[发明专利]装载机智能自动变速控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种装载机智能自动变速控制系统，其特征在于主要包括：

工况识别控制器，用于检测当前工作装置载荷信息和整车档位信息，进行工况计算，输出工况信号；

换挡点计算控制器，用于接收工况信号，并根据当前工作装置载荷信息、整车档位信息、油门开度信息以及之前若干次工况的整车车速信息、油门开度信息和整车档位信息计算和修正换挡点车速，输出最终换挡点车速；

换档执行控制器，用于检测当前整车车速信息、手柄档位信号和计算得到的最终换挡点车速，向换档执行元件输出驱动信号。

2.根据权利要求1所述的装载机智能自动变速控制系统，其特征在于所述的换档点计算控制器包括：

标准换档点计算：检测当前油门开度，根据预设的油门开度-整车车速双参数换挡规律采用查表法或函数法计算当前油门开度下的标准换挡点车速，输出标准换挡点车速信号；

换档前馈控制：接收标准换挡点车速信号，检测动臂油缸大腔油压变化率，结合标准换挡点车速，采用等比例法计算得到前馈换挡点车速；

换档反馈控制：接收前馈换挡点车速信号，检测当前和之前若干次铲装工况的油门开度、整车车速信息和整车档位信息，结合前馈换挡点车速，采用阈值比较法，计算得到反馈换挡点车速；

换档点计算控制器接收工况信号，并根据工况信号调用上述三模块，决定输出标准换挡点车速信号或反馈换挡点车速信号作为最终换挡点车速。

3.根据权利要求1所述的装载机智能自动变速控制系统，其特征在于所述的手柄档位信号是取自换档操纵手柄；所述的油门开度信号是取自油门位置传感器；所述的工作装置载荷信号是取自动臂油缸大腔压力传感器；所述的整车车速信号是取自末级齿轮转速传感器。

4.一种对权利要求1所述系统进行控制的控制方法，其特征在于其方法步骤包括：

提取各外界输入信号步骤：提取油门开度信息、动臂油缸大腔油压信息、整车车速信息、手柄档位信息、整车档位信息，使用滤波算法提取有效信号，利用动臂大腔油压单位时间的变化值计算得到动臂大腔油压变化率；

工况识别步骤：利用动臂大腔油压单位时间的变化值计算得到动臂大腔油压变化率，结合当前档位，采用阈值比较法进行工况判定；

标准换档点计算步骤：通过测试相同油门开度下的各档位的整车驱动力-车速曲线图，取相邻两档位驱动力曲线交点处的车速为该油门开度下的换挡点车速，改变油门开度重复测试，最终得到不同油门开度下的换挡点车速，作为油门开度-车速的双参数换挡规律，以数据表或函数关系式的形式表示，检测当前油门开度，用查表法或函数法计算当前油门开度下的标准换挡点车速；

换档前馈控制步骤：若工况为铲装工况，检测动臂油缸大腔油压变化率，结合标准换挡点车速，采用等比例法计算得到前馈换挡点车速；

换档反馈控制步骤：若工况为铲装工况，检测当前和之前若干次铲装工况的油门开度、整车车速信息和整车档位信息，结合前馈换挡点车速，采用阈值比较法，计算得到反馈换挡点车速；

最终换挡点计算步骤：若工况为铲装工况，则以反馈换挡点车速作为最终换挡点车速；若工况为行驶工况，则以标准换挡点车速作为最终换挡点车速；

换档执行控制步骤：检测当前整车车速和手柄档位信息，获取前述计算所得的最终换挡点，若当前车速高于升档点或低于降档点，且换挡后的档位在手柄档位的限定范围内，则向换档执行元件输出驱动信号。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于所述的工况识别步骤中的阈值比较法为：系统中设置油压阈值和油压变化率阈值，当整车档位处于1档或2档且动臂油缸大腔油压及其油压变化率均高于设定的油压阈值及油压变化率阈值时，则从此时起至车辆换向之前识别为铲装工况；否则识别为运输工况。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于所述的换档前馈控制步骤中的等比例法为：前馈换挡点车速与动臂油缸大腔的油压变化率成正比，若动臂油缸油压变化率升高，则前馈换挡点车速在标准换挡点车速的基础上根据动臂油缸油压变化率升高，即前馈换挡点车速＝标准换挡点车速×动臂油缸油压变化率×比例系数。