[发明专利]基于旋挖钻机发动机扭矩感应的控制方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种基于旋挖钻机发动机扭矩感应的控制方法、装置和系统。

背景技术

随着国家提倡节能减排，工程机械系统功率匹配及节能技术研究，在工程机械行业逐渐开展。旋挖钻机作为工程机械中的能耗大户，对其功率匹配相关技术研究很重要。随着电子技术的发展，电喷式柴油发动机控制技术已相当成熟，利用发动机自身的传感技术，来作为工程机械整车控制的判断依据，是提高工程机械控制性能的重要途径，也成为发动机与液压系统匹配控制的有效手段。

如图1所示，目前旋挖钻机所采用发动机驱动主泵工作，其中采用电喷式发动机和采用带越权控制的恒功率变量泵，通过调节主泵上的电比例减压阀，可以改变主泵的功率上限。

目前发动机与主泵的匹配控制，多从系统压力与发动机转速感应控制着手，其属于极限功率控制的范畴。

压力控制：当主泵出口压力过大时，通过控制电比例减压阀，减小主泵功率上限，让主泵进入恒功率工作，这时泵功率不变，排量自动减小，以满足较高的压力需求，保证发动机工作稳定。

转速感应控制：在带载情况下，发动机实际转速会小于目标转速，当两者差值达到一个较大值时，为保护发动机，防止其冒黑烟、熄火，这时减小主泵功率上限，限制液压系统功率，让主泵进入恒功率工作。

然而，现有技术中存在以下缺陷：

不能准确判断发动机当前承载能力等工作状况，不易掌握控制时机，发动机与主泵匹配控制关系单一，不利于实现节能。

发明内容

本发明实施例提供一种基于旋挖钻机发动机扭矩感应的控制方法、装置和系统。通过利用发动机的扭矩百分比来调整主泵电比例减压阀的输入电流，进而对主泵实施功率控制，从而可有效实现节能，并使发动机工作平稳、防止过载。

根据本发明的一个方面，提供一种基于旋挖钻机发动机扭矩感应的控制方法，包括：

实时采集发动机在当前目标转速下的扭矩百分比，其中所述扭矩百分比为发动机输出扭矩占当前目标转速下发动机最大扭矩的百分比；

识别当前的工作模式；

判断所述扭矩百分比是否大于当前工作模式下的扭矩百分比门限；

若所述扭矩百分比大于当前工作模式下的扭矩百分比门限，则通过控制主泵电比例减压阀的输入电流值，以减小主泵的功率上限值。

在一个实施例中，实时采集发动机在当前目标转速下的扭矩百分比的步骤包括：

通过CAN总线与发动机电子控制单元进行通信，利用发动机J1939协议，实时采集发动机在当前目标转速下的扭矩百分比。

在一个实施例中，通过控制主泵电比例减压阀的输入电流值以减小主泵的功率上限值的步骤包括：

通过调节脉冲宽度调制输出信号的占空比，以便控制主泵电比例减压阀的输入电流值，从而减小主泵的功率上限值。

在一个实施例中，根据主泵电比例减压阀实时反馈的电流信息，判断主泵电比例减压阀的输入电流值是否在预定的电流值范围中；

若主泵电比例减压阀的输入电流值不在预定的电流值范围中，则通过调节脉冲宽度调制输出信号的占空比，以便使主泵电比例减压阀的输入电流值处于指定的电流值范围中。

在一个实施例中，工作模式为重载工作模式、中载工作模式或轻载工作模式。

根据本发明的另一方面，提供一种基于旋挖钻机发动机扭矩感应的控制器，包括第一采集单元、模式识别单元、扭矩判断单元和电流控制单元，其中：

第一采集单元，用于实时采集发动机在当前目标转速下的扭矩百分比，其中所述扭矩百分比为发动机输出扭矩占当前目标转速下发动机最大扭矩的百分比；

模式识别单元，用于识别当前的工作模式；

扭矩判断单元，用于判断所述扭矩百分比是否大于当前工作模式下的扭矩百分比门限；

电流控制单元，用于根据扭矩判断单元的判断结果，若所述扭矩百分比大于当前工作模式下的扭矩百分比门限，则通过控制主泵电比例减压阀的输入电流值，以减小主泵的功率上限值。

在一个实施例中，第一采集单元具体通过CAN总线与发动机电子控制单元进行通信，利用发动机J1939协议，实时采集发动机在当前目标转速下的扭矩百分比。

在一个实施例中，电流控制单元具体通过调节脉冲宽度调制输出信号的占空比，以便控制主泵电比例减压阀的输入电流值，从而减小主泵的功率上限值。

在一个实施例中，控制器还包括第二采集单元，其中：

第二采集单元，用于采集主泵电比例减压阀实时反馈的电流信息；