轮式底盘工程机械及其上车取力控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种轮式底盘工程机械的上车取力控制系统，包括发动机控制单元、上车控制单元、采集装置、操纵装置和分动箱取力装置，采集装置实时获取变速箱的输出转速信号，操纵装置根据取力模式选择开关输出相应的取力信号，上车控制单元根据发动机转速信号和变速箱的输出转速信号确定变速箱的当前挡位位置，并根据手刹制动和空挡信号以及取力信号与当前挡位位置的匹配关系，输出相应的取力有效控制信号，分动箱取力装置根据相应的取力信号以及取力有效控制信号进行切换。本实用新型专利技术，提供了多种取力工作模式，最大限度地吸收利用了发动机的动力并保护其不会超载。在此基础上，本实用新型专利技术还提供一种应用该取力控制系统的轮式底盘工程机械。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及轮式底盘工程机械，具体涉及一种轮式底盘工程机械及其上车取力控制系统。
技术介绍
如今的工程建设中，各式各样的工程机械发挥着重要的作用，特别是采用汽车底盘的工程机械，由于其在机动性方面具有突出的优势，因此应用较为广泛。以混凝土施工设备为例，随着商品混凝土需求的迅猛发展，混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵车等作为预拌混凝土的布料设备，以其作业范围广、转移方便、占用工作场地较小等优势，越来越多地被广大建筑行业所选用。包括上述混凝土泵车在内的汽车底盘工程机械，大多是由通用汽车底盘和专用上车系统两部分组成的，并通过取力装置将汽车底盘的发动机的输出动力取出，从而驱动专用上车系统工作。从汽车底盘上取力(PTO-power take off)有两种方式，一种是从发动机直接取力；另一种是采用分动箱取力。分动箱取力是通过分动箱将汽车底盘由“行驶模式”切换至 "ΡΤ0工作模式”，从而将发动机的动力传递至上车系统使用。现有技术中，部分通用汽车底盘的变速箱具有传动比等于1的“直接挡”和传动比小于1的“超速挡”两个挡位。然而，目前的汽车底盘工程机械一般都定义在传动比为1的 “直接挡”挡位取力，因此，未能有效合理地利用超速，从而没有最大限度地吸收和利用发动机的动力，也就是说，不能根据工作负载充分合理地控制发动机的转速，使其尽可能地工作在经济油耗区。此外，现有此类工程机械的“ΡΤ0工作模式”的启用，往往需要操作人员首先将发动机熄火，然后再进行取力操作，同时需要操作者确认汽车底盘处于“手刹制动”或“空挡” 才能进行，其目的是确保变速箱在静止时进行分动箱实现动力传递方向的转换，防止在发动机运转时由于误操作切换，导致分动箱打齿，从而造成毁坏。显然，现有分动箱取力技术的可操作性较差，一方面存在误操作导致分动箱损坏的不安全隐患，另外，还存在着无法适应自动控制发展的缺陷。有鉴于此，亟待针对现有结构进行优化设计，以满足现有采用分动箱取力的汽车底盘工程机械在合理、安全地取力的同时，根据不同的工况合理地控制柴油发动机的转速， 让其尽可能地工作在经济油耗区，从而达到节能降耗的目地。
技术实现思路
针对上述缺陷，本技术解决的技术问题在于，提供一种轮式底盘工程机械的上车取力控制系统，使采用分动箱取力的轮式底盘工程机械取力操作简单、安全性高，同时根据不同的工况合理地控制柴油发动机的转速，让其尽可能地工作在经济油耗区，从而达到节能降耗的目地。在此基础上，本技术还提供了一种采用了该取力控制系统的轮式底盘工程机械。本技术提供的轮式底盘工程机械的上车取力控制系统，包括发动机控制单元、上车控制单元、采集装置、操纵装置和分动箱取力装置，所述发动机控制单元和上车控制单元通过电缆相连；所述采集装置设置在变速箱的输出端，用于实时获取变速箱的输出转速信号并输出至所述上车控制单元；所述操纵装置上设有用于选择不同取力模式选择开关，根据所述取力模式选择开关所选择的取力模式，所述操纵装置输出相应的取力信号至所述上车控制单元；所述发动机控制单元实时输出手刹制动、空挡和发动机转速信号至所述上车控制单元；所述上车控制单元根据所述发动机转速信号和所述变速箱的输出转速信号确定变速箱的当前挡位位置，并根据所述手刹制动和空挡信号以及所述取力信号与所述当前挡位位置的匹配关系，输出相应的取力有效控制信号；所述分动箱取力装置根据相应的取力信号以及相应的取力有效控制信号切换至取力工作状态。优选地，所述当前挡位位置包括直接挡和超速挡，所述取力信号包括直接挡手动控制取力信号、直接挡自动控制取力信号和超速挡取力信号，所述直接挡分别匹配所述直接挡手动控制取力信号和所述直接挡自动控制取力信号，所述超速挡匹配所述超速挡取力信号。优选地，所述操纵装置上设有发动机转速增加和发动机转速降低控制按钮，分别用于输出发动机转速增加或发动机转速降低控制信号至所述发动机控制单元。优选地，所述上车控制单元根据所述发动机控制单元实时传送的发动机负载率、 发动机转速和发动机油耗参数调整上车系统的工作负载。优选地，所述操纵装置包括无线发射器和与所述无线发射器相匹配的无线接收器，所述无线接收器设置在底盘上，所述取力模式选择开关、所述发动机转速增加和所述发动机转速降低控制按钮均设置在所述无线发射器上。优选地，还包括设置在分动箱上的取力限位开关，用于输出取力成功控制信号，所述取力成功控制信号经所述上车控制单元输出至所述发动机控制单元。优选地，所述发动机控制单元通过21针汽车连接器与所述上车控制单元相连。优选地，所述发动机控制单元通过CAN总线与所述上车控制单元相连。本技术提供的轮式底盘工程机械，包括轮式底盘和上车系统，还包括如前所述的轮式底盘工程机械的上车取力控制系统。本技术提供的轮式底盘工程机械的上车取力控制系统，上车控制单元根据发动机控制单元传送的发动机转速信号以及采集装置获取的变速箱的输出转速信号，确定变速箱的当前挡位位置，并根据发动机控制单元传送的手刹制动和空挡信号，以及操纵装置输出的取力信号与当前挡位位置的匹配关系，输出相应的取力有效控制信号，使分动箱取力装置将分动箱切换至取力工作状态。本方案具有如下有效效果首先，使用过程中，只有在底盘处于“手刹制动”和“空挡”两个条件都满足的情况下，上车控制单元才会输出取力有效控制信号，因此，避免了操作人员在误操作时毁坏设备的现象。同时，也解决了取力操作时必须要熄灭发动机才能进行操作的问题。其次，通过对变速箱当前挡位位置的确定，可以明确当前取力工况是否为超速挡取力工作模式，在超速挡取力工作模式下，上车控制单元自动地根据作业工况控制发动机的转速，从而避免了因超速而毁坏混凝土机械的油泵等问题。再次，提供了多种取力工作模式，以最大限度地吸收利用发动机的动力并保护其不被超载。在本技术提供的一种优选的技术方案中，当前挡位位置包括直接挡和超速挡，特别是具有传动比小于1的超速挡全自动控制取力模式，在负载允许的条件下，如晚上作业时，混凝土可输送条件特别的好，操作者完全可以选择该模式，在降低了发动机转速的情况下可以获得同样的输送量，既节能又降低了噪声，达到了节能降耗的目的。在本技术提供的另一种优选的技术方案中，发动机控制单元通过21针汽车连接器或CAN总线与上车控制单元相连，统一规范了底盘的各种信号，使接线更加规律、维护更加方便。。附图说明图1是具体实施方式所述轮式底盘工程机械的上车取力控制系统示意图；图2是无线发射器的控制面板示意图；图3是21针汽车连接器每针的信号含义；图4是具体实施方式所述混凝土输送泵车的整体结构示意图。图中发动机控制单元(ECU) 10、上车控制单元20、采集装置30、操纵装置40、取力模式选择开关、取力装置50、取力限位开关51。具体实施方式正如
技术介绍
中所介绍的，混凝土输送泵车等工程机械是由通用汽车底盘加装相应的上车装置改装而成的，通过分动箱将汽车底盘发动机的输出动力取出从而驱动上车装置工作，行业内称之为“ΡΤ0工作模式”。众所周知，不同的汽车底盘，其柴油发动机的转速和变速箱的传动比也各不相同， 因此改装厂家首先必须合理、安全地驱动分动箱以达到从底盘发动机取力的要求，在取力过程中保证分动箱不会脱齿而致其毁坏，同时还要根据上车装置不同的作业工本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．轮式底盘工程机械的上车取力控制系统，包括通过电缆相连的发动机控制单元和上车控制单元，其特征在于，还包括：采集装置，设置在变速箱的输出端，用于实时获取变速箱的输出转速信号并输出至所述上车控制单元；操纵装置，其上设有用于选择不同取力模式选择开关，根据所述取力模式选择开关所选择的取力模式，所述操纵装置输出相应的取力信号至所述上车控制单元；所述发动机控制单元实时输出手刹制动、空挡和发动机转速信号至所述上车控制单元；所述上车控制单元根据所述发动机转速信号和所述变速箱的输出转速信号确定变速箱的当前挡位位置，并根据所述手刹制动和空挡信号以及所述取力信号与所述当前挡位位置的匹配关系，输出相应的取力有效控制信号；分动箱取力装置根据相应的取力信号以及相应的取力有效控制信号切换至取力工作状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐怀玉，齐行森，沈千里，马传杰，王旭，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司建设机械分公司，
类型：实用新型
国别省市：32