专利名称：挖掘机转速及功率应急控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种挖掘机ECU故障情况下的冗余控制装置，尤其涉及一种挖掘 机转速及功率的应急控制装置。
背景技术：
挖掘机是一种广泛应用的土石方工程机械，正常情况下挖掘机的转速及功率控制 是通过ECU(电子控制单元)来完成的。ECU通过油门旋钮的给定信号及油门电机的位置 反馈信号来确定电机的位置，从而控制发动机转速；挖掘机功率控制是以转速作为反馈信 号来确定主泵的给定电流。整个ECU控制为一个大的闭环控制系统，内部又包含转速控制 和功率控制两个小的闭环控制。该系统控制原理复杂，控制点较多，因而安全隐患和故障点 多，非专业人员不易维修。由于挖掘机的工况通常比较恶劣，器件损坏及线路故障率大大高 于其它机械，一旦出现ECU或相应外围器件出现故障而维修人员不能及时到达就会影响用 户的使用，造成不必要的经济损失。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种挖掘机转速及功率应急控制装置，为挖掘机的正 常工作提供一种冗余保障。本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现一种挖掘机转速及功率应急控制装置，包括泵功率比例电磁阀5、油门电机6、油 门电位计7、E⑶8，所述E⑶8接24V直流电源，油门电位计7与E⑶8相连，将油门调节信号 输入到E⑶8 ；E⑶8的电机驱动信号线A、B与油门电机6的L端、R端连接，驱动电机工作，油 门电机6的W端、Y端、G端与E⑶8连接，将油门电机位置反馈信号输入到E⑶8 ；所述E⑶8 与泵功率比例电磁阀5连接，将比例电磁阀驱动信号送到泵功率比例电磁阀5的线圈。本 实用新型还包括应急模式控制器1、双位自复位型开关2、功率电阻3、应急模式切换开关4、 蓄电池9，所述应急模式切换开关4是八位两档钮子开关，所述双位自复位型开关2的C端 接地，S端、J端分别与应急模式控制器1相连，S端输入应急升速信号，J端输入应急降速 信号，应急模式控制器1根据升、降速信号输出相应的应急电机驱动信号；所述功率电阻3 的一端与蓄电池9正极连接，功率电阻3的另一端以及蓄电池9的负极分别与应急模式切 换开关4连接；所述应急模式切换开关4置于正常模式时，将E⑶8的电机驱动信号线A、B 与油门电机6的L端、R端连通，将E⑶8与泵功率比例电磁阀5的线圈连通，由E⑶8控制 挖掘机转速及功率；所述应急模式切换开关4置于应急模式时，将ECU8的电机驱动信号线 A、B与油门电机6的L端、R端切断，将应急模式控制器1的应急电机驱动信号线A、B与油 门电机6的L端、R端连通，将E⑶8与泵功率比例电磁阀5的连接切断，将功率电阻3和 蓄电池9的串联电路与泵功率比例电磁阀5线圈两端连通，由应急控制装置控制挖掘机的 转速及功率。本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现[0007]一种挖掘机转速及功率应急控制装置，其中应急模式控制器1包括继电器KA1、继 电器KA2、二极管D1、二极管D2，所述继电器KAl的线圈一端与直流电源正极相连，另一端与 双位自复位型开关2的S端相连，二极管Dl与继电器KAl的线圈并联，其阴极与直流电源 正极相连，阳极与双位自复位型开关2的S端相连，所述继电器KAl的常闭触点的1端与应 急电机驱动信号线A相连，继电器KAl的常闭触点的2端与直流电源负极相连，继电器KAl 的常开触点的3端与直流电源正极相连；所述继电器KA2的线圈一端与直流电源正极相连， 另一端与双位自复位型开关2的J端相连，二极管D2与继电器KA2的线圈并联，其阴极与 直流电源正极相连，阳极与双位自复位型开关2的J端相连，所述继电器KA2的常闭触点的 1端与应急电机驱动信号线B相连，继电器KA2的常闭触点的2端与直流电源负极相连，继 电器KA2的常开触点的3端与直流电源正极相连。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是在挖掘机的ECU或相应外围器件出 现故障时挖掘机工作在“应急模式”下，此时可通过点动开关控制电机的升速或降速，实现 发动机转速的控制；主泵功率控制同时切换到由功率电阻产生的电流进行控制，以避免泵 功率过低导致的机器工作效率过低的情况产生。从而使挖掘机在E⑶故障的情况下能正常 工作，设计简单，使用方便。
图1是本实用新型的电路图。图2是应急模式控制器的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，一种挖掘机转速及功率应急控制装置，包括应急模式控制器1、双位 自复位型开关2、功率电阻3、应急模式切换开关4、泵功率比例电磁阀5、油门电机6、油门电 位计7、ECU8、蓄电池9。所述应急模式控制器1及功率电阻3安装于电气控制箱内，所述应 急模式切换开关4、双位自复位型开关2安装于驾驶室内部操纵箱上，所述应急模式切换开 关4是八位两档钮子开关。本装置中E⑶8是电子控制单元，接24V直流电源，油门电位计7 与E⑶8相连，将油门调节信号输入到E⑶8。E⑶8的电机驱动信号线A、B可以与油门电机6 的L端、R端连接，输出驱动信号用于驱动油门电机工作。油门电机6的W端、Y端、G端与 E⑶8连接，将油门电机位置反馈信号输入到E⑶8 ；所述E⑶8可以输出泵功率比例电磁阀驱 动信号，用于驱动泵功率比例电磁阀5的线圈工作。如图2所示，前述应急模式控制器1包 括继电器KAl、继电器KA2、二极管Dl、二极管D2。所述双位自复位型开关2的C端接地，继 电器KAl的线圈一端与直流电源正极相连，另一端与双位自复位型开关2的S端相连，二极 管Dl与继电器KAl的线圈并联，其阴极与直流电源正极相连，阳极与双位自复位型开关2 的S端相连，所述继电器KAl的常闭触点的1端与应急电机驱动信号线A相连，继电器KAl 的常闭触点的2端与直流电源负极相连，继电器KAl的常开触点的3端与直流电源正极相 连；所述继电器KA2的线圈一端与直流电源正极相连，另一端与双位自复位型开关2的J端 相连，二极管D2与继电器KA2的线圈并联，其阴极与直流电源正极相连，阳极与双位自复位 型开关2的J端相连，所述继电器KA2的常闭触点的1端与应急电机驱动信号线B相连，继
4电器KA2的常闭触点的2端与直流电源负极相连，继电器KA2的常开触点的3端与直流电 源正极相连。所述功率电阻3的一端与蓄电池9正极连接，功率电阻3的另一端以及蓄电 池9的负极分别与应急模式切换开关4连接。所述应急模式切换开关4置于正常模式时， 将E⑶8的电机驱动信号线A、B与油门电机6的L端、R端连通，将E⑶8与泵功率比例电磁 阀5的线圈连通，由ECU8控制挖掘机转速及功率，此时ECU8通过油门电位计7的给定信号 及油门电机6的位置反馈信号来确定电机的位置，从而控制发动机转速，可分别实现H、S、L 等几种模式的控制。当油门旋钮、ECU、电机位置反馈、线路等出现故障时可将应急模式切换 开关4置于应急模式，此时将E⑶8的电机驱动信号线A、B与油门电机6的L端、R端切断， 将应急模式控制器1的应急电机驱动信号线A、B与油门电机6的L端、R端连通，将E⑶8 与泵功率比例电磁阀5的连接切断，将功率电阻3和蓄电池9的串联电路与泵功率比例电 磁阀5线圈两端连通，由应急控制装置控制挖掘机的转速及功率。双位自复位型开关2的 作用是控制转速的提升或降低，S端输入应急升速信号，J端输入应急降速信号，应急模式 控制器1根据升、降速信号输出相应的应急电机驱动信号，控制电机电源信号的极向，实现 电机拉线的伸出与收回，从而控制发动机转速。本实施例中功率电阻3信号取自蓄电池，简单方便。功率电阻为50W的铝壳式绕
D 系统电压
线电阻。其阻值根据主泵标准作业模式下的电流计算而来，计算方式为R=；--Ra>
1S
Is为主泵标准模式下的电流，Ra为比例电磁阀内阻。应急状态下，通过功率电阻3将蓄电池 9的电压信号转化为电流信号，使主泵功率处于一个标准功率状态。以避免泵功率过低导致 的机器工作效率过低的情况产生。由于采用上述技术方案，整个控制方式采用开环控制，不检测电机位置信号，可由 监控仪表来查看发动机转速，通过点动开关操作，使发动机达到驾驶员想要转速。整个系统 所用器件结构简单，故障点少，使用方便，极为适合作为机器的一种冗余控制装置。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变 换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
权利要求一种挖掘机转速及功率应急控制装置，包括泵功率比例电磁阀(5)、油门电机(6)、油门电位计(7)、ECU(8)，所述ECU(8)接24V直流电源，油门电位计(7)与ECU(8)相连，将油门调节信号输入到ECU(8)；ECU(8)的电机驱动信号线A、B与油门电机(6)的L端、R端连接驱动电机工作，油门电机(6)的W端、Y端、G端与ECU(8)连接，将油门电机位置反馈信号输入到ECU(8)；所述ECU(8)与泵功率比例电磁阀(5)连接，将比例电磁阀驱动信号送到泵功率比例电磁阀(5)的线圈，其特征在于，还包括应急模式控制器(1)、双位自复位型开关(2)、功率电阻(3)、应急模式切换开关(4)、蓄电池(9)，所述应急模式切换开关(4)是八位两档钮子开关，所述双位自复位型开关(2)的C端接地，S端、J端分别与应急模式控制器(1)相连，S端输入应急升速信号，J端输入应急降速信号，应急模式控制器(1)根据升、降速信号输出相应的应急电机驱动信号；所述功率电阻(3)的一端与蓄电池(9)正极连接，功率电阻(3)的另一端以及蓄电池(9)的负极分别与应急模式切换开关(4)连接；所述应急模式切换开关(4)置于正常模式时，将ECU(8)的电机驱动信号线A、B与油门电机(6)的L端、R端连通，将ECU(8)与泵功率比例电磁阀(5)的线圈连通，由ECU(8)控制挖掘机转速及功率；所述应急模式切换开关(4)置于应急模式时，将ECU(8)的电机驱动信号线A、B与油门电机(6)的L端、R端切断，将应急模式控制器(1)的应急电机驱动信号线A、B与油门电机(6)的L端、R端连通，将ECU(8)与泵功率比例电磁阀(5)的连接切断，将功率电阻(3)和蓄电池(9)的串联电路与泵功率比例电磁阀(5)线圈两端连通，由应急控制装置控制挖掘机的转速及功率。
2.如权利要求1所述的一种挖掘机转速及功率应急控制装置，其特征在于，所述应急 模式控制器⑴包括继电器KA1、继电器KA2、二极管D1、二极管D2，所述继电器KAl的线圈 一端与直流电源正极相连，另一端与双位自复位型开关(2)的S端相连，二极管Dl与继电 器KAl的线圈并联，其阴极与直流电源正极相连，阳极与双位自复位型开关(2)的S端相 连，所述继电器KAl的常闭触点的1端与应急电机驱动信号线A相连，继电器KAl的常闭触 点的2端与直流电源负极相连，继电器KAl的常开触点的3端与直流电源正极相连；所述继 电器KA2的线圈一端与直流电源正极相连，另一端与双位自复位型开关⑵的J端相连，二 极管D2与继电器KA2的线圈并联，其阴极与直流电源正极相连，阳极与双位自复位型开关 ⑵的J端相连，所述继电器KA2的常闭触点的1端与应急电机驱动信号线B相连，继电器 KA2的常闭触点的2端与直流电源负极相连，继电器KA2的常开触点的3端与直流电源正极 相连。专利摘要本实用新型公开了一种挖掘机转速及功率应急控制装置，在现有ECU控制装置基础上加入应急模式控制器、双位自复位型开关、功率电阻、应急模式切换开关、蓄电池。应急模式控制器根据升、降速信号输出相应的应急电机驱动信号，所述功率电阻一端与蓄电池正极连接，功率电阻另一端以及蓄电池的负极分别与应急模式切换开关连接，应急模式切换开关置于应急模式时，将ECU的控制切断，将应急模式控制器的应急电机驱动信号线A、B与油门电机的L端、R端连通，将功率电阻和蓄电池的串联电路与泵功率比例电磁阀线圈两端连通，由应急控制装置控制挖掘机的转速及功率。从而使挖掘机在ECU故障的情况下能正常工作。
文档编号H02J9/04GK201674269SQ201020192230
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者刘凯, 邱菊 申请人:中外合资沃得重工(中国)有限公司