CN113513582A - 工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄及其控制方法，包括把手、手柄座、转轴、控制电路和线束总成，把手可以相对手柄座前后摆动；手柄座固定安装在车辆的方向柱上；控制电路安装在手柄座内部，控制电路将把手控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器；把手包括连接座和旋转手柄，连接座与转轴固定连接，旋转手柄可以相对连接座转动，旋转手柄的旋转位置包括空挡锁定挡位P挡和自动挡位D挡。有益效果：本发明可以实现车辆行驶方向的切换和换挡模式的切换；可以防止手柄的误操作使整机意外行驶，消除安全隐患；可以简化手柄换挡操作，降低司机劳动强度，提高作业效率；能够满足更多客户的个性化需求。

Description

工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种换挡手柄及其控制方法，特别涉及一种工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄及其控制方法，属于工程机械技术领域。

背景技术

工程车辆的主要作用就是进行工程作业，工程车辆在进行工程作业过程中车速经常会随着作业工况的变化而发生变化，为了提高作业效率就需要驾驶人员经常进行换挡操作；不停的换挡不仅增加驾驶人员的工作强度，还需要操作人员对于换挡时机的把控有一定的经验。因此，目前也出现了一些自动变速箱，能够根据工况进行自动换挡，大幅降低了驾驶人员的工作量。但是为了实现对自动变速箱的操控还需要相匹配的换挡操控装置；目前，常见的换挡操控装置为通过软轴控制的机械式换挡手柄和通过线路控制的电控换挡手柄两种。

为了符合驾驶人员的操作习惯，对于手柄的操作方式无法进行较大的改动，因此两种换挡手柄的操作方式基本相同，但是为了实现多模式的切换需要增加相应的控制方式，对于增加的控制方式以及原有控制方式会产生误操作的可能性。

机械式换挡手柄通过软轴拉拽控制阀的方式无法满足自动变速箱多种控制模式集成的需求。常见的电控换挡手柄通过拨动手柄实现前进D挡、空挡N挡和后退R挡之间的切换，功能单一无法满足客户个性化的需求，并且无法在手柄上设置防止误操作的防错功能。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄及其控制方法。本发明通过设置空挡锁定功能，防止手柄的误操作使整机意外行驶，消除安全隐患；通过设置手动挡可以满足客户个性化的需求，更加符合实际工况的换挡需求。

技术方案：一种工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄，包括把手、手柄座、转轴、控制电路和线束总成，所述把手通过转轴与手柄座活动连接，所述把手可以相对手柄座前后摆动，所述把手相对手柄座的摆动位置包括向前的前进挡位F挡、向后的倒退挡位R挡和中间的空挡位N挡；所述手柄座固定安装在车辆的方向柱上；所述控制电路安装在手柄座内部，所述控制电路将把手控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器；所述把手包括连接座和旋转手柄，所述连接座与转轴固定连接，所述旋转手柄与连接座活动连接，所述旋转手柄可以相对连接座转动，所述旋转手柄的旋转位置包括空挡锁定挡位P挡和自动挡位D挡。

本发明通过拨动把手的位置可以实现车辆行驶方向的切换，通过转动旋转手柄可以实现换挡模式的切换；通过设置空挡锁定挡位P挡可以防止手柄的误操作使整机意外行驶，消除安全隐患；通过设置自动挡位D挡可以使变速箱实现自动换挡，简化手柄换挡操作，降低司机劳动强度，提高作业效率。

优选项，为了丰富车辆的操作模式，满足客户的个性化需求，所述旋转手柄的旋转位置还包括手动1挡的挡位和手动2挡的挡位。通过转动旋转手柄可以实现变速箱的手动换挡。

优选项，为了进一步丰富车辆的操作模式，满足客户的个性化需求，所述旋转手柄的尾端设有按键开关KD键。所述按键开关KD（kick down）键为强制降挡键，通过按下按键开关KD键可以发出强制降挡的控制指令，通过再次按下按键开关KD键可以使其复位。

优选项，为了方便手柄座的安装，所述手柄座包括手柄座本体和固定座，所述手柄座本体和固定座为分体式结构，所述手柄座本体和固定座配合固定安装在车辆的方向柱上。

优选项，为了能够安装到各种尺寸方向柱上，所述手柄座本体和固定座的内圈内分别设有左衬套和右衬套，所述左衬套和右衬套位于手柄座的内径与车辆的方向柱外径之间。通过设置左衬套和右衬套提高了本发明的适应性。

一种工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄的控制方法,根据换挡模式不同分为空挡锁定模式、自动挡位模式和手动挡位模式，具体控制方法如下：

空挡锁定模式：所述旋转手柄旋转至空挡锁定挡位P挡，控制电路将旋转手柄的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位锁定为空挡状态；

自动挡位模式：所述旋转手柄旋转至自动挡位D挡，控制电路将旋转手柄的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的切换为自动换挡状态；

手动挡位模式：所述旋转手柄旋转至手动1挡的挡位或手动2挡的挡位，控制电路将旋转手柄的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位锁定在1挡或2挡的状态。

本发明通过转动旋转手柄可以实现空挡锁定模式、自动挡位模式和手动挡位模式之间的自由切换，实现手/自一体的操作模式，能够满足更多客户的个性化需求。

优选项，为了实现车辆行驶方向与换挡模式之间的组合使用，根据车辆行驶方向不同分为前进模式、空档模式和后退模式，具体控制方法如下：

前进模式：向前推动把手至前进挡位F挡，控制电路将把手的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱的转向至前进方向；

空档模式：将把手调至空挡位N挡，控制电路将把手的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱至空挡状态；

后退模式：向后拨动把手至倒退挡位R挡，控制电路将把手的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱的转向至后退方向。

优选项，为了使机器获得较大的牵引力，提高作业效率，所述换挡模式中包括强制降挡模式，具体控制方法如下：

启动强制降挡模式：按下按键开关KD键，控制电路将按键开关KD键的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器强制变速箱降低一个挡位，维持该挡位运行；

取消强制降挡模式：对把手进行再次操作，按键开关KD键复位，强制降挡模式取消，控制电路将把手的再次操作的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器执行把手的再次操作的换挡模式。

再次操作包括重复按下按键开关KD键，也包括换挡模式的切换和车辆行驶方向的切换等任务对把手的操作。

优选项，为了使机器获得较大的牵引力，提高作业效率，所述换挡模式中包括强制降挡模式，具体控制方法如下：

启动强制降挡模式：当换挡模式处于手动2挡的挡位时，按下按键开关KD键，控制电路将按键开关KD键的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位由2挡降至1挡，并且变速箱保持1挡；

取消强制降挡模式：再次按下按键开关KD键，按键开关KD键复位，强制降挡模式取消，变速箱换挡控制器接收到原手动2挡的控制信号，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位切换至2挡。

有益效果：本发明通过拨动把手的位置可以实现车辆行驶方向的切换，通过转动旋转手柄可以实现换挡模式的切换；通过设置空挡锁定挡位P挡可以防止手柄的误操作使整机意外行驶，消除安全隐患；通过设置自动挡位D挡可以使变速箱实现自动换挡，简化手柄换挡操作，降低司机劳动强度，提高作业效率；本发明通过转动旋转手柄可以实现空挡锁定模式、自动挡位模式和手动挡位模式之间的自由切换，实现手/自一体的操作模式，能够满足更多客户的个性化需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的控制原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和2所示，一种工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄，包括把手1、手柄座2、转轴3、控制电路4和线束总成5，所述把手1通过转轴3与手柄座2活动连接，所述把手1可以相对手柄座2前后摆动，所述把手1相对手柄座2的摆动位置包括向前的前进挡位F挡、向后的倒退挡位R挡和中间的空挡位N挡；所述手柄座2固定安装在车辆的方向柱上；所述控制电路4安装在手柄座2内部，所述控制电路4将把手1控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器；所述把手1包括连接座11和旋转手柄12，所述连接座11与转轴3固定连接，所述旋转手柄12与连接座11活动连接，所述旋转手柄12可以相对连接座11转动，所述旋转手柄12的旋转位置包括空挡锁定挡位P挡和自动挡位D挡。

本发明通过拨动把手1的位置可以实现车辆行驶方向的切换，通过转动旋转手柄12可以实现换挡模式的切换；通过设置空挡锁定挡位P挡可以防止手柄的误操作使整机意外行驶，消除安全隐患；通过设置自动挡位D挡可以使变速箱实现自动换挡，简化手柄换挡操作，降低司机劳动强度，提高作业效率。

为了丰富车辆的操作模式，满足客户的个性化需求，所述旋转手柄12的旋转位置还包括手动1挡的挡位和手动2挡的挡位。通过转动旋转手柄12可以实现变速箱的手动换挡。

为了进一步丰富车辆的操作模式，满足客户的个性化需求，所述旋转手柄12的尾端设有按键开关KD键。所述按键开关KD（kick down）键为强制降挡键，通过按下按键开关KD键可以发出强制降挡的控制指令，通过再次按下按键开关KD键可以使其复位。

为了方便手柄座2的安装，所述手柄座2包括手柄座本体21和固定座22，所述手柄座本体21和固定座22为分体式结构，所述手柄座本体21和固定座22配合固定安装在车辆的方向柱上。

为了能够安装到各种尺寸方向柱上，所述手柄座本体21和固定座22的内圈内分别设有左衬套23和右衬套24，所述左衬套23和右衬套24位于手柄座2的内径与车辆的方向柱外径之间。通过设置左衬套23和右衬套24提高了本发明的适应性。

如图1、2和3所示，一种工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄的控制方法,根据换挡模式不同分为空挡锁定模式、自动挡位模式和手动挡位模式，具体控制方法如下：

空挡锁定模式：所述旋转手柄12旋转至空挡锁定挡位P挡，控制电路4将旋转手柄12的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位锁定为空挡状态；

自动挡位模式：所述旋转手柄12旋转至自动挡位D挡，控制电路4将旋转手柄12的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的切换为自动换挡状态；

手动挡位模式：所述旋转手柄旋12转至手动1挡的挡位或手动2挡的挡位，控制电路4将旋转手柄的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位锁定在1挡或2挡的状态。

本发明通过转动旋转手柄12可以实现空挡锁定模式、自动挡位模式和手动挡位模式之间的自由切换，实现手/自一体的操作模式，能够满足更多客户的个性化需求。

为了实现车辆行驶方向与换挡模式之间的组合使用，根据车辆行驶方向不同分为前进模式、空档模式和后退模式，具体控制方法如下：

前进模式：向前推动把手1至前进挡位F挡，控制电路4将把手1的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱的转向至前进方向；

空档模式：将把手1调至空挡位N挡，控制电路4将把手1的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱至空挡状态；

后退模式：向后拨动把手1至倒退挡位R挡，控制电路4将把手1的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱的转向至后退方向。

实施例一

为了使机器获得较大的牵引力，提高作业效率，所述换挡模式中包括强制降挡模式，具体控制方法如下：

启动强制降挡模式：按下按键开关KD键，控制电路4将按键开关KD键的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器强制变速箱降低一个挡位，维持该挡位运行；

取消强制降挡模式：对把手1进行再次操作，按键开关KD键复位，强制降挡模式取消，控制电路将把手1的再次操作的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器执行把手1的再次操作的换挡模式。

实施例二

为了使机器获得较大的牵引力，提高作业效率，所述换挡模式中包括强制降挡模式，具体控制方法如下：

启动强制降挡模式：当换挡模式处于手动2挡的挡位时，按下按键开关KD键，控制电路4将按键开关KD键的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成5传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位由2挡降至1挡，并且变速箱保持1挡；

取消强制降挡模式：再次按下按键开关KD键，按键开关KD键复位，强制降挡模式取消，变速箱换挡控制器接收到原手动2挡的控制信号，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位切换至2挡。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄，包括把手（1）、手柄座（2）、转轴（3）、控制电路（4）和线束总成（5），所述把手（1）通过转轴（3）与手柄座（2）活动连接，所述把手（1）可以相对手柄座（2）前后摆动，所述把手（1）相对手柄座（2）的摆动位置包括向前的前进挡位F挡、向后的倒退挡位R挡和中间的空挡位N挡；所述手柄座（2）固定安装在车辆的方向柱上；所述控制电路（4）安装在手柄座（2）内部，所述控制电路（4）将把手（1）控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器；其特征在于：所述把手（1）包括连接座（11）和旋转手柄（12），所述连接座（11）与转轴（3）固定连接，所述旋转手柄（12）与连接座（11）活动连接，所述旋转手柄（12）可以相对连接座（11）转动，所述旋转手柄（12）的旋转位置包括空挡锁定挡位P挡和自动挡位D挡。

2.根据权利要求1所述的工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄，其特征在于：所述旋转手柄（12）的旋转位置还包括手动1挡的挡位和手动2挡的挡位。

3.根据权利要求1或2所述的工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄，其特征在于：所述旋转手柄（12）的尾端设有按键开关KD键。

4.根据权利要求1所述的工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄，其特征在于：所述手柄座（2）包括手柄座本体（21）和固定座（22），所述手柄座本体（21）和固定座（22）为分体式结构，所述手柄座本体（21）和固定座（22）配合固定安装在车辆的方向柱上。

5.根据权利要求4所述的工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄，其特征在于：所述手柄座本体（21）和固定座（22）的内圈内分别设有左衬套（23）和右衬套（24），所述左衬套（23）和右衬套（24）位于手柄座（2）的内径与车辆的方向柱外径之间。

6.根据权利要求3所述的工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄的控制方法，其特征在于，根据换挡模式不同分为空挡锁定模式、自动挡位模式和手动挡位模式，具体控制方法如下：

空挡锁定模式：所述旋转手柄（12）旋转至空挡锁定挡位P挡，控制电路（4）将旋转手柄（12）的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位锁定为空挡状态；

自动挡位模式：所述旋转手柄（12）旋转至自动挡位D挡，控制电路（4）将旋转手柄（12）的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的切换为自动换挡状态；

手动挡位模式：所述旋转手柄（12）旋转至手动1挡的挡位或手动2挡的挡位，控制电路（4）将旋转手柄（12）的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位锁定在1挡或2挡的状态。

7.根据权利要求6所述的工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄的控制方法，其特征在于，根据车辆行驶方向不同分为前进模式、空档模式和后退模式，具体控制方法如下：

前进模式：向前推动把手（1）至前进挡位F挡，控制电路（4）将把手（1）的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱的转向至前进方向；

空档模式：将把手（1）调至空挡位N挡，控制电路（4）将把手（1）的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱至空挡状态；

后退模式：向后拨动把手（1）至倒退挡位R挡，控制电路（4）将把手（1）的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器切换变速箱的转向至后退方向。

8.根据权利要求7所述的工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄的控制方法，其特征在于，所述换挡模式中包括强制降挡模式，具体控制方法如下：

启动强制降挡模式：按下按键开关KD键，控制电路（4）将按键开关KD键的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器强制变速箱降低一个挡位，维持该挡位运行；

取消强制降挡模式：对把手（1）进行再次操作，按键开关KD键复位，强制降挡模式取消，控制电路（4）将把手（1）的再次操作的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器执行把手（1）的再次操作的换挡模式。

9.根据权利要求7所述的工程车辆自动变速箱用电控换挡手柄的控制方法，其特征在于，所述换挡模式中包括强制降挡模式，具体控制方法如下：

启动强制降挡模式：当换挡模式处于手动2挡的挡位时，按下按键开关KD键，控制电路（4）将按键开关KD键的控制信号转化为电信号，电信号通过线束总成（5）传递至变速箱换挡控制器，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位由2挡降至1挡，并且变速箱保持1挡；

取消强制降挡模式：再次按下按键开关KD键，按键开关KD键复位，强制降挡模式取消，变速箱换挡控制器接收到原手动2挡的控制信号，变速箱换挡控制器将变速箱的挡位切换至2挡。

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