CN102606322A - 一种发动机节能控制方法、节能控制器、系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机节能控制方法，接收压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力；比较所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力值与预设的目标压力值以判断主泵发动机工作状态；接收发动机控制器ECM采集的发动机实时转速；在判断主泵发动机处于不工作状态下，根据所述发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机，另外，还提供了一种节能控制器、系统以及工程机械。本发明有利于根据实际工况对发动机进行控制，避免发动机一直处于高速运转的状态，减少发动机损耗，降低油耗，节能环保。

Description

一种发动机节能控制方法、节能控制器、系统及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其是一种发动机节能控制方法、节能控制器、系统及工程机械。

背景技术

工程机械在工作过程中，往往会处于高转速的一个发动机工作模式，但是实际工作过程不是一个连贯的持续性的工作状况，比如说旋挖钻机在施工过程中需要根据实际的土质来确定具体的工法，当然对于其他工程车辆同样也存在这样的情形。此时机器处于等待期间，如果还是一直处于高转速的工作状态的话，不但会让机器的油耗偏高影响发动机寿命，也会产生大量的排放污染，不符合目前整个社会节能减排的趋势。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种避免发动机在工作过程中始终处于高转速的智能节能控制方法、节能控制器、系统及工程机械，以降低油耗实现节能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种发动机节能控制方法，接收压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力；比较所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力值与预设的目标压力值以判断发动机的工作状态；接收发动机控制器ECM采集的发动机实时转速；在判断发动机处于不工作状态下，根据所述发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机。

本发明还提供了一种节能控制器，用于实现发动机节能控制，包括输入装置、存储装置、控制装置以及输出装置，所述存储装置，用于存储预设的主泵液压阀目标压力值；所述输入装置，用于接收压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力以及发动机控制器ECM采集的发动机实时转速；所述控制装置，用于比较所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力与目标压力值以判断发动机的工作状态，并在发动机处于不工作状态下，根据发动机控制器ECM采集的发动机实时转速向输出装置发送指令使发动机停机；所述输出装置，用于将控制装置发出的控制指令输出给执行机构。

本发明还提供了一种发动机节能控制系统，包括压力检测装置，用于检测主泵液压阀的实时压力发送至节能控制器；节能控制器，用于根据所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力和发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机转速，并将控制信号发送至发动机控制器ECM以及节能模式继电器；发动机控制器ECM，用于采集发动机的实时工作信息发送至节能控制器，以及接收节能控制器发送过来的指令对发动机进行转速控制；节能模式继电器，用于接收节能控制器发送的控制信号，完成对发动机的电路切换以切断发动机的启动开关电源实现发动机自动停机，所述节能控制器为上述的节能控制器。

本发明还提供了一种工程机械，包括上述的发动机节能控制系统。

本发明的有益效果在于，通过根据主泵液压阀压力变化来判断发动机的工作状态，在发动机处于不工作状态下，根据发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机，有利于根据实际工况对发动机进行控制，避免发动机一直处于高速运转的状态，减少发动机损耗，降低油耗，节能环保。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：

图1为本发明实施例的发动机节能控制方法的流程图；

图2为本发明实施例的发动机节能控制器的结构框图；

图3为图2中第一种实施例的节能控制器控制装置的结构框图；

图4为图2中第二种实施例的节能控制器控制装置的结构框图；

图5为本发明实施例的发动机节能控制系统的结构框图；

具体实施方式

本发明的实施例提供一种发动机节能控制方法，通过对液压元件的压力以及发动机转速进行监测，从而判断并适时实现发动机自动停机。在闭合的液压回路中，主泵液压阀是控制液压油压力、流量以及方向的重要元件，当发动机处于工作状态时，回路中的液压油量会发生变化，因而监测主泵液压阀的压力值可以判断发动机的工作状态。工程机械处于等待工况时，发动机一般无需继续高速转动，因而有必要对其进行节能控制。

在具体介绍该控制方式之前，首先对实施发动机节能控制的设备进行一些简单介绍。实施该控制方法的设备包括压力检测装置、节能控制器、发动机、发动机控制器ECM、节能模式继电器以及主泵液压阀。节能控制器根据压力检测装置的信息采集，并与发动机控制器ECM完成信息的交互，对节能模式继电器进行控制，从而实现发动机的节能控制。其具体流程图1所示，步骤如下：

S101.接收压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力；

具体而言，压力检测装置常见的可以为压力传感器，当然也包括其他能够实时检测液压阀压力功能的装置。

S103.比较所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力值与预设的目标压力值以判断发动机的工作状态；

具体而言，操作人员首先需要根据经验值在节能控制器内预设主泵液压阀的目标压力值，当然该目标压力值可根据具体实际情况进行调整。在读取到主泵液压阀实时压力后，节能控制器将压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力值与预设在节能控制器内的目标压力值进行比较，若压力检测装置采集的主泵液压阀实时压力值高于控制器中设定的目标压力值，则判断主泵发动机处于工作状态，无需对发动机进行节能控制；反之则可以判断发动机处于不工作状态，需要进行发动机节能控制。

在本实施例中，发动机控制器ECM可以通过总线J1939与节能控制器完成信息的交互。因而，在判断发动机处于不工作状态下，发动机控制器ECM则将开始采集的发动机的实时转速输入节能控制器内。

S105.接收发动机控制器ECM采集的发动机实时转速；

S107.在判断发动机处于不工作状态下，根据所述发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机。

具体而言，操作人员首先根据经验值在节能控制器内预设好调节临界转速值和停机警戒转速值，该调节临界转速值高于停机警戒转速值，且可根据具体实际情况进行调整。

分别比较所述实时转速与预设的停机警戒转速值，以及实时转速与预设的调节临界转速值：

若实时转速低于停机警戒转速值，则无需使发动机停机，结束本次节能控制；

若实时转速高于停机警戒转速值，则对发动机进行停机处理，包括两种情形的实施例。

第一种实施例情形为，当发动机控制器ECM采集的发动机实时转速低于调节临界转速值，则节能控制器直接控制发动机自动停机，即节能控制器发出停机指令至节能模式继电器切断发动机电源使之停机。

第二种实施例情形为，当发动机控制器ECM采集的发动机实时转速高于调节临界转速值，则节能控制器则先降低发动机转速，然后控制发动机自动停机，即节能控制器向发动机控制器ECM发出降速指令使发动机降低转速，然后发出停机指令至节能模式继电器切断发动机电源使之停机。由于当发动机实时转速高于调节临界转速值时，发动机实时转速必定过高，降速后再停机会使整个停机过程更加平稳，有利于减少发动机损耗，延长寿命。

当然在上述第二种实施例情形下，也可以直接比较发动机控制器ECM采集的发动机实时转速与预设的调节临界转速值，当发动机控制器ECM采集的发动机实时转速高于调节临界转速值，则节能控制器则先降低发动机转速，然后控制发动机自动停机。这种情形无需对发动机控制器ECM采集的发动机实时转速分别与预设的停机警戒转速值以及调节临界转速值进行比较，同样能够实现。

可以理解地，节能控制器可以与人机界面HMI通过CAN总线完成信息的交互，节能控制器能够将节能控制信息发送至人机界面HMI显示，并且可在人机界面HMI设置选项对节能控制过程进行控制。例如，如果机手不希望自动控制的话，也可以通过人机界面HMI按键的选择来取消节能控制功能，从而停止节能控制。

上述发动机节能控制方法通过根据主泵液压阀压力变化来判断发动机的工作状态，在发动机处于不工作状态下，根据发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机，有利于根据实际工况对发动机进行控制，避免发动机一直处于高速运转的状态，减少发动机损耗，降低油耗，节能环保。

本发明的实施例还提供了一种节能控制器，用于实现发动机节能控制，如图2所示，包括输入装置201，存储装置203，控制装置205以及输出装置207。

其中，输入装置201，用于接收压力检测装置测得的主泵液压阀的实时压力和发动机控制器ECM的采集的发动机实时转速；

存储装置203，用于存储预先设置的主泵液压阀目标压力值、发动机的停机警戒转速值以及调节临界转速值，所述调节临界转速值高于停机警戒转速值；

控制装置205，用于根据所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力和发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机，并发送控制指令至输出装置207；

输出装置207，用于将控制装置205发出的控制指令发送至执行机构以执行控制指令。

该节能控制器的控制装置包括2种实施例：

第一种实施例为，如图3所示，所述控制装置205包括比较设备301，用于分别比较所述压力检测装置测得的压力值与预设存储于存储装置203内的目标压力值，发动控制器ECM反馈的发动机转速与预设存储于存储装置203内的停机警戒转速值，以及发动控制器ECM反馈的发动机转速与预设存储于存储装置203内的调节临界转速值；工作状态判断设备303，用于接收比较设备301对主泵液压阀压力的比较结果以判断发动机的工作状态；停机设备305，用于在接收到工作状态判断设备303判断发动机处于不工作状态，且比较设备301得出发动机控制器ECM采集的发动机实时转速高于预设的停机警戒转速值，但低于预设的调节临界转速值的结果时，向输出装置207发送停机指令从而切断发动机的启动开关电源对发动机实现自动停机。

第二种实施例为，如图4所示，所述控制装置205包括比较设备401，用于分别比较压力检测装置测得的压力值与预设存储于存储装置203内的目标压力值，以及发动控制器ECM反馈的发动机转速与预设存储于存储装置203内的调节临界转速值；工作状态判断设备403，用于接收比较设备401对主泵液压阀压力的比较结果以判断发动机的工作状态；控速设备405，用于在接收到工作状态判断设备403判断发动机处于不工作状态，且比较设备401得出发动机控制器ECM采集的发动机实时转速高于预设的调节临界转速值时，向输出装置207发送降速指令从而使发动机降低转速；停机设备407，用于控速设备405降低发动机转速后，向输出装置207发送停机指令从而切断发动机的启动开关电源对发动机实现自动停机。

该节能控制器的工作过程如下：首先需要操作人员根据经验预设主泵液压阀的目标压力值、发动机的停机警戒转速值以及调节临界转速值并存储于存储装置203，其中调节临界转速值高于停机警戒转速值。输入装置201接收压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力后，比较设备301或401将压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力值与预设的目标压力值进行比较，工作状态判断设备303或403接收比较设备301或401发送的比较结果后判断发动机的工作状态。当工作状态判断设备303或403判断发动机处于不工作状态时，输入装置201接收发动机控制器ECM采集的发动机实时转速，然后比较设备301或401比较发动机实时转速与预设的发动机停机警戒转速值，若实时转速低于停机警戒转速值，则无需对发动机进行停机控制，结束本次节能控制，若实时转速高于停机警戒转速值，则比较设备301或401继续比较发动机实时转速与预设的发动机调节临界转速值，会出现两种情形：其一是当实时转速低于调节临界转速值，则停机设备305向输出装置207发送停机指令从而切断发动机的启动开关电源对发动机实现自动停机；其二是当实时转速高于调节临界转速值，则控速设备405向输出装置207发送降速指令从而使发动机降低转速，然后停机设备407向输出装置207发送停机指令从而切断发动机的启动开关电源对发动机实现自动停机。

可以理解地，上述第二种情形下，也可以通过比较设备401直接比较发动机实时转速与预设的调节临界转速值，当实时转速高于调节临界转速值，则控速设备405向输出装置207发送降速指令从而使发动机降低转速，然后停机设备407向输出装置207发送停机指令从而切断发动机的启动开关电源对发动机实现自动停机来实现。

上述节能控制器中，比较设备通过根据主泵液压阀压力变化来判断发动机的工作状态，在发动机处于不工作状态下，停机设备根据发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机，有利于根据实际工况对发动机进行控制，避免发动机一直处于高速运转的状态，减少发动机损耗，降低油耗，节能环保。

本发明的实施例还提供了一种发动机节能控制系统，包括压力检测装置501、节能控制器502、发动机503、发动机控制器ECM504、节能模式继电器505以及主泵液压阀506。

其中，压力检测装置501，安装于主泵液压阀506处，用于检测主泵液压阀506的实时压力，以便于节能控制器502通过压力的变化来判别发动机503的工作状态；发动机控制器ECM504，与节能控制器502以及发动机503分别交互连接，用于采集发动机503的实时转速发送至节能控制器502，以及接收节能控制器502发送过来的指令对发动机503进行停机控制；节能模式继电器505，用于接收节能控制器502发送的控制指令，完成对发动机503的电路切换以切断发动机503的启动开关电源对发动机503实现自动停机；主泵液压阀506，用于控制系统内的液压动作分配；节能控制器502的结构和功能已经在上面做了详细描述，此处不再赘述。

可以理解地，在本实施例中发动机节能控制系统还可以包括人机界面HMI507，通过CAN总线与节能控制器502连接以完成信息的交互，即节能控制器502能够将节能控制信息发送至人机界面HMI507显示，并且可在人机界面HMI507设置选项对节能控制过程进行控制，便于操作人员进行操控。例如，如果机手不希望自动控制的话，也可以通过人机界面HMI按键的选择来取消节能控制功能，从而停止节能控制。

该发动机节能控制系统在节能控制器的控制下，实现上述发动机节能控制方法，完成机械处于暂停工作的工况时对发动机的节能控制，具体工作流程已经在上述发动机节能控制方法做了详细介绍。

上述发动机节能控制系统的节能控制器通过根据主泵液压阀压力变化来判断发动机的工作状态，在发动机处于不工作状态下，根据发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机，有利于根据实际工况对发动机进行控制，避免发动机一直处于高速运转的状态，减少发动机损耗，降低油耗，节能环保。

本发明的实施例还提供了一种工程机械，包括上述发动机节能控制系统。

上述工程机械的发动机节能控制系统通过根据主泵液压阀压力变化来判断主泵发动机的工作状态，在发动机处于不工作状态下，根据发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机，有利于根据实际工况对发动机进行节能控制以降低油耗，保护环境。

Claims (9)

1.一种发动机节能控制方法，其特征在于，

接收压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力；

比较所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力值与预设的目标压力值以判断发动机的工作状态；

接收发动机控制器ECM采集的发动机实时转速；

在判断发动机处于不工作状态下，根据所述发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机自动停机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制发动机自动停机的步骤为，分别比较所述实时转速与预设的停机警戒转速值，以及实时转速与预设的调速临界转速值，所述预设的调速临界转速值高于预设的停机警戒转速值，若实时转速高于停机警戒转速值且低于调速临界转速值，则控制发动机自动停机。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制发动机自动停机的步骤为，比较所述实时转速与预设的调速临界转速值，若实时转速高于调节临界转速值，则控制发动机降低转速后自动停机。

4.一种节能控制器，用于实现发动机节能控制，包括输入装置、存储装置、控制装置以及输出装置，其特征在于，

所述存储装置，用于存储预设的主泵液压阀目标压力值；

所述输入装置，用于接收压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力以及发动机控制器ECM采集的发动机实时转速；

所述控制装置，用于比较所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力与目标压力值以判断发动机的工作状态，并在发动机处于不工作状态下，根据发动机控制器ECM采集的发动机实时转速向输出装置发送指令使发动机停机；

所述输出装置，用于将控制装置发出的控制指令输出给执行机构。

5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，

所述存储装置还用于存储预设的停机警戒转速值和预设的调节临界转速值，所述调节临界转速值高于停机警戒转速值；

所述控制装置包括比较设备、工作状态判断设备和停机设备，

所述比较设备，用于比较所述压力检测装置测得的主泵液压阀压力值与预设的目标压力值，并将所述发动机控制器ECM反馈的发动机转速与预设的停机警戒转速值以及调节临界转速值进行比较，

所述工作状态判断设备，用于接收比较设备对主泵液压阀压力的比较结果以判断发动机的工作状态，

所述停机设备，用于接收到工作状态判断设备判断发动机处于不工作状态，且比较设备得出发动机控制器ECM采集的发动机实时转速高于预设的停机警戒转速值，但低于预设的调节临界转速值的条件下，向输出装置发送停机指令从而切断发动机的启动开关电源对发动机实现自动停机。

6.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，

所述存储装置还用于存储预设的调节临界转速值；

所述控制装置包括比较设备、工作状态判断设备、控速设备和停机设备，

所述比较设备，用于比较所述压力检测装置测得的主泵液压阀压力值与预设的目标压力值，并将所述发动机控制器ECM反馈的发动机转速与预设的调节临界转速值进行比较，

所述工作状态判断设备，用于接收比较设备对主泵液压阀压力的比较结果以判断发动机的工作状态，

所述控速设备，用于在接收到工作状态判断设备判断发动机处于不工作状态，且比较设备得出发动控制器ECM采集的发动机实时转速高于预设的调节临界转速值的条件下，向输出装置发送降速指令从而使发动机降低转速；

所述停机设备，用于控速设备降低发动机转速后，向输出装置发送停机指令从而切断发动机的启动开关电源对发动机实现自动停机。

7.一种发动机节能控制系统，其特征在于，包括压力检测装置，用于检测主泵液压阀的实时压力发送至节能控制器；节能控制器，用于根据所述压力检测装置测得的主泵液压阀实时压力和发动机控制器ECM采集的发动机实时转速控制发动机转速，并将控制信号发送至发动机控制器ECM以及节能模式继电器；发动机控制器ECM，用于采集发动机的实时工作信息发送至节能控制器，以及接收节能控制器发送过来的指令对发动机进行转速控制；节能模式继电器，用于接收节能控制器发送的控制信号，完成对发动机的电路切换以切断发动机的启动开关电源实现发动机自动停机，所述节能控制器为权利要求4至6任一所述的节能控制器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括人机界面HMI，用于节能控制器对发动机进行控制的状态显示和操控。

9.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求7或8所述的发动机节能控制系统。

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