CN102505994A

CN102505994A - 汽车起重机及控制其发动机怠速的方法、装置和系统

Info

Publication number: CN102505994A
Application number: CN2011103380530A
Authority: CN
Inventors: 詹纯新; 刘权; 陈华林; 谢强; 佘丽华; 齐先武
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-10-31
Also published as: CN102505994B

Abstract

本发明提供了一种汽车起重机及控制其发动机怠速的方法、装置和系统，以解决现有技术中为了避免汽车起重机在起重作业中发动机熄火从而增加了发动机油耗的问题。该方法包括：在汽车起重机上车的操作机构或控制阀的阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，提升发动机的怠速。采用本发明的技术方案，能够避免汽车起重机在起重作业中发动机熄火，又使发动机有较小的油耗。

Description

汽车起重机及控制其发动机怠速的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别地涉及一种汽车起重机及控制其发动机怠速的方法、装置和系统。

背景技术

汽车起重机是一种常见的工程机械，其行走和起重作业的动力都来自于发动机。和普通汽车相类似，汽车起重机在其油门踏板没有受到踩踏操作时，发动机仍然得到一定的给油量，从而发动机具有一个预定的转速，该转速称作发动机的怠速转速，或简称为怠速，此时发动机处于怠速状态。

在汽车起重机进行起重作业时，如果发动机在怠速状态下输出的扭矩无法满足作业时的扭矩需求，就会产生熄火的现象。为了避免出现这种现象，相关技术的一种方案是在起重作业时由驾驶员将发动机的怠速切换到一个较大的怠速值，使发动机在怠速状态下的扭矩输出增大，从而避免发动机熄火。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中为了避免汽车起重机在起重作业中发动机熄火从而增加了发动机油耗。因此需要一种使汽车起重机在起重作业时避免发动机熄火，又使发动机油耗较低的方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种汽车起重机及控制其发动机怠速的方法、装置和系统，以解决现有技术中为了避免汽车起重机在起重作业中发动机熄火从而增加了发动机油耗的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种控制汽车起重机的发动机怠速的方法。

本发明的控制汽车起重机的发动机怠速的方法包括：检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向；在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动的情况下，或者在所述操作机构或阀芯处于中位的情况下，控制所述汽车起重机的发动机的怠速处于第一预设值，以及在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，控制所述汽车起重机的发动机的怠速处于第二预设值，并且所述第二预设值大于所述第一预设值。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制汽车起重机的发动机怠速的装置。

本发明的控制汽车起重机的发动机怠速的装置包括：接收设备，用于接收汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向的信息；存储设备，用于保存所述汽车起重机的发动机的怠速的第一预设值和第二预设值，所述第二预设值大于第一预设值；计算设备，用于在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动的情况下，或者在所述操作机构或阀芯处于中位的情况下，从所述存储设备中读取所述第一预设值，在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，从所述存储设备中读取所述第二预设值；输出设备，用于根据所述计算设备读取的所述第一预设值或第二预设值，输出使所述发动机的怠速处于所述第一预设值或第二预设值的控制信号。

根据本发明的又一方面，提供了一种控制汽车起重机的发动机怠速的系统。

本发明的控制汽车起重机的发动机怠速的系统包括：感应设备，用于检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向；控制设备，其信号输入端与所述感应设备连接，用于：在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动的情况下，或者在所述操作机构或阀芯处于中位的情况下，控制所述汽车起重机的发动机的怠速处于第一预设值，以及在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，控制所述汽车起重机的发动机的怠速处于第二预设值，并且所述第二预设值大于所述第一预设值。

根据本发明的又一方面，提供了一种汽车起重机，该汽车起重机包括本发明的控制汽车起重机的发动机怠速的系统。

根据本发明的技术方案，通过检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向，确认当发动机扭矩需增大时提升发动机怠速；对于起重作业时无需发动机输出大扭矩的情况，并不增加发动机怠速。因此采用本发明实施例的技术方案，既能够避免汽车起重机在起重作业中发动机熄火，又有助于减小发动机油耗，从而提高了汽车起重机的性能。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的控制汽车起重机的发动机怠速的方法的主要步骤示意图；

图2A是与本发明实施例相关的汽车起重机操作机构的主要部分的示意图；

图2B是根据本发明实施例的在阀芯上连接撞板的示意图；

图2C是图2B中的撞板以及焊接有撞板的阀芯在A方向的视图；

图3是根据本发明实施例的控制汽车起重机的发动机怠速的装置的组成部分示意图；

图4是根据本发明实施例的控制汽车起重机的发动机怠速的系统的基本结构示意图；

图5是根据本发明实施例的控制汽车起重机的发动机怠速的系统的部分电路的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的控制汽车起重机的发动机怠速的方法的主要步骤示意图，如图1所示，该方法主要包括如下步骤：

步骤S11：检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向。在操作机构或阀芯向着使汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动的情况下，或者在操作机构或阀芯处于中位的情况下，进入步骤S13；在操作机构或阀芯向着使汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，进入步骤S15。

步骤S13：控制汽车起重机的发动机的怠速处于第一预设值。

步骤S15：控制汽车起重机的发动机的怠速处于第二预设值。

在上述步骤中，第二预设值大于第一预设值，从而使汽车起重机的发动机输出扭矩需要增大的时候，发动机转速得以提高。因为汽车起重机实际作业中，并不是起重工况下的所有行为都需要大的发动机扭矩。所以按照上述步骤，通过检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向，确认当发动机扭矩需增大时提升发动机怠速，有助于减小发动机油耗。

当汽车起重机处于起重工况时，通常只有主吊钩吊重起升、副吊钩吊重起升和变幅抬臂需要较大功率。因此在本实施例中，选择上述三种情况进行发动机的怠速提升。这样，在步骤S11中，可以检测如下一组或多组设备的运动方向：主卷扬控制拉杆或主卷扬控制阀的阀芯；副卷扬控制拉杆或副卷扬控制阀的阀芯；变幅控制拉杆或变幅控制阀的阀芯。因为控制拉杆与控制阀的阀芯连接，所以在控制拉杆与控制阀的阀芯之中检测其一即可。可以采用接近开关进行检测，具体参考图2A。图2A是与本发明实施例相关的汽车起重机操作机构的主要部分的示意图。

汽车起重机上车的操作机构为控制拉杆，多个操作手柄分别与多个控制拉杆连接。例如图2所示，主卷扬控制拉杆211、副卷扬控制拉杆212、变幅控制拉杆213、回转控制拉杆214和伸缩控制拉杆215分别与操作手柄201、202、203、204和205连接。根据起重机的设计，以主卷扬控制拉杆211为例，如需要使主吊钩向上运动，则驾驶员将操作手柄201的自由端向回(在图中是向右方)拉，此时主卷扬控制杆211向图中的左方运动。因此按照图2A所示的操作机构，控制拉杆或控制阀的阀芯向左运动时发动机输出扭矩增大，反之向右运动时发动机输出扭矩减小。

在检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向时，可以采用感应设备，具体可以是接近开关或行程开关。图2A同时示出了本发明实施例中的接近开关安装位置。接近开关感应阀芯端部附近由粗到细的部位形成的台阶的位置，当较粗的部分靠近接近开关时，接近开关发出信号。如图2A所示，分别与主卷扬控制拉杆211、副卷扬控制拉杆212和变幅控制拉杆213连接的三个阀芯(属于阀组24)端部附近分别设置有接近开关231、232和233，这些接近开关发出的信号传至发动机控制单元ECU，使ECU得知阀芯的运动。可通过调整接近开关的位置，使控制拉杆或控制阀的阀芯向左运动时接近开关发出信号，这样，ECU收到接近开关发出信号时即得知控制拉杆或控制阀的阀芯向左运动，即向着发动机输出扭矩增大的方向运动；并且接近开关没有发出信号时ECU得知控制拉杆或控制阀的阀芯向着发动机输出扭矩减小的方向运动，或者处于中位。中位是操作手柄没有被操作时控制拉杆或控制阀的阀芯所处的位置。

图2B是根据本发明实施例的在阀芯上连接撞板的示意图；图2C是图2B中的撞板以及焊接有撞板的阀芯在A方向的视图。如图2B、图2C所示，三个撞板25中的撞板251、撞板252和撞板253的固定端分别与主卷扬控制阀的阀芯241、副卷扬控制阀的阀芯242和变幅控制阀的阀芯243连接，撞板251、撞板252和撞板253自由端均靠近感应设备26，使撞板251、撞板252和撞板253自由端的运动能够被感应设备26检测到。从图中可看出，主卷扬控制拉杆211、副卷扬控制拉杆212和变幅控制拉杆213中的任一个向感应设备26的方向(在图2B中是向右方)运动时，撞板251、撞板252和撞板253自由端的运动都会被感应设备26检测到。以感应设备26是行程开关为例，撞板251、撞板252和撞板253自由端在运动时都能够撞到感应设备26从而该运动被检测到。

怠速的第一预设值可以是汽车起重机出厂时的设定值。对于怠速的第二设定值，可以通过起重机液压系统的已有理论进行计算，或者对起重机做试验加以确定。

计算怠速的第二设定值举例如下：

根据发动机在怠速状态下输出的扭矩能打开溢流压力为P_max的溢流阀，发动机就不会熄火的原理，设此时发动机需要的扭矩是M，则有如下关系式：

M＝V_起升×(P_max-P_回+P_损)×η

其中P_max表示液压系统起升变幅溢流最大压力，P_回表示溢流压力为P_max的溢流阀的回油压力，V_起升表示起升液压泵排量(如果是由多个泵和流供油则是多个泵的排量和)，P_损表示泵到溢流阀之间的压力损失，η表示泵的容积效率。由发动机工作特性曲线图可以查得发动机扭矩M所对应的转速，该转速可以作为怠速的第二设定值。

如果通过试验确定怠速的第二设定值，可以按如下方式进行：

起重机进行额度载荷(额度载荷是起重机正常工作的最大载荷)正常起吊下放，使液压油温度达到稳定，在电子油门踏板下面加垫物体使电子油门踩到位后固定在一个的位置从而使发动机稳定在一定的转速，通过不断调整下面的垫块的位置或厚度可以调整踏板踩到位后发动机的转速；通过在不同的发动机的转速下起吊额度载荷，发动机转速可以由低向高增加也可由高向低调整，在小转速时发动机会出现起升熄火的，而在高转速时发动机不会出现熄火，通过调整电子油门下面的垫块即调整发动机的转速，从而找到不熄火的临界点。这时读取发动机的转速作为第二怠速。

图3是根据本发明实施例的控制汽车起重机的发动机怠速的装置的组成部分示意图。如图3所示，控制汽车起重机的发动机怠速的装置30主要包括接收设备31、存储设备32、计算设备33以及输出设备34。

接收设备31用于接收汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向的信息。存储设备32用于保存所述汽车起重机的发动机的怠速的第一预设值和第二预设值，其中第二预设值大于第一预设值。计算设备33用于在操作机构或阀芯向着使汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动的情况下，或者在操作机构或阀芯处于中位的情况下，读取第一预设值；在操作机构或阀芯向着使汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，读取第二预设值。输出设备34用于根据计算设备33读取的第一预设值或第二预设值，输出使发动机的怠速处于第一预设值或第二预设值的控制信号。

图4是根据本发明实施例的控制汽车起重机的发动机怠速的系统的基本结构示意图。如图4所示，控制汽车起重机的发动机怠速的系统40主要包括互相连接的感应设备41和控制设备42。如前文所述，感应设备41可以是多个接近开关或行程开关。控制设备42可以是发动机控制单元ECU。

感应设备41用于检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向；控制设备42的信号输入端与所述感应设备连接，控制设备42用于：在操作机构或阀芯向着使汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动的情况下，或者在操作机构或阀芯处于中位的情况下，控制汽车起重机的发动机的怠速处于第一预设值，以及，在操作机构或阀芯向着使汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，控制汽车起重机的发动机的怠速处于第二预设值，并且第二预设值大于第一预设值。

因为在主卷扬起升、副卷扬起升和变幅起升的工况下，发动机需要输出较大功率，因此可以针对上述三者进行发动机怠速提升。图4中的控制汽车起重机的发动机怠速的系统40还可以包括三个撞板(参考图2B、图2C)，这种情况下感应设备41具体可以是图2B中的感应设备26，用于检测撞板的自由端的运动方向；并且控制设备42还用于将撞板的自由端的运动方向作为与该撞板所连接的阀芯的运动方向。

在感应设备和控制设备之间可以增加继电器等中间元件，电路图如图5所示。图5是根据本发明实施例的控制汽车起重机的发动机怠速的系统的部分电路的示意图。如图5所示，该电路中，感应设备52以触点的符号表示，其一端连接至电源，例如上车钥匙开关电源51，另一端与继电器54的线圈541连接，如果是多个感应设备则通过中间集电环53与继电器54的线圈541连接，如图中所示。继电器54的常开触点542连接至发动机控制单元55的怠速提升信号输入端551。在该怠速提升信号输入端551未获得信号时，发动机控制单元55得知操作机构或阀芯向着使汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动，或者操作机构或阀芯处于中位，反之，该怠速提升信号输入端未获得信号时，发动机控制单元55得知操作机构或阀芯向着使汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动。

本实施例的汽车起重机具有本实施例中的控制汽车起重机的发动机怠速的系统，该系统中的控制设备可以采用汽车起重机的发动机的ECU。

根据本发明实施例的技术方案，通过检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向，确认当发动机扭矩需增大时提升发动机怠速；对于起重作业时无需发动机输出大扭矩的情况，并不增加发动机怠速。因此采用本发明实施例的技术方案，既能够避免汽车起重机在起重作业中发动机熄火，又有助于减小发动机油耗，从而提高了汽车起重机的性能。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种控制汽车起重机的发动机怠速的方法，其特征在于，包括：

检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向；

在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动的情况下，或者在所述操作机构或阀芯处于中位的情况下，控制所述汽车起重机的发动机的怠速处于第一预设值，以及

在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，控制所述汽车起重机的发动机的怠速处于第二预设值，并且

所述第二预设值大于所述第一预设值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向，包括由多个感应设备分别检测所述汽车起重机的如下一组或多组设备的运动方向：

主卷扬控制拉杆或主卷扬控制阀的阀芯；

副卷扬控制拉杆或副卷扬控制阀的阀芯；

变幅控制拉杆或变幅控制阀的阀芯。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向，包括：

由一个感应设备检测多个连接装置的运动方向；

所述多个连接装置的固定端分别与所述阀芯连接，自由端均靠近所述感应设备使该自由端的运动能够被所述感应设备检测到。

4.一种控制汽车起重机的发动机怠速的装置，其特征在于，包括：

接收设备，用于接收汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向的信息；

存储设备，用于保存所述汽车起重机的发动机的怠速的第一预设值和第二预设值，所述第二预设值大于第一预设值；

计算设备，用于

在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动的情况下，或者在所述操作机构或阀芯处于中位的情况下，从所述存储设备中读取所述第一预设值，

在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，从所述存储设备中读取所述第二预设值；

输出设备，用于根据所述计算设备读取的所述第一预设值或第二预设值，输出使所述发动机的怠速处于所述第一预设值或第二预设值的控制信号。

5.一种控制汽车起重机的发动机怠速的系统，其特征在于，包括：

感应设备，用于检测汽车起重机上车的操作机构的运动方向或控制阀的阀芯的运动方向；

控制设备，其信号输入端与所述感应设备连接，用于：

所述第二预设值大于所述第一预设值。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述感应设备的数量为一个或多个，分别用于检测所述汽车起重机的如下一组或多组设备的运动方向：

主卷扬控制拉杆或主卷扬控制阀的阀芯；

副卷扬控制拉杆或副卷扬控制阀的阀芯；

变幅控制拉杆或变幅控制阀的阀芯。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述控制阀包括主卷扬控制阀、副卷扬控制阀、和变幅控制阀；

所述系统还包括三个撞板，所述三个撞板的固定端分别与所述主卷扬控制阀、副卷扬控制阀、和变幅控制阀的阀芯连接，所述三个撞板的自由端均靠近所述感应设备使该自由端的运动能够被所述感应设备检测到；

所述感应设备还用于检测所述撞板的自由端的运动方向；

所述控制设备还用于将所述撞板的自由端的运动方向作为与该撞板所连接的阀芯的运动方向。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述感应设备为接近开关或行程开关。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述系统还包括继电器，所述继电器的线圈与所述感应设备的输出触点串联在所述汽车起重机内的电源回路中，所述继电器的常开触点作为所述信号输入端与所述控制设备连接；

在所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动的情况下，所述感应设备输出触点闭合，使所述继电器的触点状态变化，从而所述信号输入端获得信号输入；

所述控制设备还用于：

在所述信号输入端未获得信号输入的情况下，确认所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩减小的方向运动，或者所述操作机构或阀芯处于中位，

在所述信号输入端获得信号输入的情况下，确认所述操作机构或阀芯向着使所述汽车起重机的发动机输出扭矩增大的方向运动。

10.一种汽车起重机，其特征在于，包括权利要求5至9中任一项所述的控制汽车起重机的发动机怠速的系统。