CN102021926B - 一种提高挖掘机效率的智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高挖掘机效率的智能控制方法，其步骤包括：⑴对应不同的挖掘机动作预存相应的转速调整值于主控制器中；⑵主控制器检测先导压力传感器信号，判断当前挖掘机运行的动作，在预存主控制器内的动作中找出相应的动作，调用转速调整值；⑶主控制器检测发动机基本转速 + 转速调整值，获得挖掘机工作目标转速；⑷若工作目标转速不等于发动机基本转速，则主控制器通过马达对发动机进行转速控制，发动机获得对应工作目标转速的转速；否则，发动机基本转速不变；⑸重复步骤⑵，直到作业完成。本发明通过对大流量动作作业时发动机的二次增速，使整个挖掘机大部分时间工作在低油耗区，实现作业效率与燃油经济性的最佳匹配。

Description

一种提高挖掘机效率的智能控制方法

技术领域

本发明涉及一种挖掘机控制方法，具体涉及一种能够提高挖掘机效率的智能控制方法，从而减少对燃油的消耗。

背景技术

近年来，电子控制技术在液压挖掘机节能技术上得到了广泛的应用，主要围绕挖掘机各重要部件（例如变量泵、行走马达、回转马达、发动机和各种控制阀）进行控制优化。采用电子调速器替代机械调速器，解决发动机燃油喷射的合理性。围绕液压挖掘机整机进行展开，实现液压***与负载、发动机与变量泵***的最佳综合控制，使发动机的功率输出更加合理，降低液压挖掘机的燃油消耗。

目前市场上使用的挖掘机，多数的控制方式都是根据档位和工作模式确定发动机转速，在此档位和工作模式下工作，控制器对发动机转速不予调整。一般在每个档位上分为重负荷模式和燃油经济模式两种工作模式，分别对应该档位下应对不同挖机动作所需动力的需要，挖机手若要提高作业速度，则采取模式切换或调整档位，这时也就提高了整机的发动机转速，满足对应动作或工况的需求。

挖掘机动作包含：大臂提升、大臂下降、小臂提升、小臂下降、铲斗挖掘、铲斗卸载、左右回转、左右行走以及相互配合构成的复合动作，其中铲斗挖掘、大臂提升加回转等复合动作要求泵的流量较高，如挖掘机在挖土装车作业过程中，挖掘、提升回转、卸土、回位。然而，这一系列动作中，只有挖掘和提升回转要求泵的流量较大，为满足这两项动作就需要调整档位或转换工作模式，使整机的转速提升，以获得足够的能耗，而在这一系列动作中其他低油耗动作也被强制工作在这一高速模式下，偏离了低燃油消耗区，引起能耗的浪费，即工作效率和燃油消耗存在背向关系。

发明内容

本发明目的是提供一种提高挖掘机效率的智能控制方法，通过采用该控制方法，使工作转速与动作需求更为匹配，在提高工作效率的同时减少油耗，整机燃油消耗更为经济性，合理化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高挖掘机效率的智能控制方法，其步骤包括：

⑴对应不同的挖掘机动作预存相应的转速调整值于主控制器中；

⑵主控制器检测先导压力传感器信号，判断当前挖掘机运行的动作，在预存主控制器内的动作中找出相应的动作，调用转速调整值；

⑶主控制器检测发动机基本转速+转速调整值，获得挖掘机工作目标转速；

⑷若工作目标转速不等于发动机基本转速，则主控制器通过马达对发动机进行转速控制，发动机获得对应工作目标转速的转速；否则，发动机基本转速不变；

⑸重复步骤⑵，直到作业完成。

上述技术方案中，所述挖掘机动作包括单个动作和复合动作，单个动作如大臂提升、大臂下降、小臂提升、小臂下降、铲斗挖掘、铲斗卸载、左右回转、左右行走，复合动作是挖掘机在完成一些作业时做出的连续动作，如挖土装车作业过程中，挖掘、提升回转、卸土、回位这一系列的单个动作串成连续的复合动作；挖掘机不同的动作需要的流量不同，尤其是在提升和回转等动作时，需要液压泵提供比一般动作更多的动力源，因此本发明将这些需要大流量的动作以调整发动机转速的方式来提高流量，当主控制器在检测到这些动作时，加上相应的转速调整值（该值加上基本转速便能满足大流量动作的需求），当主控制器检测到的为普通流量的动作时，则转速调整值为零，即发动机基本转速保持不变，挖掘机工作目标转速就等于发动机基本转速。通过这种二次增速的控制方式，分解复合动作中单个动作的高、低流量需求，在不改变当前档位及工作模式（即发动机基本转速）的状态下，完成整套复合动作，这样不是整个作业过程都提高发动机转速，使发动机工作保持在经济区，油耗得到控制，实现作业效率与燃油经济性得到最佳匹配。

优选的技术方案为，所述步骤⑴中预存入主控制器中的挖掘机动作为，需要工作在高转速下的挖掘机动作，将每一动作分别编码，每一编码对应一所述转速调整值，所述步骤⑵中主控制器判断当前挖掘机运行的动作，并查找是否有该动作对应编码在预存中，若存在则主控制器通过马达对发动机进行转速控制，发动机获得发动机基本转速+转速调整值的工作目标转速；否则，发动机基本转速不变，主控制器进入下一次测检先导压力传感器信号。将需要大流量的动作一一编码后存入主控制器中，当挖掘机检测到与编码对应的动作在执行时，便调用对应该编码下的转速调整值，驱动马达为发动机加速，以二次增速来提高流量，满足操作的需求。

进一步的技术方案是，所述发动机基本转速由主控制器检测油门旋钮信号，根据所述油门旋钮信号判断当前档位，同时所述主控制器检测工作模式信号，获得所述发动机基本转速。

上述技术方案中，所述主控制器经CAN总线与显示器连接，所述转速调整值通过转速调整值修改界面修改。该修改过程为厂方测试过程，挖掘机在出厂前做好各种动作及工况下的测试，修改界面方便工程师测试过程中对增速值的调整，待挖掘机出厂后，该界面将被锁住，用户无法自行修改，以免出现整机运行出错。

上述技术方案中，还包括一故障检测步骤，所述主控制器在检测发动机基本转速后，再进行挖掘机故障信号检测，若测得故障信号，则进入故障保护处理，所述故障保护处理可采用现有技术。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明通过主控制器对挖掘机作业动作的检测，当测得为需要大流量动作时，在不改变当前档位和工作模式的情况下，控制马达为发动机提供二次增速，以满足复合动作中需要大功率动作的需求，因而使个挖掘机大部分时间工作在发动机的低油耗区，实现工作效率与燃油经济性的最佳匹配；

2、本发明对原有挖掘机内部结构未作改动，仅改变了主控制器的控制方法，收集多个信号后做出增速或不变的控制方式，因而对挖掘机的制造成本影响不大，适用于现有的各类挖掘机上。

附图说明

图1是本发明实施例一中挖掘机控制结构示意框图；

图2是本发明实施例一中主控制器的控制流程图；

图3是本发明实施例一中修改转速调整值方法的流程图。

其中：1、主控制器；2、先导压力传感器；3、发动机转速标定装置；4、油门旋钮；5、显示器；6、马达；7、发动机；8、液压主泵。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1～3所示，一种提高挖掘机效率的智能控制方法，其步骤包括：

⑴对应不同的挖掘机动作预存相应的转速调整值于主控制器中；

⑵主控制器检测先导压力传感器信号，判断当前挖掘机运行的动作，在预存主控制器内的动作中找出相应的动作，调用转速调整值；

⑶主控制器检测油门旋钮信号，根据所述油门旋钮信号判断当前档位，同时所述主控制器检测工作模式信号，获得发动机基本转速；

⑷检测挖掘机故障信号，若测得故障信号，则进入故障保护处理；

⑸主控制器将发动机基本转速+转速调整值，获得挖掘机工作目标转速；

⑹若工作目标转速不等于发动机基本转速，则主控制器通过马达对发动机进行转速控制，发动机获得对应工作目标转速的转速；否则，发动机基本转速不变；

⑺重复步骤⑵，直到作业完成。

本实施例中，挖掘机的主控制电气回路***如图1所示，主控制器1采集先导压力传感器2的信号，油门旋钮4的信号，档位、工作模式信号，然后通过EC马达6对发动机7进行转速控制。发动机7与液压主泵8相连，给液压主泵8提供动力源。主控制器1通过CAN总线与显示器5相连。发动机转速标定装置3可对每一档发动机转速进行标定，给出档位、工作模式信号。

所述步骤⑴中预存入主控制器中的挖掘机动作为，需要工作在高转速下的挖掘机动作，如大臂提升、铲斗挖掘等，将每一需要大流量的动作分别编码，每一编码对应一所述转速调整值，该转速调整值即为完成这类大流量动作比普通动作（如大臂下降、铲斗卸载等）需要增加发动机转速来满足流量需求的部分；所述步骤⑵中主控制器判断当前挖掘机运行的动作，并查找是否有该动作对应编码在预存中，若存在则主控制器通过马达对发动机进行转速控制，发动机获得发动机基本转速+转速调整值的工作目标转速；否则，发动机基本转速不变（即工作目标转速=发动机基本转速+零），主控制器进入下一次测检先导压力传感器信号。

在本实施例中还包括一修改转速调整值的方式，如图3所示，可通过显示器CAN总线把二次增速转速值传送给控制器，此数值可通过显示器中转速调整值修改界面完成。主控制器中带有修改转速调整值的程序，通过显示器中的转速调整值修改界面进行修改，在对挖掘机不同工况不同动作进行测试时，工程师在此界面下选择需要提升转速动作编码，如大臂提升+小臂收+铲斗挖，动作编码是1，用选择键选定此动作编码，按使能键，跳出当前值，通过旋钮对当前值进行修改，修改后按确认键，此信号通过CAN总线传送给主控制器，主控制器存入修改值后，在挖掘机出厂后，用户在使用过程中，遇到动作编码1相同的操作时，主控制器便驱动马达为发动机加速，加速值即为转速调整值，实现二次增速。

Claims (5)

1.一种提高挖掘机效率的智能控制方法，其步骤包括：

⑴ 对应不同的挖掘机动作预存相应的转速调整值于主控制器中；所述转速调速值为完成大流量动作比普通动作需要增加发动机转速来满足流量需求的部分；

⑵ 主控制器检测先导压力传感器信号，判断当前挖掘机运行的动作，在预存主控制器内的动作中找出相应的动作，调用转速调整值；

⑶ 主控制器检测发动机基本转速，再加上转速调整值，获得挖掘机工作目标转速；

⑷ 若工作目标转速不等于发动机基本转速，则主控制器通过马达对发动机进行转速控制，发动机获得对应工作目标转速的转速；否则，发动机基本转速不变；

⑸ 重复步骤⑵至⑷，直到作业完成。

2.根据权利要求1所述的提高挖掘机效率的智能控制方法，其特征在于：所述步骤⑴中预存入主控制器中的挖掘机动作为，需要工作在高转速下的挖掘机动作，将每一动作分别编码，每一编码对应一所述转速调整值，所述步骤⑵中主控制器判断当前挖掘机运行的动作，并查找是否有该动作对应编码在预存中，若存在则主控制器通过马达对发动机进行转速控制，发动机获得等于发动机基本转速加上转速调整值的工作目标转速；否则，发动机基本转速不变，主控制器进入下一次测检先导压力传感器信号。

3.根据权利要求1或2所述的提高挖掘机效率的智能控制方法，其特征在于：所述发动机基本转速由主控制器检测油门旋钮信号，根据所述油门旋钮信号判断当前档位，同时所述主控制器检测工作模式信号，获得所述发动机基本转速。

4.根据权利要求1或2所述的提高挖掘机效率的智能控制方法，其特征在于：所述主控制器经CAN总线与显示器连接，所述转速调整值通过转速调整值修改界面修改。

5.根据权利要求1所述的提高挖掘机效率的智能控制方法，其特征在于：还包括一故障检测步骤，所述主控制器在检测发动机基本转速后，再进行挖掘机故障信号检测，若测得故障信号，则进入故障保护处理。

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