CN110984269A - 一种推土机智能降耗方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种推土机智能降耗方法。该推土机智能降耗方法包括：确定发动机的运行模式，运行模式至少包括第一运行模式；当发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的参数，参数包括第一运行模式的初始调速率和燃油消耗率平均值S_平n；根据燃油消耗率平均值S_平n和第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率；根据实际调速率调整发动机的输出扭矩M。通过对不同工况下发动机的调速率进行调节，在推土机运行过程中遇到负载变化时，实现动力与负载达到最佳匹配，从而在保证转速的同时达到降低油耗的效果。

Description

一种推土机智能降耗方法

技术领域

本发明实施例涉及推土机控制技术，尤其涉及一种推土机智能降耗方法。

背景技术

在推土机工作过程中常常会遇到负载突然变化的情况，需要对发动机的运行参数进行调整。

发动机ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)是对发动机的运行进行控制的设备，目前推土机发动机的运行模式均为恒转速控制模式，当遇到负载增加时，为了保证发动机转速不掉速，发动机ECU会优先增加喷油，保证转速避免转速波动。

但是，在保证转速的同时，油耗较高，会造成推土机的经济性较低。

发明内容

本发明提供一种推土机智能降耗方法，以实现推土机运行过程中通过控制发动机的不同调速率达到动力与负载的最佳匹配，从而在保证转速的同时降低油耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种推土机智能降耗方法包括：

确定发动机的运行模式，所述运行模式至少包括第一运行模式；

当发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的参数，所述参数包括第一运行模式的初始调速率和燃油消耗率平均值S_平n；

根据所述燃油消耗率平均值S_平n和所述第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率；

根据所述实际调速率调整发动机的输出扭矩M。

可选的，所述运行模式还包括第二运行模式和第三运行模式；

所述确定发动机的运行模式，包括：

获取所述发动机的负载率F；

当所述负载率F小于等于第一阈值时，所述发动机以所述第一运行模式运行；

当所述负载率F大于所述第一阈值、且小于第二阈值时，所述发动机以所述第二运行模式运行；

当所述负载率F大于等于所述第二阈值时，所述发动机以所述第三运行模式运行。

可选的，所述第一运行模式的初始调速率为i₁；第二运行模式的初始调速率为i₀；第三运行模式的初始调速率为0，其中，i₁＞i₀。

可选的，在获取发动机的参数之前，还包括：

将连续调整次数N₁和连续稳定次数N₂设置为初始值0。

可选的，根据所述燃油消耗率平均值S_平n和所述第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率包括：

步骤a)判断(S_L-S_平n)÷S_L的结果是否大于第一预设值，其中，S_L为发动机的理论燃油消耗率；

步骤b)若是，则根据所述第一运行模式的初始调速率和预设算法计算所述实际调速率，将连续调整次数N₁的数值加1，并返回执行步骤a)；

步骤c)若否，将连续调整次数N₁重设为0。

可选的，在所述判断结果为否后，还包括：

判断(S_L-S_平n)÷S_L的结果是否小于第二预设值；

若是，则将所述连续稳定次数N₂的数值加1；

若否，则将所述连续稳定次数N₂重设为0。

可选的，推土机智能降耗方法还包括：

判断所述连续稳定次数N₂数值是否大于2；

若是，则保持当前发动机的实际调速率运行，并将所述连续调整次数N₁设置为初始值0；

若否，则以当前发动机的实际调速率作为所述第一运行模式的初始调速率，并进入下一次实际调速率调节。

可选的，推土机智能降耗方法还包括：

判断所述连续调整次数N₁的数值是否大于3、且所述连续稳定次数N₂数值是否大于2；

若是，则输出告警信息，所述告警信息用于指示是否重新进行匹配。

可选的，在所述判断结果为是后，还包括：

判断当前发动机的实际调速率i_n是否大于第三预设值；

若是，则保持当前发动机的实际调速率i_n不变；

若否，则以当前发动机的实际调速率作为所述第一运行模式的初始调速率，并进入下一次实际调速率调节。

第二方面，本发明实施例还提供了一种推土机包括：显示器、控制器和发动机ECU，

所述控制器包括：运行模式确定模块，参数获取模块，调速率调整模块和扭矩输出模块；

所述运行模式确定模块，用于确定发动机的运行模式，所述运行模式至少包括第一运行模式；

所述参数获取模块，用于当发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的参数，所述参数包括第一运行模式的初始调速率和燃油消耗率平均值S_平n；

所述调速率调整模块，用于根据所述燃油消耗率平均值S_平n和所述第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率；

所述扭矩输出模块，用于根据所述实际调速率调整发动机的输出扭矩M。

本发明通过控制器对发动机参数的监控结合发动机ECU预设的计算和判断程序对发动机的调速率进行调整，解决推土机遇到负载变化时，发动机在保证转速的同时，油耗较高，会造成推土机的经济性较低问题，实现推土机运行过程中控制发动机的不同调速率达到动力与负载的最佳匹配，从而在保证转速的同时达到降低油耗的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种推土机智能降耗策略的流程图；

图2是本发明实施例二中的一种推土机智能降耗策略的流程图；

图3是本发明实施例三中的一种推土机智能降耗策略的流程图；

图4是本发明实施例四中的一种推土机的结构示意图。

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。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种推土机智能降耗策略的流程图，本实施例可适用于推土机工作过程中保证转速的同时减小油耗的情况，该方法可以由推土机来执行，具体包括如下步骤：

S101、确定发动机的运行模式；

在推土机上电后，推土机发动机开始运行，根据推土机发动机的运行参数确定发动机的运行模式，运行模式至少包括第一运行模式。

S102、当发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的参数；

具体的，第一运行模式为超级节能模式，当推土机的发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的各项参数并保存；示例性的，参数包括初始调速率和燃油消耗率平均值S_平n，其中，初始调速率的范围为0<i₁<7％，燃油消耗率平均值S_平n为每半个小时的燃油消耗率S₁的平均值，参数还包括发动机输出扭矩M。

S103、根据燃油消耗率平均值S_平n和第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率；

将获取的燃油消耗率平均值S_平n和第一运行模式的初始调速率通过预设的程序计算得出推土机的发动机此时的实际调速率，并对发动机的调速率进行调整。

S104、根据实际调速率调整发动机的输出扭矩M；

根据实际调速率对发动机的输出扭矩M做出调整，避免在轻载时发动机的实际功率过大造成能量浪费的问题，使发动机在发动机转速满足负载需求的情况下，同时降低燃油消耗率。

本发明实施例的技术方案，通过监控推土机发动机的工况和参数，使用预设的程序对发动机调速率进行计算并调节发动机实际调速率，解决了不同工况下发动机优先保证转速却油耗过高问题，达到了在保证转速的同时，降低油耗，提高成推土机的经济性的效果。

实施例2

图2是本发明实施例二中的一种推土机智能降耗策略的流程图，如图2所示，

S201、获取发动机的负载率F；

负载率指发动机实际工作时的功率与相同转速下发动机所能发出的最大有效功率的比值。根据发动机的负载率可以判断发动机的运行状态。

S202、确定发动机的运行模式；

发动机有第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式；根据发动机的负载率F确定发动机的运行模式，当负载率F小于等于第一阈值时，发动机以第一运行模式运行；当负载率F大于所述第一阈值、且小于第二阈值时，发动机以第二运行模式运行；当负载率F大于等于所述第二阈值时，发动机以第三运行模式运行。可选的，第二运行模式为节能模式，第三运行模式为普通模式。第一阈值可以为30％，第二阈值可以为60％。

S203、确定发动机运行的初始调速率；

调速率代表柴油机承担负荷后转速的跌落程度，是发动机很重要的参数。在发动机处于不同运行模式时，初始调速率不同；第一运行模式的初始调速率i₁为0<i₁<7％，第二运行模式的初始调速率i₀为0<i₀<3％，且i₀<i₁,第三运行模式的初始调速率为0，即发动机以第三运行模式运行时不进行任何能耗控制。

S204、当发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的参数；

当发动机以第一运行模式运行时，采取智能降耗策略的发动机在初始调速率i₁状态下工作，并获取发动机此时的运行参数，作为后续智能降耗调整的基础，获取的参数包括第一运行模式的初始调速率i₁和燃油消耗率平均值S_平n，燃油消耗平均值S_平n为每半个小时记录计算一次该时间段内燃油消耗率S₁的平均值；每次获取发动机的参数进行保存。

S205、根据燃油消耗率平均值S_平n和第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率；

将获取的燃油消耗率平均值S_平n和第一运行模式的初始调速率通过预设的程序计算得出推土机的发动机此时的实际调速率，并对发动机的调速率进行调整。

S206、根据实际调速率调整发动机的输出扭矩M；

根据实际调速率对发动机的输出扭矩M做出调整，避免在轻载时发动机的实际功率过大造成能量浪费的问题，使发动机在发动机转速满足负载需求的情况下，同时降低燃油消耗率。

实施例三

图3是本发明实施例三中的一种推土机智能降耗策略的流程图，如图3所示

S301、确定发动机的运行模式。

S302、将连续调整次数N₁和连续稳定次数N₂设置为初始值0；

在使用智能降耗方法对发动机的调速率进行调整时，需要通过预设算法对实际调速率进行计算，在计算过程中需要对连续调整次数N₁和连续稳定次数N₂进行计数与判断，因此在进行调整计算之前需要对连续调整次数N₁和连续稳定次数N₂进行初始化，即设定连续调整次数N₁和连续稳定次数N₂的初始值均为0。

S303、获取发动机的参数。

S304、判断(S_L-S_平n)÷S_L的结果是否大于第一预设值；

若判断结果为是，则执行S305，若判断结果为否，则执行S306；第一预设值为15％。

S305、根据第一运行模式的初始调速率和预设算法计算实际调速率，将连续调整次数N₁的数值加1，并以当前发动机的实际调速率作为第一运行模式的初始调速率返回执行S304；

根据初始调速率和预设算法，计算得出实际调速率i₂＝i₁+0.5％，此时发动机完成了一次调速率调节，因此将连续调整次数N₁的数值加1，并设置计算得出的实际调速率i₂为第一运行模式的初始调速率用以下一次的调速率调整。

S306、将连续调整次数N₁重设为0；

当S304的判断为否时，此时发动机的燃油消耗率满足当前工况要求的燃油消耗率，不需对调速率进行调整，因此将连续调整次数N₁重设为0。

S307、判断(S_L-S_平n)÷S_L的结果是否小于第二预设值；

若判断结果为是，则执行S309，若判断结果为否，则执行S308；第二预设值为10％。

S308、则将连续稳定次数N₂重设为0；

当S307的判断结果为否时，此时发动机的燃油消耗率未达到稳定情况，不能长久保持此时发动机的燃油消耗率，因此将所述连续稳定次数N₂重设为0。

S309、将连续稳定次数N₂的数值加1；

当S307的判断结果为是时，此时发动机的燃油消耗率达到稳定情况，能够长久保持此时发动机的燃油消耗率，即此时的调速率符合当前工况；因此将连续稳定次数N₂的数值加1。

S310、判断连续稳定次数N₂数值是否大于2；

若判断结果为是，则执行S312，若判断结果为否，则执行S311；连续稳定次数N₂数值代表着此时的实际调速率和燃油消耗率是否符合当前工况。

S311、以当前发动机的实际调速率作为第一运行模式的初始调速率，并进入下一次实际调速率调节；

当S310判断结果为否，则此时的实际调速率和燃油消耗率并不是动力与负载的最佳匹配，不能在保证转速的同时降低油耗效果，因此需要继续对发动机参数进行监控，对调速率进行调整。

S312、保持当前发动机的实际调速率运行，并将连续调整次数N₁设置为初始值0；

当S310判断结果为是，则此时的实际调速率和燃油消耗率使动力与负载达到了最佳匹配，保证转速的同时降低油耗效果，因此不需要继续对发动机参数进行监控，不需要对调速率进行调整，发动机在此次运行过程中持续采用此时的实际调速率；此时一次智能降耗调节完成，将连续调整次数N₁设置为初始值0。

S313、判断当前发动机的实际调速率i_n是否大于第三预设值；

若判断结果为是，则执行S314，若判断结果为否，则执行S311；第三预设值为7％，当实际调速率大于7％时，此时发动机的调速率不能再增加。

S314、保持当前发动机的实际调速率i_n不变；

当S313判断结果为是，则实际调速率大于7％时，此时发动机的调速率不能再增加，发动机将保持此次调整前的实际调速率运行。在连续稳定次数N₂数值大于2且当前发动机的实际调速率i_n大于第三预设值时，此次运行过程中发动机以此时的实际调速率i_n运行，保持对发动机参数的监控，不再对调速率进行调节。

当S313判断结果为否时，此时发动机的调速率还能继续调节，因此返回执行操作S311当前发动机的实际调速率作为第一运行模式的初始调速率，并进入下一次实际调速率调节。

S315、根据实际调速率调整发动机的输出扭矩M；

根据实际调速率对发动机的输出扭矩M做出调整，避免发动机的实际功率与需要的功率不符合造成能量浪费的问题，使发动机在发动机转速满足负载需求的情况下，同时降低燃油消耗率。

在上述实施例的基础上，还包括：在判断连续稳定次数N₂数值大于2且当前发动机的实际调速率i_n大于第三预设值后的稳定运行过程中，若预设算法判断连续调整次数N₁的数值大于或等于3时，则输出告警信息，告警信息用于指示是否重新进行匹配；当判断连续调整次数N₁的数值大于3，此时推土机的发动机的负载出现了较大的波动，调速率已经不符合此时工况,不能满足在保证转速的同时，降低油耗，因此需要重新进行匹配；若预设算法判断连续调整次数N₁的数值小于3，则不对发动机的调速率进行调节。

实施例四

图4是本发明实施例四中的一种推土的结构示意图，如图4所示，一种推土机包括：显示器10、控制器20和发动机ECU30；

显示器10用于显示参数和选择运行模式；控制器20用于根据选择的运行模式将对应参数和采集的发动机运行参数调用发送至发动机ECU30，接收发动机ECU发送数据和指令，并根据发动机ECU的指令进行动作，对发动机调速率和发动机的扭矩进行调整；发动机ECU30用于接收控制器20发送的参数，并根据预设的算法对调速率进行计算，发送计算得出的实际调速率和调节指令到控制器20。

控制器20包括：运行模式确定模块，参数获取模块，调速率调整模块和扭矩输出模块；

运行模式确定模块，用于确定发动机的运行模式，运行模式至少包括第一运行模式；运行模式可以根据显示器传输来的外部指令确定，或者根据获取的发动机的负载率进行确定。

参数获取模块，用于当发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的参数，参数包括第一运行模式的初始调速率和燃油消耗率平均值S_平n；参数获取模块获取发动机的参数并保存。

调速率调整模块，用于根据燃油消耗率平均值S_平n和第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率；调速率调整模块通过调整发动机的调速率，使得发动机的动力与负载达到最佳匹配状态，从而在保证转速的同时达到降低油耗的效果。

扭矩输出模块，用于根据实际调速率调整发动机的输出扭矩M；将发动机的输出扭矩M的动作指令和数据传输给发动机ECU30。

可选的，控制器20还包括数据储存模块，用于储存不同发动机运行参数对应的调速率i_n；当再次遇到相同工况时，直接调用相对应的参数，不用再次计算，节省调节时间。

发动机ECU30包括执行单元，用于根据控制器20传输的指令和数据控制发动机动作，通过调整发动机的输出扭矩M调整发动机与负载的关系。

本发明实施例通过控制器对发动机参数的监控结合发动机ECU预设的计算和判断程序对发动机的调速率进行调整，解决推土机遇到负载变化时，发动机在保证转速的同时，油耗较高，会造成推土机的经济性较低问题，实现推土机运行过程中控制发动机的不同调速率达到动力与负载的最佳匹配，从而在保证转速的同时达到降低油耗的效果。

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)

1.一种推土机智能降耗方法，其特征在于，包括：

确定发动机的运行模式，所述运行模式至少包括第一运行模式；

当发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的参数，所述参数包括第一运行模式的初始调速率和燃油消耗率平均值S_平n；

根据所述燃油消耗率平均值S_平n和所述第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率；

根据所述实际调速率调整发动机的输出扭矩M。

2.根据权利要求1所述的推土机智能降耗方法，其特征在于，所述运行模式还包括第二运行模式和第三运行模式；

所述确定发动机的运行模式，包括：

获取所述发动机的负载率F；

当所述负载率F小于等于第一阈值时，所述发动机以所述第一运行模式运行；

当所述负载率F大于所述第一阈值、且小于第二阈值时，所述发动机以所述第二运行模式运行；

当所述负载率F大于等于所述第二阈值时，所述发动机以所述第三运行模式运行。

3.根据权利要求2所述的推土机智能降耗方法，其特征在于，所述第一运行模式的初始调速率为i₁；第二运行模式的初始调速率为i₀；第三运行模式的初始调速率为0，其中，i₁＞i₀。

4.根据权利要求1所述的推土机智能降耗方法，其特征在于，在获取发动机的参数之前，还包括：

将连续调整次数N₁和连续稳定次数N₂设置为初始值0。

5.根据权利要求4所述的推土机智能降耗方法，其特征在于，根据所述燃油消耗率平均值S_平n和所述第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率包括：

步骤a)判断(S_L-S_平n)÷S_L的结果是否大于第一预设值，其中，S_L为发动机的理论燃油消耗率；

步骤b)若是，则根据所述第一运行模式的初始调速率和预设算法计算所述实际调速率，将连续调整次数N₁的数值加1，并返回执行步骤a)；

步骤c)若否，将连续调整次数N₁重设为0。

6.根据权利要求5所述的推土机智能降耗方法，其特征在于，在所述判断结果为否后，还包括：

判断(S_L-S_平n)÷S_L的结果是否小于第二预设值；

若是，则将所述连续稳定次数N₂的数值加1；

若否，则将所述连续稳定次数N₂重设为0。

7.根据权利要求6所述的推土机智能降耗方法，其特征在于，还包括：

判断所述连续稳定次数N₂数值是否大于2；

若是，则保持当前发动机的实际调速率运行，并将所述连续调整次数N₁设置为初始值0；

若否，则以当前发动机的实际调速率作为所述第一运行模式的初始调速率，并进入下一次实际调速率调节。

8.根据权利要求5所述的推土机智能降耗方法，其特征在于，还包括：

判断所述连续调整次数N₁的数值是否大于3、且所述连续稳定次数N₂数值是否大于2；

若是，则输出告警信息，所述告警信息用于指示是否重新进行匹配。

9.根据权利要求7所述的推土机智能降耗方法，其特征在于，在所述判断结果为是后，还包括：

判断当前发动机的实际调速率i_n是否大于第三预设值；

若是，则保持当前发动机的实际调速率i_n不变；

若否，则以当前发动机的实际调速率作为所述第一运行模式的初始调速率，并进入下一次实际调速率调节。

10.一种推土机，包括：显示器、控制器和发动机ECU，其特征在于，所述控制器包括：运行模式确定模块，参数获取模块，调速率调整模块和扭矩输出模块；

所述运行模式确定模块，用于确定发动机的运行模式，所述运行模式至少包括第一运行模式；

所述参数获取模块，用于当发动机以第一运行模式运行时，获取发动机的参数，所述参数包括第一运行模式的初始调速率和燃油消耗率平均值S_平n；

所述调速率调整模块，用于根据所述燃油消耗率平均值S_平n和所述第一运行模式的初始调速率调整发动机的实际调速率；

所述扭矩输出模块，用于根据所述实际调速率调整发动机的输出扭矩M。

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