CN103568125A - 搅拌罐恒速控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用在水泥搅拌车上的搅拌罐恒速控制系统。本发明旨在通过利用车身通用控制器和通用数据传输总线，对搅拌车的搅拌罐的转速进行更精确的比例控制，不但控制更精确而且大大简化了整车成本和维护工作量。该种搅拌罐恒速控制系统，包括：变量泵、液压马达、减速器、搅拌罐、发动机和取力器，变量泵的动力输出端经由液压马达和减速器与搅拌灌的动力输入端连接，发动机经由取力器通过动力输出轴与变量泵的动力输入端连接；该搅拌罐恒速控制系统的特征在于：还包括电磁比例控制阀单元、车身控制器单元、车身CAN总线单元、主控制器单元和组合仪表单元。

Description

搅拌罐恒速控制系统
技术领域
本发明涉及一种车用控制系统，尤其涉及一种应用在水泥搅拌车上的搅拌罐恒速控制系统。
背景技术
市场上的搅拌车在运行过程中，搅拌罐转速会随着发动机转速的变化而变化，罐体转速不恒定导致车辆的无用功率增加、油耗上升，而且也直接影响到搅拌罐体寿命、车辆的稳定性，对用户使用而言还会影响搅拌灌内的混凝土的搅拌质量。 因此有必要开发一套搅拌罐恒速控制系统，即搅拌车在运行时搅拌罐转速不随发动机转变化而变化，保持恒定。
现有的国内外开发的搅拌罐恒速控制系统基本上是采用一套独立的系统，该系统包括有专用的控制器、显示屏的操作面板，变量泵、液压马达、减速电机、搅拌罐、发动机和取力器，变量泵的动力输出端经由液压马达和减速电机与搅拌灌的动力输入端连接，发动机经由取力器通过动力输出轴与变量泵的动力输入端连接，为变量泵提供动力，专用的控制器控制变量泵的动力输出，控制搅拌罐的速度变化，并通过专用管线与显示屏的操作面板进行交互，该系统由于采用专用的控制器和数据传输管线，成本较高，较难维护，使得整车成本居高不下，不能得到客户和市场的认可。
发明内容
本发明旨在通过利用车身通用控制器和通用数据传输总线，对搅拌车的搅拌罐的转速进行更精确的比例控制，不但控制更精确而且大大简化了整车成本和维护工作量。
为了解决上述问题，本发明的一种搅拌罐恒速控制系统，包括：变量泵、液压马达、减速器、搅拌罐、发动机和取力器，变量泵的动力输出端经由液压马达和减速器与搅拌灌的动力输入端连接，发动机经由取力器通过动力输出轴与变量泵的动力输入端连接；该搅拌罐恒速控制系统的特征在于：还包括电磁比例控制阀单元、车身控制器单元、车身CAN总线单元、主控制器单元和组合仪表单元；车身控制器单元与控制电磁比例阀单元电连接，电磁比例控制阀单元的控制输出端与所述变量泵的控制输入端连接；发动机、车身控制器单元、主控制器单元和组合仪表单元通过各自的CAN总线通讯接口分别与车身CAN总线单元连接；所述主控制器单元通过车身CAN总线单元将搅拌罐转速预设值存储到车身控制器单元中；车身控制器单元将发动机转速值与搅拌罐转速预设值比较，并通过电磁比例控制阀单元控制所述变量泵的输出量；车身控制器单元通过车身CAN总线单元将搅拌罐的运转信息传送到所述组合仪表单元。
优选地，所述车身控制器单元与控制电磁比例阀单元之间串接一常闭继电器，该常闭继电器与一辅助电源电连接。
优选地，所述车身控制器单元包括处理器和存储器，存储器用于存储所述搅拌罐转速预设值；所述组合仪表单元包括液晶显示器，用于显示所述搅拌罐的运转信息。
优选地，还包括一辅助控制单元，该辅助控制单元通过其CAN总线通讯模块与所述车身CAN总线连接，该辅助控制单元设置在汽车驾驶室之外并且用于显示所述搅拌罐的转速值和对搅拌罐的转速等进行控制操纵；而所述主控制器单元和组合仪表单元设置在汽车驾驶室内。
本发明利用现有的车身控制器控制并利用车身CAN总线进行数据和信号传输，实现了搅拌罐的恒速控制，省掉了专用控制器；主控室的显示功能是通过组合仪表的液晶显示器来实现，采用图文结合的方式显示罐的工作模式、工作状态、转速、故障报警信息等，省掉专用显示屏；辅助控制面板采用4位户外型数码管，显示搅拌罐的工作状态及工作模式；在运输中搅拌罐恒速控制，即在搅拌罐在运输时，转速不随发动机转速变化而变化，转速变化误差不大于0.2r/min；可以对有关零部件参数进行设置，如：发动机取力器传动比、比例泵参数、减速机传动比等，提高系统适用范围。 当搅拌罐恒速控制系统损坏后，能保证能正常运行。
附图说明
图1为本发明的搅拌罐恒速控制系统的结构框图；
图2为本发明的搅拌罐恒速控制系统的原理图。
主要附图标号说明
1、辅助控制单元        2、组合仪表单元
3、车身控制器单元      4、主控制器单元
5、变量泵              6、液压马达
7、减速器              8、搅拌罐
9、发动机              10、取力器
11、电磁比例控制阀单元
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地说明。
结合图1和图2，本发明的搅拌罐恒速控制系统，用于搅拌车中，该系统包括：变量泵5、液压马达6、减速器7、搅拌罐8、发动机9和取力器10，变量泵5的动力输出端依次经由液压马达6和减速器7与搅拌灌8的动力输入端连接，发动机经由取力器通过动力输出轴与变量泵的动力输入端连接，为搅拌罐提供动力。该系统还包括电磁比例控制阀单元11、车身控制器单元3（车身ECU）、车身CAN总线单元、主控制器单元4和组合仪表单元2；
电磁比例控制阀单元的控制输出端与所述变量泵的控制输入端连接，控制变量泵的输出量，车身控制器单元与控制电磁比例阀单元电连接，用于控制电磁比例阀的阀芯开合度。发动机、车身控制器单元、主控制器单元和组合仪表单元均具有CAN总线通讯接口，发动机、车身控制器单元、主控制器单元和组合仪表单元通过各自的CAN总线通讯接口分别与车身CAN总线单元连接。
通过操作主控制器单元，其通过车身CAN总线单元将搅拌罐转速预设值存储到车身控制器单元中。发动机经由车身CAN总线单元将发动机转速值传送到车身控制器单元，车身控制器单元将发动机转速值与搅拌罐转速预设值比较，并通过电磁比例控制阀单元控制所述变量泵的输出量，使得搅拌罐的转速始终保持在恒定值。具体的，恒速控制方式是对变量泵5的控制形式为电比例控制。它是通过调节带位移—力反馈的比例阀的输入电流，驱动变量泵5，从而使油泵双向无级变量，变量泵5单位时间内的输出流量与输入电流成正比。恒速的实现是搅拌系统的动力从发动机取力口传出到变量泵5，通过调节比例阀的输入电流，驱动变量泵斜盘角度变化，从而使液压泵实现双向无级变量，变量泵5输出流量与输入电流成正比。通过实时的检测发动机转速，车身控制器根据实测转速与预设转速的差，不断调节输出电流，即通过控制电流的大小来控制变量泵5的排量，从而使变量泵5的输出流量按预设值保持不变，并且能够根据工况（装料、卸料、运输等）要求调整搅拌筒转速。并且，车身控制器单元通过车身CAN总线单元将搅拌罐的运转信息传送到所述组合仪表单元。
利用现有的车身控制器，实行了搅拌罐的恒速控制，省掉了专用控制器；主控室的显示功能是通过组合仪表的液晶显示器来实现，采用图文结合的方式显示罐的工作模式、工作状态、转速、故障报警信息等，省掉专用显示屏；辅助控制面板采用4位户外型数码管，显示搅拌罐的工作状态及工作模式；在运输中搅拌罐恒速控制，即在搅拌罐在运输时，转速不随发动机转速变化而变化，转速变化误差不大于0.2r/min；可以对有关零部件参数进行设置，如：发动机取力器传动比、比例泵参数、减速机传动比等，提高系统适用范围。 当搅拌罐恒速控制系统损坏后，能保证能正常运行。
优选地，所述车身控制器单元与控制电磁比例阀单元之间串接一常闭继电器，该常闭继电器与一辅助电源电连接。当搅拌罐恒速控制系统损坏后，可为电磁比例控制阀提供额外电力，能保证能正常卸出搅拌罐内的水泥。
所述车身控制器单元包括处理器和存储器，存储器用于存储所述搅拌罐转速预设值；所述组合仪表单元包括液晶显示器，用于显示所述搅拌罐的运转信息和故障信息。
还包括一辅助控制单元1，该辅助控制单元1通过其CAN总线通讯模块与所述车身CAN总线连接，该辅助控制单元设置在汽车驾驶室之外并且用于控制和显示所述搅拌罐的转速值；而所述主控制器单元和组合仪表单元设置在汽车驾驶室内。

Claims (4)

1.一种搅拌罐恒速控制系统，包括：变量泵、液压马达、减速器、搅拌罐、发动机和取力器，变量泵的动力输出端经由液压马达和减速器与搅拌灌的动力输入端连接，发动机经由取力器通过动力输出轴与变量泵的动力输入端连接；
该搅拌罐恒速控制系统的特征在于：还包括电磁比例控制阀单元、车身控制器单元、车身CAN总线单元、主控制器单元和组合仪表单元；
车身控制器单元与控制电磁比例阀单元电连接，电磁比例控制阀单元的控制输出端与所述变量泵的控制输入端连接；发动机、车身控制器单元、主控制器单元和组合仪表单元通过各自的CAN总线通讯接口分别与车身CAN总线单元连接；
所述主控制器单元通过车身CAN总线单元将搅拌罐转速预设值存储到车身控制器单元中；车身控制器单元将发动机转速值与搅拌罐转速预设值比较，并通过电磁比例控制阀单元控制所述变量泵的输出量；车身控制器单元通过车身CAN总线单元将搅拌罐的运转信息传送到所述组合仪表单元。
2.根据权利要求1所述的搅拌罐恒速控制系统，其特征在于：所述车身控制器单元与控制电磁比例阀单元之间串接一常闭继电器，该常闭继电器与一辅助电源电连接。
3.根据权利要求1所述的搅拌罐恒速控制系统，其特征在于：所述车身控制器单元包括处理器和存储器，存储器用于存储所述搅拌罐转速预设值；所述组合仪表单元包括液晶显示器，用于显示所述搅拌罐的运转信息。
4.根据权利要求3所述的搅拌罐恒速控制系统，其特征在于：还包括一辅助控制单元，该辅助控制单元通过其CAN总线通讯模块与所述车身CAN总线连接，该辅助控制单元设置在汽车驾驶室之外并且用于显示所述搅拌罐的转速值和对搅拌罐的转速等进行控制操纵；而所述主控制器单元和组合仪表单元设置在汽车驾驶室内。
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