CN105421521B - 挖掘机防熄火控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种挖掘机防熄火控制方法及系统,属于发动机控制领域,主要解决传统的防熄火方式以发动机的转速作为判断条件,具有滞后性,当瞬间加载较大时,发动机转速下降过快,控制参数不合适可能会导致把发动机直接压死,起不到防熄火作用的问题。本发明所述挖掘机防熄火控制方法包括马达压力检测;马达功率计算;计算发动机各转速下最大功率;前馈电流计算;控制防熄火动作几个步骤。挖掘机防熄火控制系统,包括马达压力检测、计算和防熄火动作控制几个模块。相比于传统方式,本发明更为及时有效,达到发动机不熄火的控制效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖掘机防熄火控制方法及系统,属于液压控制领域。
背景技术
对于挖掘机的控制,最主要的功能是防熄火控制,即在全速范围内为液压系统提供最大的发动机功率,当负载过大时开始降低泵的流量来防止发动机熄火,目前采用的挖掘机防熄火的方法是,利用发动机本身的特性,在负载超过发动机最大功率之后,发动机转速低于设定的负载转速时,这时候来降低马达的流量,使发动机不熄火,这样的控制存在的问题是:当发动机转速低于负载转速时,才进行防熄火控制,其间接利用发动机的转速来反映挖掘机的负载,控制上具有滞后性,而控制马达的流量普遍采用的PID控制方法,当瞬间加载较大时,发动机转速下降过快,控制参数不合适可能会导致把发动机直接压死,起不到防熄火的作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有防熄火控制方法的缺陷,提出一种新的挖掘机防熄火控制方法。通过在马达上加一个压力传感器,用物理公式实时计算出马达的功率,液压控制器能够计算当前工作转速下发动机的最大功率,在液压系统中,马达的功率等于发动机的功率,当马达的功率等于发动机的功率或者接近发动机的功率时,把计算的电流偏差加到控制的输出上,能在一个步长内就能把防熄火电流增加到设定值,控制马达电磁阀电流,达到防止发动机熄火的目的。具体技术方案如下:
挖掘机防熄火控制方法包括以下步骤:
步骤一,马达压力检测:通过安装在马达上的压力传感器监测马达的工作压力p;
步骤二,马达功率计算:
由马达上的压力传感器得到的工作压力p,得到马达的扭矩:
T=0.16L·p
其中,T为马达扭矩,L为马达排量,p为马达工作压力;
由此得到马达的功率:
P1=T·n/9550
其中,P1为马达功率,T为马达扭矩,n为发动机转速;
步骤三,计算发动机各转速下最大功率:
Pmax=Tmax·n/9550
其中,Pmax为发动机各转速下最大功率,Tmax为发动机对应最大输出扭矩,n为发动机转速;
步骤四,马达/发动机功率比计算:
计算得到马达/发动机功率比α;
α=P1/Pmax
步骤五,控制防熄火动作:当防熄火动作不起作用时,马达电磁阀的电流值正常输出,即马达电流作为控制电流,最终控制马达电磁阀;
当防熄火动作起作用时,根据马达/发动机功率比α的大小由马达的特性曲线查出防熄火电流加到马达电流上作为控制电流,最终控制马达电磁阀。
进一步地,还包括防熄火动作结束后,恢复马达电磁阀电流值正常输出的步骤。
进一步地,所述步骤二中,马达的排量L根据控制电磁阀的电流的大小或者通过流量传感器得到。
挖掘机防熄火控制系统,包括以下模块:
马达压力检测模块:通过安装在马达上的压力传感器监测马达的工作压力p;
计算模块:分别计算得到马达功率和发动机功率,并得到马达/发动机功率比α:
防熄火动作控制模块:根据α的大小,由马达的特性曲线得到得到防熄火电流的大小加到马达电流上作为控制电流。
相比于传统的以发动机的转速作为判断条件进行防熄火控制的方法,本方法更为及时有效。通过液压控制器可以直接得到当前发动机工作转速的最大功率,以及马达的实时功率,利用马达和发动机功率相等,这样就可以确切的知道当前的负载是否已经超过发动机的最大功率,把计算出的电流直接加到马达电流上,这样能保证发动机在最大功率工作的前提下,在发动机掉速前及时响应,达到发动机不熄火的控制效果。
附图说明
图1是本发明流程示意图。
图2是本发明功能模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
如图1所示,挖掘机防熄火控制方法包括以下步骤:
步骤一,马达压力检测:通过安装在马达上的压力传感器监测马达的工作压力p。
步骤二,马达功率计算:
由马达上的压力传感器得到的工作压力p,得到马达的扭矩:
T=0.16L·p
其中,T为马达扭矩,p为马达工作压力,由加装在马达上的压力传感器得到,L为马达排量,马达的排量通过电磁阀的特性得到,即根据控制电磁阀的电流的大小获得,也可以通过流量传感器得到。
由此得到马达的功率:
P1=T·n/9550
其中,P1为马达功率,T为马达扭矩,n为发动机转速。
步骤三,计算发动机各转速下最大功率:
Pmax=Tmax·n/9550
其中,Pmax为发动机各转速下最大功率,n为发动机转速,Tmax为发动机对应最大输出扭矩,发动机对应的最大输出扭矩Tmax由发动机的外特性曲线得到。
在液压控制器中,利用发动机的各转速下计算出来的功率转换成曲线:
表1 发动机各转速下的最大功率
转速(rpm) | 800 | 900 | 1000 | …… | 2100 | 2200 |
功率(KW) | 100 | 120 | 125 | …… | 190 | 180 |
步骤四,马达/发动机功率比计算:
计算得到马达/发动机功率比α;
α=P1/Pmax
步骤五,控制防熄火动作:根据α的大小,由马达的特性曲线得到防熄火电流的大小,加到马达电流上,各α值对应的最大电流由马达的特性曲线得到,
表2 马达/发动机功率比对应的防熄火电流
α(1) | 0 | 0.9 | 1 | 1.05 | …… | 1.3 | 1.35 | 1.4 |
电流(mA) | 0 | 30 | 40 | 50 | …… | 400 | 500 | 600 |
当防熄火动作不起作用时,马达电磁阀的电流值正常输出,即马达电流作为控制电流,最终控制马达电磁阀;当防熄火动作起作用时,根据马达/发动机功率比α的大小由马达的特性曲线查出防熄火电流加到马达电流上作为控制电流,最终控制马达电磁阀。
防熄火动作结束后,恢复马达电磁阀电流值正常输出。
实施例二
如图2所示,挖掘机防熄火控制系统包括以下模块:
马达压力检测模块:通过安装在马达上的压力传感器监测马达的工作压力p。
计算模块:分别计算得到马达功率和发动机功率,并得到马达/发动机功率比α:
由马达上的压力传感器得到的工作压力p,得到马达的扭矩:
T=0.16L·p
其中,T为马达扭矩,p为马达工作压力,由加装在马达上的压力传感器得到,L为马达排量,马达的排量通过电磁阀的特性得到,即根据控制电磁阀的电流的大小获得,也可以通过流量传感器得到。
由此得到马达的功率:
P1=T·n/9550
其中,P1为马达功率,T为马达扭矩,n为发动机转速。
计算发动机各转速下最大功率:
Pmax=Tmax·n/9550
其中,Pmax为发动机各转速下最大功率,n为发动机转速,Tmax为发动机对应最大输出扭矩,发动机对应的最大输出扭矩Tmax由发动机的外特性曲线得到。
计算得到马达/发动机功率比α:
α=P1/Pmax
根据α的大小,由马达的特性曲线得到马达电流的大小,各α值对应的最大电流由马达的特性曲线得到。
防熄火动作控制模块:将得到的防熄火电流的大小,加到马达电流上作为控制电流。
当然,上述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等,均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
Claims (4)
1.一种挖掘机防熄火控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,马达压力检测:通过安装在马达上的压力传感器监测马达的工作压力p;
步骤二,马达功率计算:
由马达上的压力传感器得到的工作压力p,得到马达的扭矩:
T=0.16L·p
其中,T为马达扭矩,L为马达排量,p为马达工作压力;
由此得到马达的功率:
P1=T·n/9550
其中,P1为马达功率,T为马达扭矩,n为发动机转速;
步骤三,计算发动机各转速下最大功率:
Pmax=Tmax·n/9550
其中,Pmax为发动机各转速下最大功率,Tmax为发动机对应最大输出扭矩,n为发动机转速;
步骤四,马达/发动机功率比α计算:
计算得到马达/发动机功率比α;
α=P1/Pmax
步骤五,控制防熄火动作:当防熄火动作不起作用时,马达电磁阀的电流值正常输出,即马达电流作为控制电流,最终控制马达电磁阀;
当防熄火动作起作用时,根据马达/发动机功率比α的大小由马达的特性曲线查出防熄火电流加到马达电流上作为控制电流,最终控制马达电磁阀。
2.根据权利要求1所述的挖掘机防熄火控制方法,其特征在于,还包括防熄火动作结束后,恢复马达电磁阀电流值正常输出的步骤。
3.根据权利要求1所述的挖掘机防熄火控制方法,其特征在于,所述步骤二中,马达的排量L根据控制电磁阀的电流的大小或者通过流量传感器得到。
4.一种挖掘机防熄火控制系统,其特征在于,包括以下模块:
马达压力检测模块:通过安装在马达上的压力传感器监测马达的工作压力p;
计算模块:分别计算得到马达功率和发动机功率,并得到马达/发动机功率比α:
防熄火动作控制模块:根据α的大小,由马达的特性曲线得到防熄火电流的大小加到马达电流上作为控制电流。
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