專利名稱：控制傳動比的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制無級變速器的傳動比的方法。
背景技術(shù)：
在例如輪式裝載機的多用途運載車的傳動裝置中，通常采用動壓變 速機構(gòu)或者靜壓傳動機構(gòu)。當采用動壓變速機構(gòu)時，駕駛員通過加速器 踏板位置來控制柴油機的燃料噴射量。動壓變速機構(gòu)的定傳動比使得所 設柴油機轉(zhuǎn)速與行駛速度之間產(chǎn)生直接關(guān)聯(lián)。但是在一個工作運行過程 期間，例如提升全載的伊，必須將柴油機可用驅(qū)動能量的很大一部分用 于工作液壓系統(tǒng)。這就要求柴油機具有一個高的恒定的轉(zhuǎn)速。為了避免 同時無意識地增加行駛速度，通過操縱所謂的"微動踏板"來調(diào)節(jié)傳動 機構(gòu)的能流，或通過運行制動器進行限制，從而利用轉(zhuǎn)換器獲得差動轉(zhuǎn) 速。
在靜壓傳動機構(gòu)中，所謂的"自動行駛，，通過液壓調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)。 作為無級變速器，靜壓傳動單元包括至少一個液壓泵和一個液壓馬達， 其中至少一個液壓泵的回轉(zhuǎn)角是可調(diào)節(jié)的?；剞D(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)取決于加速器 踏板位置和柴油機的增壓。因此，在靜壓傳動機構(gòu)中，靜壓傳動單元的 調(diào)節(jié)也取決于所設定的柴油機轉(zhuǎn)速。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的是提供一種控制無級變速器傳動比的方法， 其能夠與柴油機的轉(zhuǎn)速無關(guān)地調(diào)節(jié)并因此為駕駛員提供良好操作舒適 性，因為由駕駛員預設的加速器踏板位置能實現(xiàn)特定的加速期望。
該目的通過本發(fā)明的具有權(quán)利要求1中的特征所述的方法來實現(xiàn)。
根據(jù)權(quán)利要求l的方法，為了控制無級變速器的傳動比，首先檢測 加速器踏板位置a~"'。此外在任何時間點檢測車輛的實際行駛速度作為實際行駛速度& 。通過考慮加速器踏板位置a,和實際行駛速度L來確 定傳動比變化率^U。在這樣的情況下，傳動比變化率^^〃表示靜壓傳
動單元傳動比；'(o每單位時間的變化。基于實際傳動比和傳動比變化率
，設定一個新的目標傳動比值^々+ AO，所述新的目標傳動比值是
傳動比變化率("和時間間隔"的乘積與實際傳動比之和。
本發(fā)明方法的優(yōu)點在于，通過預設在加速行駛期間影響傳動比^變 化的速度來實現(xiàn)加速。因此基于相應的加速器踏板位置a一、就能實現(xiàn) 特定的加速期望。因此可以在柴油機行駛期間并且工作液壓系統(tǒng)工作的 同時，設定能夠提供高輸出所需要的恒定的轉(zhuǎn)速。從這個恒定轉(zhuǎn)速開始 卻與柴油機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)無關(guān)地，通過單獨調(diào)節(jié)例如靜壓傳動單元的無級 變速器的傳動比來實現(xiàn)車輛的加速。也可以想到使用機械式無級變速器 代替以帶有泵-馬達組合的靜壓傳動單元形式的無級變速器。
在從屬權(quán)利要求中給出本發(fā)明方法的其他有利的改進方案。
特別有利的是，通過計算修正值°^。 來考慮行駛速度 ，其中 所述修正值"一'，包括由車輛的實際行駛速度L和最大行駛速度v鵬組 成的比值。特別有利的是，將修正值a一'，和檢測到加速器踏板位置 a尸^組合以形成一個加速期望特征值，其中所述特征值是確定傳動比變
化率^;'^的基礎。除了駕駛員實際表明的加速期望，即預設特定的加 速器踏板位置之外，還要考慮車輛的實際行駛速度^。因此，可以簡單 地依據(jù)實際的行駛速度v,"來獲得目標傳動比的變化。
在這樣情況下，加速期望特征值("腸'—"&械戸)優(yōu)選形成為在檢測到的加速器踏板位置和修正值之間的差("一'—"一'，)。因此，所述加速期
望特征值("p^ - ^試，)可用于幾乎所有最終構(gòu)成傳動變化率5(K°)的函 數(shù)。在最簡單的情況下，這根據(jù)線性方程進行。但是，也可以通過不同 于上述方程的適當?shù)膮?shù)化，來獲得另一個相應于駕駛員操縱加速器踏 板時典型行為的特性曲線形狀。
此外有利的是，當計算修正值("一廣"f'。)時，還考慮到除實際行 駛速度^之外的另一個輸出要求。所述另一個輸出要求例如可以基于來 自微動踏板的信號進行確定。這種例如輪式裝載機的多用途運載車的駕 駛員在微動踏板位置a 的協(xié)助下，可以確定輸出的哪部分用于工作液 壓系統(tǒng)。輸出的剩下部分用于傳動機構(gòu)。由于以這種方式限定的輸出要 求包含在修正值("腦'中，所以不僅考慮到當前的行駛速度""，
A ")
而且考慮到其他輸出的要求來建立傳動比變化率^。'。轉(zhuǎn)變的加速度 要求一個低的輸出部分，因為例如對加速而言，傳動比變化率選擇成相 應地更低。


附圖用圖表的形式示出了控制傳動比小)的方法，并在以下的描述中
進行更為詳細地說明。在所述附圖中
圖1示出執(zhí)行本發(fā)明中控制方法的傳動機構(gòu)的示意圖； 圖2示出本發(fā)明中的控制方法的流程簡化圖； 圖3示出說明本發(fā)明驅(qū)動策略的圖表； 圖4示出某特定行駛狀態(tài)的第一實施例；圖5示出某特定行駛狀態(tài)的第二實施例；以及 圖6示出另一特定行駛狀態(tài)的第三實施例。
具體實施例方式
在執(zhí)行本發(fā)明的方法之前，首先對多用途運載車的使用該方法的傳 動機構(gòu)1進行描述。圖1中示出這種傳動機構(gòu)1。所述傳動機構(gòu)1通過 作為第 一驅(qū)動源的柴油內(nèi)燃機2驅(qū)動。所述柴油內(nèi)燃機2與輸出分支傳 動系統(tǒng)3相連。所述輸出分支傳動系統(tǒng)3包括設計成靜壓傳動單元4的 第一輸出分支。與第一輸出分支平行地設置有傳動系統(tǒng)的機械式分支5。
傳動系統(tǒng)的靜壓傳動單元4和機械式分支5與車輛從動軸6相連。 為此，輸出分支傳動系統(tǒng)包括設計成行星齒輪單元的累加傳動單元段 (Summiergetriebeabschnitt) 50。
將柴油內(nèi)燃機2連接到輸出分支傳動系統(tǒng)3的傳動軸7設在傳動系 統(tǒng)的輸入端。在輸出端，輸出分支傳動系統(tǒng)3將輸出軸8連接到例如被 驅(qū)動的車輛的后橋差速器。
靜壓傳動單元4包括液壓泵9和液壓馬達10。在一個閉環(huán)液壓傳動 系統(tǒng)中所述液壓泵9和液壓馬達10彼此相連。為此，液壓泵9和液壓 馬達10分別通過第一工作線11和第二工作線12進行連接。
液壓泵9的輸送量能夠進行調(diào)節(jié)，優(yōu)選地所述泵設計成雙向輸送。 因此，液壓泵9能夠?qū)⒁簤航橘|(zhì)或者輸送到第一工作線11或者第二工 作線12。依據(jù)液壓泵9設定的輸送方向，可以設成向前行駛或向后行駛。 第一調(diào)節(jié)裝置13用于調(diào)節(jié)液壓泵9。所述第一調(diào)節(jié)裝置13與液壓泵9 自身的調(diào)節(jié)機構(gòu)相互作用。同樣，還設置有作用于液壓馬達10自身調(diào) 節(jié)機構(gòu)上的第二調(diào)節(jié)裝置14。所述液壓馬達10的吸收量同樣是可調(diào)的。
靜壓傳動單元的傳動比KO是由液壓泵9或液壓馬達10的相應已設 定的回轉(zhuǎn)角來確定。
設有電子控制單元16來設定液壓泵9和液壓馬達10的回轉(zhuǎn)角。所 述電子控制單元16通過第一控制信號線17與第一調(diào)節(jié)裝置13相連。 電子控制單元16還通過第二控制信號線18與第二調(diào)節(jié)裝置14相連。
7調(diào)節(jié)裝置13、 14包括例如通過比例磁鐵控制的液壓閥，所述液壓閥能 夠設定在定位缸中的定位壓力。
在所述的實施例中，電子控制單元16通過連接線19與CAN(控制 局域網(wǎng))總線20相連。通過所述CAN總線20，電子控制單元16接收 加速器踏板22位置a諸的信息和微動踏板23位置",m的信息。用于在 由多用途運載車的駕駛員操作的控制器和電子控制單元16之間進行通 信的CAN總線應該理解為只是一個例子。也可以通過幾個信號線直接 連接。為了圖解說明的目的，同樣連接到CAN總線20上的另一個控制 桿21作為一個例子示出。例如，所述控制桿21可用于提升和降低運載 鏟。
另外，傳動控制裝置25通過另一條信號線24與CAN總線20相連。 所述傳動控制裝置25通過噴射信號線26與柴油內(nèi)燃機2的噴射系統(tǒng)27 相互作用。柴油內(nèi)燃機2的噴射系統(tǒng)27包括噴射泵28。依據(jù)通過信號 線26接收到的噴射信號，由噴射泵28向所述柴油內(nèi)燃機2噴入確定的 噴射量。因此，在滿足消耗器需要的可用輸出的情況下柴油內(nèi)燃機2的 特定轉(zhuǎn)速是可調(diào)節(jié)的。
在以下所有方法中，假設柴油內(nèi)燃機的以此方式設定的轉(zhuǎn)速均能滿 足所需要的輸出，無論是工作液壓系統(tǒng)還是傳動機構(gòu)需要的，亦或是它 們的聯(lián)合需要的。
在一個純行駛運行的簡單情況下，駕駛員通過操縱加速器踏板22 為加速度預設了一個特定的加速期望。所述加速踏板22的位置a一'可 在0度和最大位置"，之間進行調(diào)節(jié)。因此從車輛靜止狀態(tài)開始，由駕
駛員預設的加速器踏板最大位置是位置"皿。其對應于期望的最大加速 度。如果車輛最初是靜止的，則通過將靜壓傳動單元3的傳動比^)調(diào) 節(jié)為每單位時間變化大的數(shù)值，獲得最大可能的加速度。
通過電子控制單元16實現(xiàn)的傳動比基于如下方程確定
<formula>formula see original document page 8</formula>在所述方程中，叾；'表示傳動比變化率。因此所述傳動比變化率
^^〃乘以時間間隔^得到一個傳動比變化值，目標傳動比U刺基于駕駛 員的加速期望而經(jīng)時間間隔"改變了該傳動比變化值?；谟纱嗽跁r間
點(〃A,)已確定的目標傳動比值^+AO，電子控制單元16確定分別用于 液壓泵9和液壓馬達10的所要求的回轉(zhuǎn)角。從而分別通過第一控制信 號線17或第二控制信號線18將確定的控制信號輸入第一調(diào)節(jié)裝置13 或第二調(diào)節(jié)裝置14。
除了駕駛員預設的加速器踏板位置a^w之外，所謂的"修正值"
(allowance-making value)也用于確定傳動比變化率&滅。在一個包 括了純的傳動機構(gòu)控制的最簡單的情況下，所述的修正值考慮車輛當時
的實際速度""。從而，為由駕駛員通過壓制加速器踏板22所預設的加 速期望確定了一個加速期望特征值("一'—"一'，J ,其包括修正值^
和加速器踏板位置
優(yōu)選地，加速期望特征值是加速器踏板位置a~。'和修正值 之 間的差。所述修正值a觸'評在下面表示為"極限踏板位置"，所述極限
踏板位置是一個假定的踏板位置值。傳動比變化率^^ 可按照如下的
關(guān)系進行確定
^°〃
:"7T &?！?=附匸a^Wa/ — a尸油/,grenz) — "7T &?！?max , 、
A & (2)由于在修正值a腸',拜中考慮了當前的行駛速度""，因此可以依據(jù)當 前行駛速度，從可能的最大行駛速度V 按比例來確定傳動比變化率
?？赏ㄟ^如下關(guān)系式確定極限踏板位置a凍.，
o《aprf,=a ^l^i
v- ( 3 )。
修正值還可以考慮到除了那些僅取決于傳動機構(gòu)的特征值之外的 其他特征值。尤其是，它考慮了另外的輸出要求，例如，由于工作液壓 系統(tǒng)所產(chǎn)生的。為此，駕駛員通過微動踏板23，預設柴油內(nèi)燃機2最大 可用輸出的哪些部分用于工作液壓系統(tǒng)，圖中沒有示出，以及哪部分用 于傳動機構(gòu)?？紤]到微動踏板位置0^,極限踏板位置a&"，可通過如 下關(guān)系式得出
0 ^ a腸 =a隨+^1
在通過圖3-6對本發(fā)明的工作方式進行更為詳細的描述之前，先結(jié) 合圖2中的簡單流程圖的對過程順序進行說明。首先在步驟30中確定 加速器踏板22的位置a腸'。在本方法的步驟31中確定車輛的實際速度
&。另外，在步驟32中確定作為用于計算傳動比變化率^^"的另一 個輸入值的微動踏板23位置a-。通過實際速度v'"和微動踏板位置a^ 計算修正值a一 "2。在步驟34中計算加速期望特征值("觸'—"一ur弧)， 并將極限踏板位置^扯，作為修正值。為此也就計算出加速度踏板位置 a凍和修正值a脇，之間的差。在步驟35中，基于在步驟34中獲得的
加速期望特征值("一廣"一'一)計算出傳動比變化率^。。除了所述的
10加速期望特征值("一'- ^,，)之外，傳動比變化率^』U還包括用于建
立特性曲線的參數(shù)m。以下將參考圖3對此作進一步說明。
在步驟35中確定了傳動比變化率^ 〃之后，根據(jù)方程1通過先前
的目標傳動比值、傳動比變化率5" "W和時間間隔^計算出 一個新的 目標傳動比值；々+")。在步驟37中，將液壓泵9和液壓馬達10調(diào)節(jié) 到相應的回轉(zhuǎn)角來獲得目標傳動比因此，鑒于駕駛員的加速期望，
行駛速度發(fā)生了改變。由于連續(xù)運行的循環(huán)，改變后的行駛速度 又用 于計算一個新的目標傳動比。
本發(fā)明的過程允許與加速度無關(guān)地設定柴油內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速，且在工 作操作期間允許自動行駛。圖3用圖表描述了本發(fā)明是如何對傳動比 "(O進行設定。從關(guān)系式2直接得出，每一個極限踏板位置a^。'，都具 有一條斜度為m的直線。
在這樣的情況下，極限踏板位置或修正值a—確定了直線的過 零。如圖3中的直線42所示的那樣。這樣，這條特定的直線42呈現(xiàn)出 以車輛特定行駛速度L為基礎的修正值a凍,戸，也就是特定極p艮踏板位
置。根據(jù)關(guān)系式3，行駛速度的增加，將導致修正值的增加，也就是說， 極限踏板位置a凍拜朝向圖3中的43表示的特性曲線移動。與之相反， 行駛速度的降低將導致特性曲線朝由44表示的特性曲線方向移動。
為了簡化，圖3中僅用直線表示特性曲線。然而，同樣可以通過對 參數(shù)m進行適當?shù)膮?shù)化，可以實現(xiàn)其他的特性曲線形狀，其例如作 為特性曲線45示出。
這樣，沿著特性曲線確定僅僅位于最小傳動比變化率和最大傳動比
ii變化率之間的傳動比變化率& "。
同樣考慮微動踏板位置a融，如關(guān)系式4中所示，可以通過另一個 參數(shù)C進行單獨地調(diào)節(jié)。將微動踏板位置a融考慮進來，也就是考慮更 多的輸出要求和另外的消耗器，例如工作液壓系統(tǒng)，其具有相同的函數(shù)， 因為它們?nèi)缧旭偹俣鹊淖兓粯?，同樣包含在修正值a一.，中。這就意 味著微動踏板位置a^的增加將導致圖3中的特性曲線向右移動。相反 地，微動踏板23的踏板角度的減小將導致極限踏板位置a腸'拜的減小， 這相應于圖3中的特性曲線向左移動。
圖4-6中圖示了不同的行駛狀態(tài)。
首先，圖4示出了加速器踏板22設定到角度^的行駛狀態(tài)。在這個 時間點上的車輛速度 仍然相對較低，以至于圖中特性曲線42'在靠近 踏板角度"=0的地方出現(xiàn)過零。傳動比變化率和踏板角度^之間的關(guān)系 表明在點A處產(chǎn)生最大的可能的傳動比變化率。
因此，對于每個由于掃描加速器踏板22和微動踏板23位置的D/A 轉(zhuǎn)換器的掃描速率所產(chǎn)生的時間間隔A,，傳動比；々)增加了由最大傳動 比變化率表明的數(shù)值。產(chǎn)生的車輛加速度使得車輛的實際速度^增加。
如在圖3的說明中已經(jīng)描述的那樣，這相應于圖4中特性曲線42， 朝箭頭所指方向的移動。
一旦特性曲線42，與表示最大傳動比變化率&^的直線在點Pl 處相交，則由特性曲線42'來確定傳動比變化率。
在圖5中，先前表明的加速行駛是在稍晚的時間點示出。由于加速 度和與之相關(guān)的速度l的增加，特性曲線42'向右移，從而通過基于踏
板位置％的點P2來確定傳動比變化率U^ 。過程繼續(xù)，直到圖5中特性曲線42，向右移動到極限踏板位置的值 與踏板位置A重合的點。因此，方程(2)中加速期望特征值變?yōu)?并 且靜壓傳動單元3的傳動比一)不再發(fā)生變化。
以上關(guān)于特性曲線42，的移動的描述，通過必要的修正將用于加速 器踏板22的回縮。在圖5中例如示出了加速器踏板位置A，其導致在
點P3處的最小傳動比變化率S"")1111111。
另一方面，圖6中示出了包括了對非0的微動踏板位置"^的考慮， 將圖1的情況作為起始點。將微動踏板23的位置考慮到修正值a一'拜 內(nèi)，使得在不考慮微動踏板23情況下的特性曲線42，發(fā)生移動，形成新
的特性曲線46。因此，相比于圖4的情況而言，在加速器踏板位置"i處，
傳動比變化率^"減小，即使在低速行駛的情況下。由于不是所有的 發(fā)動機輸出都專門用于傳動機構(gòu)，因此產(chǎn)生了 一個較小的加速度。
本發(fā)明的方法的優(yōu)點在于加速器踏板22直接用于預設加速度。也 就是說，由駕駛員來表明對加速度的更高需求，即，加速器踏板位置a凍
越大，傳動比變化率5G 就越大，因此每個時間間隔傳動比的變化也
就越大。相反地，微動踏板23踏板角度"^的增加將使得傳動比變化率
減小。在所述的過程中，在每個踏板位置a腦處都存在一個最終 傳動比，設定的傳動比一)都大約漸進地接近此最終傳動比。通過將參
數(shù)m、 c參數(shù)化，可以簡單地適應于各種要求的傳動策略，例如特別是
車輛的使用情況。尤其是，以簡單的方式修改踏板的特性。上述的方法不僅可用于帶有靜壓傳動單元的作功機械而且可用于具有
無級可變輸出分支傳動系統(tǒng)的作功;Wt
權(quán)利要求
1. 一種控制無級變速器的傳動比的方法，包括如下步驟檢測加速器踏板位置(αPedal)；檢測實際行駛速度(vist)；通過考慮實際行駛速度(vist)和加速器踏板位置(αPedal)來確定無級變速器的傳動比變化率確定作為實際傳動比(rsoll(t))和傳動比變化值之和的目標傳動比值；和設定無級變速器的新的傳動比值(rsoll(t+Δt))。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了在計算傳動比變 化率^』時考慮行駛速度d)，計算包含實際行駛速度與最大行駛速度之比的修正值(a一,拜)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，為了確定傳動比變化率^^?！?，通過修正值K^'，評)和檢測到的加速器踏板位置KJ計算出 加速期望特征值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，為了計算加速期望特征值("^w-"iw,，)，計算檢測到的加速器踏板位置(aMa,)和修正值 (a/w,，)之間的差。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，在計算 修正值(0^。'，)時，除了實際行駛速度之外，還考慮另一個輸出要求
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制無級變速器(3)的傳動比(r)的方法。檢測加速器踏板位置和實際行駛速度(v_ist)。通過考慮實際行駛速度(v_ist)和加速器踏板位置(α_Pedal)，確定傳動比變化率。確定作為實際傳動比(r_ist)與傳動比變化值(公式1)之和的目標傳動比值，并將無級變速器(3)設定到這個比值。
文檔編號F16H61/46GK101479508SQ200780024005
公開日2009年7月8日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者于爾根·溫克爾哈克, 馬庫斯·韋伯 申請人:布魯寧赫斯海諾馬帝克有限公司