CN112780422A - 工程机械的运行控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工程机械的运行控制方法，包括：由作业者发出工程机械的熄火信号的步骤；确认对是否需要延迟运行中断的安全条件的确认步骤；判断废气的温度是否为规定温度以上的第一温度判断步骤；延迟运行中断，以防止电气部件的劣化的逻辑启动步骤；判断废气的温度是否低于规定温度的第二温度判断步骤；以及中断运行的运行中断步骤，从而提供一种即使在再生作业过程中由作业者进行熄火，仍能够延迟运行中断，以防止高热的废气的热害造成的电气部件的破损的工程机械的运行控制方法。

Description

工程机械的运行控制方法
技术领域
本发明涉及一种工程机械的运行控制方法，更详细而言，涉及一种能够防止传感器及模块等电气部件的劣化造成的破损的工程机械的运行控制方法。
背景技术
工程机械中具备柴油发动机和液压泵，柴油发动机输出动力来驱动液压泵，并且液压泵利用液压回路排出工作油。在柴油发动机驱动的期间必然会排出废气，并且那样的废气中包括氮氧化物(NOx)，这样的氮氧化物存在对大气环境污染造成不利的影响的问题，因而人们在强化对废气的规制。因此，为了应对被强化的废气规制，最新的柴油发动机车辆在柴油发动机的排气路径中安装微粒过滤器(DPF，diesel particulate filter)和废气再循环装置(EGR)作为废气净化装置(后处理装置)。
另一方面，DPF中会积聚因发动机不完全燃烧而产生的粒子的烟灰(Soot)。这样的烟灰不但降低DPF的性能，还会增加废气消声器的背压，从而成为降低发动机的性能的原因。因此，为了维持DPF及发动机的性能，要求去除烟灰的再生过程。
发明内容
技术问题
本发明的实施例提供一种即使在微粒过滤器(DPF)的再生作业过程中由作业者进行熄火，仍能够延迟运行中断，以防止高热的废气的热害造成的电气部件的破损的工程机械的运行控制方法。
技术方案
本发明的实施例的工程机械的运行控制方法包括：由作业者发出工程机械的熄火信号的步骤；判断废气的温度是否为规定温度以上的第一温度判断步骤；延迟运行中断，以防止电气部件的劣化的逻辑启动步骤；判断废气的温度是否低于规定温度的第二温度判断步骤；以及截止运行的运行中断步骤。
此外，上述工程机械的运行控制方法还可以包括：上述确认对是否需要延迟运行中断的安全条件的确认步骤；判断再生过程是否比规定时间短的第一时间判断步骤；以及判断运行中断延迟是否超过规定时间的第二时间判断步骤。
此外，作为所述第一温度判断步骤中的判断基准的温度可以高于作为所述第二温度判断步骤中的判断基准的温度。
此外，所述第一时间判断步骤中的规定时间可以比所述第二时间判断步骤的规定时间长。
此外，在所述确认步骤中，可以判断所述工程机械是否正在执行再生过程，当判断为所述工程机械不在执行再生过程时，执行所述运行中断步骤。
此外，在所述逻辑启动步骤中，即使将所述工程机械的发动机运行为低怠速状态并由作业者进行熄火，但可以与延迟运行中断。
另外，所述工程机械的运行控制方法可以适用于废气净化装置和发动机通过隔壁使空间分离的工程机械。
发明的效果
根据本发明的实施例，通过工程机械的运行控制方法，即使在微粒过滤器(DPF)的再生作业过程中由作业者进行熄火，仍能够延迟运行中断，以防止高热的废气的热害造成的电气部件的破损。
附图说明
图1是柴油发动机的配置图。
图2是示出对应于作业者的作业的工程机械的废气、电气部件破损临界温度及实际电气部件的温度的图表，(a)示出一般的作业中的温度，(b)示出在以往工程机械中执行再生的过程中作业者进行熄火时的温度，(c)示出在适用本发明的工程机械中执行再生的过程中作业者进行熄火时的温度。
图3是示出本发明的实施例的工程机械的运行控制方法的顺序图。
图4是适用本发明的轮式装载机的立体图。
附图标记
90：排气管，92：氧化催化剂，91：废气净化装置，94：DPF，93：温度传感器，96：冷却机构，S100：熄火信号步骤，S110：确认步骤，S120：第一时间判断步骤，S130：第一温度判断步骤，S140：逻辑启动步骤，S150：第二温度判断步骤，S160：第二时间判断步骤，S170：运行中断步骤，200：轮式装载机，210：柴油发动机，220：废气净化装置，230：隔壁，240：电气部件。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的优选实施例进行说明，以便充分理解本发明。本发明的实施例可以变形为多种方式，本发明的范围不应被解释为限于下面详细描述的实施例。提供本实施例是为了向本领域中的一般的技术人员更完整地说明本发明。因此，图中的要素的形状等可能被夸张地表达，以强调更清楚的说明。需要注意的是，各图中存在对相同的部件用相同的附图标记进行图示的情况。此外，省略了被判断为可能不必要地使本发明的要旨不清楚的公知功能及配置的详细说明。
图1是柴油发动机1的配置图。如图1所示，适用本发明的一实施例的柴油发动机1中安装有共轨燃料系统2。流入发动机的燃烧室的空气先通过空气过滤器10进行过滤，之后通过可变几何涡轮增压器20(VGT：Variable geometry turbo-charger)进行压缩。由于压缩后的空气因密度下降而会降低体积效率，为了防止该现象发生，通过涡轮增压器20压缩的空气在空气冷却器30中冷却后被供应至发动机的进气歧管40。之后，从共轨燃料系统2向供给至燃烧室的吸入空气喷射高压的燃料，以在燃烧室内发生爆发，由此产生动力，燃烧后的气体通过排气歧管被排出至排气管线50。此时，被排出至排气管线50的废气的一部分经过EGR冷却器60后通过EGR阀80再循环至进气管线，而未通过EGR阀80的其余废气通过排气管90排出。被排出至排气管90的废气驱动位于排气管线50与排气管90之间的可变几何涡轮增压器20，由此利用废气的流动产生的力对吸入空气进行增压，之后废气通过废气净化装置91净化并被排出至外部。
本发明的一实施例的废气净化装置91包括氧化催化剂92及DPF94。然而，DPF94中会积聚因柴油发动机1的不完全燃烧而产生的粒子的烟灰(Soot)。这样的烟灰不但降低DPF94的性能，还会增加废气消声器的背压，从而成为降低柴油发动机1的性能的原因。因此，为了维持DPF94及柴油发动机1的性能，会经历去除烟灰的再生过程。
这样的再生过程可以被区分为在废气温度为高温的情况下使烟灰自然地燃烧而被去除的自然再生和在上述自然再生未能在适当的时间点正常进行的情况下强制去除烟灰的强制再生。
此外，执行再生过程的排程由再生逻辑执行。再生逻辑中具有柴油发动机1的运行时间控制、行驶距离控制、燃料使用量控制、DPF压差传感器控制、模拟控制等多种配置，并且这些每一个控制均有强制再生排程，因此，在电子控制单元(ECU)中选择多个强制再生排程中已到达的强制再生排程，并执行相应的强制再生(active regeneration)。
为了进行强制再生，有通过强制提高柴油发动机1的输出来强制提升废气的温度，或向强制提升的废气喷射燃料并以用于去除烟灰的温度强制燃烧废气的方法。即，DPF94利用过滤器捕集废气中包括的烟灰后，向过滤器前端的排气管喷射燃料，以强制燃烧烟灰，由此减少排出气体并使过滤器强制再生。
在这种情况下，在一般的作业条件下传感器及模块类的耐久极限温度为130℃至150℃，废气温度为350℃左右，但由于废气净化装置的周边温度不高，即使立即中断柴油发动机1的运行，也不会发生热害问题。然而，当为了减少废气中含有的微粒子(PM)而通过强制再生燃烧烟灰(soot)时，废气温度会达到至少450℃以上，最高达到900℃，此时，DPF压差传感器、DEF定量配给模块(DEF Dosing module)等可能会发生热害造成的破损。
本发明的一实施例中，在朝向排气管90的氧化催化剂92的一侧具备废气的温度传感器93。如此，利用安装在排气管90的废气温度传感器93的信号，当超过DPF压差传感器、DEF Dosing module等电气部件可能发生热害的特定温度时，可以延迟发动机的运行中断，以防止电气部件的热害造成的破损。这里，可以将所述电气部件可能发生热害造成的破损的特定温度指定为约450℃作为电气部件的临界温度。
废气的一般的温度为350℃左右，但是，当开始强制再生时，废气的温度可能高达900℃，以强制去除烟灰(Soot)。但是，当强制再生(active regen)后作业者中断发动机的运行时，由于高达900℃的废气的温度，电气部件中可能发生热害造成的破损，此外，即使具备风扇等冷却机构96，若不向这样的冷却机构96供给电源，则例如由于没有风扇引起的对流，废气的所有热会相当多地辐射至传感器等电气部件，从而电气部件中可能发生热害造成的破损。
图2是示出对应于作业者的作业的工程机械的废气、电气部件破损临界温度及实际电气部件的温度的图表，其中，(a)示出一般的作业中的温度，(b)示出在以往工程机械中执行再生的过程中作业者进行熄火时的温度，(c)示出在适用本发明的工程机械中执行再生的过程中作业者进行熄火时的温度。
如图2的(a)所示，在工程机械的一般的作业中，废气的温度通常为350℃左右，当作业者进行熄火时，发动机的运行立即被中断，废气的温度也会下降。然而，当发动机的运行被中断时，废气的冷却机构也无法被启动，从而，虽然电气部件的温度逐渐升高，但不会超过临界温度，因而电气部件中不会发生热害。
如图2的(b)所示，当在以往的工程机械中一般的作业过程中进入去除烟灰的再生过程时，废气的温度会上升至900℃，倘若在具有如此高的温度的状态下由作业者进行熄火时，废气的温度下降需要花费更长的时间，因而存在废气的辐射热使电气部件的温度逐渐升高而可能超出电气部件的临界温度的问题。因此，电气部件可能发生破损。
如图2的(c)所示，在本发明的一实施例的工程机械的运行控制方法中，当作业者进行熄火(key off)时，再生过程被中断，并控制为延迟运行中断。例如，向所述冷却机构96持续供给电源，使得废气和电气部件的温度下降，因此，经过规定时间后，运行被中断，使得电气部件的温度不会超过临界温度。因此，通过本发明的一实施例的工程机械的运行控制方法，即使在再生作业过程中有作业者发出的熄火指令，仍维持规定时间的运行，以在废气被充分冷却后再中断实质性的运行，因而能够减少被辐射至电气部件的热。
图3是示出本发明的一实施例的工程机械的运行控制方法的顺序图。
如图3所示，工程机械的运行控制方法包括：由作业者发出熄火信号的步骤(S100)；确认对是否需要延迟运行中断的安全条件的确认步骤(S110)；判断再生过程是否比规定时间短的第一时间判断步骤(S120)；判断废气的温度是否为规定温度以上的第一温度判断步骤(S130)；启动运行中断延迟逻辑的逻辑启动步骤(S140)；判断废气的温度是否低于规定温度的第二温度判断步骤(S150)；判断运行中断延迟是否超过规定时间的第二时间判断步骤(S160)；以及中断运行的运行中断步骤(S170)。此外，这些步骤可以由发动机控制装置(ECU)或单独的控制装置控制，且本发明不限于此。
首先，熄火信号步骤S100在由作业者进行熄火(key off)时执行。
在所述确认步骤S110中确认用于延迟运行中断的安全条件。即，确认是否为先导截止(Pilot cut off)状态。当不是先导截止状态时，由于是不再能维持运行的状态，即，无法延迟运行中断的状态，因而执行运行中断步骤S170。
此外，除了再生过程外，也可以根据当地天气或状况以废气的温度是否超过排程温度以上来判断所述安全条件。在这种情况下，当工程机械判断为不是安全条件时，将执行运行中断步骤S170。
接下来，判断当前工程机械是否在执行再生过程。如上述，在再生过程中，由于废气的温度急剧上升，以去除烟灰(soots)，因而废气的温度可能高达900℃。
在第一时间判断步骤S120中，判断再生过程之后是否经过了规定时间。这里，当经过了规定时间时，在第一温度判断步骤S130中判断废气的温度是否超过规定温度。
优选地，在第一时间判断步骤S120中，可以以15分钟为基准，在第一温度判断步骤S130中，可以以450℃为基准。从而，当作业者在再生过程中对工程机械进行熄火(S100)时，在确认步骤S110中确认是否进行再生，当进行再生后经过15分钟(S120)，并且判断为废气的温度低于450℃(S130)时，中断运行(S170)。
之后，在逻辑启动步骤S140中执行为，虽然运行低怠速(low idle)的发动机并由作业者进行了切换，但延迟运行中断来运行发动机。此外，在逻辑启动步骤S140中，通过说明弹窗向作业者说明当前发动机为运行中，并且对作业者进行的强制起动结束次数进行计数，以供后续运用。
之后，在第二温度判断步骤S150中，判断废气温度是否低于规定温度。优选地，在第二温度判断步骤S150中，可以以300℃为基准。
另一方面，第一温度判断步骤S130中的废气温度的判断基准为450℃，第二温度判断步骤S150中的废气温度的判断基准为300℃。即，作为第一温度判断步骤S130中的判断基准的温度高于作为第二温度判断步骤S150的判断基准的温度。设这样的基准是因为，在第一时间判断步骤S120步骤中再生过程之后经过了15分钟，因而废气的温度沿循向下曲线，而在第二温度判断步骤S150中再生过程未经过15分钟，因而废气的温度沿循向上曲线。因此，第一温度判断步骤S130的废气温度的判断基准高于第二温度判断步骤S150的废气温度的判断基准。由于这样的原因，在本发明的一实施例中，若再生过程之后经过了15分钟，则执行第一时间判断步骤S120，并执行第一温度判断步骤S130。相反地，若再生过程之后未经过15分钟时，则在第二温度判断步骤S150之后执行第二时间判断步骤S160。
之后，当在第二温度判断步骤S150中判断为废气的温度低于300℃时，在第二时间判断步骤S160中判断是否经过了规定时间。优选地，在第二时间判断步骤S160中，可以以5分钟为基准。即，出于同样的原因，在第一时间判断步骤S120步骤中的再生过程之后的经过时间为15分钟，比第二时间判断步骤S160的经过时间长。
之后，当在第二时间判断步骤S160中判断为超过了规定时间时，执行运行中断步骤S170。
图4是适用本发明的轮式装载机的立体图。
如图4所示，就本发明的一实施例的工程机械的运行控制方法而言，例如在具备柴油发动机210和液压泵的工程机械中，尤其在如同轮式装载机200(Wheel loader)通过隔壁230使柴油发动机210与废气净化装置220(后处理装置)隔离，且没有风扇引起的对流及自然对流的结构中效果尤为显著。
详细而言，在轮式装载机200中，废气净化装置220通过冷却风扇单独存在的发动机210的舱室和隔壁230使空间分离，当在这样的分离的空间未设有单独的风扇，或风扇无法冷却传感器及模块等电气部件240的周边时，可以应用本发明。即，当作业者在工程机械的再生过程中进行熄火时，可以延迟运行中断，以防止对电气部件240施加热害。
因此，具有通过本发明的一实施例的运行中断延迟方法降低废气处理装置的内部废气温度，以防止施加于电气部件240的热害的效果。
以上说明的本发明的工程机械的运行控制方法的实施例仅仅是示例性的，本发明所属领域中的一般的技术人员将能够理解由此可以实施多样的变形及其他等同的实施例。因此，可以理解的是，本发明不限于在上述详细说明中提及的方式。因此，本发明的真正的技术保护范围应由所附权利要求书的技术思想来界定。此外，本发明应被理解为包括由所附权利要求书定义的本发明的精神及其范围内的所有变形物、等同物及替代物。

Claims (7)

1.一种工程机械的运行控制方法，其特征在于，包括：
由作业者发出工程机械的熄火信号的步骤；
确认对是否需要延迟运行中断的安全条件的确认步骤；
判断废气的温度是否为规定温度以上的第一温度判断步骤；
延迟运行中断，以防止电气部件的劣化的逻辑启动步骤；
判断废气的温度是否低于规定温度的第二温度判断步骤；以及
中断运行的运行中断步骤。
2.根据权利要求1所述的工程机械的运行控制方法，其特征在于，还包括：
判断再生过程是否比规定时间短的第一时间判断步骤；以及
判断运行中断延迟是否超过规定时间的第二时间判断步骤。
3.根据权利要求1所述的工程机械的运行控制方法，其特征在于，
作为所述第一温度判断步骤中的判断基准的温度高于作为所述第二温度判断步骤中的判断基准的温度。
4.根据权利要求2所述的工程机械的运行控制方法，其特征在于，
所述第一时间判断步骤中的规定时间比所述第二时间判断步骤的规定时间长。
5.根据权利要求1所述的工程机械的运行控制方法，其特征在于，
在所述确认步骤中，
判断所述工程机械是否正在执行再生过程，当判断为所述工程机械不在执行再生过程时，执行所述运行中断步骤。
6.根据权利要求1所述的工程机械的运行控制方法，其特征在于，
在所述逻辑启动步骤中，
即使将所述工程机械的发动机运行为低怠速状态并由作业者进行熄火，但延迟运行中断。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的工程机械的运行控制方法，其特征在于，
适用于废气净化装置和发动机通过隔壁使空间分离的工程机械。
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