专利名称：一种高原自适应挖掘机控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于工程机械的控制系统领域，具体涉及了一种高原自适应挖掘机控制系统。
背景技术：
目前的挖掘机控制系统以正常空气密度来计算发动机功率，通常情况下挖掘机控制系统能实现发动机与泵的功率匹配，保证挖机工作在泵与发动机的最优匹配点范围内。但是在高原地区，空气稀薄，冷却液温度低，由于气压的变化，发动机的扭矩和功率曲线发生变化，仍按原方案匹配泵与发动机，则不能保证发动机在最优匹配点范围内，发动机很难发挥出有效的功率，时常会出现油耗增加、掉速大、工作无力等情况。因此在高原地区使用的挖掘机掉速增加，冒黑烟，效率低下，成为客户抱怨的主要内容。为此，市场上急需一种可以解决上述问题，在高原地区也能实现发动机与泵的功率匹配的挖掘机控制系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中挖掘机高原地区工作的技术问题，提供了一种可以根据海拔高度自动调整发动机工作点和泵与发动机的匹配点，从而保证挖掘机工作在泵与发动机的最优匹配范围不受海拔高度的变化影响的高原自适应挖掘机控制系统。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种高原自适应挖掘机控制系统，包括主控制器、与发动机相连接的变量泵、以及分别与主控制器相连接的电比例减压阀、油门驱动装置，油门驱动装置设置在发动机上，电比例减压阀设置在变量泵上；其中，所述的主控制器还连接有用于采集挖掘机所处地的气压信息以便确定发动机(7)的最大输出功率的气压传感器和/或GPS定位装置；所述的变量泵上设有左泵压力传感器、右泵压力传感器；发动机上设有转速传感器；所述的左泵压力传感器、右泵压力传感器、转速传感器分别与主控制器相连接，将左泵压力传感器、右泵压力传感器、转速传感器检测到的参数信息输出给主控制器；主控制器分析处理接收到的参数信息，得出的结果输出给电比例减压阀、油门驱动装置分别控制变量泵和发动机的工作。各个传感器可以检测出挖掘机的各个工作信息，并传输给主控制器分析处理。GPS定位装置既可配合气压传感器使用，使海拔高度、工作环境的气压等信息更为准确；也可以单独使用，通过获取海拔高度，进一步分析出挖掘机工作环境的气压的信息。GPS定位装置也可以保证在气压传感器出现故障时，一样可以使挖掘机正常工作。上述的主控制器通过分析处理气压传感器或GPS定位装置传输过来的信息得到整机的工作环境的气压或工作海拔高度，根据气压或海拔高度确定发动机的最大输出功率，并作为自适应条件。上述的主控制器在得到自适应条件后，再通过分析处理左泵压力传感器、右泵压力传感器、转速传感器传输过来的参数信息，并将分析处理的结果作为控制条件，进而通过电比例减压阀、油门驱动装置分别控制变量泵和发动机的工作。
本发明在发动机、变量泵上设置了分别与主控制器连接的转速传感器、左泵压力传感器、右泵压力传感器，从而使得主控制器可以获知挖掘机的动力装置的工作状态，主控制器通过气压传感器或者GPS定位装置获知挖掘机的工作环境，再通过对这些信息的分析处理，找出变量泵与发动机的匹配点，控制变量泵与发动机的工作状态。本发明的主控制器在原有的基础上增加了接收各个传感器传输过来的信息并加以分析处理这些信息的功能程序和根据结果输出控制指令给电比例减压阀、油门驱动装置控制发动机、变量泵的工作状态的控制程序；在硬件上则增加了相应的与各个传感器相连接的接口。一般控制器通过检测发动机的转速、液压系统的压力等关键参数，根据其控制算法输出相应的控制信号给电比例减压阀，使得液压泵吸收的功率尽可能接近发动机输出的功率。在高原工作时，由于空气密度急剧下降，发动机输出功率下降较多。此时的控制算法无法准确控制泵吸收的功率，导致发动机输出功率的利用率很小。本发明的控制器在上述的基础上增加了接收气压传感器或者GPS定位装置。控制器在处理发动机的转速、液压系统的压力等关键参数的同时，并加以分析处理气压或者GPS信息。根据处理结果自动识别当前发动机的工作环境。自动识别发动机能输出的最大功率，并将该参数与发动机的转速、液压系统的压力等关键参数一起来参与运算。输出控制信号给电比例减压阀，使得液压泵吸收的功率尽在任意海拔高度都能接近发动机输出的功率。避免由于高原海拔高度变化导致发动机输出功率降低时控制系统变差的现象发生。本发明的高原自适应挖掘机控制系统的工作原理(工作流程)
首先，本控制器通过气压传感器或者GPS定位装置来检测整机的工作海拔高度、周围气压环境，根据检测数据计算发动机能输出的最大功率，作为挖机控制系统自适应的主要条件；
其次，本控制器通采集主泵压力、发动机转速信号、电比例减压阀的工作电流，作为控制系统的输入参数，在满足上述自适应的条件，选择不同的自适应参数与主泵压力、发动机转速信号、电比例减压阀的工作电流等参数，一并通过控制算法计算出当前能准确匹配发动机输出功率的控制信号；
最后，主控制器根据上述控制信号，向电比例减压阀、油门驱动装置发出控制指令，控制变量泵与发动机的工作状态，保证挖掘机工作在泵与发动机的最优匹配点范围内。使得液压泵吸收的功率尽在任意海拔高度都能接近发动机输出的功率，并自动跟随。本发明的优点
结构简单实用，易于推广使用，自动适应不同海拔高度的工作环境，扩展了挖掘机工作范围，提升了挖掘机的技术含量。利用GPS定位装置或者气压传感器检测挖掘机工作气压环境、海拔高度，通过泵压力传感器、转速传感器获知挖掘机动力装置的工作状态，再用主控制器分析处理上述信息，向电比例减压阀、油门驱动装置发出控制指令，调整变量泵、发动机的工作状态；实现了在高原仍能保证挖掘机工作在泵与发动机的最优匹配点范围内。
图1是本发明一实施例的结构示意 图2是本发明另一实施例中未安装GPS定位装置的的结构示意图； 图3是本发明另一实施例中未安装气压传感器的的结构示意图。附图标记1- GPS定位装置，2-主控制器，3-变量泵，4-左泵压力传感器，5-右泵压力传感器，6-转速传感器，7-发动机，8-油门驱动装置，9-气压传感器，10-电比例减压阀。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进一步说明。实施例1 :
如附图2所示，一种高原自适应挖掘机控制系统，包括主控制器2、变量泵3、发动机7、以及分别与主控制器2相连接的电比例减压阀10、油门驱动装置8，变量泵3与发动机7相连接；其中，所述的主控制器2还连接有一气压传感器9 ;所述的变量泵3上设有左泵压力传感器4、右泵压力传感器5，发动机7上设有转速传感器6 ;所述的左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6分别与主控制器2相连接，将左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6检测到的参数信息输出给主控制器2 ;主控制器2分析处理接收到的参数信息，得出的结果输出给电比例减压阀10、油门驱动装置8分别控制变量泵3和发动机的工作；
所述的主控制器2通过分析处理气压传感器9传输过来的信息得到整机的工作环境的气压，并作为自适应条件；
所述的主控制器2在得到自适应条件后，再通过分析处理左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6传输过来的参数信息，并将分析处理的结果作为控制条件，进而通过电比例减压阀10、油门驱动装置8分别控制变量泵3和发动机的工作。实施例2:
如附图3所示，一种高原自适应挖掘机控制系统，包括主控制器2、变量泵3、发动机7、以及分别与主控制器2相连接的电比例减压阀10、油门驱动装置8，变量泵3与发动机7相连接；其中，所述的主控制器2还连接有一 GPS定位装置I ;所述的变量泵3上设有左泵压力传感器4、右泵压力传感器5，发动机7上设有转速传感器6 ;所述的左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6分别与主控制器2相连接，将左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6检测到的参数信息输出给主控制器2 ;主控制器2分析处理接收到的参数信息，得出的结果输出给电比例减压阀10、油门驱动装置8分别控制变量泵3和发动机的工作；
所述的主控制器2通过分析处理GPS定位装置I传输过来的信息得到整机的工作海拔高度，进一步分析得到工作环境的气压，并作为自适应条件；
所述的主控制器2在得到自适应条件后，再通过分析处理左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6传输过来的参数信息，并将分析处理的结果作为控制条件，进而通过电比例减压阀10、油门驱动装置8分别控制变量泵3和发动机的工作。实施例3:
如附图1所示，一种高原自适应挖掘机控制系统，包括主控制器2、变量泵3、发动机7、以及分别与主控制器2相连接的电比例减压阀10、油门驱动装置8，变量泵3与发动机7相连接；其中，所述的主控制器2还连接有一气压传感器9和GPS定位装置I ;所述的变量泵3上设有左泵压力传感器4、右泵压力传感器5，发动机7上设有转速传感器6 ;所述的左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6分别与主控制器2相连接，将左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6检测到的参数信息输出给主控制器2 ;主控制器2分析处理接收到的参数信息，得出的结果输出给电比例减压阀10、油门驱动装置8分别控制变量泵3和发动机的工作；
所述的主控制器2通过分析处理气压传感器9和GPS定位装置I传输过来的信息得到整机的工作环境的气压和工作海拔高度，并作为自适应条件；
所述的主控制器2在得到自适应条件后，再通过分析处理左泵压力传感器4、右泵压力传感器5、转速传感器6传输过来的参数信息，并将分析处理的结果作为控制条件，进而通过电比例减压阀10、油门驱动装置8分别控制变量泵3和发动机的工作。
权利要求
1.ー种高原自适应挖掘机控制系统，包括主控制器(2)、与发动机(7)相连接的变量泵(3)、以及分别与主控制器(2)相连接的电比例减压阀(10)、油门驱动装置(8);其中油门驱动装置(8)设置在发动机(7)上，电比例减压阀(10)设置在变量泵(3)上；其特征在于所述的主控制器(2)还连接有用于采集挖掘机所处地的气压信息以便确定发动机(7)的最大输出功率的气压传感器(9)和/或GPS定位装置；所述的变量泵(3)上设有左泵压カ传感器(4)、右泵压カ传感器(5);发动机(7)上设有转速传感器(6);所述的左泵压カ传感器(4)、右泵压カ传感器(5)、转速传感器(6)分别与主控制器(2)相连接，将左泵压カ传感器(4)、右泵压カ传感器(5)、转速传感器(6)检测到的參数信息输出给主控制器(2);主控制器(2)分析处理接收到的參数信息，得出的结果输出给电比例减压阀(10)、油门驱动装置(8)分别控制变量泵(3)和发动机的工作。
2.根据权利要求1所述的高原自适应挖掘机控制系统，其特征在于所述的主控制器(2)通过分析处理气压传感器(9)或GPS定位装置(I)传输过来的信息得到整机的工作环境的气压或工作海拔高度，根据气压或海拔高度确定发动机(7)的最大输出功率，并作为自适应条件。
3.根据权利要求2所述的高原自适应挖掘机控制系统，其特征在于所述的主控制器(2)在得到自适应条件后，再通过分析处理左泵压カ传感器(4)、右泵压カ传感器(5)、转速传感器(6)传输过来的參数信息，并将分析处理的结果作为控制条件，进而通过电比例减压阀(10)、油门驱动装置(8)分别控制变量泵(3)和发动机的工作。
全文摘要
一种高原自适应挖掘机控制系统，包括主控制器、变量泵、发动机、以及分别与主控制器相连接的电比例减压阀、油门驱动装置，变量泵与发动机相连接；所述的主控制器还连接有一气压传感器；所述的变量泵上设有左泵压力传感器、右泵压力传感器，发动机上设有转速传感器；所述的左泵压力传感器、右泵压力传感器、转速传感器分别与主控制器相连接，将左泵压力传感器、右泵压力传感器、转速传感器检测到的参数信息输出给主控制器；主控制器分析处理接收到的参数信息，得出的结果输出给电比例减压阀、油门驱动装置分别控制变量泵和发动机的工作。该控制系统可以让挖掘机自动适应不同海拔高度的工作环境，扩展了挖掘机工作范围，提升了挖机的技术含量。
文档编号E02F9/22GK103046609SQ20121051103
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者孙金泉, 蔡登胜, 马文宇, 初长祥 申请人:广西柳工机械股份有限公司