非工作段异常振动转速规避方法与流程

：
1.本发明属于工程机械技术领域，具体地说，尤其涉及一种非工作段异常振动转速规避方法。


背景技术：

2.工程机械作为现代化施工设备，广泛应用于交通运输、能源开发、建筑施工、矿山开采、农林水林建设等领域。由于工程机械的作业工况恶劣，作业时整机噪声大、振动大，严重影响整机寿命，特别是整机出现异常振动时，不仅影响整机强度、出现巨大噪声，而且严重影响驾驶员驾驶体验，对产品竞争力的提升产生巨大障碍。但异常振动的存在又是不可避免的，当整机所受激励的频率与该工程机械的某阶固有频率接近时，就会出现系统幅值明显增大的现象，如异常振动。因此，整个工程机械领域都在投入大量资源，力求将振动的影响降到最低，振动的控制通常从振源的控制、振动隔离等。振源的控制，即从设计上改变发动机设计参数来调整系统固有频率，一般采用增大系统阻尼的方法；振动隔离，即用动力吸振器来减小振动响应，如橡胶隔震、螺旋钢丝绳隔振、液压隔振等。
3.异常振动一般需要从设计时便要控制，改变工程机械现有结构，如改变发动机设计参数，就意味着每个机型的发动机都需要单独设计，增加了设计成本及生产成本，对于很多外购发动机的工程机械厂家来说，协调共同开发又需要投入大量人力物力；增大系统阻尼来调整系统固有频率的方法也需要改变设计装配图，同样会浪费更多人力物力。由于工程机械工作环境振动大的特点，工程机械工作时的振动问题操作者一般不会太过关注，因此，非工作时的振动问题更需要格外注意。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种非工作段异常振动转速规避方法，其由于非工作段异常振动转速段得到了规避，降低了振动消极影响，改善了操作者驾驶体验，提高了产品竞争力。
5.为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
6.一种非工作段异常振动转速规避方法，包括以下步骤：
7.s1：开始前，将异常振动转速段、原始状态指令、规避异常振动状态指令输入整车电控单元vecu中，启动后，整机默认执行原始状态指令，给位于异常振动转速段的计时器t赋值为0s；
8.s2：操作者踩下油门踏板，角度仪测量油门踏板的踩下角度，整车电控单元vecu采集角度仪的踩下角度向发动机电控单元ecu发送指令，发动机输出转速，同时整车电控单元 vecu采集压力传感器对工作装置液压缸的压力并进行判断，判断其是否处于负载工作状态，若处于负载工作状态，不对程序进行干预，执行原始状态指令，并继续执行步骤s2，若不处于负载工作状态，则进入步骤s3；
9.s3：判断发动机转速是否低于异常振动转速段，若发动机转速低于异常振动转速
段，则不对程序进行干预，执行原始状态指令，并返回步骤s2，若发动机转速不低于异常振动转速段，则进入步骤s4；
10.s4：判断发动机转速是否位于异常振动转速段，若发动机转速没有位于异常振动转速段，则判断当前指令是否正在执行原始状态指令，若当前指令正在执行原始状态指令，则继续执行原始状态指令，并返回步骤s2，若当前指令没有执行原始状态指令，则进入步骤s5后，再返回步骤s2；若发动机转速位于异常振动转速段，则计时器t开始计时，然后判断处于异常振动转速段的时间是否大于可接受时间系数t0，若t≥t0，则进入步骤s5后，再返回步骤 s2，若t＜t0，则继续执行原始状态指令，并返回步骤s2；
11.s5：执行规避异常振动状态指令，并输出转速n，跳出异常振动转速段。
12.优选地，所述原始状态指令为含有油门踏板踩下深度与发动机转速值成正比例关系的指令，正常情况下油门踏板踩下深度与发动机转速值成正比例关系为：
13.n＝k(α-α0)
14.其中，α0为油门踏板开始响应时的初始角度，α为油门踏板踩下时的角度，n为发动机转速，k为油门踏板踩下深度与发动机转速值的比例系数。
15.优选地，所述规避异常振动状态指令为异常振动时含有油门踏板踩下深度与发动机转速值成非正比例关系的指令，异常振动时油门踏板踩下深度与发动机转速值成非正比例关系为：
16.n＝k
′
(α+α
t-α0)
17.其中，α
t
为跳过转速对应的角度，k
′
为t≥t0时的油门踏板踩下深度与发动机转速值的新比例系数。
18.优选地，所述k
′
的取值为：
[0019][0020]
其中，n
max
为发动机最大转速，n2为异常振动结束时发动机的转速，α
max
为油门踏板最大角度，α2为异常振动结束时油门踏板的角度。
[0021]
优选地，所述α
t
的取值为：
[0022]
α
t
＝α
2-α1[0023]
其中，α1为异常振动开始时油门踏板的角度。
[0024]
优选地，所述异常振动转速段的取值范围为[n1，n2]，其中，n1为异常振动开始时发动机的转速，n2为异常振动结束时发动机的转速。
[0025]
优选地，所述角度仪安装在油门踏板上。
[0026]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0027]
1、本发明通过压力传感器对工作装置液压缸内的压力进行采集，判断其是否负载工作，并只对非工作状态的异常振动进行规避，避免了更改现有结构造成的时间、成本的浪费，同时也保证了发动机负载工作时的安全性及可靠性；
[0028]
2、由于非工作段异常振动转速段得到了规避，降低了振动消极影响，改善了操作者驾驶体验，提高了产品竞争力；
[0029]
3、本发明在结构上简单，仅通过增加压力传感器和角度仪就可将非工作段异常振动转速段得到规避，且成本低廉。
附图说明：
[0030]
图1为本发明的流程图；
[0031]
图2为本发明中各部件的安装结构示意图；
[0032]
图3为本发明的结构框图；
[0033]
图4为本发明中正常情况下发动机输出转速与油门踏板角度对应关系；
[0034]
图5为本发明中异常振动跳出情况下发动机输出转速与油门踏板角度对应关系。
[0035]
图中：1、压力传感器；2、角度仪；3、油门踏板；4、整车电控单元vecu；5、发动机电控单元ecu。
具体实施方式：
[0036]
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
[0037]
实施例1：
[0038]
如图1-3所示，一种非工作段异常振动转速规避方法，包括以下步骤：
[0039]
s1：开始前，将异常振动转速段、原始状态指令、规避异常振动状态指令输入整车电控单元vecu4中，启动后，整机默认执行原始状态指令，给位于异常振动转速段的计时器t 赋值为0s；
[0040]
s2：操作者踩下油门踏板3，角度仪2测量油门踏板3的踩下角度，整车电控单元vecu4 采集角度仪2的踩下角度向发动机电控单元ecu5发送指令，发动机输出转速，同时整车电控单元vecu4采集压力传感器1对工作装置液压缸的压力并进行判断，判断其是否处于负载工作状态，若处于负载工作状态，不对程序进行干预，执行原始状态指令，并继续执行步骤s2，若不处于负载工作状态，则进入步骤s3；
[0041]
其中，压力传感器1的作用是：通过压力传感器1对工作装置液压缸内的压力进行采集，并将信息发送到整车电控单元vecu4中；
[0042]
s3：判断发动机转速是否低于异常振动转速段，若发动机转速低于异常振动转速段，则不对程序进行干预，执行原始状态指令，并返回步骤s2，若发动机转速不低于异常振动转速段，则进入步骤s4；
[0043]
s4：判断发动机转速是否位于异常振动转速段，若发动机转速没有位于异常振动转速段，则判断当前指令是否正在执行原始状态指令，若当前指令正在执行原始状态指令，则继续执行原始状态指令，并返回步骤s2，若当前指令没有执行原始状态指令，则进入步骤s5后，再返回步骤s2；若发动机转速位于异常振动转速段，则计时器t开始计时，然后判断处于异常振动转速段的时间是否大于可接受时间系数t0，若t≥t0，则进入步骤s5后，再返回步骤 s2，若t＜t0，则继续执行原始状态指令，并返回步骤s2，其中，t0为操作者可接受时间系数，一般取值小于1s，具体取值根据实际情况而定；
[0044]
s5：执行规避异常振动状态指令，并输出转速n，跳出异常振动转速段。
[0045]
关于实施例1需要说明的是：
[0046]
由于整机异常振动是由整机固有频率与发动机振动频率共同决定的，因此各个车型异常振动转速段是不一样的，但每个机型的异常振动转速段是一样的，在整机设计阶段都会进行振动测试，此时可以事先找出异常振动转速段，并将异常振动转速段导入整车电控单元 vecu4；
[0047]
要达到异常振动频率段，一般有两种方式，即升速与降速，但以下两种情况是不可干预的：
[0048]
情况一：铲斗铲料时，发动机转速上升，可能出现异常振动情况，此时不要干预转速变化，因为此时干预发动机转速，可能出现发动机故障；
[0049]
情况二：铲料后，动臂提升时，发动机功率不变，负重增加导致发动机扭矩增加，此时发动机会掉速，此时也可能出现振动异常情况，此时的转速同样不能干预，因为转速的异常变化可能发生掉臂、熄火等安全问题，且掉速时间较短，一般操作者不会重视。
[0050]
虽然负载工作过程中，振动异常的转速段无法干预，但由于工程机械本身工作环境嘈杂，铲装作业振动幅值大，对于发动机的振动异常，操作者往往很少关注；以上情况都有一个共同点，即此时有负载，液压缸有压力，可以根据液压油缸是否有负载判断其状态。
[0051]
因此，本发明主要关注以下情况：
[0052]
操作者模拟作业或原地不动时，缓慢踩或松油门踏板3，让发动机转速缓慢提升或下降，此时，由于整机工作环境较安静，振动也小，一旦出现异常振动，操作者很容易感觉出来，影响操作体验，由于此情况并未负载，转速异常变化并不会影响整机性能，因此，本发明规避掉的就是此转速段，为实现异常转速规避，采用的方法是通过跳过异常振动转速段来实现的。
[0053]
实施例2：
[0054]
一种非工作段异常振动转速规避方法，所述原始状态指令为含有油门踏板3踩下深度与发动机转速值成正比例关系的指令，正常情况下油门踏板3踩下深度与发动机转速值成正比例关系为：
[0055]
n＝k(α-α0)
[0056]
其中，α0为油门踏板3开始响应时的初始角度，α为油门踏板3踩下时的角度，n为发动机转速，k为油门踏板3踩下深度与发动机转速值的比例系数。
[0057]
所述规避异常振动状态指令为异常振动时含有油门踏板3踩下深度与发动机转速值成非正比例关系的指令，异常振动时油门踏板3踩下深度与发动机转速值成非正比例关系为：
[0058]
n＝k
′
(α+α
t-α0)
[0059]
其中，α
t
为跳过转速对应的角度，k
′
为t≥t0时的油门踏板3踩下深度与发动机转速值的新比例系数，改变油门踏板3踩下深度与发动机转速值的比例系数，是为了保证在原始状态指令和规避异常振动状态指令下发动机的最大转速不变，由图4-5可以看出。
[0060]
所述k
′
的取值为：
[0061][0062]
其中，n
max
为发动机最大转速，n2为异常振动结束时发动机的转速，α
max
为油门踏板3 最大角度，α2为异常振动结束时油门踏板3的角度。
[0063]
所述α
t
的取值为：
[0064]
α
t
＝α
2-α1[0065]
其中，α1为异常振动开始时油门踏板3的角度。
[0066]
所述异常振动转速段的取值范围为[n1，n2]，其中，n1为异常振动开始时发动机的
转速， n2为异常振动结束时发动机的转速。
[0067]
所述角度仪2安装在油门踏板3上，用于测量油门踏板3的踩下角度。其他部分与实施例1 相同。

技术特征：
1.一种非工作段异常振动转速规避方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：开始前，将异常振动转速段、原始状态指令、规避异常振动状态指令输入整车电控单元vecu(4)中，启动后，整机默认执行原始状态指令，给位于异常振动转速段的计时器t赋值为0s；s2：操作者踩下油门踏板(3)，角度仪(2)测量油门踏板(3)的踩下角度，整车电控单元vecu(4)采集角度仪(2)的踩下角度向发动机电控单元ecu(5)发送指令，发动机输出转速，同时整车电控单元vecu(4)采集压力传感器(1)对工作装置液压缸的压力并进行判断，判断其是否处于负载工作状态，若处于负载工作状态，不对程序进行干预，执行原始状态指令，并继续执行步骤s2，若不处于负载工作状态，则进入步骤s3；s3：判断发动机转速是否低于异常振动转速段，若发动机转速低于异常振动转速段，则不对程序进行干预，执行原始状态指令，并返回步骤s2，若发动机转速不低于异常振动转速段，则进入步骤s4；s4：判断发动机转速是否位于异常振动转速段，若发动机转速没有位于异常振动转速段，则判断当前指令是否正在执行原始状态指令，若当前指令正在执行原始状态指令，则继续执行原始状态指令，并返回步骤s2，若当前指令没有执行原始状态指令，则进入步骤s5后，再返回步骤s2；若发动机转速位于异常振动转速段，则计时器t开始计时，然后判断处于异常振动转速段的时间是否大于可接受时间系数t0，若t≥t0，则进入步骤s5后，再返回步骤s2，若t＜t0，则继续执行原始状态指令，并返回步骤s2；s5：执行规避异常振动状态指令，并输出转速n，跳出异常振动转速段。2.根据权利要求1所述的非工作段异常振动转速规避方法，其特征在于：所述原始状态指令为含有油门踏板(3)踩下深度与发动机转速值成正比例关系的指令，正常情况下油门踏板(3)踩下深度与发动机转速值成正比例关系为：n＝k(α-α0)其中，α0为油门踏板(3)开始响应时的初始角度，α为油门踏板(3)踩下时的角度，n为发动机转速，k为油门踏板(3)踩下深度与发动机转速值的比例系数。3.根据权利要求2所述的非工作段异常振动转速规避方法，其特征在于：所述规避异常振动状态指令为异常振动时含有油门踏板(3)踩下深度与发动机转速值成非正比例关系的指令，异常振动时油门踏板(3)踩下深度与发动机转速值成非正比例关系为：n＝k
′
(α+α
t-α0)其中，α
t
为跳过转速对应的角度，k
′
为t≥t0时的油门踏板(3)踩下深度与发动机转速值的新比例系数。4.根据权利要求3所述的非工作段异常振动转速规避方法，其特征在于：所述k
′
的取值为：其中，n
max
为发动机最大转速，n2为异常振动结束时发动机的转速，α
max
为油门踏板(3)最大角度，α2为异常振动结束时油门踏板(3)的角度。5.根据权利要求4所述的非工作段异常振动转速规避方法，其特征在于：所述α
t
的取值为：
α
t
＝α
2-α1其中，α1为异常振动开始时油门踏板(3)的角度。6.根据权利要求1-5任意一项所述的非工作段异常振动转速规避方法，其特征在于：所述异常振动转速段的取值范围为[n1，n2]，其中，n1为异常振动开始时发动机的转速，n2为异常振动结束时发动机的转速。7.根据权利要求1-5任意一项所述的非工作段异常振动转速规避方法，其特征在于：所述角度仪(2)安装在油门踏板(3)上。

技术总结
本发明公开了一种非工作段异常振动转速规避方法，其属于工程机械技术领域。它解决了现有技术中传统非工作段异常振动规避存在的设计成本及生产成本较高的缺陷。其主体结构包括将异常振动转速段、原始状态指令、规避异常振动状态指令输入整车电控单元VECU中，启动后，整机默认执行原始状态指令，给位于异常振动转速段的计时器t赋值为0s，操作者踩下油门踏板，角度仪测量油门踏板的踩下角度，整车电控单元VECU采集角度仪的踩下角度向发动机电控单元ECU发送指令，发动机输出转速，同时整车电控单元VECU采集压力传感器对工作装置液压缸的压力并进行判断，判断其是否处于负载工作状态。本发明主要用于工程机械上。本发明主要用于工程机械上。


技术研发人员：张奇 杨田苓 郑华龙 王斌 郑亚超 颜新宇
受保护的技术使用者：山东临工工程机械有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/8/16