專利名稱：挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
大型液壓挖掘機(jī)是重要的工程機(jī)械，具有挖掘カ大、生產(chǎn)效率高、環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于大型液壓挖掘機(jī)作業(yè)エ況復(fù)雜、作業(yè)過程中負(fù)荷變化頻繁、變化范圍大而存在著不少環(huán)節(jié)的能量損失。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中，挖掘機(jī)掛擋后，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速將直接升至該檔位的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，當(dāng)連接負(fù)載后，才在該目標(biāo)轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上自由掉速。這樣操作產(chǎn)生的問題是，若挖掘機(jī)掛擋后有一段時(shí)間沒用工作負(fù)載，將因發(fā)動機(jī)的高速轉(zhuǎn)動耗費(fèi)過多燃油，進(jìn)而引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱，工作性能惡化等問題。節(jié)能控制已經(jīng)成為大型液壓挖掘機(jī)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一；并且，該需求也成為提高市場競爭力的迫切要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)及方法，以實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)在升速過程中的節(jié)能控制。第一方面，本發(fā)明挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)包括先導(dǎo)壓カ傳感器、控制器和油門操縱機(jī)構(gòu)。先導(dǎo)壓カ傳感器用于檢測挖掘機(jī)各個(gè)動作的先導(dǎo)壓カ信號；控制器與挖掘機(jī)的油門旋鈕和所述先導(dǎo)壓カ傳感器相連接；油門操縱機(jī)構(gòu)與所述控制器相連接；其中，所述控制器用于根據(jù)油門旋鈕傳遞的工作檔位和所述先導(dǎo)壓カ傳感器檢測的負(fù)載情況，按不同級別通過油門操縱機(jī)構(gòu)控制油門的開合度。進(jìn)ー步地，上述挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)中，所述控制器進(jìn)ー步包括檔位檢測端ロ、先導(dǎo)壓カ檢測端口和處理器。檔位檢測端ロ用于接收所述油門旋鈕獲取的挖掘機(jī)工作檔位；先導(dǎo)壓カ檢測端ロ用于接收所述先導(dǎo)壓カ傳感器檢測的先導(dǎo)壓カ信號；處理器用于在獲取挖掘機(jī)工作檔位時(shí)發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號，并在進(jìn)一步檢測到先導(dǎo)壓カ信號時(shí)發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號；其中，所述空載轉(zhuǎn)速控制信號、目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號用于驅(qū)動所述油門操縱機(jī)構(gòu)控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速處于空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間。進(jìn)ー步地，上述挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)還包括油門開度傳感器，其信號輸入端與所述油門操縱機(jī)構(gòu)相連接，信號輸出端與所述控制器的輸入端相連接，用于將油門開合度反饋至所述控制器。進(jìn)ー步地，上述挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)還包括比例電磁閥和轉(zhuǎn)速傳感器；其中，所述轉(zhuǎn)速傳感器連接于所述發(fā)動機(jī)和控制器之間，用于測量發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)速信息傳遞至所述控制器；所述比例電磁閥的輸入端與所述控制器相連接，輸出端通過發(fā)動機(jī)的主液壓泵與發(fā)動機(jī)相連接；用于在所述控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器傳遞的轉(zhuǎn)速信息所確定的電流信號輸出壓力信號，該壓カ信號用于控制主液壓泵的實(shí)時(shí)功率不超過發(fā)動機(jī)的實(shí)時(shí)功、率。進(jìn)ー步地，上述挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)中，所述空載轉(zhuǎn)速和所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速根據(jù)所述發(fā)動機(jī)的功率曲線、主液壓泵的功率曲線、以及實(shí)際工作中的測試結(jié)果確定。本發(fā)明通過將控制器與挖掘機(jī)的油門旋鈕和先導(dǎo)壓カ傳感器相連接，可以測得油門旋鈕給出的檔位信號或先導(dǎo)壓カ傳感器傳遞的壓カ信號；并且，控制器根據(jù)油門旋鈕傳遞的工作檔位和先導(dǎo)壓カ傳感器檢測的負(fù)載情況，按不同級別通過油門操縱機(jī)構(gòu)控制油門的開合度，進(jìn)而使發(fā)動機(jī)在有先導(dǎo)壓カ和沒有先導(dǎo)壓カ的情況下，按照不同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。通過這種方式，本發(fā)明的節(jié)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)在升速過程中的節(jié)能控制，避免了發(fā)動機(jī)功率損失，使發(fā)動機(jī)和主泵運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。并且，不用增加輔助設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)大型挖掘機(jī)效率提升和油耗降低。第二方面，本發(fā)明還公開了ー種挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法，該方法根據(jù)油門旋鈕傳遞的工作檔位和先導(dǎo)壓カ傳感器檢測的負(fù)載情況，發(fā)出不同級別的轉(zhuǎn)速控制信號，所述 轉(zhuǎn)速控制信號用于驅(qū)動油門操縱機(jī)構(gòu)控制油門的開合度，以使發(fā)動機(jī)在不同級別的轉(zhuǎn)速下 運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)ー步地，上述挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法中，所述方法進(jìn)ー步為在采集到挖掘機(jī)的工作檔位后，發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號，以控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升至空載轉(zhuǎn)速；在發(fā)動機(jī)處于空載轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下，若進(jìn)ー步檢測到先導(dǎo)壓カ信號，則發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號，控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機(jī)在負(fù)載的作用下，發(fā)動機(jī)自所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速掉速。進(jìn)ー步地，上述挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法中，在沒有采集到挖機(jī)的工作檔位時(shí)，發(fā)動機(jī)處于自動怠速控制狀態(tài)。進(jìn)ー步地，上述挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法中，在發(fā)動機(jī)處于空載轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下，若沒有檢測到先導(dǎo)壓カ信號，則使發(fā)動機(jī)保持空載轉(zhuǎn)速。進(jìn)ー步地，上述挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法中，所述空載轉(zhuǎn)速和所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速根據(jù)挖掘機(jī)發(fā)動機(jī)功率曲線、主液壓泵的功率曲線、以及實(shí)際工作中的測試結(jié)果確定。本發(fā)明根據(jù)油門旋鈕傳遞的工作檔位和先導(dǎo)壓カ傳感器檢測的負(fù)載情況，發(fā)出不同級別的轉(zhuǎn)速控制信號，所述轉(zhuǎn)速控制信號用于驅(qū)動油門操縱機(jī)構(gòu)控制油門的開合度，以使發(fā)動機(jī)在不同級別的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，本發(fā)明的節(jié)能方法實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)在升速過程中的節(jié)能控制，避免了發(fā)動機(jī)功率損失，使發(fā)動機(jī)和主泵運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。并且，不用増加輔助設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)大型挖掘機(jī)效率提升和油耗降低。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)ー步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為本發(fā)明挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)第一實(shí)施例的信號控制示意圖；圖3為本發(fā)明挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)第二實(shí)施例的信號控制示意圖；圖5為本發(fā)明挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法優(yōu)選實(shí)施例的步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)第一實(shí)施例參照圖I和圖2。本實(shí)施例挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)包括先導(dǎo)壓カ傳感器500、控制器100和油門操縱機(jī)構(gòu)200。其中，先導(dǎo)壓カ傳感器500用于檢測挖掘機(jī)各個(gè)動作的先導(dǎo)壓カ信號；控制器100與挖掘機(jī)的油門旋鈕600和先導(dǎo)壓カ傳感器500相連接；用于僅在通過油門旋鈕600獲取挖掘機(jī)工作檔位的情況下，發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號；并且，在獲取工作檔位后，若進(jìn)ー步檢 測到先導(dǎo)壓カ信號，則發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號；油門操縱機(jī)構(gòu)200與控制器100相連接，用于依據(jù)空載轉(zhuǎn)速控制信號或目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號控制油門的開合度，以控制發(fā)動機(jī)300的轉(zhuǎn)速處于空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間。其中，空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速根據(jù)所述發(fā)動機(jī)300的功率曲線、發(fā)動機(jī)300主液壓泵800的功率曲線，以及，實(shí)際工作中的測試結(jié)果確定。并且，根據(jù)功率曲線及測試結(jié)果確定空載轉(zhuǎn)速及目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方法，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員時(shí)習(xí)知的，在此不再做過多說明。優(yōu)選地ー種方式是，節(jié)能系統(tǒng)還可以設(shè)置ー個(gè)油門開度傳感器400，其信號輸入端與油門操縱機(jī)構(gòu)200相連接，其信號輸出端與控制器100的輸入端相連接，用于將油門開合度反饋至控制器100。并且，控制器100還可以連接ー個(gè)顯示屏，以方便檔位信號、先導(dǎo)壓カ信號、轉(zhuǎn)速信號的觀察。本實(shí)施例通過將控制器與挖掘機(jī)的油門旋鈕和先導(dǎo)壓カ傳感器相連接，可以測得油門旋鈕給出的檔位信號或先導(dǎo)壓カ傳感器傳遞的壓カ信號；并且，在僅僅檢測到挖掘機(jī)工作檔位的情況下，發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號；在獲取工作檔位后，若進(jìn)ー步檢測到先導(dǎo)壓カ信號，則發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號。而后，壓カ油門操縱機(jī)構(gòu)根據(jù)不同的控制信號，控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種設(shè)計(jì)的好處在于在挖掘機(jī)雖然掛擋，但實(shí)際并沒有負(fù)載的情況下，挖掘機(jī)以較低的空載轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而一旦檢測到先導(dǎo)壓カ后，則控制發(fā)動機(jī)從空載轉(zhuǎn)速上升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，而后，發(fā)動機(jī)再以目標(biāo)轉(zhuǎn)速為起點(diǎn)，自由掉速。也就說，挖掘機(jī)發(fā)動機(jī)的升速分為兩步走第一歩，先將其升速至ー個(gè)較小的轉(zhuǎn)速；第二步，若有負(fù)載，則從較小的轉(zhuǎn)速升至ー個(gè)較高的轉(zhuǎn)速。顯而易見，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的挖掘機(jī)ー掛擋，就將轉(zhuǎn)速升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方案而言，本實(shí)施例可以避免挖掘機(jī)無動作時(shí)發(fā)動機(jī)運(yùn)行在高速狀態(tài)消耗過多燃油，即，第一歩和第二步之間過多消耗的燃油。綜上所述，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)在升速過程中的節(jié)能控制，避免發(fā)動機(jī)功率損失，使發(fā)動機(jī)和主泵運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。并且，不用增加輔助設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)大型挖掘機(jī)效率提升和油耗降低。此外，需要說明的是，本實(shí)施例中，挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)速定在兩個(gè)狀態(tài)，即空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速，事實(shí)上，若有需要，可以進(jìn)一歩細(xì)化挖掘的轉(zhuǎn)速級別。本申請?jiān)诖瞬蛔鱿薅?。挖掘機(jī)升諫控制節(jié)能系統(tǒng)第二實(shí)施例參照圖3和圖4。
本實(shí)施例挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)包括先導(dǎo)壓カ傳感器500、控制器100、油門操縱機(jī)構(gòu)200、油門開度傳感器400、比例電磁閥700和轉(zhuǎn)速傳感器900。其中，先導(dǎo)壓カ傳感器500用于檢測挖掘機(jī)各個(gè)動作的先導(dǎo)壓カ信號；控制器100與挖掘機(jī)的油門旋鈕600和先導(dǎo)壓カ傳感器500相連接；用于僅在通過油門旋鈕600獲取挖掘機(jī)工作檔位的情況下，發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號；并且，在獲取工作檔位后，若進(jìn)ー步檢測到先導(dǎo)壓カ信號，則發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號；油門操縱機(jī)構(gòu)200與控制器100相連接，用于依據(jù)空載轉(zhuǎn)速控制信號或目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號控制油門的開合度，以控制發(fā)動機(jī)300的轉(zhuǎn)速處于空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間。具體而言，控制器100進(jìn)ー步包括檔位檢測端ロ、先導(dǎo)壓カ檢測端口和處理器。其中，檔位檢測端ロ用于接收油門旋鈕600獲取的挖掘機(jī)工作檔位；先導(dǎo)壓カ檢測端ロ用于接收先導(dǎo)壓カ傳感器500檢測的先導(dǎo)壓カ信號；處理器用于在獲取挖掘機(jī)工作檔位時(shí)發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號，并在進(jìn)一步檢測到先導(dǎo)壓カ信號時(shí)發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號；其中，空載轉(zhuǎn)速控制信號、目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號用于驅(qū)動油門操縱機(jī)構(gòu)200控制發(fā)動機(jī)300的轉(zhuǎn)速處于空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間。 具體實(shí)施時(shí)，控制器100可以選用一般的工程機(jī)械控制器，可以采用專用編程程序；各液壓先導(dǎo)回路事先安裝先導(dǎo)壓カ傳感器500，控制器100檢測油門旋鈕600的檔位信號和先導(dǎo)壓カ信號進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制；控制器輸出直接驅(qū)動油門機(jī)構(gòu)，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間切換。 同第一實(shí)施例，空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速根據(jù)發(fā)動機(jī)300的功率曲線、主液壓泵800的功率曲線，以及，實(shí)際工作中的測試結(jié)果確定。并且，根據(jù)功率曲線及測試結(jié)果確定空載轉(zhuǎn)速及目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方法，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員時(shí)習(xí)知的，在此不再做過多說明。油門開度傳感器400的信號輸入端與油門操縱機(jī)構(gòu)200相連接，油門開度傳感器400的信號輸出端與控制器100的輸入端相連接，用于將油門開合度反饋至控制器100。并且，控制器100還可以連接ー個(gè)顯示屏，以方便檔位信號、先導(dǎo)壓カ信號、轉(zhuǎn)速信號的觀察。轉(zhuǎn)速傳感器900連接于發(fā)動機(jī)300和控制器100之間，用于測量發(fā)動機(jī)300的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)速信息傳遞至控制器100。比例電磁閥700的輸入端與控制器100相連接，輸出端通過主液壓泵800與發(fā)動機(jī)300相連接；用于在控制器100根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器900傳遞的轉(zhuǎn)速信息所確定的電流信號輸出壓力信號，該壓カ信號用于控制主液壓泵800的實(shí)時(shí)功率不超過發(fā)動機(jī)300的實(shí)時(shí)功率。本實(shí)施例通過將控制器與挖掘機(jī)的油門旋鈕和先導(dǎo)壓カ傳感器相連接，可以測得油門旋鈕給出的檔位信號或先導(dǎo)壓カ傳感器傳遞的壓カ信號；并且，在僅僅檢測到挖掘機(jī)工作檔位的情況下，發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號；在獲取工作檔位后，若進(jìn)ー步檢測到先導(dǎo)壓カ信號，則發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號。而后，壓カ油門操縱機(jī)構(gòu)根據(jù)不同的控制信號，控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。如上ー實(shí)施例所說明，這種設(shè)計(jì)的好處在于在挖掘機(jī)雖然掛擋，但實(shí)際并沒有負(fù)載的情況下，挖掘機(jī)以較低的空載轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而一旦檢測到先導(dǎo)壓カ后，則控制發(fā)動機(jī)從空載轉(zhuǎn)速上升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，而后，發(fā)動機(jī)再以目標(biāo)轉(zhuǎn)速為起點(diǎn)，自由掉速。也就說，挖掘機(jī)發(fā)動機(jī)的升速分為兩步走第一歩，先將其升速至一個(gè)較小的轉(zhuǎn)速；第二歩，若有負(fù)載，則從較小的轉(zhuǎn)速升至ー個(gè)較高的轉(zhuǎn)速。顯而易見，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的挖掘機(jī)ー掛擋，就將轉(zhuǎn)速升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方案而言，本實(shí)施例可以避免挖掘機(jī)無動作時(shí)發(fā)動機(jī)運(yùn)行在高速狀態(tài)消耗過多燃油，即，第一歩和第二步之間過多消耗的燃油。因此，本實(shí)施例挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)在升速過程中的節(jié)能控制，進(jìn)而在一定程度克服發(fā)動機(jī)的油耗多，液壓系統(tǒng)發(fā)熱和工作性能惡化等問題。并且，相對于第一實(shí)施例，本實(shí)施例増加了比例電磁閥700和轉(zhuǎn)速傳感器900。其作用是第一、最為重要的，通過發(fā)動機(jī)功率和主液壓泵功率的匹配，進(jìn)ー步優(yōu)化發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速-比例電磁閥電流匹配關(guān)系，通過這種方式，可以進(jìn)ー步提升工作效率，降低工作油耗；第二、除了上面所提到的技術(shù)效果外，本實(shí)施例還具有防止發(fā)動機(jī)熄火的功能，這是因?yàn)楫?dāng)挖掘機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速從空載轉(zhuǎn)速升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速后，挖掘機(jī)因添加工作負(fù)載的緣故，油門開度雖然不變，但發(fā)動機(jī)會以目標(biāo)轉(zhuǎn)速為掉速起點(diǎn)，開始掉速。但事實(shí)上是，發(fā)動機(jī)不能無限的掉速，因?yàn)?，?dāng)發(fā)動機(jī)的速度降低的過低時(shí)，發(fā)動機(jī)的功率會慢慢降低，當(dāng)發(fā)動 機(jī)的功率低于主液壓泵的輸出功率時(shí)，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)熄火。因此，為了避免這個(gè)問題的出現(xiàn)，本實(shí)施例中通過轉(zhuǎn)速傳感器900實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋至控制器100，控制器100根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器900傳遞的轉(zhuǎn)速信息所確定的電流信號輸出壓力信號，該壓カ信號用于控制主液壓泵800的實(shí)時(shí)功率不超過發(fā)動機(jī)300的實(shí)時(shí)功率。因此，通過這種方式有效的保護(hù)了挖掘機(jī)的發(fā)動機(jī)。此外，使用電噴發(fā)動機(jī)的挖掘機(jī)，因發(fā)動機(jī)為高壓共軌方式供油，發(fā)動機(jī)控制器根據(jù)負(fù)載特性及扭矩變化，直接調(diào)節(jié)噴油嘴的噴射量，調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出的方式可以替代上述技術(shù)方案。此外，需要說明的是，本實(shí)施例中，挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)速定在兩個(gè)狀態(tài)，即空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速，事實(shí)上，若有需要，可以進(jìn)一歩細(xì)化挖掘的轉(zhuǎn)速級別。本申請?jiān)诖瞬蛔鱿薅āＭ诰驒C(jī)升速控制節(jié)能方法優(yōu)選實(shí)施例本實(shí)施例挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法為，在采集到挖掘機(jī)的工作檔位后，發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號，以控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升至空載轉(zhuǎn)速；在發(fā)動機(jī)處于空載轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下，若進(jìn)一步檢測到先導(dǎo)壓カ信號，則發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號，控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機(jī)在負(fù)載的作用下，發(fā)動機(jī)自所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速掉速。參照圖5，具體來說，包括如下步驟步驟S501，判斷挖掘機(jī)是否采集到掛擋信息？若否，則執(zhí)行步驟S502A，使挖掘機(jī)進(jìn)入自動怠速控制；若是，則執(zhí)行S502B，將油門拉至對應(yīng)檔位的空載轉(zhuǎn)速位置；S503B，判斷是否檢測到先導(dǎo)壓カ信號？若否，則保持當(dāng)前檔位油門位置；若是，則，執(zhí)行S504B,通過油門機(jī)構(gòu)調(diào)整發(fā)動機(jī)到預(yù)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；S505B，在目標(biāo)轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和主泵功率的PID調(diào)節(jié)。需要說明的是，空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速可以根據(jù)所述發(fā)動機(jī)的功率曲線、主液壓泵的功率曲線，以及，實(shí)際工作中的測試結(jié)果確定。并且，根據(jù)功率曲線及測試結(jié)果確定空載轉(zhuǎn)速及目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方法，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員時(shí)習(xí)知的，在此不再做過多說明。本實(shí)施例在挖掘機(jī)雖然掛擋，但實(shí)際并沒有負(fù)載的情況下，挖掘機(jī)以較低的空載轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而一旦檢測到先導(dǎo)壓カ后，則控制發(fā)動機(jī)從空載轉(zhuǎn)速上升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，而后，發(fā)動機(jī)再以目標(biāo)轉(zhuǎn)速為起點(diǎn)，自由掉速。也就說，挖掘機(jī)發(fā)動機(jī)的升速分為兩步走第一歩，先將其升速至ー個(gè)較小的轉(zhuǎn)速；第二步，若有負(fù)載，則從較小的轉(zhuǎn)速升至ー個(gè)較高的轉(zhuǎn)速。顯而易見，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的挖掘機(jī)ー掛擋，就將轉(zhuǎn)速升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方案而言，顯而易見，本發(fā)明可以避免挖掘機(jī)無動作時(shí)發(fā)動機(jī)運(yùn)行在高速狀態(tài)消耗過多燃油，即，第一歩和第ニ步之間過多消耗的燃油。綜上所述，本發(fā)明的節(jié)能方法實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)在升速過程中的節(jié)能控制，避免了發(fā)動機(jī)功率損失，使發(fā)動機(jī)和主泵運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。并且，不用增加輔助設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)大 型挖掘機(jī)效率提升和油耗降低。此外，需要說明的是，本實(shí)施例中，挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)速定在兩個(gè)狀態(tài)，即空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速，事實(shí)上，若有需要，可以進(jìn)一歩細(xì)化挖掘的轉(zhuǎn)速級別。本申請?jiān)诖瞬蛔鱿薅?。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，包括 先導(dǎo)壓カ傳感器(500)，用于檢測挖掘機(jī)各個(gè)動作的先導(dǎo)壓カ信號； 控制器(100)，與挖掘機(jī)的油門旋鈕(600) 和所述先導(dǎo)壓カ傳感器(500)相連接； 油門操縱機(jī)構(gòu)(200)，與所述控制器(100)相連接； 其中，所述控制器(100)用于根據(jù)油門旋鈕(600)傳遞的工作檔位和所述先導(dǎo)壓カ傳感器(500)檢測的負(fù)載情況，按不同級別通過油門操縱機(jī)構(gòu)(200)控制油門的開合度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(100)進(jìn)ー步包括 檔位檢測端ロ，用于接收所述油門旋鈕(600)獲取的挖掘機(jī)工作檔位； 先導(dǎo)壓カ檢測端ロ，用于接收所述先導(dǎo)壓カ傳感器(500)檢測的先導(dǎo)壓カ信號； 處理器，用于在獲取挖掘機(jī)工作檔位時(shí)發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號，并在進(jìn)一步檢測到先導(dǎo)壓カ信號時(shí)發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號； 其中，所述空載轉(zhuǎn)速控制信號、目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號用于驅(qū)動所述油門操縱機(jī)構(gòu)(200 )控制發(fā)動機(jī)(300)的轉(zhuǎn)速處于空載轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，還包括 油門開度傳感器(400),其信號輸入端與所述油門操縱機(jī)構(gòu)(200)相連接,信號輸出端與所述控制器(100)的輸入端相連接，用于將油門開合度反饋至所述控制器(100)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，還包括 比例電磁閥(700)和轉(zhuǎn)速傳感器(900);其中 所述轉(zhuǎn)速傳感器(900 )連接于所述發(fā)動機(jī)(300 )和控制器(100 )之間，用于測量發(fā)動機(jī)(300)的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)速信息傳遞至所述控制器(100)； 所述比例電磁閥(700)的輸入端與所述控制器(100)相連接，輸出端通過發(fā)動機(jī)(300)的主液壓泵(800 )與發(fā)動機(jī)(300 )相連接；用于在所述控制器(100 )根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器(900 )傳遞的轉(zhuǎn)速信息所確定的電流信號輸出壓力信號，該壓カ信號用于控制主液壓泵(800)的實(shí)時(shí)功率不超過發(fā)動機(jī)(300)的實(shí)時(shí)功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)，其特征在干， 所述空載轉(zhuǎn)速和所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速根據(jù)所述發(fā)動機(jī)(300)的功率曲線、主液壓泵(800)的功率曲線、以及實(shí)際工作中的測試結(jié)果確定。
6.一種挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法，其特征在于， 根據(jù)油門旋鈕傳遞的工作檔位和先導(dǎo)壓カ傳感器檢測的負(fù)載情況，發(fā)出不同級別的轉(zhuǎn)速控制信號，所述轉(zhuǎn)速控制信號用于驅(qū)動油門操縱機(jī)構(gòu)控制油門的開合度，以使發(fā)動機(jī)在不同級別的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法，其特征在于，所述方法進(jìn)ー步為 在采集到挖掘機(jī)的工作檔位后，發(fā)出空載轉(zhuǎn)速控制信號，以控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升至空載轉(zhuǎn)速； 在發(fā)動機(jī)處于空載轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下，若進(jìn)ー步檢測到先導(dǎo)壓カ信號，則發(fā)出目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制信號，控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機(jī)在負(fù)載的作用下，發(fā)動機(jī)自所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速掉速。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法，其特征在干，在沒有采集到挖掘機(jī)的工作檔位吋，發(fā)動機(jī)處于自動怠速控制狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的挖掘機(jī)升速控制節(jié)能方法，其特征在干， 在發(fā)動機(jī)處于空載轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下，若沒有檢測到先導(dǎo)壓カ信號，則使發(fā)動機(jī)保持空載轉(zhuǎn)速。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的挖掘機(jī)升速 控制節(jié)能方法，其特征在干， 所述空載轉(zhuǎn)速和所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速根據(jù)挖掘機(jī)發(fā)動機(jī)功率曲線、主液壓泵的功率曲線、以及實(shí)際工作中的測試結(jié)果確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)及方法。挖掘機(jī)升速控制節(jié)能系統(tǒng)包括先導(dǎo)壓力傳感器、控制器和油門操縱機(jī)構(gòu)。先導(dǎo)壓力傳感器用于檢測挖掘機(jī)各個(gè)動作的先導(dǎo)壓力信號；控制器與挖掘機(jī)的油門旋鈕和所述先導(dǎo)壓力傳感器相連接；油門操縱機(jī)構(gòu)與所述控制器相連接；其中，所述控制器用于根據(jù)油門旋鈕傳遞的工作檔位和所述先導(dǎo)壓力傳感器檢測的負(fù)載情況，按不同級別通過油門操縱機(jī)構(gòu)控制油門的開合度。本發(fā)明避免發(fā)動機(jī)功率損失，使發(fā)動機(jī)和主泵運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。并且，不用增加輔助設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)大型挖掘機(jī)效率提升和油耗降低。
文檔編號E02F9/20GK102733441SQ20121020115
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者吳高豐, 尹滿義, 黃玉松 申請人:三一重機(jī)有限公司