CN117027097A - 挖掘机的自动控制方法、自动控制装置及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种挖掘机的自动控制方法、自动控制装置及轮式挖掘机，挖掘机包括：蓄能器、刹车阀和开关电磁阀；蓄能器分别与刹车阀和开关电磁阀连接；方法包括：获取挖掘机的发动机的即时转速参数；据即时转速参数确定挖掘机处于停车状态，发出第一策略的启动信号，第一策略用于通过开关电磁阀调节蓄能器向刹车阀的充液量，防止挖掘机溜破。本发明通过发动机转速传感器，判断机器是否停车，当转速传感器为零时，机器处于停车状态，转速传感器大于零时，机器处于行驶状态；停车时发出第一策略的启动信号，控制器控制油门电压信号，补偿一定的油门信号，增加机器的牵引力，避免机器起步瞬间出现溜破问题。

Description

挖掘机的自动控制方法、自动控制装置及挖掘机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种挖掘机的自动控制方法、自动控制装置及轮式挖掘机。

背景技术

目前对于轮式挖掘机溜车的控制，主要由液压控制，通过液压先导油对电磁阀的阀芯换位实现机器的驻车制动；通过延时电磁阀减缓弹簧制动油缸回油的速度，实现驾驶员在松开油门减速至停下的这段时间内完成驻车制动。

现有的轮式挖掘机在坡道停车起步的时候，经常发生松开刹车压力后，如果不能及时给机器一个前进的动力，机器会出现溜坡现象，影响客户使用体验，更为严重时会造成安全隐患。

发明内容

本发明提供一种挖掘机的自动控制方法，用以解决现有技术中的上述问题。

本发明还提供一种挖掘机的自动控制装置。

本发明还提供一种挖掘机。

根据本发明第一方面提供的一种挖掘机的自动控制方法，挖掘机包括：蓄能器、刹车阀和开关电磁阀；蓄能器分别与刹车阀和开关电磁阀连接；方法包括：获取挖掘机的发动机的即时转速参数；据即时转速参数确定挖掘机处于停车状态，发出第一策略的启动信号，第一策略用于通过开关电磁阀调节蓄能器向刹车阀的充液量，防止挖掘机溜破。

根据本发明的一种实施例，所述发出第一策略的启动信号的步骤，具体包括：

获取刹车阀的压力参数；

根据所述压力参数控制所述开关电磁阀以及所述挖掘机的油门电压。

根据本发明的一种实施例，所述根据所述压力参数控制所述挖掘机的油门电压，对油门信号进行补偿的步骤，具体包括：

确定所述压力参数大于零，则所述挖掘机处于制动状态，根据所述压力参数的变化程度控制所述开关电磁阀的开闭；

确定所述压力参数等于零，则所述挖掘机处于坡道起步状态，控制所述油门电压，补偿所述油门信号，以增加牵引力。

根据本发明的一种实施例，所述根据所述压力参数的变化程度控制所述开关电磁阀的开闭的步骤，具体包括：

确定所述压力参数满足预设压力，关闭所述开关电磁阀，并在第一预设时长内持续采集所述刹车的压力参数；

确定所述压力参数不满足预设压力，开启所述开关电磁阀，通过所述蓄能器对刹车阀进行充液；

当所述压力参数重新满足预设压力，关闭所述开关电磁阀，并重复上述步骤。

根据本发明的一种实施例，所述确定所述压力参数等于零，则所述挖掘机处于坡道起步状态的步骤，具体包括：

根据所述压力参数生成压力变化率；

确定所述压力变化率大于预设变化率，且所述压力参数等于零，则所述挖掘机处于坡道起步状态。

根据本发明的一种实施例，所述挖掘机还包括：比例电磁阀和主泵，所述比例电磁阀与所述主泵连接；

所述方法还包括：

根据所述即时转速参数确定挖掘机处于行驶状态，发出第二策略的启动信号，所述第二策略用于通过所述比例电磁阀调节所述主泵的泵油量，防止所述挖掘机的行走马达反转吸空损坏。

根据本发明的一种实施例，所述根据所述即时转速参数确定挖掘机处于行驶状态的步骤，具体包括：

获取行走马达的马达转速参数；

根据所述压力参数生成压力变化率；

确定所述油门信号满足预设信号，且所述即时转速参数小于所述马达转速参数，则所述挖掘机处于溜车状态，发出所述第二策略的启动信号。

根据本发明的一种实施例，所述发出第二策略的启动信号的步骤，具体包括：

确定所述挖掘机处于溜车状态，获取主泵的泵油量；

确定所述泵油量不满足泵油量预设值，提升所述油门电压，以使得所述即时转速参数与所述马达转速参数匹配。

根据本发明的一种实施例，所述提升所述油门电压，以使得所述即时转速参数与所述马达转速参数匹配的步骤，具体包括：

提升所述油门电压，对所述油门信号进行补偿的同时，降低所述比例电磁阀的工作电流直至所述即时转速参数等于所述马达转速参数。

根据本发明第二方面提供的一种挖掘机的自动控制装置，包括：

转速获取模块，用于获取挖掘机的发动机的即时转速参数；

策略生成模块，用于根据所述即时转速参数确定挖掘机处于停车状态，发出第一策略的启动信号，所述第一策略用于防止所述挖掘机溜破。

根据本发明第三方面提供的一种挖掘机，执行控制时采用上述的挖掘机的自动控制方法，或者具有上述的挖掘机的自动控制装置。

本发明中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本发明提供的挖掘机的自动控制方法、自动控制装置及轮式挖掘机，通过发动机转速传感器，判断机器是否停车，当转速传感器为零时，机器处于停车状态，转速传感器大于零时，机器处于行驶状态；停车时发出第一策略的启动信号，控制器控制油门电压信号，补偿一定的油门信号，增加机器的牵引力，避免机器起步瞬间出现溜破问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的挖掘机的自动控制方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的挖掘机的自动控制方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的挖掘机的结构示意图之一；

图4是本发明提供的挖掘机的结构示意图之一；

图5是本发明提供挖掘机的自动控制装置的结构示意图。

附图标记：

10、蓄能器；20、刹车阀；30、开关电磁阀；40、比例电磁阀；50、主泵。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动的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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1-图5描述本发明的挖掘机的自动控制方法、自动控制装置及轮式挖掘机。

需要说明的是，本发明主要以轮式挖掘机为示例性说明，本领域技术人员可以根据需求应用于其他种类的挖掘机，本发明并不对此做出具体限定。

根据图1所示，本发明提供了一种挖掘机的自动控制方法，挖掘机包括：蓄能器10、刹车阀20和开关电磁阀30、蓄能器10分别与刹车阀20和开关电磁阀30连接；

方法包括:

步骤S100：获取挖掘机的发动机的即时转速参数；

步骤S200：据即时转速参数确定挖掘机处于停车状态，发出第一策略的启动信号，第一策略用于通过开关电磁阀30调节蓄能器10向刹车阀20的充液量，防止挖掘机溜破。

具体来说，现有的轮式挖掘机在坡道停车起步的时候，经常发生松开刹车压力后，如果不能及时给机器一个前进的动力，机器会出现溜坡现象。

进一步地，本发明通过发动机转速传感器，判断机器是否停车，当转速传感器为零时，机器处于停车状态，转速传感器大于零时，机器处于行驶状态，停车时发出第一策略的启动信号，避免挖掘机坡起时溜坡。

在可能的实施例中，当机器在下坡行驶时，司机经常会松开油门脚踏，让挖掘机滑行。由于轮式挖掘机主要依靠行走马达驱动。如果挖掘机空挡滑行，主泵给行走马达泵油量不足时，而行走马达速度超出主泵泵油量当前所能支持的最大速度，则会造成行走马达吸空，损坏马达等情况。

因此，本发明提供的挖掘机还包括：比例电磁阀40和主泵50，比例电磁阀40与主泵50连接。

进一步地，自动控制方法还包括步骤S300：根据即时转速参数确定挖掘机处于行驶状态，发出第二策略的启动信号，第二策略用于通过比例电磁阀40调节主泵50的泵油量，防止挖掘机的行走马达反转吸空损坏。

需要说明的是，当机器在下坡行驶时，司机经常会松开油门脚踏，让挖掘机滑行。由于轮式挖掘机主要依靠行走马达驱动。如果挖掘机空挡滑行，主泵50给行走马达泵油量不足时，而行走马达速度超出主泵50泵油量当前所能支持的最大速度，则会造成行走马达吸空，损坏马达；在挖掘机行驶时，通过发出第二策略的启动信号，避免挖掘机的马达反转。

根据图2-图4所示，本发明提供了一种挖掘机的自动控制方法，首先通过发动机转速传感器，判断机器是否停车。当转速传感器为0时，机器处于停车状态；转速传感器大于0，机器处于行驶状态。针对机器的两种状态，实施不同的控制方式。

(1)机器停车时，检查刹车压力传感器。当机器坡道起步时，当松开刹车的瞬间，刹车压力传感器刹车压力为0时，控制器控制油门电压信号，补偿一定的油门信号，增加机器的牵引力，避免机器起步瞬间出现溜破问题。

(2)当机器行驶时，此时检测发动机转速与行走马达转速。检测当前油门电压信号，若此时油门电压信号为0，且出现行走马达速度大于发动机转速，说明机器此时处于溜车状态。则通过控制器控制油门电压，补偿油门信号，使得发动机转速与行走马达速度相匹配，防止溜车时，行走马达速度大于发动机转速，造成马达反转吸空损坏。

根据本发明的一种实施例，发出第一策略的启动信号的步骤，具体包括：

步骤S210：获取刹车阀20的压力参数；

步骤S220：根据压力参数控制开关电磁阀30以及挖掘机的油门电压。

具体来说，当挖掘机停车时，具体包括两种情况，一种为制动状态，一种为坡道起步状态，通过获取刹车阀20的压力参数确定挖掘机处于何种状态，并进一步控制挖掘机的油门电压以避免挖掘机在松下刹车时溜坡，或者防止坡道起步时不踩油门挖掘机溜坡的现象。

根据本发明的一种实施例，根据压力参数控制挖掘机的油门电压，对油门信号进行补偿的步骤，具体包括：

步骤S230：确定压力参数大于零，则挖掘机处于制动状态，根据压力参数的变化程度控制开关电磁阀30的开闭；

步骤S240：确定压力参数等于零，则挖掘机处于坡道起步状态，控制油门电压，补偿油门信号，以增加牵引力。

具体来说，机器坡道起步时，当松开刹车的瞬间，刹车压力传感器刹车压力为0时，控制器控制油门电压信号，补偿一定的油门信号，增加机器的牵引力，避免机器起步瞬间出现溜破问题。

需要说明的是，当刹车压力大于0，说明机器处于停车或者制动状态。开关电磁阀30用于控制蓄能器10到刹车阀20之间的通断。开关电磁阀30打开，蓄能器10给刹车阀20充液，保持刹车阀20工作，机器处于刹车状态。开关电磁阀30关闭，蓄能器10停止给刹车阀20充液，机器解除刹车。蓄能器10主要给刹车阀20提供刹车压力。

根据本发明的一种实施例，根据压力参数的变化程度控制开关电磁阀30的开闭的步骤，具体包括：

步骤S231：确定压力参数满足预设压力，关闭开关电磁阀30，并在第一预设时长内持续采集刹车的压力参数；

步骤S232：确定压力参数不满足预设压力，开启开关电磁阀30，通过蓄能器10对刹车阀20进行充液；

步骤S233：当压力参数重新满足预设压力，关闭开关电磁阀30，并重复上述步骤。

具体来说，机器停车时，检查刹车压力传感器。当刹车压力低于设定目标值时，打开开关电磁阀30，蓄能器10给刹车阀20充液，当刹车压力超过设定值，关闭开关电磁阀30，刹车压力保持一定；机器停放一定时间后，刹车压力会降低，当刹车压力低于设定值，再次打开磁阀，当压力高于设定值，关闭电磁阀。这样可以充分提高蓄能器10单次充液后可使用的时长；当刹车压力低于设定的目标值a时，控制器打开蓄能器10的开关电磁阀30，将蓄能器10的液压给到刹车制动，当压力高于设定b值，关闭开关电磁阀30。这样可以避免挖机在坡道停车时，出现松下刹车机器溜破的情况。坡道起步时，松开刹车踏板时，关闭开关电磁阀30，同时补偿一定的油门电压，防止不踩油门挖掘机出现溜坡现象。

根据本发明的一种实施例，确定压力参数等于零，则挖掘机处于坡道起步状态的步骤，具体包括：

步骤S241：根据压力参数生成压力变化率；

步骤S242：确定压力变化率大于预设变化率，且压力参数等于零，则挖掘机处于坡道起步状态。

具体来说，为了更精确的判断挖掘机处于坡道起步状态，根据压力参数确定压力变化率，当压力变大率大于预设变化率，即刹车在很短的时间内就松开，且压力参数为零，则挖掘机处于坡道起步状态。

根据本发明的一种实施例，根据即时转速参数确定挖掘机处于行驶状态的步骤，具体包括：

步骤S310：获取行走马达的马达转速参数；

步骤S320：根据压力参数生成压力变化率；

步骤S330：确定油门信号满足预设信号，且即时转速参数小于马达转速参数，则挖掘机处于溜车状态，发出第二策略的启动信号。

具体来说，当挖掘机发送机的转速大于零时，挖掘机处于行驶状态，具体包括两种情况，一种为正常行驶状态，无需启动第二策略，一种为溜车状态，当机器行驶时，检测发动机转速与行走马达转速。检测当前油门电压信号，若此时油门电压信号为0，且出现行走马达速度大于发动机转速，说明机器此时处于溜车状态，发出第二策略的启动信号，以避免行走马达反转吸空损坏。

根据本发明的一种实施例，发出第二策略的启动信号的步骤，具体包括：

步骤S331：确定挖掘机处于溜车状态，获取主泵50的泵油量；

步骤S332：确定泵油量不满足泵油量预设值，提升油门电压，以使得即时转速参数与马达转速参数匹配。

具体来说，正常情况下，发动机转速与主泵50泵油量存在对应关系，主泵50泵油量与行走马达速度存在对应关系。当变速箱转速增加时，此时如果没有油门电压或者油门电压较小，会造成主泵50泵油量不足，此时通过控制器控制油门电压，补偿一定的油门电压，增加发动机转速，可以使得主泵50泵油量与行走马达速度匹配，防止马达吸空现象。

根据本发明的一种实施例，提升油门电压，以使得即时转速参数与马达转速参数匹配的步骤，具体包括：

步骤S333：提升油门电压，对油门信号进行补偿的同时，降低比例电磁阀40的工作电流直至即时转速参数等于马达转速参数。

具体来说，在上述实施例的基础上，当挖掘机处于溜车状态时，通过控制器控制油门电压，补偿油门信号，使得发动机转速与行走马达速度相匹配，防止溜车时，行走马达速度大于发动机转速，造成马达反转吸空损坏。

需要说明的是，比例电磁阀40主要控制主泵50泵油量，进而控制行走马达转速。比例电磁阀40的电流越大，主泵50泵油量越大，行走马达速度越大。

根据图5所示，本发明提供了一种挖掘机的自动控制装置，包括：

转速获取模块，用于获取挖掘机的发动机的即时转速参数；

策略生成模块，用于根据即时转速参数确定挖掘机处于停车状态，发出第一策略的启动信号，第一策略用于防止挖掘机溜破。

根据本发明第三方面提供的一种挖掘机，执行控制时采用上述的挖掘机的自动控制方法，或者具有上述的挖掘机的自动控制装置。

本发明提供的挖掘机的自动控制方法、自动控制装置及轮式挖掘机，通过发动机转速传感器，判断机器是否停车，当转速传感器为零时，机器处于停车状态，转速传感器大于零时，机器处于行驶状态；停车时发出第一策略的启动信号，控制器控制油门电压信号，补偿一定的油门信号，增加机器的牵引力，避免机器起步瞬间出现溜破问题，行驶时，发出第二策略的启动信号，通过控制器控制油门电压，补偿油门信号，使得发动机转速与行走马达速度相匹配，防止溜车时，行走马达速度大于发动机转速，造成马达反转吸空损坏。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“方式”、“具体方式”、或“一些方式”等的描述意指结合该实施例或方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或方式中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或方式以及不同实施例或方式的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (11)

1.一种挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述挖掘机包括：蓄能器(10)、刹车阀(20)和开关电磁阀(30)；

所述蓄能器(10)分别与所述刹车阀(20)和所述开关电磁阀(30)连接；

所述方法包括：

获取挖掘机的发动机的即时转速参数；

根据所述即时转速参数确定挖掘机处于停车状态，发出第一策略的启动信号，所述第一策略用于通过所述开关电磁阀(30)调节所述蓄能器(10)向所述刹车阀(20)的充液量，防止所述挖掘机溜破。

2.根据权利要求1所述的挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述发出第一策略的启动信号的步骤，具体包括：

获取所述刹车阀(20)的压力参数；

根据所述压力参数控制所述开关电磁阀(30)以及所述挖掘机的油门电压。

3.根据权利要求2所述的挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述根据所述压力参数控制所述挖掘机的油门电压，对油门信号进行补偿的步骤，具体包括：

确定所述压力参数大于零，则所述挖掘机处于制动状态，根据所述压力参数的变化程度控制所述开关电磁阀(30)的开闭；

确定所述压力参数等于零，则所述挖掘机处于坡道起步状态，控制所述油门电压，补偿所述油门信号，以增加牵引力。

4.根据权利要求3所述的挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述根据所述压力参数的变化程度控制所述开关电磁阀(30)的开闭的步骤，具体包括：

确定所述压力参数满足预设压力，关闭所述开关电磁阀(30)，并在第一预设时长内持续采集所述刹车的压力参数；

确定所述压力参数不满足预设压力，开启所述开关电磁阀(30)，通过所述蓄能器(10)对刹车阀(20)进行充液；

当所述压力参数重新满足预设压力，关闭所述开关电磁阀(30)，并重复上述步骤。

5.根据权利要求3所述的挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述确定所述压力参数等于零，则所述挖掘机处于坡道起步状态的步骤，具体包括：

根据所述压力参数生成压力变化率；

确定所述压力变化率大于预设变化率，且所述压力参数等于零，则所述挖掘机处于坡道起步状态。

6.根据权利要求1至5任一所述的挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述挖掘机还包括：比例电磁阀(40)和主泵(50)，所述比例电磁阀(40)与所述主泵(50)连接；

所述方法还包括：

根据所述即时转速参数确定挖掘机处于行驶状态，发出第二策略的启动信号，所述第二策略用于通过所述比例电磁阀(40)调节所述主泵(50)的泵油量，防止所述挖掘机的行走马达反转吸空损坏。

7.根据权利要求6所述的挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述根据所述即时转速参数确定挖掘机处于行驶状态的步骤，具体包括：

获取行走马达的马达转速参数；

根据压力参数生成压力变化率；

确定油门信号满足预设信号，且所述即时转速参数小于所述马达转速参数，则所述挖掘机处于溜车状态，发出所述第二策略的启动信号。

8.根据权利要求7所述的挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述发出第二策略的启动信号的步骤，具体包括：

确定所述挖掘机处于溜车状态，获取主泵(50)的泵油量；

确定所述泵油量不满足泵油量预设值，提升所述油门电压，以使得所述即时转速参数与所述马达转速参数匹配。

9.根据权利要求8所述的挖掘机的自动控制方法，其特征在于，所述提升所述油门电压，以使得所述即时转速参数与所述马达转速参数匹配的步骤，具体包括：

提升所述油门电压，对所述油门信号进行补偿的同时，降低所述比例电磁阀(40)的工作电流直至所述即时转速参数等于所述马达转速参数。

10.一种挖掘机的自动控制装置，其特征在于，包括：

转速获取模块，用于获取挖掘机的发动机的即时转速参数；

策略生成模块，用于根据所述即时转速参数确定挖掘机处于停车状态，发出第一策略的启动信号，所述第一策略用于防止所述挖掘机溜破。

11.一种挖掘机，其特征在于，执行控制时采用上述权利要求1至9任一所述的挖掘机的自动控制方法，或者具有上述权利要求10所述的挖掘机的自动控制装置。