[发明专利]具有液压控制的行星齿轮PTO单元，包括其的作业车辆和PTO扭矩估计方法

说明书

一种用于作业车辆的PTO单元(1)包括：由作业车轮的IC发动机驱动的行星齿轮(5)；在动力传递中连接到行星齿轮(5)并限定传动比的PTO花键(S)；由行星齿轮(5)驱动以控制传动比的静液压传动装置(6、7、20、21)；压力传感器单元(30)，用于感测静液压传动装置的回路(20)上的差压；以及控制单元(ECU)，所述控制单元编程为从表示PTO花键(S)的无负载运行的校准数学模型计算回路(20)中的差压；以及基于所述压降、来自传感器单元(30)的压力信号以及行星齿轮(5)和静液压传动装置的运动/液压系数，从另一数学模型计算PTO花键扭矩。

技术领域

本发明涉及一种PTO单元，其具有行星齿轮和用于行星齿轮的传动比的液压控制。这样的PTO单元可以携载在作业车辆上，例如，农用车辆或建筑设备车辆。

背景技术

已知提供一种具有PTO单元的拖拉机，所述PTO单元包括适合与农用工具连接的PTO花键，连接到拖拉机的内燃(IC)发动机以经由PTO为工具提供动力的行星齿轮，以及液压控制回路，所述液压控制回路包括液压泵和连接到行星齿轮的液压马达以连续地改变行星齿轮的传动比。传动比的变化可以由电子控制单元自动控制或由操作者手动调节，从而使PTO速度适应各种需要。

这样的PTO单元将IC发动机的转速与PTO的转速分离。这对于对工具提供更好的控制是有用的。为了提供工具的更好控制，重要的是控制或估计在PTO的每个工作条件下由PTO施加到工具的扭矩。

本发明的范围是提供经由PTO花键传递的扭矩的简单估计。

发明内容

本发明提供一种用于作业车辆的PTO单元，其包括：行星齿轮，所述行星齿轮具有用于与所述作业车辆的IC发动机连接的第一轴；PTO花键，所述PTO花键在动力传递中连接到所述行星齿轮并且与所述第一轴限定传动比；静液压传动装置，所述静液压传动装置由所述行星齿轮驱动以控制传动比；压力传感器单元，用于感测所述静液压传动装置的回路上的差压；以及控制单元，所述控制单元编程为：基于所述行星齿轮的实际运动状态并且从表示所述PTO花键的无负载运行的校准数学模型计算所述回路中的差压降；基于所述压降、来自所述传感器单元的压力信号以及所述行星齿轮和所述静液压传动装置的的运动/液压系数，从另一数学模型计算PTO花键扭矩。

优选的，所述校准数学模型使所述差压的计算基于所述IC发动机的第一角速度和所述PTO花键的第二角速度。

优选的，所述静液压传动装置包括第一液压动力机和第二液压动力机，所述第一液压动力机联接到所述PTO花键，使得从所述第一液压动力机到所述PTO花键的运行扭矩路径通过所述行星齿轮，所述第二液压动力机联接到所述行星齿轮和所述PTO花键，使得从所述第二液压动力机到所述PTO花键的运行扭矩路径不通过所述行星齿轮，所述第一和第二液压动力机经由所述回路在液压动力传递中连接以在使用中提供闭合流动再循环。

优选的，所述第一液压机是固定排量液压机；所述第二液压动力机是可变排量液压机；并且所述另一数学模型基于以下等式：

其中：Z_sun＝连接到所述第一液压动力机的行星齿轮的太阳齿轮的齿数；Z_ring＝连接到所述PTO花键和所述第二液压机两者的行星齿轮的环形齿轮的齿数；V₆＝所述第一液压动力机的液压固定排量；V₇＝所述第二液压动力机的最大排量；α＝所述第二液压动力机的分数排量；∈＝所述第一和第二液压动力机的机械液压效率；Δp＝由所述传感器单元测量的实际差压；Δp₀＝从所述校准数学模型估计的压降；T₆，T₇，T_eng，T_carr＝分别在所述第一液压动力机，所述第二液压动力机，所述第一轴和所述行星齿轮的齿轮架上的扭矩。