CN103216613B - 一种点动挂档控制装置 - Google Patents

Abstract

一种点动挂档控制装置，包括一个信号采集电路；一个输入控制信号电路；一个显示电路；一个接收信号采集电路所采集的档位信号进行检测并通过与之相连的显示电路显示出来，接收输入控制信号电路发出的控制信号并将该控制信号传递给输出控制电路的微机控制器；一个接收微机控制器的控制信号以驱动输入轴微转完成点动挂档动作的输出控制电路。本发明解决了因现有技术的不足而造成的挂档困难，挂档部件重复顶齿撞击、端面崩裂损坏等问题，其可降低挂档次数，减轻操作人员的劳动强度，提高挂档成功率和工作效率；同时具有联锁保护功能，可保护发动机的起动机和液压马达等，确保车辆设备安全和可靠，防止误操作对车辆设备造成的损坏和其它行车事故。

Description

一种点动挂档控制装置

技术领域

本发明涉及一种点动挂档控制装置。

背景技术

车辆挂档，目前主要是通过驱动换档装置推动脱挂拨叉带动滑移套移动，通过滑移套的内花键与输入轴和输出轴的外花键之间的啮合，滑移套将输入轴和输出轴连接成一体，实现其动力传递。或者是通过滑移套的外花键或齿轮与输出部件的花键或齿轮啮合来实现动力传递。但在实际挂档操作时，由于需要啮合的花键或齿轮的齿和槽不一定就正好处于对正状态，所以就会经常出现“齿顶齿”挂不上档，甚至有时因重复挂档顶齿，导致啮合件端面崩裂等问题，因此有必要对现有技术加以改进，提高挂档成功率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足提供一种点动挂档控制装置，使内外花键之间、档位齿轮和挂档齿轮之间相对低速转动，使啮合件的齿和槽相对旋转位移，尽快避开顶齿状态，从而提高挂档成功率、缩短挂档时间、减少挂档啮合件之间的端面撞击。

本发明的技术方案在于：包括一个信号采集电路；一个输入控制信号电路；一个显示电路；一个接收信号采集电路所采集的档位信号进行检测并通过与之相连的显示电路显示出来，接收输入控制信号电路发出的控制信号并将该控制信号传递给输出控制电路的微机控制器；一个接收微机控制器的控制信号以驱动输入轴微转完成点动挂档动作的输出控制电路。

还包括一个为微机控制器以及各控制回路提供直流工作电源的电源电路。

所述信号采集电路包括用于控制继电器KJ1进而控制挂档指示灯H1点亮或熄灭的挂档行程开关SX1、用于控制继电器KJ2从而控制发动机的停机或转动的发动机转速传感器SX2；挂档行程开关SX1、发动机转速传感器SX2分别与微机控制器的输入端口DI1、DI2连接。

所述输入控制信号电路包括用于控制驱动换档装置电控阀YM1的挂档开关ST1、用于启动继电器KM工作的点动挂档开关ST2；挂档开关ST1、点动挂档开关ST2分别与微机控制器的输入端口DI3、DI4连接。

所述显示电路上设有用于显示挂档是否成功的挂档指示灯H1。

所述输出控制电路包括继电器KJ1、继电器KJ2、驱动换档装置电控阀YM1、继电器KM，继电器KM与触点KJ1.2、常闭触点KJ2.2串联后并接于继电器KJ1、继电器KJ2、驱动换档装置电控阀YM1。

所述输出控制电路与输入轴的动力装置连接。

所述输入轴的动力装置为发动机；继电器KM与输出控制电路连接。通过给发动机的起动机通电，起动机微转，起动机微转带动发动机微转，发动机微转从而带动输入轴微转。

所述输入轴的动力装置为液压马达；所述液压马达的液压油泵与控制液压油泵的输出控制电路连接。通过给液压油泵的电磁铁通电，液压油泵微转，液压油泵微转带动与其连接的液压马达微转，液压马达微转从而带动输入轴微转。

本发明适用于两种传动方式。

①滑移套内花键啮合传动：滑移套通过花键常啮合在输出轴上，本发明使输入轴微转，输入轴外花键键齿与滑移套内花键键槽刚好达到啮合状态时，因驱动换档装置推动脱挂拨叉，拨叉带动滑移套进行挂档的作用，使输入轴与滑移套的花键相啮合，实现成功挂档。

②滑移套外花键（或齿轮）啮合传动：滑移套通过花键常啮合在输入轴上，本发明使输入轴微转，带动滑移套相对转动，当输入轴上的滑移套外花键键齿（或者挂档齿轮的轮齿）与输出部件的花键键槽（或者档位齿轮的齿槽）刚好达到啮合状态时，因驱动换档装置推动脱挂拨叉，拨叉带动滑移套进行挂档的作用，使输出部件与滑移套相啮合，实现成功挂档。

滑移套滑移部位是内花键，滑移套挂档啮合部位可以是花键或者齿轮。

驱动换档装置可以是气缸驱动或者油缸驱动。

本发明使输入轴微转，可以是发动机在停机的情况下，本发明控制继电器KM得电，使起动机带动发动机微量转动，从而带动所述输入轴微转（传动方式①）；也可以是本发明控制液压泵的流量，使与液压泵连接的液压马达微转，从而带动输入轴微转（传动方式②）。

滑移套内花键啮合传动：按下挂档开关，驱动换档装置推动脱挂拨叉、拨叉带动滑移套向输入轴方向运动，开始挂档，若挂档成功，本发明控制，挂档指示灯亮；若挂档不成功，则按下点动挂档开关，本发明使输入轴微转，当输入轴的外花键键齿与滑移套内花键键槽刚好达到啮合状态时，因驱动换档装置推力的作用使输入轴的外花键键齿与滑移套的内花键键槽相啮合，实现成功挂档，本发明控制，挂档指示灯亮。

滑移套外花键（或齿轮）啮合传动：按下挂档开关，驱动换档装置推动脱挂拨叉、拨叉带动滑移套沿输入轴运动，开始挂档，若挂档成功，本发明控制，挂档指示灯亮；若挂档不成功，则按下点动挂档开关，本发明使输入轴微转，带动滑移套相对旋转，当滑移套外花键键齿（或者挂档齿轮的轮齿）与输出部件的花键键槽（或者档位齿轮的齿槽）刚好达到啮合状态时，因驱动换档装置推动滑移套进行挂档的作用，使输出部件与滑移套相啮合，实现成功挂档，本发明控制，挂档指示灯亮。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：解决了因现有技术的不足，外花键和内花键、档位齿轮和挂档齿轮“齿顶齿”造成挂档困难，挂档部件重复顶齿撞击、端面崩裂损坏等问题。点动挂档控制在作业过程中的应用大大降低了挂档次数，减轻了操作人员的劳动强度，提高了挂档成功率和工作效率；同时本发明具有联锁保护功能，可保护发动机起动机和液压马达等，确保车辆设备安全和可靠，防止误操作对车辆设备造成的损坏和其它行车事故。

附图说明

图1为本发明实施例（滑移套内花键啮合传动情况）的结构示意图。

图2为本发明实施例的点动挂档控制电路原理框图。

图3为本发明实施例的点动挂档控制电路图。

其中，1、挂档行程开关，2、摘档行程开关，3、驱动换档装置，4、脱挂拨叉，5、滑移套，6、输出轴，7、输入轴，8、电源电路，9、信号采集电路，10、输入控制信号电路，11、微机控制器，12、显示电路，13、输出控制电路， 14、驱动换档装置电控阀，15、发动机，16、起动机。

具体实施方式

下面结合附图和实例（滑移套内花键啮合传动情况）对本发明作进一步说明。

图1中，当挂档失败时，按下司机室操作台上的挂档开关ST1，装在气动管路上的驱动换档装置电控阀14（YM1）得电，驱动换档装置电控阀14（YM1）将通向驱动换档装置3的气动管路接通，气流推动使驱动换档装置3向输入轴7方向运动，从而带动驱动换档装置3前端的脱挂拨叉4、滑移套5向输入轴7方向运动，执行挂档动作。此时观察操作台上挂档指示灯H1是否点亮，若点亮，即挂档成功；若不亮，按下司机室操作台上的点动挂档开关ST2，继电器KM得电，发动机的起动机16同时得电，起动机16带动发动机15微转，输入轴7与发动机15之间通过万向轴连接，因此输入轴7被带动微转。

滑移套5滑移部位是内花键、输出轴6和输入轴7是外花键，滑移套5的内花键与输出轴6的外花键是常啮合。当输入轴7的外花键键齿微转与滑移套5内花键键槽刚好达到啮合状态时，因驱动换档装置3推力的作用使输入轴7的外花键键齿与滑移套5内侧的内花键键槽相啮合，实现成功挂档。

驱动换档装置3后端的转臂从原来挤压摘档行程开关2触头的位置脱离，被带动旋转一定角度，当挂档成功时，转臂挤压挂挡行程开关1的触头，挂挡行程开关1接通，从而使司机室的操作台上挂挡指示灯H1亮，表示挂档成功。

图2中，电源电路8用于微机控制器11以及各控制回路提供24V的直流工作电源。

信号采集电路9包括挂档行程开关SX1和发动机转速传感器SX2，它的输出端与微机控制器11的输入端相连，微机控制器11对挂档装置的档位信号进行检测后，通过与之相连的显示电路12显示出来。

输入控制信号电路10包括挂档开关ST1和点动挂挡开关ST2，它将控制信号传输到微机控制器11，微机控制器11通过输出控制电路13执行输入控制信号电路10的控制信号，完成点动挂档动作。输出控制电路13的输入端与微机控制器11的输出端连接。

图3中，CPU是微机控制器11，用于完成信号的采集、内部进行逻辑运算、输出控制信号等。

信号采集电路9由挂档行程开关SX1、发动机转速传感器SX2组成，挂档行程开关SX1用于控制继电器KJ1，进而控制挂档指示灯H1点亮或熄灭。发动机转速传感器SX2用于控制继电器KJ2，从而控制发动机的停机或转动。挂档行程开关SX1、发动机转速传感器SX2分别与输入端口DI1、DI2连接。

输入控制信号电路10由挂档开关ST1和点动挂档开关ST2组成，挂档开关ST1用于控制驱动换档装置电控阀YM1，与输入端口DI3连接。点动挂档开关ST2用于启动继电器KM工作，与输入端口DI4连接。

显示电路12是挂档指示灯H1，工作时用于显示挂档是否成功，工作时对应的挂档行程开关SX1有效时，即继电器KJ1得电时，被点亮。其与输出端口DO1连接，

输出控制电路13包括继电器KJ1、继电器KJ2、驱动换档装置电控阀YM1和继电器KM。

继电器KJ1、继电器KJ2设置在电源控制柜里。当挂档行程开关SX1闭合时，继电器KJ1得电，进而它的常开触点KJ1.1闭合，常闭触点KJ1.2打开。触点KJ1.1与操纵台上挂挡指示灯H1串联，它闭合形成回路，因而挂挡指示灯H1灯亮；触点KJ1.2与常闭触点KJ2.2、继电器KM串联，触点KJ1.2打开，则继电器KM不得电，起动电机不能带动发动机转动。

继电器KJ2由发动机转速传感器SX2控制，SX2采集发动机的转速信号，判断发动机是否在停机状态。当发动机处于运转状态时，发动机转速传感器SX2闭合，从而继电器KJ2线圈得电，其常闭触点KJ2.1断开，继电器KM不得电，起动电机不能带动发动机转动；当发动机在停机状态，发动机转速传感器SX2打开，从而继电器KJ2线圈不得电，其常闭触点KJ2.1闭合，同时常闭触点KJ1.2闭合时（即挂档行程开关打开、继电器KJ1不得电），继电器KM线圈得电，起动机16带动发动机微转，从而输入轴微转。

驱动换档装置电控阀YM1设置在驱动换档装置的气动管路上。挂档开关ST1闭合时，驱动换档装置电控阀YM1得电，将通向驱动换档装置的气动管路接通，气流推动使驱动换档装置向输入轴方向运动，从而带动驱动换档装置前端的脱挂拨叉、滑移套向输入轴方向运动，执行挂档动作。反之摘档。

继电器KM位于电源控制柜。点动挂档开关ST2闭合，同时挂档行程开关SX1、发动机转速传感器SX2断开，即继电器KJ1、继电器KJ2不得电，常闭触点KJ1.2、KJ2.1闭合时，继电器KM得电，起动机16转动带动发动机微转，从而输入轴微转。

24V工作电源由电源电路8提供。

挂档作业时，微机控制器首先通过发动机转速传感器SX2采集发动机的转速信号，判断发动机是否在停机状态。当发动机处于运转状态时，微机控制器输出端口DO3输出低电平信号，此时继电器KJ2线圈得电，其常闭触点KJ2.1断开，点动挂档开关ST2失效，同时防止误操作导致发动机的起动机16损坏；当发动机在停机状态，微机控制器输出端口DO3无输出信号，此时继电器KJ2线圈不得电，其常闭触点KJ2.1闭合，点动挂档按钮有效。

当挂档开关ST1闭合时，微机控制器输出端口DO4输出控制信号，驱动换档装置电控阀YM1得电，（驱动换档装置电控阀YM1将通向驱动换档装置的气动管路接通，气流推动使驱动换档装置向输入轴方向运动，从而带动驱动换档装置前端的脱挂拨叉、滑移套向输入轴方向运动，）执行挂档动作。此时观察操作台上挂档指示灯H1是否点亮，若点亮，即挂档成功；若不亮，按下点动挂档开关ST2，输出端口DO5输出控制信号，继电器KM得电，（发动机的起动机16同时得电，起动机16带动发动机微转，输入轴与发动机之间通过万向轴连接，因此输入轴被带动微转）。

当挂档到位时，挂档行程开关SX1闭合，微机控制器输出端口DO2输出控制信号，继电器KJ1得电，其常闭触点KJ1.2打开，继电器KM失电，起动机16停转，从而发动机点动停止；常开触点KJ1.1闭合，挂档指示灯H1亮，点动完成。

Claims (8)

1.一种点动挂档控制装置，其特征在于：包括

一个信号采集电路（9）；

一个输入控制信号电路（10）；

一个显示电路（12）；

一个接收信号采集电路（9）所采集的档位信号进行检测并通过与之相连的显示电路（12）显示出来，接收输入控制信号电路（10）发出的控制信号并将该控制信号传递给输出控制电路（13）的微机控制器（11）；

一个接收微机控制器（11）的控制信号以驱动输入轴微转完成点动挂档动作的输出控制电路（13）；

所述信号采集电路（9）包括用于控制继电器KJ1进而控制挂档指示灯H1点亮或熄灭的挂档行程开关SX1、用于控制继电器KJ2从而控制发动机（15）的停机或转动的发动机转速传感器SX2；挂档行程开关SX1、发动机转速传感器SX2分别与微机控制器（11）的输入端口DI1、DI2连接。

2.根据权利要求1所述的点动挂档控制装置，其特征在于：还包括一个为微机控制器（11）以及各控制回路提供直流工作电源的电源电路（8）。

3.根据权利要求1所述的点动挂档控制装置，其特征在于：所述输入控制信号电路（10）包括用于控制驱动换档装置电控阀（14）YM1的挂档开关ST1、用于启动继电器KM工作的点动挂档开关ST2；挂档开关ST1、点动挂档开关ST2分别与微机控制器（11）的输入端口DI3、DI4连接。

4.根据权利要求1所述的点动挂档控制装置，其特征在于：所述显示电路（12）上设有用于显示挂档是否成功的挂档指示灯H1。

5.根据权利要求1所述的点动挂档控制装置，其特征在于：所述输出控制电路（13）包括继电器KJ1、继电器KJ2、驱动换档装置电控阀（14）YM1、继电器KM，继电器KM与触点KJ1.2、常闭触点KJ2.2串联后并接于继电器KJ1、继电器KJ2、驱动换档装置电控阀（14）YM1。

6.根据权利要求1所述的点动挂档控制装置，其特征在于：所述输出控制电路（13）与输入轴的动力装置连接。

7.根据权利要求6所述的点动挂档控制装置，其特征在于：所述输入轴的动力装置为发动机（15）；继电器KM与输出控制电路（13）连接。

8.根据权利要求6所述的点动挂档控制装置，其特征在于：所述输入轴的动力装置为液压马达；所述液压马达的液压泵与控制液压泵流量的输出控制电路（13）连接。