CN103967640A - 一种液力式工程机械及其扭矩控制方法、扭矩控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力式工程机械的扭矩控制方法，包括如下步骤：首先获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速，根据二者获取涡轮、发动机的当前转速比，并根据所述当前转速比获取当前变距比；并获取所述涡轮的当前转速所对应的标准转速比所对应的标准变距比；然后判断所述当前变距比是否小于所述标准变距比，若是调整所述发动机的当前转速至所述涡轮的当前转速达到所述标准变距比时对应的发动机的标准转速；若否保持现状不变。采用这种方法，能够优化涡轮的转速、发动机的转速的比值，从而获取最高变距比，避免系统过热和能量浪费的现象。本发明还公开与之对应的液力式工程机械的扭矩控制装置，以及包括该装置的液力式工程机械。

Description

一种液力式工程机械及其扭矩控制方法、扭矩控制装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种液力式工程机械及其扭矩控制方法、扭矩控制装置。

背景技术

液力式工程机械中，变矩器的泵轮与发动机的动力输出装置刚性连接，涡轮是增扭后的扭矩输出装置，涡轮、发动机的不同的转速比值，对应了不同的变矩器的变距比，即对应了不同的变矩器工作效率。

液力式工程机械在作业过程中，扭矩是根据负载实时变化的，由于驾驶人员操作水平的不同，面对大负载时，有些驾驶员一味地通过加大油门来提高整车的输出扭矩，即通过增大整车的输入功率，以提高整车的输出功率。

然而，一般情况下，面对大负载的物料搬运时，并不是油门增大多少，车辆输出的扭矩就相应地增大多少，而是需要车辆系统达到最佳的匹配点，从而使变矩器有最高的工作效率。而发动机的转速一定的情况下，涡轮的转速不同，对应的变矩器扭矩是不同的。

因此，上述加大油门的操作方式并不能获取较高的变距比，还往往导致车辆多余的能量转化为油液的热能，从而使油温迅速上升，以至于超过临界值而报警，不得不停止作业，待油温降低后，重新开始作业，导致液力式工程机械的效率较低。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，优化设计现有技术中的液力式工程机械的扭矩控制方法和控制装置，以使涡轮的转速、发动机的转速比达到最优比值，从而获取最高变距比，避免系统过热和能量浪费的现象。

发明内容

本发明的目的为提供一种液力式工程机械及其扭矩控制方法和控制装置，能够优化涡轮的转速、发动机的转速的比值，从而获取最高变距比，避免系统过热和能量浪费的现象。

为解决上述技术问题，本发明提供一种液力式工程机械的扭矩控制方法，所述液力式工程机械包括发动机、与所述发动机连接的变矩器，以及连接于所述变矩器输出端的涡轮；所述扭矩控制方法包括如下步骤：

1)获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速，根据二者获取涡轮、发动机的当前转速比，并根据所述当前转速比获取当前变距比；并获取所述涡轮的当前转速所对应的标准转速比所对应的标准变距比；

2)判断所述当前变距比是否小于所述标准变距比，若是，则执行步骤3)；若否，执行步骤4)；

3)调整所述发动机的当前转速至所述涡轮的当前转速达到所述标准变距比时对应的发动机的标准转速；

4)保持现状不变。

采用这种方法，首先通过检测确定当前的变距比是否达到标准表距比，如果没有则将发动机的当前转速调整至上述发动机的标准转速时，使得发动机的当前转速、涡轮的当前转速的当前转速比可以达到标准转速比，进而得到对应的标准变距比，即变矩器的工作效率达到最大。此时，油门输出的油液热能以最大效率输出，避免造成系统过热和能量浪费的现象。由此可见，这种方法能够简单、方便地实现对变距比的实时监控，以使整车的变距比保持标准值。

优选地，所述步骤1)中通过第一转速传感器获取所述发动机的当前转速，通过第二转速传感器获取所述涡轮的当前转速。

优选地，所述步骤1)之前还包括步骤

01)根据所述液力式工程机械的载荷判断所述液力式工程机械是否空载，若是，执行步骤02)；若否，执行步骤1)；

02)将所述液力式工程机械的油门开度调节至发动机油耗率的最低点。

优选地，所述步骤01)判断结果为否之后、进入所述步骤1)之前还包括步骤

03)判断所述控制器的控制开关是否打开，若是，执行所述步骤1)；若否，执行所述步骤4)。

此外，本发明还提供一种液力式工程机械的扭矩控制装置，所述液力式工程机械包括发动机、与所述发动机连接的变矩器，以及连接于所述变矩器输出端的涡轮；所述控制装置包括：

检测部件，用于获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速；

控制器，与所述检测部件连接，用于接收所述检测部件的检测结果，根据二者获取涡轮、发动机的当前转速比，并根据所述当前转速比获取当前变距比；进而获取所述涡轮的当前转速所对应的标准转速比所对应的标准变距比；

判断所述当前变距比是否小于所述标准变距比，若是，则发出调整所述发动机的当前转速至所述涡轮的当前转速达到所述标准变距比时对应的发动机的标准转速的第一控制命令；若否，则发出保持现状不变的第二控制命令；

执行部件，与所述控制器连接，用于接收并执行所述控制器的控制命令。

优选地，所述检测部件包括第一转速传感器和第二转速传感器，所述第一转速传感器与所述发动机连接，所述第二转速传感器与所述涡轮连接。

优选地，所述控制器还用于判断所述液力式工程机械是否处于空载，若是，发出将所述液力式工程机械的油门开度调节至发动机油耗率的最低点的第三控制命令，若否，发出获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速的第四控制命令。

优选地，所述控制器还包括控制开关，所述控制开关开启，则所述控制器的功能打开，所述控制开关关闭，则所述控制器的功能关闭。

在此基础上，本发明还提供一种液力式工程机械，包括发动机、与所述发动机连接的变矩器、连接于所述变矩器输出端的涡轮，以及与所述发动机、涡轮连接的扭矩控制装置；所述扭矩控制装置采用如上所述的液力式工程机械的扭矩控制装置。

优选地，所述液力式工程机械为液力式推土机。

由于上述扭矩控制方法具有如上技术效果，因此，与该方法对应的扭矩控制装置、应用该控制装置的液力式工程机械也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明所提供液力式工程机械的扭矩控制方法的一种具体实施方式的流程框图；

图2为液力式工程机械的转速比与变距比对应的标准曲线图；

图3为本发明所提供液力式工程机械的扭矩控制方法的另一种具体实施方式的流程框图；

图4为本发明所提供液力式工程机械的扭矩控制装置的一种具体实施方式的结构示意图。

其中，图4中：

检测部件11；控制器12；执行部件13。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种液力式工程机械及其扭矩控制方法和控制装置，能够优化涡轮的转速、发动机的转速的比值，从而获取最高变距比，避免系统过热和能量浪费的现象。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供液力式工程机械的扭矩控制方法的一种具体实施方式的流程框图。

在一种具体实施方式中，如图1所示，本发明提供一种液力式工程机械的扭矩控制方法，所述液力式工程机械包括发动机、与所述发动机连接的变矩器，以及连接于所述变矩器输出端的涡轮；该控制方法包括如下步骤：

S11：获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速，根据二者获取涡轮、发动机的当前转速比，并根据所述当前转速比获取当前变距比；并获取所述涡轮的当前转速所对应的标准转速比所对应的标准变距比。

这里可以具体通过第一转速传感器获取所述发动机的当前转速，并在涡轮上设置第二转速传感器，通过第二转速传感器获取所述涡轮的当前转速，能够通过简单的操作获取较为精确的结果，且检测成本较小。

该步骤中，如图2所示，该图为液力式工程机械的转速比与变距比对应的标准曲线图，该标准曲线图是根据大量的试验，以及长期以来的经验得到。检测到发动机的当前转速、涡轮的当前转速后，计算得到二者的转速比，再通过查询标准曲线图快速得到对应当前变距比。并且可以根据涡轮的当前转速所对应的标准转速比得到所对应的标准变距比，再计算求得所需要的发动机的标准转速。

S12：判断所述当前变距比是否小于所述标准变距比，若是，则执行步骤S13；若否，执行步骤S14；

S13：调整所述发动机的当前转速至所述涡轮的当前转速达到所述标准变距比时对应的发动机的标准转速；

S14：保持现状不变。

采用这种方法，首先通过检测确定当前的变距比是否达到标准表距比，如果没有则将发动机的当前转速调整至上述发动机的标准转速时，使得发动机的当前转速、涡轮的当前转速的当前转速比可以达到标准转速比，进而得到对应的标准变距比，即变矩器的工作效率达到最大。此时，油门输出的油液热能以最大效率输出，避免造成系统过热和能量浪费的现象。由此可见，这种方法能够简单、方便地实现对变距比的实时监控，以使整车的变距比保持标准值。

另一种具体实施方式中，如图3所示，上述方法可以具体包括如下步骤：

S201：根据液力式工程机械的载荷判断所述液力式工程机械是否空载，若是，执行步骤S202；若否，执行步骤S21；

S202：将所述液力式工程机械的油门开度调节至发动机油耗率的最低点；

S21：获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速，根据二者获取涡轮、发动机的当前转速比，并根据所述当前转速比获取当前变距比；并获取所述涡轮的当前转速所对应的标准转速比所对应的标准变距比；

S22：判断所述当前变距比是否小于所述标准变距比，若是，则执行步骤S3；若否，执行步骤S4；

S23：调整所述发动机的当前转速至所述涡轮的当前转速达到所述标准变距比时对应的发动机的标准转速；

S24：保持现状不变。

与第一实施例相比较，该实施例在其基础上增加了步骤S201、步骤S202，即在开始检测发动机、涡轮的当前转速前，先判断整车当前的状态是否空载，如果空载则直接将油门开度调到最小，由于整车空载时消耗的功率最小，因此油门开度调到发动机油耗率的最低点就可以满足空载时整车的需要，这样可以进一步减少能源的消耗，避免资源浪费。只有判断结果为承载时才执行上述控制方法，实时保证标准变距比。

对于液力式工程机械来说，通常具有联动的脚油门和手油门，因此，上述将油门开度调到发动机油耗率的最低点可以通过脚油门完成，也可以通过手油门完成。

另一种具体实施方式中，如图3所示，上述步骤S201判断结果为否之后、进入所述步骤S21之前还包括步骤S203：

判断所述控制器的控制开关是否打开，若是，执行所述步骤S21；若否，执行所述步骤S24。

这样，通过设置一个控制开关来控制整个控制器的功能开启，只有当控制开关开启时，控制器的控制功能才可以实现，进一步提高了扭矩控制方法的工作稳定性，便于后期维护过程中的故障排查。

具体的，该控制开关可以具体设置为按钮，也可以设置为闸门等多种形式。

此外，如图4所示，本发明还提供了一种液力式工程机械的扭矩控制装置，所述液力式工程机械包括发动机、与所述发动机连接的变矩器，以及连接于所述变矩器输出端的涡轮；所述控制装置包括检测部件、控制器和执行部件。

其中，检测部件用于获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速。控制器与所述检测部件连接，用于接收所述检测部件的检测结果，根据二者获取涡轮、发动机的当前转速比，并根据所述当前转速比获取当前变距比；获取所述涡轮的当前转速所对应的标准转速比所对应的标准变距比；判断所述当前变距比是否小于所述标准变距比，若是，则发出调整所述发动机的当前转速至所述涡轮的当前转速达到所述标准变距比时对应的发动机的标准转速的第一控制命令；若否，则发出保持现状不变的第二控制命令。执行部件与所述控制器连接，用于接收并执行所述控制器的控制命令。

具体的方案中，上述检测部件包括第一转速传感器和第二转速传感器，所述第一转速传感器与所述发动机连接，所述第二转速传感器与所述涡轮连接。

另一种具体实施方式中，控制器还用于判断所述液力式工程机械是否处于空载，若是，发出将所述液力式工程机械的油门开度调节至发动机油耗率的最低点的第三控制命令，若否，发出获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速的第四控制命令。

又一种具体实施方式中，控制器还包括控制开关，所述控制开关开启，则所述控制器的功能打开，所述控制开关关闭，则所述控制器的功能关闭。

在此基础上，本发明还提供一种液力式工程机械，包括发动机、与所述发动机连接的变矩器、连接于所述变矩器输出端的涡轮，以及与所述发动机、涡轮连接的扭矩控制装置；所述扭矩控制装置采用上所述的液力式工程机械的扭矩控制装置。

具体的，该液力式工程机械可以为液力式推土机。当然，上述液力式工程机械并不仅限于液力式推土机，还可以其他工程机械。

由于上述液力式工程机械的扭矩控制方法具有如上技术效果，因此，与该扭矩控制方法对应的扭矩控制系统，以及应用该扭矩控制系统的液力式工程机械也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种液力式工程机械及其扭矩控制方法、扭矩控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液力式工程机械的扭矩控制方法，所述液力式工程机械包括发动机、与所述发动机连接的变矩器，以及连接于所述变矩器输出端的涡轮；其特征在于，所述扭矩控制方法包括如下步骤：

1)获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速，根据二者获取涡轮、发动机的当前转速比，并根据所述当前转速比获取当前变距比；并获取所述涡轮的当前转速所对应的标准转速比所对应的标准变距比；

2)判断所述当前变距比是否小于所述标准变距比，若是，则执行步骤3)；若否，执行步骤4)；

3)调整所述发动机的当前转速至所述涡轮的当前转速达到所述标准变距比时对应的发动机的标准转速；

4)保持现状不变。

2.根据权利要求1所述的液力式工程机械的扭矩控制方法，其特征在于，所述步骤1)中通过第一转速传感器获取所述发动机的当前转速，通过第二转速传感器获取所述涡轮的当前转速。

3.根据权利要求2所述的液力式工程机械的扭矩控制方法，其特征在于，所述步骤1)之前还包括步骤：

01)根据所述液力式工程机械的载荷判断所述液力式工程机械是否空载，若是，执行步骤02)；若否，执行步骤1)；

02)将所述液力式工程机械的油门开度调节至发动机油耗率的最低点。

4.根据权利要求3所述的液力式工程机械的扭矩控制方法，其特征在于，所述步骤01)判断结果为否之后、进入所述步骤1)之前还包括步骤：

03)判断所述控制器的控制开关是否打开，若是，执行所述步骤1)；若否，执行所述步骤4)。

5.一种液力式工程机械的扭矩控制装置，所述液力式工程机械包括发动机、与所述发动机连接的变矩器，以及连接于所述变矩器输出端的涡轮；其特征在于，所述控制装置包括：

检测部件(11)，用于获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速；

控制器(12)，与所述检测部件(11)连接，用于接收所述检测部件(11)的检测结果，根据二者获取涡轮、发动机的当前转速比，并根据所述当前转速比获取当前变距比；进而获取所述涡轮的当前转速所对应的标准转速比所对应的标准变距比；

判断所述当前变距比是否小于所述标准变距比，若是，则发出调整所述发动机的当前转速至所述涡轮的当前转速达到所述标准变距比时对应的发动机的标准转速的第一控制命令；若否，则发出保持现状不变的第二控制命令；

执行部件(13)，与所述控制器(12)连接，用于接收并执行所述控制器(12)的控制命令。

6.根据权利要求5所述的液力式工程机械的扭矩控制装置，其特征在于，所述检测部件(11)包括第一转速传感器和第二转速传感器，所述第一转速传感器与所述发动机连接，所述第二转速传感器与所述涡轮连接。

7.根据权利要求6所述的液力式工程机械的扭矩控制装置，其特征在于，所述控制器(12)还用于判断所述液力式工程机械是否处于空载，若是，发出将所述液力式工程机械的油门开度调节至发动机油耗率的最低点的第三控制命令，若否，发出获取涡轮的当前转速、发动机的当前转速的第四控制命令。

8.根据权利要求7所述的液力式工程机械的扭矩控制装置，其特征在于，所述控制器(12)还包括控制开关，所述控制开关开启，则所述控制器(12)的功能打开，所述控制开关关闭，则所述控制器(12)的功能关闭。

9.一种液力式工程机械，包括发动机、与所述发动机连接的变矩器、连接于所述变矩器输出端的涡轮，以及与所述发动机、涡轮连接的扭矩控制装置；其特征在于，所述扭矩控制装置采用如权利要求1-8任一项所述的液力式工程机械的扭矩控制装置。

10.根据权利要求9所述的液力式工程机械，其特征在于，所述液力式工程机械为液力式推土机。