本发明涉及自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法及发动机怠速控制系统，所述方法包括确定发动机在带载怠速状态的第一目标转速，在工程车的操作手柄设置使能键，设置控制器并与发动机的ECU以及所述操作手柄和使能键连接，控制器根据操作手柄和使能键的状态，在空载向带载转换时，控制电控燃油喷射系统将发动机的转速提高并维持在第一目标转速。所述控制系统包括电控燃油喷射系统、控制器、工程车的操作手柄、两个目标转速存储单元和设置于操作手柄上的使能键，所述控制器与操作手柄、使能键以及发动机的ECU连接。本方法和系统能够减少工程车的耗油量和碳排放量，降低其发动机的成本。
1.一种自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法，其特征在于，该方法包括：确定发动机在带载怠速状态的第一目标转速；
设置控制器，将该控制器与发动机的ECU以及所述操作手柄和使能键连接；
所述控制器根据所述操作手柄和使能键的状态，识别空载和带载工况之间的有效转换，进而在空载向带载转换时，控制发动机的ECU将所述第一目标转速作为转速控制目标，控制电控燃油喷射系统将发动机的转速提高并维持在所述第一目标转速。
2.根据权利要求1所述的自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法，其特征在于，通过以下方法确定发动机在带载怠速状态的第一目标转速：首先计算最大载荷工况时发动机需输出的最大扭矩，然后根据计算得到的所述最大扭矩和该发动机的扭矩-转速曲线确定所述第一目标转速。
3.根据权利要求2所述的自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法，其特征在于：通过公式Qemax=Qe+（Qp1+Qp2+┉+Qpn）/（i*η1*η2）计算最大载荷工况时发动机需输出的最大扭矩Qemax，其中，Qe为发动机附件运转所需扭矩，Qp1┉Qpn分别为最大载荷工况时工作的液压泵p1┉pn溢流状态时所需扭矩，i为分动箱传动比，η1为分动箱传动效率，η2为液压泵传动效率。
4.根据权利要求1所述的自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法，其特征在于：所述控制器为所述工程车的PLC。
5.一种用于工程车的发动机怠速控制系统，包括电控燃油喷射系统，其特征在于，还包括：控制器；
工程车的操作手柄，与所述控制器连接，用于将操作信息传输给控制器，使控制器识别发动机处于空载状态还是带载状态；
使能键，设置于所述操作手柄上并与所述控制器连接，当使能键按下时，操作手柄传输给控制器的操作信息才被认为是有效的；和所述控制器根据所述操作手柄和使能键的状态，识别空载和带载工况之间的有效转换，进而在空载向带载转换时，控制发动机的ECU将所述第一目标转速作为转速控制目标，控制电控燃油喷射系统将发动机的转速提高并维持在所述第一目标转速。
6.根据权利要求5所述的发动机怠速控制系统，其特征在于：所述控制器为所述工程车的PLC。
7.根据权利要求5所述的发动机怠速控制系统，其特征在于：所述控制器为独立的一个PLC。
8.根据权利要求5所述的发动机怠速控制系统，其特征在于：还包括脚踩油门和/或CAN总线手油门，它们与发动机的ECU连接，用于在怠速工况对发动机实现无级调速。
9.根据权利要求5所述的发动机怠速控制系统，其特征在于：通过公式Qemax=Qe+（Qp1+Qp2+┉+Qpn）/（i*η1*η2）计算最大载荷工况时发动机需输出的最大扭矩Qemax，其中，Qe为发动机附件运转所需扭矩，Qp1┉Qpn分别为最大载荷工况时工作的液压泵p1┉pn溢流状态时所需扭矩，i为分动箱传动比，η1为分动箱传动效率，η2为液压泵传动效率。
自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法及控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及发动机的怠速控制，特别涉及自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法及发动机怠速控制系统。
背景技术
[0002] 随着全球能源紧张、气候变暖，节能减排的需要越来越迫切。由于大型工程车在作业前等待时间较长，如起重设备吊装前，要准备钓具、挂勾等，造成发动机空载怠速运行时间较长。而现有工程车只有一种怠速转速，为满足怠速时工程作业的需要，更好地体现设备的微动性能，发动机选型匹配时都留有较多的功率余量，即发动机的额定输出功率都大于设备需要的最大功率，且发动机的怠速都设定得相对较高。因此，现有工程车存在以下技术缺陷：1.耗油量大，碳排放大，不节能环保。2.发动机成本相对较高。
[0003] 中国发明专利申请CN101737184A公开了一种汽车发动机启动及怠速断油运转控制系统及控制方法，其通过设置一个混合电机，当发动机工作后，发动机带动混合电机转动，混合电机作为发电机为蓄电池充电，当发动机怠速运转时，蓄电池给混合电机供电，混合电机作为电动机拖动发动机运转，发动机油路切断，不点火。该方法可使汽车在十字路口等信号灯时、以及其它需要暂停的情况下，不用耗油而将发动机保持在怠速状态，能够达到节省燃油和减少排放的目的。但该控制系统和方法是利用蓄电池来维持怠速状态，由于燃油动力车的蓄电池蓄电量较小，因此该控制系统和方法只适于怠速时负荷很小的普通小汽车，对于工程车，由于怠速负荷较大，而且工程车需要长时间的怠速，蓄电池的电量根本无法维持其怠速状态。
发明内容
[0004] 本发明旨在提供一种自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法及控制系统，以减少工程车的耗油量和碳排放量，降低其发动机的成本。
[0005] 本发明自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法，包括：
[0006] 确定发动机在带载怠速状态的第一目标转速；
[0007] 在工程车的操作手柄设置使能键；
[0008] 设置控制器，将该控制器与发动机的ECU(电子控制单元)以及所述操作手柄和使能键连接；
[0009] 所述控制器根据所述操作手柄和使能键的状态，识别空载和带载工况之间的有效转换，进而在空载向带载转换时，控制发动机的ECU将所述第一目标转速作为转速控制目标，控制电控燃油喷射系统将发动机的转速提高并维持在所述第一目标转速。
[0010] 优选地，通过以下方法确定发动机在带载怠速状态的第一目标转速：首先计算最大载荷工况时发动机需输出的最大扭矩，然后根据计算得到的所述最大扭矩和该发动机的扭矩-转速曲线确定所述第一目标转速。
[0011] 优选地，通过公式Qemax＝Qe+(Qp1+Qp2+----+Qpn)/(i*η1*η2)计算最大载荷工况时发动机需输出的最大扭矩Qemax，其中，Qe为发动机附件运转所需扭矩，Qp1----Qpn分别为最大载荷工况时工作的液压泵p1----pn溢流状态时所需扭矩，i为分动箱传动比，η1为分动箱传动效率，η2为液压泵传动效率。
[0012] 优选地，所述控制器为所述工程车的PLC。
[0013] 本发明用于工程车的发动机怠速控制系统，包括电控燃油喷射系统，还包括：
[0014] 控制器；
[0015] 工程车的操作手柄，与所述控制器连接，用于将操作信息传输给控制器，使控制器识别发动机处于空载状态还是带载状态；
[0016] 使能键，设置于所述操作手柄上并与所述控制器连接，当使能键按下时，操作手柄传输给控制器的操作信息才被认为是有效的；和
[0017] 两个目标转速存储单元，分别用于预置发动机在带载怠速状态的第一目标转速和空载怠速状态的第二目标转速；
[0018] 所述控制器与发动机的ECU连接，用于控制所述ECU从所述第一目标转速和第二目标转速中选择转速控制目标，进行燃油喷射控制，使空载怠速和带载怠速时发动机工作在不同的转速。
[0019] 优选地，所述控制器为所述工程车的PLC。
[0020] 优选地，所述控制器为独立的一个PLC。
[0021] 优选地，所述两个目标转速存储单元位于发动机的ECU中。
[0022] 优选地，所述两个目标转速存储单元位于所述控制器中。
[0023] 优选地，还包括脚踩油门和/或CAN总线手油门，它们与发动机的ECU连接，用于在怠速工况对发动机实现无级调速。
[0024] 本发明设置两种怠速目标转速，利用使能键、控制器、工程车的操作手柄和发动机的ECU，控制发动机在带载怠速时自动以较高的转速运转，而在空载怠速时自动以较低的转速运转，从而能够在保证设备的微动性能的同时，减少空载怠速时的耗油量、碳排放量和发动机的磨擦损耗。同时，带载怠速提高后，在满足不踩油门全负荷工作的情况下，可以选择额定功率更小的发动机，从而能够降低发动机的成本。
[0025] 本发明一些实施例中的发动机怠速控制系统在操作手柄设置有使能键，只有当使能键按下时操作手柄传输给控制器的信号才被当作有效信号，能够在实现自动控制的同时有效避免因误碰操作手柄引起的错误调速，使用安全、可靠。
[0026] 采用本发明一些实施例中的方法和控制系统后，发动机在空载怠速或带载怠速运转的过程中，通过脚踩油门和总线油门仍然可对发动机实现无极调速。
附图说明
[0027] 图1为本发明一些实施例中的用于工程车的发动机怠速控制系统的构成示意图。
[0028] 图2为发明一些实施例中的一种发动机的扭矩-转速关系图。
具体实施方式
[0029] 为使本领域技术人员更清楚地理解本发明，下面结合附图做更详细的说明，但这些说明并不用于限制本发明的保护范围。
[0030] 参照图1，本发明一些实施例中的用于工程车的发动机怠速控制系统，可包括电控燃油喷射系统1、控制器2、工程车的操作手柄3、使能键4和两个目标转速存储单元(图中未示出)。
[0031] 电控燃油喷射系统1的结构为发动机领域的公知常识，它通过发动机的ECU 11控制空气阀的开度和喷油器的喷油脉宽，控制进入发动机的空气量和喷油量，实现对发动机转速的控制。在怠速时，ECU 11实时采集发动机的转速，与设定的怠速目标转速比较后，输出信号控制空气阀的开度和喷油器的喷油脉宽，实现闭环控制，将发动机控制在设定的目标转速运转。本发明也未对发动机电控燃油喷射系统的结构做改进，故此处不再详细说明。
[0032] 操作手柄3与控制器2连接，用于将操作信息传输给控制器2，使控制器2识别发动机处于空载状态还是带载状态。
[0033] 使能键4设置于操作手柄3上，并与控制器2连接，当使能键4按下时，操作手柄3传输给控制器2的操作信息才被认为是有效的。
[0034] 两个目标转速存储单元分别用于预置发动机在带载怠速状态的第一目标转速和空载怠速状态的第二目标转速。两个目标转速存储单元优选发动机的ECU 11中的存储单元，但并不限于此，例如，也可以采用所述控制器2中的存储单元。
[0035] 控制器2优选地为工程车的PLC，控制器2与发动机的ECU 11连接，用于控制ECU11从第一目标转速和第二目标转速中选择转速控制目标，进行燃油喷射控制，使空载怠速和带载怠速时发动机工作在不同的转速。可以理解地，控制器2也可以采用一个独立的小型PLC。
[0036] 本发明一些实施例还提供一种自动提高工程车发动机带载怠速的实现方法，该方法包括：
[0037] 确定发动机在带载怠速状态的第一目标转速；
[0038] 在工程车的操作手柄3设置使能键4；
[0039] 设置控制器2，将该控制器2与发动机的ECU 11以及操作手柄3和使能键4连接；
[0040] 所述控制器2根据所述操作手柄3和使能键4的状态，识别空载和带载工况之间的有效转换，进而在空载向带载转换时，控制发动机的ECU 11将第一目标转速作为转速控制目标，控制电控燃油喷射系统1将发动机的转速提高并维持在所述第一目标转速。
[0041] 在一些实施例中，可以通过以下方法确定发动机在带载怠速状态的第一目标转速：首先计算最大载荷工况时发动机需输出的最大扭矩，然后根据计算得到的所述最大扭矩和该发动机的扭矩-转速曲线确定所述第一目标转速。如图2所示为一种发动机的扭矩-转速关系图，为保证发动机不熄火，带载怠速时能输出的最大扭矩QI略大于计算得到的所述最大扭矩即可。
[0042] 在一些实施例中，可以通过公式Qemax＝Qe+(Qp1+Qp2+----+Qpn)/(i*η1*η2)计算最大载荷工况时发动机需输出的最大扭矩Qemax，其中，Qe为发动机附件(包括发电机、风扇等)运转所需扭矩，Qp1----Qpn分别为最大载荷工况时工作的液压泵p1----pn溢流状态时所需扭矩，i为分动箱传动比，η1为分动箱传动效率，η2为液压泵传动效率。
[0043] 图1中5为脚踩油门，6为CAN总线手油门，怠速提高后，脚踩油门5和CAN总线手油门6仍然有效，即在空载带速状态和带载怠速状态仍可通过脚踩油门5或CAN总线手油门6对发动机进行无极调速。
[0044] 可以理解地，本发明一些实施例中的技术方案可用于各种工程车，如履带吊车等，至少能够达到以下技术效果：
[0045] 1.节能环保
[0046] 发动机空载怠速可以降至最低，从而降低空载怠速运行时的油耗和排放。
[0047] 选用额定功率相对较小的发动机，工作时噪音就相对越小，更具环保性。
[0048] 2.成本降低
[0049] 发动机的额定功率越小，价格越低；同时，发动机各外围设备也可相对小一型号。因此选用额定功率相对更小的发动机，可降低采购成本。
[0050] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
