專利名稱：一種提高挖掘機效率的智能控制方法
技術領域：
本發明 涉及一種挖掘機控制方法，具體涉及一種能夠提高挖掘機效率的智能控 制方法，從而減少對燃油的消耗。
背景技術：
近年來，電子控制技術在液壓挖掘機節能技術上得到了廣泛的應用，主要圍繞挖掘 機各重要部件(例如變量泵、行走馬達、回轉馬達、發動機和各種控制閥)進行控制優 化。采用電子調速器替代機械調速器，解決發動機燃油噴射的合理性。圍繞液壓挖掘機 整機進行展開，實現液壓系統與負載、發動機與變量泵系統的最佳綜合控制，使發動機 的功率輸出更加合理，降低液壓挖掘機的燃油消耗。目前市場上使用的挖掘機，多數的控制方式都是根據檔位和工作模式確定發動 機轉速，在此檔位和工作模式下工作，控制器對發動機轉速不予調整。一般在每個檔位 上分為重負荷模式和燃油經濟模式兩種工作模式，分別對應該檔位下應對不同挖機動作 所需動力的需要，挖機手若要提高作業速度，則采取模式切換或調整檔位，這時也就提 高了整機的發動機轉速，滿足對應動作或工況的需求。挖掘機動作包含大臂提升、大臂下降、小臂提升、小臂下降、鏟斗挖掘、鏟 斗卸載、左右回轉、左右行走以及相互配合構成的復合動作，其中鏟斗挖掘、大臂提升 加回轉等復合動作要求泵的流量較高，如挖掘機在挖土裝車作業過程中，挖掘、提升回 轉、卸土、回位。然而，這一系列動作中，只有挖掘和提升回轉要求泵的流量較大，為 滿足這兩項動作就需要調整檔位或轉換工作模式，使整機的轉速提升，以獲得足夠的能 耗，而在這一系列動作中其他低油耗動作也被強制工作在這一高速模式下，偏離了低燃 油消耗區，引起能耗的浪費，即工作效率和燃油消耗存在背向關系。

發明內容
本發明目的是提供一種提高挖掘機效率的智能控制方法，通過采用該控制方 法，使工作轉速與動作需求更為匹配，在提高工作效率的同時減少油耗，整機燃油消耗 更為經濟性，合理化。為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種提高挖掘機效率的智能控制 方法，其步驟包括
⑴對應不同的挖掘機動作預存相應的轉速調整值于主控制器中； ⑵主控制器檢測先導壓力傳感器信號，判斷當前挖掘機運行的動作，在預存主控制 器內的動作中找出相應的動作，調用轉速調整值；
⑶主控制器檢測發動機基本轉速+轉速調整值，獲得挖掘機工作目標轉速； ⑷若工作目標轉速不等于發動機基本轉速，則主控制器通過馬達對發動機進行轉速 控制，發動機獲得對應工作目標轉速的轉速；否則，發動機基本轉速不變；(5)重復步驟⑵，直到作業完成。上述技術方案中，所述挖掘機動作包括單個動作和復合動作，單個動作如大臂 提升、大臂下降、小臂提升、小臂下降、鏟斗挖掘、鏟斗卸載、左右回轉、左右行走， 復合動作是挖掘機在完成一些作業時做出的連續動作，如挖土裝車作業過程中，挖掘、 提升回轉、卸土、回位這一系列的單個動作串成連續的復合動作；挖掘機不同的動作需 要的流量不同，尤其是在提升和回轉等動作時，需要液壓泵提供比一般動作更多的動力 源，因此本發明將這些需要大流量的動作以調整發動機轉速的方式來提高流量，當主控 制器在檢測到這些動作時，加上相應的轉速調整值(該值加上基本轉速便能滿足大流量 動作的需求)，當主控制器檢測到的為普通流量的動作時，則轉速調整值為零，即發動 機基本轉速保持不變，挖掘機工作目標轉速就等于發動機基本轉速。通過這種二次增速 的控制方式，分解復合動作中單個動作的高、低流量需求，在不改變當前檔位及工作模 式(即發動機基本轉速)的狀態下，完成整套復合動作，這樣不是整個作業過程都提高 發動機轉速，使發動機工作保持在經濟區，油耗得到控制，實現作業效率與燃油經濟性 得到最佳匹配。優選的技術方案為，所述步驟⑴中預存入主控制器中的挖掘機動作為，需要工 作在高轉速下的挖掘機動作，將每一動作分別編碼，每一編碼對應一所述轉速調整值， 所述步驟⑵中主控制器判斷當前挖掘機運行的動作，并查找是否有該動作對應編碼在預 存中，若存在則主控制器通過馬達對發動機進行轉速控制，發動機獲得發動機基本轉速+ 轉速調整值的工作目標轉速；否則，發動機基本轉速不變，主控制器進入下一次測檢先 導壓力傳感器信號。將需要大流量的動作一一編碼后存入主控制器中，當挖掘機檢測到 與編碼對應的動作在執行時，便調用對應該編碼下的轉速調整值，驅動馬達為發動機加 速，以二次增速來提高流量，滿足操作的需求。進一步的技術方案是，所述發動機基本轉速由主控制器檢測油門旋鈕信號，根 據所述油門旋鈕信號判斷當前檔位，同時所述主控制器檢測工作模式信號，獲得所述發 動機基本轉速。上述技術方案中，所述主控制器經CAN總線與顯示器連接，所述轉速調整值 通過轉速調整值修改界面修改。該修改過程為廠方測試過程，挖掘機在出廠前做好各種 動作及工況下的測試，修改界面方便工程師測試過程中對增速值的調整，待挖掘機出廠 后，該界面將被鎖住，用戶無法自行修改，以免出現整機運行出錯。上述技術方案中，還包 括一故障檢測步驟，所述主控制器在檢測發動機基本轉 速后，再進行挖掘機故障信號檢測，若測得故障信號，則進入故障保護處理，所述故障 保護處理可采用現有技術。由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點
1、本發明通過主控制器對挖掘機作業動作的檢測，當測得為需要大流量動作時，在 不改變當前檔位和工作模式的情況下，控制馬達為發動機提供二次增速，以滿足復合動 作中需要大功率動作的需求，因而使個挖掘機大部分時間工作在發動機的低油耗區，實 現工作效率與燃油經濟性的最佳匹配；
2、本發明對原有挖掘機內部結構未作改動，僅改變了主控制器的控制方法，收集多 個信號后做出增速或不變的控制方式，因而對挖掘機的制造成本影響不大，適用于現有的各類挖掘機上。


圖1是本發明實施例一中挖掘機控制結構示意框圖； 圖2是本發明實施例一中主控制器的控制流程圖3是本發明實施例一中修改轉速調整值方法的流程圖。其中1、主控制器；2、先導壓力傳感器；3、發動機轉速標定裝置；4、油門 旋鈕；5、顯示器；6、馬達；7、發動機；8、液壓主泵。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述
實施例一參見圖1 3所示，一種提高挖掘機效率的智能控制方法，其步驟包
括
⑴對應不同的挖掘機動作預存相應的轉速調整值于主控制器中； ⑵主控制器檢測先導壓力傳感器信號，判斷當前挖掘機運行的動作，在預存主控制 器內的動作中找出相應的動作，調用轉速調整值；
⑶主控制器檢測油門旋鈕信號，根據所述油門旋鈕信號判斷當前檔位，同時所述主 控制器檢測工作模式信號，獲得發動機基本轉速；
⑷檢測挖掘機故障信號，若測得故障信號，則進入故障保護處理；
(5)主控制器將發動機基本轉速+轉速調整值，獲得挖掘機工作目標轉速；
(6)若工作目標轉速不等于發動機基本轉速，則主控制器通過馬達對發動機進行轉速 控制，發動機獲得對應工作目標轉速的轉速；否則，發動機基本轉速不變；
⑵重復步驟⑵，直到作業完成。本實施例中，挖掘機的主控制電氣回路系統如圖1所示，主控制器1采集先導壓 力傳感器2的信號，油門旋鈕4的信號，檔位、工作模式信號，然后通過EC馬達6對發 動機7進行轉速控制。發動機7與液壓主泵8相連，給液壓主泵8提供動力源。主控制 器1通過CAN總線與顯示器5相連。發動機轉速標定裝置3可對每一檔發動機轉速進行 標定，給出檔位、工作模式信號。所述步驟⑴中預存入主控制器中的挖掘機動作為，需要工作在高轉速下的挖掘 機動作，如大臂提升、鏟斗挖掘等，將每一需要大流量的動作分別編碼，每一編碼對應 一所述轉速調整值，該轉速調整值即為完成這類大流量動作比普通動作(如大臂下降、 鏟斗卸載等)需要增加發動機轉速來滿足流量需求的部分；所述步驟⑵中主控制器判斷 當前挖掘機運行的動作，并查找是否有該動作對應編碼在預存中，若存在則主控制器通 過馬達對發動機進行轉速控制，發動機獲得發動機基本轉速+轉速調整值的工作目標轉 速；否則，發動機基本轉速不變(即工作目標轉速=發動機基本轉速+零)，主控制器進 入下一次測檢先導壓力傳感器信號。在本實施例中還包括一修改轉速調整值的方式，如圖3所示，可通過顯示器 CAN總線把二次增速轉速值傳送給控制器，此數值可通過顯示器中轉速調整值修改界面 完成。主控制器中帶有修改轉速調整值的程序，通過顯示器中的轉速調整值修改界面進行修改，在對挖掘機不同工況不同動作進行測試時，工程師在此界面下選擇需要提升 轉速動作編碼，如大臂提升+小臂收+鏟斗挖，動作編碼是1，用選擇鍵選定此動作編 碼，按使能鍵，跳出當前值，通過旋鈕對當前值進行修改，修改后按確認鍵，此信號通 過CAN總線傳送給主控制器,主控制器存入修改值后，在挖掘機出廠后，用戶在使用過 程中，遇到動作編碼1相同的操作時，主控制器便驅動馬達為發動機加速，加速值即為 轉速調整值，實現二次增速。
權利要求
1.一種提高挖掘機效率的智能控制方法，其步驟包括(1)對應不同的挖掘機動作預存相應的轉速調整值于主控制器中；(2)主控制器檢測先導壓力傳感器信號，判斷當前挖掘機運行的動作，在預存主控制 器內的動作中找出相應的動作，調用轉速調整值；⑶主控制器檢測發動機基本轉速+轉速調整值，獲得挖掘機工作目標轉速；⑷若工作目標轉速不等于發動機基本轉速，則主控制器通過馬達對發動機進行轉速 控制，發動機獲得對應工作目標轉速的轉速；否則，發動機基本轉速不變；(5)重復步驟⑵，直到作業完成。
2.根據權利要求1所述的提高挖掘機效率的智能控制方法，其特征在于所述步驟 ⑴中預存入主控制器中的挖掘機動作為，需要工作在高轉速下的挖掘機動作，將每一動 作分別編碼，每一編碼對應一所述轉速調整值，所述步驟⑵中主控制器判斷當前挖掘機 運行的動作，并查找是否有該動作對應編碼在預存中，若存在則主控制器通過馬達對發 動機進行轉速控制，發動機獲得發動機基本轉速+轉速調整值的工作目標轉速；否則， 發動機基本轉速不變，主控制器進入下一次測檢先導壓力傳感器信號。
3.根據權利要求1或2所述的提高挖掘機效率的智能控制方法，其特征在于所述發 動機基本轉速由主控制器檢測油門旋鈕信號，根據所述油門旋鈕信號判斷當前檔位，同 時所述主控制器檢測工作模式信號，獲得所述發動機基本轉速。
4.根據權利要求1或2所述的提高挖掘機效率的智能控制方法，其特征在于所述主 控制器經CAN總線與顯示器連接，所述轉速調整值通過轉速調整值修改界面修改。
5.根據權利要求1所述的提高挖掘機效率的智能控制方法，其特征在于還包括一 故障檢測步驟，所述主控制器在檢測發動機基本轉速后，再進行挖掘機故障信號檢測， 若測得故障信號，則進入故障保護處理。
全文摘要
本發明公開了一種提高挖掘機效率的智能控制方法，其步驟包括⑴對應不同的挖掘機動作預存相應的轉速調整值于主控制器中；⑵主控制器檢測先導壓力傳感器信號，判斷當前挖掘機運行的動作，在預存主控制器內的動作中找出相應的動作，調用轉速調整值；⑶主控制器檢測發動機基本轉速+轉速調整值，獲得挖掘機工作目標轉速；⑷若工作目標轉速不等于發動機基本轉速，則主控制器通過馬達對發動機進行轉速控制，發動機獲得對應工作目標轉速的轉速；否則，發動機基本轉速不變；⑸重復步驟⑵，直到作業完成。本發明通過對大流量動作作業時發動機的二次增速，使整個挖掘機大部分時間工作在低油耗區，實現作業效率與燃油經濟性的最佳匹配。
文檔編號E02F3/42GK102021926SQ20101055557
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者戴晴華, 石向星, 陳會君 申請人:三一重機有限公司