一种混凝土搅拌车及其控制方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种混凝土搅拌车及其控制方法。


背景技术：

2.混凝土搅拌运输车(简称：混凝土搅拌车)是用来运送建筑用混凝土的专用卡车。
3.由于混凝土的特殊性质，其在运输过程中需要被不断搅拌，这就要求装载混凝土的混凝土搅拌车的罐体在运输过程中要一直处于转动状态。然而，现有的混凝土搅拌车罐体的转速受发动机转速影响较大，在底盘加速和减速时，更是造成罐体转速的突变。这不但影响混凝土的质量，而且，由于混凝土转动惯性的作用，还会造成车辆的极不稳定，并有侧翻的危险。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种混凝土搅拌车及其控制方法，用于改善混凝土搅拌车罐体的转速受发动机转速影响较大的问题。
5.为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
6.一种混凝土搅拌车，包括：发动机、发动机转速检测组件、变量液压泵、传动组件、液压马达、罐体、控制单元、马达转速检测组件和罐体转速预设单元；其中：
7.所述发动机转速检测组件用于检测所述发动机的转速信息；
8.所述变量液压泵与所述发动机通过所述传动组件传动连接，且所述变量液压泵与所述液压马达通过管路连接；所述液压马达用于驱动所述罐体旋转；
9.所述马达转速检测组件用于检测所述液压马达的转速信息；
10.所述罐体转速预设单元与所述控制单元信号连接，用于设置所述罐体的目标转速；
11.所述控制单元与所述发动机转速检测组件、所述马达转速检测组件、所述变量液压泵以及所述罐体转速预设单元信号连接，用于根据所述罐体转速预设单元设置的目标转速以及所述发动机的转速信息确定所述变量液压泵的开度信息，根据所述变量液压泵的开度信息控制所述变量液压泵的排量，以调整所述液压马达的转速；并根据所述马达转速检测组件检测的实际转速与所述目标转速的差值信息生成所述变量液压泵开度修正数据，控制所述变量液压泵根据所述修正数据调整开度，以对所述液压马达的转速进行修正。
12.本发明提供的混凝土搅拌车，变量液压泵与发动机通过传动组件传动连接，且变量液压泵与液压马达通过管路连接；液压马达用于驱动罐体旋转，发动机转速检测组件用于检测发动机的转速信息，马达转速检测组件用于检测液压马达的转速信息；罐体转速预设单元与控制单元信号连接，用于设置罐体的目标转速；控制单元与发动机转速检测组件、马达转速检测组件、变量液压泵以及罐体转速预设单元信号连接，能够根据罐体转速预设单元设置的目标转速以及发动机的转速信息确定变量液压泵的开度信息，根据变量液压泵的开度信息控制变量液压泵的排量，以调整液压马达的转速；并根据马达转速检测组件检
测的实际转速与目标转速的差值信息生成变量液压泵开度修正数据，控制变量液压泵根据修正数据调整开度，以对液压马达的转速进行修正，从而尽可能使液压马达的转速(亦即罐体的转速)保持在目标转速、实现恒速转动，降低发动机转速对罐体转速的影响。
13.可选地，所述发动机与所述控制单元信号连接，所述控制单元还用于：在接收到所述罐体转速预设单元的卸料指令后，控制所述发动机的转速处于油耗经济区。
14.可选地，所述油耗经济区对应的发动机转速为1200转/分～1400转/分。
15.可选地，所述传动组件包括齿轮组件，所述齿轮组件包括一个输入轴和两个输出轴，所述输入轴与所述发动机的曲轴连接，两个所述输出轴一个与所述变量液压泵连接，用于驱动所述变量液压泵，另一个与变速箱连接，用于向变速箱传递动力。
16.可选地混凝土搅拌车包括罩设于所述发动机一侧的飞轮壳，所述飞轮壳与所述发动机共同围设出用于容纳所述齿轮组件的容纳腔，所述齿轮组件设置于所述容纳腔中。
17.可选地，所述控制单元设置于所述发动机上。
18.可选地，所述控制单元包括第一针脚，所述第一针脚通过第一线束连接所述变量液压泵。
19.可选地，所述控制单元包括第二针脚，所述第二针脚通过第二线束连接所述马达转速检测组件。
20.本实施例还提供一种混凝土搅拌车的控制方法，包括控制单元，所述控制单元：
21.接收罐体转速预设单元发送的目标转速信息以及发动机的转速信息；
22.确定变量液压泵的开度信息；
23.根据所述变量液压泵的开度信息控制所述变量液压泵的排量，以调整所述液压马达的转速；
24.根据马达转速检测组件检测的实际转速信息与所述目标转速信息的差值信息生成所述变量液压泵的开度修正数据，控制所述变量液压泵根据所述修正数据调整开度，以对所述液压马达的转速进行修正。
25.可选地，所述控制单元：
26.接收罐体转速预设单元的卸料指令；
27.控制所述发动机的转速处于油耗经济区。
28.本发明提供的一种混凝土搅拌车的控制方法，包括控制单元，控制单元接收罐体转速预设单元发送的目标转速信息以及发动机的转速信息；确定变量液压泵的开度信息；根据变量液压泵的开度信息控制变量液压泵的排量，以调整液压马达的转速；根据马达转速检测组件检测的实际转速信息与目标转速信息的差值信息生成变量液压泵的开度修正数据，控制变量液压泵根据修正数据调整开度，以对液压马达的转速进行修正。从而能够尽可能使液压马达的转速(亦即罐体的转速)保持在目标转速、实现恒速转动，降低发动机转速对罐体转速的影响。
附图说明
29.图1为本发明实施例提供的一种混凝土搅拌车的结构示意图。
30.图标：1
‑
发动机；2
‑
变量液压泵；3
‑
液压马达；4
‑
罐体；5
‑
控制单元；6
‑ꢀ
罐体转速预设单元；7
‑
飞轮壳；8
‑
变速箱。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1所示，本实施例提供的一种混凝土搅拌车包括：发动机1、发动机转速检测组件、变量液压泵2、传动组件、液压马达3、罐体4、控制单元5、马达转速检测组件和罐体转速预设单元6；其中：
33.发动机转速检测组件用于检测发动机1的转速信息；
34.变量液压泵2与发动机1通过传动组件传动连接，且变量液压泵2与液压马达3通过管路连接；液压马达3用于驱动罐体4旋转；
35.马达转速检测组件用于检测液压马达3的转速信息；
36.罐体转速预设单元6与控制单元5信号连接，用于设置罐体4的目标转速；
37.控制单元5与发动机转速检测组件、马达转速检测组件、变量液压泵2以及罐体转速预设单元6信号连接，用于根据罐体转速预设单元6设置的目标转速以及发动机1的转速信息确定变量液压泵2的开度信息，根据变量液压泵2 的开度信息控制变量液压泵2的排量，以调整液压马达3的转速；并根据马达转速检测组件检测的实际转速与目标转速的差值信息生成变量液压泵2开度修正数据，控制变量液压泵2根据修正数据调整开度，以对液压马达3的转速进行修正。
38.本实施例提供的混凝土搅拌车，变量液压泵2与发动机1通过传动组件传动连接，且变量液压泵2与液压马达3通过管路连接；液压马达3用于驱动罐体4旋转，发动机转速检测组件用于检测发动机1的转速信息，马达转速检测组件用于检测液压马达3的转速信息；罐体转速预设单元6与控制单元5信号连接，用于设置罐体4的目标转速；控制单元5与发动机转速检测组件、马达转速检测组件、变量液压泵2以及罐体转速预设单元6信号连接，能够根据罐体转速预设单元6设置的目标转速以及发动机1的转速信息确定变量液压泵2 的开度信息，根据变量液压泵2的开度信息控制变量液压泵2的排量，以调整液压马达3的转速；并根据马达转速检测组件检测的实际转速与目标转速的差值信息生成变量液压泵2开度修正数据，控制变量液压泵2根据修正数据调整开度，以对液压马达3的转速进行修正，从而尽可能使液压马达3的转速(亦即罐体4的转速)保持在目标转速、实现恒速转动，降低发动机1转速对罐体转速的影响。
39.变量液压泵2，即泵的排量可以调节的液压泵。示例性地，变量液压泵2 可以为电控比例变量泵，电控比例变量泵可以通过泵体上的电控比例阀来控制泵的开度，从而实现变排量作业。
40.上述控制单元5可以为发动的电控单元(ecu)，即将控制模块集成到发动机1ecu上，而将控制模块集成到发动机1ecu，能够降低制造成本。
41.罐体转速预设单元6可以设置于车辆驾驶室内，以便于接收驾驶人员发出的作业指令。当罐体转速预设单元6接收到作业指令后，将作业指令以电信号传递到控制单元5，控制单元5根据指令做出分解，进而调控相关液压元件。
42.下面对本实施例提供的混凝土搅拌车的工作原理进行进一步说明。
43.运输混凝土的过程中，混凝土搅拌车的罐体4需要处于稳定的旋转状态，操作人员可以通过罐体转速预设单元6选择想要的罐体转速(即目标转速)，控制单元5获取罐体转速预设单元6设置的目标转速，并实时获取发动机转速检测组件反馈的发动机1的转速信息，通过变量液压泵2的开度与发动机1转速的预设计算关系确定变量液压泵2的开度信息，根据变量液压泵2的开度信息控制变量液压泵2的排量，以调整液压马达3的转速；液压马达3转动时，控制单元5实时接收马达转速检测组件检测的实际转速信息，并根据液压马达 3的实际转速与目标转速的差值信息生成变量液压泵2开度修正数据，控制变量液压泵2根据修正数据调整开度，以对液压马达3的转速进行修正，修正因为液压元件造成的动力损失，修正精度可达0.1rpm/min。
44.变量液压泵2的开度与发动机1转速的预设计算关系可以如下，其中：
45.n表示罐体目标转速；
46.n0表示发动机转速；
47.i表示罐体减速器传动比；
48.i0表示发动机取力端传动比；
49.v
马达
表示液压马达的最大排量；
50.v
泵
表示变量液压泵的最大排量；
51.η表示液压系统总效率(该值与变量液压泵及马达的容积效率、管路的长度等参数有关，通常会有一个经验值)；
52.k表示变量液压泵的开度；
53.i、i0、v
马达
、v
泵
以及η均为已知参数。
[0054][0055]
当运输过程中需要加快车速运输时，驾驶人员踩下油门踏板，发动机1转速升高，控制单元5会立即捕捉到发动机转速检测组件反馈的发动机1转速信息，从而通过调控变量液压泵2的排量，保证液压马达3转速稳定，避免因发动机1转速提高引起变量液压泵2排量增大造成的液压马达3转速短时间急剧升高。
[0056]
具体地，控制单元5捕捉到发动机转速检测组件反馈的发动机1转速信息后，结合罐体4的目标转速确定变量液压泵2的开度信息，根据变量液压泵2 的开度信息控制变量液压泵2的排量，以调整液压马达3的转速；并根据马达转速检测组件检测的实际转速与目标转速的差值信息生成变量液压泵2开度修正数据，控制变量液压泵2根据修正数据调整开度，以对液压马达3的转速进行修正。
[0057]
一种可选的实现方式中，发动机1与控制单元5信号连接，控制单元5还用于：在接收到罐体转速预设单元6的卸料指令后，控制发动机1的转速处于油耗经济区。
[0058]
需要进行卸料时，混凝土搅拌车处于停止状态，操作人员通过罐体转速预设单元6发送卸料指令(例如：按下卸料按钮)后，控制单元5接收指令，会控制发动机1即刻将转速提高到油耗经济区；随后，结合发动机1转速与变量液压泵2排量的对应关系，调整变量液压泵2的排量。可见，当作业人员需要加快卸料速度时，只需在罐体转速预设单元6上选择需要的卸料罐体转速即可，此时，发动机1转速并不会首先做出响应，而是优先增大变量液压泵2的
排量，从而实现液压马达3转速的升高，使发动机1转速一直处于油耗经济区。如此一来，在加快卸料速度的同时，使得发动机1油耗更低，并且发动机1排温也会升高，有利于dpf再生。
[0059]
示例性地，油耗经济区对应的发动机1转速可以为1200转/分～1400转/分。
[0060]
具体设置上述传动组件时，为了使得结构更为紧凑，示例性地，传动组件可以包括齿轮组件，齿轮组件包括一个输入轴和两个输出轴，输入轴与发动机 1的曲轴连接，两个输出轴一个与变量液压泵2连接，用于驱动变量液压泵2，另一个与变速箱8连接，用于向变速箱8传递动力。
[0061]
一种可选的实现方式中，混凝土搅拌车包括罩设于发动机1一侧的飞轮壳7，飞轮壳7与发动机1共同围设出用于容纳齿轮组件的容纳腔，齿轮组件设置于容纳腔中。
[0062]
为了使得结构更为集中，一种可选的实现方式中，控制单元5设置于发动机1上。
[0063]
控制单元5与变量液压泵2信号连接，一种可选的实现方式中，控制单元 5包括第一针脚，第一针脚通过第一线束连接变量液压泵2。
[0064]
示例性地，控制单元5的第一针脚通过第一线束与变量泵的电控比例阀连接。
[0065]
马达转速检测组件与控制单元5信号连接，一种可选的实现方式中，控制单元5包括第二针脚，第二针脚通过第二线束连接马达转速检测组件。
[0066]
综上，本实施例提供的混凝土搅拌车运输混凝土的过程中，罐体4能够保持恒速转动。提速或者刹车时，罐体转速不会因为发动机1突然的变速而出现转速突变的状况，能够保证运输的平稳。同时，本实施例提供的混凝土搅拌车实时耦合发动机1转速与变量液压泵2的排量，还捕捉液压马达3的实时转速，进行修正，能够保证更高的精确度，进一步保证罐体4转动的稳定。卸料作业时，发动机1转速一直处于油耗经济区，使得发动机1油耗更低，并且发动机 1排温也会升高，有利于dpf的再生，使作业环境达到最佳。
[0067]
本实施例提供的一种混凝土搅拌车的控制方法，包括控制单元5，控制单元5执行如下步骤：
[0068]
步骤s1、接收罐体转速预设单元6发送的目标转速信息以及发动机1的转速信息；
[0069]
步骤s2、确定变量液压泵2的开度信息；
[0070]
步骤s3、根据变量液压泵2的开度信息控制变量液压泵2的排量，以调整液压马达3的转速；
[0071]
步骤s4、根据马达转速检测组件检测的实际转速信息与目标转速信息的差值信息生成变量液压泵2的开度修正数据，控制变量液压泵2根据修正数据调整开度，以对液压马达3的转速进行修正。
[0072]
本实施例提供的一种混凝土搅拌车的控制方法，包括控制单元5，控制单元5接收罐体转速预设单元6发送的目标转速信息以及发动机1的转速信息；确定变量液压泵2的开度信息；根据变量液压泵2的开度信息控制变量液压泵 2的排量，以调整液压马达3的转速；根据马达转速检测组件检测的实际转速信息与目标转速信息的差值信息生成变量液压泵2的开度修正数据，控制变量液压泵2根据修正数据调整开度，以对液压马达3的转速进行修正。从而能够尽可能使液压马达3的转速(亦即罐体4的转速)保持在目标转速、实现恒速转动，降低发动机1转速对罐体转速的影响。
[0073]
一种可选的实现方式中，控制单元5还执行如下步骤：
[0074]
步骤s5、接收罐体转速预设单元6的卸料指令；
[0075]
步骤s6、控制发动机1的转速处于油耗经济区。
[0076]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。