专利名称：换档控制方法、控制装置及具有该控制装置的平地机的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，特别地，涉及一种换档控制方法、控制装置。此外，还涉及一种具有上述换档控制装置的平地机。
背景技术：
目前，根据机械式平地机档位手柄的特性，必须由低到高，顺序换档，因此在平地机具备一定初始速度，并从空档挂入行驶档的时候，不能根据初始速度进入匹配的档位，会对平地机的发动机及传动系造成比较大的冲击，缩短整车寿命，并会使驾驶员感觉不适，而且还可能对路面造成损坏。
发明内容
本发明目的在于提供一种换档控制方法、控制装置及具有该控制装置的平地机， 以解决平地机具备一定初始速度并从空档挂入行驶档的时候，对发动机及传动系统造成较大冲击的技术问题。为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种换档控制方法，包括 接收换档操作信号；根据换档操作信号，确定档位由空档切换到行驶档；若档位由空档切换到行驶档，确定此时平地机的行驶速度是否为非零，若平地机的行驶速度为非零，则预估换档完成后的第一行驶速度，以及计算平地机的发动机转速与第一行驶速度的比值，将传动比与该比值相匹配的行驶档作为目标行驶档。进一步地，预估换档完成后的第一行驶速度根据如下公式进行=V1 = %+aXT，其中，V1代表第一行驶速度，V0代表前一次换档操作信号检测时的车速，a代表平地机的加速度，T代表检测到换档操作信号后执行该换挡操作信号的执行机构的响应时间。进一步地，确定传动比与比值相匹配的行驶档作为目标行驶档包括确定比值处于哪两个行驶档所对应的传动比所构成的区间内；根据比值的变化趋势选择区间的上限传动比或下限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档。进一步地，根据比值的变化趋势选择区间的上限传动比或下限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档包括当平地机的行驶加速度为正时，选择与区间的上限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档；当平地机的行驶加速度为负时，选择与区间的下限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档；当平地机的行驶加速度为零时，选择与比值的差值较小的上限传动比或下限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档。根据本发明的另一方面，还提供了一种换档控制装置，包括换档操作机构，用于发送换档操作信号；测速传感器，用于检测平地机的行驶速度；控制器，与换档操作机构及测速传感器信号连接，当平地机从空档切换到行驶档时，用于确定此时平地机的行驶速度是否为非零，若是，则预估换档完成后的第一行驶速度，以及计算平地机的发动机转速与第一行驶速度的比值，最后将传动比与比值相匹配的行驶档作为目标行驶档。进一步地，本发明提供的换档控制装置还包括加速度传感器，与控制器信号连接，用于检测平地机的行驶加速度。根据本发明的又一个方面，还提供了一种具有上述换档控制装置的平地机。本发明具有以下有益效果本发明提供的换档控制方法及控制装置可以使平地机在进行换档时不再依赖操作者的操作来防止冲击，仅通过换档操作信号模拟微动踏板位置，由控制程序主动实现目标行驶档位与平地机行驶速度的匹配，有效防止了发动机及传动系统的冲击，提高了平地机整车寿命，并降低了对路面造成的损坏，同时还减轻了驾驶员的工作强度，提高了操作舒适性。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是本发明优选实施例的控制方法示意图；以及图2是本发明优选实施例的平地机结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1所示，本发明提供了一种用于平地机的换档控制方法，其包括如下步骤步骤SOl 接收换档操作信号；步骤S02 如果根据换档操作信号确定档位由空档切换到行驶档；则进入到步骤S03 确定此时平地机的行驶速度是否为非零；若是，则进入到步骤S04 预估换档完成后的第一行驶速度，再计算平地机的发动机转速与第一行驶速度的比值，最后确定传动比与该比值相匹配的行驶档作为目标行驶档。上述判断过程，可以在操作人员进行换档操作时，由控制器执行。当控制器检测到由平地机的换档器发出的换档操作信号，并经过上述判断过程之后，就能够根据平地机的实时行驶速度自动地将平地机的档位从空档切换到目标行驶档位，使平地机的实时行驶速度与目标行驶档位所对应的行驶速度相接近，防止由于换档不当而对发动机及传动系统造成的冲击。如果控制器根据换档操作信号判断不是由空档切换到行驶档，则可以直接由当前的行驶档切换到目标行驶档，而无需再进行后续判断。进一步地，即使控制器根据换档操作信号判断得出换档操作是由空档切换到行驶档，但是，经过计算或测量后得出此时平地机的行驶速度为零，即此时平地机没有初始速度，那么也不需要再进行后续判断，而直接由空档切换到目标行驶档。在上述判断过程中，可以通过下述方法预估换档完成后平地机的第一行驶速度 V1 =V1 = VfaX T，其中，Vtl为前一次换档操作信号检测时的车速，a为平地机的加速度，T为检测到换档操作信号后执行该换档操作信号的执行机构的响应时间。控制器可以按照一定的循环周期不间断地检测换档操作信息，并记录每次检测时平地机的行驶速度。在本实施例中，可以采用前一次换档操作信号检测时的行驶速度Vtl作为预估第一行驶速度的参数之一。平地机的行驶加速度a可以通过一定的公式计算得出，也可以由独立的加速度传感器直接检测出来，在本实施例中，可以通过加速度传感器获得平地机的行驶加速度a并将该加速度也作为计算第一行驶速度的参数之一。执行换档动作的执行机构在接收到控制器发出的换档控制信号开始到完成换档动作都需要一定的响应时间T，例如控制延迟、电磁阀响应延迟、离合器的动作时间等，这些响应时间通常都是这些执行机构的固有参数，只需预先存储在存储器中，以备控制器在计算第一行驶时间时提取即可。可以计算平地机的发动机转速与预估的第一行驶速度的比值(由于发动机转速受油门控制，且变化速率较换档速率慢，发动机转速可以采用当前周期检测值，而无需考虑变化值)，假设该比值为H，根据该比值H确定传动比与比值H相匹配的行驶档作为目标行驶档。现假设平地机的行驶档共有五个档位，每个档位对应的传动比分别为A、B、C、D，以及 F，经过计算后，假设比值H位于B与C之间，也就是H是B与C构成的比值区间内的一个比值。那么此时，就要根据比值H的变化趋势判断其向B发展还是向C发展。由于传动比越大，档位越低，也就是说，第二档的传动比B大于第三档的传动比C。如果比值H向着变大的趋势发展，就可以得到比值向着区间内的区间上限值B发展，此时，就可以选择与传动比B相对应的第二档作为目标行驶档；相反，如果比值H向着变小的趋势发展，就可以得到比值向着区间内的区间下限值C发展，此时，就可以选择与传动比C相对应的第三档作为目标行驶档；此外，比值H的变化趋势还有一种情况存在，即比值H无变化，那么此时，就可以将比值H分别与区间上限值B和区间下限值C进行比较，将两个限值中与比值C的差值较小的一个所对应的行驶档作为目标行驶档。当平地机从空档切换到通过上述方式确定的目标行驶档位后，其行驶速度与目标行驶档位所对应的行驶速度较接近，换档冲击小。比值H的变化趋势，可以根据平地机的行驶加速度a进行判断当a为正时，可以确定比值H向着变小的趋势变化；当a为负时，可以确定比值H向着变大的趋势变化；当a为零时，可以确定比值H无变化。如图2所示，本发明还提供了一种换档控制装置，其包括换档操作机构10，如档位手柄，用于发送换档操作信号；测速传感器20，用于检测平地机的行驶速度；控制器30， 与换档操作机构10及测速传感器20信号连接，当操作人员操纵换档操作机构从空档切换到行驶档时，控制器30可以用于根据接收到的换档操作信号及平地机的行驶速度确定目标行驶档。通过上面对换档控制方法的描述，可以知道，控制器根据预估的第一行驶速度确定目标行驶档。测速传感器20与平地机的变速箱40的输出轴相连，可以直接检测到变速箱的输出转速，而变速箱40的输出转速=轮速=平地机的行驶速度。为了测量平地机的行驶加速度，本发明提供的换档控制装置还可以包括一个加速度传感器。优选地，控制器30还可以用于预估上述第一行驶速度，再计算平地机的发动机转速与第一行驶速度的比值，最后确定传动比与该比值相匹配的行驶档作为目标行驶档。
优选地，控制器30还可以用于根据测速传感器20判断在接收到换档操作信号之后平地机是否具有非零的初始速度。最后，本发明还提供了一种包括上述换档控制装置的平地机。该平地机包括前转向轮50、驾驶室70，设置在前转向轮50与驾驶室70之间的铲刀60，换档操作机构10与控制器30设置在驾驶室70内。该平地机还包括设置在驾驶室70后方的发动机80、与发动机 80相连的变速箱40，以及与变速箱40相连的后驱动轮90。该平地机能够在具有一定初始速度并由空档切换到行驶档时，实现平缓过渡，发动机及传递系统受到较小的冲击，减小铲刀对路面的破坏，提高自身的使用寿命及工作效率。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种换档控制方法，其特征在于，包括 接收换档操作信号；根据所述换档操作信号，确定档位是否由空档切换到行驶档； 若档位由空档切换到行驶档，确定此时平地机的行驶速度是否为非零， 若所述平地机的行驶速度为非零，则预估换档完成后的第一行驶速度，以及计算平地机的发动机转速与所述第一行驶速度的比值，将传动比与所述比值相匹配的行驶档作为目标行驶档。
2.根据权利要求1所述的换档控制方法，其特征在于，所述预估换档完成后的第一行驶速度根据如下公式进行V1 = V0+aXT, 其中，V1代表第一行驶速度，V0代表前一次换档操作信号检测时的车速，a代表所述平地机的加速度，T代表检测到所述换档操作信号后执行该换档操作信号的执行机构的响应时间。
3.根据权利要求2所述的换档控制方法，其特征在于，所述确定传动比与所述比值相匹配的行驶档作为目标行驶档包括确定所述比值处于哪两个行驶档所对应的传动比所构成的区间内； 根据所述比值的变化趋势选择所述区间的上限传动比或下限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档。
4.根据权利要求3所述的换档控制方法，其特征在于，所述根据所述比值的变化趋势选择所述区间的上限传动比或下限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档包括当所述平地机的行驶加速度为正时，选择与所述区间的上限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档；当所述平地机的行驶加速度为负时，选择与所述区间的下限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档；当所述平地机的行驶加速度为零时，选择与所述比值的差值小的上限传动比或下限传动比所对应的行驶档作为目标行驶档。
5.一种换档控制装置，其特征在于，包括 换档操作机构，用于发送换档操作信号； 测速传感器，用于检测平地机的行驶速度；控制器，与所述换档操作机构及所述测速传感器信号连接，当所述平地机从空档切换到行驶档时，用于确定此时所述平地机的行驶速度是否为非零，若是，则预估换档完成后的第一行驶速度，以及计算所述平地机的发动机转速与所述第一行驶速度的比值，最后将传动比与所述比值相匹配的行驶档作为目标行驶档。
6.根据权利要求5所述的换档控制装置，其特征在于，还包括加速度传感器，与所述控制器信号连接，用于检测所述平地机的行驶加速度。
7.—种平地机，其特征在于，包括权利要求5或6所述的换档控制装置。
全文摘要
本发明提供了一种换档控制方法、控制装置及具有该控制装置的平地机，其中，换档控制方法包括接收换档操作信号；根据换档操作信号，确定档位由空档切换到行驶档；若档位由空档切换到行驶档，确定此时平地机的行驶速度是否为非零，若平地机的行驶速度为非零，则预估换档完成后的第一行驶速度，以及计算平地机的发动机转速与第一行驶速度的比值，将传动比与该比值相匹配的行驶档作为目标行驶档。控制装置包括用于发送换档操作信号的换档操作机构；用于检测平地机的行驶速度的测速传感器；以及控制器。本发明提供的换档控制方法及装置使平地机能够在进行换档时降低发动机及传递系统受到的冲击，提高了平地机整车寿命，降低了平地机对路面的损坏。
文档编号E02F1/00GK102182211SQ201110114578
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者周风华, 李航洋, 王海涛 申请人:三一重工股份有限公司