[发明专利]装载机集成控制器

说明书

【技术领域】

本发明属于工程机械控制技术领域，具体是一种装载机用的数字式集成控制器。

【背景技术】

目前，装载机作业系统和发动机调速系统采用两套独立的系统进行操作，作业系统采用手动换向阀控制执行机构进行作业，发动机调速系统采用手动进行换挡调速，操作复杂，控制精度低，劳动强度大，操作人员易疲劳，经常因操作繁琐而引起误操作，工作效率低；而且系统体积较大，增加了整车重量，能耗高。

【发明内容】

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种装载机集成控制器，通过数字化技术将装载机作业系统和发动机调速系统的控制集成，合二为一，以达到简化操作、降低劳动强度和误操作率、减轻车重、降低能耗、提高工作效率的目的。

为此，本发明采用以下技术方案：装载机集成控制器，其特征在于它包括含有中央处理器的微处理器模块、与微处理器模块相连的信号输入模块和功率驱动模块以及上述模块供电的电源模块，所述的功率驱动模块包括PWM输出电路和开关量输出电路。

使用时，PWM输出电路连接比例多路阀，开关量输出电路连接换挡电磁阀。操作人员根据需要，依靠按键、旋钮等数字输入设备向控制器输入指令，信号输入模块接受各种外部指令信号，然后转换成与微处理器输入匹配的各种信号。PWM输出电路接受经过微处理器处理后的信号，输出与输入模块的输入信号成比例的PWM功率输出信号，去驱动比例多路阀工作，达到控制作业系统的目的；而开关量输出电路则由微处理器模块控制，可输出不同挡位的高低电平信号，以驱动不同的换挡电磁阀，达到发动机调速目的。由此，本发明将装载机作业系统和发动机调速系统的控制集成在一个控制器内，而数字设备的操作远远比机械手动设备简单，控制精度也高，降低了劳动强度和误操作率，提高了工作效率；通过设置合理的程序，能做到合理换挡，有效的保护了变速器内的元件，使变速器寿命得以极大提高；数字设备的体积和重量也较小，从而减轻了车重，降低了能耗。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采取如下技术措施：

所述的功率驱动模块连有安全控制模块，该安全控制模块具有输出使能连接端并与电源模块相连。安全控制模块根据输出使能信号控制PWM输出电路和开关量输出电路的通断，当输出使能信号为高电平时，安全控制模块允许功率输出模块可以进行功率输出，当输出使能信号为低电平时，安全输出通断电路不允许功率输出模块工作，同时安全控制模块还接受微处理器模块的控制选择哪一路功率输出工作。

所述的微处理器模块包括有数字量输出单元，功率驱动模块中的PWM输出电路和开关量输出电路都与数字量输出单元相连，PWM输出电路与数字量输出单元之间还设有电流反馈回路，开关量输出电路与数字量输出单元之间还设有状态反馈回路。电流反馈回路使把比例多路阀的电流反馈给微处理器形成电流闭环控制，使控制更迅速准确；状态反馈回路把目前输出电平的高低状态反馈给微处理器，进而读取目前的档位信息。

所述的数字量输出单元还连接有信号输出模块，该信号输出模块包括D/A转换电路、模拟电压输出电路和模拟电流输出电路。D/A转换电路现把微处理模块发出的数字信号转换为模拟信号，然后根据系统配置通过模拟电压输出电路输出电压和模拟电流输出电路输出电流环信号，留作测试或者作为其他外接部件工作所需的电压或电流源。

所述的微处理器模块包括有多路CAN总线控制器，该多路CAN总线控制器连接有总线通讯模块。其中一路CAN总线专用作为控制器可编程系统的接口，其他CAN总线控制器与其他外接设备进行信息交换(如显示设备、远程监控设备等)，便于远程控制。

所述的电源模块包括电压监控电路，电压监控电路未接收到外部使能信号时电源模块不工作，接受到有效的外部使能信号后电源模块开始工作，把外部电源电压转换成与之相连的各个模块所需的电压；如果外部供电电压欠压或者超压，则电压监控电路输出异常脉冲，如果外部供电电压正常，则电压监控电路输出正常脉冲；电压监控电路输出异常脉冲时，微处理器模块不工作，电压监控电路输出正常脉冲时，微处理器模块正常工作。

所述的微处理器模块包括数字量输入单元、模拟量输入单元和存储器，数字量输入单元和模拟量输入单元都与信号输入模块连接。数字量输入单元和模拟量输入单元分别用以接受信号输入模块相应的数字或模拟信号。存储器中存储有控制器软件程序，包括控制器嵌入式操作系统和控制器硬件驱动，上位PC机上装有对应的通用可编程平台。