汽车起重机集成控制系统、方法、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，具体涉及汽车起重机集成控制系统、方法、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置。汽车起重机主要由上装作业和下装底盘两部分组成，上装作业主要包括转台、吊臂、配重等。通过从底盘发动机取力带动主泵工作，并由电磁阀调节流量，从而达到控制吊臂油缸伸缩、吊臂变幅、配重、转台回转等动作的顺利运转。下装底盘部分通过发动机、离合器、变速箱等传动系统，负责整车的行走，以及下装支腿的收缩等动作。
3.目前，起重机在起重作业过程中燃料浪费的主要原因有如下几点：
4.1、各动作压力、流量的差异带来液压高压回流的损失。
5.2、发动机大速度区间运行影响效率。
6.3、存在较长的怠速工作时间。
7.4、起重机作业时如使用空调需要开启主发动机。
8.此外，起重机上装作业控制系统电动化程度不高，卷扬、伸缩变幅、回转等作业都是通过液压系统中转，每个电机需要单独的电机控制器驱动、高压配电装置也需要单独安装，电控系统体积大、装配复杂。
9.综上，目前亟需一种汽车起重机控制方法，用于解决上述现有技术存在的问题。


技术实现要素：

10.由于现有方法存在上述问题，本发明提出汽车起重机集成控制系统、方法、电子设备及存储介质。
11.第一方面，本发明提供了一种汽车起重机集成控制系统，包括：整车控制器、动力电池、冷却循环系统、集成控制系统以及上车工作电机；
12.所述整车控制器与所述集成控制系统连接，用于控制所述集成控制系统；
13.所述动力电池与所述集成控制系统连接，用于给所述集成控制系统供电；
14.所述冷却循环系统用于对所述动力电池以及所述集成控制系统进行冷却；
15.所述集成控制系统与所述上车工作电机连接，用于控制所述上车工作电机。
16.进一步地，所述上车工作电机包括主卷扬电机、副卷扬电机、回转电机以及伸缩变幅电机；
17.所述主卷扬电机与集成控制系统连接，用于驱动主卷扬；
18.所述副卷扬电机与集成控制系统连接，用于驱动副卷扬；
19.所述回转电机与集成控制系统连接，用于驱动回转机构；
20.所述伸缩变幅电机与集成控制系统连接，用于驱动伸缩变幅油泵。
21.进一步地，所述集成控制系统包括高压配电装置以及电机控制器；
22.所述高压配电装置用于对所述集成控制系统进行能量分配；
23.所述电机控制器的多个驱动板采用公共直流母线；
24.所述电机控制器用于控制所述上车工作电机。
25.进一步地，所述主卷扬电机以及所述副卷扬电机的控制方式包括有速度传感器的矢量控制；所述回转电机以及所述伸缩变幅电机的控制方式包括无速度传感器的矢量控制。
26.进一步地，所述主卷扬电机以及所述副卷扬电机还用于在发电过程中对所述动力电池进行充电。
27.第二方面，本发明提供了一种基于上述第一方面的集成控制方法，包括：
28.获取所述整车控制器的控制指令；
29.根据所述控制指令控制所述主卷扬电机、所述副卷扬电机、所述回转电机以及所述伸缩变幅电机。
30.进一步地，所述根据所述控制指令控制所述主卷扬电机、副卷扬电机、回转电机以及伸缩变幅电机，包括：
31.若所述控制指令为空钩提升指令或空钩下放指令，则控制所述伸缩变幅电机运行；
32.若所述控制指令为回转指令，则控制所述回转电机运行，否则控制所述回转电机停机；
33.若所述控制指令为重载起升指令或重载下放指令，则控制所述主卷扬电机运行；
34.若所述控制指令为轻载起升指令或轻载下放指令，则控制所述副卷扬电机运行。
35.第三方面，本发明还提供了一种汽车起重机，包括如上述第一方面所述的汽车起重机集成控制系统。
36.第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的集成控制方法。
37.第五方面，本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的集成控制方法。
38.由上述技术方案可知，本发明提供的汽车起重机集成控制系统、方法、电子设备及存储介质，采用集成控制系统进行多电机集中控制，实现信号统一处理，省去了数据交互过程，提高系统响应速度及可靠性，同时采用全电动化驱动，更加高效节能的同时提高了系统集成度。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
40.图1为本发明提供的汽车起重机集成控制系统的示意图；
41.图2为本发明提供的集成控制方法的方法流程示意图；
42.图3为本发明提供的充电方法的方法流程示意图；
43.图4为本发明提供的上电方法的方法流程示意图；
44.图5为本发明提供的下电方法的方法流程示意图；
45.图6为本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
46.下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
47.图1为本发明实施例提供的一种汽车起重机集成控制系统的示意图，系统包括：整车控制器1、动力电池2、冷却循环系统3、集成控制系统4、以及上车工作电机5；
48.具体的，整车控制器1与集成控制系统4连接，用于控制集成控制系统4；
49.动力电池2与集成控制系统4连接，用于给集成控制系统4供电；
50.冷却循环系统3用于对动力电池2以及集成控制系统4进行冷却；
51.在一种可能的实施方式中，冷却循环系统包含第一冷却循环系统以及第二冷却循环系统，第一冷却循环系统用于对动力电池进行冷却，第二冷却循环系统用于对集成控制系统进行冷却。
52.集成控制系统4用于与上车工作电机5连接，控制上车工作电机5。
53.本发明实施例中，上车工作电机5包括主卷扬电机6、副卷扬电机7、回转电机8以及伸缩变幅电机9。
54.进一步地，主卷扬电机用于驱动主卷扬；
55.副卷扬电机用于驱动副卷扬；
56.回转电机用于驱动回转机构；
57.伸缩变幅电机用于驱动伸缩变幅油泵。
58.上述方案，采用集成控制系统进行多电机集中控制，实现信号统一处理，省去了数据交互过程，提高系统响应速度及可靠性，同时采用全电动化驱动，更加高效节能的同时提高了系统集成度。
59.本发明实施例中，集成控制系统4包括高压配电装置10以及电机控制器11；
60.具体的，高压配电装置用于对集成控制系统进行能量分配；
61.电机控制器11的多个驱动板采用公共直流母线；
62.电机控制器11用于控制主卷扬电机6、副卷扬电机7、回转电机8以及伸缩变幅电机9。上述方案，多个驱动板采用公共直流母线，使得结构更加紧凑，节省了空间。采用多合一电机控制器进行多电机集中控制，实现信号统一处理，提高系统响应速度及可靠性。
63.在一种可能的实施方式中，集成控制系统包括高压继电器板、制动板、电机控制板以及多个驱动板。
64.本发明实施例中，制动板集成到电机控制板内，提高了制动回路安全性。
65.具体的，电机控制板由一个多核数字信号处理器控制，可以同时满足主卷扬电机、副卷扬电机、回转电机以及伸缩变幅电机的驱动需求。
66.本发明实施例中，伸缩变幅电机8驱动伸缩变幅油泵，使得液压系统驱动液压油缸从而进行伸缩变幅作业。
67.本发明实施例中，集成控制系统接收整车控制器的控制指令控制高压配电装置执行上下电操作，同时根据整车控制器的控制指令分别控制主卷扬电机、副卷扬电机、回转电机、伸缩变幅电机的运行，满足卷扬、回转、伸缩变幅的作业需求。
68.需要说明的是，主卷扬、副卷扬、回转机构均由减速机构实现速度的控制。
69.上述方案，采用多核数字信号处理进行多电机集中控制，实现信号统一处理，省去了数据交互过程，提高系统响应速度及可靠性，同时采用全电动化驱动，更加高效节能的同时提高了系统集成度。
70.进一步地，主卷扬电机以及副卷扬电机的控制方式包括有速度传感器的矢量控制；
71.回转电机以及伸缩变幅电机的控制方式包括无速度传感器的矢量控制。
72.在一种可能的实施方式中，主卷扬电机、副卷扬电机、回转电机、伸缩变幅电机均选用永磁同步电机。
73.进一步地，为了提升控制精度，主卷扬电机以及副卷扬电机都带速度编码器，控制方式为有速度传感器的矢量控制。回转电机以及伸缩变幅电机控制方式为无速度传感器的矢量控制。
74.需要说明的是，矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
75.具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量和产生转矩的电流分量分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
76.上述方案，采用矢量控制提高了控制精度的同时提高了系统响应速度。
77.进一步地，主卷扬电机以及副卷扬电机还用于在发电过程中对动力电池进行充电。
78.上述方案，卷扬电机发电过程中对动力电池进行充电，有效进行能量回收，提高了系统效率。
79.基于上述应急驱动系统，图2示例性的示出了本发明实施例提供的一种集成控制方法的流程。该流程可以由上述汽车起重机上装作业集成控制系统执行。
80.如图2所示，该流程具体包括：
81.步骤201，获取整车控制器的控制指令。
82.步骤202，根据控制指令控制主卷扬电机、副卷扬电机、回转电机以及伸缩变幅电机。
83.具体的，若控制指令为空钩提升指令或空钩下放指令，则控制伸缩变幅电机运行；
84.若控制指令为回转指令，则控制回转电机运行，否则控制回转电机停机；
85.若控制指令为重载起升指令或重载下放指令，则控制主卷扬电机运行；
86.若控制指令为轻载起升指令或轻载下放指令，则控制副卷扬电机运行。
87.需要说明的是，若控制指令为非回转指令，则控制回转电机停机，保障了系统的准确性以及安全性。
88.进一步地，若控制指令为重载起升指令，则控制主卷扬电机电动运行；
89.若控制指令为重载下放指令，则控制主卷扬电机发电运行。
90.进一步地，若控制指令为轻载起升指令，则控制副卷扬电机电动运行；
91.若控制指令为轻载下放指令，则控制副卷扬电机发电运行。
92.本发明实施例中，卷扬电机发电过程中对动力电池进行充电，有效进行能量回收，提高系统效率。
93.本发明实施例中，根据整车控制器的控制指令控制主卷扬电机、副卷扬电机、回转电机以及伸缩变幅电机的运行，完成空钩提升、回转、空钩下放、装货、带载起升、带载下放等一系列上装作业动作。
94.上述方案，采用集成控制系统进行多电机集中控制，实现信号统一处理，省去了数据交互过程，提高系统响应速度及可靠性，同时采用全电动化驱动，更加高效节能的同时提高了系统集成度。
95.进一步地，图3示例性的示出了本发明实施例提供的一种集成控制方法的流程。该流程可以由上述汽车起重机上装作业集成控制系统执行。
96.如图3所示，该流程具体包括：
97.步骤301，获取整车控制器的充电指令。
98.步骤302，判断电机控制器是否有输出，若有，则封锁所有脉宽调制输出，否则置充电互锁信号。
99.步骤303，闭合接触器。
100.需要说明的是，接触器是利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。
101.步骤304，判断是否充电完成，若完成，则清充电互锁信号并断开接触器。
102.上述方案，汽车起重机在获取整车控制器的充电指令后进行充电，充电时判断电机控制器是否有输出同时采用接触器，提高了安全性。
103.进一步地，图4示例性的示出了本发明实施例提供的一种集成控制方法的流程。该流程可以由上述汽车起重机上装作业集成控制系统执行。
104.如图4所示，该流程具体包括：
105.步骤401，在低压上电完成后获取整车控制器的上电指令。
106.步骤402，若系统无故障且无充电互锁信号，则闭合接触器。
107.步骤403，判断母线电压是否建立完成。
108.步骤404，若母线电压建立完成，则上电完成。
109.上述方案，汽车起重机在获取整车控制器的上电指令后进行上电，上电时判断是否系统故障以及是否有充电互锁信号，提高了安全性。
110.进一步地，图5示例性的示出了本发明实施例提供的一种集成控制方法的流程。该流程可以由上述汽车起重机上装作业集成控制系统执行。
111.如图5所示，该流程具体包括：
112.步骤501，获取整车控制器的下电指令。
113.步骤502，判断系统是否上电完成，若上电完成，则封锁所有脉宽调制输出，否则断开接触器。
114.上述方案，汽车起重机在获取整车控制器的下电指令后进行下电，在下电时判断是否上电完成，提高了安全性。
115.基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备，参见图6，所述电子设备具体包括如下内容：处理器601、存储器602、通信接口603和通信总线604；
116.其中，所述处理器601、存储器602、通信接口603通过所述通信总线604完成相互间的通信；所述通信接口603用于实现各设备之间的信息传输；
117.所述处理器601用于调用所述存储器602中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述集成控制方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：获取所述整车控制器的控制指令；根据所述控制指令控制所述主卷扬电机、所述副卷扬电机、所述回转电机以及所述伸缩变幅电机。
118.基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述集成控制方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：获取所述整车控制器的控制指令；根据所述控制指令控制所述主卷扬电机、所述副卷扬电机、所述回转电机以及所述伸缩变幅电机。
119.此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，用户生活模式预测装置，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
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only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
120.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
121.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，用户生活模式预测装置，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的用户生活模式预测方法。
122.此外，在本发明中，诸如“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
123.此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者
操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
124.此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
125.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。