CN111942149A - 工程机械的控制方法和控制系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种工程机械的控制方法和系统及机器可读存储介质，属于机械控制领域。所述控制方法包括：判断在发动机启动并且处于上车取力状态的设定时间内，是否存在有效操作；如果不存在有效操作，则结束所述上车取力状态。本发明提供的控制方法通过判断如果工程机械在设定时间内没有有效操作则结束所述上车取力状态，可以有效地防止上车长时间处于取力状态而没有实际取力操作，防止发动机长时间高怠速，从而降低工程机械的油耗，进一步在启动或恢复上车取力时，可采用遥控一键取力，在一键取力时控制器会自动检测各执行机构状态，对于不符合取力要求的执行机构进行自动状态调整以满足取力要求，以达到省时省力的效果。

Description

工程机械的控制方法和控制系统及存储介质

技术领域

本发明涉及机械控制领域，具体地涉及一种工程机械的控制方法和控制系统及存储介质。

背景技术

在工程机械领域，有一些包括上车和下车的工程机械，例如：移动式起重机包括上车和下车，上车用于提升和搬运物品，下车用于行驶移动；混凝土泵车包括上车和下车，上车用于搅拌并输送混凝土，下车用于行驶移动；移动式挖掘机包括上车和下车，上车用于挖掘，下车用于行驶移动等。这些包括上车和下车的工程机械包括单发动机式和双发动机式，一般地，在单发动机式工程机械中，发动机位于下车，上车工作的动力来源于下车。但是，单发动机工程机械具有油耗大的缺点。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种工程机械的控制方法，该控制方法能够有效地降低工程机械的油耗。

本申请的发明人在研究中发现，单发动机工程机械油耗大的原因在于，在传动比为1：1的模式下，上车处于取力状态时发动机怠速远大于非取力状态时发动机怠速，如果上车长时间处于取力状态而没有实际取力操作，则会造成油耗浪费。基于此，本发明实施例提供一种工程机械的控制方法，该方法包括：判断在发动机启动并且处于上车取力状态的设定时间内，是否存在有效操作；如果不存在有效操作，则结束所述上车取力状态。

可选地，该方法还包括：如果存在有效操作，则恢复所述上车取力状态。

可选地，所述有效操作为选自油门踏板、操作手柄、按键面板和PTO油门中的至少一者的操作。

可选地，结束所述上车取力状态包括分动箱断开上车取力、变速箱退空挡和降低发动机转速。

可选地，所述工程机械处于遥控模式，该方法还包括：判断发动机是否启动，是否处于上车取力状态，并且根据判断结果利用遥控器对单发动机工程机械进行控制。

可选地，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：如果发动机已启动并且处于上车取力状态，则利用遥控器操作进行上车取力，或者在所述设定时间内遥控器没有操作时结束所述上车取力状态。

可选地，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：如果发动机已启动并且处于上车取力状态，则遥控进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态。

可选地，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：如果发动机已启动，没有处于上车取力状态，则利用遥控器操作进入上车取力状态，并且进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态。

可选地，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：如果发动机没有启动，则遥控启动发动机、进入上车取力状态，并且进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态。

可选地，遥控结束所述上车取力状态包括遥控关闭发动机，然后遥控断开上车取力结合；

遥控恢复所述上车取力状态包括遥控启动发动机，然后在发动机转速达到满足上车取力要求后连接上车取力结合。

可选地，所述断开上车取力结合包含分动箱断开上车取力，变速箱退空档。

可选地，所述连接上车取力结合包含分动箱执行上车取力，变速箱挂档。

可选地，在恢复所述上车取力状态的过程中，将发动机转速控制在与变速箱预定档位相匹配的转速并且将变速箱档位调整至与变速箱预定档位一致后，开始进行离合结合，并且将发动机负载率控制在设定范围内，及根据发动机转速差控制离合结合时间。

可选地，所述工程机械可以为单发动机工程机械，例如单发动机起重机、单发动机混凝土泵车或单发动机挖掘机。

本发明还提供一种工程机械的控制系统，包括控制器，用于：判断在发动机启动并且处于上车取力状态的设定时间内，是否存在有效操作；如果不存在有效操作，则结束所述上车取力状态。

可选地，所述控制器还用于：如果存在有效操作，则恢复所述上车取力状态。

可选地，所述有效操作为选自油门踏板、操作手柄、按键面板和PTO油门中的至少一者的操作；结束所述上车取力状态包括分动箱断开上车取力、变速箱退空挡和降低发动机转速。

可选地，所述控制器为远程控制器，还用于：判断发动机是否启动，是否处于上车取力状态，并且根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制。

可选地，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：

如果发动机已启动并且处于上车取力状态，则遥控进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态；或者

如果发动机已启动，没有处于上车取力状态，则利用遥控器操作进入上车取力状态，并且进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态；或者

如果发动机没有启动，则遥控启动发动机、进入上车取力状态，并且进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态。

可选地，遥控结束所述上车取力状态包括遥控关闭发动机，然后遥控断开上车取力结合；

遥控恢复所述上车取力状态包括遥控启动发动机，然后在发动机转速达到满足上车取力要求后连接上车取力结合。

可选地，所述断开上车取力结合包含分动箱断开上车取力，变速箱退空档。

可选地，所述连接上车取力结合包含分动箱执行上车取力，变速箱挂档。

可选地，所述控制器还用于：在恢复所述上车取力状态的过程中，将发动机转速控制在与变速箱预定档位相匹配的转速并且将变速箱档位调整至与变速箱预定档位一致后，开始进行离合结合，并且将发动机负载率控制在设定范围内，及根据发动机转速差控制离合结合时间。

可选地，所述工程机械可以为单发动机工程机械，例如单发动机起重机、单发动机混凝土泵车或单发动机挖掘机。

本发明还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本发明提供的工程机械的控制方法。

本发明提供的控制方法通过判断如果工程机械在设定时间内没有有效操作则结束所述上车取力状态，可以有效地防止上车长时间处于取力状态而没有实际取力操作，防止发动机长时间高怠速，从而降低工程机械的油耗。

进一步地，当所述工程机械处于遥控模式时，可以根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制，实现一键发车取力，一键熄火退取力，方便操作者遥控操作。

本发明提供的控制方法和系统尤其适用于单发动机工程机械，例如单发动机起重机、单发动机混凝土泵车和单发动机挖掘机等。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，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发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式提供的单发动机起重机的控制系统的示意图。

图2是本发明一种实施方式提供的单发动机起重机的控制方法的流程图。

图3是本发明另一种实施方式提供的单发动机起重机的控制方法的流程图。

图4是本发明一种实施方式提供的单发动机起重机控制离合结合的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明提供一种工程机械的控制系统包括控制器，所述控制器被配置为用于：判断在发动机启动并且处于上车取力状态的设定时间内，是否存在有效操作；如果不存在有效操作，则结束所述上车取力状态。

所述有效操作可以为上车取力操作，包括但不限于油门踏板、操作手柄、按键面板、PTO油门和遥控器中的至少一者的操作。

所述工程机械可以为任何包括上车和下车的单发动机工程机械，包括但不限于单发动机起重机、单发动机混凝土泵车和单发动机挖掘机。下面以单发动机起重机为例详细介绍控制系统和控制方法。单发动机混凝土泵车和单发动机挖掘机的控制系统和控制方法与其相同或类似，本领域技术人员根据说明书的描述，可以根据具体应用场景进行调整。

图1表示了本发明一种实施方式提供的单发动机起重机的控制系统。如图1所示，控制器分别与油门踏板、操作手柄、按键面板、PTO油门和遥控器电连接，油门踏板和控制器可以通过I/O输入，操作手柄、按键面板、PTO油门和遥控器可以通过CAN总线输入，从而控制器可以实时接收信号，并且根据接收到信号通过逻辑计算，判断是否存在有效操作。控制器还与变速箱、发动机和分动箱电连接，向变速箱、发动机和分动箱发送指令，控制变速箱的档位、分动箱的结合状态和发动机的转速。

具体地，控制器根据接收到信号通过逻辑计算，判断不存在有效操作，则向变速箱、发动机和分动箱发送结束上车取力状态指令，即分动箱断开上车取力、变速箱退空挡和降低发动机转速。相反地，控制器根据接收到信号通过逻辑计算，判断存在有效操作，则向变速箱、发动机和分动箱发送恢复上车取力状态指令，即分动箱执行上车取力、变速箱挂挡和提高发动机转速。

所述设定时间可以根据实际的操作需要进行设置和调整，例如，设定时间可以为3-10分钟。

图2是本发明一种实施方式提供的单发动机起重机的控制方法的流程图，显示了起重机在非遥控模式下，本发明提供的控制方法的流程。

如图2所示，本发明提供的控制方法包括：

控制器检测起重机是否处于遥控模式，检测结果是非遥控模式；

确定发动机已启动且上车取力状态已结合，此时控制器实时接收油门踏板、操作手柄、按键面板、PTO油门的信号，根据接收到信号通过逻辑计算，判断是否存在有效操作；

在设定时间内，不存在有效操作，控制器向变速箱、发动机和分动箱发送结束上车取力状态指令，即分动箱断开上车取力、变速箱退空挡和降低发动机转速；

在检测到操纵室工作使能的输入后，即控制器根据接收到信号通过逻辑计算，判断存在有效操作后，向变速箱、发动机和分动箱发送恢复上车取力状态指令，即分动箱执行上车取力、变速箱挂挡和提高发动机转速。

起重机的操作者也可以手动按下取力开关来完成上车取力结合。系统也为操作者提供了关闭取力自断开功能的选项，操作者可以选择关闭取力自断开功能。

根据该实施方式，基于操作器的状态判断起重机的工作情况，再根据起重机的工作情况安全准确的判断出此时是否需要自动断开取力状态或者是否需要自行恢复取力状态，从而防止发动机长时间高怠速，降低单发动机起重机的油耗。

图3是本发明另一种实施方式提供的单发动机起重机的控制方法的流程图，显示了起重机在遥控模式下，本发明提供的控制方法的流程。

如图3所示，本发明提供的控制方法包括：

控制器检测起重机是否处于遥控模式，检测结果是遥控模式；

检测发动机是否启动，上车取力是否结合，根据发动机状态和上车取力结合状态可以分为四种情况：

状态(一)、已发车已取力，即发动机已启动、上车取力已结合

在设定时间内，不进行上车遥控有效操作时(即有效操作)，则可以遥控发动机关闭，然后断开上车取力结合，从而结束上车取力状态；

如果需要进行上车取力操作，则遥控发动机启动，然后在发动机转速达到满足上车取力要求后连接上车取力结合，进入上车取力状态。

状态(二)、已发车未取力，即发动机已启动、上车取力未结合

首先遥控进行取力结合，或者在操纵室按下取力开关，使起重机进入状态(一)，然后按照状态(一)的操作进行控制。

状态(三)、未发车已取力，即发动机未启动、上车取力已结合

断开取力结合；

遥控发动机启动；

在发动机转速达到满足上车取力要求后连接上车取力结合，进入上车取力状态，使起重机进入状态(一)，之后按照状态(一)的操作进行控制。

状态(四)、未发车未取力，即发动机未启动、上车取力未结合

遥控发动机启动；

在发动机转速达到满足上车取力要求后连接上车取力结合，进入上车取力状态，使起重机进入状态(一)，之后按照状态(一)的操作进行控制。

其中，所述断开上车取力结合包括分动箱断开上车取力，变速箱退空档；所述连接上车取力结合包括分动箱执行上车取力，变速箱挂档。

按照该实施方式，根据发动机状态和取力结合状态自行判断在发车前是否需要先断开取力结合，且在执行发车命令后判断是否达到结合取力条件然后执行取力操作；并且在发动机完全熄火后自动断开上车取力结合。在上述四种状态下，操作者都可以使用遥控器发动机控制拨杆实现一键发车挂取力，一键熄火退取力，从而方便操作。

根据本发明提供的单发动机起重机的控制方法，在恢复所述上车取力状态的过程中，将发动机转速控制在与变速箱预定档位相匹配的转速并且将变速箱档位调整至与变速箱预定档位一致后，开始进行离合结合，并且将发动机负载率控制在设定范围内，及根据发动机转速差控制离合结合时间。根据该优选实施方式，恢复所述上车取力状态的过程中，可以实现一键取力，并且在一键取力时控制器可以自动检测各执行机构状态(例如变速箱、发动机和离合器等)，对于不符合取力要求的执行机构进行自动状态调整以满足取力要求，以达到省时省力的效果。图4详细描述了该控制过程的一种优选实施方式。

如图4所示，正常模式下开始取力，底盘控制器选择变速箱档位请求，并实时读取发动机转速信息V1，控制器根据变速箱档位请求信息，自动匹配变速箱档位请求所对应的发动机转速V2及相应误差X1，计算V1减去V2的绝对值是否小于误差X1，若不小于则进行发动机转速调整；若小于则认为发动机转速满足要求，底盘控制器发动变速箱档位请求总线数据。变速箱接受到控制器档位信息后，开始自动进行升档，并反馈当前档位信息。

若变速箱档位信息与控制器发送的变速箱档位请求信息一致时，开始结合离合器，并开始计时T1。读取发动机实时负载率F1及变速箱离合结合信号及不同发动机转速差限值ΔVi，控制器根据当前发动机转速及发动机负载曲线，得出当前发动机负载率F2及负载率偏差X2，及单位时间内的发动机转速差。同时计算F2与F1的差值，若不大于X2，则调整发动机转速。比较单位时间内的发动机转速差ΔV与不同发动机转速差限值ΔVi，若超过限制值，根据发动机转速差偏差超限范围，控制器自动匹配相应的变速箱离合结合延长时间ΔT，并通过总线发送给变速箱，同时实时检测离合器的结合信号，若检测到变速箱离合结合信号，则离合结合完成。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (19)

1.一种工程机械的控制方法，其特征在于，该方法包括：

判断在发动机启动并且处于上车取力状态的设定时间内，是否存在有效操作；

如果不存在有效操作，则结束所述上车取力状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：如果存在有效操作，则恢复所述上车取力状态。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有效操作为选自油门踏板、操作手柄、按键面板和PTO油门中的至少一者的操作。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，结束所述上车取力状态包括分动箱断开上车取力、变速箱退空挡和降低发动机转速。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工程机械处于遥控模式，该方法还包括：

判断发动机是否启动，是否处于上车取力状态，并且根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：

如果发动机已启动并且处于上车取力状态，则遥控进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：

如果发动机已启动，没有处于上车取力状态，则利用遥控器操作进入上车取力状态，并且进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：

如果发动机没有启动，则遥控启动发动机、进入上车取力状态，并且进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其特征在于，遥控结束所述上车取力状态包括遥控关闭发动机，然后遥控断开上车取力结合；

遥控恢复所述上车取力状态包括遥控启动发动机，然后在发动机转速达到满足上车取力要求后连接上车取力结合。

10.根据权利要求2和6-9中任意一项所述的方法，其特征在于，在恢复所述上车取力状态的过程中，将发动机转速控制在与变速箱预定档位相匹配的转速并且将变速箱档位调整至与变速箱预定档位一致后，开始进行离合结合，并且将发动机负载率控制在设定范围内，及根据发动机转速差控制离合结合时间。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述工程机械为单发动机起重机、单发动机混凝土泵车或单发动机挖掘机。

12.一种工程机械的控制系统，其特征在于，该系统包括控制器，用于：

判断在发动机启动并且处于上车取力状态的设定时间内，是否存在有效操作；

如果不存在有效操作，则结束所述上车取力状态。

13.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，所述控制器还用于：如果存在有效操作，则恢复所述上车取力状态。

14.根据权利要求12或13所述的控制系统，其特征在于，所述有效操作为选自油门踏板、操作手柄、按键面板和PTO油门中的至少一者的操作；结束所述上车取力状态包括分动箱断开上车取力、变速箱退空挡和降低发动机转速。

15.根据权利要求12或13所述的控制系统，其特征在于，所述控制器为远程控制器，还用于：

判断发动机是否启动，是否处于上车取力状态，并且根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制。

16.根据权利要求15所述的控制系统，其特征在于，根据判断结果利用遥控器对工程机械进行控制包括：

如果发动机已启动并且处于上车取力状态，则遥控进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态；或者

如果发动机已启动，没有处于上车取力状态，则利用遥控器操作进入上车取力状态，并且进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态；或者

如果发动机没有启动，则遥控启动发动机、进入上车取力状态，并且进行上车取力，或者在所述设定时间内没有遥控有效操作时遥控结束所述上车取力状态并且在需要进行上车取力时遥控恢复所述上车取力状态。

17.根据权利要求16所述的控制系统，其特征在于，遥控结束所述上车取力状态包括遥控关闭发动机，然后遥控断开上车取力结合；

遥控恢复所述上车取力状态包括遥控启动发动机，然后在发动机转速达到满足上车取力要求后连接上车取力结合。

18.根据权利要求13、16和17中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制器还用于：

在恢复所述上车取力状态的过程中，将发动机转速控制在与变速箱预定档位相匹配的转速并且将变速箱档位调整至与变速箱预定档位一致后，开始进行离合结合，并且将发动机负载率控制在设定范围内，及根据发动机转速差控制离合结合时间。

19.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1-11任一项所述的方法。

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