一种高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法及工程机械与流程

专利2025-12-28  11


本发明属于挖掘机控制,尤其涉及一种高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法及工程机械。


背景技术:

1、液压挖掘机具有施工机动灵活、高效等优点。随着挖掘机技术的发展,多功能化、智能化已成为挖掘机发展的一个趋势。然而,当整机在海拔大于3000米以后,由于空气稀薄,发动机功率会有不同程度的下降。当液压挖掘机正常作业时会导致发动机转速下降较大,特别是遇到大负载时,发动机会冒黑烟,甚至会熄火,尤其是在低速挡位,这个现象更加严重。这样不仅影响作业效率,还会增加燃油消耗且存在安全隐患。

2、现有技术中的功率匹配方法多根据气压传感器、压力传感器、转速传感器采集数据信息并采用分段处理的策略,分析海拔高度、大气压力与比例减压阀的对应关系,由于气压的变化,发动机的扭矩和功率曲线发生变化,若仍按现有方案匹配泵与发动机,无法实时对比例减压阀的控制做出调整,挖掘机会出现掉速大、抖动等情况。


技术实现思路

1、本发明在于提供一种高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法及工程机械,通过实时大气压力值对发动机相关参数进行计算,并根据发动机相关参数对液压系统相关参数进行调整,解决高原环境下整机掉速大、抖动等问题,并适用不同海拔高度,实现了实时的功率加载参数调整。

2、为达到上述目的,本发明是采用下述技术方案实现的:

3、第一方面,本发明提供一种高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,包括:

4、采集当前海拔高度下发动机的实时大气压力值;

5、获取所述实时大气压力值相较于标准大气压力值变化的大气压力变化系数;

6、根据所述大气压力变化系数以及标准大气压力值条件下预设的发动机功率参数获得当前海拔高度下的发动机功率加载曲线;

7、获取当前发动机转速下发动机的最大可用功率;

8、根据所述发动机功率加载曲线得到主泵比例减压阀电流加载曲线,并根据所述发动机的最大可用功率确定比例减压阀的最大电流。

9、可选地,所述获取所述实时大气压力值相较于标准大气压力值变化的大气压力变化系数,包括:将所述实时大气压力值与标准大气压力值进行比值计算,得到当前海拔高度下发动机的大气压力变化百分比。

10、可选地,所述根据所述大气压力变化系数以及标准大气压力值条件下预设的发动机功率参数获得当前海拔高度下的发动机功率加载曲线,包括:

11、根据所述大气压力变化百分比以及标准大气压下设定的起始功率得到当前大气压力值下的起始功率;

12、根据所述大气压力变化百分比以及标准大气压下设定的功率加载速度得到当前大气压力值下的功率加载速度;

13、根据所述当前大气压力值下的起始功率以及功率加载速度得到当前大气压力值下的发动机功率加载曲线。

14、可选地,所述获取当前发动机转速下发动机的最大可用功率,包括:

15、获取当前发动机转速下发动机外特性的变化系数;

16、根据所述当前发动机外特性的变化系数得到当前转速下的发动机外特性功率;

17、根据所述当前转速下的发动机外特性功率得到当前发动机转速下发动机的最大可用功率。

18、可选地,所述获取当前发动机转速下发动机外特性的变化系数,包括:

19、根据当前设置的发动机扭矩限制参数确定当前的发动机扭矩衰减系数t;

20、根据实时大气压力值以及实时大气压力值下的发动机设定转速,得出当前的发动机功率衰减系数p;

21、对比所述发动机扭矩衰减系数t与发动机功率衰减系数p,将较小值作为当前发动机转速下的外特性衰减系数。

22、可选地,所述根据所述当前发动机的外特性变化系数得到当前转速下的发动机外特性功率,包括:根据发动机的最大功率以及所述当前发动机转速下的外特性衰减系数得到当前转速下的发动机外特性功率。

23、可选地,所述根据所述当前转速下的发动机外特性功率得到当前发动机转速下发动机的最大可用功率,包括:对比当前发动机转速下的设定功率与发动机外特性功率,将较小值作为发动机当前的最大可用功率。

24、可选地,所述根据所述发动机功率加载曲线得到主泵比例减压阀电流加载曲线,并根据所述发动机的最大可用功率确定比例减压阀的最大电流,包括:所述主泵比例减压阀电流按照发动机功率的加载曲线进行加载,并且所述比例减压阀电流加载到的最大值受到所述发动机当前的最大可用功率的限制。

25、可选地,所述采集当前海拔高度下发动机的实时大气压力值之后,还包括:

26、将所述实时大气压力值与预设的大气压力值阈值进行差值计算,若差值未超过预设的差值阈值,使发动机功率以及比例减压阀电流按照大气压力值阈值条件下的预设参数进行加载,若差值超过预设的差值阈值,进入新的高原环境参数计算和加载。

27、第二方面,本发明提供一种工程机械,应用第一方面所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法。

28、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果:通过实时监测大气压力并根据海拔高度调整发动机参数,在调整发动机参数的过程中动态调整液压系统的相关参数,使工程机械能够在高原等低氧环境中保持功率匹配,解决高原环境下整机掉速大、抖动等问题,从而实现在高原环境下也能高效运行;通过精确控制发动机功率和液压系统流量,减少了因大气压力变化引起的性能波动,提高了工程机械在各种工作条件下的稳定性,通过限制比例阀电流加载不超过发动机可用功率,避免了发动机过载,延长了发动机的使用寿命;通过快速响应的电流加载控制,提高了液压系统的响应速度,使工程机械能够更快地适应负载变化;本发明的控制方法不需要增加传感器以及额外的复杂闭环控制算法,控制简单,通用性较强。



技术特征:

1.一种高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,所述获取所述实时大气压力值相较于标准大气压力值变化的大气压力变化系数,包括:将所述实时大气压力值与标准大气压力值进行比值计算,得到当前海拔高度下发动机的大气压力变化百分比。

3.根据权利要求1所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,所述根据所述大气压力变化系数以及标准大气压力值条件下预设的发动机功率参数获得当前海拔高度下的发动机功率加载曲线,包括:

4.根据权利要求1所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,所述获取当前发动机转速下发动机的最大可用功率,包括:

5.根据权利要求4所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,所述获取当前发动机转速下发动机外特性的变化系数,包括:

6.根据权利要求5所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,所述根据所述当前发动机的外特性变化系数得到当前转速下的发动机外特性功率,包括:根据发动机的最大功率以及所述当前发动机转速下的外特性衰减系数得到当前转速下的发动机外特性功率。

7.根据权利要求6所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,所述根据所述当前转速下的发动机外特性功率得到当前发动机转速下发动机的最大可用功率,包括:对比当前发动机转速下的设定功率与发动机外特性功率,将较小值作为发动机当前的最大可用功率。

8.根据权利要求1所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,所述根据所述发动机功率加载曲线得到主泵比例减压阀电流加载曲线,并根据所述发动机的最大可用功率确定比例减压阀的最大电流,包括:所述主泵比例减压阀电流按照发动机功率的加载曲线进行加载,并且所述比例减压阀电流加载到的最大值受到所述发动机当前的最大可用功率的限制。

9.根据权利要求1所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,其特征在于,所述采集当前海拔高度下发动机的实时大气压力值之后,还包括:

10.一种工程机械,其特征在于,应用权利要求1至9任一项所述的高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法。


技术总结
本发明公开了一种高原环境下挖机功率匹配的自适应控制方法,属于挖掘机控制技术领域,其包括:采集当前海拔高度下发动机的实时大气压力值;获取所述实时大气压力值相较于标准大气压力值变化的大气压力变化系数;根据所述大气压力变化系数以及标准大气压力值条件下预设的发动机功率参数获得当前海拔高度下的发动机功率加载曲线;获取当前发动机转速下发动机的最大可用功率;根据所述发动机功率加载曲线得到主泵比例减压阀电流加载曲线,并根据所述发动机的最大可用功率确定比例减压阀的最大电流,解决了高原环境下挖掘机整机掉速大、抖动等问题,并适用不同海拔高度,实现了实时的功率加载参数调整。

技术研发人员:卞清荣,王海洋,李水聪,孙宏斐,李梦元
受保护的技术使用者:徐州徐工挖掘机械有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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