CN109477326B - 用于建筑机械的吹风装置的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于建筑机械的吹风装置的控制系统，即使发动机转速低并且交流发电机产生较少的电力，其也能够防止电池充电量的损失。一种用于建筑机械的吹风装置的控制系统(2)包括热交换装置、用于将空气吹送到热交换装置的吹风装置、用于驱动吹风装置的电驱动装置、用于检测流过热交换装置的流体的温度的温度检测装置、通过由发动机(34)驱动产生电力的交流发电机(4)、以及控制装置，所述控制装置用于基于由交流发电机(4)产生的电流确定电驱动装置的上限转速，并且当转速低于上限转速时基于由温度检测装置检测的温度控制电驱动装置的转速。

Description

用于建筑机械的吹风装置的控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于建筑机械的吹风装置的控制系统。
背景技术
建筑机械(例如液压挖掘机)通常配备有热交换装置，例如用于冷却发动机冷却水的散热器和用于冷却操作液压致动器的液压油的油冷却器。户外空气作为冷却空气由风扇供应到热交换装置。风扇由发动机或电动机驱动，风扇经由皮带或粘性刮板联接到所述发动机的输出轴(例如，参见PTL1、2)。
引用列表
专利文献
PTL1：日本未审查专利申请公报第2000-120438号
PTL2：日本未审查专利申请公报第2000-337144号
发明内容
本发明要解决的问题
如果建筑机械配备有由电动机驱动的风扇，当发动机转速随着工作负荷减小而减小时，可以减少联接到发动机输出轴的交流发电机产生的电量，使得电池充电量由于例如驱动风扇的电动机的旋转而损失。
考虑到上述情况，本发明的任务是提供一种用于建筑机械的吹风装置的控制系统，即使发动机转速低并且交流发电机产生较少的电力，所述控制系统也能够防止电池充电量的损失。
用于解决问题的手段
为了解决以上任务，本发明提供了下述的用于建筑机械的吹风装置的控制系统。即，本发明提供一种用于建筑机械的吹风装置的控制系统，其具有热交换装置、用于将空气吹送到所述热交换装置的吹风装置、用于驱动所述吹风装置的电驱动装置、用于检测流过所述热交换装置的流体的温度的温度检测装置、通过由发动机驱动产生电力的交流发电机、以及控制装置，所述控制装置用于基于由所述交流发电机产生的电流确定所述电驱动装置的上限转速，并且当转速低于所述上限转速时基于由所述温度检测装置检测的温度控制所述电驱动装置的转速。
优选地，所述热交换装置具有多个热交换器，所述吹风装置具有面向多个热交换器的每一个布置的多个风扇，所述电驱动装置具有驱动多个风扇的每一个的多个电动机，所述温度检测装置具有检测流过多个热交换器的每一个的流体的温度的多个温度传感器，并且所述控制装置基于由所述交流发电机产生的电流确定多个电动机的每一个的上限转速，并且当转速低于所述上限转速时基于由多个温度传感器的每一个检测的温度控制多个电动机的每个转速。适当地，所述控制装置具有用于检测发动机转速的转速检测装置，所述控制装置已经存储交流发电机转速与发动机转速的映射以及由所述交流发电机产生的电流与交流发电机转速的映射，并且所述控制装置基于由所述转速检测装置检测的发动机转速计算交流发电机转速，并且基于计算出的交流发电机转速计算由所述交流发电机产生的电流。
本发明的效果
在由本发明的实施例提供的用于建筑机械的吹风装置的控制系统中，由于控制装置基于由交流发电机产生的电流确定电驱动装置的上限转速，并且当转速低于上限转速时基于由温度检测装置检测的温度控制电驱动装置的转速，因此即使发动机转速低并且交流发电机产生较少的电力，也可以防止电池充电量的损失。
附图说明
图1是示出用于建筑机械的吹风装置的控制系统的框图。
图2是产生的电流与交流发电机转速的映射。
图3是发动机冷却水温度和散热器风扇电动机的转速之间的映射。
图4是液压油温度和油冷却器风扇电动机的转速之间的映射。
图5是空气温度和后冷却器风扇电动机的转速之间的映射。
具体实施方式
现在，将参考上面的附图描述根据本发明构造的用于建筑机械的吹风装置的控制系统的实施例。
整体用附图标记2表示的用于建筑机械的吹风装置的控制系统具有热交换装置、吹风装置、电驱动装置、温度检测装置、交流发电机4和控制装置6。
在图1所示的实施例中，热交换装置具有多个热交换器，吹风装置具有分别面向每个热交换器布置的多个风扇，电驱动装置具有用于驱动每个风扇的多个电动机，并且温度检测装置具有用于检测流过每个热交换器的流体的温度的多个温度传感器。更详细地，热交换装置具有发动机冷却水流过的散热器8、液压油流过的油冷却器10、以及由增压器(未示出)压缩的空气流过的后冷却器12。用于将空气吹送到热交换装置的吹风装置具有面向散热器8布置的散热器风扇14、面向油冷却器10布置的油冷却器风扇16、以及面向后冷却器12布置的后冷却器风扇18。
电驱动装置具有用于驱动散热器风扇14的散热器风扇电动机20、用于驱动油冷却器风扇16的油冷却器风扇电动机22、以及用于驱动后冷却器风扇18的后冷却器风扇电动机24。电力从电连接到每个电动机20、22或24的电池26供应到每个电动机20、22或24。图1中将每个电动机20、22或24连接到电池26的每个实线示出了电力供应线。
温度检测装置具有用于检测流过散热器8的发动机冷却水的温度TR的冷却水温度传感器28、用于检测流过油冷却器10的液压油的温度TH的液压油温度传感器30、以及用于检测流过后冷却器12的空气的温度TA的空气温度传感器32。应当注意，冷却水温度传感器28可以进一步布置在位于散热器8的上游侧的发动机恒温器(未示出)的上游侧。液压油温度传感器30可以进一步布置在位于油冷却器10的下游侧的液压箱(未示出)的下游侧。空气温度传感器32可以布置在增压器的的上游侧(安装有空气滤清器的开放空气入口，两者均未示出)和/或后冷却器12的下游侧。当空气温度传感器32布置在增压器的上游侧时，空气温度传感器32检测空气温度；当空气温度传感器32布置在后冷却器12的下游时，传感器32检测在被增压器压缩之后通过流过后冷却器12被冷却的压缩空气温度。
联接到发动机34的输出轴的交流发电机4通过由发动机34驱动而产生电力。由交流发电机4产生的电力储存在电连接到交流发电机4的电池26中。图1中连接交流发电机4和电池26的实线示出了电力供应线。由交流发电机4产生的电流和交流发电机4转速具有例如图2中所示的关系；交流发电机4转速越高，产生的电流越大；另一方面，交流发电机4转速越低，产生的电流越小。而且，如图2中所示，当交流发电机4的环境温度高时(以曲线T1示出)，与交流发电机4的环境温度低时(以曲线T2示出)相比，在交流发电机4的较高转速区域中产生的电流较小。
发动机34转速与交流发电机4转速成比例关系(例如，发动机34转速的三倍与交流发电机4转速相同)。因此，发动机34转速越高，由交流发电机4产生的电流越大；发动机34转速越低，由交流发电机4产生的电流越小。如图1中所示，用于检测发动机34转速的转速检测装置36附接到发动机34。
可以包括有计算机的控制装置6电连接到散热器风扇电动机20、油冷却器风扇电动机22、后冷却器风扇电动机24、冷却水温度传感器28、液压油温度传感器30、空气温度传感器32和转速检测装置36。图1中的虚线示出信号传输线。而且，以下信息预先存储在控制装置6中。存储在控制装置6中的信息是(1)交流发电机4转速与发动机34转速的映射，(2)由交流发电机4产生的电流与交流发电机4转速的映射(如图2中所示)，(3)控制除电动机20、22和24之外的其它电气部件所需的电流值(例如，40A的具体值)，(4)电动机20、22和24的转速与供应到电动机20、22和24的电流值的映射，(5)图3中所示的散热器风扇电动机20的转速NR与发动机冷却水温度TR的映射，(6)图4中所示的油冷却器风扇电动机22的转速NH与液压油TH的映射，以及(7)图5中所示的后冷却器风扇电动机24的转速NA与空气温度TA的映射。
如图3中所示，关于散热器风扇电动机20的转速NR与发动机冷却水温度TR的映射，当发动机冷却水温度TR为TR≤TR1时，散热器风扇电动机20的转速NR为常数NR1。而且，当发动机冷却水温度TR为TR1＜TR＜TR2时，散热器风扇电动机20的转速NR在NR1和NR2之间与TR成比例。当发动机冷却水温度TR为TR2≤TR时，散热器风扇电动机20的转速NR为常数NR2。
如图4中所示，关于油冷却器风扇电动机22的转速NH与液压油温度TH的映射，当液压油温度TH为TH≤TH1时，油冷却器风扇电动机22的转速NH是常数NH1。另外，当液压油温度TH为TH1＜TH＜TH2时，油冷却器风扇电动机22的转速NH在NH1和NH2之间与TH成比例。另外，当液压油温度TH为TH2≤TH时，油冷却器风扇电动机22的转速NH为常数NH2。
如图5中所示，关于后冷却器风扇电动机24的转速NA与空气温度TA的映射，当空气温度TA为TA≤TA1时，后冷却器风扇电动机24的转速NA为常数NA1。另外，当空气温度TA为TA1＜TA＜TA2时，后冷却器风扇电动机24的转速NA在NA1和NA2之间与TA成比例。另外，当空气温度TA为TA2≤TA时，后冷却器风扇电动机24的转速NA为常数NA2。
当在用于建筑机械的吹风装置的控制系统2中控制电动机20、22和24的转速时，首先，控制装置6基于交流发电机4转速与发动机34转速的映射使用从转速检测装置36输入到控制装置6中的发动机34转速计算交流发电机4转速。
接下来，控制装置基于由交流发电机4产生的电流与交流发电机4转速的映射，从计算出的交流发电机4转速计算由交流发电机4产生的电流，如图2中所示。当控制装置6计算由交流发电机4产生的电流时，控制装置6可以在交流发电机4的环境温度相对较高时使用映射(如图2中的曲线T1所示)。另外，控制装置6可以通过检测装置(未示出)检测交流发电机4的环境温度，通过将交流发电机4的检测环境温度输入控制装置6中选择适合于交流发电机4的环境温度的映射(例如，图2中所示的曲线T1或T2)，并且计算由交流发电机4产生的电流。
然后，控制装置6通过从由交流发电机4产生的计算电流减去用于控制除电动机20、22和24之外的其它电气部件所需的电流值来计算可用于电动机20、22和24的电流值。可用于电动机20、22和24的电流值可以是同一个；也就是说，它们可以是由交流发电机4产生的电流值，其减去用于控制除电动机20、22和24之外的其它电气部件所需的电流值并且然后等分。
然后，控制装置6基于电动机20、22和24的转速与供应到电动机20、22和24的电流值的映射从可用于电动机20、22和24的电流值计算电动机20、22和24的上限转速；也就是说，它计算散热器风扇电动机20的上限转速NRMAX、油冷却器风扇电动机22的上限转速NHMAX、以及后冷却器风扇电动机24的上限转速NAMAX。
此后，如图3中所示，基于散热器风扇电动机20的转速NR与发动机冷却水温度TR的映射，控制装置6从由冷却水温度传感器28检测的发动机冷却水温度TR计算散热器风扇电动机20的转速NR。另外，如图4中所示，基于油冷却器风扇电动机22的转速NH与液压油温度TH的映射，控制装置6从由液压油温度传感器30检测的液压油温度TH计算油冷却器风扇电动机22的转速NH。然后，如图5中所示，基于后冷却器风扇电动机24的转速NA与空气温度TA的映射，控制装置6从由空气温度传感器32检测的空气温度TA计算后冷却器风扇电动机24的转速NA。
此后，控制装置6将散热器风扇电动机20的上限转速NRMAX与基于发动机冷却水温度TR的转速NR进行比较；如果NR≤NRMAX，则控制装置6将基于发动机冷却水温度TR的转速NR作为控制信号输出到散热器风扇电动机20；如果NRMAX＜NR，则控制装置6将基于可供使用的电流值的上限转速NRMAX作为控制信号输出到散热器风扇电动机20。
另外，控制装置6将油冷却器风扇电动机22的上限转速NHMAX与基于液压油温度TH的转速NH进行比较；如果NH≤NHMAX，则控制装置6将基于液压油温度TH的转速NH作为控制信号输出到油冷却器风扇电动机22；如果NHMAX＜NH，则控制装置6将基于可供使用的电流值的上限转速NHMAX作为控制信号输出到油冷却器风扇电动机22。
另外，控制装置6将后冷却器风扇电动机24的上限转速NAMAX与基于空气温度TA的转速NA进行比较；如果NA≤NAMAX，则控制装置6将基于空气温度TA的转速NA作为控制信号输出到后冷却器风扇电动机24；如果NAMAX＜NA，则控制装置6将基于可供使用的电流值的上限转速NAMAX作为控制信号输出到后冷却器风扇电动机24。
如上所述，在用于建筑机械的吹风装置的控制系统2中，由于控制装置6基于由交流发电机4产生的电流确定电动机20、22和24的上限转速，并且当每个转速低于每个上限转速时基于由温度传感器28、30和32检测的温度TR、TH和TA控制电动机20、22和24的转速，因此即使发动机34转速低并且交流发电机4产生较少的电力，也可以防止电池26的充电量的损失。
尽管图中所示的实施例示出了具有多个热交换器、风扇、电动机和温度传感器的示例，但是热交换器、风扇、电动机和温度传感器可以是单个的，或者单个风扇可以相对于多个热交换器由单个电动机驱动。而且，尽管图中所示的实施例示出了具有分别由多个电动机驱动的多个风扇的示例，但是由电动机驱动的风扇可以与由除电动机之外的其它驱动动力源(例如，发动机或液压电机)驱动的风扇混合。
附图标记
2：用于建筑机械的吹风装置的控制系统
4：交流发电机
6：控制装置
8：散热器
10：油冷却器
12：后冷却器
14：散热器风扇
16：油冷却器风扇
18：后冷却器风扇
20：散热器风扇电动机
22：油冷却器风扇电动机
24：后冷却器风扇电动机
26：电池
28：冷却水温度传感器
30：液压油温度传感器
32：空气温度传感器
34：发动机
36：转速检测装置

Claims (2)

1.一种用于建筑机械的吹风装置的控制系统，所述控制系统包括：热交换装置；用于将空气吹送到所述热交换装置的吹风装置；用于驱动所述吹风装置的电驱动装置；用于检测流过所述热交换装置的流体的温度的温度检测装置；通过由发动机驱动产生电力的交流发电机；以及控制装置，所述控制装置用于基于由所述交流发电机产生的电流确定所述电驱动装置的上限转速，并且在转速低于所述上限转速的情况下基于由所述温度检测装置检测的温度控制所述电驱动装置的转速；
其中所述控制系统还包括用于检测交流发电机的环境温度的检测装置，其中所述控制装置具有用于检测发动机转速的转速检测装置；
所述控制装置已经存储交流发电机转速与发动机转速的映射以及由所述交流发电机产生的电流与交流发电机转速的映射；并且
所述控制装置基于由所述转速检测装置检测的发动机转速计算交流发电机转速，并且基于计算出的交流发电机转速、并通过将交流发电机的检测环境温度输入控制装置中来选择适合于交流发电机的环境温度的所述由所述交流发电机产生的电流与交流发电机转速的映射，来计算由所述交流发电机产生的电流。
2.根据权利要求1所述的用于建筑机械的吹风装置的控制系统，其中所述热交换装置具有多个热交换器；所述吹风装置具有面向多个热交换器的每一个布置的多个风扇；所述电驱动装置具有用于驱动多个风扇的每一个的多个电动机；并且所述温度检测装置具有用于检测流过多个热交换器的每一个的流体的温度的多个温度传感器；并且
所述控制装置基于由所述交流发电机产生的电流确定多个电动机的每一个的上限转速，并且在每个转速低于多个上限转速的每一个的情况下基于由多个温度传感器的每一个检测的温度控制多个电动机的每个转速。
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