CN102705085B - 一种油门控制装置及工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油门控制装置，包括整车控制器、油门马达以及发动机控制器，进一步包括信号转换模块，所述信号转换模块设有油门信号转换器，其输入端与所述油门马达相连接，输出端连接于所述发动机控制器的输入端。该装置具有信号转换功能，可有效解决电控发动机取代机械泵式发动机过程中，电控发动机与原整车控制系统信号接口不兼容的技术问题，且具有结构合理、成本低、控制精度高等优点，可广泛应用在以电控发动机为主要配置的挖掘机动力系统中。本发明还公开了一种设有所述油门控制装置的工程机械。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是工程机械的油门控制装置。本发明还涉及设有所述油门控制装置的工程机械。
背景技术
“低排放、低能耗”已成为全球面临的共同课题，我国于2010年10月1日执行非道路国二阶段排放法规，并着手研究非道路国三阶段排放法规相关指标。
而目前大部分工程机械（如挖掘机）动力系统的主要配置为机械泵式发动机，这种发动机以结构简单、技术含量低、维护及维修成本低等特点在非道路国二阶段得到了广泛应用；但面对下阶段的非道路国三排放法规，机械泵式发动机将难以适应；而电控发动机在喷油时间、提前角、喷油量等智能控制方面表现突出，且排放更环保、能耗更低，必将取代机械泵式发动机成为挖掘机动力系统的主要配置。
电控发动机与机械泵式发动机的输入信号类型不同，机械泵式发动机为油门位置开度（即机械软轴位置），电控发动机为油门控制开度（即电信号）。对此，如果要重新设计整车控制系统，必将投入大量的时间、人力和物力，因此在不更改挖掘机原控制系统的前提下，需重新设计油门控制机构，才能实现合理互换。
授权公告号为CN201671136U的实用新型专利公开了一种新型液压挖掘机油门控制系统，其具体控制方式如下（如图1所示）：
在油门控制操作过程中，通过控制旋钮3发出油门动作信号，信号传输到CPU主板2上并从显示屏1上显示出来，CPU主板2将动作的指令传输给油门电机5，油门电机5通过油门拉线6实现控制发动机供油量；如果油门电机5控制不到位时，电位计4会将探测到的信息反馈给CPU主板2并在显示屏1上显示出来，此时可再调整控制旋钮3重复上述信息传递过程，从而实现对油门的精确控制，此种油门控制系统输出的仍然为油门拉线位置信号，不能适应电控发动机电信号控制的要求，而且需要对目前应用的挖掘机控制系统进行较大幅度修改，不利与后期应用及市场开发。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种油门控制装置。该装置具有信号转换功能，可有效解决电控发动机取代机械泵式发动机过程中，电控发动机与原整车控制系统信号接口不兼容的技术问题。
本发明的第二目的是提供一种设有所述油门控制装置的工程机械。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种油门控制装置，包括整车控制器、油门马达以及发动机控制器，进一步包括信号转换模块，所述信号转换模块设有油门信号转换器，其输入端与所述油门马达相连接，输出端连接于所述发动机控制器的输入端。
优选地，所述油门信号转换器为能够将所述油门马达输出的位置信号转换为电信号的油门信号转换器。
优选地，所述油门信号转换器为电子油门踏板。
优选地，所述油门马达通过软轴与所述电子油门踏板的踏板传动连接。
优选地，所述信号转换模块设有转速信号转换器，所述转速信号转换器的输入端连接于所述发动机控制器的输出端、输出端连接于所述整车控制器的输入端。
优选地，所述转速信号转换器为能够将转速信号转换为脉冲信号的转速信号转换器。
优选地，所述整车控制器通过油门马达控制器控制所述油门马达。
为实现上述第二目的，本发明提供一种工程机械，包括发动机和油门控制装置，所述发动机为电控发动机，所述油门控制装置为上述任一项所述的油门控制装置。
优选地，所述整车控制器安装于驾驶室，所述油门马达和信号转换模块安装于发动机舱室。
优选地，具体为挖掘机。
本发明提供的油门控制装置设有信号转换模块，所述信号转换模块设有油门信号转换器，采用油门信号转换器进行接口衔接，解决了电控发动机与原整车控制系统信号接口不兼容的技术问题，在不改动原车控制系统的前提下，即可换装电控发动机，使得电控发动机取代机械泵式发动机简单易行，具有结构合理、成本低、控制精度高等优点，为发动机系统向非道路国三升级提供了可靠的技术保障。
在一种优选的方案中，所述信号转换模块设有转速信号转换器，所述转速信号转换器的输入端连接于所述发动机控制器的输出端、输出端连接于所述整车控制器的输入端。所述转速信号转换器通过数据总线将发动机控制器中的转速信号转换为整车控制器能够识别的信号，继而输入整车控制器，可实现转速的闭环精确控制。
本发明提供的工程机械设有所述油门控制装置，由于所述油门控制装置具有上述技术效果，设有该油门控制装置的工程机械也应具备相应的技术效果。
附图说明
图1为现有液压挖掘机油门控制系统的控制框图；
图2为本发明所提供油门控制装置的一种具体实施方式的结构框图。
图1中：
1.显示屏2.CPU主板3.控制旋钮4.电位计5.油门电机6.油门拉线
图2中：
11.整车控制器12.油门马达控制器13.油门马达14.电子油门踏板15.发动机控制器16.发动机17.转速转换器18.软轴
具体实施方式
本发明的核心是提供一种油门控制装置。该装置具有信号转换功能，可有效解决电控发动机取代机械泵式发动机过程中，电控发动机与原整车控制系统信号接口不兼容的技术问题。
本发明的另一核心是提供一种设有所述油门控制装置的工程机械。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面以挖掘机为例，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2，图2为本发明所提供油门控制装置的一种具体实施方式的结构框图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的油门控制装置主要由整车控制器11、油门马达控制器12、油门马达13、电子油门踏板14、发动机控制器15、发动机16及转速转换器17等组成。
整车控制器11安装在挖掘机驾驶室，根据选择的工作模式（H\S\L等）和工作档位（一般共计11档），通过内部的控制程序进行挖掘机工作转速范围的计算，即确定相应的油门位置信号。
油门马达控制器12安装在发动机舱室，主要将整车控制器11的油门位置信号转换为驱动油门马达13的驱动信号。
油门马达13安装在发动机舱室，主要将油门马达控制器12的驱动信号转换为相应的软轴实际位置输出量。
电子油门踏板14与转速信号转换器17共同构成信号转换模块，此模块安装在发动机舱室。其中，油门马达13通过软轴18（或拉线）与电子油门踏板14的踏板传动连接，电子油门踏板14的输出端连接于发动机控制器15的输入端，将油门马达13输出的位置量转换为电控发动机16能识别的电压信号；同时转速信号转换器17通过总线将发动机控制器15中的转速信号转换为整车控制器11能够识别的脉冲信号，继而输入整车控制器11。
发动机控制器15安装在发动机16上，主要是按照给定的转速控制信号，计算发动机的喷油量、喷油提前角等，实现发动机转速闭环控制。
其工作原理如下：
整车控制器11根据选择的工作模式（H\S\L等）和工作档位（一般共计11档），计算出挖掘机工作转速范围，即确定相应的油门位置信号；油门马达控制器12将其转换为驱动油门马达13的驱动信号；油门马达13将油门马达控制器12的驱动信号转换为相应的软轴实际位置输出量；电子油门踏板14将油门马达软轴输出的位置量转换为电控发动机16能识别的电压信号；而转速信号转换器17通过总线将发动机控制器15中的转速信号转换为整车控制器11能够识别的脉冲信号，继而输入整车控制器11，实现转速的闭环精确控制。
该装置采用油门信号转换器进行接口衔接，解决了电控发动机与原整车控制系统信号接口不兼容的技术问题，在不改动原车控制系统的前提下，即可换装电控发动机，使得电控发动机取代机械泵式发动机简单易行，为发动机系统向非道路国三升级提供了可靠的技术保障。
上述油门控制装置仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，油门信号转换器可采用其他能够将位置量转换为电压信号的传感器等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
由于具有结构合理、成本低、控制精度高等优点，因此上述油门控制装置可广泛应用在以电控发动机为主要配置的挖掘机动力系统中。
除了上述油门控制装置，本发明还提供一种工程机械，包括发动机和油门控制装置，所述发动机为电控发动机，所述油门控制装置为上文所述的油门控制装置。
具体地，所述工程机械为挖掘机，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的油门控制装置及工程机械进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种油门控制装置，包括整车控制器、油门马达以及发动机控制器，其特征在于，进一步包括信号转换模块，所述信号转换模块设有油门信号转换器，其输入端与所述油门马达相连接，输出端连接于所述发动机控制器的输入端；
所述油门信号转换器为能够将所述油门马达输出的位置信号转换为电信号的油门信号转换器；
所述油门信号转换器为电子油门踏板。
2.根据权利要求1所述的油门控制装置，其特征在于，所述油门马达通过软轴与所述电子油门踏板的踏板传动连接。
3.根据权利要求1或2所述的油门控制装置，其特征在于，所述信号转换模块设有转速信号转换器，所述转速信号转换器的输入端连接于所述发动机控制器的输出端、输出端连接于所述整车控制器的输入端。
4.根据权利要求3所述的油门控制装置，其特征在于，所述转速信号转换器为能够将转速信号转换为脉冲信号的转速信号转换器。
5.根据权利要求4所述的油门控制装置，其特征在于，所述整车控制器通过油门马达控制器控制所述油门马达。
6.一种工程机械，包括发动机和油门控制装置，其特征在于，所述发动机为电控发动机，所述油门控制装置为上述权利要求1至5任一项所述的油门控制装置。
7.根据权利要求6所述的工程机械，其特征在于，所述整车控制器安装于驾驶室，所述油门马达和信号转换模块安装于发动机舱室。
8.根据权利要求6或7所述的工程机械，其特征在于，具体为挖掘机。
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