CN103591275B - 一种装载机用fnr装置及实现fnr功能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装载机用FNR装置及实现FNR功能的方法，旨在提供一种劳动强度低、成本低、结构简单的装载机用的变速操作装置，它包括变速箱和控制变速箱的变速控制器，变速控制器无FNR功能，变速控制器通过FNR功能扩展模块与变速操作手柄、FNR操作手柄连接，FNR功能扩展模块对变速操作手柄产生的变速信号和FNR操作手柄产生的FNR信号进行处理，如当变速操作手柄不处于空档时，FNR功能扩展模块向变速控制器输出变速操作手柄的信号；当变速操作手柄处于空档时，FNR功能扩展模块向变速控制器输出FNR操作手柄的信号；当变速操作手柄由空档变为非空档时，FNR功能扩展模块向变速控制器输出变速操作手柄的信号。本发明结构简单，造价低，适用于装载机用。

Description

一种装载机用FNR装置及实现FNR功能的方法
技术领域
本发明涉及装载机变速箱控制领域，具体的说，是涉及到一种装载机用FNR装置及实现FNR功能的方法。
背景技术
在装载机驾驶时，需要司机一手操作方向盘，一手操作变速操作手柄和动臂、铲斗操作手柄两种控制元件，司机进行铲装作业时，有一只手需要不停地轮流操作两种控制元件，给司机带来很大的操作强度，极易导致司机疲劳。
目前解决的方案就是采用前进挡、空挡、后退档（后简称FNR）功能将变速操作手柄的前进、后退功能集成到动臂、铲斗操作手柄上，使司机不需要操作变速手柄，从而减少操作动作，有效降低司机劳动强度，成为了发展的必然趋势。而目前国内配备FNR功能的变速操作系统存在种类少、价格昂贵的问题。因此，有必要研发一种经济实惠的具备FNR功能的变速操作系统。
目前，我们检索到一些变速箱控制方面的公开文献，例如：
1.中国专利申请号93114533.3，公开日1994年8月24日，该申请案公开了一种农业机械变速操作系统的结构，使H.S.T(3)的变速操作部分(8)与手动操作杆(7)相联系，可进行联动操作，同时该系统还设置了对变速操作部件(8)进行自动操作的驱动机构(10)，并具有自动操纵控制装置(A)。该变速操作系统具有联系部件，该联系部件主要包括检测手动操作杆(7)向前、后任一方向进行操作的检测部件(SW1)、(SW2)。其不足之处在于：1.装载机的变速箱控制和该方案的CVT有一定的区别，不适用于装载机。
2.中国专利申请号200810056476.1，公开日2008年7月30日，该申请案公开了一种自动变速箱电控装置，控制单元包括连接在一起的主控制器和从控制器，主控制器和从控制器通过信号处理器接收传感器信号、开关信号输入端输入信号，主控制器通过信号处理器输出信号到启动继电器、档位显示器、蜂鸣器、外部传感器，主控制器通过总线模块与电子控制单元进行数据交换，主控制器通过K线模块与外部设备连接，主控制器和从控制器的输出信号传送到输出信号处理器，输出信号处理器与液压操作系统连接，液压操作系统与离合器、变速箱连接。其不足之处在于：1.结构比较复杂，造价高；2.装载机的操纵和汽车有一定的区别，该方案为AMT变速箱用，不适用于装载机。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种劳动强度低、成本低、结构简单的装载机用的变速操作装置。
为实现上述目的，本发明是通过以下方案实现的：
一种装载机用FNR装置，包括变速箱和控制变速箱的变速控制器，所述变速控制器通过FNR功能扩展模块与变速操作手柄、FNR操作手柄连接。
所述FNR功能扩展模块内设有I/0调理电路，所述I/0调理电路用于接收变速操作手柄、FNR操作手柄的信号，并根据这两个手柄的信号对司机的操作意图进行判断，然后通过FNR功能扩展模块向变速控制器发出控制信号。
所述FNR操作手柄产生FNR信号，所述FNR信号输入FNR功能扩展模块进行处理，然后通过FNR功能扩展模块向变速控制器发出控制信号。
所述变速操作手柄产生变速信号，所述变速信号输入FNR功能扩展模块进行处理，然后通过FNR功能扩展模块向变速控制器发出控制信号。
所述变速控制器无FNR功能。
以上所述的装载机用FNR装置的实现FNR功能的方法，包括以下功能：
（1）当变速操作手柄不处于空档时，FNR功能扩展模块判断驾驶员操作意图为使用变速操作手柄，此时FNR功能扩展模块向变速控制器输出变速操作手柄的信号；
（2）当变速操作手柄处于空档时，FNR功能扩展模块判断驾驶员操作意图为使用FNR操作手柄，此时FNR功能扩展模块向变速控制器输出FNR操作手柄的信号；
（3）当变速操作手柄由空档变为非空档时，FNR功能扩展模块驾驶员操作意图为使用变速操作手柄，此时FNR功能扩展模块向变速控制器输出变速操作手柄的信号。
所述FNR功能扩展模块还可以对变速操作手柄和FNR操作手柄产生的信号进行逻辑分析，并判断这两个手柄是否存在障碍，当存在障碍时，FNR功能扩展模块发出报警信号。
所述FNR功能扩展模块的障碍分析逻辑为：
（1）FNR功能扩展模块对变速操作手柄产生的信号的判定逻辑：当变速操作手柄仅产生一种档位信号时，判定变速操作手柄工作正常；当变速操作手柄产生两种或两种以上档位信号时，判定变速操作手柄工作异常；当变速操作手柄无任一档位信号时，判定变速操作手柄工作异常；
（2）FNR功能扩展模块对FNR操作手柄产生的信号的判定逻辑：当FNR操作手柄仅产生一种有效档位信号时，判定FNR操作手柄工作正常；当FNR操作手柄产生两种或两种以上同时有效的档位信号时，判定FNR操作手柄工作异常；当FNR操作手柄无任一有效档位信号时，判定FNR操作手柄工作异常。
本发明的工作原理：在无FNR功能的变速操作系统上，增加FNR功能扩展模块（即微处理器扩展模块）和FNR操作手柄，原变速操作系统的变速操作手柄信号不再直接提供给变速控制器，而是提供给FNR功能扩展模块，微处理器扩展模块包含有I/0调理电路，可以接收原变速操作系统的变速操作手柄信号和FNR操作手柄的信号，并根据两个手柄的信号对司机的操作意图进行判断，再向变速控制器提供相应的控制信号，对变速箱进行控制。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.降低使用者的劳动强度。本发明通过把装载机的一些操作集成在FNR操作手柄上，同时增加FNR功能扩展模块，可判断出使用者的操作意图，减少了使用者在操纵装载机工作时的动作，降低了劳动强度。
2.成本低。本发明通过在原来的系统增加了FNR功能扩展模块来处理变速操作信号和FNR操作信号，再把控制信号传递变速给控制器，进而控制变速箱动作，增加的成本较低，同时现有机型稍作结构改进，就可以使用，易于推广应用。
3.结构简单。本发明在原来的系统中增加了2个部件，使整个系统的结构较为简单，便于后期的维护和保养。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的原理图。
图中零部件名称及序号：
变速箱1、变速控制器2、变速操作手柄3、FNR功能扩展模块4、FNR操作手柄5。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的描述，但不限制本发明的保护范围：
实施例1：
如图1、图2所示，本发明包括变速箱1和控制变速箱1的变速控制器2，变速控制器2无FNR功能，变速控制器2通过FNR功能扩展模块4与变速操作手柄3、FNR操作手柄5连接，FNR功能扩展模块4内设有I/0调理电路，I/0调理电路用于接收变速操作手柄3、FNR操作手柄5的信号，并根据这两个手柄的信号对司机的操作意图进行判断，然后通过FNR功能扩展模块4向变速控制器2发出控制信号。
本实施例中，FNR功能扩展模块4通过判断变速操作手柄3的信号，对变速控制器2发出控制信号，驱动变速箱1的动作，具体情形如下：
（1）当变速操作手柄3不处于空档时，FNR功能扩展模块4判断驾驶员操作意图为使用变速操作手柄3，此时FNR功能扩展模块4向变速控制器2输出变速操作手柄3的信号；
（2）当变速操作手柄3处于空档时，FNR功能扩展模块4判断驾驶员操作意图为使用FNR操作手柄5，此时FNR功能扩展模块4向变速控制器2输出FNR操作手5的信号；
（3）当变速操作手柄3由空档变为非空档时，FNR功能扩展模块4驾驶员操作意图为使用变速操作手柄3，此时FNR功能扩展模块4向变速控制器2输出变速操作手柄3的信号。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于：FNR功能扩展模块4还可以对变速操作手柄3和FNR操作手柄5产生的信号进行逻辑分析，并判断这两个手柄是否存在障碍，当存在障碍时，FNR功能扩展模块4发出报警信号。
本实施例中，FNR功能扩展模块4的障碍分析逻辑为：
（1）FNR功能扩展模块4对变速操作手柄3产生的信号的判定逻辑：当变速操作手柄3仅产生一种档位信号时，判定变速操作手柄3工作正常；当变速操作手柄3产生两种或两种以上档位信号时，判定变速操作手柄3工作异常；当变速操作手柄3无任一档位信号时，判定变速操作手柄3工作异常；
（2）FNR功能扩展模块4对FNR操作手柄5产生的信号的判定逻辑：当FNR操作手柄5仅产生一种有效档位信号时，判定FNR操作手柄5工作正常；当FNR操作手柄5产生两种或两种以上同时有效的档位信号时，判定FNR操作手柄5工作异常；当FNR操作手柄5无任一有效档位信号时，判定FNR操作手柄5工作异常。

Claims (3)

1.一种装载机用FNR装置的实现FNR功能的方法，其特征在于：该装载机用FNR装置，包括变速箱（1）和控制变速箱（1）的变速控制器（2），所述变速控制器（2）通过FNR功能扩展模块（4）与变速操作手柄（3）、FNR操作手柄（5）连接，所述FNR功能扩展模块（4）内设有I/0调理电路，所述I/0调理电路用于接收变速操作手柄（3）、FNR操作手柄（5）的信号，并根据这两个手柄的信号对司机的操作意图进行判断，然后通过FNR功能扩展模块（4）向变速控制器（2）发出控制信号，所述FNR操作手柄（5）产生FNR信号，所述FNR信号输入FNR功能扩展模块（4）进行处理，然后通过FNR功能扩展模块（4）向变速控制器（2）发出控制信号，所述变速操作手柄（3）产生变速信号，所述变速信号输入FNR功能扩展模块（4）进行处理，然后通过FNR功能扩展模块（4）向变速控制器（2）发出控制信号，所述变速控制器（2）无FNR功能 ；
装载机用FNR装置的实现FNR功能的方法如下：
（一）当变速操作手柄（3）不处于空档时，FNR功能扩展模块（4）判断驾驶员操作意图为使用变速操作手柄（3），此时FNR功能扩展模块（4）向变速控制器（2）输出变速操作手柄（3）的信号；
（二）当变速操作手柄（3）处于空档时，FNR功能扩展模块（4）判断驾驶员操作意图为使用FNR操作手柄（5），此时FNR功能扩展模块（4）向变速控制器（2）输出FNR操作手柄（5）的信号；
（三）当变速操作手柄（3）由空档变为非空档时，FNR功能扩展模块（4）驾驶员操作意图为使用变速操作手柄（3），此时FNR功能扩展模块（4）向变速控制器（2）输出变速操作手柄（3）的信号。
2.根据权利要求1所述的实现FNR功能的方法，其特征在于：所述FNR功能扩展模块（4）还对变速操作手柄（3）和FNR操作手柄（5）产生的信号进行逻辑分析，并判断这两个手柄是否存在障碍，当存在障碍时，FNR功能扩展模块（4）发出报警信号。
3.根据权利要求2所述的实现FNR功能的方法，其特征在于：所述FNR功能扩展模块（4）的障碍分析逻辑为：
（一）FNR功能扩展模块（4）对变速操作手柄（3）产生的信号的判定逻辑：当变速操作手柄（3）仅产生一种档位信号时，判定变速操作手柄（3）工作正常；当变速操作手柄（3）产生两种以上档位信号时，判定变速操作手柄（3）工作异常；当变速操作手柄（3）无任一档位信号时，判定变速操作手柄（3）工作异常；
（二）FNR功能扩展模块（4）对FNR操作手柄（5）产生的信号的判定逻辑：当FNR操作手柄（5）仅产生一种有效档位信号时，判定FNR操作手柄（5）工作正常；当FNR操作手柄（5）产生两种以上同时有效的档位信号时，判定FNR操作手柄（5）工作异常；当FNR操作手柄（5）无任一有效档位信号时，判定FNR操作手柄（5）工作异常。
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