《一种履带起重机功率极限载荷的控制方法(发)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种履带起重机功率极限载荷的控制方法(发)（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、说明书摘要本发明公开了一种履带起重机功率极限载荷的控制方法，控制系 统包括脚踏板油门、液压泵、控制器和发动机，发动机与液压泵通过 分度箱连接，脚踏板油门与发动机ECM油门输入端连接。本发明的 发动机为电喷发动机，液压泵为比例电控液压泵，控制器与发动机 ECM通过CAN总线连接，控制器的PWM输出端口与调节液压泵摆 角的比例电磁阀连接。在发动机空载时，按照发动机的油门扭矩转 速曲线对发动机进行标定；当系统带载工作时，控制器通过CAN总 线采集发动机信息，通过控制器进行PID调节来调整电控液压泵的摆 角，进而调节液压系统的输入功率与发动机功率相匹配，实现发动机 不熄火工作。本发明能够减少油耗，延长
2、发动机的使用寿命，保护液 压系统免受冲击。具有电路简单，实现方便，成本低廉的优点。权利要求书1、一种履带起重机功率极限载荷的控制方法，控制系统包括脚 踏板油门、液压泵、控制器和发动机，发动机与液压泵通过分度箱连 接，脚踏板油门与发动机ECM油门输入端连接，其特征是：发动机 为电喷发动机，液压泵为比例电控液压泵，控制器与发动机ECM通 过CAN总线连接，控制器的PWM输出端口与调节液压泵摆角的比 例电磁阀连接；在发动机空载时，按照发动机的油门扭矩转速曲线 对发动机进行初始化标定；当系统带载工作时，控制器通过CAN总 线采集发动机的油门位置、实际转速、理论转速、实际扭矩、理论扭 矩信息，判断发动机
3、提供的功率与实际所需功率的关系，通过控制器 进行PID调节，控制器通过PWM端口输出控制信号给比例电磁阀来 调整电控液压泵的摆角，进而调节液压系统的输入功率，以达到与发 动机功率相匹配，实现发动机不熄火工作。2、根据权利要求1 所述的履带起重机功率极限载荷的控制方法， 其特征是：对控制器编程，控制器通过闭环PID调节，输出相应控制 信号来控制电控液压泵的摆角，从而减小液压泵的输入功率，以匹配 发动机的输出功率。说明书一种履带起重机功率极限载荷的控制方法一、技术领域本发明涉及一种使履带起重机发动机功率与液压系统功率匹配 的控制方法。二、背景技术 履带起重机的发动机与液压泵通过分度箱连接，脚踏板油
4、门与发 动机 ECM 直接相连，操作员通过踩脚踏板油门来调节发动机的输出 功率，发动机通过分度箱将扭矩直接传递给液压泵，从而控制液压系 统的输出功率。当发动机在某一转速工作时，它的输出功率是一定的， 若当前泵的输入功率大于发动机的输出功率，发动机会掉速以保证最 大扭矩，若掉速范围超过发动机的容忍掉速值，就会导致发动机熄火。 这对吊装工作和发动机寿命产生很大影响，严重时可能导致危险的发 生。以上这种传统方式存在严重不足：吊装作业过程中发动机易熄 火，影响正常工作；频繁的掉速熄火影响发动机使用寿命；对液压系 统的冲击比较大。三、发明内容 本发明的目的是提供一种能够自动调整液压系统的功率来匹配 发动
5、机功率的履带起重机功率极限载荷的控制方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：控制系统包括脚 踏板油门、液压泵、控制器和发动机，发动机与液压泵通过分度箱连 接，脚踏板油门与发动机ECM油门输入端连接。本发明的发动机为 电喷发动机，液压泵为比例电控液压泵，控制器与发动机ECM通过 CAN （控制局域网）总线连接，控制器的PWM输出端口与调节液压 泵摆角的比例电磁阀连接。本发明的工作原理是：在发动机空载时，按照发动机的“油门 转速”曲线和“油门扭矩”曲线对发动机进行标定；当系统带载工 作时，控制器通过CAN总线采集发动机的油门位置、实际转速、理 论转速、实际扭矩、理论扭矩信息，判断发动机提供
6、的功率与实际所 需功率的关系，通过控制器进行PID调节，控制器通过PWM端口输 出控制信号给比例电磁阀来调整电控液压泵的摆角，进而调节液压系 统的输入功率，以达到与发动机功率相匹配，实现发动机不熄火工作。对比现有技术，本发明具有如下有益效果：减少油耗；延长发动 机的使用寿命；保护液压系统免受冲击。并具有电路简单，实现方便， 软件编写灵活，成本低廉的优点。四、附图说明图 1 为本发明的结构框图。图 2 为本发明的电路原理图。图3为发动机的油门扭矩转速曲线图；图 4 为控制器程序流程图。五、具体实施方式 下面结合附图对本发明作进一步的说明。图 1为本发明的结构框图，包括比例电控液压泵A8VO140
7、LA1H2用于控制液压泵摆角大 小的比例电磁铁,用来进行数据采集和PID调节的控制器和电喷发动 机上的 ECM。其中司机室内的脚踏板油门与发动机 ECM 的油门输入端口连 接，发动机ECM与电控柜内的控制器通过CAN总线相连接，作用 是控制器通过CAN总线接收发动机的数据。液压泵上的比例电磁铁 与控制器RC6-9的PWM比例输出端口连接，作用是由控制器输出端 口控制比例电磁阀的开口大小，进而控制泵的摆角，达到调整泵流量 的目的。图 2 为本发明的电路原理图， U1 脚踏板油门，用于控制发动机的转速，U2为发动机ECM, U3为控制器RC6-9，是系统神经中枢， 其中发动机ECM与控制器RC6-
8、9通过CAN总线相连接，液压泵上 的比例电磁阀Y连接在控制器的PWM输出端口上。发动机的“油门（扭矩）转速”曲线如图 3，当发动机空载 时，随着油门信号的加大，转速和扭矩都随油门正比例增大；当发动 机带载工作时，转速随油门的增大而增大，扭矩先随油门增大而增大， 当转速到1500rpm左右时，扭矩最大，然后转速随油门的增大而增大， 扭矩随转速的增大而减小。此时发动机的功率最大，若继续增加油门 输入，发动机将恒功率工作。若液压泵的输入功率小于发动机的输出 功率，发动机在 100%扭矩曲线工作，此时发动机不掉速。若液压泵 的输入功率大于发动机的输出功率，发动机会掉速在能提供相应扭矩 的转速工作，此时
9、扭矩曲线由原来的100%扭矩曲线跳到可变扭矩曲 线工作。发动机输出功率公式：P=k*T*n,（其中：T转矩（Nm）； n发动机转速（r/min）； K比例系数），若在液压泵的输入功率继 续增加，则发动机继续掉速，直到发动机不能提供足够的扭矩，然后 发动机就熄火了。为了保证发动机不因掉速而熄火，在本发明中，通过对控制器 编程，控制器通过闭环PID调节，输出相应控制信号来控制电控液压 泵的摆角，从而减小液压泵的输入功率，以匹配发动机的输出功率， 实现发动机不熄火。控制器程序流程图见图4，在发动机空载时，按照发动机的“油 门（扭矩）转速”曲线对发动机进行初始化标定；当系统带载工作 时，控制器U3通过
10、CAN总线采集发动机（ECM）U2的油门位置、实 际转速、理论转速、实际扭矩、理论扭矩信息，把发动机提供的功率 与实际所需功率进行比较，（P=k*T*n,其中：T转矩（Nm） ； n 发动机转速（r/min）； K比例系数）若比较结果小于设定值（这里 设定值范围为An在50200rmp之间），说明发动机正常工作，不需 要调节，程序返回重新采集数据；若比较结果大于设定值，说明发动 机已经掉速严重，载荷已经达到当前转速时的极限位置，此时控制器 按照比较的结果，通过PID调节，输出PWM控制信号到安装在液压 泵上的比例电磁铁Y,比例电磁铁Y按照控制器给定的控制信号比 例的调节液压泵的摆角，使得液压泵的摆角变小，降低液压泵的排量， 从而降低液压泵的输入功率。发动机的输出功率也因此降低，转速会 调节到正常范围，保证了发动机在极限载荷时候不熄火，达到功率匹 配的目的。当调节完成后，程序返回，重新采集数据，进入下一个调 节周期。图1图2
