[发明专利]用于具有作业机具的机器的牵引力控制系统和方法

说明书

一种牵引力控制系统(200)，其被配置为限制具有作业机具(140)的机器(100)的滑移，所述牵引力控制系统包括：机器运动传感器(110)，其被配置为确定所述机器(100)的运动；作业机具单元(142)，其被配置为确定所述作业机具(140)是否处于操作状态；动力系统运动传感器(234)，其被配置为确定动力系统部件的运动；以及机器动力系统控制器(240)，其被配置为通过将所述机器(100)的所述运动与所述动力系统部件的所述运动进行比较来确定滑移，其中所述机器动力系统控制器(240)被配置为在滑移被确定时向所述动力系统部件发出扭矩减小的指令。

技术领域

本公开涉及用于机器中的牵引力控制系统和方法，更具体地涉及用于具有作业机具的机器的牵引力控制系统和方法。

背景技术

包括大型轮式装载机、轮式推土机或履带式推土机在内的机器可用于在建筑或采矿工地上与高冲击载荷接合。这种使用通常可以称为“堆接合(pile engagement)”。在与材料堆接合时，这些机器可受益于高扭矩和高发动机转速。通常这些机器在不平坦或未铺砌的地带工作，例如，用于在充满岩石的矿区运输岩堆。在机器的使用寿命内可能造成成本过高的一个问题是轮胎或履带失效。例如，在采矿应用中，岩石或其他材料刺破轮胎，同时仍然留有大量的胎面。在轮胎胎面磨损变薄的整个使用周期之前，轮子上的轮胎可能需要更换。这种对于轮式装载机、轮式推土机或履带式推土机的轮胎或履带更换的成本可占机器操作成本的一大部分。

在这方面，业内的一个问题是，机器的操作员由于没有可靠的轮胎滑移指示器而不能在足够的时间内查清问题以防止这种灾难性的轮胎故障，直至损坏已经发生。这是因为甚至轮胎四分之一的旋转也可能会导致深度撕裂。这样的深度撕裂会使轮胎完全失效。或者，当轮胎一起旋转时，所有四个轮胎都可能会失效，因此，要减小输送到轮胎的扭矩，操作员的稍稍的反应延迟通常都会太晚。

已经开发了一些用于这种机器的牵引力控制的装置或技术，这些装置或技术未能解决上述问题。传统的牵引力控制设计可能试图消除所有情况下的轮胎滑移。然而，这可能会导致成本高昂，因为需要多个轮速传感器、需要知道机器铰接角度、单个轮子速度以及消除每个轮子滑移的手段。

标题为“Vehicle acceleration based traction control”(基于车辆加速度的牵引力控制)的美国专利No.6,182,002讨论了一种牵引力控制系统，其中基于测量的机器加速度而不是测量的轮子速度来检测轮胎旋转状况。电子控制器通过计算车辆驱动轴的加速度，并将计算出的加速度与加速度阈值进行比较，来检测轮胎旋转状况。

然而，诸如′002专利中的系统的现有技术方法实施起来可能昂贵，它们未被配置为确定机器部件的状态以便进行滑移确定(例如堆接合)，和/或未被配置为确定机器动力系统的状态以便进行滑移确定。

发明内容

在一个方面，本公开描述了一种牵引力控制系统，所述牵引力控制系统被配置为限制具有作业机具的机器的滑移，所述牵引力控制系统包括：机器运动传感器，其被配置为确定机器运动；作业机具单元，其被配置为确定机器的作业机具是否处于操作状态；动力系统运动传感器，其被配置为确定动力系统部件的运动；以及机器动力系统控制器，其被配置为：对由机器运动传感器确定的机器的运动与由动力系统运动传感器确定的动力系统部件的运动进行比较以确定滑移；当滑移被确定时向动力系统部件发出扭矩减小的指令；当作业机具单元确定机器的作业机具在操作时启用扭矩减小；以及当作业机具单元确定机器的作业机具未操作时禁用扭矩减小。