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控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方法與流程

文檔序號(hào):11995513閱讀:200來源:國(guó)知局
控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方法與流程
本發(fā)明整體上涉及一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),尤其涉及一種具有行星齒輪組的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù):
機(jī)器例如履帶型拖拉機(jī)和其他建筑、農(nóng)業(yè)和采礦機(jī)器被用于執(zhí)行許多任務(wù)。為了有效地執(zhí)行這些任務(wù),這種機(jī)器需要能量源,該能量源為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供足夠的能量。該能量源可為發(fā)動(dòng)機(jī),例如被開動(dòng)以便以一定范圍的速度產(chǎn)生扭矩輸出的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。該扭矩通常經(jīng)由傳動(dòng)裝置被提供到一個(gè)或多個(gè)牽引設(shè)備,該傳動(dòng)裝置經(jīng)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)操作性地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上。為了幫助傳動(dòng)裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)滿足牽引設(shè)備在使用過程中的不同的需求,這種機(jī)器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常包括一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)、扭矩轉(zhuǎn)換器或其他類型的構(gòu)成在特定的條件下向傳動(dòng)裝置提供充分扭矩的設(shè)備。例如,這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件可以構(gòu)造成在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)期間對(duì)由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的扭矩進(jìn)行補(bǔ)充,在該運(yùn)轉(zhuǎn)中,需要傳動(dòng)裝置輸出速度進(jìn)行寬范圍且較快的變化。1992年12月8日授予Dorgan的美國(guó)專利5,168,946(’946專利)中描述了一種示例性的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該’946專利描述了這樣一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),該系統(tǒng)具有第一、第二和第三電動(dòng)馬達(dá),這些馬達(dá)通過左和右連接設(shè)備連接到各自的左和右車輛履帶。為了在低范圍運(yùn)轉(zhuǎn)(例如,低速,高扭矩)中推進(jìn)車輛,第一和第二馬達(dá)被通電,而制動(dòng)器施加在第三馬達(dá)上。為了以高范圍運(yùn)轉(zhuǎn)(例如,高速,低扭矩)中推進(jìn)車輛,所有三個(gè)馬達(dá)都被通電。如在’946專利所解釋的,在高范圍運(yùn)轉(zhuǎn)中使用三個(gè)而非兩個(gè)馬達(dá)導(dǎo)致馬達(dá)尺寸的減小。雖然’946專利中公開的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可用于在多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍中推進(jìn)車輛,但該’946專利所公開的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有多個(gè)缺點(diǎn)。例如,為了解決臨時(shí)的高扭矩和/或高動(dòng)力負(fù)載情況,這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的馬達(dá)和/或其它部件通常加大尺寸以用于大多數(shù)的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。除了這種部件的高成本和相關(guān)的打包問題之外,這種尺寸加大的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件在低扭矩負(fù)荷條件下的運(yùn)轉(zhuǎn)效率低。此外,眾所周知,這樣的部件由于與它們的運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的扭矩?fù)p失而效率低。另外,這樣的部件未構(gòu)造成有利于在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中從傳動(dòng)裝置和/或發(fā)動(dòng)機(jī)收到的能量的存儲(chǔ),在該運(yùn)轉(zhuǎn)中,例如,發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了多余的扭矩。代替的,這種已知的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件通常將這種多余的能量轉(zhuǎn)化為熱量。隨著時(shí)間的過去,這種熱的產(chǎn)生可引起這些驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件的損壞,并且可導(dǎo)致它們永久的失效。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法旨在克服上面提出的一個(gè)或多個(gè)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中,控制操作性地連接到能量源和機(jī)器的傳動(dòng)裝置(變速器)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方法包括接收機(jī)器行駛速度請(qǐng)求,確定與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的變換器(variator)的輸出速度,該輸出速度需要用于在當(dāng)前能量源速度下滿足行駛速度請(qǐng)求。該方法還包括確定操作性地連接到變換器上的存儲(chǔ)設(shè)備具有足以使變換器以變換器輸出速度運(yùn)行的量的存儲(chǔ)能量(這一事實(shí)),并利用能量源和變換器向傳動(dòng)裝置提供扭矩。在這樣的示例性實(shí)施例中,變換器可使用來自存儲(chǔ)設(shè)備的能量以變換器輸出速度運(yùn)行,以向傳動(dòng)裝置提供扭矩。另外,使用能量源和變換器提供到傳動(dòng)裝置的扭矩足以滿足當(dāng)前能量源速度下的行駛速度請(qǐng)求。在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中,控制操作性地連接到機(jī)器的能量源和傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方法包括接收機(jī)器行駛速度請(qǐng)求,確定與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的變換器的輸出速度,該輸出速度需要用于在當(dāng)前能量源速度下滿足行駛速度請(qǐng)求。該方法還包括使用能量源和變換器經(jīng)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的行星齒輪組向傳動(dòng)裝置提供扭矩。在這樣的示例性方法中,變換器連接到行星齒輪組的太陽(yáng)輪,并被利用存儲(chǔ)的電能驅(qū)動(dòng)以便以變換器輸出速度運(yùn)轉(zhuǎn)。另外,能量源連接到行星齒輪組的環(huán)形齒輪(齒圈),利用能量源和變換器提供到傳動(dòng)裝置的扭矩足以滿足當(dāng)前能量源速度下的行駛速度請(qǐng)求。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中,控制操作性地連接到機(jī)器的能量源和傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方法包括接收機(jī)器行駛速度請(qǐng)求,確定與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的變換器的輸出速度,該輸出速度需要用于在當(dāng)前能量源速度下滿足行駛速度請(qǐng)求。該方法還包括利用能量源和變換器經(jīng)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的行星齒輪組向傳動(dòng)裝置提供扭矩。在這樣的示例性方法中,變換器連接到行星齒輪組的環(huán)形齒輪,并被利用存儲(chǔ)的液力能量驅(qū)動(dòng)以便以變換器輸出速度運(yùn)轉(zhuǎn)。另外,能量源被連接到行星齒輪組的太陽(yáng)輪,利用能量源和變換器提供到傳動(dòng)裝置的扭矩足以滿足當(dāng)前能量源速度下的行駛速度請(qǐng)求。附圖說明圖1是示例性機(jī)器的圖解示例圖。圖2是圖1所示機(jī)器的進(jìn)一步圖解示例圖。圖3是與圖1的機(jī)器有關(guān)的示例性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的圖解示例圖。圖4是與圖1的機(jī)器有關(guān)的另一示例性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的圖解示例圖。圖5是示出操作驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。具體實(shí)施方式圖1示出示例性機(jī)器10。該機(jī)器10可以是移動(dòng)式機(jī)器,它執(zhí)行與工業(yè)例如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸或本領(lǐng)域已知的其他任何產(chǎn)業(yè)相關(guān)的一些類型的操作。例如,機(jī)器10可為土方移動(dòng)機(jī)器,例如越野拖運(yùn)卡車、輪式裝載機(jī)、電動(dòng)平地機(jī)或其他任意適宜類型的土方移動(dòng)機(jī)器。機(jī)器10也可以是公路卡車、客載車輛、或其他任一執(zhí)行操作的機(jī)器。機(jī)器10可包括能量源12、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14和傳動(dòng)裝置16。機(jī)器10還可包括一個(gè)或多個(gè)操作性地連接到傳動(dòng)裝置16的牽引設(shè)備18、與牽引設(shè)備18相關(guān)的制動(dòng)器機(jī)構(gòu)20以及操作者站21。能量源12可構(gòu)造成產(chǎn)生能量輸出,并可包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。例如,能量源12可包括柴油機(jī)、汽油機(jī)、以氣體燃料為動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)、或?qū)Ρ绢I(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的任一其他發(fā)動(dòng)機(jī)??梢栽O(shè)想,能量源12可選地包括諸如蓄電池、燃料電池、馬達(dá)的非燃燒能量源,或其他任意已知的非燃燒能量源。在示例性實(shí)施例中,能量源12可包括一個(gè)或多個(gè)這種能量源的組合,并可為例如本領(lǐng)域已知的任意類型的混合能量源。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14可包括扭矩轉(zhuǎn)換器、離合器、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和/或構(gòu)造成將能量源12連接到傳動(dòng)裝置16的其他任意相似的機(jī)械式、液力式、液力-機(jī)械式、電動(dòng)、機(jī)電式和/或氣動(dòng)式設(shè)備。在這里公開的各示例性實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14可構(gòu)造成從能量源12向傳動(dòng)裝置16傳送扭矩。在其中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14包括扭矩轉(zhuǎn)換器的示例性實(shí)施例中,該扭矩轉(zhuǎn)換器可在能量源12的輸出和傳動(dòng)裝置16的輸入之間傳導(dǎo)加壓流體,由此驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置16,同時(shí)仍允許能量源12在一定程度上獨(dú)立于傳動(dòng)裝置16旋轉(zhuǎn)。在這種示例性實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)離合器可包括鎖定離合器和/或其他相似的機(jī)構(gòu),以便直接將能量源12的輸出機(jī)械連接到傳動(dòng)裝置16的輸入。示例性扭矩轉(zhuǎn)換器和鎖定離合器可設(shè)置在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14單個(gè)殼體22中。在該布置中,通過允許或防止能量源12的輸出旋轉(zhuǎn)和傳動(dòng)裝置16的輸入旋轉(zhuǎn)之間的滑移,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的扭矩轉(zhuǎn)換器能可選地吸收和/或倍增在能量源12和傳動(dòng)裝置16之間傳送的扭矩??蛇M(jìn)一步考慮的是,這樣的扭矩傳送器可以可選地為非液力設(shè)備,例如膜式機(jī)械離合器。如下面將參考圖3和圖4更詳細(xì)描述的,在另一示例性實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14可包括變換器28、行星齒輪組30和離合器67。在這樣的示例性實(shí)施例中,上面描述的扭矩轉(zhuǎn)換器和/或離合器可從驅(qū)動(dòng)器14中省略,并且一個(gè)或多個(gè)變換器28、行星齒輪組30和離合器可代替這樣的部件設(shè)置于殼體內(nèi)。因此,在示例性實(shí)施例中,包括扭矩轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14可以改裝為圖3或4中所示的變換器28-行星齒輪組30-離合器67構(gòu)型。在圖3的示例性實(shí)施例中,變換器28、行星齒輪組30和離合器67均可設(shè)置在殼體22內(nèi)。在這樣的示例性實(shí)施例中,變換器28可被來自存儲(chǔ)設(shè)備68的電能供能,被經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)皮帶、齒輪、或其他相似連接39接收自能量源12的機(jī)械能供能,和/或被一個(gè)或多個(gè)與機(jī)器10相關(guān)的電動(dòng)馬達(dá)或發(fā)電機(jī)供能。因此,在圖3的實(shí)施例中,變換器28可包括本領(lǐng)域已知的任一類型的電動(dòng)和/或機(jī)電變換器。或者,在圖4的實(shí)施例中,行星齒輪組30和離合器67可設(shè)置在殼體22內(nèi),而變換器28可設(shè)置在殼體22外。在這種示例性實(shí)施例中,變換器28可被來自存儲(chǔ)設(shè)備68的能量供能,可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)皮帶、齒輪、間軸(副軸)88或其他相似連接39被接收自能量源12的機(jī)械能供能,和/或可被與機(jī)器10相關(guān)聯(lián)的液壓回路76供能。因此,在圖4的實(shí)施例中,變換器28可包括本領(lǐng)域已知的任意類型的液力或氣動(dòng)變換器。如圖3和4所示,在示例性實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的一個(gè)或多個(gè)額外的部件也可被供能和/或從液壓回路76接收加壓流體。例如,操作性地連接到離合器67的閥裝置66可從液壓回路76接收加壓流體以便有助于選擇性地接合和/或脫離離合器67。繼續(xù)參照?qǐng)D1和2,傳動(dòng)裝置16可包括多個(gè)部件,這些部件互相作用以經(jīng)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14將來自能量源12的能量傳遞到牽引設(shè)備18。特別地,傳動(dòng)裝置16可以是多速、雙向、機(jī)械式傳動(dòng)裝置,它具有空檔、多個(gè)前進(jìn)檔、倒檔和一個(gè)或多個(gè)離合器(未示出)。所述離合器可被選擇性地致動(dòng)以使預(yù)定的檔位(gear)組合(未示出)接合,由此產(chǎn)生期望的輸出齒輪速比(變速比)。傳動(dòng)裝置16可為自動(dòng)類型的傳動(dòng)裝置,其中檔位變換基于能量源速度、最大選定齒輪速比和存儲(chǔ)在傳動(dòng)裝置控制器和/或與機(jī)器10相關(guān)的控制器32內(nèi)的換檔圖。傳動(dòng)裝置16的輸出可經(jīng)由軸23連接并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)牽引設(shè)備18,從而推進(jìn)機(jī)器10。牽引設(shè)備18可包括位于機(jī)器10的兩側(cè)(僅一側(cè)示出)的車輪24。或者,牽引設(shè)備18可包括履帶、皮帶或其他被驅(qū)動(dòng)的牽引設(shè)備。牽引設(shè)備18可被傳動(dòng)裝置16驅(qū)動(dòng)以依照傳動(dòng)裝置16的輸出旋轉(zhuǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)器機(jī)構(gòu)20可構(gòu)造成阻止機(jī)器10的移動(dòng),并可操作性地與機(jī)器10的車輪24相關(guān)聯(lián)。在示例性實(shí)施例中,制動(dòng)器機(jī)構(gòu)20可為液壓致動(dòng)式車輪制動(dòng)器,例如設(shè)置在車輪24和驅(qū)動(dòng)組件26中間的盤式制動(dòng)器或鼓式制動(dòng)器。在這種示例性實(shí)施例中,制動(dòng)器機(jī)構(gòu)20可包括機(jī)器10的腳踏閘??梢栽O(shè)想,制動(dòng)器機(jī)構(gòu)20可以代替性地實(shí)施為其它非液力類型的車輪制動(dòng)器,例如電動(dòng)馬達(dá)或本領(lǐng)域已知的任意其他相似的機(jī)構(gòu)。操作者站21可構(gòu)造成接收來自機(jī)器操作者的表征機(jī)器10的期望加速度和/或起動(dòng)減速的輸入。特別地,如圖2中所示,操作者站21可包括一個(gè)或多個(gè)操作者界面設(shè)備46,例如節(jié)氣門踏板46a、制動(dòng)器踏板46b和/或位于操作者座位前的單或多軸操縱桿。操作者界面設(shè)備46可以是比例型控制器,它構(gòu)造成通過產(chǎn)生表征期望的機(jī)器加速度的加速信號(hào)來增加或降低機(jī)器10的加速。可以設(shè)想,操作者站21中可以替代性地或附加地包括不同的操作者界面設(shè)備,例如輪、旋鈕、推-拉設(shè)備、開關(guān)、桿和本領(lǐng)域已知的其它相似設(shè)備。這種附加的操作者界面設(shè)備可包括,例如前進(jìn)檔-空擋-倒檔控制桿和/或其他方向控制設(shè)備。節(jié)氣門踏板46a可被手動(dòng)地致動(dòng),以便增加能量源12的旋轉(zhuǎn)速度和得到的機(jī)器10的行駛速度。特別的,節(jié)氣門踏板致動(dòng)的程度可代表期望的加速和/或其他相似的機(jī)器行駛速度請(qǐng)求,并且可成比例地控制供應(yīng)到能量源12的燃料的量。可以設(shè)想,節(jié)氣門踏板46a可以是機(jī)械式設(shè)備、電動(dòng)設(shè)備、液力設(shè)備或本領(lǐng)域已知的任意其他類型設(shè)備??梢栽O(shè)置節(jié)氣門傳感器47以便隨時(shí)指示節(jié)氣門踏板46a和/或操作者活躍地指示機(jī)器10想要的加速和想要的加速的量。節(jié)氣門傳感器47可以是例如能產(chǎn)生表征請(qǐng)求正加速的電信號(hào)的開關(guān)或壓力傳感器。例如,這樣的信號(hào)可包括機(jī)器行駛速度請(qǐng)求,并可被傳送到控制器32以幫助控制能量源12、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14和/或傳動(dòng)裝置16。開關(guān)可指示節(jié)氣門踏板46a的位置或角度,而壓力傳感器可指示被節(jié)氣門踏板46a的移動(dòng)加壓的駕駛流體的壓力。例如,在其中節(jié)氣門傳感器47包括壓力傳感器的實(shí)施例中,節(jié)氣門傳感器47可產(chǎn)生表征與節(jié)流閥(未示出)和/或一個(gè)或多個(gè)流體管線、泵和/或其他與節(jié)氣門踏板46a相關(guān)的液力流體部件相關(guān)聯(lián)的流體壓力的電信號(hào)。這種信號(hào)可表征和/或響應(yīng)機(jī)器10的操作者對(duì)節(jié)氣門踏板46a的操作。制動(dòng)器踏板46b可手動(dòng)操作以向制動(dòng)器機(jī)構(gòu)20引導(dǎo)加壓流體。制動(dòng)器踏板致動(dòng)的程度可以成比例地控制供應(yīng)到制動(dòng)器機(jī)構(gòu)20的流體的壓力和/或流量??梢栽O(shè)想,制動(dòng)器機(jī)構(gòu)20也可以被氣動(dòng)地致動(dòng)、機(jī)械地致動(dòng)、電動(dòng)地致動(dòng)或以本領(lǐng)域已知的任意其他方式致動(dòng)。可以設(shè)置制動(dòng)器傳感器51,以指示何時(shí)希望機(jī)器行駛的主動(dòng)減速以及期望的減速量。制動(dòng)器傳感器51可以為例如能產(chǎn)生指示請(qǐng)求負(fù)加速的電信號(hào)的開關(guān)或壓力傳感器。開關(guān)可指示制動(dòng)器踏板46b的位置和角度,而壓力傳感器可指示由制動(dòng)器踏板46b加壓的駕駛流體的壓力。例如,在其中制動(dòng)器傳感器51包括壓力傳感器的實(shí)施例中,制動(dòng)器傳感器51可產(chǎn)生表征流體壓力的電信號(hào),該流體壓力與制動(dòng)器閥(未示出)、制動(dòng)線路、制動(dòng)流體泵和/或與制動(dòng)器踏板46b和/或制動(dòng)機(jī)構(gòu)20相關(guān)的其它氣動(dòng)或液力流體部件相關(guān)聯(lián)??衫斫獾氖?,由制動(dòng)器傳感器51產(chǎn)生的信號(hào)可表征和/或響應(yīng)機(jī)器10的操作者對(duì)制動(dòng)器踏板46b的操縱??衫斫獾氖?,一個(gè)或多個(gè)與制動(dòng)器傳感器51和節(jié)氣門傳感器47相似的傳感器也可與操縱桿相關(guān)聯(lián)??刂破?2可以是包括用于控制機(jī)器10的各種部件的裝置的單處理器或多處理器。多種商業(yè)上可得到的微處理器可構(gòu)造成實(shí)施控制器32的功能。可以理解,控制器32可容易地具體化為能控制多種機(jī)器功能的總機(jī)器微處理器。多個(gè)其他已知的回路可與控制器32相關(guān)聯(lián),包括能量源線路、信號(hào)-控制線路、螺線管驅(qū)動(dòng)線路、通信線和其他適當(dāng)線路??刂破?2可與機(jī)器10的多個(gè)部件通信。特別地,控制器32可經(jīng)由通信線36與能量源速度傳感器34連通,以接收能量源12的旋轉(zhuǎn)速度的指示。在示例性實(shí)施例中,控制器32可構(gòu)造成基于能量源速度和/或機(jī)器10的其它運(yùn)轉(zhuǎn)特征例如機(jī)器和/或機(jī)具負(fù)載確定例如由能量源12產(chǎn)生的輸出扭矩。控制器32還可經(jīng)由通信線45直接與能量源12通信,以控制能量源速度和/或能量源輸出扭矩的增大和/或減小。另外,控制器32可經(jīng)由通信線38與傳動(dòng)裝置16通信,以接收傳動(dòng)裝置檔位和/或傳動(dòng)裝置齒輪速比的指示。經(jīng)由通信線38,控制器32還可構(gòu)造成在機(jī)器10運(yùn)轉(zhuǎn)期間控制向更高或更低傳動(dòng)裝置檔位的變換。控制器32還可經(jīng)由通信線42與機(jī)器行駛速度傳感器40通信,以接收機(jī)器10行駛速度的指示。另外,控制器32可與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的一個(gè)或多個(gè)部件通信。例如,控制器32可經(jīng)由通信線72與變換器28通信,經(jīng)由通信線74與閥裝置66和/或離合器67通信。在示例性實(shí)施例中,控制器32可經(jīng)由通信線72與變換器速度傳感器70通信,以接收變換器28的旋轉(zhuǎn)輸出速度的指示。在示例性實(shí)施例中,控制器32可構(gòu)造成基于變換器輸出速度和/或機(jī)器10的其它運(yùn)轉(zhuǎn)特征例如機(jī)器和/或機(jī)具負(fù)載來例如確定由變換器28產(chǎn)生的輸出扭矩??刂破?2還可與這里描述的各操作者界面設(shè)備46通信。例如,控制器32可分別經(jīng)由通信線52、50和56與節(jié)氣門踏板46a、制動(dòng)器踏板46b和操縱桿通信。在示例性實(shí)施例中,控制器32可經(jīng)由通信線52與節(jié)氣門傳感器47通信,經(jīng)由通信線50與制動(dòng)器傳感器51通信。能量源傳感器34、機(jī)器行駛傳感器40和變換器速度傳感器70均可以是磁性拾取類型的傳感器。特別的,能量源速度傳感器34可與能量源12的飛輪59相關(guān)聯(lián),且可構(gòu)造成感測(cè)旋轉(zhuǎn)速度并產(chǎn)生相應(yīng)的速度信號(hào)。相似地,機(jī)器行駛速度傳感器40可以與軸23相關(guān)聯(lián),且構(gòu)造成感測(cè)行駛速度并產(chǎn)生相應(yīng)的速度信號(hào)。變換器速度傳感器70可與變換器28的軸和/或其他類似輸出部件64相關(guān)聯(lián),且可構(gòu)造成感測(cè)旋轉(zhuǎn)輸出速度并產(chǎn)生相應(yīng)的速度信號(hào)。參考圖3和4所示的實(shí)施例,殼體22可包括任意數(shù)量的通道以允許輸入和/或輸出軸穿過殼體22。這樣的輸入和/或輸出軸可包括例如驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的輸入部件58和輸出部件60。在示例性實(shí)施例中,輸入部件58可包括和/或聯(lián)接到能量源12的輸出部件。同樣的,在示例性實(shí)施例中,輸出軸60可包括和/或聯(lián)接到傳動(dòng)裝置16的輸入部件。如圖4所示,在其中變換器28設(shè)置在殼體22外的示例性實(shí)施例中,這樣的輸入和/或輸出軸還可包括變換器28的輸出部件64?;蛘?,如圖3所示,在其中變換器28設(shè)置在殼體22內(nèi)部的示例性實(shí)施例中,變換器28的輸出部件64可聯(lián)接到行星齒輪組30,而不穿過殼體22。在這樣的實(shí)施例中,變換器28的軸和/或其他相似的輸入部件62可經(jīng)由連接部件39聯(lián)接到例如輸入部件58。殼體22還可包括任意數(shù)目的附加通道以允許氣動(dòng)線路和/或流體線路穿過殼體22。這種流體線路可流體地將液力回路76與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的一個(gè)或多個(gè)部件連接。例如,在其中閥組件66和/或離合器67包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的液力部件的示例性實(shí)施例中,閥組件66和/或離合器67可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)流體線路92接收來自液力回路76的供應(yīng)線路84的加壓流體。在其中閥組件66和/或離合器67包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的電動(dòng)或機(jī)電部件的另一示例性實(shí)施例中,可省略所述一個(gè)或多個(gè)流體線路92和相應(yīng)的殼體通道。變換器28可包括構(gòu)造成向傳動(dòng)裝置16可控制地提供可變量的補(bǔ)充扭矩的任意設(shè)備。由變換器28提供的扭矩可幫助傳動(dòng)裝置16滿足機(jī)器行駛速度請(qǐng)求。此外,變換器28因此允許對(duì)傳遞到傳動(dòng)裝置16的扭矩進(jìn)行獨(dú)立控制。因此,變換器28可響應(yīng)于接收自操作者的動(dòng)力速度和/或扭矩請(qǐng)求來使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14能改變提供到傳動(dòng)裝置16的扭矩,而不完全依賴于用于這種扭矩變換的能量源12??衫斫獾氖牵谀芰吭摧敵鏊俣群?或扭矩的變動(dòng)最小化的情況下,能量源12可以以最高的功率運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,變換器28可使驅(qū)動(dòng)器14能滿足這樣的動(dòng)力速度和/或扭矩請(qǐng)求,同時(shí)維持能量源12基本恒定的運(yùn)轉(zhuǎn)。通過減小例如在一個(gè)給定運(yùn)轉(zhuǎn)中的能量源速度變換的量和/或數(shù)量,能量源12可被校準(zhǔn)以優(yōu)化在相對(duì)小的操作窗口中的效率,并且變換器28可被使用以滿足落在該窗口外的扭矩和/或速度請(qǐng)求。這樣的控制可使機(jī)器10的運(yùn)轉(zhuǎn)效率最大化。另外,變換器28的速度和/或扭矩輸出可在能量源12的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)響應(yīng)于這樣的動(dòng)力速度和/或扭矩請(qǐng)求被獨(dú)立地控制。這種單獨(dú)控制式變換器28的使用在多個(gè)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)條件下可以是有利的,所述條件例如為其中能量源速度較低并且從操作者接收了較大的扭矩和/或速度請(qǐng)求的狀況。這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)條件可包括,例如其中輪式裝載機(jī)鏟斗和/或其他機(jī)器機(jī)具已經(jīng)裝載來自堆的材料并且操作者命令輪式裝載機(jī)以相對(duì)高的負(fù)載相對(duì)于機(jī)器行駛方向后退(即,從堆后退)的狀況。此外,本發(fā)明的示例性變換器28可以提供和/或利用有利的能量存儲(chǔ)能力。例如,在其中能量源12的輸出超過動(dòng)力機(jī)器行駛速度和/或接收自操作者的扭矩請(qǐng)求的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)條件下,變換器28可以有利于儲(chǔ)存由能量源12提供到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的多余能量。例如,變換器28可構(gòu)造成將這樣的多余能量引導(dǎo)到存儲(chǔ)設(shè)備68以便存儲(chǔ)或稍后被變換器28使用。這種存儲(chǔ)的能量可用于在上面描述的運(yùn)轉(zhuǎn)中-其中需要補(bǔ)充扭矩以滿足接收自操作者的動(dòng)力機(jī)器行駛速度和/或扭矩請(qǐng)求-驅(qū)動(dòng)變換器28。另一方面,已知的扭矩轉(zhuǎn)換器不提供這樣的能量存儲(chǔ)能力。相反,提供給基于扭矩轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的多余扭矩通常被轉(zhuǎn)換為熱能。這種熱能對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件有害。另外,這種基于扭矩轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可能要求冷卻,從而導(dǎo)致機(jī)器資源的額外的消耗。在示例性實(shí)施例中,電動(dòng)和/或機(jī)電式轉(zhuǎn)換器28可包括內(nèi)部起動(dòng)器發(fā)生器(發(fā)電機(jī))或被動(dòng)飛輪?;蛘?,液力變換器28可包括例如馬達(dá)/發(fā)電機(jī)組合、泵/馬達(dá)組合或液力(即混合動(dòng)力)飛輪。在其中變換器28包括內(nèi)部起動(dòng)器發(fā)生器的實(shí)施例中,該內(nèi)部起動(dòng)器發(fā)生器可包括例如構(gòu)造成響應(yīng)于來自能量源12的旋轉(zhuǎn)輸入產(chǎn)生能量輸出的三相永磁交變磁場(chǎng)型發(fā)電機(jī)。還可設(shè)想,這種內(nèi)部起動(dòng)器發(fā)生器可為開關(guān)磁阻發(fā)生器、直流相位發(fā)生器或本領(lǐng)域已知的其他任意適宜類型的發(fā)生器。這里描述的這些類型的內(nèi)部起動(dòng)器發(fā)生器可包括轉(zhuǎn)子(未示出),該轉(zhuǎn)子通過本領(lǐng)域已知的任何方式例如通過連接件39經(jīng)由齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、或以其他任意適宜方式旋轉(zhuǎn)地連接到能量源12。這種轉(zhuǎn)子可構(gòu)造成當(dāng)轉(zhuǎn)子在變換器28的定子(未示出)中旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生電力輸出。在這樣的示例性實(shí)施例中,變換器28可電連接到反用換流器(未示出),該反用換流器構(gòu)造成例如將三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電。存儲(chǔ)設(shè)備68可包括一個(gè)或多個(gè)電池、電容器和/或其他本領(lǐng)域已知的可再充電的能量存儲(chǔ)設(shè)備。另外,在其中變換器28包括液力變換器的實(shí)施例中,存儲(chǔ)器68可包括流體貯存器和/或其他相似流體存儲(chǔ)設(shè)備。因此,根據(jù)所使用的變換器28的類型,該變換器28可電連接或流體連接到存儲(chǔ)設(shè)備。這種連接可使變換器28能重復(fù)地且選擇性地向能量存儲(chǔ)設(shè)備68提供能量和/或從其取走能量。同樣地,存儲(chǔ)設(shè)備68可構(gòu)造成重復(fù)地且選擇性地接收來自變換器28的能量和/或向其提供能量。可以理解,在其中變換器28包括電動(dòng)或機(jī)電式變換器的實(shí)施例中,這種能量可以為電能的形式。在其中變換器28包括液力變換器的示例性實(shí)施例中,這種能量可以為加壓液力流體的形式。行星齒輪組30可具有至少三個(gè)元件,包括太陽(yáng)輪(“S”)、具有至少一組行星齒輪的行星托架(“P”)和環(huán)形齒輪(“R”)。行星托架P的行星齒輪可與太陽(yáng)輪S和環(huán)形齒輪R嚙合。另外,如果行星齒輪組中包括中間行星齒輪,則行星托架P的行星齒輪可與同一行星托架P的中間行星齒輪嚙合。太陽(yáng)輪S、行星托架P、行星齒輪和環(huán)形齒輪R可全部同時(shí)一起旋轉(zhuǎn)?;蛘撸?yáng)輪S、行星托架P和環(huán)形齒輪R可各自保持靜止。在使用過程中,行星齒輪組30可接收一個(gè)或多個(gè)輸入旋轉(zhuǎn),并產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出旋轉(zhuǎn)。輸入和輸出之間的旋轉(zhuǎn)速度的變化可取決于太陽(yáng)輪S和環(huán)形齒輪R的齒數(shù)。該旋轉(zhuǎn)速度的變化也可取決于用于接收輸入旋轉(zhuǎn)的齒輪、被選擇用以提供輸出旋轉(zhuǎn)的齒輪以及-如果有-保持靜止的齒輪。變換器28可經(jīng)由輸出部件64聯(lián)接到行星齒輪組30,能量源12的輸出部件可經(jīng)由輸入部件58聯(lián)接到行星齒輪組30。變換器28和行星齒輪組30之間的連接可取決于變換器28是如圖3所示設(shè)置在殼體22內(nèi)部還是如圖4所示設(shè)置在殼體22外部。例如,在其中變換器28設(shè)置在殼體22內(nèi)部的示例性實(shí)施例中,輸出部件64可聯(lián)接到行星齒輪組30的太陽(yáng)輪S,而能量源12可經(jīng)由輸入部件58聯(lián)接到行星齒輪組30的環(huán)形齒輪R。或者,在其中變換器28設(shè)置在殼體22外部的示例性實(shí)施例中,輸出部件64可聯(lián)接到行星齒輪組30的環(huán)形齒輪R,而能量源12可經(jīng)由輸入部件58聯(lián)接到行星齒輪組30的太陽(yáng)輪S。在圖3和4的示例性實(shí)施例中,傳動(dòng)裝置16可經(jīng)由輸出部件60聯(lián)接到行星齒輪組30的行星托架P。齒輪、輸入部件、輸出部件、聯(lián)接部件及其之間的連接的結(jié)構(gòu)可使用本領(lǐng)域已知的部件獲得。閥裝置66可構(gòu)造成接收來自液壓回路76的加壓流體以及向該液壓回路排出加壓流體。特別的,閥裝置66可具有經(jīng)由流體線路92與液壓回路76連通的閥元件(未示出)。該閥元件可為可移動(dòng)的,以選擇性地填充閥裝置66的一個(gè)或多個(gè)壓力腔,而同時(shí)經(jīng)由排出通道(未示出)將另一個(gè)壓力腔與低壓罐90連接??梢栽O(shè)想,除了閥裝置66之外,或者作為該閥裝置的替代,可使用液力或電動(dòng)馬達(dá)(未示出)來驅(qū)動(dòng)離合器67。離合器67可以是構(gòu)造成選擇性聯(lián)接或分離輸入部件58和輸出部件60的水力機(jī)械式設(shè)備、機(jī)械式設(shè)備或電力機(jī)械式設(shè)備。例如,離合器67可以是液力葉輪或機(jī)械彈簧型扭矩轉(zhuǎn)換器、電力-機(jī)械式鎖定離合器、膜式機(jī)械離合器或本領(lǐng)域已知的任意其他類型的離合器機(jī)構(gòu)。通過允許或阻止輸入部件58的旋轉(zhuǎn)和輸出部件60的旋轉(zhuǎn)之間的滑移,離合器67可以選擇性地吸收或倍增在能量源12和傳動(dòng)裝置16之間傳輸?shù)呐ぞ?。在示例性?shí)施例中,離合器67可構(gòu)造成將行星齒輪組30的任意兩個(gè)齒輪和/或其他部件聯(lián)接在一起。例如,離合器67可構(gòu)造成選擇性地將行星托架P和環(huán)形齒輪R聯(lián)接在一起,或?qū)⑿行峭屑躊和太陽(yáng)輪S聯(lián)接在一起。通過以這種方式聯(lián)接行星齒輪組30的任意兩個(gè)部件,離合器67可以操作性地形成輸入部件57和輸出部件60之間的直接連接(即一對(duì)一旋轉(zhuǎn)關(guān)系)。在這樣的聯(lián)接和/或鎖定構(gòu)型中,行星齒輪組30的所有齒輪和/或部件可一致地共同旋轉(zhuǎn),并且變換器28可以不操作性地影響驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的扭矩和/或速度輸出。然而,在其它示例性實(shí)施例中,可以理解,不管行星齒輪組30的兩個(gè)或更多部件是否被鎖定,變換器28都可以操作性地影響驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的扭矩和/或速度輸出。在這樣的實(shí)施例中,例如,變換器28可以構(gòu)造成在行星齒輪組30處于鎖定構(gòu)型時(shí)向傳動(dòng)裝置16提供扭矩和/或從傳動(dòng)裝置16和能量源12的至少一個(gè)中接收扭矩。離合器67的起動(dòng)和/或停用可以選擇性地由閥裝置66的操作控制。液壓回路76可構(gòu)造成向機(jī)器的一個(gè)或多個(gè)部件提供加壓流體。如圖3和4所示,在示例性實(shí)施例中,液壓回路76可以流體連接到和/或同樣地構(gòu)造成向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的一個(gè)或多個(gè)部件提供加壓流體,所述部件包括液力變換器28、閥裝置66和/或離合器67。液壓回路76的一個(gè)或多個(gè)部件可被能量源12驅(qū)動(dòng),以使流體加壓并將加壓流體傳送到各個(gè)機(jī)器部件。特別的,液壓回路76可包括高壓源78、貯存器80和泄壓閥82。高壓源78、貯存器80和泄壓閥82可通過公共供應(yīng)線路84彼此流體連通。此外,在其中變換器28包含液力變換器的實(shí)施例中,變換器28可經(jīng)由流體線路94流體連通到供應(yīng)線路84。高壓源78可向供應(yīng)線路84提供高壓流體流。高壓源78可包括任何類型的變排量泵,例如防波板泵或擺板泵,其中,板的角度由單獨(dú)的或整體的泵控制器86改變,從而改進(jìn)相關(guān)活塞的泵送排量。在附加示例性實(shí)施例中,高壓源78可包括計(jì)量套管型泵,其中一定量的排出流體流過套管部件以改進(jìn)相關(guān)活塞的有效排量。高壓源78可以通過例如間軸88、皮帶(未示出)、電路(未示出)或以任意其他適宜的方式可驅(qū)動(dòng)地連接到能量源12的輸出部件和/或輸入部件。貯存器80可以是連接到供應(yīng)線路84的壓力容器。在示例性實(shí)施例中,貯存器80可在流體線路92和94之間的連接之間順序地流體連接到供應(yīng)線路84?;蛘撸鐖D3所示,貯存器80可在流體線路92和高壓源78的連接之間順序地流體連接到供應(yīng)線路84。貯存器80可以用可壓縮氣體填充,并構(gòu)造成存儲(chǔ)加壓流體以便將來使用??蓧嚎s氣體可以包括例如氮?dú)饣蚱渌m宜的可壓縮氣體。當(dāng)與貯存器80連通的流體超過了預(yù)定壓力時(shí),該流體可流到貯存器80內(nèi)。因?yàn)榈獨(dú)饪蓧嚎s,在流體流入貯存器80時(shí),該氣體可像彈簧一樣起作用并壓縮。當(dāng)與貯存器80連通的通道內(nèi)的流體的壓力降到預(yù)定的壓力下時(shí),貯存器80內(nèi)的壓縮氮?dú)饪膳蛎?,并?qū)使貯存器80內(nèi)的流體進(jìn)入供應(yīng)線路84??梢栽O(shè)想,如果需要,貯存器80還可以是彈簧偏壓類型的貯存器。泄壓閥82可設(shè)置在貯存器80的下游,以便響應(yīng)于公共供應(yīng)線路84內(nèi)的流體壓力選擇性地使流體通過低壓罐90。例如,泄壓閥82可包括這樣的閥元件(未示出),該閥元件響應(yīng)于供應(yīng)線路84內(nèi)的流體壓力被朝向流阻止位置偏壓,或朝向流通過位置移動(dòng)。當(dāng)供應(yīng)線路84內(nèi)的壓力超過預(yù)定閥值時(shí),由作用在閥元件上的流體壓力產(chǎn)生力可以克服彈簧力,允許閥元件移動(dòng)到第二位置。這樣,泄壓閥82可以起作用以維持供應(yīng)線路84內(nèi)的預(yù)定壓力??梢栽O(shè)想,如果需要的話,泄壓閥82可具有變換的壓力設(shè)定和/或可響應(yīng)于所監(jiān)測(cè)的壓力被電子地致動(dòng)。低壓罐90可以是構(gòu)造成保持流體供應(yīng)的儲(chǔ)液器。該流體可包括例如發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、變速箱潤(rùn)滑油、獨(dú)立的液壓油或本領(lǐng)域已知的任意其他流體。高壓源78和/或機(jī)器10或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的任意其他液力部件可以從罐90中吸取流體或使流體返回該罐90。圖5中所示的流程圖100示出驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的示例性運(yùn)轉(zhuǎn)方法,該圖5將在下面詳細(xì)描述。工業(yè)適用性所公開的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14可與任意需要加速或減速的機(jī)器一起使用,并且在其中來自能量源12的扭矩不足以滿足機(jī)器操作者的行駛速度請(qǐng)求的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是有用的。這種運(yùn)轉(zhuǎn)可包括其中機(jī)器10被以相對(duì)高的負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)的情形,例如,當(dāng)機(jī)器10的鏟斗或其他機(jī)具已經(jīng)填充有來自堆的材料并且操作者控制機(jī)器以使之反向離開該堆時(shí)。當(dāng)以高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),能量源12的扭矩輸出的大部分被用于滿足與鏟斗的運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的扭矩請(qǐng)求。在這種情況下,可使用變換器28向傳動(dòng)裝置16提供需要的額外的(即補(bǔ)充的)扭矩,從而使機(jī)器10能滿足行駛速度請(qǐng)求,并且同時(shí)滿足與高機(jī)具負(fù)載相關(guān)聯(lián)的扭矩請(qǐng)求。雖然已知的機(jī)器可使用扭矩轉(zhuǎn)換器和其他類似的部件幫助在高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)中滿足機(jī)器行駛速度請(qǐng)求,這種部件是非常低效的,并且通常不被機(jī)器生產(chǎn)者喜歡。例如,這樣的部件提供了對(duì)提供到傳動(dòng)裝置或取自傳動(dòng)裝置的扭矩量的非獨(dú)立控制。因?yàn)檫@些部件不允許這種獨(dú)立控制,使用這些部件的系統(tǒng)必須完全依賴于能量源輸出的規(guī)則,以控制例如提供到傳動(dòng)裝置16的扭矩量。這在其中需要變化的傳動(dòng)裝置輸出速度以滿足機(jī)器速度請(qǐng)求的情況下是成問題的。例如,通常的能量源僅具有控制能量源輸出速度的三個(gè)或四個(gè)檔位,并且這樣的能量源在這樣的檔位之間通常具有相當(dāng)大的速度空檔。因此,改變能量源檔位以滿足機(jī)器速度請(qǐng)求效率很低。另一方面,本發(fā)明的基于變換器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14可被獨(dú)立控制以幫助能量源12滿足變化的速度請(qǐng)求,從而最小化在給定的運(yùn)轉(zhuǎn)中請(qǐng)求的能量源檔位變化的數(shù)目,并最大化運(yùn)轉(zhuǎn)效率。另外,在其中由能量源12產(chǎn)生的扭矩大于機(jī)器10或其機(jī)具可使用的扭矩的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,已知的扭矩轉(zhuǎn)換器和其他相似部件不允許能量存儲(chǔ)。例如,在機(jī)器10已經(jīng)被驅(qū)進(jìn)一堆材料中,而能量源扭矩被用于幫助機(jī)具從該堆移除材料的情形下,扭矩轉(zhuǎn)換器和其他類似元件可能不能利用由能量源12產(chǎn)生的多余扭矩。相反,與這種多余扭矩相關(guān)聯(lián)的能量被這種部件轉(zhuǎn)化為熱量。隨著時(shí)間的流逝,這種熱產(chǎn)生可能對(duì)這種部件和/或機(jī)器10有害。另外,這樣的部件可能需要定時(shí)冷卻,這導(dǎo)致對(duì)機(jī)器資源的不想要的消耗。另一方面,本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14構(gòu)造成在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存儲(chǔ)經(jīng)由能量源12和/或傳動(dòng)裝置16接收的多余能量。例如,這樣的能量可被存儲(chǔ)在與變換器28相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)設(shè)備68內(nèi),以在隨后的運(yùn)轉(zhuǎn)中被變換器28使用。這樣的能量存儲(chǔ)使機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)效率最大化,并通過減小有害的熱產(chǎn)生而延長(zhǎng)了各種機(jī)器部件的使用壽命。如圖5所示,在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的示例性運(yùn)轉(zhuǎn)中,此處描述的各種傳感器和/或控制器32可確定機(jī)器10的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)特征(步驟102)??梢岳斫?,在此描述的每個(gè)示例性實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14可被以開環(huán)或閉環(huán)方式控制。另外,在步驟102中確定的運(yùn)轉(zhuǎn)特征可以包括例如能量源輸出扭矩、能量源輸出速度、變化器輸出扭矩、變換器輸出速度、機(jī)器行駛速度、傳動(dòng)裝置檔位、傳動(dòng)裝置齒輪速比和/或這里描述的任意其他運(yùn)轉(zhuǎn)特征。這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)特征可通過這里描述的任意傳感器確定,和/或由控制器32在接收到來自各種機(jī)器傳感器的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)時(shí)計(jì)算或以其他方式確定。例如,包括在這種信號(hào)中的信息可被輸入一個(gè)或多個(gè)運(yùn)算法則、控制圖、查表圖表和/或任意其他相似的控制軟件或硬件部件中,并且這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)特征可包括這些部件的輸出。在步驟104中,控制器32可接收來自機(jī)器操作者的機(jī)器行駛速度請(qǐng)求。例如,節(jié)氣門踏板46a可被手動(dòng)致動(dòng)以增加能量源12的旋轉(zhuǎn)速度以及得到的機(jī)器的行駛速度。這樣的起動(dòng)可從節(jié)氣門踏板46a和/或節(jié)氣門傳感器47向控制器32引導(dǎo)表征機(jī)器行駛速度請(qǐng)求的信號(hào)。在額外的示例性實(shí)施例中,還可使用一個(gè)或多個(gè)其他的操作者界面設(shè)備46,以向控制器32發(fā)送表征這種行駛速度請(qǐng)求的信號(hào)。一旦接到了這樣的速度請(qǐng)求,控制器32可以確定行駛速度請(qǐng)求是表征機(jī)器加速(即,增加傳動(dòng)裝置16的輸出速度)還是機(jī)器制動(dòng)(即,降低傳動(dòng)裝置16的輸出速度)(步驟106)。在步驟106中,例如,控制器32可將當(dāng)前的機(jī)器行駛速度與在步驟104接收到的行駛速度請(qǐng)求相比較,以做這樣的決定。例如,如果當(dāng)前機(jī)器行駛速度低于機(jī)器行駛速度請(qǐng)求,控制器可以確定需要加速。響應(yīng)步驟106中的這種確定,控制器32可利用和/或處理在步驟102中確定的一組運(yùn)轉(zhuǎn)特征以管理機(jī)器控制。這樣的示例性的第一組運(yùn)轉(zhuǎn)特征可對(duì)應(yīng)于滿足行駛速度請(qǐng)求所要求的加速的量,并且可包括例如節(jié)氣門踏板位置、傳動(dòng)裝置輸出速度、機(jī)具負(fù)載和/或與機(jī)器10當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的其他類似運(yùn)轉(zhuǎn)特征。另一方面,如果當(dāng)前機(jī)器行駛速度在機(jī)器行駛速度請(qǐng)求之上,控制器32可能確定需要機(jī)器滑行或制動(dòng)。響應(yīng)于步驟106中的這種決定,控制器32可使用和/或處理在步驟102中確定的第二組運(yùn)轉(zhuǎn)特征以管理機(jī)器控制。第二組運(yùn)轉(zhuǎn)特征的示例可對(duì)應(yīng)于滿足行駛速度請(qǐng)求所需的滑行和/或制動(dòng)的量,并可包括例如制動(dòng)器踏板位置、傳動(dòng)裝置輸出速度、機(jī)具負(fù)載和/或與機(jī)器10當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的其他類似運(yùn)轉(zhuǎn)特征。一旦在步驟106中確定是加速還是制動(dòng),控制可以前進(jìn)到步驟108,在該步驟,控制器32可確定滿足行駛速度請(qǐng)求所需的傳動(dòng)裝置輸入速度(“TIS”)。例如,控制器32可利用表征當(dāng)前能量源速度、當(dāng)前傳動(dòng)裝置齒輪速比和/或當(dāng)前變換器輸出速度的信息作為一個(gè)或多個(gè)運(yùn)算法則、控制圖、查表圖表和/或上面描述的其他控制部件的輸入以確定該TIS。在步驟110中,控制器32可確定在步驟108中確定的TIS是否處于可接受的能量源速度范圍內(nèi)。例如,在步驟110,控制器32可確定該TIS是否在能量源12的安全運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)可得到。在這種可接受能量源速度范圍以外運(yùn)行能量源12可能導(dǎo)致對(duì)例如能量源12的一個(gè)或多個(gè)部件和/或聯(lián)接到其上的機(jī)器部件的損害。可接受的能量源速度范圍可根據(jù)能量源12的容量、模式、構(gòu)型和/或其他特征變化。在示例性實(shí)施例中,可接受的能量源速度范圍可在約1200rpm到約2200rpm之間。在又一示例性實(shí)施例中,這種可接受的能量源速度范圍可在約600rpm到約2600rpm之間。如果TIS在可接受的能量源速度范圍之外(步驟110-否),則控制可進(jìn)行到步驟118。步驟118將在下面更詳細(xì)的說明。另一方面,如果TIS處于可接受的能量源速度范圍內(nèi)(步驟110-是),則控制器32可確定需要的傳動(dòng)裝置輸入扭矩(TIT)以滿足在步驟104接收的行駛速度請(qǐng)求(步驟112)。例如,控制器32可利用表征當(dāng)前能量源輸出扭矩、當(dāng)前傳動(dòng)裝置齒輪速比和/或當(dāng)前變換器輸出扭矩作為一個(gè)或多個(gè)運(yùn)算法則、控制圖、查表圖表和/或這里描述的其他控制部件的輸入來確定該TIT。在示例性實(shí)施例中,在步驟112確定的TIT可以是以在步驟102確定的機(jī)器10的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)特征為基礎(chǔ)的估計(jì)值。在另外的實(shí)施例中,可利用一個(gè)或更多額外的輸入在步驟112確定TIT。這樣的輸入可包括例如表征機(jī)器10位置的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)輸入。例如,從與機(jī)器10關(guān)聯(lián)的GPS接收的、表征機(jī)器10在工地位置的信號(hào)可被輸入到一個(gè)或多個(gè)運(yùn)算法則、控制圖、查表圖表和/或上面描述的其他控制部件中??刂破?2可構(gòu)造成識(shí)別機(jī)器10的位置,并將所確定的位置與對(duì)應(yīng)于該位置的之前的TIT相關(guān)聯(lián)。相應(yīng)地,在這樣的示例性實(shí)施例中,控制器32可具有存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器中的之前確定的TIT和/或一個(gè)或多個(gè)位置,并且控制器32可以構(gòu)造成基于這種存儲(chǔ)的(即“學(xué)得的”)信息控制能量源12、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14和/或傳動(dòng)裝置16的運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種示例性實(shí)施例中,控制器32可使用構(gòu)造成有助于機(jī)器10的這種學(xué)得的控制的一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其他類似的軟件和/或硬件部件。在步驟114,控制器32可確定在步驟112確定的TIT是否處于可接受的能量源扭矩范圍內(nèi)。例如,在步驟114,控制器32可確定TIT是否在能量源12的安全運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩范圍內(nèi)能得到。在這種可接受的能量源扭矩范圍以外運(yùn)轉(zhuǎn)能量源12可導(dǎo)致對(duì)例如能量源12的一個(gè)或多個(gè)部件和/或聯(lián)接到其上的機(jī)器部件的損害。這樣的能量源扭矩范圍可依據(jù)能量源12的容量、模式、構(gòu)型和/或其他特征改變。在示例性實(shí)施例中,可接受的能量源扭矩范圍可在約-250Nm到約1000Nm之間,其中負(fù)扭矩表示減速容量。在另一示例性實(shí)施例中,這種可接受的能量源扭矩范圍可在約-1500Nm到約2500Nm之間??梢岳斫?,這種示例性能量源扭矩范圍可取決于例如能量源容量和當(dāng)前能量源速度等。如果TIT在可接受的能量源扭矩范圍之外(步驟114-否),則控制可前進(jìn)到下面描述的步驟118。另一方面,如果TIT在可接受的能量源扭矩范圍內(nèi)(步驟114-是),則控制器32可將行星齒輪組的兩個(gè)或更多部件鎖定在一起(步驟116)。例如,在其中變換器28包括電動(dòng)和/或機(jī)電式變換器的實(shí)施例中,控制器32可控制閥裝置66以在步驟116使離合器67接合。在這樣的示例性實(shí)施例中,離合器67的接合可將例如環(huán)形齒輪R聯(lián)接到太陽(yáng)輪S,由此在能量源12和傳動(dòng)裝置16之間形成直接連接。在其中變換器28包括液力變換器的替代性示例性實(shí)施例中,控制器32可控制閥裝置66以在步驟116使離合器67接合,以例如將環(huán)形齒輪R聯(lián)接到行星托架P。這樣的聯(lián)接可形成能量源12和傳動(dòng)裝置16之間的直接連接。在這里描述的示例性實(shí)施例中,使離合器67接合以鎖定行星齒輪組30的兩個(gè)或更多部件可以有效地使變換器28失效和/或使變換器28處于最小位移模式,在該模式中變換器28向傳動(dòng)裝置16提供的扭矩可忽略。在這種示例性實(shí)施例中,能量源12可以獨(dú)自充分滿足機(jī)器10的各種速度和/或扭矩要求,而不要求和/或利用來自變換器28的補(bǔ)充扭矩。一旦在步驟116鎖定行星齒輪組30的兩個(gè)或更多部件,控制可以以閉環(huán)方式前進(jìn)到步驟102。如圖5中所示,如果控制器32確定TIS在可接受的能量源速度范圍之外(步驟110-否)或者TIT在可接受的能量源扭矩范圍之外(步驟114-否),則可能需要變換器28運(yùn)轉(zhuǎn)以向傳動(dòng)裝置16提供補(bǔ)充扭矩或從傳動(dòng)裝置16和/或能量源12去除多余扭矩。在這種情況下,控制可前進(jìn)到步驟118,在該步驟中,控制器32可在當(dāng)前能量源速度下確定滿足在步驟104接收的機(jī)器行駛速度請(qǐng)求所需的變換器輸出速度(“VOS”)。在這樣的示例性實(shí)施例中,在步驟118中確定的VOS可用于最小化能量源12的檔位變化和/或其他運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力。例如,一旦控制已經(jīng)到達(dá)步驟118,則控制器32可以-在可能時(shí)-使用專注于維持能量源速度基本恒定的機(jī)器控制策略。這樣的策略可最小化能量源12的檔位變化和/或其他運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力,并可產(chǎn)生改善的能量源效率。在步驟120,控制器32可確定VOS是否處于可接受的變換器速度范圍內(nèi)。例如,在步驟120,控制器32可確定VOS是否可在變換器28的安全運(yùn)轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)得到。變換器28在這種可接受的速度范圍以外運(yùn)轉(zhuǎn)可導(dǎo)致對(duì)例如變換器28的一個(gè)或多個(gè)部件和/或聯(lián)接到其上的機(jī)器部件的損害。這樣的變換器速度范圍可根據(jù)變換器28的尺寸、容量、模式、構(gòu)型和/或其他特征變化。變換器28可具有比能量源12寬得多的可接受速度范圍,并且可以具有對(duì)變換速度和/或扭矩要求更強(qiáng)的響應(yīng)。因此,在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中,與改變能量源12的輸出速度相比,優(yōu)選通過改變變化器28的輸出速度來滿足變換速度和/或扭矩要求。在示例性實(shí)施例中,可接受的變換器速度范圍可在約-4000rpm到約+4000rpm之間??梢岳斫?,在其中變換器28向傳動(dòng)裝置16提供扭矩和/或能量的示例性實(shí)施例中,變換器速度可以用正符號(hào)表示。這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)在這里可稱為“正速度運(yùn)轉(zhuǎn)”。在這樣的正速度運(yùn)轉(zhuǎn)中,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備68內(nèi)的能量可被用于以這種正速度驅(qū)動(dòng)變換器28。或者,在其中變換器28從傳動(dòng)裝置16和/或能量源12接收和/或移除能量的示例性實(shí)施例中,變換器速度可以用負(fù)符號(hào)表示。這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)在這里可稱為“負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)”。在這樣的負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)中,變換器28可將這種能量引導(dǎo)到存儲(chǔ)設(shè)備68以在該處存儲(chǔ)。這樣存儲(chǔ)的能量可提供給變換器28和/或用在隨后的負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)中使用,在該負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)中,需要來自變換器28的補(bǔ)充扭矩和/或能量。如上所述,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備68內(nèi)的能量本質(zhì)可為電力或液力。繼續(xù)參考圖5,如果VOS在可接受的變換器速度范圍內(nèi)(步驟120-是),則控制前進(jìn)到步驟122,在該步驟中,控制器32確定存儲(chǔ)設(shè)備68內(nèi)是否有足以在VOS(在正速度運(yùn)轉(zhuǎn)中)下運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置16的存儲(chǔ)能量或者存儲(chǔ)設(shè)備68是否有足以存儲(chǔ)由變換器28從能量源12和/或傳動(dòng)裝置16接收的額外的能量的存儲(chǔ)能力(在負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)中)。在負(fù)的速度運(yùn)轉(zhuǎn)的示例中,在步驟122進(jìn)行的存儲(chǔ)容量確定可以以這樣的能量估計(jì)值為基礎(chǔ),該能量估計(jì)值是在變換器以VOS運(yùn)轉(zhuǎn)并且能量源12和傳動(dòng)裝置16均維持它們各自的輸出速度、輸出扭矩、和/或其他穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)的情況下,由變換器28從能量源12和/或傳動(dòng)裝置16中接收的能量??商娲模诓襟E122進(jìn)行的存儲(chǔ)容量的確定可以以這樣的能量估計(jì)值為基礎(chǔ),該能量估計(jì)值是在變換器以VOS運(yùn)轉(zhuǎn)并且能量源12和傳動(dòng)裝置16中至少一個(gè)的輸出被修改以滿足在步驟104接收的行駛速度請(qǐng)求的情況下,由變換器28從能量源12和/或傳動(dòng)裝置16中接收的能量。在示例性實(shí)施例中,將由變換器28接收的這種能量評(píng)估值可由控制器32使用運(yùn)算法則、控制圖、查表圖表、和/或上面描述的其他控制部件的任意一個(gè)確定。如果控制器32確定在存儲(chǔ)設(shè)備68內(nèi)存儲(chǔ)的能量足以使變換器28以VOS(在負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)中)運(yùn)轉(zhuǎn)或者存儲(chǔ)設(shè)備68內(nèi)的存儲(chǔ)容量足以存儲(chǔ)由變換器28從能量源12和/或傳動(dòng)裝置16接收的額外的能量(在負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)中)(步驟122-是),則控制前進(jìn)到步驟124。在步驟124,控制器32可使變換器28以VOS運(yùn)轉(zhuǎn)(負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)),變換器28可經(jīng)由行星齒輪系統(tǒng)30向傳動(dòng)裝置16提供補(bǔ)充的扭矩和/或能量。在這樣的示例性實(shí)施例中,由變換器28提供給傳動(dòng)裝置16的扭矩的量可以基于、隨其變化和/或以其它方式對(duì)應(yīng)于VOS。在示例性實(shí)施例中,由變換器28提供給傳動(dòng)裝置16的扭矩量基本等于VOS。然而,可以理解,在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中,TIT可以基本等于變換器輸出扭矩和能量源輸出扭矩的和。因此,該TIT可以或可以不直接與VOS相關(guān)。在這里描述的示例性實(shí)施例中,通過例如在步驟124中使變換器28以VOS運(yùn)轉(zhuǎn),由能量源16和變換器28提供給傳動(dòng)裝置16的扭矩可以足以滿足當(dāng)前能量源速度下的行駛速度請(qǐng)求(即,不改變能量源12的輸出速度、輸出扭矩或齒輪傳動(dòng))。在另外的示例性實(shí)施例中,在步驟124,控制器32可以控制變換器28以將多余能量引導(dǎo)到存儲(chǔ)設(shè)備64,以在該處存儲(chǔ)(在負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)中)。從步驟124,控制可以以閉環(huán)方式前進(jìn)到步驟102。如圖5所示,如果控制器32確定VOS在可接受的變換器速度范圍之外(步驟120-否),或者1)存儲(chǔ)設(shè)備68內(nèi)存儲(chǔ)的能量不足以使變換器28以VOS運(yùn)轉(zhuǎn)或2)存儲(chǔ)設(shè)備68的存儲(chǔ)容量不足以存儲(chǔ)額外的能量(步驟122-否),則控制器32可嘗試確定機(jī)器行駛速度請(qǐng)求是否可以通過改變能量源速度來滿足,或者是否需要改變當(dāng)前傳動(dòng)裝置檔位??梢岳斫猓谪?fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)的其它示例中,如果控制器32確定存儲(chǔ)設(shè)備68的存儲(chǔ)容量不足以存儲(chǔ)額外的能量(步驟122-否),則如果將這種額外的能量排出到熱槽、罐90和/或機(jī)器10的其它位置或部件是可能的和/或可接受的,控制器32可構(gòu)造成自動(dòng)忽略該確定。在這種示例性忽略的情形下,控制可從步驟122前進(jìn)到步驟124,雖然在步驟122中產(chǎn)生了否定的結(jié)論。一旦控制到達(dá)步驟128,控制器32可確定當(dāng)前能量源速度是否基本等于可接受的能量源速度范圍的上限或下限(參考上述例如步驟110的描述)。例如,在其中VOS處于可接受的變換器速度范圍以外的實(shí)施例中,控制器32可將當(dāng)前能量源速度與可接受的能量源速度范圍的極值比較以確定是否有可能通過增加或降低能量源速度來滿足行駛速度請(qǐng)求。如果能量源12已經(jīng)以可接受的能量源速度范圍的極值之一運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟128-是),則不可能通過增加或降低能量源速度來滿足行駛速度請(qǐng)求,控制前進(jìn)到步驟134。在步驟134,控制器32可使傳動(dòng)裝置16運(yùn)行以便升檔、降檔和/或以其它方式改變檔位??梢岳斫?,較低的傳動(dòng)裝置檔位可具有比相對(duì)較高的傳動(dòng)裝置檔位較高的齒輪速比。因此,較低的傳動(dòng)裝置檔位比相對(duì)較高的傳動(dòng)裝置檔位具有更大的扭矩倍增能力。相反地,對(duì)于給定的傳動(dòng)裝置輸入速度,與較高的傳動(dòng)裝置檔位相比,較低的傳動(dòng)裝置檔位的特征可以是較低的傳動(dòng)裝置輸出速度,以及由此較高的傳動(dòng)裝置輸出扭矩。一旦已經(jīng)在步驟134出現(xiàn)傳動(dòng)裝置檔位的改變,則控制可以以閉環(huán)方式前進(jìn)到步驟102?;蛘?,如果控制器32確定當(dāng)前能量源速度未基本等于可接受的能量源速度范圍的極值(步驟128-否),則控制器32可確定滿足行駛速度請(qǐng)求需要的額外的VOS,該額外的VOS可以是基于以可接受的能量源速度范圍的上極值或下極值運(yùn)轉(zhuǎn)能量源12來確定的估計(jì)的變換器輸出速度(步驟130)。在步驟130確定的額外的VOS可以例如是與最大化能量源速度和/或扭矩輸出相對(duì)應(yīng)的假定VOS。可以理解,在其中步驟118中確定的VOS處于可接受的變換器速度范圍較高側(cè)之外(例如在正速度運(yùn)轉(zhuǎn)中)的實(shí)施例中,額外的VOS可以在步驟130中使用能量源速度范圍的下極值確定。另一方面,在其中步驟118中確定的VOS在可接受的變換器速度范圍較低側(cè)之外(例如在負(fù)速度運(yùn)轉(zhuǎn)中)的實(shí)施例中,額外的VOS可在步驟130中使用能量源速度范圍的上極值確定。在示例性實(shí)施例中,一旦假定額外VOS已經(jīng)在步驟130中確定,控制可返回到步驟120。在這樣的示例性實(shí)施例中,在步驟120,控制器32可確定額外的VOS是否在上述可接受的變換器速度范圍內(nèi)。另外,在這樣的示例性實(shí)施例中,在控制返回步驟120之前,控制器32可以不實(shí)際修改例如以在步驟130確定的額外的VOS為基礎(chǔ)的能量源12的輸出速度和/或輸出扭矩。在這樣的示例性實(shí)施例中,一旦額外的VOS在步驟120與可接受的變換器速度范圍相當(dāng),控制可前進(jìn)到步驟134或步驟124?;蛘?,如圖5所示,一旦額外的VOS已經(jīng)在步驟130中確定,控制器32可使能量源12以能量源速度范圍的上或下極值運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟132)。然后控制可前進(jìn)到步驟120,在該步驟,控制器32可確定額外的VOS是否處于可接受的變換器速度范圍內(nèi)??梢岳斫?,在這樣的實(shí)施例中,如果控制器32確定額外的變換器輸出速度在可接受的變換器速度范圍內(nèi)(步驟120-否),控制器然后可確定:當(dāng)前能量源速度基本等于能量源速度范圍的極值(步驟128-是)。然后控制進(jìn)行到步驟134,在該步驟,傳動(dòng)裝置檔位可被改變。一旦在步驟134已經(jīng)發(fā)生傳動(dòng)裝置檔位改變,控制可以以閉環(huán)方式前進(jìn)到步驟102。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是,可對(duì)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行各種改變和變型。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,從這里公開的說明書的考慮和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)踐考慮,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的其他實(shí)施例是顯而易見的。說明書和實(shí)施例僅考慮為示例,本發(fā)明的真實(shí)范圍由下列的權(quán)利要求及其等效方案限定。
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