CN213390321U - 工程机械控制系统及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工程机械控制系统及挖掘机。其中，工程机械控制系统包括：第一CAN总线；第二CAN总线；操作键，连接第一CAN总线；控制器，连接第一CAN总线和第二CAN总线；以及发动机控制模块ECM，连接第二CAN总线；其中，控制器与操作键和发动机控制模块ECM通讯连接。本实用新型通过控制器读取操作键的数据，控制整机的操作，并对故障数据进行报警提示；通过发动机控制模块ECM将数据发送至第二CAN总线，控制器可接收数据，并将有效数据进行处理；通过第一CAN总线和第二CAN总线的配合，优化总线结构，缩小数据传输环节，减小总线负担，降低总线故障率，提高总线系统数据传输效率和可靠性。

Description

工程机械控制系统及挖掘机

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，尤其涉及一种工程机械控制系统及挖掘机。

背景技术

随着机械的自动化程度提高，机械本身各自传感器及控制器等数据通讯不断增加，早期电气系统单一的硬线连接仅仅能够进行点对点数据传输，以及近来电气系统的控制器与电器件之间的数据传输通过单一总线可进行的大量数据传输，均无法跟上时代的发展。随着通讯技术的发展，物联网技术的推进，现在各种机械通讯数据进一步提升，单一总线很难满足大量的数据传输，所有器件均连接于一条总线，连接器件增多，很容易造成总线负载过大，运行效率低。且总线故障后，所有数据无法正常传输，导致总线数据传输延时，甚至总线瘫痪死机现象。

发明内容

本实用新型的一些实施例提出一种工程机械控制系统及挖掘机，用于缓解总线负载过大的问题。

本实用新型的一些实施例提供了一种工程机械控制系统，其包括：

第一CAN总线；

第二CAN总线；

操作键，连接第一CAN总线；

控制器，连接第一CAN总线和第二CAN总线；以及

发动机控制模块ECM，连接第二CAN总线；

其中，所述控制器与所述操作键和所述发动机控制模块ECM通讯连接。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括仪表，所述仪表连接第一CAN总线，所述仪表与所述控制器通讯连接。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括第三CAN总线和功能控制模块，所述功能控制模块和所述仪表连接所述第三CAN总线，所述功能控制模块与所述仪表通讯连接。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括外围设备，所述外围设备连接所述第三CAN总线，所述外围设备与所述功能控制模块通讯连接。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括定位器，所述定位器连接第一CAN总线和第二CAN总线，所述定位器与所述控制器通讯连接。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括后台服务器，所述后台服务器与所述定位器通讯连接。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括第四CAN总线和后处理传感器，所述后处理传感器和所述发动机控制模块ECM连接所述第四CAN总线，所述后处理传感器与所述发动机控制模块ECM通讯连接。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括调试接口，所述调试接口连接第一CAN总线，所述调试接口与所述控制器通讯连接。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括发动机诊断接口，所述发动机诊断接口连接第一CAN总线和第二CAN总线，所述发动机诊断接口与所述控制器和所述发动机控制模块ECM通讯连接。

本实用新型的一些实施例提供了一种挖掘机，其包括上述的工程机械控制系统。

基于上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，操作键连接第一CAN总线；控制器连接第一CAN总线和第二CAN总线；发动机控制模块ECM连接第二CAN总线；控制器读取操作键的数据，控制整机的操作，并对故障数据进行报警提示；发动机控制模块ECM将数据发送至第二CAN总线，控制器可接收数据，并将有效数据进行处理；通过第一CAN总线和第二CAN总线的配合，优化总线结构，缩小数据传输环节，减小总线负担，降低总线故障率，提高总线系统数据传输效率和可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为根据本实用新型一些实施例提供的工程机械控制系统的示意图。

附图中标号说明如下：

CAN1-第一CAN总线；CAN2-第二CAN总线；CAN3-第三CAN总线；CAN4-第四CAN总线；

1-仪表；2-调试接口；3-按键；4-手柄；5-其他器件；6-发动机控制模块ECM；7-发动机诊断接口；8-定位器；9-控制器；10-其他器件；11-后处理传感器；12-功能控制模块；13-收音机；14-空调；15-其他器件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

参考图1，一些实施例提供了一种工程机械控制系统，其包括第一CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)总线CAN1、第二CAN总线CAN2、操作键3,4、控制器9和发动机控制模块ECM6。其中，发动机控制模块的英文简称为ECM(Engine Control Module)。

操作键3,4连接第一CAN总线CAN1。

控制器9连接第一CAN总线CAN1和第二CAN总线CAN2。

发动机控制模块ECM6连接第二CAN总线CAN2。

其中，控制器9与操作键3,4和发动机控制模块ECM6通讯连接。

在一些实施例中，第一CAN总线CAN1与工程机械操作相关的器件连接，控制器9读取操作键3,4的数据，控制整机的操作，并对故障数据进行报警提示。第二CAN总线CAN2与发动机相关器件连接，控制器9与发动机控制模块ECM6进行数据通讯。发动机控制模块ECM6将数据发送至第二CAN总线CAN2，控制器9可接收数据，并将有效数据进行处理。通过第一CAN总线CAN1和第二CAN总线CAN2的配合，优化总线结构，缩小数据传输环节，减小总线负担，降低总线故障率，提高总线系统数据传输效率和可靠性。

操作键3,4包括按键3、手柄4或触摸屏虚拟键等。其中，手柄4包括但不限于左侧操作先导手柄和/或左侧机具控制手柄、右侧操作先导手柄和/或右侧机具控制手柄。

在一些实施例中，工程机械控制系统还包括仪表1，仪表1连接第一CAN总线CAN1，仪表1与控制器9通讯连接。

控制器9与仪表1进行数据通讯，仪表1用于显示控制器9发送的数据，并对故障数据进行报警提示。

在一些实施例中，工程机械控制系统还包括第三CAN总线CAN3和功能控制模块12，功能控制模块12连接第三CAN总线CAN3，仪表1连接第三CAN总线CAN3，功能控制模块12与仪表1通讯连接。

仪表1与第一CAN总线CAN1和第三CAN总线CAN3连接，分别显示两路总线数据。第二CAN总线CAN2的数据通过控制器9处理，将必要数据通过第一CAN总线CAN1发送至仪表1显示。

第三CAN总线CAN3的数据与其他CAN总线的数据不需要进行通讯处理，可减小总线负载。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括外围设备13,14，外围设备13,14连接第三CAN总线CAN3，外围设备13,14与功能控制模块12通讯连接。

外围设备13,14包括收音机13和/或空调14等娱乐系统器件。第三CAN总线CAN3与娱乐系统器件连接。功能控制模块12用于控制收音机13和/或空调14等娱乐系统器件。

第三CAN总线CAN3与仪表1、功能控制模块12、收音机13和空调14进行数据通讯。单独设置的第三CAN总线CAN3能够进行数据的单独处理，以与其他数据总线进行区别，避免大量数据传输。功能控制模块12通过第三CAN总线CAN3控制收音机13和空调14的运行，仪表1用于显示收音机13和空调14的运行状态。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括定位器8，定位器8连接第一CAN总线CAN1和第二CAN总线CAN2，定位器8与控制器9通讯连接。

其中，定位器8包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)或北斗卫星导航系统。

控制器9与定位器8进行数据通讯，数据可以通过定位器8发送至后台服务器，用于对整车状态、使用情况进行有效管理，同时定位器8也可以发送数据至控制器9，以控制整车是否进行启动等操作要求。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括后台服务器，后台服务器与定位器8通讯连接。

第一CAN总线CAN1和第二CAN总线CAN2均与定位器8连接，有效总线数据可通过定位器8直接发送至后台服务器，不需要经过控制器9处理后再上传，减少传输环节。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括第四CAN总线CAN4和后处理传感器11，后处理传感器11连接第四CAN总线CAN4，发动机控制模块ECM6连接第四CAN总线CAN4，后处理传感器11与发动机控制模块ECM6通讯连接。

第四CAN总线CAN4连接发动机控制模块ECM6和发动机的后处理传感器11。发动机控制模块ECM6与后处理传感器11进行数据通讯，发动机控制模块ECM6读取后处理传感器11的数据，并通过发动机控制模块ECM6进行数据处理，处理的数据通过第二CAN总线CAN2发送至控制器9。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括调试接口2，调试接口2连接第一CAN总线CAN1，调试接口2与控制器9通讯连接。

调试接口2用于第一CAN总线CAN1上的器件的调试连接，第一CAN总线CAN1预留调试接口2，以方便调试数据传输。

在一些实施例中，工程机械控制系统包括发动机诊断接口7，发动机诊断接口7连接第一CAN总线CAN1和第二CAN总线CAN2，发动机诊断接口7与控制器9和发动机控制模块ECM6通讯连接。

第一CAN总线CAN1预留调试接口2，以方便调试数据传输，同时将第一CAN总线CAN1连接至发动机诊断接口7，发动机诊断接口7用于第一CAN总线CAN1和第二CAN总线CAN2的系统诊断，方便售后服务维修检测。

在上述实施例中，仪表1、发动机控制模块ECM6和控制器9、定位器8和发动机诊断接口7分别具有两路总线物理接口，两路总线物理接口相互独立。

下面结合附图1详细描述各路总线。

第一CAN总线CAN1连接仪表1的第一接口、调试接口2、按键3、手柄4、发动机诊断接口7，定位器8的第一接口，控制器9的第一接口和其他器件5等。第一CAN总线CAN1中的其他器件5包括但不限于总线型水平倾角传感器、总线垂直倾角传感器、总线编码器、分布式I/O模块、控制器、智能配电模块等。

第一CAN总线CAN1与工程机械操作的相关器件连接，控制器9读取按键3和手柄4的数据，控制整机的操作，控制器9与仪表1进行数据通讯，将数据发送至仪表1进行显示，并对故障数据进行报警提示。控制器9与定位器8进行数据通讯，将所需数据通过定位器8发送至后台服务器，对整车状态、使用情况进行有效管理，同时定位器8可以发送数据至控制器9，以控制整车是否进行启动等操作要求。第一CAN总线CAN1预留调试接口2，以方便调试数据传输，同时将第一CAN总线CAN1连接至发动机诊断接口7，能够方便售后服务维修检测。

第二CAN总线CAN2连接发动机控制模块ECM6的第一接口、发动机诊断接口7、定位器8的第二接口、控制器9的第二接口和其他器件10等。第二CAN总线CAN2中的其他器件10包括与发动机数据检测相关的总线型器件。

第二CAN总线CAN2与发动机相关器件连接，控制器9与定位器8、发动机控制模块ECM6进行数据通讯。发动机控制模块ECM6将数据发送第二CAN总线CAN2，控制器9与定位器8可接收数据，并将有效数据进行处理。

第三CAN总线CAN3连接仪表1的第二接口、功能控制模块12、收音机13、空调14和其他器件15等。第三CAN总线CAN3中的其他器件15包括但不限于娱乐系统总线器件。

第三CAN总线CAN3与娱乐系统器件连接。第三CAN总线CAN3、仪表1、功能控制模块12、收音机13和空调14进行数据通讯。单独设置的第三CAN总线CAN3能够进行数据的单独处理，以与其他数据总线进行区别，避免大量数据传输。功能控制模块12通过第三CAN总线CAN3控制收音机13和空调14的运行，仪表1显示收音机13和空调14的运行状态。

第四CAN总线CAN4连接发动机控制模块ECM6的第二接口和后处理传感器11。第四CAN总线CAN4，发动机控制模块ECM6和后处理传感器11进行数据通讯。发动机控制模块ECM6与后处理传感器11进行数据通讯，发动机控制模块ECM6读取后处理传感器11的数据，并进行数据处理，处理后的数据通过第二CAN总线CAN2发送至控制器9。

上述实施例中的第一接口、第二接口只是表示电器件的不同接口，不具有特殊含义。

其中，第一CAN总线CAN1、第二CAN总线CAN2、第三CAN总线CAN3、第四CAN总线CAN4用以区别不同总线，不具有特殊含义。

第一CAN总线CAN1的连接器件之间、第二CAN总线CAN2的连接器件之间、第三CAN总线CAN3的连接器件之间、第四CAN总线CAN4的连接器件之间均通过屏蔽线进行连接，以提高总线稳定性。

第一CAN总线CAN1、第二CAN总线CAN2、第三CAN总线CAN3、第四CAN总线CAN4，四条总线物理连接相互独立，数据信息通过仪表1、发动机控制模块ECM6、定位器8、控制器9相互联系。

通过至少两条总线通讯进行必要的数据传输，不需要完全经过控制器9进行数据传输，减少了不必要的数据传输，总线数据均衡，缩短部分传输环节，减小单一总线负载，提高运行效率。当某一路总线故障时不影响其他总线通讯，总线故障后进行报警指示，并能够及时查找故障位置。

一些实施例提供了一种挖掘机，其包括上述的工程机械控制系统。工程机械控制系统中的总线器件布局合理，提高了总线系统工作效率和系统稳定性。

工程机械控制系统还可应用到挖掘机以外的其他工程机械。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

另外，在没有明确否定的情况下，其中一个实施例的技术特征可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种工程机械控制系统，其特征在于，包括：

第一CAN总线(CAN1)；

第二CAN总线(CAN2)；

操作键(3,4)，连接第一CAN总线(CAN1)；

控制器(9)，连接第一CAN总线(CAN1)和第二CAN总线(CAN2)；以及

发动机控制模块ECM(6)，连接第二CAN总线(CAN2)；

其中，所述控制器(9)与所述操作键(3,4)和所述发动机控制模块ECM(6)通讯连接。

2.如权利要求1所述的工程机械控制系统，其特征在于，包括仪表(1)，所述仪表(1)连接第一CAN总线(CAN1)，所述仪表(1)与所述控制器(9)通讯连接。

3.如权利要求2所述的工程机械控制系统，其特征在于，包括第三CAN总线(CAN3)和功能控制模块(12)，所述功能控制模块(12)和所述仪表(1)连接所述第三CAN总线(CAN3)，所述功能控制模块(12)与所述仪表(1)通讯连接。

4.如权利要求3所述的工程机械控制系统，其特征在于，包括外围设备(13,14)，所述外围设备(13,14)连接所述第三CAN总线(CAN3)，所述外围设备(13,14)与所述功能控制模块(12)通讯连接。

5.如权利要求1所述的工程机械控制系统，其特征在于，包括定位器(8)，所述定位器(8)连接第一CAN总线(CAN1)和第二CAN总线(CAN2)，所述定位器(8)与所述控制器(9)通讯连接。

6.如权利要求5所述的工程机械控制系统，其特征在于，包括后台服务器，所述后台服务器与所述定位器(8)通讯连接。

7.如权利要求1所述的工程机械控制系统，其特征在于，包括第四CAN总线(CAN4)和后处理传感器(11)，所述后处理传感器(11)和所述发动机控制模块ECM(6)连接所述第四CAN总线(CAN4)，所述后处理传感器(11)与所述发动机控制模块ECM(6)通讯连接。

8.如权利要求1所述的工程机械控制系统，其特征在于，包括调试接口(2)，所述调试接口(2)连接第一CAN总线(CAN1)，所述调试接口(2)与所述控制器(9)通讯连接。

9.如权利要求8所述的工程机械控制系统，其特征在于，包括发动机诊断接口(7)，所述发动机诊断接口(7)连接第一CAN总线(CAN1)和第二CAN总线(CAN2)，所述发动机诊断接口(7)与所述控制器(9)和所述发动机控制模块ECM(6)通讯连接。

10.一种挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1至9所述的工程机械控制系统。

Images