专利名称：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
技术领域：
本发明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。 发明内容本发明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。本发明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。本发明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。本发明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。 本发明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；如果距离上一次降挡或升挡有T1时间则可以升挡或降挡，则T1条件满足；T 1 、 T2 、 T3三个时间条件同时满足则可以执行升挡或降挡操作；T l取500ms到3s之 间的时间常量，T2 、 T3取50ms到500ms之间的时间常量；(7) .模块计算的输出挡位高于该模式的最高挡位时，模块的输出为该模式的最高挡位；模块计算的输出挡位低于该模式的最低挡位时，模块的输出为该模式的最低挡位；模块计算的输出挡位位于该模式的挡位范围之间时，模块输出该计算挡位，并结束该模块。 所述的换挡品质调整模块的控制方法为自动模式下换挡条件满足后，根据当前的车速计算能够平稳换挡的发动机转速，发送 换挡信号后，在变速箱的换挡延迟期间内，向电控发动机控制器发送转速控制信号，使发 动机的转速降低直至达到计算的转速；换挡操作完成后，结束对发动^^转速的控制。所述的制动动力切断模块的控制方法为首先判断制动动力切断开关是否为开，如为不开则结束该模块； 如果为开，则制动前为前进l、 2挡，或后退l、 2挡时，制动期间为空挡。 本发明具有的优点和积极效果是1.由于采用了两种换挡规律相结合，兼顾了经济性、动力性和实用性，达到了节能 的目的。2. 自动换挡的应用使工程机械工作时能够自动降为1挡，提高了工作效率，节约了 时间，降低了司机的换挡劳动强度，提高了安全性。3. 增加了启车保护功能，起到了保护启动电机、防止工程机械挂挡启车的作用，提 高了安全性。4. 工程机械改变方向过程增加了速度限制，起到了保护变速器的作用。5. 实现了平稳快速的自动换挡。6. 采用不同的换挡模式，可以适应不同的工况。
图1是本发明在装载机上应用的智能控制装置框图； 图2是本发明的换挡模式选择模块流程图； 图3是本发明的方向模块流程图； 图4是本发明的启动模块流程图； 图5是本发明的自动换挡模块流程图； 图6是本发明的自动换挡装置主流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下带有电控发动机的电液换挡 变速装置的实施例，并配合附图详细说明如下-如图1所示，该装置包括有电液换挡变速装置、微电脑控制器、电控发动机控制器、 变速箱输出转速传感器、变矩器涡轮转速传感器(也可用变速箱各挡位的传动比，通过变 速箱输出转速计算获得变矩器涡轮转速，从而省略该传感器)、换挡手柄开关、换挡模式 选择开关、自动模式方向开关、制动压力开关、启动继电器、制动动力切断开关。电控发 动机控制器和微电脑控制器进行通讯，既微电脑控制器从电控发动机控制器中获得发动机 转速，油门踏板开度的信号，微电脑控制器向电控发动机控制器发送发动机转速控制信号。 变速箱输出转速传感器、变矩器涡轮转速传感器、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、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启动继电器和电液换挡变速装置中的变速箱控制 模块上。还有包含参数标定、启动限制、换挡模式选择、根据换挡规律自动换挡、换挡品质控 制、制动期间动力切断控制、总线通讯等功能的微电脑控制器软件；以及包含监测参数显 示、故障报警、图文显示软件等。电液换挡变速箱有四个前进挡位，三个后退挡位。换挡模式有三种，手动模式(M)， 自动l模式(L)和自动2模式(H)。手动模式时挡位由手柄开关决定；自动L模式根据自动换挡规律在1~2挡之间换挡，主要应用于装载机短距离的装载操作；自动H模式在高速状态1 4挡之间换挡，主要应用于装载机的远程行走和长距离的装载操作。对不同 型式的电液换挡变速箱同样适用，只不过调整挡位数而已。装载机在手动模式和自动模式下的方向由不同的开关决定。手动模式的方向由手柄开 关决定，自动模式的方向由另外自动模式方向开关决定。在装载机制动时有动力切断选择功能。正常装载操作，如果当前处于1、 2挡，制动 时动力切断可以使加在制动闸上的负荷减轻，减小磨损和冲击，提高整机寿命；装载机上 坡时，制动期间动力切断有可能引起车辆的下滑，因此装载机上坡时制动以不切断动力为 宜；制动时动力切断功能的有无由动力切断开关决定。自动换挡模式下，采用两种换挡规律相结合进行换挡控制的方法，装载机加速行走和 铲掘作业时采用以油门开度、发动机转速和变矩器涡轮转速(变速箱有挡位时，变矩器涡 轮转速也可以通过变速箱输出转速和变速箱各挡位的传动比计算获得)作为控制参数的节 能型换挡规律，通过换挡保持液力变矩器处于高效区，达到节约能源的目的。装载机收油 滑行时，采用根据车速进行降挡判断的换挡规律，避免换挡时引起的不必要的升挡现象。 发动机转速和油门踏板开度共同作为两种换挡规律转换的判别条件。在自动换挡模式下，微电脑控制器通过调节发动机转速来提高变速箱的换挡品质。换 挡条件满足后，根据当前的车速计算能够平稳换挡的发动机转速，发送换挡信号后，微电 脑控制器与电控发动机控制器进行通讯，向电控发动机控制器发送目标发动机转速，在变 速箱的换挡延迟时间内使得发动机的转速满足条件。换挡操作完成后，不再对发动机转速 进行控制。该装载机共有三种换挡模式(1) . 手动模式(M)，此时的挡位由手柄开关决定；(2) . 自动l模式(L)，根据自动换挡规律在1 2挡之间换挡，主要应用于装载机 短距离的装载操作；(3) . 自动2模式(H);在高速状态1 4挡之间换挡，主要应用于装载机的远程行 走工况和长距离的装载操作。如图2所示，自动换挡控制装置软件的主流程如下第一步在微电脑控制器通电后，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，并与电控发动机控制器进行通讯，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，判定车辆行走的方向。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。其中第6步中的换挡模式为自动时，自动1模式和自动2模式的判断流程相同，只是 最高挡位、最低挡位和起始挡位对于不同的模式取不同的值。 如图3所示，换挡模式选择模块的流程如下-(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300ms去抖延迟时间后再重新读取换挡模式选择开关的值。(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200rpm， 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)。装载机行驶方向的选择由两个开关控制，手动模式时，方向由集成的手柄开关决定； 自动模式时的方向由自动模式方向开关决定。车辆行驶方向改变时，程序首先监测到方向 开关信号的变化，通过一定时间的去抖延时后，读取当前方向开关的指示值，如果开关的 指示与当前车辆的行驶方向相反则需要进行速度限制的判断。如图4所示，方向模块的流程如下(1) .微电脑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) .如果当前变速箱的输出转速低于阈值200rpm，则跳转到步骤(5)，否则变速 箱为空挡，并且与电控发动机控制器通讯，控制发动机转速至怠速转速，并重复执行该步 骤。(5) .等待300ms去抖延迟时间后，返回步骤(2)。 本发明具有启动保护功能，硬件部分增加启动继电器，起到保护启动电机的作用。 如图5所示，启动模块的流程如下(1) .微电脑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)。本发明自动模式下采用的换挡方案加速行走和铲装作业时采用以油门开度、发动机 转速和变矩器涡轮转速作为控制参数的节能型换挡规律。当驾驶员收油门减速的时候，依 据节能型换挡规律会引起不必要的升挡现象，因而采用根据车速进行降挡判断的换挡规 律。发动机转速和油门踏板开度共同作为两种换挡规律转换的判别条件，当发动机转速低 于某预定值或者油门踏板的开度低于某预定值则由节能换挡规律变为以车速为依据的换 挡规律。如图6所示，自动换挡模块的流程如下(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) .微电脑控制器通过与电控发动机控制器通讯获得发动机转速和油门踏板开度的 数值。当测量得到的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，变矩器涡轮转速(或者根据变速箱输出转速和当前挡位的传 动比)，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时间则T3条件满 足；当速比高于升挡线或者低于降挡线T 2时间，则可以升挡或降挡，即T2条件满足； 如果距离上一次降挡或升挡有T1时间则可以升挡或降挡，即T1条件满足；Tl 、 T2 、 T3三个时间条件同时满足则可以执行升挡或降挡操作；T 1取3s的时间常量，T 2 、 T3 取300ms的时间常量；(7) .模块计算的输出挡位高于该模式的最高挡位时，模块的输出为该模式的最高挡 位；模块计算的输出挡位低于该模式的最低挡位时，模块的输出为该模式的最低挡位；模 块计算的输出挡位位于该模式的挡位范围之间时，模块输出该计算挡位，并结束该模块。本发明在自动模式下的换挡时刻可以进行换挡品质的调整，调整的方法是微电脑控制 器通过调节发动机转速来提高变速箱的换挡品质。换挡条件满足后，根据当前的车速计算 能够平稳换挡的发动机转速，发送换挡信号后，微电脑控制器与电控发动机控制器进行通 讯，向电控发动机控制器发送目标发动机转速，在变速箱的换挡延迟时间内使得发动机的 转速满足条件。换挡操作完成后，不再对发动机转速进行控制。
权利要求
1.一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。
2. 根据权利要求l所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置，其特征是它 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。
3. 根据权利要求1或2所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置，其特征是 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。
4. 根据权利要求1或2所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置，其特征是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。
5. —种液力机械传动工程机械自动换挡变速装置的控制方法，其特征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。
6. 根据权利要求5所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置的控制方法，其 特征是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)。
7. 根据权利要求5所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置的控制方法，其 特征是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。
8. 根据权利要求5所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置的控制方法，其 特征是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)。
9. 根据权利要求5所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置的控制方法，其 特征是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；如果距离上一次降挡或升挡有T 1时间则可以升挡或降挡，则T1条件 满足；Tl 、 T2 、 T3三个时间条件同时满足则可以执行升挡或降挡操作；Tl取500ms到3s之间的时间常量，T2 、 T3取50ms到500ms之间的时间常量；(7).模块计算的输出挡位高于该模式的最高挡位时，模块的输出为该模式的最高挡 位；模块计算的输出挡位低于该模式的最低挡位时，模块的输出为该模式的最低挡位； 模块计算的输出挡位位于该模式的挡位范围之间时，模块输出该计算挡位，并结束该模 块。
10. 根据权利要求5所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置的控制方法， 其特征是所述的换挡品质调整模块的控制方法为自动模式下换挡条件满足后，根据当前的车速计算能够平稳换挡的发动机转速，发 送换挡信号后，在变速箱的换挡延迟期间内，向电控发动机控制器发送转速控制信号， 使发动机的转速降低直至达到计算的转速；换挡操作完成后，结束对发动机转速的控制。
11. 根据权利要求5所述的液力机械传动工程机械自动换挡变速装置的控制方法， 其特征是所述的制动动力切断模块的控制方法为首先判断制动动力切断开关是否为开，如为不开则结束该模块； 如果为开，则制动前为前进l、 2挡，或后退l、 2挡时，制动期间为空挡。
全文摘要
本发明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。
文档编号F16H61/00GK101216101SQ20071006054
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者吴国祥, 孟广良, 崔国敏, 李学忠, 李莺莺, 王瑞霞, 邵善锋 申请人:天津工程机械研究院