CN212950132U - 动力换挡变速箱控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及车辆传动系统技术领域，尤其是动力换挡变速箱控制系统。动力换挡变速箱控制系统，包括动力换挡变速箱、动力换挡控制阀组、主驱动马达、副驱动马达、发动机、柱塞泵、控制器、压力传感器、前驱动桥和后驱动桥，主驱动马达安装在动力换挡变速箱的常通输入端，副驱动马达安装在动力换挡变速箱的可断开输入端，动力换挡控制阀组与动力换挡变速箱连接并控制动力换挡变速箱的可断开输入端与副驱动马达的接合或断开。本发明的动力换挡变速箱控制系统，通过电控系统实现动力无中断的换挡，可操作性佳，动作响应及时，换挡效率高，减少换挡过程对动、静摩擦片的冲击和磨损，确保动、经摩擦片的工作可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆传动系统技术领域，尤其是动力换挡变速箱控制系统。
背景技术
越野车、工程机械和农用拖拉机是相对于道路车辆的另一种很重要的形式，这类车被称为非道路车。几乎所有的非道路车都是四轮驱动，随着科学技术不断进步，四轮驱动、液压装置的应用越来越广泛。
由于非道路车辆一般自重较大，并且对爬坡度要求较高，行走驱动扭矩(功率)高，行走驱动扭矩变化范围较大，虽然采用变速范围很大的液压驱动系统往往也很难满足要求。为了解决低速大扭矩和高速转场两种工况的需要，很多车辆在液压传动系统中增加了可以换挡的变速箱，此类传动系统在使用时仍存在诸多不足，例如：(1)此类变速箱只能实现停车换挡，换挡效率低和安全性不佳，操作不方便；(2)换挡过程对动、静摩擦片相冲击和磨损较大，降低了动、静摩擦片的工作可靠性和使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供动力换挡变速箱控制系统，克服前述现有技术中只能实现停车换挡、换挡效率低和安全性不佳、操作不方便和挡过程对动、静摩擦片相冲击和磨损较大的不足。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种动力换挡变速箱控制系统，其特征在于：包括动力换挡变速箱、动力换挡控制阀组、主驱动马达、副驱动马达、发动机、柱塞泵、控制器、压力传感器、前驱动桥和后驱动桥，所述主驱动马达安装在动力换挡变速箱的常通输入端，副驱动马达安装在动力换挡变速箱的可断开输入端，动力换挡控制阀组与动力换挡变速箱连接并控制动力换挡变速箱的可断开输入端与副驱动马达的接合或断开，动力换挡变速箱的第一输出轴通过第一万向连轴器与车辆的前驱动桥连接，动力换挡变速箱的第二输出轴通过第二万向连轴器与车辆的后驱动桥连接，柱塞泵安装在发动机上，主驱动马达和副驱动马达均与柱塞泵连接，主驱动马达与柱塞泵的连接管路上安装有压力传感器；所述控制器与主驱动马达的转速传感器电性连接，接收主驱动马达的转速信号，控制器与主驱动马达变量比例阀电性连接，实现对主驱动马达的排量和扭矩控制，控制器与副驱动马达的转速传感器电性连接，接收副驱动马达的转速信号，控制器与副驱动马达变量比例阀电性连接，实现副驱动马达的排量和扭矩控制，控制器与动力换挡控制阀组电性连接，向动力换挡控制阀组发出控制指令，控制器与压力传感器电性连接，接收压力传感器的信号，控制器与柱塞泵电性连接，控制柱塞泵的变量比例阀信号大小，进而控制柱塞泵的排量。
进一步的，所述控制器还与车辆FNR挡位开关和油门踏板电性连接，实时接收FNR挡位信号和油门踏板信号。
进一步的，所述控制器内的预设控制参数包括起步速度、强制降挡行程、高速挡设定速度和换挡设定压力，所述控制器内的预设控制子程序包括副驱动马达制动子程序和副驱动马达加速子程序。
进一步的，所述控制器为双核控制器，双核控制器相当于两个普通控制器的输入端口并联，而输出端口串联，CPU独立运行，通过副控制器的监视程序，对主控制器进行实时状态监测，及时处理异常状态，具有非常高的安全性。
进一步的，所述控制器上设有通讯端口，通讯端口与电脑连接，实现控制器与电脑软件的交互，通过电脑软件对控制器内的预设控制参数和预设控制子程序进行调整，从而对动力换挡变速箱的换挡时机进行调整，满足不同车辆的个性化需求，针对具体车辆的配置进行优化设置。
进一步的，所述车辆为非道路车。
一种动力换挡变速箱控制系统的控制方法，包括如下步骤：
(1)通电自检：车辆通电后，动力换挡变速箱控制系统进入系统自检模式，自检通过后，判断挡位开关的状态，如果在空挡则进入驻车制动模式，如果挡位开关不在空挡，等待油门踏板的信号，进入换挡控制状态；
(2)车辆启动：控制器实时接收FNR挡位信号、油门踏板信号、主驱动马达转速信号和副驱动马达的转速信号，当检测到油门踏板行程小于强制降挡行程，且主驱动马达速度小于起步速度，控制器判断为车辆起步，需要低速大扭矩驱动，此时，控制器向动力换挡控制阀组发出指令，关闭动力换挡控制阀组的换挡离合器信号，并让动力换挡变速箱可断开输入端离合器与副驱动马达处于接合状态，副驱动马达与主驱动马达同时接入动力换挡变速箱，动力换挡变速箱大扭矩输出，动力换挡变速箱输出的扭矩分别传递给前驱动桥和后驱动桥，实现车辆低速起步；
(3)车辆起步后：随着车速不断增加，驱动扭矩需求大幅度减小，控制器实时接收主驱动马达转速信号、副驱动马达转速信号和油门踏板信号，当检测到主驱动马达的速度大于控制器内的高速挡设定速度时，控制器判断为达到换挡条件，此时控制器给动力换挡控制阀组发出指令，动力换挡变速箱可断开输入端离合器与副驱动马达分离，由主驱动马达单独驱动，实现车辆高速行驶，同时控制器启动内部副驱动马达制动子程序，控制副驱动马达实现制动停转，控制器根据接收的压力传感器信号，改变柱塞泵的变量比例阀信号大小；
(4)行驶过程中：主驱动马达单独驱动，控制器根据接收的主驱动马达的转速信号、压力传感器的压力信号以及油门踏板信号进行判断，当检测到压力传感器的压力大于换挡设定压力后，判断为单独靠主驱动马达驱动无法提供足够的扭矩，此时，控制器启动内部副驱动马达加速子程序，先根据主驱动马达的当前转速核算出副驱动马达的目标转速，然后给副驱动马达比例阀以及柱塞泵输出控制信号，使副驱动马达加速旋转，由于控制器同时控制柱塞泵的排量和副驱动马达的排量，从而能够最大限度地控制副驱动马达的加速度，并根据副驱动马达上的转速传感器实现闭环控制，以最短的时间达到换挡速度，缩短换挡时间，当副驱动马达转速达到目标转速时，换挡离合器的动、静摩擦片相对速度最低，控制器向动力换挡控制阀组发出指令，使副驱动马达与动力换挡变速箱的可断开输入端离合器连接，主驱动马达与副驱动马达同时接入动力换挡变速箱，提供大扭矩输出，满足扭矩需求。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的动力换挡变速箱控制系统具有以下优点：(1)通过电控系统，实现动力无中断的换挡，可操作性佳，动作响应及时，换挡效率高；(2)由于控制器同时控制柱塞泵的排量和副驱动马达的排量，从而能够最大限度地控制副驱动马达的加速度，并根据副驱动马达上的转速传感器实现闭环控制，以最短的时间达到换挡速度，缩短换挡时间，当副驱动马达转速达到目标转速时，换挡离合器的动、静摩擦片相对速度最低，减少换挡过程对动、静摩擦片的冲击和磨损，确保动、经摩擦片的工作可靠性，延长使用寿命；(3)通过电脑软件对控制器内的预设控制参数和预设控制子程序进行调整，从而对动力换挡变速箱的换挡时机进行调整，满足不同车辆的个性化需求，针对具体车辆的配置进行优化设置。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的总体结构示意图；
图2为本实用新型实施例2的逻辑框图；
其中，1动力换挡变速箱、2动力换挡控制阀组、3主驱动马达、4副驱动马达、5发动机、6柱塞泵、7控制器、8压力传感器、9前驱动桥、10后驱动桥、11第一输出轴、12 第二输出轴。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1动力换挡变速箱控制系统
如图1所示实施例中，一种动力换挡变速箱控制系统，包括动力换挡变速箱1、动力换挡控制阀组2、主驱动马达3、副驱动马达4、发动机5、柱塞泵6、控制器7、压力传感器8、前驱动桥9和后驱动桥10，所述主驱动马达3安装在动力换挡变速箱1的常通输入端，副驱动马达4安装在动力换挡变速箱1的可断开输入端，动力换挡控制阀组2与动力换挡变速箱1连接并控制动力换挡变速箱1的可断开输入端与副驱动马达4的接合或断开，动力换挡变速箱1的第一输出轴11通过第一万向连轴器与车辆的前驱动桥9连接，动力换挡变速箱1的第二输出轴12通过第二万向连轴器与车辆的后驱动桥10连接，柱塞泵 6安装在发动机5上，主驱动马达3和副驱动马达4均与柱塞泵6连接，主驱动马达3与柱塞泵6的连接管路上安装有压力传感器8；所述控制器7与主驱动马达3的转速传感器电性连接，接收主驱动马达3的转速信号，控制器7与主驱动马达变量比例阀电性连接，实现对主驱动马达3的排量和扭矩控制，控制器7与副驱动马达4的转速传感器电性连接，接收副驱动马达4的转速信号，控制器7与副驱动马达变量比例阀电性连接，实现副驱动马达4的排量和扭矩控制，控制器7与动力换挡控制阀组2电性连接，向动力换挡控制阀组2发出控制指令，控制器7与压力传感器8电性连接，接收压力传感器8的信号，控制器7与柱塞泵6电性连接，控制柱塞泵6的变量比例阀信号大小，进而控制柱塞泵6的排量。
本实施例中，所述控制器7还与车辆FNR挡位开关和油门踏板电性连接，实时接收FNR挡位信号和油门踏板信号。
本实施例中，所述控制器7内的预设控制参数包括起步速度、强制降挡行程、高速挡设定速度和换挡设定压力，所述控制器7内的预设控制子程序包括副驱动马达制动子程序和副驱动马达加速子程序。
本实施例中，所述控制器7为双核控制器，双核控制器相当于两个普通控制器的输入端口并联，而输出端口串联，CPU独立运行，通过副控制器的监视程序，对主控制器进行实时状态监测，及时处理异常状态，具有非常高的安全性。
本实施例中，所述控制器7上设有通讯端口，通讯端口与电脑连接，实现控制器7与电脑软件的交互，通过电脑软件对控制器7内的预设控制参数和预设控制子程序进行调整，从而对动力换挡变速箱1的换挡时机进行调整，满足不同车辆的个性化需求，针对具体车辆的配置进行优化设置。
本实施例中，所述车辆为非道路车。
实施例2动力换挡变速箱控制系统的控制方法
实施例2依托于实施例1，实施例2的控制方法逻辑框图如图2所示。
一种动力换挡变速箱控制系统的控制方法，包括如下步骤：
(1)通电自检：车辆通电后，动力换挡变速箱控制系统进入系统自检模式，自检通过后，判断挡位开关的状态，如果在空挡则进入驻车制动模式，如果挡位开关不在空挡，等待油门踏板的信号，进入换挡控制状态；
(2)车辆启动：控制器7实时接收FNR挡位信号、油门踏板信号、主驱动马达3转速信号和副驱动马达4的转速信号，当检测到油门踏板行程小于强制降挡行程，且主驱动马3达速度小于起步速度，控制器7判断为车辆起步，需要低速大扭矩驱动，此时，控制器7向动力换挡控制阀组2发出指令，关闭动力换挡控制阀组2的换挡离合器信号，并让动力换挡变速箱1可断开输入端离合器与副驱动马达4处于接合状态，副驱动马达4与主驱动马达3同时接入动力换挡变速箱1，动力换挡变速箱1大扭矩输出，动力换挡变速箱 1输出的扭矩分别传递给前驱动桥9和后驱动桥10，实现车辆低速起步；
(3)车辆起步后：随着车速不断增加，驱动扭矩需求大幅度减小，控制器7实时接收主驱动马达3转速信号、副驱动马达4转速信号和油门踏板信号，当检测到主驱动马达 3的速度大于控制器7内的高速挡设定速度时，控制器7判断为达到换挡条件，此时控制器7给动力换挡控制阀组2发出指令，动力换挡变速箱1可断开输入端离合器与副驱动马达4分离，由主驱动马达3单独驱动，实现车辆高速行驶，同时控制器7启动内部副驱动马达4制动子程序，控制副驱动马达4实现制动停转，控制器7根据接收的压力传感器8 信号，改变柱塞泵6的变量比例阀信号大小；
(4)行驶过程中：主驱动马达3单独驱动，控制器7根据接收的主驱动马达3的转速信号、压力传感器8的压力信号以及油门踏板信号进行判断，当检测到压力传感器8的压力大于换挡设定压力后，判断为单独靠主驱动马达3驱动无法提供足够的扭矩，此时，控制器7启动内部副驱动马达加速子程序，先根据主驱动马达3的当前转速核算出副驱动马达4的目标转速，然后给副驱动马达比例阀以及柱塞泵6输出控制信号，使副驱动马达 4加速旋转，由于控制器7同时控制柱塞泵6的排量和副驱动马达4的排量，从而能够最大限度地控制副驱动马达4的加速度，并根据副驱动马达4上的转速传感器实现闭环控制，以最短的时间达到换挡速度，缩短换挡时间，当副驱动马达4转速达到目标转速时，换挡离合器的动、静摩擦片相对速度最低，控制器7向动力换挡控制阀组2发出指令，使副驱动马达4与动力换挡变速箱1的可断开输入端离合器连接，主驱动马达3与副驱动马达4 同时接入动力换挡变速箱1，提供大扭矩输出，满足扭矩需求。
上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种动力换挡变速箱控制系统，其特征在于：包括动力换挡变速箱、动力换挡控制阀组、主驱动马达、副驱动马达、发动机、柱塞泵、控制器、压力传感器、前驱动桥和后驱动桥，所述主驱动马达安装在动力换挡变速箱的常通输入端，副驱动马达安装在动力换挡变速箱的可断开输入端，动力换挡控制阀组与动力换挡变速箱连接并控制动力换挡变速箱的可断开输入端与副驱动马达的接合或断开，动力换挡变速箱的第一输出轴通过第一万向连轴器与车辆的前驱动桥连接，动力换挡变速箱的第二输出轴通过第二万向连轴器与车辆的后驱动桥连接，柱塞泵安装在发动机上，主驱动马达和副驱动马达均与柱塞泵连接，主驱动马达与柱塞泵的连接管路上安装有压力传感器；所述控制器与主驱动马达的转速传感器电性连接，接收主驱动马达的转速信号，控制器与主驱动马达变量比例阀电性连接，实现对主驱动马达的排量和扭矩控制，控制器与副驱动马达的转速传感器电性连接，接收副驱动马达的转速信号，控制器与副驱动马达变量比例阀电性连接，实现副驱动马达的排量和扭矩控制，控制器与动力换挡控制阀组电性连接，向动力换挡控制阀组发出控制指令，控制器与压力传感器电性连接，接收压力传感器的信号，控制器与柱塞泵电性连接，控制柱塞泵的变量比例阀信号大小。
2.根据权利要求1所述的一种动力换挡变速箱控制系统，其特征在于：所述控制器还与车辆FNR挡位开关和油门踏板电性连接，控制器接收FNR挡位信号和油门踏板信号。
3.根据权利要求2所述的一种动力换挡变速箱控制系统，其特征在于：所述控制器为双核控制器。
4.根据权利要求3所述的一种动力换挡变速箱控制系统，其特征在于：所述控制器上设有通讯端口，通讯端口与电脑连接。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种动力换挡变速箱控制系统，其特征在于：所述车辆为非道路车。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201922078337.5U CN212950132U (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 动力换挡变速箱控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922078337.5U CN212950132U (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 动力换挡变速箱控制系统 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN201922078337.5U Active CN212950132U (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 动力换挡变速箱控制系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN212950132U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110949128A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-03 | 威海人合机电股份有限公司 | 动力换挡变速箱控制系统及其控制方法 |
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2019
- 2019-11-27 CN CN201922078337.5U patent/CN212950132U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110949128A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-03 | 威海人合机电股份有限公司 | 动力换挡变速箱控制系统及其控制方法 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of utility model: Power shift transmission control system Effective date of registration: 20220616 Granted publication date: 20210413 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited Weihai Branch Pledgor: WEIHAI HHH COOPERATION MACH.&ELEC. CO.,LTD. Registration number: Y2022980007901 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |