CN107120198B - 液压工程机械发动机排放控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液压工程机械发动机排放控制装置，所述发动机排放控制装置包括用于接收检测用户选择发来的自动模式选择信号或手动模式选择信号的检测模块、用于选择切换至自动模式或手动模式的主控制模块、用于控制发动机控制器启动或取消排放再生的排放再生控制模块、用于控制发动机转速的转速控制模块、用于在颗粒捕集器启动再生时切断的先导控制模块。所述发动机排放控制装置控制先导液压控制系统在颗粒捕集器启动执行排放再生时自动切断，提高了设备的安全性能，保证了操作人员的安全，也提高了再生效率。

Description

液压工程机械发动机排放控制装置及方法
技术领域
本发明涉及液压工程机械技术领域，具体涉及一种液压工程机械发动机排放控制装置及方法。
背景技术
随着国家排放法规的日益严格,世界各大发动机制造商纷纷推出了新阶段排放标准的发动机,新阶段排放标准的发动机(例如满足汽车尾气排放标准国Ⅳ、Ⅴ阶段的发动机)绝大部分均采用高压共轨电喷控制技术及冷却式废气再循环(Exhaust GasRecirculation,EGR)和带颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter，DPF)再生功能技术来满足法规要求，其本质区别是增加了燃烧优化及PM再生功能来降低发动机排放PM值，满足国家相关排放标准。
原有发动机PM再生功能是以发动机工作小时数为准在固定周期时间(例如每100小时)进行，但在固定周期工作小时整数时，发动机转速有高有低，颗粒捕集器堆积数也有多有少，颗粒捕集器温度也有高有低，导致DPF(柴油尾气颗粒物)再生不充分，甚至损坏发动机。
原有发动机在固定周期工作小时数时再生功能自动启用，此时发动机功率会下降或波动，有可能导致正在进行作业的工程机械失控，例如容易导致正在进行挖掘、装载等作业的挖掘机失控，甚至发生安全事故。
申请号为201110047742.6的发明专利申请公开了一种工程机械再生控制方法：当工程机械处于高负荷作业状态时，发动机的排气温度大于自动再生温度，发动机控制器自动控制DPF实现自动再生，当工程机械处于低负荷作业或怠速空转时，此时发动机排气温度低于自动再生温度，发动机控制器向主控制器发送信号，增大主液压泵功率电磁阀电流，提高主液压泵吸收功率，提高发动机排气温度，实现再生。它是通过在轻负荷再生时提高主液压泵吸收功率，解决工程机械在轻负荷作业时不能进行再生、要再生就要停止作业的问题，它是使工程机械在各种作业状态下都不停止作业就可以进行再生，实际上在不停止作业状态下进行再生，发动机功率会下降或波动，作业很容易失控，操作人员的人身安全得不到保证。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种液压工程机械发动机排放控制装置，旨在解决现有的液压工程机械再生功能启动时发动机功率下降容易导致失控从而引发安全事故的问题。
为实现上述目的，本发明提出的液压工程机械发动机排放控制装置包括：
检测模块，用于接收检测用户选择发来的自动模式选择信号或手动模式选择信号；
主控制模块，用于在接收到自动模式选择信号时，控制排放再生控制模块、转速控制模块和先导控制模块按照自动模式运行，在接收到手动模式选择信号时,控制排放再生控制模块、转速控制模块和先导控制模块发动机按照手动模式运行；
排放再生控制模块，连接发动机控制器，所述发动机控制器连接颗粒捕集器，用于在自动模式下，当发动机工作时间达到固定周期时间时,控制颗粒捕集器启动执行再生，还用于在手动模式下，依用户手动启动,控制颗粒捕集器启动执行再生；
转速控制模块，连接发动机控制器，用于在自动模式下，发送第一转速控制指令至发动机控制器，控制发动机保持恒定的原来工作转速，还用于在手动模式下，发送第二转速控制指令至发动机控制器，控制发动机按预设固定转速工作；
先导控制模块，连接先导控制液压系统，用于在所述颗粒捕集器启动再生时控制先导控制液压系统切断，在颗粒捕集器关闭再生时控制先导控制液压系统接通。
优选地，所述预设固定转速大于所述原来工作转速。
优选地，所述发动机排放控制装置的输入端连接控制方式选择装置，所述控制方式选择装置用于根据用户选择发送相应的自动模式选择信号或手动模式选择信号至所述检测模块。
优选地，所述控制方式选择装置为菜单选择式显示屏或控制开关。
优选地，所述排放再生控制模块的第一输出端和转速控制模块的第二输出端通过CAN总线连接所述发动机控制器。
本发明还提出一种液压工程机械发动机排放控制方法，其特征在于，包括以下步骤；
S1，接收检测自动模式选择信号或手动模式选择信号；
S2，若接收到的是自动模式选择信号，则切换至自动模式，若接收到的是手动模式选择信号,则切换至手动模式；
S3，在自动模式下，当发动机工作时间达到固定周期时间时，控制所述发动机控制器启动所述发动机颗粒捕集器执行排放再生的同时，控制发动机保持排放再生启动前的原来工作转速，并控制所述先导控制液压系统切断；
在手动模式下，通过手动选择启动再生功能，控制所述发动机控制器启动所述发动机颗粒捕集器执行排放再生，所述发动机控制器控制发动机按预设固定转速工作，并同时控制所述先导控制液压系统自动切断。
优选地，所述预设固定转速大于所述原来工作转速。
优选地，步骤S1还包括：控制方式选择装置根据用户选择产生自动模式选择信号或手动模式选择信号。
优选地，步骤S3中，在自动模式下，当发动机工作时间没到固定周期时间时，控制先导控制液压系统接通，发动机正常运行。
优选地，步骤S3中，在手动模式下，通过手动选择取消再生功能时，所述先导控制液压系统自动接通，发动机恢复原来工作转速。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：
一、本发明可以根据工况和客户要求启用再生功能，可以自行选择自动排放再生控制方式或手动排放再生控制方式。
二、本发明在启用再生功能时，控制发动机控制器切断先导操作系统，保证了液压工程机械不能进行其他操作动作，即将先导操作系统和颗粒捕集器进行互相锁定，再生功能启动时就切断先导液压，再生功能取消时再接通先导液压，提高了操作安全性，保证了人员和设备的安全，控制方式更加安全可靠，同时也提高了发动机自带颗粒捕集器再生功能效率，排放更环保，性价比高。
三、本发明发动机排放控制装置可以集成到电气系统必须的其他电气装置中(例如控制器或带控制功能的工程机械监控管理设备中)，只需对集成该功能的电气装置进行简单的设计就能实现，使用也非常简单方便。
四、本发明在手动模式时，发动机按预设固定转速工作，并且使该预设固定转速大于正常转速，能够进一步提高发动机再生时的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提出的液压工程机械发动机排放控制装置的结构原理框图；
图2为图1提出的液压工程机械发动机排放控制装置进行排放控制的逻辑结构图。
本发明的附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 控制方式选择装置 21 检测模块
2 发动机排放控制装置 22 主控制模块
3 发动机控制器 23 排放再生控制模块
4 颗粒捕集器 24 转速控制模块
5 先导控制液压系统 25 先导控制模块
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种液压工程机械发动机排放控制装置。
图1为本发明一实施例提出的液压工程机械发动机排放控制装置的结构原理框图；图2为图1提出的液压工程机械发动机排放控制装置进行排放控制的逻辑结构图。
请参阅图1至图2，液压工程机械发动机排放控制装置的输入端a连接控制方式选择装置1，用户通过所述控制方式选择装置1来选择所述发动机排放控制装置2的排放再生控制模式，排放再生控制模式包括自动模式、手动模式，用户能够根据当前工况或个人要求选择进入自动模式或手动模式；具体地，所述控制方式选择装置1可以为菜单选择式显示屏或控制开关，用户通过触摸输入或机械式的按钮开关输入选择信号，菜单选择式显示屏对选择信号进行分析判断处理，发出自动模式选择信号或手动模式选择信号至所述发动机排放控制装置2。
所述发动机排放控制装置2采用一控制器来进行排放控制，包括检测模块21、主控制模块22、排放再生控制模块23、转速控制模块24、先导控制模块25，所述检测模块21连接所述控制方式选择装置2，所述主控制模块22连接检测模块21、排放再生控制模块23、转速控制模块24和先导控制模25块，当所述检测模块21检测到自动模式选择信号或手动模式选择信号后，所述主控制模块22经过分析处理控制所述排放再生控制模块23、转速控制模块24和先导控制模块25按自动模式或手动模式相应进行DPF排放再生控制、控制发动机转速和进行先导锁车控制。
其中，所述排放再生控制模块23用于控制再生功能的启动和取消，其于所述所述发动机排放控制装置的第一输出端b连接发动机控制器ECU3的DPF再生控制端口REGSW，再通过发动机控制器ECU3连接颗粒捕集器4。所述排放再生控制模块23根据所述主控制模块22的分析处理，当用户选择自动控制模式时，所述排放再生控制模块23在发动机工作时间没达到固定周期时间时不发送指令，此时排放再生不启动，在发动机工作时间达到固定周期时间时，所述排放再生控制模块23发送启动指令至所述发动机控制器ECU3，所述发动机控制器ECU3即控制启动所述颗粒捕集器4执行排放再生。
所述转速控制模块24用于控制发动机转速，其于所述发动机排放控制装置的第二输出端c连接发动机控制器ECU3的油门控制端口APS，再通过发动机控制器ECU3连接调整喷油量，以调节发动机转速。所述转速控制模块24在自动模式下，发送符合油门控制端口APS的第一转速控制指令至所述发动机控制器ECU3，所述发动机控制器ECU3控制发动机转速恒定；当用户选择手动控制模式时，所述发动机控制器ECU3控制发动机按照预设固定转速运行,所述预设固定转速预先在发动机控制器程序内设好。进一步地，所述预设固定转速大于发动机正常的原来工作转速，由此使得在手动模式下采用高转速可以提高此时的排放再生效率，更加可靠环保。
所述先导控制模块25用于在排放再生启动时自动切断先导控制，其于所述发动机排放控制装置的第三输出端d连接先导控制液压系统5，不管是自动模式还是手动模式下，所述颗粒捕集器4执行排放再生功能时，均控制所述先导控制液压系统5切断；待取消再生功能后，再接通先导控制。
进一步地，所述发动机排放控制装置2通过CAN总线控制所述发动机控制器3。
所述发动机排放控制装置的控制方法包括以下步骤：
S1，用户通过控制方式选择装置1选择排放再生控制方式，所述控制方式选择装置1发送自动模式选择信号或手动模式选择信号至所述发动机排放控制装置2，检测模块21接收检测自动模式选择信号或手动模式选择信号；
S2，主控制模块22根据自动模式选择信号或手动模式选择信号进行相应的分析处理，若接收到的是自动模式选择信号，则切换至自动模式，若接收到的是手动模式选择信号,则切换至手动模式；
S3，在自动模式下：
当发动机工作时间没到固定周期时间，控制先导控制液压系统5正常工作，发动机正常运行；
当发动机工作时间达到固定周期时间时，控制所述发动机控制器3启动所述发动机颗粒捕集器4执行排放再生的同时，控制发动机保持排放再生启动前的原来工作转速，并控制所述先导控制液压系统5切断；
在手动模式下：
通过手动选择启动再生功能时，控制所述发动机控制器3启动所述发动机颗粒捕集器4执行排放再生，所述发动机控制器3控制发动机按预设固定转速工作，并同时控制所述先导控制液压系统5自动切断；
通过手动选择取消再生功能时，控制所述发动机控制器3关闭启用所述颗粒捕集器4，发动机转速恢复正常，且先导控制自动接通。
由此，所述发动机排放控制装置可以根据用户选择按照自动模式或手动模式进行排放再生控制；当处于自动模式时，所述发动机排放控制装置2在发动机工作时间达到固定周期时间时，切断所述先导控制液压系统5，并通过发动机控制器3启动所述发动机颗粒捕集器4执行排放再生，同时发动机保持排放再生启动前的原来工作转速；当处于手动模式时，发动机排放控制装置2根据手动选择启动排放再生，同时切断所述先导控制液压系统5，并使所述发动机颗粒捕集器4执行排放再生时，发动机按预先设定的预设固定转速工作。从而使得：第一、本发明可以根据工况和客户要求启用再生功能，可以自行选择自动排放再生控制方式或手动排放再生控制方式。第二、本发明在启用再生功能时，控制发动机控制器切断先导操作系统，保证了液压工程机械不能进行其他操作动作，即将先导操作系统和颗粒捕集器进行互相锁定，再生功能启动时就切断先导液压，提高了操作安全性，也提高了发动机自带颗粒捕集器再生功能效率，排放更环保，控制方式更加安全可靠，本发明排放控制装置性价比高。第三、本发明发动机排放控制装置可以集成到电气系统必须的其他电气装置中(例如控制器或带控制功能的工程机械监控管理设备中)，只需对集成该功能的电气装置进行简单的设计就能实现，使用也非常简单方便。第四、本发明在手动模式时，发动机按预设固定转速工作，并且该预设固定转速大于正常转速，能够进一步提高发动机再生时的工作效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种液压工程机械发动机排放控制装置，其特征在于，所述发动机排放控制装置包括：
检测模块，用于接收检测用户选择发来的自动模式选择信号或手动模式选择信号；
主控制模块，用于在接收到自动模式选择信号时，控制排放再生控制模块、转速控制模块和先导控制模块按照自动模式运行，在接收到手动模式选择信号时,控制排放再生控制模块、转速控制模块和先导控制模块发动机按照手动模式运行；
排放再生控制模块，连接发动机控制器，所述发动机控制器连接颗粒捕集器，用于在自动模式下，当发动机工作时间达到固定周期时间时,控制颗粒捕集器启动执行再生，还用于在手动模式下，依用户手动启动,控制颗粒捕集器启动执行再生；
转速控制模块，连接发动机控制器，用于在自动模式下，发送第一转速控制指令至发动机控制器，控制发动机保持恒定的原来工作转速，还用于在手动模式下，发送第二转速控制指令至发动机控制器，控制发动机按预设固定转速工作；
先导控制模块，连接先导控制液压系统，用于在所述颗粒捕集器启动再生时控制先导控制液压系统切断，在颗粒捕集器关闭再生时控制先导控制液压系统接通；
所述预设固定转速大于所述原来工作转速；
所述发动机排 放控制装置的输入端连接控制方式选择装置，所述控制方式选择装置用于根据用户选择发 送相应的自动模式选择信号或手动模式选择信号至所述检测模块。
2.如权利要求1所述的液压工程机械发动机排放控制装置，其特征在于，所述控制方式选择装置为菜单选择式显示屏或控制开关。
3.如权利要求1所述的液压工程机械发动机排放控制装置，其特征在于,所述排放再生控制模块的第一输出端和转速控制模块的第二输出端通过CAN总线连接所述发动机控制器。
4.一种液压工程机械发动机排放控制方法，其特征在于，包括以下步骤；
S1，接收检测自动模式选择信号或手动模式选择信号；
S2，若接收到的是自动模式选择信号，则切换至自动模式，若接收到的是手动模式选择信号,则切换至手动模式；
S3，在自动模式下，当发动机工作时间达到固定周期时间时，控制发动机控制器启 动所述发动机颗粒捕集器执行排放再生的同时，控制发动机保持排放再生启动前的原来工作转速，并控制先导控制液压系统切断；
在手动模式下，通过手动选择启动再生功能，控制发动机控制器启动所述发动机 颗粒捕集器执行排放再生，发动机控制器控制发动机按预设固定转速工作，并同时控制先导控制液压系统自动切断；
所述预设固定转速大于所述原来工作转速；
步骤S1还包括：控制方式选择装置根据用户选择产生自动模式选择信号或手动模式选择信号。
5.如权利要求4所述的液压工程机械发动机排放控制方法，其特征在于，步骤S3中，在自动模式下，当发动机工作时间没到固定周期时间时，控制先导控制液压系统接通，发动机正常运行。
6.如权利要求4所述的液压工程机械发动机排放控制方法，其特征在于，步骤S3中，在手动模式下，通过手动选择取消再生功能时，所述先导控制液压系统自动接通，发动机恢复原来工作转速。
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