施工機械的發動機控制方法
2023-09-21 04:01:45 1
施工機械的發動機控制方法
【專利摘要】本發明公開一種用於施工機械的發動機控制系統，其可在諸如挖掘機等的操作過程中當附接裝置等違背操作者意圖發生故障時強制停止發動機的驅動。該發動機控制系統包括確定先導信號壓力是否超過第一設定壓力的第一步驟，當用於分別操作附接裝置、迴轉裝置和行進裝置的操作杆和行進踏板中的至少一個操作時檢測先導信號壓力；以及確定主液壓泵出口側上的壓力是否超過第二設定壓力的第二步驟，其中，如果在第一步驟中檢測到的先導信號壓力不超過第一壓力，並且在第二步驟中檢測到的主液壓泵的壓力超過第二壓力，則發動機的驅動藉助於來自控制器的控制信號強制停止。
【專利說明】施工機械的發動機控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於施工機械的發動機控制系統。更具體地，本發明涉及一種用於施工機械的發動機控制系統，其可在諸如挖掘機等施工機械的操作過程中當附接裝置等違背操作者意圖發生故障時強制停止發動機的驅動。
【背景技術】
[0002]如圖1所示，本發明應用到其上的挖掘機的液壓迴路包括
[0003]液壓泵1，其連接到發動機(未示出)；
[0004]附接裝置2，如鬥杆，其連接到液壓泵I和行進馬達3 ；
[0005]操作杆(RCV杆)4和行進踏板(RCV踏板)5，其輸出與操作者的操作量成正比的控制信號；
[0006]主控制閥(MCV)6，其安裝在液壓泵I與附接裝置2之間的流動路徑和液壓泵I與行進馬達3之間的流動路徑中，以當相應的閥芯切換時控制附接裝置2和行進馬達3的啟動、停止和換向；以及
[0007]控制器(ECU) 7，其根據操作杆4或行進踏板5的操作控制液壓泵I的排出流量。
[0008]在具有上述液壓迴路的挖掘機中，當操作者操作操作杆4時由先導泵(未示出)提供的先導信號壓力通過操作杆4切換用於主控制閥6的附接裝置的閥芯8。通過這樣，從液壓泵I提供的液壓流體通過閥芯提供給動臂油缸，以驅動附接裝置，如動臂、鬥杆或鏟鬥。
[0009]另外，如果操作者按壓行進踏板5，先導信號壓力通過踏板5切換主控制閥6的行進閥芯8。通過這樣，由從液壓泵I提供的液壓流體驅動左側和右側行進馬達。
[0010]另一方面，如果操作杆4或行進踏板5操作和切換到中性位置，以使設備的行進或操作臨時停止，則提供到主控制閥6的相應閥芯的先導信號壓力中斷，從而使閥芯返回到中性位置。通過這樣，從液壓泵I排出的液壓流體返回到液壓箱10，從而使諸如鬥杆的附接裝置變得不能操作。
[0011]另一方面，在由於外來物質或其他損壞發生主控制閥6的閥芯阻塞的情況下，主控制閥6的閥芯保持在切換狀態下，即使操作者將操作杆4切換到中性位置以停止設備的操作。由於這樣，液壓泵I與附接裝置2之間的流動路徑保持打開，從而使從液壓泵I排出的液壓流體沿流動路徑連續地提供到附接裝置2。因此，設備的附接裝置，如動臂，繼續行進或迴轉操作。
[0012]如上所述，如果主控制閥6的閥芯處於特定條件下(例如，如果發生閥芯阻塞或閥劣化)，則設備可能不管操作者的意圖如何而發生故障，並且這可能導致設備周圍的另一操作者或建築連帶損壞。
【發明內容】
[0013]技術問題[0014]因此，本發明實施例涉及一種用於施工機械的發動機控制系統，其在設備的操作過程中操作杆切換到中性位置的狀態下，當附接裝置等由於諸如主控制閥閥芯阻塞等意想不到的原因發生故障時，可強制停止發動機的驅動，從而可防止連帶損壞，所述連帶損壞可能由違背操作者的意圖而發生的設備故障所引起。
[0015]技術方案
[0016]根據本發明的方面，一種用於施工機械的發動機控制系統，
[0017]所述施工機械包括下部驅動結構、安裝在下部驅動結構上的上部迴轉結構、安裝在上部迴轉結構上的附接裝置、連接到發動機的主液壓泵、用於檢測主液壓泵出口側上的壓力的檢測裝置、用於檢測附接裝置、行進裝置和迴轉裝置是否操作的檢測裝置、主控制閥、以及控制器，
[0018]所述用於施工機械的發動機控制系統包括確定先導信號壓力是否超過第一設定壓力的第一步驟，所述先導信號壓力是當操作杆和行進踏板中的至少一個操作時檢測到的，操作杆和行進踏板用於分別操作附接裝置、迴轉裝置和行進裝置；以及
[0019]確定主液壓泵出口側上的壓力是否超過第二設定壓力的第二步驟，
[0020]其中，如果在第一步驟中檢測到的先導信號壓力不超過第一壓力，並且在第二步驟中檢測到的主液壓泵的壓力超過第二壓力，則發動機的驅動藉助於來自控制器的控制信號強制停止。 [0021]根據本發明的方面的發動機控制系統，可進一步包括壓力傳感器，
[0022]所述壓力傳感器組裝在用於測量壓力的埠上，所述壓力形成在主液壓泵的殼體上，所述壓力傳感器作為用於檢測主液壓泵出口側上的壓力的裝置。
[0023]根據本發明的方面的發動機控制系統，可進一步包括壓力傳感器，
[0024]所述壓力傳感器組裝在用於測量壓力的埠上，所述埠安裝在用於連接主液壓泵和主控制閥的液壓管上，所述壓力傳感器作為用於檢測主液壓泵出口側上的壓力的裝置。
[0025]根據本發明的方面的發動機控制系統，可進一步包括壓力傳感器，
[0026]所述壓力傳感器組裝在壓力測量埠上，所述壓力測量埠安裝在主控制閥連接到主液壓泵的連接流動路徑上，所述壓力傳感器作為用於檢測主液壓泵出口側上的壓力的
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[0027]根據本發明的方面的發動機控制系統，可進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測輸入到主控制閥的閥芯的先導信號壓力，並將檢測信號傳輸到控制器，
[0028]所述壓力傳感器作為用於當操作杆和行進踏板中的至少一個操作時檢測操作的裝置，所述操作杆和所述行進踏板用於分別操作附接裝置、迴轉裝置和行進裝置。
[0029]根據本發明的方面的發動機控制系統，可進一步包括壓力開關，所述壓力開關打開/關閉，以當輸入到主控制閥的閥芯的先導信號壓力達到預定壓力時產生信號，
[0030]所述壓力開關作為用於當操作杆和行進踏板中的至少一個操作時檢測操作的裝置，所述操作杆和所述行進踏板用於分別操作附接裝置、迴轉裝置和行進裝置。
[0031]用於分別操作附接裝置、迴轉裝置和行進裝置的操作杆和行進踏板可根據它們的操作輸出電信號值；
[0032]並且用於檢測用於分別操作附接裝置、迴轉裝置和行進裝置的操作杆和行進踏板是否操作的裝置可根據從其輸出的電信號值檢測它們的操作，並且可以將檢測信號傳輸到控制器。
[0033]有益效果
[0034]如以上根據本發明配置的用於施工機械的發動機控制系統具有以下優點。
[0035]如果在設備的操作過程中操作杆切換到中性位置的狀態下，附接裝置等由於主控制閥的閥芯阻塞或劣化違背操作者的意圖而發生故障，則發動機的驅動被強制停止，從而可防止由設備的故障而引起的周圍操作者或建築物的損壞和由於設備的損壞而產生的財產損失。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1是本發明應用到其上的挖掘機的液壓系統的液壓迴路圖；以及
[0037]圖2是示出根據本發明實施例的用於施工機械的發動機控制系統的流程圖。
[0038]附圖參考符號說明
[0039]1:液壓泵
[0040]2:附接裝置
[0041]3:行進馬達
[0042]4:操作杆
[0043]5:行進踏板
[0044]6:主控制閥
[0045]7:控制器
[0046]8:用於附接裝置的閥芯
[0047]9:行進閥芯
[0048]10:液壓箱
[0049]11，12，13:壓力傳感器
【具體實施方式】
[0050]下文中將結合附圖詳細描述本發明的優選實施例。在說明書中所限定的物質，例如具體的結構和元件，僅僅是為幫助本領域普通技術人員全面理解本發明而提供的具體細節，而本發明並不限於下文中所公開的實施例。
[0051]根據如圖1和2所不的本發明實施例,一種用於施工機械的發動機控制系統，
[0052]所述施工機械包括下部驅動結構、安裝在下部驅動結構上的上部迴轉結構、安裝在上部迴轉結構上的附接裝置、連接到發動機的主液壓泵、用於檢測主液壓泵出口側上的壓力的檢測裝置、用於檢測附接裝置、行進裝置和迴轉裝置是否操作的檢測裝置、主控制閥、以及控制器(ECU)，
[0053]所述用於施工機械的發動機控制系統包括確定先導信號壓力是否超過第一設定壓力的第一步驟S100，所述先導信號壓力是當操作杆(RCV杆)4和行進踏板(RCV踏板)5中的至少一個操作時檢測到的，操作杆(RCV杆)4和行進踏板(RCV踏板)5用於分別操作附接裝置2、包括迴轉馬達的迴轉裝置(未示出)、和包括行進馬達3的行進裝置；
[0054]以及確定主液壓泵I出口側上的壓力是否超過第二設定壓力的第二步驟S200，[0055]其中，如果在第一步驟SlOO檢測到的先導信號壓力不超過第一壓力，並且在第二步驟S200檢測到的主液壓泵I的壓力超過第二壓力，則發動機的驅動藉助於來自控制器7的控制信號強制停止。
[0056]發動機控制系統可進一步包括壓力傳感器，
[0057]所述壓力傳感器組裝在用於測量壓力的埠上，所述壓力形成在主液壓泵I的殼體(未示出)上，所述壓力傳感器作為用於檢測主液壓泵I出口側上的壓力的裝置。
[0058]發動機控制系統可進一步包括壓力傳感器，
[0059]所述壓力傳感器組裝在用於測量壓力的埠上，所述埠安裝在用於連接主液壓泵I和主控制閥(MCV)6的液壓管上，所述壓力傳感器作為用於檢測主液壓泵I出口側上的壓力的裝置。
[0060]發動機控制系統可進一步包括壓力傳感器，
[0061]所述壓力傳感器組裝在壓力測量埠上，所述壓力測量埠安裝在主控制閥6連接到主液壓泵I的連接流動路徑上，所述壓力傳感器作為用於檢測主液壓泵I出口側上的壓力的裝置。
[0062]發動機控制系統可進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器作為用於當操作杆4和行進踏板5中的至少一個操作時檢測操作的裝置，操作杆4和行進踏板5用於分別操作附接裝置2、迴轉裝置和行進裝置，
[0063]所述壓力傳感器檢測輸入到主控制閥I的閥芯的先導信號壓力，並將檢測信號傳輸到控制器(ECU) 7。
[0064]發動機控制系統可進一步包括壓力開關，所述壓力開關作為用於當操作杆4和行進踏板5中的至少一個操作時檢測操作的裝置，操作杆4和行進踏板5用於分別操作附接裝置2、迴轉裝置和行進裝置，
[0065]所述壓力開關打開/關閉，以當輸入到主控制閥I的閥芯的先導信號壓力達到預定壓力時產生信號。
[0066]用於分別操作附接裝置2、迴轉裝置和行進裝置的操作杆4和行進踏板5可根據它們的操作輸出電信號值，
[0067]並且用於檢測用於分別操作附接裝置2、迴轉裝置和行進裝置的操作杆4和行進踏板5是否操作的裝置可根據從其輸出的電信號值檢測它們的操作，並且可以將檢測信號傳輸到控制器7。
[0068]在下文將結合附圖詳細描述根據本發明實施例的用於施工機械的發動機控制系統的使用示例。
[0069]當挖掘機的附接裝置操作時，主控制閥6的閥芯切換，並且其打開壓力是大約6kgf/cm2，所述打開壓力可根據設備的種類或相應的液壓致動器(用於動臂、鬥杆、鏟鬥和行進馬達)略有差異。即，即使在操作杆4或行進踏板5在初始階段輕微地操作的情況下，輸入到主控制閥6的閥芯的先導信號壓力P變成大約6kgf/cm2或更小。由此，主控制閥6的閥芯不打開，從而諸如動臂的附接裝置不驅動。
[0070]另外，在液壓致動器不驅動的情況下，主液壓泵I的排出流量全部返回到液壓箱
10。在此情況下，僅線性阻力存在，從而先導信號壓力典型地變成大約10kgf/cm2或更小。
[0071]由用於檢測主液壓泵I出口側上的壓力的壓力傳感器11、用於根據行進踏板5的操作檢測先導信號壓力的壓力傳感器13、以及用於根據操作杆4的操作檢測先導信號壓力的壓力傳感器12檢測到檢測信號傳輸到控制器7。
[0072]在考慮設備振動施加的影響，由壓力傳感器12和13根據操作杆4或行進踏板5的操作檢測到的壓力值等於或小於3kgf/cm2的情況下(在此情況下，確定操作者無意操作設備)，在由用於檢測主液壓泵I的壓力的壓力傳感器11檢測到的壓力值等於或大於20kgf/cm2的情況下，或在上述兩個條件同時滿足的情況下，控制器7強制輸出控制信號，以停止發動機的驅動。通過這樣，可防止由於不管操作者的意圖如何而發生故障所產生的連帶損壞。
[0073]如圖1和2所示，確定由壓力傳感器12和13檢測到的、輸入到主控制閥6的閥芯的先導信號壓力是否等於或大於3kgf/cm2。如果先導信號壓力小於3kgf/cm2，則控制器7進入下一步驟(見S200)，而如果先導信號壓力超過3kgf/cm2，則控制器7保持發動機操作(見 S100)。
[0074]即，如果輸入到主控制閥6的閥芯的先導信號壓力小於3kgf/cm2，並且主液壓泵I出口側上的壓力大於20kgf/cm2，
[0075]則控制器7確定主控制閥6處於特定條件，如閥芯阻塞，並將控制信號強制輸出到發動機驅動部分，以使發動機停止。相反，如果輸入到主控制閥6的閥芯的先導信號壓力小於3kgf/cm2，並且主液壓泵I出口側上的壓力小於20kgf/cm2，則控制器7保持發動機驅動。
[0076]參見圖2的流程圖，描述設備的正常驅動狀態和發動機驅動的關閉。 [0077]A)如果輸入到主控制閥6的先導信號壓力大於3kgf/cm2，則控制器7保持設備的正常操作狀態。
[0078]B)如果輸入到主控制閥6的閥芯的先導信號壓力小於3kgf/cm2，並且主液壓泵I的壓力大於20kgf/cm2，則控制器7強制關閉發動機的驅動。
[0079]C)如果輸入到主控制閥6的閥芯的先導信號壓力小於3kgf/cm2，並且主液壓泵I的壓力小於20kgf/cm2，則控制器7保持設備的正常操作狀態。
[0080]即，在A)和C)的情況下，控制器7保持設備的正常操作狀態，而在B)的情況下，控制器7確定設備發生故障，並強制停止發動機的驅動。
[0081]工業應用性
[0082]根據具有上述構造的本發明，如果在設備的操作過程中操作杆切換到中性位置的情況下，附接裝置由於諸如閥芯阻塞的意想不到的原因發生故障，則發動機的驅動被強制停止，從而可防止設備的損壞和生命損失，其中生命損失可能歸因於由於違背操作者的意圖而發生故障所引起的設備翻覆。
【權利要求】
1.一種用於施工機械的發動機控制系統，所述施工機械包括下部驅動結構、安裝在所述下部驅動結構上的上部迴轉結構、安裝在所述上部迴轉結構上的附接裝置、連接到發動機的主液壓泵、用於檢測所述主液壓泵出口側上的壓力的檢測裝置、用於檢測所述附接裝置、行進裝置和迴轉裝置是否操作的檢測裝置、主控制閥、以及控制器，所述發動機控制系統包括: 確定先導信號壓力是否超過第一設定壓力的第一步驟，當操作杆和行進踏板中的至少一個操作時檢測所述先導信號壓力，所述操作杆和所述行進踏板用於分別操作所述附接裝置、所述迴轉裝置以及所述行進裝置；以及 確定所述主液壓泵出口側上的壓力是否超過第二設定壓力的第二步驟， 其中，如果在所述第一步驟中檢測到的先導信號壓力不超過所述第一壓力，並且在所述第二步驟中檢測到的主液壓泵的壓力超過所述第二壓力，則發動機的驅動藉助於來自所述控制器的控制信號強制停止。
2.如權利要求1所述的發動機控制系統，進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器組裝在用於測量壓力的埠上，所述壓力形成在所述主液壓泵的殼體上，所述壓力傳感器作為用於檢測所述主液壓泵出口側上的壓力的裝置。
3.如權利要求1所述的發動機控制系統，進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器組裝在用於測量壓力的埠上，所述埠安裝在用於連接所述主液壓泵和所述主控制閥的液壓管上，所述壓力傳感器作為用於檢測所述主液壓泵出口側上的壓力的裝置。
4.如權利要求1 所述的發動機控制系統，進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器組裝在壓力測量埠上，所述壓力測量埠安裝在所述主控制閥連接到所述主液壓泵的連接流動路徑上，所述壓力傳感器作為用於檢測所述主液壓泵出口側上的壓力的裝置。
5.如權利要求1所述的發動機控制系統，進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測輸入到所述主控制閥的閥芯的先導信號壓力，並將檢測信號傳輸到所述控制器，所述壓力傳感器作為用於當所述操作杆和所述行進踏板中的至少一個操作時檢測操作的裝置，所述操作杆和所述行進踏板用於分別操作所述附接裝置、所述迴轉裝置和所述行進裝置。
6.如權利要求1所述的發動機控制系統，進一步包括壓力開關，所述壓力開關打開/關閉，以當輸入到所述主控制閥的閥芯的先導信號壓力達到預定壓力時產生信號，所述壓力開關作為用於當所述操作杆和所述行進踏板中的至少一個操作時檢測操作的裝置，所述操作杆和所述行進踏板用於分別操作所述附接裝置、所述迴轉裝置和所述行進裝置。
7.如權利要求1所述的發動機控制系統，其中，用於分別操作所述附接裝置、所述迴轉裝置和所述行進裝置的所述操作杆和所述行進踏板根據它們的操作輸出電信號值，並且 檢測所述操作杆和所述行進踏板是否操作的裝置根據從它們輸出的所述電信號值檢測它們的操作，並將檢測信號傳輸到所述控制器，其中所述操作杆和所述行進踏板用於分別操作所述附接裝置、所述迴轉裝置和所述行進裝置。
【文檔編號】F02D29/00GK104024606SQ201180076010
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2011年12月28日 優先權日:2011年12月28日
【發明者】允成根, 樸成福, 池世岦 申請人:沃爾沃建造設備有限公司