上车取力控制系统、方法及工程机械与流程

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种上车取力控制系统、一种上车取力控制方法及一种工程机械。

背景技术：

现有的工程机械，例如汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置，机动性好，转移迅速，作业时必需伸出支腿保持稳定。汽车起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车，符合公路车辆的技术要求，因而可在各类公路上通行。起重能力90吨以上的大吨位汽车起重机往往具有两个发动机，一个下车底盘发动机，用于驱动行驶，其排放符合道路排放的相关规定；一个上车发动机，用于驱动作业机构，其排放符合非道路排放的规定。随着排放法规的日益严格，上车发动机需要配置尿素系统等装置以符合道路排放法规，不但成本上升，而且占用空间大，增加了起重机的重量。因此，出现了用底盘发动机来驱动上车作业机构的汽车起重机，底盘发动机输出动力通过离合器传递到变速器，变速器根据传动链设定的速比要求，锁定到指定档位，然后通过传动轴把动力传递到底盘分动器。底盘分动器接收到取力命令后，底盘分动器的取力器闭合，通过传动轴及角传动器把动力传递给上车分动器，然后驱动上车液压系统工作，从而实现上车作业机构做出动作。在上车作业机构工作时，底盘传动链(驱动底盘的传动轴、驱动车桥、轮胎)应停止工作，反之也然。底盘分动器的取力器没有离合器，在运动状态不能做分离或结合动作，必须在停止状态才可以。

通常，上车取力器具有空档和取力档，分别由两个电磁阀控制，分动箱换挡气缸具有空档和取力档，分动箱换挡气缸的取力档单独由电磁阀控制，通过分动箱换挡气缸控制下车取力器的工作状态。由于上车取力器和下车取力器相互独立，所以，上车取力器和下车取力器可能同时动作。当上车取力为变速器挂档取力时(上车取力器为取力档位，上车取力器动作)，此时如果不终止底盘传动系统动力输出，会造成车轮空转，额外增加油耗，消耗功率，导致输入到上车的动力不足，而且容易导致安全隐患。当起重机行驶时(分动箱换挡气缸为取力档位，下车取力器动作)，如果不终止上车传动系统动力输出(未将上车取力器置为空挡)，可能会造成传动系统和液压系统空转，导致液压系统磨损加剧，漏油等问题，而且增加额外油耗，导致输入到行驶的动力不足。

现有技术中的取力过程为：在下车驾驶室内启动发动时，用钥匙上电，检测变速器手柄否处于空档，如果变速器处于空档，将钥匙转到启动位置，发动机启动；如果变速器没有处于空档，钥匙转到启动位置，发动机也不能启动，直到驾驶员操作变速器处于空档后才能启动发动机。启动发动机后，按下上车取力开关，离合器断开,变速箱执行锁指定档命令；变速箱锁指定档后，离合器闭合；离合器闭合后，取力指示灯亮，此时可进行上车操作。若驾驶室内的钥匙处于上电位置，在上车操纵室内按下启动开关，发动机启动，即可进行上车操作。由于底盘分动器的取力器没有离合器，在上述取力过程中，可能会出现变速箱锁定前进档或者倒档时闭合离合器后再闭合底盘分动器的取力器控制阀的情况，导致取力器齿轮打坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种上车取力控制系统及上车取力控制方法，以解决在具有两个发动机的情况下上车取力和下车取力的问题。

本发明第一目的是提供一种上车取力控制系统，包括上车取力器、分动箱换挡气缸和电磁阀组，所述上车取力器和分动箱换挡气缸均包括空档位和取力档位，所述电磁阀组控制所述上车取力器和分动箱换挡气缸的通气状态，以实现所述上车取力器和所述分动箱换挡气缸其中一方的空档位与另一方的取力档位相互锁止。

进一步地，所述电磁阀组包括第一二位三通电磁阀、第二二位三通电磁阀、第三二位三通电磁阀和第四二位三通电磁阀；所述第一二位三通电磁阀的进口端连接到气源，所述第一二位三通电磁阀的工作口与所述上车取力器的空档位所在管路连通；所述第二二位三通电磁阀的进口端连接到气源，所述第二二位三通电磁阀的工作口与所述分动箱换挡气缸的空档位所在管路连通；所述第三二位三通电磁阀的进口端与所述第二二位三通电磁阀的工作口管路连通，所述第三二位三通电磁阀的工作口与所述上车取力器的取力档位所在管路连通；所述第四二位三通电磁阀的进口端与所述第一二位三通电磁阀的工作口管路连通，所述第四二位三通电磁阀的工作口与所述分动箱换挡气缸的取力档位所在管路连通。

进一步地，所述分动箱换挡气缸的取力挡位包括高取力档位和低取力档位，所述电磁阀组还包括第五二位三通电磁阀，所述第五二位三通电磁阀的进口端和第四二位三通电磁阀的进口端均与所述第一二位三通电磁阀的工作口管路连通，所述第五二位三通电磁阀的工作口与所述分动箱换挡气缸的高取力档位所在管路连通，所述第四二位三通电磁阀的工作口与所述分动箱换挡气缸的低取力档位所在管路连通。

本发明提供的上车取力控制系统的有益效果是：分动箱换挡气缸的空档位和取力档位分别由二位三通电磁阀控制，上车取力器的空档位和取力档位分别由二位三通电磁阀控制。分动箱换挡气缸和上车取力器中一方处于空档状态下，另一方才能进入非空档工作状态。当控制上车取力器空档位的二位三通电磁阀得电通气时，一方面使上车取力器进入空档状态，另一方面作为分动箱换挡气缸取力档位的进气气源，实现上车取力器空档位和分动箱换挡气缸取力档位的相互锁止的功能。当控制分动箱换挡气缸空档位的二位三通电磁阀得电通气时，一方面使分动箱换挡气缸进入空档状态，另一方面作为上车取力器取力档位的进气气源，实现分动箱换挡气缸空档位和上车取力器取力档位的相互锁止的功能。通过电磁阀组中各个二位三通电磁阀的连接结构，实现上车取力器与分动箱换挡气缸互锁的工作方式，从而实现上车取力与底盘传动的互锁功能。因此，上车取力操作时，底盘传动系统不能输出动力，解决了额外消耗功率导致上车动力不足的问题，杜绝车轮空转导致的安全隐患；底盘传动系统输出行驶动力时，上车不能取力操作，避免传动系统和液压系统空转额外消耗功率导致输入到行驶的动力不足。

本发明第二目的是提供两种上车取力控制方法，基于上述的上车取力控制系统。

第一种上车取力控制方法，适用于在下车启动发动机的情况，该方法包括：

在下车启动发动机，打开取力开关；

检测分动箱换挡气缸档位信号和上车取力器档位信号；

判断所述分动箱换挡气缸档位信号是否为空挡信号且上车取力器档位信号是否为取力档位信号；

若所述分动箱换挡气缸档位信号为空挡信号且所述上车取力器档位信号为取力档位信号，则断开离合器，锁定变速箱的档位；

检测是否有点油门后立即松开的动作信号；

若检测到有点油门后立即松开的动作信号，则离合器闭合；

执行上车取力操作。

进一步地，判断所述分动箱换挡气缸档位信号是否为空挡信号且上车取力器档位信号是否为取力档位信号包括：若判断为否，则不锁定变速器的档位。

进一步地，所述检测是否有点油门后立即松开的动作信号包括：若未检测到点油门后立即松开的动作信号，则离合器不闭合。

上述的上车取力控制方法的有益效果是：检测到分动箱换挡气缸档位信号为空挡信号且所述上车取力器档位信号为取力档位信号，则断开离合器，锁定变速箱的档位，能够避免在分动箱取力器没有闭合时就挂档，导致分动箱取力器后执行锁档动作而打坏齿轮。检测是否有点油门后立即松开的动作信号，确认取力动作是符合驾驶员意愿的，防止因误触上车取力开关导致车辆执行不符合驾驶员意愿的动作。

第二种上车取力控制方法，适用于在上车启动发动机的情况，该方法包括：

下车驾驶室发动机钥匙上电；

检测分动箱换挡气缸档位信号和上车取力器档位信号及变速箱锁定档位信号；

判断所述分动箱换挡气缸档位信号是否为空挡信号、上车取力器档位信号是否为取力档位信号且变速箱是否锁定档位；

若所述分动箱换挡气缸档位信号为空挡信号、所述上车取力器档位信号为取力档位信号且所述变速箱锁定档位，则上车发送总线点火信号给下车，发动机启动；

执行上车取力操作。

进一步地，判断所述分动箱换挡气缸档位信号是否为空挡信号、上车取力器档位信号是否为取力档位信号且变速箱是否锁定档位包括：若所述分动箱换挡气缸档位信号不是空挡信号、或上车取力器档位信号不是取力档位信号、或变速箱未锁定档位，则上车不发送总线点火信号给下车，发动机不启动。

上述的上车取力控制方法提供了一种在上车直接启动发动力，进行取力操作的方法，发动机熄火时，操作人员在上车的起重操纵室即可启动发动机，不用到下车的驾驶室，操作方便、快捷。

本发明第三目的是提供一种工程机械，该工程机械包括上述的上车取力控制系统或采用上述的上车取力控制方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一种实施方式提供的上车取力控制系统的结构示意图；

图2为本发明一种可选实施方式提供的上车取力控制系统的结构示意图；

图3为本发明一种实施方式提供的上车取力控制方法的流程图；

图4为本发明一种可选实施方式提供的上车取力控制方法的流程图。

附图标记说明

10-气源，20-上车取力器，30-分动箱换挡气缸，41-第一二位三通电磁阀，42-第二二位三通电磁阀，43-第三二位三通电磁阀，44-第四二位三通电磁阀，45-第五二位三通电磁阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明一种实施方式提供的上车取力控制系统的结构示意图。如图1所示，本实施方式提供的上车取力控制系统，包括上车取力器20、分动箱换挡气缸30和电磁阀组，所述上车取力器20和分动箱换挡气缸30均包括空档位和取力档位。所述电磁阀组包括第一二位三通电磁阀41、第二二位三通电磁阀42、第三二位三通电磁阀43和第四二位三通电磁阀44。所述第一二位三通电磁阀41的进口端p连接到气源10，所述第一二位三通电磁阀41的工作口a与所述上车取力器20的空档位所在管路连通。所述第二二位三通电磁阀42的进口端p连接到气源10，所述第二二位三通电磁阀42的工作口a与所述分动箱换挡气缸30的空档位所在管路连通。所述第三二位三通电磁阀43的进口端p与所述第二二位三通电磁阀42的工作口a管路连通，所述第三二位三通电磁阀43的工作口a与所述上车取力器20的取力档位所在管路连通。所述第四二位三通电磁阀44的进口端p与所述第一二位三通电磁阀41的工作口a管路连通，所述第四二位三通电磁阀41的工作口a与所述分动箱换挡气缸30的取力档位所在管路连通。

本实施方式中，通过所述电磁阀组控制所述上车取力器20和分动箱换挡气缸30的通气状态，以实现所述上车取力器20和所述分动箱换挡气缸30其中一方的空档位与另一方的取力档位相互锁止。具体为：当控制上车取力器20空档位的第一二位三通电磁阀41得电通气时，一方面使上车取力器20进入空档状态，另一方面作为第四二位三通电磁阀44的进气通道，只有当第一二位三通电磁阀41得电通气使上车取力器20为空档位时，第四二位三通电磁阀44的进口端p才有气体通入，使分动箱换挡气缸30进入取力档位状态，分动箱为底盘传动系统输出动力。通过第一二位三通电磁阀41和第四二位三通电磁阀44实现上车取力器20空档位和分动箱换挡气缸30取力档位的相互锁止的功能。当控制分动箱换挡气缸30空档位的第二二位三通电磁阀42得电通气时，一方面使分动箱换挡气缸30进入空档状态，另一方面作为第三二位三通电磁阀43的进气通道，只有当第二二位三通电磁阀42得电通气使分动箱换挡气缸30为空档位时，第三二位三通电磁阀43的进口端p才有气体通入，使上车取力器20进入取力档位状态，分动箱为上车取力系统输出动力。通过第二二位三通电磁阀42和第三二位三通电磁阀43实现分动箱换挡气缸30空档位和上车取力器20取力档位的相互锁止的功能。

因此，通过第一二位三通电磁阀41、第二二位三通电磁阀42、第三二位三通电磁阀43和第四二位三通电磁阀44实现了上车取力与底盘传动的互锁功能。

图2为本发明一种可选实施方式提供的上车取力控制系统的结构示意图。如图2所示，本实施方式提供的上车取力控制系统，包括上车取力器20、分动箱换挡气缸30和电磁阀组，上车取力器20包括空档位和取力档位，分动箱换挡气缸30包括空档位、以及低取力档位和高取力档位两个取力档位。所述电磁阀组包括第一二位三通电磁阀41、第二二位三通电磁阀42、第三二位三通电磁阀43、第四二位三通电磁阀44和第五二位三通电磁阀45。所述第一二位三通电磁阀41的进口端p连接到气源10，第一二位三通电磁阀41的工作口a与上车取力器20的空档位所在管路连通。所述第二二位三通电磁阀42的进口端p连接到气源10，第二二位三通电磁阀42的工作口a与分动箱换挡气缸30的空档位所在管路连通。所述第三二位三通电磁阀43的进口端p与第二二位三通电磁阀42的工作口a管路连通，第三二位三通电磁阀43的工作口a与上车取力器20的取力档位所在管路连通。所述第四二位三通电磁阀44的进口端p和第五二位三通电磁阀45的进口端p均与第一二位三通电磁阀41的工作口a管路连通，第四二位三通电磁阀44的工作口a与分动箱换挡气缸30的低取力档位所在管路连通，第五二位三通电磁阀45的工作口a与分动箱换挡气缸30的高取力档位所在管路连通。

本实施方式中，通过所述电磁阀组控制所述上车取力器20和分动箱换挡气缸30的通气状态，以实现所述上车取力器20和所述分动箱换挡气缸30其中一方的空档位与另一方的取力档位相互锁止。具体为：当控制上车取力器20空档位的第一二位三通电磁阀41得电通气时，一方面使上车取力器20进入空档状态，另一方面作为第四二位三通电磁阀44和第五二位三通电磁阀45的进气通道。只有当第一二位三通电磁阀41得电通气使上车取力器20为空档位时，第四二位三通电磁阀44的进口端p和第五二位三通电磁阀45的进口端p才有气体通入，当第四二位三通电磁阀44得电通气时，分动箱换挡气缸30进入低取力档位状态，分动箱为底盘传动系统输出低档位的动力；当第五二位三通电磁阀45得电通气时，分动箱换挡气缸30进入高取力档位状态，分动箱为底盘传动系统输出高档位的动力。通过第一二位三通电磁阀41、第四二位三通电磁阀44和第五二位三通电磁阀45实现上车取力器20空档位和分动箱换挡气缸30各取力档位的相互锁止的功能。

当控制分动箱换挡气缸30空档位的第二二位三通电磁阀42得电通气时，一方面使分动箱换挡气缸30进入空档状态，另一方面作为第三二位三通电磁阀43的进气通道，只有当第二二位三通电磁阀42得电通气使分动箱换挡气缸30为空档位时，第三二位三通电磁阀43的进口端p才有气体通入，使上车取力器20进入取力档位状态，分动箱为上车取力系统输出动力。通过第二二位三通电磁阀42和第三二位三通电磁阀43实现分动箱换挡气缸30空档位和上车取力器20取力档位的相互锁止的功能。

因此，通过第一二位三通电磁阀41、第二二位三通电磁阀42、第三二位三通电磁阀43、第四二位三通电磁阀44和第五二位三通电磁阀45实现了上车取力与底盘传动的互锁功能。

本发明实施方式还提供一种工程机械，例如汽车起重机，该汽车起重机包括上述的上车取力控制系统。

图3为本发明一种实施方式提供的上车取力控制方法的流程图。本实施方式提供的上车取力控制方法基于上述的上车取力控制系统，该方法适用于在下车启动发动机的情况。如图3所示，该上车取力控制方法包括：

步骤s101：在下车启动发动机，打开取力开关。

其中，发动机的启动过程是：在下车驾驶室将发动机钥匙上电，此时会检测变速器是否处于空档，若检测到变速器是空档位，则启动发动机；若检测到变速器不是空档位，则不启动发动机。

步骤s102：检测分动箱换挡气缸档位信号和上车取力器档位信号。

步骤s103：判断所述分动箱换挡气缸档位信号是否为空挡信号且上车取力器档位信号是否为取力档位信号。

步骤s104：若所述分动箱换挡气缸档位信号不是空挡信号或上车取力器档位信号不是取力档位信号，则不锁定变速器的档位，避免在分动箱取力器没有闭合时就挂档，导致分动箱取力器后执行锁档动作而打坏齿轮。

步骤s105：若所述分动箱换挡气缸档位信号为空挡信号且所述上车取力器档位信号为取力档位信号，则断开离合器，锁定变速箱的档位。

步骤s106：检测是否有点油门后立即松开的动作信号。

步骤s107：若未检测到点油门后立即松开的动作信号，则离合器不闭合。

步骤s108：若检测到有点油门后立即松开的动作信号，则离合器闭合；

变速箱锁定档位后的轻点油门(点油门后立即松开)操作，是为了确认取力动作是符合驾驶员意愿的，防止因误触上车取力开关导致车辆执行不符合驾驶员意愿的动作。

步骤s109：执行上车取力操作。

上述检测分动箱换挡气缸档位信号和上车取力器档位信号的方法可采用现有技术，例如，采用相应的信号检测器采集分动箱换挡气缸档位信号和上车取力器档位信号，采用传感器采集轻点油门的动作信号，主控器获取分动箱换挡气缸档位信号、上车取力器档位信号以及轻点油门的动作信号，并对上述信号进行判断，根据判断结果发出操作指令至离合器的电控单元或变速箱的电控单元，由离合器的电控单元执行离合器的断开或闭合的操作，由变速箱的电控单元执行锁定档位的操作。

图4为本发明一种可选实施方式提供的上车取力控制方法的流程图。本实施方式提供的上车取力控制方法基于上述的上车取力控制系统，该方法适用于在上车启动发动机的情况。如图4所示，该上车取力控制方法包括：

步骤s101：下车驾驶室发动机钥匙上电。

步骤s102：检测分动箱换挡气缸档位信号和上车取力器档位信号及变速箱锁定档位信号。

步骤s103：判断所述分动箱换挡气缸档位信号是否为空挡信号、上车取力器档位信号是否为取力档位信号且变速箱是否锁定档位。

步骤s104：若所述分动箱换挡气缸档位信号不是空挡信号、或上车取力器档位信号不是取力档位信号、或变速箱未锁定档位，则上车不发送总线点火信号给下车，发动机不启动。

步骤s105：若所述分动箱换挡气缸档位信号为空挡信号、所述上车取力器档位信号为取力档位信号且所述变速箱锁定档位，则上车发送总线点火信号给下车，发动机启动。

步骤s106：执行上车取力操作。

本发明实施方式还提供一种工程机械，例如汽车起重机，该汽车起重机采用上述的上车取力控制方法。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。