CN101216102A - 工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制装置和方法。它包括发动机转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、发动机油门开度传感器、车速传感器、整车主控制器、发动机油门执行机构和自动换挡变速箱、电子控制器；发动机转速、变矩器涡轮转速、发动机油门开度和车速四个传感器将信号输入到电子控制器，电子控制器与整车主控制器进行通讯，整车主控制器将控制信号输入到发动机油门执行机构，电子控制器将控制信号输入到自动换挡变速箱。本发明可根据驾驶意图采用不同的换挡规律，使液力传动的工程机械在合适时刻实施换挡，兼顾了车辆行走的经济性、动力性和实用性。换挡过程通过对发动机的控制，可以保证良好的换挡品质，提高了乘坐的舒适性。

Description

工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制装置和方法

技术领域

本发明专利属于一种工程机械变速箱自动换挡的控制方法，特别是涉及一种工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制装置和方法。

背景技术

车辆的自动换挡首先需要确定一定的换挡规律，即两个挡位间自动换挡时刻随控制参数变化的规律。根据换挡规律，当换挡条件满足后，电子控制器向变速箱的换挡控制阀发送控制信号实现换挡操作。目前电液自动换挡变速箱的电液控制部分一般采用电磁换向技术或者电液比例技术来实现。电液比例技术可以通过控制器对变速箱的压力离合曲线进行前期设定，精确控制，具有分离彻底，啮合平稳的优点，换档品质较好，但是控制复杂，汽车的自动换挡变速箱多采用电液比例技术。而工程机械用的自动换挡变速箱则多采用电磁换向技术，通过电磁换向阀作为先导控制液压阀，以实现相应挡位离合器的操作，变速箱换挡时刻离合器和制动器的压力变化完全由液压阀控制，控制程序无法对其进行干预。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，针对采用电磁换向技术的电液换挡变速箱提供一种可以使工程机械在换挡时兼顾了车辆的动力性和经济性，同时具有良好的换挡品质的工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制装置和方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制装置所采取的技术方案是：它包括有发动机转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、发动机油门开度传感器、车速传感器、整车主控制器、发动机油门执行机构和自动换挡变速箱，它还包括有电子控制器；所述的发动机转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、发动机油门开度传感器和车速传感器将信号输入到所述的电子控制器，所述的电子控制器与整车主控制器进行通讯，整车主控制器将控制信号输入到发动机油门执行机构，电子控制器将控制信号输入到自动换挡变速箱。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述的电子控制器包括有：

驾驶意图识别单元：根据发动机转速传感器和油门开度传感器获得的发动机转速和油门开度信息，识别当前驾驶员是否有加速的驾驶意图；

节能换挡规律挡位判别单元：当驾驶员有加速意图时，根据变速器涡轮转速、发动机转速和油门开度信息，得出变速箱在何时升挡或降挡并采用节能型换挡规律，通过变换挡位使变矩器的效率始终保持在高效区；

减速降挡判别单元：当驾驶员没有加速意图时，根据当前的车速和整车主控制器发送的当前挡位，得出变速箱在何时降挡的结论并主要依据车速信号，当车速低于设定的当前挡位的最低速度，则执行降挡操作；

换档控制执行单元：当换挡条件满足后，由当前车速和换挡目标挡位的传动比计算出能够平稳换挡的发动机转速，在向自动换挡变速箱的电磁换向阀发送变换信号的同时通过整机主控制器对发动机的油门执行机构进行控制，使得发动机的转速能够在变速箱的换挡延迟时间内变换到目标转速。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制方法所采取的技术方案是：所述的发动机转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、发动机油门开度传感器和车速传感器将信号输入到所述的电子控制器，所述的电子控制器与整车主控制器进行通讯，其控制步骤如下：

第一步：通电后，电子控制单元和整车主控制器的各输入输出端口和总线进行初始化；

第二步：采样各输入端口的数据；

第三步：驾驶意图识别单元根据发动机转速传感器和油门开度传感器获得的发动机转速和油门开度信息，进行当前驾驶意图的判断；当具有加速意图时跳转到步骤四；当不具有加速意图时跳转到步骤五；

第四步：当具有加速意图时，采用节能换挡规律挡位判别单元，按照预先设定的判别逻辑，根据涡轮转速、发动机转速和油门开度信息进行换挡判断；并将判别结果输入到电子控制单元；

第五步：当不具有加速意图时，采用减速降挡判别单元，按照预先设定的判别逻辑，根据车速和由整车主控制器发送的当前挡位的信息进行降挡判断；并将判别结果输入到换档控制执行单元；

第六步：当换挡的条件满足后，由当前的车速和换挡目标挡位的传动比计算出能够平稳换挡的发动机转速，并向自动换挡变速箱发送换挡控制信号；

第七步：在自动换挡变速箱换挡的同时，通过整车主控制器对发动机的油门执行机构进行控制，使得发动机的转速能够在变速箱的换挡延迟时间内变换到目标转速；

第八步：程序将返回并根据顺序方式循环执行。

本发明具有的优点和积极效果是：作为工程机械用采用电磁换向技术的自动换挡变速箱的控制方法，它可根据驾驶意图采用不同的换挡规律，使液力传动的工程机械在合适的时刻实施换挡，兼顾了车辆行走的经济性、动力性和实用性。换挡过程通过对发动机的控制，可以保证良好的换挡品质，提高了乘坐的舒适性。

附图说明

图1是本发明的电路方框图；

图2是本发明的控制流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，发动机转速传感器和发动机油门开度传感器和车速传感器将信号通过电子控制器的输入端口输入到电子控制器中的驾驶意图识别单元；发动机转速传感器、发动机油门开度传感器和变矩器涡轮转速传感器将信号通过电子控制器的输入端口输入到电子控制器中的节能换挡规律挡位判别单元；车速传感器将信号通过电子控制器的输入端口输入到电子控制器的减速降挡判别单元和换档控制执行单元；驾驶意图识别单元将识别信号根据识别情况分别发给节能换挡规律挡位判别单元或减速降挡判别单元；节能换挡规律挡位判别单元和减速降挡判别单元将判别结果信号发给换档控制执行单元；电子控制器与整车主控制器进行通讯，整车主控制器将控制信号输入到发动机油门执行机构，电子控制器的换档控制执行单元通过电子控制器的输出端口将控制信号输入到自动换挡变速箱。

如图2所示，发动机转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、发动机油门开度传感器和车速传感器将信号输入到电子控制器，电子控制器与整车主控制器进行通讯，其控制步骤如下：

第一步：通电后，电子控制单元和整车主控制器的各输入输出端口和总线进行初始化；

第二步：采样各输入端口的数据；

第三步：驾驶意图识别单元根据发动机转速传感器和油门开度传感器获得的发动机转速和油门开度信息，进行当前驾驶意图的判断；当具有加速意图时跳转到步骤四；当不具有加速意图时跳转到步骤五；

第四步：当具有加速意图时，采用节能换挡规律挡位判别单元，按照预先设定的判别逻辑，根据涡轮转速、发动机转速和油门开度信息进行换挡判断；并将判别结果输入到电子控制单元；

第五步：当不具有加速意图时，采用减速降挡判别单元，按照预先设定的判别逻辑，根据车速和由整车主控制器发送的当前挡位的信息进行降挡判断；并将判别结果输入到换档控制执行单元；

第六步：当换挡的条件满足后，由当前的车速和换挡目标挡位的传动比计算出能够平稳换挡的发动机转速，并向自动换挡变速箱发送换挡控制信号；

第七步：在自动换挡变速箱换挡的同时，通过整车主控制器对发动机的油门执行机构进行控制，使得发动机的转速能够在变速箱的换挡延迟时间内变换到目标转速；

第八步：程序将返回并根据顺序方式循环执行。

装载机在工作的过程是：传感器实时测量各种运行参数；发动机油门开度传感器和发动机转速传感器将油门开度信号和发动机转速信号送给驾驶意图识别单元，驾驶意图识别单元通过预先设定的算法识别出此时驾驶员的驾驶意图。当驾驶员有加速意图时，采用节能换挡规律挡位判别单元进行挡位判断，此时的目标是通过换挡操作使得液力变矩器的传动效率始终处于高效区，这样可以兼顾动力性和经济性，节能型换挡规律以变矩器涡轮转速、发动机转速和油门开度作为控制参数；当驾驶员没有加速意图时，车辆不应该升挡，仅需要降挡的判别，减速降挡判别器根据车速传感器发送的车速信号和整车主控制器发送的当前挡位信号进行判断，作出何时进行降挡操作的结论。根据节能换挡规律挡位判别单元和减速降挡判别单元的结论，当变挡条件满足后，由当前车速和换挡目标挡位的传动比计算出能够平稳换挡的发动机转速，电子控制器在向自动换挡变速箱的电磁换向阀发送变换信号的同时通过整机主控制器对发动机的油门执行机构进行控制，使得发动机的转速能够在变速箱的换挡延迟时间内变换到目标转速。

Claims (3)

1.一种工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制装置，它包括有发动机转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、发动机油门开度传感器、车速传感器、整车主控制器、发动机油门执行机构和自动换挡变速箱，其特征是：它还包括有电子控制器；所述的发动机转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、发动机油门开度传感器和车速传感器将信号输入到所述的电子控制器，所述的电子控制器与整车主控制器进行通讯，整车主控制器将控制信号输入到发动机油门执行机构，电子控制器将控制信号输入到自动换挡变速箱。

2.根据权利要求1所述的工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制装置，其特征是：所述的电子控制器包括有：

驾驶意图识别单元：根据发动机转速传感器和油门开度传感器获得的发动机转速和油门开度信息，识别当前驾驶员是否有加速的驾驶意图；

节能换挡规律挡位判别单元：当驾驶员有加速意图时，根据变速器涡轮转速、发动机转速和油门开度信息，得出变速箱在何时升挡或降挡并采用节能型换挡规律，通过变换挡位使变矩器的效率始终保持在高效区；

减速降挡判别单元：当驾驶员没有加速意图时，根据当前的车速和整车主控制器发送的当前挡位，得出变速箱在何时降挡的结论并主要依据车速信号，当车速低于设定的当前挡位的最低速度，则执行降挡操作；

换档控制执行单元：当换挡条件满足后，由当前车速和换挡目标挡位的传动比计算出能够平稳换挡的发动机转速，在向自动换挡变速箱的电磁换向阀发送变换信号的同时通过整机主控制器对发动机的油门执行机构进行控制，使得发动机的转速能够在变速箱的换挡延迟时间内变换到目标转速。

3.一种工程机械电液自动换挡变速箱换挡控制方法，所述的发动机转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、发动机油门开度传感器和车速传感器将信号输入到所述的电子控制器，所述的电子控制器与整车主控制器进行通讯，其控制步骤如下：

第一步：通电后，电子控制单元和整车主控制器的各输入输出端口和总线进行初始化；

第二步：采样各输入端口的数据；

第三步：驾驶意图识别单元根据发动机转速传感器和油门开度传感器获得的发动机转速和油门开度信息，进行当前驾驶意图的判断；当具有加速意图时跳转到步骤四；当不具有加速意图时跳转到步骤五；

第四步：当具有加速意图时，采用节能换挡规律挡位判别单元，按照预先设定的判别逻辑，根据涡轮转速、发动机转速和油门开度信息进行换挡判断；并将判别结果输入到电子控制单元；

第五步：当不具有加速意图时，采用减速降挡判别单元，按照预先设定的判别逻辑，根据车速和由整车主控制器发送的当前挡位的信息进行降挡判断；并将判别结果输入到换档控制执行单元；

第六步：当换挡的条件满足后，由当前的车速和换挡目标挡位的传动比计算出能够平稳换挡的发动机转速，并向自动换挡变速箱发送换挡控制信号；

第七步：在自动换挡变速箱换挡的同时，通过整车主控制器对发动机的油门执行机构进行控制，使得发动机的转速能够在变速箱的换挡延迟时间内变换到目标转速；

第八步：程序将返回并根据顺序方式循环执行。

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