CN102720833A - 换挡控制装置、换挡控制方法、变速箱和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供换挡控制装置、换挡控制方法、变速箱和工程机械，换挡控制装置可以包括：转速检测单元，用于实时检测变速箱中的多个轴的转速；控制单元，连接至转速检测单元，通知调整执行单元调整所述离合器中摩擦元件的工作压力；所述调整执行单元，连接至所述控制单元，用于调整所述摩擦元件的工作压力。通过本发明的技术方案，可以满足换挡响应快速、动力交接平顺等换挡要求。

Description

换挡控制装置、换挡控制方法、变速箱和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械传动领域，具体而言，涉及换挡控制装置、换挡控制方法、变速箱和工程机械。

背景技术

在工程机械传动系统中，通常设置了动力换挡变速箱，主要是通过液压控制多片离合器在带负载状态下的接合与脱离，选通不同的啮合关系齿轮系，使变速箱的传动比和输出轴的旋转方向发生改变，从而改变速度和行驶方向（前进或后退）。

工程机械工作环境较复杂，尤其像平地机、装载机、机械式压路机等使用变速箱传动的设备工况多为反复前进或后退，故需频繁换挡，为了满足换挡响应快速、动力交接平顺的换挡要求，则换挡性能对离合器的动力传递性能具有高度依赖性。

其次，由于离合器使用时间长、使用频率高等造成离合器磨损，且离合器本身存在制造误差，造成产品不一致的问题，此类问题造成离合器动力传递性能降低，换挡响应较慢，动力交接不平顺，会对换挡品质造成影响。

综上，常规的换挡控制方法已经很难满足换挡响应快速、动力交接平顺、摩擦片的滑摩做功少等换挡控制要求。

因此，需要一种新的进行换挡控制的技术方案，能够克服离合器的制造误差或使用磨损所造成的动力传递性能降低的问题，随时保证换挡响应快速、动力交接平顺，同时还能够减少离合器中产生的滑动摩擦，以减少离合器的磨损。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新的进行换挡控制的技术方案，能够克服离合器的制造误差或使用磨损所造成的动力传递性能降低的问题，随时保证换挡响应快速、动力交接平顺，同时还能够减少离合器中产生的滑动摩擦，以减少离合器的磨损。

有鉴于此，本发明提供一种换挡控制装置，包括：转速检测单元，用于实时检测变速箱中的多个轴的转速；控制单元，连接至转速检测单元，用于在进行换挡时，从所述多个轴中选择两个轴，其中，换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器用于控制所述两个轴间的传动，根据所述两个轴的转速得到所述两个轴间的转速比，将两个轴间的转速比与固定传动比持续进行比较，取得二者一致时的时间点，作为所述离合器中滑动摩擦的实际结束时间，在所述实际结束时间与预定的滑动摩擦的标准结束时间存在差值时，确定需调整所述离合器中摩擦元件的工作压力；所述调整执行单元，连接至所述控制单元，用于调整所述摩擦元件的工作压力。

在该技术方案中，可以准确捕捉滑动摩擦完成的时间点，如果该时间相对于标准结束时间有所差异，就说明离合器存在制造缺陷或使用磨损，此时如果按传统方式对摩擦元件施加压力必然是不及时的，会造成换挡响应慢、动力交接不平顺等问题，所以本方案可以适度提前施加压力的时间，以及适度增大每个施力时间上的施加的压力，就可以提前使得压力到达最高值的时间以完成换挡操作，这正好弥补了滑动摩擦做功时间长带来的延迟，最终使得总换挡时间符合标准，满足了换挡响应快速、动力交接平顺等换挡要求。

在上述任一技术方案中，优选地，所述控制单元根据所述差值计算出所述摩擦元件的工作压力的压力大小和/或所述摩擦元件的工作压力的作用时间，所述调整执行单元按所述压力大小和/或作用时间调整所述摩擦元件的工作压力。

在该技术方案中，为了实现精确的换挡控制，可以根据差值具体计算出施加压力的时间以及每个时间点上所施加的压力大小，可以保证对换挡操作的调整更加准确有效。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：换挡检测单元，连接至所述控制单元，用于实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，所述控制单元根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

在该技术方案中，换挡检测单元可以检测驾驶员手动选择的挡位，可以根据当前油门大小确定自动换挡后的挡位，而该挡位下所有需动作的离合器都是确定的，进一步就容易选取传动受离合器控制的两根轴，来准确判断滑动摩擦何时完成。

在上述任一技术方案中，优选地，所述转速检测单元包括：在所述多个轴上设置的速度传感器，用于检测所述多个轴的转速。

在该技术方案中，速度传感器设置简单，可实施性强，能够准确地检测到转速信号，来完成故障诊断。

在上述任一技术方案中，优选地，所述转速检测单元包括：发动机检测单元，用于检测发动机的转速以作为所述多个轴中输入轴的转速，以及在所述多个轴中除所述输入轴外的剩余轴上设置的速度传感器，用于检测多个轴中除所述剩余轴的转速。

在该技术方案中，由于输入轴的转速可以直接由发动机得到，可以减少一个速度传感器的设置。

本发明还提供一种换挡控制方法，包括：步骤202，实时检测变速箱中的多个轴的转速；步骤204，在进行换挡时，从所述多个轴中选择两个轴，其中，换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器用于控制所述两个轴间的传动；步骤206，根据所述两个轴的转速得到所述两个轴间的转速比，将两个轴间的转速比与固定传动比持续进行比较，取得二者一致时的时间点，作为所述离合器中滑动摩擦的实际结束时间；步骤208，在所述实际结束时间与预定的滑动摩擦的标准结束时间存在差值时，调整所述离合器中摩擦元件的工作压力。

在该技术方案中，可以准确捕捉滑动摩擦完成的时间点，如果该时间相对于标准结束时间有所差异，就说明离合器存在制造缺陷或使用磨损，此时如果按传统方式对摩擦元件施加压力必然是不及时的，会造成换挡响应慢、动力交接不平顺等问题，所以本方案可以适度提前施加压力的时间，以及适度增大每个施力时间上的施加的压力，就可以提前使得压力到达最高值的时间以完成换挡操作，这正好弥补了滑动摩擦做功时间长带来的延迟，最终使得总换挡时间符合标准，满足了换挡响应快速、动力交接平顺等换挡要求。

在上述任一技术方案中，优选地，所述步骤208具体包括：根据所述差值计算出所述摩擦元件的工作压力的压力大小和/或所述摩擦元件的工作压力的作用时间，并按所述压力大小和/或作用时间调整所述摩擦元件的工作压力。

在该技术方案中，为了实现精确的换挡控制，可以根据差值具体计算出施加压力的时间以及每个时间点上所施加的压力大小，可以保证对换挡操作的调整更加准确有效。

在上述任一技术方案中，优选地，在所述步骤204之前，还包括：实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

在该技术方案中，可以检测驾驶员手动选择的挡位，可以根据当前油门大小确定自动换挡后的挡位，而该挡位下所有需动作的离合器都是确定的，进一步就容易选取传动受离合器控制的两根轴，来准确判断滑动摩擦何时完成。

本发明还提供一种换挡控制装置，包括：控制单元，用于在进行换挡时，选择需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的多个离合器，根据所述多个离合器的功能不同，确定所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态的先后顺序；调整执行单元，连接至所述控制单元，用于按所述先后顺序调整所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态。

在该技术方案中，由于在每个挡位进行动作的离合器的作用都不相同，有的离合器用于改变行驶方向，有的离合器用于提升或降低行驶作用，每个离合器对应的轴在换挡时的速度改变程度是不同的，这就决定了离合器在换挡时是否容易受到冲击，接合时产生滑动摩擦的时间长短也不同，本方案可以根据离合器的作用不同，预先判断出其在换挡时是否容易受到冲击，并控制不容易受到冲击的离合器先接合，容易被受到冲击的离合器后接合，这就可以使得换挡时造成总冲击合理分担到各个离合器，进一步也就保证各个离合器的滑动摩擦做功也平均分配，不会造成个别离合器由于过长时间的滑动摩擦而磨损较快。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：换挡检测单元，连接至所述控制单元，用于实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，所述控制单元根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

在该技术方案中，换挡检测单元可以检测驾驶员手动选择的挡位，可以根据当前油门大小确定自动换挡后的挡位，而该挡位下所有需动作的离合器都是确定的，进一步就容易选取传动受离合器控制的两根轴，来准确判断滑动摩擦何时完成。

本发明还提供一种换挡控制方法，包括：步骤402，在进行换挡时，选择需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的多个离合器；步骤404，根据所述多个离合器的功能不同，调整所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态的先后顺序。

在该技术方案中，由于在每个挡位进行动作的离合器的作用都不相同，有的离合器用于改变行驶方向，有的离合器用于提升或降低行驶作用，每个离合器对应的轴在换挡时的速度改变程度是不同的，这就决定了离合器在换挡时是否容易受到冲击，接合时产生滑动摩擦的时间长短也不同，本方案可以根据离合器的作用不同，预先判断出其在换挡时是否容易受到冲击，并控制不容易受到冲击的离合器先接合，容易被受到冲击的离合器后接合，这就可以使得换挡时造成总冲击合理分担到各个离合器，进一步也就保证各个离合器的滑动摩擦做功也平均分配，不会造成个别离合器由于过长时间的滑动摩擦而磨损较快。

在上述任一技术方案中，优选地，在所述步骤404之前，还包括：实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

在该技术方案中，换挡检测单元可以检测驾驶员手动选择的挡位，可以根据当前油门大小确定自动换挡后的挡位，而该挡位下所有需动作的离合器都是确定的，进一步就容易选取传动受离合器控制的两根轴，来准确判断滑动摩擦何时完成。

本发明还提供一种变速箱，包括：如上述的换挡控制装置。

在该技术方案中，只要工程机械的传动系统中采用了本方案提供的变速箱，都可以保证换挡响应快速、动力交接平顺，且变速箱中离合器不易磨损，保证变速箱的使用寿命延长。

本发明还提供一种工程机械，包括：如上述的换挡控制装置。

在该技术方案中，用户在使用本方案提供的工程机械时，即便是长期驾驶，也不会出现离合器的制造误差或使用磨损所造成的动力传递性能降低的问题，保证用户的使用体验。包括平地机、装载机、推土机、机械压路机。

综上，通过本发明实现的换挡控制装置、换挡控制方法、变速箱和工程机械，能够克服离合器的制造误差或使用磨损所造成的动力传递性能降低的问题，随时保证换挡响应快速、动力交接平顺，同时还能够减少离合器中产生的滑动摩擦，以减少离合器的磨损。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的换挡控制装置的框图；

图2是根据本发明的一个实施例的换挡控制方法的流程图；

图3是根据本发明的一个实施例的换挡控制装置的框图；

图4是根据本发明的一个实施例的换挡控制方法的流程图；

图5是根据本发明的一个实施例的变速箱的框图；

图6是根据本发明的一个实施例的工程机械的框图；

图7是工程机械变速箱中的传动示意图；

图8是根据本发明的一个实施例的换挡控制装置的示意图；

图9是根据本发明的一个实施例的换挡控制装置实现的换挡曲线示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1是根据本发明的一个实施例的换挡控制装置的框图。

如图1所示，本发明提供一种换挡控制装置100，包括：转速检测单元102，用于实时检测变速箱中的多个轴的转速；控制单元104，连接至转速检测单元102，用于在进行换挡时，从所述多个轴中选择两个轴，其中，换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器用于控制所述两个轴间的传动，根据所述两个轴的转速得到所述两个轴间的转速比，将两个轴间的转速比与固定传动比持续进行比较，取得二者一致时的时间点，作为所述离合器中滑动摩擦的实际结束时间，在所述实际结束时间与预定的滑动摩擦的标准结束时间存在差值时，确定需调整所述离合器中摩擦元件的工作压力；所述调整执行单元106，连接至所述控制单元104，用于调整所述摩擦元件的工作压力。

在该技术方案中，可以准确捕捉滑动摩擦完成的时间点，如果该时间相对于标准结束时间有所差异，就说明离合器存在制造缺陷或使用磨损，此时如果按传统方式对摩擦元件施加压力必然是不及时的，会造成换挡响应慢、动力交接不平顺等问题，所以本方案可以适度提前施加压力的时间，以及适度增大每个施力时间上的施加的压力，就可以提前使得压力到达最高值的时间以完成换挡操作，这正好弥补了滑动摩擦做功时间长带来的延迟，最终使得总换挡时间符合标准，满足了换挡响应快速、动力交接平顺等换挡要求。

在上述任一技术方案中，所述控制单元104根据所述差值计算出所述摩擦元件的工作压力的压力大小和/或所述摩擦元件的工作压力的作用时间，所述调整执行单元106按所述压力大小和/或作用时间调整所述摩擦元件的工作压力。

在该技术方案中，为了实现精确的换挡控制，可以根据差值具体计算出施加压力的时间以及每个时间点上所施加的压力大小，可以保证对换挡操作的调整更加准确有效。

在上述任一技术方案中，还包括：换挡检测单元108，连接至所述控制单元104，用于实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，所述控制单元104根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

在该技术方案中，换挡检测单元可以检测驾驶员手动选择的挡位，可以根据当前油门大小确定自动换挡后的挡位，而该挡位下所有需动作的离合器都是确定的，进一步就容易选取传动受离合器控制的两根轴，来准确判断滑动摩擦何时完成。

在上述任一技术方案中，所述转速检测单元102包括：在所述多个轴上设置的速度传感器1022，用于检测所述多个轴的转速。

在该技术方案中，速度传感器设置简单，可实施性强，能够准确地检测到转速信号，来完成故障诊断。

在上述任一技术方案中，所述转速检测单元102包括：发动机检测单元1024，用于检测发动机的转速以作为所述多个轴中输入轴的转速，以及在所述多个轴中除所述输入轴外的剩余轴上设置的速度传感器1022，用于检测多个轴中除所述剩余轴的转速。

在该技术方案中，由于输入轴的转速可以直接由发动机得到，可以减少一个速度传感器的设置。

图2是根据本发明的一个实施例的换挡控制方法的流程图。

如图2所示，本发明还提供一种换挡控制方法，包括：步骤202，实时检测变速箱中的多个轴的转速；步骤204，在进行换挡时，从所述多个轴中选择两个轴，其中，换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器用于控制所述两个轴间的传动；步骤206，根据所述两个轴的转速得到所述两个轴间的转速比，将两个轴间的转速比与固定传动比持续进行比较，取得二者一致时的时间点，作为所述离合器中滑动摩擦的实际结束时间；步骤208，在所述实际结束时间与预定的滑动摩擦的标准结束时间存在差值时，调整所述离合器中摩擦元件的工作压力。

在该技术方案中，可以准确捕捉滑动摩擦完成的时间点，如果该时间相对于标准结束时间有所差异，就说明离合器存在制造缺陷或使用磨损，此时如果按传统方式对摩擦元件施加压力必然是不及时的，会造成换挡响应慢、动力交接不平顺等问题，所以本方案可以适度提前施加压力的时间，以及适度增大每个施力时间上的施加的压力，就可以提前使得压力到达最高值的时间以完成换挡操作，这正好弥补了滑动摩擦做功时间长带来的延迟，最终使得总换挡时间符合标准，满足了换挡响应快速、动力交接平顺等换挡要求。

在上述任一技术方案中，所述步骤208具体包括：根据所述差值计算出所述摩擦元件的工作压力的压力大小和/或所述摩擦元件的工作压力的作用时间，并按所述压力大小和/或作用时间调整所述摩擦元件的工作压力。

在该技术方案中，为了实现精确的换挡控制，可以根据差值具体计算出施加压力的时间以及每个时间点上所施加的压力大小，可以保证对换挡操作的调整更加准确有效。

在上述任一技术方案中，在所述步骤204之前，还包括：实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

在该技术方案中，可以检测驾驶员手动选择的挡位，可以根据当前油门大小确定自动换挡后的挡位，而该挡位下所有需动作的离合器都是确定的，进一步就容易选取传动受离合器控制的两根轴，来准确判断滑动摩擦何时完成。

图3是根据本发明的一个实施例的换挡控制装置的框图。

如图3所示，本发明还提供一种换挡控制装置300，包括：控制单元302，用于在进行换挡时，选择需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的多个离合器，根据所述多个离合器的功能不同，确定所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态的先后顺序；调整执行单元304，连接至所述控制单元302，用于按所述先后顺序调整所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态。

在该技术方案中，由于在每个挡位进行动作的离合器的作用都不相同，有的离合器用于改变行驶方向，有的离合器用于提升或降低行驶作用，每个离合器对应的轴在换挡时的速度改变程度是不同的，这就决定了离合器在换挡时是否容易受到冲击，接合时产生滑动摩擦的时间长短也不同，本方案可以根据离合器的作用不同，预先判断出其在换挡时是否容易受到冲击，并控制不容易受到冲击的离合器先接合，容易被受到冲击的离合器后接合，这就可以使得换挡时造成总冲击合理分担到各个离合器，进一步也就保证各个离合器的滑动摩擦做功也平均分配，不会造成个别离合器由于过长时间的滑动摩擦而磨损较快。

在上述任一技术方案中，还包括：换挡检测单元306，连接至所述控制单元302，用于实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，所述控制单元302根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

在该技术方案中，换挡检测单元可以检测驾驶员手动选择的挡位，可以根据当前油门大小确定自动换挡后的挡位，而该挡位下所有需动作的离合器都是确定的，进一步就容易选取传动受离合器控制的两根轴，来准确判断滑动摩擦何时完成。

图4是根据本发明的一个实施例的换挡控制方法的流程图。

如图4所示，本发明还提供一种换挡控制方法，包括：步骤402，在进行换挡时，选择需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的多个离合器；步骤404，根据所述多个离合器的功能不同，调整所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态的先后顺序。

在该技术方案中，由于在每个挡位进行动作的离合器的作用都不相同，有的离合器用于改变行驶方向，有的离合器用于提升或降低行驶作用，每个离合器对应的轴在换挡时的速度改变程度是不同的，这就决定了离合器在换挡时是否容易受到冲击，接合时产生滑动摩擦的时间长短也不同，本方案可以根据离合器的作用不同，预先判断出其在换挡时是否容易受到冲击，并控制不容易受到冲击的离合器先接合，容易被受到冲击的离合器后接合，这就可以使得换挡时造成总冲击合理分担到各个离合器，进一步也就保证各个离合器的滑动摩擦做功也平均分配，不会造成个别离合器由于过长时间的滑动摩擦而磨损较快。

在上述任一技术方案中，在所述步骤404之前，还包括：实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

在该技术方案中，换挡检测单元可以检测驾驶员手动选择的挡位，可以根据当前油门大小确定自动换挡后的挡位，而该挡位下所有需动作的离合器都是确定的，进一步就容易选取传动受离合器控制的两根轴，来准确判断滑动摩擦何时完成。

图5是根据本发明的一个实施例的变速箱的框图。

如图5所示，本发明还提供一种变速箱500，包括：换挡控制装置502。本实施例中的换挡控制装置502可以是如图1实施例提供的换挡控制装置100和/或图3实施例提供的换挡控制装置300。

在该技术方案中，只要工程机械的传动系统中采用了本方案提供的变速箱，都可以保证换挡响应快速、动力交接平顺，且变速箱中离合器不易磨损，保证变速箱的使用寿命延长。

图6是根据本发明的一个实施例的工程机械的框图。

如图6所示，本发明还提供一种工程机械600，包括：换挡控制装置602。本实施例中的换挡控制装置602可以是如图1实施例提供的换挡控制装置100和/或图3实施例提供的换挡控制装置300。包括平地机、装载机、推土机、机械压路机。

在该技术方案中，用户在使用本方案提供的工程机械时，即便是长期驾驶，也不会出现离合器的制造误差或使用磨损所造成的动力传递性能降低的问题，保证用户的使用体验。

以下将通过实施例详细说明本发明的技术方案。

为解决背景技术中提到的技术问题，本发明的一个实施例中，公开了一种基于多轴转速监测的换挡控制装置，针对动力换挡变速箱的换挡控制，原理为：在不同挡位传动系组合模式下，各挡位变速箱齿轮的传动比固定，通过监测多轴转速，即可得到不同挡位下多轴的转速比，通过比较该转速比与相应挡位下变速箱齿轮的固有传动比，当二者一致的时刻，以此判断离合器由滑动摩擦开始做功到做功结束，并捕捉该瞬间时刻，对此参数进行在线优化；同样，基于不同挡位下的多轴转速预测，可以预先调节多轴间动力交接方式，以达到不同挡位的车速下匹配相应的转轴速度；这样基于多轴转速监测的换挡专家控制系统可以减少换挡品质对离合器动力传动性能的依赖性，又可以在不同挡位的车速下合理匹配转轴速度，保护变速箱、发动机和离合器等传动系统装置。

本实施的技术方案详细说明如下：

对于定轴式动力换挡变速箱，通过多组大小不同的外啮合的齿轮组合，可以实现不同的行驶速度与行驶方向（前进或后退）。如图7所示，C1-C8为离合器，1-16为齿轮。轴A为输入轴，其上没有配置离合器；轴E为输出轴，配置离合器C7和C8；其余轴B、轴C、轴D上分别配置离合器C1和C2、C3和C4、C5和C6。

实施方式一：

如图8所示，本实施例中提供的换挡专家控制装置800包括：

转速检测单元802，检测变速箱中多个轴的转速。转速检测单元802包括在变速箱各轴上设置的转速传感器8022，其中轴A与发动机相连，可以直接获取发动机转速得到轴A转速（可以利用传感器8022检测发动机的转轴速度，也可以利用相当于读取接口的发动机检测单元8024从工程机械的系统中读取发动机转速），其余四根轴分别通过转速传感器8022获取信号以实现多轴转速的监测，控制单元804通过分析计算可得到各轴的转速。

控制单元804，连接至所述转速检测单元802，具体包括：外参数获取单元，获取转速检测单元802检测到的转速信号；专家系统8044，决定了在不同条件下调整换挡参数的方式；推理机8046，根据所述多个轴中两个轴间（换挡时进行动作的离合器必须影响该两轴间的传动，通过检测用户的手动换挡命令，或检测油门大小确定自动换挡后的档位，容易确定哪些离合器进行动作，也就明确了需要检测哪两根轴的转速）的转速比，并将所述两个轴间的转速比和固定传动比（根据齿轮传动原理可知，啮合传动的两齿轮转速比与其齿数成反比，传动的各组啮合的齿轮得到的传动比固定，由此可以得知各挡位对应的传动比是固定的，由于其为固定值，所以可以作为已知量预先存储到控制单元804中）进行比较，当二者一致时，则判定离合器由滑动摩擦开始做功到做功结束，捕捉此瞬间时刻并标记，则并从该时刻起增加换挡曲线的斜率，则实现了智能优化换挡参数，减少换挡时间与换挡行程，提高换挡性能；解释器8048，将换挡参数优化的命令，以执行单元806可执行的方式发送至执行单元806。

执行单元806，控制一个或多个装置来调整换挡参数。

在这里，执行单元806可以是压力调节器，进行优化的换挡参数主要包括施加在离合器的摩擦元件（摩擦片）上的压力的施力时间，以及在每个施力时间点上的压力的大小，具体可以如图9所示。在图9中，横轴为时间，纵轴为摩擦元件上单位面积的压力，假设在换挡过程中，离合器C3脱离，与其对应的另一个离合器C4接合，在两离合器正常工作的情况下，离合器C3的摩擦元件上的压力变化如曲线X1所示，离合器C4的摩擦元件上的压力变化可以如X2所示。由于离合器C4存在制造误差或磨损严重，导致滑动摩擦完成时间延迟，而对摩擦元件施加压力是在滑动摩擦完成后的一段时间才开始，这就导致整个换挡操作延时完成。本实施例中，解释器8048可以根据滑动摩擦完成的实际时间与标准结束时间的差异，调节施加压力的开始时间，则换挡曲线变化如X3所示，或调节每时间点上的压力大小，则换挡曲线变化如X4所示，都可以使摩擦元件的压力尽早达到最大值，以尽快完成换挡操作。实际上可以同时调节压力和压力作用时间，产生的换挡曲线也不限于X3和X4，只要提早将压力提升至最大即可。这就保证换挡响应快速，动力交接平滑。

另外，虽然本实施例中只对离合器C4的换挡曲线进行了调节，实际上同样可以对进行脱离的离合器C3的换挡曲线进行调节，调节过程与离合器C4类似。

执行单元806对离合器压力的控制方式，视离合器的类型而定，例如，如果离合器是电磁阀，则可以控制电磁阀的得电或失电，来完成对离合器摩擦元件的压力控制。执行单元806还可以调节其他换挡参数，来优化换挡过程。

实施方式二：

由于不同挡位的车速下，会匹配一组相应的转轴速度，控制单元804还可以调节多轴之间动力交接方式，就是换挡时不同离合器的接合顺序或脱离顺寻，即通过软件程序实现冲击或负载合理分配到不同挡位组合的离合器中，实现冲击或负载较大的离合器后结合，使得该离合器有足够的时间来消耗能量，同时可以避免个别离合器受载磨损严重的现象。

具体可以根据图8，假设换挡后需要进行接合的离合器包括C4、C7（通过检测用户的手动换挡命令，或检测油门大小确定自动换挡后的档位，容易确定哪些离合器进行动作），其中离合器C4用于改变当前车速快慢，C7用于改变当前行驶方向。假设由于离合器C4和C7的功能不同，在换挡后离合器C7对应的轴的速度变化更大，可以判断离合器C7在换挡时更容易受到冲击，这时就可以优先将C4接合，再将C7接合，这样离合器C4首先承担冲击，进行滑动摩擦做功，离合器C7后接合，分担到的冲击已经减小，实现的滑动摩擦做功也相对于传统方式要小，可以有效地将负载和冲击分配到不同离合器上，并防止某离合器磨损严重。

另外，除了控制离合器的接合先后顺序，本实施例的技术方案同样可以控制离合器的脱离顺序。

通过以上的技术方案，既可以实现不同挡位的车速下匹配相应的转轴速度，保证换挡品质，还可以保护变速箱、发动机和离合器等传动系统装置。综上所述，这两个实施方式均可实现在换挡期间，通过本实施例的技术方案调节换挡参数，在线优化换挡离合器动力传递性能，实现不同挡位的车速下匹配相应的转轴速度，保证换挡品质，同时保护传动系统装置。

综上所述，通过本发明的技术方案，通过设置转速传感器实现多轴转速监测，简单易以实现；该定轴式动力换挡变速箱为多轴传动，轴A为输入轴，与发动机相连，在此结构上进行演变（如液力变矩器、增减轴数等）是本领域技术人员容易想到的；本发明中的传感器安装的位置、与数目与组合变动，均可以灵活进行设置；基于本发明技术方案的工程机械，如平地机、装载机、推土机、机械压路机使用变速箱传动的设备，都在本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种换挡控制装置，其特征在于，包括：

转速检测单元，用于实时检测变速箱中的多个轴的转速；

控制单元，连接至所述转速检测单元，用于在进行换挡时，从所述多个轴中选择两个轴，其中，换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器用于控制所述两个轴间的传动，根据所述两个轴的转速得到所述两个轴间的转速比，将所述两个轴间的转速比与固定传动比持续进行比较，取得二者一致时的时间点，作为所述离合器中滑动摩擦的实际结束时间，在所述实际结束时间与预定的滑动摩擦的标准结束时间存在差值时，确定需调整所述离合器中摩擦元件的工作压力；

所述调整执行单元，连接至所述控制单元，用于调整所述摩擦元件的工作压力。

2.根据权利要求1所述的换挡控制装置，其特征在于，所述控制单元根据所述差值计算出所述摩擦元件的工作压力的压力大小和/或所述摩擦元件的工作压力的作用时间，所述调整执行单元按所述压力大小和/或作用时间调整所述摩擦元件的工作压力。

3.根据权利要求1所述的换挡控制装置，其特征在于，还包括：

换挡检测单元，连接至所述控制单元，用于实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，所述控制单元根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡控制装置，其特征在于，所述转速检测单元包括：

在所述多个轴上设置的速度传感器，用于检测所述多个轴的转速。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡控制装置，其特征在于，所述转速检测单元包括：

发动机检测单元，用于检测发动机的转速以作为所述多个轴中输入轴的转速，以及

在所述多个轴中除所述输入轴外的剩余轴上设置的速度传感器，用于检测多个轴中所述剩余轴的转速。

6.一种换挡控制方法，其特征在于，包括：

步骤202，实时检测变速箱中的多个轴的转速；

步骤204，在进行换挡时，从所述多个轴中选择两个轴，其中，换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器用于控制所述两个轴间的传动；

步骤206，根据所述两个轴的转速得到所述两个轴间的转速比，将两个轴间的转速比与固定传动比持续进行比较，取得二者一致时的时间点，作为所述离合器中滑动摩擦的实际结束时间；

步骤208，在所述实际结束时间与预定的滑动摩擦的标准结束时间存在差值时，调整所述离合器中摩擦元件的工作压力。

7.根据权利要求6所述的换挡控制方法，其特征在于，所述步骤208具体包括：

根据所述差值计算出所述摩擦元件的工作压力的压力大小和/或所述摩擦元件的工作压力的作用时间，并按所述压力大小和/或作用时间调整所述摩擦元件的工作压力。

8.根据权利要求6所述的换挡控制方法，其特征在于，在所述步骤204之前，还包括：

实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

9.一种换挡控制装置，其特征在于，包括：

控制单元，用于在进行换挡时，选择需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的多个离合器，根据所述多个离合器的功能不同，确定所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态的先后顺序；

调整执行单元，连接至所述控制单元，用于按所述先后顺序调整所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态。

10.根据权利要求9所述的换挡控制装置，其特征在于，还包括：

换挡检测单元，连接至所述控制单元，用于实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，所述控制单元根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

11.一种换挡控制方法，其特征在于，包括：

步骤402，在进行换挡时，选择需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的多个离合器；

步骤404，根据所述多个离合器的功能不同，调整所述多个离合器进入接合状态和/或脱离状态的先后顺序。

12.根据权利要求11所述的换挡控制方法，其特征在于，在所述步骤404之前，还包括：

实时检测所述变速箱外部的特定装置的工作信号，根据所述工作信号判断是否正在进行换挡，以及确定换挡过程中需由脱离状态进入接合状态和/或需由接合状态进入脱离状态的离合器。

13.一种变速箱，其特征在于，包括：

根据权利要求1至5中任一项所述的换挡控制装置，和/或根据权利要求9或10所述的换挡控制装置。

14.一种工程机械，其特征在于，包括：

根据权利要求1至5中任一项所述的换挡控制装置，和/或根据权利要求9或10所述的换挡控制装置。

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