发动机转速控制方法、控制系统及臂架式工程机械技术方案

本发明专利技术涉及臂架式工程机械技术领域，公开了一种发动机转速控制方法，用于控制臂架动作时臂架式工程机械的发动机的输出转速，包括：步骤A，检测液压系统的负载压力及臂架的运动速度；步骤B，中央控制单元根据所述负载压力、所述臂架的运动速度确定发动机目标转速；步骤C，中央控制单元将所述发动机目标转速发送给发动机控制单元，发动机控制单元根据发动机反馈的当前速度值，进行转速闭环调节，使发动机的当前速度与所述发动机目标转速一致。本发明专利技术还公开了一种发动机转速控制系统及具有该发动机转速控制系统的臂架式工程机械。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及臂架式工程机械
，尤其涉及一种用于控制臂架动作时臂架式工程机械的发动机输出转速的发动机转速控制方法，本专利技术还涉及一种发动机转速控制系统及具有该发动机转速控制系统的臂架式工程机械。
技术介绍
混凝土泵车是一种常见的臂架式工程机械，混凝土泵车广泛用于城市、交通、国防设施等现代化建设工程中，其经济性能的优劣直接关系到施工成本的高低及环境污染的程度，在当今节能环保理念日趋深入人心的情况下，高效、节能、环保的混凝土泵车产品越来越受到青睐。混凝土泵车的动力系统是通过动力分动箱将发动机的动力传递给液压泵组，液压泵排出的液压油一部分带动混凝土泵工作，另一部分用于驱动臂架结构的各节臂架进行动作。现有技术中，混凝土泵车臂架动作时，发动机动力系统控制模式均让发动机工作在额定转速下，这种控制模式可以提供充足的动力，同时满足臂架操作时的最大流量需求， 不需做动力匹配及流量匹配，控制方法简单，可靠性较高。上述的发动机动力系统控制模式，将发动机设定在额定转速，动力储备相当充足， 设备工作在油耗很高的区域，没有运行在经济工作区，导致底盘动力系统的经济性能下降。另外，混凝土泵车臂架属于轻载工况，发动机工作在额定转速下，必然使得多余的功率以振动、冲击、噪音等形式消耗掉，由此造成的长期能源浪费是相当严重。因此，在进行臂架操作时，如何使得发动机始终工作在燃油利用的高效区域，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种发动机转速控制方法，用于控制臂架动作时臂架式工程机械的发动机输出转速，可使得发动机始终工作在燃油利用的高效区域。本专利技术的第二个目的是提供一种发动机转速控制系统，本专利技术的第三个目的是提供一种具有上述发动机转速控制系统的臂架式工程机械。为了实现上述第一个目的，本专利技术提供了一种发动机转速控制方法，用于控制臂架动作时臂架式工程机械的发动机的输出转速，包括步骤A，检测液压系统的负载压力及臂架的运动速度；步骤B，中央控制单元根据所述负载压力、所述臂架的运动速度确定发动机目标转速；步骤C，中央控制单元将所述发动机目标转速发送给发动机控制单元，发动机控制单元根据发动机反馈的当前速度值，进行转速闭环调节，使发动机的当前速度与所述发动机目标转速一致。优选的，所述步骤B具体为中央控制单元根据功率匹配模型、流量匹配模型计算出与所述负载压力、所述臂架的运动速度相匹配的发动机初始控制转速，根据所述发动机初始控制转速确定所述发动机目标转速。优选的，所述发动机目标转速为所述发动机初始控制转速；或者，所述中央控制单元获取与所述发动机初始控制转速相对应的发动机区段转速，所述发动机目标转速为所述发动机区段转速。优选的，采用加装在液压系统中的压力传感器来检测所述负载压力。优选的，所述臂架的运动速度通过臂架遥控器的推杆推幅及档位来反映。优选的，所述发动机初始控制转速与所述负载压力、所述推杆推幅之间满足以下关系n = f (P，q, T0, T1......Tn)，其中，η为发动机初始控制转速，P为负载压力，q为液压泵排量，T0为旋转臂架所对应的推杆推幅，T1为第一节臂架所对应的推杆推幅，Tn为第η节臂架所对应的推杆推幅。本专利技术提供的发动机转速控制方法包括以下步骤，检测液压系统的负载压力，并检测臂架的运动速度；中央控制单元根据所述负载压力、所述臂架运动速度确定发动机目标转速；中央控制单元将所述发动机目标转速发送给发动机控制单元，发动机控制单元根据发动机反馈的当前速度值，进行闭环调节，使发动机的当前速度与发动机目标转速一致。这种发动机转速控制方法，采集液压系统的负载压力信号、臂架动作速度信号，计算出满足臂架动力流量需求及发动机输出功率需求的最佳发动机转速，将该最佳发动机转速设定为发动机目标转速，将给发动机目标转速输入给发动机控制单元，发动机实时反馈的当前转速发送给中央控制单元，发动机控制单元根据发动机反馈的当前转速实施PID闭环控制，使得发动机的当前转速工作在设定的发动机目标转速。这种发动机转速控制方法可实现臂架动作时动力系统能量的按需供给，使发动机始终工作在燃油利用的高效区域，无多余能量损失，系统的冲击、噪声、机械损耗等显著降低；这种发动机转速控制方法可实现臂架动作时液压系统流量的按需供给，无溢流损失； 这种发动机转速控制方法可实现臂架动作时发动机转速随负载压力及臂架操作的变化而实时自动调节，自动化程度较高，适应能力强。优选方案中，中央控制单元根据功率匹配模型、流量匹配模型计算出与负载压力、 臂架运动速度相匹配的发动机初始控制转速；中央控制单元获取与发动机初始控制转速相对应的发动机区段转速，该发动机区段速度为所述发动机目标转速。根据臂架动作的连续性和稳定性要求，需要用于控制臂架动作的液压油的流量具有均勻连续性；而发动机初始控制转速是实时最佳速度，是一个实时变化的量，为了保证臂架动作的连续性和稳定性，设定与实时变化的发动机初始控制转速相对应的发动机区段转速，发动机区段转速由多个转速不同的连续的转速区段构成，每个转速区段为稳定的转速值，将该发动机区段转速作为所述发动机目标转速，可保证臂架动作时流量的连续性及发动机输出功率的稳定性。为了实现上述第二个目的，本专利技术提供了一种发动机转速控制系统，包括中央控制单元、发动机控制单元，所述中央控制单元获取液压系统的负载压力及臂架的运动速度， 并根据所述负载压力、所述臂架速度确定发动机目标转速；中央控制单元将所述发动机目标转速发送给发动机控制单元，发动机控制单元根据发动机反馈的当前速度值，进行转速闭环调节，使当发动机的前速度与所述发动机目标转速一致。优选的，还包括用于检测液压系统负载压力的压力传感器，所述压力传感器加装在所述液压系统中。本专利技术提供的发动机转速控制系统包括中央控制单元、发动机控制单元，所述中央控制单元获取液压系统的负载压力及臂架的运动速度，并根据所述负载压力、所述臂架速度确定发动机目标转速；中央控制单元将所述发动机目标转速发送给发动机控制单元， 发动机控制单元根据发动机反馈的当前速度值，进行转速闭环调节，使发动机的当前速度与所述发动机目标转速一致。这种发动机转速控制系统可实现臂架动作时动力系统能量的按需供给，使发动机始终工作在燃油利用的高效区域，无多余能量损失，系统的冲击、噪声、机械损耗等显著降低；这种发动机转速控制方法可实现臂架动作时液压系统流量的按需供给，无溢流损失； 这种发动机转速控制方法可实现臂架动作时发动机转速随负载压力及臂架操作的变化而实时自动调节，自动化程度较高，适应能力强。为了实现上述第三个目的，本专利技术提供了一种臂架式工程机械，该臂架式工程机械具有上述的发动机转速控制系统。由于上述的发动机转速控制系统具有上述技术效果， 具有该发动机转速控制系统的臂架式工程机械也应具备相应的技术效果。具体的方案中，该臂架式工程机械为混凝土泵车、布料机、全地面起重机或汽车起重机。附图说明图1为本专利技术所提供的发动机转速控制方法的一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示的发动机转速控制方法的控制原理示意图；图3为本专利技术所提供的发动机转速控制方法的另一种具体实施方式的结构示意图。具体实施例方式为了使本领域的技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：易小刚，蒲东亮，刘强，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：