CN111395109B - 一种压路机的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种压路机的控制方法及装置。其中，该压路机的控制方法包括：获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)；获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)；获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)；根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)；根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。本发明实施例的技术方案可以保证路基压实效果，实现功率综合分配，进而降低能耗。

Description

一种压路机的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及路面工程机械技术领域，尤其涉及一种压路机的控制方法及装置。

背景技术

目前振动压路机的模块化和通用性较好，能够实现一机多用，但如何“因地制宜”，面对各种不同的路基作业条件时，如何自适应调整机器工作状态以达到最好的路基压实效果并同时考虑节能的因素，这仍然是一个难题，换言之振动加速度和振动频率与地面压实状态的密切关系等理论学说虽早已有之，但智能振动技术在压路机领域并未真正应用。

目前振动压路机的控制方式和操作模式忽略了驱动轮驱动功率和振动轮激振功率的友好匹配，不能降低能耗。在工程机械行业不景气，自然能源日益匮乏的国际大背景下，如何最大限度的降低能耗，将是一件利国利民的大事。

发明内容

本发明实施例提供一种压路机的控制方法及装置，保证路基压实效果，实现功率综合分配，进而降低能耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种压路机的控制方法，压路机通过驱动马达驱动驱动轮转动来实现行走；压路机通过激振马达驱动振动轮振动来压实路面；该方法包括：

获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)；

获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)；

获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)；

根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)；

根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

进一步地，获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)包括：

在当前的路基条件下，在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；

求振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)的多个极大值点；

从多个极大值点中，获取激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点；

从激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点中，获取振幅S最大的极大值点对应的激振马达输出端转速N2，作为当前行车速度V下的激振马达输出端转速N2；

若存在未运行的行车速度，则更换为未运行的行车速度，并返回执行操作：在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；

若不存在未运行的行车速度，则获取多种行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

进一步地，压路机的发动机通过第一传动机构与驱动马达连接，压路机的发动机通过第二传动机构与激振马达连接；

压路机的控制方法还包括：根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，获取发动机的总输出功率与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)；

在获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，还包括：

根据发动机的总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)，以及目标行车速度V0，获取目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0；

根据发动机的万有特性曲线，以及目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0，得到在总输出功率Pe0处耗油率最低时对应的发动机转速N0。

进一步地，在获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，还包括：

根据行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及目标行车速度V0，获取激振马达输出端的目标转速。

进一步地，获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)包括：

通过安装在驱动马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取驱动马达在多种转速N1下的扭矩Me1，以得到驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)；

根据驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)，以及驱动马达输出端转速N1与行车速度V的函数关系N1＝X(V)，得到行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W＇(X(V))＝W(V)；

获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)包括：

通过安装在激振马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取激振马达在多种转速N2下的扭矩Me2，以得到激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

第二方面，本发明实施例还提供了一种压路机的控制装置，压路机通过驱动马达驱动驱动轮转动来实现行走；压路机通过激振马达驱动振动轮振动来压实路面；该装置包括：

第一关系获取模块，用于获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)；

第二关系获取模块，用于获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)；

第三关系获取模块，用于获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)；

第四关系获取模块，用于根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)；

行车速度获取模块，用于根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge(V)的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

进一步地，第三关系获取模块包括：

第一关系获取单元，用于在当前的路基条件下，在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；

极大值点获取单元，用于求振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)的多个极大值点；

压实最优点获取单元，用于从多个极大值点中，获取激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点；

最优振动转速获取单元，用于从激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点中，获取振幅S最大的极大值点对应的激振马达输出端转速N2，作为当前行车速度V下的激振马达输出端转速N2；

更换单元，用于若存在未运行的行车速度，则更换为未运行的行车速度，并返回执行操作：在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；

第二关系获取单元，用于若不存在未运行的行车速度，则获取多种行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

进一步地，压路机的发动机通过第一传动机构与驱动马达连接，压路机的发动机通过第二传动机构与激振马达连接；

该装置还包括：第五关系获取模块，用于根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，获取发动机的总输出功率与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)；

发动机转速获取模块，用于在第四关系获取模块获取总耗能量Ge(V)的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，根据发动机的总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)，以及目标行车速度V0，获取目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0；根据发动机的万有特性曲线，以及目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0，得到在总输出功率Pe0处耗油率最低时对应的发动机转速N0。

进一步地，该装置还包括：目标转速获取模块，用于在第四关系获取模块获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，根据行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及目标行车速度V0，获取激振马达输出端的目标转速。

进一步地，第一关系获取模块用于通过安装在驱动马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取驱动马达在多种转速N1下的扭矩Me1，以得到驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)；根据驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)，以及驱动马达输出端转速N1与行车速度V的函数关系N1＝X(V)，得到行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W＇(X(V))＝W(V)；

第二关系获取模块用于通过安装在激振马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取激振马达在多种转速N2下的扭矩Me2，以得到激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

本发明实施例的技术方案通过获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)；获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)；获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)；根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)；根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度，使得压路机在当前路基条件下，采用目标行车速度V0，使得压路机的行车功率P1和激振功率P2匹配，总耗能量Ge最小，从而节省能耗。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种压路机的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种全液压振动压路机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种压路机的全液压传动系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种压路机的振动轮的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种行车速度下振动频率与振幅的曲线示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种发动机万有特性曲线示意图；

图9为本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法的流程图；

图10为本发明实施例提供的一种压路机的控制装置的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的又一种压路机的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供的一种压路机的控制方法。图1为本发明实施例提供的一种压路机的控制方法的流程图。该方法可以由压路机的控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现。压路机通过驱动马达驱动驱动轮转动来实现行走；压路机通过激振马达驱动振动轮振动来压实路面。该方法具体包括如下步骤：

步骤110、获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)。

其中，压路机的行车功率P1可以是驱动马达驱动驱动轮转动来实现行走所需输出的功率。不同的行车速度V，可对应不同的行车功率P1。行车速度V与驱动马达输出端的转速N1有关，与驱动轮的转速有关，例如行车速度V与驱动马达输出端的转速N1可成线性关系。可根据测试或查询驱动马达的工作手册等方式，获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)。可令振动轮不振动，即振动轮的振动频率为零，激振马达的输出端转速为零，通过测试，获取多种行车速度V下的行车功率P1，以获取多个包括行车速度V和行车功率P1的数组，获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)。

图2为本发明实施例提供的一种全液压振动压路机的结构示意图。压路机包括驾驶室1、车架总成5、驱动轮6、振动轮4、动力系统3和液压系统2。图3为本发明实施例提供的一种压路机的全液压传动系统的结构示意图，由发动机9提供源动力给驱动泵10(例如可以是油泵)，驱动泵10带动驱动马达11和激振马达7，驱动马达11通过齿轮传动等传动机构12带动后轮(即驱动轮6)，使车行进，激振马达7通过齿轮传动等传动机构8带动前轮(即振动轮4)中心轴转动，对地产生激振。该传动机构可以是液压传动机构或机械传动机构。

步骤120、获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

其中，激振功率P2可为激振马达驱动振动轮上下振动所需输出的功率。不同的激振马达的输出端转速N2，可对应不同的激振功率P2。振动轮的振动频率与激振马达的输出端转速N2有关，例如振动轮的振动频率f与激振马达的输出端转速N2可成线性关系。可根据测试或查询激振马达的工作手册等方式，获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。可令驱动轮不动，即行车速度为零，驱动马达输出端转速为零，通过测试，获取多种激振马达的输出端转速N2下的激振功率P2，以获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

步骤130、获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

其中，可通过测试或查询资料等方式，获取多种行车速度V下，达到路面压实效果最优所需的激振马达输出端转速N2，获取行车速度V与达到路面压实效果最优的激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。在每种行车速度V下，测试得到对应的达到路面压实效果最优的激振马达输出端转速N2。不同的行车速度V下，达到路面压实效果最优所需的激振马达输出端转速N2不同。

步骤140、根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)。

其中，可选的，压路机的发动机通过第一传动机构与驱动马达连接，压路机的发动机通过第二传动机构与激振马达连接。可根据激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，得到激振马达的激振功率P2与行车速度V的函数关系P2＝Y(N2)＝Y(Z(V))＝Y＇(V)。可根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，得到总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)。可选的，Pe＝(P1+P2+C)/η＝(W(V)+Y(Z(V))+C)/η＝k(V)，η为发动机输出端至马达输出端的综合效率；C为空调、照明、控制等杂用功率，一般较小，可简化为一常数C。可根据总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)。若压路机的行走路程为L，则压路机所需消耗的能量Ge＝Pe×L/V。对于一定行程L的路基压实工作，总耗油量为：Ge＝Pe*ge*L/V＝m(V)，其中耗油率ge为发动机单位时间单位功率耗油量，可暂定为厂家推荐值；L为任务长度；自变量V为行车速度；则Ge＝Pe*ge*L/V＝(W(V)+Y(Z(V))+C)*ge*L/V，即Ge＝m(V)。

步骤150、根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

其中，可通过对Ge＝m(V)求一次导数和二次导数，令m’(V)＝0，m”(V)＞0，获取Ge＝m(V)的极小值，进而通过比较所有极小值的大小，以获取最小的极小值等方式，得到总耗能量Ge的最小值Ge0，及其对应的行车速度V0。可根据行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及目标行车速度V0，获取激振马达输出端的目标转速N2，也即目标振动频率f0。压路机在当前的路基条件下，采用目标行车速度V0和目标振动频率f0(或激振马达输出端的目标转速N2)运行，使得压路机的行车功率P1和激振功率P2匹配，总耗能量Ge最小，从而节省能耗。通过调整激振马达的转速和行车速度，达到行车功率和激振功率的合理分配，以实现目标里程下的压路作业总耗油量最低。

需要说明的是，步骤110至步骤130中的函数关系为同一路基条件下的。步骤110至步骤130的执行顺序可以改变，可根据需要进行设置，本发明实施例对此不做限定。

本实施例的技术方案通过获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)；获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)；获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)；根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)；根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度，使得压路机在当前路基条件下，采用目标行车速度V0，使得压路机的行车功率P1和激振功率P2匹配，总耗能量Ge最小，从而节省能耗。

本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法。图4为本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法的流程图。在上述实施例的基础上，该方法包括：

步骤210、获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)。

步骤220、获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

步骤230、在当前的路基条件下，在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)。

其中，图5为本发明实施例提供的一种压路机的振动轮的结构示意图。在振动式压路机振动轮4中心轴上安装单向位移传感器14，测得压路机作业时振动轮4竖向位移S(即表示路基压实效果)。示例性的，在最小行车速度Vmin时，检测并记录激振马达在多种不同激振频率f下的竖向位移S(即振幅)，示例性的，在当前行车速度下，在最小振动频率fmin和最大振动频率fmax之间选取多种振动频率f，也即选取多种激振马达的输出端转速N2，进而通过位移传感器14得到对应的振幅S，例如(f1，S1)，(f2，S2)，(f3，S3)…。压路机振动轮4中心轴上设置有偏心轮13。图6为本发明实施例提供的一种行车速度下振动频率与振幅的曲线示意图，横轴表示振动频率f，纵轴表示振幅S，该曲线可通过(f1，S1)，(f2，S2)，(f3，S3)等数组进行曲线拟合得到，随着振动频率f的变化，位移S同时改变。在每种行车速度下，可选取多种振动频率f进行测试，以得到多组振动频率f与振幅S，进而通过曲线拟合等方式，得到当前行车速度下，振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)。示例性的，可使振动频率f增大预设增量，以获取增大后的振动频率f下的振幅S，以此类推，逐步增大振动频率f，直至振动频率f达到最大振动频率fmax。

步骤240、求振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)的多个极大值点。

其中，对S＝g(f)求一次导数和二次导数，令一次导数g’(f)＝0，二次导数g”(f)＜0，得到当前行车速度V下的曲线极大值点(f1m，S1m)，(f2m，S2m)，(f3m，S3m)…。振幅S越大，路基压实效果越好。

步骤250、从多个极大值点中，获取激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点。

其中，在检测并记录激振马达在多种不同激振频率f下的竖向位移S的同时，可伴随记录当时的激振马达的扭矩Me2，示例性的，(f1，S1，Me21)，(f2，S2，Me22)，(f3，S3，Me23)…。可校核各极大值点时，激振马达的扭矩Me2的实际值是否小于该转速N2下激振马达的限定值。示例性的，第i行车速度Vi的一个极大值点为(fjm，Sjm)，校验激振马达的激振频率为fjm时激振马达的扭矩Me2j是否小于限定值，若是，则保留该极大值点(fjm，Sjm)，若否，则舍弃极大值点(fjm，Sjm)。j为正整数，j＝1、2、3…。i为正整数，i＝1、2、3…。

步骤260、从激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点中，获取振幅S最大的极大值点对应的激振马达输出端转速N2，作为当前行车速度V下的激振马达输出端转速N2。

其中，对激振马达输出端扭矩Me2小于限定值的极大值点，可按照位移S大小进行排序，并取小于限定值条件下的位移S最大时的数组(f0，Smax)，即在当前行车速度V下，采用小于限定值条件下的位移S最大时的数组中振动频率f0进行振动，路基压实效果最优，即在当前行车速度V下，采用与振动频率f0对应的激振马达输出端转速N2进行振动，路基压实效果最优。示例性的，若图6中所有极大值点对应的激振马达输出端扭矩小于限定值，则将振幅最大的极大值点(f0，Smax)对应的激振马达输出端转速N2，作为当前行车速度V下的激振马达输出端转速N2，示例性的，N2＝60*f0。

可选的，还可根据振幅S大小，对多个极大值点进行排序，在获取激振马达输出端扭矩Me2小于限定值的极大值点，从激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点中，获取振幅S最大的极大值点对应的激振马达输出端转速N2，作为当前行车速度V下的激振马达输出端转速N2。

步骤270、若存在未运行的行车速度，则更换为未运行的行车速度。

其中，执行完步骤270后，返回执行步骤230，以将未运行的行车速度作为当前行车速度，并在新的当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)。示例性的，可使行车速度增大预设增量，以获取增大后的行车速度下的压实效果最优的激振马达输出端转速N2，以此类推，逐步增大行车速度，直至行车速度达到最大行车速度Vmax。

其中，在得到当前行车速度V下的基压实效果最优时的激振马达激振频率f和对应的激振马达转速N2之后，可在另一种未运行的行车速度下，继续测试得到对应的路基压实效果最优时的激振马达激振频率。不断改变行车速度V，得到各行车速度时路基压实效果最优下的激振马达转速N2；通过数据拟合，得到上述行车速度V和激振马达转速N2的函数关系，即N2＝Z(V)，则P2＝Y(N2)＝Y(Z(V))。

步骤280、若不存在未运行的行车速度，则获取多种行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

其中，通过步骤230至步骤270，获取不同的行车速度V对应的路基压实效果最优的激振马达输出端转速N2，进而获取行车速度V与路基压实效果最优的激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

步骤290、根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)。

步骤300、根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

其中，可在各种路基工况下，在任一行车速度下，根据步骤230至步骤260，都能够获取压实效果最优的激振马达的转速N2，实现路基的压实效果最优。

本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法。图7为本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法的流程图。在上述实施例的基础上，压路机的发动机通过第一传动机构与驱动马达连接，压路机的发动机通过第二传动机构与激振马达连接；该方法包括：

步骤310、获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)。

步骤320、获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

步骤330、获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

步骤340、根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)。

步骤350、根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge(V)的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

步骤360、根据行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及目标行车速度V0，获取激振马达输出端的目标转速。

步骤370、根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，获取发动机的总输出功率与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)。

其中，可选的，Pe＝(P1+P2+C)/η＝(W(V)+Y(Z(V))+C)/η＝k(V)。

步骤380、根据发动机的总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)，以及目标行车速度V0，获取目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0。

其中，Pe0＝Pe＝k(V0)。

步骤390、根据发动机的万有特性曲线，以及目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0，得到在总输出功率Pe0处耗油率最低时对应的发动机转速N0。

其中，图8为本发明实施例提供的一种发动机万有特性曲线示意图，其中，横轴表示发动机的输出功率Pe，纵轴表示发动机的转速N，根据发动机的万有特性，发动机耗油率ge(发动机单位时间单位功率耗油量)仅与其有效功率Pe和转速N有关，ge＝n(Pe，N)，图8中有多条等耗油率曲线，例如270g/(kW·h)，260g/(kW·h)等，数值越小，说明耗油率越低，在Pe0时作与ge曲线的水平切线，切点为A，切点A处横坐标即为耗油率最低时对应的发动机转速N0，如图4所示。通过调整发动机转速至N0，可将总燃油消耗量进一步降低。利用发动机万有特性，在保证压路效果的基础上，通过调整发动机转速，将总燃油消耗量进一步降低。

本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法。图9为本发明实施例提供的又一种压路机的控制方法的流程图。在上述实施例的基础上，该方法包括：

步骤410、通过安装在驱动马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取驱动马达在多种转速N1下的扭矩Me1，以得到驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)。

其中，获取驱动马达在多种转速N1下的扭矩Me1，以得到多个(N1，P1)数组，进而可拟合函数关系P1＝W＇(N1)。可选的，P1＝(Me1×N1)/9550。

步骤420、根据驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)，以及驱动马达输出端转速N1与行车速度V的函数关系N1＝X(V)，得到行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W＇(X(V))＝W(V)。

其中，驱动马达可通过齿轮传动与驱动轮中心轴连接，即转速N1与行车速度V是线性关系，即N1＝X(V)。

步骤430、通过安装在激振马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取激振马达在多种转速N2下的扭矩Me2，以得到激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

其中，获取激振马达在多种转速N2下的扭矩Me2，以得到多个(N2，P2)数组，进而可拟合函数关系P2＝Y(N2)。可选的，P2＝(Me2×N2)/9550。

步骤440、获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

步骤450、根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)。

步骤460、根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge(V)的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

步骤470、根据行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及目标行车速度V0，获取激振马达输出端的目标转速。

总耗能量Ge＝m(V)，也可称为总耗油量Ge＝m(V)，即总耗能量为行车速度的函数，在一定的限制条件下(行车速度V介于最低稳定车速和最高允许车速，驱动马达转速N1和激振马达转速N2介于最低稳定转速和最高允许转速等)，得到总耗油量最小Ge0时对应的行车速度V0，进一步得到对应转速下行车功率P1＝W(V0)、激振功率P2＝Y(Z(V0))、激振马达输出轴转速N2＝Z(V0)。

本发明实施例提供一种压路机的控制装置。图10为本发明实施例提供的一种压路机的控制装置的结构示意图。该压路机的控制装置可用于执行本发明任意实施例提供的压路机的控制方法。压路机通过驱动马达驱动驱动轮转动来实现行走；压路机通过激振马达驱动振动轮振动来压实路面。该压路机的控制装置包括：第一关系获取模块510、第二关系获取模块520、第三关系获取模块530、第四关系获取模块540和行车速度获取模块550。

其中，第一关系获取模块510用于获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)；第二关系获取模块520用于获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)；第三关系获取模块530用于获取行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)；第四关系获取模块540用于根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)；行车速度获取模块550用于根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge(V)的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

其中，压路机的控制装置(用于控制发动机转速、驱动马达的转速(即行车速度)和激振马达的转速)可独立于原控制系统，并行安装。本发明实施例提供的压路机的控制装置可执行上述实施例中的压路机的控制方法，因此本发明实施例提供的压路机的控制装置也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。

可选的，在上述实施例的基础上，图11为本发明实施例提供的又一种压路机的控制装置的结构示意图，第三关系获取模块530包括：第一关系获取单元531、极大值点获取单元532、压实最优点获取单元533、最优振动转速获取单元534、更换单元535和第二关系获取单元536。其中，第一关系获取单元531用于在当前的路基条件下，在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；极大值点获取单元532用于求振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)的多个极大值点；压实最优点获取单元533用于从多个极大值点中，获取激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点；最优振动转速获取单元534用于从激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点中，获取振幅S最大的极大值点对应的激振马达输出端转速N2，作为当前行车速度V下的激振马达输出端转速N2；更换单元535用于若存在未运行的行车速度，则更换为未运行的行车速度，并返回执行操作：在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；第二关系获取单元536用于若不存在未运行的行车速度，则获取多种行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图11，压路机的发动机通过第一传动机构与驱动马达连接，压路机的发动机通过第二传动机构与激振马达连接；继续参见图6，该压路机的控制装置还包括：第五关系获取模块560和发动机转速获取模块570。第五关系获取模块560用于根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，获取发动机的总输出功率与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)；发动机转速获取模块570，用于在第四关系获取模块540获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，根据发动机的总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)，以及目标行车速度V0，获取目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0；根据发动机的万有特性曲线，以及目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe的最小值Pe0，得到在总输出功率Pe0处耗油率最低时对应的发动机转速N0。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图11，该压路机的控制装置还包括：目标转速获取模块580，用于在第四关系获取模块540获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，根据行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及目标行车速度V0，获取激振马达输出端的目标转速。

可选的，在上述实施例的基础上，第一关系获取模块510用于通过安装在驱动马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取驱动马达在多种转速N1下的扭矩Me1，以得到驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)；根据驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)，以及驱动马达输出端转速N1与行车速度V的函数关系N1＝X(V)，得到行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W＇(X(V))＝W(V)。

可选的，在上述实施例的基础上，第二关系获取模块520用于通过安装在激振马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取激振马达在多种转速N2下的扭矩Me2，以得到激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

上述压路机的控制装置可执行本发明任意实施例所提供的压路机的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种压路机的控制方法，其特征在于，所述压路机通过驱动马达驱动驱动轮转动来实现行走；所述压路机通过激振马达驱动振动轮振动来压实路面；该方法包括：

获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)；

获取所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)；

获取所述行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)；

根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)；

根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

2.根据权利要求1所述的压路机的控制方法，其特征在于，

获取所述行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)包括：

在当前的路基条件下，在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；

求振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)的多个极大值点；

从所述多个极大值点中，获取激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点；

从所述激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点中，获取振幅S最大的极大值点对应的激振马达输出端转速N2，作为当前行车速度V下的激振马达输出端转速N2；

若存在未运行的行车速度，则更换为所述未运行的行车速度，并返回执行操作：在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；

若不存在未运行的行车速度，则获取多种行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

3.根据权利要求1所述的压路机的控制方法，其特征在于，所述压路机的发动机通过第一传动机构与所述驱动马达连接，所述压路机的发动机通过第二传动机构与所述激振马达连接；

所述压路机的控制方法还包括：根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，获取发动机的总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)；

在获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，还包括：

根据发动机的总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)，以及目标行车速度V0，获取目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0；

根据发动机的万有特性曲线，以及目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0，得到在总输出功率Pe0处耗油率最低时对应的发动机转速N0。

4.根据权利要求1所述的压路机的控制方法，其特征在于，在获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，还包括：

根据行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及目标行车速度V0，获取激振马达输出端的目标转速。

5.根据权利要求1所述的压路机的控制方法，其特征在于，获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)包括：

通过安装在所述驱动马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取驱动马达在多种转速N1下的扭矩Me1，以得到所述驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)；

根据所述驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)，以及所述驱动马达输出端转速N1与行车速度V的函数关系N1＝X(V)，得到行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W＇(X(V))＝W(V)；

获取激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)包括：

通过安装在所述激振马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取激振马达在多种转速N2下的扭矩Me2，以得到所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

6.一种压路机的控制装置，其特征在于，所述压路机通过驱动马达驱动驱动轮转动来实现行走；所述压路机通过激振马达驱动振动轮振动来压实路面；该装置包括：

第一关系获取模块，用于获取行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)；

第二关系获取模块，用于获取所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)；

第三关系获取模块，用于获取所述行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)；

第四关系获取模块，用于根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)、行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)以及路程，得到总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)；

行车速度获取模块，用于根据总耗能量Ge与行车速度V的函数关系Ge＝m(V)，获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0，作为目标行车速度。

7.根据权利要求6所述的压路机的控制装置，其特征在于，

所述第三关系获取模块包括：

第一关系获取单元，用于在当前的路基条件下，在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；

极大值点获取单元，用于求振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)的多个极大值点；

压实最优点获取单元，用于从所述多个极大值点中，获取激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点；

最优振动转速获取单元，用于从所述激振马达输出端扭矩小于限定值的极大值点中，获取振幅S最大的极大值点对应的激振马达输出端转速N2，作为当前行车速度V下的激振马达输出端转速N2；

更换单元，用于若存在未运行的行车速度，则更换为所述未运行的行车速度，并返回执行操作：在当前行车速度下，获取振动轮在多种振动频率f下对应的振幅S，以得到振动频率f与振幅S的函数关系S＝g(f)；

第二关系获取单元，用于若不存在未运行的行车速度，则获取多种行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)。

8.根据权利要求6所述的压路机的控制装置，其特征在于，所述压路机的发动机通过第一传动机构与所述驱动马达连接，所述压路机的发动机通过第二传动机构与所述激振马达连接；

该装置还包括：第五关系获取模块，用于根据行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W(V)、所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)，以及行车速度V与所述激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，获取发动机的总输出功率与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)；

发动机转速获取模块，用于在第四关系获取模块获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，根据发动机的总输出功率Pe与行车速度V的函数关系Pe＝k(V)，以及目标行车速度V0，获取目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0；根据发动机的万有特性曲线，以及目标行车速度下的发动机的总输出功率Pe0，得到在总输出功率Pe0处耗油率最低时对应的发动机转速N0。

9.根据权利要求6所述的压路机的控制装置，其特征在于，还包括：目标转速获取模块，用于在所述第四关系获取模块获取总耗能量Ge的最小值Ge0对应的行车速度V0之后，根据行车速度V与激振马达输出端转速N2的函数关系N2＝Z(V)，以及目标行车速度V0，获取激振马达输出端的目标转速。

10.根据权利要求6所述的压路机的控制装置，其特征在于，所述第一关系获取模块用于通过安装在所述驱动马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取驱动马达在多种转速N1下的扭矩Me1，以得到所述驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)；根据所述驱动马达的行车功率P1与输出端转速N1的函数关系P1＝W＇(N1)，以及所述驱动马达输出端转速N1与行车速度V的函数关系N1＝X(V)，得到行车功率P1与行车速度V的函数关系P1＝W＇(X(V))＝W(V)；

所述第二关系获取模块用于通过安装在所述激振马达输出端上的扭矩传感器和转速传感器，获取激振马达在多种转速N2下的扭矩Me2，以得到所述激振马达的激振功率P2与输出端转速N2的函数关系P2＝Y(N2)。

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