CN100408827C

CN100408827C - 建筑机械的发动机控制装置

Info

Publication number: CN100408827C
Application number: CNB2003801095475A
Authority: CN
Inventors: 梅津义康
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: DE60331366D1; CN1745235A; JP2004239165A; EP1591647B1; ATE458139T1; US7191758B2; US20060137652A1; AU2003292794A1; WO2004070179A1; EP1591647A4; EP1591647A1

Abstract

本发明提供一种建筑机械的发动机控制装置，该装置的控制器(200)，以由限位开关(211b)检测出门杆(211a)的打开状态、以及由旋转传感器(213)检测出的发动机转速在预先设定的发动机停止转速以下为条件，当该条件成立时使发动机(100)的自动停止控制动作。

Description

建筑机械的发动机控制装置

技术领域

本发明涉及建筑机械的发动机控制装置。

背景技术

现有技术中，由日本特开2000-96627号公报和日本特开2001-41069号公报公开了一种具备在预先设定的自动停止条件(例如，打开对座舱乘降口进行开闭的门杆，并且，操作作业致动器的操作杆为无操作状态)成立时使发动机自动停止的自动停止功能的建筑机械。

在该建筑机械中，当在将节流杆设到High(高速旋转)的状态下进行自动停止时，发动机会在高温的状态下停止。因此，在为带涡轮增压器的发动机时，有可能发生引起该涡轮的轴承烧结等的问题。

另外，在起动发动机时，当节流杆为High状态时，会马上以高转速进行起动。其结果，由于油膜断裂等，不仅给发动机带来了负担，也可能缩短发动机的寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑机械的发动机控制装置，其在备有自动停止功能的建筑机械中，可以防止发动机在高速旋转的状态下停止，从而解决发动机问题并且能够延长发动机的寿命。

本发明的特征在于，所述建筑机械备有：发动机、对该发动机的转速进行指令的发动机转述指令机构、开闭操作者用乘降口的门杆、检测该门杆的开闭状态的门杆位置检测机构、检测发动机转速的发动机转速检测机构、和发动机控制机构；其中，该发动机控制机构，以由上述门杆位置检测机构检测出了门杆的打开状态、以及由上述发动机旋转检测机构检测出的发动机转速在预先设定的发动机停止转速以下为条件，当该条件成立时使上述发动机自动停止。

根据该构成，以由门杆位置检测机构检测出了门杆的打开状态、以及由发动机旋转检测机构检测出的发动机转速在预先设定的发动机停止转速以下为条件，当该条件成立时，由发动机控制机构使发动机自动停止。因此，发动机在成为发动机停止转速以下的低速旋转后停止。

因此，在具有自动停止功能的建筑机械中，可防止发动机在高速旋转的状态下停止，可解决发动机问题并且能够延长发动机的寿命。另外，由于在低速旋转状态下停止发动机，所以，即使例如在为带涡轮增压器的发动机时，也不会发生涡轮轴承烧结等的问题。另外，发动机停止后，发动机转速指令机构的指令位置变成低速旋转侧，在发动机起动时按照上述指令一定会以低速旋转起动，所以油在发动机中充分转动，不会发生油膜断裂等情况。

作为上述发动机转速检测机构，能够使用直接检测发动机转速的旋转传感器。这样，基于实际的发动机转速，进行发动机的自动停止的准确判断。

作为上述发动机转速指令机构，备有操作者操作用的节流杆，并且，作为上述发动机转速检测机构，备有检测上述节流杆的操作位置的操作量检测传感器，上述发动机控制机构可以基于由该操作量检测传感器检测到的上述节流杆的操作位置求出发动机转速，判断上述条件是否成立。这样，仅根据节流杆的操作位置进行发动机的自动停止的可否判断。这时，可不检测实际的发动机转速，所以使该装置构成简单化。

备有指示上述发动机停止转速以下的转速(低速旋转)的瞬时减速开关，上述发动机控制机构可以在操作了上述瞬时减速开关时，视为由上述发动机转速检测机构检测出了上述发动机停止转速以下的发动机转速，判断为上述条件成立。这样，仅通过操作减速开关来指示上述发动机停止转速以下的低速，所以使该操作简单化。

可备有在上述条件不成立时报告条件不成立的报告机构。这样，操作者通过该报告发现条件不成立、发动机没有自动停止，被催促采取适当的措施。

上述发动机控制机构，在由上述报告机构进行报告后，等待上述发动机转速指令机构发出的转速降低指令。在有转速降低指令且成为预先设定的发动机转速以下时，发动机自动停止。这样，即使例如操作者没有注意到报告、而错误地使钥匙处于断开位置，发动机也不会手动停止。

另外，本发明的特征在于，所述建筑机械具有：发动机；开闭操作者用乘降口的门杆；检测上述发动机的转速的发动机转速检测机构；警报机构，对在门杆打开时由该发动机转速检测机构检测出的发动机转速和预先设定的发动机停止转速进行比较，在发动机转速为上述发动机停止转速以上时发出警报。

根据该构成，在门杆打开时，若此时的发动机转速为发动机停止转速以上的话，则输出警报。因此，能够向操作者报告不具备使发动机停止的条件，即不是使发动机安全地停止的状态。

附图说明

图1为本发明第一实施方式的液压挖掘机的发动机控制装置的功能方框图。

图2为表示第一实施方式的发动机控制装置的动作例的流程图。

图3为本发明第二实施方式的液压挖掘机的发动机控制装置的功能方框图。

图4为表示第二实施方式的发动机控制装置的动作例的流程图。

图5为本发明第三实施方式的液压挖掘机的发动机控制装置的功能方框图。

图6为表示第三实施方式的发动机控制装置的动作例的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。

(a)第一实施方式

在该图中，100是作为动力源的发动机，200为本发明的用于进行发动机控制的控制器(相当于发动机控制机构)。

在该控制器200上，连接有：调速器101，门杆装置211，取消开关212，旋转传感器(相当于发动机转速检测机构)213，节流杆装置214，钥匙开关221，警报蜂鸣器(相当于报告机构、警报机构)231等。

门杆装置211，设置在液压挖掘机的乘降口上，在操作者乘降时被开闭(上升下降)。该门杆装置211，具有门杆211a、和检测该门杆211a的上升下降的限位开关(相当于门杆位置检测机构)211b。

取消开关212为用于操作者有意解除发动机100的自动停止控制的开关。在即使存在一些待机时间也要连续作业的情况下，按下该取消开关212。

节流杆装置214，具有用于调整发动机100的转速的节流杆(相当于发动机转速指令机构)214a。图1中的High表示高速旋转侧，Low表示低速旋转侧。

发动机100的转速由调速器101控制。在发动机100的输出轴上直接连结有容量可变型的液压泵102。并且，通过由该液压泵102供给的压油使作业用的致动器(未图示)动作。

控制器200，还具有发动机停止条件判断部210、发动机控制部220、警报控制部230、发动机手动停止阻止部240、和转速设定部250。

其中，发动机停止条件判断部210，对是否满足以下条件进行判断：取消开关212处于断开状态；门杆装置211的门杆211a上升，其限位开关211b处于接通状态；以及，由旋转传感器213检测出的发动机转速在预先设定的发动机停止转速以下。在满足这些条件时，使发动机100自动停止。

并且，作为上述判断结果，该发动机停止条件判断部210将条件成立信号或不成立信号分别发送到发动机控制部220、警报控制部230、发动机手动停止阻止部240。

另外，所谓上述发动机停止转速，是指由转速设定部250预先设定成适于发动机100及涡轮等周边机器停止的安全转速。

发动机控制部220，接收到钥匙开关221的操作所产生的接通信号而起动发动机100，以断开信号(切断信号)停止发动机100。该发动机控制部220，在发动机起动后，基于节流杆装置214的节流杆214a的操作量来控制发动机输出。

在发动机运转控制中，对调速器101输出指令信号。在该第一实施方式中，在接收到作为发动机停止条件判断部210的判断结果的条件成立信号时，将发动机100的停止命令信号送至调速器101。由此，使发动机100的自动停止控制动作。

警报控制部230，接收到作为发动机停止条件判断部210的判断结果的条件不成立信号，使警报蜂鸣器231鸣响。由此，向操作者发出条件不成立、即表示不处于使发动机100安全停止的状态的警报。操作者由该警报注意到不满足进行本实施方式的自动停止控制的条件。并且，催促其采取将节流杆214操作到Low侧等的措施。

发动机手动停止阻止部240，在从发动机停止条件判断部210接收到条件不成立信号后，截断从钥匙开关221向发动机控制部220发出的切断信号。通过该切断信号的截断，发动机手动停止阻止部240忽视操作者对钥匙开关221的操作，阻止发动机100的手动停止。由此，例如即使操作者没有注意到警报而错误地进行切断操作，钥匙也不会转动，所以发动机100不会被手动停止。

图2为表示具有上述构成的发动机控制装置的动作例的流程图，下面参照该图进行说明。

首先，当操作者将钥匙开关221旋转到开始位置时，发动机控制部220向调速器101发出开始信号，使发动机100起动(步骤S1)。

这时，在检测门杆211a的位置的限位开关211b断开时，或者节流杆214a的位置处于High一侧时，不进行发动机100的起动。因此，通过使警报蜂鸣器231鸣响等，催促操作者将门杆211a移动到上升位置，将节流杆214a的位置移动到Low侧。并且，当门杆211a处于上升位置、且节流杆214a的位置移动到Low侧时，介于钥匙开关221与发动机控制部220之间的发动机手动停止阻止部240，由于没有从发动机停止条件判断部210接收到条件不成立信号，所以不动作。因此，通过钥匙开关221的钥匙操作使发动机100起动。另外，作为将发动机转速移动到Low侧的机构，除了上述节流杆214a之外，还有后述的第三实施方式的瞬时减速开关215(参照图5)。

之后，钥匙开关221自动返回到接通位置，在该位置，操作者将节流杆214a从Low侧旋转到High侧。这样，发动机控制部220发出加速信号，通过使调速器101的设定值变化从而对发动机输出进行控制。

接着，发动机停止条件判断部210，判断操作者是否按下了取消开关212(步骤S2)。这里，当判断出按下了取消开关212时，如上所述那样，由于操作者不想使自动停止控制动作，所以返回到上述步骤S1之前。并且，发动机100在该状态下继续运转。另一方面，当判断为没有按下取消开关212时，进入下面的步骤S3。

这样，发动机停止条件判断部210根据限位开关211b的接通·断开信号，判断门杆211a是否上升了(步骤S3)。这里，当接收到限位开关211b的断开信号、判断为门杆211a未上升时，再次返回到上述步骤S1之前。并且，发动机100在该状态下继续运转。

另一方面，在未取消自动停止控制、并通过从限位开关211b接收到接通信号而判断为门杆211a上升时，发动机停止条件判断部210，判断旋转传感器213所检测出的发动机转速是否在由转速设定部250预先设定的发动机停止转速以下(步骤S4)。

这里，当判断为发动机转速不在预先设定的发动机停止转速以下时，向警报控制部230发出条件不成立信号。这样，警报控制部230使警报蜂鸣器231鸣响(步骤S5)。

另外，门杆装置211，通常，在门杆211a上升时判断为操作者离开驾驶席并锁定液压回路，使得不能进行液压致动器的操作。在本实施方式中，利用从设置于该门杆装置211的限位开关211b输出的信号，将其应用于发动机停止条件的判断。

接着，发动机停止条件判断部210，向发动机手动停止阻止部240发出条件不成立信号。这样，发动机手动停止阻止部240，在条件不成立期间忽视操作者对钥匙进行的断开操作。因此，钥匙不转动，发动机100不会被手动停止(步骤S6)。并且，返回到步骤S1之后，发动机100继续运转。

另一方面，当在上述步骤S4中判断为发动机转速在预先设定的发动机停止转速以下时，发动机停止条件判断部210向发动机控制部220发出发动机100的停止命令信号。由此，发动机控制部220进入自动停止控制动作(步骤S7)，发动机100自动地停止(步骤S8)。

如上所述，根据第一实施方式，以通过门杆装置211的限位开关211b检测出门杆211a的打开状态、以及由旋转传感器213检测出的发动机转速在预先设定的发动机停止转速以下作为条件，发动机100的自动停止控制发挥作用。并且，发动机100在变成发动机停止转速以下的低速旋转后停止。

因此，在具有自动停止功能的建筑机械中，可防止发动机100在超过设定值的高速旋转状态下停止，可消除发动机问题并延长发动机100的寿命。另外，因为在发动机100停止时变成设定值以下的低速旋转，所以，例如，即使在为带涡轮增压器的发动机的情况下，也不会出现涡轮轴承烧结等的问题。另外，在发动机停止后，节流杆214a变成Low侧，在发动机起动时一定会以低速旋转进行起动，所以油在发动机中充分转动，不会发生油膜断裂等。

另外，在第一实施方式中，发动机停止条件判断部210构成为，利用由检测发动机100转速的旋转传感器213检测出的发动机转速来判断上述条件是否成立。因此，基于实际的发动机转速，可进行是否使发动机100的自动停止控制动作的正确判断。

(b)第二实施方式

图3为本发明第二实施方式的发动机控制装置的功能方框图。在以下的说明中，与上述第一实施方式通用的部分标注以相同的标记而省略其重复说明。

如图3所示，在该第二实施方式的发动机控制装置中，以节流杆装置214代用上述第一实施方式的旋转传感器213的功能。

该节流杆装置214，由节流杆(相当于发动机转速指令机构)214a、和节流位置检测传感器(相当于作为发动机转速检测机构的操作量检测传感器)214b构成。

上述节流位置检测传感器214b，例如为安装于节流杆214a的旋转轴上的电位器。该节流位置检测传感器214b检测操作者对节流杆214a的操作量。

并且，发动机停止条件判断部210，接收来自该节流位置检测传感器214b的操作量信号，进行与上述第一实施方式同样的条件成立与否判断。

图4为表示本控制装置的动作例的流程图。

该图中的步骤S1～S3、S5～S8与上述第一实施方式相同。但是，在步骤S4a中，发动机停止条件判断部210，判断由节流位置检测传感器214b检测到的节流杆214a的操作量是否处于Low侧。并且，当判断出该节流杆214a的操作量未处于Low侧时，视为发动机100高速旋转，进入到上述步骤S5，发出警报等。另一方面，当判断出由节流位置检测传感器214b检测到的节流杆214a的操作位置处于Low侧时，视为发动机100低速旋转，进入到上述步骤S7，使发动机控制部220进行自动停止控制动作。

如上所述，根据第二实施方式，发动机停止条件判断部210，基于由节流杆装置214的节流位置检测传感器214b检测出的节流杆214a的操作量，判断上述条件是否成立。这时，由于也可不检测实际的发动机100的转速，所以使该装置构成简单化。

(c)第三实施方式

图5为本发明第三实施方式的发动机控制装置的功能方框图。

如该图所示，在第三实施方式中的发动机控制装置中，不具有上述第一实施方式的旋转传感器213和上述第二实施方式的节流位置检测传感器214b。取而代之，具有瞬时减速开关215(作为发动机转速指令机构及发动机转速检测机构起作用)。

该瞬时减速开关215，为输出减速信号的减速开关，作为可选件装备于建筑机械。当操作者单触该瞬时减速开关215时，对发动机100输出指令规定值以下、即规定的发动机停止转速以下的转速(低速旋转)的信号。

该作为单触式减速器的瞬时减速开关215，搭载于不具有所谓自动减速控制的例如小型液压挖掘机中，所述制动减速控制是指，在从操作杆全部成为中立状态的时刻起经过了延迟时间时，指令低转速运转。

并且，发动机停止条件判断部210，接收到来自该瞬时减速开关215的低速旋转信号，进行与上述第一、第二实施方式相同的条件成立与否判断。即，当按下瞬时减速开关215时，发动机100强制地变成低速旋转。因此，发动机停止条件判断部210，仅通过该低速旋转信号的输出就能进行发动机停止条件成立与否判断。

图6为表示本发动机控制装置的动作例的流程图。

该图中的步骤S1～S3、S5～S8与上述第一、第二实施方式相同。但是，在步骤S4b中，发动机停止条件判断部210，根据来自瞬时减速开关215的低速旋转信号的有无，判断是否按下了该瞬时减速开关215。并且，当判断出该瞬时减速开关215未被按下时，视为发动机100高速旋转，进入到上述步骤S5。在该步骤S5中由警报控制部230发出来自警报蜂鸣器231的警报，由发动机手动停止阻止部240使得不能进行手动停止(步骤S6)。另一方面，当判断出瞬时减速开关215按下时，视为发动机100低速旋转，进入到上述步骤S7。在该步骤S7中使发动机控制部220进行自动停止控制动作。

如上所述，根据第三实施方式，发动机停止条件判断部210，检测来自基于操作者的意志而被按下的瞬时减速开关215的低速旋转信号。由此，发动机停止条件判断部210，能够判断是否满足发动机100的停止条件。因此，在本实施方式的情况下，无需如上述第二实施方式那样，等待节流杆214a是否被操作到Low侧，能够快速转移到自动停止控制。

另外，在上述第一～第三实施方式中，构成为，在发动机停止条件判断部210判断出发动机100为高速旋转状态时，直到成为规定值以下的低速旋转为止都不使自动停止控制动作。但是，在具有开闭操作者乘降口的门杆211a、在该门杆211a打开时判断为无操作而使发动机100自动停止的建筑机械的发动机控制装置中，可具有检测发动机转速的发动机转速检测机构、和警报机构，所述警报机构，在门杆211a打开时对由该发动机转速检测机构检测出的发动机转速与预先设定的发动机停止转速进行比较，在发动机转速为发动机停止转速以上时输出警报。这样的话，能够至少向操作者报告未处于使发动机100安全停止的状态。

由此，操作者能够采取使发动机100降低到低速旋转等的适当措施。

另外，在上述第一～第三实施方式中，构成为，在警报之后，发动机手动停止阻止部240忽视操作者对钥匙的操作。该发动机手动停止阻止部240不一定是必要的。另外，可代替警报蜂鸣器231的警报，或者同时设置警报蜂鸣器231与灯。当然也可通过该灯的闪烁向操作者报告条件不成立。

另外，也可组合上述第二、第三实施方式进行应用。这时，操作者操作节流杆214a或瞬时减速开关215中的某一个即可，非常方便。

另外，在上述第一～第三实施方式中，对作为建筑机械的一例的液压挖掘机的发动机控制装置进行了说明。但是，本发明的适用范围不限于此，同样也可将本发明适用于轮式起重机等其他建筑机械的发动机控制装置中。

工业实用性

如上所述，本发明对液压挖掘机或起重机等建筑机械的发动机控制装置有用，尤其适用于具有使发动机自动停止的自动停止功能的建筑机械的发动机控制装置。

Claims

1. 一种建筑机械的发动机控制装置，所述建筑机械备有：发动机、对该发动机的转速进行指令的发动机转速指令机构、对操作者用乘降口进行开闭的门杆、检测该门杆的开闭状态的门杆位置检测机构、检测发动机转速的发动机转速检测机构、和发动机控制机构；其特征在于，该发动机控制机构，以

由所述门杆位置检测机构检测出了门杆的打开状态、

以及由所述发动机转速检测机构检测出的发动机转速在预先设定的发动机停止转速以下

为条件，当该条件成立时使所述发动机自动停止。

2. 如权利要求1所述的建筑机械的发动机控制装置，其特征在于，所述发动机转速检测机构是直接检测发动机转速的旋转传感器。

3. 如权利要求1所述的建筑机械的发动机控制装置，其特征在于：作为所述发动机转速指令机构，备有操作者操作用的节流杆；并且，作为所述发动机转速检测机构，备有检测所述节流杆的操作位置的操作量检测传感器；所述发动机控制机构，基于由该操作量检测传感器检测出的所述节流杆的操作位置而求出发动机转速，判断所述条件是否成立。

4. 如权利要求1所述的建筑机械的发动机控制装置，其特征在于：备有指示所述发动机停止转速以下的转速的瞬时减速开关；所述发动机控制机构，在操作了所述瞬时减速开关时，视为由所述发动机转速检测机构检测出了上述发动机停止转速以下的发动机转速，判断为所述条件成立。

5. 如权利要求1所述的建筑机械的发动机控制装置，其特征在于，具有在所述条件不成立时报告条件不成立的报告机构。

6. 如权利要求5所述的建筑机械的发动机控制装置，其特征在于，所述发动机控制机构，在由所述报告机构进行报告后，等待所述发动机转速指令机构发出的转速降低指令。

7. 如权利要求1所述的建筑机械的发动机控制装置，其特征在于，所述建筑机械还具有警报机构，所述警报机构在门杆打开时对由该发动机转速检测机构检测出的发动机转速和预先设定的发动机停止转速进行比较，在发动机转速为所述发动机停止转速以上时输出警报。