CN109252970B - 一种发动机转速控制方法、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机转速控制方法、发动机及车辆。该发动机转速控制方法包括：获取发动机的工作模式；根据所述工作模式确定所述发动机的需求转速；根据所述需求转速确定所述发动机的转速修正系数；根据所述发动机的当前扭矩和当前转速，以及所述转速修正系数确定所述发动机的修正转速；根据所述当前扭矩、所述需求转速和所述修正转速确定所述发动机的输出转速。本发明实施例提供的发动机转速控制方法，通过利用转速修正系数、发动机的当前扭矩和当前转速确定发动机的修正转速，并在发动机需要增大扭矩、提高转速的过程中，利用修正转速将发动机的需求转速修正为输出转速，可以达到节省发动机油耗的效果。

Description

一种发动机转速控制方法、发动机及车辆

技术领域

本发明实施例涉及车辆发动机技术领域，尤其涉及一种发动机转速控制方法、发动机及车辆。

背景技术

工程机械类整车在进行工作时，需要发动机维持恒定的转速。通常，整车的控制器通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线输出目标转速至给发动机的电子控制单元，电子控制单元可以将发动机的转速控制在目标转速附近，无需驾驶员时刻调整油门，从而减轻了驾驶员的劳动强度。

当车辆的发动机由转速较低的第一工作模式调至转速较高的第二工作模式时，或在车辆的负载突然增大时，控制器局域网络总线输出的目标转速也往往随之增大，此时，电子控制单元需要通过提高发动机的油门的喷油速率，使车辆的发动机从转速较低的最初转速逐渐增加至新的目标转速附近。

由于新的目标转速与发动机的最初转速存在一定的差异，在提高发动机的转速的过程中，电子控制单元需要控制发动机的油门多喷出大量的油，以到达提高发动机转速的目的。在整个发动机转速增加的过程中，油门的喷油速率明显大于发动机在以稳定转速工作时的喷油速率，这容易导致大量的油耗增加。

发明内容

本发明提供一种发动机转速控制方法、发动机及车辆，以降低发动机的油耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种发动机转速控制方法，包括：

获取发动机的工作模式；

根据所述工作模式确定所述发动机的需求转速；

根据所述需求转速确定所述发动机的转速修正系数；

根据所述发动机的当前扭矩和当前转速，以及所述转速修正系数确定所述发动机的修正转速；

根据所述当前扭矩、所述需求转速和所述修正转速确定所述发动机的输出转速。

进一步地，所述根据所述发动机的当前扭矩和当前转速，以及所述转速修正系数确定所述发动机的修正转速，包括：

根据所述当前转速与所述当前扭矩确定扭矩修正值；

计算所述扭矩修正值与所述转速修正系数的乘积结果；

将所述乘积结果与预设值进行比较，当所述乘积结果大于或者等于所述预设值时，将所述乘积结果作为所述修正转速；当所述乘积结果小于所述预设值时，将所述预设值作为所述修正转速。

进一步地，所述根据所述当前转速与所述当前扭矩确定扭矩修正值，包括：

获取所述发动机的当前转速；

根据转速与扭矩之间的第一对应关系，获取与所述当前转速对应的反馈扭矩；

获取所述发动机的当前扭矩，并根据所述当前扭矩与所述反馈扭矩确定扭矩修正值。

进一步地，根据所述当前扭矩与所述反馈扭矩确定扭矩修正值，包括：

将所述当前扭矩与所述反馈扭矩的差值作为所述扭矩修正值。

进一步地，所述根据所述当前扭矩、所述需求转速和所述修正转速确定所述发动机的输出转速，包括：

获取所述发动机的当前扭矩；

将所述当前扭矩与扭矩标定值进行比较，当所述当前扭矩大于所述扭矩标定值时，将所述需求转速与所述修正转速的差值作为所述发动机的输出转速；当所述当前扭矩小于或者等于所述扭矩标定值时，将所述需求转速作为所述发动机的输出转速。

进一步地，根据所述需求转速确定所述发动机的转速修正系数，包括：

获取需求转速与转速修正系数之间的第二对应关系；

根据所述第二对应关系以及所述需求转速，确定所述发动机的转速修正系数。

进一步地，所述根据所述工作模式确定所述发动机的需求转速，包括：

获取工作模式与需求转速之间的第三对应关系；

根据所述第三对应关系以及所述工作模式，确定与所述发动机的需求转速。

进一步地，所述获取发动机的工作模式，包括：

接收工作模式信号；

根据所述工作模式信号确定所述发动机的工作模式。

第二方面，本发明实施例还提供了一种发动机，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一项所述的发动机转速控制方法。

第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，其特征在于，包括上述第二方面所述的发动机。

本发明实施例提供的发动机转速控制方法，通过利用转速修正系数、发动机的当前扭矩和当前转速确定发动机的修正转速，并在发动机需要增大扭矩、提高转速的过程中，利用修正转速将发动机的需求转速修正为输出转速，可以达到节省发动机油耗的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的发动机转速控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的确定发动机的修正转速的流程图；

图3是本发明实施例提供的确定发动机的扭矩修正值的流程图；

图4是本发明实施例提供的确定发动机的输出转速的流程图；

图5是本发明实施例提供的确定发动机的转速修正系数的流程图；

图6是本发明实施例提供的确定发动机的需求转速的流程图；

图7是本发明实施例提供的确定发动机的工作模式的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的发动机转速控制方法的流程图。具体地，请参考图1，该发动机转速控制方法包括：

步骤10、获取发动机的工作模式。

一般情况下，每台发动机都至少包括两个或两个以上的工作模式，不同的工作模式对应发动机的不同的工作状态，在利用本实施例提高的转速控制方法控制发动机的转速的过程中，需要首先确定发动机的工作模式，根据发动机的工作模式，并综合考虑其他影响发动机转速因素控制发动机的转速。发动机的工作模式通常由驾驶员决定，示例性地，驾驶员可以通过操作液压控制器来控制或切换发动机的工作状态。

步骤20、根据工作模式确定发动机的需求转速。

具体地，每种工作模式都对应一定的发动机转速，当发动机处于稳定的工作状态时，发动机就以该转速工作。此处所说的稳定的工作状态，可以应该理解为，发动机的负载没有突然变化，发动机的工作模式也没有发生变化。

步骤30、根据需求转速确定发动机的转速修正系数。

具体地，每种工作模式对应一个需求转速，每个需求转速对应一个转速修正系数。转速修正系数用于获取修正转速，当发动机输出的需求转速不同时，对应的转速修正系数不同，利用转速修正系数可以得到与发动机的当前的工作模式相匹配的修正转速，具体获取修正转速的方法将在后面的实施例中进行描述。

步骤40、根据发动机的当前扭矩和当前转速，以及转速修正系数确定发动机的修正转速。

具体地，在获取发动机的修正转速时，需要考虑发动机的工作模式，并利用转速修正系数反映发动机的工作模式；在获取发动机的修正转速时，还需要考虑发动机当前实际的运行状况，即，发动机的当前扭矩和当前转速。其中，当前扭矩和当前转速均与发动机的工作模式以及负载有关。示例性地，在工作模式不变的情况下，发动机的负载突然增大，会导致发动机的当前扭矩增大，由于发动机的输出功率保持不变，因此，发动机的当前转速会突然降低，为恢复转速，需要增大发动机的当前扭矩；或者，当发动机的负载不变，而发动机的工作模式突然从转速较低的工作模式调整至转速较高的工作模式，此时，发动机的当前转速仍保持不变，为提高转速，需要增大发动机的当前扭矩。在确定发动机的修正转速时，需要根据发动机的当前扭矩和当前转速确定发动机当前的运行状况，并结合转速修正系数对发动机的需求转速进行有针对性的修正。

步骤50、根据当前扭矩、需求转速和修正转速确定发动机的输出转速。

示例性地，在发动机的工作模式不变的情况下，如果负载的增加量为确定值，对应的发动机的转速降低量也是确定值。可以理解的是，发动机的需求转速的取值大于输出转速，且输出转速的取值大于发动机的当前转速。如果直接以发动机的需求转速为目标，按照发动机的需求转速直接调整当前转速，由于需求转速与当前转速的差值相对较大，发动机所需要的做功较大，发动机的喷油速率也就会较大，油耗量较大。如果以输出转速为目标，按照输出转速调整发动机的当前转速，由于输出转速与当前转速的差值相对较小，发动机所需要的做功相对较小，发动机的喷油速率也就相对较小，油耗量较小。因此，可以理解的是，在发动机从当前较低的转速恢复至较高的需求速率的过程中，通过设置修正转速，使发动机按照转速较低的输出转速进行速率调整，可以达到节省油耗的目的。同理，如果在负载不变的情况下，发动机从转速较低的工作模式突然切换到转速较高的工作模式，也可以利用修正转速将需求转速暂时调整至输出速率，使发动机首先按照输出转速进行速率调整，也可以达到节省油耗的目的。

可以理解的是，本实施例中的输出转速取决于需求转速和修正转速，而修正转速与发动机的当前扭矩、当前转速和转速修正系数有关；在发动机的工作模式确定后，需求转速和转速修正系数为定值，但由于发动机的当前扭矩增大，发动机当前转速均随时间逐渐增大，并导致由需求转速和修正转速确定的输出转速也在逐渐增加，最终使当前转速、输出转速和需求转速这三者达到相等的水平。可见，本实施例提供的转速修正方法，在发动机需要提高转速的情况下，可以按照输出转速控制发动机的当前转速逐渐增加，使输出转速逐渐增加至需求转速，最终，在控制发动机的当前转速恢复至需求转速的同时，还达到了节省油耗的目的。

具体地，在获取了需求转速和修正转速之后，还需要考虑发动机的当前扭矩，根据当前扭矩决定是否需要对发动机的需求转速进行修正。可以理解的是，如果发动机的当前扭矩很大，说明发动机的确在通过增加扭矩来提高当前转速，只有在这种情况下，才需要对需求转速进行修正，使需求转速暂时按照输出转速进行；如果发动机的当前扭矩不大，甚至当前扭矩有变小的趋势，则表明发动机并没有通过增加扭矩来提高当前转速的需求。示例性地，如果发动机的工作模式不变，发动机的负载突然降低，发动机的转速会瞬间增大，在发动机后续的运行过程中，需要通过减小当前扭矩以降低发动机的转速；或者在负载不变的情况下，发动机从转速较高的工作模式切换到转速较低的工作模式时，同样需要通过减小当前扭矩以降低发动机的转速。在发动机扭矩减小的过程中，发动机的喷油速率也会随之降低，因此，不会造成额外的油耗增加，此时，则无需利用修正转速对需求转速进行修正。

本发明实施例提供的发动机转速控制方法，通过利用转速修正系数、发动机的当前扭矩和当前转速确定发动机的修正转速，并在发动机需要增大扭矩、提高转速的过程中，利用修正转速将发动机的需求转速修正为输出转速，可以达到节省发动机油耗的效果。

图2是本发明实施例提供的确定发动机的修正转速的流程图。可选地，请参考图1和图2，步骤40，根据发动机的当前扭矩和当前转速，以及转速修正系数确定发动机的修正转速，包括：

步骤41、根据当前转速与当前扭矩确定扭矩修正值。

具体地，扭矩修正值用于确定修正转速，而修正转速与发动机的当前转速和当前扭矩有关，因此，根据在确定扭矩修正值时，需要考虑发动机的当前转速和当前扭矩，其具体确定方法将在后面的实施例进行介绍。需要说明的是，此处所得到的扭矩修正值可以为正，也可以为负。

步骤42、计算扭矩修正值与转速修正系数的乘积结果。

需要说明的是，转速修正系数相当于是系数参数，通常可以设置为正值，因此，扭矩修正值与转速修正系数的乘积结果可以为正，也可以为负。

步骤43、将乘积结果与预设值进行比较，当乘积结果大于或者等于预设值时，将乘积结果作为修正转速；当乘积结果小于预设值时，将预设值作为修正转速。

可选地，此处的预设值可以为0，通常，如果乘积结果大于0，则表明发动机需要修正转速对需求转速进行修正，可以将乘积结果作为修正转速；如果乘积结果小于0，则表明发动机暂时不需要修正转速对需求转速进行修正，将0作为修正转速即可。

图3是本发明实施例提供的确定发动机的扭矩修正值的流程图。可选地，请参考图2和图3，步骤41，根据当前转速与当前扭矩确定扭矩修正值，包括：

步骤411、获取发动机的当前转速。

可选地，电子控制单元可以根据转速传感器采集的转速信息实时获取发动机的当前转速。

步骤412、根据转速与扭矩之间的第一对应关系，获取与当前转速对应的反馈扭矩。

具体地，发动机在任意转速时均对应一个反馈扭矩值。第一对应关系可以包括发动机的任意转速，以及与任意转速对应的反馈扭矩；其中，任意转速小于或等于发动机的最大转速。在步骤411获取了发动机的当前转速以后，即可根据当前转速获取与当前转速对应的反馈扭矩。

步骤413、获取发动机的当前扭矩，并根据当前扭矩与反馈扭矩确定扭矩修正值。

具体地，可以根据扭矩传感器采集的转速信息实时获取发动机的当前扭矩。由于扭矩修正值与发动机的当前扭矩和反馈扭矩有关，在获取了当前扭矩和反馈扭矩后，就可以确定扭矩修正值。

可选地，根据当前扭矩与反馈扭矩确定扭矩修正值，包括：将当前扭矩与反馈扭矩的差值作为扭矩修正值。具体地，由于反馈扭矩反映的是发动机当前的转速，如果发动机的当前转速小于需求转速，发动机需要增大当前扭矩值，进而提高当前转速，此时，发动机的当前扭矩往往大于反馈扭矩，通过当前扭矩与反馈扭矩的差值，即可确定发动机当前所需要的扭矩修正值。同理，如果发动机的当前转速大于或等于需求转速，发动机不需要提高当前转速，也不需要增大当前扭矩值，此时，发动机的当前扭矩往往小于或等于反馈扭矩，通过当前扭矩与反馈扭矩的差值，即可确定发动机当前所需要的扭矩修正值。

图4是本发明实施例提供的确定发动机的输出转速的流程图。可选地，请参考图1和图4，步骤50，根据当前扭矩、需求转速和修正转速确定发动机的输出转速，包括：

步骤51、获取发动机的当前扭矩。

可选地，此处可以采用与前述实施例类似或相同的方法获取发动机的当前扭矩，不再赘述。

步骤52、将当前扭矩与扭矩标定值进行比较，当当前扭矩大于扭矩标定值时，将需求转速与修正转速的差值作为发动机的输出转速；当当前扭矩小于或者等于扭矩标定值时，将需求转速作为发动机的输出转速。

当当前扭矩大于扭矩标定值时，表明发动机的当前转速小于需求转速，发动机需要增大当前扭矩，进而提高当前转速，为节省油耗，需要利用修正转速修正需求转速，并以低于需求转速的输出转速作为调整目标，控制发动机提高转速。当当前扭矩小于扭矩标定值时，表明发动机的当前转速大于或等于需求转速，发动机不需要提高当前转速，也不需要增大当前扭矩值，此时，无需对需求转速进行修正，因此，可以直接将需求转速作为输出转速。

图5是本发明实施例提供的确定发动机的转速修正系数的流程图。可选地，请参考图1和图5，步骤30，根据需求转速确定发动机的转速修正系数，包括：

步骤31、获取需求转速与转速修正系数之间的第二对应关系。

具体地，需求转速与转速修正系数之间存在一一对应的第二对应关系，每个需求转速对应唯一一个转速修正系数。其中第二对应关系包括发动机的任意需求转速，以及与任意需求转速对应的转速修正系数。

步骤32、根据第二对应关系以及需求转速，确定发动机的转速修正系数。

具体地，由于需求转速与转速修正系数一一对应，在获取第二对应关系之后，根据发动机的需求转速，即可利用第二对应关系确定转速修正系数。

图6是本发明实施例提供的确定发动机的需求转速的流程图。可选地，请参考图1和图6，步骤20，所述根据所述工作模式确定所述发动机的需求转速，包括：

步骤21、获取工作模式与需求转速之间的第三对应关系。

具体地，工作模式与需求转速数之间存在一一对应的第三对应关系，每个需求转速对应唯一一个转速修正系数。其中第三对应关系包括发动机的任意工作模式，以及与任意工作模式对应的需求需求转速。

步骤22、根据第三对应关系以及工作模式，确定与发动机的需求转速。

具体地，由于工作模式与需求转速一一对应，在获取第三对应关系之后，根据发动机的工作模式，即可利用第二对应关系确定需求转速。

图7是本发明实施例提供的确定发动机的工作模式的流程图。可选地，请参考图1和图7，步骤10，所述获取发动机的工作模式，包括：

步骤11、接收工作模式信号。

步骤12、根据工作模式信号确定发动机的工作模式。

具体地，发动机的工作模式信号可以通过驾驶员通过操作液压控制器等产生，并通过控制器局域网络总线将工作模式信号发送个电子控制单元，电子控制单元根据接收到的工作模式信号控制发动机运行。为了使电子控制单元能够识别该工作模式信号，在利用CAN总线发送工作模式前，还需要将驾驶员的对液压控制器的操作转化为电子控制单元能够识别的工作模式信号。

基于同一发明构思，本实施例还提供了一种发动机，该发动机包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述任意实施例所述的发动机转速控制方法。

本实施例提供的发动机，通过利用转速修正系数、发动机的当前扭矩和当前转速确定发动机的修正转速，并在发动机需要增大扭矩、提高转速的过程中，利用修正转速将发动机的需求转速修正为输出转速，可以达到节省发动机油耗的效果。

基于同一发明构思，本实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述任意实施例所述的发动机。

本实施例提供的车辆，通过利用转速修正系数、发动机的当前扭矩和当前转速确定发动机的修正转速，并在发动机需要增大扭矩、提高转速的过程中，利用修正转速将发动机的需求转速修正为输出转速，可以达到节省发动机油耗的效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种发动机转速控制方法，其特征在于，包括：

获取发动机的工作模式；

根据所述工作模式确定所述发动机的需求转速；

根据所述需求转速确定所述发动机的转速修正系数；

根据所述发动机的当前扭矩和当前转速，以及所述转速修正系数确定所述发动机的修正转速；

根据所述当前扭矩、所述需求转速和所述修正转速确定所述发动机的输出转速。

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，所述根据所述发动机的当前扭矩和当前转速，以及所述转速修正系数确定所述发动机的修正转速，包括：

根据所述当前转速与所述当前扭矩确定扭矩修正值；

计算所述扭矩修正值与所述转速修正系数的乘积结果；

将所述乘积结果与预设值进行比较，当所述乘积结果大于或者等于所述预设值时，将所述乘积结果作为所述修正转速；当所述乘积结果小于所述预设值时，将所述预设值作为所述修正转速。

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，所述根据所述当前转速与所述当前扭矩确定扭矩修正值，包括：

获取所述发动机的当前转速；

根据当前转速与反馈扭矩之间的第一对应关系，获取与所述当前转速对应的反馈扭矩；

获取所述发动机的当前扭矩，并根据所述当前扭矩与所述反馈扭矩确定扭矩修正值。

4.根据权利要求3所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据所述当前扭矩与所述反馈扭矩确定扭矩修正值，包括：

将所述当前扭矩与所述反馈扭矩的差值作为所述扭矩修正值。

5.根据权利要求1所述的发动机转速控制方法，其特征在于，所述根据所述当前扭矩、所述需求转速和所述修正转速确定所述发动机的输出转速，包括：

获取所述发动机的当前扭矩；

将所述当前扭矩与扭矩标定值进行比较，当所述当前扭矩大于所述扭矩标定值时，将所述需求转速与所述修正转速的差值作为所述发动机的输出转速；当所述当前扭矩小于或者等于所述扭矩标定值时，将所述需求转速作为所述发动机的输出转速。

6.根据权利要求1所述的发动机转速控制方法，其特征在于，根据所述需求转速确定所述发动机的转速修正系数，包括：

获取需求转速与转速修正系数之间的第二对应关系；

根据所述第二对应关系以及所述需求转速，确定所述发动机的转速修正系数。

7.根据权利要求1所述的发动机转速控制方法，其特征在于，所述根据所述工作模式确定所述发动机的需求转速，包括：

获取工作模式与需求转速之间的第三对应关系；

根据所述第三对应关系以及所述工作模式，确定与所述发动机的需求转速。

8.根据权利要求1所述的发动机转速控制方法，其特征在于，所述获取发动机的工作模式，包括：

接收工作模式信号；

根据所述工作模式信号确定所述发动机的工作模式。

9.一种发动机，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8任一项所述的发动机转速控制方法。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的发动机。

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