專利名稱：用于控制作業(yè)機(jī)械功率的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及作業(yè)機(jī)械功率控制系統(tǒng)，且更具體地涉及用于根據(jù)地面速度形成作業(yè)機(jī)械中功率曲線的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
控制功率的能力是現(xiàn)代作業(yè)機(jī)械(例如固定的和移動(dòng)的商業(yè)機(jī)械、諸如建筑機(jī)械、固定的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、航海裝置機(jī)械)中的重要特征。今天，現(xiàn)代機(jī)械通過(guò)一個(gè)或多個(gè)控制單元，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)控制功率。該單元包括用于管理各種機(jī)械操作的硬件、軟件、和/或韌件。例如，ECU可構(gòu)造成控制點(diǎn)火和/或燃油噴射操作以調(diào)節(jié)由機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率。
ECU通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)在內(nèi)存中的一個(gè)或多個(gè)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這些控制功能。這些程序通常包括邏輯電路，其通過(guò)主機(jī)的各個(gè)部件產(chǎn)生用作控制信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)輸出值。該程序邏輯電路可訪問(wèn)一個(gè)或多個(gè)性能圖以確定數(shù)據(jù)值來(lái)產(chǎn)生輸出值。性能圖是有關(guān)主車輛操作的一個(gè)或多個(gè)控制變量、諸如點(diǎn)火定時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)RPM等之間的數(shù)據(jù)關(guān)系。每幅圖可包括用于多種不同操作情況中每種的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)值。例如，性能圖可包括數(shù)據(jù)值(如數(shù)學(xué)函數(shù)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)陣列)的關(guān)系，程序邏輯電路可從中獲得數(shù)據(jù)值以產(chǎn)生輸出信號(hào)。
因?yàn)镋CU可在不同類型的機(jī)械中運(yùn)行，特定的ECU可包括相應(yīng)于機(jī)械可能經(jīng)歷的變化負(fù)載情況的幾種不同的性能圖。此外，因?yàn)闄C(jī)械應(yīng)用和條件變化，性能圖可包括用于定制機(jī)械性能的不同的數(shù)據(jù)值。因而，現(xiàn)代機(jī)械可控制提供給機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的功率。但是通常這些機(jī)械根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度控制機(jī)械功率，發(fā)動(dòng)機(jī)速度對(duì)由于例如散逸熱產(chǎn)生的功率損失有直接影響。
為了說(shuō)明這些問(wèn)題，圖1示出了與常規(guī)作業(yè)機(jī)械有關(guān)的示例性功率曲線圖。曲線110表示由第一前進(jìn)檔中傳統(tǒng)扭矩變換器作業(yè)機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)提供以傳動(dòng)系統(tǒng)的功率。曲線115表示由第一前進(jìn)檔中傳動(dòng)系統(tǒng)(扭矩變換器輸出)向行進(jìn)在地面上的機(jī)械使用的機(jī)械裝置提供的功率，如履帶型拖拉機(jī)作業(yè)機(jī)械的鏈齒輪提供的功率。從而，曲線115表示的功率對(duì)應(yīng)于如曲線110所示向作業(yè)機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)提供的功率。同樣，曲線120表示向第二前進(jìn)檔中傳動(dòng)系統(tǒng)提供的功率。曲線125表示根據(jù)曲線120的輸入功率由機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)提供的相應(yīng)地面功率。曲線130表示向第三前進(jìn)檔中傳動(dòng)系統(tǒng)提供的功率。以及曲線135表示由傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)由曲線130反映的輸入功率提供的相應(yīng)功率。
如圖所示，向三個(gè)示例性檔中每個(gè)的傳動(dòng)系統(tǒng)提供的功率在特定地面速度時(shí)達(dá)到最大極限。例如，在第一檔，機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)在非常低的地面速度產(chǎn)生高功率并在機(jī)械達(dá)到某一速度(例如1.5mph)之后減小。同樣，由機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的功率跟隨象拋物線的曲線，其根據(jù)機(jī)械的地面速度達(dá)到最高水平(例如在第一檔在1.5mph時(shí)“H”hp)。可以看出，由于扭矩變換器機(jī)械的性質(zhì)，在低速時(shí)的功率損失非常高。
特定類型作業(yè)機(jī)械的典型工作速度也影響作業(yè)機(jī)械的功率操作。例如，如果履帶型拖拉機(jī)作業(yè)機(jī)械向前運(yùn)動(dòng)的典型工作速度是1.5至3.5mph，作業(yè)機(jī)械將必須在第一和第二前進(jìn)檔之間操作。圖1中所示的傳動(dòng)系統(tǒng)功率；曲線115、125、和135在約“H”hp并然后相應(yīng)地下降，在該實(shí)例中，“H”hp的恒定的傳動(dòng)系統(tǒng)功率對(duì)于這種類型的示例性作業(yè)機(jī)械是理想的。但是，由于關(guān)于這些部件操作的重大功率損失，這些操作在使用齒輪和扭矩轉(zhuǎn)換器/分配器的機(jī)械中不可行。
美國(guó)專利第6,434,466號(hào)(下文稱′466專利)中描述了設(shè)計(jì)來(lái)控制傳動(dòng)系統(tǒng)的一種典型機(jī)械。′466專利中描述的機(jī)械使用傳動(dòng)裝置將由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率傳送到運(yùn)行機(jī)械的機(jī)構(gòu)。該機(jī)械根據(jù)由機(jī)械收集和確定的多個(gè)信息控制傳動(dòng)系統(tǒng)。該信息包括所要求的車輪扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)速度，渦輪機(jī)速度，所選的檔和關(guān)于所選檔的速率，根據(jù)渦輪機(jī)速度和所選檔的第一函數(shù)的傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)損失，根據(jù)渦輪機(jī)速度和所選檔的第二函數(shù)的傳動(dòng)扭矩比例損失，根據(jù)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)損失、傳動(dòng)扭矩比例損失、以及所選檔的速率的所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。使用該信息，傳動(dòng)系統(tǒng)可控制實(shí)際車輪扭矩使得它接近由機(jī)械確定的所要求的車輪扭矩。此外，′466專利可使用地面速度作為控制車輛可使用那種方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的作用臨界值。例如，′466專利確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，如果車輛速度在預(yù)定臨界值以上使用根據(jù)功率的計(jì)算，如果車輛速度沒(méi)有超過(guò)臨界值使用根據(jù)檔速率的計(jì)算。
盡管現(xiàn)代機(jī)械(如′466專利中描述的一種)具有根據(jù)關(guān)于一個(gè)或多個(gè)機(jī)械部件的參數(shù)控制傳動(dòng)系統(tǒng)的能力，它們還由于取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的機(jī)械傳動(dòng)裝置而遭受功率損失。例如，在低地面速度時(shí)，由于例如從以不必要的高速度運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)散出的熱，機(jī)械可能經(jīng)歷很大的功率損失。因此在這些地面速度時(shí)機(jī)械浪費(fèi)功率，因?yàn)闄C(jī)械沒(méi)有移動(dòng)，或者移動(dòng)非常慢，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)以相對(duì)高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。同樣，在這些機(jī)械中沒(méi)有機(jī)構(gòu)來(lái)允許獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械操作進(jìn)行地面行進(jìn)控制。與本發(fā)明某些實(shí)施例一致的方法、系統(tǒng)和制造物品針對(duì)解決上述一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
一種控制由作業(yè)機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)提供的功率的方法，所述作業(yè)機(jī)械包括向發(fā)電機(jī)提供功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)接著向電動(dòng)機(jī)提供功率。電動(dòng)機(jī)向行進(jìn)機(jī)構(gòu)提供功率使得所述作業(yè)機(jī)械行進(jìn)跨過(guò)地形表面。在一實(shí)施例中，該方法包括根據(jù)作業(yè)機(jī)械的確定的地面速度調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的操作。根據(jù)所調(diào)節(jié)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的操作。以及調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作使得發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，所述一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率符合相應(yīng)于所調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)的操作的負(fù)載要求。
在另一實(shí)施例中，提供一種控制由作業(yè)機(jī)械提供的功率的系統(tǒng)。該包括傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括用于接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的發(fā)電機(jī)，和用于產(chǎn)生功率給行進(jìn)機(jī)構(gòu)、使得所述作業(yè)機(jī)械行進(jìn)跨過(guò)地形表面的電動(dòng)機(jī)。此外，該傳動(dòng)系統(tǒng)可包括電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，用來(lái)接收反應(yīng)所述作業(yè)機(jī)械(200)的地面速度的數(shù)據(jù)，并用來(lái)根據(jù)所述地面速度產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)，電動(dòng)機(jī)提供功率。電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)使用具有反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、地面功率、和地面速度之間一個(gè)或多個(gè)關(guān)系的信息的性能圖，來(lái)產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率來(lái)調(diào)節(jié)它的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。


圖1示出了用于非電子驅(qū)動(dòng)機(jī)械的功率曲線的示例性圖；
圖2示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的示例性作業(yè)機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖3示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的示例性控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的控制系統(tǒng)程序過(guò)程的流程圖；圖5示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的用于電子驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)械的示例性功率曲線的圖表；圖6示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的示例性功率控制過(guò)程的流程圖；圖7示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的示例性控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；以及圖8示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的另一示例性功率控制過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)詳細(xì)參見(jiàn)本發(fā)明的示例性方面，其實(shí)例在附圖中示出。在任何地方都盡可能地在整個(gè)圖中用相同的標(biāo)號(hào)表示相同或類似部件。
圖2示出了示例性作業(yè)機(jī)械200的結(jié)構(gòu)圖，該作業(yè)機(jī)械可構(gòu)造成執(zhí)行與本發(fā)明實(shí)施例一致的某些功能。作業(yè)機(jī)械200可為執(zhí)行與特定工業(yè)、如礦業(yè)、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)等有關(guān)的至少一種操作并在作業(yè)環(huán)境(如、建筑地點(diǎn)、采礦地點(diǎn)、發(fā)電廠)之間或之內(nèi)操作的移動(dòng)機(jī)械。作業(yè)機(jī)械可為在非工業(yè)設(shè)置下(例如用于私人使用的機(jī)械)操作的可移動(dòng)機(jī)械。例如，作業(yè)機(jī)械200可表示商業(yè)機(jī)械，如卡車、起重機(jī)、推土機(jī)、采礦機(jī)械、鋤耕機(jī)、材料處理設(shè)備、農(nóng)業(yè)設(shè)備、和任何類型的在商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行的機(jī)械。
如圖所示，作業(yè)機(jī)械200至少包括機(jī)載數(shù)據(jù)傳輸器205、作業(yè)機(jī)械控制系統(tǒng)210、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220、發(fā)動(dòng)機(jī)230、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)240、電動(dòng)機(jī)250、地面行進(jìn)機(jī)構(gòu)255、傳感器260、以及輔助負(fù)載系統(tǒng)265。
機(jī)載數(shù)據(jù)傳輸器205表示互連到包括在作業(yè)機(jī)械200中模塊的一個(gè)或多個(gè)專用和/或非專用數(shù)據(jù)傳輸器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸器205可表示美國(guó)汽車工程協(xié)會(huì)(SAE)J1939、控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)等標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸器。
控制系統(tǒng)210表示構(gòu)造成執(zhí)行用于作業(yè)機(jī)械200的某些控制功能的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備、和/或機(jī)構(gòu)和/或作業(yè)機(jī)械200的部件。控制系統(tǒng)210可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)硬件、軟件和或韌件部件實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)210可以是嵌在作業(yè)機(jī)械200中的ECU，盡管也可執(zhí)行其它形式的控制模塊。控制系統(tǒng)210可接收來(lái)自作業(yè)機(jī)械200內(nèi)一個(gè)或多個(gè)傳感器的傳感器信號(hào)并產(chǎn)生用于控制作業(yè)機(jī)械200的一個(gè)或多個(gè)其它元件，包括其它控制系統(tǒng)的命令。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220表示構(gòu)造成執(zhí)行用于作業(yè)機(jī)械200的某些控制功能的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備、和/或機(jī)構(gòu)和/或作業(yè)機(jī)械200的部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)230?？刂葡到y(tǒng)220可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)硬件、軟件和或韌件部件實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)220可以是嵌在作業(yè)機(jī)械200中的ECU，盡管也可執(zhí)行其它形式的控制模塊。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可接收來(lái)自控制系統(tǒng)210的信號(hào)和命令。根據(jù)這些信號(hào)和命令，控制系統(tǒng)220可產(chǎn)生用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)230操作的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可執(zhí)行根據(jù)作業(yè)機(jī)械200經(jīng)受的負(fù)載調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)230的操作的自控制過(guò)程。
發(fā)動(dòng)機(jī)230表示向作業(yè)機(jī)械200和它的部件提供功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)230可以是柴油機(jī)(盡管可以是發(fā)明實(shí)施例考慮的其它類型的發(fā)動(dòng)機(jī))，其產(chǎn)生功率并通過(guò)功率傳送機(jī)構(gòu)、如軸將功率傳送到作業(yè)機(jī)械200的其它部件。
發(fā)電機(jī)240表示發(fā)電機(jī)，其接收由發(fā)動(dòng)機(jī)230產(chǎn)生的功率并將其轉(zhuǎn)換成用于電動(dòng)機(jī)250的功率。電動(dòng)機(jī)250表示電動(dòng)機(jī)，其將從發(fā)電機(jī)240接收的電能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)地面行進(jìn)機(jī)構(gòu)255的功率。總起來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)240和電動(dòng)機(jī)250表示用于作業(yè)機(jī)械200的傳動(dòng)系統(tǒng)252。
在一個(gè)實(shí)施例中，傳動(dòng)系統(tǒng)252包括用于控制發(fā)電機(jī)240、電動(dòng)機(jī)250、和傳動(dòng)系統(tǒng)252中任何其它部件操作的附加部件。例如，圖2示出了包括主控制系統(tǒng)254的傳動(dòng)系統(tǒng)252，主控制系統(tǒng)254是構(gòu)造成執(zhí)行用于控制傳動(dòng)系統(tǒng)252操作的某些控制功能的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備、和/或機(jī)構(gòu)。主控制系統(tǒng)254可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)硬件、軟件、和或韌件部件實(shí)現(xiàn)并接收來(lái)自機(jī)載數(shù)據(jù)傳輸器205或作業(yè)機(jī)械200的任何其它部件的命令、信號(hào)、和/或數(shù)據(jù)。根據(jù)接收的信息，主控制系統(tǒng)254產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)命令信號(hào)用于控制傳動(dòng)系統(tǒng)252的不同部件、如發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)256和電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)258。
發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)256是構(gòu)造成執(zhí)行用于控制發(fā)電機(jī)240操作的某些控制功能的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備、和/或機(jī)構(gòu)。控制系統(tǒng)256可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)硬件、軟件、和或韌件部件實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)258還是構(gòu)造成執(zhí)行用于控制電動(dòng)機(jī)250操作的某些控制功能的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備、和/或機(jī)構(gòu)并可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)硬件、軟件、和或韌件部件實(shí)現(xiàn)。
地面行進(jìn)機(jī)構(gòu)255可表示允許作業(yè)機(jī)械200在一種類型地形(即，泥土表面地形、地下表面、水下表面等)表面上行進(jìn)的一種或多種類型的機(jī)構(gòu)部件。這些部件可包括車輪、車軸、履帶、與履帶相關(guān)的鏈輪齒等。當(dāng)作業(yè)機(jī)械200在地形表面上行進(jìn)，一個(gè)或多個(gè)傳感器260可測(cè)量、收集、并向控制系統(tǒng)210發(fā)送速度信號(hào)來(lái)反映機(jī)械速度。傳感器260可響應(yīng)來(lái)自系統(tǒng)210的請(qǐng)求向控制系統(tǒng)210發(fā)送速度信號(hào)，或者傳感器260可構(gòu)造成周期性地或響應(yīng)機(jī)械時(shí)間、如速度的增加、減速事件等發(fā)送速度信號(hào)。
輔助負(fù)載機(jī)構(gòu)265是在作業(yè)機(jī)械200中操作的一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)，其從發(fā)動(dòng)機(jī)230吸取功率來(lái)執(zhí)行與任務(wù)有關(guān)的一些專用工作。例如，輔助性負(fù)載機(jī)構(gòu)可表示用來(lái)驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)械200用來(lái)移動(dòng)泥土或材料的桶或鏟的部件。操作作業(yè)機(jī)械200的使用者可以控制輔助負(fù)載機(jī)械265的操作來(lái)可選擇地執(zhí)行某些任務(wù)。因而，在作業(yè)機(jī)械200的操作中，輔助負(fù)載機(jī)械可產(chǎn)生或不產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)230的負(fù)載命令。
在某些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)210向作業(yè)機(jī)械200的一個(gè)或多個(gè)部件發(fā)送一個(gè)或多個(gè)命令來(lái)控制它們的操作。例如，控制系統(tǒng)210可響應(yīng)來(lái)自傳感器260的速度信號(hào)發(fā)送命令到控制系統(tǒng)220。或者，控制系統(tǒng)210可將來(lái)自傳感器260的速度信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸器205發(fā)送到主控制系統(tǒng)254。
主控制系統(tǒng)254可構(gòu)造成執(zhí)行用于作業(yè)機(jī)械200的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元功能。此外，主控制系統(tǒng)254可構(gòu)造成發(fā)起和執(zhí)行與本發(fā)明某些實(shí)施例一致的一個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)控制過(guò)程。圖3示出了根據(jù)這些實(shí)施例的示例性主控制系統(tǒng)254。如圖所示，主控制系統(tǒng)254可包括處理單元312、存儲(chǔ)器件314、傳感器接口316、和控制信號(hào)接口318。
處理單元312可表示發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)254用來(lái)執(zhí)行某些通信和控制功能性的一個(gè)或多個(gè)邏輯電路和/或處理部件。例如，處理單元312構(gòu)造成執(zhí)行來(lái)自存儲(chǔ)器件、如存儲(chǔ)器314的指令。盡管圖3示出了單個(gè)處理器單元，主控制系統(tǒng)220可包括多個(gè)處理器單元，如一個(gè)或多個(gè)一般用途處理單元和/或特殊用途處理單元(如，ASICS)。處理單元312還可包括例如，以下中的一個(gè)或多個(gè)協(xié)處理器、存儲(chǔ)器、寄存器、和其它適當(dāng)?shù)奶幚砥骷拖到y(tǒng)。
在某些實(shí)施例中，處理單元312的功能性可體現(xiàn)在集成微處理器或微控制器中。這種微控制器可(例如)包括集成CPU、存儲(chǔ)器、和一個(gè)或多個(gè)外圍設(shè)備。根據(jù)該執(zhí)行，主控制系統(tǒng)254可包括一個(gè)或多個(gè)微控制器增加到或替換處理單元312和存儲(chǔ)器314，如Microchip的PIC8051、Intel的80196、和Motorola的68HCxx系列微處理器。
存儲(chǔ)器314可表示能夠儲(chǔ)存信息的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)和/或機(jī)構(gòu)。存儲(chǔ)器314可體現(xiàn)為各種部件和/或子系統(tǒng)，包括RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、ROM(只讀存儲(chǔ)器)、磁性和光存儲(chǔ)元件、有機(jī)存儲(chǔ)元件、音頻磁盤、和視頻磁盤。在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器314可包括一個(gè)或多個(gè)可編程、可擦除和/或可再使用的存儲(chǔ)部件，如EPROM(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)和EEPROM(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)。存儲(chǔ)器314還可包括可操作以擦除并全部編程的恒定驅(qū)動(dòng)的非易失性存儲(chǔ)器，如閃存(即閃存RAM)。存儲(chǔ)器314可提供用于處理器312的主要存儲(chǔ)器，如用于儲(chǔ)存程序編碼。例如，存儲(chǔ)器314可包括用于通信的程序編碼；內(nèi)核和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；構(gòu)造信息、以及可嵌入在主控制系統(tǒng)254中的其它應(yīng)用。此外，存儲(chǔ)器314可存儲(chǔ)由處理單元312執(zhí)行的控制過(guò)程使用的一個(gè)或多個(gè)性能圖。性能圖可各包括反映傳動(dòng)系統(tǒng)252部件、如電動(dòng)機(jī)250和發(fā)電機(jī)240的各種參數(shù)之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)器312可包括將作業(yè)機(jī)械200的地面速度和控制電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的功率量的參數(shù)相聯(lián)系的性能圖。盡管示出了單個(gè)存儲(chǔ)器，在主控制系統(tǒng)254中可包括任何數(shù)量的存儲(chǔ)器件，且每個(gè)可構(gòu)造成用于執(zhí)行不同的功能。
傳感器結(jié)構(gòu)316可以是光學(xué)器件，其構(gòu)造成接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)傳感器260的一個(gè)或多個(gè)傳感器信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，主控制系統(tǒng)254提取在傳感器接口316處接收的信號(hào)并將它們提供給處理單元312和或存儲(chǔ)器314以后續(xù)處理?；蛘撸骺刂葡到y(tǒng)254可通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸器(如，數(shù)據(jù)傳輸器205)接收傳感器信號(hào)。
控制信號(hào)接口318可表示向發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)256或電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)258提供一個(gè)或多個(gè)主控制信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)接口器件。發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)提供信息，所述信息引導(dǎo)控制系統(tǒng)256和258以調(diào)節(jié)它們相應(yīng)部件(如，發(fā)電機(jī)和/或電動(dòng)機(jī))的操作。調(diào)節(jié)操作可包括通過(guò)增加它的速度或扭矩或兩者拉增加由電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的功率量，根據(jù)由電動(dòng)機(jī)250吸取的功率量來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)240產(chǎn)生的功率量等。
發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)256和電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)258每個(gè)可構(gòu)造成與主控制系統(tǒng)254的以上描述一致的方式。例如，每個(gè)控制系統(tǒng)256和258可包括用于從主控制系統(tǒng)254或作業(yè)機(jī)械200中的另一類型部件接收控制信號(hào)的控制信號(hào)接口。此外，控制信號(hào)接口可提供接口用于向它們相應(yīng)的控制部件、如發(fā)電機(jī)240和電動(dòng)機(jī)250提供控制信號(hào)。
如上所述，與本發(fā)明的實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)使主控制系統(tǒng)254能夠使用控制傳動(dòng)系統(tǒng)252以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)250操作的方式操作的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程和性能圖。圖4示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的示例性控制系統(tǒng)程序過(guò)程的流程圖。最初，使用者或處理器執(zhí)行的程序可確定支配或?qū)⒅渲骺刂葡到y(tǒng)254、發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)256、和/或電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)258的作業(yè)機(jī)械的類型。根據(jù)該決定，作業(yè)機(jī)械200的各種部件的規(guī)格可以收集和/或確定，如電動(dòng)機(jī)250、發(fā)電機(jī)240等。(步驟410)。如所解釋的那樣，作業(yè)機(jī)械200可表示包括具有各種操作規(guī)格的不同類型部件的不同類型的作業(yè)機(jī)械。例如，用于履帶型拖拉機(jī)的電動(dòng)機(jī)可設(shè)計(jì)成操作以產(chǎn)生最大量功率，該最大量功率對(duì)于推土對(duì)松土應(yīng)用是不同的。此外，這些部件中的每個(gè)可具有相關(guān)參數(shù)，根據(jù)關(guān)于作業(yè)機(jī)械的其它部件的其它類型的參數(shù)，該參數(shù)具有不同的允許誤差。例如，將電功率應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)可構(gòu)造成從發(fā)動(dòng)機(jī)接收最大量功率，以及具有它可根據(jù)作業(yè)機(jī)械所要求的地面速度供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的功率極限。
根據(jù)收集的或確定的作業(yè)機(jī)械規(guī)格信息，使用者或執(zhí)行過(guò)程的計(jì)算機(jī)，可確定用于作業(yè)機(jī)械200的各種部件的一個(gè)或多個(gè)性能圖(步驟420)。性能圖可各包括反映一個(gè)或多個(gè)功率曲線的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)部件，如電動(dòng)機(jī)250可以與本發(fā)明實(shí)施例一致的方式沿著它操作。因?yàn)樽鳂I(yè)機(jī)械200是電驅(qū)動(dòng)機(jī)械，所以功率從發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸?shù)降孛嫘羞M(jìn)機(jī)構(gòu)，但是用不同類型的器件而不是扭矩變換器和離合器實(shí)現(xiàn)傳送，它通過(guò)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)傳送。使用發(fā)電機(jī)240、電動(dòng)機(jī)250、和發(fā)動(dòng)機(jī)230的規(guī)格以及其它參數(shù)、如地面速度、扭矩等之間的已知關(guān)系，使用者或執(zhí)行過(guò)程的計(jì)算機(jī)可以限定或定形性能圖中的功率曲線以使作業(yè)機(jī)械200根據(jù)其它參數(shù)以預(yù)定功率水平和速度操作。為了更好地描述本發(fā)明的這些特征，圖5示出了與本發(fā)明的實(shí)施例一致的關(guān)于作業(yè)機(jī)械200的示例性功率曲線圖。
如圖所示，圖5包括六條曲線510-560。曲線510-530與具有電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械200有關(guān)。曲線510表示發(fā)動(dòng)機(jī)230在不同地面速度時(shí)的功率輸出。曲線520表示向作業(yè)機(jī)械200的傳動(dòng)系統(tǒng)252提供的功率(例如向發(fā)電機(jī)240提供的功率)。曲線530表示向允許作業(yè)機(jī)械200行進(jìn)跨過(guò)地形表面的行進(jìn)機(jī)構(gòu)255提供的功率。相反，曲線540-560屬于具有傳統(tǒng)扭矩變換器系統(tǒng)(代替電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))的作業(yè)機(jī)械200并表示對(duì)各種檔(例如，相應(yīng)地第一到第三前進(jìn)檔)中行進(jìn)機(jī)械255的可用工作功率。可以看出，用于當(dāng)裝備有扭矩變換系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械200的工作地面功率(即，由行進(jìn)機(jī)構(gòu)255提供的功率)根據(jù)正在操作的傳輸齒輪機(jī)械200跟隨一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的偽拋物線的路徑。在一個(gè)實(shí)施例中，作業(yè)機(jī)械200可構(gòu)造成電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作業(yè)功率曲線530符合或超過(guò)用于具有扭矩變換器系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械200的功率曲線(540-560)。在該實(shí)例中，電驅(qū)動(dòng)機(jī)械控制并形成給行進(jìn)機(jī)構(gòu)255的功率到曲線530所示的預(yù)定形狀。
為了增加具有電驅(qū)動(dòng)的作業(yè)機(jī)械200的性能和效率，使用者或執(zhí)行過(guò)程的計(jì)算機(jī)，可根據(jù)作業(yè)機(jī)械200在某些地面速度的已知性能形成地面功率(即，曲線530)。即是說(shuō)，使用者可以定義性能圖，該性能圖允許由傳動(dòng)系統(tǒng)252提供的功率來(lái)符合或超過(guò)用于具有扭矩變換器系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械的功率曲線(540-560)。在一個(gè)實(shí)施例中，關(guān)于傳動(dòng)系統(tǒng)252的功率曲線可與發(fā)動(dòng)機(jī)230的功率曲線成比例。例如，對(duì)曲線530調(diào)節(jié)可導(dǎo)致從發(fā)動(dòng)機(jī)230吸取更少的功率。結(jié)果，曲線510和520的功率水平可以根據(jù)由輔助負(fù)載系統(tǒng)265吸收的功率降低或不降低。因此，曲線510和520可反映在沒(méi)有從265的功率需求情況下發(fā)動(dòng)機(jī)230對(duì)曲線530的反應(yīng)。知道了這一點(diǎn)，使用者或者執(zhí)行過(guò)程的計(jì)算機(jī)，可以定義性能圖來(lái)控制由電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的功率。即是說(shuō)，由發(fā)電機(jī)系統(tǒng)240產(chǎn)生的功率可以是對(duì)來(lái)自電動(dòng)機(jī)250的命令以及來(lái)自其它電氣部件和功能、如電泵、作業(yè)機(jī)械200的電池的充電、電動(dòng)空調(diào)器等的命令的反應(yīng)。在沒(méi)有這些類型命令時(shí)，作業(yè)機(jī)械200對(duì)曲線530的反應(yīng)可以由曲線520根據(jù)例如作業(yè)機(jī)械200的地面速度表示。
曲線510-530示出了本發(fā)明的上述實(shí)施例。如所解釋的那樣，與由電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的功率有關(guān)的性能曲線530影響發(fā)動(dòng)機(jī)230的功率輸出性能曲線(例如曲線510)并提供給發(fā)電機(jī)240(例如曲線520)。如圖5所示，由于關(guān)于傳動(dòng)系統(tǒng)252的功率曲線之間的關(guān)系，由發(fā)動(dòng)機(jī)230以低速(例如，0-1.5mph)提供的功率(即曲線510)顯著地減少。因此，在低速情況下，例如發(fā)動(dòng)機(jī)230可根據(jù)由傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)252(即，曲線530)產(chǎn)生的更低的輸出功率而產(chǎn)生更低的輸出功率并提供給發(fā)電機(jī)240(即，曲線520)。
跟隨曲線530，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)252的功率可跟隨符合或超過(guò)由行進(jìn)機(jī)構(gòu)255在不同操作檔下產(chǎn)生的最大地面功率和具有扭矩變換器系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械200的地面速度的聯(lián)合(例如曲線540-560)。在該實(shí)例中，使用者可產(chǎn)生包括傳動(dòng)系統(tǒng)功率曲線530的性能圖，當(dāng)作業(yè)機(jī)械以某些地面速度(例如1.5和3.5mph)行進(jìn)時(shí)，該曲線530引導(dǎo)傳動(dòng)系統(tǒng)252以某一功率水平(例如，功率水平H′)運(yùn)行。在超過(guò)某一值(例如，3.5mph)時(shí)，由傳動(dòng)系統(tǒng)252提供的功率可能開(kāi)始下降。根據(jù)由傳動(dòng)系統(tǒng)252(即，電動(dòng)機(jī)250)提供的功率，提供給發(fā)電機(jī)240的功率可能變化。即是說(shuō)，如果電動(dòng)機(jī)250必須產(chǎn)生額外的功率來(lái)以更快的地面速度或更高的負(fù)載來(lái)移動(dòng)作業(yè)機(jī)械200，發(fā)電機(jī)240可能需要來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)230的額外功率來(lái)補(bǔ)償該變化。因而，曲線520以不同水平的功率跟隨與曲線510類似的路徑。沿著相同的線，發(fā)動(dòng)機(jī)230可以調(diào)節(jié)它的輸出功率以允許電動(dòng)機(jī)250增加作業(yè)機(jī)械200的地面速度。因而，曲線510可以不同的功率水平跟隨曲線520和530的類似路徑。
再參見(jiàn)圖4，一旦確定用于作業(yè)機(jī)械200相關(guān)部件的功率曲線，并形成性能圖，它們可能被編程進(jìn)入適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)(步驟430)。在一個(gè)實(shí)施例中，性能圖可閃現(xiàn)在主控制系統(tǒng)254的存儲(chǔ)器314中同時(shí)嵌入在作業(yè)機(jī)械200中。此外，或者另外，性能圖可在構(gòu)造在作業(yè)機(jī)械200內(nèi)之前編程進(jìn)入主控制系統(tǒng)254。在這種情況下，編程的控制系統(tǒng)254可在更晚的時(shí)間，在操作之前嵌入作業(yè)機(jī)械200。同樣，性能圖可編程進(jìn)入傳動(dòng)系統(tǒng)252內(nèi)的所選控制系統(tǒng)。例如，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)258可以接收電動(dòng)機(jī)250的性能特有的性能圖，且發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)256可以接收發(fā)電機(jī)240的性能特有的性能圖。此外，兩控制系統(tǒng)256和258可以接收類似的性能圖信息以允許主控制系統(tǒng)254根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例控制傳動(dòng)系統(tǒng)252。
除了性能圖，主控制系統(tǒng)254還用一個(gè)或多個(gè)程序編程，該程序允許它根據(jù)一個(gè)或多個(gè)輸入?yún)?shù)調(diào)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)252的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，主控制系統(tǒng)254用軟件程序編程，該軟件程序分析由傳感器260提供的速度檢測(cè)信號(hào)和/或由操作作業(yè)機(jī)械200的使用者提供的使用者命令信號(hào)來(lái)確定傳動(dòng)系統(tǒng)252應(yīng)當(dāng)怎樣操作。本發(fā)明的這些特征將在下文參照?qǐng)D6進(jìn)行說(shuō)明。
如所解釋的那樣，與本發(fā)明實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)用功率曲線信息和使得它們能夠根據(jù)、例如作業(yè)機(jī)械200的地面速度調(diào)節(jié)由傳動(dòng)系統(tǒng)252提供的功率的軟件對(duì)控制系統(tǒng)252-258編程。圖6示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的示例性功率控制過(guò)程的流程圖。
在作業(yè)機(jī)械200的操作中，由傳動(dòng)系統(tǒng)252和發(fā)動(dòng)機(jī)230提供的功率可以根據(jù)機(jī)械200的負(fù)載和/或地面速度變化。在作業(yè)機(jī)械200的操作中，使用者可發(fā)出用于調(diào)節(jié)由傳動(dòng)系統(tǒng)252提供的功率的命令，如增加或減小作業(yè)機(jī)械200的地面速度(步驟605)。該命令從關(guān)于使用者請(qǐng)求的機(jī)構(gòu)(例如，加速踏板、杠桿等)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸器205發(fā)送大主控制系統(tǒng)254(步驟607)。
此外，或者另外，傳感器260收集反應(yīng)機(jī)械200目前地面速度的地面速度信息(步驟610)。一旦收集到，傳感器260可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)專用傳感器通信路徑，或通過(guò)機(jī)載數(shù)據(jù)傳輸器(例如，數(shù)據(jù)傳輸器205)向主控制系統(tǒng)254發(fā)送速度信號(hào)(步驟620)。
根據(jù)速度信號(hào)和/或使用者輸入信號(hào)，主控制系統(tǒng)210產(chǎn)生包括反應(yīng)作業(yè)機(jī)械200目前的和使用者要求的地面速度的數(shù)據(jù)的命令信息。主控制系統(tǒng)254可執(zhí)行訪問(wèn)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器314中的一個(gè)或多個(gè)性能圖來(lái)用由傳感器260發(fā)送的目前地面速度信息和/或使用者輸入信號(hào)分析儲(chǔ)存在其中的信息的過(guò)程。例如，參見(jiàn)圖5，如果使用者命令請(qǐng)求作業(yè)機(jī)械200以某一地面速度行進(jìn)，主控制系統(tǒng)254可產(chǎn)生主控制信號(hào)，該主控制信號(hào)引導(dǎo)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)258來(lái)控制電動(dòng)機(jī)250以產(chǎn)生關(guān)于該地面速度所需要的功率。此外，或者另外，主控制系統(tǒng)254可產(chǎn)生主控制信號(hào)，該主控制信號(hào)引導(dǎo)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)256來(lái)控制發(fā)電機(jī)240以與關(guān)于傳動(dòng)系統(tǒng)輸入功率曲線520的功率曲線一致的方式運(yùn)行。
一旦產(chǎn)生，主控制系統(tǒng)254將主控制信號(hào)發(fā)送到適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)(例如，控制系統(tǒng)256和/或258)(步驟630)。根據(jù)接收的信號(hào)，適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)可執(zhí)行存儲(chǔ)在它的內(nèi)存的功率控制程序來(lái)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)用于它適當(dāng)?shù)目刂撇考?，如發(fā)電機(jī)240和/或電動(dòng)機(jī)250(步驟640)。例如，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)528可根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)功率輸出曲線530相關(guān)的性能圖曲線數(shù)據(jù)來(lái)處理主控制信號(hào)。
一旦產(chǎn)生，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)528將電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)發(fā)送到電動(dòng)機(jī)250。響應(yīng)這些信號(hào)，電動(dòng)機(jī)250調(diào)節(jié)它的操作以產(chǎn)生由電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)指導(dǎo)的功率量。電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的功率通過(guò)功率傳送機(jī)構(gòu)、如以相應(yīng)于電動(dòng)機(jī)250操作的速度(例如，rpm)旋轉(zhuǎn)的軸傳送到地面行進(jìn)機(jī)構(gòu)(步驟650)。在地面行進(jìn)機(jī)構(gòu)255接收的傳送功率使作業(yè)機(jī)械200以與反應(yīng)在主控制系統(tǒng)254和/或電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)258使用的性能圖中的那些有關(guān)的地面速度行進(jìn)。例如，參見(jiàn)圖5，在速度3mph時(shí)，電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生H′的功率到行進(jìn)機(jī)構(gòu)255以維持該地面速度。
由電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的功率可能影響作業(yè)機(jī)械230的其它部件的操作。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可構(gòu)造成獨(dú)立于由傳動(dòng)系統(tǒng)252實(shí)現(xiàn)的過(guò)程來(lái)調(diào)節(jié)它的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可執(zhí)行存儲(chǔ)在內(nèi)存中的自管理過(guò)程用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)30的速度以補(bǔ)償變化的負(fù)載情況(步驟660)。
例如，在電動(dòng)機(jī)250需要更少或更多功率的情況下，發(fā)電機(jī)240相應(yīng)地調(diào)節(jié)它的操作，因此改變傳動(dòng)系統(tǒng)252的負(fù)載。這反過(guò)來(lái)可改變作業(yè)機(jī)械200的地面速度和發(fā)動(dòng)機(jī)230的負(fù)載。這反過(guò)來(lái)可引起發(fā)動(dòng)機(jī)230根據(jù)電動(dòng)機(jī)240需要的負(fù)載調(diào)節(jié)它的速度(例如，增加rpm)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)230可探測(cè)它的扭矩輸出中的變化，因此根據(jù)關(guān)于調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)240操作有關(guān)的負(fù)載變化來(lái)調(diào)節(jié)它的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可以識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化并分析與發(fā)動(dòng)機(jī)230有關(guān)的性能圖。發(fā)動(dòng)機(jī)性能圖可包括反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度(例如，rpm)和由發(fā)動(dòng)機(jī)230提供的用于各種負(fù)載情況的扭矩值之間的關(guān)系的信息。根據(jù)分析，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)指導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)230產(chǎn)生與探測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和電動(dòng)機(jī)240需要的負(fù)載情況相關(guān)的一定量的功率(例如，更低的hp)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可提供調(diào)節(jié)到發(fā)動(dòng)機(jī)230的燃油量的控制信號(hào)。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)230通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可獨(dú)立于傳動(dòng)系統(tǒng)252控制信號(hào)自我管理以向電動(dòng)機(jī)240提供一定水平的功率(例如，最大功率)。
盡管發(fā)動(dòng)機(jī)230的性能可以跟隨控制系統(tǒng)254-258的性能圖中編程的性能曲線，還可能產(chǎn)生這樣的情況發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率量可能由于作業(yè)機(jī)械200的其它負(fù)載要求而改變。例如，在輔助負(fù)載機(jī)構(gòu)265需要來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)230的功率情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可指導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)230以產(chǎn)生某些水平的功率來(lái)補(bǔ)償輔助負(fù)載機(jī)構(gòu)的額外負(fù)載。因而，在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可獨(dú)立于圖5所示曲線510和520之間的功率曲線關(guān)系來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)由發(fā)動(dòng)機(jī)230產(chǎn)生的功率。
隨著作業(yè)機(jī)械200操作以控制傳動(dòng)系統(tǒng)252和/或發(fā)動(dòng)機(jī)230的性能，圖6示出的功率控制過(guò)程可實(shí)時(shí)重復(fù)。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例允許發(fā)動(dòng)機(jī)230獨(dú)立于由電動(dòng)機(jī)向地面行進(jìn)機(jī)構(gòu)255產(chǎn)生的功率水平而向傳動(dòng)系統(tǒng)252(例如，發(fā)電機(jī)240)提供預(yù)定最大水平的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。即是說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)230通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220，可自我管理以確保它獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率以向電動(dòng)機(jī)240提供一定范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)功率水平來(lái)使得電動(dòng)機(jī)240向電動(dòng)機(jī)250提供最大功率。
另外的實(shí)施例如上所述，作業(yè)機(jī)械200構(gòu)造成獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)230的操作實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)控制過(guò)程。對(duì)由電動(dòng)機(jī)250提供的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)可直接影響發(fā)電機(jī)240和/或發(fā)動(dòng)機(jī)230的性能。但是，與本發(fā)明另外的實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)可構(gòu)造成允許電動(dòng)機(jī)250和發(fā)電機(jī)240的操作跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)230的性能。盡管這些其它實(shí)施例的以下說(shuō)明參照?qǐng)D2中的作業(yè)機(jī)械200，該機(jī)械可用不同類型的部件構(gòu)造并以類似于或不同于參照?qǐng)D2的上述操作的方式運(yùn)行來(lái)根據(jù)以另外的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。
例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可構(gòu)造成實(shí)現(xiàn)用于作業(yè)機(jī)械200的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元功能。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可構(gòu)造成發(fā)起并實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明的某些實(shí)施例一致的一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制過(guò)程。圖7示出了根據(jù)這些實(shí)施例的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220。如圖所示，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可包括處理單元712、存儲(chǔ)器件714、傳感器接口716、和控制信號(hào)接口718。
處理單元712可表示發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220用來(lái)實(shí)現(xiàn)某些通信和控制功能型的一個(gè)或多個(gè)邏輯電路和或處理部件。例如，處理單元712構(gòu)造成執(zhí)行來(lái)自存儲(chǔ)器件、如存儲(chǔ)器714的指令。盡管圖7示出了單個(gè)處理器單元，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可包括多個(gè)處理器單元，如一個(gè)或多個(gè)一般用途處理單元和/或特殊用途處理單元(例如，ASICS)。處理單元712還可包括，例如以下中的一個(gè)或多個(gè)協(xié)處理器、存儲(chǔ)器、寄存器、和其它適當(dāng)?shù)奶幚硌b置和系統(tǒng)。
在某些實(shí)施例中，處理單元712的功能性可體現(xiàn)在集成微處理器和微控制器中。這樣一個(gè)微處理器可例如包括集成的CPU、存儲(chǔ)器、和一個(gè)或多個(gè)外圍設(shè)備。根據(jù)該執(zhí)行，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可包括一個(gè)或多個(gè)微控制器附加到或代替處理單元712和存儲(chǔ)器714，如Microchip的PIC8051、Intel的80196、和Motorola的68HCxx系列微控制器。
存儲(chǔ)器714可表示能夠儲(chǔ)存信息的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)和/或機(jī)構(gòu)。存儲(chǔ)器714可用各種部件和/或子系統(tǒng)體現(xiàn)，包括RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、ROM(只讀存儲(chǔ)器)、磁性和光學(xué)存儲(chǔ)元件、有機(jī)存儲(chǔ)元件、聲頻磁盤、和視頻磁盤。在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器714可包括一個(gè)或多個(gè)可編程的、可擦除的和/或可再利用的存儲(chǔ)部件、諸如EPROM(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)和EEPROM(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)。存儲(chǔ)器714還可包括可操作以擦除并全部編程的恒定驅(qū)動(dòng)的非易失性存儲(chǔ)器，如閃存(即閃存RAM)。存儲(chǔ)器714可提供用于處理器712的主要存儲(chǔ)器，如用于儲(chǔ)存程序編碼。例如，存儲(chǔ)器714可包括用于通信的程序編碼；內(nèi)核和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；構(gòu)造信息、以及可嵌入在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220中的其它應(yīng)用。此外，存儲(chǔ)器714可存儲(chǔ)由處理單元712執(zhí)行的控制過(guò)程使用的一個(gè)或多個(gè)性能圖。性能圖可各包括反映發(fā)動(dòng)機(jī)230的各種參數(shù)，和作業(yè)機(jī)械200的其它部件之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)器712可包括將作業(yè)機(jī)械200的地面速度和控制發(fā)動(dòng)機(jī)230產(chǎn)生的功率量的燃油噴射參數(shù)相聯(lián)系的性能圖。盡管示出了單個(gè)存儲(chǔ)器，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220中可包括任何數(shù)量的存儲(chǔ)器件，且每個(gè)可構(gòu)造成用于執(zhí)行不同的功能。
傳感器結(jié)構(gòu)716可以是光學(xué)器件，其構(gòu)造成接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)傳感器260的一個(gè)或多個(gè)傳感器信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220提取在傳感器接口716處接收的信號(hào)并將它們提供給處理單元712利或存儲(chǔ)器714以后續(xù)處理?；蛘?，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸器(如，數(shù)據(jù)傳輸器205)接收傳感器信號(hào)。
控制信號(hào)接口718可表示向發(fā)動(dòng)機(jī)230提供一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)接口器件。發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)向發(fā)動(dòng)機(jī)230的一個(gè)或多個(gè)部件提供信息，以使發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)它的操作(例如，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度)。
如上所述，與本發(fā)發(fā)明諸實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220能夠使用以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)250操作的方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程和性能圖。這些性能圖可以上述參照?qǐng)D4所述的處理步驟編程。
例如，為了作業(yè)機(jī)械200的性能和效率，使用者或執(zhí)行過(guò)程的計(jì)算機(jī)，可根據(jù)作業(yè)機(jī)械200在某些地面速度的已知性能形成地面輸出功率(即，曲線530)。即是說(shuō)，使用者可以定義性能圖，該性能圖允許由傳動(dòng)系統(tǒng)252提供的功率來(lái)符合或超過(guò)曲線540-560。在一個(gè)實(shí)施例中，關(guān)于傳動(dòng)系統(tǒng)252的功率曲線可與發(fā)動(dòng)機(jī)230的功率曲線有直接關(guān)系。換言之，對(duì)曲線510的調(diào)節(jié)對(duì)于曲線520和530的調(diào)節(jié)有直接的影響(即，曲線530反應(yīng)曲線510根據(jù)預(yù)定規(guī)格形成的結(jié)果)。知道了這一點(diǎn)，使用者可以定義性能圖來(lái)控制由發(fā)動(dòng)機(jī)230在某些地面速度下產(chǎn)生的功率。這樣做時(shí)，可調(diào)節(jié)由發(fā)動(dòng)機(jī)230提供的功率來(lái)降低在某些速度下的功率損失。
曲線510-530還可用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明另外的實(shí)施例。如圖5所示，由于關(guān)于傳動(dòng)系統(tǒng)252和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曲線之間的關(guān)系，由發(fā)動(dòng)機(jī)230以低速(例如，0-1.5mph)提供的功率(即曲線510)顯著地減少。因此，在低負(fù)載情況下，例如可控制發(fā)動(dòng)機(jī)230提供更低的最大功率，允許由傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)252提供的地面功率緊緊跟隨與由行進(jìn)機(jī)構(gòu)255在這些速度下的地面功率輸出類似的性能曲線。跟隨曲線530，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)252的功率可跟隨符合或超過(guò)由行進(jìn)機(jī)構(gòu)255在不同操作檔下產(chǎn)生的最大地面功率和具有扭矩變換器系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械200的地面速度的聯(lián)合(例如曲線540-560)。在該實(shí)例中，使用者可產(chǎn)生包括傳動(dòng)系統(tǒng)功率曲線的性能圖，當(dāng)作業(yè)機(jī)械以某些地面速度(例如1.5和3.5mph)行進(jìn)時(shí)，該曲線530引導(dǎo)傳動(dòng)系統(tǒng)252以某一功率水平運(yùn)行。在超過(guò)某一值(例如，3.5mph)時(shí)，由傳動(dòng)系統(tǒng)252提供的功率可能開(kāi)始下降，跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)230的功率曲線(即，曲線510)。
除了性能圖，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220還用一個(gè)或多個(gè)程序編程，該程序允許系統(tǒng)220根據(jù)一個(gè)或多個(gè)輸入?yún)?shù)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)230的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220用軟件程序編程，該軟件程序分析由傳感器260提供的速度檢測(cè)信號(hào)來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)230應(yīng)當(dāng)怎樣操作。本發(fā)明的這些特征將在下文參照?qǐng)D8進(jìn)行說(shuō)明。
如所解釋的那樣，與本發(fā)明實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)用功率曲線信息和使得它們能夠根據(jù)、例如作業(yè)機(jī)械200的地面速度調(diào)節(jié)由發(fā)動(dòng)機(jī)230提供的功率的軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220編程。圖8示出了與本發(fā)明實(shí)施例一致的示例性功率控制過(guò)程的流程圖。
在作業(yè)機(jī)械200的操作中，由發(fā)動(dòng)機(jī)230和傳動(dòng)系統(tǒng)252提供的功率可以根據(jù)機(jī)械200的負(fù)載和/或地面速度變化。為了使作業(yè)機(jī)械200能夠根據(jù)本發(fā)明的諸實(shí)施例操作，傳感器260收集反應(yīng)機(jī)械200目前地面速度的地面速度信息(步驟810)。一旦收集到，傳感器260可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)專用傳感器通信路徑，或通過(guò)機(jī)載數(shù)據(jù)傳輸器(例如，數(shù)據(jù)傳輸器205)向控制系統(tǒng)210發(fā)送速度信號(hào)(步驟820)。
根據(jù)速度信號(hào)，控制系統(tǒng)210產(chǎn)生包括反應(yīng)作業(yè)機(jī)械200目前地面速度的數(shù)據(jù)的命令信息。一旦產(chǎn)生，控制系統(tǒng)210通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸器205將主控制信號(hào)發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220(步驟830)。根據(jù)接收的命令，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器714的功率控制程序來(lái)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)用于發(fā)動(dòng)機(jī)230(步驟840)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可執(zhí)行訪問(wèn)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器714中的一個(gè)或多個(gè)性能圖來(lái)用由控制系統(tǒng)210發(fā)送的命令抽取的地面速度信息來(lái)分析儲(chǔ)存在其中的信息的過(guò)程。例如，參見(jiàn)圖5，如果作業(yè)機(jī)械的地面速度是一個(gè)mph，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可產(chǎn)生引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大值100hp的發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)。另一方面，如果作業(yè)機(jī)械200的地面速度確定為3mph，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可產(chǎn)生引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大值110hp的發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)。
一旦產(chǎn)生，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220將發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)230。響應(yīng)這些信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)230調(diào)節(jié)它的操作以產(chǎn)生由發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)指導(dǎo)的功率量。發(fā)動(dòng)機(jī)230產(chǎn)生的功率通過(guò)功率傳送機(jī)構(gòu)、如以相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)230操作的速度(例如，rpm)旋轉(zhuǎn)的軸傳送到傳動(dòng)系統(tǒng)252(步驟850)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，傳動(dòng)系統(tǒng)252向行進(jìn)機(jī)構(gòu)255提供功率，其反過(guò)來(lái)是作業(yè)機(jī)械200以與反應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220使用的性能圖中的那些有關(guān)的地面速度行進(jìn)來(lái)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)。例如，參見(jiàn)圖5，在速度3mph時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)230產(chǎn)生最大量的功率。根據(jù)該功率，電動(dòng)機(jī)250可向行進(jìn)機(jī)構(gòu)255提供預(yù)定量的功率以維持該地面速度(例如，H′的功率)。隨著作業(yè)機(jī)械200操作以控制發(fā)動(dòng)機(jī)230和傳動(dòng)系統(tǒng)252的性能，圖8所示的功率控制過(guò)程可實(shí)時(shí)重復(fù)。
使用上述過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可根據(jù)編入存儲(chǔ)器714中的功率曲線調(diào)節(jié)作業(yè)機(jī)械200在某些速度下的功率損失。
工業(yè)應(yīng)用與本發(fā)明的諸實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)允許電子驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)械以形成存儲(chǔ)在機(jī)械的控制單元中的功率曲線來(lái)降低機(jī)械受到的功率損失。在一個(gè)實(shí)施例中，速度信息被發(fā)送到主控制單元，該主控制單元被編程來(lái)確定由機(jī)械的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的適當(dāng)功率來(lái)從機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)獲得預(yù)定量的功率。一旦確定，主控制單元(或電動(dòng)機(jī)控制單元)調(diào)節(jié)由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率，其反過(guò)來(lái)調(diào)節(jié)一預(yù)定方式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率。由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率和機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率跟隨預(yù)定曲線。使用電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、和發(fā)動(dòng)機(jī)的性能之間的可預(yù)知關(guān)系，控制單元可被編程以根據(jù)機(jī)械的地面速度來(lái)增加作業(yè)機(jī)械性能的效率。
與本發(fā)明的諸實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)允許作業(yè)機(jī)械200根據(jù)機(jī)械的地面速度來(lái)調(diào)節(jié)由電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的功率。如所解釋的那樣，這種關(guān)系使作業(yè)機(jī)械200在某些速度下降低功率損失。此外，以這種方式控制機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)使作業(yè)機(jī)械200降低履帶或車輪旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樵谛羞M(jìn)機(jī)構(gòu)255產(chǎn)生的扭距在低速時(shí)根據(jù)電動(dòng)機(jī)降低的速度受到限制。這可通過(guò)比較圖1和5中相應(yīng)地示出的示例性曲線110和510說(shuō)明。在非常低的速度時(shí)(例如，0.2mph)，與這些部件以類似速度用于常規(guī)扭距變換器系統(tǒng)(例如，見(jiàn)圖1，以0.2mph的曲線110)提供的功率相比，本發(fā)明的諸實(shí)施例可降低由電動(dòng)機(jī)250和發(fā)動(dòng)機(jī)230產(chǎn)生的最大功率。這允許作業(yè)機(jī)械200與常規(guī)扭距變換器作業(yè)機(jī)械相比經(jīng)受更少的功率損失同時(shí)降低履帶或車輪旋轉(zhuǎn)。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制過(guò)程，其允許發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220確定作業(yè)機(jī)械200的地面速度是否低于某一地面速度(例如，1.5mph)，并根據(jù)該確定產(chǎn)生控制信號(hào)，該控制信號(hào)指示電動(dòng)機(jī)250來(lái)產(chǎn)生的最大功率水平比在等于或大于某個(gè)地面速度(例如，在1.5mph到3.5mph之間的地面速度)時(shí)電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的最大水平功率低。在某些實(shí)施例中，當(dāng)機(jī)械200以高于某一地面速度的地面速度行進(jìn)時(shí)由電動(dòng)機(jī)250產(chǎn)生的地面速度可等于或在電動(dòng)機(jī)250的構(gòu)造產(chǎn)生的最大功率的預(yù)定范圍內(nèi)。
盡管本發(fā)明的諸實(shí)施例已經(jīng)關(guān)于電子驅(qū)動(dòng)機(jī)械進(jìn)行了描述，與某些實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)可應(yīng)用于其它形式的非直接傳動(dòng)系統(tǒng)。例如，本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于流體靜力作業(yè)機(jī)械，其使用水壓流體系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生用于作業(yè)機(jī)械的行進(jìn)機(jī)構(gòu)的功率。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于作業(yè)機(jī)械的附屬部件，其中附屬部件的一個(gè)或多個(gè)可操作參數(shù)可用于形成用于作業(yè)機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曲線。
在另一實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可用監(jiān)視作業(yè)機(jī)械200性能以分析存儲(chǔ)的性能圖的軟件構(gòu)成。例如，作業(yè)機(jī)械200可用向發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220提供發(fā)動(dòng)機(jī)速度數(shù)據(jù)的附加傳感器構(gòu)成。該信息隨著由傳感器260提供的速度信號(hào)，可用于分析儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器314的性能圖中保持的功率曲線信息。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可比較目前的功率和發(fā)動(dòng)機(jī)速度信息和儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器314中性能圖中的一個(gè)或多個(gè)的相應(yīng)速度和功率信息來(lái)確定作業(yè)機(jī)械是否按預(yù)期運(yùn)行。在這些數(shù)據(jù)值存在差異的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)220可構(gòu)造成將錯(cuò)誤信號(hào)傳送到控制系統(tǒng)210用于向使用者或其它作業(yè)機(jī)械部件報(bào)告。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例已經(jīng)關(guān)于圖5示出的功率和速度值進(jìn)行了描述，也可實(shí)現(xiàn)其它值和曲線。例如，使用者可根據(jù)關(guān)于不同類型作業(yè)機(jī)械的預(yù)定規(guī)格編程或形成用于傳動(dòng)系統(tǒng)252的性能曲線。規(guī)格可由例如提供作業(yè)機(jī)械200或它的部件的一個(gè)或多個(gè)、如主控制系統(tǒng)254的企業(yè)單位的消費(fèi)者提供。因此，與本發(fā)明的某些實(shí)施例一致的方法和系統(tǒng)允許使用者根據(jù)預(yù)定規(guī)格形成有關(guān)傳動(dòng)系統(tǒng)252的功率曲線。例如，當(dāng)機(jī)械以更大的地面速度運(yùn)行時(shí)，消費(fèi)者可以請(qǐng)求作業(yè)機(jī)械200以更高的功率水平運(yùn)行。這種規(guī)格可能需要使用者用包括傳動(dòng)系統(tǒng)功率曲線的性能圖對(duì)存儲(chǔ)器314進(jìn)行編程，該傳動(dòng)系統(tǒng)功率曲線與機(jī)械的地面速度成正比向上傾斜。
本發(fā)明的實(shí)施例、特征、方面、和原理可在各種環(huán)境中實(shí)現(xiàn)并且不限于作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境。從說(shuō)明書的考慮和在此所揭示的本發(fā)明實(shí)踐中，其它的實(shí)施例對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。說(shuō)明書和考慮的實(shí)施例的意思僅僅是示例，真正的范圍由權(quán)利要求書和它們的同等物指出。
權(quán)利要求
1.一種控制由作業(yè)機(jī)械(200)的傳動(dòng)系統(tǒng)(252)提供的功率的方法，所述作業(yè)機(jī)械(200)包括向發(fā)電機(jī)(240)提供功率的發(fā)動(dòng)機(jī)(230)，所述發(fā)電機(jī)(240)接著向電動(dòng)機(jī)(250)提供功率，所述電動(dòng)機(jī)向行進(jìn)機(jī)構(gòu)(255)提供功率使得所述作業(yè)機(jī)械(200)行進(jìn)跨過(guò)地形表面，所述方法包括確定所述作業(yè)機(jī)械(200)的地面速度；根據(jù)確定的地面速度調(diào)節(jié)所述電動(dòng)機(jī)(250)的操作；根據(jù)所調(diào)節(jié)的所述發(fā)動(dòng)機(jī)(250)的操作調(diào)節(jié)所述發(fā)電機(jī)(240)的操作；以及調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)(230)的操作使得發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，所述一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率符合相應(yīng)于所調(diào)節(jié)的所述發(fā)電機(jī)(240)的操作的負(fù)載要求。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)所述電動(dòng)機(jī)(250)的操作包括訪問(wèn)存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)(254、256、258)內(nèi)的性能圖；根據(jù)所述性能圖中的信息確定所述電動(dòng)機(jī)(250)將要產(chǎn)生的第一水平的功率；以及調(diào)節(jié)所述電動(dòng)機(jī)(250)的操作使得所述電動(dòng)機(jī)根據(jù)確定的地面速度產(chǎn)生第一水平的功率。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)所述發(fā)電機(jī)(240)的操作包括以與所述性能圖中反應(yīng)的預(yù)定功率曲線一致的方式調(diào)節(jié)所述發(fā)電機(jī)(240)的操作，來(lái)提供足夠的功率，以允許所述電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生所述第一水平的功率。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定功率曲線涉及確定的地面速度。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)(250)構(gòu)造成當(dāng)所述作業(yè)機(jī)械(200)以高于第二地面速度行進(jìn)時(shí)，以第二水平功率運(yùn)行，且其中確定所述電動(dòng)機(jī)將要產(chǎn)生的所述第一水平功率包括確定所述作業(yè)機(jī)械(200)的地面速度低于所述第二地面速度；產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)，指示所述電動(dòng)機(jī)(250)產(chǎn)生第一水平功率，其中所述第一水平功率低于第二水平功率。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)(250)構(gòu)造成當(dāng)所述作業(yè)機(jī)械(200)以在包括第二地面速度的地面速度預(yù)定范圍內(nèi)行進(jìn)時(shí)產(chǎn)生最大水平功率。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二水平功率是所述電動(dòng)機(jī)被構(gòu)造以產(chǎn)生的最大水平功率。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括產(chǎn)生性能圖，所述性能圖包括反應(yīng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)(230)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)功率和所述電動(dòng)機(jī)(250)產(chǎn)生的傳動(dòng)系統(tǒng)功率之間關(guān)系的信息，作為所述作業(yè)機(jī)械(200)的地面速度的函數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)(240)和電動(dòng)機(jī)(250)組成所述作業(yè)機(jī)械(200)的傳動(dòng)系統(tǒng)(252)，且其中產(chǎn)生所述性能圖包括確定關(guān)于所述作業(yè)機(jī)械(200)的一個(gè)或多個(gè)規(guī)格；根據(jù)一個(gè)或多個(gè)規(guī)格形成關(guān)于電動(dòng)機(jī)操作的電動(dòng)機(jī)功率曲線，其中所述電動(dòng)機(jī)功率曲線表示所述電動(dòng)機(jī)(250)產(chǎn)生的功率之間的關(guān)系，作為作業(yè)機(jī)械(200)的地面速度的函數(shù)；確定關(guān)于所述傳動(dòng)系統(tǒng)(252)預(yù)期操作的傳動(dòng)系統(tǒng)功率曲線，其中所述傳動(dòng)系統(tǒng)功率曲線跟隨相應(yīng)于較低功率水平的所述電動(dòng)機(jī)功率曲線的性能路徑；以及將反應(yīng)所述電動(dòng)機(jī)功率曲線和所述傳動(dòng)系統(tǒng)功率曲線的信息儲(chǔ)存到性能圖中。
10.一種控制由作業(yè)機(jī)械(200)提供的地面功率的系統(tǒng)，包括傳動(dòng)系統(tǒng)(252)，包括用于接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)(230)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的發(fā)電機(jī)(240)，和用于產(chǎn)生地面功率給行進(jìn)機(jī)構(gòu)(255)、使得所述作業(yè)機(jī)械(200)行進(jìn)跨過(guò)地形表面的電動(dòng)機(jī)(250)；以及包括在所述傳動(dòng)系統(tǒng)(252)中的電動(dòng)機(jī)控制裝置(254、258)，用來(lái)接收反應(yīng)所述作業(yè)機(jī)械(200)的地面速度的數(shù)據(jù)，并用來(lái)根據(jù)所述地面速度產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)，其中所述電動(dòng)機(jī)(250)根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)提供所述地面功率，且所述電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(254、258)使用具有反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、地面功率、和地面速度之間一個(gè)或多個(gè)關(guān)系的信息的性能圖，來(lái)產(chǎn)生所述電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)，且其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)(230)根據(jù)由所述電動(dòng)機(jī)(250)產(chǎn)生的地面功率來(lái)調(diào)節(jié)它的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
全文摘要
提供一種用于控制由作業(yè)機(jī)械(200)的傳動(dòng)系統(tǒng)(252)提供的功率的方法，所述作業(yè)機(jī)械(200)包括向發(fā)電機(jī)(240)提供功率的發(fā)動(dòng)機(jī)(230)，所述發(fā)電機(jī)(240)接著向電動(dòng)機(jī)(250)提供功率。電動(dòng)機(jī)(250)向行進(jìn)機(jī)構(gòu)(255)提供地面功率使得作業(yè)機(jī)械(200)行進(jìn)跨過(guò)地形表面。在一實(shí)施例中，該方法包括根據(jù)作業(yè)機(jī)械(200)的確定的地面速度調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)(250)的操作。根據(jù)所調(diào)節(jié)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)所述發(fā)電機(jī)(240)的操作。以及調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)(230)的操作使得發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生符合相應(yīng)于所調(diào)節(jié)的負(fù)載要求的一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。以及，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)(230)的操作使得發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，所述一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率符合相應(yīng)于所調(diào)節(jié)的所述發(fā)電機(jī)(240)的操作的負(fù)載要求。
文檔編號(hào)B60K6/46GK1989466SQ200580024546
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者M·D·貝茨, S·C·加奈特, C·C·梁, M·G·克洛寧 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司