CN101900203A - 分动箱的档位切换控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分动箱的档位切换控制系统，用于行走式工程机械，包括：检测装置，用于在分动箱档位切换命令发出后检测所述工程机械的状态并发送其所获得的状态信号；控制装置，接收所述状态信号并根据所述状态信号判断是否有转矩输入或输出所述分动箱；当有转矩输入或输出所述分动箱时，所述控制装置维持所述分动箱的现行档位不变；当没有转矩输入且没有转矩输出所述分动箱时，所述控制装置根据所述分动箱切换命令改变所述分动箱的档位。本发明还公开了一种使用所述分动箱的档位切换控制系统的分动箱档位切换控制方法。本发明所提供的系统和方法提高了分动箱在进行档位切换时的安全性，延长了分动箱的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种分动箱的档位切换控制系统。此外，本发明还涉及一种分动箱的档位切换控制方法。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展以及人们对于工程机械行驶过程中动力性能要求的提高，分动器在工程机械中的应用越来越广，提高分动箱档位切换时的安全性也越来越重要。
分动箱是单独固定在车架上的齿轮传动装置，其输入端通过万向传动装置与变速箱的输出端相连，其输出端通过万向传动装置与驱动轴或者油泵等相连，以提供动力。当分动箱的输出端连接驱动轴时，可以通过调整分动箱内部的齿轮组的速比，向不同的驱动轴提供可变的动力，以此改变车辆的动力学性能，适应不同工况的需要，提高整车的动力性和经济性。
现有技术中，安装了分动箱的工程机械，大都在驾驶室内安装分动箱档位切换开关，分动箱档位切换开关控制分动箱的档位切换电磁阀，进而完成分动箱档位的切换。
在实际使用过程中，驾驶员按照需要改变分动箱档位切换开关的档位，进而控制分动箱档位切换电磁阀的通电或断电，就可以完成分动箱档位的切换。
然而，如果在进行档位的切换时，分动箱内部的齿轮副仍然处于运转状态，会造成啮合的齿轮副不能完全脱开，或者待啮合的齿轮副不能完全啮合；在齿轮副部分啮合的情况下，如果传递较大的扭矩，很容易造成齿轮的局部受力不均产生应力变形，严重时，甚至产生打齿，损坏齿轮副，造成整个分动箱的报废，也造成极大的浪费。
因此，由以上所述分动箱档位切换的方法可以看出，在对分动箱进行档位切换时，没有对分动箱的安全保护措施，这就对分动箱的使用安全性构成了威胁。
因此，如何提高分动箱档位切换时的安全性，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种分动箱的档位切换控制系统，该分动箱档位切换控制系统可以提高分动箱的档位切换时的安全性。本发明的另一目的是提供一种分动箱的档位切换控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种分动箱的档位切换控制系统，用于行走式工程机械，包括：
检测装置，用于在分动箱档位切换命令发出后检测所述工程机械的状态并发送其所获得的状态信号；
控制装置，接收所述状态信号并根据所述状态信号判断是否有转矩输入或输出所述分动箱；
当有转矩输入或输出所述分动箱时，所述控制装置维持所述分动箱的现行档位不变；
当没有转矩输入且没有转矩输出所述分动箱时，所述控制装置根据所述分动箱切换命令改变所述分动箱的档位。
优选地，所述状态信号包括所述工程机械的运动状态信号和变速箱档位信号；
当所述工程机械运动时，或者当所述工程机械静止
且所述变速箱非空档时，所述控制装置维持所述分动箱的现行档位不变；当所述工程机械静止且所述变速箱空档时，所述控制装置根据所述分动箱切换命令改变所述分动箱的档位。
优选地，所述检测装置包括驱动轴状态检测部件，以便通过所述驱动轴的状态，检测所述工程机械的运行状态。
优选地，还包括电磁阀，所述控制装置通过控制所述电磁阀的得电状态切换所述分动箱的档位。
优选地，所述电磁阀具体为自锁电磁阀，以便所述车辆维持在所述分动箱切换后档位的状态。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种分动箱的档位切换控制方法，用于行走式工程机械，包括以下步骤：
1)发出分动箱档位切换命令；
2)判断是否有扭矩输入或输出所述分动箱，若没有，转向步骤31)；若有，转向步骤32)；
31)执行分动箱档位切换命令；
32)保持所述分动箱档位不变。
优选地，所述步骤2)包括以下步骤：
21)判断所述工程机械是否静止以及所述工程机械的变速箱是否处于空档；
22)当所述工程机械运动时，或者当所述工程机械静止且所述变速箱非空档时，转向步骤32)；当所述工程机械静止且所述变速箱空档时，转向步骤31)。
优选地，在所述步骤21)中通过判断所述工程机械的驱动轴是否静止判断所述工程机械的是否静止。
优选地，在所述步骤31)中通过控制电磁阀的得电状态实现所述分动箱的档位切换。
优选地，所述电磁阀具体为自锁电磁阀，以便所述车辆维持在所述分动箱切换后档位的状态。
在进行分动箱档位切换时，本发明所提供的分动箱的档位切换控制系统，包括检测装置和控制装置，当控制装置得到分动箱档位切换命令后，检测装置得到指令开始工作，对工程机械地状态进行检测，并将所述工程机械的状态信号传输给所述控制装置，控制装置根据得到的所述工程机械的状态信号判断是否有转矩输入或输出分动箱，当有转矩输入或输出所述分动箱时，所述分动箱保持现行档位不变；当没有转矩输入所述分动箱且没有转矩输出所述分动箱时，所述分动箱按照档位切换命令的要求进行档位切换。
由上述分动箱的档位切换控制系统的工作过程可以看出，分动箱的档位切换，始终是在所述工程机械既没有转矩输入所述分动箱，也没有转矩输出所述分动箱的状态下完成的，也就是分动箱内部的齿轮副处于非运转状态下完成的。这样就能够很容易地使啮合的齿轮副完全脱开，进而按照档位切换命令的要求重新使齿轮副完全啮合，使齿轮副在传递力的时候受力很均匀，大大提高了分动箱在切换时的安全性，延长了分动箱的使用寿命。
本发明所提供的分动箱的档位切换控制方法与分动箱的档位切换控制系统的有益效果类似，这里就不再赘述。
附图说明
图1为本发明所提供分动箱的档位切换控制系统的一种具体实施方式示意图；
图2为本发明所提供分动箱的档位切换控制系统的另一种具体实施方式示意图；
图3为本发明一种具体实施方式所提供的分动箱的档位切换控制方法流程图；
图4为本发明另一种具体实施方式所提供的分动箱的档位切换控制方法流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种分动箱的档位切换控制系统，该分动箱档位切换控制系统可以提高分动箱的档位切换时的安全性。本发明的另一目的是提供一种分动箱的档位切换控制方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供分动箱的档位切换控制系统的一种具体实施方式示意图。
如图1所示，本发明所提供的分动箱的档位切换控制系统包括检测装置1和控制装置2，检测装置1用于检测工程机械的状态，并将检测信号传输于控制装置2，在控制装置2得到分动箱的切换命令后，控制装置2对检测信号进行分析，判断是否有转矩输入或者输出分动箱3，进而根据判断结果对分动箱3的动作进行控制；当没有转矩输入分动箱3并且没有转矩输出分动箱3时，控制装置2控制分动箱3根据分动箱3的档位切换命令，进行档位切换；当有转矩输入或者输出分动箱3时，控制装置2控制分动箱3在现行的状态下运行，不进行档位的切换。
本发明所提供的分动箱的档位切换控制系统，分动箱的档位切换始终是在所述工程机械的分动箱既没有转矩输入也没有转矩输出的状态下完成的，也就是说，在分动箱内部的齿轮副处于非运转状态时完成的。在这种情况下，就能够很容易地使啮合的齿轮副完全脱开，然后按照档位切换命令的要求重新使齿轮副完全啮合，使齿轮副在传递力的时候受力很均匀，分动箱在切换时的安全性有了很大的提高，延长了分动箱的使用寿命。
请参考图2，图2为本发明所提供分动箱的档位切换控制系统的另一种具体实施方式示意图。
由图2可以看出，所述检测装置1包括所述工程机械的运行状态检测装置12和变速箱档位状态检测装置11，因此，检测装置1得到的检测信号包括所述工程机械的速度信号和所述工程机械的变速箱档位信号。所述控制装置2根据所述速度信号判断所述工程机械是否静止，根据所述变速箱档位信号判断所述变速箱是否空档。
当所述工程机械运动时，所述控制装置2控制所述分动箱3保持现行状态不变；当所述工程机械静止且所述变速箱非空档时，所述控制装置2控制所述分动箱3保持现行状态不变；当所述工程机械静止、所述变速箱空档时，所述控制装置2控制分动箱3根据分动箱的档位切换命令，进行档位切换。
具体地，所述检测装置1包括驱动轴状态检测部件(图中未示出)，以便通过检测驱动轴的状态，进而得到所述工程机械的运行状态。
判断所述工程机械是否静止用以判断是否有转矩输出所述分动箱，判断所述变速箱是否空档用以判断是否有转矩输入所述分动箱，因此，对上述内容的判断可以保证所述分动箱在不工作的状态下进行切换，保证了所述分动箱在档位切换的安全。
以上所述的检测是否有转矩输入或者输出所述分动箱的方法，只是一种具体的实时方式，其他任何能够满足功能要求的方法都是可以的，例如，可以直接检测所述分动箱的输入轴和输出轴的转矩。
由图2还可以看出，所述分动箱的档位切换控制系统还可以包括电磁阀4，所述控制装置通过控制所述电磁阀4控制所述分动箱的档位切换。一个电磁阀的通、断电可以控制两个档位之间的切换，所述控制装置可以根据分动箱档位切换开关切换前的档位和切换后的档位，将控制此两档位切换的电磁阀4设定于工作状态，当所述分动箱3由较高的档位切换到较低的档位时，所述控制装置2可以控制所述电磁阀4使其通电，进而所述变速箱3进行档位的切换；当所述分动箱3由较低的档位切换到较高的档位时，所述控制装置2可以控制所述电磁阀4使其断电，进而所述变速箱3进行档位的切换。这样档位的切换可以很容易、很方便地实现。
当然，所述电磁阀4也可以由其他能满足要求的装置代替，并不仅仅限于所述的具体实施方式；进一步地，通过电磁阀4的通、断电而实现的档位之间的切换，也并不限于上述方式，也可以通过电磁阀4的通电实现分动箱档位由低档向高档的切换。
进一步地，所述电磁阀4具体为自锁电磁阀，所述自锁电磁阀是指具有自锁功能的电磁阀，以便所述车辆维持在所述分动箱切换后档位的状态，使所述工程机械在下次分动箱档位切换发生前，保持此次切换后的档位状态运行。
请参考图3，图3为本发明一种具体实施方式所提供的分动箱的档位切换控制方法流程图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的分动箱的档位切换控制方法具体可以包括以下步骤：
步骤S11：发出分动箱档位切换命令。
驾驶员根据运行工况的要求，发出分动箱档位切换命令。实际操作过程中，这一步骤一般是驾驶员通过改变分动箱的档位切换开关来实现的。
步骤S12：判断是否有扭矩输入或输出所述分动箱，若没有，转向步骤S131；若有，转向步骤S132。
在控制装置得到分动箱切换命令后，检测装置将检测信号传输于控制装置，控制装置对检测信号进行分析，判断是否有转矩输入或者输出分动箱，进而根据判断结果对分动箱的动作进行控制；当没有转矩输入分动箱并且没有转矩输出分动箱时，转向步骤S131；当有转矩输入或者输出分动箱时，转向步骤S132。
步骤S131：执行分动箱档位切换命令。
分动箱在控制装置的控制下，根据分动箱档位切换命令，进行档位的切换。
步骤S132：保持所述分动箱档位不变。
分动箱保持现行档位状态不变，所述工程机械在现行档位状态下运行。
本发明所提供的分动箱档位切换控制方法，使得分动箱的档位切换始终是在所述工程机械的分动箱既没有转矩输入也没有转矩输出的状态下完成的，也就是说，在分动箱内部的齿轮副处于非运转状态的情况下完成的。这样，就能够很容易地使啮合的齿轮副完全脱开，然后按照档位切换命令的要求重新使齿轮副完全啮合，使齿轮副在传递力的时候受力很均匀，分动箱在切换时的安全性有了很大的提高，延长了分动箱的使用寿命。
请参考图4，图4为本发明另一种具体实施方式所提供的分动箱档位切换控制方法流程图。
步骤S21：发出分动箱档位切换命令。
步骤S221：判断所述工程机械是否处于静止状态。
工程机械运行状态检测装置检测所述工程机械的运行状态，控制装置根据检测信号判断工程机械是否处于静止状态。当所述工程机械处于运动状态时，表明有转矩输出所述分动箱，转向步骤S232；当所述工程机械处于静止状态时，不能确定是否有转矩输出所述分动箱，转向步骤S222。
具体地，可以通过判断所述工程机械的驱动轴是否静止判断所述工程机械的是否静止，当然，其他的检测方法也是可以的。
步骤S222：判断所述工程机械的变速箱是否空档。
工程机械变速箱档位检测装置检测变速箱的档位，控制装置根据检测信号判断变速箱是否空档。当所述变速箱处于空档状态时，表明没有转矩输入所述分动箱，在这种情况下，所述工程机械处于静止状态，可以确定没有转矩输出所述分动箱，转向步骤S231；当所述变速箱处于非空档状态时，有转矩输入所述分动箱，转向步骤S232。
步骤S231：执行分动箱档位切换命令。
具体地，可以通过电磁阀的通、断电完成分动箱的档位切换命令。一个电磁阀的通、断电可以控制两个档位之间的切换，所述控制装置可以根据切换前的档位和切换后的档位，将控制此两档位切换的电磁阀设定于工作状态，当所述分动箱由较高的档位切换到较低的档位时，所述控制装置可以控制所述电磁阀使其通电，进而所述变速箱进行档位的切换；当所述分动箱由较低的档位切换到较高的档位时，所述控制装置可以控制所述电磁阀使其断电，进而所述变速箱进行档位的切换。这样档位的切换可以很容易、很方便地实现。
当然，所述电磁阀也可以由其他能满足要求的装置代替，并不仅仅限于所述的具体实施方式；进一步地，通过电磁阀的通、断电而实现的档位之间的切换，也并不限于上述方式，也可以通过电磁阀的通电实现分动箱档位由低档向高档的切换。
所述电磁阀还可以为自锁电磁阀，以便所述车辆维持在所述分动箱切换后档位的状态，使所述工程机械在下次分动箱档位切换发生前，保持此次切换后的档位状态运行。
步骤S232：保持所述分动箱档位不变。
上述步骤可以看出，判断所述工程机械是否静止、判断所述变速箱是否空档可以得出是否有转矩输入或输出所述分动箱。因此，对上述内容的判断可以保证所述分动箱在不工作的状态下进行切换，保证了所述分动箱在档位切换的安全。
以上所述的分动箱档位切换控制方法只是一种具体实施方式，具体的判断过程并不限于上述顺序，其他顺序只要能最终判断出是否有转矩输入或输出分动箱都是可以的。当然，通过其他方法判断是否有转矩输入或输出分动箱也是可以的。
以上对本发明所提供的分动箱档位切换控制系统和分动箱档位切换控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种分动箱的档位切换控制系统，用于行走式工程机械，其特征在于，包括：
检测装置，用于在分动箱档位切换命令发出后检测所述工程机械的状态并发送其所获得的状态信号；
控制装置，接收所述状态信号并根据所述状态信号判断是否有转矩输入或输出所述分动箱；
当有转矩输入或输出所述分动箱时，所述控制装置维持所述分动箱的现行档位不变；
当没有转矩输入且没有转矩输出所述分动箱时，所述控制装置根据所述分动箱切换命令改变所述分动箱的档位。
2.根据权利要求1所述的分动箱的档位切换控制系统，其特征在于，所述状态信号包括所述工程机械的运动状态信号和变速箱档位信号；
当所述工程机械运动时，或者当所述工程机械静止且所述变速箱非空档时，所述控制装置维持所述分动箱的现行档位不变；当所述工程机械静止且所述变速箱空档时，所述控制装置根据所述分动箱切换命令改变所述分动箱的档位。
3.根据权利要求2所述的分动箱的档位切换控制系统，其特征在于，所述检测装置包括驱动轴状态检测部件，以便通过所述驱动轴的状态，检测所述工程机械的运行状态。
4.根据权利要求1至3任一项所述的分动箱的档位切换控制系统，其特征在于，还包括电磁阀，所述控制装置通过控制所述电磁阀的得电状态切换所述分动箱的档位。
5.根据权利要求4所述的分动箱的档位切换控制系统，其特征在于，所述电磁阀具体为自锁电磁阀，以便所述车辆维持在所述分动箱切换后档位的状态。
6.一种分动箱的档位切换控制方法，用于行走式工程机械，包括以下步骤：
1)发出分动箱档位切换命令；
2)判断是否有扭矩输入或输出所述分动箱，若没有，转向步骤31)；若有，转向步骤32)；
31)执行分动箱档位切换命令；
32)保持所述分动箱档位不变。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：
21)判断所述工程机械是否静止以及所述工程机械的变速箱是否处于空档；
22)当所述工程机械运动时，或者当所述工程机械静止且所述变速箱非空档时，转向步骤32)；当所述工程机械静止且所述变速箱空档时，转向步骤31)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤21)中通过判断所述工程机械的驱动轴是否静止判断所述工程机械的是否静止。
9.根据权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤31)中通过控制电磁阀的得电状态实现所述分动箱的档位切换。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电磁阀具体为自锁电磁阀，以便所述车辆维持在所述分动箱切换后档位的状态。
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