CN103074914B - 工程机械散热控制***、控制方法及挖掘机 - Google Patents
工程机械散热控制***、控制方法及挖掘机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种工程机械散热控制***、一种工程机械散热控制方法及一种挖掘机。工程机械散热控制***包括：接收器（11），用于接收液压油温度值T；以及控制器（12），包括至少两种散热控制模式，该控制器（12）用于根据液压油温度值T确定对应的散热控制模式，在所确定的散热控制模式下根据液压油温度值T对散热器（13）的散热功率进行调节。工程机械散热控制方法包括：接收液压油温度值T；以及根据液压油温度值T确定对应的散热控制模式，在所确定的散热控制模式下根据液压油温度值T对散热器（13）的散热功率进行调节。本发明提供的工程机械散热控制***、控制方法及挖掘机使得散热器具有了较强的自适应能力，保证了整机燃油经济性。
Description
技术领域
本发明涉及散热控制技术领域，具体地，涉及一种工程机械散热控制***、一种工程机械散热控制方法以及一种挖掘机。
背景技术
散热器是液压工程机械（例如液压挖掘机）散热***的核心，如果散热器不能正常工作，会对动力***造成诸多不利。通常地，液压工程机械散热***主要由接收器、控制器、比例电磁阀、液压泵、液压马达和散热器组成，如图1所示，接收器用于接收通过温度传感器采集的液压油温度值，控制器根据液压油温度值控制比例电磁阀的电流大小，对液压泵的排量进行调节，进而驱动液压马达，由液压马达控制散热器的转速，使其满足散热要求。
目前的工程机械散热***在对液压油温度进行调节时，散热器转速和液压油温度的关系如图2或图3所示，在图示的坐标系中，横轴表示液压油温度T（单位为摄氏度（℃）），纵轴表示散热器转速N（单位为转/分（m/min）），当液压油温度T小于t时，散热器按最小转速Nmin运行，保持最小散热功率，当液压油温度T大于t′时，散热器按最大转速Nmax运行，保持最大散热功率，当液压油温度T介于t与t′之间时，散热器转速N与液压油温度T为线性关系或单调曲线关系。采用这种单一控制方案的散热器自适应能力不强，在不同工况下的控制精度不高，节能效果也不够理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有较强的自适应能力，控制精度高，能够保证整机燃油经济性的工程机械散热控制***、工程机械散热控制方法以及挖掘机。
为了实现上述目的，本发明提供了一种工程机械散热控制***，该控制***包括：接收器，用于接收液压油温度值T；以及控制器，包括至少两种散热控制模式，该控制器用于根据所述液压油温度值T确定对应的散热控制模式，并在所确定的散热控制模式下根据液压油温度值T对散热器的散热功率进行调节。
本发明还提供了一种工程机械散热控制方法，该控制方法包括：接收液压油温度值T；以及根据所述液压油温度值T确定采用对应的散热控制模式，并在所确定的散热控制模式下根据液压油温度值T对散热器的散热功率进行调节。
本发明还提供了一种挖掘机，该工程机械包括本发明提供的工程机械散热控制***。
通过上述技术方案，在控制散热器的转速时，首先根据采集到的液压油温度值T确定对应的散热控制模式，在确定的散热控制模式下根据液压油温度值T调节散热器的散热功率，由于不同的散热控制模式能够设置不同的控制策略，由此能够在不同的工况下采用不同的控制策略来调节散热器的散热功率，使得散热器具有了较强的自适应能力，且提高了控制精度，保证了整机燃油经济性。
本发明的其他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，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是现有技术的工程机械散热***的结构示意图；
图2和图3是现有技术的散热器转速与液压油温度的曲线关系图；
图4是本发明的工程机械散热控制***的结构示意图；
图5、图6和图7是根据本发明实施方式的工程机械散热控制***的散热器转速与液压油温度的曲线关系图；
图8和图9是根据本发明实施方式的工程机械散热控制方法的控制流程图。
附图标记说明
11接收器12控制器
13散热器
具体实施方式
以下结合附图对本发明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，并不用于限制本发明。
如图4所示，本发明提供的工程机械散热控制***包括接收器11，用于接收液压油温度值T；以及控制器12，包括至少两种散热控制模式，该控制器12用于根据所述液压油温度值T确定对应的散热控制模式，并在所确定的散热控制模式下根据液压油温度值T对散热器13的散热功率进行调节。
根据本发明的技术方案，所述散热器13可以包括风扇，所述控制器12可以通过控制散热器13的风扇转速来调节散热器13的散热功率。可以通过温度传感器来采集液压油温度值T，接收器11将采集到的液压油温度值T发送给控制器12，由控制器12输出对应的控制电流到比例电磁阀，进而调节散热器13的风扇转速大小。可以通过对控制器12的运行程序进行设置，使得控制器12被设置具有不同的散热控制模式，其中不同的控制模式对应了不同的转速调节策略，所述转速调节策略可以根据实际操作的需要进行设定，本发明不对其进行具体限定。由此，控制器12通过采集到的液压油温度值T可以确定对应的散热控制模式，并在所确定的散热控制模式下采用对应的转速调节策略来调节散热器13的风扇转速大小，进而调节散热器13的散热功率，由此能够使得散热器13具有较好的自适应能力，能够在不同的工况下通过不同的控制策略来调节散热器13的散热功率，区别于现有技术中的单一调节方式，调节精度更高。
优选地，所述散热控制模式的控制曲线包括与一预设温度区间相应的闭环曲线。在图5所示的坐标系中，横轴表示液压油温度T（单位为摄氏度（℃）），纵轴表示散热器转速N（单位为转/分（m/min））。
根据本发明的一种实施方式，所述散热控制模式包括加大散热量模式A，当所述控制器12工作在所述加大散热量模式A时：如果t2≤T＜t3，t2为第二温度值，t3为第三温度值，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；如果T>t3，所述控制器12控制所述散热器13以最高允许转速Nmax运行。
所述第二温度值t2可以根据工程机械低载荷工作时液压油的工作温度来确定，在该第二温度值t2或以下，散热器13能够以较低的风扇转速工作，能够完全满足散热需求；所述第三温度值t3可以根据工程机械高载荷工作时液压油的工作温度上限来确定，在该第三温度值t3以上，散热器13需要以最大功率运行，风扇转速最高。
具体地，如图5所示，对于加大散热量模式A，散热器13的风扇转速控制策略如下：
当所述控制器12工作在加大散热量模式A时：
如果t2≤T＜t3，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系（即曲线上任意两点间的弧段总是位于这两点连线的上方）如图5所示。
如果T>t3，所述控制器12控制所述散热器13以最高允许转速Nmax运行，如图5所示。
优选地，所述散热控制模式还包括减小散热量模式B，当所述控制器12工作在所述减小散热量模式B时：如果T＜t1，t1为第一温度值，所述控制器12控制所述散热器13以最低允许转速Nmin运行；如果t1≤T＜t2，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大；如果t2≤T＜t3，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系。
如图7所示，当所述控制器12工作在所述减小散热量模式B时：
如果T＜t1，t1为第一温度值，所述控制器12控制所述散热器13以最低允许转速Nmin运行，如图7所示，其中该第一温度值t1可以根据工程机械工作的环境温度来确定，在该第一温度值t1下，散热器13能够以最低功率运行。
如果t1≤T＜t2，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大。如图7所示，散热器13的风扇转速与液压油温度值T为线性关系。
如果t2≤T＜t3，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系，如图7所示，即散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系（曲线上任意两点间的弧段总是位于这两点连线的下方）。
根据本发明的另一种实施方式，所述散热控制模式包括减小散热量模式B，当所述控制器12工作在所述减小散热量模式B时：如果T＜t1，t1为第一温度值，所述控制器12控制所述散热器13以最低允许转速Nmin运行；如果t1≤T＜t2，t2为第二温度值，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大；如果t2≤T＜t3，t3为第三温度值，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系（如图6所示）。
优选地，所述散热控制模式还包括加大散热量模式A，当所述控制器12工作在所述加大散热量模式A时：如果t2≤T＜t3，所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；如果T>t3，所述控制器12控制所述散热器13以最高允许转速Nmax运行（如图7所示）。
根据本发明的技术方案，所述控制器12初始工作在减小散热量模式B，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系；当所述控制器12工作在减小散热量模式B且T升到t3以上时，所述控制器12切换至加大散热量模式A，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则所述控制器12控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；当所述控制器12工作在加大散热量模式A且T降到t2以下时，所述控制器12再次切换回减小散热量模式B。
本发明还提供了一种工程机械散热控制方法，该控制方法包括：接收液压油温度值T；以及根据所述液压油温度值T确定对应的散热控制模式，并在所确定的散热控制模式下根据液压油温度值T对散热器13的散热功率进行调节。所述散热器13可以包括风扇，可以通过控制散热器13的风扇转速来调节散热器13的散热功率。
根据本发明的技术方案，所述散热控制模式可以包括加大散热量模式A和减小散热量模式B，在所述加大散热量模式A中，与所述预设温度区间相对应的控制曲线为以所述液压油温度值T为横轴、所述散热器13的风扇转速为纵轴的上凸函数曲线；在所述减小散热量模式B中，与所述预设温度区间相对应的控制曲线为以所述液压油温度值T为横轴、所述散热器13的风扇转速为纵轴的下凸函数曲线。
根据本发明的技术方案，初始工作在减小散热量模式B；当工作在减小散热量模式B且所述液压油温度值T上升并超出所述预设温度区间以上时，切换至加大散热量模式A；当工作在加大散热量模式A且所述液压油温度值T下降并超出所述预设温度区间以下时，再次切换回减小散热量模式B。
图8和图9是根据本发明实施方式的工程机械散热控制方法的控制流程图。
根据本发明的一种实施方式，所述散热控制模式包括加大散热量模式A，在所述加大散热量模式A下：如果t2≤T＜t3，t2为第二温度值，t3为第三温度值，控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；如果T>t3，控制所述散热器13以最高允许转速Nmax运行。
所述第二温度值t2可以根据工程机械低载荷工作时液压油的工作温度来确定，在该第二温度值t2或以下，散热器13能够以较低风扇转速工作，能够完全满足散热需求；所述第三温度值t3可以根据工程机械高载荷工作时液压油的工作温度上限来确定，在该第三温度值t3以上，散热器13需要以最大功率运行，风扇转速最高。
具体地，如图8所示，在加大散热量模式A下：
如果t2≤T＜t3，控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系（在图7和图8中以case4表示）；
如果T>t3，控制所述散热器13以最高允许转速Nmax运行（在图7和图8中以case5表示）。
优选地，所述散热控制模式还包括减小散热量模式B，在所述减小散热量模式B下：如果T＜t1，t1为第一温度值，控制所述散热器13以最低允许转速Nmin运行；如果t1≤T＜t2，控制所述散热器13的转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大；如果t2≤T＜t3，控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系。
如图8所示，在减小散热量模式B下：
如果T＜t1，控制所述散热器13以最低允许转速Nmin运行（在图7和图8中以case1表示）；
如果t1≤T＜t2，控制所述散热器13的转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大（在图7和图8中以case2表示）；
如果t2≤T＜t3，控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系（在图7和图8中以case3表示）；
根据本发明的另一种实施方式，所述散热控制模式包括减小散热量模式B，在所述减小散热量模式B下：如果T＜t1，t1为第一温度值，控制所述散热器13以最低允许转速Nmin运行（在图8中以case1表示）；如果t1≤T＜t2，t2为第二温度值，控制所述散热器13的转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大（在图8中以case2表示）；如果t2≤T＜t3，t3为第三温度值，控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系（在图8中以case3表示）。
优选地，所述散热控制模式还包括加大散热量模式A，在所述加大散热量模式A下：如果t2≤T＜t3，t2为第二温度值，t3为第三温度值，控制所述散热器（13）的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系（在图8中以case4表示）；如果T>t3，控制所述散热器13以最高允许转速Nmax运行（在图8中以case5表示）。
根据本发明的技术方案，初始工作在减小散热量模式B，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系；当工作在减小散热量模式B且T升到t3以上时，切换至加大散热量模式A，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则控制所述散热器13的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；当工作在加大散热量模式A且T降到t2以下时，再次切换回减小散热量模式B。
本发明还提供了一种挖掘机（未示出），该挖掘机包括本发明提供的工程机械散热控制***。
本发明提供的工程机械散热控制***、控制方法以及包括所述控制***的挖掘机，能够在不同的工况下采用不同的控制策略来调节散热器的风扇转速，使得散热器具有了较强的自适应能力，且提高了控制精度，保证了整机燃油经济性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (13)
1.一种工程机械散热控制***，其特征在于，该控制***包括：
接收器(11)，用于接收液压油温度值T；以及
控制器(12)，包括至少两种散热控制模式，该控制器(12)用于根据所述液压油温度值T确定对应的散热控制模式，并在所确定的散热控制模式下根据液压油温度值T对散热器(13)的散热功率进行调节；
所述散热器(13)包括风扇，所述控制器(12)通过控制散热器(13)的风扇转速来调节所述散热器(13)的散热功率；
所述散热控制模式的控制曲线包括与一预设温度区间相应的闭环曲线；以及
所述散热控制模式包括加大散热量模式A和减小散热量模式B，在所述加大散热量模式A中，与所述预设温度区间相对应的控制曲线为以所述液压油温度值T为横轴、所述散热器(13)的风扇转速为纵轴的上凸函数曲线；在所述减小散热量模式B中，与所述预设温度区间相对应的控制曲线为以所述液压油温度值T为横轴、所述散热器(13)的风扇转速为纵轴的下凸函数曲线。
2.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，当所述控制器(12)工作在所述加大散热量模式A时：
如果t2≤T＜t3，t2为第二温度值，t3为第三温度值，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；
如果T>t3，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速为最高允许转速Nmax。
3.根据权利要求2所述的控制***，其特征在于，当所述控制器(12)工作在所述减小散热量模式B时：
如果T＜t1，t1为第一温度值，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速为最低允许转速Nmin；
如果t1≤T＜t2，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大；
如果t2≤T＜t3，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系。
4.根据权利要求3所述的控制***，其特征在于，
所述控制器(12)初始工作在减小散热量模式B，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系；
当所述控制器(12)工作在减小散热量模式B且T升到t3以上时，所述控制器(12)切换至加大散热量模式A，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；
当所述控制器(12)工作在加大散热量模式A且T降到t2以下时，所述控制器(12)再次切换回减小散热量模式B。
5.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，当所述控制器(12)工作在所述减小散热量模式B时：
如果T＜t1，t1为第一温度值，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速为最低允许转速Nmin；
如果t1≤T＜t2，t2为第二温度值，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大；
如果t2≤T＜t3，t3为第三温度值，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系。
6.根据权利要求5所述的控制***，其特征在于，当所述控制器(12)工作在所述加大散热量模式A时：
如果t2≤T＜t3，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；
如果T>t3，所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速为最高允许转速Nmax。
7.根据权利要求6所述的控制***，其特征在于，
所述控制器(12)初始工作在减小散热量模式B，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系；
当所述控制器(12)工作在减小散热量模式B且T升到t3以上时，所述控制器(12)切换至加大散热量模式A，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则所述控制器(12)控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；
当所述控制器(12)工作在加大散热量模式A且T降到t2以下时，所述控制器(12)再次切换回减小散热量模式B。
8.一种工程机械散热控制方法，其特征在于，该控制方法包括：
接收液压油温度值T；以及
根据所述液压油温度值T确定对应的散热控制模式，并在所确定的散热控制模式下根据液压油温度值T对散热器(13)的散热功率进行调节；
所述散热器(13)包括风扇，通过控制散热器(13)的风扇转速来调节所述散热器(13)的散热功率；
所述散热控制模式的控制曲线包括与一预设温度区间相应的闭环曲线；以及
所述散热控制模式包括加大散热量模式A和减小散热量模式B，在所述加大散热量模式A中，与所述预设温度区间相对应的控制曲线为以所述液压油温度值T为横轴、所述散热器(13)的风扇转速为纵轴的上凸函数曲线；在所述减小散热量模式B中，与所述预设温度区间相对应的控制曲线为以所述液压油温度值T为横轴、所述散热器(13)的风扇转速为纵轴的下凸函数曲线。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，初始工作在减小散热量模式B；
当工作在减小散热量模式B且所述液压油温度值T上升并超出所述预设温度区间以上时，切换至加大散热量模式A；
当工作在加大散热量模式A且所述液压油温度值T下降并超出所述预设温度区间以下时，再次切换回减小散热量模式B。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在所述加大散热量模式A下：
如果t2≤T＜t3，t2为第二温度值，t3为第三温度值，控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；
如果T>t3，控制所述散热器(13)的风扇转速为最高允许转速Nmax。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在所述减小散热量模式B下：
如果T＜t1，t1为第一温度值，控制所述散热器(13)的风扇转速为最低允许转速Nmin；
如果t1≤T＜t2，控制所述散热器(13)的风扇转速随所述液压油温度值T的增高而匀速增大；
如果t2≤T＜t3，控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，
初始工作在减小散热量模式B，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为下凸函数关系；
当工作在减小散热量模式B且T升到t3以上时，切换至加大散热量模式A，此时如果所述液压油温度值T变化于t2≤T＜t3之间，则控制所述散热器(13)的风扇转速与液压油温度值T为上凸函数关系；
当工作在加大散热量模式A且T降到t2以下时，再次切换回减小散热量模式B。
13.一种挖掘机，其特征在于，该挖掘机包括权利要求1-7中任一项权利要求所述的工程机械散热控制***。
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