CN104088710A - 工程车辆及其发动机转速控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程车辆及其发动机转速控制系统与方法，其中，该工程车辆的发动机转速控制系统包括：底盘ECU，用于发送包括当前扭矩百分比的第一报文，以及接收包括设定转速的第二报文；控制器，用于与所述底盘ECU信号连接，接收所述第一报文，并根据所述当前扭矩百分比计算出当前扭矩，且根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速，以及将包括所述设定转速的所述第二报文发送至所述底盘ECU。本发明提供的工程车辆的发动机转速控制系统能避免低负载时的巨大燃油消耗，节约能源，且简单可靠。

Description

工程车辆及其发动机转速控制系统与方法

技术领域

本发明涉及工程车辆领域，特别涉及一种工程车辆及其发动机转速控制系统与方法。

背景技术

作为整机的动力源的柴油机，需要为底盘附件(空调等)、柴油机附件(风扇、转向泵等)、上车油泵(变量泵、定量泵等)等提供动力，这些动力均为动态变化，由几十到几百牛米不等，如空调在启动后，所用功率根据温度变化而变化，这样容易导致柴油机熄火。

目前，一种理想的解决方案是通过安装多个传感器，以获得各个部件在动力或者功率方面的动态变化，进而获得柴油机的负载变化，然而，这种方案具体实施困难，即便实施也会造成成本费用、故障率过高等缺点，所以国内外的常规做法是将柴油机的怠速设定为一个较大的值以满足较大负载工作，保证不操作手柄整车也不会熄火。这种设定方法虽然保证了柴油机在怠速条件下能够随时输出较大的扭矩以满足较大负载的工作需要，然而，当处于低负载时，将造成巨大的燃油消耗。如：公开号为CN 103032184、名称为“一种发动机转速的控制方法、设备及系统”的专利申请方案中，通过检测液压系统流量及出口泵的压力，计算出合适的转速，并将设定转速值送至显示屏进行指导操作。该方法需要在各油泵处安装压力传感器与流量传感器，测量各油泵输出的压力及流量，再进行各油泵负载大小的计算，传感器数量多，存在成本费用、故障率过高等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种工程车辆及其发动机转速控制系统与方法，以提供一种简单可靠且低成本转速控制方式，避免怠速条件下低负载时的巨大燃油消耗，节约能源。

一方面，本发明提供了一种工程车辆的发动机转速控制系统，包括：底盘ECU，用于发送包括当前扭矩百分比的第一报文，以及接收包括设定转速的第二报文；控制器，用于与所述底盘ECU信号连接，接收所述第一报文，并根据所述当前扭矩百分比计算出当前扭矩，且根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速，以及将包括所述设定转速的所述第二报文发送至所述底盘ECU。

进一步地，所述控制器包括：第一比对模块，用于比对所述当前扭矩与第一预设值；第一处理模块，用于在所述当前扭矩大于所述第一预设值时，根据所述预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速，在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速。

进一步地，所述的工程车辆的发动机转速控制系统还包括：压力传感器，用于检测所述工程车辆的主油泵出口的压力值，并将所述压力值发送给所述控制器。

进一步地，所述控制器还包括：第二比对模块，用于比对所述压力值与第三预设值；第二处理模块，用于在所述压力值大于所述第三预设值时，执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的操作，在所述压力值小于所述第三预设值时，将第二预设值作为所述设定转速。

进一步地，所述第一比对模块及所述第二比对模块集成设置；所述第一处理模块及所述第二处理模块集成设置。

另一方面，本发明提供了一种工程车辆，设置有所述的工程车辆的发动机转速控制系统。

再一方面，本发明提供了一种工程车辆的发动机转速控制方法，包括：接收底盘ECU发送的包括当前扭矩百分比的第一报文；根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩；根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速；将包括所述设定转速的所述第二报文发送至所述底盘ECU。

进一步地，在执行所述“根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速”步骤之前还包括：比对所述当前扭矩与第一预设值；在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速；在所述当前扭矩大于所述第一预设值时，执行“所述根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速”的操作。

进一步地，在执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的步骤之前还包括：接收压力传感器检测及发送的所述工程车辆的主油泵出口的压力值。

进一步地，在所述“接收压力传感器检测及发送的所述工程车辆的主油泵出口的压力值”的步骤之后还包括：比对所述压力值与第三预设值；在所述压力值小于所述第三预设值时，将第二预设值作为所述设定转速；在所述压力值大于所述第三预设值时，执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的操作。

本发明工程车辆的发动机转速控制系统及方法通过底盘ECU发送的包括当前扭矩百分比的第一报文，以实时检测负载的大小，自动改变转速以适应不同的负载需求，保证速度动态跟随负载的变化，在保证整车正常工作的同时，也大幅降低了燃油消耗，节约能源，为客户节约使用成本，且整车负载检测通过与底盘ECU通讯获取，实现简单可靠。

该工程车辆具有上述工程车辆的发动机转速控制系统，也具有相应的技术效果，不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的工程车辆的发动机转速控制系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的工程车辆的发动机转速控制方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1为本发明实施例提供的工程车辆的发动机转速控制系统的结构示意图；如图1所示，该发动机转速控制系统包括：底盘ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)1，用于发送包括当前扭矩百分比的第一报文，以及接收包括设定转速的第二报文，其中，当前扭矩百分比等于发动机当前扭矩与此发动机的极限扭矩的比值，故，可以通过计算当前扭矩百分比与此发动机极限扭矩之积确定当前扭矩；控制器2，用于与所述底盘ECU1信号连接，接收所述第一报文，并根据所述当前扭矩百分比计算出当前扭矩，且根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速，以及将包括所述设定转速的所述第二报文发送至所述底盘ECU1。

优选地，所述控制器2包括：第一比对模块(图中未示出)，用于比对所述当前扭矩与第一预设值；第一处理模块(图中未示出)，用于在所述当前扭矩大于所述第一预设值时，根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速(该操作可以理解为负载匹配的操作)，在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速，该第二预设值的设定依据为在操作手没踩油门时，其作为怠速时的转速值可满足大部份工况要求，一般比上述映射表中的转速值要小。通过设置第一比对模块及第一处理模块可以实现只有在所述当前扭矩大于所述第一预设值时，根据预设的各扭矩对应各转速的映射表执行负载匹配操作，而在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，直接将第二预设值作为所述设定转速，减少不必要的负载匹配操作，进而实现在空载时采用低怠速值(即第二预设值)，当工作则开始实时检测整机负载大小，动态调整怠速，以满足操作手在不踩油门，整车慢速工作时负载变化的需求。

以起重机为例，起重机处于不同工况时，主油泵会在不同的压力下工作，根据各发动机的参数可以计算出在主油泵的某个设定P1压力下，负载即使在主油泵处于最大排量时，上述第二预设值提供的扭矩也可满足工作要求，由此可以通过检测主油泵出油口的压力值对是否需要进行负载匹配的预判断。优选地，所述的工程车辆的发动机转速控制系统还包括：压力传感器3，用于检测所述工程车辆的主油泵出口的压力值，并将所述压力值发送给所述控制器2；所述控制器2还包括：第二比对模块(图中未示出)，用于比对所述压力值与第三预设值；第二处理模块(图中未示出)，用于在所述压力值大于所述第三预设值时，执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的操作，在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速。

通过设置第二比对模块及第二处理模块可以实现在检测到主油泵压力小于第三预设值时，控制器输出设定转速为第二预设值，此时无需根据底盘ECU报文进行扭矩计算的操作及负载匹配的操作，节约资源，当主油泵压力大于第三预设值时，控制器2再根据底盘ECU报文中的当前扭矩百分比计算出当前负载大小，进而再根据发动机的最佳燃油消耗曲线，找出相应的设定转速送至底盘ECU进行控制，而且通过压力传感器及底盘ECU报文两个负载大小检测，进行综合判断整机负载的判断，成本低，可靠性高。

本实施例中，所述第一比对模块及第二比对模块集成设置为对比模块；所述第一处理模块及第二处理模块集成设置为处理模块。处理模块中执行扭矩计算的操作可以由扭矩计算模块来完成，根据预设映射表确定设定转速或直接将第二预设值确定为设定转速的操作可以由转速确定模块来完成，输出设定转速的操作可以由输出模块来完成，当然上述控制器2还可以包括接收第一报文的接收模块，上述接收模块及输出模块可以以通讯接口的形式设置。上述控制器中各模块为功能上的划分，根据实际需要可以联合设置或以其他的方式分割，实现各模块的功能即可。此外所述控制器2可为所述工程车辆的主控制器，即将所述控制器2的功能集成在已有的所述工程车辆的主控制器中，进一步节约成本。

本实施例通过主油泵压力与ECU总线数据扭矩百分比相结合的检测方式进行负载大小的检测及判断，自动改变转速以适应不同的负载需求，保证速度动态跟随负载的变化，在保证整车正常工作的同时，也大幅降低了燃油消耗，节约能源，为客户节约使用成本，且整车负载检测通过与底盘ECU通讯获取，只需安装一个压力传感器检测主油泵负载，电气元件少，故障率低，简单可靠。

本发明其他实施例还提供了一种工程车辆，该工程车辆设置有上述的工程车辆的发动机转速控制系统。具体地，该工程车辆可以是起重机。具有上述发动机转速控制系统的工程车辆也具有相应的技术效果。

如图2所示，本发明还提供一种工程车辆的发动机转速控制方法实施例，本实施例为图1中控制器的控制流程图，图1中对于控制器的解释说明均适用于于本实施例，该发动机转速控制方法包括：

接收底盘ECU发送的包括当前扭矩百分比的第一报文及接收压力传感器检测及发送的所述工程车辆的主油泵出口的压力值；

将初始怠速设定为第二预设值；

比对所述压力值与第三预设值，判断所述压力值是否大于第三预设值；

进行扭矩计算操作，具体包括：在所述当前扭矩小于第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速；在所述压力值大于所述第三预设值时，执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的操作；

比对所述当前扭矩与第一预设值，判断所述当前扭矩是否大于第一预设值；

在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速；

在所述当前扭矩大于所述第一预设值时，执行“所述根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速”的操作(即负载匹配操作)；

将包括所述设定转速的所述第二报文输出至所述底盘ECU。

需要说明的是，上述对于图2的解释是对优选方式的解释说明，对应于图1的解释说明，可以理解的是，“比对所述当前扭矩与第一预设值；在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速；在所述当前扭矩大于所述第一预设值时，才执行“所述根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速”的操作”为在执行所述“根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速”步骤之前的优选步骤。其技术效果可以参见上述对于第一比对模块及第一处理模块相应技术效果的描述。此外，“接收压力传感器检测及发送的所述工程车辆的主油泵出口的压力值，并比对所述压力值与第三预设值；在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速；在所述压力值大于所述第三预设值时，才执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的操作为“在执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的步骤之前的优选步骤。其技术效果可以参见上述对于第二比对模块及第二处理模块相应技术效果的描述。

本实施例在操作过程中当负载增大至第二预设值无法满足时，系统则自动提升怠速至预设映射表中的某一个转速值。例如起重机整车工况分为起落幅、伸缩臂、回转、主副卷扬等，其中回转、伸缩臂等工况则载荷较小，在第二预设值下可正常工作，但起落幅、主副卷扬在负载大时，第二预设值无法满足工况需求，则由控制器自动读取柴油机底盘ECU发送报文中的当前扭矩百分比，进行扭矩大小的计算；然后自动根据当前工作扭矩大小进行转速的匹配，进而进行转速控制，防止整车熄火，同时相对于现有技术将怠速设定为一个较大的值以满足大负载工作而言，能降低怠速时油耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工程车辆的发动机转速控制系统，其特征在于，包括：

底盘ECU(1)，用于发送包括当前扭矩百分比的第一报文，以及接收包括设定转速的第二报文；

控制器(2)，用于与所述底盘ECU(1)信号连接，接收所述第一报文，并根据所述当前扭矩百分比计算出当前扭矩，且根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速，以及将包括所述设定转速的所述第二报文发送至所述底盘ECU(1)。

2.根据权利要求1所述的工程车辆的发动机转速控制系统，其特征在于，所述控制器(2)包括：

第一比对模块，用于比对所述当前扭矩与第一预设值；

第一处理模块，用于在所述当前扭矩大于所述第一预设值时，根据所述预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速，在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速。

3.根据权利要求1或2所述的工程车辆的发动机转速控制系统，其特征在于，还包括：

压力传感器(3)，用于检测所述工程车辆的主油泵出口的压力值，并将所述压力值发送给所述控制器(2)。

4.根据权利要求3所述的工程车辆的发动机转速控制系统，其特征在于，

所述控制器(2)还包括：

第二比对模块，用于比对所述压力值与第三预设值；

第二处理模块，用于在所述压力值大于所述第三预设值时，执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的操作，在所述压力值小于所述第三预设值时，将第二预设值作为所述设定转速。

5.根据权利要求4所述的工程车辆的发动机转速控制系统，其特征在于，所述第一比对模块及所述第二比对模块集成设置；所述第一处理模块及所述第二处理模块集成设置。

6.一种工程车辆，其特征在于，设置有如权利要求1-5中任一项所述的工程车辆的发动机转速控制系统。

7.一种工程车辆的发动机转速控制方法，其特征在于，包括：

接收底盘ECU发送的包括当前扭矩百分比的第一报文；

根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩；

根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速；

将包括所述设定转速的所述第二报文发送至所述底盘ECU。

8.根据权利要求7所述的工程车辆的发动机转速控制方法，其特征在于，在执行所述“根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速”步骤之前还包括：比对所述当前扭矩与第一预设值；

在所述当前扭矩小于所述第一预设值时，将第二预设值作为所述设定转速；

在所述当前扭矩大于所述第一预设值时，执行“所述根据预设的各扭矩对应各转速的映射表，确定所述当前扭矩对应的设定转速”的操作。

9.根据权利要求7或8所述的工程车辆的发动机转速控制方法，其特征在于，在执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的步骤之前还包括：接收压力传感器检测及发送的所述工程车辆的主油泵出口的压力值。

10.根据权利要求9所述的工程车辆的发动机转速控制方法，其特征在于，在所述“接收压力传感器检测及发送的所述工程车辆的主油泵出口的压力值”的步骤之后还包括：

比对所述压力值与第三预设值；

在所述压力值小于所述第三预设值时，将第二预设值作为所述设定转速；

在所述压力值大于所述第三预设值时，执行所述“根据所述当前扭矩百分比计算当前扭矩”的操作。