[發明專利]一種養護機械車速檢測及灑布量智能控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201410704821.3
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104594162A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 劉迎春;卜憲森;曾紀紅;劉熹;邵珠楓;丁艷;郭磊;漆建平
• 申請（專利權）人: 徐州徐工筑路機械有限公司
• 主分類號: E01C19/16
• 分類號: E01C19/16;G01P3/00
• 代理公司: 徐州支點知識產權代理事務所(普通合伙) 32244
• 代理人: 張榮亮

1.一種養護機械車速檢測及灑布量智能控制裝置，包括控制器、駕駛室操作電路和執行電路，駕駛室操作電路和執行電路均與控制器連接，其特征在于，還包括信號處理電路、瀝青泵編碼器和壓力變送器，所述信號處理電路的輸入端接底盤車速傳感器或測速雷達，輸出端接控制器；所述瀝青泵編碼器測量瀝青泵的轉速，并與控制器連接；所述壓力變送器測量瀝青泵的出口壓力，并與控制器連接；所述信號處理電路對所測車速信號進行處理，并將處理后的信號發送給控制器。

2.根據權利要求1所述的一種養護機械車速檢測及灑布量智能控制裝置，其特征在于，所述信號處理電路將接收到的車速信號轉換成對控制器有用的高電平24V、低電平0V的方波脈沖信號。

3.根據權利要求2所述的一種養護機械車速檢測及灑布量智能控制裝置，其特征在于，所述信號處理電路主要由電阻R101、電阻R102、電阻R103、電阻R104、三極管C、發光二極管D和光耦PC817，所述電阻R101的一端為信號輸入端，另一端與三極管C的基極連接；所述三極管C的集電極與電阻R102的一端、電阻R103的一端連接；所述三極管C的發射極接地；所述電阻R102的另一端與光耦PC817中三極管的集電極連接，并接24V電源；所述電阻R103的另一端接發光二極管D的正極；所述發光二極管D的負極接光耦PC817中二極管的正極；所述光耦PC817中二極管的負極接地；所述光耦PC817中三極管的發射極為信號輸出端，并通過電阻R104接地。

4.根據權利要求1、2或3所述的一種養護機械車速檢測及灑布量智能控制裝置，其特征在于，所述駕駛室操作電路與控制器之間通過CAN總線通訊，駕駛室操作電路包括操作開關按鈕和顯示器。

5.根據權利要求1、2或3所述的一種養護機械車速檢測及灑布量智能控制裝置，其特征在于，所述控制器內置有數據運算模塊，所述數據運算模塊根據讀取的瀝青泵廠家提供的參數擬合不同轉速時瀝青泵泵口壓力與流量S'的曲線圖，取不同離散點的流量S'，通過公式：S'/nq計算出這些離散點相對應的實際容積效率，式中：n為瀝青泵轉速，q為瀝青泵排量；然后由控制器運用數據擬合方法對容積效率計算公式η＝1-kp/qn+C進行求解，得出泄露系數k和修正系數C，式中：p為瀝青泵壓力；最終控制器存儲實際的瀝青泵容積效率曲線圖，并根據實際車速和實際的瀝青泵容積效率曲線圖調用數學公式n＝{(s÷ρ)×m×v}÷{q×η}對應的程序模塊，計算出理論瀝青泵的轉速，式中：s為瀝青灑布量、ρ為介質密度、v為車速、m為灑布寬度；將理論瀝青泵轉速與實際瀝青泵轉速進行PID調節，調節時控制器輸出PWM信號控制瀝青泵轉速。

6.一種養護機械車速檢測及灑布量智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：底盤車速傳感器或測速雷達將檢測的速度信號發送給信號處理電路，信號處理電路將接收到的速度信號處理成一個高電平24V、低電平0V的方波脈沖，并將處理后的信號發送給控制器；瀝青泵編碼器和壓力變送器分別測量瀝青泵的轉速n1和泵口壓力p，并將測量結果發送給控制器；駕駛室操作電路的操作按鈕開關和顯示器通過CAN總線與控制器通訊；

第二步：控制器根據接收到的實際車速v、實際瀝青泵轉速n1、瀝青泵泵口壓力p以及與顯示器通訊讀取顯示器設定的參數：瀝青灑布量s、介質密度ρ、瀝青泵排量q、PID調節系數計算實際灑布寬度m；

第三步：考慮到容積效率主要是由于內泄露造成的，可建立容積效率數學模型：

η＝f(n,p)＝s/qn＝(qn-s)/qn＝1-s/qn＝1-kp/qn，

其中，η為容積效率，s為實際瀝青泵流量，q為瀝青泵排量，n為瀝青泵轉速，p為瀝青泵泵口壓力，k為泄露系數；

當瀝青泵泵口壓力p為0時，容積效率計算值為1，但實際上容積效率不能達到1，故增加一個修正系數，即：

η＝1-kp/qn+C，

控制器調用內部數據運算模塊，根據瀝青泵的實際工作壓力和瀝青泵廠家提供的壓力和流量曲線圖，擬合出實際的瀝青泵容積效率曲線圖；

第四步：控制器根據實際車速v和實際的瀝青泵容積效率曲線圖，計算理論瀝青泵轉速n：

n＝{(s÷p)×m×v}÷{q×η}；其中，m為灑布寬度；

第五步：將理論瀝青泵轉速n與實際瀝青泵轉速n1進行PID調節，調節時控制器輸出PWM信號控制瀝青泵轉速。