CN113123400B - 挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法、挖掘机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程控制领域，公开了一种挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法、挖掘机及控制方法。本发明提供的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，挖掘机以单动作状态工作的过程中，获取到使多路阀切换至中位的复位指令第一预设时间之后，判断工作泵的出口油压是否大于预设最小泵压；若工作泵的出口油压大于预设最小泵压，则多路阀存在阀芯复位异常故障，预设最小泵压大于背压阀的开启油压。依靠软件程序自动判断，自动化程度高，无需增加硬件成本，由于限定在挖掘机处于单动作状态时进行多路阀阀芯复位是否异常的判断，因此在多路阀存在阀芯复位异常故障时，可以准确地确认多路阀的哪个阀芯存在复位异常故障，提高了故障诊断效率。

Description

挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法、挖掘机及控制方法

技术领域

本发明涉及工程控制领域，尤其涉及一种挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法、挖掘机及控制方法。

背景技术

挖掘机是一种重要的土方工程机械，在工程建造领域具有广泛的应用场景。挖掘机的动作主要由多路阀来控制，多路阀的阀芯与多路阀的阀体相互配合可以使液压流道开启和关闭。若工作油缸的活塞杆到达极限位置之前，控制多路阀的阀芯复位，一旦多路阀的阀芯复位过程中出现卡滞问题以致阀芯不能及时复位，将会导致挖掘机的动作不能及时停止，存在安全隐患。

因此，亟需一种挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，来确定多路阀的阀芯复位时是否出现卡滞问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法、挖掘机及控制方法，能够快速准确地判断多路阀的阀芯是否存在复位异常故障。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，挖掘机多路阀的每个换向阀具有配合工作泵控制工作油缸伸缩的两个工作位及使所述工作油缸保持当前状态的中位，所述换向阀还具有中心油路，所述中心油路仅在所述换向阀处于中位时连通使工作泵的出口依次通过所述中心油路、背压阀与油箱连通；

挖掘机以单动作状态工作的过程中，获取到使多路阀切换至中位的复位指令第一预设时间之后，判断所述工作泵的出口油压是否大于预设最小泵压；若所述工作泵的出口油压大于所述预设最小泵压，则多路阀存在阀芯复位异常故障，所述预设最小泵压大于所述背压阀的开启油压。

作为上述挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的一种优选技术方案，所述工作泵设有至少两个，若至少一个所述工作泵的出口油压大于对应的预设最小泵压，则多路阀存在阀芯复位异常故障。

作为上述挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的一种优选技术方案，挖掘机以单动作状态工作的过程中，获取到使多路阀切换至中位的复位指令第一预设时间之后，计算第二预设时间内所述工作泵的出口油压的平均值；

若至少一个所述工作泵的出口油压的平均值大于对应的预设最小泵压，则所述多路阀存在阀芯复位异常故障；若每个所述工作泵的出口油压的平均值均不大于对应的预设最小泵压，则所述多路阀的阀芯复位正常。

作为上述挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的一种优选技术方案，所述工作泵的出口通过溢流阀与油箱连通，所述预设最小泵压小于所述溢流阀的开启油压。

作为上述挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的一种优选技术方案，所述多路阀的每个换向阀为先导液控阀，其具有至少一个先导控制端，每个所述先导控制端分别配设一个使多路阀的阀芯开始动作以由中位向工作位切换的第一预设最小先导油压，及使所述多路阀的阀芯停止在工作位所对应位置的第二预设最小先导油压，所述第一预设最小先导油压小于所述第二预设最小先导油压；

在只有一个所述先导控制端的先导油压大于该所述先导控制端对应的第一预设最小先导油压且大于对应的所述第二预设最小先导油压时，挖掘机处于单动作状态。

作为上述挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的一种优选技术方案，挖掘机以单动作状态工作的过程中，判断所述先导控制端的先导油压是否小于所对应的第一预设最小先导油压；

在该所述先导控制端的先导油压小于所对应的第一预设最小先导油压时，所述操作手柄回到中位。

作为上述挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的一种优选技术方案，在判断所述工作泵的出口油压是否大于预设最小泵压之前，判断工作泵是否以预设最小排量工作，在工作泵以预设最小排量工作时，再判断所述工作泵的出口油压是否大于预设最小泵压。

本发明还提供了一种挖掘机控制方法，挖掘机的发动机启动后，判断挖掘机的发动机转速是否大于预设转速，若挖掘机的发动机转速大于预设转速，则执行上述任一方案所述的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的各个步骤。

本发明还提供了一种挖掘机，采用上述挖掘机控制方法。

本发明的有益效果：本发明提供的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，挖掘机以单动作状态工作的过程中，获取到使多路阀切换至中位的复位指令第一预设时间之后，判断工作泵的出口油压是否大于预设最小泵压；若工作泵的出口油压大于预设最小泵压，则多路阀存在阀芯复位异常故障，预设最小泵压大于背压阀的开启油压。依靠软件程序自动判断，自动化程度高，无需增加硬件成本，由于限定在挖掘机处于单动作状态时进行多路阀阀芯复位是否异常的判断，因此在多路阀存在阀芯复位异常故障时，可以准确地确认多路阀的哪个阀芯存在复位异常故障，提高了故障诊断效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的多路阀的一个换向阀与油箱、工作泵、工作油缸之间的连接示意图；

图2是本发明实施例提供的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的流程图。

图中：

1、工作泵；2、换向阀；3、溢流阀；4、背压阀；5、工作油缸。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

如图1所示，挖掘机上设有工作泵1、油箱、多路阀及至少两个工作油缸5，工作油缸5包括动臂油缸、斗杆油缸和铲刀油缸等，动臂油缸的数量可能不止一个，此均为现有技术，在此不再赘叙。

多路阀包括多个换向阀2，换向阀2的个数根据工作油缸5的个数来确定，换向阀2具有控制工作油缸5伸缩的两个工作位及使工作油缸5保持当前状态的中位，换向阀2还具有中心油路，中心油路仅在多路阀处于中位时连通使工作泵1的出口依次通过中心油路、背压阀4与油箱连通。

工作泵1通过多路阀控制每个工作油缸5伸缩，以通过工作油缸5驱动与其相连的执行部件动作。具体地，中心油路的进口与工作泵1的出口连通，中心油路的出口通过背压阀4与油箱连通。在多路阀的阀芯正常复位以切换至中位后，工作泵1的出口油压始终维持在背压阀4的开启压力。

若工作油缸5的活塞杆到达极限位置之前，控制多路阀的阀芯复位，一旦多路阀的阀芯复位过程中出现卡滞问题以致阀芯不能及时复位，将会导致挖掘机的动作不能及时停止，很容易引发安全事故。为此，本实施例提供了一种挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，以诊断上述挖掘机的多路阀的阀芯复位是否异常。

为了避免多个故障部件之间的影响，以致无法准确地判断多路阀的阀芯复位是否异常，因此，在执行该方法之前需要确认除多路阀之外的工作油缸5、工作泵1、背压阀4等均无故障。至于如何判断工作油缸5、工作泵1和背压阀4是否存在故障，均为现有技术，在此不再详细赘叙。

图2是本发明实施例提供的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的流程图，下面结合图2对本实施例提供的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法进行具体介绍。

S1、判断挖掘机是否处于单动作状态，若是，则执行S2，若否，则返回S1。

挖掘机实际工作时可能会同时执行多个动作，上述单动作状态指的是挖掘机工作时仅执行一个动作，如仅有斗杆油缸动作，或仅有一个动臂油缸动作，或仅有铲斗油缸动作等，相应地，多路阀中除了与在动作的工作油缸5对应的换向阀2之外，其他换向阀2均处于中位。挖掘机处于多动作状态时，多路阀的多个换向阀2工作，多个换向阀2之间相互影响。在挖掘机处于单动作状态下检测多路阀的阀芯复位是否异常，可以避免挖掘机处于多动作状态时多个换向阀2之间的相互影响导致无法准确地确定多路阀的哪个阀芯存在复位异常故障。

具体地，本实施例中，多路阀的每个换向阀2为先导液控阀，其具有两个先导控制端，每个先导控制端分别配设一个使多路阀的阀芯开始动作以由中位向工作位切换的第一预设最小先导油压，及使多路阀的阀芯停止在工作位所对应位置的第二预设最小先导油压，第一预设最小先导油压小于第二预设最小先导油压。

在只有一个先导控制端的先导油压大于该先导控制端所对应的第一预设最小先导油压且大于对应的第二预设最小先导油压，则说明多路阀中只有一个换向阀2处于工作位，即挖掘机处于单动作状态。

S2、判断获取到使多路阀切换至中位的复位指令，若是，则执行S3，若否，则返回S1；

本实施例中，多路阀的每个换向阀2位先导液控阀，对于挖掘机而言，通常是通过操作手柄控制多路阀的每个换向阀2换向。在操作手柄回到中位时，说明操作手柄已经给出使多路阀的阀芯复位的指令，同时说明操作手柄无故障，排除操作手柄的问题。

在挖掘机处于单动作状态的过程中，判断该先导控制端的先导油压是否小于所对应的第一预设最小先导油压；若该先导控制端的先导油压小于所对应的第一预设最小先导油压，则说明操作手柄回到中位。

优选地，为了避免程序冗杂，减小内存占用，挖掘机处于单动作状态的过程中，判断第三预设时间内该先导控制端的先导油压是否小于所对应的第一预设最小先导油压；若第三预设时间内该先导控制端的先导油压小于所对应的第一预设最小先导油压，则操作手柄回到中位。一旦第三预设时间内，未检测出该先导控制端的先导油压小于所对应的第一预设最小先导油压，则结束该挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的执行。

S3、第一预设时间后判断工作泵1的出口油压是否大于预设最小泵压，若是，则执行S4；否则，则执行S5。

S4、多路阀存在阀芯复位异常故障。

S5、多路阀的阀芯复位正常。

挖掘机处于单动作状态的过程中，在多路阀切换至中位后，工作泵1的出口油压将会维持在背压阀4的开启油压。而对于因阀芯卡滞而未能及时复位的多路阀而言，操作手柄回到中位第一预设时间之后，工作泵1的出口油压会大于背压阀4的开启油压，因此可以通过判断工作泵1的出口油压是否大于预设最小泵压，来确认多路阀是否存在阀芯复位异常故障，预设最小泵压大于背压阀4的开启油压。

因为多路阀的换向阀2为先导液控阀，对于存在阀芯卡滞故障的换向阀2，默认操作手柄回到中位第一预设时间之后，多路阀的换向阀2已切换至中位。需要说明的是，对于先导液控阀而言，第一预设时间很短，具体可以经过多次重复试验确定，在此不再具体限定。

于其他实施例中，上述多路阀的每个换向阀2还可以为电磁阀，挖掘机处于单动作状态的过程中，在获取到多路阀切换至中位的复位指令时，对于存在阀芯卡滞故障的换向阀2，默认经过第一预设时间后，多路阀的换向阀2可以恢复至中位，第一预设时间是通过多次重复试验确定的已知数值，在此不再具体限定。

为了对工作泵1进行保护，工作泵1的出口通常会设置溢流阀3，使工作泵1的出口通过该溢流阀3与油箱连通。因此挖掘机处于单动作状态的过程中，多路阀存在复位异常故障时，工作泵1的出口油压将会瞬间增大，在工作泵1的出口油压增大至溢流阀3的开启油压时，溢流阀3将会开启对工作泵1进行溢流保护。也就是说工作泵1的出口油压不会高于溢流阀3的开启油压，因此要求上述预设最小泵压小于溢流阀3的开启油压。

由于本实施例中的工作泵1设有至少两个，在至少一个工作泵1的出口油压大于对应的预设最小泵压时，就说明多路阀存在阀芯复位异常故障。优选地，上述工作泵1的出口油压为第二预设时间内工作泵1的出口油压的平均值，提高多路阀阀芯复位异常诊断的准确率。若每个工作泵1的出口油压的平均值均不大于对应的预设最小泵压，则说明多路阀的阀芯复位正常。

优选地，在执行步骤S3之前，判断工作泵1是否以预设最小排量工作，在工作泵1以预设最小排量工作时，在执行上述步骤S3；否则，则返回步骤S1。通过对工作泵1的排量进行限定，以避免多路阀复位过程中工作泵1的出口油压过大，以致无法准确地判断多路阀的阀芯复位是否异常。可以通过判断工作泵1的工作电流是否调节至预设最小工作电流，确认工作泵1是否以预设最小排量工作，在工作泵1的工作电流等于预设最小工作电流时，工作泵1以预设最小排量工作。

需要说明的是，上述判断工作泵1是否以预设最小排量工作的步骤，也可以在步骤S2之前执行。

本实施例还提供一种挖掘机及其控制方法，挖掘机的发动机启动后，判断挖掘机的发动机转速是否大于预设转速，若挖掘机的发动机转速大于预设转速，则执行挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的各个步骤，以降低发生安全事故的概率。

本实施例提供的多路阀阀芯复位异常故障诊断方法，依靠软件程序自动判断，自动化程度高，无需增加硬件成本，由于限定在挖掘机处于单动作状态时进行多路阀阀芯复位是否异常的判断，因此在多路阀存在阀芯复位异常故障时，可以准确地确认多路阀的哪个阀芯存在复位异常故障，提高了故障诊断效率。

需要说明的是，本实施例提供的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法是一个被动的执行方法，在满足各个条件时，才能执行以判断多路阀的阀芯复位是否异常。于其他实施例中，还可以在挖掘机的驾驶室内的控制面板上设置判断多路阀阀芯复位是否异常的操作启动部，通过控制该操作启动部以主动的执行上述挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法。具体地，为挖掘机配设触摸显示器或语音提示器，操作者主动控制该操作启动部以主动的执行上述挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法。通过直接显示或语音提示的方式提醒操作者控制操作手柄，其他步骤均可以依靠程序自动执行。但相比本实施例而言需要增加硬件，提高了成本，且自动化程度相对较低。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，挖掘机多路阀的每个换向阀(2)具有配合工作泵(1)控制工作油缸(5)伸缩的两个工作位及使所述工作油缸(5)保持当前状态的中位，所述换向阀(2)还具有中心油路，所述中心油路仅在所述换向阀(2)处于中位时连通使工作泵(1)的出口依次通过所述中心油路、背压阀(4)与油箱连通；其特征在于，

挖掘机以单动作状态工作的过程中，获取到使多路阀切换至中位的复位指令第一预设时间之后，判断所述工作泵(1)的出口油压是否大于预设最小泵压；若所述工作泵(1)的出口油压大于所述预设最小泵压，则多路阀存在阀芯复位异常故障，所述预设最小泵压大于所述背压阀(4)的开启油压；

在判断所述工作泵(1)的出口油压是否大于预设最小泵压之前，判断工作泵(1)是否以预设最小排量工作，在工作泵(1)以预设最小排量工作时，再判断所述工作泵(1)的出口油压是否大于预设最小泵压。

2.根据权利要求1所述的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，其特征在于，所述工作泵(1)设有至少两个，若至少一个所述工作泵(1)的出口油压大于对应的预设最小泵压，则所述多路阀存在阀芯复位异常故障。

3.根据权利要求2所述的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，其特征在于，挖掘机以单动作状态工作的过程中，获取到使多路阀切换至中位的复位指令第一预设时间之后，计算第二预设时间内所述工作泵(1)的出口油压的平均值；

若至少一个所述工作泵(1)的出口油压的平均值大于对应的预设最小泵压，则所述多路阀存在阀芯复位异常故障；若每个所述工作泵(1)的出口油压的平均值均不大于对应的预设最小泵压，则所述多路阀的阀芯复位正常。

4.根据权利要求1所述的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，其特征在于，所述工作泵(1)的出口通过溢流阀(3)与油箱连通，所述预设最小泵压小于所述溢流阀(3)的开启油压。

5.根据权利要求1所述的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，其特征在于，所述多路阀为先导液控阀，在控制多路阀动作的操作手柄回到中位时，确认获取到多路阀切换至中位的复位指令。

6.根据权利要求5所述的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，其特征在于，所述多路阀的每个换向阀(2)具有至少一个先导控制端，每个所述先导控制端分别配设一个使所述多路阀的阀芯开始动作以由中位向工作位切换的第一预设最小先导油压，及使所述多路阀的阀芯停止在工作位所对应位置的第二预设最小先导油压，所述第一预设最小先导油压小于所述第二预设最小先导油压；

在只有一个所述先导控制端的先导油压大于该所述先导控制端对应的第一预设最小先导油压且大于对应的所述第二预设最小先导油压时，挖掘机处于单动作状态。

7.根据权利要求6所述的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法，其特征在于，挖掘机以单动作状态工作的过程中，判断所述先导控制端的先导油压是否小于所对应的第一预设最小先导油压；

在该所述先导控制端的先导油压小于所对应的第一预设最小先导油压时，所述操作手柄回到中位。

8.挖掘机控制方法，其特征在于，挖掘机的发动机启动后，判断挖掘机的发动机转速是否大于预设转速，若挖掘机的发动机转速大于预设转速，则执行权利要求1至7任一项所述的挖掘机多路阀阀芯复位异常诊断方法的各个步骤。

9.挖掘机，其特征在于，采用权利要求8所述的挖掘机控制方法。

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