[發明專利]換擋控制裝置、換擋控制方法、變速箱和工程機械

有效

• 申請號: 201210213673.6
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102720833A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 馬嬌;李志勇;符溪
• 申請（專利權）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: F16H59/46
• 分類號: F16H59/46;F16H61/02
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術領域

本發明涉及工程機械傳動領域，具體而言，涉及換擋控制裝置、換擋控制方法、變速箱和工程機械。

背景技術

在工程機械傳動系統中，通常設置了動力換擋變速箱，主要是通過液壓控制多片離合器在帶負載狀態下的接合與脫離，選通不同的嚙合關系齒輪系，使變速箱的傳動比和輸出軸的旋轉方向發生改變，從而改變速度和行駛方向（前進或后退）。

工程機械工作環境較復雜，尤其像平地機、裝載機、機械式壓路機等使用變速箱傳動的設備工況多為反復前進或后退，故需頻繁換擋，為了滿足換擋響應快速、動力交接平順的換擋要求，則換擋性能對離合器的動力傳遞性能具有高度依賴性。

其次，由于離合器使用時間長、使用頻率高等造成離合器磨損，且離合器本身存在制造誤差，造成產品不一致的問題，此類問題造成離合器動力傳遞性能降低，換擋響應較慢，動力交接不平順，會對換擋品質造成影響。

綜上，常規的換擋控制方法已經很難滿足換擋響應快速、動力交接平順、摩擦片的滑摩做功少等換擋控制要求。

因此，需要一種新的進行換擋控制的技術方案，能夠克服離合器的制造誤差或使用磨損所造成的動力傳遞性能降低的問題，隨時保證換擋響應快速、動力交接平順，同時還能夠減少離合器中產生的滑動摩擦，以減少離合器的磨損。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種新的進行換擋控制的技術方案，能夠克服離合器的制造誤差或使用磨損所造成的動力傳遞性能降低的問題，隨時保證換擋響應快速、動力交接平順，同時還能夠減少離合器中產生的滑動摩擦，以減少離合器的磨損。

有鑒于此，本發明提供一種換擋控制裝置，包括：轉速檢測單元，用于實時檢測變速箱中的多個軸的轉速；控制單元，連接至轉速檢測單元，用于在進行換擋時，從所述多個軸中選擇兩個軸，其中，換擋過程中需由脫離狀態進入接合狀態和/或需由接合狀態進入脫離狀態的離合器用于控制所述兩個軸間的傳動，根據所述兩個軸的轉速得到所述兩個軸間的轉速比，將兩個軸間的轉速比與固定傳動比持續進行比較，取得二者一致時的時間點，作為所述離合器中滑動摩擦的實際結束時間，在所述實際結束時間與預定的滑動摩擦的標準結束時間存在差值時，確定需調整所述離合器中摩擦元件的工作壓力；所述調整執行單元，連接至所述控制單元，用于調整所述摩擦元件的工作壓力。

在該技術方案中，可以準確捕捉滑動摩擦完成的時間點，如果該時間相對于標準結束時間有所差異，就說明離合器存在制造缺陷或使用磨損，此時如果按傳統方式對摩擦元件施加壓力必然是不及時的，會造成換擋響應慢、動力交接不平順等問題，所以本方案可以適度提前施加壓力的時間，以及適度增大每個施力時間上的施加的壓力，就可以提前使得壓力到達最高值的時間以完成換擋操作，這正好彌補了滑動摩擦做功時間長帶來的延遲，最終使得總換擋時間符合標準，滿足了換擋響應快速、動力交接平順等換擋要求。

在上述任一技術方案中，優選地，所述控制單元根據所述差值計算出所述摩擦元件的工作壓力的壓力大小和/或所述摩擦元件的工作壓力的作用時間，所述調整執行單元按所述壓力大小和/或作用時間調整所述摩擦元件的工作壓力。

在該技術方案中，為了實現精確的換擋控制，可以根據差值具體計算出施加壓力的時間以及每個時間點上所施加的壓力大小，可以保證對換擋操作的調整更加準確有效。

在上述任一技術方案中，優選地，還包括：換擋檢測單元，連接至所述控制單元，用于實時檢測所述變速箱外部的特定裝置的工作信號，所述控制單元根據所述工作信號判斷是否正在進行換擋，以及確定換擋過程中需由脫離狀態進入接合狀態和/或需由接合狀態進入脫離狀態的離合器。

在該技術方案中，換擋檢測單元可以檢測駕駛員手動選擇的擋位，可以根據當前油門大小確定自動換擋后的擋位，而該擋位下所有需動作的離合器都是確定的，進一步就容易選取傳動受離合器控制的兩根軸，來準確判斷滑動摩擦何時完成。

在上述任一技術方案中，優選地，所述轉速檢測單元包括：在所述多個軸上設置的速度傳感器，用于檢測所述多個軸的轉速。

在該技術方案中，速度傳感器設置簡單，可實施性強，能夠準確地檢測到轉速信號，來完成故障診斷。

在上述任一技術方案中，優選地，所述轉速檢測單元包括：發動機檢測單元，用于檢測發動機的轉速以作為所述多個軸中輸入軸的轉速，以及在所述多個軸中除所述輸入軸外的剩余軸上設置的速度傳感器，用于檢測多個軸中除所述剩余軸的轉速。

在該技術方案中，由于輸入軸的轉速可以直接由發動機得到，可以減少一個速度傳感器的設置。