带动力切换保护的工程车辆智能控制系统及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010430184.0 (22)申请日 2020.05.20 (71)申请人 长沙方译智能科技有限公司 地址 410000 湖南省长沙市高新开发区东 方红街道林语路联东U谷高新国际企 业港2栋302房 (72)发明人 陈庆怀唐慧玲陈思璇 (74)专利代理机构 厦门原创专利事务所(普通 合伙) 35101 代理人 徐东峰 (51)Int.Cl. E04G 21/04(2006.01) B60K 23/00(2006.01) B60K 25/06(2006.01) (54)发明。

2、名称 一种带动力切换保护的工程车辆智能控制 系统及装置 (57)摘要 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。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 111706082 A 2020.09.25 CN 111706082。

3、 A 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。

4、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。

5、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。

6、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。 权利要求书 1/1 页 2 C。

7、N 111706082 A 2 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 0001 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 0002 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。

8、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 0003 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， 。

9、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。 0004 为实现以上目的， 本发明的具体技术方案为： 0005 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。

10、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。 0006 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。 0007 进一步地， 所述检测模块基于控制模块发送的。

11、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； 说明书 1/6 页 3 CN 111706082 A 3 0008 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； 0009 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； 0010 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。

12、业阀 的开启和行驶阀的关闭； 0011 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。 0012 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。 0013 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。 0014 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。 0015 具体的， 所述通信模块用于控制模块与行车。

13、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。 0016 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。 0017 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。

14、传输给行驶输出齿轮； 0018 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； 0019 与现有技术相比， 本发明的有益效果为： 0020 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； 0021 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； 0022 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； 0023 4、 维护成本大大降低， 检修方便； 0。

15、024 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； 0025 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。 说明书 2/6 页 4 CN 111706082 A 4 附图说明 0026 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。 0。

16、027 图1为本发明控制系统结构示意图； 0028 图2为本发明控制系统的控制模块内部结构示意图； 0029 图3为本发明控制系统控制板示意图； 0030 图4为本发明控制装置的结构示意图。 0031 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， 2-1。

17、1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 0032 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。 0033 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。。

18、 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。 0034 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。

19、的可能性。 0035 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。 0036 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。 0037 实施例1 0038 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。

20、、 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 说明书 3/6 页 5 CN 111706082 A 5 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。 0039 具体的， 所。

21、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。 0040 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。 0041 具体的， 如图3所示， 所述。

22、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。 0042 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。

23、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； 0043 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。 0044 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。

24、号点亮行驶故 障信号灯2-9。 0045 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。 0046 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。 0047 当空档开关3-4输入空挡信号2-4时， 所述驱动模。

25、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。 说明书 4/6 页 6 CN 111706082 A 6 0048 所述控制系统1通电时， 点亮工作指示灯2-13。 0049 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。

26、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。 0050 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。 0051 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。 0052 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。

27、步地加强了系统智能化。 0053 本实施例中所述所述控制模块可以是PCL控制器。 0054 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。 0055 实施例2 0056 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。

28、轮4-6。 0057 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； 0058 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； 0059 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。 0060 在本申请所提供的几个实。

29、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， 。

30、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。 说明书 5/6 页 7 CN 111706082 A 7 0061 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。 0062 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。

31、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。 0063 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。 说明书 6/6 页 8 CN 111706082 A 8 图1 图2 说明书附图 1/3 页 9 CN 111706082 A 9 图3 说明书附图 2/3 页 10 CN 111706082 A 10 图4 说明书附图 3/3 页 11 CN 111706082 A 11 。