CN114233485B - 一种动力系统控制方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力系统控制方法、装置、系统及存储介质，动力系统控制方法包括：获取操作装置的先导压力，根据先导压力判断负载的变化状态，根据负载的变化状态调整发动机的转速，使发动机的转速维持在设定转速。本发明提出一种动力系统控制方法，基于先导压力实现发动机转速的调整，相较于基于发动机的转速变化后再对发动机的转速进行调整，当操作指令改变导致先导压力改变时，发动机控制器可以立即对操作指令进行响应，立即对发动机的转速进行调整，发动机转速控制的响应特性得到明显提升。

Description

一种动力系统控制方法、装置、系统及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及车辆工程技术，尤其涉及一种动力系统控制方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

工程机械中，通过液压泵传递发动机的驱动力，以带动液压执行机构动作，进而完成指定的作业需求。液压泵流量变化会引起发动机负载变化，进而导致发动机实际转速偏离设定转速。

目前，通过ECU计算发动机设定转速与实际转速差，进而实现对发动机转速的控制。根据整车实测显示，该控制方式从操作手臂开始动作到ECU做出响应至少有0.3s的延迟时间，具有非常严重的滞后性，是导致挖机瞬态加载掉速大和响应性差的重要因素之一。

同时，根据非四法规要求，额定功率在37kW以上产品必须配备相关后处理系统。针对非四发动机，为了延长DPF再生周期、防止SCR结晶(SCR路线发动机)，需要在作业过程中，对挖机的后处理进行温度管理。

当整车处于行车再生或热管理模式时，需要控制发动机进气量以提高后处理的温度，但限值发动机进气量会影响工程机械作业时的动力性。当整车处于行车再生或热管理模式时，在大负荷作业和怠速突加载工况下，为了保证作业时的动力性，需要及时调整发动机进气量。

发明内容

本发明提供一种动力系统控制方法、装置、系统及存储介质，以达到显著提高发动机转速控制的响应特性的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种动力系统控制方法，包括：获取操作装置的先导压力，根据所述先导压力判断负载的变化状态，根据所述负载的变化状态调整发动机的转速，使所述发动机的转速维持在设定转速。

可选的，动力系统控制方法还包括：当动力系统处于热管理模式时，根据所述先导压力调整所述发动机的节流阀的开闭状态。

可选的，当动力系统处于热管理模式时，判断所述发动机是否处于怠速状态，且处于怠速状态的时长大于设定时长；

若所述发动机处于怠速状态的时长大于所述设定时长，则控制所述节流阀处于开启状态。

可选的，当动力系统处于热管理模式时，判断所述先导压力的变化率是否大于设定阈值；

若所述先导压力的变化率大于所述设定阈值，则控制所述节流阀处于开启状态。

可选的，判断所述发动机是否处于怠速状态包括：

获取发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量、液压系统状态；

根据发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量以及液压系统状态判断所述发动机是否处于怠速状态。

可选的，获取液压系统状态包括：

在设定的时间阈值内，判断每两个采样时间点间的所述先导压力的变化量是否均小于设定的变化量阈值；

若每两个采样时间点间的所述先导压力的变化量均小于设定的变化量阈值，则判定液压系统状态为稳定状态。

可选的，所述先导压力包括动臂上升先导压力、动臂下降先导压力、斗杆内收先导压力、斗杆外翻先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外翻先导压力、回转先导压力、左行走先导压力、右行走先导压力的一种或几种

第二方面，本发明实施例还提供了一种动力系统控制装置，包括动力控制单元，所述动力控制单元用于：

获取操作装置的先导压力，根据所述先导压力判断负载的变化状态，根据所述负载的变化状态调整发动机的喷油量、进气量，使所述发动机的转速维持在设定转速。

第三方面，本发明实施例还提供了一种动力系统，包括控制器，所述控制器配置有本发明实施例记载的动力系统控制方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有可执行程序，所述可执行程序运行时用于实现本发明实施例记载的动力系统控制方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出一种动力系统控制方法，基于先导压力实现发动机转速的调整，相较于基于发动机的转速变化后再对发动机的转速进行调整，当操作指令改变导致先导压力改变时，发动机控制器可以立即对操作指令进行响应，立即对发动机的转速进行调整，发动机转速控制的响应特性得到明显提升。

附图说明

图1是实施例中的动力系统控制方法流程图；

图2是实施例中的动力系统结构简图；

图3是实施例中的另一种动力系统控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是实施例中的动力系统控制方法流程图，参考图1，本实施例提出一种动力系统控制方法，包括：

S101.获取操作装置的先导压力，根据先导压力判断负载的变化状态。

示例性的，本实施例提出的动力系统控制方法适用于工程机械的动力控制场景，图2是实施例中的动力系统结构简图，参考图2，本方法适用的动力系统应至少包括先导手柄1、发动机2、先导泵3、主液压泵4、主控制阀5、液压执行器6。

参考图2，先导手柄1通过先导泵3与主液压泵4相连接，主液压泵4通过主控制阀5与液压执行器6相连接，发动机2与主液压泵4相连接。

示例性的，先导手柄1用于实现操作指令的输入，主液压泵4用于通过液压油传递发动机2产生的驱动力，主控制阀5用于连通或切断液压执行器6与液压泵之间的油路，以实现通过主液压泵4输出的液压油驱动液压执行器6运动或控制液压执行器6停止运动。

示例性的，先导手柄1的位置与先导泵3内的先导阀的开度相关，当先导阀的开度变化时，先导泵3内的先导控制油路中液压油的压力和流量改变，进而改变主液压泵4的排量。

示例性的，将先导控制油路中液压油的压力称为先导压力，若主液压泵4为柱塞泵，则当先导手柄1动作时，先导泵3内产生先导压力，先导压力作用在柱塞泵的斜盘上，使斜盘按照一定的角度倾斜，当先导压力改变时斜盘的倾角改变，进而主液压泵4的排量改变。

本实施例中，根据先导压力判断负载的变化状态包括：判断是否出现突加载或者突减载。

示例性的，本实施例中，若先导压力的变化率大于设定值且先导压力增大则判定出现突加载，若先导压力的变化率大于设定值且先导压力减小，则判定出现突减载，若先导压力的变化率处于设定的范围内，则判定负载稳定。

S102.根据负载的变化状态调整发动机的转速，使发动机的转速维持在设定转速。

示例性的，本实施例中，对发动机进行恒转速控制，即当档位一定时发动机的目标转速一定，当负载变化时，以控制发动机的转速维持不变为目标对发动机进行控制。

示例性的，本实施例中，对控制发动机转速时涉及的控制量不做具体限定，例如，可以通过调整发动机的喷油量、进气量、排气量、喷油正时等调整发动机的转速。

本实施例中，先导手柄的位置与先导压力相关，根据负载的变化状态调整发动机的喷油量、进气量，使发动机的转速维持在设定转速即根据先导手柄的位置调整发动机的喷油量、进气量，使发动机的转速维持在设定转速。

示例性的，发动机的输出功率与主液压泵的排量相关，当控制指令改变即先导手柄的位置改变时，主液压泵的排量变化，主液压泵的排量变化会导致发动机实际转速偏离设定转速。

在传统的控制方式中，ECU实时采集发动机的转速，当发动机的转速偏离设定转速时，ECU计算设定转速与实际转速的转速差，通过转速差确定用于调整发动机转速的控制量，以使发动机的转速能够维持在设定转速。

基于传统的控制方式，由于ECU在检测到发动机转速变化后才对发动机的转速进行调整控制，因此，发动机转速控制具有延时性，当负载变化较大时极易出现发动机掉速或超调的问题。

示例性的，当控制指令改变即先导手柄的位置改变时，若发动机的转速会发生改变，则从先导手柄动作到ECU做出响应至少有0.3s的延迟时间；

本实施例中，直接根据先导手柄的位置调整发动机的喷油量、进气量从而实现对发动机转速的调整，而不是在发动机的转速改变后再对发动机的转速进行调整，可以有效避免负载变化较大时，发动机出现掉速或超调的问题。

本实施例提出一种动力系统控制方法，基于先导压力实现发动机转速的调整，相较于基于发动机的转速变化后再对发动机的转速进行调整，当操作指令改变导致先导压力改变时，发动机控制器可以立即对操作指令进行响应，立即对发动机的转速进行调整，发动机转速控制的响应特性得到明显提升。

图3是实施例中的另一种动力系统控制方法流程图，参考图3，在一种可实施方案中，动力系统控制方法包括：

S201.判断动力系统是否处于热管理模式。

示例性的，本方案中，热管理模式指在整车正常作业过程中，通过减少发动机的进气量，从而提高后处理温度的过程。

示例性的，本方案中，后处理包括周期发生的主动再生控制和连续发生的被动再生控制。主动再生控制包括：通过发动机后喷喷射柴油，使可再生燃烧颗粒在高温(500℃以上)和O2反应；被动再生控制包括：可再生燃烧颗粒在较低温度(一般250℃-450℃)时，与NO2反应。

本方案中，对判断动力系统是否处于热管理模式的方式不做具体限定，在一种可实施方案中，可以通过判断指定的节流阀是否处于关闭状态确定动力系统是否处于热管理模式。

示例性的，本方案中，节流阀指用于控制发动机进气量的进气阀，根据预设的控制程序，当动力系统进入热管理模式时，指定的节流阀被关闭，以实现减少发动机的进气量。

S202.当动力系统处于非热管理模式时，获取操作装置的先导压力，根据先导压力控制发动机的转速维持在设定转速。

示例性的，本步骤的实现过程与步骤S101和步骤S102中记载的内容相同，本步骤具体包括：

获取操作装置的先导压力，根据先导压力判断负载的变化状态，根据负载的变化状态调整发动机的转速，使发动机的转速维持在设定转速。

S203.当动力系统处于热管理模式时，获取操作装置的先导压力，根据先导压力调整发动机的节流阀的开闭状态。

本步骤具体包括，当动力系统处于热管理模式时，判断发动机是否处于怠速状态，且处于怠速状态的时长大于设定时长，若发动机处于怠速状态的时长大于设定时长，则控制节流阀处于开启状态。

本方案中，判断发动机是否处于怠速状态包括：

获取发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量、液压系统状态，根据发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量以及液压系统状态判断发动机是否处于怠速状态。

示例性的，本方案中，当发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量、液压系统状态中的一种或几种满足设定条件时，则判断发动机处于怠速状态。

例如，若发动机负载率小于设定负载率阈值、发动机转速稳定在设定怠速值且液压系统状态为稳定状态，则判断发动机处于怠速状态；

若发动机油门开度小于设定开度、喷油量小于设定喷油量且液压系统状态为稳定状态，则判断发动机处于怠速状态。

本方案中，判断液压系统状态是否为稳定状态的方式为：

在设定的时间阈值内，判断每两个采样时间点间的先导压力的变化量是否均小于设定的变化量阈值，若每两个采样时间点间的先导压力的变化量均小于设定的变化量阈值，则判定液压系统状态为稳定状态。

本方案中，若发动机处于怠速状态的时长大于设定时长，则控制节流阀处于开启状态，以确保当发动机负载变化较大时，ECU无需首先调整节流阀的开闭状态，进而提高发动机转速控制的实时性。

本步骤还具体包括，当动力系统处于热管理模式时，判断先导压力的变化率是否大于设定阈值，若先导压力的变化率大于设定阈值，则控制节流阀处于开启状态。

示例性的，本方案中，先导压力可以包括动臂上升先导压力、动臂下降先导压力、斗杆内收先导压力、斗杆外翻先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外翻先导压力、回转先导压力、左行走先导压力、右行走先导压力的一种或几种。

示例性的，本方案中，当动力系统处于热管理模式时，若任意一种先导压力的变化率大于设定阈值，则控制节流阀处于开启状态。

在传统的控制方式中，ECU实时采集发动机的转速，当发动机的转速偏离设定转速时，ECU计算设定转速与实际转速的转速差，通过转速差确定用于调整发动机转速的控制量，其中，控制量包括进气量。

基于上述内容，传统的控制方式中，ECU在检测到发动机转速变化后才对发动机的节流阀进行调整控制，因此，发动机转速控制具有延时性。

示例性的，当先导压力的变化率大于设定阈值时，说明发动机负载出现较大变化，本方案中，直接根据先导压力调整节流阀的开闭状态，而不是在发动机的转速改变后再对节流阀进行调整，可以提高ECU对发动机转速控制的实时性。

示例性的，本方案中，当先导压力的变化率大于设定阈值时，ECU控制节流阀打开，同时ECU根据先导压力的变化率对发动机进行恒转速控制，使发动机的转速稳定在设定转速。

实施例二

本实施例提出一种动力系统控制装置，包括动力控制单元，动力控制单元用于：

获取操作装置的先导压力，根据先导压力判断负载的变化状态，根据负载的变化状态调整发动机的喷油量、进气量，使发动机的转速维持在设定转速。

动力控制单元还可以用于判断液压系统是否处于稳定状态。包括：

在设定的时间阈值内，判断每两个采样时间点间的先导压力的变化量是否均小于设定的变化量阈值，若每两个采样时间点间的先导压力的变化量均小于设定的变化量阈值，则判定液压系统状态为稳定状态。

动力控制单元还可以用于：

获取发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量、液压系统状态，根据发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量以及液压系统状态判断发动机是否处于怠速状态；

当动力系统处于热管理模式时，若发动机处于怠速状态的时长大于设定时长，则控制节流阀处于开启状态。

动力控制单元还可以用于：

当动力系统处于热管理模式时，判断先导压力的变化率是否大于设定阈值，若先导压力的变化率大于设定阈值，则控制节流阀处于开启状态。

本实施例提出的动力系统控制装置的有益效果与实施例一记载的内容相同，在此不再赘述。

实施例三

本实施例提出一种动力系统，包括控制器，典型的控制器包括ECU、发动机控制等，控制器配置有实施例记载的任意一种动力系统控制方法。

实施例四

本实施例提出一种存储介质，其上存储有可执行程序，可执行程序运行时用于实现实施例一记载的任意一种动力系统控制方法。

示例性的，存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。

计算机可读存储介质不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或终端上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种动力系统控制方法，其特征在于，包括：获取操作装置的先导压力，根据所述先导压力判断负载的变化状态，根据所述负载的变化状态调整发动机的转速，使所述发动机的转速维持在设定转速；

当动力系统处于热管理模式时，根据所述先导压力调整所述发动机的节流阀的开闭状态，包括：

当动力系统处于热管理模式时，判断所述先导压力的变化率是否大于设定阈值；

若所述先导压力的变化率大于所述设定阈值，则控制所述节流阀处于开启状态。

2.如权利要求1所述的动力系统控制方法，其特征在于，当动力系统处于热管理模式时，判断所述发动机是否处于怠速状态，且处于怠速状态的时长大于设定时长；

若所述发动机处于怠速状态的时长大于所述设定时长，则控制所述节流阀处于开启状态。

3.如权利要求2所述的动力系统控制方法，其特征在于，判断所述发动机是否处于怠速状态包括：

获取发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量、液压系统状态；

根据发动机负荷率、发动机转速、油门开度、喷油量以及液压系统状态判断所述发动机是否处于怠速状态。

4.如权利要求3所述的动力系统控制方法，其特征在于，获取液压系统状态包括：

在设定的时间阈值内，判断每两个采样时间点间的所述先导压力的变化量是否均小于设定的变化量阈值；

若每两个采样时间点间的所述先导压力的变化量均小于设定的变化量阈值，则判定液压系统状态为稳定状态。

5.如权利要求1所述的动力系统控制方法，其特征在于，所述先导压力包括动臂上升先导压力、动臂下降先导压力、斗杆内收先导压力、斗杆外翻先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外翻先导压力、回转先导压力、左行走先导压力、右行走先导压力的一种或几种。

6.一种动力系统控制装置，其特征在于，包括动力控制单元，所述动力控制单元用于：

获取操作装置的先导压力，根据所述先导压力判断负载的变化状态，根据所述负载的变化状态调整发动机的喷油量、进气量，使所述发动机的转速维持在设定转速；

当动力系统处于热管理模式时，根据所述先导压力调整所述发动机的节流阀的开闭状态，包括：

当动力系统处于热管理模式时，判断所述先导压力的变化率是否大于设定阈值；

若所述先导压力的变化率大于所述设定阈值，则控制所述节流阀处于开启状态。

7.一种动力系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器配置有权利要求1至5任一所述的动力系统控制方法。

8.一种存储介质，其特征在于，其上存储有可执行程序，所述可执行程序运行时用于实现权利要求1至5任一所述的动力系统控制方法。