專利名稱：液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械及其換擋控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械及其換擋控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
工程機(jī)械的動力傳遞方式通常包括液壓傳動、機(jī)械傳動和液壓-機(jī)械傳動。其中， 液壓-機(jī)械傳動控制系統(tǒng)為重型工程機(jī)械常用的傳動方式，其動力傳遞路線通常為發(fā)動機(jī)-液壓泵-驅(qū)動馬達(dá)-變速橋-驅(qū)動輪?，F(xiàn)有液壓-機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的重型工程機(jī)械在執(zhí)行換擋操作時，通常采用傳統(tǒng)的換擋方法，即按照如下步驟進(jìn)行第一步，由駕駛員操作相關(guān)操縱裝置，發(fā)出換擋命令； 第二步，變速箱中連接于驅(qū)動馬達(dá)輸出端的驅(qū)動盤與當(dāng)前檔位對應(yīng)的第一從動盤脫開；第三步，上述驅(qū)動盤與目標(biāo)檔位對應(yīng)的第二從動盤嚙合，換擋操作完成。采用這種順序的操作方法能夠?qū)崿F(xiàn)高速檔位切換至低速檔位，或低速檔位切換至高速檔位，保證工程機(jī)械按照實際需要的速度行駛。在上述換擋過程中，無論是高速檔位切換至低速檔位，還是低速檔位切換至高速檔位，驅(qū)動盤在與第一從動盤脫開后到與第二從動盤完全嚙合的時間段內(nèi)，其轉(zhuǎn)速n0仍然等于第一從動盤的轉(zhuǎn)速nl，該轉(zhuǎn)速與第二從動盤轉(zhuǎn)速的n2相差較大，這樣轉(zhuǎn)速相差很大的兩個齒輪相互嚙合，會產(chǎn)生較大的沖擊力，導(dǎo)致?lián)Q擋過程不平順，這嚴(yán)重影響了換擋品質(zhì)以及工程機(jī)械的工程作業(yè)質(zhì)量。有鑒于此，亟待針對上述技術(shù)問題，對現(xiàn)有換擋控制系統(tǒng)和方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使得換擋過程中產(chǎn)生的沖擊力較小，增強(qiáng)換擋過程的穩(wěn)定性，從而提高換擋品質(zhì)和工程機(jī)械的作業(yè)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為提供一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，該方法使得工程機(jī)械的換擋過程產(chǎn)生較小的沖擊力，從而增強(qiáng)換擋過程的平穩(wěn)性， 提高換擋質(zhì)量和工程機(jī)械的作業(yè)質(zhì)量。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題為提供一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制系統(tǒng)，以及包括該換擋控制系統(tǒng)的液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，包括如下步驟1)發(fā)出換擋命令；2)將變速箱中連接于驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動盤和與當(dāng)前檔位對應(yīng)的第一從動盤脫開；3)獲取目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl ；4)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近；5)判斷所述驅(qū)動盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)速nO與所述第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl的差值的絕對值是否小于預(yù)定值，若是，將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤完全嚙合，完成換擋操作；若不是則繼續(xù)執(zhí)行步驟4)。優(yōu)選地，所述步驟4)在調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速 nl靠近的同時，將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤部分嚙合。優(yōu)選地，所述預(yù)定值的范圍為50r/min 150r/min。優(yōu)選地，所述預(yù)定值具體為lOOr/min。本發(fā)明提供一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，包括如下步驟首先，發(fā)出換擋命令；其次，將變速箱中連接于驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動盤和與當(dāng)前檔位對應(yīng)的第一從動盤脫開；然后，計算目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl ；最后，調(diào)節(jié)驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近，判斷驅(qū)動盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)速nO與第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl的差值的絕對值是否小于預(yù)定值，若是，將驅(qū)動盤和第二從動盤完全嚙合，完成換擋操作；若不是則繼續(xù)執(zhí)行步驟4)。采用這種方法，由高速檔位切換至低速檔位時，即驅(qū)動馬達(dá)調(diào)節(jié)速度前，與驅(qū)動馬達(dá)連接的驅(qū)動盤轉(zhuǎn)速nO大于與目標(biāo)檔位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl時，調(diào)節(jié)驅(qū)動盤轉(zhuǎn)速 nO使其不斷減小，直到nO-nl小于預(yù)定值，將驅(qū)動盤和第二從動盤嚙合，完成換擋；由低速檔位切換至高速檔位時，即驅(qū)動馬達(dá)調(diào)節(jié)速度前，轉(zhuǎn)速nO小于nl時，調(diào)節(jié)驅(qū)動盤轉(zhuǎn)速nO使其不斷增大，直到nl-nO小于預(yù)定值，將驅(qū)動盤和第二從動盤嚙合，完成換擋?？偠灾?，使得換擋過程中驅(qū)動盤與第二從動盤嚙合時，二者的轉(zhuǎn)速相差不多，兩個轉(zhuǎn)速相近的齒輪嚙合時產(chǎn)生的沖擊力較小。由此可見，相比傳統(tǒng)的換擋控制方法，本發(fā)明提供的換擋控制方法減少了換擋沖擊，增強(qiáng)了換擋過程的平穩(wěn)性，提高了換擋品質(zhì)和工程機(jī)械的作業(yè)質(zhì)量，并且增強(qiáng)了驅(qū)動盤和各個從動盤的使用壽命。本發(fā)明還提供一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制系統(tǒng)，包括信息獲取單元和控制單元，所述信息獲取單元用于獲取目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl ；所述控制單元用于調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl 靠近；并判斷所述驅(qū)動盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)速nO與所述第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl的差值的絕對值是否小于預(yù)定值，若是，將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤嚙合，完成換擋操作，若不是則繼續(xù)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，所述控制器在調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速 nl靠近的同時，將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤部分嚙合。優(yōu)選地，所述預(yù)定值的范圍為50r/min 150r/min。優(yōu)選地，所述預(yù)定值具體為lOOr/min。本發(fā)明還提供一種液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械，包括依次連接的發(fā)動機(jī)、液壓泵、 驅(qū)動馬達(dá)和變速箱；還包括如上所述的換擋控制系統(tǒng)。由于上述換擋控制方法具有上述技術(shù)效果，因此，與該換擋控制方法對應(yīng)的換擋控制系統(tǒng)也具有相同的技術(shù)效果，進(jìn)而包括該換擋系統(tǒng)的液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械也具有相應(yīng)的技術(shù)效果，在此不再贅述。


圖1為本發(fā)明所提供換擋控制方法的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供換擋控制方法的另一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所提供換擋控制系統(tǒng)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心為提供一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，該方法使得工程機(jī)械的換擋過程產(chǎn)生較小的沖擊力，從而增強(qiáng)換擋過程的平穩(wěn)性，提高換擋質(zhì)量和工程機(jī)械的作業(yè)質(zhì)量。本發(fā)明的另一核心為提供一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制系統(tǒng)及包括該換擋控制系統(tǒng)的液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供換擋控制方法的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法主要包括如下幾個步驟Sll:發(fā)出換擋命令；S12:將變速箱中連接于驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動盤和與當(dāng)前檔位對應(yīng)的第一從動盤脫開；S13 獲取目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl ；S14 調(diào)節(jié)驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近；S15 判斷驅(qū)動盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)速nO與第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl的差值的絕對值是否小于預(yù)定值，若是，將驅(qū)動盤和第二從動盤完全嚙合，完成換擋操作；若不是則繼續(xù)執(zhí)行步驟 S14。采用這種方法，由高速檔位切換至低速檔位時，即驅(qū)動馬達(dá)調(diào)節(jié)速度前，與驅(qū)動馬達(dá)連接的驅(qū)動盤轉(zhuǎn)速nO大于與目標(biāo)檔位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl時，調(diào)節(jié)驅(qū)動盤轉(zhuǎn)速 nO使其不斷減小，直到nO-nl小于預(yù)定值，將驅(qū)動盤和第二從動盤嚙合，完成換擋；由低速檔位切換至高速檔位時，即驅(qū)動馬達(dá)調(diào)節(jié)速度前，轉(zhuǎn)速nO小于nl時，調(diào)節(jié)驅(qū)動盤轉(zhuǎn)速nO使其不斷增大，直到nl-nO小于預(yù)定值，將驅(qū)動盤和第二從動盤嚙合，完成換擋。總而言之，使得換擋過程中驅(qū)動盤與第二從動盤嚙合時，二者的轉(zhuǎn)速相差不多，兩個轉(zhuǎn)速相近的齒輪嚙合時產(chǎn)生的沖擊力較小。由此可見，相比傳統(tǒng)的換擋控制方法，本發(fā)明提供的換擋控制方法減少了換擋沖擊，增強(qiáng)了換擋過程的平穩(wěn)性，提高了換擋品質(zhì)和工程機(jī)械的作業(yè)質(zhì)量，并且增強(qiáng)了驅(qū)動盤和各個從動盤的使用壽命。需要說明的是，上述具體實施方式
并未具體限定預(yù)定值的具體數(shù)值范圍，事實上， 只要調(diào)節(jié)驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速靠近，再將驅(qū)動盤和第二從動盤嚙合，減少換擋過程的沖擊力的換擋控制方法，均應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。還可以進(jìn)一步設(shè)置上述換擋控制方法的具體操作步驟。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供換擋控制方法的另一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。在另一種具體實施方式
中，如圖2所示，本發(fā)明所提供的換擋控制方法還可以包括如下步驟S21 發(fā)出換擋命令；S22:將變速箱中連接于驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動盤和與當(dāng)前檔位對應(yīng)的第一從動盤脫開；S23 獲取目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl ；S24 調(diào)節(jié)驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近；將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤部分嚙合；S25 判斷驅(qū)動盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)速nO與第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl的差值的絕對值是否小于預(yù)定值，若是，將驅(qū)動盤和第二從動盤完全嚙合，完成換擋操作；若不是則繼續(xù)執(zhí)行步驟 S24。采用這種方法，即一邊調(diào)節(jié)驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，一邊將驅(qū)動盤和第二從動盤部分嚙合，隨著驅(qū)動盤轉(zhuǎn)速nO與第二從動盤轉(zhuǎn)速nl逐漸接近，二者由齒頂嚙合逐漸向齒根嚙合，直到驅(qū)動盤的轉(zhuǎn)速nO與第二從動盤nl的轉(zhuǎn)速接近到預(yù)定范圍，驅(qū)動盤和第二從動盤完全嚙合。這種方法不僅具有減小換擋沖擊力的技術(shù)效果，還具有節(jié)省時間，提高換擋效率的優(yōu)點(diǎn)。還可以進(jìn)一步設(shè)置上述預(yù)定值的具體數(shù)值范圍。進(jìn)一步的方案中，上述換擋控制方法中的預(yù)定值的范圍為50r/min 150r/min， 具體地，該預(yù)定值可以為lOOr/min。經(jīng)多次試驗證明，選取該數(shù)值范圍既能保證換擋過程時間較小，又能保證換擋沖擊在設(shè)計允許的范圍內(nèi)；如果大于這個范圍，則換擋沖擊較大，如果小于這個值，則換擋時間較長，換擋效率較低。請參考圖3，圖3為本發(fā)明所提供換擋控制系統(tǒng)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本發(fā)明還提供本發(fā)明還提供一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制系統(tǒng)，包括信息獲取單元和控制單元，信息獲取單元用于在換擋命令發(fā)出且變速箱中驅(qū)動盤和與當(dāng)前檔位對應(yīng)的第一從動盤脫開后，獲取目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl ；控制單元用于調(diào)節(jié)驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近；并判斷驅(qū)動盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)速nO與第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl的差值的絕對值是否小于預(yù)定值，若是，將驅(qū)動盤和第二從動盤嚙合，完成換擋操作，若不是則繼續(xù)調(diào)節(jié)驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速。具體的方案中，控制器在調(diào)節(jié)驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl 靠近的同時，將驅(qū)動盤和第二從動盤部分嚙合。進(jìn)一步地，預(yù)定值的范圍為50r/min 150r/min。具體地，預(yù)定值可以具體為 100r/mino本發(fā)明還提供一種液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械，包括依次連接的發(fā)動機(jī)、液壓泵、 驅(qū)動馬達(dá)和變速箱；還包括如上所述的換擋控制系統(tǒng)。由于上述換擋控制方法具有上述技術(shù)效果，因此，與該換擋控制方法對應(yīng)的換擋控制系統(tǒng)也具有相同的技術(shù)效果，進(jìn)而包括該換擋系統(tǒng)的液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械也具有相應(yīng)的技術(shù)效果，在此不再贅述。
以上對本發(fā)明所提供的一種液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械及其換擋控制系統(tǒng)和方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，其特征在于，包括如下步驟1)發(fā)出換擋命令；2)將變速箱中連接于驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動盤和與當(dāng)前檔位對應(yīng)的第一從動盤脫開；3)獲取與目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl；4)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速，使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近；5)判斷所述驅(qū)動盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)速nO與所述第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl的差值的絕對值是否小于預(yù)定值，若是，將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤完全嚙合，完成換擋操作；若不是則繼續(xù)執(zhí)行步驟4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，其特征在于，所述步驟4)在調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近的同時， 將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤部分嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，其特征在于，所述預(yù)定值的范圍為50r/min 150r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，其特征在于，所述預(yù)定值具體為lOOr/min。
5.一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制系統(tǒng)，其特征在于，包括信息獲取單元和控制單元，所述信息獲取單元用于獲取與目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl ；所述控制單元用于調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近； 并判斷所述驅(qū)動盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)速nO與所述第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl的差值的絕對值是否小于預(yù)定值，若是，將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤嚙合，完成換擋操作，若不是則繼續(xù)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器在調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速nl靠近的同時，將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤部分嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定值的范圍為50r/min 150r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定值具體為lOOr/min。
9.一種液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械，包括依次連接的發(fā)動機(jī)、液壓泵、驅(qū)動馬達(dá)和變速箱；其特征在于，還包括如權(quán)利要求5-8任一項所述的換擋控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械的換擋控制方法，包括如下步驟首先發(fā)出換擋命令；其次將變速箱中連接于驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動盤和與當(dāng)前檔位對應(yīng)的第一從動盤脫開；然后計算目標(biāo)擋位對應(yīng)的第二從動盤的轉(zhuǎn)速n1；最后調(diào)節(jié)所述驅(qū)動馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速使其向第二從動盤的轉(zhuǎn)速n1靠近，當(dāng)驅(qū)動盤的轉(zhuǎn)速n0與第二從動盤的轉(zhuǎn)速n1的差值的絕對值小于預(yù)定值時，將所述驅(qū)動盤和所述第二從動盤完全嚙合，完成換擋操作。這樣減少了換擋沖擊，增強(qiáng)了換擋過程的平穩(wěn)性和換擋品質(zhì)，增強(qiáng)了驅(qū)動盤和從動盤的使用壽命。本發(fā)明還公開了與上述換擋控制方法對應(yīng)的換擋控制系統(tǒng)，及包括該換擋系統(tǒng)的液壓-機(jī)械傳動的工程機(jī)械，有相應(yīng)效果。
文檔編號F16H59/46GK102338215SQ20111024228
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者林濤, 肖峰, 謝金龍 申請人:三一重工股份有限公司