CN106545647B - 一种工程机械液力传动速度分级***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械液力传动速度分级***及控制方法，涉及工程机械技术领域，其***包括：速度级选择器、速度分级控制器、发动机油门开度调节器、发动机电子控制单元、变速箱速比选择单元；速度分级控制器接收速度级选择器发送的速度选级信号，以及发动机油门开度调节器发送的油门开度信号；速度分级控制器向发动机电子控制单元和变速箱速比选择单元发送控制指令。本发明的液力传动速度分级***及控制方法，通过变速箱速比和发动机油门开度分级控制，能够实现速度级数的增多，可增强整机应对不同工况的适应能力，简化驾驶员操作，降低劳动强度，并且简单易行，成本低。

Description

一种工程机械液力传动速度分级***及控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种工程机械液力传动速度分级***及控制方法。

背景技术

液力传动是工程机械广泛采用的传动模式，一般由液力变矩器和机械变速箱组成。液力变矩器具有载荷自适应能力，能够保证整机随负载波动保持平稳的速度；机械变速箱通过传动速比变换实现整机速度级的改变，以满足不同工况对整机速度的要求。工程机械车辆颠簸，负载多变，驾驶员根据工况实时调节发动机油门开度以控制作业速度的模式疲劳强度大，工况跟随性差。因此，操作者为了操作的便捷性和舒适性通常以最大油门进行作业。工程机械工况范围广，不同工况对整机速度的要求不同。但是，液力传动变速箱速比数量有限，操作者以最大油门作业的操作模式导致整机只能在某几个车速下工作，难以满足不同工况下多样化的速度要求。目前，为了满足不同工况对整机速度的要求，现有技术通常通过增加变速箱速比数量以增多整机作业速度级。变速箱速比增加后，整机速度级数增多，但是变速箱速比增多后***复杂程度增加，成本升高。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种工程机械液力传动速度分级***及控制方法。

一种工程机械液力传动速度分级***，包括：速度级选择器、速度分级控制器、发动机油门开度调节器、发动机电子控制单元、变速箱速比选择单元；所述速度分级控制器分别与所述速度级选择器、所述发动机油门开度调节器、所述发动机电子控制单元、所述变速箱速比选择单元电连接；所述速度分级控制器接收所述速度级选择器发送的速度选级信号，以及所述发动机油门开度调节器发送的油门开度信号；所述速度分级控制器向所述发动机电子控制单元和所述变速箱速比选择单元发送控制指令。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述速度级选择器为手柄式选择器、按键式选择器或旋钮式选择器。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述速度级选择器包括：触摸式显示屏。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述变速箱速比选择单元为变速箱速比控制电磁阀组。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述发动机油门开度调节器为发动机电子油门踏板。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述发动机油门开度调节器为发动机油门开度电子旋钮。

一种基于如上所述的液力传动速度分级***的控制方法，包括：所述速度分级控制器根据所述速度级选择器发送的速度选级信号确定速度级值，并根据所述速度级值确定变速箱速比值，基于所述变速箱速比值向所述变速箱速比选择单元发送控制指令，控制所述变速箱以所述变速箱速比值工作；所述速度分级控制器根据所述发动机油门开度调节器发送的油门开度信号确定油门开度值，并基于所述油门开度值向所述发动机电子控制单元发送油门开度控制指令。

根据本发明的一个实施例，进一步的，基于所述油门开度值向所述发动机电子控制单元发送油门开度控制指令包括：如果所述油门开度值小于或等于油门开度设定值时，则向所述发动机电子控制单元发送油门开度控制指令，控制发动机的油门开度为所述油门开度值；若所述油门开度值大于所述油门开度设定值，则向所述发动机电子控制单元发送油门开度控制指令，控制发动机的油门开度为所述油门开度设定值。

根据本发明的一个实施例，进一步的，根据所述速度级值确定变速箱速比值包括：设置有N个速度级值和M个变速箱速比值，其中,N≥M；确定N个速度级值与M个变速箱速比值的第一对应关系；其中，1个变速箱速比值能够与多个速度级值对应；所述速度分级控制器根据所述速度选级信号从所述N个速度级值中确定速度级值，并基于第一对应关系确定与此速度级值相对应的变速箱速比值。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述速度分级控制器根据所述发动机油门开度调节器发送的油门开度信号确定油门开度值包括：设置有L个油门开度设定值；其中，L小于N；确定所述N个速度级值与所述L个油门开度设定值的第二对应关系；其中，1个油门开度设定值能够与多个速度级值对应；所述速度分级控制器基于所述第二对应关系确定与当前速度级值相对应的油门开度设定值。

根据本发明的一个实施例，进一步的，包括：设置有6个速度级值和4个变速箱速比值，所述6个速度级值为依次增大，所述4个变速箱速比值为依次增大；其中，第一变速箱速比值与第一、第二速度级值相对应，第二变速箱速比值与第三、第四速度级值相对应，第三变速箱速比值与第五速度级值相对应，第四变速箱速比值与第六速度级值相对应。

根据本发明的一个实施例，进一步的，包括：设置有3个油门开度设定值，所述3个油门开度设定值为依次增大；其中，第一速度级值与第一油门开度设定值相对应，第三速度级值与第二油门开度设定值相对应；第二、四、五、六速度级值对应第三油门开度设定值，第三油门开度设定值为100％。

根据本发明的一个实施例，进一步的，包括：设置有8个速度级值和6个变速箱速比值，所述8个速度级值为依次增大，所述6个变速箱速比值为依次增大；其中，第一变速箱速比值与第一速度级值相对应，第二变速箱速比值与第二、第三速度级值相对应，第三变速箱速比值与第四、五速度级值相对应，第四变速箱速比值与第六速度级值相对应，第五变速箱速比值与第七速度级值相对应，第六变速箱速比值与第八速度级值相对应。

根据本发明的一个实施例，进一步的，包括：设置有3个油门开度设定值，所述3个油门开度设定值为依次增大；第二速度级值与第一油门开度设定值相对应，第四速度级值与第二油门开度设定值相对应，第一、三、五、六、七、八速度级值对应第三油门开度设定值，第三油门开度设定值为100％。

本发明的工程机械液力传动速度分级***及控制方法，通过变速箱速比和发动机油门开度分级控制，能够实现速度级数的增多，可增强整机应对不同工况的适应能力，简化驾驶员操作，降低劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的一个实施例的示意图；

图2为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的控制方法的一个实施例的流程图；

图3为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的控制方法的另一个实施例的流程图；

图4为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的控制方法的又一个实施例的流程图；

图5为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的控制方法的再一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

下文中的“第一”、“第二”等，为描述上相区别，并没有其它特殊的含义。

如图1所示，本发明提供一种工程机械液力传动速度分级***。工程机械液力传动速度分级***包括：速度级选择器3、速度分级控制器1、发动机油门开度调节器2、发动机电子控制单元4、变速箱速比选择单元5。速度分级控制器1分别与速度级选择器3、发动机油门开度调节器2、发动机电子控制单元4、变速箱速比选择单元电连接5。速度分级控制器1接收速度级选择器3发送的速度选级信号，以及发动机油门开度调节器2发送的油门开度信号。速度分级控制器1向发动机电子控制单元4和变速箱速比选择单元5发送控制指令。

速度级选择器3与速度分级控制器1相连，用于选择整机速度级。发动机油门开度调节器2与速度分级控制器1相连，发送油门开度信号到速度分级控制器1。发动机电子控制单元4与速度分级控制器1相连，接收速度分级控制器1发送的控制指令。变速箱速比选择单元5与速度分级控制器1相连，接收速度分级控制器1发送的控制指令。速度分级控制器1接收速度级选择器3与发动机油门开度调节器2的信号，向发动机电子控制单元4和变速箱速比选择单元5发送控制指令，实现整机速度的分级控制。

在一个实施例，速度级选择器3可以为手柄式选择器、按键式选择器或旋钮式选择器。速度级选择器3包括：触摸式显示屏，用户可以通过触摸式显示屏输入控制指令并获取运行的状态信息。变速箱速比选择单元5为变速箱速比控制电磁阀组，用于控制变速箱的速比，可以为现有的多种变速箱速比控制电磁阀组。发动机油门开度调节器2可以为发动机电子油门踏板、发动机油门开度电子旋钮等，能够设置或操作油门开度，控制发动机的转速。

上述实施例中的工程机械液力传动速度分级***，能够在不增加现有***变速箱速比的情况下，通过变速箱速比和发动机转速分级控制，实现速度级数的增多，简单易行，成本低。

图2为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的控制方法的一个实施例的流程图，如图2所示：

步骤101，速度分级控制器根据速度级选择器发送的速度选级信号确定速度级值，并根据速度级值确定变速箱速比值。

步骤102，基于变速箱速比值向变速箱速比选择单元发送控制指令，控制变速箱以变速箱速比值工作。

步骤103，速度分级控制器根据发动机油门开度调节器发送的油门开度信号确定油门开度值。

步骤104，基于油门开度值向发动机电子控制单元发送油门开度控制指令。

上述实施例中的工程机械液力传动速度分级***的控制方法，能够对变速箱速比和发动机转速进行分级控制，可实现速度级数的增多。

图3为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的控制方法的另一个实施例的流程图，如图3所示：

步骤201，速度分级控制器接收速度级选择器的信号，判定操作者选择的速度级，例如，选择了1、2、3等速度级数。

步骤202，速度分级控制器根据速度级选择器选择的速度级确定变速箱速比。

步骤203，速度分级控制器向变速箱速比选择单元发出控制指令，使得变速箱置于所需速比下。

步骤204，速度分级控制器接收发动机油门开度信息，并对油门开度进行判定；如果是，则进入步骤205，如果否，则进入步骤206。

步骤205，若油门开度大于某设定值，则将该油门开度设定值发送到发动机电子控制单元。

步骤206，若油门开度小于或等于某设定值，则将接收到的油门开度信息发送至发动机电子控制单元。

在一个实施例中，如果油门开度值小于或等于油门开度设定值时，则向发动机电子控制单元发送油门开度控制指令，控制发动机的油门开度为油门开度值。若油门开度值大于油门开度设定值，则向发动机电子控制单元发送油门开度控制指令，控制发动机的油门开度为油门开度设定值。油门开度设定值可以根据需求进行设置。

设置有N个速度级值和M个变速箱速比值，N≥M，例如，N为6，M为4。确定N个速度级值与M个变速箱速比值的第一对应关系。1个变速箱速比值能够与多个速度级值对应，速度分级控制器根据速度选级信号从N个速度级值中确定速度级值，并基于第一对应关系确定与此速度级值相对应的变速箱速比值。

设置有L个油门开度设定值；其中，L小于N，例如L为3。确定N个速度级值与L个油门开度设定值的第二对应关系，1个油门开度设定值能够与多个速度级值对应。速度分级控制器基于第二对应关系确定与当前速度级值相对应的油门开度设定值。

例如，设置有6个速度级值和4个变速箱速比值，6个速度级值为依次增大，4个变速箱速比值为依次增大。第一变速箱速比值与第一、第二速度级值相对应，第二变速箱速比值与第三、第四速度级值相对应，第三变速箱速比值与第五速度级值相对应，第四变速箱速比值与第六速度级值相对应。设置有3个油门开度设定值，3个油门开度设定值为依次增大。第一速度级值与第一油门开度设定值相对应，第三速度级值与第二油门开度设定值相对应；第二、四、五、六速度级值对应第三油门开度设定值，第三油门开度设定值为100％。

在具有四级速比液力传动工程机械上应用速度分级***实现6级速度分级的方案，其中，1、2、3、4、5、6为速度级，依次对应从低到高的整机速度；K1、K2、K3、K4为变速箱速比，依次对应从高到低的变速箱速比；X1和X2为油门开度设定值，一般取70％-90％之间数值。四级速比液力传动工程机械的设置的速度级、变速箱速比和油门开度设定值的一个对应关系如下表1所示：

表1－四级速比液力传动工程机械的参数对应关系表

图4为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的控制方法的又一个实施例的流程图，如图4所示：

步骤301，速度分级控制器接收速度级选择器的信号，判定操作者选择的速度级。

步骤302，对速度级进行判断，是否为2、4、5、6级。如果是，则进入步骤304，如果否，则进入步骤303。

步骤304，若速度级为2、4、5、6，速度分级控制器向变速箱速比选择单元分别发送选择速比K1、K2、K3和K4的控制指令。

步骤303，判断速度级是否为1，如果是，则进入步骤306，如果否，则进入步骤305。

步骤306，若速度级为1，速度分级控制器向变速箱速比选择单元发送选择速比K1的控制指令，进入步骤308。

步骤305，速度分级控制器向变速箱速比选择单元分别发送选择速比K2的控制指令，进入步骤307。

步骤307，速度分级控制器接收发动机油门开度调节器发送的油门开度信息，判断油门开端是否大于X2，如果是，则进入步骤309，如果否，则进入步骤311。

步骤308，速度分级控制器接收发动机油门开度调节器发送的油门开度信息，判断油门开端是否大于X1，如果是，则进入步骤310，如果否，则进入步骤311。

步骤309，若油门开度大于X2，则向发动机电子控制单元发送油门开度X2控制指令。

步骤310，若油门开度大于X1，则向发动机电子控制单元发送油门开度X1控制指令。

步骤311，若油门开度不大于X1，则向发动机电子控制单元发送所接收到的油门开度，若油门开度不大于X2，则向发动机电子控制单元发送所接收到的油门开度指令。

在一个实施例中，设置有8个速度级值和6个变速箱速比值，8个速度级值为依次增大，6个变速箱速比值为依次增大；其中，第一变速箱速比值与第一速度级值相对应，第二变速箱速比值与第二、第三速度级值相对应，第三变速箱速比值与第四、五速度级值相对应，第四变速箱速比值与第六速度级值相对应，第五变速箱速比值与第七速度级值相对应，第六变速箱速比值与第八速度级值相对应。设置有3个油门开度设定值，3个油门开度设定值为依次增大；第二速度级值与第一油门开度设定值相对应，第四速度级值与第二油门开度设定值相对应，第一、三、五、六、七、八速度级值对应第三油门开度设定值，第三油门开度设定值为100％。

在具有六级速比液力传动工程机械上应用速度分级***实现8级速度分级的方案，其中，1、2、3、4、5、6、7、8为速度级，依次对应从低到高的整机速度；K1、K2、K3、K4、K5和K6为变速箱速比，依次对应从高到低的变速箱速比；X1和X2为油门开度设定值，一般取70％-90％之间数值。六级速比液力传动工程机械的设置的速度级、变速箱速比和油门开度设定值的一个对应关系如下表2所示：

速度级

1

2

3

4

5

6

7

8

变速箱速比

K1

K2

K2

K3

K3

K4

K5

K6

油门开度设定值

100％

X1

100％

X2

100％

100％

100％

100％

表2－六级速比液力传动工程机械的参数对应关系表

图5为根据本发明的工程机械液力传动速度分级***的控制方法的再一个实施例的流程图，如图5所示：

步骤401，速度分级控制器接收速度级选择器的信号，判定操作者选择的速度级。

步骤402，对速度级进行判断，是否为1、3、5、6、7、8级。如果是，则进入步骤404，如果否，则进入步骤403。

步骤404，若速度级为1、3、5、6、7、8，速度分级控制器向变速箱速比选择单元分别发送选择速比K1、K2、K3、K4、K5、K6的控制指令。

步骤403，判断速度级是否为2，如果是，则进入步骤406，如果否，则进入步骤405。

步骤406，若速度级为2，速度分级控制器向变速箱速比选择单元发送选择速比K2的控制指令，进入步骤408。

步骤405，速度分级控制器向变速箱速比选择单元分别发送选择速比K3的控制指令，进入步骤407。

步骤407，速度分级控制器接收发动机油门开度调节器发送的油门开度信息，判断油门开端是否大于X2，如果是，则进入步骤410，如果否，则进入步骤409。

步骤408，速度分级控制器接收发动机油门开度调节器发送的油门开度信息，判断油门开端是否大于X1，如果是，则进入步骤411，如果否，则进入步骤409。

步骤409，若油门开度不大于X1，则向动机电子控制单元发送所接收到的油门开度指令。若油门开度不大于X2，则向发动机电子控制单元发送所接收到的油门开度指令。

步骤410，若油门开度大于X2，则向发动机电子控制单元发送油门开度X2控制指令；

步骤411，若油门开度大于X1，则向发动机电子控制单元发送油门开度X1控制指令；

上述实施例中提供的工程机械液力传动速度分级***及控制方法，通过变速箱速比和发动机油门开度分级控制，能够实现速度级数的增多，可增强整机应对不同工况的适应能力，简化驾驶员操作，降低劳动强度，并且简单易行，成本低。

可能以许多方式来实现本发明的方法和***。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和***。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (13)

1.一种工程机械液力传动速度分级***，其特征在于，包括：

速度级选择器、速度分级控制器、发动机油门开度调节器、发动机电子控制单元、变速箱速比选择单元；

所述速度分级控制器分别与所述速度级选择器、所述发动机油门开度调节器、所述发动机电子控制单元、所述变速箱速比选择单元电连接；所述速度分级控制器接收所述速度级选择器发送的速度选级信号，以及所述发动机油门开度调节器发送的油门开度信号；所述速度分级控制器向所述发动机电子控制单元和所述变速箱速比选择单元发送控制指令；

其中，所述速度分级控制器根据所述速度级选择器发送的速度选级信号确定速度级值，并根据所述速度级值确定变速箱速比值，基于所述变速箱速比值向所述变速箱速比选择单元发送控制指令，控制所述变速箱以所述变速箱速比值工作；所述速度分级控制器根据所述发动机油门开度调节器发送的油门开度信号确定油门开度值，并对所述油门开度值与所述速度级对应的油门开度设定值进行比较，根据比较结果向所述发动机电子控制单元发送油门开度控制指令。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于：

所述速度级选择器为手柄式选择器、按键式选择器或旋钮式选择器。

3.如权利要求1所述的***，其特征在于：

所述速度级选择器包括：触摸式显示屏。

4.如权利要求1所述的***，其特征在于：

所述变速箱速比选择单元为变速箱速比控制电磁阀组。

5.如权利要求1所述的***，其特征在于：

所述发动机油门开度调节器为发动机电子油门踏板。

6.如权利要求1所述的***，其特征在于：

所述发动机油门开度调节器为发动机油门开度电子旋钮。

7.一种基于如权利要求1至6任一项所述的液力传动速度分级***的控制方法，其特征在于，包括：

如果所述油门开度值小于或等于油门开度设定值时，则向所述发动机电子控制单元发送油门开度控制指令，控制发动机的油门开度为所述油门开度值；若所述油门开度值大于所述油门开度设定值，则向所述发动机电子控制单元发送油门开度控制指令，控制发动机的油门开度为所述油门开度设定值。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述速度级值确定变速箱速比值包括：

设置有N个速度级值和M个变速箱速比值，其中,N≥M；

确定N个速度级值与M个变速箱速比值的第一对应关系；其中，1个变速箱速比值能够与多个速度级值对应；

所述速度分级控制器根据所述速度选级信号从所述N个速度级值中确定速度级值，并基于第一对应关系确定与此速度级值相对应的变速箱速比值。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述速度分级控制器根据所述发动机油门开度调节器发送的油门开度信号确定油门开度值包括：

设置有L个油门开度设定值；其中，L小于N；

确定所述N个速度级值与所述L个油门开度设定值的第二对应关系；其中，1个油门开度设定值能够与多个速度级值对应；

所述速度分级控制器基于所述第二对应关系确定与当前速度级值相对应的油门开度设定值。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括：

设置有6个速度级值和4个变速箱速比值，所述6个速度级值为依次增大，所述4个变速箱速比值为依次增大；

其中，第一变速箱速比值与第一、第二速度级值相对应，第二变速箱速比值与第三、第四速度级值相对应，第三变速箱速比值与第五速度级值相对应，第四变速箱速比值与第六速度级值相对应。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，包括：

设置有3个油门开度设定值，所述3个油门开度设定值为依次增大；

其中，第一速度级值与第一油门开度设定值相对应，第三速度级值与第二油门开度设定值相对应；第二、四、五、六速度级值对应第三油门开度设定值，第三油门开度设定值为100％。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括：

设置有8个速度级值和6个变速箱速比值，所述8个速度级值为依次增大，所述6个变速箱速比值为依次增大；

其中，第一变速箱速比值与第一速度级值相对应，第二变速箱速比值与第二、第三速度级值相对应，第三变速箱速比值与第四、五速度级值相对应，第四变速箱速比值与第六速度级值相对应，第五变速箱速比值与第六速度级值相对应，第四变速箱速比值与第六速度级值相对应。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，包括：

设置有3个油门开度设定值，所述3个油门开度设定值为依次增大；

第二速度级值与第一油门开度设定值相对应，第四速度级值与第二油门开度设定值相对应，第一、三、五、六、七、八速度级值对应第三油门开度设定值，第三油门开度设定值为100％。