一种挖掘机的控制方法及控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种挖掘机的控制方法及控制系统。
【背景技术】
[0002]目前挖掘机的动力源主要是柴油机，所以柴油机的排放和燃油经济性受到极大的关注。由于挖掘机的工作条件比较恶劣，负载变化大，柴油机经常偏离经济油耗区，发动机性能得不到充分发挥。因此，如何根据负载的变化，充分利用发动机的功率，降低能耗成为挖掘机领域的一个重要的研究方向。但是目前主要的控制方法是根据负载实时确定发动机目标工作点，使发动机工作在最佳经济油耗区附近，由于负载变化剧烈，随之对应的发动机的目标工作点变化多，加上控制响应不及时等问题，难于实现节能的目的，若是一味地追求燃油的经济性，则会忽略了某些负载情况下总油耗的节省问题。所以现有的挖掘机负载变化大，控制响应不及时，能源浪费严重。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种挖掘机的控制系统及方法，结合发动机万有特性曲线，确定两种负载下发动机的目标转速和目标功率，然后采用恒功率控制的方法，最终实现节能的目的。
[0004]本发明采用如下技术方案:
[0005]—种挖掘机的控制方法，所述控制方法包括:
[0006]采集并发送所述挖掘机的发动机转速信号、主栗压力信号、主栗流量信号、先导压力信号；
[0007]接收并对所述发动机转速信号、所述主栗压力信号、所述主栗流量信号、所述先导压力信号进行信号处理，得到主栗压力参数、先导压力参数、主栗流量参数；
[0008]根据主栗压力参数、先导压力参数、主栗流量参数对所述挖掘机的发动机和主栗进行控制。
[0009]优选的，所述控制方法中:
[0010]根据所述主栗压力参数和先导压力参数确定所述挖掘机的负载为重载或轻载以及重载或轻载所对应的目标功率。
[0011 ] 优选的，所述控制方法中:
[0012]所述重载为所述挖掘机在挖掘动作状态下工作；所述轻载为所述挖掘机在卸载或回转动作状态下工作。
[0013]优选的，所述控制方法中:
[0014]当识别到所述挖掘机的负载为重载时，控制所述发动机的目标转速和目标功率在经济油耗区。
[0015]优选的，所述控制方法中:
[0016]当识别到所述挖掘机的负载为轻载时，控制所述发动机的目标转速和目标功率在低油耗区。
[0017]优选的，所述控制方法中:
[0018]根据所述主栗压力参数和主栗流量参数确定所述挖掘机的实测功率；以及
[0019]根据所述实测功率与给定的所述目标功率确定主栗的恒功率。
[0020]优选的，所述控制方法中:
[0021 ] 根据所述恒功率控制主栗比例阀的开度。
[0022]优选的，所述控制方法中:
[0023]所述信号处理方法包括滤波和/或限幅和/或计算。
[0024]—种挖掘机的控制系统，所述控制系统包括:
[0025]信号采集模块，采集所述挖掘机的发动机转速信号、主栗压力信号、主栗流量信号、先导压力信号；
[0026]信号处理模块，与所述信号采集模块连接，对所述发动机转速信号、所述主栗压力信号、所述主栗流量信号、所述先导压力信号进行信号处理，得到主栗压力参数、先导压力参数、主栗流量参数；
[0027]负载识别模块，与所述信号处理模块连接，根据所述主栗压力参数和先导压力参数确定所述挖掘机的负载为重载或轻载以及重载或轻载所对应的目标功率；
[0028]功率计算模块，与所述信号处理模块连接，根据所述主栗压力参数和主栗流量参数确定所述挖掘机的实测功率。
[0029]优选的，所述控制系统还包括:
[0030]转速控制模块，与所述负载识别模块连接，根据确定的重载或轻载对应的目标转速控制所述发动机的转速。
[0031]恒功率模块，分别与所述功率计算模块和所述负载识别模块连接，根据所述实测功率与给定的所述目标功率确定主栗的恒功率，并根据所述恒功率控制主栗比例阀的开度。
[0032]本发明的有益效果是:
[0033]本发明提出的方法及系统结合发动机万有特性曲线，把负载分为轻载和重载两种情况，所以不一定有较高的燃油利用率，在重载情况下确保挖掘机的效率和节能，所以必须有较高的燃油利用率，发动机的目标工作点在经济油耗区，在轻载情况下确保挖掘机的节能，该情况下节能优先效率次之，所以不一定有较高的燃油利用率，确定两种负载下发动机的目标工作点，采用恒功率控制方法，实现节能的目的。
【附图说明】
[0034]图1为本发明的控制系统实现的过程示意图。
【具体实施方式】
[0035]需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。
[0036]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明:
[0037]本发明把负载分为轻载和重载两种情况，结合发动机万有特性曲线，确定两种负载下发动机的目标工作点(目标转速和目标功率)，采用恒功率控制方法，实现节能的目的。把负载分为轻重载两种情况，而不是多种或曲线形式，避免过多的发动机目标工作点，使发动机偏离经济油耗区，达不到节能的目的。
[0038]实施例一
[0039]如图1所示，本实施例提供了一种挖掘机的控制方法，该方法主要包括:首先采集发动机的转速信号，变量栗压力信号(主栗压力信号)，变量栗流量信号(主栗流量信号)，先导压力信号，经过滤波、限幅、计算等信号处理，得出控制输入参数，其中输入参数可以包括先导压力参数、变量栗压力(主栗压力参数)和变量栗流量(主栗流量参数)；然后根据变量栗主压和先导压力参数，区分轻重负载和确定轻重负载分别对应的发动机目标工作点，其中目标工作点可以包括目标转速和目标功率，最后根据恒功率PID控制变量栗(主栗)比例阀的开度，根据目标转速控制发动机的转速，此外如果是机械发动机可以通过控制油门电机实现，电喷发动机可以通过控制喷油量实现。
[0040]进一步的，根据变量栗压力和先导压力确定负载的情况，也可以根据工作油缸的压力或工作装置的姿态来确定负载情况。
[0041 ] 进一步的，本实施例中的负载识别过程包括:挖掘机在整个工作过程中，包括挖掘动作(铲斗挖掘，斗杆挖掘，动臂提升)，卸载动作(铲斗卸载，斗杆卸载，动臂下降)，回转等动作。首先设定一个变量栗主压