压路机电控变速选挡控制系统技术方案

本发明专利技术属于电控技术领域，提出一种压路机电控变速选挡控制系统，提出的一种压路机电控变速选挡控制系统包括有挡位选择器（1）、选档执行气缸（2）和选挡气缸行程反馈单元（3）、液压马达变量泵开度调节控制手柄（4）、液压马达变量泵开度调节执行电机（5）以及系统总控制单元（6）；系统总控制单元（6）根据档位选择器（1）输出的档位信号输出驱动信号给选档执行气缸（2），系统总控制单元（6）接收到液压马达变量泵开度调节控制手柄（4）输入的液压马达变量泵开度信号后，输出一个驱动信号给液压马达变量泵调节执行机构（5）。本发明专利技术提高了操作舒适性和整体变速选挡的智能化、稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电控
，具体涉及一种压路机电控变速选挡控制系统。
技术介绍
全液压压路机为目前国内单钢轮压路机类的主流产品，因其采用液压马达驱动行走，故命名为“全液压压路机”。但该类压路机根据变速方式又可以进行细分，即包括变量泵直接控制速度的控制方式和带有二级机械变速箱结构的控制方式。两种结构各有所长，但在操纵方式上差距较大。换向变量泵是通过液压马达直接控制速度和方向的，采用电比例手柄或者机械软轴控制泵的流向和流速；而带有二级机械变速箱结构的则具有副变速操纵杆，即在驾驶室内增设由机械操纵变速的操纵杆，通过手动机械式操纵实现变速。带有二级机械变速箱结构的控制方式，因其现有副变速操纵杆为多连杆机械结构，需要在车辆上提供多个支撑点，造成转折点较多，所以采用多连杆机械结构大大的降低了机械传递效率，造成操纵阻力增加，驾驶人员舒适性相对较差。同时多连杆机械结构需要在驾驶室内安装操纵杆，而铰接点在室外，也就是在驾驶室后壁要开设长槽，对驾驶室的密封、降噪、防尘及后期维修售后都带来非常大的困难。。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的提出一种压路机电控变速选挡控制系统。     本专利技术为完成上述目的采用如下技术方案：一种压路机电控变速选挡控制系统，所述的电控变速选挡控制系统包括有挡位选择器、作为选挡执行机构的选档执行气缸和选挡气缸行程反馈单元、用以控制液压马达变量泵开度调节的液压马达变量泵开度调节控制手柄和液压马达变量泵开度调节执行机构以及作为整个压路机电控变速选挡控制系统的信号接收、分析及输出控制核心的系统总控制单元；所述的档位选择器与系统总控制单元的输入端口相连接，将档位选择器所输出的档位信号送入系统总控制单元；所述的系统总控制单元通过系统控制单元的MOS管驱动部分与所述的选档执行气缸相连，根据所接收的档位信号输出一个驱动信号给选档执行气缸；所述的选档执行气缸与二级变速箱的选档摇臂连接，驱动二级变速箱的选档摇臂进行动作；所述的选档执行气缸采用多段式电控选档执行气缸；所述的选档执行气缸行程反馈单元对应所述的选档执行气缸设置；所述的选档执行气缸行程反馈单元采用开关型无触点霍尔传感器；所述开关型无触点霍尔传感器的磁环设置在所述选档执行气缸的活塞杆上；所述的选档执行气缸行程反馈单元与系统总控制单元输入端口相连接，将选档执行气缸的行程位置信号反馈给系统总控制单元；所述的选档执行气缸的行程位置信号与档位选择器所输出的档位信号对应；所述的液压马达变量泵开度调节控制手柄与系统总控制单元的AD采集端口相连接，将液压马达变量泵开度信号送入系统总控制单元；所述的系统总控制单元接收到液压马达变量泵开度调节控制手柄输入的液压马达变量泵开度信号后，输出一个驱动信号给液压马达变量泵调节执行机构；液压马达变量泵调节执行机构控制液压马达变量泵动作，使液压马达变量泵开度达到与档位选择器的挡位信号、选档执行气缸的行程位置信号对应的开度，完成档位变换动作；系统总控制单元通过输出端口将系统总控制单元执行选挡动作后返回的档位状态指示信号返回到档位选择器，并由档位选择器的档位状态指示灯进行显示；液压马达变量泵开度调节执行机构的行程位置反馈信号与系统总控制单元的AD采集端口相连接，将液压马达变量泵开度调节执行机构的行程位置通过一个代表执行电机行程位置的电压值送入系统总控制单元；当选挡执行气缸的行程位置到达档位选择器选择的位置时，系统总控制单元根据所接收的，由液压马达变量泵开度调节控制手柄给出的，液压马达变量泵开度信号，控制液压马达变量泵开度调节执行机构工作；使液压马达变量泵开度达到与档位选择器的挡位信号、选档执行气缸的行程位置信号对应的开度；当选挡执行气缸的行程位置未到达档位选择器选择的位置时，系统总控制单元将采集到的液压马达变量泵开度调节手柄的开度信号储存起来，不依据此信号决定液压马达变量泵开度即电动推杆行程；此时，系统总控制单元对液压马达变量泵开度调节执行机构输出一个事先设定的微小变化量，从而缓慢改变液压马达变量泵开度调节执行机构行程，直到选挡执行气缸执行的位置与档位选择器选择的位置相同。所述的挡位选择器采用三位旋钮开关，用来产生一挡、二挡、三挡三个挡位选择信号，所述的挡位选择器具有挡位状态指示灯，挡位状态指示灯用于接收并显示系统总控制单元执行选挡动作后返回的挡位状态指示信号。所述的液压马达变量泵开度调节控制手柄采用0-5V输出的电比例控制手柄。所述的系统总控制单元采用PIC16F91x系列单片机作为系统总控制单元的核心MCU；所述的PIC16F91x系列单片机具有用以采集挡位选择器所输出的挡位信号的输入端口，具有用以将选档执行气缸的行程信号反馈给挡位选择器的输出端口，具有用于采集液压马达变量泵开度调节控制手柄输出的液压马达变量泵开度调节信号的A/D采集端口，具有用于控制选档执行气缸动作的MOS管驱动部分，具有输出驱动选档执行气缸动作信号的输出端口，具有用于采集选档执行气缸的行程位置信号的A/D采集端口，具有用于驱动液压马达变量泵开度调节执行电机动作的电机驱动部分，具有采集执行电机的执行电机反馈信号的A/D采集端口。本专利技术提出的一种压路机电控变速选挡控制系统，采用上述技术方案，具有以下有益效果：（1）、本专利技术执行机构采用多段式电控选档执行气缸。选档执行气缸设计有三个先导单元，通过各先导电磁阀不同的通/断电逻辑组合控制选档执行气缸处于不同位置带动选档摇臂实现选档动作；解决了原多连杆机械结构支撑点、转折点多，传递效率低，驾驶人员在操纵时阻力大且舒适性相对较差等问题；（2）、选档执行气缸行程反馈单元：选档执行气缸对防水、防尘及气体清洁度等工作条件具有相对严格的要求，一旦气源不清洁可能会发生气缸卡滞、执行不到位等故障现象；本专利技术在选档执行气缸缸体上增加反馈单元装置，此反馈单元采用无触点霍尔元件感应式传感器，与选档执行气缸缸体内部安装磁环，磁环随选档执行气缸活塞杆运动，传感器安装于缸体上固定位置，分别对应不同挡位时磁环停留位置，通过反馈单元传递回反馈信号可以判断选档执行气缸是否执行到位；（3）、电比例控制手柄及执行电机：全液压压路机工作时是利用液压驱动液压马达的转动，连接到机械变速箱进行挡位切换后实现变速的；本专利技术对于此部分的设计采用液压马达变量泵开度调节控制手柄控制泵的流向和流速从而驱动液压马达直接控制车辆的车速和方向；相较于传统的机械式软轴控制换向变量泵，电比例手柄的驱动方式具有操作力小，不容易驾驶疲劳；流量改变缓慢、平稳对泵冲击小，防止软轴控制方式因人工操作不当对车辆造成损害等。（4）、系统总控制单元采用PIC16F91X系列单片机；由于PIC16F91X系列单片机采用哈佛总线结构的8位中端单片机，其程序存储区和数据存储区在物理上完全独立，读取指令的总线和存取数据的总线也完全分开；这样的结构让指令总线和数据总线的宽度不一样成为可能；故其数据总线为8位，指令总线为14位；且由于总线结构独立，读取指令和存取操作数可以同时进行，提高了单片机内的数据流量进一步提高代码的执行效率。另外，PIC16系列中端单片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压路机电控变速选挡控制系统，所述的电控变速选挡控制系统包括有挡位选择器（1）、作为选挡执行机构的选档执行气缸（2）和选挡气缸行程反馈单元（3）、用以控制液压马达变量泵开度调节的液压马达变量泵开度调节控制手柄（4）和液压马达变量泵开度调节执行机构（5）以及作为整个压路机电控变速选挡控制系统的信号接收、分析及输出控制核心的系统总控制单元（6）；所述的档位选择器（4）与系统总控制单元（6）的输入端口相连接，将档位选择器所输出的档位信号送入系统总控制单元；所述的系统总控制单元（6）通过系统控制单元的MOS管驱动部分与所述的选档执行气缸（2）相连，根据所接收的档位信号输出一个驱动信号给选档执行气缸（2）；所述的选档执行气缸（2）与二级变速箱的选档摇臂连接，驱动二级变速箱的选档摇臂进行动作；所述的选档执行气缸（2）采用多段式电控选档执行气缸；所述的选档执行气缸行程反馈单元（3）对应所述的选档执行气缸（2）设置；所述的选档执行气缸行程反馈单元（3）采用开关型无触点霍尔传感器；所述开关型无触点霍尔传感器的磁环设置在所述选档执行气缸（2）的活塞杆上；所述的选档执行气缸行程反馈单元与系统总控制单元输入端口相连接，将选档执行气缸的行程位置信号反馈给系统总控制单元（6）；所述的选档执行气缸（2）的行程位置信号与档位选择器（1）所输出的档位信号对应；所述的液压马达变量泵开度调节控制手柄（4）与系统总控制单元（6）的AD采集端口相连接，将液压马达变量泵开度信号送入系统总控制单元（6）；所述的系统总控制单元（6）接收到液压马达变量泵开度调节控制手柄（4）输入的液压马达变量泵开度信号后，输出一个驱动信号给液压马达变量泵调节执行机构（5）；液压马达变量泵调节执行机构（5）控制液压马达变量泵动作，使液压马达变量泵开度达到与档位选择器的挡位信号、选档执行气缸的行程位置信号对应的开度，完成档位变换动作；系统总控制单元（6）通过输出端口将系统总控制单元执行选挡动作后返回的档位状态指示信号返回到档位选择器（1），并由档位选择器（1）的档位状态指示灯进行显示；液压马达变量泵开度调节执行机构的行程位置反馈信号与系统总控制单元的AD采集端口相连接，将液压马达变量泵开度调节执行机构（5）的行程位置送入系统总控制单元（6）；当选挡执行气缸的行程位置到达档位选择器选择的位置时，系统总控制单元根据所接收的，由液压马达变量泵开度调节控制手柄给出的，液压马达变量泵开度信号，控制液压马达变量泵开度调节执行机构工作；使液压马达变量泵开度达到与档位选择器的挡位信号、选档执行气缸的行程位置信号对应的开度；当选挡执行气缸的行程位置未到达档位选择器选择的位置时，系统总控制单元将采集到的液压马达变量泵开度调节手柄的开度信号储存起来，不依据此信号决定液压马达变量泵开度；此时，系统总控制单元对液压马达变量泵开度调节执行机构输出一个事先设定的微小变化量，从而缓慢改变液压马达变量泵开度调节执行机构的行程，直到选挡执行气缸执行的位置与档位选择器选择的位置相同。...

【技术特征摘要】
1.一种压路机电控变速选挡控制系统，所述的电控变速选挡控制系统包括有挡位选择器（1）、作为选挡执行机构的选档执行气缸（2）和选挡气缸行程反馈单元（3）、用以控制液压马达变量泵开度调节的液压马达变量泵开度调节控制手柄（4）和液压马达变量泵开度调节执行机构（5）以及作为整个压路机电控变速选挡控制系统的信号接收、分析及输出控制核心的系统总控制单元（6）；所述的档位选择器（4）与系统总控制单元（6）的输入端口相连接，将档位选择器所输出的档位信号送入系统总控制单元；所述的系统总控制单元（6）通过系统控制单元的MOS管驱动部分与所述的选档执行气缸（2）相连，根据所接收的档位信号输出一个驱动信号给选档执行气缸（2）；所述的选档执行气缸（2）与二级变速箱的选档摇臂连接，驱动二级变速箱的选档摇臂进行动作；所述的选档执行气缸（2）采用多段式电控选档执行气缸；所述的选档执行气缸行程反馈单元（3）对应所述的选档执行气缸（2）设置；所述的选档执行气缸行程反馈单元（3）采用开关型无触点霍尔传感器；所述开关型无触点霍尔传感器的磁环设置在所述选档执行气缸（2）的活塞杆上；所述的选档执行气缸行程反馈单元与系统总控制单元输入端口相连接，将选档执行气缸的行程位置信号反馈给系统总控制单元（6）；所述的选档执行气缸（2）的行程位置信号与档位选择器（1）所输出的档位信号对应；所述的液压马达变量泵开度调节控制手柄（4）与系统总控制单元（6）的AD采集端口相连接，将液压马达变量泵开度信号送入系统总控制单元（6）；所述的系统总控制单元（6）接收到液压马达变量泵开度调节控制手柄（4）输入的液压马达变量泵开度信号后，输出一个驱动信号给液压马达变量泵调节执行机构（5）；液压马达变量泵调节执行机构（5）控制液压马达变量泵动作，使液压马达变量泵开度达到与档位选择器的挡位信号、选档执行气缸的行程位置信号对应的开度，完成档位变换动作；系统总控制单元（6）通过输出端口将系统总控制单元执行选挡动作后返回的档位状态指示信号返回到档位选择器（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜万庆，庞媛媛，杨钧，杜庆丽，
申请(专利权)人：洛阳市黄河软轴控制器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41