一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法

文档序号:185174 发布日期:2021-11-02 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法 (Main pump automatic calibration method based on engine torque ) 是由 刘永鑫 王绪通 牛东东 吕传伟 王青 卞清荣 郏玲玲 郑桂凡 于 2021-07-16 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法,属于工程机械技术领域。方法包括控制液压系统进入溢流状态,改变主泵输入电流,采集此时的发动机扭矩百分比;拟合出主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系;基于主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系,确定主泵排量与主泵输入电流的线性关系;基于主泵排量与主泵输入电流的线性关系,确定主泵的滞环曲线;将处理得到的主泵滞环曲线写入控制器存储区。本发明不仅可以在整机上进行泵的标定,避免传统方法拆卸管路或主泵造成的不便,操作简便,做到随时进行标定;还无需手动记录和处理数据,仅靠整机的零部件和程序的自动运行就能完成的泵的标定,减少了人力成本。(The invention discloses a main pump automatic calibration method based on engine torque, and belongs to the technical field of engineering machinery. The method comprises the steps of controlling a hydraulic system to enter an overflow state, changing input current of a main pump, and collecting the torque percentage of the engine at the moment; fitting a linear relation between the input current of the main pump and the torque percentage of the engine; determining a linear relationship between the displacement of the main pump and the input current of the main pump based on the linear relationship between the input current of the main pump and the percentage of the torque of the engine; determining a hysteresis curve of a main pump based on a linear relation between the discharge capacity of the main pump and the input current of the main pump; and writing the processed hysteresis curve of the main pump into a controller storage area. The invention can calibrate the pump on the whole machine, avoids the inconvenience caused by disassembling a pipeline or a main pump in the traditional method, has simple and convenient operation and can calibrate at any time; and the calibration of the pump can be completed only by the automatic operation of parts and programs of the whole machine without manually recording and processing data, so that the labor cost is reduced.)

一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法

技术领域

本发明涉及一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法,属于工程机械技术领域。

背景技术

现如今,挖掘机在施工项目中发挥着无比重要的作用。主泵作为挖掘机的核心零部件,在挖掘机的作业中发挥了至关重要的作用。由于量产一致性的问题,同一型号的主泵之间也必然存在着一定的差异。再有,随着挖掘机使用年限的增加,主泵也逐渐会出现内部线路老化,机械结构老化等不可预知的问题。这些问题都会在不同程度上影响主泵的排量与输入电流的对应关系。因此,对主泵进行标定是十分必要的。

现有技术中,主泵的标定主要依赖台架测试,或者在管路上串接流量计来实现主泵的标定。台架测试一般是在装机前,将主泵安装在台架上,向主泵输入不同的电流值,测试对应的流量,以此可以得知主泵的参数;在主泵装机后,主泵的标定可以采用外接流量计的方法,可以在管路的某个位置安装流量计,并且改接线路采集测试数据,来实现主泵在整机上的标定。

但台架测试无法在整机上进行,需要对主泵进行拆装,比较麻烦,而且需要专业人员进行作业;外接流量计的方法需要拆卸管路和线路,同样比较麻烦。而且还需要手动记录和处理数据,数据的记录和处理自动化程度低,计算量大,浪费时间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法,以解决相关技术中对主泵进行标定需要拆卸整机和人工手动计算和处理数据的问题。

为解决上述问题,本发明是采用下述技术方案实现的:

一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法,包括:

控制液压系统进入溢流状态,改变主泵输入电流,采集此时的发动机扭矩百分比;

拟合出主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系;

基于主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系,确定主泵排量与主泵输入电流的线性关系;

基于主泵排量与主泵输入电流的线性关系,确定主泵的滞环曲线。

将处理得到的主泵滞环曲线写入控制器存储区。

进一步地,拟合出主泵输入电流的线性关系,包括:通过程序计算拟合出主泵输入电流的线性关系,其中,主泵输入电流由于主泵内部摩擦,输入电流变化分上升和下降两个过程。

进一步地,拟合出发动机扭矩百分比的线性关系,包括:通过程序计算拟合出发动机扭矩百分比的线性关系,其中,采集到的发动机扭矩百分比变化对应所述主泵输入电流分为四个阶段。

进一步地,所述四个阶段具体为:

第一阶段:主泵输入电流较小时,无论主泵输入电流增加或减少,发动机扭矩百分比不变的阶段;

第二阶段:主泵输入电流与发动机扭矩百分比同时上升的阶段;

第三阶段:主泵输入电流较大时,无论主泵输入电流增加或减少,发动机扭矩百分比不变的阶段;

第四阶段:主泵输入电流与发动机扭矩百分比同时下降的阶段;

进一步地,基于主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系,确定主泵排量与主泵输入电流的线性关系,包括:

计算出第一阶段、第三阶段的发动机扭矩百分比的平均值;

基于计算出的发动机扭矩百分比平均值,计算出第一阶段、第三阶段的发动机输出扭矩,具体公式如下:

T=T×T

式中,T为发动机输出扭矩,T为发动机扭矩百分比,T为发动机参考扭矩;其中,T通过发动机ECU计算获取,T是预设的定值;

根据计算出的第一阶段、第三阶段的发动机输出扭矩来计算主泵的最小排量和主泵的最大排量,具体计算公式为:

T=kpq+T

式中:T为发动机输出扭矩;p为压力;q为泵的排量;T为发动机输出扭矩损失。

其中,由于液压系统处于溢流状态,因此压力p为定值,发动机输出扭矩损失T相对发动机输出扭矩T较小,可以近似为定值,所以发动机输出扭矩T与主泵排量q之间近似为线性关系;

基于发动机输出扭矩与主泵排量的线性关系,确定发动机扭矩百分比与主泵排量的线性关系。

进一步地,基于主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系,确定主泵排量与主泵输入电流的线性关系,还包括:

通过程序运算对第二阶段的发动机扭矩百分比进行线性拟合,得出发动机扭矩百分比上升时,发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系。

基于计算出的第一阶段的发动机扭矩百分比的平均值和第二阶段发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系,通过程序的运行计算出在主泵输入电流上升过程中,发动机最小扭矩百分比对应的主泵最大输入电流。

基于计算出的第三阶段的发动机扭矩百分比的平均值和第二阶段发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系,通过程序的运行计算出在主泵输入电流上升过程中,发动机最大扭矩百分比对应的主泵最小输入电流。

进一步地,基于主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系,确定主泵排量与主泵输入电流的线性关系,还包括:

基于计算出的主泵输入电流处在上升过程时,发动机最小扭矩百分比对应的主泵最大输入电流,确定主泵输入电流处在上升过程时,主泵最小排量对应的主泵最大输入电流;

以及,基于计算出的主泵输入电流处在上升过程时,发动机最大扭矩百分比对应的主泵最小输入电流,确定主泵输入电流处在上升过程时,主泵最大排量对应的主泵最小输入电流。

进一步地,基于主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系,确定主泵排量与主泵输入电流的线性关系,还包括:

通过程序运算对第四阶段的发动机扭矩百分比进行线性拟合,得出发动机扭矩百分比下降时,发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系。

基于计算出的第三阶段的发动机扭矩百分比的平均值和第四阶段发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系,通过程序的运行计算出在主泵输入电流下降过程中,发动机最大扭矩百分比对应的主泵最小输入电流。

基于计算出的第一阶段的发动机扭矩百分比的平均值和第四阶段发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系,通过程序的运行计算出在主泵输入电流下降过程中,发动机最小扭矩百分比对应的主泵最大输入电流。

进一步地,基于主泵输入电流与发动机扭矩百分比的线性关系,确定主泵排量与主泵输入电流的线性关系,还包括:

基于计算出的主泵输入电流处在下降过程时,发动机最小扭矩百分比对应的主泵最大输入电流,确定主泵输入电流处在下降过程时,主泵最小排量对应的主泵最大输入电流;

以及,基于计算出的主泵输入电流处在下降过程时,发动机最大扭矩百分比对应的主泵最小输入电流,确定主泵输入电流处在下降过程时,主泵最大排量对应的主泵最小输入电流。

进一步地,基于主泵排量与主泵输入电流的线性关系,确定主泵的滞环曲线,包括:

基于计算出的主泵最大排量、最小排量,以及主泵输入电流在上升过程中,主泵最大排量对应的主泵最小输入电流、主泵最小排量对应的主泵最大输入电流,确定主泵输入电流在上升过程中的滞环曲线;

基于计算出的主泵最大排量、最小排量,以及主泵输入电流在下降过程中,主泵最大排量对应的主泵最小输入电流、主泵最小排量对应的主泵最大输入电流,确定主泵输入电流在下降过程中的滞环曲线。

与现有技术相比,本发明实施例所提供的一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法所达到的有益效果包括:

不仅可以在整机上进行泵的标定,避免传统方法拆卸管路或主泵造成的不便,操作简便,做到随时进行标定;还无需手动记录和处理数据,仅靠整机的零部件和程序的自动运行就能完成的泵的标定,减少了人力成本;除此之外,还可以在很大程度上解决同一型号主泵量产一致性的问题,以及主泵线路或结构老化所造成的设定参数与实际参数不符的问题。

附图说明

图1是本发明的主泵输入电流与发动机扭矩百分比时序图;横坐标为时间,单位10ms,纵坐标为比值,指当前排量与最小排量的差比上最大排量与最小排量的差;

图2是本发明的主泵滞环曲线;横坐标指电流,单位mA,纵坐标指主泵排量,单位为L/min。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

本实施例公开了一种基于发动机扭矩的主泵自动标定方法,包括:

控制液压系统进入溢流状态,当发动机的转速稳定,液压系统处于溢流状态下,就可以进行标定。具体的,液压系统进入溢流状态,需要液压油缸的活塞杆行程到头,行程到头再继续执行这个动作,液压系统就会溢流。

在本实施例中,控制液压系统进入溢流状态的过程为:标定前将除回转外任一上车动作调整至溢流状态,标定开始后用该动作继续进行溢流。

相较于现有技术中,传统的液压挖掘机必须通过操作手柄才能让主阀开启,从而进行标定;本实施例中采用全电控液压挖掘机,只需要通过控制器给一个电信号就可以让电控阀芯打开,可以不操作手柄,仅仅依赖电控阀芯来实现全自动标定。

通过程序的运行缓慢改变主泵的输入电流,再从发动机处接收此时对应的发动机扭矩百分比,具体的,当液压系统进入溢流状态时,通过控制程序设定,使主泵输入电流缓慢变化,在此过程中,通过CAN总线采集发动机扭矩百分比。

如图1所示,将采集到的数据通过程序计算拟合出主泵输入电流和发动机扭矩百分比的线性关系。

由于主泵内部机构摩擦和电磁比例阀磁滞等现象,实际使用中主泵在输入电流上升过程和下降过程中会体现出不一样的流量特性。

具体为:主泵的电流的变化过程需要分为上升和下降两个阶段,第一阶段是主泵输入电流与其排量的上升过程。第二阶段是主泵输入电流与其排量的下降过程,如图1所示。

在本实施例中,通过主泵输入电流来控制其排量,在主泵输入电流上升和下降过程中,相同输入电流的主泵排量是不一样的,所以需要主泵输入电流上升过程和下降过程两个线性关系。

参阅图1,在本实施例中,随着主泵输入电流的缓慢变化,采集到的发动机扭矩百分比也产生着变化,具体为:通过程序计算拟合出的发动机扭矩百分比的线性关系对应所述主泵输入电流的线性关系分为四个阶段。

第一阶段:主泵输入电流较小时,无论主泵输入电流增加或减少,发动机扭矩百分比不变的阶段;

第二阶段:主泵输入电流与发动机扭矩百分比同时上升的阶段;

第三阶段:主泵输入电流较大时,无论主泵输入电流增加或减少,发动机扭矩百分比不变的阶段;

第四阶段:主泵输入电流与发动机扭矩百分比同时下降的阶段;

具体的,主泵输入电流分为上升过程和下降过程两个线性关系,当主泵输入电流处在上升过程,且输入电流较小时,此时无论主泵输入电流增加或减少,发动机扭矩百分比处于不变的阶段;当主泵输入电流处在下降过程,且输入电流较小时,此时无论主泵输入电流增加或减少,发动机扭矩百分比依旧处于不变的阶段;这两个阶段均属于第一阶段,此时,计算出这两个第一阶段的发动机扭矩百分比的平均值,这个平均值就是主泵输入电流较小时所对应的发动机扭矩百分比。

同理,通过程序识别出第三阶段,并计算出第三阶段的发动机扭矩百分比的平均值,这个平均值就是主泵输入电流较大时所对应的发动机扭矩百分比。

通过程序识别出第二阶段,并对这个阶段的数据进行线性拟合,从而得到主泵输入电流与发动机扭矩百分比同时上升过程下,发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系。

通过程序识别出第四阶段,并对这个阶段的数据进行线性拟合,从而得到主泵输入电流与发动机扭矩百分比同时下降过程下,发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系。

此时,将所求得的第一阶段与第三阶段的发动机扭矩百分比的平均值代入发动机输出扭矩与主泵排量之间的计算公式,以求得主泵最小排量及最大排量的数值。

具体的,计算公式为:

T=kpq+T

式中:T为发动机输出扭矩,p为压力,q为主泵排量,T为扭矩损失。

所述发动机输出扭矩T和发动机扭矩百分比T之间可以进行换算,具体公式如下:

T=T×T

式中,T为发动机输出扭矩,T为发动机扭矩百分比,T为发动机参考扭矩;其中,T通过发动机ECU计算获取,T是预设的定值。

在本实施例中,由于液压系统处于溢流状态,因此压力p为定值,发动机输出扭矩损失T相对发动机输出扭矩T较小,可以近似为定值,所以发动机输出扭矩T与主泵排量q之间近似为线性关系。

基于发动机输出扭矩与主泵排量的线性关系,确定发动机扭矩百分比与主泵排量的线性关系。

将第一阶段求得的发动机扭矩百分比的平均值代入发动机输出扭矩T和发动机扭矩百分比T之间的换算公式,求出第一阶段的发动机输出扭矩T,再将求解得到的第一阶段的发动机输出扭矩T代入发动机输出扭矩T与主泵排量q之间的计算公式,计算出主泵的最小排量。

同理,将第三阶段计算出的发动机扭矩百分比的平均值求解,得出主泵的最大排量。

在本实施例中,所述主泵最小排量与主泵最大排量已求解得出,此时,需要求解出主泵在不同排量时所对应的主泵输入电流值。

再次参阅图1,在本实施例中,根据程序计算拟合出主泵输入电流和发动机扭矩百分比的线性关系,基于计算出的第一阶段的发动机扭矩百分比的平均值和第二阶段发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系,通过程序的运行计算出在主泵上升过程中,发动机最小扭矩百分比对应的主泵最大输入电流。

并且基于计算出的第三阶段的发动机扭矩百分比的平均值和第二阶段发动机扭矩百分比与主泵输入电流的线性关系,通过程序的运行计算出在主泵输入电流上升过程中,发动机最大扭矩百分比对应的主泵最小输入电流。

同理,通过程序计算出在主泵输入电流下降过程中,发动机最小扭矩百分比对应的主泵最大输入电流以及发动机最大扭矩百分比对应的主泵最小输入电流。

具体的,基于发动机扭矩百分比与主泵排量的线性关系,根据计算出的主泵输入电流处在上升过程时,发动机最小扭矩百分比对应的主泵最大输入电流,可得出主泵输入电流处在上升过程时,主泵最小排量对应的主泵最大输入电流。

同理,可得出主泵输入电流处在上升过程时,主泵最大排量对应的主泵最小输入电流。

除此之外,还可以得出主泵输入电流处在下降过程时,主泵最小排量对应的主泵最大输入电流和主泵最大排量对应的主泵最小输入电流。

基于计算出的主泵最大排量、最小排量,以及得出的主泵输入电流的四个电流值,得出滞环曲线的四个拐点,从而得到完整的滞环曲线,如图2所示。

具体的,基于主泵排量与主泵输入电流的线性关系,确定主泵的滞环曲线,包括:

基于计算出的主泵最大排量、最小排量,以及主泵输入电流在上升过程中,主泵最大排量对应的主泵最小输入电流、主泵最小排量对应的主泵最大输入电流,确定主泵输入电流在上升过程中的滞环曲线;

基于计算出的主泵最大排量、最小排量,以及主泵输入电流在下降过程中,主泵最大排量对应的主泵最小输入电流、主泵最小排量对应的主泵最大输入电流,确定主泵输入电流在下降过程中的滞环曲线;

最后将处理得到的主泵滞环曲线写入控制器存储区,而完成泵的标定。

本实施例提供的基于发动机扭矩的主泵自动标定方法,可在装机完成后任意时间对泵进行标定,不再需要对主泵进行拆卸,通过程序运行实现全自动标定,无需手动记录和处理数据,减少了人力成本。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

12页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:挖掘机的液压系统和挖掘机

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!