[发明专利]实施自动方向转变制动的传动系统

说明书

本发明公开了一种与机器(10)一起使用的传动系统(22)。传动系统可具有用于在第一方向上传递动力的第一离合器(34)、用于在第二方向上传递动力的第二离合器(36)、制动器(43)和配置成产生指示期望转变动力传递方向的第一信号的接口装置(18)。传动系统也可具有配置成响应于第一信号使第一方向离合器分离并使制动器向牵引装置施加减速转矩的控制器(44)。控制器也可配置用于当第二离合器提供减速转矩的容量大约等于由制动器施加的减速转矩的容量时选择性地将减速转矩传递给第二离合器。

技术领域

本发明一般涉及传动系统，并且更具体地涉及实施自动方向转变制动的传动系统。

背景技术

诸如轮式装载机、履带式拖拉机、机动平地机或拖运卡车的移动式机器包括将旋转动力从机器的发动机传递至车轮或其他牵引装置的传动装置。典型的传动装置包括选择性地接合以改变发动机和车轮之间的动力流动路径的两个方向离合器(例如，正向离合器和反向离合器)。在正向行进期间，只应该接合正向离合器以在正向方向上通过车轮传递来自发动机的机械旋转。在反向行进中，只应该接合反向离合器，以在反向方向上通过车轮传递相同的机械旋转。在方向转变改变期间(即，当在正向和反向方向之间转变时)，两个方向离合器中的第一个将在与方向离合器中的第二个接合的同时或之前释放。

如果在机器移动时尝试进行方向转变改变，则必须首先消散与第一行进方向对齐的显著的动量，然后机器才能在第二和反向的行进方向上开始加速。该动量通常通过接合离合器内的摩擦材料消散。也就是说，第二离合器通常会滑动直到已经消散了足够的动力以避免冲击载荷并且损坏机器的其余传动系部件。在滑动过程中，第二离合器的一些摩擦材料被磨损。在一些情况下，机器的操作者可能试图在转变期间在行进方向之间手动制动机器，以减少必须被第二离合器的摩擦材料吸收的动量。通过这样做，可延长离合器的寿命，和/或方向转变可更快和/或以更高的速度被完成。然而，操作者可能难以使用合适的制动量并适当地定时离合器的接合/分离，以允许平滑且有效的转变而不会导致传动系部件的过度磨损或损坏。

示例性的传动系统在Ishikawa等人的于2014年11月4日发布(“该303专利”)的美国专利第8,880,303号中公开。该'303专利的传动系统包括车辆控制单元，其检测车辆行进速度，并且只要车辆行进速度快于第一速度，就防止在与车辆行进方向反向的方向上的转变改变。具体地，当车辆控制单元检测到用户在与车辆行进方向反向的方向上选择了转变范围，在车辆行进速度比第一速度快的同时，车辆控制单元经由液压制动器执行强制减速，从而停止车辆，而不允许转变改变。在车辆停止并且车辆的发动机处于空转状态之后则允许转变改变。由于车辆控制单元在高速行进期间忽略与车辆行进方向反向的误差的转变改变，所以车辆的故障得以避免。

尽管'303专利的车辆控制单元采用的转变策略可能对车辆部件寿命产生一些影响，但策略的重点在于适应操作员误差。特别地，车辆控制单元对于在期望的高速转变期间改善转变质量可能做得很少。另外，车辆控制单元可能不适用于操作者在请求方向转变变化时没有出错的情况。

所公开的传动系统旨在克服上述问题中的一个或多个和/或现有技术的其他问题。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种用于与具有发动机和牵引装置的机器一起使用的传动系统。传动系统可包括配置用于沿第一方向将动力从发动机传递到牵引装置的第一离合器、配置用于沿着与第一方向反向的第二方向将动力从发动机传递到牵引装置的第二离合器、配置用于将减速转矩施加到牵引装置的制动器，和配置用于生成指示操作者期望转变从发动机到牵引装置的动力传递方向的第一信号的接口装置。传动系统也可包括与第一离合器、第二离合器、制动器、和接口装置通信的控制器。控制器可配置用于响应于第一信号而分离第一离合器，以使制动器将减速转矩施加到牵引装置，并且确定由制动器施加到牵引装置的减速转矩的量。当第二离合器提供减速转矩的容量大约等于由制动器施加的减速转矩的量时，控制器也可配置用于选择性地将来自制动器的减速转矩传递至第二离合器。