CN114439798A - 电液控制***和电液控制方法以及工程机械 - Google Patents

电液控制***和电液控制方法以及工程机械 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于工程机械的电液控制***，其包括：液压锁总开关；与液压锁总开关电连接的液压锁继电器；与液压锁继电器电连接的液压锁电磁阀；和控制器，其与工程机械的主泵和主阀电连接以便控制主泵和主阀的动作，其中控制器配置为：检测液压锁总开关的关闭信号；检测液压锁继电器的开启信号；其中，当控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号并且检测到液压锁继电器的开启信号时，控制器发送电信号到主泵和主阀以便控制主泵和主阀处于工作状态。该电液控制***能够避免由于操作手柄等被意外触及或误操作引起的执行机构误动作，消除安全隐患。本发明还涉及用于工程机械的电液控制方法和包括该电液控制***的工程机械。

Description

电液控制***和电液控制方法以及工程机械
技术领域
本发明涉及电液控制领域。具体地，本发明涉及用于工程机械的电液控制***和电液控制方法。本发明还涉及包括该电液控制***的工程机械。
背景技术
诸如挖掘机、装载机、推土机等的工程机械通常配备有电液控制***，用来根据操作者的操作为液压执行机构例如回转马达、油缸等提供液压流体(如液压油)，从而完成操作者想要执行的动作。
图1示意性地示出了现有技术的工程机械通常使用的电液控制***，图3示意性地示出现有技术的电液控制***中的液压锁控制方法。
如图3所示，控制器4与液压锁总开关1的开启/打开位置电连接，以便在打开液压锁总开关1时检测液压锁总开关1的开启信号。参考图1，在发动机启动后，操作者打开液压锁总开关1，电路接通，电信号通过液压锁继电器2接通液压锁电磁阀3，同时控制器4检测液压锁总开关1的开启信号。来自先导油路(先导泵或减压阀)的先导油可通过液压锁电磁阀3到达操作手柄6，从而提供操作动作所需的先导液压流体。控制器4发送电信号到工程机械的主泵13和主阀11的主阀芯控制口(电控)7、8，使主泵13和主阀11处于工作状态。此时，当操作操作手柄6时，先导油被输送到主阀11两端的主阀芯控制口(液控)9、10，开启主阀11将来自主泵13的液压油输送到液压执行机构12，从而完成操作者想要执行的动作。
上述电液控制***在安全性方面存在一定的缺陷。
一方面，当液压锁继电器2损坏时，在常开的液压锁总开关1开启后，电信号无法触发液压锁电磁阀3。而由于控制器4检测到液压锁总开关1的开启信号，控制器4会判定机器工作正常。但是实际上整车无动作，因此不能可靠地控制。
另一方面，当液压锁总开关1失效(此时，液压锁总开关1始终处于关闭位置)而液压锁继电器2功能正常时，如果电流通过某种途径到达液压锁继电器2，则电信号会通过继电器2接通液压锁电磁阀3。此时，如果操作手柄6等被意外触及或误操作，则会造成主阀11换向，各执行机构12(诸如回转马达、油缸等)会误动作，从而引起安全隐患。
本发明旨在解决现有技术的上述问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提出一种增加工程机械的整车操作安全性的电液控制***和电液控制方法。
根据本发明的一方面，涉及一种用于工程机械的电液控制***，其包括：
液压锁总开关；
与液压锁总开关电连接的液压锁继电器；
与液压锁继电器电连接的液压锁电磁阀；和
控制器，其与工程机械的主泵和主阀电连接以便控制主泵和主阀的动作，
其特征在于，所述控制器配置为：
检测液压锁总开关的关闭信号；
检测液压锁继电器的开启信号；
其中，当控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号并且检测到液压锁继电器的开启信号时，控制器发送电信号到主泵和主阀以便控制主泵和主阀处于工作状态。
在上述电液控制***中，控制器基于液压锁总开关的关闭/非关闭信号和液压锁继电器的开启/关闭信号进行逻辑关系判断，并且根据判定结果来控制主泵和主阀是否需要正常输出，由此避免由于操作手柄等被意外触及或误操作引起的执行机构误动作，消除安全隐患，增强了安全控制等级，以最小的成本实现了控制和安全需求。
有利地，控制器与液压锁总开关的关闭位置电连接，以检测液压锁总开关的关闭信号，并且
控制器与位于液压锁继电器的下游并且位于液压锁电磁阀的上游的位置电连接，以检测液压锁继电器的开启信号。
有利地，所述控制器配置为在下列情况之一时控制主泵和主阀处于非工作状态：
-控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
-控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
-控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且检测到液压锁继电器的开启信号。
有利地，当液压锁电磁阀通电时，能够将先导液压油传送到操作手柄。
根据本发明的另一方面，涉及一种用于工程机械的电液控制方法，所述工程机械包括：
液压锁总开关；
与液压锁总开关电连接的液压锁继电器；
与液压锁继电器电连接的液压锁电磁阀；和
控制器，其与工程机械的主泵和主阀电连接以便控制主泵和主阀的动作，
其特征在于，所述电液控制方法包括：
通过控制器检测液压锁总开关的关闭信号；
通过控制器检测液压锁继电器的开启信号；
其中，当控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号并且检测到液压锁继电器的开启信号时，控制器发送电信号到主泵和主阀以便使主泵和主阀处于工作状态。
有利地，控制器与液压锁总开关的关闭位置电连接，以检测液压锁总开关的关闭信号，并且
控制器与位于液压锁继电器的下游并且位于液压锁电磁阀的上游的位置电连接，以检测液压锁继电器的开启信号。
有利地，在下列情况之一时，控制器控制主泵和主阀处于非工作状态：
-控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
-控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
-控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且检测到液压锁继电器的开启信号。
有利地，当液压锁电磁阀通电时，将先导液压油传送到操作手柄。
根据本发明的另一方面，涉及一种工程机械，其包括如上所述的电液控制***。
有利地，所述工程机械是挖掘机。
附图说明
下面将参照示意性的附图更详细地描述本发明的优选实施例。附图及相应的实施例仅是为了说明的目的，而非用于限制本发明。在附图中：
图1示意性地示出现有技术的工程机械通常使用的电液控制***，
图2示意性地示出根据本发明的一个实施例的用于工程机械的电液控制***，
图3示意性地示出现有技术的电液控制***中的液压锁控制方法，以及
图4示意性地示出根据本发明的电液控制***中的液压锁控制方法。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面描述的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
图4示意性地示出根据本发明的电液控制***中的液压锁控制方法。如图4所示，一方面，控制器4与液压锁总开关1的关闭位置电连接，以检测液压锁总开关1的关闭信号，另一方面，控制器4与位于液压锁继电器2的下游并且位于液压锁电磁阀3的上游的一位置电连接，以检测液压锁继电器2的开启信号。
在没有打开液压锁总开关1时，液压锁总开关1处于常闭位置。此时控制器4检测到液压锁总开关1的关闭信号。结合图2所示，在液压锁总开关1和液压锁继电器2二者均功能正常时，在发动机启动后，当操作者打开液压锁总开关1时，电路接通，电信号通过液压锁继电器2接通液压锁电磁阀3。此时，控制器4检测不到液压锁总开关1的关闭信号(换句话说，控制器4判定液压锁总开关1处于开启状态)，同时控制器4检测到液压锁继电器2的开启信号。控制器4发送电信号到工程机械的主泵13和主阀11的主阀芯控制口(电控)7、8，以便控制主泵13和主阀11处于工作状态。来自先导油路(先导泵或减压阀)的先导油被接通，以用于提供操作动作所需的先导液压流体。此时，当操作操作手柄6时，先导油被输送到主阀11两端的主阀芯控制口(液控)9、10，开启主阀11将来自主泵13的液压油输送到液压执行机构12。
根据本发明，控制器4对来自液压锁总开关1的电信号(关闭或非关闭信号)和来自液压锁继电器2的电信号(开启或关闭信号)进行逻辑分析，只有当控制器4没有检测到液压锁总开关1的关闭信号并且检测到液压锁继电器2的开启信号时，控制器4发送电信号到主泵和主阀以便控制主泵和主阀处于工作状态。
表1示出控制器4基于液压锁总开关1和液压锁继电器2的状态进行逻辑分析并且根据判定结果来控制主泵和主阀。
液压锁总开关 液压锁继电器 控制器 主泵和主阀
OFF OFF OFF OFF
ON OFF OFF OFF
OFF ON OFF OFF
ON ON ON ON
表1
如表1所示，当控制器4检测到来自液压锁总开关1的关闭信号时，控制器4判定液压锁总开关1处于关闭状态(OFF)。当控制器4没有检测到来自液压锁总开关1的关闭信号时，控制器4判定液压锁总开关1处于开启状态(ON)。当控制器4检测到液压锁继电器2的开启信号时，判定液压锁继电器2处于开启/接通状态(ON)。当控制器4没有检测到液压锁继电器2的开启信号时，判定液压锁继电器2处于关闭/断开状态(OFF)。
当液压锁总开关1和液压锁继电器2中任一个的功能失效或同时失效或反馈处于不正常操作时，控制器4通过逻辑分析给出的判定结果是OFF，亦即控制器4判定机器处于不能正常工作的状态，控制器4通知主泵13和主阀11两端控制主阀芯换向的电比例减压阀7、8(电控)停止工作，整车无动作。此时，主泵13和主阀11处于锁定状态，主泵13调整为最小输出流量，主阀11对先导压力和来自操作手柄6的控制信号不做出响应。因此，即使操作手柄6被误操作或者被意外触及，也没有液压油进入执行元件，从而不会产生误动作。
只有当控制器4判定液压锁总开关1处于开启状态(ON)，并且液压锁继电器2处于开启/接通状态(ON)时，控制器4通过逻辑分析给出的判定结果是ON，表明液压锁总开关1和液压继电器2功能正常并且液压锁总开关1被开启，控制器4发送电信号到主泵13和主阀11以便控制主泵和主阀处于工作状态。由此增强了控制***的安全控制等级。
另外，如果控制器4判定液压锁总开关1处于开启状态(ON)，但是同时判定液压锁继电器2处于关闭/断开状态(OFF)，则表明液压锁继电器2出现故障。
根据本发明的电液控制***通过将控制器4与液压锁总开关1的关闭位置电连接以传递反馈信号到控制器4，并且在液压锁继电器2下游和液压锁电磁阀3上游的一位置与控制器4之间增加一根电线以传递反馈信号到控制器4，控制器4基于液压锁总开关1的关闭/非关闭信号和液压锁继电器2的开启/关闭信号进行逻辑关系判断，并且根据判定结果来控制主泵13和主阀11是否需要正常输出，由此避免误操作，消除安全隐患，增强了安全控制等级，以最小的成本实现了控制和安全需求。另外还可以判定液压锁继电器是否损坏。
工业实用性
根据本发明的电液控制***通过简单的结构改进提高了工程机械的安全性，以最小的成本实现了控制和安全需求。这种安全性设计逻辑适用于诸如挖掘机、装载机的工程机械以及具有类似工况需求的其他类机械。
在发动机启动后，当操作者打开液压锁总开关1时，在下列情况之一时控制器4控制主泵13和主阀11处于非工作状态：
-控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
-控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
-控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且检测到液压锁继电器的开启信号。
当且仅当控制器4没有检测到液压锁总开关的关闭信号并且检测到液压锁继电器的开启信号时，控制器4控制主泵13和主阀11处于工作状态。
上面借助具体实施例对本发明的电液控制***和方法进行了描述。对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本发明的范围或精神的情况下对上文公开的实施例做出各种修改和变型。例如，本发明的实施可以不包含所描述的具体特征中的部分特征，并且本发明也不局限于所描述的具体实施例，而是可以设想所描述的特征和要素的任意组合。结合对说明书的考虑及所公开的电液控制***和方法的实践，其它实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。说明书和示例仅被视为示例性的，真正的范围由所附权利要求及它们的等同方案表示。

Claims (10)

1.一种用于工程机械的电液控制***，包括：
液压锁总开关(1)；
与液压锁总开关电连接的液压锁继电器(2)；
与液压锁继电器电连接的液压锁电磁阀(3)；和
控制器(4)，其与工程机械的主泵(13)和主阀(11)电连接以便控制主泵和主阀的动作，
其特征在于，所述控制器配置为：
检测液压锁总开关的关闭信号；
检测液压锁继电器的开启信号；
其中，当控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号并且检测到液压锁继电器的开启信号时，控制器发送电信号到主泵和主阀以便控制主泵和主阀处于工作状态。
2.根据权利要求1所述的电液控制***，其中，
控制器与液压锁总开关的关闭位置电连接，以检测液压锁总开关的关闭信号，并且
控制器与位于液压锁继电器的下游并且位于液压锁电磁阀的上游的位置电连接，以检测液压锁继电器的开启信号。
3.根据权利要求1或2所述的电液控制***，其中，所述控制器配置为在下列情况之一时控制主泵和主阀处于非工作状态：
控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且检测到液压锁继电器的开启信号。
4.根据权利要求1或2所述的电液控制***，其中，当液压锁电磁阀通电时，能够将先导液压油传送到操作手柄(6)。
5.一种用于工程机械的电液控制方法，所述工程机械包括：
液压锁总开关(1)；
与液压锁总开关电连接的液压锁继电器(2)；
与液压锁继电器电连接的液压锁电磁阀(3)；和
控制器(4)，其与工程机械的主泵(13)和主阀(11)电连接以便控制主泵和主阀的动作，
其特征在于，所述电液控制方法包括：
通过控制器检测液压锁总开关的关闭信号；
通过控制器检测液压锁继电器的开启信号；
其中，当控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号并且检测到液压锁继电器的开启信号时，控制器发送电信号到主泵和主阀以便使主泵和主阀处于工作状态。
6.根据权利要求5所述的电液控制方法，其中，
控制器与液压锁总开关的关闭位置电连接，以检测液压锁总开关的关闭信号，并且
控制器与位于液压锁继电器的下游并且位于液压锁电磁阀的上游的位置电连接，以检测液压锁继电器的开启信号。
7.根据权利要求5或6所述的电液控制方法，其中，在下列情况之一时，控制器控制主泵和主阀处于非工作状态：
控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
控制器没有检测到液压锁总开关的关闭信号，并且没有检测到液压锁继电器的开启信号；
控制器检测到液压锁总开关的关闭信号，并且检测到液压锁继电器的开启信号。
8.根据权利要求5或6所述的电液控制方法，其中，当液压锁电磁阀通电时，将先导液压油传送到操作手柄(6)。
9.一种工程机械，包括根据权利要求1-4中任一项所述的电液控制***。
10.根据权利要求9所述的工程机械，其中，所述工程机械是挖掘机。
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