发动机转速控制方法、设备、系统以及工程机械的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机转速控制方法、一种发动机转速控制设备、一种发动机转速控制系统以及一种工程机械，所述方法包括：接收工程机械的变量泵的当前周期排量输出值qm1以及目标排量输出值qp；根据所述当前周期排量输出值qm1以及所述目标排量输出值qp计算变量泵排量控制量qt；以及根据所述变量泵排量控制量qt、变量泵排量控制阀最大电流Imax、变量泵排量控制阀开启电流Imin、变量泵最大排量qmax获得变量泵排量控制阀控制电流It，以通过调节变量泵的排量来控制发动机转速。本发明可以及时控制发动机转速，使之保持稳定，既整体上抑制了负载突变，有效地降低了发动机掉速率，同时也降低了现有技术中防掉速模型可能出现的超调、振荡等附加问题。
【专利说明】发动机转速控制方法、设备、系统以及工程机械
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种发动机转速控制方法、一种发动机转速控制设备、一种发动机转速控制系统、以及一种工程机械。
【背景技术】
[0002]施工用工程机械(以旋挖钻机为例)在作业过程中会出现由于负载突变(增加或减少)导致该工程机械的发动机不能及时反应使发动机转速突然上升、下降，从而严重影响作业稳定性、工作效率以及发动机性能(例如，导致发动机冒烟、熄火等故障)。
[0003]针对上述问题，现有技术中一般根据发动机转速的掉速值(目标转速与当前转速之差)采用PID (Proport1nal, Integral and Derivative,比例积分微分)控制方法对控制器输出的变量泵排量控制电流进行调整，减小旋挖钻机的变量泵排量，以使发动机停止掉速，直至发动机转速等于设定目标转速。
[0004]但是这种发动机转速控制方法，由于负载突变导致发动机转速变化会有时间上的延迟，因此该控制方法存在滞后性不能及时控制发动机掉速，并且会导致发动机转速频繁地在小范围内振荡。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种发动机转速控制方法，该方法包括:接收工程机械的变量泵的当前周期排量输出值qml以及目标排量输出值qp ;根据所述当前周期排量输出值qml以及所述目标排量输出值qp计算变量泵排量控制量qt ;以及根据所述变量泵排量控制量qt、变量泵排量控制阀最大电流Imax、变量泵排量控制阀开启电流Imin、变量泵最大排量qmax获得变量泵排量控制阀控制电流It，以通过调节变量泵的排量来控制发动机转速。
[0006]相应地，本发明还提供了一种发动机转速控制设备，该设备包括:接收器，用于接收工程机械的变量泵的当前周期排量输出值qml以及目标排量输出值qp;控制器，用于根据所述当前周期排量输出值qml以及所述目标排量输出值1计算变量泵排量控制量qt ;以及还用于根据所述变量泵排量控制量qt、变量泵排量控制阀最大电流Imax、变量泵排量控制阀开启电流Imin、变量泵最大排量qmax获得变量泵排量控制阀控制电流It，并将所述变量泵排量控制阀控制电流It输出给变量泵排量控制阀，以通过调节变量泵的排量来控制发动机转速。
[0007]另外，本发明还提供了一种发动机转速控制系统，该系统包括:发动机转速传感器，用于测量发动机转速；变量泵压力传感器，用于测量工程机械的变量泵的压力值；根据本发明所提供的实施方式的发动机转速控制设备，其中所述发动机转速传感器和所述变量泵压力传感器分别与所述发动机转速控制设备连接，以将测量的发动机转速和变量泵的压力值发送到所述发动机转速控制设备的接收器；以及变量泵排量控制阀，与所述发动机转速控制设备的控制器连接，用于根据所述变量泵排量控制阀控制电流It调节自身的排量，从而控制发动机转速。
[0008]以及，本发明还提供了一种发动机转速控制系统，该系统包括:发动机转速传感器，用于测量发动机转速；变量泵压力传感器，用于测量工程机械的变量泵的压力值；定量泵压力传感器，用于测量所述工程机械的定量泵的压力值；以及根据本发明所提供的实施方式的发动机转速控制设备，其中所述发动机转速传感器、所述变量泵压力传感器、和所述定量泵压力传感器分别与所述发动机转速控制设备连接，以将测量的发动机转速、变量泵的压力值、定量泵的压力值发送到所述发动机转速控制设备的接收器；以及变量泵排量控制阀，与所述发动机转速控制设备的控制器连接，用于根据所述变量泵排量控制阀控制电流It调节自身的排量，从而控制发动机转速。
[0009]此外，本发明还提供了一种工程机械，该工程机械包括根据本发明所提供的实施方式的发动机转速控制系统。
[0010]采用本发明的发动机转速控制方法、设备以及系统，根据工程机械的变量泵的当前周期排量输出值qml以及目标排量输出值qp计算变量泵排量控制量qt，由此可以根据变量泵排量控制量qt、变量泵排量控制阀最大电流Imax、变量泵排量控制阀开启电流Imin、变量泵最大排量qmax来获得变量泵排量控制阀控制电流It，从而通过调节变量泵的排量来控制发动机转速，由于将压力反馈与发动机转速反馈有效地结合来控制变量泵排量，确保了变量泵的上一周期和当前周期的总负载保持不变，可以及时控制发动机转速，使之保持稳定，既整体上抑制了负载突变，有效地降低了发动机掉速率，同时也降低了现有技术中防掉速模型可能出现的超调、振荡等附加问题。
[0011]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0013]图1是根据本发明的一种实施方式的示例发动机转速控制设备的结构示意图；
[0014]图2是根据本发明的一种实施方式的示例发动机转速控制方法的流程图；以及
[0015]图3是根据本发明的一种实施方式的示例发动机转速控制系统的结构示意图。
[0016]附图标记说明
[0017]10发动机转速控制设备20变量泵
[0018]30定量泵40发动机
[0019]50发动机转速传感器60变量泵压力传感器
[0020]70定量泵压力传感器80变量泵排量控制阀
[0021]100接收器 200控制器
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0023] 图1是根据本发明的一种实施方式的示例发动机转速控制设备10的结构示意图，如图1所示，该设备包括:接收器100，用于接收工程机械的变量泵的当前周期排量输出值Qffll以及目标排量输出值qp ;控制器200，用于根据所述当前周期排量输出值qml以及所述目标排量输出值qp计算变量泵排量控制量qt ;以及还用于根据所述变量泵排量控制量qt、变量泵排量控制阀最大电流Imax、变量泵排量控制阀开启电流Imin、变量泵最大排量qmax获得变量泵排量控制阀控制电流It，并将所述变量泵排量控制阀控制电流It输出给变量泵排量控制阀，以通过调节变量泵的排量来控制发动机转速。
[0024]具体来说，接收器100可以接收工程机械的变量泵的当前周期排量输出值qml以及目标排量输出值qp(例如系统控制器的反馈信号，也可以是控制器200的反馈信号)。之后，接收器100将其传送给与其连接的控制器200，控制器200可以根据所述当前周期排量输出值qml以及所述目标排量输出值qp计算变量泵排量控制量qt，即:
[0025]qt = qml+qp 等式(I)
[0026]根据本发明的一种实施方式，所述目标排量输出值1可以根据发动机掉速值(en)的反馈控制算法获得，例如根据PID控制算法获得:
[0027]
【权利要求】
1.一种发动机转速控制方法，其特征在于，该方法包括: 接收工程机械的变量泵的当前周期排量输出值qml以及目标排量输出值qp ; 根据所述当前周期排量输出值qml以及所述目标排量输出值qp计算变量泵排量控制量Qt ;以及 根据所述变量泵排量控制量qt、变量泵排量控制阀最大电流Imax、变量泵排量控制阀开启电流Imin、变量泵最大排量qmax获得变量泵排量控制阀控制电流It，以通过调节变量泵的排量来控制发动机转速。
2.根据权利要求1所述的发动机转速控制方法，其特征在于，所述目标排量输出值^根据发动机掉速值的反馈控制算法获得，其中所述发动机掉速值为发动机目标转速nt和当前周期的发动机转速Ii1之差。
3.根据权利要求2所述的发动机转速控制方法，其特征在于，所述当前周期排量输出值qml根据所述变量泵的上一周期的压力值ΡΜ、上一周期的排量控制电流Imtl、上一周期的发动机转速％、以及所述变量泵的当前周期的压力值Pfml、当前周期的发动机转速Ii1获得。
4.根据权利要求2所述的发动机转速控制方法，其特征在于，所述当前周期排量输出值qml根据所述变量泵的上一周期的压力值ΡΜ、上一周期的排量控制电流Imtl、上一周期的发动机转速IV当前周期的压力值pfml、当前周期的发动机转速ηι、以及所述工程机械的定量泵的上一周期的压力值Pfatl、上一周期的排量控制电流Iatl、上一周期的发动机转速％、当前周期的压力值Pfal、当前周期的排量控制电流Ial、当前周期的发动机转速Ill获得，其中Iatl=T
xal °
5.根据权利要求2所述的发动机转速控制方法，其特征在于，所述反馈控制算法为PID控制算法、模糊算法、以及人工神经网络算法中的任一者。
6.一种发动机转速控制设备，其特征在于，该设备包括: 接收器，用于接收工程机械的变量泵的当前周期排量输出值qml以及目标排量输出值Qp ； 控制器，用于根据所述当前周期排量输出值qml以及所述目标排量输出值qp计算变量泵排量控制量qt;以及还用于根据所述变量泵排量控制量qt、变量泵排量控制阀最大电流Imax、变量泵排量控制阀开启电流Imin、变量泵最大排量qmax获得变量泵排量控制阀控制电流It,并将所述变量泵排量控制阀控制电流It输出给变量泵排量控制阀，以通过调节变量泵的排量来控制发动机转速。
7.根据权利要求6所述的发动机转速控制设备，其特征在于，所述目标排量输出值qp根据发动机掉速值的反馈控制算法获得，其中所述发动机掉速值为发动机目标转速nt和当前周期的发动机转速Il1之差。
8.根据权利要求7所述的发动机转速控制设备，其特征在于，所述当前周期排量输出值qml根据所述变量泵的上一周期的压力值ΡΜ、上一周期的排量控制电流Imtl、上一周期的发动机转速％、以及所述变量泵的当前周期的压力值Pfml、当前周期的发动机转速Ii1获得。
9.根据权利要求7所述的发动机转速控制设备，其特征在于，所述当前周期排量输出值qml根据所述变量泵的上一周期的压力值ΡΜ、上一周期的排量控制电流Imtl、上一周期的发动机转速IV当前周期的压力值pfml、当前周期的发动机转速ηι、以及所述工程机械的定量泵的上一周期的压力值Pfatl、上一周期的排量控制电流Iatl、上一周期的发动机转速％、当前周期的压力值Pfal、当前周期的排量控制电流Ial、当前周期的发动机转速Ill获得，其中Iatl=T
xal °
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述反馈控制算法为PID控制算法、模糊算法、以及人工神经网络算法中的任一者。
11.一种发动机转速控制系统，其特征在于，该系统包括: 发动机转速传感器，用于测量发动机转速； 变量泵压力传感器，用于测量工程机械的变量泵的压力值； 根据权利要求8所述的发动机转速控制设备，其中所述发动机转速传感器和所述变量泵压力传感器分别与所述发动机转速控制设备连接，以将测量的发动机转速和变量泵的压力值发送到所述发动机转速控制设备的接收器；以及 变量泵排量控制阀，与所述发动机转速控制设备的控制器连接，用于根据所述变量泵排量控制阀控制电流It调节自身的排量，从而控制发动机转速。
12.—种发动机转速控制系统，其特征在于，该系统包括: 发动机转速传感器，用于测量发动机转速； 变量泵压力传感器，用于测量工程机械的变量泵的压力值； 定量泵压力传感器，用于测量所述工程机械的定量泵的压力值；以及根据权利要求9所述的发动机转速控制设备，其中所述发动机转速传感器、所述变量泵压力传感器、和所述定量泵压力传感器分别与所述发动机转速控制设备连接，以将测量的发动机转速、变量泵的压力值、定量泵的压力值发送到所述发动机转速控制设备的接收器；以及 变量泵排量控制阀，与所述发动机转速控制设备的控制器连接，用于根据所述变量泵排量控制阀控制电流It调节自身的排量，从而控制发动机转速。
13.—种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求11或12所述的发动机转速控制系统。
【文档编号】F02D29/00GK104033260SQ201410250155
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】赵亮, 何欢, 肖定成 申请人:上海中联重科桩工机械有限公司, 中联重科股份有限公司