一种液力机械传动工程机械自动换挡变速装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液力机械传动工程机械自动换挡变速装置及控制方法。它包括电液换挡变速装置、电控发动机、微电脑控制器、电控发动机控制器、变速箱输出转速传感器、换挡手柄开关、换挡模式选择开关、制动压力开关和自动模式方向开关；电控发动机控制器和微电脑控制器进行通讯；变速箱输出转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、换挡手柄、换挡模式选择开关、制动压力开关和自动模式方向开关将信号输入微电脑控制器输入端口，微电脑控制器则将控制信号通过其输出端口输入变速箱控制模块。由于采用了两种换挡规律结合，兼顾了经济、动力和实用性，达到节能目的；自动换挡使工程机械提高工作效率，节约工作时间，降低司机的劳动强度；并可适应不同工况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种液力机械传动工程机械，特别涉及一种液力机械传动工程机械自动换 挡变速装置及控制方法。技术背景目前公知的装载机等移动式工程机械为了提高对外载荷的适应能力，主传动系统通常 采用液力机械传动形式，其内燃机的动力，通过液力变矩器和变速箱，最终驱动整机的行 走机构(驱动桥和轮胎系统)。但是，液力机械传动的传动效率较低，尤其是遇到重载需 要输出较大功率时，液力变矩器的传动效率反而大幅下降，甚至降低为零，它使作业效率 降低，造成了能源的浪费。浪费的能源使油温升高，带来液压系统工作环境的恶化，导致 故障率的上升。液力传动系统传动效率低的情况，可以通过增加动力换挡变速箱的挡位数， 并采用高效的3元件变矩器来解决，但是，挡位数的增多同时也增加了司机换挡操作的强 度。例如作为工程机械的装载机，它属于循环作业机械，装载作业是装载机的主要用途， 就其作业方式可分为V形、I形、L形、T形等。无论哪一种作业方式都要有快速接近物 料、低速插入物料、低速离开物料、快速到达卸料点等多个步骤。能否正确及时地换挡， 不但是保证插入力的需要，而且也是降低燃料消耗、减少环境污染，提高生产率的需要。 装载机连续工作时，每小时换挡次数几百次，换挡操纵非常频繁，在作业过程中，不仅要 控制行走，还要操纵工作装置，频繁的换挡操纵分散了司机的注意力，影响了生产率，也 增加了行走的不安全因素。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种液力机械传动工程机械自动换 挡变速装置及控制方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题对于液力机械传动工程机械自动换挡变速装置所采取的技术方案是它包括有电液换挡变速装置和电控发动机，它还包括有微电脑 控制器、电控发动机控制器、变速箱输出转速传感器、换挡手柄开关、换挡模式选择开关、自动模式方向开关和制动压力开关；电控发动机控制器将发动机转速和油门踏板开度信 息，通过微电脑控制器的通讯端口输入到微电脑控制器；变速箱输出转速传感器、换挡手 柄、换挡模式选择开关、制动压力开关和自动模式方向开关将其信号输入到微电脑控制器的输入端口，微电脑控制器则将控制信号通过其输出端口输入到电液换挡变速装置中的变 速箱控制模块上。本专利技术还可以采用如下技术方案它还包括有变矩器涡轮转速传感器；变矩器涡轮转速传感器，将其信号输入到微电脑控制器的输入端口。它还包括有启动继电器，微电脑控制器的输出端与启动继电器相连。它还包括有制动动力切断开关，制动动力切断开关将选定动力切断功能的信号输入到微电脑控制器的输入端。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题对于液力机械传动工程机械自动换挡变速 装置的控制方法所釆取的技术方案是它包括有手动换挡模块，启动模块，方向模块，换 挡模式选择模块，自动换挡模块，换挡品质调整模块，制动动力切断模块，电磁阀驱动模 块；电液换挡变速方法是由以下步骤完成的第一步在控制器通电后，输入、输出端口及控制总线进行初始化；第二步接收总线数据，判断是否进行参数标定，如果不需要标定参数，则直接转向 第三步；如果需要标定参数，就按照相应的标定条件进行相应参数的标定；第三步采样各输入端口数据，以及电控发动机控制器发送的发动机转速和油门踏板 开度信息，计算变矩器的速比；第四步调用启动模块，判定是否可以启动发动机；第五步发动机启动后，调用方向模块，判定工程机械行走的方向；第六步调用换挡模式选择模块，确定工程机械当前的换挡模式，如果换挡模式为手 动，则工程机械行驶的方向和挡位由换挡手柄控制；如果换挡模式为自动，则由自动换挡 模块控制挡位，自动模式的换挡过程中调用换挡品质调整模块进行发动机转速的调节；第七步根据当前的换挡模式，读取相应换挡模块的输出，并调用制动动力切断模块， 决定当前挡位是否切断动力；第八步根据上一步确定的挡位，驱动相应的变速箱电磁阀，如果手动模式下有跳挡 的现象发生则按照顺序变挡；第九步通过总线发送监测参量给显示器进行实时显示和监测，发送需要存储的数据 到总线上；第十步程序将返回并根据顺序方式循环执行。 本专利技术还可以采用如下技术方案所述的启动模块的控制方法为(1) .控制器上电后进行初始化，启动继电器失电；(2) .当前为手动模式时，如果换挡手柄置于中位；或者当前为自动模式时，如果自 动模式方向开关置于中位，则启动继电器得电，允许发动机启动；否则，重复执行步骤(2)， 等待允许发动机启动的条件满足；(3) .判断发动机是否已经启动并保持稳定，如果没有启动则跳转到步骤(2)，否 则执行步骤(4);(4) .启动继电器失电，发动机启动按钮失效；(5) .如果发动机熄火则跳转到步骤(2)，重新进行启动条件的判断；否则重复执行步骤(5)。所述的方向模块的控制方法为-(1) .控制器上电后进行初始化，方向模块输出为空挡；(2) .根据方向指示开关的值确定车辆的行驶方向，手动模式下换挡手柄作为方向指 示开关；自动模式下，自动模式方向开关作为方向指示开关；(3) .如果方向指示开关的指示值与当前车辆的行驶方向相反，则转到步骤(4)， 否则重复执行步骤(2);(4) .定义一个速度阈值标志车辆已经接近停车，如果当前变速箱的输出转速低于该 阈值，则跳转到步骤(5)，否则变速箱为空挡，并且向电控发动机发送控制信号，控制 发动机的转速至怠速，并重复执行该步骤；该速度阈值可以取100到1000rpm之间的值；(5) .等待去抖延迟时间后，返回步骤(2)，去抖延迟时间在500ms以下取值。 所述的换挡模式选择模块的控制方法为(1) .程序开始后，读取换挡模式选择开关的值，把开关指示的模式作为程序当前的模式；(2) .如果换挡模式选择开关的值与程序当前的模式不同，则进行下面的判断，否则 重复执行步骤(2);(3) .等待一定的去抖延迟时间后再重新读取换挡模式选择开关的值，延迟时间在 500ms以下取值；(4) .当换挡手柄处于中位，变速箱的输出转速小于方向模块设定的速度阈值，自动 模式方向开关处于中位，这三个条件同时满足时，可以进行换挡模式的改变，跳转到步骤(1)，否则重复执行步骤(4)。所述的自动换挡模块的控制方法为(1) .程序开始后，判断当前模式是否为自动模式，如果不是则结束该模块；(2) .判定当前是否有制动信号，如果处于制动状态则模块输出为当前车辆的挡位， 并结束该模块；(3) .判定方向模块的输出是否与车辆当前的方向相同，如果不同，则按照方向模块 的输出，挂反向起始挡位，并结束该模块；(4) .判定当前是否为空挡，如果模块输出为空挡，则挡位不变并结束该模块；(5) .从电控发动机控制器采样获得发动机转速和油门踏板开度的数值，当发动机转 速或者油门踏板开度低于程序设定的较小值，则依据变速箱的输出转速换挡，并当变速箱 的输出转速低于该挡位的最低转速后执行降挡操作，并结束该模块；(6) .根据发动机转速，变速箱输出转速和当前挡位的传动比，或者根据发动机转速， 变矩器涡轮转速；计算当前变矩器的速比；当变矩器的速比位于程序设定的升挡线和降挡 线之间时，T2条件不满足，对于起始挡位，速比位于升挡线和降挡线之间持续T3时间后， 则T3条件满足；当速比高于升挡线或者低于降挡线T2时间，则可以升挡或降挡，即T2 条件满足；如果距离上一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液力机械传动工程机械自动换挡变速装置，它包括有电液换挡变速装置和电控发动机，其特征是：它还包括有微电脑控制器、电控发动机控制器、变速箱输出转速传感器、换挡手柄开关、换挡模式选择开关、自动模式方向开关和制动压力开关；电控发动机控制器将发动机转速和油门踏板开度信息，通过微电脑控制器的通讯端口输入到微电脑控制器；变速箱输出转速传感器、换挡手柄、换挡模式选择开关、制动压力开关和自动模式方向开关将其信号输入到微电脑控制器的输入端口，微电脑控制器则将控制信号通过其输出端口输入到电液换挡变速装置中的变速箱控制模块上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李莺莺，邵善锋，李学忠，孟广良，吴国祥，崔国敏，王瑞霞，
申请(专利权)人：天津工程机械研究院，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]