CN104238506B - 工况信息采集处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工况信息采集处理系统及方法。在该工况信息采集处理系统中，获取单元用于获取工程机械的多组工况状态信息；第一处理单元用于对多组工况状态信息进行分类，形成多组下车工作区工况状态信息和多组上车工作区工况状态信息；第二处理单元用于对多组上车工作区工况状态信息进行分类，形成多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息，第三处理单元用于根据每组下车工作区工况状态信息中的发动机状态信息和行驶状态信息得出对应的行驶挡位，并统计各行驶挡位的分布情形或者统计各行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形。本发明能够以较少的时间和成本使设备制造商生产的工程机械很好地满足或者适应用户的实际使用需要。

Description

工况信息采集处理系统及方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种工况信息采集处理系统及方法。

背景技术

当前，很多工程机械采用上车和下车配合的方式，上车的动力源来自于下车发动机(即从下车发动机取力)。设备制造商在生产这类工程机械的过程中，一般按照自身的理解或者传统经验为工程机械配备相应的上车系统和下车系统，并且提供多种作业工况，以供用户选择，使工程机械能够安全稳定地作业。

然而，用户在使用过程中，这类工程机械的实际使用状态多种多样，对于设备制造商而言，这类工程机械如何较好地适应或者满足行驶工况、发动机工况和吊载工况的实际使用要求是一个技术难题，换言之，设备制造商为这类工程机械配备的上车系统(如上车液压系统)、下车系统(如下车行驶动力传动系统)以及这两者的预设平衡条件等可能无法适应实际使用的要求。

现有技术中，为了改善这种局面，常规的做法是，设备制造商搜集用户反馈的工程机械的故障信息，分析这些故障产生的原因，并在设计下一代的工程机械时予以考虑，以期望下一代的工程机械能够克服这些缺陷。在这种方案中，这些故障信息被动产生，难以涵盖原有工程机械存在的本质问题，并且沟通及人力成本高，需要跨越整个产品周期，费时费力。

因此，如何针对现有的技术的上述不足和缺陷进行改进，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种工况信息采集处理系统及方法，以便在同时考虑工程机械的行驶实际状态、作业实际状态及发动机实际状态的基础上，得到工程机械在用户使用过程中的实际工况信息，从而能够作为设备制造商匹配上车系统、下车系统及二者平衡的基础数据。

具体而言，该工况信息采集处理系统用于工程机械，所述工程机械包括上车和下车，上车从下车发动机取力，所述工况信息采集处理系统包括：获取单元，用于获取工程机械在使用过程中的多组工况状态信息，每组工况状态信息包括发动机状态信息、行驶状态信息和作业状态信息，所述行驶状态信息包括下车发动机的取力状态信息，所述作业状态信息包括上车动作控制状态信息；第一处理单元，用于按照所述取力状态信息对多组工况状态信息进行分类，形成多组下车工作区工况状态信息和多组上车工作区工况状态信息；第二处理单元，用于按照所述上车动作控制状态信息对多组上车工作区工况状态信息进行分类，形成多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息，和/或第三处理单元，用于根据每组下车工作区工况状态信息中的所述发动机状态信息和所述行驶状态信息得出对应的行驶挡位，并统计各所述行驶挡位的分布情形或者统计各所述行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形。

进一步地，所述工况信息采集处理系统还包括：第四处理单元，与所述第二处理单元信号连接，用于根据多组上车动作工况状态信息统计上车动作工况的分布情形或者根据多组上车无动作工况状态信息统计上车无动作工况的分布情形。

进一步地，所述工况信息采集处理系统还包括存储单元，所述存储单元存储有所述多组工况状态信息，所述存储单元与所述获取单元信号连接。

进一步地，所述工况信息采集处理系统还包括与所述存储单元信号连接的数据采集器，所述数据采集器用于从工程机械的下车发动机CAN总线(Controller Area Network，控制器局域网络)、驾驶室仪表盘CAN总线和操纵室仪表盘CAN总线采集多组工况状态信息并传输给所述存储单元。

进一步地，所述数据采集器安装于所述工程机械上，所述存储单元为移动式存储器。

进一步地，所述工程机械为起重机，所述发动机状态信息包括扭矩信息、转速信息、工作时间信息、瞬时油耗信息、累积油耗信息，所述行驶状态信息还包括车速信息、里程信息，所述作业状态信息还包括吊重信息、起重臂角度信息、起重臂臂长信息，所述上车动作控制状态信息为手柄状态信息。

本发明的工况信息采集处理方法用于工程机械，所述工程机械包括上车和下车，上车从下车发动机取力，所述工况信息采集处理方法包括如下步骤：A、获取工程机械在使用过程中的多组工况状态信息，每组工况状态信息包括发动机状态信息、行驶状态信息和作业状态信息，所述行驶状态信息包括下车发动机的取力状态信息，所述作业状态信息包括上车动作控制状态信息；B、按照所述取力状态信息对多组工况状态信息进行分类，形成多组下车工作区工况状态信息和多组上车工作区工况状态信息；C、按照所述上车动作控制状态信息对多组上车工作区工况状态信息进行分类，形成多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息，和/或D、根据每组下车工作区工况状态信息中的所述发动机状态信息和所述行驶状态信息得出对应的行驶挡位，并统计各所述行驶挡位的分布情形或者统计各所述行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形。

进一步地，所述工程机械为起重机，所述发动机状态信息包括扭矩信息、转速信息、工作时间信息、瞬时油耗信息、累积油耗信息，所述行驶状态信息还包括车速信息、里程信息，所述作业状态信息还包括吊重信息、起重臂角度信息、起重臂臂长信息，所述上车动作控制状态信息为手柄状态信息。

进一步地，步骤C还包括如下步骤：C1、根据多组上车动作工况状态信息统计上车动作工况的分布情形或者根据多组上车无动作工况状态信息统计上车无动作工况的分布情形。

进一步地，步骤C1具体为：按照所述作业状态信息中除所述手柄状态信息外的其他至少一种信息和/或按照所述发动机状态信息中的至少一种信息对多组上车动作工况状态信息进行累积统计，得出上车动作工况或者上车无动作工况的分布情形。

采用本发明时，获取的每组工况状态信息包括发动机状态信息、行驶状态信息和作业状态信息，同时考虑了工程机械在使用过程中的发动机实际状态、行驶实际状态和作业实际状态，在此基础上按照取力状态信息形成了多组下车工作区工况状态信息和多组上车工作区状态信息，这样多组下车工作区状态信息不仅涵盖了行驶状态信息与发动机状态信息，还呈现了行驶状态信息与发动机状态信息的对应关系，而多组上车工作区状态信息不仅涵盖了作业状态信息与发动机状态信息，还呈现了行驶状态信息与发动机状态信息的对应关系；另外还按照上车动作控制状态信息形成了多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息，这样还呈现了上车在有动作时的作业状态信息与发动机状态信息的对应关系以及上车在无动作时的作业状态信息与发动机状态信息的对应关系，还可以依据得到的行驶挡位，统计各行驶挡位的分布情形或者各行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形。由此可知，采用本发明能够得到工程机械在用户使用过程中的实际工况信息，该实际工况信息能够反映整机使用工况(包括行驶工况和作业工况)的真实统计特性、发动机使用工况的统计特性以及二者的关系，从而能够作为设备制造商在设计工程机械时匹配上车系统(如上车液压系统)、下车行驶动力传动系统以及二者平衡的重要基础数据，与现有技术相比，这样能够以较少的时间和成本使设备制造商生产的工程机械很好地满足或者适应用户的实际使用需要，提高客户关系管理的有效性。

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为本发明实施例提供的一种工况信息采集处理系统的至少一个组成部分的结构框图；

图2为图1所示实施例的一种数据获取方式的结构框图。

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1和图2，下面将结合附图对本发明实施例的工况信息采集处理系统作详细说明。需要说明的是，该工况信息采集处理系统用于工程机械，该工程机械采用下车和上车配合的结构，上车从下车发动机取力。

结合图1所示，该实施例的工况信息采集处理系统可以包括获取单元10、第一处理单元11、第二处理单元12、第三处理单元13和第四处理单元14。

其中，获取单元10，用于获取工程机械在实际使用过程中的多组工况状态信息，每组工况状态信息包括发动机状态信息、行驶状态信息和作业状态信息，所述行驶状态信息包括下车发动机的取力状态信息，所述作业状态信息包括上车动作控制状态信息。具体而言，每组工况状态信息为工程机械在实际使用过程中的各种主要使用状态信息的综合，同时反映了发动机的实际状态、下车行驶的实际状态以及上车作业的实际状态；每组工况状态信息均源于使用时的工程机械，例如，可以在工程机械使用过程中，每隔预定时间(如0.1秒)采集一组工况状态信息，这样经过一段时间后，当工程机械历经转场运输以及现场作业后，即可采集到数目较多且至少部分显著不同的多组工况状态信息；获取单元10获取多组工况状态信息的方式可以有多种多样，例如，可以在采集工况状态信息的同时将其按照时间存储于存储单元(如移动式硬盘)中，当工程机械完成使用或者在采集完成后，获取单元10与存储单元电连接(信号连接)，并获取这些工况状态信息。

第一处理单元11用于按照所述取力状态信息对多组工况状态信息进行分类，形成多组下车工作区工况状态信息和多组上车工作区工况状态信息。具体而言，可以使行驶状态信息中的取力状态信息大于某个预定值(例如为0)时，表征工程机械的上车从下车发动机取力，即此时上车处于能够作业的状态(简称作业状态)，当取力状态信息等于或者小于该预定值(0)时，表征上车未从下车发动机取力，即此时上车处于不能作业的状态，而下车能够处于行驶状态，即根据取力状态信息可以将上车动作去和下车动作区分开；这样按照取力状态信息可以对多组工况状态信息进行分类，将取力状态信息大于预定值的各组工况状态信息合并在一起，形成下车工作区工况状态信息，并将取力状态信息等于或者小于预定值的各组工况状态信息合并在一起，形成多组上车工作区状态信息，由此可知，这样形成的多组下车工作区状态信息不仅涵盖了行驶状态信息与发动机状态信息，还呈现了行驶状态信息与发动机状态信息的对应关系，而形成的多组上车工作区状态信息不仅涵盖了作业状态信息与发动机状态信息，还呈现了行驶状态信息与发动机状态信息的对应关系。

第二处理单元12与第一处理单元11信号连接，用于按照所述上车动作控制状态信息对多组上车工作区工况状态信息进行分类，形成多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息。具体而言，可以使作业状态信息中的上车动作控制状态信息在大于某个预定值(例如为0)时，表征工程机械的上车处于动作状态，当上车动作控制状态信息等于或者小于该预定值(0)时，表征上车虽然处于作业状态但没有动作，即根据上车动作控制状态信息可以将上车有动作的情形和下车无动作的情形分开；这样按照上车动作控制状态信息可以对多组上车工作区工况状态信息进行分类，将上车动作控制状态信息大于预定值的各组上车工作区工况状态信息合并在一起，形成多组上车动作工况状态信息，并将上车动作控制状态信息等于或者小于预定值的各组上车动作工况状态信息合并在一起，形成多组上车无动作工况状态信息，由此可知，这样形成的多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息还呈现了上车在有动作时的作业状态信息与发动机状态信息的对应关系以及上车在无动作时的作业状态信息与发动机状态信息的对应关系。

第三处理单元13与第一处理单元11信号连接，用于根据每组下车工作区工况状态信息中的发动机状态信息和行驶状态信息得出对应的行驶挡位，并统计各所述行驶挡位的分布情形或者统计各行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形。具体而言，为了更加直观地反映下车的实际状态信息，可以根据发动机状态信息和形式状态信息计算出发动机转速与下车车速的转换系数，进而得到下车的行驶挡位，这样每组下车工作区工况状态信息分别对应一个行驶挡位，在此基础上，可以统计各行驶挡位的分布情形(例如，在预定时间内按各行驶挡位的使用频次及持续时间进行综合排序)或者统计各行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形(例如，在预定时间内对各行驶挡位对应的下车行驶工况进行归类)。

第四处理单元14与所述第二处理单元12信号连接，用于根据多组上车动作工况状态信息统计上车动作工况的分布情形或者根据多组上车无动作工况状态信息统计上车无动作工况的分布情形。具体而言，当得出多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息后，为了更加直观地反映上车在有动作时的作业状态信息与发动机状态信息的对应关系以及上车在无动作时的作业状态信息与发动机状态信息的对应关系，以便得到更加直观的实际工况信息，可以根据多组上车动作工况状态信息统计上车动作工况的分布情形或者根据多组上车无动作工况状态信息统计上车无动作工况的分布情形，例如，可以按照作业状态信息中除所述上车动作控制状态信息外的其他至少一种信息和/或按照发动机状态信息中的至少一种信息对多组上车动作工况状态信息进行累积统计(例如，以后面提及的起重机为例，可以按照工作时间、臂长等细分区间进行累积统计)，得出上车动作工况或者上车无动作工况的分布情形(例如，按使用频次及时间进行综合排序)，即得出更加直观的实际工况信息。

从上述可知，采用本发明实施例的工况信息采集处理系统，能够得到工程机械在用户使用过程中的实际工况信息，该实际工况信息能够反映整机使用工况(包括行驶工况和作业工况)的真实统计特性、发动机使用工况的统计特性以及二者的关系，从而能够作为设备制造商在设计工程机械时匹配上车系统(如上车液压系统)、下车行驶动力传动系统以及二者平衡的重要基础数据，与现有技术相比，这样能够以较少的时间和成本使设备制造商生产的工程机械很好地满足或者适应用户的实际使用需要，提高客户关系管理的有效性。

结合图2所示，在具体实施过程中，上述实施例的工况信息采集处理系统还可以包括存储单元15，存储单元15与获取单元10信号连接，存储单元15可以优选移动式存储器，如U盘等，在使用过程中，存储单元15中可以预存所述多组工况状态信息，当需要识别工程机械的实际工况信息时，获取单元10可从存储单元15中读取相应数据信息。在此基础上，上述实施例的工况信息采集处理系统还可以包括数据采集器16，数据采集器16可以从工程机械的下车发动机CAN总线17、驾驶室仪表盘CAN总线18和操纵室仪表盘CAN总线19采集多组工况状态信息并传输给存储单元15，例如，如前所述，数据采集器16可以在工程机械使用过程中每隔预定时间(如0.1秒)采集一组工况状态信息。

结合图2所示，为了便于说明，以起重机为例，发动机状态信息包括扭矩信息、转速信息、工作时间信息、瞬时油耗信息、累积油耗信息，所述行驶状态信息包括取力状态信息(对应于图2中取力信号表征的信息)、车速信息、里程信息，所述作业状态信息还包括吊重信息(对应于图2中重量表征的信息)、起重臂角度信息、起重臂臂长信息、手柄状态信息(对应于图2中手柄信号表征的信息，亦即前述的上车动作控制状态信息)，数据采集器16可以安装于起重机上，在起重机使用过程中，数据采集器16每隔预定时间采集由扭矩信息、转速信息、工作时间信息、瞬时油耗信息、累积油耗信息、取力状态信息、车速信息、里程信息、吊重信息、起重臂角度信息、起重臂臂长信息和手柄状态信息组成的一组工况状态信息，并在采集完成后输出给存储单元15，当工程机械完成使用或者在多组工况状态信息采集存储完成后，可以将存储单元15与获取单元10信号连接(如电连接)，以便获取单元10从存储单元15上获取相应的数据信息。

需要说明的是，为了更直观地得到实际工况信息，上述实施例的工况信息采集处理系统在获取单元的基础上优选地同时包括第一处理单元11、第二处理单元12、第三处理单元13和第四处理单元14，但在其他实施例中，并不受限于此，例如也可以包括第一处理单元以及第二处理单元和/或第三处理单元。

需要说明的是，上述实施例的优选方式中，数据采集器16随车移动，数据采集器16采集的数据信息可以通过存储单元15输送给获取单元10，但在其他实施例中，数据采集器16也可以通过无线方式或者GPS方式实时传送给获取单元10。另外，数据采集器16可以直接从CAN总线上采集相应数据，也可以从相关的传感器上采集相应数据。

另外，本发明其他实施例还提供了一种用于所述工程机械的工况信息采集处理方法，该工况信息采集处理方法可以包括如下步骤：A、获取工程机械在使用过程中的多组工况状态信息，每组工况状态信息包括发动机状态信息、行驶状态信息和作业状态信息，行驶状态信息包括下车发动机的取力状态信息，作业状态信息包括上车动作控制状态信息；B、按照取力状态信息对多组工况状态信息进行分类，形成多组下车工作区工况状态信息和多组上车工作区工况状态信息；C、按照上车动作控制状态信息对多组上车工作区工况状态信息进行分类，形成多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息，和/或D、根据每组下车工作区工况状态信息中的发动机状态信息和行驶状态信息得出对应的行驶挡位，并统计各行驶挡位的分布情形或者统计各行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形。

参见前述系统实施例的描述，所述工程机械可以为起重机，发动机状态信息可以包括扭矩信息、转速信息、工作时间信息、瞬时油耗信息和累积油耗信息，行驶状态信息可以包括车速信息、里程信息和取力状态信息，作业状态信息还可以包括吊重信息、起重臂角度信息、起重臂臂长信息和手柄状态信息(对应于上车动作控制状态信息)。

优选地，步骤C还包括如下步骤：C1、根据多组上车动作工况状态信息统计上车动作工况的分布情形或者根据多组上车无动作工况状态信息统计上车无动作工况的分布情形。在此基础上，步骤C1可以具体为：按照作业状态信息中除手柄状态信息外的其他至少一种信息和/或按照发动机状态信息中的至少一种信息对多组上车动作工况状态信息进行累积统计，得出上车动作工况或者上车无动作工况的分布情形。

有关方法实施例的原理场景及举例过程可参见系统实施例的描述，在此不再展开。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述本发明各实施例的全部或者部分步骤/单元/模块可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光碟等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工况信息采集处理系统，用于工程机械，所述工程机械包括上车和下车，上车从下车发动机取力，其特征在于，所述工况信息采集处理系统包括：

获取单元，用于获取工程机械在使用过程中的多组工况状态信息，每组工况状态信息包括发动机状态信息、行驶状态信息和作业状态信息，所述行驶状态信息包括下车发动机的取力状态信息，所述作业状态信息包括上车动作控制状态信息；

第一处理单元，用于按照所述取力状态信息对多组工况状态信息进行分类，形成多组下车工作区工况状态信息和多组上车工作区工况状态信息；

第二处理单元，用于按照所述上车动作控制状态信息对多组上车工作区工况状态信息进行分类，形成多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息；和/或第三处理单元，用于根据每组下车工作区工况状态信息中的所述发动机状态信息和所述行驶状态信息得出对应的行驶挡位，并统计各所述行驶挡位的分布情形或者统计各所述行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形。

2.如权利要求1所述的工况信息采集处理系统，其特征在于，所述工况信息采集处理系统还包括：第四处理单元，与所述第二处理单元信号连接，用于根据多组上车动作工况状态信息统计上车动作工况的分布情形或者根据多组上车无动作工况状态信息统计上车无动作工况的分布情形。

3.如权利要求1所述的工况信息采集处理系统，其特征在于，所述工况信息采集处理系统还包括存储单元，所述存储单元存储有所述多组工况状态信息，所述存储单元与所述获取单元信号连接。

4.如权利要求3所述的工况信息采集处理系统，其特征在于，所述工况信息采集处理系统还包括与所述存储单元信号连接的数据采集器，所述数据采集器用于从工程机械的下车发动机CAN总线、驾驶室仪表盘CAN总线和操纵室仪表盘CAN总线采集多组工况状态信息并传输给所述存储单元。

5.如权利要求4所述的工况信息采集处理系统，其特征在于，所述数据采集器安装于所述工程机械上，所述存储单元为移动式存储器。

6.如权利要求1至5任一项所述的工况信息采集处理系统，其特征在于，所述工程机械为起重机，所述发动机状态信息包括扭矩信息、转速信息、工作时间信息、瞬时油耗信息、累积油耗信息，所述行驶状态信息还包括车速信息、里程信息，所述作业状态信息还包括吊重信息、起重臂角度信息、起重臂臂长信息，所述上车动作控制状态信息为手柄状态信息。

7.一种工况信息采集处理方法，用于工程机械，所述工程机械包括上车和下车，上车从下车发动机取力，其特征在于，所述工况信息采集处理方法包括如下步骤：

A、获取工程机械在使用过程中的多组工况状态信息，每组工况状态信息包括发动机状态信息、行驶状态信息和作业状态信息，所述行驶状态信息包括下车发动机的取力状态信息，所述作业状态信息包括上车动作控制状态信息；

B、按照所述取力状态信息对多组工况状态信息进行分类，形成多组下车工作区工况状态信息和多组上车工作区工况状态信息；

C、按照所述上车动作控制状态信息对多组上车工作区工况状态信息进行分类，形成多组上车动作工况状态信息和多组上车无动作工况状态信息；和/或D、根据每组下车工作区工况状态信息中的所述发动机状态信息和所述行驶状态信息得出对应的行驶挡位，并统计各所述行驶挡位的分布情形或者统计各所述行驶挡位对应的下车行驶工况的分布情形。

8.如权利要求7所述的工况信息采集处理方法，其特征在于，所述工程机械为起重机，所述发动机状态信息包括扭矩信息、转速信息、工作时间信息、瞬时油耗信息、累积油耗信息，所述行驶状态信息还包括车速信息、里程信息，所述作业状态信息还包括吊重信息、起重臂角度信息、起重臂臂长信息，所述上车动作控制状态信息为手柄状态信息。

9.如权利要求8所述的工况信息采集处理方法，其特征在于，步骤C还包括如下步骤：C1、根据多组上车动作工况状态信息统计上车动作工况的分布情形或者根据多组上车无动作工况状态信息统计上车无动作工况的分布情形。

10.如权利要求9所述的工况信息采集处理方法，其特征在于，步骤C1具体为：按照所述作业状态信息中除所述手柄状态信息外的其他至少一种信息和/或按照所述发动机状态信息中的至少一种信息对多组上车动作工况状态信息进行累积统计，得出上车动作工况或者上车无动作工况的分布情形。