專利名稱：一種高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程機械的控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及了一種高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前的挖掘機控制系統(tǒng)以正?？諝饷芏葋碛嬎惆l(fā)動機功率，通常情況下挖掘機控制系統(tǒng)能實現(xiàn)發(fā)動機與泵的功率匹配，保證挖機工作在泵與發(fā)動機的最優(yōu)匹配點范圍內(nèi)。但是在高原地區(qū)，空氣稀薄，冷卻液溫度低，由于氣壓的變化，發(fā)動機的扭矩和功率曲線發(fā)生變化，仍按原方案匹配泵與發(fā)動機，則不能保證發(fā)動機在最優(yōu)匹配點范圍內(nèi)，發(fā)動機很難發(fā)揮出有效的功率，時常會出現(xiàn)油耗增加、掉速大、工作無力等情況。因此在高原地區(qū)使用的挖掘機掉速增加，冒黑煙，效率低下，成為客戶抱怨的主要內(nèi)容。為此，市場上急需一種可以解決上述問題，在高原地區(qū)也能實現(xiàn)發(fā)動機與泵的功率匹配的挖掘機控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中挖掘機高原地區(qū)工作的技術(shù)問題，提供了一種可以根據(jù)海拔高度自動調(diào)整發(fā)動機工作點和泵與發(fā)動機的匹配點，從而保證挖掘機工作在泵與發(fā)動機的最優(yōu)匹配范圍不受海拔高度的變化影響的高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)，包括主控制器、與發(fā)動機相連接的變量泵、以及分別與主控制器相連接的電比例減壓閥、油門驅(qū)動裝置，油門驅(qū)動裝置設(shè)置在發(fā)動機上，電比例減壓閥設(shè)置在變量泵上；其中，所述的主控制器還連接有用于采集挖掘機所處地的氣壓信息以便確定發(fā)動機(7)的最大輸出功率的氣壓傳感器和/或GPS定位裝置；所述的變量泵上設(shè)有左泵壓力傳感器、右泵壓力傳感器；發(fā)動機上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器；所述的左泵壓力傳感器、右泵壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器分別與主控制器相連接，將左泵壓力傳感器、右泵壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器檢測到的參數(shù)信息輸出給主控制器；主控制器分析處理接收到的參數(shù)信息，得出的結(jié)果輸出給電比例減壓閥、油門驅(qū)動裝置分別控制變量泵和發(fā)動機的工作。各個傳感器可以檢測出挖掘機的各個工作信息，并傳輸給主控制器分析處理。GPS定位裝置既可配合氣壓傳感器使用，使海拔高度、工作環(huán)境的氣壓等信息更為準(zhǔn)確；也可以單獨使用，通過獲取海拔高度，進一步分析出挖掘機工作環(huán)境的氣壓的信息。GPS定位裝置也可以保證在氣壓傳感器出現(xiàn)故障時，一樣可以使挖掘機正常工作。上述的主控制器通過分析處理氣壓傳感器或GPS定位裝置傳輸過來的信息得到整機的工作環(huán)境的氣壓或工作海拔高度，根據(jù)氣壓或海拔高度確定發(fā)動機的最大輸出功率，并作為自適應(yīng)條件。上述的主控制器在得到自適應(yīng)條件后，再通過分析處理左泵壓力傳感器、右泵壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器傳輸過來的參數(shù)信息，并將分析處理的結(jié)果作為控制條件，進而通過電比例減壓閥、油門驅(qū)動裝置分別控制變量泵和發(fā)動機的工作。
本發(fā)明在發(fā)動機、變量泵上設(shè)置了分別與主控制器連接的轉(zhuǎn)速傳感器、左泵壓力傳感器、右泵壓力傳感器，從而使得主控制器可以獲知挖掘機的動力裝置的工作狀態(tài)，主控制器通過氣壓傳感器或者GPS定位裝置獲知挖掘機的工作環(huán)境，再通過對這些信息的分析處理，找出變量泵與發(fā)動機的匹配點，控制變量泵與發(fā)動機的工作狀態(tài)。本發(fā)明的主控制器在原有的基礎(chǔ)上增加了接收各個傳感器傳輸過來的信息并加以分析處理這些信息的功能程序和根據(jù)結(jié)果輸出控制指令給電比例減壓閥、油門驅(qū)動裝置控制發(fā)動機、變量泵的工作狀態(tài)的控制程序；在硬件上則增加了相應(yīng)的與各個傳感器相連接的接口。一般控制器通過檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、液壓系統(tǒng)的壓力等關(guān)鍵參數(shù)，根據(jù)其控制算法輸出相應(yīng)的控制信號給電比例減壓閥，使得液壓泵吸收的功率盡可能接近發(fā)動機輸出的功率。在高原工作時，由于空氣密度急劇下降，發(fā)動機輸出功率下降較多。此時的控制算法無法準(zhǔn)確控制泵吸收的功率，導(dǎo)致發(fā)動機輸出功率的利用率很小。本發(fā)明的控制器在上述的基礎(chǔ)上增加了接收氣壓傳感器或者GPS定位裝置?？刂破髟谔幚戆l(fā)動機的轉(zhuǎn)速、液壓系統(tǒng)的壓力等關(guān)鍵參數(shù)的同時，并加以分析處理氣壓或者GPS信息。根據(jù)處理結(jié)果自動識別當(dāng)前發(fā)動機的工作環(huán)境。自動識別發(fā)動機能輸出的最大功率，并將該參數(shù)與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、液壓系統(tǒng)的壓力等關(guān)鍵參數(shù)一起來參與運算。輸出控制信號給電比例減壓閥，使得液壓泵吸收的功率盡在任意海拔高度都能接近發(fā)動機輸出的功率。避免由于高原海拔高度變化導(dǎo)致發(fā)動機輸出功率降低時控制系統(tǒng)變差的現(xiàn)象發(fā)生。本發(fā)明的高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)的工作原理(工作流程)
首先，本控制器通過氣壓傳感器或者GPS定位裝置來檢測整機的工作海拔高度、周圍氣壓環(huán)境，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算發(fā)動機能輸出的最大功率，作為挖機控制系統(tǒng)自適應(yīng)的主要條件；
其次，本控制器通采集主泵壓力、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、電比例減壓閥的工作電流，作為控制系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，在滿足上述自適應(yīng)的條件，選擇不同的自適應(yīng)參數(shù)與主泵壓力、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、電比例減壓閥的工作電流等參數(shù)，一并通過控制算法計算出當(dāng)前能準(zhǔn)確匹配發(fā)動機輸出功率的控制信號；
最后，主控制器根據(jù)上述控制信號，向電比例減壓閥、油門驅(qū)動裝置發(fā)出控制指令，控制變量泵與發(fā)動機的工作狀態(tài)，保證挖掘機工作在泵與發(fā)動機的最優(yōu)匹配點范圍內(nèi)。使得液壓泵吸收的功率盡在任意海拔高度都能接近發(fā)動機輸出的功率，并自動跟隨。本發(fā)明的優(yōu)點
結(jié)構(gòu)簡單實用，易于推廣使用，自動適應(yīng)不同海拔高度的工作環(huán)境，擴展了挖掘機工作范圍，提升了挖掘機的技術(shù)含量。利用GPS定位裝置或者氣壓傳感器檢測挖掘機工作氣壓環(huán)境、海拔高度，通過泵壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器獲知挖掘機動力裝置的工作狀態(tài)，再用主控制器分析處理上述信息，向電比例減壓閥、油門驅(qū)動裝置發(fā)出控制指令，調(diào)整變量泵、發(fā)動機的工作狀態(tài)；實現(xiàn)了在高原仍能保證挖掘機工作在泵與發(fā)動機的最優(yōu)匹配點范圍內(nèi)。


圖1是本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明另一實施例中未安裝GPS定位裝置的的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明另一實施例中未安裝氣壓傳感器的的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1- GPS定位裝置，2-主控制器，3-變量泵，4-左泵壓力傳感器，5-右泵壓力傳感器，6-轉(zhuǎn)速傳感器，7-發(fā)動機，8-油門驅(qū)動裝置，9-氣壓傳感器，10-電比例減壓閥。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。實施例1 :
如附圖2所示，一種高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)，包括主控制器2、變量泵3、發(fā)動機7、以及分別與主控制器2相連接的電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8，變量泵3與發(fā)動機7相連接；其中，所述的主控制器2還連接有一氣壓傳感器9 ;所述的變量泵3上設(shè)有左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5，發(fā)動機7上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器6 ;所述的左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6分別與主控制器2相連接，將左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6檢測到的參數(shù)信息輸出給主控制器2 ;主控制器2分析處理接收到的參數(shù)信息，得出的結(jié)果輸出給電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8分別控制變量泵3和發(fā)動機的工作；
所述的主控制器2通過分析處理氣壓傳感器9傳輸過來的信息得到整機的工作環(huán)境的氣壓，并作為自適應(yīng)條件；
所述的主控制器2在得到自適應(yīng)條件后，再通過分析處理左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6傳輸過來的參數(shù)信息，并將分析處理的結(jié)果作為控制條件，進而通過電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8分別控制變量泵3和發(fā)動機的工作。實施例2:
如附圖3所示，一種高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)，包括主控制器2、變量泵3、發(fā)動機7、以及分別與主控制器2相連接的電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8，變量泵3與發(fā)動機7相連接；其中，所述的主控制器2還連接有一 GPS定位裝置I ;所述的變量泵3上設(shè)有左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5，發(fā)動機7上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器6 ;所述的左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6分別與主控制器2相連接，將左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6檢測到的參數(shù)信息輸出給主控制器2 ;主控制器2分析處理接收到的參數(shù)信息，得出的結(jié)果輸出給電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8分別控制變量泵3和發(fā)動機的工作；
所述的主控制器2通過分析處理GPS定位裝置I傳輸過來的信息得到整機的工作海拔高度，進一步分析得到工作環(huán)境的氣壓，并作為自適應(yīng)條件；
所述的主控制器2在得到自適應(yīng)條件后，再通過分析處理左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6傳輸過來的參數(shù)信息，并將分析處理的結(jié)果作為控制條件，進而通過電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8分別控制變量泵3和發(fā)動機的工作。實施例3:
如附圖1所示，一種高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)，包括主控制器2、變量泵3、發(fā)動機7、以及分別與主控制器2相連接的電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8，變量泵3與發(fā)動機7相連接；其中，所述的主控制器2還連接有一氣壓傳感器9和GPS定位裝置I ;所述的變量泵3上設(shè)有左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5，發(fā)動機7上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器6 ;所述的左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6分別與主控制器2相連接，將左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6檢測到的參數(shù)信息輸出給主控制器2 ;主控制器2分析處理接收到的參數(shù)信息，得出的結(jié)果輸出給電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8分別控制變量泵3和發(fā)動機的工作；
所述的主控制器2通過分析處理氣壓傳感器9和GPS定位裝置I傳輸過來的信息得到整機的工作環(huán)境的氣壓和工作海拔高度，并作為自適應(yīng)條件；
所述的主控制器2在得到自適應(yīng)條件后，再通過分析處理左泵壓力傳感器4、右泵壓力傳感器5、轉(zhuǎn)速傳感器6傳輸過來的參數(shù)信息，并將分析處理的結(jié)果作為控制條件，進而通過電比例減壓閥10、油門驅(qū)動裝置8分別控制變量泵3和發(fā)動機的工作。
權(quán)利要求
1.ー種高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)，包括主控制器(2)、與發(fā)動機(7)相連接的變量泵(3)、以及分別與主控制器(2)相連接的電比例減壓閥(10)、油門驅(qū)動裝置(8);其中油門驅(qū)動裝置(8)設(shè)置在發(fā)動機(7)上，電比例減壓閥(10)設(shè)置在變量泵(3)上；其特征在于所述的主控制器(2)還連接有用于采集挖掘機所處地的氣壓信息以便確定發(fā)動機(7)的最大輸出功率的氣壓傳感器(9)和/或GPS定位裝置；所述的變量泵(3)上設(shè)有左泵壓カ傳感器(4)、右泵壓カ傳感器(5);發(fā)動機(7)上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器(6);所述的左泵壓カ傳感器(4)、右泵壓カ傳感器(5)、轉(zhuǎn)速傳感器(6)分別與主控制器(2)相連接，將左泵壓カ傳感器(4)、右泵壓カ傳感器(5)、轉(zhuǎn)速傳感器(6)檢測到的參數(shù)信息輸出給主控制器(2);主控制器(2)分析處理接收到的參數(shù)信息，得出的結(jié)果輸出給電比例減壓閥(10)、油門驅(qū)動裝置(8)分別控制變量泵(3)和發(fā)動機的工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)，其特征在于所述的主控制器(2)通過分析處理氣壓傳感器(9)或GPS定位裝置(I)傳輸過來的信息得到整機的工作環(huán)境的氣壓或工作海拔高度，根據(jù)氣壓或海拔高度確定發(fā)動機(7)的最大輸出功率，并作為自適應(yīng)條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)，其特征在于所述的主控制器(2)在得到自適應(yīng)條件后，再通過分析處理左泵壓カ傳感器(4)、右泵壓カ傳感器(5)、轉(zhuǎn)速傳感器(6)傳輸過來的參數(shù)信息，并將分析處理的結(jié)果作為控制條件，進而通過電比例減壓閥(10)、油門驅(qū)動裝置(8)分別控制變量泵(3)和發(fā)動機的工作。
全文摘要
一種高原自適應(yīng)挖掘機控制系統(tǒng)，包括主控制器、變量泵、發(fā)動機、以及分別與主控制器相連接的電比例減壓閥、油門驅(qū)動裝置，變量泵與發(fā)動機相連接；所述的主控制器還連接有一氣壓傳感器；所述的變量泵上設(shè)有左泵壓力傳感器、右泵壓力傳感器，發(fā)動機上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器；所述的左泵壓力傳感器、右泵壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器分別與主控制器相連接，將左泵壓力傳感器、右泵壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器檢測到的參數(shù)信息輸出給主控制器；主控制器分析處理接收到的參數(shù)信息，得出的結(jié)果輸出給電比例減壓閥、油門驅(qū)動裝置分別控制變量泵和發(fā)動機的工作。該控制系統(tǒng)可以讓挖掘機自動適應(yīng)不同海拔高度的工作環(huán)境，擴展了挖掘機工作范圍，提升了挖機的技術(shù)含量。
文檔編號E02F9/22GK103046609SQ20121051103
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者孫金泉, 蔡登勝, 馬文宇, 初長祥 申請人:廣西柳工機械股份有限公司