CN116696633A - 发动机启动的控制方法、作业机械及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机控制技术领域，提供一种发动机启动的控制方法、作业机械及电子设备。发动机启动的控制方法包括：接收启动信号；获取第一负载、第二负载以及起动机的最大负载，其中，起动机用于启动发动机，第一负载为发动机的本体的负载，第二负载为当前工况下液压泵对于发动机的液压负载；确定第一负载与第二负载之和大于最大负载，控制第二负载减小至目标负载，以使第一负载和目标负载之和小于等于最大负载；发送执行信号，所述执行信号用于控制起动机启动发动机。本发明提供的发动机启动的控制方法，通过比较发动机的实际负载与起动机的最大负载，确定发动机是否能启动，若不能，可调节液压泵对于发动机的负载，保证起动机可稳定启动发动机。

Description

发动机启动的控制方法、作业机械及电子设备

技术领域

本发明涉及发动机控制技术领域，尤其涉及一种发动机启动的控制方法、作业机械及电子设备。

背景技术

相关技术中，通过液压驱动的作业机械，如挖掘机、起重机、桩机等，通过起动机启动发动机，发动机将机械能传递给液压泵，实现动力输出。以液压挖掘机为例，液压挖掘机的液压泵通过联轴器与发动机连接，启动过程中，起动机的启动负载包括发动机本身的负载，也包含了液压泵的负载。在环境温度较低(可以理解为低温环境)的情况下，液压泵内液压油的油温低，液压油的粘度大，液压油流动阻力大，液压泵的启动负载变大，也就是，液压泵对于发动机的液压负载变大，导致起动机的负载变大，增加了启动难度。

发明内容

本发明提供一种发动机启动的控制方法，用以解决现有技术中发动机对于起动机的负载较大、启动难度大的缺陷，通过比较发动机的实际负载与起动机的最大负载，确定发动机是否能启动，若不能，可调节液压泵对于发动机的负载，保证起动机可稳定启动发动机。

本发明提供一种发动机启动的控制方法，包括：

接收启动信号；

获取第一负载、第二负载以及起动机的最大负载，其中，所述起动机用于启动发动机，所述第一负载为发动机的本体的负载，所述第二负载为当前工况下液压泵对于所述发动机的液压负载；

确定所述第一负载与所述第二负载之和大于所述最大负载，控制所述第二负载减小至目标负载，以使所述第一负载和所述目标负载之和小于等于所述最大负载；

发送执行信号，所述执行信号用于控制所述起动机启动所述发动机。

根据本发明提供的一种发动机启动的控制方法，所述控制所述第二负载减小至目标负载为：减小所述液压泵的排量，控制所述第二负载减小至所述目标负载。

根据本发明提供的一种发动机启动的控制方法，所述发送执行信号的步骤之后，还包括：

确定所述发动机启动成功；

调控所述液压泵的电磁阀，将所述液压泵的排量调节为当前工作模式所需的排量。

根据本发明提供的一种发动机启动的控制方法，所述确定所述发动机启动成功的步骤，包括：

获取所述发动机的输出轴的启动转速和当前转速；

基于所述当前转速大于等于所述启动转速，确定所述发动机启动成功。

根据本发明提供的一种发动机启动的控制方法，所述控制所述第二负载减小至目标负载的步骤，包括：

基于所述液压泵设置有与液压缸连通的旁通油路，控制所述液压缸内的液压油分流至所述旁通油路，使得所述液压泵的负载减小至所述目标负载。

根据本发明提供的一种发动机启动的控制方法，所述目标负载为所述液压泵的最小负载。

根据本发明提供的一种发动机启动的控制方法，所述当前工况包括当前环境温度、所述液压泵内液压油的当前温度以及设定工作模式中的至少一个。

本发明还提供一种作业机械，包括：

发动机；

起动机，连接所述发动机并用于启动所述发动机；

液压泵，连接所述发动机；

控制器，用于执行如上任意一项所述的发动机启动的控制方法；

检测器件，用于获取所述当前工况下的工作参数。

根据本发明提供一种作业机械，所述检测器件包括温度传感器，所述温度传感器用于检测当前环境温度或用于检测所述液压泵内液压油的当前温度。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述发动机启动的控制方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述发动机启动的控制方法的步骤。

本发明提供的发动机启动的控制方法，通过比较起动机能负载的最大负载，以及发动机启动所需的当前负载，确定起动机是否能启动发动机，其中，当前负载包括发动机本体的第一负载以及液压泵的第二负载；当最大负载小于当前负载，起动机不能启动发动机，则降低液压泵的第二负载至目标负载，使得当前负载减小至低于最大负载，起动机可以启动发动机，则控制器发送执行信号，控制起动机执行启动动作，适用于多种工况下的压缩机启动。

进一步的，液压泵为可变排量泵，通过调节液压泵的排量来降低第二负载至目标负载，如将液压泵的排量降低至最小排量，最小排量可以为零排量。

进一步的，发动机启动后，再增大液压泵的排量，使得液压泵的排量满足作业需求。其中，确定发动机启动的步骤中，可通过比较发动机的当前转速与启动转速，若当前转速大于等于启动转速，则确定发动机启动成功，反之，则不成功。

另外，液压泵的负载调节方式，不局限于排量调节，还可以在液压缸设置旁通油路，通过将旁通油路的液压缸中的液压油引流出去，减小液压油对于发动机的负载，使得第二负载降低至目标负载。负载调节方式多样，适用范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的发动机启动的控制方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的发动机启动的控制方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的电子设备的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

参考图1所示，本发明实施例提供一种发动机启动的控制方法，包括：

步骤110，接收启动信号；

用户向设备输入启动信号，控制器接收到该启动信号。用户输入启动信号的方式多样，如用户通过钥匙输入启动信号、用户通过操作启动按钮输入启动信号，或，用户通过移动客户端输入启动信号。启动信号的输入形式多样，可根据需要选择，无论启动信号如何输入，控制器均能接收到该启动信号。

步骤120，获取第一负载、第二负载以及起动机的最大负载，其中，起动机用于启动发动机，第一负载为发动机的本体的负载，第二负载为当前工况下液压泵对于发动机的液压负载；

第一负载可以理解为：与发动机的本体的性能相关，当发动机的型号、性能等确定，可确定第一负载，第一负载可以为常数，第一负载还可以按照预设曲线变化，第一负载受环境条件的影响可忽略。当然，第一负载也可以根据当前工况变化，第一负载可通过说明书获得或检测得到。

第二负载可以理解为液压泵对于发动机的液压负载，液压负载至少包括：液压泵的液压缸内的液压油提供给发动机的阻力，液压负载主要影响因素包括液压泵的排量、液压油的粘度等。第二负载与第一负载之和为起动机启动发动机需要克服的负载。

当前工况下液压泵对于发动机的液压负载，其中，“当前工况”可以理解为，液压泵所处的工况，如液压泵所处的当前温度条件、当前湿度条件、当前路况条件、当前作业条件等，对应于不同的工况，液压泵对于发动机的液压负载存在差异。不同的“当前工况”下，液压泵对于发动机的液压负载可通过测量得到。

一些实施例中，当前工况包括当前环境温度、液压泵内液压油的当前温度以及设定工作模式中的至少一个。根据当前环境温度确定设备所处的工况，如低温工况(0℃以下)、常温工况(20℃左右)，在不同的工况下，液压泵对于发动机的负载不同；还可以根据液压油的当前温度，确定液压油对于发动机的第二负载，不同温度条件，液压油的流动性不同，液压油对于发动机的阻力(负载)不同；还可以是当前的设定工作模式，不同的工作模式，液压泵所需的液压动力不同，当前的设定工作模式发生变化，第二负载发生变化。

例如，在当前温度条件为低温工况，相对于常温工况，液压油的流动性变差，液压油对于发动机的启动阻力增大，也就是液压负载增大，起动机在低温工况所需提供的启动动力需要大于常温工况的启动动力，若常温工况的启动动力等于起动机的最大负载，则起动机难以在低温工况启动发动机，影响设备的使用，甚至影响作业进度和作业效率。

起动机的最大负载，可以理解为：起动机的最大启动能力，在起动机的最大负载大于发动机启动所需的动力，则起动机可启动发动机。当起动机的型号、性能确定，则可获取到该起动机的最大启动负载值，最大负载可以为该最大启动负载值。其中，最大启动负载值可根据起动机特性曲线获得。通过起动机的最大启动扭矩，判断启动过程中起动机能带动的负载最大值，也就是最大负载。

步骤130，确定第一负载与第二负载之和大于最大负载，控制第二负载减小至目标负载，以使第一负载和目标负载之和小于等于最大负载；

目标负载可根据最大负载和第一负载的计算差值确定，目标负载需要小于等于前述的计算差值，也就是将液压泵的液压负载降低，以减小起动机启动发动机过程中所需的负载，保证起动机的启动动力大于等于发动机启动的负载(第一负载与第二负载之和)，有助于发动机稳定启动。

其中，液压泵的第二负载减小至目标负载方式可以包括：减小液压泵的排量，液压泵的排量减小，可直接减小液压泵产生的液压负载，还可以包括：提升液压泵的液压油的流动性，如在液压油中添加降低粘度的成分、加热液压油等；还可以包括：至少部分液压油从液压缸中导流到旁通油路中，减小液压缸内液压油的液压负载，等等，第二负载减小至目标负载的方式可以但不限于上述方式，具体可根据需要选择。

需要说明的是，第一负载可以理解为确定参数，不对第一负载进行调控。

步骤140，发送执行信号，执行信号用于控制起动机启动发动机。

在用户输入启动信号，并调节发动机的实际负载小于等于起动机的最大负载的前提下，控制器发出执行信号，基于该执行信号，起动机执行启动发动机的动作，保证发动机能够顺利启动。

本发明实施例的发动机启动的控制方法，在接收到用户的启动信号之后，确认启动过程中起动机能够承载的合理的负载，先调节液压泵对于发动机的液压负载(第二负载)，将第二负载调节至小于等于目标负载，使得起动机的最大负载大于等于发动机的实际负载(第一负载和目标负载之和)，降低启动过程中的液压负载，保证起动机能够稳定启动发动机。

通过调控液压泵对于发动机的液压负载，降低起动机所需的启动动力，液压负载的调控范围广，液压负载的调控手段多，液压负载的调控方式简单，对于设备的结构和性能影响小，对设备的成本影响小，可保证设备的作业效率。

一些实施例中，步骤130中，控制所述第二负载减小至目标负载的步骤，包括：

减小液压泵的排量，控制第二负载减小至目标负载。

液压泵采用可调节排量的变量泵，通过调节液压泵的排量将液压泵的第二负载降低至目标负载，调节简便，不需要改变液压泵的结构，对设备的成本无影响。

通过调节液压泵的排量，液压泵的负载的调节范围大，可合理控制启动过程中的液压负载。

还有一些情况下，通过改变液压油的流动性来调节液压负载，液压负载的可调范围窄，可适应的工况受限。例如，通过加热的方法降低液压负载，液压负载的可调节范围窄，还对低温下的电瓶电量损耗大，降低了蓄电池使用寿命。

一些实施例中，目标负载为液压泵的最小负载，例如，将液压泵的排量调节至最小排量。

当液压泵的最小负载为0，则可将目标负载调节至0，液压泵中液压油对于发动机的负载降至0，去除液压泵对于发动机启动的影响。当液压泵的最小排量为0，可以理解为液压泵的最小负载为0，液压泵的排量调节范围广，液压负载的调节范围广。

以设置有液压泵、发动机和起动机的挖掘机为例，在可变排量的液压泵设置有电磁阀，通过电磁阀调节液压泵的出口的排量，以使液压泵的第二负载降低至目标负载。

一些实施例中，步骤140之后，也就是发送执行信号的步骤之后，还包括：

步骤141，确定发动机启动成功；

确定发动机启动成功，可以为接收到发动机向控制器发送的启动成功指令，还可以是发动机向控制器发送的一个或多个变量参数，当变量参数达到设定阈值，控制器可判断发动机启动成功，变量参数未达到设定阈值，控制器可判断发动机未启动成功。

步骤142，调节液压泵的电磁阀，将液压泵的排量调节为当前工作模式所需的排量。

当液压泵为可变排量的泵，在发动机启动成功之后，再将液压泵的排量调节至优选的目标排量，目标排量为当前工作模式所需的排量，“当前工作模式所需的排量”可以为设备运行所需的排量，或者，设备运行所需的最优排量，保证设备的工作性能。

一些实施例中，步骤141中，也就是确定所述发动机启动成功的步骤中，包括：

步骤143，获取发动机的输出轴的启动转速和当前转速；

启动转速可以理解为，发动机启动所需的转速，启动转速根据发动机的型号、性能等进行确定。当前转速可以理解为，通过传感器检测到的实时的转速。

启动转速和当前转速均可以理解为发动机曲轴的转速。

步骤144，基于当前转速大于等于启动转速，确定发动机启动成功。

在当前转速大于等于启动转速，则确认发动机启动，发动机是否启动的判断条件简单，且转速检测简便。

其中，确定发送机启动成功，可以理解为：发动机向控制器发送启动成功信号，或者，发动机向控制器发送的参数满足启动成功阈值。

需要说明的是，发动机启动成功的判断条件可以但不限于为转速，还可以为扭矩、缸压等。

一些实施例中，步骤130中，控制第二负载减小至目标负载的步骤中，包括：

基于液压泵设置有与液压缸连通的旁通油路，控制液压缸内的液压油分流至旁通油路，使得液压泵的负载减小至目标负载。

液压缸中的液压油通过旁通油路分流，可减小液压缸中液压油对于发动机的负载。此时，液压泵的类型不局限于可变排量泵，可以通过对定量泵进行结构优化，实现液压泵对于发动机的液压负载。

一些实施例中，在液压泵是零排量泵的前提下，根据起动机的特性曲线，发动机的本体的第一负载，计算出不同环境温度下最合适的液压负载，通过控制器控制液压泵的排量减小，来调整液压的负载降低到所需负载值，满足发动机的启动需求。

基于上述发动机启动的控制方法，可得知，通过将液压泵对于发动机的液压负载的调控，实现发动机的稳定启动，使得设备可适用的范围更广，解决低温工况中发动机启动难度大的问题，关于液压泵的负载调节，可通过选择变量泵，调控液压泵的排量，还可以选择定量泵，通过优化定量泵的结构，也能调控液压泵的负载，适用范围广，调节操作简便。

本发明第二方面实施例提供一种作业机械，包括：

发动机；

起动机，连接发动机并用于启动发动机；

液压泵，连接发动机；

控制器，用于执行如上任意一项的发动机启动的控制方法；

检测器件，用于获取当前工况下的工作参数。

检测器件检测到当前工况下的工作参数，根据当前工况确定液压泵对应发动机的液压负载。

其中，液压泵可通过联轴器与发动机连接。

控制器用于执行上述的发动机启动的控制方法，则作业机械具有上述的有益效果，具体可参考上述内容，此处不再赘述。

在一些实施例中，检测器件包括温度传感器，温度传感器用于检测当前环境温度或用于检测液压泵内液压油的当前温度。

当温度传感器用于检测环境温度，可判断作业机械所处的温度环境，如上述的低温工况(0℃以下)、常温工况(20℃左右)，对于不同的温度环境，得到液压泵对应发动机的液压负载。不同环境温度对应的液压负载，可通过试验获得。

当温度传感器用于检测液压油的当前温度，可得到液压油对于发动机的液压负载。不同液压油的温度，对应的液压负载，可通过试验获得。

以作业机械为挖掘机为例，挖掘机的控制器通过温度传感器采集到发动机的温度，控制器根据采集到的温度值T，得出温度T下发动机自身负载P1，以及液压泵对于发动机的当前液压负载P2，由起动机特性曲线得知起动机最大启动负载值p。

参考图2所示，启动过程中，当控制器接收到钥匙开关给出的启动信号，控制器根据通过比较p值与P1+P2(当前负载)的大小，确认当前负载是否超过起动机的最大负载。如当前负载小于起动机的最大负载，则直接启动；如当前负载大于起动机的最大负载，控制器输出控制信号，控制信号用于控制液压泵的出口电磁阀，通过控制电磁阀可降低液压泵的排量，从而降低液压负载。当P2+P1≤p时，控制器输出执行信号，根据执行信号启动发动机。

控制器内预设发动机启动成功所需启动转速n，控制器输出启动信号后，通过发动机的转速传感器采集发动机当前转速n1，通过判断n1≥n，判断发动机启动成功，此时，控制器向电磁阀发动调节信号，基于调节信号调整液压泵的排量，将液压泵的排量调整回到最佳排量。其中，液压泵可以为零排量泵，通过控制器控制启动过程中液压泵的最优启动排量。

启动过程中，基于温度信息(如环境温度)、起动机特性曲线以及零排量泵，不同环境温度下，发动机自身负载以及液压泵的液压负载，通过控制器精确控制启动过程中液压泵的液压负载，推导出液压泵的最优排量值，如零排量泵调节至最小排量(零排量)，减少起动机负载，提升启动性能。

本发明第三方面的实施例，提供一种电子设备，如图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任一项所述的发动机启动的控制方法的步骤。

如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行发动机启动的控制方法的步骤。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述所提供的发动机启动的控制方法的步骤。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的发动机启动的控制方法的步骤。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种发动机启动的控制方法，其特征在于，包括：

接收启动信号；

获取第一负载、第二负载以及起动机的最大负载，其中，所述起动机用于启动发动机，所述第一负载为发动机的本体的负载，所述第二负载为当前工况下液压泵对于所述发动机的液压负载；

确定所述第一负载与所述第二负载之和大于所述最大负载，控制所述第二负载减小至目标负载，以使所述第一负载和所述目标负载之和小于等于所述最大负载；

发送执行信号，所述执行信号用于控制所述起动机启动所述发动机。

2.根据权利要求1所述的发动机启动的控制方法，其特征在于，所述控制所述第二负载减小至目标负载的步骤，包括：

减小所述液压泵的排量，控制所述第二负载减小至所述目标负载。

3.根据权利要求1所述的发动机启动的控制方法，其特征在于，所述发送执行信号的步骤之后，还包括：

确定所述发动机启动成功；

调控所述液压泵的电磁阀，将所述液压泵的排量调节为当前工作模式所需的排量。

4.根据权利要求3所述的发动机启动的控制方法，其特征在于，所述确定所述发动机启动成功的步骤，包括：

获取所述发动机的输出轴的启动转速和当前转速；

基于所述当前转速大于等于所述启动转速，确定所述发动机启动成功。

5.根据权利要求1所述的发动机启动的控制方法，其特征在于，所述控制所述第二负载减小至目标负载的步骤，包括：

基于所述液压泵设置有与液压缸连通的旁通油路，控制所述液压缸内的液压油分流至所述旁通油路，使得所述液压泵的负载减小至所述目标负载。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的发动机启动的控制方法，其特征在于，所述目标负载为所述液压泵的最小负载。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的发动机启动的控制方法，其特征在于，所述当前工况包括当前环境温度、所述液压泵内液压油的当前温度以及设定工作模式中的至少一个。

8.一种作业机械，其特征在于，包括：

发动机；

起动机，连接所述发动机并用于启动所述发动机；

液压泵，连接所述发动机；

控制器，用于执行权利要求1至7中任意一项所述的发动机启动的控制方法；

检测器件，用于获取所述当前工况下的工作参数。

9.根据权利要求8所述的作业机械，其特征在于，所述检测器件包括温度传感器，所述温度传感器用于检测当前环境温度或用于检测所述液压泵内液压油的当前温度。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的发动机启动的控制方法的步骤。