[发明专利]变速器压力-设定的扭矩控制

说明书

技术领域

本专利申请整体上涉及传动控制，特别是，构造具有液压马达或变速器的传动系以能够进行精确的扭矩控制。

背景技术

对于不直接由它们各自的动力源驱动的机器来说，传动系(transmission)是影响性能和效率的驱动系统的关键部件。传动系具有很多功能，包括，如齿轮减小或扩大，用于使最终驱动速度和/或扭矩与发动机速度和/或扭矩匹配；在动力源和最终驱动之间建立和断开连接、驱动系统减震、机器能量吸收，即在机器减速期间等。实现上述目标需要在传动系统内进行很多复杂化的工作，而且这些复杂化的工作可能在传动系的可控性和稳定性方面造成一些问题。

在很多条件下，使用液压传动系和驱动装置具有很大的优势，但是这些部件也相当复杂。这样的传动系包括但不限于静液压、液力机械、或其它包括液压变速器或液压泵/马达系统的传动系或驱动装置。在本文中将通过示例论述的液力机械转矩分流式(或平行路径)传动系就是一种十分有用但复杂的液压传动系统。与用于如拖拉机、推土机和轮式装载机的土方作业机器的典型机械传动系相比，这种传动系的类型具有很多优点。例如，液力机械传动系通常可连续地控制速度以及更有效且高效地管理发动机速度。

由于上述传动系的复杂性，它们的控制模式不同于那些用于控制标准机械传动系的技术。如下面将详细讨论的，液力机械转矩分流式传动系包括变速器，该变速器的输出通过传动系内的一组行星齿轮系统连接到主动力源，通常情况下是发动机。变速器包括静液压泵，该静液压泵具有受致动器影响的排量。

因此，传动系的输出是发动机和变速器的瞬时特性的函数。传统上，通过速度控制技术控制这样的液力机械传动系。特别是通过控制泵的排量控制传动系的输出速度。这种实践对泵的致动器使用反馈控制，将致动器推到特定的位置，从而实现特定的泵排量。虽然这样的速度控制系统在输出时提供扭矩，它们不控制输出扭矩，仅控制输出速度或速度比(输出速度相对于输入速度)。该系统在一些行业中十分有效；但是，缺乏扭矩控制在很多行业和环境中十分不利，特别是那些涉及使用大型土方作业机器的行业。

例如，当速度控制机器由于负载或坡度遭遇突变的阻力时，速度控制传动系在保持速度比或速度的条件下可造成发动机滞后，或相对于驱动系统可造成其它的不稳定或不利的后果。授予Smith的美国专利No.6,684,636中论述了用于控制速度的一种系统。Smith揭示了一种使用电信号控制速度的方法，该电信号应用于螺线管以使泵排量改变。这种方法在基本水平的表面上十分有效，但是，如上所述，操作者或机器在不平的表面上由于控制装置想要达到期望的速度而会遭遇不期望的加速。

因此，虽然速度控制传动系理论上能达到土方行业的需要，但是由于在表面快速变化的条件下很难确定正确的泵排量，系统在实际应用中没有大范围地成功。特别是，在控制速度时排量中的任何错误都可造成滞后和倾斜以及一般的不期望的机器行为。

本文中所揭示的原理旨在至少部分克服提到或没提到的现有技术的一个或多个不足。但是应明白，不考虑特别要求保护的发明克服了一个或多个提到的现有技术的问题或在哪种程度上克服了上述问题，发明本身由所附权利要求书限定。另外，还应明白，文中所论述的代表例或公开仅用作用于研究所述代表例的引子，不能替代或补充实例。本文中所讨论的代表例与其它代表例不一致时，应明白该代表例就其本身的启示而言是确实的。

发明内容

一方面，提供一种用于控制从液力机械或其它液压驱动装置或传动系输出的期望扭矩的设备。该设备包括构造为用于确定期望扭矩和确定致动器压力的控制模块，该致动器压力在应用时使变速器(或其它液压马达)输出期望扭矩。

另一方面，提供一种用于输出期望扭矩的传动系示例。该传动系包括与诸如内燃机的合适的输出产生装置驱动地连接的可变排量泵、与可变排量泵驱动地连接的固定或可变排量的液压马达、齿轮系统、致动器和控制模块。致动器构造为影响可变排量泵的排量，以及控制模块构造为确定期望扭矩和确定致动器压力，该致动器压力在应用时使变速器输出期望扭矩。

再一方面，提供一种用于控制从传动系或驱动系统输出的期望扭矩的方法。该方法包括以下步骤：确定期望扭矩和从马达输出期望扭矩，如在液力机械传动系内。

可以理解，上述一般说明和下述具体说明仅用作示例和解释，并不限定本发明。

可通过下述具体说明和所附附图理解所揭示原理的其它方面和特征，其中：

附图说明

图1是液力机械传动系统的示意图，在该液力机械传动系统内可有利地应用所述原理；