RU2476336C2 - Рабочая машина с управлением ограничением крутящего момента для бесступенчатой трансмиссии - Google Patents

Рабочая машина с управлением ограничением крутящего момента для бесступенчатой трансмиссии Download PDF

Info

Publication number
RU2476336C2
RU2476336C2 RU2008143113/06A RU2008143113A RU2476336C2 RU 2476336 C2 RU2476336 C2 RU 2476336C2 RU 2008143113/06 A RU2008143113/06 A RU 2008143113/06A RU 2008143113 A RU2008143113 A RU 2008143113A RU 2476336 C2 RU2476336 C2 RU 2476336C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
internal combustion
torque control
combustion engine
continuously variable
Prior art date
Application number
RU2008143113/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008143113A (ru
Inventor
Брайтон Тодд ИСТМАН
Клэйтон Джордж ДЖЭЙНЕСЕК
Original Assignee
Дир Энд Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дир Энд Компани filed Critical Дир Энд Компани
Publication of RU2008143113A publication Critical patent/RU2008143113A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2476336C2 publication Critical patent/RU2476336C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/06—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/101—Infinitely variable gearings
    • B60W10/103—Infinitely variable gearings of fluid type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1882—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power characterised by the working point of the engine, e.g. by using engine output chart
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1884—Avoiding stall or overspeed of the engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1886—Controlling power supply to auxiliary devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2253—Controlling the travelling speed of vehicles, e.g. adjusting travelling speed according to implement loads, control of hydrostatic transmission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/1022—Input torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в рабочих машинах, включающих в себя двигатель внутреннего сгорания с бесступенчатой трансмиссией. Рабочая машина включаюет в себя двигатель внутреннего сгорания, имеющий выход, и бесступенчатую трансмиссию, соединенную с выходом двигателя внутреннего сгорания. Бесступенчатая трансмиссия предусматривает регулируемое передаточное отношение «входная мощность/выходная мощность» (ВхМ/ВыхМ). Регулируемое оператором устройство ввода управления крутящим моментом выдает выходной сигнал. С устройством ввода управления крутящим моментом соединена, по меньшей мере, одна электрическая схема обработки, имеющая конфигурацию, обеспечивающую управление выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания и отношением ВхМ/ВыхМ бесступенчатой трансмиссии в зависимости от упомянутого выходного сигнала из устройства ввода управления крутящим моментом. Раскрыт способ эксплуатации рабочей машины. Технический результат заключается в неподверженности утраты сцепления в условиях движения с малой скоростью. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к рабочим машинам, и в частности к рабочим машинам, включающим в себя двигатель внутреннего сгорания, соединенный с бесступенчатой трансмиссией.
Рабочая машина, такая как машина для строительных работ, машина для сельскохозяйственных работ или машина для лесохозяйственных работ, как правило, включает в себя двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания может быть выполнен в форме либо двигателя с воспламенением от сжатия (т.е. дизельного двигателя), либо двигателя с искровым зажиганием (т.е. бензинового двигателя). В случае машин для тяжелых работ первичный движитель выполнен в форме дизельного двигателя, имеющего лучшие характеристики перегрузки, прерывистого движения и крутящего момента для соответствующих рабочих операций.
Реакция двигателя внутреннего сгорания на ступенчатую нагрузку во время переходного периода после воздействия нагрузки является конструктивной особенностью, наиболее подверженной влиянию рабочего объема двигателя, агрегатов двигателя (например, зависит от того, имеет ли он стандартный турбонагнетатель, турбонагнетатель с перепускным клапаном или изменяемой геометрией, и т.д.) и стратегии программного обеспечения для привода воздушных и топливных исполнительных механизмов (например, средств рециркуляции выхлопных газов, турбонагнетателя, имеющего турбину с изменяемой геометрией (ТИГ), конфигурации топливных инжекторов, и т.д.) по отношению к требованиям законодательства о токсичности выбросов (например, видимого дыма, оксидов азота (NOx), и т.д.), требованиям по шуму или вибрациям.
Системы двигателей в целом имеют линейную реакцию во время приложения переходной нагрузки. Сначала нагрузка прикладывается к ведущему валу двигателя внутреннего сгорания. Скорость двигателя внутреннего сгорания уменьшается, когда увеличивается нагрузка. На падение скорости двигателя влияет то, является ли регулятор изохронным или имеет падение скорости. Расход воздуха увеличивают, обеспечивая дополнительный приток воздуха в двигатель внутреннего сгорания за счет изменения пневматических исполнительных механизмов. Для достижения новой уставки расхода воздуха необходима временная задержка. Объем впрыска топлива, происходящего почти мгновенно, увеличивается по отношению и к пределу задымления, и к максимальному допустимому количеству топлива. Затем двигатель восстанавливается, достигая уставки скорости двигателя. Параметрами, связанными с реакцией двигателя на ступенчатую нагрузку в переходный период после воздействия нагрузки, являются падение скорости и время на восстановление до упомянутой уставки двигателя.
Двигатель внутреннего сгорания может быть соединен с бесступенчатой трансмиссией, что обеспечивает выходную скорость, непрерывно изменяемую от 0 до максимума бесступенчатым образом. Бесступенчатая трансмиссия, как правило, включает в себя гидростатические и механические компоненты привода. Гидростатические компоненты преобразуют мощность вращающегося вала в гидравлический поток, и наоборот. Поток мощности через бесступенчатую трансмиссию может проходить только через гидростатические компоненты, только через механические компоненты или через совокупность гидравлических и механических компонентов, в зависимости от конструкции и выходной скорости.
Одним примером бесступенчатой трансмиссии для использования в рабочей машине является гидромеханическая трансмиссия, которая включает в себя гидравлический модуль, соединенный с планетарной зубчатой передачей. Другим примером бесступенчатой трансмиссии для использования в рабочей машине является гидромеханическая трансмиссия, которая включает в себя гидравлический модуль, соединенный с зубчатой передачей.
Рабочая машина, включающая в себя бесступенчатую трансмиссию, может быть подвержена утрате управления сцеплением и проскальзыванию колес, когда передаточное отношение бесступенчатой трансмиссии изменяют для согласования с условиями нагрузки. Контроллер бесступенчатой трансмиссии измеряет скорость двигателя и снижает передаточное отношение бесступенчатой трансмиссии, когда скорости двигателя уменьшается под нагрузкой. При движении по грунту на малых скоростях, количество мощности, требуемой для рабочей машины, представляет собой малую процентную долю той мощности, которую может генерировать двигатель, так что двигатель не работает с перегрузкой, когда выходной крутящий момент, передаваемый из двигателя, увеличивается. Тогда оператор не будет осведомлен о том, что крутящий момент на колесах увеличивается. В этом случае, ведущие колеса могут утратить сцепление с грунтом и неожиданно пробуксовывать. При некоторых операциях это нежелательно.
В данной области техники необходима рабочая машина, конфигурация которой предусматривает наличие бесступенчатой трансмиссии и которая не подвержена утрате сцепления в условиях движения с малой скоростью.
Изобретение в одной его форме посвящено рабочей машине, включающей в себя двигатель внутреннего сгорания, имеющий выход, и бесступенчатую трансмиссию, соединенную с выходом двигателя ВС. Бесступенчатая трансмиссия предусматривает регулируемое передаточное отношение «входная мощность/выходная мощность» (ВхМ/ВыхМ). Регулируемое оператором устройство ввода управления крутящим моментом выдает выходной сигнал. С этим устройством ввода управления крутящим моментом соединена, по меньшей мере, одна электрическая схема обработки, имеющая конфигурацию, обеспечивающую управление выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания и/или отношением ВхМ/ВыхМ бесступенчатой трансмиссии в зависимости от выходного сигнала из устройства ввода управления крутящим моментом.
Изобретение в еще одной его форме посвящено способу эксплуатации рабочей машины, включающей в себя двигатель внутреннего сгорания, имеющий выход, и бесступенчатую трансмиссию, соединенную с выходом двигателя ВС. Бесступенчатая трансмиссия предусматривает регулируемое передаточное отношение ВхМ/ВыхМ. Способ включает в себя этапы, на которых задают уставку управления крутящим моментом, связанную с бесступенчатой трансмиссией, с помощью регулируемого оператором устройства ввода управления крутящим моментом; выдают выходной сигнал из этого устройства ввода управления крутящим моментом, по меньшей мере, в одну электрическую схему обработки и управляют выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания и/или отношением ВхМ/ВыхМ бесступенчатой трансмиссии в зависимости от выходного сигнала из устройства ввода управления крутящим моментом.
Далее, настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематическое изображение варианта осуществления рабочей машины согласно настоящему изобретению; и
Фиг.2 - блок-схема последовательности операций варианта осуществления способа эксплуатации рабочей машины согласно настоящему изобретению.
На фиг.1 показано схематическое изображение варианта осуществления рабочей машины 10 согласно настоящему изобретению. Рабочая машина 10 может быть грейдером (дорожным стругом) или машиной для строительных работ, такой как фронтальный погрузчик (погрузчик фронтальной навески) от фирмы John Deere, или рабочей машиной другого типа, такой как машина для лесохозяйственных, шахтно-рудничных или промышленных работ.
Рабочая машина 10 включает в себя двигатель 12 внутреннего сгорания, который соединен с бесступенчатой трансмиссией 14, в типичном случае, посредством выходного коленчатого вала 16, идущего из двигателя 12 ВС. Предполагается, что в иллюстрируемом варианте осуществления двигатель 12 внутреннего сгорания является дизельным двигателем, но он может быть также бензиновым двигателем, двигателем, работающим на пропане, и т.д. Двигатель 12 внутреннего сгорания имеет размеры и конфигурацию, соответствующие приложению.
Бесступенчатая трансмиссия 14 в общем случае включает в себя гидравлический модуль 18 и механический модуль 20 зубчатой передачи привода. Предполагается, что в иллюстрируемом варианте осуществления бесступенчатая трансмиссия 14 является гидромеханической трансмиссией, но она может быть также гидростатической трансмиссией или бесступенчатая трансмиссия другого типа. Бесступенчатая трансмиссия 14 может иметь традиционную конструкцию, и поэтому ее более подробное описание здесь приведено не будет. Бесступенчатая трансмиссия 14 имеет выход, который соединен, по меньшей мере, с одним расположенным дальше в кинематической цепи компонентом 22 зубчатой передачи привода, который, в свою очередь, соединен с множеством ведущих колес 24, одно из которых показано на фиг.1. Конечно, должно быть ясно, что в случае рабочего транспортного средства на гусеничном ходу компонент 22 зубчатой передачи привода может быть соединен с гусеницей, контактирующей с грунтом.
Бесступенчатая трансмиссия 14 также выдает выходную мощность на одну или более внешних нагрузок 26, которые, в свою очередь, обеспечивают дополнительную нагрузку на двигателе 12 внутреннего сгорания. Внешние нагрузки 26 в типичном случае представлены в форме гидравлических нагрузок, таких как электродвигатель фронтального погрузчика, стрелы обратной лопаты, шнека для выгрузки зерна, пилы для валки деревьев, и т.д. Таким образом, суммарная нагрузка, прикладываемая к двигателю 12 внутреннего сгорания, является функцией и тяговых нагрузок, и внешних гидравлических нагрузок.
Электрической обрабатывающей схеме 28 придана конфигурация одного или более контроллеров. В показанном варианте осуществления, контроллер 28 включает в себя обозначенный позицией 30 блок управления двигателем (БУД), который осуществляет электронное управление работой двигателя 12 внутреннего сгорания и соединен с множеством датчиков (конкретно не показанных), связанных с работой двигателя 12 внутреннего сгорания. Например, БУД 30 может быть соединен с датчиком, указывающим параметры управления двигателем, такие как расход воздуха внутри одного или более впускных коллекторов, скорость двигателя, расход и/или синхронизацию подачи топлива, скорость рециркуляции выхлопных газов (РВГ), положение лопастей турбонагнетателя, и т.д. Кроме того, БУД 30 может принимать выходные сигналы из обозначенного позицией 32 блока управления транспортным средством (БУТС), отображающие параметры управления транспортным средством, вводимые оператором, такие как предписываемая скорость относительно земли (указываемая положением рычага дроссельной заслонки или гидростата) или предписываемое направление рабочей машины (указываемое угловой ориентацией рулевого колеса).
Аналогичным образом, обозначенный позицией 34 блок управления трансмиссией (БУТ) осуществляет электронное управление работой бесступенчатой трансмиссии 14 и соединен с множеством датчиков, связанных с работой бесступенчатой трансмиссии 14. БУД 30 и БУТ 34 соединены друг с другом посредством структуры шин, обеспечивающей двухсторонний поток данных, например, это может быть шина 36 локальной цепи контроллеров (ЛЦК).
Устройство 40 ввода управления крутящим моментом позволяет оператору регулировать крутящий момент, передаваемый от бесступенчатой трансмиссии 14, который управляется, по меньшей мере, частично посредством управления выходным крутящим моментом, передаваемым от двигателя 12 внутреннего сгорания. В показанном варианте осуществления, устройство 40 ввода управления крутящим моментом имеет конфигурацию поворотного шкального прибора управления крутящим моментом, располагающегося в пределах пульта на рабочем месте оператора. Шкальный прибор 40 управления крутящим моментом может иметь видимые линии, цифры, зубцы, и т.д. в диапазоне между минимальной уставкой управления крутящим моментом и максимальной уставкой управления крутящим моментом. В альтернативном варианте, устройство ввода управления крутящим моментом может иметь конфигурацию электронного сенсорного экрана или любое количество других конфигураций.
Одна возможность задания максимальной уставки управления крутящим моментом заключается в согласовании этого значения с максимальным значением крутящего момента или нагрузки по кривой крутящего момента для данного двигателя внутреннего сгорания, а также с выходной мощностью бесступенчатой трансмиссии при заранее определенном передаточном отношении ВхМ/ВыхМ. Иными словами, с максимальной выходной мощностью для двигателя 12 внутреннего сгорания и заранее определенной выходной мощностью для бесступенчатой трансмиссии 14.
Например, для заданного двигателя внутреннего сгорания обычным является использование заранее определенной кривой крутящего момента, на которой крутящий момент (нагрузка) является функцией скорости двигателя. Кривую крутящего момента можно хранить в памяти или осуществлять ее динамическое определение с помощью заданной математической функции. Такие кривые крутящих моментов хорошо известны в данной области техники и не иллюстрируются здесь в целях краткости изложения. Кривая крутящего момента, используемая при эксплуатации, определяет максимальный выходной крутящий момент при заданной скорости двигателя. Таким образом, возможен ряд крутящих моментов, каждый из которых соответствует отличающейся рабочей скорости двигателя 12 внутреннего сгорания. Крутящий момент или нагрузка крутящим моментом представляет собой вращательное усилие коленчатого вала двигателя, т.е. выходную мощность. Скорость двигателя обычно определяется положением дроссельной заслонки, электронной или механической. Чтобы получить соответствующий крутящий момент двигателя, БУД 30 управляет отработкой одного или более параметров двигателя для достижения желаемого выходного крутящего момента, который находится на уровне или ниже уровня максимального крутящего момента для той рабочей скорости. Например, БУД 30 может управлять переменной рециркуляцией выхлопных газов (РВГ) и системой РВГ (например, отношением количества разбавителя к количеству воздуха), управляемым элементом в турбонагнетателе с изменяемой геометрией (ТИГ), синхронизацией впрыска топлива и/или давлением топлива. Таким образом, оказывается возможным с помощью устройства 40 ввода управления крутящим моментом задать максимальную уставку управления крутящим моментом, соответствующую максимальному значению нагрузки на кривой крутящего момента при заданной рабочей скорости или десятичному числу, выражающему максимальное значение нагрузки.
Следовательно, минимальная допустимая уставка управления крутящим моментом при этой самой низкой уставке управления является величиной переменной и зависит от текущих рабочих условий. Поэтому можно посредством уставки управления крутящим моментом изменять желаемый крутящий момент между минимальной допустимой уставкой и вышеупомянутой максимальной уставкой.
Хотя различные электронные компоненты, такие как БУД 30, БУТС 32 и БУТ 34, показаны соединенными друг с другом с помощью проводных соединений, следует также понять, что для определенных приложений можно использовать беспроводные соединения. Кроме того, некоторые из внутренних электронных соединений и соединений для текучих сред внутри компонентов согласно фиг.1, не показаны в целях упрощения изображения.
Теперь, со ссылками на фиг.2, будет приведено более подробное описание варианта осуществления способа эксплуатации рабочей машины 10 согласно настоящему изобретению. Блок-схема последовательности операций, показанная на фиг.2, может быть согласована с большинством рабочих условий, за исключением ситуаций, когда двигатель 12 внутреннего сгорания работает в условиях холостого хода или близких к ним, и в этом случае выходная мощность, поступающая от двигателя 12 внутреннего сгорания, не ограничивается.
Предел крутящего момента, передаваемого с выхода бесступенчатой трансмиссии 14, сначала задается с помощью шкального прибора 40 управления крутящим моментом (блок 50). Уставка шкального прибора управления соответствует желаемому выходному крутящему моменту, передаваемому от бесступенчатой трансмиссии 14. Менее агрессивные уставки предотвращают проскальзывание, ограничивая передаточное отношение ВхМ/ВыхМ бесступенчатой трансмиссии 14 в некоторых условиях движения по грунту, а более агрессивные уставки увеличивают максимальный крутящий момент. В случае гидромеханической трансмиссии, поворачивая верньер для достижения менее агрессивной уставки, фактически ограничивает давление, присутствующее в гидростатическом узле, непосредственно соединенном с зубчатой передачей.
В процессе эксплуатации БУД 30 управляет выходной мощностью, передаваемой от двигателя 12 внутреннего сгорания, в зависимости от заданного предела крутящего момента (блок 54). Если заданный предел крутящего момента достигнут, то скорость подачи топлива в двигатель 12 внутреннего сгорания ограничивается (поддерживается постоянной), чтобы, в свою очередь, уменьшить величину крутящего момента, прикладываемого к бесступенчатой трансмиссии 14, и тем самым ограничить выходной крутящий момент, передаваемый от бесступенчатой трансмиссии 14. Это может вызвать падение скорости двигателя. Если скорость двигателя падает до предварительно определенного значения количества оборотов на холостом ходу или оказывается ниже этого значения, то тогда увеличивают отношение ВхМ/ВыхМ бесступенчатой трансмиссии с целью поддержания малого значения количества оборотов на холостом ходу. Если внешняя нагрузка на машину не ослабевает, этот процесс можно повторять до тех пор, пока машина не остановится.
Способ эксплуатации согласно настоящему изобретению может также обеспечивать согласование переходных нагрузок во время эксплуатации (блок 56 принятия решения). Если воспринимается переходная нагрузка, такая как внешняя гидравлическая нагрузка, то делается запрос о том, является ли крутящий момент на выходе двигателя 12 внутреннего сгорания максимальным (блок 58 принятия решения). Если двигатель 12 внутреннего сгорания уже работает с максимальным крутящим моментом для заданной скорости двигателя, то больше невозможно увеличивать крутящий момент, передаваемый от двигателя 12 внутреннего сгорания, так что вместо этого увеличивают отношение входной мощности к выходной мощности (ВхМ/ВыхМ), обеспечиваемое бесступенчатой трансмиссией 14 (блок 60). С другой стороны, если двигатель 12 внутреннего сгорания не работает с максимальным крутящим моментом для заданной скорости двигателя, то крутящий момент на выходе двигателя 12 внутреннего сгорания увеличивают для согласования с переходной нагрузкой (блок 62).
В случае если переходная нагрузка не обнаружена или переходная нагрузка проходит (линия 64), осуществление способа продолжают до тех пор, пока двигатель 12 внутреннего сгорания не окажется отключенным (блок 66 принятия решения). Когда двигатель 12 внутреннего сгорания продолжает работать, управление возвращается к блоку 50, где задается новый или старый предел крутящего момента.
При осуществлении вышеописанного способа согласно настоящему изобретению ограничение входного крутящего момента, передаваемого от двигателя 12 внутреннего сгорания, на основании заданного управления крутящим моментом ограничивает максимальный выходной крутящий момент, передаваемый от бесступенчатой трансмиссии 14, тем самым, обеспечивая управление тяговым усилием в соответствии с потребностями оператора в текущих условиях и максимизацию рабочей характеристики.
После описания предпочтительного варианта осуществления будет очевидно, что в рамках объема притязаний изобретения, определяемого нижеследующей формулой изобретения, можно внести в него различные изменения.

Claims (20)

1. Рабочая машина, содержащая
двигатель внутреннего сгорания, имеющий выход,
бесступенчатую трансмиссию, соединенную с выходом двигателя внутреннего сгорания, причем упомянутая бесступенчатая трансмиссия предусматривает регулируемое передаточное отношение «входная мощность/выходная мощность» (ВхМ/ВыхМ),
регулируемое оператором устройство ввода управления крутящим моментом, выдающее выходной сигнал, и
по меньшей мере, одну электрическую схему обработки, соединенную с устройством ввода управления крутящим моментом и имеющую конфигурацию, обеспечивающую управление выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания и/или отношением ВхМ/ВыхМ упомянутой бесступенчатой трансмиссии в зависимости от выходного сигнала из устройства ввода управления крутящим моментом.
2. Рабочая машина по п.1, в которой устройство ввода управления крутящим моментом содержит регулируемый оператором шкальный прибор управления крутящим моментом.
3. Рабочая машина по п.2, в которой шкальный прибор управления крутящим моментом предусматривает минимальную уставку управления крутящим моментом и максимальную уставку управления крутящим моментом.
4. Рабочая машина по п.3, в которой шкальный прибор управления крутящим моментом показывает максимальную уставку управления крутящим моментом, по меньшей мере, одна электрическая схема обработки не ограничивает выходную мощность двигателя внутреннего сгорания и увеличивает отношение ВхМ/ВыхМ упомянутой бесступенчатой трансмиссии для поддержания скорости двигателя, присущей двигателю внутреннего сгорания, в условиях переходной нагрузки.
5. Рабочая машина по п.3, в которой максимальная уставка управления крутящим моментом соответствует максимальному крутящему моменту при заданной рабочей скорости для двигателя внутреннего сгорания.
6. Рабочая машина по п.1, в которой, по меньшей мере, одна электрическая схема обработки включает в себя блок управления двигателем (БУД), связанный с двигателем внутреннего сгорания, и/или блок управления трансмиссией (БУТ), связанный с упомянутой бесступенчатой трансмиссией.
7. Рабочая машина по п.6, включающая в себя рычаг управления скоростью, связанный с упомянутым БУТ и выдающий в него выходной сигнал, причем конфигурация упомянутого БУТ обеспечивает управление отношением ВхМ/ВыхМ упомянутой бесступенчатой трансмиссии в зависимости от выходного сигнала от рычага управления скоростью.
8. Рабочая машина по п.7, включающая в себя дроссельную заслонку, связанную с упомянутым БУД и выдающую в него выходной сигнал, причем конфигурация упомянутого БУД обеспечивает управление выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания в зависимости от выходного сигнала от дроссельной заслонки.
9. Рабочая машина по п.6, в которой упомянутый БУТ принимает выходной сигнал из устройства ввода управления крутящим моментом, передает его в упомянутый БУД, а упомянутый БУД управляет выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания.
10. Рабочая машина по п.1, в которой, по меньшей мере, одна электрическая схема обработки управляет выходной мощностью двигателя путем управления скоростью подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.
11. Рабочая машина по п.1, представляющая собой одну из машины для строительных работ, машины для сельскохозяйственных работ, машины для лесохозяйственных работ, машины для шахтно-рудничных работ и машины для промышленных работ.
12. Способ эксплуатации рабочей машины, включающей в себя двигатель внутреннего сгорания (ВС), имеющий выход, и бесступенчатую трансмиссию (БТ), соединенную с выходом двигателя внутреннего сгорания, причем упомянутая бесступенчатая трансмиссия предусматривает регулируемое передаточное отношение «входная мощность/выходная мощность» (ВхМ/ВыхМ), при котором:
задают уставку управления крутящим моментом, связанную с бесступенчатой трансмиссией, с помощью регулируемого оператором устройства ввода управления крутящим моментом, выдают выходной сигнал из устройства ввода управления крутящим моментом в, по меньшей мере, одну электрическую схему обработки и управляют выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания и/или отношением ВхМ/ВыхМ упомянутой бесступенчатой трансмиссии в зависимости от выходного сигнала из устройства ввода управления крутящим моментом.
13. Способ по п.12, при котором устройство ввода управления крутящим моментом содержит регулируемый оператором шкальный прибор управления крутящим моментом.
14. Способ по п.13, при котором шкальный прибор управления крутящим моментом предусматривает минимальную уставку управления крутящим моментом и максимальную уставку управления крутящим моментом, при этом отношение ВхМ/ВыхМ упомянутой бесступенчатой трансмиссии ограничивают, когда шкальный прибор управления крутящим моментом показывает значение ниже максимальной уставки управления крутящим моментом.
15. Способ по п.14, при котором, когда шкальный прибор управления крутящим моментом показывает максимальную уставку управления крутящим моментом, выходную мощность двигателя внутреннего сгорания не ограничивают, а отношение ВхМ/ВыхМ упомянутой бесступенчатой трансмиссии увеличивают для поддержания скорости двигателя, присущей двигателю внутреннего сгорания в условиях переходной нагрузки.
16. Способ по п.14, при котором максимальная уставка управления крутящим моментом соответствует максимальному крутящему моменту при заданной рабочей скорости для двигателя внутреннего сгорания.
17. Способ по п.12, при котором управление осуществляют с помощью, по меньшей мере, одного из блока управления двигателем (БУД), связанного с двигателем внутреннего сгорания, и блока управления трансмиссией, связанного с упомянутой бесступенчатой трансмиссией.
18. Способ по п.17, при котором:
устанавливают рычаг управления скоростью в соответствии со скоростью движения рабочего транспортного средства относительно земли,
выдают выходной сигнал от рычага управления скоростью в упомянутый БУТ,
управляют отношением ВхМ/ВыхМ упомянутой бесступенчатой трансмиссии в зависимости от выходного сигнала от рычага управления скоростью.
19. Способ по п.18, при котором:
устанавливают дроссельную заслонку в соответствии с рабочей скоростью двигателя внутреннего сгорания,
выдают выходной сигнал от дроссельной заслонки в упомянутый БУД и управляют выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания с использованием БУД в зависимости от выходного сигнала от дроссельной заслонки.
20. Способ по п.17, при котором упомянутый БУТ принимает выходной сигнал из устройства ввода управления крутящим моментом, передает его в упомянутый БУД, и упомянутый БУД управляет выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания.
RU2008143113/06A 2007-10-31 2008-10-30 Рабочая машина с управлением ограничением крутящего момента для бесступенчатой трансмиссии RU2476336C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/931,011 US20090112414A1 (en) 2007-10-31 2007-10-31 Work Machine With Torque Limiting Control For An Infinitely Variable Transmssion
US11/931,011 2007-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008143113A RU2008143113A (ru) 2010-05-10
RU2476336C2 true RU2476336C2 (ru) 2013-02-27

Family

ID=40229971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008143113/06A RU2476336C2 (ru) 2007-10-31 2008-10-30 Рабочая машина с управлением ограничением крутящего момента для бесступенчатой трансмиссии

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20090112414A1 (ru)
EP (1) EP2055545A3 (ru)
JP (1) JP5419416B2 (ru)
KR (1) KR20090045018A (ru)
CN (1) CN101424218A (ru)
CA (1) CA2641232A1 (ru)
MX (1) MX2008013864A (ru)
RU (1) RU2476336C2 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8060284B2 (en) * 2007-10-31 2011-11-15 Deere & Company Work machine with torque limiting control for an infinitely variable transmission
JP5124504B2 (ja) * 2009-02-09 2013-01-23 日立建機株式会社 作業車両の原動機制御装置
JP5606834B2 (ja) * 2010-08-31 2014-10-15 日本車輌製造株式会社 杭打機
US8843282B2 (en) * 2011-11-02 2014-09-23 Caterpillar Inc. Machine, control system and method for hovering an implement
US8858395B2 (en) * 2012-04-30 2014-10-14 Caterpillar Inc. Torque control system
US9444389B2 (en) * 2015-01-29 2016-09-13 GM Global Technology Operations LLC Derating control of a power inverter module
US10913441B2 (en) * 2017-12-18 2021-02-09 Cummins, Inc. Integrated powertrain control of engine and transmission
DE102018200987B4 (de) * 2018-01-23 2023-02-02 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Steuern der Bewegung einer Baumaschine
JP6736597B2 (ja) * 2018-03-28 2020-08-05 日立建機株式会社 ホイールローダ
DE102019200079A1 (de) * 2019-01-07 2020-07-09 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuergerät zum Beladen eines Arbeitswerkszeugs einer Arbeitsmaschine
CN110984282B (zh) * 2019-12-20 2021-08-24 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种基于发动机最大可用扭矩的挖掘机控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4523892A (en) * 1984-05-14 1985-06-18 Caterpillar Tractor Co. Hydrostatic vehicle control
US5967756A (en) * 1997-07-01 1999-10-19 Caterpillar Inc. Power management control system for a hydraulic work machine
RU2142567C1 (ru) * 1994-04-12 1999-12-10 Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн Автоматическая система и способ регулировки частоты вращения двигателя (варианты)
US6405844B1 (en) * 1999-09-10 2002-06-18 Komatsu Ltd. Working vehicle
RU2284926C2 (ru) * 2003-09-22 2006-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский тракторный институт "НАТИ" Способ автоматического адаптивного управления бесступенчатой трансмиссией тяговых и транспортных машин
RU2288110C2 (ru) * 2003-09-22 2006-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский тракторный институт "НАТИ" Устройство адаптивного регулирования бесступенчатой трансмиссии тяговых и транспортных машин
WO2007074608A1 (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Komatsu Ltd. 建設車両

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444285A (en) * 1981-07-30 1984-04-24 Stewart Charles F Electro-mechanical propulsion system
JPH1137284A (ja) * 1997-07-18 1999-02-12 Yanmar Agricult Equip Co Ltd 農作業車の自動変速装置
JP3883085B2 (ja) * 1998-02-10 2007-02-21 株式会社小松製作所 可変容量式トルクコンバータ付き車両
US6247378B1 (en) * 2000-01-06 2001-06-19 Deere & Company Operator control device for an infinitely variable transmission
JP3678122B2 (ja) * 2000-07-10 2005-08-03 日産自動車株式会社 変速比無限大無段変速機のトルク制御装置
DE10037676C1 (de) * 2000-07-26 2002-05-23 Jungheinrich Ag Vorrichtung zur Regelung eines Antriebssystems für ein Flurförderzeug
US6666793B2 (en) * 2001-02-22 2003-12-23 Nissan Motor Co., Ltd. Control of infinitely variable transmission
JP4300723B2 (ja) * 2001-09-03 2009-07-22 井関農機株式会社 トラクタ
GB0307038D0 (en) * 2003-03-27 2003-04-30 Torotrak Dev Ltd System and method for controlling a continuously variable transmission
WO2006055978A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-26 Bosch Rexroth Corporation Hydro-electric hybrid drive system for motor vehicle
JP4395137B2 (ja) * 2006-02-08 2010-01-06 ジヤトコ株式会社 車両のトルク制御装置
US9126598B2 (en) * 2006-06-05 2015-09-08 Deere & Company Power management for infinitely variable transmission (IVT) equipped machines

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4523892A (en) * 1984-05-14 1985-06-18 Caterpillar Tractor Co. Hydrostatic vehicle control
RU2142567C1 (ru) * 1994-04-12 1999-12-10 Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн Автоматическая система и способ регулировки частоты вращения двигателя (варианты)
US5967756A (en) * 1997-07-01 1999-10-19 Caterpillar Inc. Power management control system for a hydraulic work machine
US6405844B1 (en) * 1999-09-10 2002-06-18 Komatsu Ltd. Working vehicle
RU2284926C2 (ru) * 2003-09-22 2006-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский тракторный институт "НАТИ" Способ автоматического адаптивного управления бесступенчатой трансмиссией тяговых и транспортных машин
RU2288110C2 (ru) * 2003-09-22 2006-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский тракторный институт "НАТИ" Устройство адаптивного регулирования бесступенчатой трансмиссии тяговых и транспортных машин
WO2007074608A1 (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Komatsu Ltd. 建設車両

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008143113A (ru) 2010-05-10
CN101424218A (zh) 2009-05-06
JP2009109010A (ja) 2009-05-21
US20090112414A1 (en) 2009-04-30
EP2055545A3 (en) 2010-09-08
KR20090045018A (ko) 2009-05-07
MX2008013864A (es) 2009-05-12
JP5419416B2 (ja) 2014-02-19
CA2641232A1 (en) 2009-04-30
EP2055545A2 (en) 2009-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2476336C2 (ru) Рабочая машина с управлением ограничением крутящего момента для бесступенчатой трансмиссии
EP2055544B1 (en) Work machine and method
CA2645970C (en) Work machine with power limit control using an infinitely varible transmission
EP2055543B1 (en) Work Machine and Method
US7146263B2 (en) Predictive load management system
US8070651B2 (en) Work machine coast and brake control with an infinitely variable transmission
US8701636B2 (en) Variable input driving system and method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141031