CN2839748Y - 档位控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种档位控制器，其特征在于，档位选择单元，包括档位杆；档位数据检测单元，与所述档位杆连接，检测所述档位杆的变化作为档位数据；控制单元，其输入所述档位数据检测单元检测的所述档位数据，并根据所述档位数据输出档位选择信号。采用本实用新型的档位控制器，可根据用户的要求来调整控制方案，控制信号的输出更加稳定。

Description

档位控制器

技术领域

本实用新型涉及可适用于轮式通井机的各种液力变速器的档位控制器。

背景技术

在现有技术中，轮式通井机使用的挡位控制器一般采用继电器和其它触点式开关来进行控制，具体地说，是通过继电器的不同组合来完成档位的控制。这种使用继电器组进行档位控制的技术在频繁的换挡过程中，会因操作不当而组合出错误的离合器组合，例如：由于非常快速的换挡操作，某组未完全脱离的离合器与刚吸合离合器可能形成错误的离合器组合，或者某组离合器没有完全到位就开始带负荷，从而造成变速箱损坏。而且，如果某一个继电器出现故障，就会影响整个档位的控制，使档位乱套。同时，这种档位控制器由于采用接触式机械开关元器件，因此不仅会造成控制器的机械磨损，减少其使用寿命，而且继电器和触点式开关等极易在操作过程中产生火花而导致系统的防爆性能较差。除此之外，传统档位控制器不能根据用户的需要任意调整换档延时的时间。传统档位控制器的维护性也较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，进而提供一种反应灵敏、输出信号稳定的档位控制器。

根据本实用新型的档位控制器可包括档位选择单元，其包括档位杆；档位数据检测单元，与所述档位杆连接，检测所述档位杆的变化，作为档位数据；控制单元，其输入所述位数据检测单元检测的所述档位数据，并根据所述档位数据输出档位选择信号。

在根据本实用新型优选实施方式的档位控制器中，所述档位数据检测单元可包括：红外线信号发射装置；光线遮挡编码盘，与所述档位杆连接，并可随所述档位杆一起转动；以及红外传感部件，所述红外线信号发射装置发出的红外线信号通过所述光线遮挡编码盘后输出至所述红外传感部件。

由于本实用新型采用了可编程控制器来进行控制，因此可以根据用户的要求来调整控制方案。同时，由于本实用新型的档位数据检测单元采用光线遮挡编码盘和红外传感部件来进行数据检测，因此控制信号的输出更加稳定。

附图说明

图1是本实用新型的档位控制器的组成示意框图；

图2所示为根据本实用新型的手动挡位选择单元的立体示意图；

图3A所示为本实用新型的手动挡位选择单元的剖面图；

图3B所示为本实用新型的手动挡位选择单元的槽的侧视图；

图3C为本实用新型的挡位杆的剖视图；

图3D所示为沿着图2C中的剖物线A-A看去的挡位杆的剖视图；

图3E所示为档位杆位于空挡位置时与槽的侧视截面图；

图3F所示为挡位杆被锁住的侧视截面图；

图4为本实用新型的手动挡位选择单元的剖视图；

图5A和5B分别为本实用新型的处于不同档位的光线遮挡码盘的示意图；

图6所示为根据本实用新型的手动挡位选择单元和档位数据检测单元在其啮合处的截面示意图；

图7所示为本实用新型的信号流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本实用新型的档位控制器进行详细的描述。

图1是本实用新型的档位控制器的结构方框示意图。如图1所示，根据本实用新型的一个实施方式的档位控制器包括：手动档位选择单元10、档位数据检测单元20、控制单元30和控制信号输出单元40。

如图2所示为根据本实用新型的手动挡位选择单元10的立体示意图，图3A所示为本实用新型的手动挡位选择单元10的剖面图。手动挡位选择单元10主要包括：挡位杆11和适于承载挡位杆11的壳12。如图所示的实施方式中，挡位杆11由椭圆球形物和细长杆构成。在本实用新型的优选实施方案中，挡位杆11的细长杆为圆形，但在其它的实施方案中可以使用其它任意形状的杆。在壳12的一侧具有狭长的槽12a，挡位杆11的细长杆通过槽12a延伸进入壳12的内部。挡位杆11中具有的小孔111用来固定档位杆11。

图3B所示为手动挡位选择单元10的槽12a的侧视图，图3C为挡位杆11的剖视图。如图3B所示，在槽12a上下两侧具有弧形凹陷部分，并在槽12a的中央部分形成圆形部分12a’。挡位杆11的位于槽12a并延伸进入槽12a的上下部分通过切割或其它处理(例如，挤压)，使得该部分的厚度h小于挡位杆11的截面直径L，经过处理的挡位杆11的剖视图如图2C所示。在本实用新型的优选实施方案中，档位杆11经过处理的部分的厚度h小于槽12a的高度，档位杆11的截面直径L大于槽12a的高度。圆形部分12a’的直径大于档位杆11的截面直径L。沿着图3C中的剖切线A-A观察到的挡位杆11的剖视图如图3D所示。在空挡位置时，档位杆11位于圆形部分12a’处，此时，档位杆11和槽12a的侧视截面图如图3E所示，在换档时，挡位杆11可沿着槽12a左右移动。当档位杆11处于空挡位置，即处于圆形部分12a’处时，可将档位杆11例如沿着图3F中的箭头方向旋转90°后，档位杆11被卡在圆形部分12a’中，从而达到锁定档位杆的目的。此时，档位杆11和槽12a的侧视截面图如图3F所示。

壳12的内部具有一个环形凹槽12b，在凹槽12b中安装有一个环状的柱形凸起127，用于限制档位杆11的最大拨动位置。档位杆11穿过在凹槽12b的中心处设置的半圆形中轴112，并以其为轴心进行水平转动，并带动将在下面进行描述的光盘遮挡盘23转动。

如图4所示为根据本实用新型的档位数据检测单元的立体示意图。根据本实用新型的档位数据检测单元20包括：下壳21、上壳22、光线遮挡码盘23(如图5A所示)、2个红外发射板和2个红外接收板(图中未显示)。其中，在上壳22和下壳21的两侧分别具有凹陷部分222。2个红外发射板通过常规的固定方式(如螺丝钉固定)分别固定在上壳22的凹陷部分222的上方，2个红外接收板分别固定于下壳21的凹陷部分225，与2个红外发射板相对。

图5A和5B分别为本实用新型的处于不同档位的光线遮挡码盘的示意图。如图所示，本实用新型的光线遮挡码盘23具有多个通光孔23a，可具有多种组合状态。在光线遮挡码盘23的中心位置具有突出装置223。突出装置223的截面为半圆形。在上壳22和下壳21通过位于上壳22的四个角中的固定孔224(例如通过螺栓)接合在一起并与手动档位选择单元10进行组合时，光线遮挡码盘23安装于下壳21中。突出装置223突出的一端通过设置于上壳22中的槽伸出到上壳22的外面。同时，突出装置223突出的另一端与手动档位选择单元10的半圆形中轴112相啮合，并在相啮合的位置形成完整的圆形截面，如图6所示。突出装置223由半圆形中轴112带动转动，从而带动光线遮挡码盘23转动。

在红外发射板的下面设置有4个红外灯(图中未显示)。这些红外灯处于一直工作的状态并发射出红外线。通过多个通光孔23a使红外灯发出的红外线能够通过光线遮挡编码盘23射到红外线接收板上。具体地说，红外灯发出的红外线通过上壳22的孔221到达光线遮挡码盘23，并通过光线遮挡码盘23上相对于上述红外灯处于不同位置的多个通光孔23a。通过了通光孔的红外线可形成不同的光线组合，并通过下壳21上设有的与各孔221位置相对应的孔(图中未显示)到达固定于凹陷部分225中的红外线接收板。其中，多个通光孔23a相对于上述红外灯的位置是在档位切换时，通过挡位杆11沿壳12的一侧的狭长槽12a带动半圆形中轴112旋转，并进而带动光线遮挡编码盘23转动来确定的。在图5A中所示的光线遮挡编码盘23为其处于某一时刻位置时的示意图，在图5B中所示的光线遮挡编码盘23为处于另一时刻位置时的示意图。其中，具有阴影的四个小孔表示通过红外线的通光孔。多个通光孔23a相对于上述红外灯的位置不同，则通过多个通光孔23a的红外线就会形成不同的组合。在不同档位时，由红外线接收板接收到的光线组合就不同。红外线接收板将接收的红外线信号传递到控制单元30，并通过控制单元30来完成档位控制。各种不同的红外线组合与档位的关系例如可如表1所示。

红外传感器		1	2	3	4
						档位	1	○	*	*	*
2	*	○	*	*
					3		○	○	*	*
4	*	*	○	*
					5		○	*	○	*
6	*	○	○	*
					N		○	○	○	○
-1	○	*	*	○
					-2		*	○	*	○
-3	○	○	*	○

                   表1

其中，“○”代表有信号，“*”代表无信号。

在表1，当在四个红外传感器中一号红外传感器有信号，其它时红外传感器无信号时，表示当前位于一挡，当二号红外传感器有信号，其它时红外传感器无信号时，表示当前位于二挡，当一号和二号红外传感器有信号，其它时红外传感器无信号时，表示当前位于三挡。这些信号组合被保存在控制单元30的存储单元中。本领域的普通技术人员参照附图及以上说明能够得到其它的情况，所以在这里不再赘述。

图7所示为本实用新型的信号流程示意图。如图7所示，手动档位选择单元10进行换档操作，引起光线遮挡编码盘23转动，从而使得红外接收板通过光线遮挡编码盘23接收到红外线发射板发出的红外线信号产生变化。接着，档位数据检测单元20将采集到的档位信号传递到控制单元30。在本实用新型的一个优选实施方式中，控制单元采用可编程控制器(PLC)。通过PLC对档位数据检测单元20采集到的档位信号进行运算处理后，由PLC输出到输出控制信号输出单元40，经输出控制信号输出单元40来控制液力变速器的电磁阀，完成液力变速器的变速。在PLC面板上有档位输入指示和档位输出指示，通过查阅档位的组合表对照指示灯就可以清楚档位情况。通过PLC进行常规的软件设计就能够根据用户要求实现控制方案的调整。如：换档时延时的时间调整。同时，档位可以被任意切换，例如：高档换入低档、低档换入高档、正档换入倒档、倒档换入正档以及变换时经过空档。PLC输出的档位组合如表2所示

PLC输出口		1	2	3	4	5	6	7	8
										档位	1	*	○	○	○
2	○	○	*	○
									3		*	*	○	○
4	○	*	*	○
									5		*	*	○	*
6	○	*	*	*
									N		*	*	*	*	○	○
-1	○	○	○	○			○
									-2		○	*	○	○			○
-3	○	*	○	*			○

                                    表2

其中，“○”代表有信号，“*”代表无信号。

换档延时的时间是通过PLC中的软件的参数设置来进行任意调整的。例如在PLC程序中，通过PLC语句“单稳定时0.01中间005，定时器06，30；2.50秒”将从脱挡到另一个反方向的挂挡时间设置为2.50秒，通过PLC语句“等于常数定时器06，10，中间030；1秒”将从脱挡到开始刹车的时间设置为1秒等。为防止在具体的换档过程当中出现不按操作规程进行的操作(例如，直接快速从正档挂到倒档从而造成变速箱负荷过大，长期这样，将严重磨损变速箱)，通过对调整后的数据进行程序固化或通过智能程序可自动判断是否存在上述违规操作。

下面示例性地详细描述本实用新型的档位控制器实现档位选择的具体操作。当手动挡位选择单元10位于一挡时，通过光线遮挡编码盘23由红外线接收板25接收的信号组合为1000。这时，PLC通过控制输出部分的输出为0111。当旋转手动挡单元10从一挡改变为二挡时，通过光线遮挡编码盘23的由红外线接收板25接收的信号组合为0100。这时，PLC检测到其输入信号产生了变化，于是对该新的输入进行计算，并将计算的结果与原获取的信号进行比较。在这里需要说明的是，控制单元PLC的工作原理是循环工作的，即“获取输入信号-程序处理-输出信号-返回获取输入信号”，如此循环工作，原获取的信号保留在控制单元PLC的存储器中。通过上述比较得知当前的变化是“从一挡变为二挡”，于是就输出1101。通过该输出控制液力变速器的电磁阀来完成从一挡到二挡的变化。本领域的普通技术人员应该认识到，参照表2其它任意档位之间的变化操作与从一挡变化到二挡的操作类似，因此，在这里不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，而并非对本实用新型的保护范围的限定。例如，尽管以红外线信号的发送和接收以及红外线遮挡编码盘作为检测挡位变化的挡位数据检测单元的例子，本领域技术人员显然可以设想出其它的方案来检测挡位的变化(例如采用接近开关、机械的开关等方式，但它们的可靠性和耐用性不如红外的方式)，并与控制单元相配合，取代传统的继电器控制和触点式开关，从而很好地实现了快速、安全地切换档位的目的。因此所有对本实用新型的说明书和附图中的内容做等效技术、手段等变化，均包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种档位控制器，其特征在于包括：

档位选择单元，包括档位杆；

档位数据检测单元，与所述档位杆连接，检测所述档位杆的变化作为档位数据；

控制单元，其输入所述档位数据检测单元检测的所述档位数据，并根据所述档位数据输出档位选择信号。

2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述档位数据检测单元包括：

红外线信号发射装置；

光线遮挡编码盘，与所述档位杆连接，并可随所述档位杆一起转动；以及

红外传感部件，所述红外线信号发射装置发出的红外线信号通过所述光线遮挡编码盘后输出至所述红外传感部件。

3.如权利要求2所述的档位控制器，其特征在于，所述控制器包括可编程控制器。

4.如权利要求3所述的档位控制器，其特征在于，所述光线遮挡编码盘包括突出装置，所述档位选择单元包括以可转动方式固定所述档位杆的轴，所述突出装置与所述轴相接合并可随所述轴一起转动。

5.如权利要求4所述的档位控制器，其特征在于，所述突出装置的轴具有横截面为半圆形的部分，所述档位选择单元的轴具有横截面为半圆形的部分，所述突出装置的轴的半圆形部分的水平面与所述档位选择单元的轴的半圆形部分的水平面相接合。

6.如前述任一项权利要求所述的档位控制器，其特征在于，在所述档位选择单元的侧面形成有用于使所述档位杆移动的槽，所述槽具有圆形凹陷部分。

7.如权利要求6所述的档位控制器，其特征在于，所述档位杆具有厚度小于其截面直径并小于所述槽高度的部分，所述档位杆的截面直径大于所述槽的高度，所述圆形凹陷部分的截面直径大于所述档位杆的截面直径。

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