CN109680745A - 一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法 - Google Patents

一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法 Download PDF

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张子涵
胡英华
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Abstract

本发明涉及推土机技术领域，公开了一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法。所述静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，所述静压驱动推土机的发动机控制器内预先存储有发动机的多条转速‑功率(N1‑N3)曲线；所述控制方法包括判定推土机的当前工况，所述工况包括重载、中载和轻载；根据判定的当前工况，发动机控制器选择与所述当前工况对应的转速‑功率曲线，使推土机处于不同的功率作业模式下工作。本发明使推土机可以适应不同的作业工况，并根据实时作业工况变换为对应的功率作业模式，提高动力性和燃油经济性。

Description

一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法
技术领域
本发明涉及推土机技术领域，尤其涉及一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法。
背景技术
传统推土机用发动机为机械发动机，仅有一条发动机功率曲线。推土机作业过程中，推土机驾驶员通过调整油门开度控制发动机输出功率，即手工实现发动机输出功率与作业负荷的匹配。传统推土机的控制对操作者的技术要求较高，且很难做到发动机输出功率和作业载荷的较佳匹配，容易造成功率浪费、功率不足等问题，影响作业效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，使推土机可以适应不同的作业工况，并根据实时作业工况变换为对应的功率作业模式，提高动力性和燃油经济性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，所述静压驱动推土机的发动机控制器内预先存储有发动机的多条转速-功率(N1-N3)曲线；所述控制方法包括：
判定推土机的当前工况，所述工况包括重载、中载和轻载；
根据判定的当前工况，发动机控制器选择与所述当前工况对应的转速-功率曲线，使推土机处于不同的功率作业模式下工作。
优选地，判定推土机的当前工况之前，选择手动模式或自动模式选择当前工况。
优选地，自动模式下，所述发动机控制器连接于静压驱动推土机的主控制器；
所述主控制器被配置为判定推土机的当前工况，并根据当前工况向所述发动机控制器发送信号，所述发动机控制器自动切换所述转速-功率曲线。
优选地，所述推土机的发动机为所述推土机的行走马达提供动力，所述行走马达驱动推土机行走；
所述主控制器判断推土机的当前工况，并根据当前工况向所述发动机控制器发送信号包括：
推土机在当前工况对应的功率作业模式下，比较行走马达的当前转速nm1与行走马达的转速低限值nm2、行走马达的转速高限值nm3，根据比较的结果向发动机控制器发送控制信号。
优选地，根据当前工况下发动机的设定转速n0，以及行走手柄的当前档位r，所述主控制器计算推土机在当前工况对应的功率作业模式下，行走马达的转速低限值nm2和行走马达的转速高限值nm3。
优选地，所述主控制器：
采集行走手柄的当前档位下的转速的对应值r，其中r值的取值范围为0.5-10，且r均为0.5的整数倍；
通过采集手油门的开度获取发动机的设定转速n0；以及，
采集行走马达的当前转速nm1。
优选地，所述主控制器计算出推土机在当前工况对应的功率作业模式下，行走马达的转速低限值nm2和行走马达的转速高限值nm3，包括：
nm0＝n0*r*η；
nm2＝nm0*A％；
nm3＝nm0*B％；
其中，nm0为行走马达目标转速；η为液压***传动比，η的取值范围为50％-95％；A的取值范围为40-60；B的取值范围为60-90。
优选地，推土机在当前工况对应的功率作业模式下，比较行走马达的当前转速nm1与行走马达的转速低限值nm2、行走马达的转速高限值nm3，包括：
若行走马达的当前转速nm1小于行走马达的转速低限值nm2，则由当前功率作业模式切换为高一级功率作业模式，若推土机的当前功率作业模式为最高功率作业模式，则保持当前功率作业模式不变；
若行走马达的当前转速nm1大于行走马达的转速高限值nm3，则由当前功率作业模式切换为低一级功率作业模式，若推土机的当前功率作业模式为最低功率作业模式，则保持当前功率作业模式不变；
若行走马达的当前转速nm1小于行走马达的转速高限值nm3，且大于行走马达的转速低限值nm2,则保持当前功率作业模式不变。
优选地，手动模式下，通过人工判定推土机的当前工况，并人工通过手动按钮向所述发动机控制器发送控制信号。
优选地，通过显示器实时显示当前作业模式，以及选择自动模式或手动模式。
本发明的有益效果：本发明中提供的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法中，通过在发动机控制器中预存多条转速-功率曲线。通过判断推土机的当前工况，发动机控制器选择对应的转速-功率曲线，使推土机处于不同的功率作业模式下工作。上述方法使推土机根据实时作业工况处于合适的功率作业模式下，可以提高推土机的动力性及生产率，同时，还能够降低能耗，提高经济性。
附图说明
图1是本发明的发动机控制器中预存的转速-功率曲线图；
图2是本发明的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法的流程图；
图3是本发明的主控制、发动机控制器和显示器的关系示意图。
具体实施方式
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。
本实施例中提供了一种静压驱动推土机，推土机包括发动机行走马达、发动机，发动机为行走马达提供动力，行走马达驱动推土机车轮工作，使推土机正常工作。
本实施例中的发动机为电控发动机，发动机上设置有发动机控制器(ECU)，可根据实际需要对发动机控制器进行编辑。如图1所示，发动机控制器内预先存储发动机的多条转速-功率曲线，分别为动力功率曲线、标准功率曲线和经济功率曲线。在其他实施例中，还可根据推土机的实际工作情况，编辑设定多条转速-功率曲线。
如图2和图3所示，本实施例中提供了一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，上述推土机利用此控制方法工作包括：
判定推土机的当前工况，所述工况包括重载、中载和轻载；
根据判定的当前工况，发动机控制器选择与所述当前工况对应的转速-功率曲线，使推土机处于不同的功率作业模式下工作。
因上述推土机的发动机为电控发动机，通过发动机控制器(ECU)为发动机设置三种不同的功率曲线分别对应重载、中载、轻载三种不同工况。
发动机三种功率曲线如图1所示，重载工况下，调用动力功率曲线，发动机功率和扭矩最大，提高作业动力性及生产率。中载工况下，发动机功率和扭矩适中，兼顾作业动力性、生产率、平稳性及燃油经济性。轻载工况下，发动机功率和扭矩小，提高作业燃油经济性。
如图3所示，上述推土机还包括显示器和推土机的主控制器，发动机控制器、显示器和主控制器三者之间均通过CAN总线通讯连接。
显示器用于显示推土机的当前工作状态。此外，显示器为触摸屏，显示器上还设置有触摸按键，通过显示器上设定的“开启”和“关闭”按键，通过“开启”和“关闭”按键，可以选择通过手动模式或自动模式选择当前工况。
若选择“关闭”按键，则推土机在工作过程中，为手动模式。推土机上装设有手动旋钮，手动旋钮旋转分别对应轻载、中载和重载三种工况。三种工作工况分别对应上述发动机控制器内的三条转速-功率曲线，从而使推土机处于当前工况的功率作业模式下。
通过人工判定推土机的当前工况，根据实际情况，人工旋转手动按钮，使手动按钮处于某一工况下。即通过旋转手动按钮向发动机控制器发送控制信号，发动机控制器切换转速-功率曲线，使推土机处于最佳的功率作业模式下工作。通过旋转按钮向发动机控制器发送信号，使发动机控制切换为对应的转速-功率曲线，从而使推土机处于对应的功率作业模式下工作。
若选择“开启”，则推土机在工作过程中，为自动模式，自动控制发动机控制器的转速-功率曲线的切换，使推土机自动处于最佳作业模式。
自动模式下，上述主控制器被配置为判定推土机的当前工况，并根据当前工况向发动机控制器发送信号，发动机控制器控制切换转速-功率曲线。
具体地，主控制器判断推土机的当前工况，并根据当前工况向所述发动机控制器发送信号包括：
如图2和图3所示，图3为的主控制、发动机控制器和显示器的关系示意图。图3中为上述图2中的数据采集过程对应的结构。具体地，主控制器采集行走手柄的当前档位下的转速的对应值r，其中r值的取值范围为0.5-10，且r值均为0.5的整数倍。本实施例中的推土机为无级变速，推土机处于前进档时，发动机转速被分为若干个区间范围，在同一转速区间范围内的r取值相同，转速增加至相邻的一区间范围内，则r值增加0.5，转速降低至另一相邻的区间范围内，则r值减小0.5。同理，后退档时，r的取值范围也为0.5-10，r值的取值方法与前进档位时相同。
通过主控制器采集手油门上设置的传感器，通过获取手油门的开度，进而获取发动机的设定转速n0。以及行走马达上设置有转速传感器，通过主控制器采集行走马达传感器的信息，从而得到行走马达的当前转速nm1。
根据当前工况下上述的发动机的设定转速n0，以及行走手柄的当前档位r，主控制器计算当前作业模式下行走马达的转速低限值nm2和行走马达的转速高限值nm3。
主控制器计算出当前作业模式下的行走马达的转速低限值nm2和行走马达的转速高限值nm3，包括：
nm0＝n0*r*η；
nm2＝nm0*A％；
nm3＝nm0*B％；
其中，nm0为行走马达目标转速；η液压***传动比，η的取值范围为50％-95％；A的取值范围为40-60；B的取值范围为70-90。
如图2所示，推土机在当前工况对应的功率作业模式下，比较行走马达的当前转速nm1与行走马达的转速低限值nm2、行走马达的转速高限值nm3。
具体地，若行走马达的当前转速nm1小于行走马达的转速低限值nm2，即nm1<nm2，则由当前功率作业模式切换为高一级功率作业模式，若推土机的当前功率作业模式为最高功率作业模式，则推土机保持当前功率作业模式不变。即发动机功率升高，由轻载模式自动切换为中载模式，或由中载模式切换为重载模式，当前发动机功率为重载模式的情况下，发动机功率不做调整。
若行走马达的当前转速nm1大于行走马达的转速高限值nm3，即nm1>nm3，则由当前功率作业模式切换为低一级功率作业模式，若推土机的当前功率作业模式为最低功率作业模式，则保持当前功率作业模式不变。即发动机功率降低，即由重载模式切换为中载模式，或由中载模式切换为轻载模式，当前发动机功率为轻载模式的情况下，发动机功率不做调整。
若行走马达的当前转速nm1小于行走马达的转速高限值nm3，且大于行走马达的转速低限值nm2，即nm2≤nm1≤nm3,则保持当前功率作业模式不变。
根据上述比较的结果向发动机控制器发送控制信号，发动机控制器自动切换转速-功率曲线。
本实施例中提供的静压驱动推土机，具有多种功率作业模式，可以自动适应不同作业工况。
本实施例中提供的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，使静压驱动推土机可根据实时作业工况自动变换最佳的功率作业模式，当实时车速低于低限值时，由当前功率作业模式自动切换为高一级功率作业模式，提高推土机动力性及生产率。当实时车速高于高限值时，由当前功率作业模式自动切换为低一级功率作业模式，降低燃油消耗，提高经济性。
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。

Claims (10)

1.一种静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，所述静压驱动推土机的发动机控制器内预先存储有发动机的多条转速-功率(N1-N3)曲线；所述控制方法包括：
判定推土机的当前工况，所述工况包括重载、中载和轻载；
根据判定的当前工况，发动机控制器选择与所述当前工况对应的转速-功率曲线，使推土机处于不同的功率作业模式下工作。
2.根据权利要求1所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，判定推土机的当前工况之前，选择手动模式或自动模式选择当前工况。
3.根据权利要求2所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，自动模式下，所述发动机控制器连接于静压驱动推土机的主控制器；
所述主控制器被配置为判定推土机的当前工况，并根据当前工况向所述发动机控制器发送信号，所述发动机控制器自动切换所述转速-功率曲线。
4.根据权利要求3所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，所述推土机的发动机为所述推土机的行走马达提供动力，所述行走马达驱动推土机行走；
所述主控制器判断推土机的当前工况，并根据当前工况向所述发动机控制器发送信号包括：
推土机在当前工况对应的功率作业模式下，比较行走马达的当前转速nm1与行走马达的转速低限值nm2、行走马达的转速高限值nm3，根据比较的结果向发动机控制器发送控制信号。
5.根据权利要求4所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，根据当前工况下发动机的设定转速n0，以及行走手柄的当前档位r，所述主控制器计算推土机在当前工况对应的功率作业模式下，行走马达的转速低限值nm2和行走马达的转速高限值nm3。
6.根据权利要求5所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，所述主控制器：
采集行走手柄的当前档位下的转速的对应值r，其中r值的取值范围为0.5-10，且r均为0.5的整数倍；
通过采集手油门的开度获取发动机的设定转速n0；以及，
采集行走马达的当前转速nm1。
7.根据权利要求6所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，所述主控制器计算出推土机在当前工况对应的功率作业模式下，行走马达的转速低限值nm2和行走马达的转速高限值nm3，包括：
nm0＝n0*r*η；
nm2＝nm0*A％；
nm3＝nm0*B％；
其中，nm0为行走马达目标转速；η为液压***传动比，η的取值范围为50％-95％；A的取值范围为40-60；B的取值范围为60-90。
8.根据权利要求7所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，推土机在当前工况对应的功率作业模式下，比较行走马达的当前转速nm1与行走马达的转速低限值nm2、行走马达的转速高限值nm3，包括：
若行走马达的当前转速nm1小于行走马达的转速低限值nm2，则由当前功率作业模式切换为高一级功率作业模式，若推土机的当前功率作业模式为最高功率作业模式，则保持当前功率作业模式不变；
若行走马达的当前转速nm1大于行走马达的转速高限值nm3，则由当前功率作业模式切换为低一级功率作业模式，若推土机的当前功率作业模式为最低功率作业模式，则保持当前功率作业模式不变；
若行走马达的当前转速nm1小于行走马达的转速高限值nm3，且大于行走马达的转速低限值nm2,则保持当前功率作业模式不变。
9.根据权利要求1所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，手动模式下，通过人工判定推土机的当前工况，并人工通过手动按钮向所述发动机控制器发送控制信号。
10.根据权利要求1所述的静压驱动推土机多功率作业模式控制方法，其特征在于，通过显示器实时显示当前作业模式，以及选择自动模式或手动模式。
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