[发明专利]一种挖掘机节能控制方法

说明书

本发明公开了一种挖掘机节能控制方法，为了降低液压挖掘机作业过程中的能量消耗，根据挖掘机作业循环阶段及作业对象的不同，合理设定发动机经济工作点，提出了基于最大加速度的工作点切换控制策略，实现发动机经济工作点的快速切换。通过制定转矩反馈与转速反馈协同控制的策略，保证挖掘机相同工作阶段发动机工作点的稳定。本发明能够使发动机稳定工作在最佳工作点，在提升作业效率的同时有效降低了能耗。

技术领域

本发明属于挖掘机领域，由其涉及一种对挖掘机节能的控制方法。

背景技术

液压挖掘机是应用最广泛的工程机械之一，其使用工况复杂，负载变化大，能量利用率低，因此，节能一直是挖掘机使用中急需要解决的问题。而挖掘机在不同的工作阶段各个部件的需求是不同的，现在已经被采用的方法是最优油门控制方法，通过实时的调节油门达到节能的目的，但是发动机油门调节过于频繁，反而会增加油耗。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种挖掘机节能控制方法。

本发明具体采用以下技术方案实现，

一种挖掘机节能控制方法，所述挖掘机包括履带式行走部件，搭载于履带式行走部件上的旋转平台，所述旋转平台上具有操作室，所述旋转平台的后侧设置有配重，所述旋转平台的前侧设置有作业装置，所述作业装置包括动臂、斗杆和铲斗，以及分别驱动动臂、斗杆和铲斗的动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；其特征在于：所述挖掘机具有发动机，所述发动机用于驱动泵一和泵二运转，所述泵一为斗杆油缸、回转马达和左行走马达供油，所述泵二为铲斗油缸、动臂油缸和右行走马达供油；所述泵一连接有压力传感器一，所述压力传感器一用于测量泵一的压力变化，所述泵二连接有压力传感器二，所述压力传感器二用于测量泵二的压力变化，所述挖掘机具有控制单元，

所述发动机上设置有转速转矩传感器，用于获得发动的转矩反馈和转速反馈，所述挖掘机在定点作业时是循环作业的方式，

将循环作业分解为5个阶段：挖掘、提升回转、卸载、空斗返回和挖掘准备；

根据所述转速转矩传感器监测的发动机的转矩和转速确定发动机的油耗特性曲线；

根据发动机的转矩和转速以及泵一和泵二的吸收功率确定各个阶段发动机的经济工作点；

在实际工作中通过挖掘机泵一和泵二压力的变化确定挖掘机的作业阶段；

根据挖掘机处于不同的作业阶段，所述控制单元调整发动机到对应阶段的经济工作点。

进一步地，循环作业具有5个不同的阶段，不同阶段对应不同的经济工作点，采用最大加速度的经济工作点切换控制策略: 在发动机由低经济工作点切换至高经济工作点时，适当减小泵一和泵二控制电流，以减小泵一和泵二吸收扭矩，增大加速度，使发动机转速迅速提升；发动机由高经济工作点切换至低经济工作点时，增加泵一和泵二控制电流，以增加泵一和泵二吸收扭矩，使得反向加速度最大，迅速降低发动机转速。

进一步地，所述控制单元通过如下方式调整，一方面通过改变发动转速转矩，使发动机切换到对应阶段的经济工作点；另一方面控制泵吸收扭矩，以保证发动机能够稳定的工作于对应的经济工作点。

进一步地，采集发动的转矩信息，所述控制单元通过转矩反馈根据实际转矩和经济工作点对应的目标转矩的差值调节泵排量，使发动机输出转矩恒定。

进一步地，采集发动的转速信息，所述控制单元通过转速反馈根据发动机转速的变化调节泵排量，改变泵的吸收扭矩，能够改变发动机的转速。

进一步地，当发动机转速恢复至对应阶段经济工作点对应的转速附近，转速反馈输出大于转矩反馈输出时，切换为转矩反馈控制，以稳定发动机转矩。

进一步地，还可以通过控制局域网络CAN总线从发动机ECU中读取发动机的转矩和转速信息。