混合动力控制方法及系统、起重机与流程

文档序号:31083931发布日期:2022-08-09 22:46阅读:91来源:国知局
混合动力控制方法及系统、起重机与流程

1.本技术涉及起重机混动控制技术领域,具体涉及混合动力控制方法及系统、起重机。


背景技术:

2.传统的轮式起重机一般采用柴油发动机作为动力源,其应用非常成熟,但也存在很多污染严重,排放不达标的劣势,且轮式起重机一般整备整车质量较大,为了满足整车动力性要求,常装配大功率、大排量的燃油发动机,导致环境污染严重、经济性低、噪音高。随着国家提出碳达峰和碳中和目标,对起重机行业的碳排放也提出了更高的要求。低碳排放、低油耗、低噪音是未来起重机行业发展的主要方向。
3.因此,目前市面上开发出了很多种混动式的轮式汽车起重机,在这类混动式的轮式汽车起重机中,基本都采用大排量的燃油发动机作为整车行驶动力源,通过变速箱分为主传动和取力器两分支,主传动将一部分动力传递到车桥上,作为车辆行驶的动力来源,取力器将一部分动力传递给上车的作业油泵以进行吊运工作。混动式的轮式汽车起重机还会在上车中设置电动机,燃油发动机配合电动机为作业油泵提供电动动力。在本领域中,如何根据实际工作时的具体情况来为作业油泵提供合适的动力,使得上车能够实现更好的能源管理,是需要解决的技术问题。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本技术提供了一种混合动力控制方法及系统、起重机,能够根据实际工作时的具体情况来为作业油泵提供合适的动力,使得上车能够实现更好的能源管理。
5.第一方面,本技术提供的一种混合动力控制方法,包括:获取重物质量以及操作手输入的转速需求参数;根据所述重物质量和所述转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置;以及控制所述辅助驱动装置配合主驱动电机驱动作业油泵进行工作。
6.第一方面在使用时,根据不同的重物质量和转速需求参数,使用对应的辅助驱动装置配合主驱动电机来驱动作业油泵,能够使得作业油泵能够以合适的工作参数进行工作,避免作业油泵的工作参数过大或过小,实现更佳的能源管理。
7.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据所述重物质量和所述转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置包括:若所述重物质量小于或等于第一预设重量,控制所述主驱动电机单独驱动所述作业油泵进行工作;以及调节所述主驱动电机的转速至预设转速区间。
8.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据所述重物质量和所述转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置包括:若所述重物质量大于第一预设重量且小于或者等于第二预设重量,且若所述转速需求参数小于或等于第一预设转速值时,确定所述减速器为所述辅助驱动装置;或若所述重物质量大于第一预设重量且小
于或者等于第二预设重量,且若所述转速需求参数大于第一预设转速值时,确定所述发动机为所述辅助驱动装置。
9.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据所述重物质量和所述转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置包括:若所述重物质量大于第二预设重量,且所述转速需求参数小于或等于第二预设转速值时,确定所述辅助电机为所述辅助驱动装置;或若所述重物质量大于第二预设重量,且所述转速需求参数大于第二预设转速值时,确定所述发动机和所述辅助电机为所述辅助驱动装置。
10.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,还包括:若所述转速需求参数持续位于目标区间的持续时长大于或者等于预设时长时,改变与所述主驱动电机配合的所述辅助驱动装置。
11.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述若所述转速需求参数持续位于目标区间的持续时长大于或者等于预设时长时,改变与所述主驱动电机配合的所述辅助驱动装置包括:若所述发动机与所述主驱动电机共同驱动所述作业油泵,且所述转速需求参数小于或等于第一预设转速值并持续第一预设时长时,则控制所述发动机停机,并控制所述主驱动电机驱动所述作业油泵进行工作。
12.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述若所述转速需求参数持续位于目标区间的持续时长大于或者等于预设时长时,改变与所述主驱动电机配合的所述辅助驱动装置包括:若所述发动机、所述主驱动电机和所述辅助电机共同驱动所述作业油泵,且所述转速需求参数小于或等于第二预设转速值并持续第二预设时长时,则控制所述发动机停机,并控制所述主驱动电机和所述辅助电机共同驱动所述作业油泵进行工作。
13.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:若蓄电池的当前电量小于或等于第一预设电量时,则控制所述发动机启动为所述辅助电机提供动力;以及控制所述辅助电机进行发电以向所述主驱动电机提供能源,且将部分发电电能充电给所述蓄电池;其中,所述蓄电池用于为所述主驱动电机和/或所述辅助电机供电。
14.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述根据所述重物质量和所述转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置包括:若所述重物质量大于第二预设重量,且所述转速需求参数大于第二预设转速值时,确定所述发动机和所述辅助电机为所述辅助驱动装置;其中,所述方法还包括:若蓄电池的当前电量小于或等于第一预设电量时,控制所述发动机为所述辅助电机提供部分动力;控制所述辅助电机进行发电并为所述主驱动电机提供能源;以及控制所述辅助电机将发电的部分电量充电给所述蓄电池;其中,所述蓄电池用于为所述主驱动电机和/或所述辅助电机供电。
15.第二方面,本技术提供一种混合动力控制系统,包括:数据获取模块,配置为:获取重物质量以及操作手输入的转速需求参数;辅助驱动确定模块,与所述数据获取模块通讯连接,所述辅助驱动确定模块配置为:根据所述重物质量和所述转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置;以及动力控制模块,与所述辅助驱动确定模块通讯连接,所述动力控制模块配置为:控制所述辅助驱动装置配合主驱动电机驱动作业油泵进行工作。
16.第二方面是第一方面对应的系统,因此第二方面的技术效果在此不再赘述。
17.第三方面,本技术提供一种起重机,包括:发动机;主驱动电机;减速器,与所述主
驱动电机连接;辅助电机;作业油泵,与所述发动机、所述主驱动电机、所述减速器以及所述辅助电机分别连接;重物重量传感器,用于检测被吊物的重物质量;操作装置,操作手通过所述操作装置输入转速需求参数;以及前述的混合动力控制系统,所述混合动力控制系统与所述发动机、所述主驱动电机、所述减速器、所述辅助电机、所述重物重量传感器以及所述操作装置分别电连接。
18.第三方面包括了第二方面的系统结构,因此第三方面的技术效果在此不再赘述。
19.结合第三方面,在一种可能的实现方式中,还包括:变速箱,包括变速箱动力输入端和变速箱动力输出端,所述变速箱动力输入端与所述发动机连接;第一离合器,包括第一离合器动力输入端和第一离合器动力输出端,所述第一离合器动力输入端与所述变速箱动力输出端连接,取力器,包括取力器动力输入端和取力器动力输出端,所述取力器动力输入端与所述第一离合器动力输出端连接;主离合器,包括第一主离合器动力输入端、第二主离合器动力输入端和主离合器动力输出端,所述第一主离合器动力输入端与所述取力器动力输出端连接,所述辅助电机与所述第二主离合器动力输入端连接,所述作业油泵与所述主离合器动力输出端连接;第二离合器,包括第二离合器动力输入端和第二离合器动力输出端,所述第二离合器动力输入端与所述主驱动电机连接,所述第二离合器动力输出端与所述作业油泵连接;减速器,包括减速器动力输入端和减速器动力输出端,所述减速器动力输入端与所述主驱动电机连接;以及第三离合器,包括第三离合器动力输入端和第三离合器动力输出端,所述第三离合器动力输入端与所述减速器动力输出端连接,所述第三离合器动力输出端与所述作业油泵连接;以及蓄电池,与所述主驱动电机以及所述辅助电机分别电连接;其中,所述混合动力控制系统与所述第一离合器、所述主离合器、所述第二离合器、所述第三离合器以及蓄电池分别电连接;所述混合动力控制系统配置为:控制所述第一离合器、所述主离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器的离合状态,以及获取所述蓄电池的当前电量。
附图说明
20.图1所示为本技术一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
21.图2所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
22.图3所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
23.图4所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
24.图5所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
25.图6所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
26.图7所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
27.图8所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
28.图9所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
29.图10所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
30.图11所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
31.图12所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
32.图13所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
33.图14所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
34.图15所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
35.图16所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
36.图17所示为本技术一实施例提供的一种混合动力控制系统的系统结构示意图。
37.图18所示为本技术一实施例提供的一种起重机的部分结构示意图。
38.图19所示为本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
39.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都属于本技术保护的范围。
40.示例性混合动力控制方法
41.本技术提供一种混合动力控制方法,应用于一种起重机,该起重机包括发动机、主驱动电机、减速器、辅助电机、作业油泵、重物重量传感器以及操作装置。减速器与主驱动电机连接,可以调节主驱动电机的转速和扭力。作业油泵与发动机、主驱动电机、减速器以及辅助电机分别连接,具体的,作业油泵可以通过一个或多个离合器与发动机、主驱动电机、减速器以及辅助电机分别地可耦合式连接,离合器可以随时连接或断开作业油泵与其中一个动力源的连接。重物重量传感器用于检测被吊物的重物质量。操作手通过操作装置输入转速需求参数,转速需求参数发送给作业油泵,作业油泵根据转速需求参数工作从而起吊重物。
42.图1所示为本技术一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图1所示,包括:
43.步骤101、获取重物质量以及操作手输入的转速需求参数。
44.本步骤在执行时,起重机在吊取重物时,获取被吊物的重物质量,以及获取操作手向起重机输入的转速需求参数。
45.步骤102、根据重物质量和转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置。
46.不同的重物质量和不同的转速需求参数组成不同的组合,不同的组合对应于减速器、发动机以及辅助电机中的一个或多个,或者不使用任何一个辅助驱动装置,预先设定好上述对应关系。在本步骤中,根据获取的重物质量和转速需求参数,再根据预设对应关系,确定对应的辅助驱动装置。
47.步骤103、控制辅助驱动装置配合主驱动电机驱动作业油泵进行工作。
48.本步骤中,控制主驱动电机和步骤102确定的辅助驱动装置,一同驱动作业油泵进行工作。
49.本实施例在使用时,根据不同的重物质量和转速需求参数,使用对应的辅助驱动装置配合主驱动电机来驱动作业油泵,能够使得作业油泵能够以合适的工作参数进行工作,避免作业油泵的工作参数过大或过小,实现更佳的能源管理。
50.图2所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图2所示,步骤102包括:
51.判断重物质量是否小于或等于第一预设重量,若是则执行步骤1021、控制主驱动电机单独驱动作业油泵进行工作。
52.步骤1022、调节主驱动电机的转速至预设转速区间。
53.本实施例中,重物质量小于或等于第一预设重量时,设定此情况为轻载荷作业,此时仅利用主驱动电机驱动作业油泵,无需使用辅助驱动装置,从而节省能源,并且电动机的主驱动电机的工作噪音小,具有降噪优势。其中,第一预设重量可以设定为两吨。
54.预设转速区间可以是主驱动电机的高转速区间,从而使得主驱动电机以高转速驱动作业油泵,提高作业速度。具体的,例如可以将主驱动电机的转速均等划分为三个区间,分别为低转速区间、中等转速区间以及高转速区间。或者以本领域技术人员对于特定型号的主驱动电机的操作习惯,设定本领域技术人员通常认定的高转速区间为预设转速区间。需要说明的是,步骤1021和步骤1022可以先后执行,也可以同时执行。
55.图3所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图3所示,步骤102包括:
56.判断重物质量是否大于第一预设重量且小于或者等于第二预设重量,且转速需求参数是否小于或等于第一预设转速值,若两个判断结果均为是,则执行步骤1023、确定减速器为辅助驱动装置。
57.本实施例中,重物质量大于第一预设重量且小于或者等于第二预设重量时,设定此情况为中载荷作业。转速需求参数小于或等于第一预设转速值时,说明此时操作手对于转速需求不高。此时利用主驱动电机和减速器相互配合以驱动作业油泵,减速器可以实现减速增扭,从而可以在不消耗燃油的情况下,以纯电作业的形式吊起较重的被吊物。其中,第一预设重量可以设定为两吨,第二预设重量可以设定为十吨,第一预设转速值可以设定为1500r/min。
58.图4所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图4所示,步骤102包括:
59.判断重物质量是否大于第一预设重量且小于或者等于第二预设重量,且转速需求参数是否大于第一预设转速值,若两个判断结果均为是,则执行步骤1024、确定发动机为辅助驱动装置。
60.本实施例中,重物质量大于第一预设重量且小于或者等于第二预设重量时,设定此情况为中载荷作业。转速需求参数大于第一预设转速值时,说明此时操作手对于转速需求较高,需要转速达到一定的范围,以更快地吊起被吊物。此时利用主驱动电机和发动机相互配合以驱动作业油泵,可以向作业油泵提供足够扭力的情况下,以较高的转速更快地吊起较重的被吊物。其中,第一预设重量可以设定为两吨,第二预设重量可以设定为十吨,第一预设转速值可以设定为1500r/min。
61.图5所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图5所示,步骤102包括:
62.判断重物质量是否大于第二预设重量,且转速需求参数是否小于或等于第二预设转速值,若两个判断结果均为是,则执行步骤1025、确定辅助电机为辅助驱动装置。
63.本实施例中,重物质量大于第二预设重量时,设定此情况为大载荷作业。并且此时转速需求参数小于或等于第二预设转速值,可以认定此时对转速需求不高,可以以纯电作
业的形式,使用辅助电机和主驱动电机共同驱动作业油泵吊起被吊物,不消耗燃油。其中,第二预设重量可以设定为十吨,第二预设转速值可以设定为1000r/min。
64.图6所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图6所示,步骤102包括:
65.判断重物质量是否大于第二预设重量,且转速需求参数是否大于第二预设转速值,若两个判断结果均为是,则执行步骤1026、确定发动机和辅助电机为辅助驱动装置。
66.本实施例中,重物质量大于第二预设重量时,设定此情况为大载荷作业。并且此时转速需求参数大于第二预设转速值,可以认定此时对转速有一定的要求,则使用发动机、辅助电机和主驱动电机共同驱动作业油泵吊起被吊物,实现以足够的起吊速度吊起较重的重物。其中,第二预设重量可以设定为十吨,第二预设转速值可以设定为1000r/min。
67.图7所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图7所示,该混合动力控制方法还包括:
68.判断转速需求参数持续位于目标区间的持续时长是否大于或者等于预设时长,若是则执行步骤104、改变与主驱动电机配合的辅助驱动装置。
69.本实施例中,在起重机吊取被吊物的过程中,转速需求参数至目标区间并且持续大于或等于预设时长时,则说明此时对于转速值的需求改变,需要调整改变辅助驱动装置,从而使得驱动作业油泵的转速值适应于此时的具体转速值需求,可以实现合适的吊运效率以及实现更佳的能源管理。
70.图8所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图8所示,该混合动力控制方法还包括:
71.判断发动机与主驱动电机是否共同驱动作业油泵,且转速需求参数是否小于或等于第一预设转速值并持续第一预设时长,若两个判断结果均为是,则步骤104包括:
72.步骤1041、控制发动机停机,并控制主驱动电机驱动作业油泵进行工作。
73.本实施例在使用时,起重机一般在进行中载荷作业,转速需求参数为低转速需求且持续第一预设时长,则说明此时需要以较低转速来驱动作业油泵以进行中载荷作业,控制发动机停机熄火以节省能源,仅使用主驱动电机来驱动作业油泵。具体的,第一预设转速值可以设定为1500r/min,第一预设时长可以设定为2秒。
74.图9所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图9所示,该混合动力控制方法还包括:
75.判断发动机、主驱动电机和辅助电机是否共同驱动作业油泵,且转速需求参数是否小于或等于第二预设转速值持续第二预设时长,若两个判断结果均为是,则步骤104包括:
76.步骤1042、控制发动机停机,并控制主驱动电机和辅助电机共同驱动作业油泵进行工作。
77.本实施例在使用时,起重机一般在进行大载荷作业,转速需求参数为低转速需求且持续第二预设时长,则说明此时需要以较低转速来驱动作业油泵以进行大载荷作业,控制发动机停机熄火以节省能源,使用主驱动电机和辅助电机来驱动作业油泵。具体的,第二预设转速值可以设定为1000r/min,第二预设时长可以设定为2秒。
78.图10所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。
在一实施例中,如图10所示,该混合动力控制方法还包括:
79.判断蓄电池的当前电量是否小于或等于第一预设电量,若是则执行步骤105、控制发动机启动为辅助电机提供动力。其中,蓄电池用于为主驱动电机和/或辅助电机供电。
80.步骤106、控制辅助电机进行发电以向主驱动电机提供能源,且将部分发电电能充电给蓄电池。
81.当主驱动电机和辅助电机需要工作并输出动力时,蓄电池可以用于为主驱动电机和辅助电机供电。本实施例在使用时,根据蓄电池的当前电量检测结果,当蓄电池的当前电量小于或等于第一预设电量时,此时蓄电池的电量较低需要充电,则控制发动机带动辅助电机工作,辅助电机充当发电机进行发电,发电电能一部分提供给主驱动电机作为能源,且发电电能的一部分还充电给蓄电池。本实施例能够使得该起重机在工作时,发动机和辅助电机起到增程作用,降低对蓄电池的当前电量需求,连续作业时间不受蓄电池容量的限制。具体的,第一预设电量可以设定为蓄电池满电量的30%。
82.在一些实施例中,还可以通过传统方式进行充电,例如使用充电桩、外接电源、太阳能等方式为蓄电池充电。
83.图11所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图11所示,该混合动力控制方法还包括:
84.判断蓄电池的当前电量是否大于第二预设电量,若是则执行步骤107、控制发动机停机。
85.本实施例中,当蓄电池的当前电量大于第二预设电量时,蓄电池的电量足够,可以控制发动机停机熄火,以节省能源。具体的,第二预设电量可以设定为蓄电池满电量的40%、50%或其他值。
86.图12所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图12所示,步骤102包括:
87.判断重物质量是否大于第二预设重量,且转速需求参数是否大于第二预设转速值,若两个判断结果均为是,则执行步骤1026、确定发动机和辅助电机为辅助驱动装置。
88.其中,该混合动力控制方法方法还包括:
89.判断蓄电池的当前电量是否小于或等于第一预设电量,若是则执行步骤1027、控制发动机为辅助电机提供部分动力。
90.步骤1028、控制辅助电机进行发电并为主驱动电机提供能源。
91.步骤1029、控制辅助电机将发电的部分电量充电给蓄电池。
92.其中,蓄电池用于为主驱动电机和/或辅助电机供电。
93.本实施例中,重物质量大于第二预设重量时,设定此情况为大载荷作业。并且此时转速需求参数大于第二预设转速值,可以认定此时对转速有一定的要求,发动机和辅助电机作为辅助驱动装置。其中,第二预设重量可以设定为十吨,第二预设转速值可以设定为1000r/min。在发动机、辅助电机以及主驱动电机共同工作的过程中,蓄电池容量小于或等于第一预设电量时电量不足,此时发动机的与主驱动电机共同驱动作业油泵的同时,发动机的部分动力还用于驱动辅助电机工作,辅助电机充当发电机进行发电,发电所得的电能一部分提供给主驱动电机,一部分充电给蓄电池。本实施例能够使得该起重机在工作时,发动机和辅助电机起到增程作用,降低对蓄电池的当前电量需求,连续作业时间不受蓄电池
容量的限制;并且同时发动机配合主驱动电机为大载荷作业过程提供足够的动力和转速。
94.图13所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图13所示,该混合动力控制方法还包括:
95.步骤108、获取制动力需求参数。
96.判断制动力需求参数是否符合第一预设制动力范围,若是则执行步骤109、控制辅助电机回收制动能量并转换为电能充电给蓄电池。
97.本实施例在使用时,当起重机的作业油泵需要制动时,获取制动力需求参数,当制动力需求参数符合第一预设制动力范围时,利用辅助电机回收制动能量并为蓄电池充电,以实现更适合实际情况的能源管理,也能够提高该起重机的作业时间。具体的,第一预设制动力范围可以设定为较小的范围值,例如可以设定为小于或等于全部制动力的30%的范围作为第一预设制动力范围,由于此时对于制动力需求不高,可以仅采用辅助电机进行能量回收,并且能量回收过程也能够间接地产生一定的制动力。
98.图14所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图14所示,该混合动力控制方法还包括:
99.判断制动力需求参数是否符合第二预设制动力范围,若是则执行步骤110、控制主驱动电机以及辅助电机共同回收制动能量并转换为电能充电给蓄电池。
100.本实施例在使用时,当制动力需求参数符合第二预设制动力范围时,利用主驱动电机和辅助电机共同回收制动能量并为蓄电池充电,以实现更适合实际情况的能源管理,也能够提高该起重机的作业时间。具体的,第二预设制动力范围可以设定为中等的范围值,例如可以设定为大于全部制动力的30%且小于或等于全部制动力的60%之间的范围作为第二预设制动力范围,由于此时对于制动力需求较高,采用主驱动电机和辅助电机进行能量回收,增加制动能量回收效率,并且能量回收过程也能够间接地产生一定的制动力。
101.图15所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图15所示,该混合动力控制方法还包括:
102.判断制动力需求参数是否符合第三预设制动力范围,若是则执行步骤111、控制主驱动电机配合减速器以及辅助电机共同回收制动能量,并转换为电能充电给蓄电池。
103.本实施例在使用时,当制动力需求参数符合第三预设制动力范围时,利用主驱动电机配合减速器,并联合辅助电机共同回收制动能量并为蓄电池充电,减速器能够调节主驱动电机的转速和扭力,从而实现更适合实际情况的能源管理,也能够提高该起重机的作业时间。具体的,第三预设制动力范围可以设定为较高的范围值,例如可以设定为大于全部制动力的60%的范围作为第三预设制动力范围,由于此时对于制动力需求较高,减速器能够增大主驱动电机的转速,配合辅助电机进行能量回收,能够进一步增加制动能量回收效率,并且能量回收过程也能够间接地产生一定的制动力。
104.图16所示为本技术另一实施例提供的一种混合动力控制方法的方法步骤示意图。在一实施例中,如图16所示,步骤102包括:
105.判断重物质量是否大于第二预设重量,且转速需求参数是否大于第二预设转速值,若两个判断结果均为是,则执行步骤1026、确定发动机和辅助电机为辅助驱动装置。
106.在发动机为作业油泵提供动力的过程中,该混合动力控制方法还包括:
107.判断转速需求参数是否改变至小于或等于第三预设转速值持续第三预设时长,若
是则执行步骤1030、控制主驱动电机停机,并控制发动机和辅助电机共同驱动作业油泵进行工作。
108.本实施例为大载荷作业模式,可以由辅助电机配合发动机提供动力,使得主驱动电机可以在这种情况下能够休息散热一段时间。具体的,第三预设转速值可以小于第一预设转速值和第二预设转速值。当操作手降低转速需求参数至第三预设转速值以下达到第三预设时长时,表面对于转速需求降低。一般而言,辅助电机的性能较差于主驱动电机,此种情况仅利用辅助电机和发动机驱动作业油泵进行速度较慢的工作,且发动机和辅助电机能够提供足够的扭力以执行大载荷作业,可以降低主驱动电机的工作压力。具体的,例如第三预设转速值可以设定为500r/min,第三预设时长可以设定为2秒。
109.示例性混合动力控制系统
110.本技术还提供一种混合动力控制系统,该混合动力控制系统应用于一种起重机,该起重机包括发动机、主驱动电机、减速器、辅助电机、作业油泵、重物重量传感器以及操作装置。减速器与主驱动电机连接,可以调节主驱动电机的转速和扭力。作业油泵与发动机、主驱动电机、减速器以及辅助电机分别连接,具体的,作业油泵可以通过一个或多个离合器与发动机、主驱动电机、减速器以及辅助电机分别地可耦合式连接,离合器可以随时连接或断开作业油泵与其中一个动力源的连接。重物重量传感器用于检测被吊物的重物质量。操作手通过操作装置输入转速需求参数,转速需求参数发送给作业油泵,作业油泵根据转速需求参数工作从而起吊重物。
111.图17所示为本技术一实施例提供的一种混合动力控制系统的系统结构示意图。在一实施例中,如图17所示,该混合动力控制系统包括数据获取模块170、辅助驱动确定模块171以及动力控制模块172。
112.其中,数据获取模块170配置为:获取重物质量以及操作手输入的转速需求参数。辅助驱动确定模块171与数据获取模块170通讯连接,辅助驱动确定模块171配置为:根据重物质量和转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置。动力控制模块172与辅助驱动确定模块171通讯连接,动力控制模块172配置为:控制辅助驱动装置配合主驱动电机驱动作业油泵进行工作。
113.本实施例中,起重机在吊取重物时,获取被吊物的重物质量,以及获取操作手向起重机输入的转速需求参数。根据重物质量和转速需求参数,在减速器、发动机以及辅助电机中确定辅助驱动装置。不同的重物质量和不同的转速需求参数组成不同的组合,不同的组合对应于减速器、发动机以及辅助电机中的一个或多个,或者不使用任何一个辅助驱动装置,预先设定好上述对应关系。根据获取的重物质量和转速需求参数,再根据预设对应关系,确定对应的辅助驱动装置。然后控制主驱动电机和确定的辅助驱动装置,一同驱动作业油泵进行工作。
114.本实施例在使用时,根据不同的重物质量和转速需求参数,使用对应的辅助驱动装置配合主驱动电机来驱动作业油泵,能够使得作业油泵能够以合适的工作参数进行工作,避免作业油泵的工作参数过大或过小,实现更佳的能源管理。
115.示例性起重机
116.本技术还提供一种起重机,图18所示为本技术一实施例提供的一种起重机的部分结构示意图,在一实施例中,如图18所示,该起重机包括发动机1、主驱动电机8、减速器9、辅
助电机6、作业油泵11、重物重量传感器、操作装置以及前述的混合动力控制系统。
117.其中,减速器9与主驱动电机8连接。作业油泵11与发动机1、主驱动电机8、减速器9以及辅助电机6分别连接,发动机1、主驱动电机8、减速器9以及辅助电机6均可以为作业油泵11提供动力。重物重量传感器用于检测被吊物的重物质量,操作手通过操作装置输入转速需求参数。混合动力控制系统与发动机1、主驱动电机8、减速器9、辅助电机6、重物重量传感器以及操作装置分别电连接,从而控制某一个辅助驱动装置与主驱动电机协同工作。
118.在一实施例中,如图18所示,该起重机还包括变速箱2、第一离合器3、取力器4、主离合器5、第二离合器7以及第三离合器10。
119.变速箱2包括变速箱动力输入端和变速箱动力输出端,变速箱动力输入端与发动机连接。
120.第一离合器3包括第一离合器动力输入端和第一离合器动力输出端,第一离合器动力输入端与变速箱动力输出端连接。
121.取力器4包括取力器动力输入端和取力器动力输出端,取力器动力输入端与第一离合器动力输出端连接。在该起重机工作时,发动机1的一部分动力输出给起重机的车桥从而为起重机提供行驶动力,发动机1的一部分动力还会通过取力器4输送至第一离合器3,以为上车的作业油泵11提供动力。
122.主离合器5包括第一主离合器动力输入端、第二主离合器动力输入端和主离合器动力输出端,第一主离合器动力输入端与取力器动力输出端连接,辅助电机6与第二主离合器动力输入端连接,作业油泵11与主离合器动力输出端连接。
123.第二离合器7包括第二离合器动力输入端和第二离合器动力输出端,第二离合器动力输入端与主驱动电机8连接,第二离合器动力输出端与作业油泵连接。
124.减速器9包括减速器动力输入端和减速器动力输出端,减速器动力输入端与主驱动电机8连接。
125.第三离合器10包括第三离合器动力输入端和第三离合器动力输出端,第三离合器动力输入端与减速器动力输出端连接,第三离合器动力输出端与作业油泵连接。
126.蓄电池12与主驱动电机8以及辅助电机6分别电连接。
127.其中,混合动力控制系统与第一离合器3、主离合器5、第二离合器7、第三离合器10以及蓄电池12分别电连接;混合动力控制系统配置为:控制第一离合器3、主离合器5、第二离合器7以及第三离合器10的离合状态,以及获取蓄电池12的容量。
128.在工作时,当需要发动机1为作业油泵提供动力时,控制第一离合器3结合,并控制主离合器5使得第一主离合器动力输入端和主离合器动力输出端相互结合,以使得发动机1通过变速箱2以及第一离合器3为作业油泵11提供动力。当不需要发动机1提供动力时,可以控制第一离合器3分离,和/或,控制主离合器5使得第一主离合器动力输入端和主离合器动力输出端相互分离。
129.当需要辅助电机6为作业油泵提供动力时,控制主离合器5使得第二主离合器动力输入端和主离合器动力输出端相互结合,以使得辅助电机6为作业油泵11提供动力。当不需要辅助电机6提供动力时,控制主离合器5使得第二主离合器动力输入端和主离合器动力输出端相互分离。
130.当需要发动机1驱动辅助电机6工作以进行充电时,控制第一离合器3结合,并控制
主离合器5使得第二主离合器动力输入端和主离合器动力输出端相互分离,控制辅助电机6切换为发电模式并将电量充电给蓄电池。
131.当需要主驱动电机8为作业油泵提供动力时,控制第二离合器7结合。当需要减速器9介入并与主驱动电机8协同工作时,控制第二离合器7分离并控制第三离合器10结合。
132.在一些实施例中,通过上述结构,该起重机可以实现以下几种工作模式:驻车模式、停车充电模式、电机作业一档模式、电机作业二挡模式、混合动力并联驱动一档模式、混合动力并联驱动二档模式、急加速一档模式、急加速二档模式、作业充电串联工作一档模式、作业充电串联工作二档模式、作业充电并联一档模式、作业充电并联二档模式、和制动能量回收模式。
133.其中,在驻车模式中,发动机1、取力器4、辅助电机6以及主驱动电机8均不提供动力,实现车辆空档驻车功能以及防止车辆故障需要拖车时因电势过高损坏辅助电机6、主驱动电机8以及逆变器。
134.在停车充电模式中,第一离合器3结合,发动机1驱动辅助电机6工作,辅助电机6充当发电机的作用向蓄电池12充电。
135.在电机作业一档模式和电机作业二档模式中,第二离合器7结合,主驱动电机8驱动作业油泵11工作。当作业油泵11处于大载荷作业中,第二离合器7分离且第三离合器10结合,主驱动电机8配合减速器9增扭以驱动作业油泵11工作。
136.在混合动力并联驱动一档模式中,主离合器5、第一离合器3以及第二离合器7均处于结合状态,发动机1介入工作,辅助电机6和/或主驱动电机8介入工作,共同驱动作业油泵11工作。在混合动力并联驱动二档模式中,第二离合器7分离且第三离合器10结合,主驱动电机8经过减速器9的增扭后,配合发动机1共同驱动作业油泵11工作。
137.在急加速一档模式中,主离合器5、第一离合器3、第二离合器7均处于结合状态,发动机1、主驱动电机8以及辅助电机6共同驱动作业油泵11工作。在急加速二档模式中,第二离合器7分离且第三离合器10结合,主驱动电机8经过减速器9的增扭后,配合发动机1共同驱动作业油泵11工作。
138.在作业充电串联工作一档模式中,第一离合器3和第二离合器7均处于结合状态,发动机1驱动辅助电机6发电为主驱动电机8提供能源,主驱动电机驱动作业油泵11工作,若辅助电机6发电的电量有剩余则充电给蓄电池12。在作业充电串联工作二档模式中,第二离合器7分离且第三离合器10结合,主驱动电机8经过减速器9增扭后驱动作业油泵11工作。
139.在作业充电并联工作一档模式中,主离合器5、第一离合器3和第二离合器7均处于结合状态,发动机1与主驱动电机8共同驱动作业油泵11工作,与此同时发动机1还驱动辅助电机6发电为主驱动电机8提供能源,若辅助电机6发电的电量有剩余则充电给蓄电池12。在作业充电并联工作二档模式中,第二离合器7分离且第三离合器10结合,主驱动电机8经过减速器9增扭后驱动作业油泵11工作。
140.在制动能量回收模式中,根据前述的制动力需求参数,控制主离合器5结合,辅助电机6回收制动能量。或控制主离合器5和第二离合器7结合,辅助电机6和主驱动电机8共同回收制动能量。或控制主离合器5和第三离合器10结合,主驱动电机8配合减速器10以及辅助电机6共同回收制动能量。
141.本技术中,工作模式与各器件的配合可以参照下表:
142.[0143][0144]
示例性电子设备和计算机可读存储介质
[0145]
下面,参考图19来描述根据本技术实施例的电子设备。图19所示为本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。
[0146]
如图19所示,电子设备190包括一个或多个处理器1901和存储器1902。
[0147]
处理器1901可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元,并且可以控制电子设备190中的其他组件以执行期望的功能。
[0148]
存储器1902可以包括一个或多个计算机程序产品,所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令,处理器1901可以运行所述程序指令,以实现上文所述的本技术的各个实施例的混合动力控制方法或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如混合动力控制误差参数等各种内容。
[0149]
在一个示例中,电子设备190还可以包括:输入装置1903和输出装置1904,这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
[0150]
该输入装置1903可以包括例如键盘、鼠标、摇杆和触控屏幕等等。
[0151]
该输出装置1904可以向外部输出各种信息,包括确定出的运动数据等。该输出装置1904可以包括例如显示器、通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
[0152]
当然,为了简化,图19中仅示出了该电子设备190中与本技术有关的组件中的一些,省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外,根据具体应用情况,电子设备190还可以包括任何其他适当的组件。
[0153]
除了上述方法和设备以外,本技术的实施例还可以是计算机程序产品,其包括计算机程序指令,所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书中描述的根据本技术各种实施例的混合动力控制方法中的步骤。
[0154]
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例操作的程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言,诸如java、c++等,还包括常规的过程式程序设计语言,诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
[0155]
此外,本技术的实施例还可以是计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书根据本技术各种实施例的混合动力控制方法中的步骤。
[0156]
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0157]
以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理,但是,需要指出的是,在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制,不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外,上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用,而非限制,上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
[0158]
本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的,可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇,指“包括但不限于”,且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”,且可与其互换使用,除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”,且可与其互换使用。
[0159]
还需要指出的是,在本技术的装置、设备和方法中,各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
[0160]
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的,并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此,本技术不意图被限制到在此示出的方面,而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
[0161]
以上所述仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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