一种换挡控制方法、车辆动力系统及车辆与流程

本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种换挡控制方法、一种车辆动力系统，以及一种车辆。

背景技术：

1、目前工程机械车辆动力传动路线主要有机械传动、液力传动、静液压传动和电传动等，其中采用机械传动路线的工程机械，具有传动效率高、系统发热量少、燃油经济性好等优点，同时机械变速箱结构相对简单，价格相对低廉，使用成本和维护成本较低。但机械变速箱存在换档操作复杂、劳动强度高、操纵舒适性差等缺点，由于其智能化水平较低，主要应用领域仍在中低端产品上。

2、目前机械传动路线主要是采用主离合器和机械变速箱的传动形式，换挡过程中需要操纵主离合器脱离，然后将机械变速箱退出当前档位，再挂入目标档位，最后主离合器结合完成换挡过程。目前低配机械变速箱仍采用人工手动挂挡的方式，需要手动操纵主离合和机械变速箱档位，具有劳动强度大、容易换挡失败等缺点。amt变速箱在传统机械变速箱基础上，加装电控换挡、各类传感器以及变速箱ecu。将主离合和机械变速箱档位的操作通过变速箱ecu控制电控执行元件代替人工操作，实现了变速箱档位的自动换挡控制，智能化水平得到提高，但也存在控制复杂，成本高的缺点。

3、机械变速箱传动路线最大的缺点在于换挡过程中需要断开主离合器，造成动力切断，对于道路行驶车辆由于路况较好，车辆靠惯性可继续前进，动力切断的影响较小；但对于工程机械车辆，由于路况较差，断开动力后车速会急速下降，从而影响换挡的可靠性和平顺性。

技术实现思路

1、本发明针对目前工程车辆换挡时机械冲击较大，且车速衰减快的问题，提供了一种动力更加平顺的换挡控制方法。

2、为解决上述问题，本发明采用的技术方案为，一种换挡控制方法，包括以下步骤：

3、s1.驾驶员通过换挡设备发出换挡信号，换挡设备将换挡信号发送给控制器；

4、s2.控制器将换挡信号与当前档位进行比较，得到目标档位信息，向变速箱的换挡原件发出换挡指令；

5、s3.控制器控制当前档位离合器处于半结合状态；

6、s4.根据当前车速调节发动机转速，令发动机转速在目标档位下与车速相适配；

7、s5.当前档位离合器逐渐完全脱离，目标档位离合器逐渐结合至完全接合；

8、s6.换挡结束。

9、本方案在车辆换挡过程中引入发动机转速主动调节，并保持离合半结合状态，使换挡时车速能够保持稳定过渡，无换挡冲击，提高了操纵舒适性并降低对传动结构的损耗，同时保证了动力的连续性，更适用于各种工矿路面，动力容易急速衰减的工况。

10、优选的，在步骤s3中，控制器输出电流信号将上一档位离合器电流值减小到设定值，使上一档位离合器处于半结合状态；步骤s5中，控制器输出电流信号将上一档位离合器控制电流逐步减小到0，同时目标档位离合器控制电流逐渐增加，检测到目标档位离合器压力达到设定值时，目标档位离合器完全结合。

11、优选的，在步骤s5中，当前档位的脱离与目标档位的结合同时进行。保证动力的接续性。

12、优选的，在步骤s5中，当前档位的脱离速度快于目标档位的结合速度。使当前档位离合快速分离，减少离合机构的磨损。

13、优选的，在步骤s4中：

14、设，当前档位离合器传动比为 i1，目标档位离合器传动比为 i2，换档前发动机转速为 n0；

15、则，当前车速为 n= n0/ i1；

16、发动机换挡后目标转速为 n1， n1= ni2= n0 i2/ i1；

17、将发动机转速调节至 n1。

18、优选的，调节发动机转速调节至n1，同时检测当前发动机实际转速，当发动机实际转速与目标转速的差值在设定的阈值之内时，认定为发动机转速调节完毕达到目标转速。设置转速匹配的适当浮动范围，适当降低触发条件，将转速变化的差值控制在一定范围内，即可保证换挡冲击在允许范围内，更符合实际使用需求，提高换挡速度。

19、第二方面，本发明提供一种车辆动力系统，包括发动机、变速箱和驱动桥，采用上述的换挡控制方法，变速箱为动力换挡变速箱，还包括控制器和手柄，所述控制器与手柄、动力换挡变速箱、发动机和驱动桥信号连接。

20、优选的，动力换挡变速箱中采用摩擦片式离合器。

21、优选的，发动机与动力换挡变速箱之间还设有分动箱、减震器和万向节。

22、第三方面，本发明还提供一种车辆，采用上述的换挡控制方法。

23、通过以上技术方案可以看出，本发明的优点为，本方案采用发动机转速主动控制策略，提高了离合器换档元件在换档前后的转速一致性，降低了换挡冲击，提高了换档舒适性，并能够减少对传动结构的损耗；在换挡时动力中断时间极小，保证了动力的连续性，更适合于行驶阻力大的恶劣工况；采用机械传动方式，相比于液力变矩器传动方式，具有传动效率高、燃油经济性好的优点；采用动力换挡变速箱，相比于传统机械变速箱，具有无动力中断换档的优点，并且实现了电控换挡操作，能够满足整机产品在智能化、无人化等方向的开发需求。

技术特征：

1.一种换挡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，在步骤s3中，控制器输出电流信号将上一档位离合器电流值减小到设定值，使上一档位离合器处于半结合状态；步骤s5中，控制器输出电流信号将上一档位离合器控制电流逐步减小到0，同时目标档位离合器控制电流逐渐增加，检测到目标档位离合器压力达到设定值时，目标档位离合器完全结合。

3.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，在步骤s5中，当前档位的脱离与目标档位的结合同时进行。

4.根据权利要求3所述的换挡控制方法，其特征在于，在步骤s5中，当前档位的脱离速度快于目标档位的结合速度。

5.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其特征在于，在步骤s4中：

6.根据权利要求5所述的换挡控制方法，其特征在于，调节发动机转速调节至n1，同时检测当前发动机实际转速，当发动机实际转速与目标转速的差值在设定的阈值之内时，认定为发动机转速调节完毕达到目标转速。

7.一种车辆动力系统，包括发动机、变速箱和驱动桥，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的换挡控制方法，变速箱为动力换挡变速箱，还包括控制器和手柄，所述控制器与手柄、动力换挡变速箱、发动机和驱动桥信号连接。

8.根据权利要求7所述的车辆动力系统，其特征在于，动力换挡变速箱中采用摩擦片式离合器。

9.根据权利要求7所述的车辆动力系统，其特征在于，发动机与动力换挡变速箱之间还设有分动箱、减震器和万向节。

10.一种车辆，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的换挡控制方法。

技术总结
本发明为一种换挡控制方法、车辆动力系统及车辆，属于工程机械领域。其技术方案为，一种换挡控制方法，包括以下步骤：S1.驾驶员通过换挡设备发出换挡信号，换挡设备将换挡信号发送给控制器；S2.控制器将换挡信号与当前档位进行比较，得到目标档位信息，向变速箱的换挡原件发出换挡指令；S3.控制器控制当前档位离合器处于半结合状态；S4.令发动机转速在目标档位下与车速相适配；S5.当前档位离合器逐渐完全脱离，目标档位离合器逐渐结合至完全接合；S6.换挡结束。本发明的有益效果为，在换挡过程中引入发动机转速主动调节，保持离合半结合状态，使换挡时车速能够保持稳定过渡，无换挡冲击，提高了操纵舒适性并降低对传动结构的损耗，保证了动力的连续性。

技术研发人员：李庆瀛,张亚,杨和平,姜友山,高胜
受保护的技术使用者：山推工程机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/10