條件時(shí)，將確定開始和結(jié)束速度中的至少一個(gè)是否大于界限值(高速至高速、高速至低速或者低速至高速變換)，如在方框158中所示。當(dāng)為是時(shí)，使用恒定SPA梭式變速，如圖5和6中所示，并在方框160中表示，且執(zhí)行變換。當(dāng)在方框158中多個(gè)速度中的至少一個(gè)不高于界限值時(shí)，將采用使用停車制動(dòng)器來減速的梭式變速，如方框162中所示和圖4、7中所示，且執(zhí)行變換，如在方框156中所示。這能夠是使用比率控制的梭式變速或使用停車制動(dòng)器來減速的梭式變速。當(dāng)在執(zhí)行變換的過程中檢測(cè)到高溫條件時(shí)，如在決定方框164中所示，進(jìn)行的變換將轉(zhuǎn)換至比率控制變換(當(dāng)已經(jīng)不是該類型時(shí))，如方框154中所示，將這樣來執(zhí)行。當(dāng)完成變換時(shí)，邏輯將返回方框150，如在決定方框166中所示。
[0061]下面參考圖11，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的、可以用于高速至高速變換(圖5)以及高速至低速和低速至高速變換(圖6)的另一梭式變速方式。不過，與圖5和6中所示的操作方式(其中，旋轉(zhuǎn)斜盤角度保持恒定)不同，所示的梭式變速需要在方向交換過程中調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)斜盤的角度。具體地說，如圖11中所示，旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)方向可以在開始方向交換之后反向，以便減小橫過即將到來的方向離合器的速度差，從而能夠減少在即將到來的方向離合器中耗散的能量。
[0062]首先，梭式變速可以與上面在圖5和6中所示的梭式變速類似地進(jìn)行。具體地說，在接收梭式變速命令(由圖11中的點(diǎn)202表示)之后(例如通過從輸入裝置102 (圖2)接收操作人員的輸入)，工作機(jī)器I的TRR或車輛速度可以通過使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)和進(jìn)行任意所需的范圍/比率變換而降低。例如，如圖11中所示，旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以沿第一方向(由圖11中的箭頭204表示)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便降低工作機(jī)器I的車輛速度。工作機(jī)器I的這樣減速大致能夠降低在方向交換過程中在方向離合器中耗散的能量。
[0063]另外，當(dāng)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)斜盤角度時(shí)，即將到來的方向離合器可以在預(yù)計(jì)方向交換時(shí)進(jìn)行充裝。例如，在示例實(shí)施例中，執(zhí)行向前至反向的梭式變速，因此，反向方向離合器52 (圖2)可以在旋轉(zhuǎn)斜盤角度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)預(yù)先充裝有液壓流體。因此，反向方向離合器52可以在TRR達(dá)到開始方向交換的點(diǎn)(由圖11中的點(diǎn)206表示)時(shí)開始進(jìn)行逐漸嚙合。
[0064]應(yīng)當(dāng)知道，因?yàn)閳D11表示了向前至反向的梭式變速，因此第一方向204對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)斜盤角度的右向左(或正向負(fù))調(diào)節(jié)，這如圖3中所示用于降低在向前范圍1(表示為FRl)中的TRR或車輛速度。不過，在反向至向前的梭式變速中，第一方向204可以對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)斜盤角度的左向右(或負(fù)向正)調(diào)節(jié)，這如圖3中所示用于降低在反向范圍I (表示為RRl)中的TRR或車輛速度。
[0065]還應(yīng)當(dāng)知道，多種不同因素可以用于確定在可以開始方向交換時(shí)的點(diǎn)206。例如，當(dāng)執(zhí)行圖11中所示的梭式變速時(shí)，在可以開始方向交換之前，TRR必須在預(yù)定范圍內(nèi)(例如從大約0.15至大約0.1)。不過，當(dāng)執(zhí)行圖4中所示的梭式變速時(shí)，在可以開始方向交換之前，TRR可以在不同范圍內(nèi)(例如小于大約0.02)。另外，在即將到來的方向離合器中的壓力必須增加足夠量，以使得離合器能夠快速和準(zhǔn)確地響應(yīng)開始交換的控制信號(hào)。而且，還可以檢查工作機(jī)器I的多種其它工作情況，以保證可以開始方向交換，例如在交換之前離去的方向離合器實(shí)際上嚙合以及在控制邏輯中沒有缺陷。
[0066]一旦TRR到達(dá)點(diǎn)206，就開始方向交換。具體地說，在點(diǎn)206處，離去的方向離合器(例如向前方向離合器54)可以立即卸載或脫開。另外，即將到來的方向離合器(例如反向方向離合器52)可以逐漸嚙合。例如，供給即將到來的方向離合器的液壓流體的壓力可以逐漸增加，以使得即將到來的方向離合器在離去的方向離合器脫開時(shí)局部嚙合(即滑動(dòng))。如后面所述，在即將到來的方向離合器內(nèi)的液壓壓力可以在調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)斜盤角度時(shí)逐漸連續(xù)增加，直到即將到來的方向離合器完全嚙合(即，使得橫過即將到來的方向離合器不產(chǎn)生滑動(dòng))。
[0067]應(yīng)當(dāng)知道，如圖11中所示，方向交換可以在工作機(jī)器I仍然沿離去的方向(即向前方向)運(yùn)行時(shí)開始。因此，在工作機(jī)器I停止或者以其它方式使得它的運(yùn)行方向反向之前，離去的方向離合器可以脫開，即將到來的方向離合器可以開始嚙合。通過在工作機(jī)器仍然沿離去的方向運(yùn)行時(shí)開始方向交換，梭式變速可以在并不使得工作機(jī)器I停止或暫時(shí)暫停于零速度的情況下進(jìn)行。
[0068]另外，在開始方向交換之后，旋轉(zhuǎn)斜盤角度調(diào)節(jié)的方向可以反向。具體地說，如圖11中所示，當(dāng)工作機(jī)器I的運(yùn)行方向從離去的方向(例如向前方向)變換成即將到來的方向(例如反向方向)時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以沿第二、相反的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)(用箭頭208表示)。旋轉(zhuǎn)斜盤的這樣反向大致能夠降低橫過即將到來的方向離合器的速度差，從而降低在梭式變速過程中在即將到來的方向離合器中耗散的能量。
[0069]當(dāng)橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)變低時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)可以減慢和隨后反向。具體地說，如圖11中所示，旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以沿第二方向208進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)量降低至低于預(yù)定滑動(dòng)界限值(由點(diǎn)210表示)。在該點(diǎn)210處，旋轉(zhuǎn)斜盤角度的變化速率可以減慢，并最終停止，以便允許旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)方向從第二方向208反向返回第一方向204。因此，當(dāng)橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)變成零時(shí)(即當(dāng)即將到來的方向離合器完全嚙合時(shí))，旋轉(zhuǎn)斜盤可以沿合適方向和以合適速率運(yùn)動(dòng)，以便能夠無縫地過渡。然后，旋轉(zhuǎn)斜盤可以沿第一方向運(yùn)動(dòng)，并可以進(jìn)行任意所需的范圍/比率變化，以便將工作機(jī)器加速至合適的最終速度(由點(diǎn)212表示)。[0070]應(yīng)當(dāng)知道，該預(yù)定滑動(dòng)界限值可以大致根據(jù)橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)可以降低的實(shí)際或預(yù)期速率和/或旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以調(diào)節(jié)的實(shí)際或預(yù)期速率來確定。具體地說，如上所述，可能希望到即將到來的方向離合器充分嚙合時(shí)旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)完全反向。因此，該預(yù)定滑動(dòng)界限值可以選擇為使得有足夠的時(shí)間來用于使得旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)方向在橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)降低至零時(shí)反向。
[0071 ] 另外，如上所述，盡管使得旋轉(zhuǎn)斜盤的方向反向用于降低在即將到來的方向離合器中耗散的能量，但是旋轉(zhuǎn)斜盤的這種運(yùn)動(dòng)也導(dǎo)致反作用力矩。特別是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)線路和即將到來的方向離合器都嚙合時(shí)使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生反作用力矩，該反作用力矩加在通過即將到來的方向離合器傳遞的力矩上，這可能降低工作機(jī)器I的減速。不過，在多個(gè)實(shí)施例中，反作用力矩的效果可以通過在旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)方向反向時(shí)(例如從點(diǎn)206至旋轉(zhuǎn)斜盤以穩(wěn)定速度沿第二方向208運(yùn)動(dòng)時(shí)的點(diǎn))仔細(xì)調(diào)節(jié)在即將到來的方向離合器中的液壓壓力而減輕。在一個(gè)實(shí)施例中，在即將到來的方向離合器內(nèi)的壓力可以根據(jù)傳動(dòng)裝置10的傳動(dòng)比(表示為TRR)的變化率來控制。例如，TRR的變化率可以連續(xù)監(jiān)測(cè)，并與傳動(dòng)裝置10的目標(biāo)減速度比較。目標(biāo)減速度可以大致對(duì)應(yīng)于用于限制傳動(dòng)裝置10在梭式變速中的減速速率的控制設(shè)置，并可以通過多個(gè)因素來控制，這些因素包括但不局限于:對(duì)于“積極性”的用戶設(shè)置(低、中和高)。當(dāng)TRR的變化率與目標(biāo)減速度不同時(shí)，在即將到來的方向離合器中的壓力可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)減速度。
[0072]另外，反作用力矩還可以通過延遲旋轉(zhuǎn)斜盤沿第二方向208的運(yùn)動(dòng)而抵消，直到在即將到來的方向離合器中的壓力增加(例如通過在開始方向交換之后繼續(xù)沿第一方向204調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)斜盤角度一段時(shí)間)。具體地說，如圖11中所示，在離去的方向離合器脫開和即將到來的方向離合器開始嚙合時(shí)的點(diǎn)處，旋轉(zhuǎn)斜盤角度沿第一方向204的變化率可以緩慢降低，直到旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)暫時(shí)停止(由圖11中的點(diǎn)214表示)。這樣控制地降低旋轉(zhuǎn)斜盤角度沿第一方向204的變化率可以大致允許在旋轉(zhuǎn)斜盤的方向反向之前在即將到來的方向離合器中的液壓壓力斜向上足夠量，從而抵消在梭式變速過程中產(chǎn)生的反作用力矩。然后，反作用力矩可以通過控制旋轉(zhuǎn)斜盤角度沿第二方向208的變化率(例如根據(jù)TRR的變化率)來進(jìn)行控制。
[0073]下面參考圖12，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面用于執(zhí)行上面參考圖11所述的梭式變速的方法300的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化流程圖。如圖所示,在302中,旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以沿第一方向調(diào)節(jié)。例如，如上所述，旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以沿第一方向204調(diào)節(jié)，以便降低工作機(jī)器I沿離去的方向的速度。另外，在304中，可以開始在離去的和即將到來的方向離合器之間進(jìn)行方向交換。具體地說，離去的方向離合器可以脫開，同時(shí)即將到來的方向離合器可以逐漸嚙合。而且，在306中，旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以恰好在開始方向交換之后繼續(xù)沿第一方向204進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，如上所述，旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以在開始方向交換之后暫時(shí)沿第一方向204運(yùn)動(dòng)，以便控制在梭式變速過程中產(chǎn)生的反作用力矩。而且，在308中，旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)方向可以從第一方向204反向至第二方向208。這樣,橫過即將到來的方向離合器的速度差可以減小，從而降低在梭式變速過程中在即將到來的方向離合器中耗散的能量。另外，在310中，旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)方向可以反向回到第一方向204。具體地說，如上所述，旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)可以在橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)量降低至低于預(yù)定滑動(dòng)界限值之后反向，從而使得旋轉(zhuǎn)斜盤能夠在即將到來的方向離合器充分嚙合時(shí)沿合適方向和以合適速率運(yùn)動(dòng)。[0074]應(yīng)當(dāng)知道，所述方法300的多個(gè)方法元素或步驟可以大致通過工作機(jī)器I的控制器100來實(shí)施。如上所述，控制器100可以大致包括基于處理器的裝置。因此，在多個(gè)實(shí)施例中，控制器100可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器以及相關(guān)存儲(chǔ)器裝置，它們?cè)O(shè)置成執(zhí)行多個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)施的功能。這里使用的術(shù)語“處理器”不僅是指集成電路(該集成電路在本領(lǐng)域中認(rèn)為包含于計(jì)算機(jī)中)，還是指控制器、微控制器、微計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)、特殊應(yīng)用集成電路和其它可編程電路。另外，控制器100的存儲(chǔ)器裝置可以大致包括存儲(chǔ)器元件，該存儲(chǔ)器元件包括但不局限于:計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)(例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM))、計(jì)算機(jī)可讀的非易變介質(zhì)(例如閃存)、軟盤、只讀存儲(chǔ)器光盤(⑶-ROM )、磁光盤(MOD )、數(shù)字化通用盤(DVD)和/或其它合適的存儲(chǔ)器元件。這樣的存儲(chǔ)器裝置可以大致設(shè)置成儲(chǔ)存合適的計(jì)算機(jī)可讀指令，這些指令在由處理器實(shí)施時(shí)將設(shè)置成使得控制器100執(zhí)行多種計(jì)算機(jī)實(shí)施的功能。
[0075]下面參考圖13，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面用于控制可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置10的方法400的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。特別是，該方法提供了 “回復(fù)”邏輯，當(dāng)在即將到來的方向離合器中耗散的能量(即在即將到來的方向離合器中產(chǎn)生的熱量)可能在正常完成梭式變速時(shí)(即使用離合器滑動(dòng))使得離合器過熱或熱損壞時(shí)，可以使用該“回復(fù)”邏輯來完成梭式變速。
[0076]如圖13中所示，在402中，可以在傳動(dòng)裝置10的、離去的方向離合器和即將到來的方向離合器之間開始方向交換。特別是，離去的方向離合器可以脫開，同時(shí)即將到來的方向離合器在它逐漸嚙合時(shí)滑動(dòng)。另外，在404中，可以估計(jì)在梭式變速過程中將在即將到來的方向離合器中耗散的總能量。例如，在多個(gè)實(shí)施例中，可以通過假設(shè)將執(zhí)行反向動(dòng)作以完成梭式變速而進(jìn)行總能量估計(jì)。如后面所述，反向動(dòng)作可以對(duì)應(yīng)于采取動(dòng)作以防止進(jìn)一步增加能量耗散，同時(shí)傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)線路重新嚙合(例如通過充分嚙合離去的方向離合器或即將到來的方向離合器)。例如，反向動(dòng)作可以包括施加傳動(dòng)裝置10的停車制動(dòng)器114，同時(shí)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于充分嚙合離去的方向離合器的位置。也可選擇，反向動(dòng)作可以包括使得在即將到來的方向離合器中的液壓流體的壓力保持恒定，同時(shí)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于充分嚙合即將到來的方向離合器的位置。在其它實(shí)施例中，總能量可以通過假設(shè)梭式變速正常完成(即沒有執(zhí)行反向動(dòng)作)來估計(jì)。
[0077]而且，在406中，在404中估計(jì)的總能量可以與儲(chǔ)存在工作機(jī)器I的控制器100中的預(yù)定能量界限值比較。當(dāng)總能量小于該預(yù)定能量界限值時(shí)，梭式變速可以正常完成(即通過繼續(xù)滑動(dòng)即將到來的方向離合器)。不過，當(dāng)總能量等于或超過預(yù)定能量界限值時(shí)，在408中，可以執(zhí)行反向動(dòng)作，以便完成梭式變速。換句話說，當(dāng)使用離合器滑動(dòng)來完成梭式變速所需的能量太高時(shí)，控制器100可以采取合適的動(dòng)作來重新嚙合傳動(dòng)裝置10，以便能夠通過調(diào)節(jié)傳動(dòng)比來完成梭式變速。
[0078]因此，所述方法400可以用于在離合器中耗散的能量將過大的情況下防止即將到來的方向離合器過熱或熱損壞。不過，這樣做時(shí)，用于保護(hù)即將到來的方向離合器的確切方法可能大致根據(jù)工作機(jī)器I當(dāng)前是沿即將到來的方向運(yùn)行還是沿離去的方向運(yùn)行而變化。具體地說，由控制器100執(zhí)行的反向動(dòng)作可以根據(jù)是即將到來的方向離合器還是離去的方向離合器需要嚙合而變化。因此，對(duì)于當(dāng)工作機(jī)器I已經(jīng)使它的方向反向(即沿即將到來的方向運(yùn)行)時(shí)執(zhí)行的反向動(dòng)作，所述方法400將在下面參考圖14來介紹。另外，對(duì)于當(dāng)工作機(jī)器I仍然沿離去的方向運(yùn)行時(shí)執(zhí)行的反向動(dòng)作，所述方法400將在下面參考圖15來介紹。
[0079]如圖14中所示，梭式變速可以開始與上面參考圖4-9和11所述的梭式變速相同或類似。具體地說，在接收梭式變速命令之后(由圖14中的點(diǎn)502表示)，工作機(jī)器I的TRR或車輛速度可以通過使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)和進(jìn)行任意所需的范圍/比率變化而降低。例如，如圖14中所示，旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以沿第一方向(由圖14中的箭頭504表示)調(diào)節(jié)，以便降低工作機(jī)器I的車輛速度。另外，如上所述，即將到來的方向離合器可以在旋轉(zhuǎn)斜盤角度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)預(yù)先充裝液壓流體，以使得離合器可以在TRR到達(dá)開始方向交換的點(diǎn)(由圖14中的點(diǎn)506表示)時(shí)開始逐漸嚙合或滑動(dòng)。
[0080]一旦TRR到達(dá)點(diǎn)506，就開始方向交換。例如，在點(diǎn)506處，離去的方向離合器(例如向前方向離合器54)可以立即卸載或脫開。另外，即將到來的方向離合器(例如反向方向離合器52)可以逐漸嚙合。特別是，供給即將到來的方向離合器的液壓流體的壓力可以逐漸增加，因此離合器滑動(dòng)，從而使得離合器能夠沿離去的方向使工作機(jī)器I減速，并最終使得工作機(jī)器I的方向反向至即將到來的方向(由圖14中的箭頭508表示)。不過，即將到來的方向離合器的這種滑動(dòng)還導(dǎo)致大量的能量耗散在離合器中，從而使得離合器過熱或受到熱損壞。
[0081]因此，為了保證梭式變速可以在不損壞即將到來的方向離合器的情況下進(jìn)行，工作機(jī)器I的控制器100可以設(shè)置成估計(jì)將在梭式變速過程中在離合器內(nèi)耗散的總能量。在多個(gè)實(shí)施例中，該總能量可以使用以下等式(I)來計(jì)算:
[0082]ETotal-EDissipated+EAdditional (I)
[0083]其中，ET(rtal (焦耳)等于總能量，Emssipated (焦耳)等于自從開始方向交換以來先前已經(jīng)在即將到來的方向離合器中耗散的能量，而EAdditimal (焦耳)等于將在梭式變速的其余部分中在即將到來的方向離合器內(nèi)耗散的附加能量(例如，通過執(zhí)行合適的反向動(dòng)作而耗散的能量，或者通過正常完成梭式變速而耗散的能量)。Elotal的這種計(jì)算可以在梭式變速過程中以任意合適頻率(例如每10毫秒)來進(jìn)行。
[0084]通過在梭式變速過程中連續(xù)地計(jì)算ET(rtal，控制器100可以設(shè)置成估計(jì)可能在變換前進(jìn)時(shí)可能對(duì)即將到來的方向離合器產(chǎn)生損壞的可能性。具體地說，如上所述，控制器100可以設(shè)置成使得ET(rtal的各計(jì)算值與預(yù)定能量界限值比較。當(dāng)ET(rtal小于預(yù)定能量界限值時(shí)，梭式變速可以以規(guī)定用于該梭式變速的正常方式來連續(xù)進(jìn)行(例如通過根據(jù)圖4-9和11中所示的方法之一來執(zhí)行梭式變速)。不過，當(dāng)ET()tal等于或超過預(yù)定能量界限值時(shí)，可以執(zhí)行合適的反向動(dòng)作，以便使得傳動(dòng)裝置10的操作方式回復(fù)至比率變化。
[0085]應(yīng)當(dāng)知道，預(yù)定能量界限值可以大致選擇為等于這樣的能量，在ET()tal等于或超過預(yù)定能量界限值的情況下，可以執(zhí)行反向動(dòng)作，且梭式變速可以在并不使得即將到來的方向離合器明顯受損(或任何損壞)的情況下完成。例如，在多個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定能量界限值可以根據(jù)關(guān)于在并不使得離合器受損的情況下可以在即將到來的方向離合器中耗散的能量的歷史和/或試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)來選擇。
[0086]如圖14中所示，由于進(jìn)行的梭式變速的特殊操作參數(shù)，在工作機(jī)器的運(yùn)行方向已經(jīng)預(yù)定從離去的方向至即將到來的方向之后的某些點(diǎn)處(由點(diǎn)510表示)，Elotal等于或超過預(yù)定能量界限值。在該點(diǎn)處，可以執(zhí)行反向動(dòng)作，以便防止能量耗散的任何進(jìn)一步增加，并使得傳動(dòng)裝置10的操作方式回復(fù)至比率變化。具體地說，在點(diǎn)510處，控制器100可以設(shè)置成停止增加在即將到來的方向離合器內(nèi)的液壓壓力。然后，在即將到來的方向離合器內(nèi)的壓力可以保持基本恒定，同時(shí)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于充分嚙合即將到來的方向離合器的合適位置。例如，如圖14中所示，旋轉(zhuǎn)斜盤可以沿與第一方向504相反的第二方向(由圖14中的箭頭512表示)快速運(yùn)動(dòng)，直到橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)量下降至低于預(yù)定滑動(dòng)界限值(由圖14中的點(diǎn)514表示)。旋轉(zhuǎn)斜盤的這種運(yùn)動(dòng)可以大致降低橫過即將到來的方向離合器的速度差，從而降低橫過即將到來的方向離合器產(chǎn)生的滑動(dòng)量以及在離合器中耗散的能量。
[0087]梭式變速的其余部分可以再與上面參考圖11所述的梭式變速相同或類似地完成。例如，當(dāng)橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)降低超過旋轉(zhuǎn)斜盤的預(yù)定滑動(dòng)界限值時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤可以減慢，且它的運(yùn)動(dòng)方向隨后反向。具體地說，如圖14中所示，在點(diǎn)514處，旋轉(zhuǎn)斜盤角度的變化率可以減慢并最終停止，以便允許旋轉(zhuǎn)斜盤的運(yùn)動(dòng)方向從第二方向512反向往回至第一方向504。此外，在點(diǎn)514處，在即將到來的方向離合器內(nèi)的壓力可以開始增力口。因此，當(dāng)橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)到達(dá)零時(shí)(即當(dāng)即將到來的方向離合器充分嚙合時(shí))，旋轉(zhuǎn)斜盤可以沿合適方向和以合適速率運(yùn)動(dòng)，以便能夠無縫地過渡。然后，旋轉(zhuǎn)斜盤可以沿第一方向504運(yùn)動(dòng)，并可以進(jìn)行任意所需的范圍/比率變化，以便將工作機(jī)器I加速至所需的最終速度(由圖14中的點(diǎn)516表示)。
[0088]下面參考圖15，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面可以在工作機(jī)器I沿離去的方向運(yùn)行時(shí)怎樣實(shí)施所述方法400的實(shí)例。如圖所示，梭式變速可以與上面參考圖14所述的梭式變速相同或類似地開始。具體地說，在接收梭式變速命令之后(由圖15中的點(diǎn)602表示)，工作機(jī)器I的TRR或車輛速度可以通過使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)和進(jìn)行任何所需的范圍/比率變換而降低。例如，如圖15中所示，旋轉(zhuǎn)斜盤角度可以沿第一方向(由圖15中的箭頭604表示)調(diào)節(jié)，以便降低工作機(jī)器I的處理速度。另外，如上所述，即將到來的方向離合器可以在旋轉(zhuǎn)斜盤角度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)預(yù)先充裝液壓流體，以使得離合器可以在TRR到達(dá)開始方向交換的點(diǎn)(由圖15中的點(diǎn)606表示)時(shí)開始逐漸嚙合。
[0089]一旦TRR到達(dá)點(diǎn)606，就開始方向交換。例如，在點(diǎn)606處，離去的方向離合器(例如向前方向離合器54)可以立即卸載或脫開。另外，即將到來的方向離合器(例如反向方向離合器52)可以逐漸嚙合或滑動(dòng)，從而允許離合器沿離去的方向使工作機(jī)器I減速(由圖15中的箭頭608表不)。
[0090]在開始方向交換之后，如上所述，控制器100可以設(shè)置成連續(xù)估計(jì)在梭式變速過程中耗散的總能量(由上述等式(I)的ET()tal)，并使得用于ET()tal的計(jì)算值與預(yù)定能量界限值比較。當(dāng)ET(rtal小于預(yù)定能量界限值時(shí)，梭式變速可以繼續(xù)以規(guī)定用于該梭式變速的正常方式來進(jìn)行(例如通過根據(jù)圖4-9和11中所示的一個(gè)方式來執(zhí)行梭式變速)。不過，當(dāng)ET()tai等于或超過預(yù)定能量界限值時(shí)，可以執(zhí)行合適的反向動(dòng)作，以便使得傳動(dòng)裝置10的操作方式回復(fù)至比率變化。這時(shí)，反向動(dòng)作可以執(zhí)行為使得傳動(dòng)裝置10的操作方式回復(fù)至比率變化。具體地說，在點(diǎn)610處，控制器可以設(shè)置成立即脫開該即將到來的方向離合器，以便防止在離合器內(nèi)的任何進(jìn)一步能量耗散。另外，在610處，停車制動(dòng)器114可以斜向上或者以其它方式施加，以便控制工作機(jī)器I的減速。這樣使用停車制動(dòng)器114可以大致允許旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于使得離去的方向離合器重新嚙合的合適位置(由圖15中的點(diǎn)612表示)。例如，如圖15中所示，在610處，旋轉(zhuǎn)斜盤可以快速地沿第一方向604運(yùn)動(dòng)，以便能夠嚙合離去的方向離合器。一旦旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至在點(diǎn)612處的合適位置，在離去的方向離合器中的壓力可以斜向上至完全嚙合壓力，以使得比率變化可以用于使工作機(jī)器I減速。
[0091]梭式變速的其余部分可以再與上面參考圖4所述的梭式變速相同或類似地完成。具體地說，在重新嚙合離去的方向離合器之后，工作機(jī)器I可以通過調(diào)節(jié)傳動(dòng)比來減速。當(dāng)工作機(jī)器到達(dá)零速度時(shí)(由圖15中的點(diǎn)614表示)，離去的方向離合器可以脫開，停車制動(dòng)器114可以施加，以便減少所需的操作人員動(dòng)作，并防止工作機(jī)器I的不希望運(yùn)動(dòng)。然后，旋轉(zhuǎn)斜盤可以沿第二方向(由圖15中的箭頭616表示)運(yùn)動(dòng)距離R0M，同時(shí)充裝即將到來的方向離合器。在旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至正確位置以及即將到來的方向離合器嚙合之后，停車制動(dòng)器114可以釋放或脫開。然后，旋轉(zhuǎn)斜盤可以沿第一方向504運(yùn)動(dòng)，并可以進(jìn)行任意所需的范圍/比率變化，以便將工作機(jī)器I加速至合適的最終速度(由圖15中的點(diǎn)618表示)。
[0092]當(dāng)實(shí)施圖14和15中所示的梭式變速時(shí)，應(yīng)當(dāng)知道，來自等式(I)的參數(shù)Ellissipated可以大致使用本領(lǐng)域已知用于估計(jì)在滑動(dòng)離合器中耗散的能量的任意合適方法來確定。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，Ellissipated可以使用以下等式(等式(2)和(3))來確定:
【權(quán)利要求】
1.一種用于在梭式變速過程中控制工作機(jī)器的可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的方法，該方法包括: 通過使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的離去的方向離合器脫開以及使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的即將到來的方向離合器滑動(dòng)以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速而開始方向交換；估計(jì)在梭式變速過程中在即將到來的方向離合器中耗散的總能量； 使得該總能量與預(yù)定能量界限值比較；以及 當(dāng)該總能量等于或超過預(yù)定能量界限值時(shí)，執(zhí)行反向動(dòng)作，以便完成梭式變速； 其中，反向動(dòng)作對(duì)應(yīng)于使得離去的方向離合器或即將到來的方向離合器中的一個(gè)嚙合而采取的動(dòng)作，以便使得梭式變速能夠利用比率變化來完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:估計(jì)在進(jìn)行梭式變速的過程中在即將到來的方向離合器中耗散的總能量包括: 估計(jì)在梭式變速過程中先前已經(jīng)在即將到來的方向離合器中耗散的能量；以及 估計(jì)當(dāng)執(zhí)行反向動(dòng)作時(shí)將在即將到來的方向離合器中耗散的附加能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中:估計(jì)當(dāng)執(zhí)行反向動(dòng)作時(shí)將在即將到來的方向離合器中耗散的附加能量包括估計(jì)當(dāng)在可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于完全嚙合即將到來的方向離合器的位置時(shí)在即將到來的方向離合器中的壓力保持恒定時(shí)在即將到來的方向離合器中將耗散的能量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:確定工作機(jī)器當(dāng)前是沿離去的方向運(yùn)行或是沿即將到來的方向運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中:當(dāng)工作機(jī)器當(dāng)前沿離去的方向運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行反向動(dòng)作以完成梭式變速包括: 使得即將到來的方向離合器脫開； 使得離去的方向離合器重新嚙合；以及 調(diào)節(jié)可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中:重新嚙合離去的方向離合器包括: 使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于嚙合離去的方向離合器的位置；以及 當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)用可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的停車制動(dòng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括: 在工作機(jī)器的車輛速度降低至零之后使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于嚙合即將到來的方向離合器的位置；以及 在即將到來的方向離合器嚙合之后調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，以便使得工作機(jī)器沿即將到來的方向加速。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中:當(dāng)工作機(jī)器當(dāng)前沿即將到來的方向運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行反向動(dòng)作以完成梭式變速包括: 當(dāng)可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于嚙合即將到來的方向離合器的位置時(shí)使得即將到來的方向離合器內(nèi)的壓力保持恒定；以及 在即將到來的方向離合器嚙合之后調(diào)節(jié)可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，以便使得工作機(jī)器沿即將到來的方向加速。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中:當(dāng)可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于嚙合即將到來的方向離合器的位置時(shí)使得即將到來的方向離合器內(nèi)的壓力保持恒定包括: 使得旋轉(zhuǎn)斜盤沿第一方向運(yùn)動(dòng)，直到橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)下降至低于預(yù)定的滑動(dòng)界限值；以及 在橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)下降至低于預(yù)定的滑動(dòng)界限值之后使得旋轉(zhuǎn)斜盤沿第二方向運(yùn)動(dòng)，該第二方向與第一方向相反。
10.一種用于在梭式變速過程中控制工作機(jī)器的可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的方法，該方法包括: 通過使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的離去的方向離合器脫開以及使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的即將到來的方向離合器滑動(dòng)以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速而開始方向交換；確定如果即將到來的方向離合器繼續(xù)滑動(dòng)該即將到來的方向離合器是否過熱； 在即將到來的方向離合器將過熱的情況下，脫開即將到來的方向離合器；以及使得可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于使得離去的方向離合器重新嚙合的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括:調(diào)節(jié)可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 在工作機(jī)器的車輛速度降低至零之后使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于嚙合即將到來的方向離合器的位置；以及· 在即將到來的方向離合器完全嚙合之后調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，以便使得工作機(jī)器沿即將到來的方向加速。
13.一種用于在操作工作機(jī)器的同時(shí)執(zhí)行梭式變速的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 可連續(xù)變化的傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置包括:離去的方向離合器，用于使得該可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置沿離去的方向嚙合；以及即將到來的方向離合器，用于使得該可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置沿即將到來的方向嚙合；以及 控制器，該控制器與可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置通信連接，該控制器設(shè)置成: 通過使得離去的方向離合器脫開以及使得即將到來的方向離合器滑動(dòng)以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速而開始方向交換； 估計(jì)在梭式變速過程中在即將到來的方向離合器中耗散的總能量； 使得總能量與預(yù)定能量界限值比較；以及 當(dāng)總能量等于或超過預(yù)定能量界限值時(shí)，執(zhí)行反向動(dòng)作，以便完成梭式變速； 其中，反向動(dòng)作對(duì)應(yīng)于使得離去的方向離合器或即將到來的方向離合器中的一個(gè)嚙合而采取的動(dòng)作，以便使得梭式變速能夠利用比率變化來完成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中:控制器設(shè)置成通過估計(jì)在梭式變速過程中先前已經(jīng)在即將到來的方向離合器中耗散的能量以及通過估計(jì)當(dāng)執(zhí)行反向動(dòng)作時(shí)將在即將到來的方向離合器中耗散的附加能量而估計(jì)總能量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中:控制器還設(shè)置成確定工作機(jī)器是沿離去的方向運(yùn)行或是沿即將到來的方向運(yùn)行。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中:當(dāng)工作機(jī)器沿離去的方向運(yùn)行時(shí)，控制器設(shè)置成這樣執(zhí)行反向動(dòng)作，即通過使得即將到來的方向離合器脫開、使得離去的方向離合器重新嚙合以及調(diào)節(jié)可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，以便使得工作機(jī)器沿離去的方向減速。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中:控制器設(shè)置成當(dāng)可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于重新嚙合離去的方向離合器的位置時(shí)應(yīng)用可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的停車制動(dòng)器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中:當(dāng)工作機(jī)器沿即將到來的方向運(yùn)行時(shí)，控制器設(shè)置成這樣執(zhí)行反向動(dòng)作，即通過在可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的靜液壓?jiǎn)卧男D(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于嚙合即將到來的方向離合器的位置時(shí)使得即將到來的方向離合器內(nèi)的壓力保持恒定。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中:控制器還設(shè)置成在即將到來的方向離合器嚙合之后調(diào)節(jié)可連續(xù)變化傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，以便使得工作機(jī)器沿即將到來的方向加速。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中:控制器還設(shè)置成這樣使得旋轉(zhuǎn)斜盤運(yùn)動(dòng)至用于嚙合即將到來的方向離合器的位置，即通過使得旋轉(zhuǎn)斜盤沿第一方向運(yùn)動(dòng)，直到橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)下降至低于預(yù)定的滑動(dòng)界限值，以及在橫過即將到來的方向離合器的滑動(dòng)下降至低于預(yù)定的滑動(dòng)界限值之后使得旋轉(zhuǎn)斜盤沿第二方向運(yùn)動(dòng)，該第二方向與第一方向相 反。
【文檔編號(hào)】B60W30/186GK103827548SQ201280041039
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月25日
【發(fā)明者】R·彼得里利亞諾, G·H·布爾格里恩, P·J·迪克斯, P·庫(kù)羅斯 申請(qǐng)人:凱斯紐荷蘭(上海)機(jī)械研發(fā)有限公司