CN110500188A - 手油门协调控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种手油门协调控制系统及其控制方法。所述手油门协调控制系统包括左电子手控油门、右电子手控油门及远程电子手油门协调器，所述远程电子手油门协调器包括依次串接的信号运算放大器、触发器、切换电路及分别给所述信号运算放大器、所述触发器及所述切换电路提供稳定的基准电压的三端稳压器，所述左电子手控油门和所述右电子手控油门分别与所述切换电路的输出端、所述信号运算放大器的输入端连接。与相关技术相比，本发明提供的手油门协调控制系统及其控制方法可实现左、右电子手控油门自动协调切换的功能。

Description

手油门协调控制系统及其控制方法

【技术领域】

本发明涉及工程车辆电喷发动机远程油门技术领域，尤其涉及一种手油门协调控制系统及其控制方法。

【背景技术】

一些工程车辆例如随车起重机、水泥搅拌车等工程车辆上几乎都需要在驾驶室内安装一个脚油门并在驾驶室外安装至少一个远程手油门，这样的设置可以方便快捷的控制发动机转速以及工程车辆的工作状态，而且在进行装料、卸料或者其他特种作业时，手油门可控制工程车辆可以进行左右操作和前后操作。

以水泥搅拌车为例，一般在车尾的位置，车辆的左右两边各有一套手油门控制机构，目前广泛实用的是通过机械拉杆连接安装在底盘上的远程油门，因而在车尾两侧各引出一根手推杆以达到左右联动控制的目的，但是这样的结构有如下缺点：

①、需要较复杂的机械联动装置，安装困难且机械联动装置容易卡死；

②、左右电子手控油门两边是联动控制，当操作其中一边的推杆时，另外一边的推杆也会随着动作，如若在不清楚对面工作环境的情况下进行操作，则很容易出现安全事故，是一个安全隐患；

③、手油门的位置因为需要配合机械联动装置而受到很大限制，几乎都放在车尾且没有可以选择的空间，这会给现场工人的操作带来极大不便。

因此，有必要提供一种新型结构的手油门协调控制系统及其控制方法来解决上述问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是如何实现左右电子手控油门自动协调切换的技术问题。

本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种手油门协调控制系统，包括左电子手控油门、右电子手控油门及远程电子手油门协调器，所述远程电子手油门协调器包括:

信号运算放大器，所述信号运算放大器的输入端分别与所述左电子手控油门和右电子手控油门连接；

触发器，所述触发器与所述信号运算放大单元的输出端连接；

切换电路，所述切换电路与所述触发器的输出端连接，且所述切换电路通过控制开关选择性接入所述左电子手控油门和所述右电子手控油门中的其中一个；及

三端稳压器，所述三端稳压器分别与所述信号运算放大器、所述触发器及所述切换电路电连接，所述三端稳压器用于给所述信号运算放大器、所述触发器及所述切换电路提供稳定的基准电压。

优选的，所述信号运算放大器采用型号为LM358D的模拟集成芯片，且所述信号运算放大器包括两个输入端和一个输出端，所述三端稳压器与其中一个输入端连接，所述左电子手控油门和所述右电子手油门与另一个输入端连接，所述触发器连接于所述信号运算放大器的输出端。

优选的，所述手油门协调控制系统还包括设置于所述信号运算放大器的输入端和所述左电子手控油门、所述右电子手控油门之间的动作信号采集模块，所述动作信号采集模块采集所述左电子手控油门和所述右电子手控油门的动作信号并传输至所述信号运算放大器的输入端。

优选的，所述触发器采用型号为LM358D的模拟集成芯片。

优选的，所述切换电路包括型号为BS170的小功率场效应管。

优选的，所述三端稳压器包括型号为TL431B三端可调分流基准源。

本发明还提供了了一种手油门协调控制方法，包括如上述的手油门协调控制系统，

步骤S1：提供左手电子手控油门和右手电子手控油门，设置所述切换电路默认接入其中一个电子手控油门并屏蔽另一个电子手控油门；

步骤S21：提供远程电子手油门协调器，当需要运用另一个电子手控油门时，操纵另一个电子手控油门并采集另一个电子手控油门产生的动作信号，将所述动作信号输入至所述电子手油门协调器中的信号运算放大器；

步骤S22：所述信号运算放大器对所述动作信号进行放大；

步骤S23：放大后的所述动作信号通过所述远程电子手油门中的三端稳压器输入至所述远程电子手油门中的触发器；

步骤S24：所述触发器被触发并输出电平反转；

步骤S25：反转后的电平驱动所述远程电子手油门中的切换电路，所述切换电路中的控制开关接入另一个电子手控油门并屏蔽默认接入的电子手控油门；

步骤S3：最后，当另一个电子手控油门操作完成后，所述切换电路中的控制开关恢复默认接入默认的电子手控油门并屏蔽另一个电子手控油门。

优选的，由所述信号运算放大器放大后的所述动作信号被加载于所述三端稳压器所提供的基准电压上并输入至所述触发器，所述触发器将搭载了放大后的所述动作信号的基准电压与预设的电压进行对比，如果达到触发条件，则所述触发器输出的电平由低电平转成高电平。

与相关技术相比，本发明提供的远程电子手油门协调控制系统及其控制方法具有如下优点：

①、正常工作时，所述左电子手油门和所述右电子手油门可通过所述远程电子手油门控制器自动协调切换，保证同一时刻，只有一个电子手油门可以控制发动机，另一个电子手油门被屏蔽即另一个电子手油门无效，这样的结构达到了所述左电子手油门和所述右电子手油门自动协调切换的目的；

②、由于所述左电子手油门、所述右电子手油门本身体积较小且其安装并不需要配合所述远程电子手油门协调器，因此，所述左电子手油门和所述右电子手油门安装时不受位置限制，所述左电子手油门和所述右电子手油门可以安装在车身上任何方便使用的位置，这不仅简化了装配流程，也极大提高了所述左、右电子手油门的可操作性。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明提供的手油门协调控制系统的原理结构图；

图2为本发明提供的手油门协调控制方法的流程图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明提供的手油门协调控制系统的原理结构图。本发明提供了一种手油门协调控制系统100，包括远程电子手油门协调器1、由所述远程电子手油门协调器1控制启停状态的左电子手控油门2和右电子手控油门3及动作信号采集模块4。

所述远程电子手油门协调器1包括依次串接的信号运算放大器11、触发器12、切换电路13及分别与所述信号运算放大器11、所述触发器12及所述切换电路13电连接三端稳压器14。

所述远程电子手油门协调器1、所述左电子手控油门2、所述右电子手控油门3及所述动作信号采集模块4的具体连接关系如下：

所述左电子手控油门2和所述右电子手控油门3分别与所述切换电路13的输出端、所述信号运算放大器11的输入端连接。具体的，所述信号运算放大器11包括两个输入端和一个输出端，所述三端稳压器14与其中一个输入端连接，所述左电子手控油门2和所述右电子手油门3与另一个输入端连接，所述触发器12连接于所述信号运算放大器11的输出端；

更进一步的，所述动作信号采集模块4连接于所述信号运算放大器11的输入端和所述左电子手控油门2、所述右电子手控油门3之间还设，所述动作信号采集模块4采集所述左电子手控油门2和所述右电子手控油门3的动作信号并传输至所述信号运算放大器11的输入端。

另外，需要说明的是，所述信号运算放大器11采用NS公司开发的型号为LM358D的模拟集成芯片，该型号芯片内部设有两个独立的高增益的内部频率补偿的双运算放大器，具有超低功耗电流的优点，且单位增益频宽约1MHZ，直流电压增益高约100dB。

所述触发器12采用取消了深度负反馈电路的NS公司开发的型号为LM358D的模拟集成芯片，这样的设置使该型号芯片工作一直处于开环状态，并保持处于非线性工作区。又因为该芯片一直处于开环状态，使该芯片表现为开关特性。所述三端稳压器14向所述触发器12输入基准电压后，所述触发器12的输出只有高电平和低电平两种状态。

所述切换电路13中设有控制开关131，所述控制开关131用于选择性接入所述左电子手控油门2和所述右电子手控油门3中的其中一个，从而实现所述左电子手控油门2和所述右电子手控油门3的切换运用。所述切换电路3的核心器件采用仙童半导体(FairchildSemiconductor)公司生产的型号为BS170的小功率场效应管。该型号的场效应管具有快速的开关能力和超低的损坏的优点，非常适合用来切换所述左、右电子手控油门。另外，用场效应管来切换电路也避免了电路在接触瞬间产生的火花以及干扰，延长设备的寿命。

所述三端稳压器14分别给所述信号运算放大器11、所述触发器12及所述切换电路13提供稳定的基准电压。所述三端稳压器14的核心器件采用德州仪器公司推出的型号为TL431B三端可调分流基准源，该型号的三端可调分流基准源的热稳定性能良好，输出的基准电压仅通过两个电阻即可便捷的调整，电压参考误差为±0.4％(典型值，25℃)，负载电流值为1.0-100mA，全温度范围内温度特性典型值为50ppm/℃，同时，该型号的三端可调分流基准源还具有性能好、价格低的优点。

请再结合参阅图2，图2为本发明提供的手油门协调控制方法的流程图。本发明还提供了一种手油门协调控制方法，该方法为基于所述手油门控制系统100的控制方法，所述手油门协调控制方法包括：

步骤S1：设置所述左电子手控油门2、所述右电子手控油门3中的其中一个手控油门默认接入所述切换电路13并屏蔽另一个手控油门，在本实施例中，设置所述切换电路13中的所述控制开关131默认接入所述左电子手控油门2并屏蔽所述右电子手控油门3，所述左电子手控油门2、所述右电子手控油门3均可控制发动机，而此时发动机仅可由所述左电子手控油门2进行控制；

需要说明的是，所述左电子手控油门2和所述右电子手控油门3的输出端分别与发动机连接，所述左电子手控油门2和所述右电子手控油门3均可控制所述发动机。

步骤S21：当需要运用所述右电子手控油门3时，操控所述右电子手控油门3以发出动作信号，采集所述右电子手控油门3的动作信号并将所述动作信号输入所述信号运算放大器11；

步骤S22：所述动作信号被所述信号运算放大器11放大，具体的，约放大50倍；

步骤S23：被放大后的所述动作信号搭载于所述三端稳压器14并输入至所述触发器12，具体的，放大后的所述动作信号被加载于所述三端稳压器14所提供的基准电压上并随基准电压输入至所述触发器12；

步骤24：所述触发器12被触发，所述触发器12输出电平反转，具体的，所述触发器12将搭载了放大后的所述动作信号的基准电压与预设的电压进行对比，如果达到触发条件，则所述触发器12输出的电平由低电平转成高电平；

步骤S25：反转后的电平驱动所述切换电路13中的所述控制开关131接入所述右电子手控油门3并屏蔽所述左电子手控油门2，具体的，高电平输入所述切换电路13，所述切换电路13立刻动作(反应时间＜1ms)接入所述右电子手控油门3并屏蔽所述左电子手控油门2，此时，发动机仅可由所述右电子手控油门3进行控制；

步骤S3：当所述右电子手控油门3操作完成后，所述切换电路13中的所述控制开关131恢复默认接入所述左电子手控油门2并屏蔽所述右电子手控油门3。

与相关技术相比，本发明提供的远程电子手油门协调控制系统及其控制方法具有如下优点：

①、正常工作时，所述左电子手油门和所述右电子手油门可通过所述远程电子手油门控制器自动协调切换，在保证同一时刻，只有一个电子手油门被接入所述切换电路，另一个电子手油门被屏蔽即另一个电子手油门被屏蔽无效，这样的结构达到了所述左电子手油门、所述右电子手油门自动协调切换的目的；

②、由于所述左电子手油门、所述右电子手油门本身体积较小且其安装并不需要配合所述远程电子手油门协调器，因此，所述左电子手油门和所述右电子手油门安装时不受位置限制，所述左电子手油门和所述右电子手油门可以安装在车身上任何方便使用的位置，这不仅简化了装配流程，也极大提高了所述左、右电子手油门的可操作性。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种手油门协调控制系统，包括左电子手控油门、右电子手控油门及远程电子手油门协调器，其特征在于，所述远程电子手油门协调器包括:

信号运算放大器，所述信号运算放大器的输入端分别与所述左电子手控油门和右电子手控油门连接；

触发器，所述触发器与所述信号运算放大单元的输出端连接；

切换电路，所述切换电路与所述触发器的输出端连接，且所述切换电路通过控制开关选择性接入所述左电子手控油门和所述右电子手控油门中的其中一个；及

三端稳压器，所述三端稳压器分别与所述信号运算放大器、所述触发器及所述切换电路电连接，所述三端稳压器用于给所述信号运算放大器、所述触发器及所述切换电路提供稳定的基准电压。

2.根据权利要求1所述的手油门协调控制系统，其特征在于，所述信号运算放大器采用型号为LM358D的模拟集成芯片，且所述信号运算放大器包括两个输入端和一个输出端，所述三端稳压器与其中一个输入端连接，所述左电子手控油门和所述右电子手油门与另一个输入端连接，所述触发器连接于所述信号运算放大器的输出端。

3.根据权利要求2所述的手油门协调控制系统，其特征在于，所述手油门协调控制系统还包括设置于所述信号运算放大器的输入端和所述左电子手控油门、所述右电子手控油门之间的动作信号采集模块，所述动作信号采集模块采集所述左电子手控油门和所述右电子手控油门的动作信号并传输至所述信号运算放大器的输入端。

4.根据权利要求1所述的手油门协调控制系统，其特征在于，所述触发器采用型号为LM358D的模拟集成芯片。

5.根据权利要求1所述的手油门协调控制系统，其特征在于，所述切换电路包括型号为BS170的小功率场效应管。

6.根据权利要求1所述的手油门协调控制系统，其特征在于，所述三端稳压器包括型号为TL431B三端可调分流基准源。

7.一种手油门协调控制方法，其特征在于，包括如权利要求1-6中任意一项的手油门协调控制系统，

步骤S1：提供左手电子手控油门和右手电子手控油门，设置所述切换电路默认接入其中一个电子手控油门并屏蔽另一个电子手控油门；

步骤S21：提供远程电子手油门协调器，当需要运用另一个电子手控油门时，操纵另一个电子手控油门并采集另一个电子手控油门产生的动作信号，将所述动作信号输入至所述电子手油门协调器中的信号运算放大器；

步骤S22：所述信号运算放大器对所述动作信号进行放大；

步骤S23：放大后的所述动作信号通过所述远程电子手油门中的三端稳压器输入至所述远程电子手油门中的触发器；

步骤S24：所述触发器被触发并输出电平反转；

步骤S25：反转后的电平驱动所述远程电子手油门中的切换电路，所述切换电路中的控制开关接入另一个电子手控油门并屏蔽默认接入的电子手控油门；

步骤S3：最后，当另一个电子手控油门操作完成后，所述切换电路中的控制开关恢复默认接入默认的电子手控油门并屏蔽另一个电子手控油门。

8.根据权利要求7所述的手油门协调控制方法，其特征在于，由所述信号运算放大器放大后的所述动作信号被加载于所述三端稳压器所提供的基准电压上并输入至所述触发器，所述触发器将搭载了放大后的所述动作信号的基准电压与预设的电压进行对比，如果达到触发条件，则所述触发器输出的电平由低电平转成高电平。