发动机功率控制方法、发动机功率控制器和控制系统

摘要

本发明公开了一种发动机功率控制方法、发动机功率控制器和控制系统。其中，发动机功率控制方法包括：根据油门旋钮信号确定发动机目标转速，并将目标转速发送至发动机电子控制单元ECU；采集当前燃油喷射量，确定目标转速下的最大燃油喷射量；基于目标转速下的最大燃油喷射量和当前燃油喷射量，调整比例电磁阀对应的当前电流值，以控制主泵的排量。本发明依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式，解决了压力截止控制方式中截止压力难以确定的问题，并同时解决了失速控制方式下会出现的延迟问题和超功率问题。

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种发动机功率控制方法、发动机功 率控制器和控制系统。

背景技术

目前，电喷发动机的功率控制方面多采用正流量控制与恒功率控制。具体 来说，工况为低负载时候，采用正流量方式控制；工况为高负载的时候，采用 恒功率方式控制。参照图1，图1为相关技术中功率控制的步骤流程图。

同时，在正流量控制或恒功率控制过程中，还需要增加对于泵的极限吸收 功率的控制。一般来讲，对于泵的极限吸收功率的控制包括两种控制方式，即， 失速控制方式和压力截止控制方式。

参照图2，图2为压力截止控制方式的步骤流程图。使用这种方式进行极 限功率控制时，有如下不足：压力截止方式是通过当主压信号大于设定值时， 降低主泵排量来防止发动机掉速甚至熄火，但各发动机和各泵的承受能力不同， 这就存在了如何选取主泵截止压力值的难题。

参照图3，图3为失速控制方式的步骤流程图。使用这种方式进行极限功 率控制时，有如下不足：发动机转速变化是在燃油喷射量发生改变之后。时间 上有一定的延迟，液压系统可能会出现短暂的超功率。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种发动机功率控制方法、发动机功率控制器和控 制系统，以解决压力截止控制方式中截止压力难以确定以及失速控制方式下发 动机转速延迟和超功率的问题。

第一方面，本发明公开了一种发动机功率控制方法，用于工程机械，包括 如下步骤：步骤1、根据油门旋钮信号确定发动机目标转速，并将所述目标转 速发送至发动机电子控制单元ECU；步骤2、采集当前燃油喷射量，确定目标 转速下的最大燃油喷射量；步骤3、基于所述目标转速下的最大燃油喷射量和 所述当前燃油喷射量，对正流量控制或恒功率控制确认输出的比例阀电流进行 调整，以控制主泵的排量。

进一步地，上述发动机功率控制方法中，所述步骤3进一步为，在所述当 前燃油喷射量大于所述最大燃油喷射量的情况下，以所述当前燃油喷射量作为 PID调节的输入，将PID调节的输出值作为比例电磁阀对应的当前电流值，以 控制主泵的排量。

进一步地，上述发动机功率控制方法中，在步骤3进一步为，在所述当前 燃油喷射量小于所述最大燃油喷射量的情况下，根据所述当前燃油喷射量确定 所述比例电磁阀对应的当前电流值，以控制主泵的排量。

进一步地，上述发动机功率控制方法中，所述最大燃油喷射量根据如下参 数确定：当前档位的理论最大喷射量与允许失速的喷射量。

本发明发动机功率控制方法依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式， 解决了压力截止控制方式中截止压力难以确定的问题。

第二方面，本发明公开了一种发动机功率控制器，包括目标转速发送模块、 参数采集模块和排量控制模块。其中，目标转速发送模块配置为根据油门旋钮 信号确定发动机目标转速，并将所述目标转速发送至发动机电子控制单元 ECU；参数采集模块配置为采集当前燃油喷射量，确定目标转速下的最大燃油 喷射量；排量控制模块配置为基于所述目标转速下的最大燃油喷射量和所述当 前燃油喷射量，对正流量控制或恒功率控制确认输出的比例阀电流进行调整以 控制主泵的排量。

进一步地，所述发动机功率控制器中，所述排量控制模块进一步配置为， 在所述当前燃油喷射量大于所述最大燃油喷射量的情况下，以所述当前燃油喷 射量作为PID调节的输入，将PID调节的输出值作为比例电磁阀对应的当前电 流值，以控制主泵的排量。

进一步地，所述发动机功率控制器中，所述排量控制模块进一步配置为， 在所述当前燃油喷射量小于所述最大燃油喷射量的情况下，根据所述当前燃油 喷射量确定所述比例电磁阀对应的当前电流值，以控制主泵的排量。

进一步地，所述发动机功率控制器中，所述最大燃油喷射量根据如下参数 确定：当前档位的理论最大喷射量与允许失速的喷射量。

本发明发动机功率控制器依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式，解 决了压力截止控制方式中截止压力难以确定的问题。

第三方面，本发明还公开了一种发动机功率控制系统，用于工程机械，包 括主控制单元和发动机电子控制单元ECU。其中，主控制单元配置为采集油门 旋钮信号，根据所述油门旋钮信号确定目标转速，并且，将所述目标转速发送； 发动机电子控制单元ECU，与所述主控制单元相连接，配置为接收所述目标转 速，并根据所述目标转速确定最大燃油喷射量，以及，采集发动机的实时转速 和当前燃油喷射量；并且，将所述实时转速、当前燃油喷射量和所述最大燃油 喷射量发送；所述主控制单元进一步配置为，基于所述最大燃油喷射量和所述 当前燃油喷射量，对正流量控制或恒功率控制确认输出的比例阀电流进行调整 以控制主泵的排量。

进一步地，上述发动机功率控制系统中，所述主控制单元进一步配置为： 在所述当前燃油喷射量大于所述最大燃油喷射量的情况下，以所述当前燃油喷 射量作为PID调节的输入，将PID调节的输出值作为比例电磁阀对应的当前电 流值，以控制主泵的排量；在所述当前燃油喷射量小于所述最大燃油喷射量的 情况下，根据所述当前燃油喷射量确定所述比例电磁阀对应的当前电流值，以 控制主泵的排量。

本发明发动机功率控制系统依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式， 解决了压力截止控制方式中截止压力难以确定的问题

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图 中：

图1为相关技术中功率控制的步骤流程图；

图2为相关技术中，压力截止控制方式的步骤流程图，

图3为相关技术中，失速控制方式的步骤流程图；

图4为本发明发动机功率控制方法的步骤流程图；

图5为本发明发动机功率控制方法实施例的步骤流程图；

图6为本发明发动机功率控制方法另一实施例的步骤流程图；

图7为本发明发动机功率控制器实施例的结构框图；

图8为本发明发动机功率控制系统的结构框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图4，图4为本发明发动机功率控制方法的步骤流程图，从图中可以 看出，本发明发动机功率控制方法包括如下三个步骤：

步骤S1、根据油门旋钮信号确定发动机目标转速，并将目标转速发送至发 动机电子控制单元ECU；

步骤S2、采集当前燃油喷射量以及发动机在ECU控制下的实时转速；同 时，确定目标转速下的最大燃油喷射量；

步骤S3、基于目标转速下的最大燃油喷射量和当前燃油喷射量，调整比例 电磁阀对应的当前电流值，以控制主泵的排量。

本发明依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式，解决了压力截止控制 方式中截止压力难以确定的问题。

参照图5。图5为本发明发动机功率控制方法实施例的步骤流程图，包括 如下步骤：

步骤S1、根据油门旋钮信号确定发动机目标转速，并将目标转速发送至发 动机电子控制单元ECU；

步骤S2、采集当前燃油喷射量，确定目标转速下的最大燃油喷射量；

步骤S3A、在当前燃油喷射量大于最大燃油喷射量的情况下，以当前燃油 喷射量作为PID调节的输入，将PID调节的输出值作为比例电磁阀对应的当前 电流值，与最大燃油喷射量作差值，通过比例环节减小系统偏差，积分环节消 除系统稳态误差，微分环节消除系统动态误差，通过超功率的喷油量来降低泵 的吸收功率，确定了PID调节的输出值，得到对应的电流值，以控制主泵的排 量。

这里的最大喷油量，为发动机在该档位的理论最大喷油量，根据发动机的 具体型号和性能预先确定的参数。

本实施例依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式，解决了压力截止控 制方式中截止压力难以确定的问题。

进一步优选地，最大喷油量还可以根据如下参数确定：当前档位的理论最 大喷油量P与允许失速的喷油量Q。事实上，匀速失速的喷油量Q是由当前档 位的最大喷油量P决定的。最大喷油量可以为P-Q。

通过这种方式确定最大喷油量，其优点在于，除可以解决压力截止控制方 式中截止压力难以确定的问题外，还可以充分避免失速控制方式下发动机转速 延迟和超功率的问题。

本方法可以用于挖掘机电喷发动机的功率控制，当然，也可以用于其他类 型工程机械电喷发动机的功率控制。

参照图6。图6为本发明发动机功率控制方法另一实施例的步骤流程图。

步骤S1、根据油门旋钮信号确定发动机目标转速，并将目标转速发送至发 动机电子控制单元ECU；

步骤S2、采集当前燃油喷射量，确定目标转速下的最大燃油喷射量；

步骤S3B、在当前燃油喷射量小于最大燃油喷射量的情况下，根据当前燃 油喷射量，对正流量控制或恒功率控制确认输出的比例阀电流进行调整，以控 制主泵的排量。

如上一实施例，这里的最大喷油量，为发动机再该档位的理论最大喷油量， 根据发动机的具体型号和性能预先确定的参数。

本实施例依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式，解决了压力截止控 制方式中截止压力难以确定的问题。

进一步优选地，最大喷油量还可以根据如下参数确定：当前档位的理论最 大喷油量P与允许失速的喷油量Q。事实上，匀速失速的喷油量Q是由当前档 位的最大喷油量P决定的。最大喷油量可以为P-Q。

通过这种方式确定最大喷油量，其优点在于，除可以解决压力截止控制方 式中截止压力难以确定的问题外，还可以充分避免失速控制方式下发动机转速 延迟和超功率的问题。

本方法可以用于挖掘机电喷发动机的功率控制，当然，也可以用于其他类 型工程机械电喷发动机的功率控制。

下面将举例说明，说明整个功率控制过程。

当前油门旋钮在五档，目标转速为1500转，此时理论最大的燃油喷射量为 75mg，允许失速为200转，允许失速下的喷油量定为80mg。当主控制器接受 的实际喷油量在大于80mg的时候，恒功率控制下的电流为600mA，极限功率 控制模块将通过调节恒功率控制下的电流，从而消除系统所超的匹配功率。

参照图7。图7为本发明发动机功率控制器的结构示意图，包括：目标转 速发送模块70、参数采集模块71和排量控制模块72。

其中，目标转速发送模块70配置为，根据油门旋钮信号确定发动机目标转 速，并将目标转速发送至发动机电子控制单元ECU；参数采集模块71配置为， 采集当前燃油喷射量以及发动机在ECU控制下的实时转速，确定目标转速下的 最大燃油喷射量；排量控制模块72配置为，基于目标转速下的最大燃油喷射量 和当前燃油喷射量，调整比例电磁阀对应的当前电流值，以控制主泵的排量。

本发明依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式，解决了压力截止控制 方式中截止压力难以确定的问题。

优选地，在一个实施例中，排量控制模块进一步配置为，在当前燃油喷射 量大于最大燃油喷射量的情况下，以当前燃油喷射量作为PID调节的输入，将 PID调节的输出值作为比例电磁阀对应的当前电流值，以控制主泵的排量

当然，在另一个实施例中，排量控制模块进一步配置为，在当前燃油喷射 量小于最大燃油喷射量的情况下，根据当前燃油喷射量确定比例电磁阀对应的 当前电流值，以控制主泵的排量。

这里的最大喷油量，为发动机在该档位的理论最大喷油量，根据发动机的 具体型号和性能预先确定的参数。

本实施例依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式，解决了压力截止控 制方式中截止压力难以确定的问题。

进一步优选地，最大喷油量还可以根据如下参数确定：当前档位的理论最 大喷油量P与允许失速的喷油量Q。事实上，匀速失速的喷油量Q是由当前档 位的最大喷油量P决定的。最大喷油量可以为P-Q。

通过这种方式确定最大喷油量，其优点在于，除可以解决压力截止控制方 式中截止压力难以确定的问题外，还可以充分避免失速控制方式下发动机转速 延迟和超功率的问题。

本控制器可以用于挖掘机电喷发动机的功率控制，当然，也可以用于其他 类型工程机械电喷发动机的功率控制。

参照图8。图8为本发明发动机功率控制系统实施例的结构框图。

本实施例包括：发动机电子控制单元（ECU）81、主控制单元82、比例电 磁阀83、流量控制阀84和主泵85。并且，主控制单元82还与油门旋钮80相 连接。

其中，主控制单元82配置为，配置为采集油门旋钮信号，根据油门旋钮信 号确定目标转速，并且，将目标转速发送。

ECU81与主控制单元82相连接，配置为与主控制单元相连接，配置为接 收目标转速，并根据目标转速确定最大燃油喷射量，以及，采集发动机的实时 转速和当前燃油喷射量；并且，ECU 81进一步配置为，基于最大燃油喷射量和 当前燃油喷射量，调整比例电磁阀对应的当前电流值，以控制主泵的排量。

如上述实施例所说明，主控制单元进一步配置为以下两种工作方式：

（1）在当前燃油喷射量大于最大燃油喷射量的情况下，以当前燃油喷射量 作为PID调节的输入，将PID调节的输出值作为比例电磁阀对应的当前电流值， 以控制主泵的排量；

（2）在当前燃油喷射量小于最大燃油喷射量的情况下，根据当前燃油喷射 量确定比例电磁阀对应的当前电流值，以控制主泵的排量。

与上述实施例相似，这里的最大喷油量，为发动机在该档位的理论最大喷 油量，根据发动机的具体型号和性能预先确定的参数。

本实施例依据燃油喷射量为基准的极限功率控制方式，解决了压力截止控 制方式中截止压力难以确定的问题。

进一步优选地，最大喷油量还可以根据如下参数确定：当前档位的理论最 大喷油量P与允许失速的喷油量Q。事实上，匀速失速的喷油量Q是由当前档 位的最大喷油量P决定的。最大喷油量可以为P-Q。

通过这种方式确定最大喷油量，其优点在于，除可以解决压力截止控制方 式中截止压力难以确定的问题外，还可以充分避免失速控制方式下发动机转速 延迟和超功率的问题。

本系统可以用于挖掘机电喷发动机的功率控制，当然，也可以用于其他类 型工程机械电喷发动机的功率控制。

需要说明的是，本发明中，发动机功率控制方法、发动机功率控制器和控 制系统的工作原理相似，相关之处可以相互参照。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。