(57)【要約】  可動機械（１０）のパワートレインシステム（７０）が開示される。パワートレインシステムは、動力源（３４）と、複数の牽引装置（２８）と、動力源の出力を複数の牽引装置へ作動可能に接続する差動装置（３２）とを有し得る。パワートレインはまた、差動装置をロックする要望を示す第１の信号を生成するためにオペレータにより可動な手動入力装置（３８）と、可動機械のパラメータを示す第２の信号を生成するように構成された少なくとも１つのセンサ（７４、７６）と、少なくとも１つのセンサ、手動入力装置、および差動装置と通信する制御装置（７２）とを有し得る。制御装置は、許容範囲から逸脱するパラメータを第２の信号が示すときに第１の信号に基づき差動装置のロッキングを禁止するように構成され得る。
2015510467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源（３４）と、
複数の牽引装置（２８）と、
動力源の出力と複数の牽引装置とを作動可能に接続する差動装置（３２）と、
差動装置をロックする要望を示す第１の信号を生成するためにオペレータにより可動な手動入力装置（３８）と、
可動機械のパラメータを示す第２の信号を生成するように構成された少なくとも１つのセンサ（７４、７６）と、
少なくとも１つのセンサ、手動入力装置、および差動装置と通信する制御装置（７２）であって、許容範囲から逸脱するパラメータを第２の信号が示すときに第１の信号に基づき差動装置のロックを禁止するように構成される制御装置（７２）と、を含む可動機械（１０）のパワートレインシステム（７０）。
【請求項２】
少なくとも１つのセンサは、複数の牽引装置の少なくとも１つに関連付けられた少なくとも１つの速度センサ（７４）を含み、
パラメータは複数の牽引装置間の速度差であり、
許容範囲は許容可能な速度差の範囲である、請求項１に記載のパワートレインシステム。
【請求項３】
少なくとも１つの速度センサは、複数の牽引装置のうちの第１の牽引装置に関連付けられた第１の速度センサと複数の牽引装置のうちの第２の牽引装置に関連付けられた第２の速度センサとを含み、
制御装置は第１と第２の速度センサからの信号に基づき複数の牽引装置のうちの第１と第２の牽引装置間の速度差を判断するように構成される、請求項２に記載のパワートレインシステム。
【請求項４】
少なくとも１つのセンサはヨーレートセンサ（７６）であり、
許容範囲は可動機械の許容可能コーナリング速度の範囲である、請求項１に記載のパワートレインシステム。
【請求項５】
可動機械はボウル（１６）を引くように接続されたトラクタ（１２）を有するスクレーパであり、
パワートレインシステムはさらに、ボウルに関連付けられボウルの位置に関連付けられた第３の信号を生成するように構成された位置センサを含み、
制御装置はさらに、手動入力装置の位置にかかわらず第３の信号に基づき差動装置をロック解除するように構成される、請求項１に記載のパワートレインシステム。
【請求項６】
制御装置は、ボウルが運搬位置にあるということを第３の信号が示すと差動装置をロック解除するように構成される、請求項５に記載のパワートレインシステム。
【請求項７】
可動機械はボウルを引くように接続されたトラクタを有するスクレーパであり、
パワートレインシステムはさらに、ボウルに関連付けられボウルの荷重状態に関連付けられた第３の信号を生成するように構成された荷重センサを含み、
制御装置はさらに、荷重センサと通信し、手動入力装置の位置にかかわらず第３の信号に基づき差動装置をロック解除するように構成される、請求項１に記載のパワートレインシステム。
【請求項８】
制御装置は、ボウルの荷積み中でないまたは荷下ろし中でないということを第３の信号が示すと差動装置をロック解除するように構成される、請求項７に記載のパワートレインシステム。
【請求項９】
可動機械（１０）を作動する方法であって、
動力出力を生成する工程と、
差動装置（３２）を介し動力出力を複数の牽引装置（２８）へ向ける工程と、
差動装置をロックする要望を示す手動入力を受信する工程と、
可動機械のパラメータを検知する工程と、
パラメータが許容範囲から逸脱すると手動入力に基づき差動装置のロックを選択的に禁止する工程とを含む方法。
【請求項１０】
パラメータは複数の牽引装置間の速度差であり、
許容範囲は許容可能速度差の範囲である、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、パワートレインシステム、より具体的にはロック可能な差動装置を有するパワートレインシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクレーパ、ホイールローダ、トラック、および他の可動装置などの機械は多くの作業を行うために使用される。効果的にこれらの作業を行うために、これらの機械は、変速機を介し複数の地面係合型牽引装置（ｇｒｏｕｎｄ  ｅｎｇａｇｉｎｇ  ｔｒａｃｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）へ大きなトルクを与えるエンジンを必要とする。このような機械は通常、タンデム型牽引装置対（ｔａｎｄｅｍ  ｐａｉｒｓ  ｏｆ  ｔｒａｃｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅｓ）間の変速機からの回転動力を分割する１つまたは複数の差動装置を含む。差動装置は、牽引装置を異なる速度で回転させる一方で牽引装置を同時に駆動し、これによりコーナリングなどの特定の動作中の牽引装置、関連パワートレイン、さらには道路の摩耗を低減するために使用される。しかし、場合によっては、差動装置はまた、変速機からの動力のすべてまたはその大部分をスリップしている牽引装置だけへ受け渡すことにより、機械が牽引力を失うようにさせ得る。
【０００３】
牽引装置のスリップを低減する方法の１つは、スリップが発生しそうな、または既に発生しているときに差動装置を手動でロックすることである。牽引装置の１つが十分な牽引力を依然として有しなくても（すなわち、牽引装置が機械の走行速度より速くスピンしていても）、差動装置をロックすることで対の牽引装置の両方を同じ速度で回転させる。このようにして、適切な牽引力を有する牽引装置は、スリップの一因となっている地形全体にわたって機械を移動するのに十分な動力を変速機から依然として受け取る。残念ながら、差動装置の手動ロックは、ロックおよびロック解除手順に関連するタイミング問題を生じる可能性がある。例えば、機械オペレータは、差動装置の損傷につながる可能性のある高レベルのスリップが既に発生しているときに（例えば、１つの牽引装置が他の対の牽引装置よりはるかに速くスピンしているときに）、差動装置をロックしようとする可能性がある。同様に、機械オペレータが差動装置をロック状態に必要以上に保持する場合もあり、これは機械の過剰摩耗をもたらす可能性がある。
【０００４】
上述の問題の１つまたは複数に対処する試みの１つは、２００１年１月１６日にＰｏｒｔｅｒらへ発行された特許の（特許文献１）に開示される。特に、（特許文献１）は、差動装置を有する前車軸と電磁弁に油圧的に結合されたロックとを有する作業車両を開示する。電磁弁はさらに、手動および自動動作モードを有するマイクロプロセッサへ結合される。手動動作モードでは、電磁弁は、オペレータ室内に配置されたフットペダルが押されるとロックを活性化して差動装置をロックするように制御される。自動動作モードでは、マイクロプロセッサは前車軸の車輪がスリップしているかどうかを自動的に判断し、これに応じて電磁弁をトリガしロックを活性化しスリップを停止させる。マイクロプロセッサはさらに、手動または自動モードのいずれかの動作中に車両の連結角（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｇｌｅ）がプログラム量より大きいかどうかを判断し、これに応じて電磁弁をトリガしロックを解除してコーナリングに起因する差動装置の損傷を低減するように構成される。
【０００５】
ある状況では場合により適切であるが、（特許文献１）のシステムは最適ではないこともある。特に、このシステムは、差動装置を損傷する可能性がある場合にオペレータが差動装置をロックすること禁止しない。加えて、（特許文献１）のシステムは、差動装置の自動ロック解除中に特定タイプの機械に固有のパラメータを考慮することができないので限定されたアプリケーションを有し得る。
【０００６】
本開示は上に記載の問題および／または従来技術の他の問題の１つまたは複数を克服することに向けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，１７４，２５５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、本開示は可動機械のパワートレインシステムに向けられる。パワートレインシステムは、動力源と、複数の牽引装置と、動力源の出力と複数の牽引装置とを作動可能に接続する差動装置とを含み得る。パワートレインシステムはまた、差動装置をロックする要望を示す第１の信号を生成するためにオペレータにより可動な手動入力装置と、可動機械のパラメータを示す第２の信号を生成するように構成された少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのセンサ、手動入力装置、および差動装置と通信する制御装置とを含み得る。制御装置は、許容範囲から逸脱するパラメータを第２の信号が示すときに第１の信号に基づき差動装置のロックを禁止するように構成され得る。
【０００９】
別の態様では、本開示は可動機械の操作方法に向けられる。本方法は、動力出力を生成する工程と、動力出力を差動装置を介し複数の牽引装置へ向ける工程とを含み得る。本方法はまた、差動装置をロックする要望を示す手動入力を受信する工程と、可動機械のパラメータを検知する工程と、パラメータが許容範囲から逸脱するときに手動入力に基づき差動装置のロックを選択的に禁止する工程とを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な開示可動機械の絵入り図解である。
【図２】図１の可動機械と共に使用され得る例示的開示パワートレインシステムの概略図である。
【図３】図２のパワートレインシステムにより行われる例示的開示方法を描写するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に例示的可動機械１０を示す。機械１０は、開示例では、第１の位置で材料を積み、材料を第１の位置から第２の位置へ運搬し、材料を第２の位置で降ろすように構成されたスクレーパなどの土工機械である。しかし、機械１０は、必要に応じ別タイプの可動機械、例えばオンまたはオフハイウェイ運搬トラック、ホイールローダ、または当該技術領域で知られた別の機械などを具現し得ると考えられる。機械１０は、後部トラクタ１４に作動可能に接続された前部トラクタ１２と、前部トラクタ１２と後部トラクタ１４間に配置されたボウル１６とを含み得る。前部トラクタ１２と後部トラクタ１４は共働してボウル１６を地面全体にわたって各々、押したり引いたりし得る。ボウル１６は、後部トラクタ１４に強固に接続され、連結式蝶番アセンブリ（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  ｈｉｔｃｈ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）１８を介し前部トラクタ１２に作動可能に接続され得る。
【００１２】
前部トラクタ１２は、ボウル１６へ動力を供給しその動作を制御するように相互作用する複数の部品を含み得る。具体的には、前部トラクタ１２は、フレーム２０、前車軸アセンブリ２２、パワートレイン２４、オペレータステーション２６を含み得る。フレーム２０は、前車軸アセンブリ２２を回転自在に受け入れ、パワートレイン２４を支持するように構成され得る。パワートレイン２４は、前車軸アセンブリ２２を駆動し、ボウル１６を動かすために電気的および／または油圧的動力を供給するように構成され得る。オペレータステーション２６は、以下にさらに詳細に述べるように、機械１０の手動制御を容易にし得る。
【００１３】
前車軸アセンブリ２２は、とりわけ、複数の牽引装置２８と、牽引装置２８のそれぞれに関連付けられた車軸３０と、車軸３０の内部端に接続された中心部の差動装置３２とを含み得る。開示された例示的実施形態では、牽引装置２８は差動装置３２に対向して外部端車軸３０に取り付けられた車輪である。しかし、車輪以外の牽引装置２８、例えば軌道またはベルトが必要に応じ利用され得るということに留意すべきである。差動装置３２は、パワートレイン２４から回転入力を受け、回転出力を車軸３０のそれぞれに供給して牽引装置２８を駆動しこれにより機械１０を推進するように構成され得る。牽引装置２８の１つが機械１０の直線走行中に同じ車軸アセンブリ２２内の牽引装置２８の別のものと著しく異なる速度で回転するとき、牽引装置２８の少なくとも１つがスリップしていると言う。
【００１４】
差動装置３２は、ほぼ等しいトルクまたはほぼ等しい速度のいずれかで車軸３０が駆動される２つの異なる動作モードを生成するように相互作用する噛合ギヤとロック可能なクラッチ（例えば、従来のドッグクラッチ）との組み合わせを含み得る。特に、当該技術領域で知られているように、差動装置３２がロック解除モードで動作しているとき（すなわち、ドッグクラッチがロック解除されているとき）、差動装置３２は、車軸３０の速度にかかわらず（すなわち、車軸３０の速度同士は差動装置３２がロック解除モードで動作しているときに異なり得る）、ほぼ同じ量のトルクを車軸３０のそれぞれへ供給し得る。対照的に、また当該技術領域で知られているように、ロックモードで動作しているとき（すなわち、ドッグクラッチがロック解除されているとき）、差動装置３２は、車軸３０のそれぞれへ供給されるトルクの量にかかわらず（すなわち、車軸３０へ供給されるトルクは差動装置３２がロックモードで動作しているときに異なり得る）、ほぼ同じ速度で車軸３０を駆動するように構成され得る。ロックモードにおける差動装置３２による動作は等速度のために操舵を困難にし得る。差動装置３２はドッグクラッチを含み得るので、差動装置３２がロックされると、車軸３０は、牽引装置２８のスリップが差動装置３２を損傷すること無く可能とならないように、機械的干渉（他のタイプのクラッチに共通の摩擦とは対照的に）により互いに結合され得る。差動装置３２は選択的に、機械１０の牽引力を維持するためにロックモードで動作する、またはコーナリングなど特定動作中の牽引装置２８および／またはパワートレイン２４の摩耗を低減するためにロック解除モードで動作するようにされ得る。
【００１５】
パワートレイン２４は、差動装置３２を介し車軸３０へ向けられる動力出力を生成するように構成され得る。本開示実施形態では、パワートレイン２４は、とりわけ、エンジン３４と、エンジン３４と差動装置３２間に作動可能に結合された変速機３６とを含む。エンジン３４は、当該技術領域で知られた任意の電力源、例えばディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンなどの内燃エンジンであり得る。変速機３６は、所望により、パワーシフト変速機、連続可変変速機、またはハイブリッド変速機で有り得、エンジン３４により生成された動力出力を一定範囲の速度対トルク比全体にわたって差動装置３２へ伝達するように構成され得る。パワートレイン２４は、必要に応じ、電気モータ、燃料電池／モータ組み合わせ、または当該技術領域で知られた別の動力源など、変速機３６に結合された代替の動力源を含み得るということに注意すべきである。
【００１６】
オペレータステーション２６は、オペレータ席に隣接し機械１０の操作に関連する制御信号を生成するように構成されたインターフェース装置３８を含み得る。一例では、インターフェース装置３８は、オペレータステーション２６の床に置かれ、差動装置３２のドッグクラッチを手動でロックおよびロック解除させるためにオペレータにより選択的に操作される（例えば、踏みつけられる）足踏みスイッチであり得る。しかし、異なるタイプのインターフェース装置（例えば、ペダル、押しボタン）またはレバーが必要に応じ、差動装置３２を制御するために利用され得るということが考えられる。同じまたは異なるインターフェース装置が必要に応じボウル１６の動作を制御するために使用され得る。
【００１７】
連結式蝶番アセンブリ１８（緩衝蝶番（ｃｕｓｈｉｏｎ  ｈｉｔｃｈ）としても知られる）は前端部４２と後端部４４とを有する湾曲主ビーム４０を含み得る。ビーム４０の前端部４２は、ビーム４０がフレーム２０に対して水平方向と垂直方向に旋回するように垂直蝶番継手４６と水平蝶番継手４８を介しフレーム２０に接続され得る。機械１０の連結操舵（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  ｓｔｅｅｒｉｎｇ）を実現するために一対の操舵アクチュエータ５０（図１では１つだけ示す）が垂直蝶番継手４６に関連付けられ得る。具体的には、操舵アクチュエータ５０は、互いに反対方向に伸縮するビーム４０のいずれかの側に配置されこれによりビーム４０を垂直蝶番継手４６において水平方向に旋回させる左右油圧シリンダを具現し得る。緩衝アクチュエータ（ｃｕｓｈｉｏｎ  ａｃｔｕａｔｏｒ）５２（例えば、油圧シリンダ）が、ボウル１６の上下動作からオペレータステーション２６を選択的に絶縁するために水平蝶番継手４８に連結され得る。緩衝アクチュエータ５２は、ビーム４０がフレーム２０に対して垂直方向に動くことを禁じられるように、いくつかの動作モード中（例えば、穴掘りまたは荷下ろし中）は油圧的にロックされ、ビーム４０とボウル１６がフレーム２０に対し垂直方向に浮くことができるように他の動作モード中（例えば、運搬中に）はロック解除され得る。
【００１８】
ビーム４０の後端部４４は、ビーム４０の両側（図１では片側だけ示す）に配置された一対のアーム５４を介しボウル１６へ接続され得る。各アーム５４は第１の端５６と第２の端５８を含み得る。第１の端５６はビーム４０の後端部４４へ枢動可能に接続され、一方、第２の端５８はボウル１６へ枢動可能に接続され得る。一対のボウルアクチュエータ６０（図１には１つだけ示す）例えば油圧シリンダは後端部４４におけるビーム４０とボウル１６間に接続され、その収縮と伸長とによりそれぞれ選択的にボウル１６を地面から上げるまたは地面へ下ろすように構成され得る。
【００１９】
ボウル１６は後部トラクタ１４により強固に支持され得る。ボウルアクチュエータ６０の伸縮中、ボウル１６は、ボウル１６の先端６４が地面に対して上げ下げされるように、後車軸アセンブリ６２の垂直方向に旋回するようにされ得る。いくつかの実施形態では、追加のパワートレイン６６が後部トラクタ１４内に含まれ後車軸アセンブリ６２により支持され得る。これらの実施形態では、パワートレイン６６は、後車軸アセンブリ６２を駆動しこれにより機械１０を押すように作動され得る。後部トラクタ１４のパワートレイン６６は前部トラクタ１２のパワートレイン２４とほぼ同一であり得る。
【００２０】
ボウル１６は先端６４に開口を有する概して中空の筐体として具現される道具であり得る。横フィン６８は、先端６４に位置し、先端６４がボウルアクチュエータ６０の伸張により下げられるにつれて地面に選択的に係合するように位置決めされ得る。この構成では、ボウルアクチュエータ６０の伸長長さは、横フィン６８の地面中への深さと、機械１０の走行速度と併せて地面からの材料除去速度とに影響を与え得る。
【００２１】
図２に示すように、機械１０は、様々なセンサおよびオペレータ入力に応じて差動装置３２を制御するように共働する部品を含むパワートレインシステム７０を備え得る。特に、パワートレインシステム７０は、とりわけ、差動装置３２、変速機３６、インターフェース装置３８、緩衝アクチュエータ５２、ボウルアクチュエータ６０、および／または機械１０全体にわたって配置され機械１０の性能パラメータを示す信号を生成するように構成される１つまたは複数のセンサと通信する制御装置７２を含み得る。制御装置７２は以下にさらに詳細に述べるように、差動装置３２のドッグクラッチを選択的にロックまたはロック解除させ、これにより差動装置３２の動作モードと牽引装置２８の対応性能とを変更するように構成され得る。
【００２２】
制御装置７２は、受信信号に応答して微分制御法を行うためのコンピュータ読み取り可能媒体上に格納された命令を実行するように構成され得る。制御装置７２は、監視、記録、格納、インデックス付け、処理、および／または上述の機械１０の運転状況の伝達のための任意の部品または部品の組み合わせを含み得る。これらの部品は、例えば、メモリ、１つまたは複数のデータ記憶装置、中央処理装置、またはアプリケーションを実行するために使用され得る任意の他の部品を含み得る。さらに、本開示の態様はメモリに格納されるものとして概して説明され得るが、これらの態様は、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、光媒体、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の形式のＲＡＭまたはＲＯＭを含む様々なタイプのコンピュータプログラム製品またはコンピュータ可読媒体（コンピュータチップ、２次記憶装置など）上に格納されるまたはそれから読み出すことができるということを当業者は理解するだろう。制御装置７２は、以下に説明される微分制御法を行うためのコンピュータ読み取り可能媒体上に格納された一連のコンピュータプログラム命令を実行し得る。
【００２３】
制御装置７２へ入力を供給し得るセンサは、とりわけ、車軸３０および／または牽引装置２８のそれぞれに関連付けられた速度センサ７４と、ヨーレートセンサ７６とを含み得る。速度センサ７４とヨーレートセンサ７６は当該技術領域で知られた任意の従来の速度およびヨーレートセンサを具現し得る。複数の速度センサ７４からの入力に基づき、制御装置７２はスリップ（牽引装置２８間の速度の差）が発生しているまたは発生しそうかを判断するように構成され得る。ヨーレートセンサ７６からの入力に基づき、制御装置７２は、機械１０が角を曲がっている（すなわち、回転および／または屈曲している）かおよびどれだけの速度で角を曲がっているかを判断するように構成され得る。
【００２４】
制御装置７２は、変速機３６、緩衝アクチュエータ５２、および／またはボウルアクチュエータ６０との通信を介し追加情報を判断するように構成され得る。例えば、制御装置７２は、変速機３６との通信によりまたは変速機３６に関連付けられた１つまたは複数のセンサ（図示せず）との通信により現在の速度対トルク比（すなわち、ギヤ比）が何なのかを判断するように構成され得る。制御装置７２はまた、緩衝アクチュエータ５２との通信によりまたは連結式蝶番アセンブリ１８に関連付けられた１つまたは複数のセンサ（図示せず）との通信により連結式蝶番アセンブリ１８の現在の状態が何なのか（すなわち、連結式蝶番アセンブリ１８がロック状態かまたはフローティング状態か）を判断するように構成され得る。同様に、制御装置７２はボウルアクチュエータ６０との通信によりまたはボウル１６に関連付けられた１つまたは複数のセンサ（図示せず）との通信によりボウル１６の現在の位置および／または荷重状態（ｌｏａｄｉｎｇ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）が何なのかを判断するように構成され得る。
【００２５】
図３に、機械１０の微分制御を行う制御装置７２により実行可能な命令としてコンピュータ読み取り可能媒体上に格納された例示的方法を示す。図３については、開示された概念をさらに説明するために以下の章でさらに詳細に論述される。
【００２６】
開示されたパワートレインシステムは、機械の差動装置の部品保護が望まれる任意の可動機械に適用可能と考えられる。開示されたパワートレインシステムは、オペレータの入力と感知された機械の性能パラメータとに基づき、手動および自動ロック動作の両方の規制により差動装置を保護するのを支援し得る。次にパワートレインシステム７０の動作を図３に関し説明する。
【００２７】
機械１０のパワートレインシステム７０を制御する例示的方法は、差動装置３２の所望ロックに関する機械１０のオペレータからの手動入力を制御装置７２が受信することで始まり得る（工程３００）。上述のように、手動入力は、インターフェース装置３８（図２を参照）により生成される信号を含み得る。例えば、オペレータは（差動装置３２が現在ロック解除中のとき）差動装置３２のドッグクラッチをロックする要望を示すためにインターフェース装置３８を踏み、インターフェース装置３８はこの要望を示す対応信号を生成し得る。オペレータが牽引装置２８のスリップに気付いたとき、またはスリップが一般的に発生することが知られている場所でオペレータが操作を開始するとき、オペレータは差動装置３２をロックする要望を示すためにインターフェース装置３８を踏み得る。スリップは、機械１０の前進運動に対する抵抗が増加するときおよび／または機械１０の足元が緩くなってより小さな牽引力を牽引装置２８に供給するとき、ボウル１６の荷積みまたは荷下ろし中に一般的に発生し得る。同様に、オペレータは、（差動装置が現在ロック中であるときに）差動装置３２のドッグクラッチをロック解除する要望を示すために再びインターフェース装置３８を踏み（すなわち、インターフェース装置３８を解除し）、インターフェース装置３８はこの要望を示す対応信号を生成し得る。オペレータは、オペレータがスリップに通常関連付けられた操作を完了したときおよび／またはスリップが発生しそうにない場合に運搬作業を開始するとき、差動装置３２をロック解除する要望を示すためにインターフェース装置３８を踏み得る。
【００２８】
差動装置３２の現在の状態（すなわち、差動装置３２が現在ロックされているのかまたはロック解除されているのか）とインターフェース装置３８からの信号とに基づき、制御装置７２はオペレータが差動装置３２をロックすることを望むのかまたはロック解除することを望むかを判断し得る。例えば、インターフェース装置３８からの信号が受信されたときに差動装置３２がロックされていれば、制御装置７２は、オペレータが差動装置３２をロック解除することを望んでいると判断し得る（工程３０５：ロック解除）。同様に、インターフェース装置３８からの信号が受信されたときに差動装置３２がロック解除されていれば、制御装置７２はオペレータが差動装置３２をロックすることを望んでいると判断し得る（工程３０５：ロック）。オペレータが差動装置３２をロック解除することを望むとき、制御装置７２は、差動装置３２のドッグクラッチを係合解除させ（工程３０７）、制御は工程３００に戻り得る。しかし、オペレータが差動装置３２をロックすることを望むとき、制御は工程３１０へ続き、ここで、制御装置７２は、ドッグクラッチの係合の成功に影響を与える可能性がある機械１０の様々な性能パラメータを検知する。
【００２９】
工程３１０は、差動装置３２をロックする要望に関する機械１０のオペレータからの入力を受信する前、受信中、および／または受信後に完了され得る（工程３１０）。制御装置７２により検知された性能パラメータは、とりわけ、センサ７４を介し受信された牽引装置２８の速度を含み得る。次に、制御装置７２は性能パラメータと許容範囲とを比較し、性能パラメータが範囲から逸脱したかどうかを判断し得る（工程３２０）。例えば、制御装置７２は牽引装置２８に関連付けられたセンサ７４から信号を受信し、これに応じて、牽引装置２８の実際のスリップ値（すなわち、対向する牽引装置２８間の実車速差または機械対地速度からの百分率差）がスリップ値の許容範囲から逸脱したかどうかを判断し得る。性能パラメータが許容範囲から逸脱すると、差動装置３２のロックは差動装置３２のドッグクラッチに損傷をもたらす可能性がある（例えば、回転速度の差の上昇は、ドッグクラッチの妨害部品同士を互いに激しく係合させ、部品の破損を生じる可能性がある）。したがって、この状況では、制御装置７２は、インターフェース装置３８から受信された信号に応じて差動装置３２のロックを禁止し得る（工程３３０）。しかし、性能パラメータが値の許容範囲に入る場合、制御装置７２は、その代りに、機械１０のオペレータにより提供される手動指標に応じて（すなわち、インターフェース装置３８からの信号に応じて）差動装置３２をロックし得る（工程３４０）。
【００３０】
差動装置３２のロックモードでの動作中、車軸３０はほぼ同じ速度で回転するように駆動され得、機械１０には生産性および／または効率を改善する強化された牽引力が供給され得る。機械１０が、スリップの一因となる状態を通過すると、オペレータはインターフェース装置３８を再び操作することにより差動装置３２を手動でロック解除しなければならない。しかし、場合によっては、オペレータは、強化された牽引力がもはや必要で無いまたは有益でないときに、誤りを犯して差動装置３２をロック解除することに失敗し得る。したがって、制御装置７２は、牽引装置２８および／またはパワートレイン２４の部品寿命が増加されるように、オペレータを自動的にオーバーライドし、ある状態下の差動装置３２をロック解除するように構成され得る。
【００３１】
例えば、差動装置３２がオペレータの要望に従ってロックされた後（すなわち、工程３４０の完了後）、制御装置７２は機械１０の様々な他の性能パラメータを検知し得る。特に、制御装置７２は、ボウル１６の位置、ボウル１６の荷重状態、変速機３６の速度対トルク比（すなわち、ギヤ比）、連結式蝶番アセンブリ１８の状態（ロックされているかフローティングであるか）、機械１０のヨーレート（すなわち、コーナリング速度（ｃｏｒｎｅｒｉｎｇ  ｒａｔｅ））、および／または当該技術領域で知られた別のパラメータを検知し得る（工程３５０）。次に、制御装置７２は、検知されたパラメータが、強化された牽引力がもはや望まれない状態を示すかどうかを判断し得る。すなわち、制御装置７２は、ボウル１６が（穴掘りまたはダンプ位置とは対照的に）運搬位置にあるか、ボウル１６に荷が積まれていないか荷が降ろされていないか、変速機３６が運搬ギヤ（低い穴掘りまたはダンプギヤとは対照的に高いギヤ）にあるか、連結式蝶番アセンブリ１８が（ボウル１６の荷積み中に要求され得るロック状態とは対照的に）フローティング状態にあるか、および／または機械１０が（直線状に走行することとは対照的に）著しい速度で角を曲がっているかを判断し得る（工程３６０）。これらの条件のいずれも存在しない場合（工程３６０：いいえ）、制御装置７２は、差動装置３２のオペレータ所望のロック状態を維持し得（工程３７０）、制御は工程３００へ戻り得る。しかし、制御装置７２が、「ボウル１６は運搬位置にあり、ボウル１６の荷積み中でないまたは荷下ろし中でない」、「変速機３６は高い運搬ギヤにある」、「連結式蝶番アセンブリ１８はロック解除されている」、および／または「機械１０は著しい速度で角を曲がっている」と判断すると、制御装置７２は、その代りに、差動装置３２の部品を保護するのを支援するために差動装置３２をロック解除し得（工程３８０）、制御は工程３００へ戻り得る。
【００３２】
パワートレインシステム７０は手動入力に応じて差動装置３２のロックを許容し得るので、機械１０のオペレータは機械操作に関しより大きな制御をなし得るようになる。加えて、パワートレインシステム７０は、差動装置３２を損傷する可能性がある場合に差動装置３２をロックするためのオペレータ命令をオーバーライドするように機能し得るので、パワートレインシステム７０の完全性が保たれ得る。さらに、パワートレインシステム７０はあるアプリケーションに特有の（例えば、スクレーパアプリケーションに特有の）性能パラメータに基づき動作可能であり得るので、機械１０の追加機能を提供し得る。例えば、パワートレインシステム７０は、差動装置３２をロックするオペレータの元の命令にかかわらず（すなわち、現在位置および／またはインターフェース装置３８の状態にかかわらず）、特定のスクレーパ性能パラメータの検出に基づき差動装置３２の自動ロック解除を許容し得る。この機能は、スクレーパアプリケーションにおける機械１０の性能および／または寿命を強化するのを支援し得る。
【００３３】
開示されたパワートレインシステムに対し様々な修正と変形を行うことができるということが当業者には明らかになる。本明細書の考察と開示されたパワートレインシステムの実施から、他の実施形態が当業者には明らかになる。本明細書と例は単なる例示的なものであって、真の範囲は以下の特許請求範囲およびそれらの均等物により示されることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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