自动铲装控制方法和电动装载机技术

本发明专利技术涉及电动装载机，为解决现有电动装载机自动铲装作业时能源浪费的问题；提供一种自动铲装控制方法和电动装载机，其中自动铲装控制方法是将电动装载机的姿态调整至满足自动铲装要求；依据电动装载机相关参数触发自动铲装动作控制程序；整机控制器按照设定的动作时序进行收斗动作和提升动臂动作，在铲斗收斗至大于等于预定角度后将行走电机输出扭矩调节至固定值且不再增加直至铲装步骤结束。本发明专利技术中，在铲装过程后期，不再严格按照油门开度控制行走电机，而是将行走电机的输出扭矩调整为固定值，降低行走电机的扭矩输出，从而实现节省能源。节省能源。节省能源。

【技术实现步骤摘要】
自动铲装控制方法和电动装载机


[0001]本专利技术涉及一种装载机，更具体地说，涉及一种自动铲装控制方法和电动装载机。

技术介绍

[0002]装载机进行铲装作业时，将工作装置调整至铲装位，通常是铲斗贴地放平状态，挡位挂前进挡，装载机向前行进，铲斗插入料堆，在铲斗插入料堆一定深度后，依次进行多次收斗和提升动臂动作，直到铲斗收斗至极限位置和动臂被提升至预定高度(适合物料运输的高度)。其中依次进行的收斗动作和提升动臂动作称之为铲装动作。在手动操作完成铲装动作时，操作员需要通过操作手柄进行数次收斗和提升动臂操作，使得铲装作业操作劳动强度大，操作员长时间操作对关节的损伤很大；手动操作的劳动强度不仅大，而且还很考验操作员的技术水平，倘若铲装动作的开始时间太早则会影响铲装满斗率，靠后则会增加一次作业循环的时间而影响作业效率；在进行铲装动作操作时若操作不当也会影响到满斗率和单次作业循环时间。
[0003]在现有电动装载机中，机器行走和液压系统分别由行走电机和泵电机提供动力，行走电机和泵电机又是依据油门开度的大小进行相应的扭矩或转速控制。在铲装过程中，行走系统和液压系统的动力需求并不完全同步，因此现有的电动装载机自动铲装控制方法中，不加区别地依据油门开度控制行走电机和泵电机，会造成一定的能量浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是针对现有电动装载机自动铲装作业时能源浪费的问题，而提供一种自动铲装控制方法和电动装载机，根据工作装置姿态对行走电机输出扭矩进行控制，减少能量浪费。
[0005]本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种自动铲装控制方法，用于电动装载机铲装作业控制，所述电动装载机包括整机控制器、控制行走电机的行走电机控制器、控制油泵电机的泵电机控制器，所述整机控制器根据油门开度向行走电机控制器发送扭矩控制指令控制行走电机，其特征在于包括以下步骤：
[0006]铲前准备步骤：将电动装载机的姿态调整至满足自动铲装要求；
[0007]铲装动作触发步骤：依据电动装载机相关参数触发自动铲装动作控制程序；
[0008]铲装步骤：整机控制器执行自动铲装动作控制程序，按照设定的动作时序进行收斗动作和提升动臂动作，在铲斗收斗至大于等于预定角度后将行走电机输出扭矩调节至固定值且不再增加直至铲装步骤结束。
[0009]在装载机的铲装过程中，装载机的动力系统需要提供足够的驱动力，使铲斗顺利插入到料堆中，以确保满斗率。铲斗插入料堆的过程中会进行数次的收斗动作，当铲斗收斗至预定角度后，进入到铲装过程的后期，此后只需将动臂提升至预定高度和将铲斗收斗至极限位。在进入到铲装过程的后期，由于铲斗斗底与地面具有预定的角度，机器向前行进也不能使铲斗插入到料堆中更深的深度，物料对铲斗底部的反作用力抵消装载机前进的驱动
力。同时在进入到铲装过程的后期，工作装置仍需要进行收斗动作和提升动臂，需要操作者踩踏油门以使液压泵获取所需的功率。
[0010]对于配置燃油发动机的传统装载机，在进入到铲装过程的后期，操作者往往是一脚踩住刹车使机器停止，另一脚踩踏油门踏板使发动机以预定转速工作以便使液压泵吸收相应功率。此过程会有较大一部分的发动机功率浪费掉。
[0011]在电动装载机中，行走系统是由行走电机提供动力，工作装置是由泵电机提供动力，整机控制器依据油门踏板开度向泵电机和行走电机发送控制指令。在进入到铲装过程的后期，泵电机需要输出工作装置所需功率，因此需要踩踏油门踏板保证油门应有的开度。现有电动装载机在铲装过程的后期，整机控制器依然按照油门开度向行走电机控制器发送控制指令，消耗大量电能。
[0012]本专利技术自动铲装控制方法中，在进入到铲装过程的后期时，整机控制器不再严格按油门开度向行走电机发送扭矩控制指令，而是将行走电机的输出扭矩调整为固定值，该固定值相对于正常控制时与油门踏板开度所对应的扭矩要小很多，因此可降低行走电机的功率，从而节省能源。
[0013]上述自动铲装控制方法中，在铲斗收斗至大于等于预定角度且行走电机输出扭矩调节至固定值后，整机控制器向行走电机控制器发送扭矩控制指令使行走电机输出扭矩维持固定值直至铲装步骤结束，或者使行走电机输出扭矩仅随油门开度的减小而减小，不随油门开度增大而增大直至铲装步骤结束。
[0014]上述自动铲装控制方法中，铲装步骤中在自动铲装动作控制程序触发后的第一预定时长内将铲斗收斗至预定角度，所述第一预定时长小于行走电机允许的最大堵转时间。
[0015]上述自动铲装控制方法中，铲装步骤中当铲斗收斗至大于等于预定角度后，整机控制器依次控制将动臂提升到预定高度和将铲斗持续收斗至极限限位结束铲装步骤。
[0016]上述自动铲装控制方法中，在铲装步骤中当铲斗收斗至大于等于预定角度时动臂高度高于预定高度，整机控制器控制铲斗持续收斗至极限限位结束铲装步骤。
[0017]上述自动铲装控制方法中，设置至少两组收斗速度相对不同的铲装控制参数组，所述铲装控制参数组包括铲装步骤中每次收铲斗的收斗电流和收斗角度、每次提升动臂的动臂提升电流和提升角度；
[0018]计算铲前准备步骤完成之后油门开度首次增加时至自动铲装动作控制程序触发时的铲前平均车速；根据所述铲前平均车速选择对应的铲装控制参数组执行铲装步骤。根据铲装前的行驶速度选择不同的铲装参数，保证铲装满斗率和铲装效率。
[0019]上述自动铲装控制方法中，在铲装动作触发步骤中，检测油门开度、行走电机转速和转斗油缸小腔压力，当行走电机转速小于油门开度所对应的电机参考转速且差值小于预设差值并持续时间大于第二预设时长、转斗油缸小腔压力大于预设压力值时触发自动铲装动作控制程序。
[0020]上述自动铲装控制方法中，在铲装动作触发步骤中，还包括获取行走电机工作参数判断行走电机工作状态，当行走电机出现堵转趋势时触发自动铲装动作控制程序。
[0021]上述自动铲装控制方法中，所述整机控制器根据油门开度向泵电机控制器发送转速指令控制泵电机。
[0022]本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种电动装载机，包括自动铲装
控制系统，其特征在于所述自动铲装控制系统中的存储器存储有控制指令，所述整机控制器执行所述控制指令时实现自动铲装控制方法的步骤。
[0023]本专利技术与现有技术相比，本专利技术自动铲装控制方法中，在进入到铲装过程的后期时，整机控制器不再严格按照油门开度向行走电机发送扭矩控制指令，而是将行走电机的输出扭矩调整为固定值，降低行走电机的扭矩输出，从而实现节省能源。
附图说明
[0024]图1是本专利技术电动装载机自动铲装控制系统结构框图。
[0025]图2是本专利技术自动铲装控制方法中流程图。
[0026]图3是本专利技术自动铲装控制方法中铲装动作控制流程图。
[0027]图中零部件名称及序号：
[0028]整机控制器1、压力传感器2、工作装置位置传感器3、油门踏板4、行走电机控制器5、行走电机6、泵电机7、泵电机控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动铲装控制方法，用于电动装载机铲装作业控制，所述电动装载机包括整机控制器、控制行走电机的行走电机控制器、控制油泵电机的泵电机控制器，所述整机控制器根据油门开度向行走电机控制器发送扭矩控制指令控制行走电机，其特征在于包括以下步骤：铲前准备步骤：将电动装载机的姿态调整至满足自动铲装要求；铲装动作触发步骤：依据电动装载机相关参数触发自动铲装动作控制程序；铲装步骤：整机控制器执行自动铲装动作控制程序，按照设定的动作时序进行收斗动作和提升动臂动作，在铲斗收斗至大于等于预定角度后将行走电机输出扭矩调节至固定值且不再随油门开度增加增加行走电机输出扭矩直至铲装步骤结束。2.根据权利要求1所述的自动铲装控制方法，其特征在于在铲装步骤中，在铲斗收斗至大于等于预定角度且行走电机输出扭矩调节至固定值后，整机控制器向行走电机控制器发送扭矩控制指令使行走电机输出扭矩维持固定值直至铲装步骤结束，或者使行走电机输出扭矩仅随油门开度的减小而减小，不随油门开度增大而增大直至铲装步骤结束。3.根据权利要求1所述的自动铲装控制方法，其特征在于铲装步骤中在自动铲装动作控制程序触发后的第一预定时长内将铲斗收斗至预定角度，所述第一预定时长小于行走电机允许的最大堵转时间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动铲装控制方法，其特征在于铲装步骤中当铲斗收斗至大于等于预定角度后，整机控制器依次控制将动臂提升到预定高度和将铲斗持续收斗至极限限位结束铲装步骤。5.根据权利要求1至3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗剑伟，陶林裕，孙金泉，蔡登胜，
申请(专利权)人：广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：