專利名稱：輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到工程機械中的輪胎壓路機領(lǐng)域，特指一種輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輪胎壓路機作為自行式工程車輛，配備柴油發(fā)動機作為動力裝置，直接驅(qū)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(qū)動行駛機構(gòu)。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(yīng)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(yè)，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(zhì)量，同時又適應(yīng)不同厚度的輔料層，整機的工作質(zhì)量可以調(diào)節(jié)；為了保證壓實均 勻，輪胎的氣壓可以調(diào)節(jié)。在設(shè)計時，以最大負荷情況配置發(fā)動機，但是在實際使用中， 整機的工作質(zhì)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(shè)計負荷值，低負荷情況下，發(fā)動機工作在額 定轉(zhuǎn)速下將會造成動力系統(tǒng)機械損耗高，同時液壓泵排量減少，液壓系統(tǒng)總效率降低， 造成燃料浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種 結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、能夠根據(jù)實際工況的變化自動實時調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的輪胎壓 路機節(jié)能控制系統(tǒng)，從而提高整機的工作效率、降低燃料消耗、節(jié)能環(huán)保。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為 一種輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)， 其特征在于它包括控制器、顯示單元、行駛速度傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器以及用于 速度設(shè)定的工作/行駛開關(guān)，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(fā)動機轉(zhuǎn)速信號的發(fā)動機轉(zhuǎn)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(guān)與控 制器的輸入端相連，控制器根據(jù)實際工況負荷，在液壓泵排量盡可能大的前提下，調(diào)節(jié) 液壓泵排量使輪胎壓路機的實際速度等于設(shè)定速度的同時，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，使液 壓系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)工作在高效區(qū)，降低燃料消耗。
所述控制器的通訊端口通過電纜與電噴發(fā)動機的電子控制單元ECM相連，或者通過 電控驅(qū)動單元與機械油門發(fā)動機相連。
所述控制器的輸入端與行駛操作手柄相連。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于
1、 本發(fā)明的輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，根據(jù)液壓泵和液壓馬達的實際排量情況，在 發(fā)動機滿足行駛機構(gòu)對發(fā)動機要求的輸出功率、扭矩并有適當(dāng)余量下，自動智能控制發(fā) 動機轉(zhuǎn)速，讓液壓泵工作在高效區(qū)，提高液壓系統(tǒng)的效率，發(fā)動機在低于額定轉(zhuǎn)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(fā)明的輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，在負荷變化小的情況下，壓路機行駛速度采 用自適應(yīng)控制，調(diào)節(jié)液壓泵排量來快速響應(yīng)負荷的變化，使輪胎壓路機行駛速度穩(wěn)定；
3、 本發(fā)明的輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，當(dāng)路面平整度、路面坡度等環(huán)境因素的變化 引起實際負荷的變化較大，調(diào)節(jié)液壓泵排量的同時，輪胎壓路機發(fā)動機的轉(zhuǎn)速采用自適 應(yīng)控制，提高或降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)工況的變化；
4、 本發(fā)明的輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，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(fù)運動速度恒定，提高輪胎壓路機工作的性能；
5、 本發(fā)明的輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，輪胎壓路機在停止行駛時間超過設(shè)定時間后，
發(fā)動機自動回怠速，降低燃料消耗。


圖1是本發(fā)明的控制原理框架結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的發(fā)動機速度設(shè)定及泵排量控制流程示意圖3是本發(fā)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(guān) 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(fā)動機
9、電控驅(qū)動單元 10、電噴發(fā)動機
II、 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器
具體實施例方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
如圖1所示，本發(fā)明的輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，它包括控制器l、顯示單元2、行 駛速度傳感器5、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器ll以及用于速度設(shè)定的工作/行駛開關(guān)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(fā)動機轉(zhuǎn)速信號的發(fā)動機轉(zhuǎn)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(guān)3與控制器1的輸入端相連， 控制器1根據(jù)實際工況負荷，在液壓泵排量盡可能大的前提下，調(diào)節(jié)液壓泵排量使輪胎 壓路機的實際速度等于設(shè)定速度的同時，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，使液壓系統(tǒng)和機械傳動 系統(tǒng)工作在高效區(qū)，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(fā)動機10的電子控制單元ECM相連，或者通過電控驅(qū)動單元9與機械油門發(fā)動機8 相連?？刂破?的輸入端與行駛操作手柄4相連。
采用上述方案，系統(tǒng)通過傳感器、電位器、開關(guān)等檢測元件將壓路機實際速度、發(fā) 動機轉(zhuǎn)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(fā)動機8的電控驅(qū)動單元9或電噴發(fā)動機10的電子控制單元ECM、 各電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)，對發(fā)動機轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)液壓泵排量使壓路機的實際速度等于設(shè)定速度的同時， 自動調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，使輪胎壓路機的速度等于給定速度、發(fā)動機的轉(zhuǎn)速跟隨負荷情況 實時調(diào)節(jié)；輪胎壓路機停止運行行駛一定時間后，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)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(xiàn)參數(shù)設(shè)定和監(jiān)視；
工作/行駛開關(guān)3接到控制器1數(shù)字量輸入點，進行機器運行狀態(tài)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(shù)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(shù)字量輸入點和模擬量輸入點，實現(xiàn)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(shù)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(xiàn)行駛速度連續(xù)可調(diào)；
液壓馬達電磁閥7接到控制器1數(shù)字量輸出點，控制液壓馬達排量，實現(xiàn)兩檔速度控制； 發(fā)動機分為機械油門發(fā)動機9和電噴發(fā)動機IO兩種①機械油門發(fā)動機電控驅(qū)動單 元接到控制器1的PWM輸出點，控制油門的開度；發(fā)動機的轉(zhuǎn)速傳感器接到控制器1 的高速計數(shù)器輸入點，檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速；②電噴發(fā)動機電噴發(fā)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(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
系統(tǒng)通過行駛速度傳感器5、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、速度給定電位器、前進、后退開關(guān)
等檢測元件將壓路機實際速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)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(qū)動單元9或電噴發(fā)動機10、液壓 泵電磁閥6、液壓馬達電磁閥7等執(zhí)行機構(gòu)，對發(fā)動機轉(zhuǎn)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(fā)動機的轉(zhuǎn)速跟隨負荷情況實時調(diào) 節(jié)。
當(dāng)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(diào)節(jié) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速到怠速。
發(fā)動機速度給定及泵排量控制
如圖2所示，開機時，發(fā)動機給定轉(zhuǎn)速Rl為初始設(shè)定速度或上次運行時的給定速度， 發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的實際轉(zhuǎn)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(nèi)；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(dāng)在85%和95%之間時，保持發(fā)動 機給定轉(zhuǎn)速值Rl，當(dāng)大于95y。時，說明發(fā)動機轉(zhuǎn)速不夠，增加發(fā)動機給定轉(zhuǎn)速R1，當(dāng)小于 85%時，說明發(fā)動機轉(zhuǎn)速有富余，減少發(fā)動機給定轉(zhuǎn)速R1，采用100mS的中斷程序，每次 中斷程序中增加或減少轉(zhuǎn)速AR， AR隨PWM值與設(shè)定區(qū)間(85%， 95%)的差值大小成比 例變化，實現(xiàn)快速反應(yīng)及平穩(wěn)運行，同時將R1保存作為下次的給定轉(zhuǎn)速。為了保證運行 速度的恒定，具備一定的扭矩，上限值設(shè)為95%，下限值設(shè)為85%，使速度能夠有一定的 調(diào)節(jié)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(shù)輸入，對發(fā)動機轉(zhuǎn)速及行駛速度信號進行 高速脈沖計數(shù)。為了方便輪胎壓路機前進和后退往復(fù)工作時設(shè)定速度易于調(diào)整，設(shè)定巡 航控制。當(dāng)巡航控制開關(guān)在正常檔，推動行駛操作手柄，當(dāng)速度達到要求工藝速度時， 按動巡航控制開關(guān)到巡航檔，存儲當(dāng)時速度，下次只要推動手柄且巡航控制開關(guān)在巡航 控制檔，不管手柄推動的幅度，設(shè)定速度為保存的巡航設(shè)定速度；當(dāng)巡航控制開關(guān)在正 常檔，設(shè)定速度由手柄推動的幅度確定，且巡航速度復(fù)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(diào)整，點動時速度改變一次，持續(xù)按下時，速度 按按下時間長短連續(xù)改變。
權(quán)利要求
1、一種輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，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(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(11)以及用于速度設(shè)定的工作/行駛開關(guān)(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(fā)動機轉(zhuǎn)速信號的發(fā)動機轉(zhuǎn)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(guān)(3)與控制器(1)的輸入端相連，控制器(1)根據(jù)實際工況負荷，在液壓泵排量盡可能大的前提下，調(diào)節(jié)液壓泵排量使輪胎壓路機的實際速度等于設(shè)定速度的同時，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，使液壓系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)工作在高效區(qū)，降低燃料消耗。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制器(1) 的通訊端口通過電纜與電噴發(fā)動機(10)的電子控制單元ECM相連，或者通過電控驅(qū)動 單元(9)與機械油門發(fā)動機(8)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪胎壓路機節(jié)能控制系統(tǒng)，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(jié)能控制系統(tǒng)，它包括控制器、顯示單元、行駛速度傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器以及工作/行駛開關(guān)，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(fā)動機轉(zhuǎn)速信號的發(fā)動機轉(zhuǎn)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(guān)與控制器的輸入端相連，控制器根據(jù)實際工況負荷，在液壓泵排量盡可能大的前提下，調(diào)節(jié)液壓泵排量使輪胎壓路機的實際速度等于設(shè)定速度的同時，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，使液壓系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)工作在高效區(qū)，降低燃料消耗，其結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、能根據(jù)實際工況變化自動實時調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，提高整機的工作效率、節(jié)能環(huán)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(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者巍 周, 唐楚舒, 鄧連喜 申請人:三一重工股份有限公司