[發(fā)明專利]極限功率匹配控制系統(tǒng)、方法、裝置及工程機(jī)械

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310681373.5
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103670750A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李迎兵;劉偉;李英智
• 申請（專利權(quán)）人: 中聯(lián)重科股份有限公司
• 主分類號: F02D41/24
• 分類號: F02D41/24;F02D41/04
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 李娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種極限功率匹配控制系統(tǒng)、方法、裝置及一種工程機(jī)械。

背景技術(shù)

為了降低發(fā)動機(jī)的成本，節(jié)約能耗，在對發(fā)動機(jī)進(jìn)行選型時，通常并不按照發(fā)動機(jī)的最大功率需求進(jìn)行選型，而是按照能夠滿足大部分常用工況的功率需求進(jìn)行選型，這樣就存在某種工況下發(fā)動機(jī)負(fù)載功率大于發(fā)動機(jī)最大功率的情況，此時，發(fā)動機(jī)就有可能因功率不足而產(chǎn)生熄火。

極限功率匹配控制是目前工程機(jī)械為防止發(fā)動機(jī)熄火而常運(yùn)用的一種控制技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)的形式多種多樣，大多數(shù)是通過改變負(fù)載敏感變量泵中主泵的斜盤擺角來調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的流量，從而降低發(fā)動機(jī)負(fù)載功率，使負(fù)載功率和發(fā)動機(jī)特定轉(zhuǎn)速下的最大功率相匹配，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)在某些重載情況下不過載、不熄火。此外，電控發(fā)動機(jī)通常都包括轉(zhuǎn)速控制器，該轉(zhuǎn)速控制器具有巡航功能，在設(shè)定轉(zhuǎn)速下，如果負(fù)載功率增大，轉(zhuǎn)速控制器會自動調(diào)節(jié)噴油量，以匹配負(fù)載功率的增加（需要受發(fā)動機(jī)外特性曲線的限制），通過該方式也可以在某種程度上減少發(fā)動機(jī)的熄火現(xiàn)象。

本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果操作手柄過快或者因其它因素造成發(fā)動機(jī)負(fù)載扭矩突增，發(fā)動機(jī)仍然容易產(chǎn)生熄火，這嚴(yán)重制約了產(chǎn)品的操控性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種極限功率匹配控制系統(tǒng)、方法、裝置及一種工程機(jī)械，用以有效改善因發(fā)動機(jī)功率不匹配而產(chǎn)生的熄火現(xiàn)象，進(jìn)而提高產(chǎn)品的操控性和可靠性。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的極限功率匹配控制系統(tǒng)，包括：

發(fā)動機(jī)控制模塊和轉(zhuǎn)速控制器；

控制裝置，分別與所述發(fā)動機(jī)控制模塊和所述轉(zhuǎn)速控制器信號連接，用于當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速控制器的當(dāng)前檔位對應(yīng)的轉(zhuǎn)速閾值時，根據(jù)負(fù)載功率得到與所述負(fù)載功率相匹配的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)量；向發(fā)動機(jī)控制模塊輸出轉(zhuǎn)速調(diào)整控制信號，控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增加至所述轉(zhuǎn)速目標(biāo)量。

在本發(fā)明技術(shù)方案中，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于當(dāng)前檔位對應(yīng)的轉(zhuǎn)速閾值時，控制裝置會向發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制模塊輸出轉(zhuǎn)速調(diào)整控制信號，使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增加至轉(zhuǎn)速目標(biāo)量，從而使發(fā)動機(jī)功率與負(fù)載功率相匹配，該方案有效改善了因發(fā)動機(jī)功率不匹配而產(chǎn)生的熄火現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品的操控性和可靠性。

優(yōu)選的，所述控制裝置，進(jìn)一步與所述負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)中負(fù)載敏感變量泵的負(fù)載敏感流量閥信號連接；用于當(dāng)發(fā)動機(jī)的實(shí)際扭矩大于發(fā)動機(jī)的目標(biāo)扭矩時，根據(jù)發(fā)動機(jī)的實(shí)際扭矩與目標(biāo)扭矩的差值和設(shè)定的控制算法得到負(fù)載敏感流量閥的第一控制電流；向所述負(fù)載敏感流量閥輸出所述第一控制電流。

當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降但不低于轉(zhuǎn)速閾值時，控制裝置向負(fù)載敏感流量閥輸出第一控制電流可以調(diào)節(jié)主泵的排量，從而減小發(fā)動機(jī)的負(fù)載扭矩，改善因發(fā)動機(jī)扭矩不足而造成的熄火現(xiàn)象。

優(yōu)選的，控制系統(tǒng)還包括：

設(shè)置于負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)主控制閥的進(jìn)口油路上的比例溢流閥；

分別設(shè)置于所述主控制閥進(jìn)口油路和出口油路上的第一壓力傳感器和第二壓力傳感器；

所述控制裝置，進(jìn)一步與所述比例溢流閥、所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器信號連接，用于當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速低于所述轉(zhuǎn)速閾值時，根據(jù)主控制閥的進(jìn)出口壓差，以及存儲的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降至所述轉(zhuǎn)速閾值時主控制閥的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口壓力得到比例溢流閥的第二控制電流；向比例溢流閥輸出所述第二控制電流，調(diào)整主控制閥的進(jìn)口壓力至所述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口壓力。

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加過快易造成液壓系統(tǒng)流量不穩(wěn)定，致使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生速度波動，該方案在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加時，向比例溢流閥輸出第二控制電流，通過調(diào)整比例溢流閥的溢流壓力使主控制閥的進(jìn)口壓力維持在標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口壓力（即發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降至轉(zhuǎn)速閾值時主控制閥的進(jìn)口壓力），主控制閥的進(jìn)出口壓差可以維持恒定，液壓系統(tǒng)的流量穩(wěn)定，可以防止執(zhí)行機(jī)構(gòu)因此產(chǎn)生的速度波動，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的操控性和可靠性。

基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用于前述技術(shù)方案所述極限功率匹配控制系統(tǒng)的極限功率匹配控制方法，包括：

當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速控制器的當(dāng)前檔位對應(yīng)的轉(zhuǎn)速閾值時，根據(jù)負(fù)載功率得到與所述負(fù)載功率相匹配的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速目標(biāo)量；

向發(fā)動機(jī)控制模塊輸出轉(zhuǎn)速調(diào)整控制信號，控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增加至所述轉(zhuǎn)速目標(biāo)量。

當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于當(dāng)前檔位對應(yīng)的轉(zhuǎn)速閾值時，向發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制模塊輸出轉(zhuǎn)速調(diào)整控制信號，使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增加至轉(zhuǎn)速目標(biāo)量，可以使發(fā)動機(jī)功率與負(fù)載功率相匹配，從而有效改善因發(fā)動機(jī)功率不匹配而產(chǎn)生的熄火現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的操控性和可靠性。