一种洗扫车平台化控制系统及洗扫车的制作方法

本发明涉及环卫车辆技术领域，特别涉及一种洗扫车的平台化控制系统及洗扫车。

背景技术：

随着科学技术的飞速发展，环卫行业智能化发展速度越来越快，对产品的智能化、人性化、安全性控制的需求越来越强烈，因底盘、副发、扫盘结构等不同会组合成多种型号的洗扫车，原洗扫车控制系统难以满足产品的模块化、标准化、平台化设计。目前洗扫车控制系统主要存在以下几个问题：

(1)洗扫车控制系统有多种形式的操作面板、控制箱，这导致了洗扫车的电控箱难以进行标准模块化设计；

(2)洗扫车控制系统的人机操作并不是特别理想，人机交互方式并不是很友好，面板与驾驶室内饰并不是很协调；

(3)控制系统采用控制器控制的功能主要为九种洗扫作业模式，其余控制功能均采用直接开关或继电器控制，这样会由于操作开关众多，而驾驶室空间有限，在实际使用中效果并不理想，无法实现更多智能控制功能，并不能满足客户操作简单方便的需要，装配费时且售后维护麻烦。

(4)控制系统中由开关直接控制的控制信息不便于智慧环卫系统终端模块的采集与监控，与其匹配的智慧环卫系统终端模块的端口资源需要很丰富，无法直接使用一个CAN口资源获取洗扫车的整车所有状态信息，成本也较为高昂。

(5)控制系统没有在同一个平台上开发，只要洗扫车控制系统或功能有一点点变动或更改优化，就会涉及到许多种类型的洗扫车控制系统跟着变化，这样，洗扫车控制系统的设计、维护或升级的效率就变得非常低下。

(6)洗扫车的高压水泵经常因缺水工作导致损坏，同时高压水泵离合器也经常因带转速结合、分离，或系统气压不足时结合工作导致损坏，使用寿命较低。

技术实现要素：

为此，需要提供一种解决现有洗扫车控制系统电控箱难以标准规模化、操作按键多而驾驶室控制优先、无法使用一个CAN口资源获取整车所有状态信息且成本高和维护或者升级的效率低下的洗扫车平台化控制系统及洗扫车。

为实现上述目的，发明人提供了一种洗扫车平台化控制系统，包括控制器、触摸显示屏、CAN面板、无线终端模块、电磁阀、整车ECU及副发动机ECU；

所述控制器上设有CAN接口、输入接口及输出接口，所述控制器通过CAN接口与显示屏、CAN面板、无线终端模块、电磁阀、整车ECU及副发动机ECU连接；所述输入接口用于控制器接收传感器信号；所述输出接口用于控制器驱动电磁阀及其他用电设备；

所述CAN面板用于操作洗扫车料箱倾翻、复位、后门开启关闭、清淤及洗车枪工作；

所述触摸显示屏用于操作洗扫车清洗作业、清扫作业、监控清扫车的整车状态、查询整车系统参数状态及设置不同类型洗扫车的参数；

所述无线终端模块用于接收控制器发送的洗扫车状态信息，并传输给后台服务器；

所述整车ECU用于采集洗扫车的行驶状态信息并发送至控制器；

所述副发动机ECU用于接收控制器的控制信号并执行控制命令，并发送自身状态信息给控制器。

进一步优化，所述触摸显示屏包括清扫作业操作模块、清洗作业操作模块、作业状态显示模块、系统参数模块及参数设置模块；

所述清扫作业操作模块用于设置洗扫车清扫作业方向、清扫作业模式选择、清扫作业的转速模式选择及清扫作业启停操作；

所述清洗作业操作模块用于清洗作业操作；

所述作业状态显示模块用于显示清洗作业及清扫作业的执行状态、系统信号输入输出状态、整车底盘状态及副发动机状态；

所述系统参数模块用于显示整车参数状态；

所述参数设置模块用于设置控制系统参数。

进一步优化，所述触摸显示屏还包括辅助作业模块、系统报警模块、料箱作业模块、线路调试模块、常用备件模块及保养提醒模块；

所述辅助作业模块用于辅助作业的操作，所述辅助作业包括警灯作业、警铃作业、工作灯作业、扫盘喷水作业及扫盘转速控制作业；

所述系统报警模块用于查询洗扫车的当前报警信息，并根据不同的报警等级，通过文字提示或声光蜂鸣器报警；

所述料箱作业模块用于操作洗扫车料箱倾翻、复位、后门开启关闭、清淤及洗车枪工作；

所述线路调试模块用于排除与判断线路故障；

所述常用设备模块用于查询洗扫车的易损易耗件；

所述保养提醒模块用于提示用户对洗扫车进行保养。

进一步优化，所述触摸显示屏还包括出厂设置模块及使用说明模块；

所述出厂设置模块用于设置洗扫车的出厂配置信息，所述出厂配置信息包括底盘类型、底盘结构、副发动机类型及选装配置信息；

所述使用说明模块用于查询洗扫车的操作使用说明。

进一步优化，所述控制器包括输入信号采集模块、输出信号控制模块及智能作业控制模块；

所述输入信号采集模块用于采集作业开关信号及传感器的输入信号，接收触摸显示屏及CAN面板的操作指令，接收整车ECU及副发动机ECU的状态信息；

所述输出信号控制模块用于输出控制电磁阀及其他用电设备作业执行，根据操作指令发送控制命令给副发动机ECU，将控制系统状态发送至无线终端模块；

所述智能作业控制模块用于接收触摸显示屏的启动指令和停止指令，当接收到启动指令时将副发动机的转速调整至启动动作及作业时的转速值，当接收到停止指令时将副发动机的转速调整至停止动作转速值。

进一步优化，还包括高压水泵离合器保护子系统，所述高压水泵离合器保护子系统包括水位传感器、副发动机离合器、高压水泵离合器、第一离合控制装置及第二离合控制装置；

所述水位传感器连接于控制器，所述水位传感器用于检测清水箱内的水位；

所述副发动机离合器的一端与副发动机传动连接，另一端与高压水泵离合器的一端传动连接，所述高压水泵离合器的另一端与高压水泵传动连接；

所述第一离合控制装置的控制端连接于控制器，所述第一离合控制装置用于控制器控制副发动机离合器的离合；

所述第二离合控制装置的控制端连接于控制器，所述第二离合控制装置用于控制器控制高压水泵离合器的离合。

进一步优化，所述副发动机离合器及高压水泵离合器为气控离合器，所述第一离合控制装置及第二离合控制装置为电磁气阀，所述电磁气阀用于控制器控制气控离合器的气路断通。

进一步优化，所述副发动机离合器上包括汽缸，所述汽缸上设有气路节流阀，所述气路节流阀串连于气路系统中，所述气路节流阀的控制端连接于控制器，所述气路节流阀用于通过调整汽缸内气体流量调整汽缸的动作速度。

进一步优化，所述高压水泵离合器保护子系统还包括气压传感器，所述气压传感器连接于控制器，所述气压传感器用于控制器检测洗扫车气路系统的气压。

发明人还提供了另一个技术方案：一种洗扫车，所述洗扫车包括上述洗扫车平台化控制系统。

区别于现有技术，上述技术方案，控制系统将所有洗扫作业的功能操作集中于显示屏而取消原控制系统方案的选择开关，节约操作设备的安装空间，以实现控制系统操作设备在不同类型底盘的平台化布置；所述控制系统通过所述的显示屏设置底盘类型、扫盘结构、副发动机类型、选装配置等信息，以满足不同组合形成的多种洗扫车类型在同一个电控系统平台上完成；所述控制系统的控制器根据显示屏的不同设置信息，选择运行不同软件模块，以满足不同类型洗扫车的不同控制需求；所述控制系统的控制箱采用模块化、标准化设计方式，可适应所有洗扫车的电气控制元件的安装需求。

附图说明

图1为具体实施方式所述洗扫车平台化控制系统的一种结构示意图；

图2为具体实施方式所述高压水泵离合器保护子系统的一种结构示意图。

附图标记说明：

110、控制器，

120、触摸显示屏，

130、CAN面板，

140、无线终端模块，

150、整车ECU，

160、副发动机ECU，

170、电磁阀，

180、用电设备，

190、传感器，

210、副发动机离合器，

220、高压水泵离合器，

230、水位传感器，

240、气压传感器，

250、副发动机，

260、高压水泵。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施例一种洗扫车平台化控制系统，包括控制器110、触摸显示屏120、CAN面板130、无线终端模块140、电磁阀170、整车ECU150及副发动机ECU160；

所述控制器110上设有CAN接口、输入接口及输出接口，所述控制器110通过CAN接口与显示屏、CAN面板130、无线终端模块140、电磁阀170、整车ECU150及副发动机ECU160连接；所述输入接口用于控制器110接收传感器190信号；所述输出接口用于控制器110驱动电磁阀170及其他用电设备180；其中，控制器110至少带有三路CAN接口，其中一路用于与触摸显示屏120、CAN面板130及无线终端模块140的通信，一路用于与整车ECU150通信，一路用于与副发动机ECU160通信；所述控制器110带有一定数量不同类型的输入接口，如开关量输入接口、模拟量输入接口和数字输入接口，用于接收控制系统的传感器190信号，如清水箱液位信号、污水箱液位信号、液压油液位信号、油门电位计信号等；所述控制还带有一定数量不同类型的输出接口，如开关量输出接口、比例量输出接口等，用于根据控制器110的逻辑判断驱动控制系统自身的电磁阀170及其他用电设备180的工作。

所述CAN面板130用于操作洗扫车料箱倾翻、复位、后门开启关闭、清淤及洗车枪工作；CAN面板130上带有若干个按键，带有1路CAN接口，通过CAN总线与控制器110连接通信；CAN面板130安装于洗扫车箱体后部，方便观察料箱作业状态的位置，以及安全可靠地操作料箱，用于对洗扫车的料箱进行操作，如料箱倾翻、复位、后门开启关闭、料箱清淤及洗车枪工作等，其操作指令通过CAN总线发送给控制器110，并通过CAN总线接收控制发送的状态控制指令以控制CAN面板130上自带的按键指示灯的状态，是操作者对于CAN面板130的操作的动作一目了然。

所述触摸显示屏120用于操作洗扫车清洗作业、清扫作业、监控清扫车的整车状态、查询整车系统参数状态及设置不同类型洗扫车的参数；在触摸显示屏120上带有若干个按键，带有1路CAN接口，通过CAN总线与控制器110连接通信，用于洗扫车的所有清扫作业、清洗作业的操作；还用于监控洗扫车的整车状态，包括副发动机状态、整车信号输入输出状态、底盘状态和报警状态等，用于查询控制系统的状态参数；此外，触摸显示屏120还用于设置不同类型的洗扫车参数，包括底盘类型、副发动机类型、底盘结构、选装配置等的选择；其中触摸显示屏120还用于一键油门转速参数的设置，可以通过良好的人机交互方式实现洗扫车的平台化参数设置。

所述无线终端模块140用于接收控制器110发送的洗扫车状态信息，并传输给后台服务器；无线终端模块140至少带有1路CAN接口、GPS模块及GPRS/4G模块，通过CAN总线与控制器110连接通信，用于接收控制器110所发送的洗扫车的状态信息，并通过GPRS/4G网络传输给智慧环卫系统的后台服务器，以实现洗扫车与智慧环卫系统平台的互联，为智慧环卫系统提供统一的软硬件接口。

所述整车ECU150用于采集洗扫车的行驶状态信息并发送至控制器110；整车ECU150为底盘自动带的整车控制单元，可采集整车的行驶状态信息，并通过CAN总线与控制器110连接通信，用于将整车的行驶状态信息发送给控制器110，由控制器110进行采集，进而实现洗扫车的底盘与上装的信息互联。

所述副发动机ECU160用于接收控制器110的控制信息并执行控制命令，并发送自身状态信息给控制器110。副发动机ECU160为副发动机250自带的发动机控制单元，通过CAN接口与控制器110连接通信，用于接收控制器110的控制信号并执行控制指令，还用于发送自身的状态信息给控制器110，进而实现对洗扫车副发动机250的状态监控。

为了实现洗扫车的平台化控制，洗扫车的控制系统将所有洗扫作业的功能操作集中于显示屏而取消原控制系统方案的选择开关，节约操作设备的安装空间，以实现控制系统操作设备在不同类型底盘的平台化布置；所述控制系统通过所述的显示屏设置底盘类型、扫盘结构、副发类型、选装配置等信息，以满足不同组合形成的多种洗扫车类型在同一个电控系统平台上完成；所述控制系统的控制器110根据显示屏的不同设置信息，选择运行不同软件模块，以满足不同类型洗扫车的不同控制需求；所述控制系统的控制箱采用模块化、标准化设计方式，可适应所有洗扫车的电气控制元件的安装需求。

其中为了进一步实现洗扫车的平台化控制器110，所述触摸显示屏120包括：

清扫作业操作模块，用于设置洗扫车清扫作业方向、清扫作业模式选择、清扫作业的转速模式选择及清扫作业启停操作；用户可以根据实际的作业需求选好洗扫作业的作业方向、模式、转速后的直接启动或者停止按键，实现洗扫车九种洗扫作业状态的一键式操控，操作简单方便。

清洗作业操作模块，用于清洗作业操作，其中洗扫车的清洗作业操作包括左前洒水、右前洒水、左侧冲、右侧冲、单点清淤等。

作业状态显示模块，用于显示清洗作业及清扫作业的执行状态、系统信号输入输出状态、整车底盘状态及副发动机状态。

系统参数模块，用于显示整车参数状态；方便用户查询洗扫车的控制的一些车辆基本信息。

参数设置模块，用于设置控制系统参数，开放给用户进行根据用户根据自身的需求按需进行设置控制系统参数。

辅助作业模块，用于警灯作业、警铃作业、工作灯、扫盘喷水、扫盘转速等辅助清扫作业的操作；

系统报警模块，用于查询洗扫车当前的报警信息，有报警信号时，通过将相应界面的报警信息的指示灯显示为红色，同时还可在主界面滚动显示报警信息，并根据报警的级别选择是否输出控制声光蜂鸣器报警。

料箱作业模块，用于洗扫车料箱倾翻、料箱复位、后门开启、后门关闭、垃圾箱清淤、洗车枪的操作。

线路调试模块，用于将某条线路强制输出，排除与判断线路故障，方便车辆调试与售后维护。

常用备件模块，用于查询洗扫车的易损易耗件。

保养提醒模块，用于洗扫车作业一段时间后，定期提示用户进行相应的保养工作。

出厂设置模块，用于设置洗扫车的出厂配置信息，包括底盘类型、扫盘结构、副发类型、选装配置信息，采用密码登录的方式进入出厂设置模块。

使用说明模块，用于用户查询洗扫车的操作使用说明。

用户参数设置模块，用于设置开放给用户的洗扫车系统参数，用户可根据自身需求按需设置。

其中进一步为了实现洗扫车的平台化控制，所述控制器110包括输入信号采集模块、输出信号控制模块及智能作业控制模块；

所述输入信号采集模块用于采集作业开关信号及传感器190的输入信号，接收触摸显示屏120及CAN面板130的操作指令，接收整车ECU150及副发动机ECU160的状态信息，并分别映射为相关的状态变量。

所述输出信号控制模块用于输出控制电磁阀170及其他用电设备180作业执行以实现洗扫车作业机构的动作与执行，将执行状态反馈给显示屏显示，根据操作指令发送控制命令给副发动机ECU160以实现副发动机250的状态控制，将控制系统状态发送至无线终端模块140；

所述智能作业控制模块用于接收触摸显示屏120的启动指令和停止指令，当接收到启动指令时将副发动机250的转速调整至启动动作的转速值，当接收到停止指令时将副发动机250的转速调整至停止动作转速值，按照以上合理的作业启停过程既避免了副发转速不够导致作业动作的执行不到位的现象，又大大减少因启停过程副发转速过高对整车机电液系统的冲击。其中可以将触摸显示屏120的启动指令和停止指令设置为一键启停指令。

副发动机状态控制模块：用于根据J1939协议通过CAN总线控制副发动机的转速、控制模式等。

其中，可以将以上触摸显示屏120的各控制模块或者控制器110的各控制模块进行不同的组合实现不同的功能。

在本实施例中，为了解决洗扫车的高压水泵260经常因缺水工作导致损坏，同时高压水泵离合器220也经常因带转速结合、分离，或系统气压不足时结合工作导致损坏，使用寿命较低的问题；还包括高压水泵离合器220保护子系统，所述高压水泵离合器220保护子系统包括水位传感器230、副发动机离合器210、高压水泵离合器220、第一离合控制装置及第二离合控制装置；

所述水位传感器230连接于控制器110，所述水位传感器230用于检测清水箱内的水位；

所述副发动机离合器210的一端与副发动机250传动连接，另一端与高压水泵离合器220的一端传动连接，所述高压水泵离合器220的另一端与高压水泵260传动连接；

所述第一离合控制装置的控制端连接于控制器110，所述第一离合控制装置用于控制器110控制副发动机离合器210的离合；

所述第二离合控制装置的控制端连接于控制器110，所述第二离合控制装置用于控制器110控制高压水泵离合器220的离合。

高压水泵离合器220保护子系统的装置机械连接传动方式为：副发动机直接连接副发动机离合器210后再连接高压水泵离合器220，然后由高压水泵离合器220直接驱动高压水泵260的运行。其中，所述副发动机离合器210及高压水泵离合器220为气控离合器，所述第一离合控制装置及第二离合控制装置为电磁气阀，所述电磁气阀用于控制器110控制气控离合器的气路断通。所述副发动机离合器210、高压水泵离合器220的控制方式为：控制器110控制相应电磁气阀的得失电来控制副发动机离合器210和高压水泵离合器220的分离与结合。其中，所述副发动机离合器210上包括汽缸，所述汽缸上设有气路节流阀，所述气路节流阀串连接于气路系统内部，所述气路节流阀的控制端连接于控制器110，所述气路节流阀用于控制器110通过调整汽缸内气体流量调整汽缸的动作速度。所述副发动机离合器210通过气缸的推出与收回实现离合，可通过调整气路节流阀即气体流量调整汽缸的动作速度，进而实现副发动机离合器210的延时结合与分离。所述的高压水泵离合器220为气控离合器，电磁气阀控制其气路的通断即可实现其实时的结合与分离。

高压水泵离合器220保护子系统的互锁保护逻辑为：控制器110接收水位传感器230及气压传感器240的信号，当清水箱内的水位低于最低水位或气路系统的气压未达到动作要求的阈值时，在显示屏进行报警信息提示，并将需要使用高压水泵260的动作(例如：洗扫作业模式、清洗作业模式、洗车作业模式或喷雾降尘作业模式)置为无效，若当前已启动并处于带高压水泵260工作的作业模式过程中，则停止当前模式，以有效防止高压水泵260出现缺水而干磨损坏。

请参阅图2，为防止因气压不足而导致高压水泵离合器220处于半结合状态，即高压水泵离合器220两对齿互相打齿而损坏。所述高压水泵离合器220保护子系统还包括气压传感器240，所述气压传感器240连接于控制器110，所述气压传感器240用于控制器110检测洗扫车气路系统的气压。

当清水箱内的水位高于最低水位且气路系统中气压足够时，则在带高压水泵260工作的作业刚启动时控制器110立即控制副发动机离合器210的电磁气阀及高压水泵离合器220的电磁气阀动作，如上所述的副发动机离合器210可通过调整气路的节流阀延时结合，即电磁气阀动作时副发动机离合器210并不会立即结合，而是会延时一段合适的时间(如5S)再结合，而高压水泵离合器220的结合方式为实时结合，即控制器110控制高压水泵离合器220电磁气阀得电时高压水泵离合器220便立即结合，这样就实现了高压水泵离合器220的0转速结合，符合高压水泵离合器220低转速或0转速结合的要求。另外，当带高压水泵260工作的作业结束并停止时，控制器110立即控制副发动机离合器210的电磁气阀动作以分离总离合器，高压水泵离合器220则继续保持结合的状态，待副发动机离合器210完全分离且高压水泵260也已随惯性完全停止时，控制器110再控制高压水泵离合器220电磁气阀失电以分离高压水泵离合器220，控制器110可采用延时断电的方式实现些功能，这样就实现了高压水泵离合器220的0转速分离，符合高压水泵离合器220低转速或0转速分离的要求。当目前的作业模式为不需要高压水泵260工作的作业模式(例如扫路作业模式)时，则只结合副发动机离合器210而不结合高压水泵离合器220。

综合考虑洗扫车的各类型底盘、副发动机250、扫盘结构，采用通用化的电气原理，模块化的电控箱、应用软件，标准化的控制通信协议，设置高压水泵离合器220保护子系统，同时为智慧环卫管理系统采集洗扫车整车状态信息提供统一的软硬件接口，为洗扫车远程升级、维护、更新控制系统软件提供统一的全新平台，进而实现洗扫车控制系统的平台化开发。

该洗扫车平台化控制系统可兼容各类型底盘、副发、扫盘结构，实现通用化的电气原理，模块化的电控箱、应用软件，标准化的控制通信协议，可良好地保护高压水泵260及其离合器并幅提高其使用寿命。使洗扫车控制系统的可靠性、可维护性、稳定性大幅提升，售后维护成本降低，系统软硬件的升级改进方便，产品的核心竞争力提高，为远程升级、维护、更新控制系统软件提供统一的全新的智能化平台。良好地实现洗扫车各专用工作装置的控制，实现各工作状态的良好控制，达到预期效果，保证洗扫车的兼容性，良好的人机交互界面实现洗扫车安全、有效、可靠的智能控制。

在另一个实施例中，一种洗扫车，所述洗扫车包括上述实施例中的洗扫车平台化控制系统。

在洗扫车上安装有洗扫车平台化控制系统，该洗扫车平台化控制系统可兼容各类型底盘、副发、扫盘结构，实现通用化的电气原理，模块化的电控箱、应用软件，标准化的控制通信协议，可良好地保护高压水泵260及其离合器并幅提高其使用寿命。使洗扫车控制系统的可靠性、可维护性、稳定性大幅提升，售后维护成本降低，系统软硬件的升级改进方便，产品的核心竞争力提高，为远程升级、维护、更新控制系统软件提供统一的全新的智能化平台。良好地实现洗扫车各专用工作装置的控制，实现各工作状态的良好控制，达到预期效果，保证洗扫车的兼容性，良好的人机交互界面实现洗扫车安全、有效、可靠的智能控制。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。