一种起重机用电控气动换挡控制方法与流程

本发明涉及一种换档控制方法，属工程机械控制领域，具体是一种起重机用电控气动换挡控制方法。

背景技术：

现有机械变速器的换挡装置以及换挡过程可描述成如下：从变速杆往后到选档换挡轴之间的一些列支架、销轴、拉杆、摇臂统一称为外部辅助装置，从选档换挡轴往后的机构统一称为内部辅助装置，变速杆与外部辅助装置之间用软轴连接。行车时，驾驶员拨动变速杆，变速杆拉动软轴，经过外部辅助机构，最后拉动选档、换挡轴，选档、换挡轴带动拨叉轴往返运动，实现变速箱换挡。

当变速器的布置离驾驶员座位较远时，需要在变速杆与拨叉轴之间加装一套传动机构或辅助杠杆，实现对变速器的远距离操纵。而起重机用变速器主体一般安装在驾驶后的车架中，变速杆则安装在驾驶室里面，因为特殊机械的原因，变速杆到选档、换挡轴之间的距离在5~6米之间导致变速器至换档杆之间的结构更为复杂，且操作人员换档比较吃力。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种起重机用电控气动换挡控制方法，可通过气缸助推换挡，实现机械变速箱的半自动控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种起重机用电控气动换挡控制方法，其步骤如下：

A、车辆启动，控制系统上电，系统初始化；

B、检测变速箱位置：

若为空档则进入下一步；若不在空档且气压正常，则控制系统自动进行切入空档操作；若不在空档且气压过低，则发出警告，提示驾驶员；

C、读取换档操作：

驾驶员换档时拨动变速杆，通过安装在变速杆上的电位计，控制系统读取驾驶员换档操作；

D、执行换档操作；

控制系统处理电位计反馈的信号后，发送换档信号至选档、换挡气缸，选档、换挡气缸带动换档轴动作，执行换档操作；

E、换档成功检测：

选档、换挡气缸执行操作后，选档、换挡气缸检测开关将换档操作信号反馈至控制系统，若检测未发生错误，则进入步骤C；若检测未发生错误，则系统自动切入空档，并反馈故障代码，进入步骤C。

进一步，步骤C中驾驶员拨动变速杆时，由于电位计产生信号变化，控制系统控制气路产生换档阻尼，可有效使驾驶员感受换档过程，提高换档正确率。

进一步，步骤E中检测的错误信息包括：目标档位与实际档位不一致以及换档不到位。

本发明的有益效果是：通过控制选档、换挡气缸来代替软轴及其外部辅助装置的功能，气缸直接作用在选档与换挡轴上，避免了以上机构长距离传递产生形变造成的换挡困难问题。控制策略结合气缸的动作过程，加入了手感反馈，使驾驶员感受到换挡操作的一致性。另外，保证车辆每次起动之前变速箱都在空挡上，避免在档起动引起的车辆前冲的危险动作。同时，控制系统监控整个换挡过程，系统故障以及报警第一时间提醒驾驶员进行检查等工作。

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种起重机用电控气动换挡控制方法，其步骤如下：

A、车辆启动，控制系统上电，系统初始化；

B、检测变速箱位置：

若为空档则进入下一步；若不在空档且气压正常，则控制系统自动进行切入空档操作；若不在空档且气压过低，则发出警告，提示驾驶员；

C、读取换档操作：

驾驶员换档时拨动变速杆，通过安装在变速杆上的电位计，控制系统读取驾驶员换档操作；

D、执行换档操作；

控制系统处理电位计反馈的信号后，发送换档信号至选档、换挡气缸，选档、换挡气缸带动换档轴动作，执行换档操作；

E、换档成功检测：

选档、换挡气缸执行操作后，选档、换挡气缸检测开关将换档操作信号反馈至控制系统，若检测未发生错误，则进入步骤C；若检测未发生错误，则系统自动切入空档，并反馈故障代码，进入步骤C。

进一步，步骤C中驾驶员拨动变速杆时，由于电位计产生信号变化，控制系统控制气路产生换档阻尼，可有效使驾驶员感受换档过程，提高换档正确率。

进一步，步骤E中检测的错误信息包括：目标档位与实际档位不一致以及换档不到位。

控制过程为：1）车辆每次上电系统上始化后，若控制系统检测到变速箱不在空挡，在系统气压正常的条件下，控制系统自行执行摘空挡操作，保证车辆在起动之前为空挡。若系统气压低不足以执行摘空挡操作时，控制系统会发出警告，提醒驾驶员谨慎操作。

2）车辆起动后，控制系统开始读取驾驶员的换挡操作意图，驾驶员通过变速杆输入目标档位，变速杆的水平与垂直位置都安装电位计，变速杆的位置变化通过电位计电压变化体现，控制系统根据电位计电压变化确定目标档位后，给选档、换挡气缸下达具体的动作指令。气缸带动选档换挡轴动作，气缸到达指定位置即表面换挡完成。气缸动作后，控制系统检测气缸位置检测开关信号，当检测开关信号正确时，表面变速箱已经进入了驾驶员操作的目标档位。

3）若系统换挡过程中没有错误，在一次换挡结束后，等待驾驶员的下一次换挡请求，若系统发现目标档位与实际档位不一致，或出现换挡不到位的情况后，系统自行摘空挡，驾驶员可将变速杆回到中位使控制系统复位。当换挡过程出现错误时，系统会给出故障代码，故障代码指明换挡过程哪一步出现错误，方便整个检修过程。

4）换挡的手感反馈控制。由以上描述可知，变速杆的操纵引起的是电位计的变化，从变速杆到选档、换挡轴不在是力的传递过程，这样容易使驾驶员怀疑变速箱是否换到了请求的目标档位，此时需要在变速杆上给驾驶员一个力的反馈。简要描述如下，驾驶员在操纵变速杆进行档位请求时，在变速杆位置变化过程中，控制系统即控制气路发出一个合适的阻力，同时进行换挡动作，当实际档位与目标档位一致时，阻力消失，给驾驶员的感受与物理连接换挡一样，有很好的力的反馈。

综上所述，本发明效果明显，方便使用，通过控制选档、换挡气缸来代替软轴及其外部辅助装置的功能，气缸直接作用在选档与换挡轴上，避免了以上机构长距离传递产生形变造成的换挡困难问题。控制策略结合气缸的动作过程，加入了手感反馈，使驾驶员感受到换挡操作的一致性。另外，保证车辆每次起动之前变速箱都在空挡上，避免在档起动引起的车辆前冲的危险动作。同时，控制系统监控整个换挡过程，系统故障以及报警第一时间提醒驾驶员进行检查等工作。