CN102817478A

CN102817478A - 混凝土输送泵的泵送自动档位控制方法、装置及泵车

Info

Publication number: CN102817478A
Application number: CN2012103160198A
Authority: CN
Inventors: 石培科; 朱经纬; 唐远洋
Original assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Sany Automobile Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: CN102817478B

Abstract

本发明公开了一种混凝土输送泵的泵送自动档位控制方法、装置及泵车，本发明的方法包括：预先计算变速器在不同档位下的功率，得到档位-功率曲线；通过对泵车当前工作模式进行检测，得到当前泵车工作模式为泵送模式还是行驶模式的检测结果；若检测结果为泵送模式，则采集泵车的泵送模式数据；依据所采集的泵送模式数据，确定泵送功率区间及与其适配的期望泵送档位；将变速器的当前档位调整到所确定的期望泵送档位上。本发明可以根据排量及负载情况，综合考虑施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素，通过变速器档位自动变换降低或提高速比，降低或者提高发动机的输出功率，从而实现燃油经济性、动力性的双重需求。

Description

混凝土输送泵的泵送自动档位控制方法、装置及泵车

技术领域

本发明涉及混凝土输送泵技术领域，特别涉及一种混凝土输送泵的泵送自动档位控制方法、装置及泵车。

背景技术

目前，混凝土泵车采用变速器的一个固定档位进行泵送工作。部分泵车采用自动档变速器，但仅区分泵送跟行驶两种模式。在行驶模式，可根据发动机转速、加速度、整车车速来实现自动换档；在泵送模式，目前仅采用变速器的一个档位(直接档)进行泵送工作。

在泵送模式，采用变速器的一个档位(直接档)进行泵送工作的方式，变速器的档位和速比是相关联的，在档位一定的情况下，速比也就确定了。

例如，申请号为CN2010105994871，名称为“混凝土泵车的泵送方法”的专利文献公开了一种混凝土泵车的泵送方法，该混凝土泵车具有多功率特征的电控发动机，具有多档位的自动变速器、变量泵、泵送执行机构、以及控制器。其中泵送方法包括以下步骤：在遥控器的控制面板上集成多个档位按钮并且提供各档位按钮对应的泵送工况信息，其中各档位按钮与自动变速箱的某一档位和电控发动机的某一功率特性相对应；使各档位按钮与混凝土泵车的控制信号连接，以及混凝土泵车的控制器根据各档位按钮的指令信号选择自动变速器的档位和电控发动机的功率特性。

由于目前采用变速器的一个档位(直接档)进行泵送工作的泵送模式，因此不能根据排量及负载的变化，调节发动机输出功率，以减少能量的消耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土输送泵的泵送自动档位控制方法，以便根据施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素，自动调节泵送档位，以降低能量消耗。

本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的混凝土输送泵的泵送自动档位控制装置。

本发明的再一目的是提供可以根据施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素自动调节泵送档位的一种泵车。

根据本发明第一方面，提供了一种混凝土输送泵的泵送自动换档控制方法，包括以下步骤：

A)预先计算变速器在不同档位下的功率，得到档位-功率曲线；

B)通过对泵车当前工作模式进行检测，得到当前泵车工作模式为泵送模式还是行驶模式的检测结果；

C)若检测结果为泵送模式，则采集所述泵车的泵送模式数据；

D)依据所采集的泵送模式数据，确定泵送功率区间及与其适配的期望泵送档位；

E)将变速器的当前档位调整到所确定的期望泵送档位上。

优选地，所述步骤D)包括：

D1)依据泵送模式数据，计算与其相对应的泵送功率区间；

D2)根据预先计算的档位-功率曲线，确定与所述泵送功率区间适配的期望泵送档位。

优选地，所述泵送模式数据包括：泵送工况、主系统压力、臂架角度、泵送排量的数据。

优选地，所述步骤D1)包括：按照先前试验得到的泵送模式数据与泵送功率的对应关系，将所述泵送工况数据换算成泵送功率区间。

优选地，所述步骤D2)包括：通过查找把所述泵送功率区间在所述档位-功率曲线上的适配档位确定为所述期望泵送档位。

优选地，所述步骤E)包括：

通过控制器与变速器控制模块通信，得到当前档位；

将当前档位与期望泵送档位比较，得到档位一致或者不一致的比较结果；

若比较结果为档位不一致，则通过向变速器控制模块发出档位调整指令，使得变速器将当前档位变换到所述期望泵送档位；

若比较结果为档位一致，则不向变速器控制模块发出档位调整指令。

优选地，通过改变变速器的齿轮传动比来变换档位。

优选地，若步骤B)的检测结果为行驶模式，则变速器根据发动机转速、加速度、整车车速来实现自动换档。

根据本发明第二方面，提供了一种混凝土输送泵的泵送自动换档控制装置，包括：

档位-功率曲线计算保存模块，用于预先计算变速器在不同档位下的功率，得到并保存档位-功率曲线；

泵车工作模式检测模块，用于通过对泵车当前工作模式进行检测，得到当前泵车工作模式为泵送模式还是行驶模式的检测结果；

泵送模式数据采集模块，用于根据泵车工作模式检测模块关于泵送模式的检测结果，采集泵车的泵送模式数据；

泵送档位确定模块，用于依据泵送模式数据采集模块所采集的泵送模式数据，确定泵送功率区间及与其适配的期望泵送档位；

档位调节模块，用于将变速器的当前档位调整到所确定的期望泵送档位上。

优选地，所述泵送档位确定模块包括：

泵送功率区间计算单元，用于依据所泵送模式数据，计算与其相对应的泵送功率区间；

期望泵送档位确定单元，用于根据预先计算的档位-功率曲线，确定与所述泵送功率区间适配的期望泵送档位。

根据本发明第三方面，提供了一种泵车，包括臂架系统、混凝土输送泵以及上述的混凝土输送泵的泵送自动换档控制装置。

相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：

1、在排量要求低、负载小的情况下，综合考虑施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素，通过变速器档位自动变换的方式降低速比，来降低发动机的输出功率，实现节能的目的；

2、在排量要求高、负载大的情况下，综合考虑施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素，通过变速器档位自动变换的方式提高速比，来提高发动机的输出功率，实现对强劲动力需求的目的。

附图说明

图1是本发明的一种混凝土输送泵的泵送自动档位控制装置的示意图；

图2是图1中的泵送档位确定模块的电路结构的示意图；

图3是本发明的一种混凝土输送泵的泵送自动档位控制方法的示意图；

图4是显示发动机转速与功率关系的一个实例的示意图；

图5是显示变速箱的档位与速比关系的一个实例的示意图。

图6是本发明的一种混凝土输送泵的泵送自动档位控制装置的一个实施例的示意图。

具体实施方式

图1显示了本发明的一种混凝土输送泵的泵送自动换档控制装置，包括：

泵送模式数据采集模块，用于根据泵车工作模式检测模块关于泵送模式的检测结果，采集泵送模式数据；

图2显示了泵送档位确定模块的具体结构，包括：泵送功率区间计算单元，用于依据所泵送模式数据，计算与其相对应的泵送功率区间；以及期望泵送档位确定单元，用于根据预先计算的档位-功率曲线，确定与所述泵送功率区间适配的期望泵送档位。

图3显示了利用上述装置进行混凝土输送泵的泵送自动换档控制方法，包括：

A)利用档位-功率曲线计算保存模块预先计算变速器在不同档位下的功率，得到档位-功率曲线；

B)利用泵车工作模式检测模块对泵车当前工作模式进行检测，得到当前泵车工作模式为泵送模式还是行驶模式的检测结果；

C)若检测结果为泵送模式，则利用泵送模式数据采集模块采集泵送模式数据；

D)泵送档位确定模块依据所采集的泵送模式数据，确定泵送功率区间及与其适配的期望泵送档位；

E)档位调节模块将变速器的当前档位调整到所确定的期望泵送档位上。

本发明的泵送模式数据可以包括：泵送工况、主系统压力、臂架角度、泵送排量的数据。

本发明的步骤D)包括：D1)泵送功率区间计算单元依据泵送模式数据，计算与其相对应的泵送功率区间；D2)期望泵送档位确定单元根据预先计算的档位-功率曲线，确定与所述泵送功率区间适配的期望泵送档位。

具体地说，步骤D1包括：泵送功率区间计算单元按照先前试验得到的泵送模式数据与泵送功率的对应关系，将所述泵送工况数据换算成泵送功率区间。

具体地说，步骤D2)包括：期望泵送档位确定单元通过查找，把所述泵送功率区间在所述档位-功率曲线上的适配档位确定为所述期望泵送档位。

本发明的步骤E)包括：档位调节模块通过与变速器控制模块通信，得到当前档位；将当前档位与期望泵送档位比较，得到档位一致或者不一致的比较结果；若比较结果为档位不一致，则通过向变速器控制模块发出档位调整指令，使得变速器将当前档位变换到所述期望泵送档位；若比较结果为档位一致，则不向变速器控制模块发出档位调整指令。

此外，本发明通过改变变速器的齿轮传动比来变换档位。

另一方面，若步骤B)的检测结果为行驶模式，则变速器可以根据发动机转速、加速度、整车车速来实现自动换档，由于这属于现有技术，故省略对其说明。

本发明采用变速器的多个档位进行泵送的工作方式，改变了传统的混凝土泵车采用变速器的一个固定档位进行泵送工作方式。

本发明利用泵送工况、主系统压力、臂架角度、泵送排量与功率之间的关系，确定功率区间。图4显示了在不同转速下泵车的油耗、力拒、功率的关系曲线一个实例，其中a图的纵坐标为功率、b图的纵坐标为力拒、c图的纵坐标为油耗，a图、b图、c图的横坐标为发动机输出转速。

在图4所示的实例中，可以将检测的泵送工况、主系统压力、臂架角度、泵送排量换算成图4纵坐标所示的数据，以确定功率区间。例如力拒越大、转速越小；油耗越小，转速越小；功率越小，转速越小，因此可以根据功率、力拒、油耗与转速的关系，确定转速区间，从而确定功率区间。

图6显示了本发明的混凝土输送泵的泵送自动档位控制装置的一个实施例，下面结合该实施例对本发明进行详细说明。

图6中的主系统压力检测器、臂架角度检测器属于图1中的泵送模式数据采集模块。具体地说，主系统压力检测器通过压力传感器实现，臂架角度检测器通过倾角传感器实现。而泵送排量、施工场地的工况则通过用户输入。

图6中的控制器包括了图1中的泵车工作模式检测模块、泵送档位确定模块和档位调节模块。

在行驶模式，变速器根据发动机转速、加速度、整车车速来实现自动换档。

与行驶模式类似，在泵送模式，通过控制器对与施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素相关的数据进行采集，得出当前状态下所需要的功率区间，综合变速器在不同档位下的功率曲线，选择与之配对的档位。通过控制器对变速器发送档位变换请求命令，来实现在泵送模式下对变速器档位的变换。

控制器通过行驶/泵送模式选择信号来确认工作模式，根据采集的相关的数据(施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素)，经过对采集得到的数据进行换算，确认当前状态下所需要的功率区间，综合变速器在不同档位下的功率曲线，得出“期望档位”需求。控制器通过CAN总线与发动机控制模块、变速器控制模块进行信息交互和通讯，变速箱控制模块反馈“当前档位”信息给控制器，当“当前档位”与“期望档位”一致时，变速器控制模块不要求变速器换档；当“当前档位”与“期望档位”不一致时，控制器通过CAN总线发送相关指令给变速箱控制模块，要求变速器变换档位，且变换后的档位与“期望档位”一致。发动机模块的作用为：将转速及功率信号传递给变速箱模块，同时也接收变速箱模块在特定档位下的功率范围信号，来调节发动机输出功率及转速。

例如在行驶工况下，变速器采集的发动机转速、加速度、整车车速等信息，经过对采集得到的数据进行换算，确认当前状态下所需要的功率区间，综合变速器在不同档位下的功率曲线，得出“期望档位”需求。通过对变速器控制器对变速器进行控制，来实现自动换档。

在实际使用中，本发明的混凝土输送泵的泵送自动换档控制装置安装在包括臂架系统、混凝土输送泵的泵车上，以便泵车可以根据施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素自动调节其混凝土输送泵的泵送档位。

综上所述，本发明可以实现如下技术效果：

1)可以在排量要求低、负载小的情况下，综合考虑施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素，通过变速器档位自动变换的方式降低速比，来降低发动机的输出功率，实现节能的目的。

速比：这里是指变速器输入轴与输出轴之间的角速度的比值，也称为齿

轮传动比，变速箱针对不同的档位给出了不同的速比。

2)在排量要求高、负载大的情况下，综合考虑施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素，通过变速器档位自动变换的方式提高速比，来提高发动机的输出功率，实现对强劲动力需求的目的。

图5显示了变速箱的不同档位与不同速比关系，由于排量和负载可以根据用户的需求确定，这样通过调整档位，就可以得到相应的速比。例如在排量要求低、负载小的情况下，需要降低速比；这时通过将档位调整到GEAR-12，可以将速比降低为0.778。又例如，在排量要求高、负载大的情况下，需要提高速比，这时通过将档位调整为GEAR-10，可以将速比提高到1.267。

本发明通过应用自动档变速箱，改变了以往固定档位泵送的方式，实现了泵送状态自动换档的多档位控制。变速器档位的自动切换不是随意的，需要通过控制器对与施工场地的工况、泵送排量需求、实际的臂架姿态等因素相关的数据进行采集，得出当前状态下所需要的功率区间，综合变速器在不同档位下的功率曲线，从而选择与之配对的档位来进行自动变换。

综上所述，本发明能够适应各种各样复杂的工况，来实现燃油经济性、动力性的双重需求。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种混凝土输送泵的泵送自动换档控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

C)若检测结果为泵送模式，则采集泵车的泵送模式数据；

E)将变速器的当前档位调整到所确定的期望泵送档位上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D)包括：

D1)依据泵送模式数据，计算与其相对应的泵送功率区间；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述泵送模式数据包括：泵送工况、主系统压力、臂架角度、泵送排量的数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤D1)包括：按照先前试验得到的泵送模式数据与泵送功率的对应关系，将所述泵送工况数据换算成泵送功率区间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤D2)包括：通过查找把所述泵送功率区间在所述档位-功率曲线上的适配档位确定为所述期望泵送档位。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤E)包括：

通过控制器与变速器控制模块通信，得到当前档位；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过改变变速器的齿轮传动比来变换档位。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，若步骤B)的检测结果为行驶模式，则变速器根据发动机转速、加速度、整车车速来实现自动换档。

9.一种混凝土输送泵的泵送自动换档控制装置，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述泵送档位确定模块包括：

11.一种泵车，包括臂架系统和混凝土输送泵，其特征在于，还包括权利要求9或10所述的混凝土输送泵的泵送自动换档控制装置。