CN103080429B - 工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于检测设置于工程机械的过滤器(6)的网眼堵塞的装置，该装置即使在寒冷时也能够确保必要的检测频率，并且能够维持在通常温度下的高的检测精度。该装置具备：温度检测器(10)，检测流经过滤器(6)的工作油的温度；压力检测器(11)，检测作用于过滤器(6)的压力；以及控制器(9)，基于检测的压力进行网眼堵塞检测。控制器(9)仅在工作油温度为作为允许过滤器网眼堵塞的检测的温度的最低值而规定的规定温度以上时，基于压力检测器(11)检测到的压力进行判定过滤器(6)是否处于网眼堵塞状态的网眼堵塞检测，并且，根据发动机起动前的工作油温度即初期油温变更所述规定温度，该初期油温越低，则越将所述规定温度向降低方向变更。

Description

工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置

技术领域

本发明涉及用于检测在液压挖掘机等工程机械中过滤工作油的过滤器的网眼堵塞的过滤器网眼堵塞检测装置。

背景技术

一直以来，作为用于检测设置于工程机械的过滤器的网眼堵塞的装置，专利文献1中所公示的装置已为公众所知。该装置检测过滤器前后的压差，并于该压差在设定值以上时判定为网眼堵塞状态。

在该装置中，一旦所述工作油的温度变化，则该工作油的动态黏度变化，并影响所述过滤器前后的压差。因此，为了提高所述过滤器的网眼堵塞的检测精度，较为理想的是，管理工作油温度。因此，在所述专利文献1中所记载的装置还具备油温传感器和控制机构，油温传感器检测工作油温度，控制机构在油温传感器检测到的工作油温度比预先规定的温度(适于网眼堵塞检测的温度，例如50℃以上)低时，进行使电磁安全阀动作等使工作油温度上升的升温处理，从而将该工作油温度控制在基准范围内。

但是，在该装置中，在寒冷时(特别是在寒冷地区的冬季)有可能产生即使进行所述升温处理，油温也无法上升至规定温度的情况。在此时，无法执行网眼堵塞的检测。这样有可能降低网眼堵塞检测的频率，并招致检测遗漏。

专利文献1：日本专利公开公报特开2004-337668号

发明内容

作为提高所述网眼堵塞的检测的频率的对策，本发明的发明人对于扩宽如专利文献1中所记载的基准范围即允许网眼堵塞的检测的允许温度范围，具体而言，以所述寒冷时作为基准而较低设定允许温度进行了探讨。但是，这样单纯的允许温度范围的扩大招致寒冷时以外的通常温度下的检测精度的降低。

本发明的目的在于提供一种用于检测设置于工程机械的过滤器的网眼堵塞的装置，该装置即使在寒冷时也能够确保必要的检测频率，并且能够维持在通常温度下的高检测精度。该装置设置于工程机械，用于检测设置于所述工程机械的所述过滤器的网眼堵塞，所述工程机械具备：发动机；由所述发动机驱动的液压泵；由从所述液压泵喷出的工作油驱动的液压致动器；以及设置于用于使从所述液压泵喷出的工作油返回油箱的返回管路，并过滤在所述返回管路中流动的工作油的过滤器，所述检测装置包括：油温检测器，检测所述工作油的温度；压力检测器，检测作用于所述过滤器的压力；以及控制器，基于由所述压力检测器检测的压力进行网眼堵塞检测。所述控制器具有网眼堵塞检测部和规定温度设定部，所述网眼堵塞检测部仅在工作油温度为作为允许过滤器网眼堵塞的检测的温度的最低值而规定的规定温度以上时，基于所述压力检测器检测到的压力进行判定所述过滤器是否处于网眼堵塞状态的网眼堵塞检测，所述规定温度设定部根据发动机起动前的工作油温度即初期油温变更所述规定温度，该初期油温越低，则越将所述规定温度向降低方向变更。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的工程机械的液压回路和用于检测设置于其中的过滤器的网眼堵塞的装置的图。

图2是用于说明根据同装置的网眼堵塞检测动作的流程图的前半部分。

图3是所述流程图的后半部分。

具体实施方式

图1表示本发明的实施方式所涉及的工程机械的液压回路和用于检测设置于其中的过滤器的网眼堵塞的装置的回路结构。

所述工程机械具备：可变容量型的液压泵1；发动机2；控制阀4；液压致动器(在图例中为液压缸)5；遥控阀3，作为为了使该液压致动器动作而操作的操作装置；过滤器6；旁通止回阀7；泵调节器8，用于调整所述液压泵1的喷出流量；以及控制器9，控制该泵调节器8。所述液压泵1由所述发动机2驱动，并喷出油箱T内的工作油。该喷出的工作油穿过所述控制阀4且被供应至所述液压致动器5，并使该液压致动器5动作，所述控制阀4由所述遥控阀3操作。从所述液压致动器5排出的工作油穿过所述控制阀4进而穿过过滤器6，并返回至所述油箱T。所述旁通止回阀7与所述过滤器6并联地连接，在该过滤器6完全地网眼堵塞时开阀以释放油至油箱T。

在该工程机械中，还具备用于检测所述过滤器6的网眼堵塞的装置。该装置具备：温度检测器即油温传感器10，输出与通过所述过滤器6的工作油的温度对应的温度检测信号；压差开关11，作为根据过滤器6的前后的压差进行打开/关闭动作的压力检测器；网眼堵塞判定部以及规定温度设定部，包含于所述控制器9；以及显示装置12。来自所述油温传感器10的温度检测信号以及压差开关11的打开/关闭信号输入至所述控制器9。所述压差开关11进行动作，从而使在所述过滤器6的前后的压差为预先设定的基准值以上时输出打开的信号，除此以外变成关闭。所述基准值设定成在预先设定的规定流量的工作油流至过滤器6时一旦所述压差为所述基准值以上就能判定过滤器6正发生网眼堵塞的值。所述显示装置12基于所述控制器9输出的判定信号而显示“正常”“异常”的判定结果。该显示包含例如以监视器画面的显示或蜂鸣器的动作所产生的警告。

所述遥控阀3包含由操作者操作的杆，对应该杆的操作产生先导压并将该先导压输送至所述控制阀4，从而使该控制阀4动作。在包含该遥控阀3的液压回路中，设置有检测所述先导压的压力传感器13、14。这些压力传感器13、14作为将所述杆的操作内容变换成电信号的操作检测器发挥功能，并且该电信号即操作检测信号输入至控制器9。

另外，在该工程机械中，设置有输出用于起动/停止所述发动机2的开关信号的发动机钥匙开关15，该开关信号也输入至所述控制器9。

所述控制器9基于所述发动机钥匙开关15输出的开关信号、压力传感器13、14输出的操作检测信号以及压差开关11输出的开关信号，控制泵调节器8并且进行过滤器6的网眼堵塞的检测。具体而言，该控制器9具有网眼堵塞检测部和规定温度设定部，网眼堵塞检测部仅在被检测的工作油温度为作为允许过滤器网眼堵塞的检测的温度的最低值而规定的规定温度以上时，基于压差开关11的输出信号判定所述网眼堵塞状态，规定温度设定部根据发动机2起动前的工作油温度即初期油温变更所述规定温度，该初期油温越低，则越将所述规定温度向降低方向变更。

接下来，参照图2、图3的流程图，说明该控制器9具体进行的动作的内容。

在图2的步骤S1中，控制器9在发动机钥匙开关15进行开操作以使发动机2起动的时刻，即发动机钥匙开关15的输出信号切换至开的时刻，记录温度传感器10检测的工作油温度即初期油温Ti。

在步骤S2中，控制器9判定所述初期油温Ti是在设定值(例如-5℃)以上还是未达到，在设定值以上时，将应该允许过滤器网眼堵塞检测的工作油的温度的下限值即规定温度Tr设定成第一规定温度(例如50℃)，在设定值未达到时，将所述规定温度Tr设定成低于所述第一规定温度的第二规定温度(例如30℃)。

在步骤S3中，控制器9判定现在检测的工作油温度是否达到规定温度Tr。由于在未达到规定温度Tr时(步骤S3中为否)还不应该进行网眼堵塞判定，所以在步骤S4中，用于允许网眼堵塞判定的判定允许标志设成关闭。另一方面，在达到规定温度Tr时(步骤S3中为是)，在步骤S5中，控制器9判定遥控阀3的杆是否操作。在该杆操作时(在步骤S5中为否)，在作业中不应该进行网眼堵塞判定，此时也将所述判定允许标志设成关闭。另一方面，在该杆未操作时(在步骤S5中为是)，由于未在作业中，所以进行网眼堵塞判定亦可，将所述判定允许标志设成打开(步骤S6)。

在图3的步骤S7中，控制器9判断判定允许标志是否为打开，且仅在打开时(步骤S7中为是)进行以下的网眼堵塞检测。

首先，控制器9在步骤S8中，开始对于检测动作时间即持续进行网眼堵塞检测的时间的计时，同时将泵喷出量设定成适于网眼堵塞检测的规定流量(例如，泵最大喷出量)，并指示泵调节器8。

在步骤S9中，控制器9判定压差开关11是否为打开，且仅在打开时(在步骤S9中为是)开始对压差开关11的打开状态所持续的时间进行计时(步骤S10)。并且，在步骤S11、S12中，分别判定所述检测动作时间以及压差开关打开时间是否超过预先设定的检测所需时间以及网眼堵塞判定时间，在均超过时(步骤S11、S12中均为是)，判定过滤器6处于网眼堵塞状态即异常(步骤S13)。另一方面，在压差开关打开时间未达到网眼堵塞判定时间时(步骤S12中为否)判定为非网眼堵塞状态即正常(步骤S14)。

控制器9在所述判定后在步骤S15中将判定完成标志设成打开，并且分别将对于检测动作时间以及压差开关打开时间的计时复位。并且，在步骤S16中将“正常”或“异常”的判定结果显示在显示机构12上。由此，过滤器网眼堵塞检测结束。

而且，在步骤S7、S11中为否时，返回至步骤S3，且在步骤S9中为否(压差开关关闭)时转移到步骤S11。

以该方式，控制器9根据发动机起动前的初期油温Ti变更规定温度Tr即应该允许网眼堵塞检测的工作油温度的下限值，在该初期油温Ti低时向比高时下降的方向变更规定温度Tr，从而在寒冷时也能够确保必要的网眼堵塞检测频率。并且，由于在初期油温Ti高时(例如通常温度时)提高规定温度，能够提高此时的检测精度。即，在寒冷时也能够确保必要的检测频率，并且能够维持在通常温度下的高的检测精度。

而且，在初期油温Ti未达到设定值时，由于规定温度Tr变成低于第一规定温度的第二规定温度，尽管规定温度Tr相比第一规定温度时检测精度变低，但如果该第二规定温度是以上例示的30℃左右，则能够确保必要的检测频率，并且能够将检测误差控制在不对实际产生影响的程度。

并且，该实施方式所涉及的装置起到以下效果。

(a)由于进行网眼堵塞检测的期间被限定在遥控阀3未操作时即作业停止时，所以能够在不对作业产生影响的范围内进行过滤器的网眼堵塞检测。并且，在网眼堵塞检测中(图3的步骤S11中变成否的期间)，在遥控阀3的操作开始的时刻(在图2的步骤S5中为否)，在步骤S4中判定允许标志被切换至关闭且使网眼堵塞检测中断，所以阻止了基于因该操作而引起的过滤器前后的压力的变动而进行误检测。

(b)由于控制器9在让液压泵1喷出规定流量的状态(图3的步骤S8)下进行网眼堵塞检测，通过将适于检测的流量设定成规定流量，能够提高检测精度。并且，由于持续一定时间流动规定流量(步骤S11)，更加提高检测精度。另外，伴随所述网眼堵塞检测的中断而使泵喷出量返回至对应于操作的值，即返回至通常的流量控制，所以不存在以流量较多的状态进行操作而损害微操作性的担忧。

(c)由于使用开/关式的压差开关11作为压力检测器，因此压力检测器的成本较低。另外，由于在压差开关11的动作状态持续一定时间时判定为网眼堵塞状态(步骤S13)，能够防止在因网眼堵塞以外的原因引起压差开关11暂时性动作时误判定为网眼堵塞状态，并能够由此提高检测精度。

(d)在图3的步骤S15中设置判定完成标志，将对于发动机钥匙开关15的一次的开操作的网眼堵塞检测次数限制在一次，因而，尤其是在如所述实施方式般仅在遥控阀3的非操作时流动规定流量且进行网眼堵塞检测时，能够防止因在每个非操作时执行网眼堵塞检测而引起的明显的能量的损失。

另外，除了所述实施方式之外，本发明包含例如以下的实施方式。

(1)亦可仅在自前次的网眼堵塞检测结束时刻起测算得的经过时间为一定以上时允许下次的网眼堵塞检测，以使网眼堵塞检测频率不变得过度。

(2)所述实施方式所涉及的控制器9在一次的发动机钥匙开关打开操作中仅进行一次网眼堵塞检测，且在该一次检测动作中判定为“异常”时直接作出网眼堵塞状态这一最终判断，但也可以仅在通过因多次(例如三次)的发动机钥匙开关打开操作所引起的多次检测作用而连续地出现“异常”的判定时，作出是网眼堵塞状态的最终判断。

(3)所述实施方式所涉及的控制器9根据初期油温是在设定值以上还是未达到而从两种规定温度即第一以及第二两规定温度中选择规定温度，但对于初期油温也可设定三个以上的温度区域，并且对于各温度区域设定相互不同的三种类以上的规定温度。即，也可从预先设定的三种类以上的温度选择规定温度。或者，控制器9也可记录如前述般设定初期油温和规定温度的关系的表格，并基于该表格决定对应于初期油温的规定温度。

(4)在所述实施方式中，仅判定以及显示网眼堵塞状态的有无，但也可使用检测过滤器6的前后的压差的压力传感器作为压力检测器，且基于该压力传感器检测到的压差计算其网眼堵塞程度，而不仅是网眼堵塞状态的有无。并且，也可按次序或适时地表示该程度。

如以上所述，根据本发明，提供一种用于检测设置于工程机械的过滤器的网眼堵塞的装置，该装置即使在寒冷时也能够确保必要的检测频率，并且能够维持在通常温度下的高的检测精度。该装置是设置于工程机械并检测过滤器的网眼堵塞的装置，该工程机械具备：发动机；液压泵，由该发动机驱动；液压致动器，由从该液压泵喷出的工作油驱动；以及过滤器，设置于用于使从所述液压泵喷出的工作油返回油箱的返回管路，并过滤在该返回管路中流动的工作油，所述装置包括：油温检测器，检测所述工作油的温度；压力检测器，检测作用于所述过滤器的压力；以及控制器，基于由所述压力检测器检测的压力进行网眼堵塞检测。该控制器具有网眼堵塞检测部和规定温度设定部，该网眼堵塞检测部仅在工作油温度为作为允许过滤器网眼堵塞的检测的温度的最低值而规定的规定温度以上时，基于所述压力检测器检测到的压力进行判定所述过滤器是否处于网眼堵塞状态的网眼堵塞检测，该规定温度设定部根据发动机起动前的工作油温度即初期油温变更所述规定温度，该初期油温越低，则越将所述规定温度向降低方向变更。

该装置所涉及的规定温度设定部根据发动机起动前的初期油温变更作为允许网眼堵塞检测的工作油温度的下限值而设定的规定温度，该初期油温越低则越将所述规定温度向降低方向变更，从而在寒冷时也能够确保必要的过滤器网眼堵塞检测频率。另一方面，在初期油温高时(例如初期油温是通常温度时)，通过提高规定温度而能够维持适当的检测精度。

所述规定温度设定部既可记录对所述初期油温和所述规定温度的关系预先设定的表格，并且基于该表格决定对应于所述初期油温的规定温度，也可在所述初期油温在设定值(例如-5℃)以上时将所述规定温度设定成第一规定温度，并且在所述初期油温未达到所述设定值时将所述规定温度设定成低于所述第一规定温度的第二规定温度。在后者的情况中，简化了用于网眼堵塞检测的控制。

在本发明所涉及的过滤器网眼堵塞检测装置设置于例如还具备为了使所述液压致动器动作而操作的操作装置和检测该操作装置有无操作的操作检测器的工程机械时，较为理想的是，所述控制器仅在所述操作装置的非操作时进行所述网眼堵塞检测。以该方式将网眼堵塞检测的时期限制在操作装置的非操作时即作业停止时，从而能够在对作业不产生影响的范围内进行过滤器的网眼堵塞检测。

并且，所述控制器的网眼堵塞检测部如果在所述网眼堵塞检测中出现所述操作装置的操作时中断该网眼堵塞检测，则防止基于因所述操作装置的操作而引起的所述过滤器前后的压力的变动而进行错误的网眼堵塞检测。

在所述工程机械中的液压泵是能够由泵调节器控制喷出流量的可变容量型的液压泵时，较为理想的是，所述控制器一边让所述液压泵以所述规定流量喷出所述工作油，一边进行所述网眼堵塞检测。在此，通过将所述规定流量设定成适于网眼堵塞检测的流量，提高检测精度。

并且，更理想的是，所述控制器使让所述液压泵以所述规定流量喷出所述工作油的状态持续一定时间，由此，进一步提高检测精度。

另外，在所述过滤器网眼堵塞检测装置设置于还具备操作所述液压致动器的操作装置和检测该操作装置有无操作的操作检测器的工程机械时，较为理想的是，所述控制器的网眼堵塞检测部仅在所述操作装置的非操作时进行所述网眼堵塞检测，且在所述网眼堵塞检测中出现所述操作装置的操作时，中断该网眼堵塞检测并向所述泵调节器指示对应于该操作的泵喷出量。在该装置中，在操作装置的非操作时以规定流量流动工作油并进行网眼堵塞检测，除了在出现操作时中断网眼堵塞检测之外，还与该中断一同地将泵喷出量返回至对应于操作的值即通常的流量控制，防止因以流量较多的状态进行操作而引起的微操作性的损害。

较为理想的是，所述压力检测器包含在所述过滤器前后的压差为表示网眼堵塞状态的网眼堵塞基准值以上时动作的开关式的低成本的压差开关。此时，所述控制器的网眼堵塞检测部能够在该压差开关动作时判定所述过滤器为网眼堵塞状态。此时，更理想的是，所述控制器的网眼堵塞检测部能够在所述压差开关持续动作一定时间时判定为网眼堵塞状态。该情况能够防止在因网眼堵塞以外的原因而引起的压差开关暂时性动作时误判定为网眼堵塞状态，由此，有助于进一步提高检测精度。

另外，较为理想的是，所述控制器的网眼堵塞检测部对于使所述发动机起动的钥匙开关的一次开操作仅进行一次所述网眼堵塞检测。以该方式，发动机钥匙开关的每一次开操作的网眼堵塞检测次数限制成一次，尤其是在操作装置的非操作时流动规定流量且进行网眼堵塞检测时，能够抑制因过度地执行网眼堵塞检测而引起的能量的损失。

Claims (10)

1. 一种工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，用于检测设置于所述工程机械的所述过滤器的网眼堵塞，所述工程机械具备：发动机；由该发动机驱动的液压泵；由从该液压泵喷出的工作油驱动的液压致动器；以及设置于用于使从所述液压泵喷出的工作油返回油箱的返回管路，并过滤在该返回管路中流动的工作油的过滤器，其特征在于，所述检测装置包括：

油温检测器，检测所述工作油的温度；

压力检测器，检测作用于所述过滤器的压力；以及

控制器，基于由所述压力检测器检测的压力进行网眼堵塞检测，其中，

所述控制器具备网眼堵塞检测部和规定温度设定部，所述网眼堵塞检测部仅在工作油温度为作为允许过滤器网眼堵塞的检测的温度的最低值而规定的规定温度以上时，基于所述压力检测器检测到的压力进行判定所述过滤器是否处于网眼堵塞状态的网眼堵塞检测，所述规定温度设定部根据发动机起动前的工作油温度即初期油温变更所述规定温度，该初期油温越低，则越将所述规定温度向降低方向变更。

2. 根据权利要求1所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述控制器的规定温度设定部，在所述初期油温为设定值以上时将所述规定温度设定成第一规定温度，在所述初期油温未达到所述设定值时将所述规定温度设定成低于所述第一规定温度的第二规定温度。

3. 根据权利要求1所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述过滤器网眼堵塞检测装置设置于还具备操作所述液压致动器的操作装置和检测该操作装置有无操作的操作检测器的工程机械，所述控制器仅在所述操作装置的非操作时进行所述网眼堵塞检测。

4. 根据权利要求3所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述控制器的网眼堵塞检测部，在所述网眼堵塞检测中出现所述操作装置的操作时中断该网眼堵塞检测。

5. 根据权利要求1所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述过滤器网眼堵塞检测装置设置于所述液压泵是能够由泵调节器控制喷出流量的可变容量型的液压泵的工程机械，所述控制器一边让所述液压泵以所述规定流量喷出所述工作油一边进行所述网眼堵塞检测。

6. 根据权利要求5所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述控制器使让所述液压泵以所述规定流量喷出所述工作油的状态持续一定时间。

7. 根据权利要求5所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述过滤器网眼堵塞检测装置设置于还具备操作所述液压致动器的操作装置和检测该操作装置有无操作的操作检测器的工程机械，所述控制器的网眼堵塞检测部仅在所述操作装置的非操作时进行所述网眼堵塞检测，在所述网眼堵塞检测中出现所述操作装置的操作时，中断该网眼堵塞检测并向所述泵调节器指示对应于该操作的泵喷出量。

8. 根据权利要求1至7中任一项所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述压力检测器包含在所述过滤器前后的压差为表示网眼堵塞状态的网眼堵塞基准值以上时动作的压差开关，所述控制器的网眼堵塞检测部在该压差开关动作时判定所述过滤器为网眼堵塞状态。

9. 根据权利要求8所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述控制器的网眼堵塞检测部在所述压差开关持续动作一定时间时判定为网眼堵塞状态。

10. 根据权利要求1至7中任一项所述的工程机械的过滤器网眼堵塞检测装置，其特征在于：

所述控制器的网眼堵塞检测部，对于使所述发动机起动的钥匙开关的一次开操作仅进行一次所述网眼堵塞检测。