工程机械的变速器切断控制装置及方法与流程

文档序号:11174229阅读:1133来源:国知局
工程机械的变速器切断控制装置及方法与流程

本发明涉及工程机械的变速器切断控制装置及方法。尤其涉及一种用于控制工程机械的变速器切断动作的变速器切断控制装置及利用其的变速器切断控制方法。



背景技术:

轮式装载机等工程机械可通过同时使用运行装置和工作装置执行期望的工作。这种工程机械可具备基于制动踏板操作和引擎等的输出自动将变速器转换成中立状态并维持的变速器切断功能。尤其,当在运行状态下要使前端工作装置快速动作时,会踩加速踏板(acceleratorpedal),而在连结有运行动力的状态下,运行速度无意中会变快,为了减慢所驾驶的车辆的速度,会同时踩制动踏板。此时,可以通过执行变速器切断动作,切断运行动力,提高工作的效率。

然而,当在坡地或向自动倾卸车进行装车操作时,如果踩制动踏板,会非所愿地发生运行动力被断开,引发变速冲击和运行延迟现象,从而给驾驶员带来不得重复离合器切断开关的开/关动作的不适。



技术实现要素:

技术问题

本发明的一课题在于提供一种可以在最佳时点形成变速器的中立转换的工程机械的变速器切断控制装置。

本发明的另一课题在于提供利用上述变速器切断控制装置能够控制工程机械的变速器切断动作的方法。

技术方案

为达成上述本发明一课题,根据一些示例性实施例的工程机械的变速器切断控制装置包括:制动压力检测部,用于检测制动压力;动臂位置检测部,用于检测动臂的位置;车速检测部,用于检测车辆速度;车辆控制装置,用于接收所述制动压力、所述动臂上升位置以及所述车辆速度,并基于所述接收的值输出用于执行变速器切断动作的切断控制信号;以及变速器控制装置,能够操作地连结于所述车辆控制装置,根据所述切断控制信号控制变速器切断动作。

在一些示例性实施例中,可选地,所述车辆控制装置在所述制动压力为基准压力以上、所述动臂上升位置为设定位置以下以及所述车辆速度为设定速度以上时输出所述切断控制信号,以执行所述变速器切断动作。

在一些示例性实施例中,可选地,所述制动压力的基准压力为5bar,所述动臂上升位置的设定位置为整体高度的40%的高度,所述车辆速度的设定速度为8km/h。

在一些示例性实施例中,可选地,所述变速器切断控制装置还包括:制动基准压力设定开关,用于设定所述制动压力的基准压力。

在一些示例性实施例中,可选地,由所述制动基准压力设定开关将所述基准压力设定在15bar至5bar之间。

在一些示例性实施例中,可选地,所述车辆控制装置控制成在所述接收的制动压力为解除基准压力以下时停止所述变速器切断操作。

在一些示例性实施例中,可选地,所述解除基准压力为3bar。

为达成所述本发明的另一课题,根据一些示例性实施例的工程机械的变速器切断控制方法,获得对制动压力、动臂的位置和车辆速度的信息。基于所述获得的信息决定变速器切断的操作时点。可以控制成,在所述操作时点执行变速器切断。

在一些示例性实施例中,可选地,决定所述变速器切断的操作时点时,以在所述制动压力为基准压力以上、所述动臂上升位置为设定位置以下以及所述车辆速度为设定速度以上时执行所述变速器切断的方式决定所述操作时点。

在一些示例性实施例中,可选地,所述制动压力的基准压力为5bar,所述动臂上升位置的设定位置为整体高度的40%的高度,所述车辆速度的设定速度为8km/h。

在一些示例性实施例中,可选地,所述变速器切断控制方法包括设定所述制动压力的基准压力的步骤。

在一些示例性实施例中,可选地,设定所述制动压力的基准压力时,将所述基准压力设定在15bar至5bar之间。

在一些示例性实施例中,可选地,所述变速器切断控制方法还包括以在所述接收的制动压力为解除基准压力以下时停止所述变速器切断操作的方式进行控制的步骤。

在一些示例性实施例中,可选地,所述解除基准压力为3bar。

发明的效果

根据一些示例性实施例,通过在变速器切断进入条件中降低现有制动基准压力,追加动臂位置条件和车辆的速度条件,防止非所愿时点上的动力切断控制,与现有的相比,可以使动力切断的效果最大化,减少因制动产生的车轴发热量。

以此,大大减少制动使用量,减少轴油的发热量,切断计程仪的动力,从而减少引擎能量损失,改善燃料效率。

然而,本发明的效果并不限于上面所涉及的效果,在不脱离本发明的原理和范围的前提下可以对其进行多种扩展。

附图说明

图1是示出根据一些示例性实施例的轮式装载机的侧面图。

图2是示出图1的变速器切断控制装置的框图。

图3是示出根据图1的动臂的旋转角度的动臂上升位置的侧面图。

图4是一些示出由图2的变速器切断控制装置决定的变速器切断动作区间的图表。

图5是示出根据一些示例性实施例的工程机械的变速器切断控制方法的流程图。

符号说明

10-轮式装载机,12-前方车体,14-后方车体,20-动臂,22-动臂缸,24-动臂角度传感器,30-铲斗,32-铲斗缸,34-摇臂,36-铲斗角度传感器,40-驾驶室,50-引擎舱,60-变速器,70-前方轮,72-后方轮,100-变速器切断控制装置,102-离合器切断选择开关,104-制动压力设定开关,110-制动压力检测部,120-动臂位置检测部,130-车速检测部,200-车辆控制装置,300-变速器控制装置。

具体实施方式

对于正文未公开的本发明的一些实施例,特定的结构性以及功能性的说明仅是为说明本发明的实施例而做出的示例性描述,本发明的一些实施例可以以多种方式实施,并不能解释为局限于正文所说明的一些实施例。

本发明可以追加多种变更,可以具有多种方式,一些特定实施例将图示于附图,并在正文具体说明。可以理解的是,这并非为了将本发明限定于特定的公开方式,而是包括本发明的原理和技术范围所包括的所有变更、等价物以及替代物。

“第一”、“第二”等术语可以用于说明多种构成要素,但所述构成要素并不限于所述术语。所述术语可以用于区分一个构成要素和其他构成要素。例如,在不脱离本发明的权利范围的前提下,“第一构成要素”可以被命名为“第二构成要素”,类似地,“第二构成要素”也可以被命名为“第一构成要素”。

当提及某种构成要素“连结”或“连接”于其他构成要素时,应解释为可以是直接连结于所述其他构成要素,或虽然与所述其他构成要素连接,但中间也有可能存在其他构成要素。相反,当提及某种构成要素“直接连结”或“直接连接”于其他构成要素时,应解释为中间不存在其他构成要素。用于说明构成要素之间的关系的其他表达方式,即“在……之间”、“正在……之间”或“与……相邻”、“与……直接相邻”等应同样解释。

在本申请中使用的术语仅用于说明特定的实施例,并不能解释为限定本发明。除非上下文中有明确的不同定义,单数的表达方式包括复数的表达方式。在本申请中,“包括”或“具有”等术语应解释为用于指定所设置特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些的组合的存在,而并非提前排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些的组合的存在或可追加性。

除非有其他定义,诸如技术术语或科技术语,此处所使用的所有术语应理解为与本发明所属技术领域的一般的技术人员所理解的一般的含义。通常,例如在词典中已定义的术语,应解释为与相关技术的上下文中所意指的含义相同的义项,除非本申请中有明确定义,不能解释为诡异的或夸张的含义。

下面,参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。对于附图中相同的构成要素,使用相同的附图标记,而对相同的构成要素,不再赘述对其的重复说明。

图1是示出根据一些示例性实施例的轮式装载机的侧面图。图2是示出图1的变速器切断控制装置的框图。图3是示出根据图1的动臂的旋转角度的动臂上升位置的侧面图。图4是一些示出由图2的变速器切断控制装置决定的变速器切断动作区间的图表。在图1中,尽管图示了轮式装载机10,但不能因此限定根据一些示例性实施例的变速器控制装置仅用于轮式装载机,而是还可以应用于叉车等工业用车辆。下面,为便于说明,仅对轮式装载机10进行描述。

参照图1至图4便知,轮式装载机10可包括:可相互旋转地连结的前方车体12和后方车体14。前方车体12可以包括:工作装置和前方轮70。后方车体14可以包括:驾驶室40、引擎舱50以及后方轮72。

所述工作装置可以包括:动臂20和铲斗30。动臂20可以可自由旋转地贴附于前方车体12,铲斗30可以可自由旋转地贴附于动臂20的一端部。动臂20通过一对动臂缸22连结于前方车体12,动臂20可通过动臂缸22的驱动在上下方向上旋转。摇臂34可自由旋转地贴附于臂20的中心部,摇臂34的一端部与前方车体12通过一对铲斗缸32连结,通过倾斜杆连结于摇臂34的另一端部的铲斗30可通过铲斗缸32的驱动在上下方向上旋转(倾卸或堆积)。

此外,前方车体12与后方车体14通过中心销16可相互旋转地连结,前方车体12通过操纵缸(未图示)的伸缩可相对于后方车体14左右弯曲。

后方车体14可安装用于运行轮式装载机10的运行装置。引擎可以配置于引擎舱50内,并向所述运行装置提供功率输出。所述运行装置可以包括变矩器、变速器60、螺旋轴以及车轴等。所述引擎的功率输出通过所述变矩器、变速器60、所述螺旋轴以及所述车轴等传达至前方轮70和后方轮72,以运行轮式装载机10。

变速器60可以包括在第一速至第四速之间对速度档位进行变速的液压离合器,所述变矩器的输出轴的旋转可通过变速器60变速。变速器60可以包括前进用液压离合器、倒车用液压离合器以及第一速至第四速用液压离合器。每一个所述液压离合器可通过由变速器控制装置(tcu,transmissioncontrolunit)300提供的液压油(离合器液压)结合或解脱。换言之,当提供至所述液压离合器的离合器液压上升时,所述液压离合器可以结合,当所述离合器液压减少时,所述液压离合器可以解脱。

当驾驶员在进行工作物搬运工作时要倾卸装载物时,为快速提升动臂踩加速踏板后,又为了减慢车速而同时踩制动踏板,则轮式装载机10可以执行切断运行动力的变速器切断(transmissioncutoff)动作。此时,车辆控制装置(vcu,vehiclecontrolunit)200向变速器控制装置300输出用于执行变速器切断动作的控制信号,变速器控制装置300切断对所述前进倒车用液压离合器的液压油的提供,以使变速器转换为中立状态。下面,对可控制所述变速器切断动作的变速器切断控制装置进行说明。

如图2所示,工程机械的变速器切断控制装置100可以包括:制动压力检测部110、动臂位置检测部120、车速检测部130、车辆控制装置200以及变速器控制装置(ecu)。此外,变速器切断控制装置100还可以包括离合器切断选择开关102。驾驶员可以使离合器切断选择开关102成on状态,以执行变速器切断动作,从而提高工作效率和燃料效率。

制动压力检测部110可以检测对制动压力的信息。制动压力检测部110可以包括:用于检测制动压力的制动压力传感器或检测制动踏板的操作量的制动踏板检测传感器。若是所述制动踏板检测传感器,则可以检测所述制动踏板的操作量,并提供对基于此所计算的制动压力的信息。

动臂位置检测部120可检测动臂20的位置,即可以检测对始于地面的动臂的高度的信息。动臂位置检测部120可以包括用于检测动臂20的位置的动臂角度传感器24或位移传感器。动臂角度传感器24可以检测动臂20的旋转角度,并基于此提供对动臂上升高度的信息。

如图3所示,动臂20的旋转角度可以是动臂20的最低位置(0%)上的延长线l与动臂20的延长线之间的角度。动臂20的最高位置(maxboomheight)上的动臂20的旋转角度为θmax.height,动臂上升位置为最高高度(100%)。动臂20的最远水平距离位置(maximumhorizontalreach)上的动臂20的旋转角度为θmax.reach,动臂上升位置为中间高度(约40%)。

车速检测部130可以检测车辆的速度信息。车速检测部130可以包括:检测变速器60的输出轴的旋转速度,即检测车辆速度的车速检测传感器。

车辆控制装置200接收对所述制动压力、所述动臂上升位置以及所述车辆速度的信息,并基于所述接收的信息输出用于执行变速器切断动作的切断控制信号。

具体而言,车辆控制装置200可以决定变速器切断动作的进入时点。在通过离合器切断选择开关102使变速器切断功能变为启用(enable)状态下,当输入的信号符合进入(engagement)基准,则车辆控制装置200可以决定用于执行变速器切断动作的进入时点。具体而言,可以控制成在所述制动压力为基准压力以上、所述动臂上升位置为设定位置以下以及所述车辆速度为设定速度以上时进入所述变速器切断动作。

例如,所述进入模式基准是所述制动压力为基准压力(5bar)以上、所述动臂上升位置为整体高度的40%以下、所述车辆速度为设定速度(1档最高速度,例如,8km/h)以上的情况,当输入的信号符合所述进入模式基准时,车辆控制装置200可以输出用于执行变速器切断动作的切断控制信号。车辆控制装置200可以使用如下表1的动力切断控制算法控制离合器切断动作。

[表1]变速器控制算法

表1中,条件1可以是轮式装载机在高速运行过程中动臂处于低的位置时踩制动的情况,条件2可以是轮式装载机在低速运行的过程中,进行挖掘或以低速运行的方式上下坡地时踩制动的状况,条件3可以是轮式装载机在低速运行的过程中,提升动臂,向自动倾卸车进行装车动作的状况。

如表1的控制算法所示,车辆控制装置200可以以小于以往的15bar的5bar的基准压力缓解对制动压力的进入条件,考虑对动臂上升位置和车辆速度的信号决定使变速器转换为中立状态的时点,以防止在坡地或进行倾卸动作时运行动力不必要地被切断。

变速器控制装置300可操作地连结于车辆控制装置200,接收所述离合器切断控制信号,并在所述决定的进入时点切断向所述前进倒车用液压离合器的液压油的提供,以使变速器60转换为中立状态。

在一些示例性实施例中,变速器切断控制装置100还可以包括制动基准压力设定开关104,用于设定所述制动压力的基准压力。驾驶员可利用制动基准压力设定开关104设定所述制动压力的基准压力。因而,所述制动压力的基准压力可根据用户的选择而设定,例如设定为5bar,10bar,15bar等。此外,变速器控制装置100可以将所述动臂上升位置的设定位置和所述车辆速度的设定速度设定为根据驾驶员的意愿所选择的值。

此外,在执行变速器切断动作的状态下,当输入的信号符合解除(disengagement)基准压力时,车辆控制装置200可以控制停止所述变速器切断操作。例如,车辆控制装置200将对制动压力的条件设定为最优先解除条件,当输入的制动压力为解除基准压力以下(例如,3bar以下)时,可以输出解除控制信号,以停止所述变速器切断操作。

如图4所示,当驾驶员在向自动倾卸卡车高速运行的过程中,为快速提升动臂踩加速踏板后,又为减慢车速同时踩制动踏板时,若动臂在所述最低位置与最远水平距离位置之间,且车速满足1档最高速度以上,若至少输入5bar的制动压力,则车辆控制装置200可通过变速器切断使变速器转换为中立状态。之后,当驾驶员到达自动倾卸卡车,将脚从制动踏板上挪开,则会输入3bar以下的制动压力,车辆控制装置200可以控制中断所述变速器切断操作。

下面,利用图2的变速器切断控制装置对工程机械的变速器切断动作的控制方法进行说明。

图5是示出根据一些示例性实施例的工程机械的变速器切断控制方法的流程图。

参照图2、图5,首先,获得对工程机械的制动压力、动臂的位置和车辆速度的信息(s100)。

例如,可通过制动压力传感器或制动踏板检测传感器获得对制动压力的信息。可通过动臂角度传感器或位移传感器获得对动臂上升高度的信息。可通过车速检测传感器获得对车辆速度的信息。

接下来,决定变速器切断的操作时点(s110),控制成在所述决定的运行时点执行变速器切断动作(s120)。

具体而言,在通过离合器切断选择开关102使变速器切断动作被启用(enable)状态下,若输入的信号符合进入基准,则可以决定用于执行变速器切断动作的进入时点。具体而言,例如,当所述制动压力为基准压力以上、所述动臂上升位置为设定位置以下、且所述车辆速度为设定速度以上时可以进入所述变速器切断动作。

例如,所述进入模式基准是所述制动压力为基准压力(5bar)以上,所述动臂上升位置为整体高度的40%以下、所述车辆速度为设定速度(1档最高速度,例如,8km/h)以上的情况,若输入的信号符合所述进入模式基准,则车辆控制装置200可以输出用于执行变速器切断动作的切断控制信号。

可以以小于以往的15bar的5bar的基准压力缓解对制动压力的进入条件,考虑对动臂上升位置和车辆速度的信号决定使变速器转换为中立状态的时点,以防止在坡地或进行倾卸动作时运行动力不必要地被切断。

之后,接收所述离合器切断控制信号,并在所述决定的进入时点切断向所述前进倒车用液压离合器的液压油的提供,以使变速器60转换为中立状态。

在一些示例性实施例中,可以将所述制动压力的基准压力设定为期望的值。驾驶员可以利用制动基准压力设定开关104设定所述制动压力的基准压力。从而,所述制动压力的基准压力可根据用户的选择而设定,例如设定为5bar,10bar,15bar等。此外,所述动臂上升位置的设定位置和所述车辆速度的设定速度可以被设定为根据驾驶员的意愿所选择的值。

此外,在执行所述变速器切断动作的状态下,若输入的信号符合解除(disengagement)基准压力,则可以控制停止所述变速器切断操作。例如,将对制动压力的条件设定为最优先解除条件,当输入的制动压力为解除基准压力以下(例如,3bar以下)时,可以输出解除控制信号,以停止所述变速器切断操作。

如上所述,通过在变速器切断进入条件中缓解现有的制动基准压力条件,追加动臂位置条件和车辆的速度条件,以防止非所愿时点上的动力切断控制,与现有的相比,使动力切断的效果最大化,可以减少因制动产生的车轴发热量。

根据所述变速器切断控制方法,通过在轮式装载机的通常的工作中,与以往相比,将制动功率减少3kw以上,可以使车轴的温度下降约15℃,并通过减少引擎能量损失,可以改善燃料效率。

以上参照本发明的一些实施例进行了说明,可以理解的是,本领域的一般的技术人员在不脱离下面的权利要求所记载的本发明的原理和范围的前提下,可以对本发明实施各种修改和变型。

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