專利名稱：一種應用于工程機械的換檔控制方法及控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種應用于工程機械的換檔控制方法及控制器。
背景技術：
由于推土機的工況復雜，推土機在檔位切換時，高速運轉的發動機容易使變速離合器受到較強的沖擊，變速離合器中的摩擦片在換檔節拍時的工作狀況相對惡劣，磨損程度較大，導致目前推土機中的變速離合器的工作壽命均較短。

發明內容
本發明實施例提供了一種應用于工程機械的換檔控制方法及控制器，用于提高工程機械中變速離合器的工作壽命。為解決上述技術問題，本發明實施例提供以下技術方案一種應用于工程機械的換檔控制方法，包括控制器接收來自工程機械的電控手柄的換檔信號；獲取上述工程機械的發動機的當前轉速值；根據上述換檔信號指示的目標檔位獲取上述目標檔位的過渡標定轉速值；比較上述當前轉速值和上述過渡標定轉速值；若上述當前轉速值大于上述過渡標定轉速值時，則控制上述發動機的轉速至上述過渡標定轉速值，并在上述工程機械的變速離合器完成上述換檔信號指示的換檔動作時，控制上述發動機的轉速至上述當前轉速值。一種控制器，包括接收單元，用于接收來自工程機械的電控手柄的換檔信號；第一獲取單元，用于獲取上述工程機械的發動機的當前轉速值；第二獲取單元，用于根據上述換檔信號指示的目標檔位獲取上述目標檔位的過渡標定轉速值；比較單元，用于比較上述當前轉速值和上述過渡標定轉速值；控制單元，用于當上述比較單元的比較結果為上述當前轉速值大于上述過渡標定轉速值時，控制上述發動機的當前轉速至上述過渡標定轉速值；在上述工程機械的變速離合器完成上述換檔信號指示的換檔動作時，控制上述發動機的轉速至上述當前轉速值。由上可見，本發明實施例中控制器在接收到換檔信號時，通過獲取比較發動機的當前轉速，在高速換檔期間對發動機的轉速進行降速處理，從而減小高轉速下的檔位切換動作對變速離合器的沖擊，降低了變速離合器摩擦片的相對轉速，從而減小了對摩擦片的磨損，進而提高了變速離合器的工作壽命。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的工程機械的一種內部結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的一種應用于工程機械的換檔控制方法的一個實施例流程示意圖；圖3為本發明實施例提供的一種應用于工程機械的換檔控制方法的另一個實施例流程示意圖；圖4為本發明實施例提供的一種應用于工程機械的換檔控制方法的另一個實施例流程示意圖；圖5為本發明實施例提供的一種控制器的一個實施例結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了一種應用于工程機械的換檔控制方法及控制器。為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部實施例。下面對本發明實施例中一種應用于工程機械的換檔控制方法進行描述。首先如圖1所示為本發明實施例中工程機械的一種內部結構示意圖，控制器101 分別與電控手柄102和變速離合器103相連，控制器和電子控制單元(EOT，Electronic Control Unit) 104都接入到工程機械的控制器局域網絡(CAN，Controller Area Network) 的高位總線(即圖中的CAN-Η)和低位總線(即圖中的CAN-L)中。請參閱圖2，本發明實施例中的一種應用于工程機械的換檔控制方法，包括201、控制器接收來自工程機械的電控手柄的換檔信號；上述電控手柄為可發送開關量和模擬量的手柄裝置，工程人員通過操控安裝于工程機械上的電控手柄實現換檔、換向、轉向和加減速等操作。在本發明實施例中，當工程人員通過電控手柄進行換檔操作時，控制器接收來自該電控手柄的換檔信號。舉例說明，當工程機械從行駛二檔降至行駛一檔時，則控制器可接收到電控手柄發送的指示從行駛二檔降至行駛一檔的換檔信號。202、獲取工程機械的發動機的當前轉速值；當控制器接收到來自工程機械的電控手柄的換檔信號時，控制器獲取發動機的當前轉速值。在本發明實施例中，工程機械上的ECU實時采集發動機的運行參數(如發動機的當前轉速、機油壓力等)，并將采集到的發動機的運行參數廣播到CAN總線上，控制器通過 CAN總線與ECU連接，當控制器接收到來自工程機械的電控手柄的換檔信號時，可從該CAN 總線上獲取發動機的當前轉速值。當然，控制器也可在接收到來自上述電控手柄的換檔信號時，通過對發動機進行檢測來獲取發動機的當前轉速值，此處不作限定。203、根據換檔信號指示的目標檔位獲取該目標檔位的過渡標定轉速值；
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本發明實施例中，工程人員可通過大量的現場實驗對各目標檔位的過渡標定轉速值進行確定，如工程人員可在不同轉速下和檔位下進行大量的換檔切換測試，綜合多次換檔切換測試過程中發動機的油耗率和功率，以及整車動力轉向、空調或其它電力的需求下的發動機負荷等狀態信息，得到變速箱切換到不同目標檔位時所需要的合理轉速，將其作為該目標檔位的過渡標定轉速值。可以理解，由于不同型號的工程機械的工況特點和該工程機械的內部機件(如發動機、變速離合器等)的參數可能有所不同，因此，不同型號的工程機械在相同目標檔位的過渡標定轉速值也可能不同。上述過渡標定轉速值可預置在控制器中，也可以是預置在其它設備(如ECU)中， 此處不作限定。204、比較發動機的當前轉速值和過渡標定轉速值；控制器比較步驟202和203中獲取到的當前轉速值和過渡標定轉速值，當上述當前轉速值大于過渡標定轉速值時，執行步驟205和206。205、控制發動機的轉速至上述過渡標定轉速值；當步驟204的比較結果為發動機的當前轉速值大于過渡標定轉速值時，控制器控制發動機的轉速至上述過渡標定轉速值，以減小檔位切換動作對變速離合器造成的沖擊。在本發明實施例中，控制器可將過渡標定轉速值通過CAN總線發送給E⑶，由E⑶ 根據該過渡標定轉速值對發動機的轉速進行調整，當然，也可以由控制器根據過渡標定轉速值直接對發動機的轉速進行調整，此處不作限定。206、當工程機械的變速離合器完成上述換檔信號指示的換檔動作時，控制器控制發動機的轉速至上述當前轉速值。在本發明實施例中，當變速離合器的換檔動作結束時，控制器可接收到來自變速離合器的換檔結束信號，控制發動機的轉速至上述當前轉速值，以使發動機的轉速恢復到步驟205執行之前的轉速。由上可見，本發明實施例中控制器在接收到換檔信號時，通過獲取比較發動機的當前轉速，在高速換檔期間對發動機的轉速進行降速處理，從而減小高轉速下的檔位切換動作對變速離合器的沖擊，降低了變速離合器摩擦片的相對轉速，從而減小了對摩擦片的磨損，進而提高了變速離合器的工作壽命。下面對本發明實施例中的應用于工程機械的換檔控制方法進行描述，請參閱圖3， 本發明實施例中應用于工程機械的換檔控制方法的另一個實施例包括步驟301 303可如圖2步驟201 203中的描述，此處不再贅述。304、判斷發動機的當前轉速值是否大于過渡標定轉速值；控制器通過比較步驟302和303中獲取到的當前轉速值和過渡標定轉速值，判斷上述當前轉速值是否大于過渡標定轉速值，若是，則執行步驟306和307，若否，則執行步驟 305。305、判斷上述當前轉速值與上述過渡標定轉速值的差值是否超過預置的門限值；在本發明實施例中，雖然在發動機低轉速下進行換擋操作時對變速箱沖擊較小， 但是，若此處發動機轉速過低，則會造成燃料燃燒的不充分，甚至會導致發動機掉速熄火。 因此，本發明實施例中，當步驟304比較出上述當前轉速值小于上述過渡標定轉速值時，控制器進一步判斷上述當前轉速值與上述過渡標定轉速值的差值是否超過預置的門限值，若是，則執行步驟306和307，若否，則進入步驟308。306、控制發動機的轉速至上述過渡標定轉速值；在本發明實施例中，控制器可將過渡標定轉速值通過CAN總線發送給E⑶，由E⑶ 根據該過渡標定轉速值對發動機的轉速進行調整，當然，也可以由控制器根據過渡標定轉速值直接對發動機的轉速進行調整，此處不作限定。307、當工程機械的變速離合器完成上述換檔信號指示的換檔動作時，控制器控制發動機的轉速至上述當前轉速值。在本發明實施例中，當變速離合器的換檔動作結束時，控制器可接收到來自變速離合器的換檔結束信號，控制發動機的轉速至上述當前轉速值，以使發動機的轉速恢復到步驟305執行之前的轉速。308、結束此次換檔控制流程。由上可見，本發明實施例中控制器在接收到換檔信號時，通過獲取比較發動機的當前轉速，在高速換檔期間對發動機的轉速進行降速處理，從而減小高轉速下的檔位切換動作對變速離合器的沖擊，降低了變速離合器摩擦片的相對轉速，從而減小了對摩擦片的磨損，進而提高了變速離合器的工作壽命。進一步的，本發明實施例中在低速換檔期間對發動機的轉速進行升速處理，從而避免了因發動機的轉速過低而造成燃料燃燒的不充分以及發動機掉速熄火的狀況。為便于更好地理解本發明的技術方案，下面通過信令圖對本發明實施例中的應用于工程機械的換檔控制方法進行描述，請參閱圖4，包括401、控制器接收來自工程機械的電控手柄的換檔信號；上述電控手柄為可發送開關量和模擬量的手柄裝置，工程人員通過操控安裝于工程機械上的電控手柄實現換檔、換向、轉向和加減速等操作。在本發明實施例中，當工程人員通過電控手柄進行換檔操作時，控制器接收來自該電控手柄的換檔信號。舉例說明，當工程機械從行駛二檔降至行駛一檔時，則控制器可接收到電控手柄發送的指示從行駛二檔降至行駛一檔的換檔信號。402、控制器獲取工程機械的發動機的當前轉速值；當控制器接收到來自工程機械的電控手柄的換檔信號時，控制器獲取發動機的當前轉速值。在本發明實施例中，工程機械上的ECU實時采集發動機的運行參數(如發動機的當前轉速、機油壓力等)，并將采集到的發動機的運行參數廣播到CAN總線上，控制器從該 CAN總線上獲取發動機的當前轉速值。403、控制器根據換檔信號指示的目標檔位獲取該目標檔位的過渡標定轉速值；本發明實施例中，工程人員可通過大量的現場實驗對各目標檔位的過渡標定轉速值進行確定，如工程人員可在不同轉速下和檔位下進行大量的換檔切換測試，綜合多次換檔切換測試過程中發動機的油耗率和功率，以及整車動力轉向、空調或其它電力的需求下的發動機負荷等狀態信息，得到變速箱切換到不同目標檔位時所需要的合理轉速，將其作為該目標檔位的過渡標定轉速值。可以理解，由于不同型號的工程機械的工況特點和該工程機械的內部機件(如發動機、變速離合器等)的參數可能有所不同，因此，不同型號的工程機械在相同目標檔位的過渡標定轉速值也可能不同。上述過渡標定轉速值可預置在控制器中，也可以是預置在其它設備(如ECU)中， 此處不作限定。404、控制器比較發動機的當前轉速值和過渡標定轉速值；控制器比較步驟402和403中獲取到的當前轉速值和過渡標定轉速值，當上述當前轉速值大于過渡標定轉速值，或者，當上述當前轉速值小于過渡標定轉速值且當前轉速值與過渡標定轉速值的差值超過預置門限值時，執行步驟405 409，當上述當前轉速值小于過渡標定轉速值且當前轉速值與過渡標定轉速值的差值不超過預置門限值時，結束此處換檔控制流程。405、控制器向E⑶發送轉速調整信號；控制器向ECU發送攜帶上述過渡標定轉速值的轉速調整信號，指示ECU對發動機的轉速進行調整。406、E⑶根據轉速調整信號的指示對發動機的轉速進行調整；ECU接收到來自控制器的轉速調整信號后，根據轉速調整信號的指示，將發動機的轉速調整至上述過渡標定轉速值。407、控制器接收來自變速離合器的換檔結束信號；當變速離合器完成上述換檔信號指示的換檔動作時，控制器將接收到來自變速離合器的換檔結束信號，指示其以完成換檔動作。408、控制器向E⑶發送轉速恢復信號；控制器向ECU發送轉速恢復信號，指示ECU對發動機的轉速進行調整，其中，上述轉速恢復信號中攜帶步驟402中獲取到的當前轉速值。409、ECU根據轉速恢復信號的指示對發動機的轉速進行調整；ECU接收到來自控制器的轉速恢復信號后，根據轉速恢復信號的指示，將發動機的轉速恢復至步驟402中獲取到的當前轉速值。在本發明實施例中，為保證檔位調整的快速響應電控特點，需保證控制器對發動機的轉速進行比較和調整的過程(即步驟402 306的處理過程)在足夠短的時間內完成。由上可見，本發明實施例中控制器在接收到換檔信號時，通過獲取比較發動機的當前轉速，在高速換檔期間對發動機的轉速進行降速處理，從而減小高轉速下的檔位切換動作對變速離合器的沖擊，降低了變速離合器摩擦片的相對轉速，從而減小了對摩擦片的磨損，進而提高了變速離合器的工作壽命。進一步的，本發明實施例中在低速換檔期間對發動機的轉速進行升速處理，從而避免了因發動機的轉速過低而造成燃料燃燒的不充分以及發動機掉速熄火的狀況。下面對本發明實施例中的控制器進行描述，請參閱圖5，本發明實施例中的控制器 500包括接收單元501，用于接收來自工程機械的電控手柄的換檔信號；第一獲取單元502，用于獲取工程機械的發動機的當前轉速值；第二獲取單元503，用于根據換檔信號指示的目標檔位獲取該目標檔位的過渡標定轉速值；比較單元504，用于比較第一獲取單元502和第一獲取單元502獲取到的當前轉速
8值和過渡標定轉速值；控制單元505，用于當比較單元504的比較結果為當前轉速值大于過渡標定轉速值時，控制發動機的當前轉速至上述過渡標定轉速值；在工程機械的變速離合器完成換檔信號指示的換檔動作時，控制發動機的轉速至上述當前轉速值，即第一獲取單元502獲取到的當前轉速值。進一步，控制單元505還可用于當比較單元504的比較結果為當前轉速值小于過渡標定轉速值，且當前轉速值與過渡標定轉速值的差值超過預置門限值時，控制發動機的轉速至過渡標定轉速值；在工程機械的變速離合器完成換檔信號指示的換檔動作時，控制發動機的轉速至上述當前轉速值。本發明實施例中，控制單元505可通過如下方式控制發動機的當前轉速至過渡標定轉速值向工程機械的ECU發送轉速調整信號，在該轉速調整信號攜帶過渡標定轉速值， 指示ECU根據過渡標定轉速值對發動機的當前轉速進行調整，當然，控制單元505也可直接依據該過渡標定轉速值對發動機的轉速進行調整，此處不作限定。本發明實施例中，控制單元505可通過如下方式控制發動機的轉速至當前轉速值向工程機械的ECU發送轉速恢復信號，在轉速恢復信號攜帶上述當前轉速值，指示ECU 根據上述當前轉速值對發動機的轉速進行調整，當然，控制單元505也可直接依據上述當前轉速值對發動機的轉速進行調整，此處不作限定。需要說明的是，本發明實施例中的控制器可如上述方法實施例中的控制器，可以用于實現上述方法實施例中的全部技術方案，其各個功能模塊的功能可以根據上述方法實施例中的方法具體實現，其具體實現過程可參照上述實施例中的相關描述，此處不再贅述。由上可見，本發明實施例中控制器在接收到換檔信號時，通過獲取比較發動機的當前轉速，在高速換檔期間對發動機的轉速進行降速處理，從而減小高轉速下的檔位切換動作對變速離合器的沖擊，降低了變速離合器摩擦片的相對轉速，從而減小了對摩擦片的磨損，進而提高了變速離合器的工作壽命。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器、隨機存儲器、磁盤或光盤等。以上對本發明所提供的一種應用于工程機械的換檔控制方法及控制器進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種應用于工程機械的換檔控制方法，其特征在于，包括 控制器接收來自工程機械的電控手柄的換檔信號； 獲取所述工程機械的發動機的當前轉速值；根據所述換檔信號指示的目標檔位獲取所述目標檔位的過渡標定轉速值； 比較所述當前轉速值和所述過渡標定轉速值； 若所述當前轉速值大于所述過渡標定轉速值時，則控制所述發動機的轉速至所述過渡標定轉速值，并在所述工程機械的變速離合器完成所述換檔信號指示的換檔動作時，控制所述發動機的轉速至所述當前轉速值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述比較所述當前轉速值和所述過渡標定轉速值的步驟之后還包括 若所述當前轉速值小于所述過渡標定轉速值，且所述當前轉速值與所述過渡標定轉速值的差值超過預置門限值，則控制所述發動機的轉速至所述過渡標定轉速值，并在所述工程機械的變速離合器完成所述換檔信號指示的換檔動作時，控制所述發動機的轉速至所述當前轉速值。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述控制所述發動機的轉速至所述過渡標定轉速值包括向所述工程機械的電子控制單元ECU發送轉速調整信號，所述轉速調整信號攜帶所述過渡標定轉速值，以便所述ECU根據所述過渡標定轉速值對所述發動機的轉速進行調整。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制器控制所述發動機的轉速至所述當前轉速值包括向所述工程機械的ECU發送轉速恢復信號，所述轉速恢復信號攜帶所述當前轉速值， 以便所述ECU根據所述當前轉速值對所述發動機的轉速進行調整。
5.一種控制器，其特征在于，包括接收單元，用于接收來自工程機械的電控手柄的換檔信號； 第一獲取單元，用于獲取所述工程機械的發動機的當前轉速值； 第二獲取單元，用于根據所述換檔信號指示的目標檔位獲取所述目標檔位的過渡標定轉速值；比較單元，用于比較所述當前轉速值和所述過渡標定轉速值；控制單元，用于當所述比較單元的比較結果為所述當前轉速值大于所述過渡標定轉速值時，控制所述發動機的當前轉速至所述過渡標定轉速值；在所述工程機械的變速離合器完成所述換檔信號指示的換檔動作時，控制所述發動機的轉速至所述當前轉速值。
6.根據權利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制單元還用于當所述比較單元的比較結果為所述當前轉速值小于所述過渡標定轉速值，且所述當前轉速值與所述過渡標定轉速值的差值超過預置門限值時，控制所述發動機的轉速至所述過渡標定轉速值；在所述工程機械的變速離合器完成所述換檔信號指示的換檔動作時，控制所述發動機的轉速至所述當前轉速值。
7.根據權利要求5或6所述的控制器，其特征在于，所述控制單元具體通過如下方式控制所述發動機的當前轉速至所述過渡標定轉速值 向所述工程機械的電子控制單元ECU發送轉速調整信號，所述轉速調整信號攜帶所述過渡標定轉速值，以便所述ECU根據所述過渡標定轉速值對所述發動機的當前轉速進行調整。
8.根據權利要求5或6所述的控制器，其特征在于，所述控制單元具體通過如下方式控制所述發動機的轉速至所述當前轉速值向所述工程機械的ECU發送轉速恢復信號，所述轉速恢復信號攜帶所述當前轉速值，以便所述ECU根據所述當前轉速值對所述發動機的轉速進行調整。
全文摘要
本發明實施例公開了一種應用于工程機械的換檔控制方法及控制器，其中，一種應用于工程機械的換檔控制方法包括控制器接收來自工程機械的電控手柄的換檔信號；獲取所述工程機械的發動機的當前轉速值；根據所述換檔信號指示的目標檔位獲取所述目標檔位的過渡標定轉速值；比較所述當前轉速值和所述過渡標定轉速值；若所述當前轉速值大于所述過渡標定轉速值時，則控制所述發動機的轉速至所述過渡標定轉速值，并在所述工程機械的變速離合器完成所述換檔信號指示的換檔動作時，控制所述發動機的轉速至所述當前轉速值。本發明實施例提供的技術方案可有效提高工程機械中變速離合器的工作壽命。
文檔編號F16H59/74GK102425660SQ20111036404
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者劉喜鋒, 張立銀, 徐長重, 李宣秋, 王濤衛, 趙成龍 申請人:山推工程機械股份有限公司