本發(fā)明涉及工程機械的變速器切斷控制裝置及方法。尤其涉及一種用于控制工程機械的變速器切斷動作的變速器切斷控制裝置及利用其的變速器切斷控制方法。

背景技術(shù)：

輪式裝載機等工程機械可通過同時使用運行裝置和工作裝置執(zhí)行期望的工作。這種工程機械可具備基于制動踏板操作和引擎等的輸出自動將變速器轉(zhuǎn)換成中立狀態(tài)并維持的變速器切斷功能。尤其，當(dāng)在運行狀態(tài)下要使前端工作裝置快速動作時，會踩加速踏板(acceleratorpedal)，而在連結(jié)有運行動力的狀態(tài)下，運行速度無意中會變快，為了減慢所駕駛的車輛的速度，會同時踩制動踏板。此時，可以通過執(zhí)行變速器切斷動作，切斷運行動力，提高工作的效率。

然而，當(dāng)在坡地或向自動傾卸車進(jìn)行裝車操作時，如果踩制動踏板，會非所愿地發(fā)生運行動力被斷開，引發(fā)變速沖擊和運行延遲現(xiàn)象，從而給駕駛員帶來不得重復(fù)離合器切斷開關(guān)的開/關(guān)動作的不適。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的一課題在于提供一種可以在最佳時點形成變速器的中立轉(zhuǎn)換的工程機械的變速器切斷控制裝置。

本發(fā)明的另一課題在于提供利用上述變速器切斷控制裝置能夠控制工程機械的變速器切斷動作的方法。

技術(shù)方案

為達(dá)成上述本發(fā)明一課題，根據(jù)一些示例性實施例的工程機械的變速器切斷控制裝置包括：制動壓力檢測部，用于檢測制動壓力；動臂位置檢測部，用于檢測動臂的位置；車速檢測部，用于檢測車輛速度；車輛控制裝置，用于接收所述制動壓力、所述動臂上升位置以及所述車輛速度，并基于所述接收的值輸出用于執(zhí)行變速器切斷動作的切斷控制信號；以及變速器控制裝置，能夠操作地連結(jié)于所述車輛控制裝置，根據(jù)所述切斷控制信號控制變速器切斷動作。

在一些示例性實施例中，可選地，所述車輛控制裝置在所述制動壓力為基準(zhǔn)壓力以上、所述動臂上升位置為設(shè)定位置以下以及所述車輛速度為設(shè)定速度以上時輸出所述切斷控制信號，以執(zhí)行所述變速器切斷動作。

在一些示例性實施例中，可選地，所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力為5bar，所述動臂上升位置的設(shè)定位置為整體高度的40％的高度，所述車輛速度的設(shè)定速度為8km/h。

在一些示例性實施例中，可選地，所述變速器切斷控制裝置還包括：制動基準(zhǔn)壓力設(shè)定開關(guān)，用于設(shè)定所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力。

在一些示例性實施例中，可選地，由所述制動基準(zhǔn)壓力設(shè)定開關(guān)將所述基準(zhǔn)壓力設(shè)定在15bar至5bar之間。

在一些示例性實施例中，可選地，所述車輛控制裝置控制成在所述接收的制動壓力為解除基準(zhǔn)壓力以下時停止所述變速器切斷操作。

在一些示例性實施例中，可選地，所述解除基準(zhǔn)壓力為3bar。

為達(dá)成所述本發(fā)明的另一課題，根據(jù)一些示例性實施例的工程機械的變速器切斷控制方法，獲得對制動壓力、動臂的位置和車輛速度的信息?；谒霁@得的信息決定變速器切斷的操作時點?？梢钥刂瞥?，在所述操作時點執(zhí)行變速器切斷。

在一些示例性實施例中，可選地，決定所述變速器切斷的操作時點時，以在所述制動壓力為基準(zhǔn)壓力以上、所述動臂上升位置為設(shè)定位置以下以及所述車輛速度為設(shè)定速度以上時執(zhí)行所述變速器切斷的方式?jīng)Q定所述操作時點。

在一些示例性實施例中，可選地，所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力為5bar，所述動臂上升位置的設(shè)定位置為整體高度的40％的高度，所述車輛速度的設(shè)定速度為8km/h。

在一些示例性實施例中，可選地，所述變速器切斷控制方法包括設(shè)定所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力的步驟。

在一些示例性實施例中，可選地，設(shè)定所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力時，將所述基準(zhǔn)壓力設(shè)定在15bar至5bar之間。

在一些示例性實施例中，可選地，所述變速器切斷控制方法還包括以在所述接收的制動壓力為解除基準(zhǔn)壓力以下時停止所述變速器切斷操作的方式進(jìn)行控制的步驟。

在一些示例性實施例中，可選地，所述解除基準(zhǔn)壓力為3bar。

發(fā)明的效果

根據(jù)一些示例性實施例，通過在變速器切斷進(jìn)入條件中降低現(xiàn)有制動基準(zhǔn)壓力，追加動臂位置條件和車輛的速度條件，防止非所愿時點上的動力切斷控制，與現(xiàn)有的相比，可以使動力切斷的效果最大化，減少因制動產(chǎn)生的車軸發(fā)熱量。

以此，大大減少制動使用量，減少軸油的發(fā)熱量，切斷計程儀的動力，從而減少引擎能量損失，改善燃料效率。

然而，本發(fā)明的效果并不限于上面所涉及的效果，在不脫離本發(fā)明的原理和范圍的前提下可以對其進(jìn)行多種擴展。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)一些示例性實施例的輪式裝載機的側(cè)面圖。

圖2是示出圖1的變速器切斷控制裝置的框圖。

圖3是示出根據(jù)圖1的動臂的旋轉(zhuǎn)角度的動臂上升位置的側(cè)面圖。

圖4是一些示出由圖2的變速器切斷控制裝置決定的變速器切斷動作區(qū)間的圖表。

圖5是示出根據(jù)一些示例性實施例的工程機械的變速器切斷控制方法的流程圖。

符號說明

10-輪式裝載機，12-前方車體，14-后方車體，20-動臂，22-動臂缸，24-動臂角度傳感器，30-鏟斗，32-鏟斗缸，34-搖臂，36-鏟斗角度傳感器，40-駕駛室，50-引擎艙，60-變速器，70-前方輪，72-后方輪，100-變速器切斷控制裝置，102-離合器切斷選擇開關(guān)，104-制動壓力設(shè)定開關(guān)，110-制動壓力檢測部，120-動臂位置檢測部，130-車速檢測部，200-車輛控制裝置，300-變速器控制裝置。

具體實施方式

對于正文未公開的本發(fā)明的一些實施例，特定的結(jié)構(gòu)性以及功能性的說明僅是為說明本發(fā)明的實施例而做出的示例性描述，本發(fā)明的一些實施例可以以多種方式實施，并不能解釋為局限于正文所說明的一些實施例。

本發(fā)明可以追加多種變更，可以具有多種方式，一些特定實施例將圖示于附圖，并在正文具體說明?？梢岳斫獾氖?，這并非為了將本發(fā)明限定于特定的公開方式，而是包括本發(fā)明的原理和技術(shù)范圍所包括的所有變更、等價物以及替代物。

“第一”、“第二”等術(shù)語可以用于說明多種構(gòu)成要素，但所述構(gòu)成要素并不限于所述術(shù)語。所述術(shù)語可以用于區(qū)分一個構(gòu)成要素和其他構(gòu)成要素。例如，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利范圍的前提下，“第一構(gòu)成要素”可以被命名為“第二構(gòu)成要素”，類似地，“第二構(gòu)成要素”也可以被命名為“第一構(gòu)成要素”。

當(dāng)提及某種構(gòu)成要素“連結(jié)”或“連接”于其他構(gòu)成要素時，應(yīng)解釋為可以是直接連結(jié)于所述其他構(gòu)成要素，或雖然與所述其他構(gòu)成要素連接，但中間也有可能存在其他構(gòu)成要素。相反，當(dāng)提及某種構(gòu)成要素“直接連結(jié)”或“直接連接”于其他構(gòu)成要素時，應(yīng)解釋為中間不存在其他構(gòu)成要素。用于說明構(gòu)成要素之間的關(guān)系的其他表達(dá)方式，即“在……之間”、“正在……之間”或“與……相鄰”、“與……直接相鄰”等應(yīng)同樣解釋。

在本申請中使用的術(shù)語僅用于說明特定的實施例，并不能解釋為限定本發(fā)明。除非上下文中有明確的不同定義，單數(shù)的表達(dá)方式包括復(fù)數(shù)的表達(dá)方式。在本申請中，“包括”或“具有”等術(shù)語應(yīng)解釋為用于指定所設(shè)置特征、數(shù)字、步驟、動作、構(gòu)成要素、部件或這些的組合的存在，而并非提前排除一個或一個以上的其他特征或數(shù)字、步驟、動作、構(gòu)成要素、部件或這些的組合的存在或可追加性。

除非有其他定義，諸如技術(shù)術(shù)語或科技術(shù)語，此處所使用的所有術(shù)語應(yīng)理解為與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的一般的技術(shù)人員所理解的一般的含義。通常，例如在詞典中已定義的術(shù)語，應(yīng)解釋為與相關(guān)技術(shù)的上下文中所意指的含義相同的義項，除非本申請中有明確定義，不能解釋為詭異的或夸張的含義。

下面，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。對于附圖中相同的構(gòu)成要素，使用相同的附圖標(biāo)記，而對相同的構(gòu)成要素，不再贅述對其的重復(fù)說明。

圖1是示出根據(jù)一些示例性實施例的輪式裝載機的側(cè)面圖。圖2是示出圖1的變速器切斷控制裝置的框圖。圖3是示出根據(jù)圖1的動臂的旋轉(zhuǎn)角度的動臂上升位置的側(cè)面圖。圖4是一些示出由圖2的變速器切斷控制裝置決定的變速器切斷動作區(qū)間的圖表。在圖1中，盡管圖示了輪式裝載機10，但不能因此限定根據(jù)一些示例性實施例的變速器控制裝置僅用于輪式裝載機，而是還可以應(yīng)用于叉車等工業(yè)用車輛。下面，為便于說明，僅對輪式裝載機10進(jìn)行描述。

參照圖1至圖4便知，輪式裝載機10可包括：可相互旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的前方車體12和后方車體14。前方車體12可以包括：工作裝置和前方輪70。后方車體14可以包括：駕駛室40、引擎艙50以及后方輪72。

所述工作裝置可以包括：動臂20和鏟斗30。動臂20可以可自由旋轉(zhuǎn)地貼附于前方車體12，鏟斗30可以可自由旋轉(zhuǎn)地貼附于動臂20的一端部。動臂20通過一對動臂缸22連結(jié)于前方車體12，動臂20可通過動臂缸22的驅(qū)動在上下方向上旋轉(zhuǎn)。搖臂34可自由旋轉(zhuǎn)地貼附于臂20的中心部，搖臂34的一端部與前方車體12通過一對鏟斗缸32連結(jié)，通過傾斜桿連結(jié)于搖臂34的另一端部的鏟斗30可通過鏟斗缸32的驅(qū)動在上下方向上旋轉(zhuǎn)(傾卸或堆積)。

此外，前方車體12與后方車體14通過中心銷16可相互旋轉(zhuǎn)地連結(jié)，前方車體12通過操縱缸(未圖示)的伸縮可相對于后方車體14左右彎曲。

后方車體14可安裝用于運行輪式裝載機10的運行裝置。引擎可以配置于引擎艙50內(nèi)，并向所述運行裝置提供功率輸出。所述運行裝置可以包括變矩器、變速器60、螺旋軸以及車軸等。所述引擎的功率輸出通過所述變矩器、變速器60、所述螺旋軸以及所述車軸等傳達(dá)至前方輪70和后方輪72，以運行輪式裝載機10。

變速器60可以包括在第一速至第四速之間對速度檔位進(jìn)行變速的液壓離合器，所述變矩器的輸出軸的旋轉(zhuǎn)可通過變速器60變速。變速器60可以包括前進(jìn)用液壓離合器、倒車用液壓離合器以及第一速至第四速用液壓離合器。每一個所述液壓離合器可通過由變速器控制裝置(tcu，transmissioncontrolunit)300提供的液壓油(離合器液壓)結(jié)合或解脫。換言之，當(dāng)提供至所述液壓離合器的離合器液壓上升時，所述液壓離合器可以結(jié)合，當(dāng)所述離合器液壓減少時，所述液壓離合器可以解脫。

當(dāng)駕駛員在進(jìn)行工作物搬運工作時要傾卸裝載物時，為快速提升動臂踩加速踏板后，又為了減慢車速而同時踩制動踏板，則輪式裝載機10可以執(zhí)行切斷運行動力的變速器切斷(transmissioncutoff)動作。此時，車輛控制裝置(vcu，vehiclecontrolunit)200向變速器控制裝置300輸出用于執(zhí)行變速器切斷動作的控制信號，變速器控制裝置300切斷對所述前進(jìn)倒車用液壓離合器的液壓油的提供，以使變速器轉(zhuǎn)換為中立狀態(tài)。下面，對可控制所述變速器切斷動作的變速器切斷控制裝置進(jìn)行說明。

如圖2所示，工程機械的變速器切斷控制裝置100可以包括：制動壓力檢測部110、動臂位置檢測部120、車速檢測部130、車輛控制裝置200以及變速器控制裝置(ecu)。此外，變速器切斷控制裝置100還可以包括離合器切斷選擇開關(guān)102。駕駛員可以使離合器切斷選擇開關(guān)102成on狀態(tài)，以執(zhí)行變速器切斷動作，從而提高工作效率和燃料效率。

制動壓力檢測部110可以檢測對制動壓力的信息。制動壓力檢測部110可以包括：用于檢測制動壓力的制動壓力傳感器或檢測制動踏板的操作量的制動踏板檢測傳感器。若是所述制動踏板檢測傳感器，則可以檢測所述制動踏板的操作量，并提供對基于此所計算的制動壓力的信息。

動臂位置檢測部120可檢測動臂20的位置，即可以檢測對始于地面的動臂的高度的信息。動臂位置檢測部120可以包括用于檢測動臂20的位置的動臂角度傳感器24或位移傳感器。動臂角度傳感器24可以檢測動臂20的旋轉(zhuǎn)角度，并基于此提供對動臂上升高度的信息。

如圖3所示，動臂20的旋轉(zhuǎn)角度可以是動臂20的最低位置(0％)上的延長線l與動臂20的延長線之間的角度。動臂20的最高位置(maxboomheight)上的動臂20的旋轉(zhuǎn)角度為θmax.height，動臂上升位置為最高高度(100％)。動臂20的最遠(yuǎn)水平距離位置(maximumhorizontalreach)上的動臂20的旋轉(zhuǎn)角度為θmax.reach，動臂上升位置為中間高度(約40％)。

車速檢測部130可以檢測車輛的速度信息。車速檢測部130可以包括：檢測變速器60的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度，即檢測車輛速度的車速檢測傳感器。

車輛控制裝置200接收對所述制動壓力、所述動臂上升位置以及所述車輛速度的信息，并基于所述接收的信息輸出用于執(zhí)行變速器切斷動作的切斷控制信號。

具體而言，車輛控制裝置200可以決定變速器切斷動作的進(jìn)入時點。在通過離合器切斷選擇開關(guān)102使變速器切斷功能變?yōu)閱⒂?enable)狀態(tài)下，當(dāng)輸入的信號符合進(jìn)入(engagement)基準(zhǔn)，則車輛控制裝置200可以決定用于執(zhí)行變速器切斷動作的進(jìn)入時點。具體而言，可以控制成在所述制動壓力為基準(zhǔn)壓力以上、所述動臂上升位置為設(shè)定位置以下以及所述車輛速度為設(shè)定速度以上時進(jìn)入所述變速器切斷動作。

例如，所述進(jìn)入模式基準(zhǔn)是所述制動壓力為基準(zhǔn)壓力(5bar)以上、所述動臂上升位置為整體高度的40％以下、所述車輛速度為設(shè)定速度(1檔最高速度，例如，8km/h)以上的情況，當(dāng)輸入的信號符合所述進(jìn)入模式基準(zhǔn)時，車輛控制裝置200可以輸出用于執(zhí)行變速器切斷動作的切斷控制信號。車輛控制裝置200可以使用如下表1的動力切斷控制算法控制離合器切斷動作。

[表1]變速器控制算法

表1中，條件1可以是輪式裝載機在高速運行過程中動臂處于低的位置時踩制動的情況，條件2可以是輪式裝載機在低速運行的過程中，進(jìn)行挖掘或以低速運行的方式上下坡地時踩制動的狀況，條件3可以是輪式裝載機在低速運行的過程中，提升動臂，向自動傾卸車進(jìn)行裝車動作的狀況。

如表1的控制算法所示，車輛控制裝置200可以以小于以往的15bar的5bar的基準(zhǔn)壓力緩解對制動壓力的進(jìn)入條件，考慮對動臂上升位置和車輛速度的信號決定使變速器轉(zhuǎn)換為中立狀態(tài)的時點，以防止在坡地或進(jìn)行傾卸動作時運行動力不必要地被切斷。

變速器控制裝置300可操作地連結(jié)于車輛控制裝置200，接收所述離合器切斷控制信號，并在所述決定的進(jìn)入時點切斷向所述前進(jìn)倒車用液壓離合器的液壓油的提供，以使變速器60轉(zhuǎn)換為中立狀態(tài)。

在一些示例性實施例中，變速器切斷控制裝置100還可以包括制動基準(zhǔn)壓力設(shè)定開關(guān)104，用于設(shè)定所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力。駕駛員可利用制動基準(zhǔn)壓力設(shè)定開關(guān)104設(shè)定所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力。因而，所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力可根據(jù)用戶的選擇而設(shè)定，例如設(shè)定為5bar，10bar，15bar等。此外，變速器控制裝置100可以將所述動臂上升位置的設(shè)定位置和所述車輛速度的設(shè)定速度設(shè)定為根據(jù)駕駛員的意愿所選擇的值。

此外，在執(zhí)行變速器切斷動作的狀態(tài)下，當(dāng)輸入的信號符合解除(disengagement)基準(zhǔn)壓力時，車輛控制裝置200可以控制停止所述變速器切斷操作。例如，車輛控制裝置200將對制動壓力的條件設(shè)定為最優(yōu)先解除條件，當(dāng)輸入的制動壓力為解除基準(zhǔn)壓力以下(例如，3bar以下)時，可以輸出解除控制信號，以停止所述變速器切斷操作。

如圖4所示，當(dāng)駕駛員在向自動傾卸卡車高速運行的過程中，為快速提升動臂踩加速踏板后，又為減慢車速同時踩制動踏板時，若動臂在所述最低位置與最遠(yuǎn)水平距離位置之間，且車速滿足1檔最高速度以上，若至少輸入5bar的制動壓力，則車輛控制裝置200可通過變速器切斷使變速器轉(zhuǎn)換為中立狀態(tài)。之后，當(dāng)駕駛員到達(dá)自動傾卸卡車，將腳從制動踏板上挪開，則會輸入3bar以下的制動壓力，車輛控制裝置200可以控制中斷所述變速器切斷操作。

下面，利用圖2的變速器切斷控制裝置對工程機械的變速器切斷動作的控制方法進(jìn)行說明。

圖5是示出根據(jù)一些示例性實施例的工程機械的變速器切斷控制方法的流程圖。

參照圖2、圖5，首先，獲得對工程機械的制動壓力、動臂的位置和車輛速度的信息(s100)。

例如，可通過制動壓力傳感器或制動踏板檢測傳感器獲得對制動壓力的信息?？赏ㄟ^動臂角度傳感器或位移傳感器獲得對動臂上升高度的信息。可通過車速檢測傳感器獲得對車輛速度的信息。

接下來，決定變速器切斷的操作時點(s110)，控制成在所述決定的運行時點執(zhí)行變速器切斷動作(s120)。

具體而言，在通過離合器切斷選擇開關(guān)102使變速器切斷動作被啟用(enable)狀態(tài)下，若輸入的信號符合進(jìn)入基準(zhǔn)，則可以決定用于執(zhí)行變速器切斷動作的進(jìn)入時點。具體而言，例如，當(dāng)所述制動壓力為基準(zhǔn)壓力以上、所述動臂上升位置為設(shè)定位置以下、且所述車輛速度為設(shè)定速度以上時可以進(jìn)入所述變速器切斷動作。

例如，所述進(jìn)入模式基準(zhǔn)是所述制動壓力為基準(zhǔn)壓力(5bar)以上，所述動臂上升位置為整體高度的40％以下、所述車輛速度為設(shè)定速度(1檔最高速度，例如，8km/h)以上的情況，若輸入的信號符合所述進(jìn)入模式基準(zhǔn)，則車輛控制裝置200可以輸出用于執(zhí)行變速器切斷動作的切斷控制信號。

可以以小于以往的15bar的5bar的基準(zhǔn)壓力緩解對制動壓力的進(jìn)入條件，考慮對動臂上升位置和車輛速度的信號決定使變速器轉(zhuǎn)換為中立狀態(tài)的時點，以防止在坡地或進(jìn)行傾卸動作時運行動力不必要地被切斷。

之后，接收所述離合器切斷控制信號，并在所述決定的進(jìn)入時點切斷向所述前進(jìn)倒車用液壓離合器的液壓油的提供，以使變速器60轉(zhuǎn)換為中立狀態(tài)。

在一些示例性實施例中，可以將所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力設(shè)定為期望的值。駕駛員可以利用制動基準(zhǔn)壓力設(shè)定開關(guān)104設(shè)定所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力。從而，所述制動壓力的基準(zhǔn)壓力可根據(jù)用戶的選擇而設(shè)定，例如設(shè)定為5bar，10bar，15bar等。此外，所述動臂上升位置的設(shè)定位置和所述車輛速度的設(shè)定速度可以被設(shè)定為根據(jù)駕駛員的意愿所選擇的值。

此外，在執(zhí)行所述變速器切斷動作的狀態(tài)下，若輸入的信號符合解除(disengagement)基準(zhǔn)壓力，則可以控制停止所述變速器切斷操作。例如，將對制動壓力的條件設(shè)定為最優(yōu)先解除條件，當(dāng)輸入的制動壓力為解除基準(zhǔn)壓力以下(例如，3bar以下)時，可以輸出解除控制信號，以停止所述變速器切斷操作。

如上所述，通過在變速器切斷進(jìn)入條件中緩解現(xiàn)有的制動基準(zhǔn)壓力條件，追加動臂位置條件和車輛的速度條件，以防止非所愿時點上的動力切斷控制，與現(xiàn)有的相比，使動力切斷的效果最大化，可以減少因制動產(chǎn)生的車軸發(fā)熱量。

根據(jù)所述變速器切斷控制方法，通過在輪式裝載機的通常的工作中，與以往相比，將制動功率減少3kw以上，可以使車軸的溫度下降約15℃，并通過減少引擎能量損失，可以改善燃料效率。

以上參照本發(fā)明的一些實施例進(jìn)行了說明，可以理解的是，本領(lǐng)域的一般的技術(shù)人員在不脫離下面的權(quán)利要求所記載的本發(fā)明的原理和范圍的前提下，可以對本發(fā)明實施各種修改和變型。