CN103726941B

CN103726941B - 一种基于压力判断的节能控制方法

Info

Publication number: CN103726941B
Application number: CN201310694774.4A
Authority: CN
Inventors: 曹东辉; 石向星; 罗树友
Original assignee: Shanghai Sany Heavy Machinery Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sany Heavy Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103726941A

Abstract

本发明公开了一种基于压力判断的节能控制方法，属于机械控制领域，适用于工程机械车辆的标准作业过程，包括：根据前泵与后泵压力差确定乘积系数t；计算前泵和后泵的扭矩T1=p1×q1、T2=p2×q2；计算总扭矩T=T1×t+T2；如T≥200～300Nm，则判断为高负荷区域，采用高转速；如T＜200～300Nm，则判断为低负荷区域，采用低转速。本发明的技术方案根据前后泵压力差，将低负荷区域进行分辨出来，并采取相应的控制，达到节能的技术效果，并且改造成本低，易于实现。

Description

一种基于压力判断的节能控制方法

技术领域

本发明属于机械设备控制领域，涉及一种节能控制方法，尤其涉及一种适用于工程机械的基于压力判断的节能控制方法。

背景技术

随着全球经济的发展，工程机械得到了空前发展，液压挖掘机虽能进行大功率、高灵敏度的各种作业，但其能量的总利用率仅20％左右。巨大的能量损失使节能技术成为当前的主要课题。

如图1中所示，目前传统挖掘机大多采用非电控发动机控制方式，定转速控制方式。挖掘机90度回转装车的一个标准动作分为四个环节：挖掘、动臂提升+回转、卸载、动臂下降+回转，其中前三个环节属于能量高消耗环节，主泵需求功率大，对于发动机来说负载较重。而动臂下降+回转环节主泵需求功率相对较小，对于发动机来说属于轻负载。这个过程主泵需求负荷变化快，过程复杂。由此，现有技术中主要存在以下问题：

（1）由于挖掘机90度回转装车标准过程都采用同一目标转速及最大设定扭矩控制，功率浪费严重；

（2）由于挖掘机在作业过程中，负荷经常发生突变，造成根据计算实际扭矩大小判断实际需求负荷，往往会产生偏差，不能真正实现节能。

发明内容

有鉴于此，本发明根据前后泵压力差，将低负荷区域进行分辨出来，并采取相应的控制，达到节能的技术效果。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一种基于压力判断的节能控制方法，适用于工程机械车辆的标准作业过程，所述工程机械车辆包括前泵、后泵和发动机，所述节能控制方法包括：

步骤1，得到前泵和后泵的压力，根据前泵与后泵压力差确定乘积系数t，0≤t≤1，所述乘积系数t随着压力差增加而降低，当所述压力差为0时，t=1；

步骤2，根据前泵和后泵的压力p1、p2和前泵和后泵的流量q1、q2，计算前泵和后泵的扭矩T1=p1×q1、T2=p2×q2；

步骤3，计算总扭矩T=T1×t+T2；

步骤4，如T≥200～300Nm，则判断为高负荷区域，所述发动机采用高转速；如T＜200～300Nm，则判断为低负荷区域，所述发动机采用低转速。

优选的，所述步骤1中的前泵与后泵的压力差为0～300kg，0≤t≤1。

优选的，所述步骤1中的前泵与后泵的压力差与t呈线性关系。

优选的，所述步骤2中的前泵和后泵的流量q1、q2根据前泵和后泵的比例阀电流计算得出。

优选的，所述步骤4中如T≥240Nm，则判断为高负荷区域，所述发动机采用高转速；如T＜240Nm，则判断为低负荷区域，所述发动机采用低转速。

优选的，所述工程机械车辆包括挖掘机。

优选的，所述工程机械车辆的标准作业过程包括挖掘机的90度回转装车作业。

优选的，所述挖掘机的90度回转装车作业包括挖掘、动臂提升+回转、卸载、动臂下降+回转。

相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：

1、通过调整控制方式，仅通过软件实现，改造成本低；

2、通过分析挖掘机常用工况，通过控制调整发动机转速，实现节油目的，但不影响挖掘机的操作协调性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中非电控发动机控制方式的结构示意图；

图2是本发明实施例的流程示意图；

图3是本发明实施例的乘积系数与压力差关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

如图2中所示的本发明的实施例的一种基于压力判断的节能控制方法的挖掘机。适用于工程机械车辆的标准作业过程，工程机械车辆包括前泵、后泵和发动机。节能控制方法包括：

步骤1，得到前泵和后泵的压力，根据前泵与后泵压力差确定乘积系数t，当前后泵的压差越大时，t的作用越强。

并结合如图3中所示，t随着压力差（即前后泵压差）增加而降低，当压力差为0时，t=1，优选压力差与t呈线性关系，压力差范围为0～300kg，0≤t≤1，当压力差=300kg，t=0；

步骤2，根据前、后泵比例阀电流，计算出前、后泵排量q1、q2；根据前泵和后泵的压力p1、p2和前泵和后泵的流量q1、q2，计算前泵和后泵的扭矩T1=p1×q1、T2=p2×q2；

步骤3，计算总扭矩T=T1×t+T2；

步骤4，然后进行滤波处理，如T≥200～300Nm，优选为240Nm，则判断为高负荷区域，发动机采用高转速；如T＜200～300Nm，优选为240Nm，则判断为低负荷区域，发动机采用低转速。

本发明的实施例根据前后泵压力差，将低负荷区域进行分辨出来，并采取相应的控制，达到节能的技术效果。

本发明实施例的控制方法适用于工程机械车辆，以挖掘机为例，由于t参数的参与，挖掘机90度回转装车标准过程（挖掘、动臂提升+回转、卸载、动臂下降+回转）可分出轻负荷环节，实现节能。

如在卸载后的回转和动臂下降过程中，主泵的计算扭矩由于系数的参与已可明确判断，因此通过计算主泵扭矩可分辨作业过程，可进行有针对的控制，降低发动机转速，实现节能。在实际作业中可达到约5～8%。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.一种基于压力判断的节能控制方法，适用于工程机械车辆的标准作业过程，所述工程机械车辆包括前泵、后泵和发动机，其特征在于，所述节能控制方法包括：

步骤1，得到前泵和后泵的压力，根据前泵与后泵压力差确定乘积系数t，0≤t≤1，所述乘积系数t随着压力差增加而降低，当所述压力差为0时，t＝1；

步骤2，根据前泵和后泵的压力p1、p2和前泵和后泵的流量q1、q2，计算前泵和后泵的扭矩T1＝p1×q1、T2＝p2×q2；

步骤3，计算总扭矩T＝T1×t+T2；

步骤4，如T≥200Nm，则判断为高负荷区域，所述发动机采用高转速；如T＜200Nm，则判断为低负荷区域，所述发动机采用低转速。

2.如权利要求1所述的基于压力判断的节能控制方法，其特征在于，所述步骤1中的前泵与后泵的压力差为0～300kg，0≤t≤1。

3.如权利要求2所述的基于压力判断的节能控制方法，其特征在于，所述步骤1中的前泵与后泵的压力差与t呈线性关系。

4.如权利要求1所述的基于压力判断的节能控制方法，其特征在于，所述步骤2中的前泵和后泵的流量q1、q2根据前泵和后泵的比例阀电流计算得出。

5.如权利要求1所述的基于压力判断的节能控制方法，其特征在于，所述步骤4中如T＝240Nm，则判断为高负荷区域，所述发动机采用高转速；如T＝180Nm，则判断为低负荷区域，所述发动机采用低转速。

6.如权利要求1所述的基于压力判断的节能控制方法，其特征在于，所述工程机械车辆包括挖掘机。

7.如权利要求6所述的基于压力判断的节能控制方法，其特征在于，所述工程机械车辆的标准作业过程包括挖掘机的90度回转装车作业。

8.如权利要求7所述的基于压力判断的节能控制方法，其特征在于，所述挖掘机的90度回转装车作业包括挖掘、动臂提升和回转同步进行、卸载、动臂下降和回转同步进行。