控制系统和包括该控制系统的作业机械技术方案

本发明专利技术涉及一种用于作业机械（１０１）的控制系统（３００），包括操作员控制元件（３０７）、电子控制单元（３５１）和用于改变该作业机械的方向的设备（３０１），该电子控制单元（３５１）适于接收表示从操作员控制元件（３０７）的位置起的期望方向的输入信号，并产生用于与该操作员控制元件的位置相对应地经由所述设备（３０１）改变所述作业机械的方向的输出信号。控制系统（３００）包括电子安全装置（３５３），该电子安全装置（３５３）适于根据操作员控制元件（３０７）的位置而受到控制，并且适于根据该操作员控制元件的位置来分别允许经由所述输出信号控制所述设备（３０１）和阻止经由所述输出信号控制所述设备（３０１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于作业机械的控制系统，该控制系统包括用于改变该作业机械 的方向的设备、操作员控制元件和电子控制单元，该电子控制单元适于接收表示从操作员 控制元件的位置起的期望方向的输入信号，并产生用于与操作员控制元件的位置相对应地 经由所述设备改变所述作业机械的方向的输出信号。该操作员控制元件优选由转向杆构 成。
技术介绍
例如，在包括前车架和后车架的、不同类型的铰接式作业机械中，存在这种控制系 统，所述车架各承载有至少一个轮轴。车架经由竖轴彼此以铰接方式连接，并且车架经由在 这两个部分之间布置的两个液压缸围绕所述接头部相对于彼此以可枢转方式安装。装料机 (例如轮式装载机或翻斗车)是这种作业机械的一个实例。下面，将针对该控制系统布置在轮式装载机中以控制其转向缸时的情形来描述本 专利技术。这绝不应视为限制本专利技术的应用领域的实例。传统上，用于改变作业机械的方向的设备包括液压系统，该液压系统适于经由控 制阀来控制液压缸的运动。轮式装载机中的转向具有高的安全性要求。通常，轮式装载机具有常规的方向盘 控制，但同时还可以配备有转向杆控制。在运输期间使用方向盘，而转向杆用于在较低速度 下的作业，例如，在翻斗车或卡车装载时，这是为了提高操作员的舒适度。因此，操作员使用 转向杆来请求转向方向和转向速度。控制系统通常设计成使得操作员利用方向盘控制来以机械方式调节液压阀，液压 阀则将液压动力传递给转向缸。转向杆控制也将液压动力传递给转向缸，但是其液压阀通 常由电信号控制，即，操作员使转向杆倾斜，转向杆则产生电信号。在特定情形中，期望操控 来自转向杆的电信号，这能够通过经由控制单元(机用计算机)将信号从转向杆传递给液 压阀来实现。其实例有斜波元件(滤波器)和取决于该作业机械的速度的转向速度，其目 的是在装载操作中实现平滑控制，但仍然在运输期间实现方向稳定(无摆动)的转向。为了提高安全性，控制系统能够设计成使得方向盘控制具有最高优先级，S卩，如果 方向盘和转向杆被同时使用，则占优势的是方向盘。对于用于该机械中的关键安全功能(例如转向杆控制)的电子设备，提出了越来 越高的需求。利用其电子设备的转向杆控制是一种复杂系统，可能会引起很多故障。一个 特定问题在于在转向杆控制中，可能发生故障(例如，即便转向杆处于中立位置或者转向 杆已被锁定于特定位置，也发生转向)。因此，对于机用计算机和其它电子设备提出了非常 高的质量需求，这导致高的成本。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于制造一种以成本有效的方式提供高安全性的控制系统。特别地，本专利技术涉及一种纠正在转向杆控制中发生故障的问题(例如，即便转向杆处于中立 位置也发生转向)的控制系统。利用根据权利要求1所述的专利技术实现了这个目的。因此，这是利用包括一种电子 安全装置的控制系统来实现的，该电子安全装置适于根据操作员控制元件的位置而受到控 制，并且适于根据操作员控制元件的位置来分别允许经由所述输出信号控制该设备和阻止 经由所述输出信号控制该设备。根据本专利技术的一个实施例，该安全装置包括布置在控制单元与所述设备之间的控 制组件，该控制组件用于以如下方式改变方向仅当控制单元产生的输出信号对应于操作 员控制元件的位置时，才允许所述输出信号通过。而且，该控制组件(例如包括两个继电器)布置在用于将输出信号传输到所述设 备的线路(例如形式为液压回路)上。通过根据转向杆位置而分别自动打开和关闭所述线 路，获得了一种安全系统。根据另一实施例，所述电子安全装置包括适于感测操作员控制元件的第一间隔角 和该操作员控制元件的第二间隔角的装置，所述第一间隔角与第一转向方向相关联，所述 第二间隔角与第二转向方向相关联。在该安全装置中，优选完全独立于根据操作员控制元 件的位置而输入到控制单元的信号来感测操作员控制元件的位置。这意味着相对于传统 的转向杆控制，该安全组件成为一种并行的独立系统。优选地，用于感测操作员控制元件的 所述间隔角的所述装置包括与操作员控制元件的第一间隔角相关联的第一开关和与操作 员控制元件的第二间隔角相关联的第二开关。通过以下描述，本专利技术的其他优选实施例和优点是显而易见的。 附图说明下面，将参考附图所示的实施例来更详细地描述本专利技术，其中图1以侧视图示出一种轮式装载机；图2以俯视图示意性示出该轮式装载机；图3示出用于控制该轮式装载机的控制系统的第一优选实施例；并且图4示出用于转向杆控制的安全装置的可替代实施例。具体实施例方式图1示出轮式装载机101的侧视图。轮式装载机101包括前车辆部分102和后车 辆部分103，所述部分各包括车架和一对驱动轴112、113。后车辆部分103包括驾驶室114。 车辆部分102、103以如下方式彼此连接即，它们能够利用与这两个部分连接的两个液压 缸104、105来围绕竖轴117相对于彼此枢转。因此，也参见图2，液压缸104、105设置在沿 车辆纵向方向的中心线的不同侧，以使轮式装载机101转向或转动。轮式装载机101包括用于搬运物体或材料的设备111。设备111包括载荷臂单元 106和装配在该载荷臂单元上的铲斗形式的工具107。这里，铲斗107装填有材料116。载 荷臂单元106的第一端以可枢转方式连接到前车辆部分102，以便实现铲斗的提升运动。铲 斗107以可枢转方式连接到载荷臂单元106的第二端以便实现铲斗的倾斜运动。载荷臂单元106能够利用两个液压缸108、109而相对于前车辆部分102被举升和降低，两个液压缸108、109中的每一个均在一端连接到前车辆部分102并在另一端连接到 载荷臂单元106。铲斗107能够利用第三液压缸110而相对于载荷臂单元106倾斜，该第三 液压缸110在一端连接到前车辆部分102并在另一端经由连杆臂系统115连接到铲斗107。在图2中，以示意性俯视图示出了轮式装载机101。这里，该轮式装载机处于如下 位置车辆部分102、103围绕接头部117相对于彼此成一定角度。图3示出用于控制轮式装载机101的两个液压缸104、105的控制系统300。用连 续线标记的线路表示液压线路，而用短划线标记的线路表示电子线路。控制系统300包括 用于改变该作业机械的方向的设备301，而设备301则包括液压回路302。液压回路302包括第一控制阀单元304，该第一控制阀单元304由车辆方向盘形式 的第一操作员控制元件305以机械方式调节。液压回路302还包括第二控制阀单元306，该 第二控制阀单元306经由转向杆形式的第二操作员控制元件307而被以电子方式控制。转 向杆307被示出为处于两个倾斜位置。该系统是载荷传感(LS)系统并且包括带有可变排量的泵308和储罐309。泵308 由柴油发动机形式的车辆推进发动机344驱动。泵308经由换向阀310且经由被致动的控 制阀单元304、306感测来自转向缸104、105的压力(LS信号)。该泵则设定一个压力，该压 力比转向缸的压力高出特定数目的巴。由此，存在向转向缸104、105流出的油流，其水平取 决于被致动的控制阀单元304、306得到调节的程度。液压缸104、105以如下方式布置即，第一液压缸104的活塞侧311和第二液压缸 105的活塞杆侧312连接到泵308以使车辆向右转向，并且第一液压缸104的活塞杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于作业机械（１０１）的控制系统（３００），所述控制系统（３００）包括操作员控制元件（３０７）、电子控制单元（３５１）和用于改变所述作业机械的方向的设备（３０１），所述电子控制单元（３５１）适于接收表示从所述操作员控制元件（３０７）的位置起的期望方向的输入信号，并产生用于与所述操作员控制元件的位置相对应地经由所述设备（３０１）改变所述作业机械的方向的输出信号，其特征在于，所述控制系统（３００）包括电子安全装置（３５３），所述电子安全装置（３５３）适于根据所述操作员控制元件（３０７）的位置而受到控制，并且适于根据所述操作员控制元件的位置来分别允许经由所述输出信号控制所述设备（３０１）和阻止经由所述输出信号控制所述设备（３０１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克沃尔斯特伦，博维格霍尔姆，
申请(专利权)人：沃尔沃建筑设备公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]