CN115370744A - 基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法，包括：获取车辆状态信息；判断是否满足跨挡降挡的条件，若满足，则执行跨挡降挡；若不满足，则执行顺序降挡。变速箱配置有本系统的工程机械在坡道行驶过程中，由于坡度不同，涡轮扭矩值或涡轮扭矩变化率，输出轴转速/涡轮转速的比值变化不同，因此，以此作为外界坡道环境和跨挡降挡需求的判定条件。该方法及系统能够实现快速、准确地降挡，减少爬坡过程中的降挡次数，提升降挡效率，降低离合器摩擦片磨损，提升变速箱整体可靠性；可以增强工程机械对于不同坡度行驶环境的适应性，降低大负载情况下离合器多次结合的冲击，减少滑摩，延长变速箱使用寿命。

Description

基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法及系统
技术领域
本发明涉及工程机械变速箱控制技术领域，特别是涉及一种基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法、系统及越野轮胎起重机。
背景技术
工程机械的使用工况多为带载行驶，且能在野外不平工地上作业。为了适应带载爬坡行驶过程中的换挡操作需求，减少换挡次数，降低摩擦片磨损，通过对换挡时刻进行控制，实现爬坡过程中的快速降档。
随着工程机械技术快速发展，驾驶员对换挡过程操作的舒适性、平稳性一级换挡效率的要求越来越高。工程机械多为带载状态下行走甚至爬坡，这就导致行进过程中换挡操作负载冲击剧烈。另外，由于八挡变速箱挡位多，导致搭配该变速箱的工程机械相邻挡位之间的车速相差较小。整车大负载爬坡时，若顺序换挡，则会导致换挡到目标挡位的时间长，换挡效率低；且变速箱离合器在大负载情况下多次结合，加速摩擦片的磨损，降低变速箱使用寿命。
专利号为ZL201911256925.1的中国专利公开了一种车辆的换挡方法及装置，方法包括：在车辆的行驶过程中，确定车辆的当前油门开度和当前挡位，并依据当前油门开度和当前挡位，确定跳挡时长；依据与当前挡位对应的跳挡曲线，确定与当前油门开度对应的跳挡车速；当前跳挡时长内，车辆的行驶速度不小于跳挡车速时，将车辆的挡位跳转至预设跳挡挡位；若在跳挡时长内，车辆的行驶速度未大于或等于跳挡车速，则依据与当前挡位对应的换挡曲线，确定与当前油门开度对应的换挡车速，并在车辆的形式速度不小于换挡车速时，将车辆的挡位切换至预设换挡挡位。可在车辆行驶时进行跳挡，减少了车辆的换挡次数，有效避免因频繁换挡导致车辆动力中断的情况。现有技术提供的跳挡过程的方法，针对如何根据越野轮胎起重机带载爬坡作业工况，变速箱如何实现高效跳挡，缺少方法和系统。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法、系统及越野轮胎起重机，能够实现快速降挡，减少爬坡过程中的降挡次数，提升降挡效率，降低离合器摩擦片磨损，提升变速箱整体可靠性。
第一方面，本发明提供一种基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法。
基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法，包括：
获取车辆状态信息；
判断是否满足跨挡降挡的条件，若满足，则执行跨挡降挡；若不满足，则执行顺序降挡。
可选地，车辆状态信息包括当前挡位、输出轴转速、涡轮转速、涡轮扭矩。
可选地，当车辆以当前挡位Current Gear带载行进时，若涡轮扭矩值或涡轮扭矩变化率超过设定值，或者输出轴转速/涡轮转速的值小于设定值，则执行跨挡降挡，控制变速箱挡位为Current Gear-2。
可选地，当车辆未能在设定时间内从当前挡位Current Gear降为Current Gear-1挡位时，若满足从Current Gear-2挡位降为Current Gear-3挡位的条件，则执行跨挡降挡，控制变速箱挡位为Current Gear-3。
可选地，变速箱控制器实时检测是否满足跨挡降挡的条件，若满足，则执行跨挡降挡；若不满足，则执行顺序降挡。
可选地，该变速箱包括方向离合器FL、FH和挡位离合器C1、C2、C3、C4，
方向离合器FH、挡位离合器C4均处于结合状态时，实现前进8挡；
方向离合器FL、挡位离合器C4均处于结合状态时，实现前进7挡；
方向离合器FH、挡位离合器C3均处于结合状态时，实现前进6挡；
方向离合器FL、挡位离合器C3均处于结合状态时，实现前进5挡；
方向离合器FH、挡位离合器C2均处于结合状态时，实现前进4挡；
方向离合器FL、挡位离合器C2均处于结合状态时，实现前进3挡；
方向离合器FH、挡位离合器C1均处于结合状态时，实现前进2挡；
方向离合器FL、挡位离合器C1均处于结合状态时，实现前进1挡。
第二方面，本发明还提供一种基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制系统。
基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制系统，包括变速箱控制器、变速箱输出轴转速采集单元、变速箱涡轮转速采集单元及挡位执行单元，变速箱输出轴转速采集单元、变速箱涡轮转速采集单元分别连接至变速箱控制器，变速箱控制器连接至挡位执行单元，变速箱控制器获得变速箱输出轴转速采集单元及变速箱涡轮转速采集单元的输出信号并通过如上述任一所述的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法获得变速箱挡位目标值，并控制挡位执行单元实现对应的变速箱挡位目标值。
可选地，该系统还包括发动机控制单元，发动机控制单元与变速箱控制器之间采用CAN通信，变速箱控制器从发动机控制单元获得油门开度信号。
可选地，该系统还包括变速箱油底壳油温采集单元，变速箱油底壳油温采集单元连接至变速箱控制器。
第三方面，本发明还提供一种越野轮胎起重机。
越野轮胎起重机，包括上述任一所述的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制系统。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明设计的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法及系统，能够实现快速、准确地降挡，减少爬坡过程中的降挡次数，提升降挡效率，降低离合器摩擦片磨损，提升变速箱整体可靠性。
附图说明
图1为本发明的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法的流程图；
图2为本发明的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
实施例一
如图1所示，本发明的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法，包括：
获取车辆状态信息；
判断是否满足跨挡降挡的条件，若满足，则执行跨挡降挡；若不满足，则执行顺序降挡。
其中，车辆状态信息包括当前挡位、输出轴转速、涡轮转速、涡轮扭矩。
变速箱控制器获得油门开度信号，判断驾驶员驾驶意图；采集车辆状态信息，判断变速箱是否满足跨挡降挡条件；输出目标挡位给挡位执行单元，实现车辆挡位控制。
情况一，当车辆以当前挡位Current Gear带载行进时，若涡轮扭矩值或涡轮扭矩变化率超过设定值，或者输出轴转速/涡轮转速的值小于设定值，识别出坡道爬坡工况，激活跨挡降挡功能，则执行跨挡降挡，控制变速箱挡位为Current Gear-2。
情况二，当车辆未能在设定时间内从当前挡位Current Gear降为Current Gear-1挡位时，变速箱控制器检测到涡轮扭矩值或涡轮扭矩变化率陡增，或者，油压曲线设置不合理，迟迟不能换入目标挡位，在此过程中，由于外负载变化极大，输出轴转速下降过快，满足从Current Gear-2挡位降为Current Gear-3挡位的条件，识别出坡道爬坡工况，激活跨挡降挡功能，则执行跨挡降挡，控制变速箱挡位为Current Gear-3。
变速箱控制器实时检测是否满足跨挡降挡的条件，若满足，则执行跨挡降挡；若不满足，则执行顺序降挡。
该变速箱包括方向离合器FL、FH和挡位离合器C1、C2、C3、C4，
方向离合器FH、挡位离合器C4均处于结合状态时，实现前进8挡；
方向离合器FL、挡位离合器C4均处于结合状态时，实现前进7挡；
方向离合器FH、挡位离合器C3均处于结合状态时，实现前进6挡；
方向离合器FL、挡位离合器C3均处于结合状态时，实现前进5挡；
方向离合器FH、挡位离合器C2均处于结合状态时，实现前进4挡；
方向离合器FL、挡位离合器C2均处于结合状态时，实现前进3挡；
方向离合器FH、挡位离合器C1均处于结合状态时，实现前进2挡；
方向离合器FL、挡位离合器C1均处于结合状态时，实现前进1挡；
根据上述的挡位实现模式，在情况一的跨挡降挡控制时，相当于只需切换结合的挡位离合器，例如，从前进7挡跨挡降挡为前进5挡时，方向离合器FL的状态无需改变，只需要使挡位离合器C4脱开、挡位离合器C3结合即可；从前进4挡跨挡降挡为前进2挡时，方向离合器FH的状态无需改变，只需要使挡位离合器C2脱开、挡位离合器C1结合即可，以此类推。
根据上述的挡位实现模式，在情况二的跨挡降挡控制时，相当于需要同时切换结合的方向离合器和挡位离合器，例如，从前进8挡跨挡降挡为前进5挡时，需使方向离合器FH脱开、方向离合器FL结合，挡位离合器C4脱开、挡位离合器C3结合，以此类推。
实施例二
如图2所示，基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制系统，包括变速箱控制器、变速箱输出轴转速采集单元、变速箱涡轮转速采集单元及挡位执行单元，变速箱输出轴转速采集单元、变速箱涡轮转速采集单元分别连接至变速箱控制器，变速箱控制器连接至挡位执行单元，变速箱控制器获得变速箱输出轴转速采集单元及变速箱涡轮转速采集单元的输出信号并通过如上述任一所述的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法获得变速箱挡位目标值，并控制挡位执行单元实现对应的变速箱挡位目标值。
更进一步，该系统还包括发动机控制单元，发动机控制单元与变速箱控制器之间采用CAN通信，变速箱控制器从发动机控制单元获得油门开度信号；该系统还包括变速箱油底壳油温采集单元，变速箱油底壳油温采集单元连接至变速箱控制器。
变速箱配置有本系统的工程机械在坡道行驶过程中，由于坡度不同，涡轮扭矩值或涡轮扭矩变化率，输出轴转速/涡轮转速的比值变化不同，因此，以此作为外界坡道环境和跨挡降挡需求的判定条件。
实施例三
一种越野轮胎起重机，包括上述实施例二中的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制系统。
本发明的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法及系统，还可以应用于平地机。
相较于已有技术，本发明的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法及系统，能够实现快速、准确地降挡，减少爬坡过程中的降挡次数，提升降挡效率，降低离合器摩擦片磨损，提升变速箱整体可靠性；可以增强工程机械对于不同坡度行驶环境的适应性，降低大负载情况下离合器多次结合的冲击，减少滑摩，延长变速箱使用寿命。
以上具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆状态信息；
判断是否满足跨挡降挡的条件，若满足，则执行跨挡降挡；若不满足，则执行顺序降挡。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，车辆状态信息包括当前挡位、输出轴转速、涡轮转速、涡轮扭矩。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当车辆以当前挡位Current Gear带载行进时，若涡轮扭矩值或涡轮扭矩变化率超过设定值，或者输出轴转速/涡轮转速的值小于设定值，则执行跨挡降挡，控制变速箱挡位为Current Gear-2。
4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当车辆未能在设定时间内从当前挡位Current Gear降为Current Gear-1挡位时，若满足从Current Gear-2挡位降为CurrentGear-3挡位的条件，则执行跨挡降挡，控制变速箱挡位为Current Gear-3。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，变速箱控制器实时检测是否满足跨挡降挡的条件，若满足，则执行跨挡降挡；若不满足，则执行顺序降挡。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该变速箱包括方向离合器FL、FH和挡位离合器C1、C2、C3、C4，
方向离合器FH、挡位离合器C4均处于结合状态时，实现前进8挡；
方向离合器FL、挡位离合器C4均处于结合状态时，实现前进7挡；
方向离合器FH、挡位离合器C3均处于结合状态时，实现前进6挡；
方向离合器FL、挡位离合器C3均处于结合状态时，实现前进5挡；
方向离合器FH、挡位离合器C2均处于结合状态时，实现前进4挡；
方向离合器FL、挡位离合器C2均处于结合状态时，实现前进3挡；
方向离合器FH、挡位离合器C1均处于结合状态时，实现前进2挡；
方向离合器FL、挡位离合器C1均处于结合状态时，实现前进1挡。
7.基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制系统，其特征在于，包括变速箱控制器、变速箱输出轴转速采集单元、变速箱涡轮转速采集单元及挡位执行单元，变速箱输出轴转速采集单元、变速箱涡轮转速采集单元分别连接至变速箱控制器，变速箱控制器连接至挡位执行单元，变速箱控制器获得变速箱输出轴转速采集单元及变速箱涡轮转速采集单元的输出信号并通过如权利要求1至6中任一项所述的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制方法获得变速箱挡位目标值，并控制挡位执行单元实现对应的变速箱挡位目标值。
8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，该系统还包括发动机控制单元，发动机控制单元与变速箱控制器之间采用CAN通信，变速箱控制器从发动机控制单元获得油门开度信号。
9.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，该系统还包括变速箱油底壳油温采集单元，变速箱油底壳油温采集单元连接至变速箱控制器。
10.越野轮胎起重机，其特征在于，包括如权利要求7至9中任一项所述的基于八挡全自动变速箱坡道降挡控制系统。
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