[發(fā)明專利]一種工程機(jī)械的動力控制系統(tǒng)及控制方法

無效

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• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102493976A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫普;閻智慧
• 申請（專利權(quán)）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08;F15B15/18
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種工程機(jī)械的動力控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

工程機(jī)械的動力系統(tǒng)通常包括液壓系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)驅(qū)動液壓系統(tǒng)的液壓泵動作，液壓泵驅(qū)動液壓執(zhí)行元件動作，液壓系統(tǒng)中液壓泵的流量決定了執(zhí)行元件的動作速度。以挖掘機(jī)為例，作業(yè)時，液壓系統(tǒng)中液壓泵的流量決定了挖掘的速度。通常由操作人員根據(jù)實際工況或?qū)嶋H作業(yè)效率需求控制液壓系統(tǒng)的流量，液壓泵流量為液壓泵排量和轉(zhuǎn)速的乘積，而液壓泵的轉(zhuǎn)速與帶動其轉(zhuǎn)動的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一致，因此，通常通過單獨(dú)調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或液壓泵自身的排量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)排量，以達(dá)到所需流量，滿足挖掘速度需求。

現(xiàn)有技術(shù)中，存在根據(jù)負(fù)載信息反饋配合液壓泵作出調(diào)節(jié)，并根據(jù)該調(diào)節(jié)信息獲取發(fā)動機(jī)所需的功率，以使發(fā)動機(jī)的功率和液壓泵的功率與負(fù)載變化相適應(yīng)，從而提高發(fā)動機(jī)的工作效率。

然而，發(fā)動機(jī)的功率由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出扭矩共同決定，確定與工況需求相適應(yīng)的發(fā)動機(jī)功率后，并未采取有效措施調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的大小。由于發(fā)動機(jī)油耗由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)扭矩決定，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩未得到合理調(diào)節(jié)的情形下，則發(fā)動機(jī)油耗無法得到合理控制，則操作成本未得到有效控制。而且，即使發(fā)動機(jī)油耗得到控制，整個工程機(jī)械的動力系統(tǒng)的能耗也可能較高、發(fā)動機(jī)利用率低。

此外，發(fā)動機(jī)動力系統(tǒng)的增壓系統(tǒng)通常為渦輪增壓系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)動機(jī)從低轉(zhuǎn)速提升到較高工作轉(zhuǎn)速時，受渦輪增壓器滯后影響，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提升較慢，影響系統(tǒng)響應(yīng)速度。

有鑒于此，如何提供一種能夠提高整個工程機(jī)械的動力系統(tǒng)的工作效率且降低系統(tǒng)能耗是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的為提供一種工程機(jī)械的動力控制方法，該控制方法可以實現(xiàn)液壓系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)的聯(lián)合控制，綜合考慮發(fā)動機(jī)油耗和液壓泵效率，從而降低整個動力系統(tǒng)的能耗，提高系統(tǒng)效率。本發(fā)明的另一目的是提供一種工程機(jī)械的動力控制系統(tǒng)。

為達(dá)到本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種工程機(jī)械的動力控制方法，包括下述步驟：

10)預(yù)存液壓泵流量和液壓系統(tǒng)壓力以及操作信號的對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)系統(tǒng)能耗同發(fā)動機(jī)油耗/液壓泵效率的對應(yīng)關(guān)系，建立液壓系統(tǒng)壓力、液壓泵流量以及基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系，該對應(yīng)關(guān)系為在特定的液壓泵流量和液壓系統(tǒng)壓力下，對應(yīng)的基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的系統(tǒng)能耗最低；

20)實時檢測實際的液壓系統(tǒng)壓力和操作信號，并根據(jù)操作信號和液壓系統(tǒng)壓力選擇液壓泵的目標(biāo)流量；

30)根據(jù)建立的對應(yīng)關(guān)系，獲取與實際液壓系統(tǒng)壓力以及液壓泵目標(biāo)流量對應(yīng)的基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速；

40)根據(jù)基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)流量獲取的液壓泵的目標(biāo)排量，并獲取發(fā)動機(jī)目標(biāo)功率；

50)根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)功率控制發(fā)動機(jī)工作，并根據(jù)目標(biāo)排量控制液壓泵工作，以使液壓泵的流量達(dá)到目標(biāo)流量。

優(yōu)選地，

步驟10)中，在系統(tǒng)能耗的對應(yīng)關(guān)系式中，還包括液壓系統(tǒng)溫度，在特定的液壓泵流量、液壓系統(tǒng)壓力以及液壓系統(tǒng)溫度下，根據(jù)建立的對應(yīng)關(guān)系，獲取系統(tǒng)能耗最低時對應(yīng)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并將該轉(zhuǎn)速設(shè)為基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，建立液壓系統(tǒng)壓力、液壓泵流量、液壓系統(tǒng)溫度以及基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系。

優(yōu)選地，

步驟20)中，還實時檢測發(fā)動機(jī)的實際轉(zhuǎn)速和實際發(fā)動機(jī)油耗量；

步驟40)中，根據(jù)基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速時，判斷基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的發(fā)動機(jī)油耗量是否大于同等工況下對應(yīng)的實際發(fā)動機(jī)油耗量，

是，則確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速＝(實際轉(zhuǎn)速+基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速)/2；

否，則確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速＝基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選地，

步驟10)中還預(yù)存工程機(jī)械的的工作模式、各工作模式下液壓泵流量和液壓系統(tǒng)壓力以及操作信號的對應(yīng)關(guān)系；

步驟20)中，選擇與當(dāng)前工作模式、操作信號和液壓系統(tǒng)壓力對應(yīng)的液壓泵流量為目標(biāo)流量。

優(yōu)選地，

步驟10)中，液壓系統(tǒng)壓力、對應(yīng)的液壓泵流量和基準(zhǔn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速確定的發(fā)動機(jī)輸出功率小于或等于發(fā)動機(jī)的最大輸出功率。

優(yōu)選地，

步驟10)中，還設(shè)定發(fā)動機(jī)油耗量和液壓泵輸出功率的統(tǒng)計周期，步驟20)中，實時獲取液壓泵輸出功率，并同期計算統(tǒng)計周期內(nèi)的平均發(fā)動機(jī)油耗量和平均液壓泵輸出功率，根據(jù)平均系統(tǒng)油耗＝平均發(fā)動機(jī)油耗量/平均液壓泵輸出功率，獲取平均系統(tǒng)油耗，并顯示該平均系統(tǒng)油耗。

優(yōu)選地，