CN111706082A - 一种带动力切换保护的工程车辆智能控制系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带动力切换保护的工程车辆智能控制系统及装置。通过将控制系统智能化设计，切换动力动作由控制模块统一逻辑管理，增加了工作、诊断信号灯，人机界面友好，同时省去了开关与各电气间的接口线路，控制系统对外接线只需从驾驶室引线到分动箱即可，不需要绕来绕去，减少了线束和节点，大大降低了材料成本和维护成本，提高了整个系统的智能化程度，能与行车电脑通信，系统可靠性大大提高。

Description

一种带动力切换保护的工程车辆智能控制系统及装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种带动力切换保护的工程车辆智能控制系统及装置。

背景技术

工程移动车辆例如泵车，汽车吊等在工程工作过程中需将用于底盘移动的发动机动力切换到上装动力机构，在车辆移动时需将动力切换回底盘动力机构上来，这就需要动力的切换的开关系统，而目前的工程机械动力切换系统比较复杂，行驶作业开关安装在车辆驾驶室内，继电器板安装在车辆中间的电控柜中，外部继电器安装在车辆引擎盖内的保险板上，行驶作业转换阀在底盘油箱旁边的分动箱上面，此外，安装这套系统接线非常复杂，线束要从驾驶室绕到中间电控柜，又要绕到引擎室，还要绕到分动箱，节点很多，线束绕来绕去费工费料，由于工程车辆工况恶劣，经常造成线路接触不良，甚至造成起火；并且系统的人机界面不友好，操作员只能操作驾驶室内的行驶作业开关，没有任何工作状态指示，经常发生没有切换在空档状态时就切换行驶作业开关，造成切换失误；另外，行驶作业阀属于易损件，用久了线圈容易短路断路，而这套系统没有诊断功能，而系统的线束较多，排查困难大，且维护的难度也大大增加。

发明内容

为了更方便的切换工程机械动力，解决线束多，接线复杂，维护成本高的问题，本发明提供一种带动力切换保护的工程车辆智能控制系统及装置，通过智能化切换动力系统，减少了接线，降低了维护成本。

为实现以上目的，本发明的具体技术方案为：

一种带动力切换保护的工程车辆智能控制系统，所述控制系统包括控制模块、检测模块、驱动模块、通信模块以及工作模式切换模块；所述控制模块用于控制工程机械的运转；所述检测模块的控制端通信连接控制模块的输出端，所述检测模块的输出端分别通信连接行驶阀、作业阀，用于检测行驶阀、作业阀的阀圈线路，并将检测结果通过输出端传输至控制模块；所述驱动模块的控制端通信连接控制模块的输出端，所述驱动模块的输出端分别通信连接行驶阀、作业阀；所述通信模块的控制端通信连接控制模块；所述工作模式切换模块的输出端通信连接控制模块的输入端。

进一步地，所述工作模式切换模块包括行驶模块、作业模块、静止模块，所述行驶模块生成行驶信号并发送至所述控制模块，所述控制模块基于所述行驶信号生成第一检测信号并发送至检测模块；所述作业模块生成作业信号并发送至所述控制模块，所述控制模块基于所述作业信号生成第二检测信号并发送至检测模块；所述静止模块生成空挡信号并发送至所述控制模块，所述控制模块基于所述空挡信号生成第一控制信号。

进一步地，所述检测模块基于控制模块发送的第一检测信号，检测行驶阀的阀线圈状态，并生成第一反馈信号发送至控制模块；

所述检测模块基于控制模块发送的第二检测信号，检测作业阀的阀线圈状态，并生成第二反馈信号发送至控制模块；

所述控制模块基于第一反馈信号生成第二控制信号并发送至驱动模块及通信模块，所述驱动模块基于第二控制信号生成行驶阀输出信号和作业阀输出信号以控制行驶阀的开启和作业阀的关闭；

所述控制模块基于第二反馈信号生成第三控制信号并发送至驱动模块及通信模块，所述驱动模块基于第三控制信号生成行驶阀输出信号和作业阀输出信号以控制作业阀的开启和行驶阀的关闭；

所述驱动模块基于第一控制信号生成行驶阀输出信号和作业阀输出信号以控制行驶阀和作业阀的关闭。

进一步地，所述控制系统还包括若干指示灯，所述指示灯的控制端连接控制模块的输出端；所述指示灯包括：工作指示灯、行驶状态指示灯、作业状态指示灯，行驶故障指示灯，作业故障指示灯、确认指示灯以及空挡指示灯。

进一步地，所述控制系统还包括行车电脑，所述行车电脑通过CAN通信接口连接通信模块的输入端。

进一步地，所述通信模块接收第一和第二控制信号并发送至行车电脑。

具体的，所述通信模块用于控制模块与行车电脑之间的通信；所述行车电脑可在显示屏上显示车辆状态，车辆状态包括行驶、作业以及空挡状态，再根据车辆状态控制车辆，当车辆处于行驶状态时，行车电脑会控制车辆不允许上装任何动作；当车辆处于作业状态时，行车电脑会控制车辆不允许任何移动车辆的动作。

进一步地，本发明还提供一种带动力切换保护的工程车辆智能控制装置，所述控制装置包括上述控制系统，还包括分动箱、行驶传动齿轮、行驶输出齿轮、作业传动齿轮、作业输出齿轮、发动机动力输入齿轮。

进一步地，所述行驶阀开启时，分动箱拨叉被电磁力向左拉动，行驶传动齿轮与发动机动力输入齿轮结合，将动力传输给行驶输出齿轮；

进一步地，所述作业阀开启时，分动箱拨叉被电磁力向右拉动，作业传动齿轮与发动机动力输入齿轮结合，将动力传输给作业输出齿轮；

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、控制系统智能化设计，切换动作由控制模块统一逻辑管理，增加了工作、诊断信号灯，人机界面友好，能够更好保护动力系统切换；

2、省去了开关与各电气间的接口线路，控制系统对外接线只需从驾驶室引线到分动箱即可，不需要绕来绕去；

3、由于减少了线束和节点，大大降低了材料成本和维护成本；

4、维护成本大大降低，检修方便；

5、提高了整个系统的智能化程度，能与行车电脑通信，系统可靠性大大提高；

6、行驶信号、作业信号、空挡信号以及确认信号均采用光耦隔离的方式进行输入，通信模块与行车电脑通过光耦隔离的方式通信连接，将外部高压输入与模块内低电压输入进行隔离，提高了系统可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1为本发明控制系统结构示意图；

图2为本发明控制系统的控制模块内部结构示意图；

图3为本发明控制系统控制板示意图；

图4为本发明控制装置的结构示意图。

其中，1为控制系统，2为控制模块，3为工作模式切换模块，4为检测模块，5为驱动模块，6为通信模块，7为行车电脑，8为行驶阀，9为作业阀；2-1为行驶信号，2-2为作业信号，2-3为空挡信号，2-4为确认信号，2-5为行驶输出信号，2-6为作业输出信号，2-7为确认输出信号，2-8为行驶状态指示灯，2-9为行驶故障指示灯，2-10为作业状态指示灯，2-11为作业服故障指示灯，2-12为确认指示灯，2-13为工作指示灯，2-14为空挡指示灯，3-1为确认开关，3-2为行驶开关，3-3为作业开关，3-4为空挡开关；4-1为分动箱拨叉，4-2为行驶传动齿轮，4-3为作业传动齿轮，4-4行驶输出齿轮，4-5作业输出齿轮，4-6为发动机动力输入齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

如图1、2所示，一种带动力切换保护的工程车辆智能控制系统1，所述控制系统1包括控制模块2、检测模块4、驱动模块5、通信模块6以及工作模式切换模块3；所述控制模块2用于控制工程机械的运转；所述检测模块4的控制端通信连接控制模块2的输出端，所述检测模块4的输出端分别通信连接行驶阀8、作业阀9，用于检测行驶阀8、作业阀9的阀圈线路并将检测结果通过输入端传输至控制模块；所述驱动模块5的控制端通信连接控制模块2的输出端，所述驱动模块5的输出端分别通信连接行驶阀8、作业阀9；所述通信模块6的控制端通信连接控制模块2；所述工作模式切换模块3的输出端通信连接控制模块2的输入端。

具体的，所述控制系统安装在工程车辆的驾驶室内，方便驾驶员进行操作，当控制系统1通电时，点亮工作指示灯2-13。

所述工作模式切换模块3包括行驶开关3-2、作业开关3-3、空挡开关3-4，所述行驶开关3-2生成行驶信号并发送至所述控制模块2，所述控制模块2基于所述行驶信号生成第一检测信号并发送至检测模块4；所述作业开关3-3生成作业信号并发送至所述控制模块2，所述控制模块2基于所述作业信号生成第二检测信号并发送至检测模块4；所述空挡开关3-4生成空挡信号并发送至所述控制模块2，所述控制模块2基于所述空挡信号生成第一控制信号。

具体的，如图3所示，所述工作模式切换模块在本实施例中是一个组合开关及指示灯控制面板，所述控制面板上设置有组合开关和状态指示灯；所述组合开关包括确认开关3-1、行驶开关3-2、作业开关3-3以及空挡开关3-4；所述指示灯包括行驶状态指示灯2-8、行驶故障指示灯2-9、作业状态指示灯2-10、作业服故障指示灯2-11、确认指示灯2-12、工作指示灯2-13以及空挡指示灯2-14；驾驶员可在控制面板上通过组合开关进行相应的车辆操作。

所述检测模块4基于控制模块2发送的第一检测信号，检测行驶阀8的阀线圈状态，并生成第一反馈信号发送至控制模块2；所述检测模块4基于控制模块2发送的第二检测信号，检测作业阀9的阀线圈状态，并生成第二反馈信号发送至控制模块2；

当行驶阀8的阀线圈正常时，所述控制模块2基于第一反馈信号生成第二控制信号并发送至驱动模块5及通信模块6，所述驱动模块5基于第二控制信号生成行驶阀输出信号2-5和作业阀输出信号2-6以控制行驶阀8的开启和作业阀9的关闭；所述控制模块2基于第一反馈信号点亮行驶状态指示灯2-8，关闭作业状态指示灯2-10；所述通信模块6接收第一控制信号并发送至行车电脑7，告诉行车电脑7此时车辆处于行驶状态，不允许上装任何动作。

当行驶阀8的阀线圈短路或短路时，所述控制模块2基于第一反馈信号点亮行驶故障信号灯2-9。

当作业阀9的阀线圈正常时，所述控制模块2基于第二反馈信号生成第三控制信号并发送至驱动模块5，所述驱动模块5基于第三控制信号生成行驶阀输出信号2-5和作业阀输出信号2-6控制作业阀9的开启和行驶阀8的关闭；点亮作业状态指示灯2-10，关闭行驶状态指示灯2-8；所述通信模块6接收第三控制信号并发送至行车电脑7，告诉行车电脑此时车辆处于作业状态，不允许任何移动车辆的操作。

当作业阀9的阀线圈短路或短路时，所述控制模块2基于第一反馈信号点亮作业故障信号灯2-11。

当空档开关3-4输入空挡信号2-4时，所述驱动模块5基于第三控制信号生成行驶阀输出信号2-5和作业阀输出信号2-6以控制行驶阀8和作业阀9的关闭，并点亮空挡状态指示灯2-14。

所述控制系统1通电时，点亮工作指示灯2-13。

所述工作模式切换模块3还包括确认开关3-1，确认开关3-1生成确认信号2-4发送至控制模块2，控制模块2接收确认信号2-4并发送至通信模块6，通信模块6接收确认信号2-4生成确认输出信号2-7并发送至行车电脑7，在行车电脑7上显示车辆处于行驶或作业状态。所述确认输出信号2-7为输出低电平时，行车电脑7上显示车辆出于行驶状态，此时，确认指示灯2-12显示为红色；所述确认输出信号2-7为输出高电平时，行车电脑7上显示车辆处于作业状态，此时，确认指示灯2-12显示为绿色。

所述行驶信号2-1、作业信号2-2，空挡信号2-3以及确认信号2-4均采用光耦隔离的方式进行输入，将外部高压输入与模块内低电压输入进行隔离，提高可靠性。

所述通信模块6与行车电脑7通过光耦隔离的方式通信连接。

在本实施例的基础上，可将驱动模块5与检测模块4结合在一起，例如智能驱动芯片(英飞凌的BTS723GW)，所述智能驱动芯片能判断行驶阀或作业阀的阀线圈是否短路或断路，进一步地加强了系统智能化。

本实施例中所述所述控制模块可以是PCL控制器。

本实施例对动力系统切换进行智能化设计，增强了对动力切换系统的保护，提高了整个系统的智能化程度，同时省去了开关与各电气间的接口线路，控制系统对外接线只需从驾驶室引线到分动箱即可，不需要绕来绕去，减少了线束和节点，大大降低了材料成本和维护成本。

实施例2

如图4所示，一种带动力切换保护的工程车辆智能控制装置，所述控制装置包括上述控制系统1，还包括分动箱、行驶传动齿轮4-2、行驶输出齿轮4-4、作业传动齿轮4-3、作业输出齿轮4-5以及发动机动力输入齿轮4-6。

具体的，当控制系统1控制行驶阀8开启时，分动箱内的拨叉4-1被电磁力向左拉动，行驶传动齿轮4-2与发动机动力输入齿轮4-6结合，将动力传输给行驶输出齿轮4-4，进而使车辆处于行驶状态；

具体的，当控制系统1控制作业阀9开启时，分动箱内的拨叉4-1被电磁力向右拉动，作业传动齿轮4-3与发动机动力输入齿轮4-6结合，将动力传输给作业输出齿轮4-5；

本实施例采用实施例1所述的控制系统，提高了整个装置的智能化程度，接口线路减少，无需绕来绕去，减少了线束和节点，大大降低了材料成本和维护成本。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带动力切换保护的工程车辆智能控制系统，其特征在于，所述控制系统包括控制模块、检测模块、驱动模块、通信模块以及工作模式切换模块；所述控制模块用于控制工程机械的运转；所述检测模块的控制端通信连接控制模块的输出端，所述检测模块的输入端分别通信连接行驶阀、作业阀，用于检测行驶阀、作业阀的阀圈线路，并将检测结果通过输出端传输至控制模块；所述驱动模块的控制端通信连接控制模块的输出端，所述驱动模块的输出端分别通信连接行驶阀、作业阀；所述通信模块的控制端通信连接控制模块；所述工作模式切换模块的输出端通信连接控制模块的输入端。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述工作模式切换模块包括行驶模块、作业模块、静止模块，所述行驶模块生成行驶信号并发送至所述控制模块，所述控制模块基于所述行驶信号生成第一检测信号并发送至检测模块；所述作业模块生成作业信号并发送至所述控制模块，所述控制模块基于所述作业信号生成第二检测信号并发送至检测模块；所述静止模块生成空挡信号并发送至所述控制模块，所述控制模块基于所述空挡信号生成第三控制信号。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述检测模块基于控制模块发送的第一检测信号，检测行驶阀的阀线圈状态，并生成第一反馈信号发送至控制模块；

所述检测模块基于控制模块发送的第二检测信号，检测作业阀的阀线圈状态，并生成第二反馈信号发送至控制模块。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块基于第一反馈信号生成第一控制信号并发送至驱动模块及通信模块，所述驱动模块基于第一控制信号生成行驶阀输出信号和作业阀输出信号以控制行驶阀的开启和作业阀的关闭；

所述控制模块基于第二反馈信号生成第二控制信号并发送至驱动模块，所述驱动模块基于第二控制信号生成行驶阀输出信号和作业阀输出信号以控制作业阀的开启和行驶阀的关闭；

所述驱动模块基于第三控制信号生成行驶阀输出信号和作业阀输出信号以控制行驶阀和作业阀的关闭。

5.根据权利要求1-4任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括若干指示灯，所述指示灯的控制端连接控制模块的输出端。

6.根据权利要求1-4任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括行车电脑，所述行车电脑通过CAN通信接口连接通信模块的输入端。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述通信模块接收第一和第二控制信号并发送至行车电脑。

8.一种带动力切换保护的工程车辆智能控制装置，其特征在于，包含上述权利要求1-7任一项所述的控制系统，还包括分动箱、行驶传动齿轮、行驶输出齿轮、作业传动齿轮、作业输出齿轮以及发动机动力齿轮。

Images