[發明專利]挖掘機油量顯示控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 201811644706.6
• 申請日: 2018-12-30
• 公開（公告）號: CN109594608B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 熊云飛;涂曉丹;楊晨
• 申請（專利權）人: 上海三一重機股份有限公司
• 主分類號: E02F9/26
• 分類號: E02F9/26;E02F9/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 畢翔宇

本發明涉及一種挖掘機油量顯示控制方法及控制系統。其中方法涉及控制器判斷當前待驗證的油位實際變化率與限制油位變化率的標準值關系，進而實現對實際油位顯示數值的正確數值的輸出和顯示；當判斷當前待驗證的油位實際變化率大于或是等于限制油位變化率的標準值時，控制器自動過濾掉當前待驗證的油位實際變化率的濾波信號中比限制變化率大于或相等的濾波信號部分，從而得到限制過濾后的濾波信號；此時控制器將限制過濾的濾波信號反映的油位變化率作為實際油位變化率的真實值；上述挖掘機油量顯示控制方法及控制系統，使油位變化平穩，實現了真實正確油位信息的顯示。

技術領域

本發明涉及挖掘機油量控制技術領域，特別涉及一種挖掘機油量顯示控制方法及控制系統。

背景技術

挖掘機駕駛員在操作挖掘機作業時，常常希望實時了解燃油箱中剩余油量多少，以此判斷挖掘機油耗情況以及決定挖掘機工作方法，如油門選擇、動作快慢等。因此，挖掘機設計人員在設計挖掘機過程中，在燃油箱里面裝有能夠測量燃油箱內剩余油量體積的裝置，即油位傳感器。

目前，市場上絕大部分挖掘機中的油位傳感器采用浮子式滑線電阻器結構，即機械傳感機構。駕駛員通過油位計的顯示，即可清楚燃油箱內剩余的燃油量。一般來說，駕駛員會通過上一次加油情況、實際操作挖掘機工作小時數或者最近一次熄火前油位表的位置來判斷燃油箱內的燃油量。然而在實際工作中，挖掘機駕駛員經常抱怨顯示器上的油位表顯示不準確，常出現時大時小情況，與自我感知的實際剩余燃油量不匹配。

針對這個問題，我們需要從油位系統的工作原理、挖掘機實際使用工況等方面進行分析。

挖掘機油位系統主要由兩個部分組成，包括硬件結構和軟件系統。從硬件結構上來說，油位傳感器一般通過機械結構固定在燃油箱內，油位傳感器上的浮子隨著燃油液面的變化而變化，浮子通過與其連接的浮動臂將液面高低變化轉變成浮動臂另一側的角度變化，浮動臂的另一側搭接在一滑動電阻器上。在不同角度上滑動變阻器上的接觸電阻不同，根據滑動變阻器不同阻值轉化成電壓大小，挖掘機中主控制器采集此電壓信號，經主控制器處理后，將電壓信號反映到顯示器中的油位表上，即顯示出燃油箱內的燃油量。

除硬件結構外，軟件控制算法在油位準確顯示中起到關鍵作用。一般地，挖掘機進行的作業工況復雜多樣，例如礦山開采，道路修建和建筑拆除等，其對挖掘機的動作及功能具有更高的要求。例如，挖掘機在進行挖掘、卸載作業時，挖掘機動臂、斗桿、鏟斗等構件的速度和負載不斷變化，帶來的是對挖掘機自身整體的沖擊，由于燃油箱固定在挖掘機車身上，必然會引起燃油箱內燃油上下前后波動。又如挖掘機突然回轉、急停時，油箱內燃油必會左右振蕩和液面傾斜。因此采集到的電壓信號存在波動，油位也就常常反映不出真實剩余油量情況。一般地，在軟件控制算法中引入滯后濾波算法來解決電壓波動問題，即采用一階濾波方式。其具體算法如下，主控制器采用一定頻率進行采樣，判斷當前采樣值Vd是否大于新值Vn，如果Vd＝Vn的話，濾波系數a＝0，那么燃油的目標值Vt＝Vn，燃油指針保持不變。如果Vd＜Vn或Vd＞Vn，然后判斷第二次是否一致，如果是，則表明變化方向一致，則f＝f+1，即提高采樣新值的權重系數，如果不是，f歸零。則目標值Vt＝Vd+(Vn－Vd)×a/f，這樣，通過設定合理的濾波常數f，就可消除突變信號的影響，也就能夠避免干擾和波動。

存在的技術問題：

由于濾波算法中存在滯后性，其響應特性有延遲。當挖掘機啟動時，油位計先于控制器完成啟動，此時，控制器發送到總線上的油量信號默認為0％，及顯示器上油位表顯示為0。當控制器完成啟動，主控制器開始采集油位傳感器的信號，此時濾波算法運行，經過不斷地迭代才會顯示油位的真實值。因此，該過程會花費一定的時間，不能及時顯示油位的正確值，給駕駛員帶來一定的錯覺和困擾，有時也存在著安全隱患。

發明內容

本發明的目的在于提供一種挖掘機油量顯示控制方法及控制系統，以解決現有技術中挖掘機油量顯示不準確的技術問題。

本發明提供了一種挖掘機油量顯示控制方法，包括如下操作步驟：