專利名稱：：工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體來說是一種工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：工程車輛如汽車起重機(jī)、混凝土攪拌運(yùn)輸車、大型泵車等，一般都有幾種載荷運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)(如重載和輕載)。在正常行車及駐車狀態(tài)下，要求發(fā)動機(jī)具有不同的輸出特性，但是現(xiàn)有工程車輛動力系統(tǒng)匹配并不能夠完全滿足節(jié)能、環(huán)保的要求。例如混凝土攪拌運(yùn)輸車在運(yùn)輸送料過程中常裝載固定容積的混凝土，其整車裝載質(zhì)量恒定不變；在卸完料返回過程中，車輛是空載狀態(tài)?；炷翑嚢柽\(yùn)輸車總在這兩種狀態(tài)間運(yùn)行，其承載情況不同(如8方車，裝料后總重約34噸，而卸料后整車總重約14噸)。前一種情況下整車較重，所需動力較大；后一種情況下卸料后整車減輕，所需的功率減小。但是，攪拌運(yùn)輸車匹配的發(fā)動機(jī)額定功率不變，在卸料后仍以此種功率發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，其負(fù)荷率很小，發(fā)動機(jī)功率富余很多，使得燃油經(jīng)濟(jì)性變差，不符合環(huán)保、節(jié)能的要求。又如，車載泵通常設(shè)計為雙動力系統(tǒng)，即底盤采用一個動力系統(tǒng)，泵送系統(tǒng)采用另一個動力系統(tǒng)驅(qū)動。在車載泵運(yùn)輸去工作地的過程中，只有底盤動力系統(tǒng)工作；而泵送時所需發(fā)動機(jī)功率、散熱要求與行車狀態(tài)較為不同；特別是車輛在靜止?fàn)顟B(tài)下，沒有迎面風(fēng)，對散熱系統(tǒng)的匹配要求更高。這種雙動力系統(tǒng)，需要較大的安裝空間，增加了整車重量，提高了成本，還容易造成散熱系統(tǒng)溫度過高和功率不足。再如，泵車由底盤的發(fā)動機(jī)統(tǒng)一提供行車及泵送工作的動力，并采用硅油離合器風(fēng)扇進(jìn)行散熱。在兩種不同功率特性下，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)所需的散熱量差別很大；普通的硅油離合器風(fēng)扇可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速以控制散熱量，但不能滿足不同功率特性下大范圍散熱量變化要求。在使用同一個發(fā)動機(jī)、同一套冷卻系統(tǒng)的情況下，如不改變不同功率時發(fā)動機(jī)的散熱性能，發(fā)動機(jī)便不能運(yùn)行在最合適的溫度，這勢必對發(fā)動機(jī)壽命、燃燒性能、功率發(fā)揮、燃油經(jīng)濟(jì)性以及排放造成不利影響。有鑒于此，有必要設(shè)計一種新的匹配方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有工程車輛動力系統(tǒng)匹配方式存在的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，提供一種工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，可在不同負(fù)載狀態(tài)下使發(fā)動機(jī)提供相應(yīng)功率輸出，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的效果。在此基礎(chǔ)上，還提供一種工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，該工程車輛使用電控發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)標(biāo)定不同工況下的發(fā)動才幾功率及發(fā)動才幾扭矩，包括獲取工程車輛的當(dāng)前工況，包括當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)；根據(jù)所述當(dāng)前工況，將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在所述當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上。特別地，所述發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩的實(shí)現(xiàn)方法為通過匹配整車加速度、最高車速及爬坡度等，確定各工況下整車運(yùn)行所需功率；按各工況下整車運(yùn)行所需功率，標(biāo)定相應(yīng)工況下的發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩。其中，通過手動轉(zhuǎn)換方式將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定扭矩上。具體采用手動開關(guān)或手動旋鈕將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定4a矩上?；蛘?，通過自動轉(zhuǎn)換方式將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定扭矩上。具體采用負(fù)載感應(yīng)開關(guān)將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定扭矩上。進(jìn)一步地，包括實(shí)時檢測發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度；將所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度與發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度比較，在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度大于所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度上界時提高發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度下界時降低發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。具體地，通過測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度及冷卻液溫度獲得所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度。通過使用電控風(fēng)扇調(diào)整發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于預(yù)設(shè)最高溫度時，使所述電控風(fēng)扇以低速運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明提供的工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)，該工程車輛使用電控發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)標(biāo)定不同工況下的發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩，包括ECU,用于接收傳感器輸入的各種檢測信號，并根據(jù)該信號及預(yù)定的控制策略輸出相應(yīng)的控制信號，控制發(fā)動機(jī)輸出相應(yīng)工況下所需的功率，以及控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行在發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度范圍內(nèi)；所述ECU存儲有各工況下預(yù)先標(biāo)定發(fā)動機(jī)功率及扭矩的外特性曲線，所述ECU還存儲有各種與控制相關(guān)的數(shù)據(jù)；功率轉(zhuǎn)換控制裝置，與所述ECU的多態(tài)開關(guān)連接，用于將發(fā)動機(jī)輸出扭矩限制在相應(yīng)工況的發(fā)動才幾標(biāo)定4a矩上；第一溫度傳感器，用于檢測并輸出發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度；第二溫度傳感器，用于檢測并輸出冷卻液溫度；電控風(fēng)扇，通過風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置嚙合；當(dāng)該工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)啟動時，所述功率轉(zhuǎn)換控制裝置通過所述ECU的多態(tài)開關(guān)將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，所述ECU使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在所述當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上；并將所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度與發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度比較；在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度大于所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度上界時，所述ECU輸出第一風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制信號，增大所述電控風(fēng)扇與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置的嚙合度，使得所述電控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高；在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度下界時，所述ECU輸出第二風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制信號，減小所述電控風(fēng)扇與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置的嚙合度，使得所述電控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低。其中，所述功率轉(zhuǎn)換控制裝置為一手動開關(guān)或手動4^組?；蛘撸龉β兽D(zhuǎn)換控制裝置為一負(fù)載感應(yīng)開關(guān)。優(yōu)選地，在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于預(yù)設(shè)最高溫度時，所述ECU輸出電控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制信號，使所述電控風(fēng)扇以低速運(yùn)轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可在不同負(fù)載狀態(tài)下使發(fā)動機(jī)提供最優(yōu)的功率輸出，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的效果，具體而言在不同負(fù)載狀態(tài)下，將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，使發(fā)動運(yùn)行在當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上。由發(fā)動機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系可知在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，發(fā)動機(jī)扭矩增加，發(fā)動機(jī)功率隨之增加，反之，發(fā)動機(jī)扭矩減小，發(fā)動機(jī)功率隨之減??；通過切換發(fā)動機(jī)扭矩，就可使發(fā)動機(jī)切換到相應(yīng)工況對應(yīng)的輸出功率上；在輕載或空載的情況下，將發(fā)動機(jī)切換到較低的標(biāo)定扭矩上，就可降低發(fā)動機(jī)輸出功率。另外，根據(jù)發(fā)動機(jī)功率與油耗特性可知，在車速不變的情況下，高功率下油耗大，低功率下油耗??；降低輕載或空載等情況下的發(fā)動機(jī)輸出功率，就可以減小油耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的目的。并且，在不同輸出功率下，通過感應(yīng)發(fā)動機(jī)的當(dāng)前溫度，控制發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，由此使發(fā)動機(jī)及其散熱系統(tǒng)處于最合適的溫度。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行在最佳工作溫度時，不僅提高發(fā)動機(jī)效率、延長部件壽命、降低噪音，而且降低油耗、減少排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保效果。圖l是一臺發(fā)動機(jī)的外特性曲線圖2是一臺發(fā)動機(jī)在相同車速不同功率下的扭矩輸出及比油耗曲線圖；圖3是一臺發(fā)動機(jī)在不同功率下的油耗一車速曲線圖；圖4是本發(fā)明工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法的流程圖；圖5是本發(fā)明工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)的方框圖；圖6是圖5中功率轉(zhuǎn)換控制裝置一4交優(yōu)實(shí)施例的示意圖；圖7是圖5中功率轉(zhuǎn)換控制裝置另一較優(yōu)實(shí)施例的示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的基本構(gòu)思是，在不同負(fù)載狀態(tài)下，將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，使發(fā)動運(yùn)4亍在當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動才幾外特性曲線上；并且，在不同輸出功率下，通過感應(yīng)發(fā)動才幾的當(dāng)前溫度，控制發(fā)動才幾冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機(jī)及其散熱系統(tǒng)處于最合適的溫度。下面對本發(fā)明原理簡要進(jìn)行說明。眾所周知，扭矩和功率是表征發(fā)動機(jī)動力性能的重要指標(biāo)。其中發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的扭矩稱為有效扭矩，用T表示，單位為N.m,有效扭矩與外界施加于發(fā)動機(jī)曲軸上的阻力矩相平衡。發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的功率稱為有效功率，用P表示，單位為kW,它等于有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度co的乘積，用公式表示為P=TXQ)。由上式可知，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸角速度co不變時，功率P隨扭矩T增加而增加，功率P隨扭矩T減小而減??；因此，通過控制扭矩T的大小，也就實(shí)現(xiàn)了對功率P的調(diào)整。請同時參考圖l-3，其中圖l是一臺發(fā)動機(jī)的外特性曲線圖；圖2是一臺發(fā)動機(jī)在相同車速不同功率下的扭矩輸出及比油耗曲線圖；圖3是一臺發(fā)動機(jī)在不同功率下的油耗一車速曲線圖。由圖l-3可知，在同樣車速下發(fā)動機(jī)輸出扭矩減小，發(fā)動機(jī)外特性曲線發(fā)生向下的平移；發(fā)動機(jī)輸出功率降低，發(fā)動機(jī)的油耗隨之降低。由此可見，在不同負(fù)載狀態(tài)下，通過將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，就可使發(fā)動運(yùn)行在當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上，也就使發(fā)動機(jī)輸出相應(yīng)工況下的所需功率。因此，在輕載或空載時，通過減小發(fā)動機(jī)輸出功率，也就減小了油耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保之目的。此外，發(fā)動機(jī)需要工作在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度過高會造成潤滑不良,使機(jī)件加速磨損；溫度低時，燃燒時產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會在氣缸壁上凝聚，造成腐蝕而加速磨損。一般地，通過發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷散熱，具體可調(diào)節(jié)散熱器的空氣流量來控制溫度，或是增加冷卻氣流的阻力，或是減少冷卻氣流量實(shí)現(xiàn)散熱。本發(fā)明中采用發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇對發(fā)動機(jī)工作溫度進(jìn)行調(diào)整，具體通過控制發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)，其工作可靠、節(jié)能。下面結(jié)合實(shí)施例與附圖具體說明。請參考圖4,該圖為本發(fā)明工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法的流程圖。其中，所述工程車輛使用電控發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)標(biāo)定不同工況下的發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩，該匹配方法包括以下步驟5401、通過匹配整車加速度、最高車速及爬坡度等，確定各工況下整車運(yùn)行所需功率。通過整車匹配方法，充分考慮到整車不同裝載狀態(tài)下的整車運(yùn)行所需功率，以便進(jìn)行有效的控制，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保之目的。5402、按各工況下整車運(yùn)行所需功率，標(biāo)定相應(yīng)工況下的發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩。在滿足整車運(yùn)行所需功率的情況下，就可以對發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩進(jìn)行標(biāo)定。確定發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，實(shí)際上也就確定了發(fā)動機(jī)的外特性曲線。5403、獲耳又工程車輛的當(dāng)前工況，包括當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)。確定工況時，一般需實(shí)時檢測當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)，行車速度、油門開度等特性參數(shù)。對于本發(fā)明而言，最主要的是獲取當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)，以便根據(jù)當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)，調(diào)整發(fā)動機(jī)輸出功率，提高負(fù)荷率；具體可通itA工獲取當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)，也可通過壓力傳感器自動獲取當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)。5404、根據(jù)當(dāng)前工況，將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在當(dāng)前工況對應(yīng)的外特性曲線上。標(biāo)定發(fā)動機(jī)的功率及扭矩后，就可使發(fā)動機(jī)限定在標(biāo)定的扭矩、轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)，其相當(dāng)于發(fā)動機(jī)外特性曲線發(fā)生平移；將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，就可使發(fā)動機(jī)供相應(yīng)負(fù)載狀態(tài)所需功率。特別地，在由重載轉(zhuǎn)為輕載或空載時，就可以降低發(fā)動機(jī)功率，從而降低油耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保之目的。需指出的是，將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定扭矩時，既可以采用手動轉(zhuǎn)換方式，如采用手動開關(guān)、手動旋鈕；也可以采用自動轉(zhuǎn)換方式，如采用負(fù)載感應(yīng)開關(guān)自動進(jìn)行切換。特別地，本實(shí)施例在調(diào)整發(fā)動機(jī)功率的同時，還對發(fā)動機(jī)及散熱系統(tǒng)的溫度進(jìn)行調(diào)整，以便使發(fā)動機(jī)工作在最佳的工作溫度之內(nèi)，具體是5405、實(shí)時才全測發(fā)動才幾當(dāng)前溫度。優(yōu)選地，通過測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度及冷卻液溫度獲得所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度，將所測得信號輸入電控單元(ECU),通過比較ECU中預(yù)設(shè)的發(fā)動機(jī)溫度及壓力等參數(shù)，可以得到發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度及其它所需參數(shù)，以便于進(jìn)一步的控制。5406、判斷當(dāng)前溫度是否在目標(biāo)工作溫度范圍。將發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度與發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度即最佳工作溫度(如87。C)比較，就可以判斷當(dāng)前溫度是否在目標(biāo)工作溫度范圍之內(nèi)。若是，則不需要對發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度進(jìn)行調(diào)整；若否，則需要對發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度進(jìn)行調(diào)整。具體過程是調(diào)整發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)的，優(yōu)選地，通過使用程序控制轉(zhuǎn)速的電控風(fēng)扇調(diào)整發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，以解決大范圍散熱量變化的要求。其中在發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度大于發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度上界時，進(jìn)入S407步驟；在發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度下界時，進(jìn)入S408步驟。5407、提高發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。提高發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速后，發(fā)動機(jī)及散熱系統(tǒng)的溫度降低，直至進(jìn)入發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度范圍。5408、降低發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。降低發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速后，發(fā)動機(jī)及散熱系統(tǒng)的溫度升高，直至進(jìn)入發(fā)動才幾目標(biāo)工作溫度范圍。需指出的是，當(dāng)發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于預(yù)設(shè)最高溫度(如90。C)時，可通過ECU自動控制并調(diào)整發(fā)動機(jī)與發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇的嚙合度，使發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇一直以低速運(yùn)轉(zhuǎn)，由此減小發(fā)動機(jī)損耗，降低油耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。5409、發(fā)動機(jī)輸出當(dāng)前負(fù)載所需功率，并運(yùn)行在目標(biāo)工作溫度范圍。經(jīng)過上述兩方面的調(diào)整，就可以使發(fā)動機(jī)輸出當(dāng)前負(fù)載所需功率，并運(yùn)行在目標(biāo)工作溫度范圍，從而較好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。上述實(shí)施例中的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，可在不同負(fù)載狀態(tài)下Y吏發(fā)動機(jī)提供最優(yōu)的功率輸出，并在相應(yīng)功率下使發(fā)動機(jī)工作在最佳溫度范圍，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的效果，具體而言在不同負(fù)載狀態(tài)下，將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，使發(fā)動運(yùn)行在當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上。由發(fā)動機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系可知在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，發(fā)動機(jī)扭矩增加，發(fā)動機(jī)功率隨之增加，反之，發(fā)動機(jī)扭矩減小，發(fā)動機(jī)功率隨之減??；通過切換發(fā)動機(jī)扭矩，就可使發(fā)動機(jī)切換到相應(yīng)工況對應(yīng)的輸出功率上；在輕載或空載的情況下，將發(fā)動機(jī)切換到較低的標(biāo)定扭矩上，就可降低發(fā)動機(jī)輸出功率。另外，根據(jù)發(fā)動機(jī)功率與油耗特性可知，在車速不變的情況下，高功率下油耗大，低功率下油耗??；降低輕載或空載等情況下的發(fā)動機(jī)輸出功率，就可以減小油耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的目的。在不同輸出功率下，通過感應(yīng)發(fā)動機(jī)的當(dāng)前溫度，控制發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，由此使發(fā)動機(jī)及其散熱系統(tǒng)處于最合適的溫度。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行在最佳工作溫度時，不僅提高發(fā)動機(jī)效率、延長部件壽命、降低噪音，而且降低油耗、減少排;故，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保效果。以上對本發(fā)明工程車輛動力系統(tǒng)的匹配方法進(jìn)行了說明，下面再對本發(fā)明工程車輛動力系統(tǒng)的匹配系統(tǒng)進(jìn)行說明。請參考圖5，該圖是本發(fā)明工程車輛動力系統(tǒng)的匹配系統(tǒng)的組成框圖。該工程車輛動力系統(tǒng)的匹配系統(tǒng)，所述工程車輛使用電控發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)標(biāo)定不同工況下的發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩，包括電控單元(ECU)1,用于接收傳感器輸入的各種檢測信號，并根據(jù)該信號及預(yù)定的控制策略輸出相應(yīng)的控制信號，控制發(fā)動機(jī)輸出相應(yīng)工況(包括當(dāng)前負(fù)載狀態(tài))下所需的功率，以及控制發(fā)動才^行在發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度范圍內(nèi)；該ECU存儲有各工況下預(yù)先標(biāo)定發(fā)動機(jī)功率及扭矩的外特性曲線，以及各種與控制相關(guān)的數(shù)據(jù)；功率轉(zhuǎn)換控制裝置2,與ECU的多態(tài)開關(guān)3連接，用于將發(fā)動機(jī)輸出扭矩限制在相應(yīng)工況的發(fā)動才幾標(biāo)定扭矩上；第一溫度傳感器4，用于檢測并輸出發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度；第二溫度傳感器5，用于檢測并輸出冷卻液溫度；電控風(fēng)扇6，通過風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置7嚙合；系統(tǒng)啟動時，功率轉(zhuǎn)換控制裝置2通過ECU的多態(tài)開關(guān)3將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，同時，ECU使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上；并且，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度及冷卻液溫度確定發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度，將發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度與發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度比較；在發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度大于發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度上界時，ECU輸出第一風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制信號，增大電控風(fēng)扇6與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置7的嚙合度，使得電控風(fēng)扇6的轉(zhuǎn)速提高；在發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度下界時，ECU輸出第二控制信號，減小電控風(fēng)扇6與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置7的嚙合度，使得電控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低。上述工程車輛動力系統(tǒng)的匹配系統(tǒng)，在不同負(fù)載狀態(tài)下，可將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上；由發(fā)動機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系可知，這也就相當(dāng)于使發(fā)動機(jī)外特性曲線平移。由此，可使發(fā)動才/^行在當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上，使得發(fā)動機(jī)輸出相應(yīng)負(fù)載所需功率；在輕載或空載情況下，有利于降低油耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。并且，還釆用電控風(fēng)扇來解決大范圍散熱量變化的要求，具體是通過測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度及冷卻液的溫度，并將其溫度信號輸入ECU;通過比較ECU設(shè)定的發(fā)動機(jī)溫度及壓力等參數(shù)，由ECU對傳感器信號和其它輸入信號進(jìn)行處理并輸出相應(yīng)控制信號，該控制信號傳輸?shù)诫娍仫L(fēng)扇3的流量控制裝置，控制發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置4與風(fēng)扇3的嚙合度(率)，就可以實(shí)現(xiàn)控制電控風(fēng)扇改變轉(zhuǎn)速之目的。由此，在不同輸出功率下，通過控制電控風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，可使發(fā)動機(jī)及其散熱系統(tǒng)處于最合適的溫度，有利于提高發(fā)動機(jī)效率、延長部件壽命、降低噪音，也有利于降低油耗、減少排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保效果。為簡化控制方式，不對電控風(fēng)扇的具體轉(zhuǎn)速值進(jìn)行控制，只要確保發(fā)動機(jī)工作溫度控制在最佳范圍內(nèi)即可。特別地，在發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于預(yù)設(shè)最高溫度時，不論發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化，ECU控制電控風(fēng)扇一直以低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可減少發(fā)動機(jī)功率損耗，進(jìn)一步降低油耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。以兩種負(fù)載狀態(tài)為例，本發(fā)明中在ECU多態(tài)開關(guān)3與ECU第一針腳8、ECU第二針腳9之間串接一組電阻R1、R2,不同檔位對應(yīng)不同的阻值；ECU通過檢測不同電壓值而使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在不同的狀態(tài)，即運(yùn)行在不同的外特性曲線下。為實(shí)現(xiàn)此目的，功率轉(zhuǎn)換控制裝置2可采fL多種形式，如下所述。請參考圖6，該圖為圖5中功率轉(zhuǎn)換控制裝置一較優(yōu)實(shí)施例的示意圖。圖6中，功率轉(zhuǎn)換控制裝置2為一手動開關(guān)(手動S走2組)2-1,其切換方式為當(dāng)多態(tài)開關(guān)與觸點(diǎn)a接通時，ECU第一針腳8、ECU第二針腳9通過電阻Rl+R2串聯(lián)接入，發(fā)動機(jī)功率為輕載；當(dāng)開關(guān)與觸點(diǎn)b接通，即當(dāng)接入R1時，發(fā)動機(jī)功率為重載。請參考圖7，該圖為圖5中功率轉(zhuǎn)換控制裝置另一較優(yōu)實(shí)施例的示意圖。圖7中，功率轉(zhuǎn)換控制裝置2為一負(fù)載感應(yīng)開關(guān)2-2，其切換方式為負(fù)載感應(yīng)開關(guān)2-2通過感應(yīng)負(fù)載接通時，繼電器10線圏得電，吸合多態(tài)開關(guān)3，接通觸點(diǎn)b，將電阻R1接入，發(fā)動才幾功率為重載；當(dāng)負(fù)載感應(yīng)開關(guān)2-2斷開時，繼電器10線圈不得電，開關(guān)接通觸點(diǎn)a，將電阻R1+R2串聯(lián)接入，發(fā)動機(jī)功率為輕載。上述二實(shí)施例中，通過手動開關(guān)2-1或負(fù)載感應(yīng)開關(guān)2-2,可使工程車輛在不同的運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)下由發(fā)動機(jī)提供相應(yīng)的功率。由此，解決了工程車輛在不同載荷情況下需發(fā)動機(jī)提供不同功率輸出的問題，提高了發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率，達(dá)到降低油耗之目的。以下是某型號雙功率攪拌車使用本發(fā)明技術(shù)手段后的測試結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果表明一、發(fā)動機(jī)降功率使用可節(jié)省燃油(詳見表l)。表1某型號攪拌車同一臺發(fā)動機(jī)在使用兩種功率時的油耗測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>二、發(fā)動機(jī)使用電控風(fēng)扇，對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的溫度控制有利，也對發(fā)動機(jī)的性能發(fā)揮、減噪、節(jié)能有利。試驗(yàn)過程中，發(fā)動機(jī)啟動時水溫很快上升到85°C以上(風(fēng)扇轉(zhuǎn)速約300rpm);當(dāng)達(dá)到90°C時，風(fēng)扇全速(風(fēng)扇轉(zhuǎn)速約1500rpm,與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，機(jī)械傳動)；運(yùn)行約40秒后風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變?yōu)榈退?，發(fā)動機(jī)水溫基本維持在87°C,這是發(fā)動機(jī)運(yùn)行的適宜溫度；而且，在發(fā)動機(jī)溫度未達(dá)到最高設(shè)定溫度(如90。C)時，風(fēng)扇一直使用低速運(yùn)轉(zhuǎn)，可減少發(fā)動機(jī)的功率損耗，實(shí)現(xiàn)降低油耗、減少噪聲、節(jié)能減排的效果。三、雙功率轉(zhuǎn)換輸出無切換的延后時間。在實(shí)際使用中，可以在滿載情況下，汽車已加速起步后切換為低功率運(yùn)行，只有在功率不足的情況下(如上坡)，再切換為高功率，不需要停車轉(zhuǎn)換，這樣實(shí)際節(jié)能效果更好。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，該工程車輛使用電控發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)標(biāo)定不同工況下的發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩，其特征在于，包括獲取工程車輛的當(dāng)前工況，包括當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)；根據(jù)所述當(dāng)前工況，將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在所述當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上。2、如權(quán)利要求1所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，所述發(fā)動才幾標(biāo)定扭矩的實(shí)現(xiàn)方法為通過匹配整車加速度、最高車速及爬坡度等，確定各工況下整車運(yùn)行所需功率；按各工況下整車運(yùn)行所需功率，標(biāo)定相應(yīng)工況下的發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩。3、如權(quán)利要求l所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，通過手動轉(zhuǎn)換方式將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定扭矩上。4、如權(quán)利要求3所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，具體采用手動開關(guān)或手動旋鈕將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定扭矩上。5、如權(quán)利要求1所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，通過自動轉(zhuǎn)換方式將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定扭矩上。6、如權(quán)利要求5所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，具體采用負(fù)載感應(yīng)開關(guān)將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到所述當(dāng)前工況對應(yīng)的標(biāo)定扭矩上。7、如權(quán)利要求l-6任一項(xiàng)所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，進(jìn)一步包括實(shí)時檢測發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度；將所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度與發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度比較，在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度大于所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度上界時提高發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度下界時降低發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。8、如權(quán)利要求7所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，通過測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度及冷卻液溫度獲得所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度。9、如權(quán)利要求8所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，通過使用電控風(fēng)扇調(diào)整發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。10、如權(quán)利要求9所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，其特征在于，在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于預(yù)設(shè)最高溫度時，使所述電控風(fēng)扇以低速運(yùn)轉(zhuǎn)。11、一種工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)，該工程車輛使用電控發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)標(biāo)定不同工況下的發(fā)動4幾功率及發(fā)動機(jī)扭矩，其特征在于，包括ECU,用于接收傳感器輸入的各種檢測信號，并根據(jù)該信號及預(yù)定的控制策略輸出相應(yīng)的控制信號，控制發(fā)動機(jī)輸出相應(yīng)工況下所需的功率，以及控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行在發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度范圍內(nèi)；所述ECU存儲有各工況下預(yù)先標(biāo)定發(fā)動機(jī)功率及扭矩的外特性曲線，所述ECU還存儲有各種與控制相關(guān)的數(shù)據(jù)；功率轉(zhuǎn)換控制裝置，與所述ECU的多態(tài)開關(guān)連接，用于將發(fā)動機(jī)輸出扭矩限制在相應(yīng)工況的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上；第一溫度傳感器，用于檢測并輸出發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度；第二溫度傳感器，用于檢測并輸出冷卻液溫度；電控風(fēng)扇，通過風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置嚙合；當(dāng)該工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)啟動時，所述功率轉(zhuǎn)換控制裝置通過所述ECU的多態(tài)開關(guān)將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，所述ECU使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在所述當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上；并將所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度與發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度比較；在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度大于所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度上界時，所述ECU輸出第一風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制信號，增大所述電控風(fēng)扇與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置的嚙合度，使得所述電控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高；在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)工作溫度下界時，所述ECU輸出第二風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制信號，減小所述電控風(fēng)扇與發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置的嚙合度，使得所述電控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低。12、如權(quán)利要求11所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述功率轉(zhuǎn)換控制裝置為一手動開關(guān)或手動^^組。13、如權(quán)利要求12所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述功率轉(zhuǎn)換控制裝置為一負(fù)載感應(yīng)開關(guān)。14、如權(quán)利要求1-13所述的工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)，其特征在于，在所述發(fā)動機(jī)當(dāng)前溫度小于預(yù)設(shè)最高溫度時，所述ECU輸出電控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制信號，使所述電控風(fēng)扇以低速運(yùn)轉(zhuǎn)。全文摘要本發(fā)明公開一種工程車輛動力系統(tǒng)匹配方法，該工程車輛使用電控發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)標(biāo)定不同工況下的發(fā)動機(jī)功率及發(fā)動機(jī)扭矩，包括獲取工程車輛的當(dāng)前工況，包括當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)；根據(jù)當(dāng)前工況，將發(fā)動機(jī)輸出扭矩切換到當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)標(biāo)定扭矩上，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在當(dāng)前工況對應(yīng)的發(fā)動機(jī)外特性曲線上。本發(fā)明可在不同負(fù)載狀態(tài)下使發(fā)動機(jī)提供相應(yīng)功率輸出，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保效果。本發(fā)明還公開一種工程車輛動力系統(tǒng)匹配系統(tǒng)。文檔編號F01P7/12GK101392691SQ200810172620公開日2009年3月25日申請日期2008年11月4日優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日發(fā)明者劉曠華,張克軍,易小剛,王波濤,鄧云海申請人:三一重工股份有限公司