专利名称：用于保护启动马达的控制器和系统及工程机械设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种用于保护启动马达的控制器和系统及工程机械设备。
背景技术：
在现有的工程机械设备(例如，挖掘机)中，发动机是在启动马达的带动下启动的，其中，启动马达是启动发动机的必要部件，只有在启动马达得电后运转，启动马达的小齿轮伸出并与发动机曲轴连接，才能带动发动机运转，发动机启动以后，启动马达失电后停止运转，并与发动机曲轴断开，而启动马达的启动则是由钥匙启动开关进行控制的。图I是现有技术的启动马达工作的原理图。如图I所示，钥匙启动开关I 一端经 由保险单元2与系统电源VCC (24V)连接，另一端与启动马达3的一端连接，启动马达3的另一端接地。当钥匙启动开关I被按下，则钥匙启动开关I闭合，则启动马达3得电后启动。该钥匙启动开关为自动复位开关，在驾驶员的手离开该钥匙启动开关之后，钥匙启动开关会自动复位，此时启动马达也会因断电而脱开与发动机曲轴的连接。然而，如果钥匙启动开关因为各种原因未能自动复位，或者驾驶员在发动机启动之后因误操作而再次使钥匙启动开关闭合，启动马达会再次得电，从而开始运转并与发动机产生机械连接。由此会导致启动马达的齿轮与高速运转的发动机的发送急剧的冲击，很容易出现打坏启动马达齿轮的现象。并且，启动马达和发动机均为价格昂贵、采购周期相当长的设备，如果它们被算坏，不仅增加了成本，还给用户带来了一定的施工风险。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于保护启动马达的控制器和系统及工程机械设备，以解决上述现有技术中的问题。为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于保护启动马达的控制器，该启动马达与系统电源相连，用于启动发动机，该控制器包括接收装置，用于接收代表系统电源的电压的信号；以及处理装置，与所述接收装置连接，用于在系统电源的电压大于一预设电压值时断开启动马达与系统电源的连接。本实用新型还提供了一种用于保护启动马达的系统，该系统包括上述的用于保护启动马达的控制器；以及电压传感器，与接收装置连接，用于检测系统电源的电压。本实用新型还提供了一种工程机械设备，包括启动马达及与该启动马达连接的发动机，该启动马达与电源相连用于启动发动机，其中，该设备还包括上述的用于保护启动马达的系统。通过上述技术方案，控制器通过接收系统电源的电压信号来判断发动机的状态(启动状态或非启动状态)，并在发动机启动时控制断开启动马达的电源，以确保发动机启动后启动马达不会再次运转。能够避免用户误操作钥匙启动开关或者钥匙启动开关出现故障而没有自动复位等情况导致的异常损坏启动马达的现象，从而降低了用户的施工风险和产品故障率，并且具有简单、方便、可靠、成本低的优势。本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。此外，在所有可能的地方，在整个附图中使用相同的标号以表示相同的部件。在附图中图I是现有技术的启动马达工作的原理图；图2是根据本实用新型实施例的用于保护启动马达的控制器的方框图；图3是根据本实用新型实施例的用于保护启动马达的系统的方框图；以及 图4是根据本实用新型实施例的用于保护启动马达的系统的电路图。附图标记说明I钥匙启动开关2保险单元3启动马达4电压传感器5控制器6继电器85,86,87a,87,30 接线端
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
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实用新型，并不用于限制本实用新型。图2是根据本实用新型实施例的用于保护启动马达的控制器的方框图。如图2所示，本实用新型提供了一种用于保护启动马达3的控制器5，该启动马达3与系统电源VCC相连，用于启动发动机，该控制器5包括接收装置10，用于接收代表系统电源VCC的电压的信号；以及处理装置12，与接收装置10连接，用于在系统电源VCC的电压大于一预设电压值时断开所述启动马达3与所述系统电源VCC的连接。通过在例如全液压挖掘机的工程机械设备中使用该控制器，能够避免用户误操作钥匙启动开关或者钥匙启动开关出现故障而没有自动复位等情况导致的异常损坏启动马达的现象，从而降低了用户的施工风险和产品故障率，并且具有简单、方便、可靠、成本低的优势。通常，发电机没有工作(发动机未启动)之前，系统电源电压不会超过25. 5V，而发电机正常充电工作(发动机启动)后，系统电源电压通常不低于27. 5V。因而在本实施例中，预设电压值可以设置为27. 5V。在本实用新型中，预设电压值设置为27. 5V仅仅是示例性的，并非用于限定本实用新型。图3是根据本实用新型实施例的用于保护启动马达的系统的方框图。如图3所示，本实用新型提供了一种用于保护启动马达的系统，该系统包括上述实施例中的用于保护启动马达的控制器5 ；以及电压传感器4，与控制器5的接收装置10连接，用于检测系统电源VCC的电压。在本实施例中，该系统还包括继电器6，该继电器6连接于所述启动马达3与系统电源VCC之间，其中，所述控制器5与该继电器6电连接，用于在所述系统电源VCC的电压大于该预设电压值时，控制该继电器6断开。其中，所述控制器5可为可编程逻辑控制器(PLC)、单片机、现场可编程门阵列(FPGA)等。在本实施例中，该系统还包括钥匙启动开关1，启动马达3通过该钥匙启动开关I与系统电源VCC相连，继电器6连接于钥匙启动开关I和启动马达3之间。本实用新型还提供了一种工程机械设备，包括启动马达3及与该启动马达3连接的发动机，该工程机械设备还包括上述实施例中的用于保护启动马达的系统。该工程机械设备例如可以是挖掘机。图4是根据本实用新型实施例的用于保护启动马达的系统的电路图。如图4所示，系统电源(VCC)经保险单元2、钥匙启动开关I而连接至启动马达3， 所述继电器6的接线端86连接所述控制器5的输出端，接线端85接地，常闭触点30和87a分别连接启动马达3及钥匙启动开关I。在驾驶员操作钥匙启动开关I时，钥匙启动开关I闭合，从而启动马达3得电，该启动马达3的输出轴与发动机的曲轴机械相连，带动发动机的曲轴旋转，从而启动发动机；在驾驶员的手离开该钥匙启动开关I之后，钥匙启动开关I会自动复位，此时启动马达3也会因断电而脱开与发动机曲轴的连接。下面结合图4描述本实用新型的用于保护启动马达的系统的工作原理。发动机带动的发电机是给整机电气元件提供电源并且给蓄电池充电的设备，发动机和发电机的运转几乎同时进行，在发电机正常运转前后，电气系统的电源电压会发生明显的变化。以某一特定工程机械设备为例，发动机没启动即发电机没工作前，系统电源电压不会超过25. 5V,而发电机进入正常充电工作后，系统电源电压一般不会低于27. 5V,从而利用这一变化，就可以及时的知道发动机有没有启动。因此只要控制器判断出所接收到的电气系统的电源电压高于27. 5V后，就可以确定发动机已经启动了，此时控制器(PLC)输出控制信号，控制继电器，使继电器的常闭触点断开，从而可以自动切断启动马达与钥匙启动开关的连接，由此也就避免了驾驶员再次误操作钥匙启动开关或钥匙启动开关未复位导致的发动机启动马达损坏的现象。不同实施例中，不同类别工程机械设备的发动机启动前后其系统电源电压变化的上、下限值不同，只要取发动机启动后系统电源的电压的上限值作为控制器内的预设电压值，通过检测系统电源的实际电压与该预设电压值进行比较，若比较结果为实际电压高于该预设电压值，即可判断发动机已经启动。具体地，电压传感器4检测系统电源VCC的电压，并发送电压信号至控制器5。控制器5判断检测的电压是否大于预设电压值(例如本实施例中的27. 5V)，如果该电压大于该预设电压值，即表示发动机处于启动状态，则控制器5控制继电器6的常闭触点30和87a断开，从而使启动马达3与系统电源VCC断开。与此同时，控制器5通过控制继电器6切断了启动马达3与钥匙启动开关I的连接，可防止启动马达3再次启动。在这种情况下，由于继电器6的常闭触点30和87a维持断开状态，即便是再次拧动钥匙启动开关I或钥匙启动开关I没有自动复位都无法使启动马达3再次运转，从而避免了启动马达3的损坏；如果该电压小于该预设电压值，即表示发动机没有启动，启动马达3正常受钥匙启动开关I控制，驾驶员可以根据情况通过钥匙启动开关I开启启动马达3，以启动发动机。从上述实施例可以看出，控制器通过接收电气系统电源的电压信号来判断发动机的状态(启动状态或非启动状态)，并在发动机启动时控制断开启动马达的电源，以确保发动机启动后启动马达不会再次被启动运转。能够避免用户误操作钥匙启动开关或者钥匙启动开关出现故障而没有自动复位等情况导致的异常损坏启动马达的现象，从而降低了用户的施工风险和产品故障率，并且具有简单、方便、可靠、成本低的优势。以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。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，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。 此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
权利要求1.一种用于保护启动马达的控制器，该启动马达与系统电源相连，用于启动发动机，其特征在于，该控制器包括 接收装置，用于接收代表所述系统电源的电压的信号；以及 处理装置，与所述接收装置连接，用于在所述系统电源的电压大于一预设电压值时断开所述启动马达与所述系统电源的连接。
2.一种用于保护启动马达的系统，其特征在于，该系统包括 根据权利要求I所述的用于保护启动马达的控制器；以及 电压传感器，与所述接收装置连接，用于检测所述系统电源的电压。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括 继电器，该继电器连接于所述启动马达与所述系统电源之间， 其中，所述控制器与该继电器电连接，用于在所述系统电源的电压大于该预设电压值时，控制该继电器断开。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，该系统还包括 钥匙启动开关，所述启动马达通过该钥匙启动开关与所述系统电源相连，所述继电器连接于所述钥匙启动开关和所述启动马达之间。
5.一种工程机械设备，包括启动马达及与该启动马达连接的发动机，其特征在于，该设备还包括权利要求2-4项中任意一项所述的用于保护启动马达的系统。
6.根据权利要求5所述的工程机械设备，其特征在于，该工程机械设备为挖掘机。
专利摘要本实用新型公开了一种用于保护启动马达的控制器和系统及工程机械设备，该启动马达与系统电源相连，用于启动发动机，该控制器包括接收装置，用于接收代表系统电源的电压的信号；以及处理装置，与所述接收装置连接，用于在系统电源的电压大于一预设电压值时断开启动马达与系统电源的连接。通过在工程机械设备中使用该控制器，能够避免用户误操作钥匙启动开关或者钥匙启动开关出现故障而没有自动复位等情况导致的异常损坏启动马达的现象，从而降低了用户的施工风险和产品故障率，并且具有简单、方便、可靠、成本低的优势。
文档编号F02N11/08GK202560421SQ20122021689
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者陈志 , 单晓宁, 王科, 钟国华, 王亮 申请人:中联重科股份有限公司渭南分公司, 中联重科股份有限公司