油耗自寻优控制方法、装置及作业机械与流程

1.本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种油耗自寻优控制方法、装置及作业机械。


背景技术：

2.油耗经济性是工程机械领域经久不衰的话题，“双碳”目标下，对油耗的要求日益严苛。而发动机的油耗是评价油耗经济性的重要指标，因此，对发动机进行油耗控制是提高油耗经济性的有效方法。
3.相关技术中，发动机的控制通常采用多档位、定转速方式，将常用档位对应的转速设置为油耗经济转速附近。然而，在不同的工况下，发动机的负载也不相同，通过多档位、定转速方式难以保证发动机处于最佳油耗区。


技术实现要素：

4.针对相关技术存在的问题，本发明提供一种油耗自寻优控制方法、装置及作业机械。
5.本发明提供一种油耗自寻优控制方法，包括：
6.获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；
7.基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点；
8.基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；
9.若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。
10.根据本发明提供的油耗自寻优控制方法，所述基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点，包括：
11.基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述多个实际工况点的分布图；
12.基于预设的滑动窗口对所述分布图进行扫描，得到多个工作点集；
13.基于每一个所述工作点集中所述实际工况点的数量，确定所述多个工作点集中的目标点集；
14.基于所述目标点集，确定所述集中工况点。
15.根据本发明提供的油耗自寻优控制方法，所述基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，包括：
16.基于所述预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定各所述实际工况点对应的油耗；
17.基于各所述实际工况点对应的油耗，确定所述发动机的目标油耗区域。
18.根据本发明提供的油耗自寻优控制方法，所述基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速，包括：
19.基于所述候选转速以及所述最大功率点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述候选转速对应的扭矩；
20.基于所述候选转速对应的扭矩与所述候选转速对应的扭矩限值的比较结果，确定所述发动机的目标转速。
21.根据本发明提供的油耗自寻优控制方法，所述基于所述候选转速对应的扭矩与所述候选转速对应的扭矩限值的比较结果，确定所述发动机的目标转速，包括：
22.若所述候选转速对应的扭矩小于或等于所述候选转速对应的扭矩限值时，将所述候选转速作为所述目标转速；
23.若所述候选转速对应的扭矩大于所述候选转速对应的扭矩限值时，基于预设步长对所述候选转速进行调整，直到调整后的所述候选转速对应的扭矩小于或等于调整后的所述候选转速对应的扭矩限值，并将调整后的所述候选转速作为所述目标转速。
24.根据本发明提供的油耗自寻优控制方法，还包括：
25.若所述集中工况点对应的油耗满足所述目标油耗区域时，基于当前控制转速对所述发动机进行转速控制；其中，若档位发生变化时，基于预设周期对所述发动机进行油耗自寻优控制；所述当前控制转速为所述当前档位对应的预设转速或上一次确定的所述目标转速。
26.根据本发明提供的油耗自寻优控制方法，所述确定所述发动机的目标转速之后，还包括：
27.基于所述目标转速、所述当前控制转速和泵的当前排量，确定所述泵的目标排量；其中，所述目标排量用于对所述泵进行排量调节。
28.本发明还提供一种油耗自寻优控制装置，包括：
29.第一处理模块，用于获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；
30.第二处理模块，用于基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点；
31.第三处理模块，用于基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；
32.第四处理模块，用于若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。
33.本发明还提供一种作业机械，包括：如上述所述的油耗自寻优控制装置，或，采用
如上述任一种所述的油耗自寻优控制方法。
34.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的油耗自寻优控制方法。
35.本发明提供的油耗自寻优控制方法、装置及作业机械，通过获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，基于各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的集中工况点，并基于预设油耗模型以及各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的目标油耗区域，以及基于预设油耗模型确定集中工况点对应的油耗，若集中工况点对应的油耗不满足目标油耗区域时，基于目标油耗区域确定发动机的候选转速，并基于候选转速和多个实际工况点中的最大功率点确定发动机的目标转速，以基于目标转速对发动机进行转速调节，从而根据发动机的工况自动进行油耗寻优控制，能够在满足发动机的当前工况的前提下，保证发动机工作于最佳油耗区。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1是本发明提供的油耗自寻优控制方法的流程示意图；
38.图2是本发明提供的基于预设步长对候选转速进行调整的流程示意图；
39.图3是本发明基于目标转速对发动机进行转速调节之前，发动机在预设时长内的实际工况点的分布图；
40.图4是本发明基于目标转速对发动机进行转速调节之后，发动机在预设时长内的实际工况点的分布图；
41.图5是本发明提供的油耗自寻优控制装置的结构示意图；
42.图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.下面结合图1-图4描述本发明的油耗自寻优控制方法。本发明油耗自寻优控制方法由控制器等电子设备或其中的硬件和/或软件执行。控制器可以为作业机械自身的控制器，如，整车控制器，还可以为新增加的控制器。如图1所示，本发明油耗自寻优控制方法，至少包括如下步骤：
45.s101、获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；
46.s102、基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发
动机的集中工况点；
47.s103、基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；
48.s104、若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。
49.本实施例中，在作业机械作业过程中，可以在检测到作业机械的档位发生变化时，对发动机进行油耗自寻优控制，还可以在检测到作业机械的档位发生变化时，基于预设周期(如，30分钟)对发动机进行油耗自寻优控制，直到作业机械的档位再一次发生变化。
50.当前档位，即，当前时刻作业机械的档位。在作业机械的档位发生变化时，或，作业机械在当前档位下作业的过程中，到达新的周期时，可以获取发动机在预设时长(如，5分钟)内的多个实际工况点。其中，实际工况点，即，在发动机工作过程中，用于表征当前实际工况的点位。对于多个实际工况点中的任一工况点，包括发动机的转速检测值和扭矩检测值。
51.在实际应用中，在预设时长内，可以基于预设频率实时获取发动机的转速检测值和扭矩检测值，并在达到预设时长时，基于每一个实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的集中工况点。
52.其中，集中工况点，为相应的预设时长内，发动机的工作频次最高的工况点。基于每一个实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的集中工况点的过程中，可以根据每一个实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的转速的第一最大值和第一最小值，以及发动机的扭矩的第二最大值和第二最小值，基于第一最大值、第一最小值、第二最大值和第二最小值确定一个二维的值域，并将该二维的值域划分为多个子区域，并将每一个实际工况点的转速检测值和扭矩检测值与各个子区域进行匹配，得到每一个子区域中实际工况点的数量，并基于每个子区域中实际工况点的数量，确定发动机的集中工况点。还可以基于每一个实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定多个实际工况点的分布图，并基于预设的滑动窗口对分布图进行扫描，以得到多个工作点集，并基于每个工作点集中实际工况点的数量，确定多个工作点集中的目标点集，以基于目标点集来确定集中工况点。
53.预设油耗模型用于表征发动机的转速、扭矩和油耗之间的对应关系，可以为三维的映射表，还可以为曲线图，例如，发动机的万有特性曲线图。发动机的目标油耗区域可以为发动机在当前工况下的最佳油耗区。可以基于预设油耗模型和每一个实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定每一个实际工况点对应的油耗，并基于每一个实际工况点对应的油耗确定目标油耗区域。
54.同时，还可以基于预设油耗模型以及集中工况点的转速值和扭矩值，确定集中工况点对应的油耗。例如，若预设油耗模型为映射表，可以将该集中工况点的转速值和扭矩值分别与映射表中的各转速和各扭矩进行匹配，并将匹配成功的转速和扭矩所对应的油耗作为该集中工况点对应的油耗。若预设油耗模型为曲线图，可以根据该集中工况点的转速值
和扭矩值，将该集中工况点在该曲线图中进行投影，并将投影位置处的油耗作为该集中工况点对应的油耗。
55.确定目标油耗区域以及集中工况点对应的油耗后，可以将集中工况点对应的油耗与目标油耗区域进行比对，若集中工况点对应的油耗不满足目标油耗区域时，表明发动机未工作在最佳油耗区，可以基于目标油耗区域确定发动机的候选转速，例如，可以将目标油耗区域中的最小油耗对应的转速作为候选转速。
56.多个实际工况点中的最大功率点，可以为多个实际工况点中，对应的功率最大的实际工况点。可以分别确定每一个实际工况点的转速检测值和扭矩检测值的乘积，并将转速检测值和扭矩检测值的乘积最大的实际工况点作为最大功率点。
57.在确定发动机的候选转速之后，可以基于候选转速和最大功率点，确定发动机的目标转速，例如，可以基于候选转速以及最大功率点的转速检测值和扭矩检测值，确定候选转速对应的扭矩，并根据候选转速对应的扭矩与候选转速对应的扭矩限值的比较结果，确定发动机的目标转速，以使得目标转速能够满足发动机的当前工况，保证了得到的目标转速的有效性。在得到目标转速后，可以根据目标转速对发动机进行转速调节，从而根据发动机的工况自动对发动机进行油耗寻优控制，能够在满足发动机的当前工况的前提下，保证发动机工作于最佳油耗区。
58.相关技术中，发动机的控制通常采用多档位、定转速方式，将常用档位对应的转速设置为油耗经济转速附近。然而，在不同的工况下，发动机的负载也不相同，通过多档位、定转速方式难以保证发动机处于最佳油耗区。
59.而本实施例通过获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，基于各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的集中工况点，并基于预设油耗模型以及各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的目标油耗区域，以及基于预设油耗模型确定集中工况点对应的油耗，若集中工况点对应的油耗不满足目标油耗区域时，基于目标油耗区域确定发动机的候选转速，并基于候选转速和多个实际工况点中的最大功率点确定发动机的目标转速，以基于目标转速对发动机进行转速调节，从而根据发动机的工况自动进行油耗寻优控制，能够在满足发动机的当前工况的前提下，保证发动机工作于最佳油耗区。
60.另外，相关技术中采用多档位、定转速方式对发动机进行控制，不同档位对应的转速较为接近，在轻负载时，发动机的动作速度也较为接近，用户难以感受到档位差异，造成用户体验感较差。而通过本实施例方法，无需增加档位的设置，在任何档位时，均可根据发动机的当前工况自动对发动机进行油耗寻优控制，有效避免了不同档位下发动机的动作速度接近对用户体验感的影响。
61.在示例性实施例中，所述基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点，包括：
62.基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述多个实际工况点的分布图；
63.基于预设的滑动窗口对所述分布图进行扫描，得到多个工作点集；
64.基于每一个所述工作点集中所述实际工况点的数量，确定所述多个工作点集中的目标点集；
65.基于所述目标点集，确定所述集中工况点。
66.本实施例中，在基于各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值确定多个实际工况点的分布图的过程中，可以根据各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，直接在预设油耗模型对应的曲线图中对每一个实际工况点进行投影，以得到多个实际工况点的分布图；还可以构建以转速为横轴、以扭矩为纵轴的二维坐标系，并根据各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，在该二维坐标系中对每一个实际工况点进行投影，以得到多个实际工况点的分布图。
67.其中，可以基于分布图在横轴的第一最大值和第一最小值，以及分布图在纵轴上的第二最大值和第二最小值，确定分布图所处的矩形区域，并在该矩形区域中基于滑动步长对滑动窗口进行滑动，以得到各窗口对应的工作点集，每个工作点集包括相应的窗口中的各实际工况点。滑动窗口的尺寸可以根据该矩形区域的尺寸进行设定，滑动窗口的滑动步长可以为滑动窗口的长。
68.得到各窗口对应的工作点集后，可以基于每一个工作点集中实际工况点的数量来确定多个工作点集中的目标点集，例如，可以将实际工况点的数量最多的工作点集作为目标工作点集。
69.在实际应用中，可以基于目标工作点集来确定集中工况点。例如，可以将目标工作点集对应的窗口的中心点作为集中工况点，并将目标工作点集对应的窗口的中心点处的转速和扭矩分别作为集中工况点的转速值和扭矩值；还可以将目标工作点集中各实际工况点中的任一实际工况点作为集中工况点；还可以基于目标工作点集中各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，来确定集中工况点的转速值和扭矩值。例如，可以将目标工作点集中各实际工况点的转速检测值的均值作为集中工况点的转速值，以及将目标工作点集中各实际工况点的扭矩检测值的均值作为集中工况点的扭矩值，从而能够快速准确地确定发动机在该预设时长内的集中工况点。
70.在示例性实施例中，所述基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，包括：
71.基于所述预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定各所述实际工况点对应的油耗；
72.基于各所述实际工况点对应的油耗，确定所述发动机的目标油耗区域。
73.本实施例中，对于多个实际工况点中的任一实际工况点，在确定该实际工况点对应的油耗的过程中，若预设油耗模型为映射表，可以将该实际工况点的转速检测值以及扭矩检测值，分别与映射表中的各转速和各扭矩进行匹配，并将匹配成功的转速和扭矩所对应的油耗作为该实际工况点对应的油耗。若预设油耗模型为曲线图，可以根据该实际工况点的转速检测值以及扭矩检测值，将该实际工况点在该曲线图中进行投影，并将投影位置处的油耗作为该实际工况点对应的油耗。
74.得到每一个实际工况点对应的油耗之后，可以基于所有实际工况点对应的油耗确定发动机的目标油耗区域。例如，可以基于每一个实际工况点对应的油耗确定发动机在当前工况下的油耗区间，并将油耗区间划分为多个子区间，将对应的油耗值最小的子区间作为目标油耗区域；还可以确定各实际工况点对应的油耗中的最小油耗，并基于最小油耗确定目标油耗区域，例如，将最小油耗与第一预设值的差值作为目标油耗区域的下限值，并将
最小油耗与第二预设值的和作为目标油耗区域的上限值，第一预设值和第二预设值均大于或等于0，从而能够有效保证得到的目标油耗区域的有效性。
75.在示例性实施例中，所述基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速，包括：
76.基于所述候选转速以及所述最大功率点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述候选转速对应的扭矩；
77.基于所述候选转速对应的扭矩与所述候选转速对应的扭矩限值的比较结果，确定所述发动机的目标转速。
78.本实施例中，可以基于候选转速以及最大功率点的转速检测值和扭矩检测值，确定候选转速对应的扭矩。例如，可以获取最大功率点的转速检测值和最大功率点的扭矩检测值的乘积，并将最大功率点的转速检测值和最大功率点的扭矩检测值的乘积与候选转速的比值作为候选转速对应的扭矩。
79.候选转速对应的扭矩限值可以基于转速与扭矩限值之间的预设对应关系进行确定，例如，可以将候选转速与预设对应关系中的各转速进行匹配，并将匹配成功的转速所对应的扭矩限值作为候选转速对应的扭矩限值。可以理解的是，预设对应关系可以为发动机的万有特性曲线图中的每一个转速，以及其对应的最大扭矩。
80.在实际应用中，可以将候选转速对应的扭矩与候选转速对应的扭矩限值进行比较，并根据比较结果确定发动机的目标转速。例如，若候选转速对应的扭矩小于或等于候选转速对应的扭矩限值时，可以直接将候选转速作为目标转速，若候选转速对应的扭矩大于候选转速对应的扭矩限值时，可以基于预设步长对候选转速进行调整，并将候选转速的调整结果作为目标转速，从而能够有效提高目标转速的有效性，避免了目标转速超扭造成的发动机无法正常工作。
81.在示例性实施例中，所述基于所述候选转速对应的扭矩与所述候选转速对应的扭矩限值的比较结果，确定所述发动机的目标转速，包括：
82.若所述候选转速对应的扭矩小于或等于所述候选转速对应的扭矩限值时，将所述候选转速作为所述目标转速；
83.若所述候选转速对应的扭矩大于所述候选转速对应的扭矩限值时，基于预设步长对所述候选转速进行调整，直到调整后的所述候选转速对应的扭矩小于或等于调整后的所述候选转速对应的扭矩限值，并将调整后的所述候选转速作为所述目标转速。
84.本实施例中，若候选转速对应的扭矩小于或等于候选转速对应的扭矩限值时，表明候选转速对应的扭矩未超扭，能够保证发动机正常工作，可以直接将候选转速最为目标转速。
85.若候选转速对应的扭矩大于候选转速对应的扭矩限值时，表明候选转速对应的扭矩存在超扭，无法保证发动机正常工作，此时，可以基于预设步长对候选转速进行调整，预设步长可以为10。例如，如图2所示，基于预设步长对候选转速进行调整的方法可以包括：
86.s201、令n＝1；
87.s202、将候选转速增加预设步长，得到第n次调整后的候选转速；
88.s203、确定第n次调整后的候选转速对应的扭矩，以及第n次调整后的候选转速对应的扭矩限值；判断第n次调整后的候选转速对应的扭矩是否小于或等于第n次调整后的候
选转速对应的扭矩限值；若是，执行步骤s205，若否，执行步骤s204；
89.s204、令n＝n+1，将第n-1次调整后的候选转速增加预设步长，得到第n次调整后的候选转速，并执行步骤s203；
90.s205、将第n次调整后的候选转速作为目标转速。
91.在示例性实施例中，还包括：
92.若所述集中工况点对应的油耗满足所述目标油耗区域时，基于当前控制转速对所述发动机进行转速控制；其中，若档位发生变化时，基于预设周期对所述发动机进行油耗自寻优控制；所述当前控制转速为所述当前档位对应的预设转速或上一次确定的所述目标转速。
93.本实施例中，可以在检测到作业机械的档位发生变化时，执行步骤s101～步骤s104，以对发动机进行油耗自寻优控制；若距离上一次对发动机进行油耗自寻优控制的时长达到预设周期对应的时长，且该过程中作业机械的档位未发生变化时，执行步骤s101～步骤s104，以对发动机进行油耗自寻优控制，即，在检测到作业机械的档位发生变化时，基于预设周期对发动机进行油耗自寻优控制。
94.在对发动机进行油耗自寻优控制的过程中，若集中工况点对应的油耗满足目标油耗区域时，表明发动机已工作在最佳油耗区，此时，可以基于当前控制转速继续对发动机进行转速控制，从而能够基于发动机的当前工况按照预设周期对发动机进行油耗自寻优控制，使得发动机能够持续工作在最佳油耗区，实现了油耗的有效降低。
95.其中，在第一周期中对发动机进行油耗自寻优控制的过程中，即，检测到作业机械的档位发生变化时对发动机进行油耗自寻优控制的过程中，当前控制转速为当前档位对应的预设转速，即，进行档位切换时，发动机控制器可以确定该档位对应的预设转速，并将该档位对应的预设转速作为当前控制转速，以自动对发动机进行转速控制。其中，可以根据当前档位以及档位与转速之间的预设对应关系，确定当前档位对应的预设转速。
96.在第m周期中对发动机进行油耗自寻优控制的过程中，m》1，即，检测到距离上一次对发动机进行油耗自寻优控制的时长达到预设周期对应的时长，且作业机械的档位未发生变化时，对发动机进行油耗自寻优控制的过程中，当前控制转速为当前档位对应的预设转速或上一次确定的发动机的目标转速。上一次确定的发动机的目标转速，即，当前档位下，距离当前周期最近的检测到集中工况点对应的油耗不满足目标油耗区域的周期中，所确定的目标转速。可以理解的是，若当前档位下，当前周期及当前周期之前的任一次自寻优控制的过程中，集中工况点对应的油耗均满足目标油耗区域，则当前控制转速为当前档位对应的预设转速。
97.在示例性实施例中，所述确定所述发动机的目标转速之后，还包括：
98.基于所述目标转速、所述当前控制转速和泵的当前排量，确定所述泵的目标排量；其中，所述目标排量用于对所述泵进行排量调节。
99.本实施例中，在确定发动机的目标转速之后，还可以基于目标转速、当前控制转速和泵的当前排量，确定泵的目标排量，以同时基于目标转速对发动机进行转速调节，以及基于目标排量对泵进行排量调节，从而在对发动机进行转速调节的过程中，能够有效满足系统的流量需求，使得作业机械能够正常作业。可以理解的是，泵为变量泵，如，电控柱塞泵。泵可以分别与发动机和作业机械的液压负载连接，为液压负载提供液压动力。
100.其中，可以获得发动机的当前控制转速和泵的当前排量的乘积，并将发动机的当前控制转速和泵的当前排量的乘积与目标转速的比值，作为泵的目标排量。
101.泵的当前排量为发动机的当前控制转速所对应的泵的排量。发动机的当前控制转速为当前档位对应的预设转速时，泵的当前排量可以为当前档位对应的预设排量，例如，可以基于当前档位以及档位与排量之间的预设对应关系，确定当前档位对应的预设排量。发动机的当前控制转速为上一次确定的目标转速时，泵的当前排量为基于上一次确定的目标转速所确定的泵的目标排量。
102.以下通过图3和图4对本发明油耗自寻优控制方法的效果进行详细说明。
103.基于目标转速对发动机进行转速调节之前，发动机在预设时长内的实际工况点的分布如图3所示。由图3可知，发动机的实际工况点的分布范围较广，且大多数实际工况点未处于最佳油耗区。
104.基于目标转速对发动机进行转速调节之后，发动机在预设时长内的实际工况点的分布如图4所示。由图4可知，通过对发动机进行转速调节，发动机的实际工况点的分布区域与调节前相同，表明基于目标转速对发动机进行转速调节之后，仍能够满足发动机的当前工况；同时，图4中发动机的实际工况点分布的集中程度相较于图3明显提高，且大多数实际工况点均处于最佳油耗区。由此可知，通过本发明油耗自寻优控制方法，能够在满足发动机的当前工况的前提下，有效保证发动机工作于最佳油耗区。
105.其中，图3和图4中的曲线为发动机的万有特性曲线图，横轴为转速，纵轴为扭矩，曲线中的数字为不同转速和扭矩对应的油耗，黑点为实际工况点。
106.下面对本发明提供的油耗自寻优控制装置进行描述，下文描述的油耗自寻优控制装置与上文描述的油耗自寻优控制方法可相互对应参照。如图5所示，本发明油耗自寻优控制装置至少包括：
107.第一处理模块501，用于获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；
108.第二处理模块502，用于基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点；
109.第三处理模块503，用于基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；
110.第四处理模块504，用于若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。
111.在示例性实施例中，所述第二处理模块502具体用于：
112.基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述多个实际工况点的分布图；
113.基于预设的滑动窗口对所述分布图进行扫描，得到多个工作点集；
114.基于每一个所述工作点集中所述实际工况点的数量，确定所述多个工作点集中的
目标点集；
115.基于所述目标点集，确定所述集中工况点。
116.在示例性实施例中，所述第三处理模块503具体用于：
117.基于所述预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定各所述实际工况点对应的油耗；
118.基于各所述实际工况点对应的油耗，确定所述发动机的目标油耗区域。
119.在示例性实施例中，所述第四处理模块504具体用于：
120.基于所述候选转速以及所述最大功率点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述候选转速对应的扭矩；
121.基于所述候选转速对应的扭矩与所述候选转速对应的扭矩限值的比较结果，确定所述发动机的目标转速。
122.在示例性实施例中，所述第四处理模块504具体用于：
123.若所述候选转速对应的扭矩小于或等于所述候选转速对应的扭矩限值时，将所述候选转速作为所述目标转速；
124.若所述候选转速对应的扭矩大于所述候选转速对应的扭矩限值时，基于预设步长对所述候选转速进行调整，直到调整后的所述候选转速对应的扭矩小于或等于调整后的所述候选转速对应的扭矩限值，并将调整后的所述候选转速作为所述目标转速。
125.在示例性实施例中，还包括第五处理模块，所述第五处理模块用于：
126.若所述集中工况点对应的油耗满足所述目标油耗区域时，基于当前控制转速对所述发动机进行转速控制；其中，若档位发生变化时，基于预设周期对所述发动机进行油耗自寻优控制；所述当前控制转速为所述当前档位对应的预设转速或上一次确定的所述目标转速。
127.在示例性实施例中，还包括第六处理模块，所述第六处理模块用于：
128.基于所述目标转速、所述当前控制转速和泵的当前排量，确定所述泵的目标排量；其中，所述目标排量用于对所述泵进行排量调节。
129.本发明还提供一种作业机械，包括如上述任一实施例所述的油耗自寻优控制装置，或，采用如上述任一实施例所述的油耗自寻优控制方法。
130.本实施例中，作业机械诸如挖掘机、起重机等工程机械。
131.图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)601、通信接口(communications interface)602、存储器(memory)603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信。处理器601可以调用存储器603中的逻辑指令，以执行油耗自寻优控制方法，该方法包括：获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；
132.基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点；
133.基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；
134.若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。
135.此外，上述的存储器603中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
136.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的油耗自寻优控制方法，该方法包括：获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；
137.基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点；
138.基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；
139.若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。
140.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的油耗自寻优控制方法，该方法包括：获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；
141.基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点；
142.基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；
143.若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。
144.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其
中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
145.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
146.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种油耗自寻优控制方法，其特征在于，包括：获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点；基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。2.根据权利要求1所述的油耗自寻优控制方法，其特征在于，所述基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点，包括：基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述多个实际工况点的分布图；基于预设的滑动窗口对所述分布图进行扫描，得到多个工作点集；基于每一个所述工作点集中所述实际工况点的数量，确定所述多个工作点集中的目标点集；基于所述目标点集，确定所述集中工况点。3.根据权利要求1所述的油耗自寻优控制方法，其特征在于，所述基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，包括：基于所述预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定各所述实际工况点对应的油耗；基于各所述实际工况点对应的油耗，确定所述发动机的目标油耗区域。4.根据权利要求1所述的油耗自寻优控制方法，其特征在于，所述基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速，包括：基于所述候选转速以及所述最大功率点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述候选转速对应的扭矩；基于所述候选转速对应的扭矩与所述候选转速对应的扭矩限值的比较结果，确定所述发动机的目标转速。5.根据权利要求4所述的油耗自寻优控制方法，其特征在于，所述基于所述候选转速对应的扭矩与所述候选转速对应的扭矩限值的比较结果，确定所述发动机的目标转速，包括：若所述候选转速对应的扭矩小于或等于所述候选转速对应的扭矩限值时，将所述候选转速作为所述目标转速；若所述候选转速对应的扭矩大于所述候选转速对应的扭矩限值时，基于预设步长对所述候选转速进行调整，直到调整后的所述候选转速对应的扭矩小于或等于调整后的所述候选转速对应的扭矩限值，并将调整后的所述候选转速作为所述目标转速。6.根据权利要求1至5任一项所述的油耗自寻优控制方法，其特征在于，还包括：
若所述集中工况点对应的油耗满足所述目标油耗区域时，基于当前控制转速对所述发动机进行转速控制；其中，若档位发生变化时，基于预设周期对所述发动机进行油耗自寻优控制；所述当前控制转速为所述当前档位对应的预设转速或上一次确定的所述目标转速。7.根据权利要求6所述的油耗自寻优控制方法，其特征在于，所述确定所述发动机的目标转速之后，还包括：基于所述目标转速、所述当前控制转速和泵的当前排量，确定所述泵的目标排量；其中，所述目标排量用于对所述泵进行排量调节。8.一种油耗自寻优控制装置，其特征在于，包括：第一处理模块，用于获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点，所述实际工况点包括转速检测值和扭矩检测值；第二处理模块，用于基于各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的集中工况点；第三处理模块，用于基于预设油耗模型以及各所述实际工况点的所述转速检测值和所述扭矩检测值，确定所述发动机的目标油耗区域，以及，基于所述预设油耗模型确定所述集中工况点对应的油耗；其中，所述预设油耗模型用于表征转速、扭矩和油耗之间的对应关系；第四处理模块，用于若所述集中工况点对应的油耗不满足所述目标油耗区域时，基于所述目标油耗区域确定所述发动机的候选转速，以及基于所述候选转速和多个所述实际工况点中的最大功率点，确定所述发动机的目标转速；其中，所述目标转速用于对所述发动机进行转速调节。9.一种作业机械，其特征在于，包括：如权利要求8所述的油耗自寻优控制装置，或，采用如权利要求1至7任一项所述的油耗自寻优控制方法。10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的油耗自寻优控制方法。

技术总结
本发明涉及工程机械领域，提供一种油耗自寻优控制方法、装置及作业机械。该方法包括：获取当前档位下发动机在预设时长内的多个实际工况点；基于各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的集中工况点；基于预设油耗模型以及各实际工况点的转速检测值和扭矩检测值，确定发动机的目标油耗区域，以及，基于预设油耗模型确定集中工况点对应的油耗；若集中工况点对应的油耗不满足目标油耗区域时，基于目标油耗区域确定发动机的候选转速，以及基于候选转速和多个实际工况点中的最大功率点，确定发动机的目标转速。本发明能够根据发动机的工况自动进行油耗寻优控制，在满足发动机的当前工况的前提下，保证发动机工作于最佳油耗区。区。区。


技术研发人员：程义鹏 许志营 车滩滩
受保护的技术使用者：三一重机有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/6