CN105500529B - 搅拌筒的速度调节的方法、装置及混凝土搅拌运输车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种搅拌筒的速度调节方法、装置及混凝土搅拌运输车。其中，该方法包括：获取发动机转速和发动机的速度变化率；读取预先设定的搅拌筒的期望转速值和预先设定的动力变化率的阈值；将发动机转速和期望转速值输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流；将发动机的速度变化率输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流；使用电磁阀的阀电流和电磁阀调节阀电流计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流。通过本发明，能够解决由于搅拌运输车的搅拌筒因随发动机的速度变化率过高而发生变化，导致搅拌筒无法恒速转动的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机械控制领域，具体而言，涉及一种搅拌筒的速度调节方法、装置及混凝土搅拌运输车。
背景技术
混凝土搅拌运输车由汽车底盘和混凝土搅拌运输专用装置组成。目前生产的混凝土搅拌运输车的底盘多采用整车生产厂家提供的二类通用底盘。其专用机构主要包括取力器、搅拌筒前后支架、减速机、液压系统、搅拌筒、操纵机构、清洗系统等。工作原理是，通过取力器将汽车发动机的动力取出，并驱动液压系统的变量泵，把机械能转化为液压能传给定量马达，马达再驱动减速机，由减速机驱动搅拌装置，对混凝土进行搅拌。
目前生产的混凝土搅拌运输车的搅拌筒恒速开环控制主要采用如下方案：
如图1所示，该方案采用发动机转速与变量泵排量为定值进行搅拌筒恒速调节。由于控制系统控制存在滞后性，同时驾驶员在驾驶车辆的过程中存在随机的加减速的行为，导致当驾驶员猛踩油门或迅速松开油门时，仅依靠发动机转速来控制变量泵输出的液压油流量，则会引起混凝土搅拌运输车的搅拌筒速度的变化，从而导致搅拌筒不能恒速转动。
而在搅拌运输车输送混凝土的过程中，搅拌筒的恒速转动有利于改善输送的混凝土的匀质性，减少燃油消耗，降低液压和机械件的磨损，为车辆的安全行驶也提供了保障。
针对现有技术中由于搅拌运输车的搅拌筒因随发动机的速度变化率过高而发生变化，导致搅拌筒无法恒速转动的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种搅拌筒的速度调节方法、装置及混凝土搅拌运输车，以解决现有技术中由于搅拌运输车的搅拌筒的转速会跟随发动机的转速变化而发生变化，导致搅拌筒无法恒速转动的问题。
为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种搅拌筒的速度调节方法。该方法包括：获取发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt；读取预先设定的搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值；将发动机转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0；将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'；使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀的调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，以控制马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种搅拌筒的速度调节装置，该装置包括：获取模块，用于获取发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt；读取模块，用于读取预先设定的搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值；第一计算模块，将发动机转速n和期望转速值输入至电磁阀的阀电流计算模型，用于计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0；第二计算模块，将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，用于计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'；第三计算模块，用于使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，以控制马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种混凝土搅拌运输车，该混凝土搅拌运输车包括：取力器，与发动机相连接，用于直接从发动机获取动力；变量泵，与取力器相连接，用于将从发动机获取的机械能转化为液压能；马达，与变量泵相连接，用于将变量泵提供的液压能转化为机械能；减速机，与马达相连接，用于将马达输出的转速减速，传递给搅拌筒；搅拌筒，与减速机相连接，用于装载混凝土材料；恒速控制器，与变量泵和发动机相连接，用于获取发动机的转速n和速度变化率Δn/Δt，并在读取预先设定的搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值之后，将发动机的转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0，并在将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'之后，使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，以控制马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
根据发明实施例，通过获取发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt；读取预先设定的搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值；将发动机转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0；将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'；使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀的调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，以控制马达的转速进而控制搅拌筒的转速，解决了现有技术由于搅拌运输车的搅拌筒因随发动机的速度变化率过高而发生变化，导致搅拌筒无法恒速转动的问题。实现了根据发动机的转速实时调节变量泵的出油量，保证搅拌筒的恒速转动的效果。
附图说明
构成本申请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是根据现有技术的搅拌筒速度开环控制示意图；
图2是根据本发明实施例一的搅拌筒的速度调节的方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的搅拌筒速度开环控制示意图；
图4是根据本发明实施例二的搅拌筒的速度调节的装置的结构示意图；以及
图5是根据本发明实施例三的混凝土搅拌运输车的搅拌筒速度调节的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
本发明实施例提供了一种搅拌筒的速度调节方法。
图2是根据本发明实施例的搅拌筒的速度调节的方法的流程图。如图2所示，该方法包括步骤如下：
步骤S101，获取发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt。
具体的，在步骤S101中，发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt的获取方式可以有很多种，例如，可以通过直接读取车辆的行车电脑(ecu)中的发动机转速，来获取到发动机的转速并计算得出发动机的速度变化率；也可以通过在汽车变速箱上设置监控装置，从而获取到发动机的转速并计算得出发动机的速度变化率；除此之外，还可以在现有技术的基础上，通过在汽车的油门踏板上安装监控装置，根据对油门踏板被踩踏动作的监控，来判断发动机的速度变化率。
步骤S103，读取预先设定的搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值。
具体的，在步骤S103中，上述预先设定的搅拌筒的期望转速值nset，其中期望转速值可以根据搅拌桶中搅拌的材料的不同，来设定搅拌筒的期望转速值。
上述预先设定的动力变化率的阈值，可以根据动力变化率设置至少一个或多个阈值。通过至少一个或多个阈值可以限定动力变化率的变化范围，从而实现根据动力变化率的不同变化范围，多级调节变量泵输出的液压油流量的目的。
步骤S105，将发动机转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，在步骤S105中，根据搅拌筒的期望转速值和当前发动机的转速，计算得出在当前发动机转速的情况下所对应的变量泵中的电磁阀的开度。进一步地计算得到与当前电磁阀开度对应的电磁阀的阀电流I0。
步骤S107，将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'。
具体的，在步骤S107中，根据发动机的速度变化率，计算得出调节阀电流I'。可以通过设置至少一个或多个阈值对动力变化率的变化范围进行限定，从而实现根据动力变化率的变化范围来确定电磁阀的调节阀电流I'的功能。
步骤S109，使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，以控制马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
具体的，在步骤S109中，为了最终实现对电磁阀的开度的控制，通过上述计算得出的电磁阀的阀电流I0和电磁阀的调节阀电流I'，进而计算得出用于控制变量泵的电磁阀开度的目标阀电流I。
本申请上述实施例提供的方案，因为在现有技术中，在变量泵的电磁阀开度相同的情况下，变量泵输出的液压油流量会随着发动机转速的升高而增大。所以，如图3 所示，通过对发动机转速、发动机的速度变化率和对预先设定的搅拌筒的期望转速值和预先设定的动力变化率的阈值的读取，分别计算得出当前发动机转速所对应的变量泵的电磁阀的阀电流I0；计算得出当发动机的速度发生变化的速度变化率超过一定范围时，用于调节变量泵的电磁阀的调节阀电流I'；根据上述通过计算得出的电磁阀的阀电流I0和调节电磁阀的调节阀电流I'，计算得出用于控制变量泵的电磁阀开度的目标阀电流I，达到了通过对发动机动力变化率的获取和计算，来提前调节变量泵输出至马达的液压油流量的目的。解决了现有技术中因为猛踩油门或者突然松开油门引起的发动机转速变化过快，从而导致搅拌筒转动速度不恒定的问题。
优选地，本申请上述实施例中，步骤S105中，将发动机转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0的步骤包括：
步骤S1051，根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump；
步骤S1053，根据计算得出的变量泵的需求排量vgpump，计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，在步骤S1051和步骤S1053中，通过预先设定的搅拌筒的期望转速值和马达的需求流量计算得出变量泵的需求排量，进一步的，根据变量泵的需求排量，计算得出处于当前发动机转速时，变量泵的电磁阀的阀电流I0的值。
其中，预先设定的搅拌筒的期望转速值可以根据搅拌的材料不同，设定其搅拌桶的期望转速的值。
优选地，本申请上述实施例中，步骤S1051中根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump的计算方法包括：
其中，nset是搅拌筒的期望转速值，rratio是减速机的减速比，n是发动机转速。
优选地，本申请上述实施例中，在步骤S101获取发动机转速n、发动机的速度变化率Δn/Δt的同时，系统还获取液压传动系统的传动效率ηp-m的情况下，通过将发动机转速n、期望转速值nset和传动效率ηp-m输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0，其中，将发动机转速n、期望转速值nset和传动效率ηp-m输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0的步骤包括：
步骤S1055，根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor、传动效率ηp-m和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump；
步骤S1057，根据计算得出的变量泵的需求排量vgpump，计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，在步骤S1055和步骤S1057中，通过预先设定的搅拌筒的期望转速值、马达的需求流量、传动效率计算得出变量泵的需求排量，进一步的，根据变量泵的需求排量，计算得出处于当前发动机转速时，变量泵的电磁阀的阀电流I0的值。
上述液压传动系统的传动效率ηp-m，可以是厂家在出厂之前，通过测试设置的固定参数，也可以是通过在液压传动系统设置监控装置，通过该监控装置实时计算出来的参数。
其中，预先设定的搅拌筒的期望转速值可以根据搅拌的材料不同，设定其搅拌桶的期望转速的值。传动效率则可以通过测试，为其设置一个定值；也可以通过对装载量的不同，设置不同的传动效率值，以达到更精细的控制。
优选地，本申请上述实施例中，步骤S1055中根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor、传动效率ηp-m和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump的计算方法包括：
其中，nset是搅拌筒的期望转速值，rratio是减速机的减速比，n是发动机转速，ηp-m是搅拌装载液压系统总体传动效率。
优选地，本申请上述实施例中，根据计算得出的变量泵的需求排量vgpump，计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0的计算方法包括：
其中，Imin为电磁阀标定最小排量电流的临界值，Imax为电磁阀标定最大排量电流的临界值，vgpump_max为电磁阀标定最大排量值。
具体的，在步骤S1053中，变量泵的需求排量vgpump与变量泵的电磁阀的阀电流I0为线性对应的，变量泵的电磁阀的阀电流I0随着变量泵的需求排量vgpump的增大而增大。
优选地，本申请上述实施例中，步骤S107中将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'的步骤包括：
步骤S1071，获取发动机的速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)；
步骤S1073，获取预先设置的动力变化率的阈值；
步骤S1075，确定动力变化率的阈值构成的数值范围与电磁阀的多个阀电流预调节系数之间的对应关系；
步骤S1077，确定速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所在的数值范围；
步骤S1079，根据速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所处的数值范围和对应关系，确定与电磁阀的阀电流预调节系数；
步骤S1081，根据速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
具体的，在步骤S1071至步骤S1081中，对发动机速度变化率做绝对值运算，根据预先对发动机动力变化率设置的至少一个或多个阈值构成的数值范围，判断该发动机速度变化率的绝对值所处的数值范围，根据所处的数值范围所对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得出变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
优选地，本申请提供的一种可选实施例中，可以预先设置的阈值至少包括如下一个阈值：N1threshold，在步骤S1075确定动力变化率的一个或多个阈值构成的数值范围与电磁阀的多个阀电流预调节系数之间的对应关系之前，还可以包括如下实施步骤：
步骤S10741，判断发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)是否大于N1threshold；
其中，在发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)小于等于N1threshold的情况下，进入执行步骤S10743，在发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)大于N1threshold的情况下，执行步骤S10745。
步骤S10743，将阀调节电流I'设置为零。
步骤S10745，获取阀电流预调节系数，计算变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
具体的，在步骤S1074中，对发动机动力变化率进行判断，判断发动机动力变化率是否超过预先设定的动力变化率的阈值N1threshold。当发动机动力变化率小于等于动力变化率的阈值N1threshold时，不执行计算变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的步骤。也就说明，在此种情况之下，不对变量泵的电磁阀开度进行调节，变量泵的电磁阀的阀调节电流I'值为0。此处的阈值N1threshold可以根据需求进行修改。
优选地，本申请提供的另一种可选实施例中，在步骤S1073中，获取预先设置的阈值至少还包括N2threshold，N2threshold大于N1threshold，确定数值范围至少包括：(N1threshold，N2threshold)，其中，与数值范围对应的阀电流预调节系数为K1，其中，根据速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的计算方法包括：
当N1threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N2threshold时，I'＝K1*I0；
其中，I0为变量泵的电磁阀的阀电流，K1为与阈值的述数值范围对应的电磁阀的阀电流预调节系数，K1不为零。
具体的，在上述步骤S1073中，预先设置的至少一个或多个阈值构成了多个数值范围。通过对发动机动力变化率所处的数值范围的判断，计算得出与该数值范围对应的阀电流与调节系数。
进一步的，在预先设置的阈值为N1threshold、N2threshold、N3threshold的情况下，确定的数值范围包括：(0，N1threshold)、(N1threshold，N2threshold)和(N2threshold，N3threshold)，且与每个数值范围对应的阀电流预调节系数为K0、K1、K2，其中，根据速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的计算方法包括：
第一数值范围(0，N1threshold)：当abs(Δn/Δt)<＝N1threshold时，I'＝K0*I0，其中，K0可以设置为0，此时说明，不对变量泵的电磁阀开度进行调节，变量泵的电磁阀的阀调节电流I'值为0。
第二数值范围(N1threshold，N2threshold)：当N1threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N2threshold时， I'＝K1*I0。
第三数值范围(N2threshold，N3threshold)：当N2threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N3threshold时， I'＝K2*I0。
其中，I0为变量泵的电磁阀的阀电流，K0、K1、K2分别为与阈值对应的电磁阀的阀电流预调节系数。
其中，设置的阈值数量和根据阈值所构成的数值范围的多少和所值范围的大小是根据对变量泵的电磁阀的发调节电流的控制的精细程度而定，并不限于本发明所提到的三个阈值N1threshold、N2threshold和N3threshold。
优选地，本申请上述实施例中，步骤S109中使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I的步骤包括：
步骤S1091，根据发动机的速度变化率Δn/Δt、电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'，计算得到变量泵的电磁阀的目标阀电流I，该步骤包括：
当发动机的速度变化率Δn/Δt>0时，I＝I0-I’。
当发动机的速度变化率Δn/Δt<0时，I＝I0+I’。
具体的，在上述步骤S1091中，根据发动机的速度变化率的数值，计算变量泵的电磁阀的目标阀电流I。因为在现有技术中，在变量泵的电磁阀开度相同的情况下，变量泵输出的液压油流量会随着发动机转速的升高而增大。当发动机的速度变化率大于0时，发动机处于加速状态，为了保证变量泵输出的液压油流量的恒定，则要减小变量泵的电磁阀的开度；当发动机的速度变化率小于0时，发动机处于减速状态，为了保证变量泵输出的液压油流量的恒定，则要增大变量泵的电磁阀的开度。
实施例2
本发明实施例还提供了一种搅拌筒的速度调节装置。
图4是根据本发明实施例的搅拌筒的速度调节的装置的结构示意图，如图4所示，该装置可以包括：获取模块201、读取模块203、第一计算模块205、第二计算模块207、第三计算模块209。
其中，获取模块201，用于获取发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt。
具体的，通过上述获取模块201，发动机转速和发动机的速度变化率的获取方式可以有很多种，例如，可以通过直接读取车辆的行车电脑(ecu)中的发动机转速，来获取到发动机的转速并计算得出发动机的速度变化率；也可以通过在汽车变速箱上设置监控装置，从而获取到发动机的转速并计算得出发动机的速度变化率；除此之外，还可以在现有技术的基础上，通过在汽车的油门踏板上安装监控装置，根据对油门踏板被踩踏动作的监控，来判断发动机的速度变化率。
读取模块203，用于读取预先设定的搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值。
具体的，通过上述读取模块203，读取预先设定的搅拌筒的期望转速值，其中期望转速值可以根据搅拌桶中搅拌的材料的不同，来设定搅拌筒的期望转速值。
上述预先设定的动力变化率的阈值，可以根据动力变化率设置至少一个或多个阈值。通过至少一个或多个阈值可以限定动力变化率的变化范围，从而实现根据动力变化率的不同变化范围，多级调节变量泵输出的液压油流量的目的。
第一计算模块205，将发动机转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，用于计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，通过上述第一计算模块205，为根据搅拌筒的期望转速值和当前发动机的转速，计算得出在当前发动机转速的情况下所对应的变量泵中的电磁阀的开度。进一步地计算得到与当前电磁阀开度对应的电磁阀的阀电流I0。
第二计算模块207，将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，用于计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'。
具体的，通过上述第二计算模块207，根据发动机的速度变化率，计算得出调节阀电流I'。可以通过设置阈值对动力变化率的变化范围进行限定，从而实现根据动力变化率的变化范围来确定电磁阀的调节阀电流I'的功能。
第三计算模块209，用于使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，以控制马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
具体的，通过上述第三计算模块209，为了最终实现对电磁阀的开度的控制，计算得出的电磁阀的阀电流I0和电磁阀的调节阀电流I'，进而计算得出用于控制变量泵的电磁阀开度的目标阀电流I。
本申请上述实施例提供的方案，因为在现有技术中，在变量泵的电磁阀开度相同的情况下，变量泵输出的液压油流量会随着发动机转速的升高而增大。所以，如图3 所示，通过对发动机转速、发动机的速度变化率和对预先设定的搅拌筒的期望转速值和预先设定的动力变化率的阈值的读取，分别计算得出当前发动机转速所对应的变量泵的电磁阀的阀电流I0；计算得出当发动机的转速发生变化，根据发动机的转速发生变化的变化率，计算得出当发动机的速度发生变化的速度变化率超过一定范围时，用于调节变量泵的电磁阀的调节阀电流I'；；根据上述通过计算得出的电磁阀的阀电流I0和调节电磁阀的调节阀电流I'，计算得出用于控制变量泵的电磁阀开度的目标阀电流 I，达到了通过对发动机动力变化率的获取和计算，来提前调节变量泵输出至马达的液压油流量的目的。解决了现有技术中因为猛踩油门或者突然松开油门引起的发动机转速变化过快，从而导致搅拌筒转动速度不恒定的问题。
优选地，本申请上述实施例中，第一计算模块包括：第一子计算模块2051和第二子计算模块2053。
第一子计算模块2051，用于根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump；
第二子计算模块2053，用于根据计算得出的变量泵的需求排量vgpump，计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，通过上述第一计算模块包括：第一子计算模块2051和第二子计算模块2053，通过预先设定的搅拌筒的期望转速值和马达的需求流量计算得出变量泵的需求排量，进一步的，根据变量泵的需求排量，计算得出处于当前发动机转速时，变量泵的电磁阀的阀电流I0的值。
其中，预先设定的搅拌筒的期望转速值可以根据搅拌的材料不同，设定其搅拌桶的期望转速的值。
具体的计算方法为：根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump，计算公式如下：
其中，nset是搅拌筒的期望转速值，rratio是减速机的减速比，n是发动机转速。
优选地，本申请上述实施例中，第一计算模块205包括：第一子获取模块2055、第一子计算模块2057和第二子计算模块2059。
其中，第一子获取模块2055，用于获取液压传动系统的传动效率ηp-m；
第三子计算模块2057，用于根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor、传动效率ηp-m和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump；
第四子计算模块2059，用于根据计算得出的变量泵的需求排量vgpump，计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，通过上述第一子获取模块2055、第一子计算模块2057和第二子计算模块2059，根据预先设定的搅拌筒的期望转速值、马达的需求流量、传动效率计算得出变量泵的需求排量，进一步的，根据变量泵的需求排量，计算得出处于当前发动机转速时，变量泵的电磁阀的阀电流I0的值。
上述液压传动系统的传动效率ηp-m，可以是厂家在出厂之前，通过测试设置的固定参数，也可以是通过在液压传动系统设置监控装置，通过该监控装置实时计算出来的参数。
其中，预先设定的搅拌筒的期望转速值可以根据搅拌的材料不同，设定其搅拌桶的期望转速的值。传动效率则可以通过测试，为其设置一个定值；也可以通过对装载量的不同，设置不同的传动效率值，以达到更精细的控制。
具体的计算方法为：根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor、传动效率ηp-m和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump，计算公式如下：
其中，nset是搅拌筒的期望转速值，rratio是减速机的减速比，n是发动机转速，ηp-m是搅拌装置液压系统总体传动效率。
根据计算得出的变量泵的需求排量vgpump，进一步计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0：
其中，Imin为电磁阀标定最小排量电流的临界值，Imax为电磁阀标定最大排量电流的临界值，vgpump_max为电磁阀标定最大排量值。
其中，变量泵的需求排量vgpump与变量泵的电磁阀的阀电流I0为线性对应的，变量泵的电磁阀的阀电流I0随着变量泵的需求排量vgpump的增大而增大。
优选地，本申请上述实施例中，第二计算模块包括207包括：第二子获取模块2071、第三子获取模块2073、第一子确定模块2075、第二子确定模块2077、第三子确定模块2079和第五子计算模块2081。
其中，第二子获取模块2071，用于获取发动机的速度变化率Δn/Δt的绝对值 abs(Δn/Δt)；
第三子获取模块2073，用于获取预先设置的动力变化率的阈值；
第一子确定模块2075，用于确定动力变化率的阈值构成的数值范围与电磁阀的多个阀电流预调节系数之间的对应关系；
第二子确定模块2077，用于确定速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所在的数值范围；
第三子确定模块2079，用于根据速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所处的数值范围和对应关系，确定与电磁阀的阀电流预调节系数；
第五子计算模块2081，根据速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
具体的，通过上述第二子获取模块2071、第三子获取模块2073、第一子确定模块2075、第二子确定模块2077、第三子确定模块2079和第五子计算模块2081，对发动机速度变化率做绝对值运算，根据预先对发动机动力变化率设置的至少一个或多个阈值构成的数值范围，判断该发动机速度变化率的绝对值所处的数值范围，根据所处的数值范围所对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得出变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
优选地，本申请提供的上述实施例中，装置还包括：判断模块210。
其中，判断模块210，用于判断速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)是否大于动力变化率的阈值；
其中，在速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)小于等于动力变化率的阈值的情况下，将阀调节电流I'设置为零；
在速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)大于动力变化率的阈值的情况下，启动执行第一子确定模块。
具体的，通过判断模块210，对发动机动力变化率进行判断，判断发动机动力变化率是否超过预先设定的动力变化率的阈值N1threshold。当发动机动力变化率小于等于动力变化率的阈值N1threshold时，不执行计算变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的步骤。也就说明，在此种情况之下，不对变量泵的电磁阀开度进行调节，变量泵的电磁阀的阀调节电流I'值为0。此处的阈值N1threshold可以根据需求进行修改。
进一步的，预先设置的阈值至少还包括N2threshold，N2threshold大于N1threshold，确定数值范围至少包括：(N1threshold，N2threshold)，其中，与数值范围对应的阀电流预调节系数为K1，其中，根据速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的计算方法为：
当N1threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N2threshold时，I'＝K1*I0；
其中，I0为变量泵的电磁阀的阀电流，K1为与阈值的述数值范围对应的电磁阀的阀电流预调节系数，K1不为零。。
其中，预先设置的至少一个或多个阈值构成了多个数值范围。通过对发动机动力变化率所处的数值范围的判断，计算得出与该数值范围对应的阀电流与调节系数。
进一步的，在预先设置的至少一个或多个阈值为N1threshold、N2threshold、N3threshold的情况下，确定的数值范围包括：(0，N1threshold)、(N1threshold，N2threshold)和(N2threshold，N3threshold)，且与每个数值范围对应的阀电流预调节系数为K0、K1、K2，其中，根据速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的计算方法包括：
第一数值范围(0，N1threshold)：当abs(Δn/Δt)<＝N1threshold时，I'＝K0*I0，其中，K0可以设置为0，此时说明，不对变量泵的电磁阀开度进行调节，变量泵的电磁阀的阀调节电流I'值为0。
第二数值范围(N1threshold，N2threshold)：当N1threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N2threshold时， I'＝K1*I0。
第三数值范围(N2threshold，N3threshold)：当N2threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N3threshold时， I'＝K2*I0。
其中，I0为变量泵的电磁阀的阀电流，K0、K1、K2分别为与阈值对应的电磁阀的阀电流预调节系数。
其中，设置的阈值数量和根据阈值所构成的数值范围的多少和所值范围的大小是根据对变量泵的电磁阀的发调节电流的控制的精细程度而定，并不限于本发明所提到的三个阈值N1threshold、N2threshold和N3threshold。
优选地，本申请上述实施例中，第三计算模块209包括：第六子计算模块2091。
其中，第六子计算模块2091，用于根据发动机的速度变化率Δn/Δt、电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'，计算得到变量泵的电磁阀的目标阀电流I，该步骤包括：
当发动机的速度变化率Δn/Δt>0时，I＝I0-I’；
当发动机的速度变化率Δn/Δt<0时，I＝I0+I’。
具体的，通过上述第六子计算模块2091，根据发动机的速度变化率的数值，计算变量泵的电磁阀的目标阀电流I。因为在现有技术中，在变量泵的电磁阀开度相同的情况下，变量泵输出的液压油流量会随着发动机转速的升高而增大。当发动机的速度变化率大于0时，发动机处于加速状态，为了保证变量泵输出的液压油流量的恒定，则要减小变量泵的电磁阀的开度；当发动机的速度变化率小于0时，发动机处于减速状态，为了保证变量泵输出的液压油流量的恒定，则要增大变量泵的电磁阀的开度。
实施例3
本实施例还提供了一种混凝土搅拌运输车，如图5所示，混凝土搅拌运输车可以包括：取力器301、变量泵303、马达305、减速机307、搅拌筒309和恒速控制器311。
取力器301，与发动机相连接，用于直接从发动机获取动力。
变量泵303，与取力器相连接，用于将从发动机获取的机械能转化为液压能。
马达305，与变量泵相连接，用于将变量泵提供的液压能转化为机械能。
减速机307，与马达相连接，用于将马达输出的转速减速，传递给搅拌筒。
搅拌筒309，与减速机相连接，用于装载混凝土材料。
恒速控制器311，与取力器和变量泵相连接，用于获取发动机的转速n和速度变化率Δn/Δt，并在读取预先设定的搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值之后，将发动机的转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0，并在将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'之后，使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，以控制马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
具体的，通过恒速控制器，实施的方法包括：
获取发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt。
具体的，在上述步骤中，发动机转速和发动机的速度变化率的获取方式可以有很多种，例如，可以通过直接读取车辆的行车电脑(ecu)中的发动机转速，来获取到发动机的转速并计算得出发动机的速度变化率；也可以通过在汽车变速箱上设置监控装置，从而获取到发动机的转速并计算得出发动机的速度变化率；除此之外，还可以在现有技术的基础上，通过在汽车的油门踏板上安装监控装置，根据对油门踏板被踩踏动作的监控，来判断发动机的速度变化率。
读取预先设定的搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值。
具体的，在上述中，上述预先设定的搅拌筒的期望转速值，其中期望搅拌值可以根据搅拌桶中搅拌的材料的不同，来设定搅拌筒的期望转速值。
上述预先设定的动力变化率的阈值，可以根据动力变化率设置至少一个或多个阈值。通过至少一个或多个阈值可以限定动力变化率的变化范围，从而实现根据动力变化率的不同变化范围，多级调节变量泵输出的液压油流量的目的。
将发动机转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，在上述步骤中，根据搅拌筒的期望转速值nset和当前发动机的转速n，计算得出在当前发动机转速的情况下所对应的变量泵中的电磁阀的开度。进一步地计算得到与当前电磁阀开度对应的电磁阀的阀电流I0。
将发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'。
具体的，在上述步骤中，根据发动机的速度变化率，计算得出调节阀电流I'。可以通过设置阈值对动力变化率的变化范围进行限定，从而实现根据动力变化率的变化范围来确定电磁阀的调节阀电流I'的功能。
使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，以控制马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
具体的，在上述步骤中，为了最终实现对电磁阀的开度的控制，通过上述计算得出的电磁阀的阀电流I0和电磁阀的调节阀电流I'，进而计算得出用于控制变量泵的电磁阀开度的目标阀电流I，其中，目标阀电流I用于控制变量泵中的电磁阀开度，从而驱动搅拌桶的马达的转速。
本申请上述实施例提供的方案，因为在现有技术中，在变量泵的电磁阀开度相同的情况下，变量泵输出的液压油流量会随着发动机转速的升高而增大。所以，如图3 所示，通过对发动机转速、发动机的速度变化率和对预先设定的搅拌筒的期望转速值和预先设定的动力变化率的阈值的读取，分别计算得出当前发动机转速所对应的变量泵的电磁阀的阀电流I0；计算得出当发动机的速度发生变化的速度变化率超过一定范围时，用于调节变量泵的电磁阀的调节阀电流I'；根据上述通过计算得出的电磁阀的阀电流I0和调节电磁阀的调节阀电流I'，计算得出用于控制变量泵的电磁阀开度的目标阀电流I，达到了通过对发动机动力变化率的获取和计算，来提前调节变量泵输出至马达的液压油流量的目的。解决了现有技术中因为猛踩油门或者突然松开油门引起的发动机转速变化过快，从而导致搅拌筒转动速度不恒定的问题。
进一步地，将发动机转速n和期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0的步骤包括：
根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump；
根据计算得出的变量泵的需求排量vgpump，计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，在上述步骤中，通过预先设定的搅拌筒的期望转速值和马达的需求流量计算得出变量泵的需求排量，进一步的，根据变量泵的需求排量，计算得出处于当前发动机转速时，变量泵的电磁阀的阀电流I0的值。
其中，预先设定的搅拌筒的期望转速值可以根据搅拌的材料不同，设定其搅拌桶的期望转速的值。
优选地，根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump的计算方法包括：
其中，nset是搅拌筒的期望转速值，rratio是减速机的减速比，n是发动机转速。
进一步地，获取发动机转速n、发动机的速度变化率Δn/Δt的同时，系统还获取液压传动系统的传动效率ηp-m的情况下，通过将发动机转速n、期望转速值nset和传动效率ηp-m输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0，其中，将发动机转速n、期望转速值nset和传动效率ηp-m输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的阀电流I0的步骤包括：
根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor、传动效率ηp-m和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump；
根据计算得出的变量泵的需求排量vgpump，计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0。
具体的，在上述步骤中，通过预先设定的搅拌筒的期望转速值、马达的需求流量、传动效率计算得出变量泵的需求排量，进一步的，根据变量泵的需求排量，计算得出处于当前发动机转速时，变量泵的电磁阀的阀电流I0的值。
上述液压传动系统的传动效率ηp-m，可以是厂家在出厂之前，通过测试设置的固定参数，也可以是通过在液压传动系统设置监控装置，通过该监控装置实时计算出来的参数。
其中，预先设定的搅拌筒的期望转速值可以根据搅拌的材料不同，设定其搅拌桶的期望转速的值。传动效率则可以通过测试，为其设置一个定值；也可以通过对装载量的不同，设置不同的传动效率值，以达到更精细的控制。
进一步地，根据预先设定的搅拌筒的期望转速值nset、马达的需求流量vgmotor、传动效率ηp-m和发动机转速n，计算得到变量泵的需求排量vgpump的计算方法包括：
其中，nset是搅拌筒的期望转速值，rratio是减速机的减速比，n是发动机转速，ηp-m是搅拌装置液压系统总体传动效率。进一步地，根据计算得出的变量泵的需求排量 vgpump，计算得出变量泵的电磁阀的阀电流I0的计算方法包括：
其中，Imin为电磁阀标定最小排量电流的临界值，Imax为电磁阀标定最大排量电流的临界值，vgpump_max为电磁阀标定最大排量值。
具体的，在上述步骤中，变量泵的需求排量vgpump与变量泵的电磁阀的阀电流I0为线性对应的，变量泵的电磁阀的阀电流I0随着变量泵的需求排量vgpump的增大而增大。
进一步地，将发动机的速度变化率输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到变量泵的电磁阀的调节阀电流I'的步骤包括：
获取发动机的速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)；
获取预先设置的动力变化率的阈值；
确定动力变化率的阈值构成的数值范围与电磁阀的多个阀电流预调节系数之间的对应关系；
确定速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所在的数值范围；
根据速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所处的数值范围和对应关系，确定与电磁阀的阀电流预调节系数；
根据速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
具体的，在上述步骤中，对发动机速度变化率做绝对值运算，根据预先对发动机动力变化率设置的至少一个或多个阈值构成的数值范围，判断该发动机速度变化率的绝对值所处的数值范围，根据所处的数值范围所对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得出变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
进一步地，预先设置的阈值至少包括：N1threshold，在确定动力变化率的阈值构成的数值范围与电磁阀的多个阀电流预调节系数之间的对应关系之前，方法还包括：
判断发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)是否大于N1threshold；
其中，在发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)小于等于N1threshold的情况下，将阀调节电流I'设置为零。
在发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)大于N1threshold的情况下，获取阀电流预调节系数，计算变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
具体的，在上述步骤中，对发动机动力变化率进行判断，判断发动机动力变化率是否超过预先设定的动力变化率的阈值N1threshold。当发动机动力变化率小于等于动力变化率的阈值N1threshold时，不执行计算变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的步骤。也就说明，在此种情况之下，不对变量泵的电磁阀开度进行调节，变量泵的电磁阀的阀调节电流I' 值为0。此处的阈值N1threshold可以根据需求进行修改。
优选地，本申请上述实施例中，在上述步骤中，获取预先设置的阈值至少还包括N2threshold，N2threshold大于N1threshold，确定数值范围至少包括：(N1threshold，N2threshold)，其中，与数值范围对应的阀电流预调节系数为K1，其中，根据速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的计算方法包括：
当N1threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N2threshold时，I'＝K1*I0；
其中，I0为变量泵的电磁阀的阀电流，K1为与阈值的述数值范围对应的电磁阀的阀电流预调节系数，K1不为零。
具体的，在上述步骤中，预先设置的至少一个或多个阈值构成了多个数值范围。通过对发动机动力变化率所处的数值范围的判断，计算得出与该数值范围对应的阀电流与调节系数。
进一步的，在预先设置的阈值为N1threshold、N2threshold、N3threshold的情况下，确定的数值范围包括：(0，N1threshold)、(N1threshold，N2threshold)和(N2threshold，N3threshold)，且与每个数值范围对应的阀电流预调节系数为K0、K1、K2，其中，根据动力变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的计算方法包括：
第一数值范围(0，N1threshold)：当abs(Δn/Δt)<＝N1threshold时，I'＝K0*I0，其中，K0可以设置为0，此时说明，不对变量泵的电磁阀开度进行调节，变量泵的电磁阀的阀调节电流I'值为0。
第二数值范围(N1threshold，N2threshold)：当N1threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N2threshold时， I'＝K1*I0。
第三数值范围(N2threshold，N3threshold)：当N2threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N3threshold时， I'＝K2*I0。
其中，I0为变量泵的电磁阀的阀电流，K0、K1、K2分别为与阈值对应的电磁阀的阀电流预调节系数。
其中，设置的阈值数量和根据阈值所构成的数值范围的多少和所值范围的大小是根据对变量泵的电磁阀的发调节电流的控制的精细程度而定，并不限于本发明所提到的三个阈值N1threshold、N2threshold和N3threshold。
进一步地，使用电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'计算得出变量泵的电磁阀的目标阀电流I的步骤包括：
根据发动机的速度变化率Δn/Δt、电磁阀的阀电流I0和电磁阀调节阀电流I'，计算得到变量泵的电磁阀的目标阀电流I，该步骤包括：
当发动机的速度变化率Δn/Δt>0时，I＝I0-I’。
当发动机的速度变化率Δn/Δt<0时，I＝I0+I’。
具体的，在上述步骤中，根据发动机的速度变化率的数值，计算变量泵的电磁阀的目标阀电流I。因为在现有技术中，在变量泵的电磁阀开度相同的情况下，变量泵输出的液压油流量会随着发动机转速的升高而增大。当发动机的速度变化率大于0时，发动机处于加速状态，为了保证变量泵输出的液压油流量的恒定，则要减小变量泵的电磁阀的开度；当发动机的速度变化率小于0时，发动机处于减速状态，为了保证变量泵输出的液压油流量的恒定，则要增大变量泵的电磁阀的开度。
本发明所提出的基于发动机油门踏板信号变化率或发动机速度变化率调节变量泵输出排量的方法，可有效避免搅拌筒旋转过程中驾驶员油门踩踏过快引起的搅拌筒速度波动。
本发明提出的速度控制方法和装置，对变量泵输出流量进行提前降排量处理，降低搅拌筒速度控制中的速度波动，节约系统的能源消耗。
本发明阐述的利用发动机速度脉冲信号进行发动机速度变化率判断进行实现变量泵输出排量电流提前调节的方法，也可利用发动机油门传感器信号或油门踏板总线信号进行降排量控制。
本发明提出了一种搅拌筒速度控制系统中基于发动机速度变化率实现变量泵降排量的方法，提高了控制系统中速度控制的稳定性和适应性。
本发明提出一种基于发动机速度变化率的搅拌筒速度控制装置，有效降低系统的能源消耗。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、移动终端、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (17)
1.一种搅拌筒的速度调节方法，通过液压传动系统来调节所述搅拌筒的速度，所述液压传动系统包括：变量泵、与所述变量泵通过液压油路连接的马达、以及连接在所述变量泵和马达之间的液压油路上的电磁阀，所述马达驱动所述搅拌筒转动，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt；
读取预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值；
将所述发动机转速n和所述期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到所述变量泵的电磁阀的阀电流I0；
将所述发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的所述动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到所述变量泵的电磁阀的调节阀电流I'；
使用所述电磁阀的所述阀电流I0和所述电磁阀的所述调节阀电流I'计算得出所述变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，所述目标阀电流I用于控制所述变量泵中的电磁阀开度，以控制所述马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述发动机转速n和所述期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到所述变量泵的电磁阀的阀电流I0的步骤包括：
根据所述预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset、所述马达的需求流量vgmotor和所述发动机转速n，计算得到所述变量泵的需求排量vgpump；
根据计算得出的所述变量泵的需求排量vgpump，计算得出所述变量泵的电磁阀的阀电流I0。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset、所述马达的需求流量vgmotor和所述发动机转速n，计算得到所述变量泵的需求排量vgpump的步骤中，利用如下公式进行计算：
其中，rratio是减速机的减速比。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取发动机转速n、发动机的速度变化率Δn/Δt的同时，所述系统还获取所述液压传动系统的传动效率ηp-m的情况下，通过将所述发动机转速n、所述期望转速值nset和所述传动效率ηp-m输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到所述变量泵的电磁阀的阀电流I0，其中，将所述发动机转速n、所述期望转速值nset和所述传动效率ηp-m输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到所述变量泵的电磁阀的阀电流I0的步骤包括：
根据所述预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset、所述马达的需求流量vgmotor、所述传动效率ηp-m和所述发动机转速n，计算得到所述变量泵的需求排量vgpump；
根据计算得出的所述变量泵的需求排量vgpump，计算得出所述变量泵的电磁阀的阀电流I0。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset、所述马达的需求流量vgmotor、所述传动效率ηp-m和所述发动机转速n，计算得到所述变量泵的需求排量vgpump的步骤中，利用如下公式进行计算：
其中，rratio是减速机的减速比。
6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，根据计算得出的所述变量泵的需求排量vgpump，计算得出所述变量泵的电磁阀的阀电流I0的计算方法包括：
其中，Imin为电磁阀标定最小排量电流的临界值，Imax为电磁阀标定最大排量电流的临界值，vgpump_max为电磁阀标定最大排量值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的所述动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到所述变量泵的电磁阀的调节阀电流I'的步骤包括：
获取所述发动机的速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)；
获取预先设置的所述动力变化率的阈值；
确定所述动力变化率的阈值构成的数值范围与所述电磁阀的多个阀电流预调节系数之间的对应关系；
确定所述速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所在的数值范围；
根据所述速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所处的数值范围和所述对应关系，确定与所述电磁阀的阀电流预调节系数；
根据所述速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的所述电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到所述变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述预先设置的阈值至少包括：N1threshold，所述方法还包括：
判断所述发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)是否大于所述N1threshold；
其中，在所述发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)小于等于所述N1threshold的情况下，将所述阀调节电流I'设置为零；
在所述发动机速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)大于所述N1threshold的情况下，获取所述阀电流预调节系数，计算所述变量泵的电磁阀的阀调节电流I'。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预先设置的阈值至少还包括N2threshold，所述N2threshold大于所述N1threshold，确定所述数值范围至少包括：(N1threshold，N2threshold)，其中，与所述数值范围对应的所述阀电流预调节系数为K1，其中，根据所述动力变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的所述电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到所述变量泵的电磁阀的阀调节电流I'的计算方法包括：
当N1threshold<＝abs(Δn/Δt)<＝N2threshold时，I'＝K1*I0；
其中，I0为所述变量泵的电磁阀的阀电流，K1为与所述阈值的述数值范围对应的所述电磁阀的阀电流预调节系数，K1不为零。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述电磁阀的所述阀电流I0和所述电磁阀所述调节阀电流I'计算得出所述变量泵的电磁阀的目标阀电流I的步骤包括：
根据所述发动机的速度变化率Δn/Δt、所述电磁阀的所述阀电流I0和所述电磁阀所述调节阀电流I'，计算得到所述变量泵的电磁阀的目标阀电流I，该步骤包括：
当所述发动机的速度变化率Δn/Δt>0时，I＝I0-I′；
当所述发动机的速度变化率Δn/Δt<0时，I＝I0+I′。
11.一种搅拌筒的速度调节装置，通过液压传动系统来调节所述搅拌筒的速度，所述液压传动系统包括：变量泵、与所述变量泵通过液压油路连接的马达、以及连接在所述变量泵和马达之间的液压油路上的电磁阀，所述马达驱动所述搅拌筒转动，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取发动机转速n和发动机的速度变化率Δn/Δt；
读取模块，用于读取预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的动力变化率的阈值；
第一计算模块，将所述发动机转速n和所述期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，用于计算得到所述变量泵的电磁阀的阀电流I0；
第二计算模块，将所述发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的所述动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，用于计算得到所述变量泵的电磁阀的调节阀电流I'；
第三计算模块，用于使用所述电磁阀的所述阀电流I0和所述电磁阀所述调节阀电流I'计算得出所述变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，所述目标阀电流I用于控制所述变量泵中的电磁阀开度，以控制所述马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：
第一子计算模块，用于根据所述预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset、所述马达的需求流量vgmotor和所述发动机转速n，计算得到所述变量泵的需求排量vgpump；
第二子计算模块，用于根据计算得出的所述变量泵的需求排量vgpump，计算得出所述变量泵的电磁阀的阀电流I0。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块还包括：
第一子获取模块，用于获取所述液压传动系统的传动效率ηp-m；
第三子计算模块，用于根据所述预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset、所述马达的需求流量vgmotor、所述传动效率ηp-m和所述发动机转速n，计算得到所述变量泵的需求排量vgpump；
第四子计算模块，用于根据计算得出的所述变量泵的需求排量vgpump，计算得出所述变量泵的电磁阀的阀电流I0。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块包括：
第二子获取模块，用于获取所述发动机的速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)；
第三子获取模块，用于获取预先设置的所述动力变化率的阈值；
第一子确定模块，用于确定所述动力变化率的阈值构成的数值范围与所述电磁阀的阀电流预调节系数之间的对应关系；
第二子确定模块，用于确定所述速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所在的数值范围；
第三子确定模块，用于根据所述速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)所处的数值范围和所述对应关系，确定与所述电磁阀的阀电流预调节系数；
第五子计算模块，根据所述速度变化率的绝对值所在的数值范围和与其对应的所述电磁阀的阀电流预调节系数，计算得到所述变量泵的电磁阀的阀调节电流I′。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
判断模块，用于判断所述速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)是否大于所述动力变化率的阈值；
其中，在所述速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)小于等于所述动力变化率的阈值的情况下，将所述阀调节电流I'设置为零；
在所述速度变化率Δn/Δt的绝对值abs(Δn/Δt)大于所述动力变化率的阈值的情况下，启动执行所述第一子确定模块。
16.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第三计算模块包括：
第六子计算模块，用于根据所述发动机的速度变化率Δn/Δt、所述电磁阀的所述阀电流I0和所述电磁阀所述调节阀电流I'，计算得到所述变量泵的电磁阀的目标阀电流I，该步骤包括：
当所述发动机的速度变化率Δn/Δt>0时，I＝I0-I′；
当所述发动机的速度变化率Δn/Δt<0时，I＝I0+I′。
17.一种混凝土搅拌运输车，其特征在于，所述混凝土搅拌运输车包括：
取力器，与发动机相连接，用于直接从所述发动机获取动力；
变量泵，与所述取力器相连接，用于将从所述发动机获取的机械能转化为液压能；
马达，与所述变量泵相连接，用于将变量泵提供的液压能转化为机械能；
减速机，与所述马达相连接，用于将所述马达输出的转速减速，传递给搅拌筒；
搅拌筒，与所述减速机相连接，用于装载混凝土材料；
恒速控制器，与所述取力器和所述变量泵相连接，用于获取所述发动机的转速n和速度变化率Δn/Δt，并在读取预先设定的所述搅拌筒的期望转速值nset和预先设定的所述动力变化率的阈值之后，将所述发动机的转速n和所述期望转速值nset输入至电磁阀的阀电流计算模型，计算得到所述变量泵的电磁阀的阀电流I0，并在将所述发动机的速度变化率Δn/Δt和预先设定的所述动力变化率的阈值输入至泵排量调节电流的计算模型，计算得到所述变量泵的电磁阀的调节阀电流I'之后，使用所述电磁阀的所述阀电流I0和所述电磁阀所述调节阀电流I'计算得出所述变量泵的电磁阀的目标阀电流I，其中，所述目标阀电流I用于控制所述变量泵中的电磁阀开度，以控制所述马达的转速进而控制搅拌筒的转速。
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