發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的節(jié)能控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的節(jié)能控制方法 和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在靜液壓系統(tǒng)應(yīng)用中，發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)的控制基本上是相互獨(dú)立的。在液壓系 統(tǒng)全范圍的調(diào)節(jié)過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速要么維持在一個(gè)固定值上，要么隨著車速的提高而提 升。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性很難兼顧。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中有應(yīng)用在汽車起重機(jī)上的節(jié)能控制方法和系統(tǒng)，控制的目標(biāo)是由變量 栗、定量馬達(dá)組成的閉式系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)起重機(jī)的升降。其節(jié)能控制的方法是根據(jù)當(dāng)前的負(fù) 載信號(hào)，從發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍中選擇單位時(shí)間內(nèi)油耗最低的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)新調(diào)整轉(zhuǎn)速后的 新負(fù)載重新計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)油耗最低的轉(zhuǎn)速，并不斷循環(huán)。該方法單位時(shí)間油耗計(jì)算的方 法是根據(jù)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、栗排量(手柄所需的液壓系統(tǒng)流量除以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)和系統(tǒng)壓力 從由測(cè)試數(shù)據(jù)建立的油耗模型中獲得，如下面表達(dá)式所示。
[0005] 上述汽車起重機(jī)為閉式液壓系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用案例，一是可控制的僅為變量液壓 栗，不需要控制馬達(dá)，也不會(huì)出現(xiàn)因馬達(dá)排量變化時(shí)引起的系統(tǒng)壓力變化;二是起重機(jī)在升 降過程中，除加減速外，大部分時(shí)間負(fù)載是恒定的，系統(tǒng)壓力波動(dòng)小，引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變動(dòng) 的僅有流量(速度)需求的變化。但是典型的閉式行走液壓系統(tǒng)在正常作業(yè)時(shí)(如推土機(jī)、裝 載機(jī)），不僅行駛速度需求有變化，而且負(fù)載也會(huì)持續(xù)變化，按照上述方法計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速必然會(huì)出現(xiàn)不斷變化波動(dòng)的情況，影響了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和駕駛舒適性。而且按照上 述方法計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定值，只會(huì)顧及經(jīng)濟(jì)性的目的，不會(huì)采用那些高轉(zhuǎn)速、油耗性差的 轉(zhuǎn)速值，這樣就沒法兼顧低負(fù)載高車速需求的駕駛情況(平路上快速行進(jìn)），不適用于閉式 液壓行走系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何在顧及經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)兼顧低負(fù)載高車速的駕 駛需求。
[0007] 為此目的，本發(fā)明提出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的節(jié)能控制方法，包括：
[0008] 獲取需求行駛速度以及負(fù)載需求功率；
[0009] 設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為滿足所述需求行駛速度以及負(fù)載需求功率的前提下的最 低轉(zhuǎn)速。
[0010] 優(yōu)選地，所述設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為滿足所述需求行駛速度以及負(fù)載需求功率的 前提下的最低轉(zhuǎn)速，包括：
[0011]當(dāng)所述需求行駛速度大于第一閾值時(shí)，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為第一經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速；
[0012] 當(dāng)所述需求行駛速度大于第二閾值或負(fù)載需求功率大于所述第一經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速最大 輸出功率時(shí)，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為第二經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速；
[0013] 當(dāng)所述需求行駛速度大于第三閾值或負(fù)載需求功率大于所述第二經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速最大 輸出功率時(shí)，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速；
[0014] 當(dāng)所述需求行駛速度大于第四閾值時(shí)，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速；
[0015] 其中，所述第一經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速〈所述第二經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速〈所述發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速〈所述發(fā)動(dòng)機(jī) 最高轉(zhuǎn)速;所述第一閾值〈所述第二閾值〈所述第三閾值〈所述第四閾值。
[0016] 優(yōu)選地，所述設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為滿足所述需求行駛速度以及負(fù)載需求功率的 前提下的最低轉(zhuǎn)速，還包括：
[0017] 當(dāng)所述需求行駛速度小于第四閾值和滯環(huán)余量之差且保持時(shí)間大于第一預(yù)設(shè)時(shí) 間時(shí)，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速；
[0018] 當(dāng)所述需求行駛速度小于第三閾值和滯環(huán)余量之差，負(fù)載需求功率小于等于所述 第二經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速最大輸出功率，且保持時(shí)間大于第二預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為第 二經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速；
[0019] 當(dāng)所述需求行駛速度小于第二閾值和滯環(huán)余量之差，負(fù)載需求功率小于等于所述 第一經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速最大輸出功率，且保持時(shí)間大于第三預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為第 一經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速；
[0020] 當(dāng)所述需求行駛速度小于等于第一閾值，且保持時(shí)間大于第四預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，設(shè)定 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為待機(jī)轉(zhuǎn)速值；
[0021 ]其中，所述待機(jī)轉(zhuǎn)速值小于所述第一經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速。
[0022] 優(yōu)選地，所述第二閾值是在發(fā)動(dòng)機(jī)處于第一經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，將液壓系統(tǒng)的設(shè)定值調(diào) 至最大后所能達(dá)到的行駛速度；
[0023] 所述第三閾值是在發(fā)動(dòng)機(jī)處于第二經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，將液壓系統(tǒng)的設(shè)定值調(diào)至最大后 所能達(dá)到的行駛速度；
[0024] 所述第四閾值是在發(fā)動(dòng)機(jī)處于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將液壓系統(tǒng)的設(shè)定值調(diào)至最大后所能 達(dá)到的行駛速度。
[0025] 優(yōu)選地，所述設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為滿足所述需求行駛速度以及負(fù)載需求功率的 前提下的最低轉(zhuǎn)速之后，還包括：
[0026] 根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，修正液壓系統(tǒng)的排量，以使設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值前后 車輛行駛速度沒有波動(dòng)。
[0027] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，修正液壓系統(tǒng)的排量，以使設(shè)定轉(zhuǎn)速值 前后車輛行駛速度沒有波動(dòng)包括以下步驟：
[0028]獲取所述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值；
[0029]根據(jù)所述需求行駛速度以及發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定的轉(zhuǎn)速值計(jì)算所述液壓系統(tǒng)的設(shè)定值；
[0030] 當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定的轉(zhuǎn)速值與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值之差大于預(yù)設(shè)值時(shí)，減小 所述液壓系統(tǒng)的設(shè)定值；
[0031] 根據(jù)所述液壓系統(tǒng)的設(shè)定值控制所述液壓系統(tǒng)的排量。
[0032] 優(yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)的設(shè)定值通過以下公式進(jìn)行計(jì)算： 液壓系統(tǒng)的設(shè)定值"需求行駛速度值，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定轉(zhuǎn)速值 液壓系統(tǒng)的最大值車輛最大行駛速度值'發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大值°
[0034] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述液壓系統(tǒng)的設(shè)定值控制所述液壓系統(tǒng)的排量包括：
[0035] 控制所述液壓系統(tǒng)的栗的排量與馬達(dá)的排量的比值為所述液壓系統(tǒng)的設(shè)定值與 液壓系統(tǒng)的最大值的比值。
[0036] 另一方面，本發(fā)明還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的節(jié)能控制系統(tǒng)，包括：
[0037] 獲取單元，用于獲取需求行駛速度以及負(fù)載需求功率；
[0038]控制單元，用于設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值為滿足所述需求行駛速度以及負(fù)載需求功率 的前提下的最低轉(zhuǎn)速。
[0039] 優(yōu)選地，所述獲取單元還用于獲取所述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值；
[0040] 所述控制單元還用于根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，修正液壓系統(tǒng)的排量，以使設(shè) 定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值前后車輛行駛速度沒有波動(dòng)。
[0041]通過采用本發(fā)明所發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的節(jié)能控制方法和系統(tǒng)，在滿足車速需求和功率需 求的前提下，讓發(fā)動(dòng)機(jī)盡量維持在最經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)速上，以達(dá)到省油的目的。同時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速設(shè)定值改變時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以保證轉(zhuǎn)速變化前后行駛速度穩(wěn)定和銜接性。
[0042] 本發(fā)明提出的技術(shù)方案由于能夠根據(jù)速度需求和負(fù)載實(shí)時(shí)地設(shè)定最優(yōu)的發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速，首先避免了駕駛員需要進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定的麻煩，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)實(shí)際負(fù)載需求轉(zhuǎn) 速的自動(dòng)跟隨。另外，本發(fā)