CN116201201A - 开关复用系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种开关复用系统及工程机械。开关复用系统包括开关、人机交互装置、控制器、电源管理模块和至少一个功能元件；开关，用于输出开信号或关信号至控制器；人机交互装置，用于显示各个功能元件分别对应的功能信息，并基于交互指令生成功能选定信息，输出功能选定信息至控制器；控制器，用于基于开信号或关信号，生成功能选定信息对应功能元件的电源控制信息，并将电源控制信息传输给电源管理模块；电源管理模块，用于基于电源控制信息，为功能选定信息对应的功能元件提供电源或断开电源。本发明用以解决现有技术中具备多种功能的工程机械电气部件冗余且操作难度大的缺陷。

Description

开关复用系统及工程机械

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种开关复用系统及工程机械。

背景技术

目前，装载机等工程机械，面对不同具有不同需求的客户时需要进行细分，整机制造商需要配置多种功能产品以满足客户。甚至当客户收到工程机械后，仍然由于各种需求需要进行功能改制。整机制造商如何以最少的整机配置，满足更多客户的不同需求，或者说如何对工程机械进行柔性化设计成为一个重要课题。尤其对于为不同功能元件供电的电气系统，面临客户需求变化时，一种实现方式是在产品设计前，尽可能多的搜集客户需求，然后设计满足多功能的产品，当确实发生比较大的变化时，则需要重新设计布局，另一种实现方式是在产品问世后，如果增加功能，需要在原有基础上增加电气部件，改进原有线束等。但是，上述方式均存在电气部件冗余的问题，从而导致工程机械的制造成本增加；同时操作人员面对工程机械具备的多种功能元件时，操作难度增大，降低安全性和用户体验感。

发明内容

本发明提供一种开关复用系统及工程机械，用以解决现有技术中具备多种功能的工程机械电气部件冗余且操作难度大的缺陷。

本发明提供一种开关复用系统，包括开关、人机交互装置、控制器、电源管理模块和至少一个功能元件；所述开关，用于输出开信号或关信号至所述控制器；所述人机交互装置，用于显示各个所述功能元件分别对应的功能信息，并基于交互指令生成功能选定信息，输出功能选定信息至所述控制器；所述控制器，用于基于所述开信号或所述关信号，生成所述功能选定信息对应所述功能元件的电源控制信息，并将所述电源控制信息传输给所述电源管理模块；所述电源管理模块，用于基于所述电源控制信息，为所述功能选定信息对应的所述功能元件提供电源或断开电源。

根据本发明提供的一种开关复用系统，所述电源管理模块包括一个供电端口和一条通用连接线；每一个所述功能元件包括对应的通用接口；所述供电端口连接所述通用连接线的第一端；所述通用连接线的第二端连接任意一个所述功能元件的所述通用接口。

根据本发明提供的一种开关复用系统，所述电源管理模块包括至少一个供电端口，所述供电端口与所述功能元件一一对应；所述电源管理模块，用于通过所述供电端口为对应的所述功能元件提供电源或断开电源。

根据本发明提供的一种开关复用系统，所述人机交互装置、所述控制器和所述电源管理模块通过通信总线实现通信连接。

根据本发明提供的一种开关复用系统，所述电源管理模块，用于在通过所述供电端口为对应的所述功能元件提供电源时，采集电流流经的所述供电端口的电流信息，并将所述电流信息传输给所述人机交互装置；所述人机交互装置，用于基于所述电流信息进行故障诊断。

根据本发明提供的一种开关复用系统，所述控制器，用于通过所述通信总线分别向所述人机交互装置和所述电源管理模块发送心跳信号；所述人机交互装置，用于通过所述通信总线分别向所述控制器和所述电源管理模块发送所述心跳信号；所述电源管理模块，用于通过所述通信总线分别向所述控制器和所述人机交互装置发送所述心跳信号；其中，所述心跳信号用于检测通信故障。

根据本发明提供的一种开关复用系统，所述人机交互模块为工程机械的智能显示器。

根据本发明提供的一种开关复用系统，所述功能元件包括工程机械配置的喇叭、差速锁电磁阀、快换电磁阀及三联智能电磁阀。

根据本发明提供的一种开关复用系统，所述开关安装于工程机械的驾驶室。

本发明还提供一种工程机械，所述工程机械包括如上述任一种所述的开关复用系统。

本发明提供的开关复用系统及工程机械，该开关复用系统包括开关、人机交互装置、控制器、电源管理模块和至少一个功能元件；开关，用于输出开信号或关信号至控制器；人机交互装置，用于显示各个功能元件分别对应的功能信息，并基于交互指令生成功能选定信息，输出功能选定信息至控制器；控制器，用于基于开信号或关信号，生成功能选定信息对应功能元件的电源控制信息，并将电源控制信息传输给电源管理模块；电源管理模块，用于基于电源控制信息，为功能选定信息对应的功能元件提供电源或断开电源。上述系统中，通过人机交互装置来选定任意一个功能元件，而通过控制器，开关的开信号或关信号，可以用于任意一个功能元件的电源控制，也就是实现了一个开关基于多个功能元件的复用，减少开关冗余。即使功能元件进行更改，只需要通过控制器中控制逻辑进行兼容即可，降低工程机械的制造成本。同时，操作人员在选定任意一个功能元件后，都是对开关进行操控，操作难度大大减小，安全性和体验感提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的开关复用系统的结构示意图之一；

图2是本发明提供的智能显示器显示示例图；

图3是本发明提供的开关复用系统的结构示意图之二；

图4是本发明提供的开关复用系统的结构示意图之三；

图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

一个实施例中，如图1所示，开关复用系统，包括开关、人机交互装置、控制器、电源管理模块和至少一个功能元件。功能元件1、功能元件2…功能元件n表示不同的功能元件，n为功能元件的数量。

开关，用于输出开信号或关信号至控制器；人机交互装置，用于显示各个功能元件分别对应的功能信息，并基于交互指令生成功能选定信息，输出功能选定信息至控制器；控制器，用于基于开信号或关信号，生成功能选定信息对应功能元件的电源控制信息，并将电源控制信息传输给电源管理模块；电源管理模块，用于基于电源控制信息，为功能选定信息对应的功能元件提供电源或断开电源。

本实施例中，开关为能够完成开和关功能的硬件装置，该开关可以为机械开关，也可以为模拟开关。进一步的，开关生成开信号细分为不同挡位的开度信号，该开信号用于指示电源管理模块为功能选定信息对应的功能元件提供电源；开关生成的关信号用于只是电源管理模块为功能选定信息对应的功能元件断开电源。优选的，当工程机械配置本发明提供的开关复用系统时，开关安装于工程机械的驾驶室。由于本发明提供的开关复用系统仅采用一个开关即可实现对多个功能元件的控制，也就是说，工程机械的驾驶内无需再预留更多开关位置，节省资源，降低成本。此外，操作人员分别对多个功能元件进行电源控制时，仅通过一个开关即可实现，降低了操作难度，提升操作安全性。

本实施例中，人机交互装置为能够与人进行交互的装置，该人机交互装置能够将各个功能元件分别对应的功能信息进行显示，以供操作人员获取各个功能元件分别对应的功能信息，例如，人机交互装置以触摸屏的方式实现，显示各个功能元件分别对应的功能信息，并接收交互指令(根据触控信息生成的指令)，基于该交互指令生成功能选定信息。又例如，人机交互装置以指示灯和选择按键的方式来实现，通过指示灯显示各个功能元件分别对应的功能信息，并通过选择按键接收交互指令(根据按键信息生成的指令)，基于该交互指令生成功能选定信息。优选的，当工程机械配置本发明提供的开关复用系统时，人机交互模块为工程机械的智能显示器。一个例子中，如图2所示，提供智能显示器显示功能信息的一种具体方式。

本实施例中，开关与控制器连接，人机交互装置与控制器连接。该控制器为能够进行信息逻辑处理的装置，例如，该控制器可以为可编程控制器、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或其他任意一种逻辑处理装置。该控制器中预先配置了软件算法，该软件算法能够对开关传输的开信号或关信号，以及人机交互装置传输的功能选定信息进行处理，以确定功能选定信息对应功能元件，即当下需要使用的功能元件。并基于功能选定信息生成对应的电源控制信息，以使电源管理模块提供功能元件所需要的电源。假设功能元件的数量或类型发生了改变，控制器中的软件算法可以根据需要进行兼容或更新，但无需改变开关的硬件结构。

本实施例中，电源管理模块为能够提供电源的装置，该电源管理模块能够为任意一个功能元件提供电源，具体的，该电源管理模块根据控制器生成的电源控制信息，为功能元件提供电压、电流及功率等电参数适宜的电源。或者，控制器生成的电源控制信息用于及时断开为功能元件提供的电源。

本实施例中，功能元件为工程机械实现对应实际功能的元件，例如，优选的，当工程机械配置本发明提供的开关复用系统时，尤其当工程机械为装载机时，功能元件可以为装载机配置的喇叭、差速锁电磁阀、快换电磁阀及三联智能电磁阀。当然，功能元件还可以根据实际情况和需要，为任意一种实现所需要功能的元件。电源管理模块为对应的功能元件提供电源后，该功能元件则可以进入工作状态，完成相应的机械动作。

一个实施例中，如图3所示，电源管理模块包括一个供电端口和一条通用连接线；每一个功能元件包括对应的通用接口；供电端口连接通用连接线的第一端；通用连接线的第二端连接任意一个功能元件的通用接口。功能元件1、功能元件2…功能元件n表示不同的功能元件，n为功能元件的数量。

本实施例中，对于工程机械来说，多个功能元件同时工作的可能性较小，为了进一步节约成本，电源管理模块可以设置一个供电端口，然后通过一条通用连接线连接需要用到的功能元件。各个功能元件分别设置通用接口，该通用接口均可以与通用连接线的第二端进行连接。当操作人员需要更改功能元件时，将通用连接线连接至更改后的功能元件即可。如图3中显示当前通过通用连接线连接的为功能元件1，但需要使用功能元件2时，断开通用连接线与功能元件1的连接，连接至功能元件2即可。电源管理模块的供电端口和各个功能元件设置的通用接口，可以均为数字量输出(Digital Output，DO)接口，DO接口是一种模拟信号或者数字信号接口，仅用来描述连接结构,本身并没有定义整个接口或所有针脚的作用。DO接口具备输出功能，控制功能元件执行相应的电气动作，每个DO接口具有一定的电流承载能力。

一个实施例中，如图4所示，电源管理模块包括至少一个供电端口，供电端口与功能元件一一对应；电源管理模块，用于通过供电端口为对应的功能元件提供电源或断开电源。功能元件1、功能元件2…功能元件n表示不同的功能元件，n为功能元件的数量。电源管理模块通过不同的供电端口连接至对应的功能元件。

本实施例中，为了避免多次改变连接线，可以在电源管理模块设置多个供电端口，各个供电端口分别用于为对应的功能元件提供电源。也就是说，在实际生产中，需要使用任意一个功能元件时，通过该功能元件对应的供电端口，为该功能元件提供电源即可，同时无需为其他不需要使用的功能元件提供电源。

当前，供电端口与对应的功能元件连接时也可以采用通用连接线。方便于功能元件的更改或更换。

一个实施例中，人机交互装置、控制器和电源管理模块通过通信总线实现通信连接。

本实施例中，人机交互装置通过通信总线将功能选定信息传输给控制器，控制器通过通信总线将电源控制信息传输给电源管理模块。优选的，通信总线可以为控制器局域网总线(Controller Area Network，CAN)。

一个实施例中，电源管理模块，用于在通过供电端口为对应的功能元件提供电源时，采集电流流经的供电端口的电流信息，并将电流信息传输给人机交互装置；人机交互装置，用于基于电流信息进行故障诊断。

本实施例中，电源管理模块为任意一个功能元件提供电源时，采集供电端口的电流信息，并将该电流信息传输给人机交互装置，该人机装置具备一定逻辑处理能力，由该人机交互装置基于电流信息，判断为功能元件供电的过程中，是否出现短路或断路等故障，若存在故障，可以通过人机交互装置进行提示，也可以直接通过通信总线，控制电源管理模块停止为出现故障的功能元件提供电源，以保证安全。

一个实施例中，控制器，用于通过通信总线分别向人机交互装置和电源管理模块发送心跳信号；人机交互装置，用于通过通信总线分别向控制器和电源管理模块发送心跳信号；电源管理模块，用于通过通信总线分别向控制器和人机交互装置发送心跳信号；其中，心跳信号用于检测通信故障。

本实施例中，由于人机交互装置、控制器和电源管理模块通过通信总线实现通信连接，为了保证对功能元件控制的可靠性，人机交互装置、控制器和电源管理模块三者之间可以两两互发心跳信号，以保证三者之间通信正常。若人机交互装置、控制器和电源管理模块任意两者之间出现通信故障，可以通过人机交互装置进行提示，也可以直接通过通信总线，控制电源管理模块停止为出现故障的功能元件提供电源，以保证安全。

一个实施例中，开关输出的开信号可以作为人机交互装置的启动信号，当操作人员操作开关，控制器接收到开信号后，同时将该开信号传输给人机交互装置，人机交互装置此时显示各个功能元件的功能信息，操作人员选定后，生成功能选定信息传输给控制器，以完成功能选定信息对应的功能元件的控制。

一个实施例中，若工程机械上难以设置人机交互装置，还可以预先在控制器中设置循环切换逻辑，通过开关的循环切换，来选择需要的功能元件。

一个实施例中，控制器和电源管理模块可以集成于同一个硬件装置中，从而减少对工程机械的空间占用。

本发明提供的开关复用系统，包括开关、人机交互装置、控制器、电源管理模块和至少一个功能元件；开关，用于输出开信号或关信号至控制器；人机交互装置，用于显示各个功能元件分别对应的功能信息，并基于交互指令生成功能选定信息，输出功能选定信息至控制器；控制器，用于基于开信号或关信号，生成功能选定信息对应功能元件的电源控制信息，并将电源控制信息传输给电源管理模块；电源管理模块，用于基于电源控制信息，为功能选定信息对应的功能元件提供电源或断开电源。上述系统中，通过人机交互装置来选定任意一个功能元件，而通过控制器，开关的开信号或关信号，可以用于任意一个功能元件的电源控制，也就是实现了一个开关基于多个功能元件的复用，减少开关冗余。即使功能元件进行更改，只需要通过控制器中控制逻辑进行兼容即可，降低工程机械的制造成本。同时，操作人员在选定任意一个功能元件后，都是对开关进行操控，操作难度大大减小，安全性和体验感提高。

本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括如上述任意一个实施例提供的开关复用系统，从而实现同一个开关控制多个功能元件。

图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)501、通信接口(Communications Interface)502、存储器(memory)503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信。处理器501可以调用存储器503中的逻辑指令，以执行上述实施例中控制器实现的逻辑算法。

此外，上述的存储器503中的逻辑指令可以通过软件功能单元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。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的控制器实现的逻辑算法。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例提供的控制器实现的逻辑算法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种开关复用系统，其特征在于，包括开关、人机交互装置、控制器、电源管理模块和至少一个功能元件；

所述开关，用于输出开信号或关信号至所述控制器；

所述人机交互装置，用于显示各个所述功能元件分别对应的功能信息，并基于交互指令生成功能选定信息，输出功能选定信息至所述控制器；

所述控制器，用于基于所述开信号或所述关信号，生成所述功能选定信息对应所述功能元件的电源控制信息，并将所述电源控制信息传输给所述电源管理模块；

所述电源管理模块，用于基于所述电源控制信息，为所述功能选定信息对应的所述功能元件提供电源或断开电源。

2.根据权利要求1所述的开关复用系统，其特征在于，所述电源管理模块包括一个供电端口和一条通用连接线；

每一个所述功能元件包括对应的通用接口；

所述供电端口连接所述通用连接线的第一端；

所述通用连接线的第二端连接任意一个所述功能元件的所述通用接口。

3.根据权利要求1所述的开关复用系统，其特征在于，所述电源管理模块包括至少一个供电端口，所述供电端口与所述功能元件一一对应；

所述电源管理模块，用于通过所述供电端口为对应的所述功能元件提供电源或断开电源。

4.根据权利要求3所述的开关复用系统，其特征在于，所述人机交互装置、所述控制器和所述电源管理模块通过通信总线实现通信连接。

5.根据权利要求4所述的开关复用系统，其特征在于，所述电源管理模块，用于在通过所述供电端口为对应的所述功能元件提供电源时，采集电流流经的所述供电端口的电流信息，并将所述电流信息传输给所述人机交互装置；

所述人机交互装置，用于基于所述电流信息进行故障诊断。

6.根据权利要求4所述的开关复用系统，其特征在于，所述控制器，用于通过所述通信总线分别向所述人机交互装置和所述电源管理模块发送心跳信号；

所述人机交互装置，用于通过所述通信总线分别向所述控制器和所述电源管理模块发送所述心跳信号；

所述电源管理模块，用于通过所述通信总线分别向所述控制器和所述人机交互装置发送所述心跳信号；

其中，所述心跳信号用于检测通信故障。

7.根据权利要求1-6任一项所述的开关复用系统，其特征在于，所述人机交互模块为工程机械的智能显示器。

8.根据权利要求1-6任一项所述的开关复用系统，其特征在于，所述功能元件包括工程机械配置的喇叭、差速锁电磁阀、快换电磁阀及三联智能电磁阀。

9.根据权利要求1-6任一项所述的开关复用系统，其特征在于，所述开关安装于工程机械的驾驶室。

10.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括如权利要求1至9任一项所述的开关复用系统。

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