專利名稱：汽車起重機的控制方法和控制裝置與汽車起重機的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械領域，具體而言，涉及一種汽車起重機的控制方法和控制裝置與汽車起重機。
背景技術：
目前，現有汽車起重機的執行機構一般采用液壓驅動，依靠操作人員同時對操作手柄和油門踏板進行控制以相互配合完成作業。圖1是根據現有技術的汽車起重機的控制系統的示意圖，如圖1所示，現有汽車起重機的控制系統包括油門踏板101、電子控制單元102(E(U,ElectronicControlUnit)、發動機103、變速器104、液壓系統、操作手柄150。其中液壓系統包括多個液壓泵110、多個液壓控制閥120、以及多個執行機構130、油箱140。當起重機執行作業時，操作人員踩踏油門踏板101的同時操作左操作手柄和右操作手柄,發動機103驅動液壓泵110,液壓泵110為液壓執行機構130提供高壓油，液壓執行機構130用于驅動相應部件，其中，兩個操作手柄均可以在上下左右四個方向進行調整，不同方向的操作對起重機的相應動作執行機構進行控制，如卷揚、變幅等。油門踏板101根據其踩踏幅度輸出電信號給電子控制單元102，電子控制單元102根據上述電信號按照預先設置的程序控制發動機103的輸出功率。兩個操作手柄根據操作人員的操作幅度通過液壓先導壓力控制液壓油路中個液壓控制閥的開度以控制執行機構的液壓油流量。從而執行機構的執行動作受到發動機轉速和液壓控制閥的雙重控制，這就需要操作人員同時控制油門踏板和控制手柄。另外，因為發動機轉速過小小，容易導致超載，輸出轉速降低，影響發動機燃油的燃燒性能。發動機轉速過大 ，容易造成液壓系統效率低下，同時，也增加燃油消耗。這就需要操作人員通過對油門踏板101和操作手柄150的控制匹配發動機的轉速與液壓控制閥的開度。這種情況下，起重機的動作控制需要依靠操作人員的操作經驗和操作能力。針對現有技術中存在的起重機控制需要操作人員同時控制油門踏板和控制手柄，目前尚未提出有效的解決方案。
發明內容
本發明旨在提供一種汽車起重機的控制方法和控制裝置與汽車起重機，以解決現有技術中需要操作人員同時控制油門踏板和控制手柄的問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種汽車起重機的控制方法和控制裝置與汽車起重機。該汽車起重機的控制方法，包括力矩限制器根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載；液壓先導控制裝置獲取操作手柄的調整幅度，并輸出調整幅度對應的液壓先導壓力信號；力矩限制器利用液壓先導壓力信號和實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速；力矩限制器按照需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令；發動機電子控制單元控制發動機驅動液壓泵輸出液壓油。
進一步地，力矩限制器根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載包括力矩限制器檢測起重機的工作臂的長度信號、變幅角度信號、和變幅壓力信號；力矩限制器根據工作臂的長度信號、變幅角度信號、和變幅壓力信號計算起重機的實時負載。進一步地，力矩限制器利用液壓先導壓力信號和實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機輸出轉速包括力矩限制器按照公式Me=PJs計算執行機構達到預定速度時需要的發動機的輸出扭矩，在式中，代表發動機的輸出扭矩，代表實時負載，Vs代表液壓泵的排量；力矩限制器根據發動機的萬有特性曲線得出發動機的輸出扭矩對應的經濟轉速Iitl ;力矩限制器按照預設的先導壓力和發動機轉速的匹配關系得出液壓先導壓力信號對應的發動機最低轉速I，經濟轉速Iitl和最低轉速中較大的一個作為執行機構達到預定速度時需要的發動機輸出轉速。進一步地，發動機電子控制單元控制發動機驅動液壓泵輸出液壓油之前還包括力矩限制器獲取起重機的控制模式，控制模式包括油門控制模式和自動控制模式；當控制模式為自動控制模式時，發動機電子控制單元控制發動機驅動液壓泵輸出液壓油包括發動機電子控制單元按照力矩限制器發出的控制指令控制發動機的轉速。進一步地，力矩限制器獲取起重機的控制模式之后還包括當控制模式為油門控制模式時，力矩控制器停止向發動機電子控制單元發出控制指令；發動機電子控制單元控制發動機驅動液壓泵輸出液壓油包括發動機電子控制單元按照油門踏板的位置控制發動機轉速。根據本發明的另一個方面，提供了一種汽車起重機的控制裝置。該汽車起重機的控制裝置包括負載計算模塊，用于根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載；先導壓力獲取模塊，用于獲取操作手柄的調整幅度對應的液壓先導壓力信號；發動機轉速計算模塊，用于利用液壓先導壓力信號和實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速；發動機控制模塊，用于按照需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令。進一步地,發動機轉速計算模塊還用于按照公式Mej=PJs計算執行機構達到預定速度時需要的發動機的輸出扭矩，在式中，代表發動機的輸出扭矩，代表實時負載，Vs代表液壓泵的排量；根據發動機的萬有特性曲線得出發動機的輸出扭矩對應的經濟轉速nQ;按照預設的先導壓力和發動機轉速的匹配關系得出液壓先導壓力信號對應的發動機最低轉速ne，經濟轉速Iitl和最低轉速中較大的一個作為執行機構達到預定速度時需要的發動機輸出轉速。進一步地，該汽車起重機的控制裝置還包括控制模式獲取模塊，用于獲取起重機的控制模式，控制模式包括油門控制模式和自動控制模式，發動機控制模塊還用于當控制模式為油門控制模式時，停止向發動機電子控制單元發出控制指令。進一步地，，發動機控制模塊停止向發動機電子控制單元發出控制指令之后，發動機電子控制單元按照油門踏板的位置控制發動機轉速。根據本發明的另一個方面，提供了一種汽車起重機。該汽車起重機，包括發動機、液壓泵、液壓先導控制裝置、操作手柄以及發動機電子控制單元，其中，發動機，與液壓泵連接，發動機以轉動方式驅動液壓泵輸出液壓油，液壓先導控制裝置，與操作手柄連接，用于獲取操作手柄的調整幅度，并輸出調整幅度對應的液壓先導壓力信號；力矩限制器，與汽車起重機的執行機構以及液壓先導控制裝置分別連接，用于根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載，并利用液壓先導壓力信號和實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速，按照需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令；發動機電子控制單元，與力矩限制器連接，用于對發動機的轉速進行控制。進一步地，發動機電子控制單元與力矩限制器通過CAN總線連接。應用本發明的技術方案，力矩限制器根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載；獲取操作手柄的調整幅度對應的液壓先導壓力信號；利用所述液壓先導壓力信號和所述實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速；按照所述需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令。通過對操作手柄的控制，根據起重機的實際工作情況，自動使發動機的輸出轉速匹配當前液壓執行機構的液壓控制閥開度，避免了操作人員依靠經驗手動同時調節操作手柄和油門踏板，降低了操作人員的工作強度和經驗要求，進一步地，還可以保留原有的手動操作方式供操作人員選擇，以滿足操作人員不同的操作習慣。
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是根據現有技術的汽車起重機的控制系統的示意圖；圖2是根據本發明實施例的汽車起重機的示意圖；圖3是根據本發明實施例的起重機的控制裝置的示意圖；圖4是根據本發明實施例的汽車起重機的控制方法的示意圖；圖5為汽車起重機先導壓力與通過主閥的液壓油流量的試驗擬合曲線圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。本發明的實施例提供了一種汽車起重機，圖2是根據本發明實施例的汽車起重機的示意圖，如圖2所示，本實施例的起重機在現有起重機的基礎上增加了力矩限制器160，該力矩限制器160通過液壓先導控制裝置150獲取兩個操作手柄的調整幅度對應的液壓先導壓力信號，并根據起重機的工況計算得出的起重機的實時負載，計算與當前液壓執行控制閥的開度匹配的發動機轉速，并向電子控制單元102發送控制指令。也就是根據操作手柄的控制指令自動對發動機進行控制。在本實施例的汽車起重機中，發動機103與液壓泵110連接，發動機103以轉動方式驅動液壓泵Iio輸出液壓油，液壓先導控制裝置150，與操作手柄連接，用于獲取操作手柄的調整幅度，并輸出調整幅度對應的液壓先導壓力信號；力矩限制器160，與汽車起重機的執行機構130以及液壓先導控制裝置150分別連接，用于根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載，并利用液壓先導壓力信號和執行機構的實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速，按照所述需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令；發動機電子控制單元102，與力矩限制160器連接，用于對發動機的轉速進行控制。從而實現了根據當前液壓執行控制閥的開度匹配的發動機轉速。
力矩限制器160在現有技術中的作用為自動檢測出起重機所吊載的質量及起重臂所處的角度，并能顯示出其額定載重量和實際載荷、工作半徑、起重臂所處的角度。實時監控檢測起重機工況，以進行診斷功能，快速危險狀況報警及安全控制。本實施例中的力矩限值器在監測當前運行狀態參數計算起重機負載的基礎上，增加獲取操作手柄的調整幅度對應的液壓先導壓力信號，并向電子控制單元102發送控制指令的功能。上述汽車起重機的力矩限制器160，可以通過模擬量輸入接口接收傳感器的模擬量輸入，以獲得目前起重機的運行狀態參數和操作手柄的液壓先導壓力信號，與電子控制單元102通過CAN總線連接。表I是本發明實施例的汽車起重機的力矩限制器的輸入輸出接口信號表。表1.力矩限制器IO信號表
權利要求
1.一種汽車起重機的控制方法，其特征在于，包括 力矩限制器根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載； 液壓先導控制裝置獲取操作手柄的調整幅度，并輸出所述調整幅度對應的液壓先導壓力信號； 所述力矩限制器利用所述液壓先導壓力信號和所述實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速； 所述力矩限制器按照所述需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令； 所述發動機電子控制單元控制所述發動機驅動液壓泵輸出液壓油。
2.根據權利要求1所述的汽車起重機的控制方法，其特征在于，力矩限制器根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載包括 所述力矩限制器檢測起重機的工作臂的長度信號、變幅角度信號、和變幅壓力信號； 所述力矩限制器根據所述工作臂的長度信號、所述變幅角度信號、和所述變幅壓力信號計算起重機的實時負載。
3.根據權利要求1所述的汽車起重機的控制方法，其特征在于，所述力矩限制器利用所述液壓先導壓力信號和所述實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機輸出轉速包括 所述力矩限制器按照公式Me=PJs計算所述執行機構達到預定速度時需要的發動機的輸出扭矩，在式中，Mej代表所述發動機的輸出扭矩，Plj代表所述實時負載，Vs代表所述液壓泵的排量； 所述力矩限制器根據所述發動機的萬有特性曲線得出所述發動機的輸出扭矩對應的經濟轉速nQ ； 所述力矩限制器按照預設的先導壓力和發動機轉速的匹配關系得出所述液壓先導壓力信號對應的發動機最低轉速IV 所述經濟轉速Iitl和所述最低轉速中較大的一個作為所述執行機構達到預定速度時需要的發動機輸出轉速。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的汽車起重機的控制方法，其特征在于， 所述發動機電子控制單元控制所述發動機驅動液壓泵輸出液壓油之前還包括所述力矩限制器獲取起重機的控制模式，所述控制模式包括油門控制模式和自動控制模式； 當所述控制模式為自動控制模式時，所述發動機電子控制單元控制所述發動機驅動液壓泵輸出液壓油包括發動機電子控制單元按照所述力矩限制器發出的控制指令控制所述發動機的轉速。
5.根據權利要求4所述的汽車起重機的控制方法，其特征在于， 所述力矩限制器獲取起重機的控制模式之后還包括當所述控制模式為油門控制模式時，力矩控制器停止向發動機電子控制單元發出控制指令； 所述發動機電子控制單元控制所述發動機驅動液壓泵輸出液壓油包括所述發動機電子控制單元按照油門踏板的位置控制發動機轉速。
6.一種汽車起重機的控制裝置，其特征在于，包括 負載計算模塊，用于根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載； 先導壓力獲取模塊，用于獲取操作手柄的調整幅度對應的液壓先導壓力信號；發動機轉速計算模塊，用于利用所述液壓先導壓力信號和所述實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速； 發動機控制模塊，用于按照所述需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令。
7.根據權利要求6所述的汽車起重機的控制裝置，其特征在于，所述發動機轉速計算模塊還用于 按照公式凡=PJs計算所述執行機構達到預定速度時需要的發動機的輸出扭矩，在式中，Me代表所述發動機的輸出扭矩，Pl代表所述實時負載，Vs代表所述液壓泵的排量；根據所述發動機的萬有特性曲線得出所述發動機的輸出扭矩對應的經濟轉速Iitl ；按照預設的先導壓力和發動機轉速的匹配關系得出所述液壓先導壓力信號對應的發動機最低轉速rv 所述經濟轉速Iitl和所述最低轉速中較大的一個作為所述執行機構達到預定速度時需要的發動機輸出轉速。
8.根據權利要求6或7所述的汽車起重機的控制裝置，其特征在于，還包括 控制模式獲取模塊，用于獲取起重機的控制模式，所述控制模式包括油門控制模式和自動控制模式， 所述發動機控制模塊還用于當所述控制模式為油門控制模式時，停止向發動機電子控制單元發出控制指令。
9.根據權利要求8所述的汽車起重機的控制裝置，其特征在于，所述發動機控制模塊停止向所述發動機電子控制單元發出控制指令之后，所述發動機電子控制單元按照油門踏板的位置控制發動機轉速。
10.一種汽車起重機，其特征在于，包括發動機、液壓泵、液壓先導控制裝置、操作手柄以及發動機電子控制單元，其中， 所述發動機，與所述液壓泵連接，所述發動機以轉動方式驅動液壓泵輸出液壓油， 所述液壓先導控制裝置，與所述操作手柄連接，用于獲取操作手柄的調整幅度，并輸出所述調整幅度對應的液壓先導壓力信號； 所述力矩限制器，與所述汽車起重機的執行機構以及所述液壓先導控制裝置分別連接，用于根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載，并利用所述液壓先導壓力信號和所述實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速，按照所述需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令； 所述發動機電子控制單元，與所述力矩限制器連接，用于對所述發動機的轉速進行控制。
11.根據權利要求10所述的汽車起重機，其特征在于，所述發動機電子控制單元與所述力矩限制器通過CAN總線連接。
全文摘要
本發明旨在提供一種汽車起重機的控制方法和控制裝置與汽車起重機。該汽車起重機的控制方法和控制裝置與汽車起重機。該汽車起重機的控制方法包括力矩限制器根據起重機的工況計算得出起重機的實時負載；液壓先導控制裝置獲取操作手柄的調整幅度，并輸出調整幅度對應的液壓先導壓力信號；力矩限制器利用液壓先導壓力信號和實時負載計算執行機構達到預定速度時需要的發動機轉速；力矩限制器按照需要的發動機轉速向發動機電子控制單元發出控制指令；發動機電子控制單元控制發動機驅動液壓泵輸出液壓油。本發明降低了操作人員的工作強度和對操作人員的經驗要求。
文檔編號B66C23/36GK103032185SQ20121055863
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者陳凱, 何巍, 鄭慶華 申請人:中聯重科股份有限公司