[发明专利]控制系统和包括该控制系统的作业机械

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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发明。这绝不应视为限制本发明的应用领域的实例。

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，即，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。

发明内容

本发明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，本发明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所述的发明实现了这个目的。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。

根据本发明的一个实施例，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，本发明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发明，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。

具体实施方式