[發(fā)明專利]一種挖掘機(jī)環(huán)境自適應(yīng)控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110037790.0
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112854354B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王振興;李志鵬;夏友斌;石立京;鄭楊;劉凱;王鵬;徐明亮;汪允顯;文俊
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州徐工礦業(yè)機(jī)械有限公司
• 主分類號: E02F9/00
• 分類號: E02F9/00;E02F9/22
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 申紀(jì)文

本發(fā)明公開了一種挖掘機(jī)環(huán)境自適應(yīng)控制系統(tǒng)及控制方法，可以根據(jù)大氣壓力等環(huán)境參數(shù)，既調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)功率匹配，也調(diào)整系統(tǒng)動(dòng)態(tài)功率匹配，使發(fā)動(dòng)機(jī)可以更好的適應(yīng)負(fù)載變化。該控制系統(tǒng)包括挖掘機(jī)主控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、信息采集單元和控制單元，信息采集單元包括大氣壓力傳感器、液壓油溫傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫傳感器、環(huán)境溫度傳感器和空調(diào)制冷狀態(tài)檢測單元，控制單元包括液壓油散熱泵控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水散熱泵控制單元、空調(diào)冷凝器散熱泵控制單元、液壓油直回油箱控制單元、主泵I控制單元和主泵II控制單元，信息采集單元與挖掘機(jī)控制器的輸入端口連接，控制單元與挖掘機(jī)主控制器的輸出端口連接，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器與挖掘機(jī)控制器連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液壓挖掘機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種挖掘機(jī)環(huán)境自適應(yīng)控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

液壓挖掘機(jī)工作的地理范圍和溫度范圍廣泛，經(jīng)常會(huì)在高海拔、高溫、高寒地帶工作，要求挖掘機(jī)有必要的環(huán)境適應(yīng)性。高原環(huán)境下，發(fā)動(dòng)機(jī)不僅是功率降低，響應(yīng)性也一并降低；而環(huán)境溫度是通過影響挖掘機(jī)的散熱能力間接影響散熱功率，在面對極端溫度時(shí)，需要調(diào)整最大(最小)散熱能力并配合恰當(dāng)?shù)纳岵呗砸赃_(dá)到較好的散熱效果，同時(shí)需要功率匹配策略的配合以充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。因此，挖掘機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性是一個(gè)整體，除了要考慮靜態(tài)功率匹配，也要考慮動(dòng)態(tài)功率匹配；除了考慮各個(gè)系統(tǒng)的功率分配，也要考慮整個(gè)系統(tǒng)的功率匹配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種挖掘機(jī)環(huán)境自適應(yīng)控制系統(tǒng)及控制方法，利用傳感器、控制器、執(zhí)行元件，自動(dòng)感知環(huán)境狀態(tài)變化，自動(dòng)匹配挖掘機(jī)參數(shù)，解決挖掘機(jī)動(dòng)態(tài)功率不匹配以及全局功率不匹配問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明的提供了一種挖掘機(jī)環(huán)境自適應(yīng)控制系統(tǒng)，包括挖掘機(jī)主控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、信息采集單元和控制單元，其中所述信息采集單元包括大氣壓力傳感器、液壓油溫傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫傳感器、環(huán)境溫度傳感器和空調(diào)制冷狀態(tài)檢測單元，所述控制單元包括液壓油散熱泵控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水散熱泵控制單元、空調(diào)冷凝器散熱泵控制單元、液壓油直回油箱控制單元、主泵I控制單元和主泵II控制單元；所述信息采集單元與所述挖掘機(jī)控制器的輸入端口連接，所述控制單元與所述挖掘機(jī)主控制器的輸出端口連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器通過CAN總線與所述挖掘機(jī)控制器連接。

進(jìn)一步地，所述液壓油回油直回油箱控制單元包括第一回油單向閥、第二回油單向閥、油箱、液壓油散熱器、電磁換向液壓閥；其中，所述第一回油單向閥、所述第二回油單向閥的入口均接挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)總回油油路，所述第二回油單向閥的出口接所述油箱，所述第一回油單向閥的出口接所述液壓油散熱器的入口和所述電磁換向液壓閥的入口，所述液壓油散熱器的出口和所述電磁換向液壓閥的出口接所述油箱。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種挖掘機(jī)環(huán)境自適應(yīng)控制方法，包括以下步驟：(1)挖掘機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器傳輸當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入挖掘機(jī)控制器，挖掘機(jī)主控制器根據(jù)預(yù)先輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、大氣壓力與功率的關(guān)系，計(jì)算出當(dāng)前轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出能力P₀；根據(jù)液壓油溫、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫，分別計(jì)算液壓油散熱泵需求功率P₁，冷卻水散熱泵需求功率P₂；根據(jù)空調(diào)制冷狀態(tài)檢測單元判斷空調(diào)是否處在制冷狀態(tài)，如果在制冷狀態(tài)并且環(huán)境溫度大于設(shè)定值T₃，則根據(jù)環(huán)境溫度計(jì)算空調(diào)冷凝器散熱泵所需功率P₃；

(2)根據(jù)以上計(jì)算的功率，進(jìn)行靜態(tài)功率匹配，主泵I和主泵II可用發(fā)動(dòng)機(jī)功率為：P＝P₀-P₁-P₂-P₃。

進(jìn)一步地，如果空調(diào)制冷狀態(tài)檢測單元判斷空調(diào)不在制冷狀態(tài)或者環(huán)境溫度小于設(shè)定值T₃，則空調(diào)冷凝器散熱泵所需功率P₃為零。

進(jìn)一步地，如果環(huán)境溫度小于T₄，系統(tǒng)液壓油不經(jīng)過散熱直接回油箱。