CN110984283B - 节能控制方法、装置和挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种节能控制方法、装置和挖掘机，涉及节能控制领域。该节能控制方法包括：获取所述挖掘机的前泵的前泵压力值、动臂的动臂大腔压力值以及所述动臂下降的动臂先导压力值；根据所述前泵压力值、所述动臂大腔压力值和所述动臂先导压力值计算可用于所述挖掘机作业的液压油总量；根据所述液压油总量控制所述挖掘机对所述挖掘机的作业部件供油。上述的节能控制方法、装置和挖掘机能够将动臂下降的势能转换为斗杆、回转等作业部件动作的动能，从而起到节能效果。

Description

节能控制方法、装置和挖掘机

技术领域

本发明涉及节能控制领域，具体而言，涉及一种节能控制方法、装置和挖掘机。

背景技术

目前挖掘机常用通过优化发动机曲线、提高液压***效率等方法来达到节油目的，然而常用的节油方法已经将绝对节油做到极致，再进一步降低油耗已经很困难。在整个挖掘机工作循环中有一些动作不需要那么多的能量，有一些动作可以利用自身的势能进行工作，但这些能量并没有加以有效的控制让其转化为有效的能量，造成能量的不必要浪费。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种节能控制方法、装置和挖掘机，其能够将动臂下降的势能转换为斗杆、回转等作业部件动作的动能，从而起到节能效果。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，实施例提供一种节能控制方法，用于挖掘机，所述方法包括：获取所述挖掘机的前泵的前泵压力值、动臂的动臂大腔压力值以及所述动臂下降的动臂先导压力值；根据所述前泵压力值、所述动臂大腔压力值和所述动臂先导压力值计算可用于所述挖掘机作业的液压油总量；根据所述液压油总量控制所述挖掘机对所述挖掘机的作业部件供油。

本发明实施例所述的节能控制方法：通过获取前泵压力值、动臂大腔压力值以及动臂先导压力值，确定动臂下降的势能，以及对应的液压油量。使势能下降对应的液压油量流向斗杆、回转等作业部件作为其动力输入。也就是说，本发明实施例能够将动臂下降的势能转换为斗杆、回转等作业部件动作的动能，从而起到节能效果。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：获取所述作业部件的作业先导压力值；所述根据所述前泵压力值、所述动臂大腔压力值和所述动臂先导压力值计算可用于所述挖掘机作业的所述液压油总量的步骤包括：根据所述前泵压力值和所述动臂大腔压力值计算所述前泵内的液压油排量输出值；根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的液压油重生流量；根据所述液压油排量输出值和所述液压油重生流量计算所述液压油总量。

在可选的实施方式中，所述根据所述前泵压力值和所述动臂大腔压力值计算所述前泵内的所述液压油排量输出值的步骤包括：计算所述动臂大腔压力值和所述前泵压力值的压力差值；根据所述压力差值确定所述排量输出值。

在可选的实施方式中，所述根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的所述液压油重生流量的步骤包括：根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的重生阀电流；根据所述重生阀电流确定所述液压油重生流量。

在可选的实施方式中，所述根据所述液压油排量输出值和所述液压油重生流量计算所述液压油总量的步骤包括：计算所述液压油排量输出值与所述液压油重生流量之和，并将所述液压油排量输出值与所述液压油重生流量之和作为所述液压油总量。

第二方面，实施例提供一种节能控制装置，用于挖掘机，所述装置包括：

获取模块：用于获取所述挖掘机的前泵的前泵压力值、动臂的动臂大腔压力值以及所述动臂下降的动臂先导压力值；计算模块：用于根据所述前泵压力值、所述动臂大腔压力值和所述动臂先导压力值计算可用于所述挖掘机作业的液压油总量；控制模块：根据所述液压油总量控制所述挖掘机对作业部件供油。

在可选的实施方式中，所述获取模块还用于：获取所述作业部件的作业先导压力值；所述计算模块还用于：根据所述前泵压力值和所述动臂大腔压力值计算所述前泵内的液压油排量输出值；根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的液压油重生流量；根据所述液压油排量输出值和所述液压油重生流量计算所述液压油总量。

在可选的实施方式中，所述计算模块还用于：计算所述动臂大腔压力值和所述前泵压力值的压力差值；根据所述压力差值确定所述排量输出值。

在可选的实施方式中，所述计算模块还用于：根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的重生阀电流；根据所述重生阀电流确定所述液压油重生流量。

本发明实施例所述的节能控制装置：通过获取前泵压力值、动臂大腔压力值以及动臂先导压力值，确定动臂下降的势能，以及对应的液压油量。使势能下降对应的液压油量流向斗杆、回转等作业部件作为其动力输入。也就是说，本发明实施例能够将动臂下降的势能转换为斗杆、回转等作业部件动作的动能，从而起到节能效果。

第三方面，实施例提供一种挖掘机，包括控制器，所述控制器上存储有节能控制程序，所述节能控制程序被所述控制器执行时，实现如前述实施方式中任一项所述的方法。

本发明实施例所述的挖掘机：通过获取前泵压力值、动臂大腔压力值以及动臂先导压力值，确定动臂下降的势能，以及对应的液压油量。使势能下降对应的液压油量流向斗杆、回转等作业部件作为其动力输入。也就是说，本发明实施例能够将动臂下降的势能转换为斗杆、回转等作业部件动作的动能，从而起到节能效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例所述的挖掘机的结构示意框图；

图2为本发明实施例所述的节能控制方法的流程示意框图；

图3为图2中步骤S300的子步骤的流程示意框图；

图4为图3中步骤S310的子步骤的流程示意框图；

图5为图3中步骤S320的子步骤的流程示意框图；

图6为图1中节能控制装置的结构示意框图。

图标：10-挖掘机；100-节能控制装置；110-获取模块；120-计算模块；130-控制模块；200-控制器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

请参阅图1，本发明的实施例提供了一种节能控制方法和节能控制装置100，应用于挖掘机10。该挖掘机10包括节能控制装置100和控制器200。所述节能控制装置100包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述控制器200中或固化在服务器的操作***(operating system，OS)中的软件功能模块。所述控制器200用于执行存储于其中的可执行模块，例如所述节能控制装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。

控制器200可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器200可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器。控制器200也可以是任何常规的处理器等。

控制器200上烧录有节能控制程序，当控制器200接收到执行指令后，执行上述控制程序。

请参阅图2，该节能控制方法包括以下步骤。

需要说明的是，在本发明实施例中，在动臂下降与斗杆卸载等复合动作时，将动臂的势能转化成其他动作的能量，避免不必要的节流损失；动臂下降与斗杆卸载等复合动作时，控制器200根据外界负载合理匹配发动机与主泵的输出，在满足动作性能的情况下，降低主泵的输出甚至关闭主泵的输出，达到节油的目的。

步骤S100：获取挖掘机10的前泵的前泵压力值、动臂的动臂大腔压力值以及动臂下降的动臂先导压力值。

可选地，前泵压力值可以由设置在前泵的压力传感器检测得到，动臂大腔的压力值可以由设置在动臂大腔内的压力传感器检测得到，动臂先导压力值可以由手柄的角度或者先导阀内的压力传感器检测得到。

应当理解的是，前泵压力值能够用于反映前泵内的液压油量，动臂大腔压力值能够用于反映动臂大腔内的液压油量，动臂先导压力值用于反映动臂下降后的情况，包括此时的动臂大腔内的液压油量。通过动臂先导压力值以及与之对应的先导压力排量曲线，能够得到动臂大腔在该先导压力值下的液压油量，即相对于此时刻而言，动臂下降后的液压油量。而此时刻动臂大腔内的液压油量与上述的动臂大腔压力值对应。

在某些实施例中，该节能控制方法还可以包括步骤S200：获取作业部件的作业先导压力值。

需要说明的是，在上述的步骤S100中所获取的参数值能够计算出提供出来的液压油量，即节能部分的液压油量；而该步骤S200用于计算作业部件在作业时需要的液压油量。应当理解的是，动臂下降时能够提供的液压油量与作业部件作业需要的液压油量之间的关系：可以是节能提供的液压油量大于或等于需要的液压油量，此时可以直接通过节能部分的液压油提供给作业部件；若节能提供的液压油量小于需要的液压油量，则节能提供的液压油量能够减小主泵的液压油排量。

步骤S300：根据前泵压力值、动臂大腔压力值和动臂先导压力值计算可用于挖掘机10作业的液压油总量。

在本发明实施例中，可以通过上述的动臂大腔压力值和动臂先导压力值获得动臂在下降前后的液压油量，从而通过对两者作差能够得到动臂大腔内可以利用的液压油量，即该部分液压油不用回到油箱中，并且还能使这部分液压油流向作业部件，从而起到节省这部分能量。

上述的步骤S300中，前泵压力值、动臂大腔压力值和动臂先导压力值计算可用于挖掘机10作业的液压油总量可以分别通过由恒功率排量曲线、先导压力排量曲线以及后泵减排量曲线三者通过确定主泵排量的输出。该主泵的排量输出与动臂大腔内的液压油量共同流向作业部件并驱动作业部件动作。

可以理解的是，该作业部件可以为斗杆、回转机械或者其他的外部机械结构。也就是说，本发明实施例动臂下降的势能可以转换为斗杆或回转机械动能，或者其他部件的动能。

请参阅图3，在可选的实施例中，该步骤S300可以包括子步骤S310、子步骤S320和子步骤S330。

子步骤S310：根据前泵压力值和动臂大腔压力值计算前泵内的液压油排量输出值。

请参阅图4，进一步地，该子步骤S310可以包括子步骤S311和子步骤S312。

子步骤S311：计算动臂大腔压力值和前泵压力值的压力差值。

子步骤S312：根据压力差值确定排量输出值。

应当理解的是，在该子步骤S311中，动力大腔压力值与液压油量相对应，前泵压力值与液压油量相对应，上述的压力差值能够得出排量输出值。

子步骤S320：根据动臂先导压力值和作业先导压力值确定动臂的液压油重生流量。

请参阅图5，进一步地，该子步骤S320可以包括子步骤S321和子步骤S322。

子步骤S321：根据动臂先导压力值和作业先导压力值确定动臂的重生阀电流。

子步骤S322：根据重生阀电流确定液压油重生流量。

子步骤S330：根据液压油排量输出值和液压油重生流量计算液压油总量。

在该步骤S330中，可以包括子步骤S331：计算液压油排量输出值与液压油重生流量之和，并将液压油排量输出值与液压油重生流量之和作为液压油总量。

步骤S400：根据液压油总量控制挖掘机10对挖掘机10的作业部件供油。

本发明实施例所述的节能控制方法：通过获取前泵压力值、动臂大腔压力值以及动臂先导压力值，确定动臂下降的势能，以及对应的液压油量。使势能下降对应的液压油量流向斗杆、回转等作业部件作为其动力输入。即本发明实施例能够将动臂下降的势能转换为斗杆、回转等作业部件动作的动能，从而起到节能效果。

请参阅图6，本发明实施例还提供一种节能控制装置100，其包括：获取模块110、计算模块120和控制模块130。

获取模块110：用于获取挖掘机10的前泵的前泵压力值、动臂的动臂大腔压力值以及动臂下降的动臂先导压力值。

在本发明实施例中，上述的步骤S100由获取模块110执行。

计算模块120：用于根据前泵压力值、动臂大腔压力值和动臂先导压力值计算可用于挖掘机10作业的液压油总量。

在本发明实施例中，上述的步骤S300由计算模块120执行。

控制模块130：用于根据液压油总量控制挖掘机10对作业部件供油。

在本发明实施例中，上述的步骤S400由控制模块130执行。

在可选的实施方式中，获取模块110还用于：获取作业部件的作业先导压力值。

在本发明实施例中，上述的步骤S200由获取模块110执行。

在可选的实施方式中，计算模块120还用于：根据前泵压力值和动臂大腔压力值计算前泵内的液压油排量输出值；根据动臂先导压力值和作业先导压力值确定动臂的液压油重生流量；根据液压油排量输出值和液压油重生流量计算液压油总量。

在本发明实施例中，上述的子步骤S310、子步骤S320和子步骤S330由计算模块120执行。

在可选的实施方式中，计算模块120还用于：计算动臂大腔压力值和前泵压力值的压力差值；根据压力差值确定排量输出值。

在本发明实施例中，上述的子步骤S311和子步骤S312由计算模块120执行。

在可选的实施方式中，计算模块120还用于：根据动臂先导压力值和作业先导压力值确定动臂的重生阀电流；根据重生阀电流确定液压油重生流量。

在本发明实施例中，上述的子步骤S321和子步骤S322由计算模块120执行。

本发明实施例所述的节能控制装置100：通过获取前泵压力值、动臂大腔压力值以及动臂先导压力值，确定动臂下降的势能，以及对应的液压油量。使势能下降对应的液压油量流向斗杆、回转等作业部件作为其动力输入。也就是说，本发明实施例能够将动臂下降的势能转换为斗杆、回转等作业部件动作的动能，从而起到节能效果。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种节能控制方法，用于挖掘机，其特征在于，所述方法包括：

获取所述挖掘机的前泵的前泵压力值、动臂的动臂大腔压力值以及所述动臂下降的动臂先导压力值；

根据所述前泵压力值、所述动臂大腔压力值和所述动臂先导压力值计算可用于所述挖掘机作业的液压油总量；

根据所述液压油总量控制所述挖掘机对所述挖掘机的作业部件供油；

所述方法还包括：

获取所述作业部件的作业先导压力值；

所述根据所述前泵压力值、所述动臂大腔压力值和所述动臂先导压力值计算可用于所述挖掘机作业的所述液压油总量的步骤包括：

根据所述前泵压力值和所述动臂大腔压力值计算所述前泵内的液压油排量输出值；

根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的液压油重生流量；

根据所述液压油排量输出值和所述液压油重生流量计算所述液压油总量。

2.根据权利要求1所述的节能控制方法，其特征在于，所述根据所述前泵压力值和所述动臂大腔压力值计算所述前泵内的所述液压油排量输出值的步骤包括：

计算所述动臂大腔压力值和所述前泵压力值的压力差值；

根据所述压力差值确定所述排量输出值。

3.根据权利要求1所述的节能控制方法，其特征在于，所述根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的所述液压油重生流量的步骤包括：

根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的重生阀电流；

根据所述重生阀电流确定所述液压油重生流量。

4.根据权利要求1所述的节能控制方法，其特征在于，所述根据所述液压油排量输出值和所述液压油重生流量计算所述液压油总量的步骤包括：

计算所述液压油排量输出值与所述液压油重生流量之和，并将所述液压油排量输出值与所述液压油重生流量之和作为所述液压油总量。

5.一种节能控制装置，用于挖掘机，其特征在于，所述装置包括：

获取模块：用于获取所述挖掘机的前泵的前泵压力值、动臂的动臂大腔压力值以及所述动臂下降的动臂先导压力值；

计算模块：用于根据所述前泵压力值、所述动臂大腔压力值和所述动臂先导压力值计算可用于所述挖掘机作业的液压油总量；

控制模块：根据所述液压油总量控制所述挖掘机对作业部件供油；

所述获取模块还用于：获取所述作业部件的作业先导压力值；

所述计算模块还用于：

根据所述前泵压力值和所述动臂大腔压力值计算所述前泵内的液压油排量输出值；

根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的液压油重生流量；

根据所述液压油排量输出值和所述液压油重生流量计算所述液压油总量。

6.根据权利要求5所述的节能控制装置，其特征在于，所述计算模块还用于：

计算所述动臂大腔压力值和所述前泵压力值的压力差值；

根据所述压力差值确定所述排量输出值。

7.根据权利要求6所述的节能控制装置，其特征在于，所述计算模块还用于：

根据所述动臂先导压力值和所述作业先导压力值确定所述动臂的重生阀电流；

根据所述重生阀电流确定所述液压油重生流量。

8.一种挖掘机，其特征在于，包括控制器，所述控制器上存储有节能控制程序，所述节能控制程序被所述控制器执行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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