[发明专利]一种挖掘机发动机功率自适应控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，具体涉及一种挖掘机发动机功率自适应控制方法。

背景技术

众所周知，随着海拔高度的增加，空气变得稀薄，发动机的进气受到影响，功率下降。在挖掘机位于高原作业时，发动机输出功率不能满足挖掘机主泵的需求功率，会导致挖掘机出现闷车、掉速、冒黑烟和作业效率下降等现象，影响挖掘机的正常工作。

现有的挖掘机发动机功率适应控制主要是通过手动或者自动调节发动机喷油或进气状态，同时手动或自动调节主泵的功率需求来达到更好的匹配效果。这样虽然能够改善掉速、闷车、冒黑烟等现象，但仍会导致功率损失，使挖掘机的作业效率下降。如何在解决上述发动机掉速、闷车、冒黑烟问题的同时，使挖掘机在不同的海拔高度上均能按照设计的工作效率高效工作成为了一个待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提出一种挖掘机发动机功率自适应控制方法，保证发动机在不同海拔高度均能输出足够的功率，满足挖掘机高效工作的需求。

一种挖掘机发动机功率自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取挖掘机所处位置的大气压力P和温度T，并根据P和T计算出挖掘机所处海拔高度H；

步骤2：根据主机控制器MC设定的主泵吸收功率，计算主泵所需的最大功率Pmax；

步骤3：计算主泵所需的最大功率与发动机的输出功率之间的功率差值；

依据发动机所处海拔与发动机外特性曲线，确定发动机输出功率百分比S；利用发动机外特性曲线的最大功率值乘以输出功率百分比S，得到当前海拔的输出功率，再减去主泵所需的最大功率Pmax，计算得到功率差值。

步骤4：依据功率差值选择能使得发动机输出功率满足主泵所需最大功率的发动机外特性曲线；

步骤5：按照选取的发动机外特性曲线调整发动机的工作参数，从而改变发动机的输出功率，完成挖掘机发动机功率的自适应控制。

所述步骤3中计算功率差值时所用到的海拔高度在连续30秒内采样N次求平均值，其中，N为大于或等于20的整数。

将发动机功率差值与发动机外特性曲线之间的对应关系存储至发动机ECM中，发动机ECM依据功率差值按照冗余匹配原则，选取对应发动机外特性曲线。

发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的发动机速度特性曲线。

所述步骤1中挖掘机所处位置的大气压力P和热力学温度T分别由安装在挖掘机上的大气压力传感器和温度传感器获得。

有益效果

本发明提供了一种挖掘机发动机功率自适应控制方法，该方法通过各种传感器检测挖掘机所处环境，结合主泵需求功率，通过发动机ECM选择合适的发动机外特性曲线，使挖掘机在不同的海拔高度下均能达到最佳的工作效率。该方法根据挖掘机所处的海拔高度，自适应的选择不同的发动机外特性曲线，有效的克服了由于海拔高度改变导致发动机功率损失，发动机掉速、闷车、冒黑烟的问题和挖掘机的作业效率下降的问题，使发动机能够弥补因为海拔高度导致的功率下降，满足主泵的功率需求，从而使挖掘机在不同的海拔高度均能以最佳的效率进行作业。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程图；

图2为发动机功率与海拔高度的关系曲线示意图；

图3为本实施例中所述发动机的多条发动机外特性曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

一种挖掘机发动机功率自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取挖掘机所处位置的大气压力P和热力学温度T，并根据P和T计算出挖掘机所处海拔高度H；

步骤2：根据主机控制器MC设定的主泵吸收功率，计算主泵所需的最大功率Pmax；

步骤3：计算主泵所需的最大功率与发动机的输出功率之间的功率差值；

依据发动机所处海拔与发动机外特性曲线，确定发动机输出功率百分比S；利用发动机外特性曲线的最大功率值乘以输出功率百分比S，得到当前海拔的输出功率，再减去主泵所需的最大功率Pmax，计算得到功率差值。

步骤4：依据功率差值选择能使得发动机输出功率满足主泵所需最大功率的发动机外特性曲线；

步骤5：按照选取的发动机外特性曲线调整发动机的工作参数，从而改变发动机的输出功率，完成挖掘机发动机功率的自适应控制。