CN102616662A - 一种起重机及起重机的取力器控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种取力器控制系统，包括：离合器、变速箱、离合器开关、发动机控制单元和取力器保护装置，其中，离合器开关连接至取力器保护装置，用于生成打开或闭合指令；取力器保护装置用于在接收到来自离合器开关的打开指令时，向发动机控制单元反馈打开信号，并向所述取力器的电磁阀发送取力信号，将取力器连接到变速箱。根据本发明的技术方案能够确保在取力器的齿轮和齿套结合时，取力器的齿套处于低转速状态，使得取力器的齿轮和齿套能够平滑结合。本发明还提供了一种具有该取力器控制系统的起重机和一种取力器控制方法。

Description

一种起重机及起重机的取力器控制系统及方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及取力器控制系统和方法、以及具有该取力器控制系统的起重机。

背景技术

取力器是工程车辆例如起重机的核心部件之一，是起重机在吊载作业时的重要动力输出件。目前针对取力器的操作原理可以参见图1和图2。如图1所示，离合器开关S1直接连接至发动机控制单元104，控制离合器的打开或闭合，在需要取力器进行取力时，如图2所示，通过取力器开关S2直接作用到取力器的电磁阀，取力信号直接通过取力器开关信号到取力器。由此可见，没有检测是否能够进行取力操作的机制，没有起到保护取力器的作用，实际上，取力器的取力过程跟换挡过程一样，存在齿轮和齿套结合的过程。而图1和图2所示的技术方案没有考虑到取力器的齿轮和齿套结合和分离的过程。

在起重机作业时，需要对取力器进行保护，才能保证起重机正常工作且能延长取力器的使用寿命。现有技术中，取力保护有以下形式：一种是采用手刹信号或者驻车信号对取力器进行保护，要求只有在驻车的情况下，取力器才能工作，此类保护装置只对取力器工作时的状态进行保护，属于间接保护，其缺点是无法对齿轮和齿套结合的过程进行保护；另一种是针对自动挡变速箱进行的取力保护，需要控制器，各类传感器，以及电磁阀等多种元器件组成保护系统，其结构复杂，成本较高，也不适用于手动挡变速箱。

因此，需要一种结构设计简单且能够保护取力器的保护控制系统，实现对取力器的保护动作。

发明内容

考虑到上述背景技术，本发明所要解决的一个技术问题是提供一种取力器控制系统，能够保护取力器的齿轮和齿套的结合过程和分离过程，提高取力过程的安全性，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种具有该取力器控制系统的起重机，本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种取力器控制方法，能够保护取力器的齿轮和齿套的结合过程和分离过程，提高取力过程的安全性。

根据本发明的一个方面，提供了一种取力器控制系统，可以包括：取力器、离合器、变速箱、离合器开关、发动机控制单元，还可以包括：取力器保护装置，其中，所述离合器开关连接至所述取力器保护装置，用于生成打开指令或闭合指令；所述取力器保护装置还连接至所述取力器的电磁阀和所述发动机控制单元，用于在接收到来自所述离合器开关的打开指令时，向所述发动机控制单元反馈打开信号，并向所述取力器的电磁阀发送取力信号，将所述取力器连接到所述变速箱。

在离合器将发动机与变速箱分离后，才将取力器连接到变速箱，并且通过取力器保护装置来控制取力器在离合器打开后才连接到变速箱。这样，取力器的齿套就可以处于低转速状态下，使得取力器的齿轮和齿套能够平滑的结合，保护取力器齿套和齿套的结合过程和离合过程。

在上述技术方案，优选地，还可以包括取力器开关，所述取力器开关连接在所述取力器保护装置和所述取力器的电磁阀之间，所述取力器保护装置在接收到来自所述离合器开关的打开指令时，使所述取力器开关与系统电源连接，所述取力器开关用于在接收到用户的取力指令时，使所述取力器的电磁阀得电，以及在接收到所述用户的取消指令时，使所述取力器的电磁阀不得电。

在发动机控制单元打开离合器时，发动机控制单元可以反馈离合器已经打开信号(即反馈信号)，例如提示灯，用户看到该提示灯的提示之后，触动取力器开关，该取力器开关进一步控制取力器是否可以取力，在取力器开关切换到取力端时，取力器才可以连接到变速箱。这样，可以避免在离合器还没有打开时就将取力器连接到变速箱的误操作。

在上述技术方案，优选地，在所述离合器开关闭合时，所述取力器开关与所述系统电源断开连接。

在上述技术方案，优选地，所述取力器保护装置包括：离合器继电器和取力器继电器，其中，所述取力器继电器的第一输入端和所述离合器继电器的第一输入端均连接至所述离合器开关，所述取力器继电器的第一输出端和所述离合器继电器的第一输出端均接地，所述取力器继电器的第二输入端连接至系统电源，所述取力器继电器的第二输出端连接至所述取力器开关，所述离合器继电器的第二输入端和第二输出端连接至所述发动机控制单元，在所述离合器开关闭合时，所述离合器继电器和所述取力器继电器工作，所述离合器继电器接通所述发动机控制单元的两端，所述取力器开关断开与所述系统电源的连接。

在该技术方案中，离合器继电器和取力器继电器构成取力保护装置，在离合器开关闭合时，该离合器继电器和取力器继电器均处于工作状态，当离合器开关断开时，取力器继电器与系统电源连接，此时准备就绪，等待取力器开关的取力信号，在接收的用户的触发时，得到取力信号，取力器连接到变速箱上，因此，分开了离合器开关信号和取力器的取力信号，这样的取力器保护装置能够判断是否能够进行取力操作，可以直接对取力器进行保护，且结构设计简单。

在上述技术方案，优选地，所述离合器开关为离合器踏板。

根据本发明的另一方面，还提供了一种起重机，包括上述任一技术方案中所描述的取力器控制系统。具有与于取力器控制系统相同的技术效果。

根据本发明的又一方面，还提供了一种取力器控制方法，包括以下步骤：取力器保护装置在检测到离合器开关断开时，向发动机控制单元发送打开指令，并向所述取力器的电磁阀发送取力信号，将所述取力器连接到所述变速箱。

在离合器将发动机与变速箱分离后，才将取力器连接到变速箱，并且通过取力器保护装置来控制取力器在离合器打开后才连接到变速箱。这样，取力器的齿套就可以处于低转速状态下，使得取力器的齿轮和齿套能够平滑的结合，保护取力器齿套和齿套的结合过程和离合过程。

在上述技术方案，优选地，还可以包括：将所述取力器的电磁阀连接至取力器开关，在检测到所述离合器开关断开时，所述取力保护装置使所述取力器开关与系统电源连接，所述取力器开关在响应到用户的激励时，切换到取力端，使所述取力器的电磁阀得电，将所述取力器连接到所述变速箱。

在上述技术方案，优选地，所述取力器保护装置由离合器继电器和取力器继电器组成，在所述离合器开关闭合时，所述离合器继电器和所述取力器继电器工作，所述离合器继电器接通所述发动机控制单元的两端，所述取力器开关断开与所述系统电源的连接。

在该技术方案中，离合器继电器和取力器继电器构成取力保护装置，在离合器开关闭合时，该离合器继电器和取力器继电器均处于工作状态，当离合器开关断开时，取力器继电器与系统电源连接，此时准备就绪，等待取力器开关的取力信号，在接收的用户的触发时，得到取力信号，取力器连接到变速箱上，因此，分开了离合器开关信号和取力器的取力信号，这样的取力器保护装置能够判断是否能够进行取力操作，可以直接对取力器进行保护，且结构设计简单。

在上述技术方案，优选地，所述离合器开关为离合器踏板。

根据本发明的技术方案能够确保在取力器的齿轮和齿套结合时，取力器的齿套处于低转速状态，使得取力器的齿轮和齿套能够平滑结合。增加的离合器检测开关和继电器分离了取力信号和离合器开关信号，能够检测离合器是否分离，从而判断是否能够进行取力动作，直接对取力器进行保护，提高了取力器取力过程的安全性。

附图说明

图1示出了相关技术中离合器开关作用于发动机控制单元的示意图；

图2示出了相关技术中取力器开关作用于取力器的示意图；

图3示出了根据本发明的实施例的取力器控制系统的示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的取力器控制方法的流程图；

图5示出了根据本发明的又一实施例的取力器控制方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

根据本发明的实施例的取力器控制系统，可以包括：取力器、离合器、变速箱、离合器开关S1、发动机控制单元104，还可以包括：取力器保护装置，其中，所述离合器开关S1连接至所述取力器保护装置，用于生成打开指令或闭合指令；所述取力器保护装置还连接至所述取力器的电磁阀和所述发动机控制单元104，用于在接收到来自所述离合器开关S1的打开指令时，向所述发动机控制单元104反馈打开信号，并向所述取力器的电磁阀发送取力信号，将所述取力器连接到所述变速箱。

在离合器将发动机与变速箱分离后，才将取力器连接到变速箱，并且通过取力器保护装置来控制取力器在离合器打开后才连接到变速箱。这样，取力器的齿套就可以处于低转速状态下，使得取力器的齿轮和齿套能够平滑的结合，保护取力器齿套和齿套的结合过程和离合过程。

在上述技术方案中，通过取力器保护装置来控制在离合器打开后将取力器连接到变速箱上，在此，应该理解，可以增加一个取力器开关S2，与该取力器保护装置连接，在离合器打开之后，不自动将取力器连接到变速箱上，而是由取力器开关S2(用户可操作)来控制是否将取力器连接到变速箱上。

也就是说，在发动机控制单元104打开离合器时，发动机控制单元可以反馈离合器已经打开的信号(即反馈信号)，例如点亮提示灯，用户看到该提示灯的提示之后，触动取力器开关S2，该取力器开关S2进一步控制取力器是否可以取力，在取力器开关切换到取力端时，取力器才可以连接到变速箱。这样，同样可以避免在离合器还没有打开时就将取力器连接到变速箱的误操作。

接下来首先请参考图3，图3示出了根据本发明的优选实施例的取力器控制系统的示意图。

如图3所示，上一实施例中所描述的取力器保护装置包括：离合器继电器K2和取力器继电器K1，其中，所述取力器继电器K1的第一输入端和所述离合器继电器K2的第一输入端均连接至所述离合器开关S1，所述取力器继电器K1的第一输出端和所述离合器继电器K2的第一输出端均接地，所述取力器继电器K1的第二输入端连接至系统电源，所述取力器继电器K1的第二输出端连接至所述取力器开关S2，所述离合器继电器K2的第二输入端和第二输出端连接至所述发动机控制单元104，在所述离合器开关S1闭合时，所述离合器继电器K2和所述取力器继电器K1工作，所述离合器继电器K2接通所述发动机控制单元104的两端，所述取力器开关S2断开与所述系统电源的连接。

图3中的离合器开关S1即离合器踏板，取力器开关S2连接在所述取力器继电器K1和取力器的电磁阀之间，在离合器踏板被踩下时，取力器继电器K1与系统电源连接，从而使所述取力器开关与系统电源连接，所述取力器开关S2用于在接收到用户的取力指令时，使所述取力器的电磁阀得电(此时，取力器开关S2的触点P1与触点P3连接，使取力器的电磁阀获取电信号)，以及在接收到所述用户的取消指令时，使所述取力器的电磁阀不得电(此时，取力器开关S2的触点P2与触点P3连接，使取力器的电磁阀不能获取电信号)，即在初始状态时，离合器开关闭合(离合器踏板没有被踩下)，此时取力继电器和离合器继电器均得电，离合器与发动机传动连接，取力信号无法通过取力器开关传递至取力器的电磁阀；当离合器开关断开时(离合器已被踩下)，此时取力继电器和离合器继电器同时断电，离合器与发动机断开连接，取力信号通过取力器开关传递至取力器的电磁阀(先断开离合器开关，再手动闭合取力开关)。

在该技术方案中，离合器继电器K2和取力器继电器K1构成取力保护装置，在离合器开关S 1闭合时，该离合器继电器K2和取力器继电器K1均处于工作状态，当离合器开关S1断开时，取力器继电器K1与系统电源连接，此时准备就绪，等待取力器开关S2的取力信号，在接收的用户的触发时，得到取力信号，取力器连接到变速箱上，因此，分开了离合器开关信号和取力器的取力信号，这样的取力器保护装置能够判断是否能够进行取力操作，可以直接对取力器进行保护，能够保证发动机控制单元的功能不受影响，也限制了取力动作(必须踩下离合器踏板才能取力)，且结构设计简单。

根据本发明的实施例的起重机，包括上述实施例中所描述的取力器控制系统。具有与取力器控制系统的相同的技术效果，在此不再赘述。

在此，本领域内的技术人员应该理解，根据本发明的取力器控制系统可适用于各种需要通过离合器动作来判定是否可以执行相关动作的其他机构，结构设计简单，成本低廉，具有实用性。

下面请参考图4来详细说明根据本发明的技术方案。图4示出了根据本发明的实施例的取力器控制方法的流程图

如图4所示，根据本发明的实施例的取力器控制方法，包括以下步骤：

步骤402，取力器保护装置在检测到离合器开关断开时，向发动机控制单元发送打开指令，并向所述取力器的电磁阀发送取力信号，将所述取力器连接到所述变速箱。

在离合器将发动机与变速箱分离后，才将取力器连接到变速箱，并且通过取力器保护装置来控制取力器在离合器打开后才连接到变速箱。这样，取力器的齿套就可以处于低转速状态下，使得取力器的齿轮和齿套能够平滑的结合，保护取力器齿套和齿套的结合过程和离合过程。

在上述技术方案，优选地，所述步骤402还可以包括：将所述取力器的电磁阀连接至取力器开关，在检测到所述离合器开关断开时，所述取力保护装置使所述取力器开关与系统电源连接，所述取力器开关在响应到用户的激励时，切换到取力端，使所述取力器的电磁阀得电，将所述取力器连接到所述变速箱。

在上述技术方案，优选地，所述取力器保护装置由离合器继电器和取力器继电器组成，在所述离合器开关闭合时，所述离合器继电器和所述取力器继电器工作，所述离合器继电器接通所述发动机控制单元的两端，所述取力器开关断开与所述系统电源的连接。

在该技术方案中，离合器继电器和取力器继电器构成取力保护装置，在离合器开关闭合时，该离合器继电器和取力器继电器均处于工作状态，当离合器开关断开时，取力器继电器与系统电源连接，此时准备就绪，等待取力器开关的取力信号，在接收的用户的触发时，得到取力信号，取力器连接到变速箱上，因此，分开了离合器开关信号和取力器的取力信号，这样的取力器保护装置能够判断是否能够进行取力操作，可以直接对取力器进行保护，且结构设计简单。

优选地，该实施例中的离合器开关为离合器踏板。

接下来参考图5，进一步说明根据本发明的实施例的取力器控制方法。

如图5所示，步骤502，将取力信号(电源)传递至离合器继电器和取力器继电器。在步骤506，检测离合器开关的状态，在离合器开关为断开时(离合器踏板被踩下)，则进入步骤508，可以将取力信号传送至取力器开关。将系统电源连接至该取力器开关，准备就绪，等待用户的指令，在用户将取力器开关切换到取力端时，则进行取力动作，将取力器连接至变速箱。若检测出离合器开关为闭合状态时，则进入步骤504。

在步骤504，取消取力信号，取力器继电器将取力器开关与系统电源断开连接，取力信号不能通过取力器开关传递到取力器的电磁阀。

根据本发明的技术方案能够确保在取力器的齿轮和齿套结合时，取力器的齿套处于低转速状态，使得取力器的齿轮和齿套能够平滑结合。增加的离合器检测开关和继电器分离了取力信号和离合器开关信号，能够检测离合器是否分离，从而判断是否能够进行取力动作，直接对取力器进行保护，提高了取力器取力过程的安全性。

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 (10)

1.一种取力器控制系统，包括取力器、离合器、变速箱、离合器开关(S1)、发动机控制单元(104)，其特征在于，还包括：取力器保护装置，其中，

所述离合器开关(S1)连接至所述取力器保护装置，用于生成打开或闭合指令；

所述取力器保护装置还连接至所述取力器的电磁阀和所述发动机控制单元(104)，用于在接收到来自所述离合器开关(S1)的打开指令时，向所述发动机控制单元(104)反馈打开信号，并向所述取力器的电磁阀发送取力信号，将所述取力器连接到所述变速箱。

2.根据权利要求1所述的取力器控制系统，其特征在于，还包括取力器开关(S2)，所述取力器开关(S2)连接在所述取力器保护装置和所述取力器的电磁阀之间，所述取力器保护装置在接收到来自所述离合器开关(S1)的打开指令时，使所述取力器开关(S2)与系统电源连接，所述取力器开关(S2)用于在接收到用户的取力指令时，使所述取力器的电磁阀得电，以及在接收到所述用户的取消指令时，使所述取力器的电磁阀不得电。

3.根据权利要求2所述的取力器控制系统，其特征在于，在所述离合器开关(S1)闭合时，所述取力器开关(S2)与所述系统电源断开连接。

4.根据权利要求2所述的取力器控制系统，其特征在于，所述取力器保护装置包括：离合器继电器(K2)和取力器继电器(K1)，其中，所述取力器继电器(K1)的第一输入端和所述离合器继电器(K2)的第一输入端均连接至所述离合器开关(S1)，所述取力器继电器(K1)的第一输出端和所述离合器继电器(K2)的第一输出端均接地，所述取力器继电器(K1)的第二输入端连接至系统电源，所述取力器继电器(K1)的第二输出端连接至所述取力器开关(S2)，所述离合器继电器(K2)的第二输入端和第二输出端连接至所述发动机控制单元(104)，在所述离合器开关(S1)闭合时，所述离合器继电器(K2)和所述取力器继电器(K1)工作，所述离合器继电器(K2)接通所述发动机控制单元(104)的两端，所述取力器开关(S2)断开与所述系统电源的连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的取力器控制系统，其特征在于，所述离合器开关(S1)为离合器踏板。

6.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项取力器控制系统。

7.一种取力器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

取力器保护装置在检测到离合器开关断开时，向发动机控制单元发送打开指令，并向所述取力器的电磁阀发送取力信号，将所述取力器连接到变速箱。

8.根据权利要求7所述的取力器控制方法，其特征在于，还包括：将所述取力器的电磁阀连接至取力器开关，在检测到所述离合器开关断开时，所述取力保护装置使所述取力器开关与系统电源连接，所述取力器开关在响应到用户的激励时，切换到取力端，使所述取力器的电磁阀得电，将所述取力器连接到所述变速箱。

9.根据权利要求8所述的取力器控制方法，其特征在于，所述取力器保护装置由离合器继电器和取力器继电器组成，在所述离合器开关闭合时，所述离合器继电器和所述取力器继电器工作，所述离合器继电器接通所述发动机控制单元的两端，所述取力器开关断开与所述系统电源的连接。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的取力器控制方法，其特征在于，所述离合器开关为离合器踏板。

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