專利名稱：輪胎壓路機節能控制系統的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及到工程機械中的輪胎壓路機領域，特指一種輪胎壓路機節能控制系統。
背景技術：
輪胎壓路機作為自行式工程車輛，配備柴油發動機作為動力裝置，直接驅動液壓泵， 液壓油通過液壓泵輸送到液壓馬達，再由液壓馬達驅動行駛機構。通過改變液壓泵的排 量及方向來改變輪胎壓路機的行駛速度和方向，通過改變液壓馬達的排量，使輪胎壓路 機具有2檔速度，以適應行駛、壓實工作不同工況的要求。在工作檔，保證輪胎壓路機 以恒定壓實速度進行壓實作業，在行駛檔，滿足輪胎壓路機以最快速度行駛。為了保證 壓實質量，同時又適應不同厚度的輔料層，整機的工作質量可以調節；為了保證壓實均 勻，輪胎的氣壓可以調節。在設計時，以最大負荷情況配置發動機，但是在實際使用中， 整機的工作質量不同、輪胎的氣壓不同、瀝青路面在其碾壓過程中鋪層強度增加從而充 氣輪胎的滾動阻力減少，總負荷遠遠低于設計負荷值，低負荷情況下，發動機工作在額 定轉速下將會造成動力系統機械損耗高，同時液壓泵排量減少，液壓系統總效率降低， 造成燃料浪費。
發明內容
本發明要解決的技術問題就在于針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種 結構簡單、自動化程度高、能夠根據實際工況的變化自動實時調節發動機轉速的輪胎壓 路機節能控制系統，從而提高整機的工作效率、降低燃料消耗、節能環保。
為解決上述技術問題，本發明提出的解決方案為 一種輪胎壓路機節能控制系統， 其特征在于它包括控制器、顯示單元、行駛速度傳感器、發動機轉速傳感器以及用于 速度設定的工作/行駛開關，所述用來檢測輪胎壓路機速度信號的行駛速度傳感器和用來 檢測發動機轉速信號的發動機轉速傳感器與控制器的輸入端相連，控制器的輸出端與輪 胎壓路機的液壓泵電磁閥、液壓馬達電磁閥以及顯示單元相連，所述工作/行駛開關與控 制器的輸入端相連，控制器根據實際工況負荷，在液壓泵排量盡可能大的前提下，調節 液壓泵排量使輪胎壓路機的實際速度等于設定速度的同時，自動調節發動機轉速，使液 壓系統和機械傳動系統工作在高效區，降低燃料消耗。
所述控制器的通訊端口通過電纜與電噴發動機的電子控制單元ECM相連，或者通過 電控驅動單元與機械油門發動機相連。
所述控制器的輸入端與行駛操作手柄相連。
與現有技術相比，本發明的優點就在于
1、 本發明的輪胎壓路機節能控制系統，根據液壓泵和液壓馬達的實際排量情況，在 發動機滿足行駛機構對發動機要求的輸出功率、扭矩并有適當余量下，自動智能控制發 動機轉速，讓液壓泵工作在高效區，提高液壓系統的效率，發動機在低于額定轉速下工 作，降低燃料消耗，提高整機機械效率，降低噪音，同時降低機械磨損，提高機器使用
壽命；
2、 本發明的輪胎壓路機節能控制系統，在負荷變化小的情況下，壓路機行駛速度采 用自適應控制，調節液壓泵排量來快速響應負荷的變化，使輪胎壓路機行駛速度穩定；
3、 本發明的輪胎壓路機節能控制系統，當路面平整度、路面坡度等環境因素的變化 引起實際負荷的變化較大，調節液壓泵排量的同時，輪胎壓路機發動機的轉速采用自適 應控制，提高或降低發動機轉速，以適應工況的變化；
4、 本發明的輪胎壓路機節能控制系統，壓路機行駛速度具有巡航控制功能，方便操
作，使輪胎壓路機前進后退往復運動速度恒定，提高輪胎壓路機工作的性能；
5、 本發明的輪胎壓路機節能控制系統，輪胎壓路機在停止行駛時間超過設定時間后，
發動機自動回怠速，降低燃料消耗。
圖1是本發明的控制原理框架結構示意圖2是本發明的發動機速度設定及泵排量控制流程示意圖3是本發明具體實施例中控制器的電路原理示意圖。
圖例說明-
I、 控制器 2、顯示單元
3、工作/行駛開關 4、行駛操作手柄
5、行駛速度傳感器 6、液壓泵電磁閥
7、液壓馬達電磁閥 8、機械油門發動機
9、電控驅動單元 10、電噴發動機
II、 發動機轉速傳感器
具體實施例方式
以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
如圖1所示，本發明的輪胎壓路機節能控制系統，它包括控制器l、顯示單元2、行 駛速度傳感器5、發動機轉速傳感器ll以及用于速度設定的工作/行駛開關3，所述用來 檢測輪胎壓路機速度信號的行駛速度傳感器5和用來檢測發動機轉速信號的發動機轉速 傳感器11與控制器1的輸入端相連，控制器1的輸出端與輪胎壓路機的液壓泵電磁閥6、 液壓馬達電磁閥7以及顯示單元2相連，所述工作/行駛開關3與控制器1的輸入端相連， 控制器1根據實際工況負荷，在液壓泵排量盡可能大的前提下，調節液壓泵排量使輪胎 壓路機的實際速度等于設定速度的同時，自動調節發動機轉速，使液壓系統和機械傳動 系統工作在高效區，降低燃料消耗。在本實施例中，控制器1的通訊端口通過電纜與電 噴發動機10的電子控制單元ECM相連，或者通過電控驅動單元9與機械油門發動機8 相連。控制器1的輸入端與行駛操作手柄4相連。
采用上述方案，系統通過傳感器、電位器、開關等檢測元件將壓路機實際速度、發 動機轉速、給定速度、工作模式信號輸入到控制器l，控制器l通過程序運算處理后，輸 出控制信號給機械油門發動機8的電控驅動單元9或電噴發動機10的電子控制單元ECM、 各電磁閥等執行機構，對發動機轉速、液壓泵排量、液壓馬達排量進行實時控制，在液 壓泵排量盡可能大的前提下，調節液壓泵排量使壓路機的實際速度等于設定速度的同時， 自動調節發動機轉速，使輪胎壓路機的速度等于給定速度、發動機的轉速跟隨負荷情況 實時調節；輪胎壓路機停止運行行駛一定時間后，自動調節發動機轉速到怠速。
在本實施例中，控制器1和顯示單元2通過通訊電纜相連，實現參數設定和監視；
工作/行駛開關3接到控制器1數字量輸入點，進行機器運行狀態選擇；行駛操作手柄4 包括前進、后退、巡航控制、巡航速度+ 、巡航速度一5個數字量信號和速度給定電位器 模擬信號，分別接到控制器1數字量輸入點和模擬量輸入點，實現行駛方向和速度給定 及巡航控制；行駛速度傳感器5接到控制器1高速計數器輸入點，檢測行駛速度；液壓 泵電磁閥6接到控制器1的PWM輸出點，控制液壓泵排量，實現行駛速度連續可調；
液壓馬達電磁閥7接到控制器1數字量輸出點，控制液壓馬達排量，實現兩檔速度控制； 發動機分為機械油門發動機9和電噴發動機IO兩種①機械油門發動機電控驅動單 元接到控制器1的PWM輸出點，控制油門的開度；發動機的轉速傳感器接到控制器1 的高速計數器輸入點，檢測發動機轉速；②電噴發動機電噴發動機10本身有一個電 子控制單元ECM，電子控制單元ECM和控制器1通過通訊電纜連接，實現數據通訊。
系統通過行駛速度傳感器5、發動機轉速傳感器、速度給定電位器、前進、后退開關
等檢測元件將壓路機實際速度、發動機轉速、給定速度、工作模式信號輸入到控制器l，
控制器l通過程序運算處理后，輸出控制信號給電控驅動單元9或電噴發動機10、液壓 泵電磁閥6、液壓馬達電磁閥7等執行機構，對發動機轉速、液壓泵排量、液壓馬達排量 進行實時控制，使輪胎壓路機的速度等于給定速度、發動機的轉速跟隨負荷情況實時調 節。
當行駛手柄4回到中間位置后，輪胎壓路機停止行駛，達到一定時間后，自動調節 發動機轉速到怠速。
發動機速度給定及泵排量控制
如圖2所示，開機時，發動機給定轉速Rl為初始設定速度或上次運行時的給定速度， 發動機轉速傳感器的實際轉速R2與Rl比較，通過控制油門開度使R2與Rl之間在20rpm 范圍內；行駛速度與給定速度進行PID運算，輸出PWM信號控制泵的排量，使行駛速度 跟隨給定速度；對于控制泵排量的P麗信號進行判斷，當在85%和95%之間時，保持發動 機給定轉速值Rl，當大于95y。時，說明發動機轉速不夠，增加發動機給定轉速R1，當小于 85%時，說明發動機轉速有富余，減少發動機給定轉速R1，采用100mS的中斷程序，每次 中斷程序中增加或減少轉速AR， AR隨PWM值與設定區間(85%， 95%)的差值大小成比 例變化，實現快速反應及平穩運行，同時將R1保存作為下次的給定轉速。為了保證運行 速度的恒定，具備一定的扭矩，上限值設為95%，下限值設為85%，使速度能夠有一定的 調節余量。
如圖3所示，控制器1有1個PT0輸出控制步進電機前進和后退；1個PWM輸出 控制比例電磁閥以改變泵的排量；2個高速計數輸入，對發動機轉速及行駛速度信號進行 高速脈沖計數。為了方便輪胎壓路機前進和后退往復工作時設定速度易于調整，設定巡 航控制。當巡航控制開關在正常檔，推動行駛操作手柄，當速度達到要求工藝速度時， 按動巡航控制開關到巡航檔，存儲當時速度，下次只要推動手柄且巡航控制開關在巡航 控制檔，不管手柄推動的幅度，設定速度為保存的巡航設定速度；當巡航控制開關在正 常檔，設定速度由手柄推動的幅度確定，且巡航速度復位；在巡航控制過程中，可以通
過巡航速度+和巡航速度一進行巡航速度調整，點動時速度改變一次，持續按下時，速度 按按下時間長短連續改變。
權利要求
1、一種輪胎壓路機節能控制系統，其特征在于它包括控制器(1)、顯示單元(2)、行駛速度傳感器(5)、發動機轉速傳感器(11)以及用于速度設定的工作/行駛開關(3)，所述用來檢測輪胎壓路機速度信號的行駛速度傳感器(5)和用來檢測發動機轉速信號的發動機轉速傳感器(11)與控制器(1)的輸入端相連，控制器(1)的輸出端與輪胎壓路機的液壓泵電磁閥(6)、液壓馬達電磁閥(7)以及顯示單元(2)相連，所述工作/行駛開關(3)與控制器(1)的輸入端相連，控制器(1)根據實際工況負荷，在液壓泵排量盡可能大的前提下，調節液壓泵排量使輪胎壓路機的實際速度等于設定速度的同時，自動調節發動機轉速，使液壓系統和機械傳動系統工作在高效區，降低燃料消耗。
2、 根據權利要求1所述的輪胎壓路機節能控制系統，其特征在于所述控制器(1) 的通訊端口通過電纜與電噴發動機(10)的電子控制單元ECM相連，或者通過電控驅動 單元(9)與機械油門發動機(8)相連。
3、 根據權利要求1或2所述的輪胎壓路機節能控制系統，其特征在于所述控制器 (1)的輸入端與行駛操作手柄(4)相連。
全文摘要
一種輪胎壓路機節能控制系統，它包括控制器、顯示單元、行駛速度傳感器、發動機轉速傳感器以及工作/行駛開關，用來檢測輪胎壓路機速度信號的行駛速度傳感器和用來檢測發動機轉速信號的發動機轉速傳感器與控制器的輸入端相連，控制器的輸出端與輪胎壓路機的液壓泵電磁閥、液壓馬達電磁閥以及顯示單元相連，工作/行駛開關與控制器的輸入端相連，控制器根據實際工況負荷，在液壓泵排量盡可能大的前提下，調節液壓泵排量使輪胎壓路機的實際速度等于設定速度的同時，自動調節發動機轉速，使液壓系統和機械傳動系統工作在高效區，降低燃料消耗，其結構簡單、自動化程度高、能根據實際工況變化自動實時調節發動機轉速，提高整機的工作效率、節能環保。
文檔編號E01C19/22GK101182702SQ20071019264
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月18日 優先權日2007年12月18日
發明者巍 周, 唐楚舒, 鄧連喜 申請人:三一重工股份有限公司