CN103556664B - 一种推土机故障自动保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种推土机故障自动保护方法，包括：实时获取推土机的运行参数；将运行参数与预设值进行比较，判断运行参数是否满足预设值，若不满足则：将运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码；根据故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制。本发明还公开了一种推土机故障自动保护系统。本发明能够实现当推土机出现故障时，通过故障数据库中存储的数据确定出故障等级，并根据相应的故障等级对发动机进行相应的控制，从而实现对推土机的自动保护。

Description

一种推土机故障自动保护方法及系统

技术领域

本发明涉及推土机故障保护技术领域，更具体地说，涉及一种推土机故障自动保护方法及系统。

背景技术

目前，推土机是工程中常用的土石方铲运机械，整机包含机械、液压、电器等多个系统，其工作环境较为恶劣，生产过程中难免会出现故障。

由于CAN总线技术、传感器技术等在工程机械领域的广泛应用，越来越多的推土机产品都具有故障诊断功能。通过大量的传感器对测量点进行数据采集，控制器会对所有传感器传递的数据进行实时逻辑判断，如果判断结果为某种故障，就会在显示器上显示相应的故障代码和简单的提示并发出嗡鸣警报，操作者可以通过查找维修保养手册，确定代码的详细意义，进行维修操作。

由此可以看出，目前推土机故障诊断报警技术提供了一种快速确定故障位置、故障形式的方法。但是，现实中往往存在这种现象，当推土机发生某种故障后，如果操作者，尤其是缺少经验的操作者，对这种故障的意义及其对机器的危害没有清晰的认识，操作者有可能忽略故障报警提示而继续使用机器，此时可能对机器甚至是操作者本身造成更大的危害。如何在机器发生故障后，防止操作者继续不合理操作造成更大危害，是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种推土机故障自动保护方法及系统，以实现当推土机出现故障时，能够通过故障数据库中存储的数据确定出故障等级，并根据相应的故障等级对发动机进行相应的控制，从而实现对推土机的自动保护。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种推土机故障自动保护方法，包括：

实时获取推土机的运行参数；

将所述运行参数与预设值进行比较，判断所述运行参数是否满足所述预设值，若不满足则：

将所述运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码；

根据所述故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制。

优选地，在所述根据所述故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制后还包括：

对所述故障等级、故障代码和控制信号信息进行显示；

根据所述故障等级生成相应的灯光提示信息和报警音。

优选地，所述故障等级包括：一级故障、二级故障、三级故障和四级故障；其中：

所述一级故障为：传感器故障和/或照明系统故障；

二级故障为：进气压力异常和/或冷却水温过高；

三级故障为：发动机机油压力低；

四级故障为：电控操作手柄信号故障。

优选地，根据所述故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制具体为：

当所述故障等级为一级故障时，生成第一控制信号控制发动机保持当前状态运行；

当所述故障等级为二级故障时，生成第二控制信号控制发动机的油门开度为正常状态时的70%；

当所述故障等级为三级故障时，生成第三控制信号控制发动机的油门开度为正常状态时的30%；

当所述故障等级为四级故障时，生成第四控制信号控制发动机停止运行。

一种推土机故障自动保护系统，包括：数据采集装置、主控制器和发动机控制器；其中：

所述数据采集装置实时采集推土机的运行参数，并将所述运行参数发送至与其连接的所述主控制器；

所述主控制器将接收到的所述运行参数与预设值进行比较，判断所述运行参数是否满足所述预设值，若不满足则将所述运行参数与存储于故障数据库的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码，根据所述故障等级生成控制信号，并将所述控制信号发送至与其连接的发动机控制器；

所述发动机控制器根据接收到的控制信号对发动机进行相应的控制。

优选地，所述数据采集装置包括：底盘系统传感器、液压系统传感器和电器系统传感器。

优选地，所述系统还包括显示器；

所述显示器与所述主控制器连接，将所述主控制器发送的故障等级、故障代码和控制信号信息进行显示。

优选地，所述系统还包括闪烁灯和报警器；其中：

所述闪烁灯和报警器分别与所述主控制器连接；

所述闪烁灯根据所述主控制器发送故障等级生成相应的灯光颜色；

所述报警器根据所述主控制器发送的故障等级生成相应的报警音。

优选地，所述故障等级包括：一级故障、二级故障、三级故障和四级故障；其中：

所述一级故障为：传感器故障和/或照明系统故障；

二级故障为：进气压力异常和/或冷却水温过高；

三级故障为：发动机机油压力低；

四级故障为：电控操作手柄信号故障。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的一种推土机故障自动保护方法，通过实时获取推土机的运行参数，并将获取的运行参数与预设值进行比较，判断出推土机是否出现故障，当推土机出现故障时，将运行参数与故障数据库中存储的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码，根据确定出的故障等级生成相应的控制信号对推土机的发动机进行控制，从而实现当推土机出现故障时，能够根据故障等级对推土机进行自动保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例公开的一种推土机故障自动保护方法的流程图；

图2为本发明另一实施例公开的一种推土机故障自动保护方法的流程图；

图3为本发明实施例公开的一种推土机故障自动保护系统的结构示意图；

图4为本发明另一实施例公开的一种推土机故障自动保护系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种推土机故障自动保护方法及系统，以实现当推土机出现故障时，能够通过故障数据库中存储的数据确定出故障等级，并根据相应的故障等级对发动机进行相应的控制，从而实现对推土机的自动保护。

如图1所示，推土机故障自动保护方法，包括：

S101、实时获取推土机的运行参数；

S102、将运行参数与预设值进行比较，判断运行参数是否满足预设值，若不满足则进入步骤S103；

S103、将运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码；

S104、根据故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制。

上述实施例公开的一种推土机故障自动保护方法具体的工作过程及原理为：在推土机进行工作时，首先实时获取推土机的运行参数，然后将实时获取的运行参数与预设值进行比较，其中，所述的预设值是指推土机正常运行时的各项运行参数。判断实时的运行参数是否满足预设值，当运行参数不满足预设值时，表明此时推土机出现了故障。此时，将运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和对应的故障代码，其中，故障等级可根据推土机的实际运用场景和需求进行规定。最后根据确定的故障等级生产相应的控制信号对推土机的发动机进行控制，从而实现当推土机出现故障时，能够根据故障等级对推土机采取相应的自动保护。因此，本发明在一定程度上能够避免发生故障的推土机继续不合理的使用，对保护人机安全，提高整机寿命具有重要的意义。

本发明另一实施例在上述实施例的基础上公开的一种推土机故障自动保护方法，具体如图2所示，包括：

S201、实时获取推土机的运行参数；

S202、将运行参数与预设值进行比较，判断运行参数是否满足预设值，若不满足则进入步骤S203；

S203、将运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码；

S204、根据故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制；

S205、对故障等级、故障代码和控制信号信息进行显示；

S206、根据故障等级生成相应的灯光提示信息和报警音。

具体的，上述的故障等级包括：一级故障、二级故障、三级故障和四级故障；其中：

一级故障为：传感器故障和/或照明系统故障；

二级故障为：进气压力异常和/或冷却水温过高；

三级故障为：发动机机油压力低；

四级故障为：电控操作手柄信号故障。

具体的，根据所述故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制具体为：

当故障等级为一级故障时，生成第一控制信号控制发动机保持当前状态运行；

当故障等级为二级故障时，生成第二控制信号控制发动机的油门开度为正常状态时的70%；

当故障等级为三级故障时，生成第三控制信号控制发动机的油门开度为正常状态时的30%；

当故障等级为四级故障时，生成第四控制信号控制发动机停止运行。

需要说明的是，故障等级的划分不局限于上述的四级故障，可根据推土机的不同应用环境和要求进行确定，相应的根据故障等级对发动机进行控制也不局限于上述的形式。

下面以故障等级分为上述的四种等级对本实施例公开的一种推土机故障自动保护方法的工作过程及原理进行详细的描述。

具体的，在推土机进行工作时，首先实时获取推土机的运行参数，然后将实时获取的运行参数与预设值进行比较，其中，所述的预设值是指推土机正常运行时的各项运行参数。判断实时的运行参数是否满足预设值，当运行参数不满足预设值时，表明此时推土机出现了故障。此时，将运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和对应的故障代码。其中，故障数据库将故障分为四个级别，其中，一级故障为轻微故障，包括各种不会立即影响推土机正常使用和寿命，但应引起注意并及时检修的小故障，如无某处传感器信号、照明系统故障等；二级故障为较严重故障，此时推土机如继续进行大负荷工作可能造成危害，但仍能保持较小功率状态工作，如进气压力低、冷却水温过高等故障；三级故障为严重故障，继续处于工作状态会对整机造成更严重损害，如发动机机油压力低等故障；四级故障为特大故障，必须立即停机检查维修，继续使用会对机器甚至人身产生危害的故障，如电控操作手柄信号故障等。当判定故障级别为一级故障时，生成第一控制信号控制发动机保持当前状态运行，显示“故障等级一级，故障内容XXX，代码XXX”，生成与一级故障相对应的灯光提示信息和报警信息。当判断为二级故障时，生成第二控制信号，根据生成的第二控制信号限制发动机的最大油门开度为正常状态时的70%，避免发动机满负荷工作，显示“故障等级二级，故障内容XXX，代码XXX，发动机状态限制功率70%”，生成与二级故障相对应的灯光提示信息和报警信息。当判断为三级故障时，生成第三控制信号，根据生成的第三控制信号限制发动机最大油门开度为正常状态时的30%，使推土机处于能够无负荷行走而不能工作的状态，显示“故障等级三级，故障内容XXX，代码XXX，发动机状态限制功率30%”，生成与三级故障相对应的灯光提示信息和报警信息。当判断为四级故障时，生成第四控制信号，根据生成的第四信号关闭油门，使发动机停止运行，显示“故障等级四级，故障内容XXX，故障代码XXX，发动机状态强制停机，请立即维修”，生成与四级故障相对应的灯光提示信息和报警信息。

如图3所示，为本发明实施例公开的一种推土机故障自动保护系统，包括：数据采集装置11、主控制器12和发动机控制器13；其中：

数据采集装置11实时采集推土机的运行参数，并将运行参数发送至与其连接的主控制器12；

主控制器12将接收到的运行参数与预设值进行比较，判断运行参数是否满足所述预设值，若不满足则将运行参数与存储于故障数据库的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码，根据故障等级生成控制信号，并将控制信号发送至与其连接的发动机控制器13；发动机控制器13根据接收到的控制信号对发动机进行相应的控制。

上述实施例公开的一种推土机故障自动保护系统具体的工作过程及原理为：在推土机进行工作时，首先通过 数据采集装置 11实时获取的推土机的运行参数，并将运行参数发送至与其连接的主控制器12，然后主控制器12将接收到的实时获取的运行参数与预设值进行比较，其中，所述的预设值是指推土机正常运行时的各项运行参数。判断实时的运行参数是否满足预设值，当运行参数不满足预设值时，表明此时推土机出现了故障。此时，主控制器12将运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和对应的故障代码，其中，故障等级可根据推土机的实际运用场景和需求进行规定。最后主控制器12根据确定的故障等级生产相应的控制信号，并将控制信号发送至与其连接的发动机控制器13，发动机控制器13根据接收到的控制信号对推土机的发动机进行控制，从而实现当推土机出现故障时，能够根据故障等级对推土机采取相应的自动保护。因此，本发明在一定程度上能够避免发生故障的推土机继续不合理的使用，对保护人机安全，提高整机寿命具有重要的意义。

如图4所示，为本发明另一实施例公开的一种推土机故障自动保护系统，包括：底盘系统传感器21、液压系统传感器22、电器系统传感器23、主控制器24、发动机控制器25、显示器26、闪烁灯27和报警器28；其中：

底盘系统传感器21、液压系统传感器22、电器系统传感器23、发动机控制器25、显示器26、闪烁灯27和报警器28分别与所述主控制器24连接；其中，主控制器24与发动机控制器25、显示器26、闪烁灯27和报警器28之间通过CAN总线通信；

底盘系统传感器21、液压系统传感器22和电器系统传感器23分别实时采集推土机的运行参数，并将采集的运行参数发送至与其连接的主控制器24；

主控制器24将接收到的运行参数与预设值进行比较，判断运行参数是否满足预设值，若不满足则将运行参数与存储于故障数据库的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码，根据故障等级生成控制信号，并将控制信号发送至与其连接的发动机控制器25；

发动机控制器25根据接收到的控制信号对发动机进行相应的控制；

同时，主控制器 24还将故障等级、故障代码和控制信号发送至与其连接的显示器26进行显示；还根据故障等级控制闪烁灯27生成相应的灯光颜色，控制报警器28生成相应的报警音。

具体的，上述的故障等级包括：一级故障、二级故障、三级故障和四级故障；其中：

一级故障为：传感器故障和/或照明系统故障；

二级故障为：进气压力异常和/或冷却水温过高；

三级故障为：发动机机油压力低；

四级故障为：电控操作手柄信号故障。

具体的，根据所述故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制具体为：

当故障等级为一级故障时，生成第一控制信号控制发动机保持当前状态运行；

当故障等级为二级故障时，生成第二控制信号控制发动机的油门开度为正常状态时的70%；

当故障等级为三级故障时，生成第三控制信号控制发动机的油门开度为正常状态时的30%；

当故障等级为四级故障时，生成第四控制信号控制发动机停止运行。

需要说明的是，故障等级的划分不局限于上述的四级故障，可根据推土机的不同应用环境和要求进行确定，相应的根据故障等级对发动机进行控制也不局限于上述的形式。

下面以故障等级分为上述的四种等级对本实施例公开的一种推土机故障自动保护系统的工作过程及原理进行详细的描述。

具体的，在推土机进行工作时，首先通过底盘系统传感器21、液压系统传感器22和电器系统传感器23实时获取推土机的运行参数，并将获取的运行参数发送至主控制器24。然后主控制器24将实时获取的运行参数与预设值进行比较，其中，所述的预设值是指推土机正常运行时的各项运行参数。判断实时的运行参数是否满足预设值，当运行参数不满足预设值时，表明此时推土机出现了故障。此时，主控制器24将运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和对应的故障代码。其中，故障数据库将故障分为四个级别，其中，一级故障为轻微故障，包括各种不会立即影响推土机正常使用和寿命，但应引起注意并及时检修的小故障，如无某处传感器信号、照明系统故障等；二级故障为较严重故障，此时推土机如继续进行大负荷工作可能造成危害，但仍能保持较小功率状态工作，如进气压力低、冷却水温过高等故障；三级故障为严重故障，继续处于工作状态会对整机造成更严重损害，如发动机机油压力低等故障；四级故障为特大故障，必须立即停机检查维修，继续使用会对机器甚至人身产生危害的故障，如电控操作手柄信号故障等。当判定故障级别为一级故障时，主控制器24生成第一控制信号，并将第一控制信号发送至发动机控制器25，发动机控制器25根据接收到的第一控制信号控制发动机保持当前状态运行，同时主控制器24控制显示器26显示“故障等级一级，故障内容XXX，代码XXX”，控制闪烁灯27生成与一级故障相对应的灯光提示信息，控制报警器28生成与一级故障相对应的报警信息。当判断为二级故障时，主控制器24生成第二控制信号，并将第二控制信号发送至发动机控制器25，发动机控制器25根据接收到的第二控制信号限制发动机的最大油门开度为正常状态时的70%，避免发动机满负荷工作，同时主控制器24控制显示器26显示“故障等级二级，故障内容XXX，代码XXX，发动机状态限制功率70%”，控制闪烁灯27生成与二级故障相对应的灯光提示信息，控制报警器28生成与二级故障相对应的报警信息。当判断为三级故障时，主控制器24生成第三控制信号，并将第三控制信号发送至发动机控制器25，发动机控制器25根据接收到的第三控制信号限制发动机最大油门开度为正常状态时的30%，使推土机处于能够无负荷行走而不能工作的状态，同时主控制器24控制显示器26显示“故障等级三级，故障内容XXX，代码XXX，发动机状态限制功率30%”，控制闪烁灯27生成与三级故障相对应的灯光提示信息，控制报警器28生成与三级故障相对应的报警信息。当判断为四级故障时，主控制器24生成第四控制信号，并将第四控制信号发送至发动机控制器25，发动机控制器25根据接收到的第四控制信号关闭油门，使发动机停止运行，同时主控制器24控制显示器26显示“故障等级四级，故障内容XXX，故障代码XXX，发动机状态强制停机，请立即维修”，控制闪烁灯27生成与四级故障相对应的灯光提示信息，控制报警器28生成与四级故障相对应的报警信息。

综上所述，本发明公开的一种推土机故障自动保护方法及系统不但能够检测整机故障并给出提示信息，还能对检测到的故障进行分级并根据不同的级别对发动机实施相应的反馈控制，即对发动机的输出功率做相应的限制，从而实现对整机的自动保护。这在一定程度上能够避免了发生故障的机器被继续不合理使用，对保护人机安全，提高整机寿命具有很重要的意义。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种推土机故障自动保护方法，其特征在于，包括：

实时获取推土机的运行参数；

将所述运行参数与预设值进行比较，判断所述运行参数是否满足所述预设值，若不满足则：

将所述运行参数与存储于故障数据库中的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码；

根据所述故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制后还包括：

对所述故障等级、故障代码和控制信号信息进行显示；

根据所述故障等级生成相应的灯光提示信息和报警音。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障等级包括：一级故障、二级故障、三级故障和四级故障；其中：

所述一级故障为：传感器故障和/或照明系统故障；

二级故障为：进气压力异常和/或冷却水温过高；

三级故障为：发动机机油压力低；

四级故障为：电控操作手柄信号故障。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述故障等级生成相应的控制信号对发动机进行控制具体为：

当所述故障等级为一级故障时，生成第一控制信号控制发动机保持当前状态运行；

当所述故障等级为二级故障时，生成第二控制信号控制发动机的油门开度为正常状态时的70%；

当所述故障等级为三级故障时，生成第三控制信号控制发动机的油门开度为正常状态时的30%；

当所述故障等级为四级故障时，生成第四控制信号控制发动机停止运行。

5.一种推土机故障自动保护系统，其特征在于，包括：数据采集装置、主控制器和发动机控制器；其中：

所述数据采集装置实时采集推土机的运行参数，并将所述运行参数发送至与其连接的所述主控制器；

所述主控制器将接收到的所述运行参数与预设值进行比较，判断所述运行参数是否满足所述预设值，若不满足则将所述运行参数与存储于故障数据库的数据进行比对，确定出相应的故障等级和故障代码，根据所述故障等级生成控制信号，并将所述控制信号发送至与其连接的发动机控制器；

所述发动机控制器根据接收到的控制信号对发动机进行相应的控制。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置包括：底盘系统传感器、液压系统传感器和电器系统传感器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括显示器；

所述显示器与所述主控制器连接，将所述主控制器发送的故障等级、故障代码和控制信号信息进行显示。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括闪烁灯和报警器；其中：

所述闪烁灯和报警器分别与所述主控制器连接；

所述闪烁灯根据所述主控制器发送故障等级生成相应的灯光颜色；

所述报警器根据所述主控制器发送的故障等级生成相应的报警音。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述故障等级包括：一级故障、二级故障、三级故障和四级故障；其中：

所述一级故障为：传感器故障和/或照明系统故障；

二级故障为：进气压力异常和/或冷却水温过高；

三级故障为：发动机机油压力低；

四级故障为：电控操作手柄信号故障。