CN107208790B - 工程机械的自动变速方法及用于执行其的装置 - Google Patents
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Abstract
根据工程机械的自动变速方法,可以感测工程机械的行驶速度。可以以通过控制所述工程机械的行驶电机的斜盘角来使所述行驶电机的输出速度与所述感测到的行驶速度相同的方式,校正所述行驶电机的行驶动力,从而实现所述工程机械的变速器的输入轴速度与输出轴速度的同步化。可以使所述变速器变速。因此,可以根据工程机械的行驶速度使变速器自动地从低档向高档或与之逆向地变速,从而提高工程机械的燃料效率和作业员的方便性。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程机械的自动变速方法及用于执行其的装置,尤其涉及一种使轮式挖掘机的变速器自动变速的方法及用于执行这种方法的装置。
背景技术
通常,挖掘机可以包括下部行驶体、能够回旋地连结在下部行驶体上的回旋体、连结于上部回旋体的动臂、连结于动臂的斗杆和选择性地连结于斗杆的附属装置。附属装置可以包括铲斗、轧碎机、破碎机等。挖掘机可以包括利用轮行驶的轮式挖掘机。轮式挖掘机可以通过由主泵产生的液压经由行驶电机和变速器传达至轮来行驶。
根据相关技术,变速器可以包括手动式变速器。驾驶员可以根据轮式挖掘机的行驶速度手动操作变速开关,以使手动变速装置从低档向高档或与之逆向地变速。这种手动变速只能在停止轮式挖掘机的状态下执行。亦即,在前进/后退档为中立状态且轮式挖掘机为停止状态下,可以由作业员使变速开关工作,以实现变速。因变速需要经常停止轮式挖掘机的缘故,轮式挖掘机可能会具有较低的燃料效率。与此同时,作业员对轮式挖掘机的频繁停车的不满日益增长。
一方面,可以利用变速开关使半自动变速器工作。尽管半自动变速器不需要轮式挖掘机的停车,然而可能会存在驾驶员必须根据轮式挖掘机的行驶速度亲手操作变速开关的不便之处。
发明内容
技术问题
本发明提供一种可以根据行驶速度自动实现变速动作的工程机械的自动变速方法。
此外,本发明还提供一种用于执行上述方法的自动变速装置。
技术方案
根据本发明的一方面的工程机械的自动变速方法,可以感测工程机械的行驶速度。可以以通过控制所述工程机械的行驶电机的斜盘角来使所述行驶电机的输出速度与所述感测到的行驶速度相同的方式,校正所述行驶电机的行驶动力,从而实现所述工程机械的变速器的输入轴速度与输出轴速度的同步化。可以使所述变速器变速。。
在示例性实施例中,感测所述工程机械的行驶速度的步骤可以包括感测所述变速器的所述输出轴速度的步骤。
在示例性实施例中,实现所述输入轴速度与所述输出轴速度的同步化的步骤还可以包括切断向所述行驶电机的液压供应,并将所述变速器转换为中立模式的步骤。
在示例性实施例中,使所述变速器变速的步骤可以包括使所述变速器的同步器(synchronizer)选择性地连结于所述变速器的各变速齿轮的步骤。
在示例性实施例中,所述自动变速方法还可以包括判断感测到的所述行驶速度是否在变速速度范围以内的步骤。
在示例性实施例中,所述工程机械可以包括轮式挖掘机。
本发明的另一方面的工程机械的自动变速装置可以包括液压泵、行走电机、传感器、控制部和变速器。所述行走电机可以接受由所述液压泵供应的工作油。传感器可以感测工程机械的行驶速度。控制部可以以通过控制所述行驶电机的斜盘角来使所述行驶电机的输出速度与在所述感测到的行驶速度相同的方式,校正所述行驶电机的行驶动力,从而实现所述工程机械的变速器的输入轴速度与输出轴速度的同步化,并输出变速信号。变速器可以根据所述控制部的所述变速信号执行变速作业。
在示例性实施例中,所述传感器可以包括感测所述变速器的旋转速度的变速器传感器。
在示例性实施例中,所述控制部可以包括控制所述变速器的驱动的变速器控制单元。
在示例性实施例中,所述变速器控制单元可以以通过利用电流值调整所述行驶电机的所述斜盘角来使所述行驶电机的所述输出速度与在所述传感器感测到的所述行驶速度相同的方式,校正所述行驶电机的行驶动力。
在示例性实施例中,所述变速器控制单元可以切断向所述行驶电机的液压供应,并将所述变速器转换为中立模式。
在示例性实施例中,所述控制部可以判断所述感测到的行驶速度是否在变速速度范围以内。
在示例性实施例中,所述变速器可以包括根据所述控制部的变速信号选择性地与各变速齿轮啮合的同步器(synchronizer)。
在示例性实施例中,所述工程机械可以包括轮式挖掘机。
发明的效果
根据上述本发明,可以根据工程机械的行驶速度使变速器自动地从低档向高档或与之逆向地变速。因此,无需工程机械的停车即可自动实现变速动作,从而提高工程机械的燃料效率和作业员的方便性。
附图说明
图1是示出本发明实施例的工程机械的自动变速装置的剖视图。
图2是依次示出利用图1所示的装置自动变速的方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的一些优选实施例。
本发明可以追加多种变更,且可以具有多种形态,一些特定实施例将例示于附图,并在正文中详细说明。然而,可以理解的是,这并非为了将本发明限定于特定的公开形态,而是包括本发明的思想和技术范围所包括的所有变更、等同物及替代物。在说明各附图的过程中,对类似的构成要素使用了类似的参照符号。
“第一”、“第二”等术语可以用于说明多种构成要素,但所述构成要素并不限于所述术语。所述术语仅用作区分一个构成要素和其他构成要素的目的。例如,在不脱离本发明的权利范围的前提下,“第一构成要素”可以被命名为“第二构成要素”,类似地,“第二构成要素”也可以被命名为“第一构成要素”。
本申请中使用的术语仅用于说明特定的实施例,并不能解释为意欲限定本发明。除非上下文中明确另作定义,单数的表达方式包括复数的表达方式。本申请中,“包括”或“具有”等术语应被解释为用于指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在,而并非提前排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或可附加性。
除非另作定义,此处使用的技术术语或科学术语等所有术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。在通常使用的词典中定义的术语应被解释为具有与相关技术的上下文所指意义相同的意义,除非本申请中明确定义,不能被解释为不切实际的或过于藻饰的意义。
图1是示出本发明实施例的工程机械的自动变速装置的剖视图。
参照图1,适用本实施例的自动变速装置的工程机械可以包括利用轮行驶的轮式挖掘机。轮式挖掘机可以包括液压泵110、行驶电机120、变速器130、车轴160和轮170。液压泵110可以排出工作油。行驶电机120可以通过利用工作油驱动来产生行驶动力。行驶电机120可以是由容量控制阀调节容积的可变容量型。变速器130可以与轮式挖掘机的行驶速度相符地使行驶动力变速。变速后的行驶动力可以通过车轴160传达至轮170。作为另一实施例,自动变速装置还可以适用于利用轮行驶的其他工程机械。
自动变速装置可以包括传感器140、控制部150和变速器130。变速器130可以包括一档齿轮132、二档齿轮134和同步器136。一档齿轮132可以啮合于输入轴137的外周面。此外,一档齿轮132可以以轴承为媒介能够空转地连结于输出轴138的外周面。二档齿轮134可以包括相啮合的小径齿轮和大径齿轮。小径齿轮可以固定于输入轴137的外周面。大径齿轮可以以轴承为媒介能够空转地连结于输出轴138的外周面。同步器136可以花键结合于输出轴138的外周面。亦即,同步器136可以在输出轴138的外周面上沿轴向移动。同步器136可以配置于一档齿轮132与二档齿轮134之间,并根据行驶速度选择性地连接至一档齿轮132和二档齿轮134。若同步器136啮合于一档齿轮132,则输入轴137的旋转力可以经由一档齿轮132和同步器136传达至输出轴138,以使轮式挖掘机以第一速度行驶。相反,若同步器136啮合于二档齿轮134,则输入轴137的旋转力可以经由二档齿轮134和同步器136传达至输出轴138,以使轮式挖掘机以快于第一速度的第二速度行驶。
传感器140可以感测轮式挖掘机的行驶速度。本实施例中,传感器140可以包括变速器传感器。由于变速器传感器140需要感测轮式挖掘机的实际行驶速度,因而变速器传感器140可以附着于输出轴138感测输出轴138的旋转速度。
控制部150可以根据在传感器140感测到的轮式挖掘机的行驶速度实现输入轴137与输出轴138的旋转速度的同步化。输入轴137的旋转速度与输出轴138的旋转速度的同步化可以通过校正行驶电机120的行驶动力实现。控制部150可以包括控制变速器130的动作的变速器控制单元(Transmission Control Unit,TCU)。控制部150可以通过利用电流值调整行驶电机120的斜盘角使行驶电机120的旋转速度与轮式挖掘机的实际行驶速度相同。
加之,自动变速装置还可以包括向控制部150提供关于轮式挖掘机的行驶速度的信息的其他传感器。例如,压力传感器可以感测行驶电机的压力。温度传感器可以感测行驶电机和变速器的温度。坡度传感器可以感测轮式挖掘机的倾斜度。除了来自变速器传感器140的信息外,控制部150还可以根据由压力传感器、温度传感器、坡度传感器等提供的关于轮式挖掘机的行驶速度的多种信息输出自动变速信号。
控制部150可以设定有变速速度范围。例如,若轮式挖掘机的行驶速度在低速达到8km/h,则开始自动变速,而在10km/h以下可以结束从第一速度向第二速度的自动变速。亦即,从第一速度向第二速度的变速速度范围可以是8km/h至10km/h的范围。相反,若轮式挖掘机的行驶速度在高速达到12km/h,则开始自动变速,而在10km/h以下可以结束从第二速度向第一速度的自动变速。亦即,从第二速度向第一速度的变速速度范围可以是12km/h至10km/h的范围。但是,上述变速速度范围可以根据轮式挖掘机的规格而变更。
若轮式挖掘机的行驶速度达到变速速度范围以内,则控制部150可以切断原本由液压泵110供应给行驶电机120的工作油。从而,行驶电机的容积可以瞬间变为0cc。通过切断工作油,可以使行驶电机120和变速器130转换为无负荷状态。原本啮合于一档齿轮132或二档齿轮134的同步器136可以移动至中立模式位置。
在这种中立模式下,控制部150可以通过控制行驶电机120的斜盘角将由行驶电机120产生的行驶动力校正成与实际行驶速度相同。因此,变速速度范围可以设定在控制部150中。当通过上述动作实现输入轴137与输出轴138的旋转速度的同步化后,控制部150可以向同步器136传输变速信号。同步器136可以根据变速信号选择性地啮合于一档齿轮132或二档齿轮134。
图2是依次示出利用图1所示的装置自动变速的方法的流程图。
参照图1、图2,步骤ST210中,同步器136可以与一档齿轮132啮合,以使轮式挖掘机以第一速度行驶。变速器传感器140可以感测变速器130的输出轴138的速度。输出轴138的速度可以是轮式挖掘机的实际行驶速度。变速器传感器140可以将感测到的输出轴138的速度传输至控制部150。
步骤ST220中,控制部150可以判断传输的输出轴138的速度是否在变速速度范围以内。变速速度范围可以设定在控制部150中。从第一速度向第二速度的变速速度范围可以是8km/h至10km/h。相反,从第二速度向第一速度的变速速度范围可以是12km/h至10km/h的范围。
步骤ST230中,若输出轴138的速度达到从第一速度向第二速度的变速速度范围内,则控制部150可以切断原本由液压泵110供应给行驶电机120的工作油。通过切断工作油,可以使行驶电机120和变速器130转换为无负荷状态。
步骤ST240中,同步器136可以从一档齿轮132分离,以使变速器130转换为中立模式。从而,行驶动力可以不再传达至轮170。
步骤ST250中,控制部150可以通过校正处于无负荷状态的行驶电机120的行驶动力,实现输入轴137的速度与输出轴138的速度的同步化。完成同步化后,控制部150可以向同步器136传输变速信号。
步骤ST260中,同步器136可以根据传输的变速信号啮合于二档齿轮134。从而,轮式挖掘机可以从第一速度变速为第二速度行驶。
完成从第一速度向第二速度的自动变速后,可以通过踩加速踏板机械控制轮式挖掘机的行驶速度。
如上所述,根据本实施例,可以根据工程机械的行驶速度使变速器自动地从低档向高档或与之逆向地变速。因此,无需工程机械的停车即可自动实现变速动作,从而提高工程机械的燃料效率和作业员的方便性。
如上所述,尽管参照本发明的一些优选实施例进行了说明,但本领域的技术人员均可以理解在不脱离下述权利要求范围所记载的本发明的思想和领域的前提下可以对本发明实施多种修改和变更。
符号说明
110:液压泵 120:行驶电机
130:变速器 132:一档齿轮
134:二档齿轮 136:同步器
137:输入轴 138:输出轴
140:传感器 150:控制部
160:车轴 170:轮
Claims (4)
1.一种轮式挖掘机的自动变速方法,其特征在于,包括:
感测轮式挖掘机的行驶速度的步骤;
还包括判断感测到的所述行驶速度是否在变速速度范围以内的步骤;
以通过控制所述轮式挖掘机的行驶电机的斜盘角来使所述行驶电机的输出速度与所述感测到的行驶速度相同的方式,校正所述行驶电机的行驶动力,从而实现所述轮式挖掘机的变速器的输入轴速度与输出轴速度的同步化的步骤;以及
使所述变速器变速的步骤,
感测所述轮式挖掘机的行驶速度的步骤包括感测所述变速器的所述输出轴速度的步骤,
实现所述输入轴速度与所述输出轴速度的同步化的步骤包括:
切断向所述行驶电机的液压供应的步骤;以及
将所述变速器转换为中立模式的步骤。
2.根据权利要求1所述的轮式挖掘机的自动变速方法,其特征在于,
使所述变速器变速的步骤包括使所述变速器的同步器选择性地连结于所述变速器的各变速齿轮的步骤。
3.一种轮式挖掘机的自动变速装置,其特征在于,包括:
液压泵;
行驶电机,其接受由所述液压泵供应的工作油;
变速器传感器,其感测轮式挖掘机的变速器的旋转速度;
变速器控制单元,其判断感测到的所述旋转速度是否在变速速度范围以内,所述旋转速度在变速速度范围以内时,以通过控制所述行驶电机的斜盘角来使所述行驶电机的输出速度与在所述变速器传感器感测到的所述旋转速度相同的方式,校正所述行驶电机的行驶动力,从而实现所述变速器的输入轴速度与输出轴速度的同步化,并输出变速信号;以及
变速器,其根据所述变速器控制单元的所述变速信号执行变速作业,
所述变速器控制单元以通过利用电流值调整所述行驶电机的所述斜盘角来使所述行驶电机的所述输出速度与在所述变速器传感器感测到的所述旋转速度相同的方式,校正所述行驶电机的行驶动力,
所述变速器控制单元切断向所述行驶电机的液压供应,并将所述变速器转换为中立模式。
4.根据权利要求3所述的轮式挖掘机的自动变速装置,其特征在于,
所述变速器控制单元包括根据所述变速器控制单元的变速信号选择性地与各变速齿轮啮合的同步器。
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