专利名称：一种工程机械测试方法、装置及设备的制作方法
技术领域：
本发明实施例一般涉及工程机械的测试领域，尤其是涉及一种工程机械测试方法、装置及设备。
背景技术：
工程机械是用于工程建设的施工机械的总称，广泛用于建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等工程领域，如装载机、推土机、挖掘机、吊车等等。工程机械的作业效率是评价整机性能的重要指标，如何提升工程机械的作业效率一直是工程机械整机性能提升方面的重要研究方向。作业工况下的作业时间是评价工程机械整机作业效率的有效方式，因此在现有技术中，工程机械的作业效率主要是通过测量整机单循环平均作业消耗时间的方式获得，例如令整机连续作业20个工作循环，用秒表计量这20个工作循环的总时间，然后再得到平均单循环消耗时间，以评价工程机械的作业效率。但是发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术中的这种测试方式仅局限于用来对比不同整机之间作业效率的差异，但对单台设备而言该测试结果其实非常粗略，换句话说，现有技术中无法实现对单台工程机械的作业效率进行更为准确的测试。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种工程机械测试方法、装置及设备，以解决无法对单台工程机械的作业效率进行准确测试的技术问题。一方面，本发明实施例公开了一种工程机械测试方法，所述方法包括多次采集工程机械的指定信号值；在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态，判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。优选的，所述指定信号值来自发动机电子控制单元ECU信号和/或传感器信号。优选的，所述方法还包括在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。优选的，所述方法还包括将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显示。优选的，所述方法还包括当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送报警消息。另一方面，本发明实施例公开了一种工程机械测试装置，所述装置包括信号采集单元，用于多次采集工程机械的指定信号值；动作状态获取单元，用于在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态；计时单元，用于判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。优选的，所述装置还包括存储单元，用于在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。优选的，所述装置还包括显示单元，用于将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显示。优选的，所述装置还包括警报单元，用于当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送警报消息。再一方面，本发明实施例公开了一种工程机械测试设备，所述设备包括传感器、处理器及存储器；所述传感器，用于多次采集工程机械的指定信号值；所述存储器，用于信号值与动作状态关系数据库；所说处理器，在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及存储器中预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态，判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。优选的，所述存储器还用于在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。优选的，所述设备还包括显示器，用于将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显示。优选的，所述设备还包括报警器，用于当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送报警消
肩、O本发明实施例分析影响整机作业效率的因素，筛选了一些指定的信号参数作为采集对象，根据各信号值的组合变化将工程机械的一个作业循环划分为多个动作状态，然后对每个动作状态完成所需时间分别进行测试，从而打破了原有的只对整机进行作业效率测试的固有思路，通过对作业循环的分解实现了对工程机械更加细致的测试，使得工程机械作业效率的测试结果更加科学、准确，对后续的改进也就更具有指导意义。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是说明本发明实施例一方法的流程图2是说明装载机V型作业工况行走路径示意图；图3是说明本发明实施例二方法所应用于的系统的示意图；图4是说明本发明实施例二方法的流程图；图5是说明装载机V型作业工况各信号值循环变化曲线示意图；图6是说明装载机V型作业工况各信号值区段示意图；图7是说明本发明实施例三装置的示意图；图8是说明本发明实施例四设备的示意图。
具体实施例方式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作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。为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体的细节，但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在其他实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地导致实施例模糊。工程机械一般都由发动机、传动系统、液压系统、行走系统等多个子系统组成，整机的作业是各子系统之间联合工作的过程，每个子系统的性能都会影响整机作业过程中相应动作所消耗的时间，也即会影响到整机作业过程的作业效率。本发明实施例的基本思路便是将工程机械的作业过程进行分解，对每个动作完成的效率即每个动作所需时间进行分别的测试，从而使得工程机械作业效率的测试结果更加科学、准确，对后续的改进也就更具有指导意义。实施例一图1为本发明实施例一方法的流程图。本实施例公开了一种工程机械测试方法，所述方法包括S101、多次采集工程机械的指定信号值。在本发明某些实施例中，所述指定信号值可以来自发动机电子控制单元EQJ (Electronic Control Unit,又称“行车电脑”、“车载电脑”等，相当于汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机)信号和/或传感器信号，如从ECU中读取发动机转速、发动机扭矩等信号，并采集变速箱输出轴转速、液压系统压力等信号。根据这些信号组合起来可以用于划分工程机械作业过程的动作状态。此外因为每个动作状态持续的时间不固定，所以需要对各信号值进行多次采集，这样才能发现动作状态的变化。其中多次采集可以是实时采集，也可以是每各指定周期采集一次。S102、在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态。所述信号值与动作状态关系数据库中记录了信号值与动作状态之间的对应关系，例如指定信号有A、B两个当信号A=a、信号B=b时，代表工程机械处于空载前进动作状态，即A=a、B=b对应空载前进动作状态；或者，当信号A增大、信号B减小时，代表工程机械处于制动动作状态，即A增大、B减小对应制动动作状态，等等。S103、判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。每次采集到工程机械的指定信号值并判断出工程机械当前的动作状态后，需要再将当前的动作状态与上一动作状态，即上一次采集时的动作状态，进行比较，判断二者是否相同，若否则表示动作发生了变化，应开始对新的动作即当前的动作进行计时；若否则表示动作状态未改变，即仍在持续，继续计时。在本发明某些实施例中，所述方法还可以包括在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。即对上一动作的持续时间进行存储，便于以后进行分析。当然如果只是为了本次作业循环，对各个动作状态持续的时间不进行存储也是可以的，这类似于使用万用表进在本发明某些实施例中，所述方法还可以包括将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显示。在本发明某些实施例中，所述方法还可以包括当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送报警消息。实施例二下面以上述实施例为基础，并以装载机为例，对本发明做进一步描述。装载机是一种具有较高作业效率的工程机械，主要用于对松散的堆积物料进行铲、装、运、挖等作业，也可以用来整理、刮平场地以及进行牵引作业，换装相应的工作装置后，还可以进行挖土、起重以及装卸棒料等作业。装载机V型作业工况是一种典型的装载机实际作业工况，即整机从起点出发，至物料点铲掘物料，然后退回至起点，再行至卸料点卸载，最后退回起点的过程。整个行驶路径呈V字型，参见图2所示。本实施例方法所应用于的系统的示意图如图3所示。该系统包括I)发动机ECU信号(读取模块)一用于从ECU中读取发动机转速、发动机扭矩等信号;2)传感器信号(采集模块)一用于采集变速箱输出轴转速、液压系统压力等信号；3)整机数据采集板一用于将传感器采集的数据信号转化为CAN总线通信可以识另1J、传输的信号；4) CAN总线通讯一CAN是Controller Area Network的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议，用于各电子控制系统之间的大量的、高速的数据传输；5)数据分析模块一用于根据整机参数变化信号识别出整机所处的动作状态，并实时记录整机各个动作状态的时间；6)数据存储模块一用于记录、存储整机参数变化数据及各动作状态的时间；7)显示模块一用于将分析模块分析后的参数变化曲线、区段划分及各区段时间实时显示到计算机上；8)警报系统一用于在系统采集不到有效的数据或者无法分析、存储采集到的数据时，警告系统发出警报，警示灯亮，提醒处于该实际工况中的司机(未示出)调整操作或检查试验设备。上述系统通过采集整机在实际作业工况各参数的变化信号并根据这些参数的变化分析判断整机所处的动作状态，最后记录整机参数变化曲线及各个动作状态的动作时间。有助于更准确地分析各子系统对工程机械各动作状态时间的影响，可作为提高工程机械整机作业效率方面研究的重要手段。在本实施例中，所述指定信号值包括发动机转速Ii1、变速箱输出轴转速n2、工作泵压力P1、转向泵压力P2。将这些信号通过CAN总线通信传输至数据分析模块，数据分析模块根据这些信号分析判断装载机的各个动作状态并通过数据存储模块记录参数变化信号及各个动作状态消耗的时间。典型的装载机V型作业循环可细分为9个区段，参见图2所示:①-空载前进区段，记录时长T1，本区段(即本动作状态，下同)的特点:发动机转速Ii1、变速箱输出轴转速n2升高，工作泵压力P1几乎为零，转向泵压力P2有较小的变化。②-铲掘区段，记录时长T2,本区段的特点:发动机转速Ii1先降后升，并伴随小幅度波动，变速箱输出轴转速n2降低，工作泵压力P1升高并有较大波动，转向泵压力P2几乎为零。③-带载后退区段，记录时长T3,本区段的特点:发动机转速Ii1及变速箱输轴出转速n2先升后降，工作泵压力P1几乎为零，转向泵压力P2有较小的变化。④-带载前进区段(铲斗不动)，记录时长T4,本区段的特点:发动机转速Ii1与变速箱输出轴转速n2升高，工作泵压力P1几乎为零，转向泵压力P2有较大变化。 ⑤-带载前进区段(铲斗举升)，记录时长T5,本区段特点:发动机转速Ii1与变速箱输出轴转速n2保持较高数值，工作泵压力P1升高并有较大波动，转向泵压力P2有较小的变化。⑥-制动区段(举升完成)，记录时长T6，本区段的特点:发动机转速Ii1与变速箱输出轴转速H2下降，工作泵压力P1下降，转向泵压力P2几乎为零。
⑦-卸料区段，记录时长T7,本区段的特点:发动机转速Ii1略微升高，变速箱输出轴转速n2略微下降，工作泵压力P1突然升高后保持一段时间突然下降，转向泵压力P2几乎为零。⑧-空载后退区段(铲斗下降)，记录时长T8,本区段的特点:发动机转速Ii1与变速箱输出轴转速n2升高，工作泵压力P1略微升高保持一段时间后下降，转向泵压力P2有较小的变化。⑨-空载后退区段(铲斗不动)，记录时长T9,本区段的特点:发动机转速Ii1与变速箱输出轴转速n2升高后下降，工作泵压力P1几乎为零，转向泵压力P2有较大的变化。当确定了以上信号值与动作状态对应关系后，本实施例方法的流程如下，参见图4所示:I)当循环开始时，系统判断n2是否>0，如是则判断循环开始，开始计时；2)判断整机是否满足区段①条件，即Ii1 、n2 f ,P1=O且P2有较小波动，如是则判断整机处于区段①，其中丨代表增大，丨代表减小，下同；3)判断整机是否满足区段②条件，即Ii1先丨后丨、n2 KP1 t且Ρ2=0，如是则判断整机处于区段②，区段①计时结束，即记录区段①时间T1 ；4)判断整机是否满足区段③条件，即Ii1先t后丨、H21、Ρ1=0且己有较小波动，如是则判断整机处于区段③，记录区段②时间T2 ；5)判断整机是否满足区段④条件，即Ii1 、η2 、Ρ1=0且P2有较大波动，如是则判断整机处于区段④，记录区段③时间T3 ；
6)判断整机是否满足区段⑤条件，即Ii1不变、n2不变、P1丨且P2有较小波动，如是则判断整机处于区段⑤，记录区段④时间T4 ；7)系统判断整机是否满足区段⑥条件，即Ii11、n2 I ,P1 I且P2=O,如是则判断整机处于区段⑥，记录区段⑤时间T5 ；8)判断整机是否满足区段⑦条件，即Ii1 t、n2 I J1先t后I且P2=O,如是则判断整机处于区段⑦，记录区段⑥时间T6 ；9)判断整机是否满足区段⑧条件，即Ii1丨、n2丨、P1先丨后丨且P2有较小波动，如是则判断整机处于区段⑧，记录区段⑦时间T7 ；10)判断整机是否满足区段⑨条件，即叫、n2先丨后丨、P1=O且P2有较大波动，如是则判断整机处于区段⑨，记录区段⑧时间T8 ；11)判断n2是否=0，如是则判断循环结束，记录区段⑨时间T9。图5是实施例二中对某装载机V型作业工况各信号变化进行采集时从中截取的某一典型的循环变化曲线的示意图。图5中，i为发动机转速Ii1, ii为发动机扭矩Tpiii为变速箱输出轴转速n2，iv为工作泵压力P1, V为转向泵压力P2。数据分析模块对各信号值变化数据进行分析、识别后，将整个工作循环细分为上述9个区段，参见图6所示。存储模块记录各区段时间。采用本实施例方法得出的该装载机在这一典型V型作业循环中的各动作状态时间为1=348.48*101118 (系统采样频率100Hz，即每隔O. Ols采集一次数据，IOms即为 O.01s), T2=456. 62*10ms, T3=480. 40*10ms, T4=535. 10*10ms, T5=539. 63*10ms,T6=129. 77*10ms，T7=72. 57*10ms，T8=311. 93*10ms，T9=631. 03*10ms。实施例三本实施例基于上述方法实施例，公开了一种工程机械测试装置700，参见图7所示，所述装置包括信号采集单元701，用于多次采集工程机械的指定信号值；动作状态获取单元702，用于在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态；计时单元703，用于判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。优选的，所述装置还包括存储单元704，用于在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。优选的，所述装置还包括显示单元705，用于将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显示。优选的，所述装置还包括警报单元706，用于当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送警报消息。实施例四本实施例基于上述实施例，公开了一种工程机械测试设备800，参见图8所示，所述设备包括传感器、处理器及存储器；所述传感器801，用于多次采集工程机械的指定信号值；所述存储器802，用于信号值与动作状态关系数据库；所说处理器803，在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及存储器中预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态，判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。优选的，所述存储器还用于:在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。优选的，所述设备还包括:显示器804，用于将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显示。优选的，所述设备还包括:报警器805，用于当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送报警消息。对于装置和设备实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置、设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如:R0M、RAM、磁碟、光盘等。还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了闸述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种工程机械测试方法，其特征在于，所述方法包括: 多次采集工程机械的指定信号值； 在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态， 判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定信号值来自发动机电子控制单兀ECU信号和/或传感器信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显示。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送报警消息。
6.一种工程机械测试装置，其特征在于，所述装置包括: 信号采集单元，用于多次采集工程机械的指定信号值； 动作状态获取单元，用于在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态； 计时单元，用于判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 存储单元，用于在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 显示单元，用于将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显示。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 警报单元，用于当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送警报消息。
10.一种工程机械测试设备，其特征在于，所述设备包括传感器、处理器及存储器； 所述传感器，用于多次采集工程机械的指定信号值； 所述存储器，用于信号值与动作状态关系数据库； 所说处理器，在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及存储器中预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态，判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述存储器还用于: 在所述动作状态发生改变时，存储变化前的动作状态的持续时间。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括: 显示器，用于将采集到的指定信号值的变化曲线和/或动作状态的持续时间进行实时显不O
13.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括: 报警器，用于当采集不到有效的指定信号值和/或无法进行计时时，发送报警消息。
全文摘要
本发明实施例公开了一种工程机械测试方法、装置及设备，所述方法包括多次采集工程机械的指定信号值；在每次采集到工程机械的指定信号值后，根据所述指定信号值及预置的信号值与动作状态关系数据库，获取所述工程机械当前的动作状态，判断所述动作状态与上一动作状态是否相同，若否，则开始对所述动作状态进行计时，直至所述动作状态发生改变。本发明根据各信号值的组合变化将工程机械的一个作业循环划分为多个动作状态，然后对每个动作状态完成所需时间分别进行测试，通过对作业循环的分解实现了对工程机械更加细致的测试，使得工程机械作业效率的测试结果更加科学、准确。
文档编号G01D21/00GK103076042SQ20121057477
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者郭深深 申请人:潍柴动力股份有限公司