CN85108979A - 控制发动机的方法和系统 - Google Patents

Abstract

施工车辆的发动机由一个系统来控制，该系统包括一个发动机控制的操纵传递机构，该机构有一放松的弹簧装置，并与燃油控制杠杆和调速器控制杠杆相连；一减速器缸，缸内装有活塞和弹簧，在弹簧的一侧，活塞杆通过一带细长形孔的轭架与所说的传递机构相连；一电磁阀，用于把来自液压泵的压力流体输送到减速器缸的压力室中，并切断该流体的供应；和一个用于控制该电磁阀用的电气线路。

Description

本发明涉及到一控制发动机转数、特别是控制施工车辆，例如挖土机等的发动机转数的方法和完成该方法的一个系统，尤其是一自动减速器系统。

施工车辆如挖土机等用来挖掘和运送土壤等工作时，发动机是处于全速运行状态的。在挖掘和运送土壤操作之间，有一个暂停或停止的时间，例如等待自倾载重汽车的时间。当在这样一个操作暂停时间时，希望该发动机怠速运转以防止产生噪声并且也节约其燃油消耗。但是，对于操作者来说，在每一次操作暂停时间均将该燃油控制手柄变换到怠速位置，是很不方便的。为此目的，在发动机的燃油控制系统中装有一自动减器速装置，当操作暂停，所有的致动器均处于停止操作时，该装置探测出这样的条件后，即允许发动机的燃油控制系统处于怠速条件下工作，而燃油控制杠杆仍位于其全速运行位置上。

该施工车辆例如挖土机等的缺点为：当发动机的转数是由燃油控制杠杆来设定的，甚至在挖掘和运送土壤操作暂停时，发动机仍继续按同样转数来运转，因此产生了噪声和增加了燃油的消耗。

为了消除上述的缺点，本发明申请人改进了一种用于施工车辆例如斗式装载机等上的发动机控制系统，该装载机已在日本实用新型临时公开号No58-156138中有所介绍，它的布局是至少用两个由该发动机驱动的液压泵将压力流体送入到一运行的控制线路和一仪器控制线路中，且发动机转数由调速器控制杠杆来设定的，该杠杆是由燃油控制杠杆来操作的，其特征在于所说的调速器控制杠杆具有一驱动用液压缸，当液压泵处于无负荷状态下，该液压缸用来保持该调速器控制杠杆处于其怠速、即低速运行位置上，同样，当液压泵的负荷增加时，该液压缸驱动该调速器控制杠杆移至其全速运行位置。

然而，这样的发动机控制系统是利用由液压泵传送的流体压力来驱使该调速控制杠杆向全速旋转的方向运动的，因此，它受到一个由于流体压力变化的操作变化的干扰，使发动机出现了不希望产生的低速（怠速）运行条件。例如，当一个仪器处于低压条件时，由于其自身重量使该仪器的压力降低引起一个不利作用，不能使该液压充分的升到高压。在用其惯性来转换该转换单元的情况下，这种情况是确实存在的。其次，使调速器控制杠杆向全速转动方向运动的液体压力将会下降，因此，引起了由于弹簧力的作用而使该杠杆朝向怠速位置移动，结果降低了发动机的转数。此外，当全部的操纵杠杆均变换到其中间位置时，由于推动调速器控制杠杆向全速方向转动所需的流体压力不够，则发动机转数将会立即下降，因此当连续操作挖掘和运送土壤时，引起了时间滞后，使工作性能变坏，并且需要再一次增加发动机的转数，因此产生了噪声。

本发明考虑了在上述的各情况，从而进行了改进，其目的是提供一控制施工车辆（例如斗式装载机等）用发动机的方法和系统，其特征在于：它包括有一专门用来控制该调速器的液压泵，而无需用仪器使用的液压泵来供给压力液体，该布局设计成：由于仪器操作引起的流体压力改变，不会影响该调速器的控制，由控制该调速器用的液压泵输送来的加压流体是用电磁阀来控制的，使其将减速器缸的活塞杆伸长和收缩，所说的电磁控制阀是按照仪器操纵杠杆的位置进行电气操纵的，且所说的调速器可自动地控制在全速运转条件和怠速运转条件之间。

本发明的另一目的是提供给施工车辆（如斗式装载机等）用的发动机的控制方法和系统，其特征在于它包括有一单个定时器，使一调速器控制杠杆当全部的操纵杠杆已退回至其中间位置之后，在其全速运行位置保持几秒钟（例如4秒），然后自动移至其怠速位置。

本发明还有一目的是提供一控制施工车辆（例如斗式装载机等）用的发动机的方法和系统，其特征在于它包括有两个定时器，使一调速器控制杠杆在全部操纵杠杆已退回到其中间位置之后，可立即向其怠速位置移动，这样，产生一暂时的小幅度的发动机转数的降低，然后再次向怠速位置移动，以得到大幅度的转数降低。

为了取得上述的第一和第二个目的，本发明提供有用于控制带自动减速器系统的发动机（用于施工车辆例如斗式装载机等）的方法，其特征在于：在全部操纵杠杆已各退回至其中间位置几秒钟之后该自动减速系统被致动，因此，允许该发动机的转数从其全速条件下的降至其怠速条件下的转数。

还有，为了取得上述的第三个目的，本发明提供有用于控制带自动减速器系统的发动机（该发动机用于施工车辆例如斗式装载机等）的方法，其特征在于：该自动减速器系统在全部操纵杠杆已经退回到其各自的中间位置之后，立即进行短暂的致动，因此使发动机转数发生小幅度的下降，并且在允许发动机于该种条件下在规定的时间之内运行之后，该自动减速器系统再一次致动，以使该发动机的转数降至怠速条件下的转数。

再者，为了取得上述的第一和第二个目的，根据本发明提供一自动减速器系统，该系统包括有一机构，用于以机械方式将该燃油控制杠杆产生的操纵变化通过放松的弹簧为中间件而传送至发动机的调速器上;一液压致动器联接于该操纵变化的传动机构和该调速器之间，该液压致动器当致动时，将该调速器退回至其怠速位置;探测该施工车辆的全部操纵杠杆处于非操作条件下的装置，和一定时线路装置，当所说的操纵杠杆的非操作条件已被连续地探测出而超过一规定的时间周期时，该装置用来致动所说的液压致动器。

还有，为了取得上述的第三个目的，根据本发明而提供一自动减速器系统，该系统包括有一机构，用于以机械方式将该燃油控制杠杆产生的操纵变化通过放松的弹簧为中间件而传送至发动机的调速器上;一液压致动器联接于该操纵变化的传动机构和调速器之间，当该液压致动器致动时，将该调速器退回至其怠速位置;探测该施工车辆全部操纵杠杆的非操作条件的装置，和一定时器线路装置，它包括第一定时器（它能立即探测出该操纵杠杆处于非操作条件，以瞬时致动该液压致动器）和第二定时器（用于当第一定时器被切断之后经一规定时间而再一次致动该液压致动器）。

在该上述的自动减速器系统中，该操纵杠杆包括有仪器操纵杠杆和运行操纵杠杆，该仪器操纵杠杆用来致动该比例先导控制阀，该阀用于控制由可变容积式泵泵入到仪器操纵液压致动器中的流体压力，和探测出该仪器操纵杠杆的非操纵条件是由压力开关来完成的，该压力开关用于探测该流体通过该比例先导控制阀而泄放时的压力。

还有，在上述的自动减速器系统中，每一个液压致动器包括有一减速器缸牢固地装在其底侧，该缸中具有一压力室并在位于其头侧处有一活塞杆通过一带有细长孔状的轭架以与可变传动机构相连，和一用于接受来自控制装置信号的电磁阀，该电磁阀将来自液压泵的压力液体（该泵由发动机来驱动与仪器操纵液压泵并非同一个泵）输送到减速器缸的压力室中，采用这种结构是为了当该液压致动器处于非操作条件时，上述的传送机构的运动（由于燃油控制杠杆操纵变化而引起的）可由轭架上的细长形孔所吸收，这样会对燃油控制杠杆的操作不会有所影响，而当该液压致动器处于操作条件下，传动机构的运动会由轭架上的细长形孔的一端所限定。

如果参看了下列详细介绍和附图（该附图中以举例说明方式示出根据本发明原理的最佳实施例的结构图）之后，对于本技术领域内的技术人员来说，会对本发明的上述的优点和很多其它的优点、特点和附加目的，将会一目了然。

图1为系统图，表示了本发明的装有一个自动减速器系统的发动机控制系统的第一实施例;

图2为一线路图，表示了应用在图1中实施例上的一个定时器线路的例子;

图3和图4表示了本发明的该自动减速器系统在致动之前和之后的条件：

图5为一图表，它表示了当本发明的该自动减速器系统致动时，发动机转数变化的情况;

图6为时间图表，表示了图1实施例中所用的一电磁控制阀的操作情况;

图7为一系统图，表示了本发明的装有一个自动减速器系统的发动机控制系统的第二实施例;

图8为一流程图表，表示了用于图7第二实施例中由控制器系统所处理的信息。

按本发明的发动机控制系统的一种实施例将参照附图1至6在下面加以说明。

在这些图纸中，参考数字1表示发动机，2表示调速器，3表示控制调速器2的控制杠杆。该布局为：当控制杠杆3位于各停止位置Ⅰ怠速位置Ⅱ和全速位置Ⅲ时，该发动机1各处于停止运转，怠速运转和全速运转状态。该控制杠杆3通过放松的弹簧装置4，杆件5和连接杆6与手动燃油控制杠杆7相连。减速缸9的活塞杆10，通过带细长状孔的轭架8与在细长状孔内控制杠杆3的中间部分相连，当压力流体被送入位于减速缸9底侧的压力室11中时，该活塞杆10克服弹簧15的作用力而向图示的右方移动，以驱动该上述的控制杠杆3从该全速位置向该怠速位置或减速位置来移动。

位于上述减速器缸9底侧的压力室11通过一电磁阀12而与一专门控制减速器的液压泵13相连。该电磁阀12具有一“断开”位置（中间位置）12a，“减速”位置12b和“泄放”位置12c。该电磁阀12在正常情况下被驱使到“断开”位置12a处，通过接通第一电磁线圈14a或第二电磁线圈14b可以将其转变到“减速”位置12b或“泄放”位置12c。线圈14a和14b均通过一定时器线路16而与电源17相连接。此定时器线路16的布局如图2中所示，此定时器包括有位于第一线圈14a和电源17之间的并将二者相连接的常开开关18，位于第二线圈14b和电源17之间并将二者相连接的常闭开关19，常开开关18用的感应线圈20，和第一定时器22和第二定时器23，该二个定时器连接于常开开关18的感应线圈20和该输入侧之间。该定时器线路16的输入侧通过自动减速开关24，左和右运行限位开关25和26，和压力开关27而与该电源17相连接。

上述的各运行限位开关25和26可各用左和右运行操作杠杆28和29来使其接通或断开。总而言之，当该杠杆28和29操作时，该限位开关25和26被断开。

基数30和31表示比例先导控制阀（即PPC阀，下同）。该比例先导控制阀30，31均与上述的控制减速用的液压泵13相连。当PPC阀30和31的仪器操作杠杆30a，30b和31a，31b操作时，被送到该仪器的各致动器之中（例如送到装在悬臂式液压缸线路内的方向控制阀（未表示出）悬臂缸、往复活塞式缸和旋转马达之中）的该被控制的液体压力即被用来控制或转换各该方向控制阀。该比例先导控制阀30和31的线路通过一往复阀32而与压力开关27相连。当该比例先导控制阀30和31由杠杆30a，30b，31a和31b操作时，该压力开关27成为断开状态。

除了上述的第一和第二定时器22和23的动作之外，在定时器线路19的输入侧接收到一输入信号之后，该第一定时器22立即被接合，并在一极短的时间内例如约为一秒保持“接通”状态，然后断开。而第二定时器23在定时器线路19接受信号之后的规定时间例如约4秒进行接通。当输入到定时器线路19中的输入信号被运行操作杠杆或仪器操作杠杆的操作而切断，该第二定时器23被断开。

由于燃油控制杠杆7操作的变化，通过杆组件（包括有杆件5和6，带有放松弹簧4a的缸4，和一杆件3）而传送到发动机1的调速器2上所以发动机1的转数是决定于由调速器2的位置所确定的燃油喷射量。燃油控制杠杆7的停止位置Ⅰ相当于调速器2不供给燃油的位置。另外，燃油控制杠杆7的位置Ⅱ和Ⅲ各相当于该发动机的怠速位置和该发动机的全速运行位置。

上述的布局的操作介绍如下：

施工车辆的发动机在正常情况下是以其全速来运行以改善其最大出力。总而言之，该燃油控制杠杆7正常时是调定到全速运行位置如图3中所示。此时，该调速器2的控制杠杆3的运动，由于轭架8上带有的细长形孔8a而不会受到减速器缸9的任何机械干扰。

如果该自动减速器开关24接通时，则所有的操作杠杆均不被操作而在规定时间内处于中间位置，定时器线路16将探测出此条件并将电磁阀12接通，因此通过该电磁阀12，将供给的压力液体送入到该减速器缸9之中。因此，在减速器缸9之内的该活塞杆10伸延出来使（如图4中所示）轭架8上的细长形孔的一端8a与控制杠杆3上的销子3a相接触并推动该杠杆3按箭头A所示方向移动。

结果是，该调速器2向自动减速位置来移动，这样发动机1的转数可自动地减少到低于全速的转速。此外，杠杆3在此时的运动可由带放松弹簧4a的缸4所吸收，不致使杠杆6和5和该燃油控制杠杆7致动。

如图4中所示本发明的自动减速器系统的操作将在下面详细介绍。

当所有操作杠杆均位于其中间位置时，该左和右运行限位开关25和26和该压力开关27将接通，使定时器线路16接收一输入信号。在此条件下，该常闭开关19接通且第一定时器22立即变成接通，并保持一短暂时间，其结果使该常开开关18变成接通，并保持一短时间，然后又断开。当定时器线路16已经接受了一输入信号并经过一规定时间以后，该第二定时器23被致动，故转变该常开开关18至接通。

根据上述的操作，当全部操作杠杆均位于中间位置时，该电磁控制阀12瞬时移至“减速”位置12b，然后又退回到“断开”位置12a，而且此后又移回至“减速”位置12b。因此，该减速器缸9将要移动、停止和再移动。该控制杠杆3将随减速器缸9的操作而动作，使发动机1的转数在开始阶段稍有下降，然后再大幅度地下降如图5中实线所示;就是说，该发动机的转数分二阶段来下降。图5虚线所示为带有普通自动减速器系统的该发动机其转数改变的情况。

图6中所示为在上述条件下该电磁控制阀12的操作时间图表。

如果至少有一个仪器操纵杠杆处于减速条件下来操作，该定时器16的输入变为切断，因此其结果是，该第二定时器23被切断，并且与此同时，该常闭开关19被接通，其次，该电磁控制阀12将位于其泄放位置12C处，以解除该减速操作，使发动机1可转换至由燃油控制杠杆7设定的全速运行条件。

如果全部的操纵杠杆均位于中间位置时，其中一个杠杆变换至中间位置，以便于一度暂停该挖掘或运送土壤工作，然后该操作恢复，上述在第一阶段的减速完成了。然而，发动机在此时的转速下降是很小的。因此，由发动机发出噪声的变化当发动机改变到怠速时发出的噪声的变化相比，是相当小的，由于几乎没有转数的大变化，因此操作者不会有讨厌的感觉和对发动机有不利的影响。

下一步将本发明的控制发动机转数用系统的另一实施方案加以介绍，请参照图7。

图7中所示的组成零件如果与图1中第一实施例中所示的那些元件有相同或类似功能者，则这种零件用与图1中相同的编号。因此对于这些零件就不再详述以免重复介绍。

图7中所示的实施例与图1中所示实施例的第一个差别在于该燃油控制杠杆7带有电位计7a，它用于测出杠杆7的操作位置并且输入一个探测信号给定时线路16。总而言之，电位计7a的功能是探测出是否该燃油控制杠杆7的操作位置与某位置相当，该位置达到的转数大于致动该自动减速器系统所需的转数，例如可为大于1400转/分（rpm）。但是，使用该装在燃油控制杆7上的电位计7a并非总是限于探测该发动机的转数，反之，将该发动机配以探测器的优点是可以直接读出发动机的转数并将该探测信号传送给定时器线路16。

第二个差别是该电磁阀12的构造比较简单。简而言之，在该第二实施例中，该电磁阀12只有两个位置，即“减速”位置12b和“泄放”位置12C，而没有“切断”（中间）位置。因此，一个电磁阀只有一个减速位置。该电磁阀12在正常情况下受有弹簧的压力，使其处于“泄放”位置。

第二实施例与第一实施例的第三个差别在于在定时器线路中只有一定时器。然而，如果需要（如在第一实施例中的情况下）把发动机的转数分成二个阶段来降低的话，则在定时器16的线路中安装两个定时器并采用如图1中所示构造的电磁阀12是很容易的。

示于图7中的该实施例的操作将于下面介绍。

在燃油控制杠杆7位于某一位置上时指示出的转数大于在自动减速时（例如全速运行位置时）的转数时，则能探测出是否该线路（探测线路，该线路包括有上述成串联的自动减速开关24，运行限位开关25和26，和压力开关27）是闭合的。

在上述的探测线路处于闭合情况下，该施工车辆并不工作时，这样，在定时器线路16中的定时器被致动。这个定时器用来测定使该上述的探测线路闭合的定时器。如果在该闭合线路条件下连续一个规定的时间，例如4秒，则该定时器将传输一个使该电磁阀12接通的信号。

如上所述，当电磁阀12接通，该减速器缸9被致动，因此发动机1的转数将会减少至相当于在调速器2的自动减速位置时的水平。

再者，当该探测线路闭合时，该定时器复位，因此，例如如果当该自动减速器系统该致动以降低发动机的转数时，该仪器操作杠杆被操作，则上述的探测器线路将会断开，这样，该电磁阀12处于“泄放”位置12C。其次，装在减速器缸9内的该弹簧15将向后推动该活塞10以允许在减速器缸9内的该压力流体流入到泄放箱33中。同样，位于减速器缸4中的放松的弹簧4a（该弹簧已被压缩了）将进行伸延以允许调速器2的杠杆3转换至如图3中所示的全速运行位置。上述的操作程序示于图8中的流程图表中。

还有，在此实施例中，当用压力开关来探测该仪器操作杠杆处于非操作条件时，则每一个仪器操作杠杆均可设有一限位开关以探测该每一杠杆的中间位置，因此，当全部的限位开关均探测出该相应的杠杆在同一时间内处于中间位置时，则产生了非操作条件。

根据本发明，当全部的操作杠杆位于其中间位置时，则发动机的转数将会从其全速运行条件下立即下降，因此，与普通的系统相比，会进一步地降低燃油消耗和噪声水平。还有，只要全部操作杠杆位于其中间位置，就达成了第一阶段的减速条件，在规定的时间内，达成其第二阶段的减速条件。因此，第一阶段减速条件用来引起操作者的注意，并且它可能使操作者在操作该杠杆的开始阶段来发现减速条件。

还有，本发明具有两个系统，即控制调速器的系统（用燃油控制杠杆来操作）和自动控制调速器的系统（用控制器来控制），特别是前面的调速器控制可做成手动和机动的。因此甚至当在电气系统出故障时，发动机的转数仍可以控制，并且同样地，该种布局可以保证在两个控制系统之间不会有相互干扰。

可以看出，以前的介绍仅仅说明了本发明的最佳实施例，并且可以看出本发明的范围并非只限于此，而是由所附权利要求的范围而规定的。

Claims (8)

1、用于施工车辆上一个带有自动减速器系统的发动机的控制方法，其特征在于：在全部的操纵杠杆已经各退回至其中间位置几秒钟之后，该自动减速器系统被致动，因此可使发动机的转数从全速条件转数和怠速条件转数下降低。

2、用于施工车辆上的一个带有自动减速器系统的发动机的控制方法，其特征在于：上述的自动减速器系统，在全部的操纵杠杆已经退至其各自的中间位置之后，立即进行瞬时的致动，因此引起了一个小幅度的发动机转数下降，在使发动机在这种条件下运转一规定的时间之后，上述的自动减速器系统再一次致动以降低该发动机的转数至怠速条件下的转数。

3、用于施工车辆上的一个带有自动减速器系统的发动机的控制方法，其特征在于：它包括以机械方式传动的一机构，把由燃油控制杠杆产生的该操纵的变化通过以放松的弹簧为中间件而传送至发动机的调节器;一个液压致动器连接在上述的操纵变化传递机构的放松的弹簧同该调速器之间，上述的液压致动器，当致动时，将该调速器退回至其怠速位置;探测装置，用于探测该施工车辆全部操纵杠杆处于非操作条件下的装置，和一定时器线路装置，当上述的操纵杠杆已经被连续探测出处于非操作条件下超过一个规定的时间周期时，该装置用来致动上述的液压致动器。

4、一个带有减速器系统的施工车辆用发动机的控制系统，其特征在于：它包括有一机构用来以机械方式通过以放松的弹簧为中间件而将该燃油杠杆的操纵变化传递至发动机的调速器上;一液压致动器，连接于上述的操纵变化传递机构同该调速器之间，上述的液压致动器当致动时可把调速器退回至其怠速位置;探测装置，用来探测施工车辆的全部操纵杠杆在中间位置时的非操作条件;和一定时器线路装置，包括有第一定时器（它能立即探测出上述的操作杠杆的非操作条件，以瞬时致动上述的液压致动器）和第二定时器（它在第一定时器被断开经一规定时间之后，又重新致动上述的液压致动器）。

5、根据权利要求3或4中所述的该系统，其特征在于上述的操纵杠杆包括有仪器操纵杠杆和运行操纵杠杆。

6、根据权利要求5中所述的该系统，其特征在于所说的仪器操纵杠杆用于致动比例先导控制阀，该阀用于控制由可变容积泵（该泵由发动机驱动）供应的输送至仪器操纵液压致动器中的流体压力，和该仪器操纵杠杆非操作条件的探测是由压力开关来完成的，该压力开关用来探测经比例先导控制阀排放的流体压力。

7、根据权利要求3或4中所述的该系统，其特征在于上述的每一个液压致动器包括一减速器缸牢固地安装于其底侧，该缸中具有一压力室，并包括位于其头侧的一活塞杆经一带有细长形孔的轭架同上述的操纵变化传递机构相连接;和一电磁阀用于接收从上述的控制器装置来的信号，把由液压泵（由发动机来驱动的是独立于该仪器操作液压泵以外的另一个泵）输送来的压力流体输送到上述的减速器缸的压力室中。

8、根据权利要求3或4中所述的该系统，其特征在于当所说的液压致动器处于非操作条件时，上述的燃油控制杠杆的操纵变化而引起的上述的传递机构的运动是由上述的带细长形孔的轭架所容纳，这样，对于燃油控制杠杆的操作不会有所干扰，而当该液压致动器处于操作条件时，上述的传递机构的运动由上述的轭架上的细长形孔的一端所支承。

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