[发明专利]转矩分配系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及机械，更具体地说，涉及用于机械系统的电子动力管理和分配。

背景技术

典型的机械可包括一个或多个用于提供使各种不同机械系统运行所需的动力的装置。这些机械系统可包括用以实施不同机械功能的推进系统和机具系统。例如，机械可包括提供机械动力的内燃机。这种机械动力可以直接使用，例如以便推动机械，和/或可以转变成另一种动力形式，例如电力或液力。此外，机械可以包括一个以上的动力源。一个这样的例子可以是具有电气系统的机械，该电气系统可以包括蓄电装置。机械的电气系统可以通过使用连接到内燃机上的发电机来运行该机械的推进系统。内燃机还可连接到液力系统上，该液力系统用来操纵机械的不同机具和转向系统。

机械还可以包括在运行期间消耗动力的不同部件和系统。这些部件和系统可以由于运行它们的动力的形式或由于它们的功能而具有不同的动力消耗要求。例如，利用电驱动系统和液力转向系统的机械可以在运行期间在不同的时间要求一种形式或另一种形式的动力。在这些系统中管理和分配动力是有挑战性的，因为要求精细控制发动机的动力输出以保持稳定而有效的运行。

发明内容

一方面，本发明说明了一种机械，该机械包括提供发动机转矩的发动机。设有第一装置以便在机械的运行期间消耗一部分发动机转矩，并提供机械功能。设有电子控制器以便接收表示发动机工作参数的发动机信号，并根据发动机工作参数确定发动机转矩输出能力(容量)。在电子控制器处接收来自第一装置的转矩请求，并将其与转矩输出能力进行比较。根据转矩请求和转矩输出能力将一部分发动机转矩分配(分派)到第一装置上。

另一方面，本发明说明了一种用于机械的转矩分配系统，该系统包括至少一个转矩源和多个在运行期间利用转矩的装置。该转矩分配系统包括转矩源能力模块，该转矩源能力模块设置成接收表示转矩源的至少一个工作参数的信号。该转矩源能力模块确定动力源的转矩输出能力，该转矩输出能力被转矩分配模块接收。多个转矩请求装置提供转矩请求信号给转矩分配模块，每个转矩请求装置都与多个消耗转矩的装置中对应的一个装置相关联。转矩分配模块设置成将多个转矩请求中的每个请求合计成总转矩请求，将总转矩请求与转矩输出能力进行比较，并根据转矩输出能力将对应的转矩命令分配到多个装置中的每个装置上。

又一方面，本发明提供了一种用于在机械的(各种)不同的系统之间分配动力的方法。该方法包括确定机械的动力源的转矩输出能力，并收集来自机械的不同系统的转矩请求。合计各转矩请求以便产生总转矩请求，将该总转矩请求与转矩输出能力进行比较。当总转矩请求超过转矩输出能力时，计算比例系数，并根据相应的转矩请求和该比例系数确定相应的转矩命令。然后通过向机械的不同系统发送转矩命令来分配转矩输出能力。

附图说明

图1是按照本发明所述的履带式拖拉机的轮廓图。

图2是示出本发明的机械的不同部件和系统的方框图。

图3是本发明的转矩分配系统的方框图。

图4是本发明的发动机转矩负载控制模块的方框图。

图5和图6是本发明的两个误差补偿器的方框图。

图7至图9是本发明的发动机运行的三种状况的图解表示。

图10是本发明的分配转矩的方法的流程图。

图11是本发明的调解极限的方法的图解表示。

具体实施方式

图1是机械100的一个例子的轮廓图。在图1的示图中，机械100是履带式拖拉机101，该履带式拖拉机101作为机械的一个例子用来举例说明动力管理安排。尽管该安排示出为与履带式拖拉机101有关，但本文所公开的安排在各种其它类型的机械中具有通用性。术语“机械”可以涉及实施与一种工业如采矿、建筑、农业、运输、或现有技术中已知的任何其它工业有关的某种类型作业的任何机械。例如，机械可以是土方机械，如轮式装载机、挖掘机、自卸货车、反铲挖土机、自行式平地机、材料装卸机或诸如此类。另外，可以将机具连接到机械上。这些机具可用于包括例如装载、压实、升举、刷光的各种各样的任务，并包括例如挖斗、压实器、叉式升举装置、刷子、抓斗、刀具、剪刀、刮刀、破碎机/锤子、螺旋推动器及其它。

履带式拖拉机101包括支承发动机104的框架102。在所示实施例中，发动机104是内燃机，该内燃机以转矩输出的形式给不同的机械系统提供动力。履带式拖拉机101的作业由驾驶室106中的操作人员控制。驾驶室106连接到框架102上，并包括不同的控制装置(未示出)。刮刀108通过联动装置110连接到框架102，致动器112使刮刀108在可选择的位置或高度处与框架102互连。在所示的实施例中，致动器是液压缸。