[发明专利]一种养护机械车速检测及洒布量智能控制装置及方法

权利要求书

1.一种养护机械车速检测及洒布量智能控制装置，包括控制器、驾驶室操作电路和执行电路，驾驶室操作电路和执行电路均与控制器连接，其特征在于，还包括信号处理电路、沥青泵编码器和压力变送器，所述信号处理电路的输入端接底盘车速传感器或测速雷达，输出端接控制器；所述沥青泵编码器测量沥青泵的转速，并与控制器连接；所述压力变送器测量沥青泵的出口压力，并与控制器连接；所述信号处理电路对所测车速信号进行处理，并将处理后的信号发送给控制器。

2.根据权利要求1所述的一种养护机械车速检测及洒布量智能控制装置，其特征在于，所述信号处理电路将接收到的车速信号转换成对控制器有用的高电平24V、低电平0V的方波脉冲信号。

3.根据权利要求2所述的一种养护机械车速检测及洒布量智能控制装置，其特征在于，所述信号处理电路主要由电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、三极管C、发光二极管D和光耦PC817，所述电阻R101的一端为信号输入端，另一端与三极管C的基极连接；所述三极管C的集电极与电阻R102的一端、电阻R103的一端连接；所述三极管C的发射极接地；所述电阻R102的另一端与光耦PC817中三极管的集电极连接，并接24V电源；所述电阻R103的另一端接发光二极管D的正极；所述发光二极管D的负极接光耦PC817中二极管的正极；所述光耦PC817中二极管的负极接地；所述光耦PC817中三极管的发射极为信号输出端，并通过电阻R104接地。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种养护机械车速检测及洒布量智能控制装置，其特征在于，所述驾驶室操作电路与控制器之间通过CAN总线通讯，驾驶室操作电路包括操作开关按钮和显示器。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种养护机械车速检测及洒布量智能控制装置，其特征在于，所述控制器内置有数据运算模块，所述数据运算模块根据读取的沥青泵厂家提供的参数拟合不同转速时沥青泵泵口压力与流量S'的曲线图，取不同离散点的流量S'，通过公式：S'/nq计算出这些离散点相对应的实际容积效率，式中：n为沥青泵转速，q为沥青泵排量；然后由控制器运用数据拟合方法对容积效率计算公式η＝1-kp/qn+C进行求解，得出泄露系数k和修正系数C，式中：p为沥青泵压力；最终控制器存储实际的沥青泵容积效率曲线图，并根据实际车速和实际的沥青泵容积效率曲线图调用数学公式n＝{(s÷ρ)×m×v}÷{q×η}对应的程序模块，计算出理论沥青泵的转速，式中：s为沥青洒布量、ρ为介质密度、v为车速、m为洒布宽度；将理论沥青泵转速与实际沥青泵转速进行PID调节，调节时控制器输出PWM信号控制沥青泵转速。

6.一种养护机械车速检测及洒布量智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：底盘车速传感器或测速雷达将检测的速度信号发送给信号处理电路，信号处理电路将接收到的速度信号处理成一个高电平24V、低电平0V的方波脉冲，并将处理后的信号发送给控制器；沥青泵编码器和压力变送器分别测量沥青泵的转速n1和泵口压力p，并将测量结果发送给控制器；驾驶室操作电路的操作按钮开关和显示器通过CAN总线与控制器通讯；

第二步：控制器根据接收到的实际车速v、实际沥青泵转速n1、沥青泵泵口压力p以及与显示器通讯读取显示器设定的参数：沥青洒布量s、介质密度ρ、沥青泵排量q、PID调节系数计算实际洒布宽度m；

第三步：考虑到容积效率主要是由于内泄露造成的，可建立容积效率数学模型：

η＝f(n,p)＝s/qn＝(qn-s)/qn＝1-s/qn＝1-kp/qn，

其中，η为容积效率，s为实际沥青泵流量，q为沥青泵排量，n为沥青泵转速，p为沥青泵泵口压力，k为泄露系数；

当沥青泵泵口压力p为0时，容积效率计算值为1，但实际上容积效率不能达到1，故增加一个修正系数，即：

η＝1-kp/qn+C，

控制器调用内部数据运算模块，根据沥青泵的实际工作压力和沥青泵厂家提供的压力和流量曲线图，拟合出实际的沥青泵容积效率曲线图；

第四步：控制器根据实际车速v和实际的沥青泵容积效率曲线图，计算理论沥青泵转速n：

n＝{(s÷p)×m×v}÷{q×η}；其中，m为洒布宽度；

第五步：将理论沥青泵转速n与实际沥青泵转速n1进行PID调节，调节时控制器输出PWM信号控制沥青泵转速。