阅读说明：本技术 基于作业车辆参数的扭矩变换器控制 (torque converter control based on work vehicle parameters ) 是由 梅根·L·彭斯 凯文·坎贝尔 戴维·迈尔斯 凯尔·莱纳尔 托马斯·A·波特 迈克尔·R·古 于 2019-04-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种基于作业车辆参数的扭矩变换器控制,作业车辆包括具有锁止离合器的扭矩变换器和控制器,该控制器有条件地允许锁止离合器在锁止位置或解锁位置中操作。所述控制器在所述作业车辆的操作期间确定多个现役作业车辆参数,并且包括多个准备挖掘参数。控制器通过比较所述多个现役作业车辆参数中的至少两个现役作业车辆参数与至少两个相应的准备挖掘参数来确定作业车辆的准备挖掘状态或非挖掘状态。控制器响应于准备挖掘状态而不允许锁止离合器在锁止位置中操作,响应于非挖掘状态而允许锁止离合器在锁止位置或解锁位置中操作。锁止离合器的操作避免了发动机在准备挖掘的状态下停转。(a work vehicle includes a torque converter having a lock-up clutch and a controller that conditionally allows the lock-up clutch to operate in either a locked position or an unlocked position. The controller determines a plurality of active work vehicle parameters during operation of the work vehicle and includes a plurality of readiness digging parameters. The controller determines a ready-to-dig state or a non-dig state of the work vehicle by comparing at least two active work vehicle parameters of the plurality of active work vehicle parameters to at least two corresponding ready-to-dig parameters. The controller disables operation of the lock-up clutch in the lock-up position in response to the ready-to-dig condition and enables operation of the lock-up clutch in the lock-up position or the unlock position in response to the non-dig condition. Operation of the lock-up clutch prevents the engine from stalling in a state ready for digging.)

基于作业车辆参数的扭矩变换器控制

技术领域

本发明涉及一种四轮驱动装载机，并且特别地涉及不允许或允许用于扭矩变换器的锁止离合器的操作，从而防止装载机在准备挖掘或非挖掘情况下停转。

背景技术

例如装载机的作业车辆可以在建筑工地中以将材料装载到其它类型的机械中和机械上。传统的装载机，例如前装载机或单斗装载机、铲斗式装载机、前端装载机等，是一种具有前端安装式铲斗的牵引机，该前端安装式铲斗连接到两个悬臂的端部，以用于从地面(该地面通常称为负载或堆)掘起材料。装载机可以包括前轮和后轮，或者在替代形式中，其可以包括履带。通常存在当负载施加到作业车辆时作业车辆不响应的时间延迟。在该时间延迟期间，作业车辆或发动机在某些情况下停转，该某些情况包括当变速器在高挡位和/或当扭矩变换器中的锁止离合器被锁止时。

因此，需要进行改进以检测准备挖掘状态或非挖掘状态，以及需要对扭矩变换器的锁止离合器在解锁位置或锁止位置的操作进行改进。

发明内容

在本公开的一个示例性实施例中，一种方法包括操作具有扭矩变换器的作业车辆，所述扭矩变换器包括锁止离合器，所述作业车辆具有控制器，所述控制器被配置为有条件地允许锁止离合器在锁止位置或解锁位置中操作，在所述作业车辆的操作期间，确定多个现役作业车辆参数，通过比较所述多个现役作业车辆参数中的至少两个现役作业车辆参数与至少两个相应的准备挖掘参数来确定作业车辆的准备挖掘状态，以及响应于准备挖掘状态，不允许锁止离合器在锁止位置中操作。

在该实施例的一个示例中，该方法还包括：在确定准备挖掘状态之前，检测在锁止位置中的扭矩变换器。

在该实施例的一个示例中，该方法还包括：在确定准备挖掘状态之后，检测在解锁位置中的扭矩变换器。

在该实施例的另一示例中，该方法包括现役作业车辆参数，该现役作业车辆参数包括现役发动机速度、现役悬臂位置、现役发动机负载、现役节气门位置、现役制动踏板位置、现役挡位、现役扭矩和现役铲斗位置中的任何两个。

在该实施例的另一示例中，准备挖掘参数包括准备挖掘发动机速度、准备挖掘悬臂位置、准备挖掘发动机负载、准备挖掘节气门位置、准备挖掘制动位置、准备挖掘当前挡位、准备挖掘现役挡位、准备挖掘扭矩和准备挖掘铲斗位置中的任何两个。

在该实施例的另一个示例中，控制器是变速器控制单元。

在本公开的另一个示例性实施例中，一种方法包括：操作具有扭矩变换器的作业车辆，所述扭矩变换器包括锁止离合器，作业车辆具有控制器，控制器被配置为有条件地允陴锁止离合器在锁止位置或解锁位置中操作，在作业车辆的操作期间，确定多个现役作业车辆参数，通过比较所述多个现役作业车辆参数中的至少两个现役作业车辆参数与至少两个相应的准备挖掘参数来确定作业车辆的非挖掘状态，以及响应于非挖掘状态，允许锁止离合器在锁止位置中操作。

在该实施例的一个示例中，现役作业车辆参数包括现役发动机速度、现役悬臂位置、现役发动机负载、现役节气门位置、现役制动踏板位置、现役挡位、现役扭矩和现役铲斗位置中的任何两个。

在该实施例的另一示例中，准备挖掘参数包括准备挖掘发动机速度、准备挖掘悬臂位置、准备挖掘发动机负载、准备挖掘节气门位置、准备挖掘制动位置、准备挖掘当前挡位、准备挖掘现役挡位、准备挖掘扭矩和准备挖掘铲斗位置中的任何两个。

在该实施例的一个示例中，该方法还包括：在确定作业车辆的非挖掘状态之前，检测在锁止位置中的扭矩变换器。

在该实施例的另一个示例中，该方法还包括：在确定非挖掘状态之后，检测在锁止位置中的扭矩变换器。

在该实施例的另一示例中，作业车辆包括装载机。

在该实施例的又一个示例中，控制器是变速器控制单元。

在本公开的又一示例性实施例中，一种方法包括操作具有扭矩变换器的作业车辆，所述扭矩变换器包括锁止离合器，作业车辆具有控制器，控制器被配置为有条件地允许锁止离合器在锁止位置或解锁位置中操作，在作业车辆的操作期间，确定多个现役作业车辆参数，通过将比较所述多个现役作业车辆参数中的至少两个现役作业车辆参数与至少两个相应的准备挖掘参数来确定作业车辆的非挖掘状态，以及响应于非挖掘状态，允许锁止离合器在解锁位置中操作。

在该实施例的一个示例中，现役作业车辆参数包括现役发动机速度、现役悬臂位置、现役发动机负载、现役节气门位置、现役制动踏板位置、现役挡位、现役扭矩和现役铲斗位置中的任何两个。

在该实施例的一个示例中，准备挖掘参数包括准备挖掘发动机速度、准备挖掘悬臂位置、准备挖掘发动机负载、准备挖掘节气门位置、准备挖掘制动位置、准备挖掘当前挡位、准备挖掘现役挡位、准备挖掘扭矩和准备挖掘铲斗位置中的任何两个。

在该实施例的另一个示例中，该方法还包括：在确定作业车辆的非挖掘状态之前，检测在解锁位置中的扭矩变换器。

在该实施例的一个示例中，在准备挖掘状态下的至少两个现役作业车辆参数不同于在非挖掘状态下的至少两个现役作业车辆参数。

在该实施例的一个示例中，控制器是变速器控制单元。

附图说明

通过结合附图参考本发明实施例的以下描述，本发明的上述方面和获得它们的方式将变得更加明显，并且本发明本身将被更好地理解，其中：

图1是四轮驱动装载机的透视图；

图2是图1中的装载机的动力系统和驱动组件的透视图；以及

图3是用于操作图1和2所示的机器的示意图。

在几个视图中，相应的附图标记用于表示相应的部件。

具体实施方式

下面描述的本发明的实施例并非旨在穷举或将本发明限制为在以下的详细描述中公开的精确形式。相反，选择和描述实施例，使得本领域其他技术人员可以理解和明白本发明的原理和实践。

参考本公开的图1，示出了例如四轮驱动(4WD)装载机的作业车辆100。车辆100包括在铰接枢轴或铰接接头(未示出)处可枢转地结合在一起的前车架组件102和后车架组件104。前地面接合轮106联接到前车架组件102，并且后地面接合轮108联接到后车架组件104，以用于支撑和推进车辆100。在其它形式中，代替地面接合轮，履带可联接到前车架组件102和后车架组件104。

前车架组件102设置有以装载机铲斗114的形式的作业器具，该作业器具通过联接器116或机械联动件116可控地联接到前车架组件102。铲斗114可由联接到联接器116的液压缸118致动。在图1中，器具被显示为铲斗114，但是本公开不旨在限于铲斗。在其它实施例中，前车架组件102可与一对叉、刀片、旋耕机、辊式平整机、旋转切割机、挖沟机和其它已知的用于执行起重、挖掘、平整和其它本文预期的操作的作业器具联接。前车架组件102包括一对定位在车辆100的每侧的悬臂103，其中，液压缸118定位于这一对悬臂103之间。前车架组件102还包括一对悬臂液压致动器109，以操作悬臂103并使悬臂103围绕枢轴111旋转。

后车架组件104可包括驾驶室110，其中，操作者使用车辆控制件112控制车辆100。车辆控制件112可以包括操纵杆或方向盘，其用于控制前地面接合轮106和后地面接合轮108的运动并使前车架组件102相对于后车架组件104铰接。车辆控制件112可以包括悬臂控制操纵杆115或其它机构，其用于操作一对悬臂致动器109，从而操作悬臂103以使悬臂103围绕枢轴111转动。虽然车辆控制件112和158通常是操纵杆，但在不同实施例中的每个控制件包括按钮、开关、控制杆、旋钮或用于向控制器154发送电信号的其它装置。每个悬臂致动器109可以机械地、液压地、气动地、电气地或通过本领域技术人员已知的任何其它装置来控制。

作业车辆100可包括限定为驾驶室110中的开口的驾驶室入口120。一组台阶和前平台122提供了对驾驶室110的容易的接近。图1中还示出了安装在后车架组件104上的后平台124。

制动踏板(未示出)和用户界面(未示出)位于驾驶室110内，以用于由作业车辆100的操作者使用。制动踏板使操作者能够通过接合制动踏板来降低作业车辆100的速度。

节气门或加速器(未示出)也位于驾驶室110内，以用于由作业车辆100的操作者使用。节气门使得操作者能够调节进入发动机的燃料或空气的量以控制发动机的功率。在其它实施例中，手柄或其它机构提供加速器或节气门的功能。

图2示出了用于作业车辆100的动力系统和驱动组件200的示例。动力系统和驱动组件200包括燃料喷射发动机202和扭矩变换器变速器204。变速器204可以是在扭矩变换器锁止在不同的挡位范围内的情况下的5挡或4挡变速器，以在运输和爬坡期间获得更好的加速度、速度循环、功率和燃料效率。一个或多个液压泵212可以安装到变速器204上并且以发动机速度运转。或者，一个或多个液压泵212可以以比发动机速度更快或更慢的泵速运转。作业车辆100还包括前轴206，前地面接合轮106安装至该前轴206，并且其中前轴206联接至前车架组件102。作业车辆100进一步包括后轴208，后地面接合轮108安装到该后轴208上，并且其中后轴208联接到后车架组件104上。动力传动系统210设置在变速器204与前轴206之间和变速器204与后轴208之间，以用于向前轴206和后轴208传递动力。

在本公开中，参考图3，车辆100包括控制系统300，该控制系统300具有用于控制车辆100的操作的控制器302。控制器302可包括存储器304，其用于存储用于控制车辆100的软件、逻辑、算法、程序、一组指令等。控制器302还可以包括处理器306，其用于实施或执行存储在存储器304中的软件、逻辑、算法、程序、一组指令等。存储器304还可以存储查找表、各种功能的图形表示、以及用于实施或执行软件、逻辑、算法、程序、一组指令等并控制车辆100的其它数据或信息。

控制器302可接收多个现役作业车辆参数和多个输入，存储多个准备挖掘参数，并发送多个输出。例如，控制器302可以从一个或多个输入装置接收信号，并将相应的信号发送到输出装置，以基于多个准备挖掘参数执行功能或操作。控制器302包括多个专用于特定类型的作业车辆的准备挖掘参数。多个准备挖掘参数可以针对实施本公开的特定类型的作业车辆而变化。

如图3所示，一个或多个输入可以是控制器302和发动机控制模块或单元310之间的电连接。该电连接可以经由CAN总线312或其它通信链路(例如无线收发器)来实现。其它传统的通信协议可包括J1587数据总线、J1939数据总线、IESCAN数据总线等。通过通信链路312的通信可包括所命令的发动机速度、实际发动机速度、当前发动机速度、发动机负载、发动机扭矩和其它发动机特定变量。

控制器302还可以与不同的操作者输入机构电通信。例如，第一操作者输入机构318可包括操纵杆、控制杆、开关或其它控制机构。第一操作者输入机构318可位于车辆100的驾驶室110内。施加到第一操作者输入机构318的输入命令(例如操纵杆的运动)可以通过通信链路320传送到控制器302。第一操作者输入机构318可包括前地面接合轮106和后地面接合轮108的前、后、左或右方向。

类似地，车辆100可以包括位于车辆100的驾驶室110内的用于向控制器302发送另一信号的第二操作者输入机构319。第二操作者输入机构319可以表示制动踏板的运动，其中，施加到第二操作者输入机构319的输入命令(例如制动踏板的运动)可以经由第二通信链路321传送到控制器302。第二通信链路321可将第二操作者输入机构319与控制器302电联接。

车辆100可包括位于车辆100的驾驶室110内的用于向控制器302发送另一信号的第三操作者输入机构323。第三操作者输入机构323可以表示悬臂致动器109和悬臂103，其中，施加到第三操作者输入机构323的输入命令(例如悬臂致动器109和悬臂103的运动)可经由第三通信链路325传送到控制器302。第三通信链路325可将第三操作者输入机构323与控制器302电联接。

车辆100可包括位于车辆100的驾驶室110内的用于向控制器302发送另一信号的第四操作者输入机构328。第四操作者输入机构328可以表示节气门位置，其中，施加到第四操作者输入机构328的输入命令(例如节气门的运动)可经由第四通信链路330传送到控制器302。第四通信链路330可将第四操作者输入机构328与控制器302电联接。

车辆100可包括位于车辆100的铲斗传感器中的用于向控制器302发送另一信号的第五操作者输入机构340。第五操作者输入机构340可以表示铲斗位置，其中，施加到第五操作者输入机构340的输入命令(例如由液压缸118致动的铲斗114的运动)可经由第五通信链路342传送到控制器302。第五通信链路342可将第五操作者输入机构340与控制器302电联接。

车辆100可包括位于车辆100的悬臂传感器中的用于向控制器302发送另一信号的第六操作者输入机构344。第六操作者输入机构344可以表示悬臂位置，其中，施加到第六操作者输入机构344的输入命令(例如由液压缸118致动的悬臂103的运动)可经由第六通信链路346传送到控制器302。第六通信链路346可将第六操作者输入机构344与控制器302电联接。

在可替代的实施例中，通信链路可以在多个部件之间共享。例如，第一输入控制机构318和第二输入控制机构319可以与控制器302共享公共通信链路。附加的操作者输入机构与相应的通信链路一起可以包括在可替代的实施例中。

车辆100还包括用于控制扭矩变换器变速器204的操作的变速器控制单元332。变速器控制单元332类似于控制器302，并且可以包括存储器和处理器，因此将不再讨论类似的细节。变速器控制单元332还与控制器302电通信。该电连接可通过双向通信链路334实现，其中，变速器控制单元332将指示扭矩变换器变速器204是在锁止位置还是解锁位置、挡位和其它变速器特定变量。变速器控制单元332被配置成将扭矩变换器变速器204从解锁位置调节到锁止位置或从锁止位置调节到解锁位置。扭矩变换器变速器204的位置取决于作业车辆100被确定是准备挖掘状态还是非挖掘状态。通过通信链路334的通信可包括来自变速器控制单元332的转矩变换器锁止、挡位范围和其它变速器特定变量，以及由控制器302从包括第一操作者输入机构318、第二操作者输入机构319、第三操作者输入机构323、第四操作者输入机构328、第五操作者输入机构340和第六操作者输入机构344的其它系统提供的各种参数。

控制器302经由通信链路352与显示器350电通信。控制器302向显示器350提供用于操作者根据需要进行检查和使用的信息。

控制系统300从发动机控制单元310、第一操作者输入机构318、第二操作者输入机构319、第三操作者输入机构323、第四操作者输入机构328、第五操作者输入机构340和第六操作者输入机构344以及变速器控制单元332向控制器302提供多个现役作业车辆参数。或者，控制系统300可将多个现役作业车辆参数提供给变速器控制单元332。多个现役作业车辆参数包括现役发动机速度、现役悬臂位置、现役发动机负载、现役节气门位置、现役制动位置、现役挡位、现役扭矩、现役铲斗位置和现役悬臂位置。在其它实施例中，可以包括额外的现役作业车辆参数。控制器302和/或变速器控制单元332包括多个与现役作业车辆参数相对应的准备挖掘参数。多个准备挖掘参数可根据作业车辆的类型或尺寸而变化。多个准备挖掘参数存储在控制器302和/或变速器控制单元332上，并且通过与多个现役作业车辆参数比较来指示或预测操作者是打算准备挖掘的情况还是非挖掘的情况。准备挖掘参数包括准备挖掘发动机速度、准备挖掘悬臂位置、准备挖掘发动机负载、准备挖掘节气门位置、准备挖掘制动位置、准备挖掘当前挡位、准备挖掘现役挡位、准备挖掘扭矩、准备挖掘铲斗位置和准备挖掘悬臂位置。

已经发现，通过使用多个现役作业车辆参数中的两个或更多，并将这些参数与两个相应的准备挖掘参数进行比较是有益的。在一个示例中，现役作业车辆参数包括现役发动机速度、现役悬臂位置、现役发动机负载、现役节气门位置、现役制动位置、现役挡位、现役扭矩、现役铲斗位置和现役悬臂位置中的任何两个，并且准备挖掘参数包括准备挖掘发动机速度、准备挖掘悬臂位置、准备挖掘发动机负载、准备挖掘节气门位置、准备挖掘制动位置、准备挖掘当前挡位、准备挖掘现役挡位、准备挖掘扭矩、准备挖掘铲斗位置和准备挖掘悬臂位置中的相应两个。这样，例如，现役作业车辆参数包括现役发动机速度和现役悬臂位置，并且准备挖掘参数将包括准备挖掘发动机速度和准备挖掘悬臂位置。应当理解，现役作业车辆参数中的任何两个与两个相应的准备挖掘参数一起可用于确定或检测准备挖掘情况，并且这仅仅是一个组合。应当理解，不同的作业车辆可以具有不同的现役作业车辆参数以及与之相关联的准备挖掘参数，然而，本申请中公开的相同技术也是适用的。

基于确定准备挖掘状态，则不允许锁止离合器在锁止位置中操作。有利地，发现在准备挖掘状态下，当不允许锁止离合器在锁止位置中操作时，可以避免发动机202的停转。基于确定非挖掘状态，则允许锁止离合器在锁止位置或解锁位置中操作。

仅在一个示例中，准备挖掘参数包括1000RPM的准备挖掘发动机速度、10％的准备挖掘悬臂位置、90％的准备挖掘发动机负载、70％的准备挖掘节气门位置、5％的准备挖掘制动位置、3的准备挖掘当前挡位和4的准备挖掘扭矩。在该示例中，准备挖掘状态包括至少两个现役作业车辆参数被应用于相应的准备挖掘参数。当现役发动机速度小于或等于1000RPM、悬臂位置小于或等于10％、现役发动机负载大于或等于90％、现役节气门位置大于或等于70％、现役制动位置大于或等于5％、现役挡位大于或等于3、以及现役扭矩大于或等于4中的任何两个时，准备挖掘状态被激活。作为另一个示例，准备挖掘发动机速度可以是800RPM，并且准备挖掘发动机负载可以是95％。在准备挖掘状态下，控制器302和/或变速器控制单元322不允许锁止离合器在锁止位置中操作。在其它应用中，准备挖掘参数可以不同。

类似地，准备挖掘参数指示作业车辆100的非挖掘状态。在一些实施例中，当现役发动机速度大于1000RPM、悬臂位置大于10％、现役发动机负载小于90％、现役节气门位置小于70％、现役制动位置小于5％、现役挡位小于3、以及现役扭矩小于4时，非挖掘状态被激活。在非挖掘状态下，变速器控制单元322将锁止离合器调节至锁止状态。

本申请涉及使用两个或多个现役作业车辆参数来预测准备挖掘状态或非挖掘状态，这些参数被传送到变速器控制单元322以指示锁止离合器是否应该处于锁止状态或解锁状态。控制器302从发动机控制单元310、第一操作者输入机构318、第二操作者输入机构319、第三操作者输入机构323、第四操作者输入机构328和变速器控制单元332接收多个现役作业车辆参数。此后，控制器302将这些操作者输入机构与相应的准备挖掘参数进行比较。可以理解，可以针对所使用的作业车辆100的类型来调整准备挖掘参数。基于该比较，控制器302将准备挖掘状态或非挖掘状态传送给变速器控制单元322，使得锁止离合器被相应地调节成保持在当前状态或改变到被命令的状态。然后，变速器控制单元322将用于准备挖掘状态的解锁状态或用于非挖掘状态的锁止状态发送到锁止离合器。

虽然已经在上文中公开了结合本发明的原理的示例性实施例，但是本发明不限于所公开的实施例。相反，本申请旨在覆盖使用本发明的一般原理的本发明的任何变化、使用或改编。此外，本申请旨在覆盖本公开的这些偏离，这些偏离属于本发明所属领域中的已知或惯常实践，并且落入所附权利要求的限制内。