专利名称：一种挖掘机发动机自动怠速控制方法
技术领域：
本发明涉及一种工程机械用发动机的怠速控制，具体涉及一种挖掘机发动机的怠速控制方法。
背景技术：
小型挖掘机被广泛应用于房屋建筑的地基开挖及完工后的清理、城市管道铺设、农田水利建设等场合，具有施工机动灵活、效率高的优点。但在施工过程中，虽然待机时间间隔不长，但待机次数频繁，待机时，需要减小油门，进入怠速状态，以减少油耗、降低噪音。由于人工频繁操作油门非常不便，已出现了实现自动怠速的结构。
现有技术中，挖掘机发动机自动怠速控制过程为发动机在空载状态下保持一定时间后，即控制转速降低到怠速转速；发动机加载时，自动控制转速回到设定工作转速。其中，对发动机空载状态或加载的识别通常根据先导压力实现，即，当所有的先导操作机构回中位，先导压力在零值保持一定时间后，将发动机转速降低到怠速转速；当控制器检测到有先导压力大于零时，立即恢复发动机转速到目标转速。这种怠速控制方法能够使发动机在空闲状态保持低转速，有效降低了油耗，使驾驶员在空闲时间获得一段时间的低噪音环境，具有较好的使用效益和经济效益，因而获得了广泛的应用。但是，它也存在下列缺点发动机转速变化幅度较大，影响了发动机的寿命和可靠性；发动机转速在大起大落时会增加油耗，降低工程机械的经济性。
发明内容
本发明目的是提供一种挖掘机发动机自动怠速控制方法，在有效降低油耗及噪音的同时，避免发动机转速的大起大落，延长发动机的使用寿命。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种挖掘机发动机自动怠速控制方法，设定发动机次目标转速，所述次目标转速比工作状态的目标转速低50～300转/分；设定高怠速转速和低怠速转速，所述高怠速转速比低怠速转速高300～500转/分；设定先导压力阈值，取值范围为5～20巴；设定第一空闲时间和第二空闲时间；在工作状态下，检测先导压力，当先导压力为零并持续第一空闲时间时，调节发动机至高怠速状态，继续保持第二空闲时间时，调节发动机至低怠速状态；在高怠速或低怠速状态下，检测到先导压力大于零且小于先导压力阈值时，调节发动机至次目标转速，检测到先导压力大于先导压力阈值时，调节发动机至目标转速。
上述技术方案中，先导压力阈值将先导压力范围划分为两个区域，分别是低压区和高压区，低压区用于指示轻微负载状态。在轻微负载状态下，发动机降速，而在无负载状态下，发动机怠速。设置有二级怠速转速，短时无负载时进入高怠速，较长时间无负载时进入低怠速。其工作方式是在正常工作状态下，当先导压力处于低压区时，发动机目标转速自动降低一个值，该转速称为次目标转速；当各个先导压力的最大值为零并保持一段时间后，发动机进入高怠速状态；当先导压力最大值为零并继续保持一段时间后，发动机进入低怠速；在自动怠速状态下，当先导压力的最大值大于零并处于低压区时，取消自动怠速并将发动机转速恢复到次目标转速，当先导压力的最大值大于零并高于低压区时，取消自动怠速并将发动机转速恢复到目标转速。当先导压力较低时，液压执行器的流量需求一般较小，液压泵的功率需求相对较低，此时适当降低发动机目标转速可以改善挖掘机柴油机在变负荷工况下功率动态匹配情况；在空闲状态下发动机分两步进入自动怠速，可以降低发动机转速调节幅度，并在一定条件下提高发动机的响应速度，改善发动机的运行状态，提高发动机节能水平和快速性。
进一步的技术方案是，在目标转速时，如果检测到先导压力小于先导压力阈值且大于零时，调节发动机至次目标转速；在次目标转速时，如果检测到先导压力大于先导压力阈值时，调节发动机至目标转速。
上述技术方案中，所述第一空闲时间在0.5至5秒之间；所述第二空闲时间在0.5至5秒之间。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1.本发明将传统的一级降速改进为两级降速，发动机在短时空闲状态可进入高怠速状态，当空闲时间较长时，则进入低怠速状态，克服了发动机转速大起大落造成的能耗大等缺点；2.自动怠速取消时，控制器根据先导压力的大小决定发动机转速的恢复程度，既能保证发动机的响应速度和动力性，也能改善轻微负荷时的功率匹配情况，做到了发动机动力性、经济性和快速性的统一；3.将自动降速的控制范围由发动机空闲状态扩展到空闲状态和轻微负荷状态，在发动机轻微负荷状态，发动机转速立即降低一定转速，对发动机节能降噪具有一定的积极意义。
附图1是本发明实施例二中先导压力与转速控制的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例一一种挖掘机发动机自动怠速控制方法，设定发动机次目标转速，所述次目标转速比工作状态的目标转速低50～300转/分；设定高怠速转速和低怠速转速，所述高怠速转速比低怠速转速高300～500转/分；设定先导压力阈值，取值范围为5～20巴；设定第一空闲时间在0.5至5秒之间，第二空闲时间在0.5至5秒之间；在工作状态下，检测先导压力，当先导压力为零并持续第一空闲时间时，调节发动机至高怠速状态，继续保持第二空闲时间时，调节发动机至低怠速状态；在高怠速或低怠速状态下，检测到先导压力大于零且小于先导压力阈值时，调节发动机至次目标转速，检测到先导压力大于先导压力阈值时，调节发动机至目标转速。
实施例二参见附图1所示，一种挖掘机发动机自动怠速控制方法，发动机额定转速2100rpm，则油门档位最大时的目标转速取为2100rpm，次目标转速取为2000rpm，高怠速转速取为1700rpm，低怠速转速取为1300rpm，轻微负荷状态的先导压力阈值取为10bar。
当控制器检测到所有的先导压力都小于10bar时，立即将发动机转速由目标转速2100rpm降低到次目标转速2000rpm，当所有的先导压力均为零并持续2秒时，调节发动机进入高怠速转速1700rpm，当控制器检测到所有的先导压力均为零且在高怠速状态持续3秒后，调节发动机进入低怠速转速1300rpm，当发动机在高怠速或低怠速状态下，控制器检测到有至少一个先导压力大于零时，若先导压力小于10bar，则调节发动机转速到次目标转速取为2000rpm，若先导压力大于10bar，则调节发动机转速到目标转速取为2100rpm。控制过程示意图如附图1所示。
权利要求
1.一种挖掘机发动机自动怠速控制方法，其特征在于设定发动机次目标转速，所述次目标转速比工作状态的目标转速低50～300转/分；设定高怠速转速和低怠速转速，所述高怠速转速比低怠速转速高300～500转/分；设定先导压力阈值，取值范围为5～20巴；设定第一空闲时间和第二空闲时间；在工作状态下，检测先导压力，当先导压力为零并持续第一空闲时间时，调节发动机至高怠速状态，继续保持第二空闲时间时，调节发动机至低怠速状态；在高怠速或低怠速状态下，检测到先导压力大于零且小于先导压力阈值时，调节发动机至次目标转速，检测到先导压力大于先导压力阈值时，调节发动机至目标转速。
2.根据权利要求1所述的挖掘机发动机自动怠速控制方法，其特征在于在目标转速时，如果检测到先导压力小于先导压力阈值且大于零时，调节发动机至次目标转速；在次目标转速时，如果检测到先导压力大于先导压力阈值时，调节发动机至目标转速。
3.根据权利要求1所述的挖掘机发动机自动怠速控制方法，其特征在于所述第一空闲时间在0.5至5秒之间；所述第二空闲时间在0.5至5秒之间。
全文摘要
本发明公开了一种挖掘机发动机自动怠速控制方法，其特征在于设定发动机次目标转速比工作状态的目标转速低50～300转/分；设定高怠速转速比低怠速转速高300～500转/分；设定先导压力阈值为5～20巴；设定第一空闲时间和第二空闲时间；在工作状态下，当先导压力为零并持续第一空闲时间时，调节至高怠速状态，继续保持第二空闲时间时，调节至低怠速状态；先导压力大于零且小于先导压力阈值时，调节发动机至次目标转速，大于先导压力阈值时，调节发动机至目标转速。本发明采用两级降速，克服了发动机转速大起大落造成的能耗大等缺点；并且做到了发动机动力性、经济性和快速性的统一。
文档编号F02D29/00GK101025118SQ200710020360
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者曹显利 申请人:三一重机有限公司