CN107850033B - 用于原动机的启动器装置 - Google Patents

Abstract

用于作业机械(10)的启动器装置(20)可包括包围壳体(30)的环形开关(32)。环形开关(32)可在第一环形位置(34)与第二环形位置(36)之间旋转。下压按钮(28)可被壳体(30)包围并且可操作地接合在所述壳体(30)内的第一按钮位置与第二按钮位置之间。控制器(24)可与环形开关(32)和下压按钮(28)通信。控制器(24)可被配置为当环形开关(32)处于第二环形位置(36)且下压按钮(28)可操作地从第一按钮位置接合至第二按钮位置时启动作业机械(10)的原动机(16)。控制器(24)可被配置为当环形开关(32)从第二环形位置(36)旋转至第一环形位置(34)时使用延迟停机来使原动机(16)停止。

Description

用于原动机的启动器装置

技术领域

本发明一般涉及一种作业机械，并且更具体地涉及一种用于这种作业机械的原动机的启动器装置。

背景技术

一些车辆不再需要传统钥匙来启动发动机，而是利用下压启动按钮作为启动发动机的方便方法。例如，在一些汽车中，当按下下压启动按钮时，制动踏板必须被接合或下压以便起动发动机。在这样的车辆中，如果在没有同时接合制动踏板的情况下最初按下下压启动按钮，那么仅在发动机保持关闭时车辆的配件或电子器件将被开启。虽然对于机动车辆有效，但是没有制动踏板的其它车辆(诸如但不限于运土、建筑和农业中的一些车辆)受限于实施这种下压启动按钮以启动发动机。

第JP2010012921A号日本专利公开(’921公开)公开了一种用于启动发动机的发动机启动装置。发动机启动装置包括旋钮，其可在包括锁定位置、配件(ACC)位置和开启位置的三个位置之间旋转。发动机启动装置还包括启动按钮。通过将旋钮旋转至开启位置并且还在接合制动踏板的同时按下启动按钮来启动发动机。’921公开没有公开一种用于发动机的独立于制动器的启动装置。

虽然对于其预期目的是有效的，但是可看出没有制动踏板的机器或当期望不使用制动踏板作为启动器序列的一部分时仍然需要下压启动特征。

发明内容

根据本发明的方面，提供了一种用于作业机械的启动器装置。启动器装置可包括包围壳体的环形开关。环形开关可在第一环形位置与第二环形位置之间旋转。下压按钮可被壳体包围，并且可操作地接合在壳体内的第一按钮位置和第二按钮位置之间。控制器可与环形开关和下压按钮进行通信。控制器可被配置为当环形开关处于第二环形位置且下压按钮可操作地从第一按钮位置接合至第二按钮位置时启动作业机械的原动机。控制器可被配置为当环形开关从第二环形位置旋转至第一环形位置时使用延迟关闭来停止原动机。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于启动和停止作业机械的原动机的方法。该方法可包括当环形开关从第一环形位置旋转至第二环形位置时对控制器提供动力。另一个步骤可能需要认证从输入装置接收的认证输入。进一步步骤可包括当认证输入被确定为正确、该环在第二环形位置且接合下压按钮时，启动原动机。甚至更进一步步骤可包括当环形开关从第二环形位置旋转至第一环形位置时使原动机停止。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于作业机械的节能方法。该方法可包括当环形开关从第一环形位置旋转至第二环形位置时对控制器提供动力。另一个步骤可能需要认证从输入装置接收的认证输入。当认证输入被确定为正确时，进一步步骤可为对作业机械的操作员站提供动力。又一个步骤可为当经过了预定时间且下压按钮未接合时将操作员站和控制器关闭。

当结合附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它方面和特征。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的示例性作业机械的侧视图；

图2是说明根据本发明的实施例的示例性启动器系统的示意图；

图3是根据本发明的实施例的示例性启动器装置的前视图；

图4是根据本发明的实施例的被描绘为触摸屏显示器的输入装置的替代实施例的前视图；

图5是根据本发明的实施例的被描绘为键盘的输入装置的替代实施例的前视图；

图6是根据本发明的实施例的被描绘为传感器的输入装置的另一个替代实施例的原理图；

图7和8是说明根据本发明的实施例可实践的步骤样本序列的流程图；且

图9是说明根据本发明的实施例的示例性环形开关和对应功能的各种旋转定位的图形表示。

具体实施方式

现在参考图1，根据本发明内容构造的示例性作业机械通常由附图标记10表示。作业机械10可为在运土、建筑和农业中众所周知的任何类型的作业机械，诸如但不限于挖掘机、反铲挖土机、轮式装载机、平地机、农用拖拉机和大型矿用卡车。作业机械10可包括由多个地面接合元件14支撑的主体12。作为非限制性示例，多个地面接合元件14可为轮胎或轨道。原动机16可被设置在主体12中，并且可向多个地面接合元件14提供动力以推进作业机械10。原动机16可为但不限于内燃机、柴油机发动机、天然气发动机、混合动力发动机或其任何组合。主体12还可包括操作员站18。用于启动和停止原动机16的启动器装置20可被设置在操作员站18中。启动器装置20也可开启和关闭对操作员站18的动力。

如图2中所示，启动器装置20可为作业机械10的整个启动器系统22的一部分。启动器系统22可包括与输入装置26和启动器装置20通信的控制器24。控制器24可与原动机16通信以经由来自启动器装置20的信号来控制原动机16的启动和停止。控制器24也可与操作员站18通信以经由来自启动器装置20的信号来控制被供应至操作员站的动力。控制器24可为工业中众所周知的任何类型的计算机处理器，并且可由来自任何期望系列或制造商的一个或多个微处理器来实施。计算机处理器可包括内部存储器并且可与外部存储器(如数据库或服务器)通信。计算机处理器可被实施为执行存储在这种存储器中的机器可读指令。在实施例中，输入装置26可被设置在操作员站18中，以接收来自操作员的输入并且将输入传送至控制器24以进行认证以允许启动原动机16。

参考图3和4，启动器装置20可包括由壳体30包围的下压按钮28，使得下压按钮28可被接合或下压在壳体30内。下压按钮28可在第一按钮位置(输出位置)与第二按钮位置(输入位置)之间轴向移动。下压按钮28可通过诸如容纳在壳体30内的弹簧等的偏置构件偏置在第一按钮位置中。当轴向移动至第二按钮位置时，下压按钮28将触发原动机16的启动。下压按钮28的第二按钮位置可位于下压按钮28的全行程或沿着全行程与第一按钮位置之间的任何位置处。环形开关32可包围壳体30并且可操作地在各种位置(诸如但不限于第一环形位置34(也被称为OFF(“关”)位置)和第二环形位置36(也被称为ON(“开”)位置)之间旋转。突片38或其它标记可从环形开关32突出以指示环形开关32位于第一环形位置34或第二环形位置36的位置。指示器40可被设置在下压按钮28的外表面上并且可由至少一个发光二极管(LED)或其它标记来照亮。虽然启动器装置20的下压按钮28是由操作员用来起始原动机16的点火的装置，但是为了使下压按钮28能够操作，环形开关32必须首先定位在第二环形位置36并且由输入装置26启用。

如图4中所示，在一个实施例中，输入装置26可为触摸屏42，使得例如操作员可通过触摸显示在触摸屏42上的图标来输入认证输入。在图5中所描绘的替代性实施例中，输入装置26可为键盘44，使得例如操作员可通过按下键盘44的键来输入认证输入。在图6中所说明的又一个替代实施例中，输入装置26可为传感器46，诸如但不限于用于从钥匙链读取信号的钥匙链传感器或其它无线传感器，以及用于读取生物参数的生物传感器。作为示例，钥匙链传感器46可经由从钥匙链传送的射频来接收认证输入。关于生物测量传感器46，例如，操作员可定位诸如但不限于手指、手掌、脸部和视网膜等身体部位，使得生物测量传感器46可识别或读取用于认证目的的生理特性。一旦由输入装置26如此识别和认证，启动器装置20被启用以供使用，如现在将描述的。

工业实用性

在操作中，启动器装置20可用于启动和停止原动机16，并且还可用于在不具有制动踏板的机器中或当期望不使用制动踏板作为原动机16的启动器序列的一部分时开启和关闭对控制器24以及操作员站18的动力。这将参考图7和图8中所描绘的示例性流程图800来进行最好地理解，图7和8示出了可根据本发明实践的步骤样本序列的。作为附加的详细程度，在图9中以图形格式描述图7和8的流程图使得更好地理解环形开关32的相对位置。

首先，当环形开关32处于第一环形位置34且下压按钮28未接合时，原动机16和控制器24处于关闭状态且指示器40处于未照亮状态。这被描绘为图9的状态900。当环形开关32处于第一环形位置34时，下压按钮28的接合(即，第二按钮位置)将不会导致原动机16和控制器24保持关闭状态。如图7的框810中所描绘，环形开关32从第一环形位置34旋转至第二环形位置36使得控制器24开启。如判定框812中所说明，控制器24接着确定是否需要认证。指示器40可照亮诸如例如红色等第一颜色以指示需要认证。控制器24接着可经由输入装置26接收认证输入，如框814和状态902中所说明。在判定框816处，控制器24确定认证输入是否正确。如果认证输入不正确，那么如框818中所描绘，作业机械10的原动机16和操作员站18保持关闭。

另一方面，如框820中所说明，如果认证输入是正确的，那么控制器24对作业机械10的操作员站18开启(有时被称为驾驶室开启)，同时原动机16保持在图9的状态904中所反映的关闭状态。指示器40可被照亮第二颜色，诸如例如绿色，以指示操作员站18开启。类似地，当控制器24在框812处确定不需要认证时，控制器24对操作员站18开启，而原动机16保持在关闭状态，并且可以第二颜色照亮指示器40。

移动至判定框822，控制器24确定环形开关32是否已从第二环形位置36旋转至第一环形位置34。如果环形开关32已经从第二环形位置36旋转至第一环形位置34，那么控制器24和操作员站18关闭，且指示器40可为未照亮的，如框824中并且在图9的线906处所描绘。如果环形开关32尚未从第二环形位置36旋转至第一环形位置34，那么如判定框826处所说明，控制器24确定下压按钮28是否已被接合或被按下。

当控制器24确定下压按钮28未被接合时，如判定框828中所描绘，控制器24将确定是否经过了预定时间。如果经过了预定时间，那么进入动力管理状态908(如图9中所描绘)使得控制器24和操作员站18关闭，且指示器40可不被点亮，而原动机16保持关闭，如框830中所说明。作为一个实施例的示例，在动力管理状态908中，虽然环形开关32可保持在第二环形位置36中，但是控制器24、操作员站18和原动机16全部处于关闭状态。如果没有经过预定时间，那么控制器24可继续确定下压按钮28是否已经被接合，如循环返回判定框826所描绘。

当控制器24确定下压按钮28已经接合(而不保持按下下压按钮28)时，在图7的判定框826处，原动机16的启动过程开始，如框832和图9中的状态910处所说明。当原动机16正在通过启动过程转变为开启(运行)状态时，如状态912处所描绘，指示器40可以第二颜色闪烁。作为示例，指示器40可闪烁第二颜色，使得指示器40在被照亮1秒与未被照明1秒之间交替。在替代性实施例中，如虚线913所描绘，状态912可被绕过，使得下压按钮28可被接合并保持在第二按钮位置中，以开始原动机16的启动过程，在此期间指示器40可保持以第二颜色被照亮。在实施例中，如果在该转变状态期间(在原动机16处于开启状态之前)，环形开关32从第二环形位置36旋转至第一环形位置34，那么原动机16可进入自动关闭过程以使原动机16停机，如图9中的虚线914处所描绘。一旦原动机16处于开启状态，指示器40可不被照亮、以第二颜色照亮，或以第二颜色暗淡照亮。当原动机16处于开启状态时，下压按钮28的接合可以第一颜色照亮指示器40以指示未经授权的动作，并且将不会导致进一步的动作，使得原动机16保持开启状态，且控制器24和操作员站18也保持开启。

如判定框834处所说明，当原动机16处于开启状态时，控制器24确定环形开关32是否已经从第二环形位置36旋转至第一环形位置34。如框836中所说明，如果环形开关32没有从第二环形位置36旋转至第一环形位置34，那么原动机16保持处于开启状态，且控制器24和操作员站18也保持开启。另一方面，如果控制器24确定环形开关32已经从第二环形位置36旋转至第一环形位置34，那么如判定框838中所说明，控制器24将确定是否需要延迟关闭原动机16。如果控制器确定原动机16不需要延迟关闭，那么如框840中所说明，原动机16停机为关闭状态，且控制器24和操作员站18关闭，如图9中的线916处所描绘。此时，指示器40可不被照亮来指示原动机16和控制器24处于关闭状态。如果在判定框838处控制器24确定原动机16需要延迟关闭，那么利用延迟关闭来使原动机16停机，如框842中所说明并且如下面更详细解释。

作为示例，原动机16可包括后处理系统。后处理系统可包括催化转化器48，其在原动机16停机为关闭状态之前需要冷却过程。因而，在原动机16的延迟关闭期间，原动机16不会立即停机为关闭状态，而是继续在冷却过程期间运行，接着停机为关闭状态。

在原动机16的延迟关闭期间，指示器40可闪烁第二颜色，使得指示器40在被照亮1秒与未被照明1秒之间交替，直至原动机16的延迟关闭完成，如图9中的状态918处所描绘。如果在延迟关闭期间，控制器24确定环形开关32已经从第一环形位置34旋转回到第二环形位置36，如图8中的判定框844中和图9的虚线920处所描绘，那么如框846中所说明，延迟关闭被取消，且原动机16将切换回到开启状态，且指示器40可被照亮。如果控制器24在判定框844处确定环形开关32尚未从第一环形位置34旋转至第二环形位置36，那么原动机16继续延迟关闭，且控制器24如判定框848中所说明般确定下压按钮28是否被按下并被保持大于预定时间(诸如2秒)或重复按下。如果控制器24确定已满足该条件，那么绕过原动机16的延迟关闭，且原动机16立即停机，如图8中的框850和图9中的虚线922处所说明。如果控制器24确定下压按钮28既没有被按下和被保持预定时间以上也没有反复按下，那么原动机16继续延迟停机直至完成，使得原动机16达到关闭状态，且控制器24关闭，如框852处所说明。此时，指示器40可不被照亮来指示原动机16和控制器24处于关闭状态。

基于上述，可看出，本发明阐述了用于启动和停止作业机械的原动机的系统和方法。例如，当环形开关32已经从第一环形位置34旋转至第二环形位置36且控制器24确定认证输入是正确的时，按下下压按钮28启动原动机16。与传统的下压按钮(其要求制动踏板的接合与下压按钮的接合结合地启动原动机)相比，当接合下压按钮28时，本发明的启动器装置20启动原动机16，这独立于制动踏板的接合。事实上，即使在没有制动踏板的作业机械10中，如上所述，本发明的启动器装置20也将相应地操作。

另外，通过上面阐述的新颖教导，在一些作业机械10上，当原动机16运行且环形开关32从第二环形位置36旋转至第一环形位置34时，启动器装置20可利用原动机16的延迟关闭过程，使得原动机16在停止之前继续运行一段时间，以便允许作业机械10的催化转换器48适当地冷却。

本发明的教导还可用于通过当经过了预定时间且下压按钮28未被接合时将操作员站18和控制器24关闭来允许作业机械10节能。

Claims (7)

1.一种用于启动和停止作业机械(10)的原动机(16)的方法，所述方法包括：

当环形开关(32)从第一环形位置(34)旋转至第二环形位置(36)时，使控制器(24)提供动力；

认证从输入装置(26)接收的认证输入；

当所述认证输入被确定为正确、所述环形开关(32)处于所述第二环形位置(36)且下压按钮(28)被接合时，独立于所述作业机械(10)的制动踏板的接合来启动所述原动机(16)；以及

当所述环形开关(32)从所述第二环形位置(36)旋转至所述第一环形位置(34)时，通过所述控制器(24)来确定使所述原动机(16)立即停止还是使用延迟停机程序来停止所述原动机(16)，所述延迟停机程序使得所述原动机(16)在停止之前继续运行一段时间，

其中，当所述下压按钮(28)接合预定时间段时，绕过所述延迟停机程序并立即停止所述原动机(16)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，认证步骤涉及指示用于认证输入的要求。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述认证输入被确定为正确时开启所述作业机械(10)的操作员站。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，认证步骤进一步包括指示所述认证输入被确定为正确。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述延迟停机程序进一步包括冷却所述作业机械(10)的催化转化器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述下压按钮(28)被反复按下时，绕过所述延迟停机程序并立即停止所述原动机(16)。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述原动机(16)的延迟停机期间指示所述原动机(16)正处于延迟停机处理中。

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