一种电控发动机的转速控制方法和工程机械与流程

1.本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种电控发动机的转速控制方法和工程机械。


背景技术：

2.随着化石燃料的使用量逐步增大，导致化石燃料被大量消耗，为了节省化石燃料，工程师不断地提升发动机的节能特性，通过开发节能的发动机，一方面可以减少化石燃料的使用，另一方面，能够为客户节省燃油费用。
3.工程机械是化石能源的主要使用对象，现有技术中，工程机械电控发动机的转速控制通常包括定油门控制调速率和定转速控制调速率。这两种转速控制比较单一，在发动机行业上受到广泛应用。但是采用这两种方式对工况的适应性较差，无法充分利用发动机的燃油特性，从而导致油耗较大，燃油费用较高，无法满足市场的需要。
4.因此，需要一种电控发动机的转速控制方法和工程机械来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电控发动机的转速控制方法和工程机械，能够充分利用发动机的燃油特性，从而降低发动机的油耗，满足市场的需要。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种电控发动机的转速控制方法，包括如下步骤：
8.s1、启动发动机按照初始转速和初始扭矩工作，并使所述发动机按照设定的转速控制方式工作设定时间；
9.s2、采集在所述设定时间内所述发动机的转速和扭矩；
10.s3、求得所述设定时间内，所述发动机的平均转速和平均扭矩，从而求得所述发动机的平均功率；
11.s4、根据所述初始转速和所述初始扭矩获得初始功率，对应所述初始功率获得初始比油耗，对应所述平均功率获得平均比油耗；
12.s5、根据所述初始比油耗和所述平均比油耗确定油耗路径；
13.s6、根据所述发动机的燃油经济区优化油耗路径；
14.s7、按照优化后的所述油耗路径对所述发动机的转速进行控制。
15.进一步地，所述步骤s1中，所述设定的转速控制方式为定转速控制调速率的转速控制方式或者定油门控制调速率的控制方式。
16.进一步地，所述发动机上设置有转速传感器，所述转速传感器用于采集所述发动机的转速。
17.进一步地，所述发动机上设置有扭矩传感器，所述扭矩传感器用于采集所述发动机的输出的扭矩。
18.进一步地，所述初始功率位于等功率曲线上。
可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.工程机械在日常的基础建设过程中需要大量的使用，工程机械的工作负载较大需要的油耗也非常大，因此，如何有效保证发动机输出功率的同时降低发动机的油耗是一个技术难题。为了能够充分利用发动机的燃油特性，从而降低发动机的油耗，提升燃油的经济性，满足市场的需要，如图1
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图2所示，本发明提供一种电控发动机的转速控制方法。本电控发动机的转速控制方法包括如下步骤：
33.s1、启动发动机按照初始转速和初始扭矩工作，并使发动机按照设定的转速控制方式工作设定时间；
34.s2、采集在设定时间内发动机的转速和扭矩；
35.s3、求得设定时间内，发动机的平均转速和平均扭矩，从而求得发动机的平均功率；
36.s4、根据初始转速和初始扭矩获得初始功率，对应初始功率获得初始比油耗，对应平均功率获得平均比油耗；
37.s5、根据初始比油耗和平均比油耗确定油耗路径；
38.s6、根据发动机的燃油经济区优化油耗路径；
39.s7、按照优化后的油耗路径对发动机的转速进行控制。
40.通过对发动机在设定时间内工作，并对发动机的转速和扭矩进行采集，从而的得到平均转速和平均扭矩，从而得到平均功率，平均功率可以有效反映在设定时间内的发动机的性能，根据平均比油耗和初始比油耗获得油耗路径，并根据燃油经济区对油耗路径进行优化，选取低油耗的转速控制方式，从而在保证发动机输出功率的同时，能够充分利用发动机的燃油特性，降低发动机的油耗，满足市场的需要。
41.进一步地，步骤s1中，设定的转速控制方式为定转速控制调速率的转速控制方式或者定油门控制调速率的控制方式。也就是说，在工程机械开始工作时，此时没有获得油耗路径，因此，采用传统的定转速控制调速率的转速控制方式或者定油门控制调速率的控制方式进行工作，从而便于采集在设定时间内的发动机的转速和扭矩。具体地，定转速控制调速率的转速控制方式或者定油门控制调速率的控制方式为现有技术，在此不做过多赘述。
42.进一步地，发动机上设置有转速传感器，转速传感器用于采集发动机的转速。通过设置转速传感器可以实时对发动机的输出的转速进行检测，从而在设定时间内可以获得发动机的输出的转速的曲线，然后利用转速的输出曲线可以得到设定时间内的平均转速。通过上述方式，可以保证在设定时间内得到的平均扭矩能够准确反映发动机的转速输出状态。
43.进一步地，发动机上设置有扭矩传感器，扭矩传感器用于采集发动机的输出的扭矩。通过设置扭矩传感器可以实时对发动机的输出的扭矩进行检测，从而在设定时间内可以获得发动机的输出的扭矩的曲线，然后利用扭矩的输出曲线可以得到设定时间内的平均扭矩。通过上述方式，可以保证在设定时间内得到的平均扭矩能够准确反映发动机的扭矩
输出状态。
44.进一步地，初始功率对应的点位于等功率曲线上。通过将初始功率采用等功率曲线上的点，使得发动机的输出功率不变，在设定时间内工作时，保证发动机的输出能力，从而保证在设定时间内的作业效率。
45.进一步地，步骤s3中，对平均功率进行修正，使得平均功率位于等功率曲线上。将平均功率调整到等功率曲线上，便于根据发动机在发动机台架上测试获得对应功率下的发动机的比油耗，从而降低了数据处理的难度，而且可以利用发动机出厂时通过试验获得的数据，保证准确性。
46.进一步地，步骤s4中，在发动机台架上对发动机进行测试，获得不同功率下对应的比油耗并制成比油耗图表，通过查找初始功率和平均功率即可获得对应的初始比油耗和平均比油耗。由于在发动机台架上对发动机进行测试提前于发动机实际工作，因此，在实际使用工程机械时，直接根据初始功率和平均功率查找比油耗图表即可获得对应的数值，方便快捷，而且不影响工程机械的实际工作。
47.进一步地，步骤s5中，将初始比油耗的点和平均比油耗的点连线确定油耗路径。通过上述方式，可首先简单确定出来一个具体的油耗路径，然后再根据燃油经济区进行计算优化，确定出优化路径。
48.进一步地，步骤s6中，利用发动机在发动机台架上标定获得的油耗map对油耗路径进行优化，使得油耗路径位于燃油经济区中。通过查找油耗map即可对油耗路径上的点进行优化，使得油耗路径上的点尽可能多地位于燃油经济区中，从而保证优化后的油耗路径的燃油经济性较好。
49.通过对图2进行分析，可以看出通过优化路径使得位于高油耗区的初始功率调整至位于低油耗区的目标功率，从而在保证发动机输出扭矩不变的前提下，实现了油耗的减少。在本实施例中，目标功率只是等功率曲线上位于低油耗区的一点，可以根据驾驶员的需要进行调节，在此不做限制。通过上述方式，通过优化运行工况点的比油耗通过路径，选取低比油耗的转速控制方式，实现了最佳的燃油经济性。发动机既能满足工况负载使用要求，又能获得好的燃油经济性，工况适应性强。
50.本实施例还提供了一种工程机械，使用如上的电控发动机的转速控制方法对工程机械的电控发动机进行控制，能够充分利用发动机的燃油特性，从而降低发动机的油耗，满足市场的需要。在本实施例中，工程机械包括压路机、推土机、挖掘机等。
51.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。