CN112682506A - 变速箱的控制方法、控制装置和作业机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种变速箱的控制方法、控制装置和作业机械,所述变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个所述离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,所述变速箱具有多个挡位,每个所述挡位设有对应的离合器接合状态;所述变速箱的控制方法包括:通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;在目标挡位,若所述故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在所述替代挡位,所述故障离合变速器的离合器断开;按照所述替代挡位,控制对应的所述离合变速器的离合器接合。本发明的变速箱的控制方法,在个别离合变速器出现故障的情况下,通过挡位切换,可以保持动力的持续传递。
Description
技术领域
本发明涉及机器故障处理技术领域,尤其涉及一种变速箱的控制方法、控制装置和作业机械。
背景技术
平地机、装载机等作业机械通常配备变速箱作为其传动机构,并通过变速箱实现换挡,变速箱如出现故障,则会直接影响工程的进度,提高施工的成本。现有技术中,提出了一些变速箱的故障诊断方法,用于***故障或者更为高效地诊断故障。但是一旦变速箱出现故障,则只能托运至维修场所或就地维修,还是没能从根本上解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种变速箱的控制方法、控制装置和作业机械,用以至少在部分程度上解决或改善现有技术中变速箱故障后只能被动救援的缺陷,实现故障下的动力持续传递。
本发明提供一种变速箱的控制方法,所述变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个所述离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,所述变速箱具有多个挡位,每个所述挡位设有对应的离合器接合状态;所述方法包括:通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;在目标挡位,若所述故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在所述替代挡位,所述故障离合变速器的离合器断开;按照所述替代挡位,控制对应的所述离合变速器的离合器接合。
根据本发明提供的一种变速箱的控制方法,所述确定替代挡位,包括:
确定与所述故障离合变速器的离合器断开对应的挡位为候选挡位;
从所述候选挡位中确定所述替代挡位。
根据本发明提供的一种变速箱的控制方法,所述从所述候选挡位中确定所述替代挡位,包括:
将与所述目标挡位的传动比最相近的候选挡位作为所述替代挡位。
根据本发明提供的一种变速箱的控制方法,所述从所述候选挡位中确定所述替代挡位,包括:
基于目标工况,从所述候选挡位中确定所述替代挡位。
根据本发明提供的一种变速箱的控制方法,在所述通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器之后,所述方法还包括:
在目标挡位,若所述故障离合变速器的离合器断开,设置与所述故障离合变速器的离合器接合对应的挡位为禁用挡位。
根据本发明提供的一种变速箱的控制方法,在所述通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器之后,还包括:输出第一故障提示信息;
和/或,在所述按照所述替代挡位,控制对应的所述离合变速器的离合器接合之后,还包括:
输出第二故障提示信息。
根据本发明提供的一种变速箱的控制方法,所述通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器,包括:
采集离合变速器前后两端的角速度;
在所述离合变速器前后两端的角速度的比值与目标传动比的差异度不小于目标差异度时,确定所述离合变速器为故障离合变速器。
根据本发明提供的一种变速箱的控制方法,所述变速箱具有多个主挡位和多个备用挡位,所述备用挡位通过所述主挡位相互隔开。
本发明还提供一种变速箱的控制装置,所述变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个所述离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,所述变速箱具有多个挡位,每个所述挡位设有对应的离合器接合状态;所述装置包括:
诊断模块,用于通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;
确定模块,用于在目标挡位,若所述故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在所述替代挡位,所述故障离合变速器的离合器断开;
控制模块,用于按照所述替代挡位,控制对应的所述离合变速器的离合器接合。
本发明还提供一种作业机械,包括:
变速箱;
如上述的变速箱的控制装置。
本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述变速箱的控制方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述变速箱的控制方法的步骤。
本发明提供的变速箱的控制方法、控制装置和作业机械,在个别离合变速器出现故障的情况下,通过挡位切换,可以保持动力的持续传递。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的变速箱的控制方法的流程示意图之一;
图2是本发明提供的变速箱的控制方法的流程示意图之二;
图3是本发明提供的变速箱的结构示意图;
图4是本发明提供的变速箱的控制装置的结构示意图;
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作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。
下面结合图1-图3描述本发明的变速箱的控制方法。
变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,变速机构可以包括齿轮组,变速箱具有多个挡位,每个挡位设有对应的离合器接合状态。
可以理解的是,每个离合变速器组内的各个离合变速器的传动比不同,通过不同的离合变速器组之间的组合,可以得到传动比不同的多个挡位。每个离合变速器均包括离合器和变速机构,离合器与变速机构串联,在离合器接合时,该变速器用于传递动力,在离合器断开时,该变速器空置。
以图3为例,该变速箱包括第一离合变速器、第二离合变速器、第三离合变速器、第四离合变速器、第五离合变速器、第六离合变速器和第七离合变速器。
第一离合变速器和第二离合变速器并联形成为第一个离合变速器组,第三离合变速器、第四离合变速器和第五离合变速器并联形成为第二个离合变速器组,第六离合变速器和第七离合变速器并联形成为第三个离合变速器组,第一个离合变速器组、第二个离合变速器组和第三个离合变速器组串联。
表1
表1为图3种变速箱的各挡位的组合以及传动比,其中①至⑦分别表示第一离合变速器至第七离合变速器。
在一些实施例中,变速箱具有多个主挡位和多个备用挡位,备用挡位通过主挡位相互隔开。
可以理解的是,上述形式的变速箱最多可以形成a*b*c个挡位,其中,部分挡位的传动比差距较小,在实际设计过程中,可以将所有挡位分为主挡位和备用挡位,传动比差距小于目标值的设为备用挡位。在变速箱正常工作时,仅在主挡位之间换挡,当发生故障时,可以切入备用挡位。
上述7(2+3+2)个离合变速器形成的变速箱最多可以形成12个挡位,其中,部分挡位的传动比差距较小,该变速箱最后可以形成1-8共计8个主挡位,以及(1)-(4)共计4个备用挡位。
如图1所示,本发明实施例的变速箱的控制方法包括:步骤110-步骤130。
步骤110、通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;
在该步骤中,可以诊断出哪一个离合变速器发生了故障,检测方法包括但不限于:传动比检测、输出转速检测、虚拟仿真***同步诊断等。
离合变速器出现故障,可能是离合器故障,也可能是变速器故障。
步骤120、在目标挡位,若故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在替代挡位,故障离合变速器的离合器断开;
比如目标挡位是3挡,在3挡时,故障离合变速器的离合器接合,则表示当前无法挂入3挡。
在相关技术中,若检测到故障离合变速器,则会直接进行维修,严重影响该变速箱所在设备的有效工作时间;本发明实施例的变速箱的控制方法,在检测到故障离合变速器时,可以选择替代挡位,替代挡位可以避开该故障离合变速器,使用未发生故障的离合器,使变速箱能继续工作。
需要说明的是,替代挡位下,故障离合变速器一定处于断开状态。
比如上表1中,在第四离合变速器为故障离合变速器时,替代挡位不能是3挡、8挡和(4)挡。
替代挡位可以为主挡位,或者替代挡位也可以为备用挡位。
在一些实施例中,设计有备用挡位,需要说明的是,目标挡位通常为主挡位,通过使备用挡位作为替代挡位,这样,相较于直接用其他主挡位作为替代挡位,可以有效缩小替代挡位与目标挡位的传动比的差值。
步骤130、按照替代挡位,控制对应的离合变速器的离合器接合。
对于每个替代挡位,均具有对应的离合变速器,比如可以按照表1所示对应关系,将替代挡位对应的离合变速器的离合器接合。
这样,即使出现了故障离合变速器,通过上述方法也可以使变速箱能继续工作。
特别是对于作业机械中的工程机械,如平地机、压路机、摊铺机和铣刨机,重量都极大,或者占地(道路)空间也大,甚至经常可能会在危险区域作业,通过该控制方法,可以使过程机械在个别离合变速器发生故障时,驶出危险区域,或者自行运动到维修地点,避免拖行设备而产生的额外费用,减少停机时间。
根据本发明实施例的变速箱的控制方法,在个别离合变速器出现故障的情况下,通过挡位切换,可以保持动力的持续传递。
在一些实施例中,步骤110、通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器,包括:
采集离合变速器前后两端的角速度;
在离合变速器前后两端的角速度的比值与目标传动比(设计的传动比)的差异度不小于目标差异度时,确定离合变速器为故障离合变速器。
需要说明的是,每个离合变速器均具有目标传动比,在离合变速器正常工作时,该离合变速器前端(输入端)的角速度与该离合变速器后端(输出端)的角速度的比值基本等于目标传动比,在二者差距度不小于目标差异度时,可以判断该离合变速器为故障离合变速器,即
ω1为离合变速器前端(输入端)的角速度,ω2为离合变速器后端(输出端)的角速度,i为该离合变速器设计的传动比,a为目标差异度,在上述公式满足时,确定该离合变速器为故障离合变速器。
目标差异度为预设值,在一些实施例中,a满足:
0≤a≤5%,
比如a=3%。
当然,还可以通过其他形式进行比较,包括但不限于将实际的传动比与目标传动比直接作差,或者将实际的传动比与目标传动比直接作除法。
在一些实施例中,在步骤110、通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器之后,还包括:输出第一故障提示信息。
第一故障提示信息可以为多种形式。
其一,第一故障提示信息可以表现为变速箱所在的作业机械上的警报灯发光,或者作业机械上的蜂鸣器蜂鸣。
其二,第一故障提示信息可以表现为变速箱所在的作业机械上的显示面板显示的提示信息。
其三,第一故障提示信息可以表现为发送给远程监控端的提示信息,以及时告知售后维修团队故障信息。
在一些实施例中,在步骤110、通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器之后,方法还包括:在目标挡位,若故障离合变速器的离合器断开,设置与故障离合变速器的离合器接合对应的挡位为禁用挡位。
换言之,在某个离合变速器发生故障时,自动禁用所有与该故障离合变速器的离合器接合对应的挡位,以防止在后续工作过程中,驾驶员又挂入无法正常工作的挡位,提高安全性。
以表1中所示的变速箱为例,在第三离合变速器故障时,自动禁用2挡、(2)挡、6挡和7挡。
在一些实施例中,步骤120、确定替代挡位,包括:步骤121和步骤122。
步骤121、确定与故障离合变速器的离合器断开对应的挡位为候选挡位;
以表1中所示的变速箱为例,在第三离合变速器故障时,候选挡位为(1)挡、1挡、3挡、4挡、(3)挡、5挡、(4)挡和8挡。
通过先确定候选挡位,可以帮助迅速定位替代挡位。
步骤122、从候选挡位中确定替代挡位。
在确定候选挡位的情况下,从候选挡位中选择替代挡位,可以确保有动力输出。
在一些实施例中,步骤122、从候选挡位中确定替代挡位,包括:将与目标挡位的传动比最相近的候选挡位作为替代挡位。
这样,可以在使用替代挡位时,使动力输出与操作人员的预期尽量一致。
以表1中所示的变速箱为例,目标挡位为6挡,在第三离合变速器故障时,候选挡位为(1)挡、1挡、3挡、4挡、(3)挡、5挡、(4)挡和8挡;目标挡位的传动比为1.20,则确定替代挡位为7挡。
在另一些实施例中,步骤122、从候选挡位中确定替代挡位,包括:基于目标工况,从候选挡位中确定替代挡位。
换言之,以当前工况为主要参考条件,从候选挡位中选择替代挡位。
以表1中所示的变速箱为例,比如基于工程车辆的传感器检测的信号,确定当前需要爬陡坡,目标挡位为2挡,在第1离合变速器故障时,候选挡位为(1)挡、2挡、3挡、(3)挡、6挡和(4)挡;替代挡位为(1)挡。
在一些实施例中,在步骤130、按照替代挡位,控制对应的离合变速器的离合器接合之后,还包括:输出第二故障提示信息。
这样,即使变速箱当前也在使用,但是还是提醒操作人员,变速箱存在故障,需要尽快维修。
第二故障提示信息可以为多种形式。
其一,第二故障提示信息可以表现为变速箱所在的作业机械上的警报灯发光,或者作业机械上的蜂鸣器蜂鸣。
其二,第二故障提示信息可以表现为变速箱所在的作业机械上的显示面板显示的提示信息。
其三,第二故障提示信息可以表现为发送给远程监控端的提示信息,以及时告知售后维修团队故障信息。
下面参考图2描述一个实施例。
在变速箱工作时,通过传感器采集每个离合变速器两端的速度(角速度),当监控到某一个离合变速器前后两端的角速度的比值与目标传动比的差异度不小于目标差异度时,发出第一故障提示信息,并切入替代挡位,且发出第二故障提示信息。
下面对本发明提供的变速箱的控制装置进行描述,下文描述的变速箱的控制装置与上文描述的变速箱的控制方法可相互对应参照。
变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,变速箱具有多个挡位,每个挡位设有对应的离合器接合状态。
如图4所示,本发明提供的变速箱的控制装置,包括:诊断模块410、确定模块420和控制模块430。
诊断模块410,用于通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;
确定模块420,用于在目标挡位,若故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在替代挡位,故障离合变速器的离合器断开;
控制模块430,用于按照替代挡位,控制对应的离合变速器的离合器接合。
根据本发明实施例的变速箱的控制装置,在个别离合变速器出现故障的情况下,通过挡位切换,可以保持动力的持续传递。
在一些实施例中,确定模块420,还包括:第一确定单元,用于确定与故障离合变速器的离合器断开对应的挡位为候选挡位;第二确定单元,用于从候选挡位中确定替代挡位。
在一些实施例中,第二确定单元,还用于将与目标挡位的传动比最相近的候选挡位作为替代挡位。
在一些实施例中,第二确定单元,还用于基于目标工况,从候选挡位中确定替代挡位。
在一些实施例中,诊断模块410,还用于在目标挡位,若故障离合变速器的离合器断开,设置与故障离合变速器的离合器接合对应的挡位为禁用挡位。
在一些实施例中,该变速箱的控制装置还包括:第一输出单元,用于输出第一故障提示信息;和/或,第二输出单元,用于输出第二故障提示信息。
在一些实施例中,诊断模块410,还用于采集离合变速器前后两端的角速度;在离合变速器前后两端的角速度的比值与目标传动比的差异度不小于目标差异度时,确定离合变速器为故障离合变速器。
本发明还公开了一种作业机械。
该作业机械可以为平地机、装载机、汽车起重机、消防车、自卸车等工程机械。
本发明实施例的作业机械可以包括:变速箱、变速箱的控制装置。
根据本发明实施例的作业机械,在个别离合变速器出现故障的情况下,通过挡位切换,可以保持动力的持续传递,这样既能实现出现故障后的临时施工,使过程机械能自行驶出危险区域,还可以自行运动到维修地点,避免拖行设备而产生的额外费用,减少停机时间。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图5所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540,其中,处理器510,通信接口520,存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令,以执行变速箱的控制方法,变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,变速箱具有多个挡位,每个挡位设有对应的离合器接合状态;该方法包括:通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;在目标挡位,若故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在替代挡位,故障离合变速器的离合器断开;按照替代挡位,控制对应的离合变速器的离合器接合。
此外,上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法所提供的变速箱的控制方法,变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,变速箱具有多个挡位,每个挡位设有对应的离合器接合状态;该方法包括:通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;在目标挡位,若故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在替代挡位,故障离合变速器的离合器断开;按照替代挡位,控制对应的离合变速器的离合器接合。
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的变速箱的控制方法,变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,变速箱具有多个挡位,每个挡位设有对应的离合器接合状态;该方法包括:通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;在目标挡位,若故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在替代挡位,故障离合变速器的离合器断开;按照替代挡位,控制对应的离合变速器的离合器接合。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种变速箱的控制方法,其特征在于,所述变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个所述离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,所述变速箱具有多个挡位,每个所述挡位设有对应的离合器接合状态;所述方法包括:
通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;
在目标挡位,若所述故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在所述替代挡位,所述故障离合变速器的离合器断开;
按照所述替代挡位,控制对应的所述离合变速器的离合器接合。
2.根据权利要求1所述的变速箱的控制方法,其特征在于,所述确定替代挡位,包括:
确定与所述故障离合变速器的离合器断开对应的挡位为候选挡位;
从所述候选挡位中确定所述替代挡位。
3.根据权利要求2所述的变速箱的控制方法,其特征在于,所述从所述候选挡位中确定所述替代挡位,包括:
将与所述目标挡位的传动比最相近的候选挡位作为所述替代挡位。
4.根据权利要求2所述的变速箱的控制方法,其特征在于,所述从所述候选挡位中确定所述替代挡位,包括:
基于目标工况,从所述候选挡位中确定所述替代挡位。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的变速箱的控制方法,其特征在于,在所述通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器之后,所述方法还包括:
在目标挡位,若所述故障离合变速器的离合器断开,设置与所述故障离合变速器的离合器接合对应的挡位为禁用挡位。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的变速箱的控制方法,其特征在于,在所述通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器之后,还包括:输出第一故障提示信息;
和/或,在所述按照所述替代挡位,控制对应的所述离合变速器的离合器接合之后,还包括:
输出第二故障提示信息。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的变速箱的控制方法,其特征在于,所述通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器,包括:
采集离合变速器前后两端的角速度;
在所述离合变速器前后两端的角速度的比值与目标传动比的差异度不小于目标差异度时,确定所述离合变速器为故障离合变速器。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的变速箱的控制方法,其特征在于,
所述变速箱具有多个主挡位和多个备用挡位,所述备用挡位通过所述主挡位相互隔开。
9.一种变速箱的控制装置,其特征在于,所述变速箱包括多个串联的离合变速器组,每个离合变速器组包括多个并联的离合变速器,每个所述离合变速器包括动力耦合连接的离合器和变速机构,所述变速箱具有多个挡位,每个所述挡位设有对应的离合器接合状态;所述装置包括:
诊断模块,用于通过故障诊断,确定出现故障的故障离合变速器;
确定模块,用于在目标挡位,若所述故障离合变速器的离合器接合,确定替代挡位,其中,在所述替代挡位,所述故障离合变速器的离合器断开;
控制模块,用于按照所述替代挡位,控制对应的所述离合变速器的离合器接合。
10.一种作业机械,其特征在于,包括:
变速箱;
如权利要求9所述的变速箱的控制装置。
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