CN105297821A - 一种挖掘机的控制方法及控制系统 - Google Patents
一种挖掘机的控制方法及控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105297821A CN105297821A CN201510876039.4A CN201510876039A CN105297821A CN 105297821 A CN105297821 A CN 105297821A CN 201510876039 A CN201510876039 A CN 201510876039A CN 105297821 A CN105297821 A CN 105297821A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- excavator
- main pump
- signal
- control method
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明涉及自动控制领域,尤其涉及一种挖掘机的控制方法及控制系统。信号采集模块,采集所述挖掘机的发动机转速信号、主泵压力信号、主泵流量信号、先导压力信号;信号处理模块,与所述信号采集模块连接,对所述发动机转速信号、所述主泵压力信号、所述主泵流量信号、所述先导压力信号进行信号处理,得到主泵压力参数、先导压力参数、主泵流量参数;负载识别模块,与所述信号处理模块连接,根据所述主泵压力参数和先导压力参数确定所述挖掘机的负载为重载或轻载以及重载或轻载所对应的目标功率;功率计算模块,与所述信号处理模块连接,根据所述主泵压力参数和主泵流量参数确定所述挖掘机的实测功率。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制领域,尤其涉及一种挖掘机的控制方法及控制系统。
背景技术
目前挖掘机的动力源主要是柴油机,所以柴油机的排放和燃油经济性受到极大的关注。由于挖掘机的工作条件比较恶劣,负载变化大,柴油机经常偏离经济油耗区,发动机性能得不到充分发挥。因此,如何根据负载的变化,充分利用发动机的功率,降低能耗成为挖掘机领域的一个重要的研究方向。但是目前主要的控制方法是根据负载实时确定发动机目标工作点,使发动机工作在最佳经济油耗区附近,由于负载变化剧烈,随之对应的发动机的目标工作点变化多,加上控制响应不及时等问题,难于实现节能的目的,若是一味地追求燃油的经济性,则会忽略了某些负载情况下总油耗的节省问题。所以现有的挖掘机负载变化大,控制响应不及时,能源浪费严重。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种挖掘机的控制系统及方法,结合发动机万有特性曲线,确定两种负载下发动机的目标转速和目标功率,然后采用恒功率控制的方法,最终实现节能的目的。
本发明采用如下技术方案:
一种挖掘机的控制方法,所述控制方法包括:
采集并发送所述挖掘机的发动机转速信号、主泵压力信号、主泵流量信号、先导压力信号;
接收并对所述发动机转速信号、所述主泵压力信号、所述主泵流量信号、所述先导压力信号进行信号处理,得到主泵压力参数、先导压力参数、主泵流量参数;
根据主泵压力参数、先导压力参数、主泵流量参数对所述挖掘机的发动机和主泵进行控制。
优选的,所述控制方法中:
根据所述主泵压力参数和先导压力参数确定所述挖掘机的负载为重载或轻载以及重载或轻载所对应的目标功率。
优选的,所述控制方法中:
所述重载为所述挖掘机在挖掘动作状态下工作;所述轻载为所述挖掘机在卸载或回转动作状态下工作。
优选的,所述控制方法中:
当识别到所述挖掘机的负载为重载时,控制所述发动机的目标转速和目标功率在经济油耗区。
优选的,所述控制方法中:
当识别到所述挖掘机的负载为轻载时,控制所述发动机的目标转速和目标功率在低油耗区。
优选的,所述控制方法中:
根据所述主泵压力参数和主泵流量参数确定所述挖掘机的实测功率;以及
根据所述实测功率与给定的所述目标功率确定主泵的恒功率。
优选的,所述控制方法中:
根据所述恒功率控制主泵比例阀的开度。
优选的,所述控制方法中:
所述信号处理方法包括滤波和/或限幅和/或计算。
一种挖掘机的控制系统,所述控制系统包括:
信号采集模块,采集所述挖掘机的发动机转速信号、主泵压力信号、主泵流量信号、先导压力信号;
信号处理模块,与所述信号采集模块连接,对所述发动机转速信号、所述主泵压力信号、所述主泵流量信号、所述先导压力信号进行信号处理,得到主泵压力参数、先导压力参数、主泵流量参数;
负载识别模块,与所述信号处理模块连接,根据所述主泵压力参数和先导压力参数确定所述挖掘机的负载为重载或轻载以及重载或轻载所对应的目标功率;
功率计算模块,与所述信号处理模块连接,根据所述主泵压力参数和主泵流量参数确定所述挖掘机的实测功率。
优选的,所述控制系统还包括:
转速控制模块,与所述负载识别模块连接,根据确定的重载或轻载对应的目标转速控制所述发动机的转速。
恒功率模块,分别与所述功率计算模块和所述负载识别模块连接,根据所述实测功率与给定的所述目标功率确定主泵的恒功率,并根据所述恒功率控制主泵比例阀的开度。
本发明的有益效果是:
本发明提出的方法及系统结合发动机万有特性曲线,把负载分为轻载和重载两种情况,所以不一定有较高的燃油利用率,在重载情况下确保挖掘机的效率和节能,所以必须有较高的燃油利用率,发动机的目标工作点在经济油耗区,在轻载情况下确保挖掘机的节能,该情况下节能优先效率次之,所以不一定有较高的燃油利用率,确定两种负载下发动机的目标工作点,采用恒功率控制方法,实现节能的目的。
附图说明
图1为本发明的控制系统实现的过程示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,下述技术方案,技术特征之间可以相互组合。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明:
本发明把负载分为轻载和重载两种情况,结合发动机万有特性曲线,确定两种负载下发动机的目标工作点(目标转速和目标功率),采用恒功率控制方法,实现节能的目的。把负载分为轻重载两种情况,而不是多种或曲线形式,避免过多的发动机目标工作点,使发动机偏离经济油耗区,达不到节能的目的。
实施例一
如图1所示,本实施例提供了一种挖掘机的控制方法,该方法主要包括:首先采集发动机的转速信号,变量泵压力信号(主泵压力信号),变量泵流量信号(主泵流量信号),先导压力信号,经过滤波、限幅、计算等信号处理,得出控制输入参数,其中输入参数可以包括先导压力参数、变量泵压力(主泵压力参数)和变量泵流量(主泵流量参数);然后根据变量泵主压和先导压力参数,区分轻重负载和确定轻重负载分别对应的发动机目标工作点,其中目标工作点可以包括目标转速和目标功率,最后根据恒功率PID控制变量泵(主泵)比例阀的开度,根据目标转速控制发动机的转速,此外如果是机械发动机可以通过控制油门电机实现,电喷发动机可以通过控制喷油量实现。
进一步的,根据变量泵压力和先导压力确定负载的情况,也可以根据工作油缸的压力或工作装置的姿态来确定负载情况。
进一步的,本实施例中的负载识别过程包括:挖掘机在整个工作过程中,包括挖掘动作(铲斗挖掘,斗杆挖掘,动臂提升),卸载动作(铲斗卸载,斗杆卸载,动臂下降),回转等动作。首先设定一个变量泵主压的阈值,当主压大于该阈值且是挖掘动作时,为重载;而其余情况,比如主压小于设定的阈值,或者是卸载动作,或者是回转动作时,为轻载。
进一步的,本实施例中的分负载节能主要包括,在重载时,确保挖掘机的效率和节能,所以必须有较高的燃油利用率,确定的发动机目标工作点(目标转速和目标功率)在经济油耗区;在轻载情况,确保挖掘机的节能,确定的发动机目标工作点(目标转速和目标功率)低油耗区。
进一步的,发动机分负载控制,也可以称为分工况控制,根据不同工况,提出各种发动机目标工作点和动力模式。
实施例二
本实施例提供了一种挖掘机的控制系统,该控制系统包括:
信号采集模块,采集挖掘机的发动机转速信号、主泵压力信号、主泵流量信号、先导压力信号;
信号处理模块,与信号采集模块连接,对发动机转速信号、主泵压力信号、主泵流量信号、先导压力信号进行信号处理,得到主泵压力参数、先导压力参数、主泵流量参数;
负载识别模块,与信号处理模块连接,根据主泵压力参数和先导压力参数确定挖掘机的负载为重载或轻载以及重载或轻载所对应的目标功率;
功率计算模块,与信号处理模块连接,根据主泵压力参数和主泵流量参数确定挖掘机的实测功率。
进一步的,控制系统还包括:
转速控制模块,与负载识别模块连接,根据确定的重载或轻载对应的目标转速控制发动机的转速。
恒功率模块,分别与功率计算模块和负载识别模块连接,根据实测功率与给定的目标功率确定主泵的恒功率,并根据恒功率控制主泵比例阀的开度。
综上所述,本发明提出的方法及系统结合发动机万有特性曲线,把负载分为轻载和重载两种情况,所以不一定有较高的燃油利用率,在重载情况下确保挖掘机的效率和节能,所以必须有较高的燃油利用率,发动机的目标工作点在经济油耗区,在轻载情况下确保挖掘机的节能,该情况下节能优先效率次之,所以不一定有较高的燃油利用率,确定两种负载下发动机的目标工作点,采用恒功率控制方法,实现节能的目的。
通过说明和附图,给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例,基于本发明精神,还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例,然而,这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言,阅读上述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因此,所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容,都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (10)
1.一种挖掘机的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
采集并发送所述挖掘机的发动机转速信号、主泵压力信号、主泵流量信号、先导压力信号;
接收并对所述发动机转速信号、所述主泵压力信号、所述主泵流量信号、所述先导压力信号进行信号处理,得到主泵压力参数、先导压力参数、主泵流量参数;
根据主泵压力参数、先导压力参数、主泵流量参数对所述挖掘机的发动机和主泵进行控制。
2.根据权利要求1所述的挖掘机的控制方法,其特征在于,所述控制方法中:
根据所述主泵压力参数和先导压力参数确定所述挖掘机的负载为重载或轻载以及重载或轻载所对应的目标功率。
3.根据权利要求2所述的挖掘机的控制方法,其特征在于,所述控制方法中:
所述重载为所述挖掘机在挖掘动作状态下工作;所述轻载为所述挖掘机在卸载或回转动作状态下工作。
4.根据权利要求2所述的挖掘机的控制方法,其特征在于,所述控制方法中:
当识别到所述挖掘机的负载为重载时,控制所述发动机的目标转速和目标功率在经济油耗区。
5.根据权利要求2所述的挖掘机的控制方法,其特征在于,所述控制方法中:
当识别到所述挖掘机的负载为轻载时,控制所述发动机的目标转速和目标功率在低油耗区。
6.根据权利要求2所述的挖掘机的控制方法,其特征在于,所述控制方法中:
根据所述主泵压力参数和主泵流量参数确定所述挖掘机的实测功率;以及
根据所述实测功率与给定的所述目标功率确定主泵的恒功率。
7.根据权利要求6所述的挖掘机的控制方法,其特征在于,所述控制方法中:
根据所述恒功率控制主泵比例阀的开度。
8.根据权利要求1所述的挖掘机的控制方法,其特征在于,所述控制方法中:
所述信号处理方法包括滤波和/或限幅和/或计算。
9.一种挖掘机的控制系统,其特征在于,所述控制系统包括:
信号采集模块,采集所述挖掘机的发动机转速信号、主泵压力信号、主泵流量信号、先导压力信号;
信号处理模块,与所述信号采集模块连接,对所述发动机转速信号、所述主泵压力信号、所述主泵流量信号、所述先导压力信号进行信号处理,得到主泵压力参数、先导压力参数、主泵流量参数;
负载识别模块,与所述信号处理模块连接,根据所述主泵压力参数和先导压力参数确定所述挖掘机的负载为重载或轻载以及重载或轻载所对应的目标功率;
功率计算模块,与所述信号处理模块连接,根据所述主泵压力参数和主泵流量参数确定所述挖掘机的实测功率。
10.根据权利要求9所述的挖掘机的控制系统,其特征在于,所述控制系统还包括:
转速控制模块,与所述负载识别模块连接,根据确定的重载或轻载对应的目标转速控制所述发动机的转速。
恒功率模块,分别与所述功率计算模块和所述负载识别模块连接,根据所述实测功率与给定的所述目标功率确定主泵的恒功率,并根据所述恒功率控制主泵比例阀的开度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510876039.4A CN105297821A (zh) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 一种挖掘机的控制方法及控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510876039.4A CN105297821A (zh) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 一种挖掘机的控制方法及控制系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105297821A true CN105297821A (zh) | 2016-02-03 |
Family
ID=55195577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510876039.4A Pending CN105297821A (zh) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 一种挖掘机的控制方法及控制系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105297821A (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107642121A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-01-30 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种挖掘机节能提示控制方法及系统 |
CN109403413A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-03-01 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种挖掘机动作能耗计算方法及装置 |
CN109778937A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-05-21 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种基于破碎工况的自寻优控制装置及方法 |
CN111855071A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-30 | 上海华兴数字科技有限公司 | 甩方辨识方法和装置、电子设备及存储介质 |
CN114278444A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-05 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种工程机械负载自适应控制方法、装置及工程机械 |
CN114384957A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-22 | 雷沃工程机械集团有限公司 | 一种挖掘机破碎工况智能控制系统及方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101818508A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-09-01 | 三一重机有限公司 | 挖掘机功率控制系统和方法 |
CN102071717A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-05-25 | 重庆航天工业公司 | 挖掘机自适应控制方法 |
CN102383454A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-03-21 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种挖掘机电喷柴油机油门控制装置及方法 |
CN102733441A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-17 | 三一重机有限公司 | 挖掘机升速控制节能系统及方法 |
CN102996265A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-03-27 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 工程机械设备及其发动机转速控制方法、装置和系统 |
CN103277201A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-09-04 | 三一重机有限公司 | 电控发动机及其节能方法、节能装置和工程机械 |
CN103397678A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-11-20 | 南京工业大学 | 一种发动机和液压泵的功率匹配节能系统及方法 |
CN103422527A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-04 | 三一重机有限公司 | 自适应控制方法及装置 |
CN104047328A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-17 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种挖掘机正流量控制方法 |
-
2015
- 2015-12-02 CN CN201510876039.4A patent/CN105297821A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101818508A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-09-01 | 三一重机有限公司 | 挖掘机功率控制系统和方法 |
CN102071717A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-05-25 | 重庆航天工业公司 | 挖掘机自适应控制方法 |
CN102383454A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-03-21 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种挖掘机电喷柴油机油门控制装置及方法 |
CN102733441A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-17 | 三一重机有限公司 | 挖掘机升速控制节能系统及方法 |
CN102996265A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-03-27 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 工程机械设备及其发动机转速控制方法、装置和系统 |
CN103277201A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-09-04 | 三一重机有限公司 | 电控发动机及其节能方法、节能装置和工程机械 |
CN103422527A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-04 | 三一重机有限公司 | 自适应控制方法及装置 |
CN103397678A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-11-20 | 南京工业大学 | 一种发动机和液压泵的功率匹配节能系统及方法 |
CN104047328A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-17 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种挖掘机正流量控制方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107642121A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-01-30 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种挖掘机节能提示控制方法及系统 |
CN107642121B (zh) * | 2017-09-13 | 2020-12-04 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种挖掘机节能提示控制方法及系统 |
CN109403413A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-03-01 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种挖掘机动作能耗计算方法及装置 |
CN109403413B (zh) * | 2018-11-01 | 2021-01-08 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种挖掘机动作能耗计算方法及装置 |
CN109778937A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-05-21 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种基于破碎工况的自寻优控制装置及方法 |
CN109778937B (zh) * | 2018-12-14 | 2021-09-10 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 一种基于破碎工况的自寻优控制装置及方法 |
CN111855071A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-30 | 上海华兴数字科技有限公司 | 甩方辨识方法和装置、电子设备及存储介质 |
CN114278444A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-05 | 上海华兴数字科技有限公司 | 一种工程机械负载自适应控制方法、装置及工程机械 |
CN114384957A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-22 | 雷沃工程机械集团有限公司 | 一种挖掘机破碎工况智能控制系统及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105297821A (zh) | 一种挖掘机的控制方法及控制系统 | |
CN100460649C (zh) | 一种挖掘机发动机转速控制方法 | |
CN102071717B (zh) | 挖掘机自适应控制方法 | |
CN104141326A (zh) | 一种挖掘机的节能控制系统 | |
CN102865053B (zh) | 抽油机最佳冲次判定方法及装置 | |
CN103277201A (zh) | 电控发动机及其节能方法、节能装置和工程机械 | |
CN102677714A (zh) | 挖掘机转速控制装置及方法及包括该装置的挖掘机 | |
CN102900122A (zh) | 挖掘机回转液压系统及控制方法 | |
CN104005446A (zh) | 挖掘机的正流量控制方法和系统及挖掘机 | |
CN103334465B (zh) | 一种液压挖掘机装车作业转速自适应系统 | |
CN103711170A (zh) | 混合动力挖掘机控制方法 | |
CN202899210U (zh) | 挖掘机回转液压系统 | |
CN111650866A (zh) | 混凝土泵车施工工况识别控制系统及控制方法 | |
CN113236431B (zh) | 一种工程机械节能控制方法、装置及工程机械 | |
CN103726941B (zh) | 一种基于压力判断的节能控制方法 | |
CN102146691B (zh) | 耙吸挖泥船功率控制系统及功率调节方法 | |
CN204533066U (zh) | 一种挖掘机动臂势能液压式能量回收系统 | |
CN202627059U (zh) | 新型防止液压挖掘机发动机瞬间掉速的装置 | |
CN104929787A (zh) | 一种泵送控制方法 | |
CN104265473A (zh) | 一种发动机的节能控制系统及工程机械 | |
CN108131364A (zh) | 一种动力传动系统及其控制方法 | |
CN201778355U (zh) | 挖掘机转速控制系统 | |
CN103205992B (zh) | 一种挖掘机功率控制组件及方法 | |
CN110984282A (zh) | 一种基于发动机最大可用扭矩的挖掘机控制方法 | |
CN114278444B (zh) | 一种工程机械负载自适应控制方法、装置及工程机械 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160203 |