本發(fā)明專利涉及一種電噴發(fā)動機輪式液壓挖掘機行駛控制系統(tǒng)及控制方法，屬于輪式液壓挖掘機控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)輪式挖掘機在行駛控制方面普遍未作專門控制，做得較好的就是借用履帶挖機的控制策略，對泵與發(fā)動機的功率匹配采取固定轉(zhuǎn)速下的功率匹配及極限功率控制。但在行駛時，司機不可能及時更改油門檔位，所以在行駛前需先把油門調(diào)到某一檔位，在某一發(fā)動機轉(zhuǎn)速下工作。未對行駛區(qū)別于挖掘的特殊性及行駛時各工況及高速檔和低速檔對扭矩、速度、平穩(wěn)性需求及油耗進(jìn)行分析，分別進(jìn)行匹配控制，未對發(fā)動機的油耗特性進(jìn)行分析應(yīng)用。因此行駛時的發(fā)動機功率利用率很低，油耗高，行駛平穩(wěn)性也差，若用戶在忘了停車制動已按下時行駛機器，會造成發(fā)動機憋熄火。

進(jìn)口輪挖采用油門踏板行程與發(fā)動機轉(zhuǎn)速關(guān)聯(lián)，或者再加上檢查行走泵壓力參與對發(fā)動機轉(zhuǎn)速及泵限制功率的控制，對行駛速度與發(fā)動機功率進(jìn)行了匹配，但也未區(qū)分行駛時的各種工況及對等油耗特性進(jìn)行分析利用，比如顛簸路面、泥濘路面、爬坡等。另外，若腳抖動時會造成油門及液壓系統(tǒng)抖動，所以也還有不少的燃油浪費，行駛平穩(wěn)性也還不高，所以現(xiàn)有的電噴發(fā)動機輪式液壓挖掘機行駛控制方法還是不夠完善。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：區(qū)分平路、爬坡、惡劣路面、不同車速等不同工況下的功率需求、扭矩需求，分別采取不同的控制策略，并使負(fù)載與發(fā)動機匹配在油耗曲線上的合適區(qū)域，使馬達(dá)扭矩隨工況調(diào)整,避免腳抖動造成行駛抖動；以提高負(fù)載、主泵、馬達(dá)、發(fā)動機之間的功率及特性匹配，降低油耗，提高惡劣工況時的系統(tǒng)平穩(wěn)性及驅(qū)動能力，提高駕駛的舒適性，避免因用戶在忘了停車制動已按下時行駛機器造成發(fā)動機憋熄火，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種電噴發(fā)動機輪式液壓挖掘機行駛控制系統(tǒng)，包括主機控制器ecu，所述主機控制器ecu通過導(dǎo)線與發(fā)動機總成、停車制動按鈕、儀表、方向機、油門踏板和作業(yè)行駛模式開關(guān)相連接、所述發(fā)動機總成通過聯(lián)軸器與主泵相連接，主泵通過液壓油路與馬達(dá)相連接，在主泵上設(shè)置有行駛泵壓力變送器和主泵比例電磁閥，在馬達(dá)上設(shè)置有馬達(dá)比例電磁閥，所述主泵比例電磁閥和馬達(dá)比例電磁閥通過導(dǎo)線與主機控制器ecu相連接。

所述發(fā)動機總成包括發(fā)動機控制器ecm、傳感器和燃油噴射系統(tǒng)，發(fā)動機控制器ecm通過導(dǎo)線分別與傳感器和燃油噴射系統(tǒng)相連接。

所述傳感器包括水溫信號傳感器、機油壓力傳感器、歧管溫度傳感器、海拔高度傳感器和轉(zhuǎn)速信號傳感器。

所述燃油噴射系統(tǒng)包括油門調(diào)節(jié)、扭矩調(diào)節(jié)、和調(diào)速率調(diào)節(jié)。

一種電噴發(fā)動機輪式液壓挖掘機行駛控制系統(tǒng)的控制方法，在電噴發(fā)動機輪式液壓挖掘機行駛過程中，將作業(yè)行駛模式開關(guān)選擇為行駛模式后，主機控制器ecu采集油門踏板的行程信號、方向機的行駛檔位信號、馬達(dá)的壓力信號、主泵的壓力信號、停車制動按鈕信號，通過can總線采集發(fā)動機控制器ecm發(fā)送的轉(zhuǎn)速信號,對主泵比例電磁閥、馬達(dá)比例電磁閥電流進(jìn)行控制，通過can總線對發(fā)動機油門、發(fā)動機扭矩進(jìn)行控制。

由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在主泵與發(fā)動機的功率匹配及特性匹配、不同工況負(fù)載與主泵的功率匹配、不同工況與發(fā)動機的扭矩匹配、不同工況與馬達(dá)的扭矩匹配上更好，因而更節(jié)能、適應(yīng)惡劣路況的能力更強、行駛更平穩(wěn)、駕駛舒適性更好，避免因用戶在忘了停車制動已按下時行駛機器造成發(fā)動機憋熄火等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制原理圖；

圖3為主泵與發(fā)動機聯(lián)合工作點曲線圖；

圖4為發(fā)動機油耗曲線圖；

圖5為發(fā)動機不同扭矩及調(diào)速率曲線圖；

附圖標(biāo)記說明：1-主機控制器ecu，2-發(fā)動機總成，3-停車制動按鈕，4-儀表，5-方向機，6-油門踏板，7-作業(yè)行駛模式開關(guān)7，8-主泵，9-馬達(dá)，10-馬達(dá)比例電磁閥，11-行駛泵壓力變送器，12-主泵比例電磁閥，13-傳感器，14-燃油噴射系統(tǒng)，15-發(fā)動機控制器ecm。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明的實施例：一種電噴發(fā)動機輪式液壓挖掘機行駛控制系統(tǒng)，包括主機控制器ecu1，所述主機控制器ecu1通過導(dǎo)線與發(fā)動機總成2、停車制動按鈕3、儀表4、方向機5、油門踏板6和作業(yè)行駛模式開關(guān)7相連接、所述發(fā)動機總成4通過聯(lián)軸器與主泵8相連接，主泵8通過液壓油路與馬達(dá)9相連接，在主泵8上設(shè)置有行駛泵壓力變送器11和主泵比例電磁閥12，在馬達(dá)9上設(shè)置有馬達(dá)比例電磁閥10，所述主泵比例電磁閥12和馬達(dá)比例電磁閥10通過導(dǎo)線與主機控制器ecu1相連接。

所述發(fā)動機總成4包括發(fā)動機控制器ecm15、傳感器13和燃油噴射系統(tǒng)14，發(fā)動機控制器ecm15通過導(dǎo)線分別與傳感器13和燃油噴射系統(tǒng)14相連接。

所述傳感器13包括水溫信號傳感器、機油壓力傳感器、歧管溫度傳感器、海拔高度傳感器和轉(zhuǎn)速信號傳感器。

所述燃油噴射系統(tǒng)14包括油門調(diào)節(jié)、扭矩調(diào)節(jié)、和調(diào)速率調(diào)節(jié)，具體的調(diào)節(jié)由主機控制器ecu向發(fā)動機控制器ecm發(fā)指令，ecm再控制燃油噴射系統(tǒng)控制噴油量、噴油時間等來實現(xiàn)。

一種電噴發(fā)動機輪式液壓挖掘機行駛控制系統(tǒng)的控制方法，在電噴發(fā)動機輪式液壓挖掘機行駛過程中，將作業(yè)行駛模式開關(guān)選擇為行駛模式后，主機控制器ecu采集油門踏板的行程信號、方向機的行駛檔位信號、馬達(dá)的壓力信號、主泵的壓力信號、停車制動按鈕信號，通過can總線采集發(fā)動機控制器ecm發(fā)送的轉(zhuǎn)速信號,對主泵比例電磁閥、馬達(dá)比例電磁閥電流進(jìn)行控制，通過can總線對發(fā)動機油門、發(fā)動機扭矩進(jìn)行控制。

主機控制器ecu1，（electroniccontrolunit）電子控制單元，又稱“行車電腦”、“車載電腦”等。從用途上講則是汽車專用微機控制器。它和普通的電腦一樣,由微處理器（cpu）、存儲器（rom、、ram）、輸入/輸出接口（i/o）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（a/d）以及整形、驅(qū)動等大規(guī)模集成電路組成。用一句簡單的話來形容就是“ecu就是汽車的大腦”。

發(fā)動機引擎控制器ecm15，(enginecontrolmodule引擎控制器）就像引擎的靈魂一樣，控制整個引擎的運轉(zhuǎn)。

本發(fā)明中油門踏板6使用電子踏板，踏板行程與發(fā)動機轉(zhuǎn)速及主泵比例閥電流分多段對應(yīng)，每段的發(fā)動機轉(zhuǎn)速及泵電流固定，但踏板剛踩下與踩到底時的變化較平穩(wěn)，使速度需求與發(fā)動機功率匹配、使行駛起動時平穩(wěn)起動，消除安全隱患。電子油門踏板6的使用使得動作響應(yīng)比液壓踏板迅速，操作感更好，反應(yīng)更靈敏。

對應(yīng)于油門踏板6的每個發(fā)動機轉(zhuǎn)速段的轉(zhuǎn)速及主泵比例電磁閥12按如下原則設(shè)置：根據(jù)等油耗曲線，使額定負(fù)載下，泵與發(fā)動機聯(lián)合工作點處于最小耗油率點與最大功率點之間，同時還要避開耗油率突增的區(qū)域，當(dāng)踏板行程的變化量超過一定值時，才切換轉(zhuǎn)速及電流段數(shù)值。

比如在油門踏板行程信號的第n區(qū)間段，平坦硬路上，理論車速是a公里/小時，行駛馬達(dá)需提供b千瓦功率，泵需向馬達(dá)提供c千瓦功率，泵需向發(fā)動機索取d千瓦功率，發(fā)動機在d千瓦功率下處于最小耗油率點與最大功率點之間的一個轉(zhuǎn)速選擇為e轉(zhuǎn)/分鐘，泵在e轉(zhuǎn)速下變量點功率為c千瓦時對應(yīng)的泵比例閥電流為f毫安。那么，在油門踏板行程的第n區(qū)間段內(nèi)，泵比例閥電流設(shè)置為固定的f毫安，發(fā)動機轉(zhuǎn)速設(shè)置為固定的e轉(zhuǎn)/分鐘。之所以分段且在段內(nèi)設(shè)置為固定的，是為了避免系統(tǒng)隨著腳的偶爾抖動而頻繁調(diào)節(jié)。

若e轉(zhuǎn)速正好處于圖4中1400轉(zhuǎn)處，則要修改區(qū)間段劃分，使e轉(zhuǎn)速避開1400轉(zhuǎn)處，因該轉(zhuǎn)速處，發(fā)動機的耗油率大幅增高。

行駛過程中，檢查發(fā)動機實時轉(zhuǎn)速及主泵壓力，計算轉(zhuǎn)速變化值，當(dāng)超過設(shè)定掉速值時，根據(jù)變化趨勢減小或增大行駛泵限制功率，使泵與發(fā)動機匹配更好，更節(jié)能，行駛更平穩(wěn)。

使用馬達(dá)比例電磁閥10的馬達(dá)，使用壓力變送器監(jiān)測行駛馬達(dá)負(fù)載端壓力，當(dāng)壓力在對應(yīng)于爬一定角度以上坡或一定程度以上顛簸路面的壓力期間時，降低馬達(dá)變量點，以迅速獲得增強的扭矩、穩(wěn)定的工況，但犧牲一定的速度。當(dāng)壓力在對應(yīng)于打滑工況的壓力期間時，降低馬達(dá)變量點，以迅速獲得增強的扭矩，有利于爬出泥沼。

高速檔全程及低速檔且馬達(dá)壓力低于一定值時，使用發(fā)動機較低的扭矩曲線1控制（如圖5所示），低速檔且馬達(dá)壓力高于一定值時，使用發(fā)動機100%扭矩曲線控制（如圖5所示）。使得在低功率需求時，發(fā)動機不必付出全部的消耗，降低耗油量。

當(dāng)檢測到停車制動按鈕按下時，切斷行駛檔位手柄電源，操作行駛無效。

本發(fā)明控制時的控制策略：

1、油門踏板6的踏板行程與發(fā)動機轉(zhuǎn)速及主泵比例電磁閥12電流分多段對應(yīng)，每段的發(fā)動機轉(zhuǎn)速及泵電流固定，但踏板剛踩下與踩到底時的變化較平穩(wěn)。

2、對應(yīng)于油門踏板的每個發(fā)動機轉(zhuǎn)速段的轉(zhuǎn)速及主泵比例電磁閥12電流按如下原則設(shè)置：根據(jù)等油耗曲線（如圖4），使額定負(fù)載下，主泵與發(fā)動機聯(lián)合工作點處于最小耗油率點（圖3中stuv線段）與最大功率點（圖3中abcd線段）之間（圖3中aefg線段），同時還要避開耗油率突增的區(qū)域。當(dāng)踏板行程的變化量超過一定值時，才切換轉(zhuǎn)速及電流段數(shù)值。

3、行駛過程中，監(jiān)測發(fā)動機實時轉(zhuǎn)速及主泵壓力，計算轉(zhuǎn)速變化值，當(dāng)超過設(shè)定掉速值時，根據(jù)變化趨勢減小或增大行駛泵限制功率。

4、監(jiān)測行駛馬達(dá)負(fù)載端壓力。當(dāng)壓力在對應(yīng)于爬一定角度以上坡或一定程度以上顛簸路面的壓力期間時，降低馬達(dá)變量點。當(dāng)壓力在對應(yīng)于打滑工況的壓力期間時，降低馬達(dá)變量點。

5、高速檔全程及低速檔且馬達(dá)壓力低于一定值時，使用發(fā)動機較低的扭矩曲線1控制（圖5所示），低速檔且馬達(dá)壓力高于一定值時，使用發(fā)動機100%扭矩曲線控制（圖5所示）。

6、當(dāng)檢測到停車制動按鈕按下時，切斷行駛檔位手柄電源。