[发明专利]用于地面松土机的换档逻辑

说明书

技术领域

本发明公开了一种用于地面松土机的换档逻辑，其使机器的控制器能够将机器从自动换档模式(操作员选择期望的档位或速度)转换成自动松土模式(其要求降档至低档或第一档并在高节流设置下运行)，反之亦然。

背景技术

诸如推土机、农业拖拉机以及铲运机的移动挖掘机器通常包括用于开垦、挖掘、松土或以其它方式打破地表面的一个或多个松土工具。地表面可包括机器容易处理或难以处理的非均质松散土壤或压实材料。随着机器在具有变化地形和/或变化地表面环境的场地来回穿行，施加到松土工具的阻力量级可以有很大变化。为了确保机器实现最大生产力而不损害机器，机器的操作员必须连续不断地改变机器和松土工具的设置以适应变化的地形和地表面条件。即使熟练操作员也会对该连续不断的改变产生厌倦，并且对于初级操作员来说很难(如果可能的话)实现最优。

有效率地适应地形和表面组成的改变的一种方法可包括在部分挖掘过程期间自动地控制机器。在US2012267128中公开了一种自动控制机器。该公布申请公开了松土工具的自动控制，其中，如果表示松土操作已经结束的一个或多个条件得到满足，则松土工具被自动地向上拉起并倾斜至默认位置。松土工具自动返回至默认位置使操作员在驾驶和操作机器的其它组件的同时免于操作用于定位松土工具的两个不同的控制杆。

一些机器可配有自动松土控制模式(“自动松土模式”)，其特征是自动升高和降低松土工具并调整节流装置以优化松土操作。通常，自动松土模式要求机器的传动装置处于低档或第一档并且节流装置设置成高设置或全节流。一些机器提供的另外特征是自动的换档模式(“自动换档模式”)，其是允许操作员选择期望机器速度的换档控制算法，所述期望机器速度可能是机器可允许的最大传动输出速度。在自动换档模式中，控制器可被编程以自动调整节流装置和传动装置来达到小于或等于期望机器速度的适合于机器上当前载荷的传动输出速度。

尽管这种自动控制系统可通过使通常由操作员控制的一些功能自动化来改进机器效率并减少操作员疲劳，但是效果有限，因为很难将机器的操作从自动松土模式改变成自动换档模式，反之亦然。具体地，要从自动换档模式变成自动松土模式，必须使传动装置换档至低档或第一档并且使节流装置增加至全节流或接近全节流。相反地，要从自动松土模式变成自动换档模式，操作员必须输入期望速度，必须基于操作员输入的速度和施加在机器上的载荷使节流降低并且使传动装置换档至适合的档位。另外，每次机器从自动松土模式转换成自动换档模式，操作员必须重新输入期望速度。

本发明旨在克服上述一个或多个缺点。

发明内容

一方面，公开了用于机器的控制系统。所述机器具有动力源、传动系统和节流装置。动力源可结合至传动装置，传动装置可包括多个档位(包括低速档)。所述机器还可包括松土工具。所公开的系统可包括第一操作员输入，其用于产生使机器转换成自动松土模式的松土控制信号。所述系统还可包括第二操作员输入，其用于在自动换档模式中产生使传动输出速度变成所选择的传动输出速度的速度选择信号。该系统还可包括具有存储器的控制器。控制器可连接至第一操作员输入和第二操作员输入。在自动换档模式中，控制器可被编程以从第二操作员输入接收速度选择信号并通过换档、调整节流装置或两者结合使传动输出速度变成所选择的传动输出速度。用户输入还可包括第三操作员输入，其用于产生使传动装置转换成所选择档位的换档命令。控制器还可被编程以从第一操作员输入接收松土控制信号，通过使传动装置转换成低速档并将节流装置调整成高设置来使所选择的传动输出速度变成松土速度，进而激活自动松土模式。此外，控制器可被编程以从第三操作员输入接收换档命令以使传动装置转换成所选择的档位。

另一方面，公开了一种用于在机器的自动松土模式与机器的自动换档模式之间转换的方法。所述机器可具有连接至传动装置和节流装置的动力源。传动装置可包括多个档位(包括低速档)。所述方法可包括在自动换档模式下产生用于使传动输出速度变成所选择的传动输出速度的速度选择信号。所述方法还可包括将所选择的传动输出速度储存在存储器中。所述方法还可包括通过转换档位、调整节流装置或者二者结合将自动换档模式中的传动输出速度变成所选择的传动输出速度。所述方法还可包括产生松土控制信号用于通过使传动装置转换成低速档并将节流装置调整成高设置来使所选择的传动输出速度变成松土速度，进而使机器转换成自动松土模式。