CN105221276B - 一种发动机转速的控制方法、系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机转速的控制方法、系统及起重机，包括：采集上车手柄的操作信号和起重机的工作状态；根据操作信号和工作状态确定发动机的运行模式；当运行模式为待机模式时，控制发动机的转速恒定在预设的转速；当运行模式为工作模式时，根据发动机油门的操作信号控制发动机的转速。本发明的发动机转速的控制方法、系统及起重机，在上车操作时将发动机的操作划分为两种模式，能够降低轮式起重机某些工况对发动机转速的需求，实现对发动机转速的限制，达到节约燃油的目的，并且，在模式改变时实现转速分段释放，避免了切换模式对转速的影响。

Description

一种发动机转速的控制方法、系统及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种发动机转速的控制方法、系统及起重机。

背景技术

随着世界范围内工业技术的迅速发展，能源短缺和环境污染问题日趋严重，节能也成为工程机械大油耗产品的技术研究及发展方向。轮式起重机配置的发动机功率要远大于较传统车辆，而且上车操作时，处于待机的工况也较多，若此时连续维持发动机有一定功率输出运行将会造成燃料浪费。但是，由于是大功率发动机，若将车辆熄火再启动，稳定时间长，启动对于电池电力和发动机油耗来说也比较大，并且车载电池也不能支撑发动机连续启动，所以待机熄火的技术不适合在起重机上应用。轮式起重机变幅落大都采用重力下落，发动机的转速对于采用这种方式实现变幅下落的起重机的变幅落速度没有影响，此时对于发动机功率的要求也比较低，所以这种工况也不对发动机有太高要求。目前，国内轮式起重机对于发动机的控制较少，国外相近的技术应用于高空作业平台，在手柄中位时，发动机熄火，手柄动作时，发动机迅速启动，因采用发动机功率小，所以容易实现。现有的技术不适用于大功率发动机，不能够满足轮式起重机对于发动机控制的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种发动机转速的控制方法，在上车操作时将发动机的操作划分为两种模式。

一种发动机转速的控制方法，包括：采集上车手柄的操作信号和起重机的工作状态；根据所述操作信号和工作状态确定发动机的运行模式；当所述运行模式为待机模式时，控制发动机的转速恒定在预设的转速；当所述运行模式为工作模式时，根据发动机油门的操作信号控制发动机的转速。

根据本发明的一个实施例，进一步的，在所述发动机启动时，确定所述发动机的运行模式为工作模式，并使发动机的转速与发动机油门的开合程度对应。

根据本发明的一个实施例，进一步的，当判断上车手柄处于中位或者起重机的工作状态为应用重力实现变幅下落的状态时，确定发动机的运行模式为待机模式，控制发动机的转速恒定在待机转速；所述待机转速小于工作转速，其中，所述工作转速为设定的进行上车操作的最低转速。

根据本发明的一个实施例，进一步的，当判断上车手柄不处于中位或者起重机的工作状态不为应用重力实现变幅下落的状态时，控制所述发动机的转速从所述待机转速提升至所述工作转速；当判断所述发动机的转速达到所述工作转速时，确定所述发动机的运行模式为工作模式。

根据本发明的一个实施例，进一步的，在控制所述发动机的转速从所述待机转速提升至工作转速的过程中，以预设的时间阈值为间隔，周期性地控制所述发动机的转速增加一个增速阈值。

根据本发明的一个实施例，进一步的，通过CAN总线将确定的发动机的运行模式及待机转速下发给发动机电子控制单元ECU，由所述发动机ECU根据接收到的运行模式控制所述发动机的转速；其中，在所述发动机ECU中预置待机模式和运行模式的控制策略和控制参数。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种发动机转速的控制系统，在上车操作时将发动机的操作划分为两种模式。

一种发动机转速的控制系统，包括：运行模式判定装置，包括：数据采集单元，用于采集上车手柄的操作信号和起重机的工作状态；模式确定单元，用于根据所述操作信号和工作状态确定发动机的运行模式；所述运行模式包括：待机模式、工作模式；模式下发单元，用于将所述运行模式下发到发动机电子控制单元ECU；所述发动机ECU，用于当所述运行模式为待机模式时，控制发动机的转速恒定在预设的转速；当所述运行模式为工作模式时，根据发动机油门的操作信号控制发动机的转速。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述模式确定单元，还用于在所述发动机启动时，确定所述发动机的运行模式为工作模式；所述发动机ECU，还用于在所述发动机启动时使发动机的转速与发动机油门的开合程度对应。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述模式确定单元，还用于当判断上车手柄处于中位或者起重机的工作状态为应用重力实现变幅下落的状态时，确定发动机的运行模式为待机模式；所述模式下发单元，还用于将待机转速下发到所述发动机ECU；所述发动机ECU，还用于当所述运行模式为待机模式时，控制发动机的转速恒定在待机转速；所述待机转速小于工作转速，其中，所述工作转速为设定的进行上车操作的最低转速。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述模式确定单元，还用于当判断上车手柄不处于中位或者起重机的工作状态不为应用重力实现变幅下落的状态时，确定所述发动机的运行模式为工作模式；所述发动机ECU，用于控制所述发动机的转速从所述待机转速提升至所述工作转速，当判断所述发动机的转速达到所述工作转速时，通过发动机油门的开、合操作信号控制发动机的转速。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述发动机ECU，还用于在控制所述发动机的转速从所述待机转速提升至工作转速的过程中，以预设的时间阈值为间隔，周期性地控制所述发动机的转速增加一个增速阈值。

根据本发明的一个实施例，进一步的，模式下发单元，还用于通过CAN总线将确定的发动机的运行模式下发给所述发动机ECU，其中，在所述发动机ECU中预置待机模式和运行模式的控制策略和参数。

一种起重机，包括：如上所述的发动机转速的控制系统。

本发明的发动机转速的控制方法、系统及起重机，在上车操作时将发动机的操作划分为两种模式，能够降低轮式起重机某些工况对发动机转速的需求，实现对发动机转速的限制，达到节约燃油的目的，并且，在模式改变时实现转速分段释放，避免了切换模式对转速的影响。

附图说明

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一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的发动机转速的控制方法的一个实施例的流程图；

图2为根据本发明的发动机转速的控制方法的另一个实施例的流程图；

图3为根据本发明的发动机转速的控制系统的一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

图1为根据本发明的发动机转速的控制方法的一个实施例的流程图如图1所示：

步骤101，采集上车手柄的操作信号和起重机的工作状态。

步骤102，根据操作信号和工作状态确定发动机的运行模式。

步骤103，当运行模式为待机模式时，控制发动机的转速恒定在预设的转速。当运行模式为工作模式时，根据发动机油门的操作信号控制发动机的转速。

在发动机启动时，确定发动机的运行模式为工作模式，并使发动机的转速与发动机油门的开合程度对应。当判断上车手柄处于中位或者起重机的工作状态为应用重力实现变幅下落的状态时，确定发动机的运行模式为待机模式，控制发动机的转速恒定在待机转速。待机转速小于工作转速，工作转速为设定的进行上车操作的最低转速。

上车手柄即用于控制上车操作的手柄，其通过上、下等位进行上车操作，其处于中位即表明目前没有进行上车操作。起重机的工作状态可以为多种，例如重物上升、下降等。当状态为应用重力实现变幅下落的状态时，发动机的转速对于此状态没有影响。

当判断上车手柄不处于中位或者起重机的工作状态不为应用重力实现变幅下落的状态时，控制发动机的转速从待机转速提升至工作转速。当判断发动机的转速达到工作转速时，确定发动机的运行模式为工作模式。在控制发动机的转速从待机转速提升至工作转速的过程中，以预设的时间阈值为间隔，周期性地控制发动机的转速增加一个增速阈值。

通过CAN总线将确定的发动机的运行模式或待机转速下发给发动机电子控制单元ECU，由发动机ECU根据接收到的运行模式控制发动机的转速。在发动机ECU中预置待机模式和运行模式的控制策略和控制参数。

本发明的发动机转速的控制方法，根据对上车手柄操作的相关信号采集，将起重机上车划分为待机和工作两种状态，然后根据划分的状态对发动机转速进行控制，使得待机时发动机处于最低转速状态，此时油门不起作用。

当起重机上车进入工作状态时，发动机迅速提速达到设计要求的转速状态，油门可以实现对发动机转速的控制。待机状态为手柄处于中位和应用重力实现变幅下落的车辆手柄工作在变幅落状态，应用重力实现变幅下落的起重机，发动机转速对于速度没有影响，所以这种工况也归类于待机状态。工作状态为手柄处于非中位并且不是变幅落的状态，能够节约燃料损耗，并且能够增加发动机的使用寿命。

在一个实施例中，首先，在发动机ECU内设置两种工作模式。模式1为转速控制模式即待机模式，此模式下，转速受CAN总线发送转速数据控制，此时，油门不起作用。模式0为发动机默认模式即工作模式，此模式下，转速与油门踏板一一对应。

取力装置为一组或多组变速齿轮，又称功率输出器，一般是由齿轮箱、离合器、控制器组合而成，与变速箱低档齿轮或副箱输出轴连接，与液压泵等取力装置的输入轴连接，是变速箱里的一个单独的挡位，挂上这一挡，液压油泵就可以运转了，中小吨位轮式起重机往往采用气压实现取力的挂接。

发动机最低转速即本发明中的待机转速，并非怠速，是指低于上车工作要求最低转速一定值，具体设置靠发动机要求及实验来实现。发动机ECU是电控发动机的电子控制单元，完成发动机的数据处理、逻辑执行及电子元件驱动等工作，总结说来就是发动机的“大脑”。

图2为根据本发明的发动机转速的控制方法的另一个实施例的流程图，如图2所示：

初始化时，将发动机模式置0，以保证发动机启动不受影响，若温度较低时，发动机启动转速往往维持在比设置转速较高的状态，以保证预热机油等发动机循环需求的外围环境，所以此状态下不能够对发动机进行限速。

步骤201，判断是否取力挂接，即判断档位是否挂在上车操作的档位上，如果是，进入步骤202。

步骤202，判断启动是否已经完成，如果是，进入步骤203。发动机预热完毕后，转速开始下降到默认的最低转速，此时发动机开始正常工作，这个以检测发动机机油压力来判断。

步骤203，上述的状态都满足后可以对上车工况的发动机转速进行限制，检测手柄是否处于中位或者处于变幅落状态，如果是，进入步骤205，下发模式1以及期望发动机旋转的转速，此时发动机转速恒定在下发转速(下发转速(待机转速)<默认最低转速(工作转速)，下发转速仅能维持发动机当前的最小工况需求)。

步骤204，若手柄脱离中位并且不是变幅下落工况，那么表示上车开始工作，此时发动机应当迅速恢复到油门可控状态。

步骤206，若直接释放发动机转速，则容易造成发动机超调并伴随异常响声，采用分段释放，然后检测发动机转速，在默认最低转速附近切换工作模式，设置的分段参数依据计算和测试来确定，保证迅速且正常切换。

步骤207，发动机ECU默认为0工作模式，当上车控制器不启动或突然掉电时，发动机工作在默认工作状态，油门受控。

上述实施例中的发动机转速的控制方法，将起重机上车划分为待机和工作两种状态，然后根据划分的状态对发动机转速进行控制，使得待机时发动机处于最低转速状态，此时油门不起作用，能够节约燃料损耗，并且能够增加发动机的使用寿命。

如图3所示，本发明提供一种发动机转速的控制系统，包括：运行模式判定装置31和发动机ECU32，模式判定装置31包括：数据采集单元311、模式确定单元312和模式下发单元313。

数据采集单元311采集上车手柄的操作信号和起重机的工作状态。模式确定单元312根据操作信号和工作状态确定发动机的运行模式；运行模式包括：待机模式、工作模式。模式下发单元313将运行模式下发到发动机电子控制单元ECU32。

当运行模式为待机模式时，发动机ECU32控制发动机的转速恒定在预设的转速。当运行模式为工作模式时，发动机ECU32根据发动机油门的操作信号控制发动机的转速。数据采集单元311可以利用上车力限器控制器采集上车手柄的信号。

模式确定单元312在发动机启动时，确定发动机的运行模式为工作模式。发动机ECU32在发动机启动时使发动机的转速与发动机油门的开合程度对应。当判断上车手柄处于中位或者起重机的工作状态为应用重力实现变幅下落的状态时，模式确定单元312确定发动机的运行模式为待机模式。当运行模式为待机模式时，发动机ECU32控制发动机的转速恒定在待机转速。待机转速小于工作转速，工作转速为设定的进行上车操作的最低转速。

当判断上车手柄不处于中位或者起重机的工作状态不为应用重力实现变幅下落的状态时，模式确定单元312确定发动机的运行模式为工作模式。发动机ECU32控制发动机的转速从待机转速提升至工作转速，当判断发动机的转速达到工作转速时，通过发动机油门的开、合操作信号控制发动机的转速。

发动机ECU32在控制发动机的转速从待机转速提升至工作转速的过程中，以预设的时间阈值为间隔，周期性地控制发动机的转速增加一个增速阈值。发动机的转速进行缓慢增速，以保证突然增速时不会出现超调及异响。

模式下发单元313通过CAN总线将确定的发动机的运行模式下发给发动机ECU32，在发动机ECU32中预置待机模式和运行模式的控制策略和参数。

本发明提供一种起重机或轮式起重机，包括如上的发动机转速的控制系统。

上述实施例提供的发动机转速的控制方法、系统及起重机，划分上车操作时用于发动机控制的两种状态，降低轮式起重机某些工况对发动机转速的需求，实现对发动机转速的限制，达到节约燃油的目的，并且，在模式改变时实现转速分段释放，避免了切换模式对转速的影响。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种发动机转速的控制方法，其特征在于，包括：

采集上车手柄的操作信号和起重机的工作状态；

根据所述操作信号和工作状态确定发动机的运行模式；

当所述运行模式为待机模式时，控制发动机的转速恒定在预设的转速，在此待机模式下油门不起作用；其中,当判断上车手柄处于中位或者起重机的工作状态为应用重力实现变幅下落的状态时，确定发动机的运行模式为待机模式,控制发动机的转速恒定在待机转速；所述待机转速小于工作转速，其中，所述工作转速为设定的进行上车操作的最低转速；

当所述运行模式为工作模式时，根据发动机油门的操作信号控制发动机的转速；其中,在所述发动机启动时，确定所述发动机的运行模式为工作模式，并使发动机的转速与发动机油门的开合程度对应；当判断上车手柄不处于中位或者起重机的工作状态不为应用重力实现变幅下落的状态时，控制所述发动机的转速从所述待机转速提升至所述工作转速；当判断所述发动机的转速达到所述工作转速时，确定所述发动机的运行模式为工作模式；

在控制所述发动机的转速从所述待机转速提升至工作转速的过程中，以预设的时间阈值为间隔，周期性地控制所述发动机的转速增加一个增速阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

通过CAN总线将确定的发动机的运行模式以及待机转速下发给发动机电子控制单元ECU，由所述发动机ECU根据接收到的运行模式控制所述发动机的转速；其中，在所述发动机ECU中预置待机模式和运行模式的控制策略和控制参数。

3.一种发动机转速的控制系统，其特征在于，包括：

运行模式判定装置，包括：

数据采集单元，用于采集上车手柄的操作信号和起重机的工作状态；

模式确定单元，用于根据所述操作信号和工作状态确定发动机的运行模式；所述运行模式包括：待机模式、工作模式；其中,所述模式确定单元，还用于当判断上车手柄处于中位或者起重机的工作状态为应用重力实现变幅下落的状态时，确定发动机的运行模式为待机模式；还用于当判断上车手柄不处于中位或者起重机的工作状态不为应用重力实现变幅下落的状态时，确定所述发动机的运行模式为工作模式；

模式下发单元，用于将所述运行模式下发到发动机ECU；所述模式确定单元，还用于在所述发动机启动时，确定所述发动机的运行模式为工作模式；

所述发动机ECU，用于当所述运行模式为待机模式时，控制发动机的转速恒定在待机转速，在此待机模式下油门不起作用；所述待机转速小于工作转速，其中，所述工作转速为设定的进行上车操作的最低转速；当所述运行模式为工作模式时，控制所述发动机的转速从所述待机转速提升至所述工作转速，当判断所述发动机的转速达到所述工作转速时，通过发动机油门的开、合操作信号控制发动机的转速；

所述发动机ECU，还用于在所述发动机启动时使发动机的转速与发动机油门的开合程度对应；在控制所述发动机的转速从所述待机转速提升至工作转速的过程中，以预设的时间阈值为间隔，周期性地控制所述发动机的转速增加一个增速阈值。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述模式下发单元，还用于通过CAN总线将确定的发动机的运行模式下发给所述发动机ECU，其中，在所述发动机ECU中预置待机模式和运行模式的控制策略和参数。

5.一种起重机，其特征在于，包括：

如权利要求3至4任意一项所述的发动机转速的控制系统。