[发明专利]一种工程机械发动机安全控制系统

说明书

技术领域

本发明属于工程机械领域，尤其是涉及一种工程机械发动机安全控制系统。

背景技术

工程机械车辆的作业工况复杂、工作环境恶劣；因此，工程机械车辆发生故障的机率较高，而往往一旦发生事故，造成的后果也比较严重，特别是发动机的故障。为了确保工作安全性，工程机械在驾驶室内一般都设置有钥匙开关和急停开关，目的是在车辆启动过程中，能够有效地防止发动机发生二次启动，减少人为的发电机伤害；另一方面，当车辆作业过程中出现紧急情况时，驾驶员可以通过急停开关，及时有效地切断动力系统，避免事故的发生。

如图1所示，现有技术的急停开关S2位于钥匙开关S1的停止档和蓄电池BAT的正极之间，其主要的工作过程如下：

（1）通过钥匙开关S1的启动档来控制发动机ECU的启动；

将钥匙开关S1转到启动档，此时蓄电池BAT的输出电流作为发动机ECU的启动信号，经保险FU1、急停开关S2、钥匙开关S1的启动档，使启动继电器K2的线圈得电，得电后的启动继电器K2的常开触点闭合，蓄电池BAT的输出电流经过启动马达QD的ST管脚为启动马达QD供电，启动马达QD带动发动机ECU进入工作状态。

（2）通过钥匙开关S1的停止档来控制发动机ECU熄火；

原本从蓄电池BAT输出的电流，经保险FU1、急停开关S2和钥匙开关S1的工作档到达发动机ECU的H管脚，当将钥匙开关S1转到停止档时，该电流通路会因钥匙开关S1的处于停止档状态而断开。由于发电机ECU的H管脚为低电平有效，所以此时发动机ECU熄火。

（3）通过急停开关S2来控制发动机ECU熄火；

一旦处于紧急状态时，可以通过急停开关S2的急停功能来停止发动机ECU的工作。将急停开关S2处于急停档时，此时，原本从蓄电池BAT输出的电流，经保险FU1、急停开关S2和钥匙开关S1的工作档到发动机ECU的H管脚，会因急停开关S2的急停断开而切断电流的输入；由于发电机ECU的H管脚为低电平有效，所以时发动机ECU熄火。

（4）通过指示灯H1的亮与灭来显示发动机ECU的工作状态；

在发动机ECU启动时，蓄电池BAT为发电机G和整个电气系统供电。从蓄电池BAT输出的电流，经保险FU1、急停开关S2、钥匙开关S1的工作档和二极管D4，输送至二极管D5、充电指示灯H1和发电机G的D管脚，进而使充电指示灯H1发光，表明蓄电池BAT在为整个电气系统供电。

当发动机ECU正常工作时，发电机G的D管脚会输出DC28V的电压，原本由蓄电池输出至发电机G的D管脚的电流，最终因发电机G的D管脚输出了DC28V电压，而使原本流通的电流在二极管D5处截止；此时，充电指示灯熄灭，表明发电机G在为蓄电池BAT和整个电气系统供电。

（5）通过继电器K3来实现对整个电气系统的延时断电保护；

当发电机G正常工作时，D管脚输出DC28V电压，使第三继电器K3的线圈得电；蓄电池BAT的电流便经第三继电器K3闭合的常开触点，为电源继电器K1的线圈供电。一旦钥匙开关S1或急停按钮S2断开，会切断发动机ECU的H管脚处的输入电压，进而使发动机ECU停止工作。但是此时发电机G会因惯性而继续运转并输出电压，使第三继电器K3的线圈持续得电，进而使第三继电器K3的常开触点处于持续闭合的状态，电源继电器K1的线圈延时断电，进而使电源继电器K1的常开触点延时断开，进而使整个电气系统延时断电，这样就会减少电压或电流的紧急切断对电器元件的冲击，从而延长电气元件的使用寿命。

然而，现有技术中工程机械发动机ECU安全控制系统依然存在以下几个问题：

第一：在发动机ECU启动过程中，仍可能造成发动机ECU二次启动故障。有些钥匙开关具有防二次启动的功能，但是，如果工程机械上要求可在多处对发动机ECU进行启动，那么单个钥匙开关就无法防止所有的启动过程中发生的二次启动对发动机ECU的损坏。

第二：在发动机ECU运转过程中，会出现无法停止发动机ECU的故障。

（1）现在对发动机ECU的停止，都是通过钥匙开关S1或者急停开关S2进行控制的。但是，如果二极管D4被击穿，同时第三继电器K3的常开触点一直处于闭合状态，就会对钥匙开关S1和急停开关S2进行短路，进而造成钥匙开关S1和急停开关S2均无法停止发动机ECU的故障。