[发明专利]节能控制系统、汽车起重机和节能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种节能控制系统，具体而言，涉及节能控制系统、汽车起重机和节能控制方法。

背景技术

目前，由电动机驱动液压泵的系统中，主要是通过频率调整踏板来调整电动机的转速，节能效率不是很高，同时也不能确保扭矩足够和很好的对液压系统进行保护；而由柴油发动机驱动液压泵的系统中，主要是通过控制器来调整发动机的转速和液压泵的排量，转速调整精度不高，同时转速选取的方式复杂，发动机的油耗也将随它累积工作时间变化而变化。

相关技术中，如图1所示的节能控制系统，其通过控制器来调整发动机的转速和液压泵的排量，采用这种节能方式，发动机的速度调整精度不高，并且扭矩无法控制，可能导致因扭矩不足导致发动机熄火；速度选取方式复杂；发动机的油耗会随发动机累积运行时间波动，最佳油耗点无法校正。

发明内容

考虑到上述背景技术，本发明所要解决的一个技术问题是提供一种节能控制系统，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种具有该节能控制系统的汽车起重机，本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种节能控制方法，能够实现电动机的转速、扭矩和变量泵排量的联合控制。

根据本发明的一个方面，提供了一种节能控制系统，包括电动机和变量泵，所述电动机用以驱动所述变量泵，所述节能控制系统还包括控制器、操作装置、压力传感器、变频器，其中，所述操作装置连接至所述控制器用以将变量泵的所需流量传送至所述控制器；压力传感器感测执行机构的负载压力信号并将所述负载压力信号传送至所述控制器；变频器位于所述电动机与所述控制器之间，用以将所述电动机的当前转速信号和当前扭矩信号反馈至所述控制器，以及在接收到来自所述控制器的第一调节命令时，调节所述电动机的转速和扭矩，以匹配由所述控制器计算出的初始转速值和初始扭矩值；所述控制器，连接至所述变频器、所述变量泵和所述压力传感器，根据所述所需流量、所述当前转速信号、所述当前扭矩信号和所述负载压力信号计算出所述电动机的所述初始转速值、所述初始扭矩值和所述变量泵的排量值，根据所述初始转速值和所述初始扭矩值生成所述第一调节命令并发送至所述变频器，根据所述变量泵的排量值生成第二调节命令并发送至所述变量泵；所述变量泵，连接至所述电动机和所述控制器，在接收到所述第二调节命令时，调节其排量，以满足所述控制器计算出的所述排量值。

在上述技术方案中，优选地，所述控制器还可以包括节能算法模块，其中所述节能算法模块具体包括：第一计算单元，基于加速度计算公式根据电动机的当前转速信号、所述电动机的加速度和所述电动机的响应时间计算出所述电动机的初始转速值范围，根据变量泵排量计算公式、所述初始转速值范围和所述所需流量，计算出所述变量泵的排量范围；第二计算单元，基于扭矩计算公式根据所述变量泵的排量范围和所述负载压力信号计算出所述电动机的扭矩值范围；第三计算单元，根据所述初始转速值范围和所述变量泵的扭矩损耗模型，确定在扭矩损失量最小时的所述电动机的初始转速值和所述变量泵的对应排量值，根据所述对应排量值、所述负载压力信号和所述扭矩计算公式计算出在扭矩损失量最小时的所述初始扭矩值，其中，所述扭矩损耗模型为变量泵在各种转速、各种排量下依据实际试验测试数据建立的扭矩损失量的离散数据集合。

在上述技术方案中，优选地，所述控制器还可以包括判断单元，用于判断由所述第三计算单元计算出来的初始扭矩值是否属于所述第二计算单元计算出的扭矩值范围内，以此来确定所述第二计算单元的计算结果是否正确，以及在计算结果正确时，判断所述当前扭矩信号对应的当前扭矩值是否符合计算出的初始扭矩值，若判断结果为否，则调节所述电动机的输出扭矩。

在上述技术方案中，优选地，所述变量泵排量计算公式为Q_流量＝Q_排量×n，所述Q_流量所述变量泵所需流量，所述Q_排量所述变量泵的排量，所述n为所述电动机的转速。

在上述技术方案中，优选地，所述扭矩计算公式为所述T为所述电动机的扭矩，所述ΔP为所负载压力信号，所述Q_排量为所述变量泵的排量，所述η_mh为机械液压效率。

在上述技术方案中，优选地，所述控制器通过CAN总线获取所述电动机的当前转速信号和当前扭矩信号。