CN104024606A - 施工机械的发动机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于施工机械的发动机控制系统，其可在诸如挖掘机等的操作过程中当附接装置等违背操作者意图发生故障时强制停止发动机的驱动。该发动机控制系统包括确定先导信号压力是否超过第一设定压力的第一步骤，当用于分别操作附接装置、回转装置和行进装置的操作杆和行进踏板中的至少一个操作时检测先导信号压力；以及确定主液压泵出口侧上的压力是否超过第二设定压力的第二步骤，其中，如果在第一步骤中检测到的先导信号压力不超过第一压力，并且在第二步骤中检测到的主液压泵的压力超过第二压力，则发动机的驱动借助于来自控制器的控制信号强制停止。

Description

施工机械的发动机控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于施工机械的发动机控制系统。更具体地，本发明涉及一种用于施工机械的发动机控制系统，其可在诸如挖掘机等施工机械的操作过程中当附接装置等违背操作者意图发生故障时强制停止发动机的驱动。
背景技术
如图1所示，本发明应用到其上的挖掘机的液压回路包括
液压泵1，其连接到发动机(未示出)；
附接装置2，如斗杆，其连接到液压泵1和行进马达3；
操作杆(RCV杆)4和行进踏板(RCV踏板)5，其输出与操作者的操作量成正比的控制信号；
主控制阀(MCV)6，其安装在液压泵1与附接装置2之间的流动路径和液压泵1与行进马达3之间的流动路径中，以当相应的阀芯切换时控制附接装置2和行进马达3的启动、停止和换向；以及
控制器(ECU)7，其根据操作杆4或行进踏板5的操作控制液压泵1的排出流量。
在具有上述液压回路的挖掘机中，当操作者操作操作杆4时由先导泵(未示出)提供的先导信号压力通过操作杆4切换用于主控制阀6的附接装置的阀芯8。通过这样，从液压泵1提供的液压流体通过阀芯提供给动臂油缸，以驱动附接装置，如动臂、斗杆或铲斗。
另外，如果操作者按压行进踏板5，先导信号压力通过踏板5切换主控制阀6的行进阀芯8。通过这样，由从液压泵1提供的液压流体驱动左侧和右侧行进马达。
另一方面，如果操作杆4或行进踏板5操作和切换到中性位置，以使设备的行进或操作临时停止，则提供到主控制阀6的相应阀芯的先导信号压力中断，从而使阀芯返回到中性位置。通过这样，从液压泵1排出的液压流体返回到液压箱10，从而使诸如斗杆的附接装置变得不能操作。
另一方面，在由于外来物质或其他损坏发生主控制阀6的阀芯阻塞的情况下，主控制阀6的阀芯保持在切换状态下，即使操作者将操作杆4切换到中性位置以停止设备的操作。由于这样，液压泵1与附接装置2之间的流动路径保持打开，从而使从液压泵1排出的液压流体沿流动路径连续地提供到附接装置2。因此，设备的附接装置，如动臂，继续行进或回转操作。
如上所述，如果主控制阀6的阀芯处于特定条件下(例如，如果发生阀芯阻塞或阀劣化)，则设备可能不管操作者的意图如何而发生故障，并且这可能导致设备周围的另一操作者或建筑连带损坏。
发明内容
技术问题
因此，本发明实施例涉及一种用于施工机械的发动机控制系统，其在设备的操作过程中操作杆切换到中性位置的状态下，当附接装置等由于诸如主控制阀阀芯阻塞等意想不到的原因发生故障时，可强制停止发动机的驱动，从而可防止连带损坏，所述连带损坏可能由违背操作者的意图而发生的设备故障所引起。
技术方案
根据本发明的方面，一种用于施工机械的发动机控制系统，
所述施工机械包括下部驱动结构、安装在下部驱动结构上的上部回转结构、安装在上部回转结构上的附接装置、连接到发动机的主液压泵、用于检测主液压泵出口侧上的压力的检测装置、用于检测附接装置、行进装置和回转装置是否操作的检测装置、主控制阀、以及控制器，
所述用于施工机械的发动机控制系统包括确定先导信号压力是否超过第一设定压力的第一步骤，所述先导信号压力是当操作杆和行进踏板中的至少一个操作时检测到的，操作杆和行进踏板用于分别操作附接装置、回转装置和行进装置；以及
确定主液压泵出口侧上的压力是否超过第二设定压力的第二步骤，
其中，如果在第一步骤中检测到的先导信号压力不超过第一压力，并且在第二步骤中检测到的主液压泵的压力超过第二压力，则发动机的驱动借助于来自控制器的控制信号强制停止。
根据本发明的方面的发动机控制系统，可进一步包括压力传感器，
所述压力传感器组装在用于测量压力的端口上，所述压力形成在主液压泵的壳体上，所述压力传感器作为用于检测主液压泵出口侧上的压力的装置。
根据本发明的方面的发动机控制系统，可进一步包括压力传感器，
所述压力传感器组装在用于测量压力的端口上，所述端口安装在用于连接主液压泵和主控制阀的液压管上，所述压力传感器作为用于检测主液压泵出口侧上的压力的装置。
根据本发明的方面的发动机控制系统，可进一步包括压力传感器，
所述压力传感器组装在压力测量端口上，所述压力测量端口安装在主控制阀连接到主液压泵的连接流动路径上，所述压力传感器作为用于检测主液压泵出口侧上的压力的装置。
根据本发明的方面的发动机控制系统，可进一步包括压力传感器，所述压力传感器检测输入到主控制阀的阀芯的先导信号压力，并将检测信号传输到控制器，
所述压力传感器作为用于当操作杆和行进踏板中的至少一个操作时检测操作的装置，所述操作杆和所述行进踏板用于分别操作附接装置、回转装置和行进装置。
根据本发明的方面的发动机控制系统，可进一步包括压力开关，所述压力开关打开/关闭，以当输入到主控制阀的阀芯的先导信号压力达到预定压力时产生信号，
所述压力开关作为用于当操作杆和行进踏板中的至少一个操作时检测操作的装置，所述操作杆和所述行进踏板用于分别操作附接装置、回转装置和行进装置。
用于分别操作附接装置、回转装置和行进装置的操作杆和行进踏板可根据它们的操作输出电信号值；
并且用于检测用于分别操作附接装置、回转装置和行进装置的操作杆和行进踏板是否操作的装置可根据从其输出的电信号值检测它们的操作，并且可以将检测信号传输到控制器。
有益效果
如以上根据本发明配置的用于施工机械的发动机控制系统具有以下优点。
如果在设备的操作过程中操作杆切换到中性位置的状态下，附接装置等由于主控制阀的阀芯阻塞或劣化违背操作者的意图而发生故障，则发动机的驱动被强制停止，从而可防止由设备的故障而引起的周围操作者或建筑物的损坏和由于设备的损坏而产生的财产损失。
附图说明
图1是本发明应用到其上的挖掘机的液压系统的液压回路图；以及
图2是示出根据本发明实施例的用于施工机械的发动机控制系统的流程图。
附图参考符号说明
1:液压泵
2:附接装置
3:行进马达
4:操作杆
5:行进踏板
6:主控制阀
7:控制器
8:用于附接装置的阀芯
9:行进阀芯
10:液压箱
11,12,13:压力传感器
具体实施方式
下文中将结合附图详细描述本发明的优选实施例。在说明书中所限定的物质，例如具体的结构和元件，仅仅是为帮助本领域普通技术人员全面理解本发明而提供的具体细节，而本发明并不限于下文中所公开的实施例。
根据如图1和2所示的本发明实施例，一种用于施工机械的发动机控制系统，
所述施工机械包括下部驱动结构、安装在下部驱动结构上的上部回转结构、安装在上部回转结构上的附接装置、连接到发动机的主液压泵、用于检测主液压泵出口侧上的压力的检测装置、用于检测附接装置、行进装置和回转装置是否操作的检测装置、主控制阀、以及控制器(ECU)，
所述用于施工机械的发动机控制系统包括确定先导信号压力是否超过第一设定压力的第一步骤S100，所述先导信号压力是当操作杆(RCV杆)4和行进踏板(RCV踏板)5中的至少一个操作时检测到的，操作杆(RCV杆)4和行进踏板(RCV踏板)5用于分别操作附接装置2、包括回转马达的回转装置(未示出)、和包括行进马达3的行进装置；
以及确定主液压泵1出口侧上的压力是否超过第二设定压力的第二步骤S200，
其中，如果在第一步骤S100检测到的先导信号压力不超过第一压力，并且在第二步骤S200检测到的主液压泵1的压力超过第二压力，则发动机的驱动借助于来自控制器7的控制信号强制停止。
发动机控制系统可进一步包括压力传感器，
所述压力传感器组装在用于测量压力的端口上，所述压力形成在主液压泵1的壳体(未示出)上，所述压力传感器作为用于检测主液压泵1出口侧上的压力的装置。
发动机控制系统可进一步包括压力传感器，
所述压力传感器组装在用于测量压力的端口上，所述端口安装在用于连接主液压泵1和主控制阀(MCV)6的液压管上，所述压力传感器作为用于检测主液压泵1出口侧上的压力的装置。
发动机控制系统可进一步包括压力传感器，
所述压力传感器组装在压力测量端口上，所述压力测量端口安装在主控制阀6连接到主液压泵1的连接流动路径上，所述压力传感器作为用于检测主液压泵1出口侧上的压力的装置。
发动机控制系统可进一步包括压力传感器，所述压力传感器作为用于当操作杆4和行进踏板5中的至少一个操作时检测操作的装置，操作杆4和行进踏板5用于分别操作附接装置2、回转装置和行进装置，
所述压力传感器检测输入到主控制阀1的阀芯的先导信号压力，并将检测信号传输到控制器(ECU)7。
发动机控制系统可进一步包括压力开关，所述压力开关作为用于当操作杆4和行进踏板5中的至少一个操作时检测操作的装置，操作杆4和行进踏板5用于分别操作附接装置2、回转装置和行进装置，
所述压力开关打开/关闭，以当输入到主控制阀1的阀芯的先导信号压力达到预定压力时产生信号。
用于分别操作附接装置2、回转装置和行进装置的操作杆4和行进踏板5可根据它们的操作输出电信号值，
并且用于检测用于分别操作附接装置2、回转装置和行进装置的操作杆4和行进踏板5是否操作的装置可根据从其输出的电信号值检测它们的操作，并且可以将检测信号传输到控制器7。
在下文将结合附图详细描述根据本发明实施例的用于施工机械的发动机控制系统的使用示例。
当挖掘机的附接装置操作时，主控制阀6的阀芯切换，并且其打开压力是大约6kgf/cm2，所述打开压力可根据设备的种类或相应的液压致动器(用于动臂、斗杆、铲斗和行进马达)略有差异。即，即使在操作杆4或行进踏板5在初始阶段轻微地操作的情况下，输入到主控制阀6的阀芯的先导信号压力P变成大约6kgf/cm2或更小。由此，主控制阀6的阀芯不打开，从而诸如动臂的附接装置不驱动。
另外，在液压致动器不驱动的情况下，主液压泵1的排出流量全部返回到液压箱10。在此情况下，仅线性阻力存在，从而先导信号压力典型地变成大约10kgf/cm2或更小。
由用于检测主液压泵1出口侧上的压力的压力传感器11、用于根据行进踏板5的操作检测先导信号压力的压力传感器13、以及用于根据操作杆4的操作检测先导信号压力的压力传感器12检测到检测信号传输到控制器7。
在考虑设备振动施加的影响，由压力传感器12和13根据操作杆4或行进踏板5的操作检测到的压力值等于或小于3kgf/cm2的情况下(在此情况下，确定操作者无意操作设备)，在由用于检测主液压泵1的压力的压力传感器11检测到的压力值等于或大于20kgf/cm2的情况下，或在上述两个条件同时满足的情况下，控制器7强制输出控制信号，以停止发动机的驱动。通过这样，可防止由于不管操作者的意图如何而发生故障所产生的连带损坏。
如图1和2所示，确定由压力传感器12和13检测到的、输入到主控制阀6的阀芯的先导信号压力是否等于或大于3kgf/cm2。如果先导信号压力小于3kgf/cm2，则控制器7进入下一步骤(见S200)，而如果先导信号压力超过3kgf/cm2，则控制器7保持发动机操作(见S100)。
即，如果输入到主控制阀6的阀芯的先导信号压力小于3kgf/cm2，并且主液压泵1出口侧上的压力大于20kgf/cm2，
则控制器7确定主控制阀6处于特定条件，如阀芯阻塞，并将控制信号强制输出到发动机驱动部分，以使发动机停止。相反，如果输入到主控制阀6的阀芯的先导信号压力小于3kgf/cm2，并且主液压泵1出口侧上的压力小于20kgf/cm2，则控制器7保持发动机驱动。
参见图2的流程图，描述设备的正常驱动状态和发动机驱动的关闭。
A)如果输入到主控制阀6的先导信号压力大于3kgf/cm2，则控制器7保持设备的正常操作状态。
B)如果输入到主控制阀6的阀芯的先导信号压力小于3kgf/cm2，并且主液压泵1的压力大于20kgf/cm2，则控制器7强制关闭发动机的驱动。
C)如果输入到主控制阀6的阀芯的先导信号压力小于3kgf/cm2，并且主液压泵1的压力小于20kgf/cm2，则控制器7保持设备的正常操作状态。
即，在A)和C)的情况下，控制器7保持设备的正常操作状态，而在B)的情况下，控制器7确定设备发生故障，并强制停止发动机的驱动。
工业应用性
根据具有上述构造的本发明，如果在设备的操作过程中操作杆切换到中性位置的情况下，附接装置由于诸如阀芯阻塞的意想不到的原因发生故障，则发动机的驱动被强制停止，从而可防止设备的损坏和生命损失，其中生命损失可能归因于由于违背操作者的意图而发生故障所引起的设备翻覆。

Claims (7)

1.一种用于施工机械的发动机控制系统，所述施工机械包括下部驱动结构、安装在所述下部驱动结构上的上部回转结构、安装在所述上部回转结构上的附接装置、连接到发动机的主液压泵、用于检测所述主液压泵出口侧上的压力的检测装置、用于检测所述附接装置、行进装置和回转装置是否操作的检测装置、主控制阀、以及控制器，所述发动机控制系统包括：
确定先导信号压力是否超过第一设定压力的第一步骤，当操作杆和行进踏板中的至少一个操作时检测所述先导信号压力，所述操作杆和所述行进踏板用于分别操作所述附接装置、所述回转装置以及所述行进装置；以及
确定所述主液压泵出口侧上的压力是否超过第二设定压力的第二步骤，
其中，如果在所述第一步骤中检测到的先导信号压力不超过所述第一压力，并且在所述第二步骤中检测到的主液压泵的压力超过所述第二压力，则发动机的驱动借助于来自所述控制器的控制信号强制停止。
2.如权利要求1所述的发动机控制系统，进一步包括压力传感器，所述压力传感器组装在用于测量压力的端口上，所述压力形成在所述主液压泵的壳体上，所述压力传感器作为用于检测所述主液压泵出口侧上的压力的装置。
3.如权利要求1所述的发动机控制系统，进一步包括压力传感器，所述压力传感器组装在用于测量压力的端口上，所述端口安装在用于连接所述主液压泵和所述主控制阀的液压管上，所述压力传感器作为用于检测所述主液压泵出口侧上的压力的装置。
4.如权利要求1所述的发动机控制系统，进一步包括压力传感器，所述压力传感器组装在压力测量端口上，所述压力测量端口安装在所述主控制阀连接到所述主液压泵的连接流动路径上，所述压力传感器作为用于检测所述主液压泵出口侧上的压力的装置。
5.如权利要求1所述的发动机控制系统，进一步包括压力传感器，所述压力传感器检测输入到所述主控制阀的阀芯的先导信号压力，并将检测信号传输到所述控制器，所述压力传感器作为用于当所述操作杆和所述行进踏板中的至少一个操作时检测操作的装置，所述操作杆和所述行进踏板用于分别操作所述附接装置、所述回转装置和所述行进装置。
6.如权利要求1所述的发动机控制系统，进一步包括压力开关，所述压力开关打开/关闭，以当输入到所述主控制阀的阀芯的先导信号压力达到预定压力时产生信号，所述压力开关作为用于当所述操作杆和所述行进踏板中的至少一个操作时检测操作的装置，所述操作杆和所述行进踏板用于分别操作所述附接装置、所述回转装置和所述行进装置。
7.如权利要求1所述的发动机控制系统，其中，用于分别操作所述附接装置、所述回转装置和所述行进装置的所述操作杆和所述行进踏板根据它们的操作输出电信号值，并且
检测所述操作杆和所述行进踏板是否操作的装置根据从它们输出的所述电信号值检测它们的操作，并将检测信号传输到所述控制器，其中所述操作杆和所述行进踏板用于分别操作所述附接装置、所述回转装置和所述行进装置。
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