專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)和方法。更特別地， 本發(fā)明涉及用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)和方法，其能防止混合動(dòng)力施 工機(jī)械中出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。
背景技術(shù)：
一般而言，現(xiàn)有技術(shù)中諸如挖掘機(jī)的施工機(jī)械具有液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 通過(guò)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，并借助于液壓驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的挖掘機(jī)系統(tǒng)的必需扭矩輸出關(guān)系圖。如圖1所示，在現(xiàn)有技 術(shù)的液壓挖掘機(jī)中，主控制閥(MCV) 7的打開(kāi)面積通過(guò)使用者對(duì)控制桿5的操縱根據(jù)先導(dǎo)閥 6的輸出而被調(diào)整。從液壓泵13排出的液壓流體輸送到相應(yīng)的液壓系統(tǒng)，其流量根據(jù)MCV 7的打開(kāi)面積而被調(diào)整。由于對(duì)液壓泵13的驅(qū)動(dòng)由燃料發(fā)動(dòng)機(jī)10執(zhí)行，因此其效率相對(duì)較 低。在現(xiàn)有技術(shù)的諸如液壓挖掘機(jī)的施工機(jī)械中，有時(shí)需要執(zhí)行諸如極大地改變發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出的作業(yè)以應(yīng)對(duì)大負(fù)載變化，并且需要通過(guò)有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出來(lái)謀求里程數(shù)的增 力口。因此，利用混合動(dòng)力車(chē)輛中采用的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(electric motor-generator)的混合動(dòng) 力技術(shù)已計(jì)劃應(yīng)用于挖掘機(jī)。也就是說(shuō)，已經(jīng)提出了諸如混合動(dòng)力挖掘機(jī)的混合動(dòng)力施工 機(jī)械，其中發(fā)動(dòng)機(jī)連接到電動(dòng)發(fā)電機(jī)。根據(jù)混合動(dòng)力挖掘機(jī)，在執(zhí)行輕負(fù)載操作的情況下， 操作電動(dòng)發(fā)電機(jī)以利用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的一部分給電池充電，而當(dāng)執(zhí)行重負(fù)載操作時(shí)，從電池 提供電能以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)附接到混合動(dòng)力挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。如果這種電動(dòng)發(fā)電機(jī)突然運(yùn)轉(zhuǎn)，則 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(即每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM))會(huì)降低從而引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)下降的發(fā)生。雖然 發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)自控系統(tǒng)回到其初始轉(zhuǎn)速，但在這個(gè)過(guò)程中工作性能降低了。并且，在施工機(jī)械的操作過(guò)程中，當(dāng)負(fù)載極大地改變時(shí)，例如負(fù)載突然增加，就會(huì) 出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，同時(shí)完整保留現(xiàn)有技術(shù)獲 得的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明意在改善混合動(dòng)力挖掘機(jī)操作過(guò)程中或者由于附接到發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)發(fā)電 機(jī)的突然操作變化而發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)下降。本發(fā)明還意在提供用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)和方法，其可在發(fā)生RPM下降時(shí)，借助于通過(guò)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的操作而補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，改善發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (RPM)下降。本發(fā)明也意在提供用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)和方法，其可 平穩(wěn)地改變和處理電動(dòng)發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以防止由于附接到混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī) 的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作而發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)的突然變化。在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓泵，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器； 電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)液壓泵；以及儲(chǔ) 能裝置，其由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能充電，并為電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作供應(yīng)電能，該系統(tǒng) 還包括扭矩檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器所需的液壓泵的輸出扭矩；以及混合 動(dòng)力控制裝置，如果由扭矩檢測(cè)裝置檢測(cè)到的液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)并且 確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，混合動(dòng)力控制裝置控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作以補(bǔ)充發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出。在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)中，如果由于負(fù)載突然 增加使液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)、并且確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則混合 動(dòng)力控制裝置控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作，以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)控制裝置， 其用于控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電或電動(dòng)機(jī)操作；以及突然操作檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)電動(dòng)發(fā) 電機(jī)是否突然操作；其中，如果突然操作檢測(cè)裝置檢測(cè)到的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作所需的 液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)、并且確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則混合動(dòng)力控 制裝置平穩(wěn)地處理電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作信號(hào)并將處理過(guò)的信號(hào)供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)控制裝置。在本發(fā)明的另一方面，提供一種混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)中用于控制發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速的方法，控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓泵，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液 壓致動(dòng)器；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)液壓 泵；以及儲(chǔ)能裝置，其由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能充電，并為電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作供應(yīng) 電能；該用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法包括扭矩檢測(cè)步驟檢測(cè)驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器所需的液壓 泵的輸出扭矩；下降確定步驟如果扭矩檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò) 了預(yù)定等級(jí)，則確定發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可能性；以及混合動(dòng)力控制步驟如果在下降 確定步驟中確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法中，如果由于操作期間 負(fù)載的突然增加而使液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)，則下降確定步驟確定發(fā)生發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可能性。在本發(fā)明的又一方面，提供一種混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)中用于控制發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速的方法，控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓泵，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液 壓致動(dòng)器；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)液壓 泵；以及儲(chǔ)能裝置，其由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能充電，并為電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作供應(yīng) 電能；該用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法包括突然操作檢測(cè)步驟檢測(cè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)是否突然操 作；扭矩計(jì)算步驟計(jì)算根據(jù)在突然操作檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作而所需的液壓泵的輸出扭矩；下降確定步驟如果扭矩計(jì)算步驟中計(jì)算出的液壓泵的輸出扭矩 變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)，則確定發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可能性；以及混合動(dòng)力控制步驟如 果在下降確定步驟中確定了將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則通過(guò)平穩(wěn)地處理電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然 操作信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，可包括根據(jù)上述技術(shù)特征的不同可能結(jié)合的實(shí)施方 式。
借助于上述構(gòu)造，防止了在混合動(dòng)力挖掘機(jī)的操作過(guò)程中、或者由于附接到發(fā)動(dòng) 機(jī)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作變化而發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)下降。并且，當(dāng)由于諸如挖掘機(jī)的施工機(jī)械的操作而將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，借助于 通過(guò)將電動(dòng)發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)操作而補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，防止了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)下降。并且，通過(guò)平穩(wěn)地改變和處理電動(dòng)發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，防止了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM) 下降，使得由于附接到混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速的突然變化不會(huì)發(fā)生。


從結(jié)合附圖的以下詳述中將更清楚本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其 中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的挖掘機(jī)系統(tǒng)的必需扭矩輸出關(guān)系圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)的必需扭矩輸 出關(guān)系圖；圖3A和3B是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的系統(tǒng)的構(gòu)造的示意性框圖；圖4是圖示挖掘機(jī)的每種發(fā)動(dòng)機(jī)模式下的標(biāo)準(zhǔn)工作數(shù)據(jù)的視圖；圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的方法的流程圖；以及圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下文，將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。在該描述中所限定的對(duì)象，例如詳 細(xì)構(gòu)造和元件，只是提供用來(lái)幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員全面理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)，因此本發(fā) 明并不局限于此。首先，將描述一種根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的系統(tǒng)。現(xiàn)將描述一種用于混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)的必需扭矩輸 出關(guān)系圖。參見(jiàn)圖2，用于混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)10 ；液壓泵13，其由發(fā) 動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)，以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器15 ；電動(dòng)發(fā)電機(jī)17，其由發(fā)動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)液壓泵13 ；以及儲(chǔ)能裝置，例如電池19，其 由電動(dòng)發(fā)電機(jī)17產(chǎn)生的電能充電，并供應(yīng)電能以供電動(dòng)發(fā)電機(jī)17進(jìn)行電動(dòng)機(jī)操作。用于 控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)是在混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)中用于減 少發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(每分鐘)的變化的控制系統(tǒng)。 將描述混合動(dòng)力施工機(jī)械中的發(fā)動(dòng)機(jī)10的驅(qū)動(dòng)過(guò)程。如果模式選擇開(kāi)關(guān)1選定諸 如P模式、H模式、Gl模式或Fl模式的工作模式，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速即發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM) 設(shè)定到1900RPM、1800RPM、1700RPM、1400RPM等，且這些發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成為基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 如果存儲(chǔ)于燃料箱4內(nèi)的燃料通過(guò)燃料噴射系統(tǒng)3噴射進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)10，則驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10?；?合動(dòng)力控制系統(tǒng)50接收用于液壓致動(dòng)器15的必需扭矩——也就是說(shuō)由液壓泵13提供的 輸出扭矩——的反饋，并通過(guò)控制算法控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的發(fā)電或電動(dòng)機(jī)操作。根據(jù)電動(dòng) 發(fā)電機(jī)的發(fā)電或電動(dòng)機(jī)操作，確定用于提供液壓泵13的輸出扭矩的現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)10的必需 輸出，該輸出扭矩是液壓致動(dòng)器15所必需的。為了使現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)10提供必需輸出，發(fā)動(dòng)機(jī) 10的輸出轉(zhuǎn)速以及所需輸出或發(fā)動(dòng)機(jī)輸出反饋回電子控制單元(E-ECU)2。發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸 出扭矩因來(lái)自燃料箱4并通過(guò)燃料噴射系統(tǒng)3的燃料噴射量的變化而改變，燃料噴射量的 變化由電子控制單元(E-ECU) 2控制。圖4是挖掘機(jī)的每種發(fā)動(dòng)機(jī)模式下的標(biāo)準(zhǔn)工作數(shù)據(jù)的視圖，并示出根據(jù)挖掘機(jī)工 作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。工作模式的示例可為P模式、H模式、Gl模式、G2模式、Fl模式等。工作 模式用于固定發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。例如，如果工作模式設(shè)定到P模式，則發(fā)動(dòng)機(jī)10設(shè) 定到1900RPM。如果發(fā)動(dòng)機(jī)10中不存在負(fù)載，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持在1900RPM，而如果由于挖 掘機(jī)的使用而使負(fù)載變大，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變得比1900RPM小一點(diǎn)，通過(guò)自控系統(tǒng)使更多燃 料噴射進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)10以保持1900RPM的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。圖3A是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于控制施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)的構(gòu) 造的示意性框圖。參見(jiàn)圖3A，在用于控制混合施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)中，用于混合施工機(jī)械 的控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)10 ；液壓泵13，其用于驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器15 ；電動(dòng)發(fā)電機(jī)17，其由發(fā) 動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)液壓泵13 ；以及儲(chǔ)能裝置19， 其用產(chǎn)生的電能充電，并供應(yīng)電能以供電動(dòng)發(fā)電機(jī)17進(jìn)行電動(dòng)機(jī)操作。用于控制混合施工 機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)還包括混合動(dòng)力控制裝置50、以及用于檢測(cè)液壓泵13的驅(qū)動(dòng)液 壓致動(dòng)器15所需的輸出扭矩的扭矩檢測(cè)裝置40。扭矩檢測(cè)裝置40檢測(cè)液壓泵的驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器15所需的輸出扭矩。驅(qū)動(dòng)液壓致 動(dòng)器15所需的扭矩與從液壓泵13提供的輸出對(duì)應(yīng)。優(yōu)選地，扭矩檢測(cè)裝置40檢測(cè)通過(guò)斜 盤(pán)14的調(diào)整而從液壓泵13輸出的輸出扭矩。并且，可通過(guò)檢測(cè)主控制閥(MCV) 7的打開(kāi)面 積或輸出而檢測(cè)該系統(tǒng)所必需的扭矩。參見(jiàn)圖2，主控制閥(MCV) 7的打開(kāi)面積通過(guò)使用者 對(duì)控制桿5的操作根據(jù)先導(dǎo)閥6的輸出而被調(diào)整。并且，可通過(guò)使用者對(duì)控制桿5的操作 而根據(jù)先導(dǎo)閥6的輸出，借助于通過(guò)閥電子控制單元(未圖示)調(diào)整液壓泵13的斜盤(pán)14， 直接控制液壓泵13的輸出。由液壓泵13排出的流量根據(jù)MCV 7的打開(kāi)面積進(jìn)行調(diào)整以輸 送到相應(yīng)的液壓系統(tǒng)，或者由閥電子控制單元(未圖示)控制的斜盤(pán)14調(diào)整以輸出諸如挖 掘機(jī)等施工機(jī)械所需的扭矩。如果由扭矩檢測(cè)裝置40檢測(cè)到的液壓泵13的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定值，且確定在發(fā)動(dòng)機(jī)10中將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則混合動(dòng)力控制裝置50控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的電動(dòng)機(jī)操作，以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出。圖4圖示各模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)的使用區(qū)域。雖然在圖4中圖示出若干個(gè)模式下的 使用區(qū)域，但一個(gè)模式用于實(shí)際挖掘機(jī)工作時(shí)固定地使用若干個(gè)小時(shí)。如果在工作期間負(fù) 載突然增大，也就是說(shuō)如果驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器15所需的扭矩突然增大，則發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速 (RPM)在相當(dāng)大程度上降低。即使現(xiàn)有技術(shù)中的挖掘機(jī)也采用了用于防止發(fā)動(dòng)機(jī)的此類(lèi)轉(zhuǎn) 速降低的裝置，并且例如工作期間發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低限制于100RPM。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方 式的混合施工機(jī)械的情況下，附接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的響應(yīng)速度比發(fā)動(dòng)機(jī)10的 響應(yīng)速度快很多，因此可通過(guò)調(diào)整電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的輸出而防止發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速(RPM)下 降。優(yōu)選地，如果預(yù)料發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降超過(guò)100RPM，則確定發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速下降將發(fā) 生。參見(jiàn)圖4，例如，如果假定液壓致動(dòng)器15由在H模式下接收的大約30kW的輸出而操作， 則由于90kW輸出的所需負(fù)載，液壓泵13的輸出扭矩從約150Nm突然增大到500Nm，則預(yù)料 H模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)募s1800RPM降低到1700RPM。在這種情況下，液壓泵13的所需輸 出扭矩通過(guò)由混合動(dòng)力控制裝置50提高電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的輸出而被補(bǔ)償，因此防止了發(fā)動(dòng) 機(jī)10的轉(zhuǎn)速下降。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，混合動(dòng)力控制裝置50控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的電動(dòng)機(jī) 操作，以在當(dāng)由于工作期間負(fù)載突然增加而使液壓泵13的輸出扭矩變化超過(guò)預(yù)定值、并且 因此確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降發(fā)生時(shí)，補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出。也就是說(shuō)，通過(guò)將電動(dòng)發(fā)電機(jī)17 作為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行操作以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出，發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速大致保持恒定，即使需要突 然輸出增加時(shí)也是如此，因此可在防止了發(fā)動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)速(RPM)下降的情況下獲得突然輸 出ο例如，在由于挖掘機(jī)的突然操作而發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的情況下，提前計(jì)算液壓 致動(dòng)器15中所需的液壓泵13的輸出扭矩，并且如果預(yù)知轉(zhuǎn)速下降發(fā)生，則將電動(dòng)發(fā)電機(jī)17 作為電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)以給發(fā)動(dòng)機(jī)10增加輸出，并因此防止了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。圖3B是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。在混合動(dòng)力施工機(jī)械中，如果附接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)發(fā)電機(jī)17突然操作，則會(huì)發(fā) 生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。參見(jiàn)圖3B，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)還包括 用于控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的發(fā)電或電動(dòng)機(jī)操作的驅(qū)動(dòng)控制裝置、以及用于檢測(cè)電動(dòng)發(fā)電機(jī) 17是否突然操作的突然操作檢測(cè)裝置70。混合動(dòng)力控制裝置50平穩(wěn)地處理電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的突然操作信號(hào)，并且如果根據(jù) 突然操作檢測(cè)裝置70檢測(cè)到的電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的突然操作而需要的液壓泵13的輸出扭矩 變化超過(guò)預(yù)定等級(jí)、并因此發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降將發(fā)生，則將處理信號(hào)供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)控制裝置60。 也就是說(shuō)，在本發(fā)明的這種實(shí)施方式中，通過(guò)使電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的預(yù)定量失真， 并平穩(wěn)地施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，防止了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)下降。接下來(lái)，將描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速的方法。與上述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式用于控制施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)的已解 釋部分重復(fù)的部分的解釋將略去。用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法應(yīng)用到用于混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)10 ；液壓泵13，其由發(fā)動(dòng)機(jī)10 驅(qū)動(dòng)以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器15 ；電動(dòng)發(fā)電機(jī)17，其由發(fā)動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)以發(fā)電， 并且作為補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)液壓泵13 ；以及儲(chǔ)能裝置19，其用電動(dòng)發(fā)電機(jī)17 產(chǎn)生的電能充電，并供應(yīng)電能以供電動(dòng)發(fā)電機(jī)17進(jìn)行電動(dòng)機(jī)操作。圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的方法的流程圖。 參見(jiàn)圖5，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 的方法包括扭矩檢測(cè)步驟S100、下降確定步驟S200、以及混合動(dòng)力控制步驟S300。在扭矩檢測(cè)步驟SlOO中，檢測(cè)為操作液壓致動(dòng)器15而所需的液壓泵13的輸出扭 矩。優(yōu)選地，借助于檢測(cè)通過(guò)調(diào)整液壓泵13中的斜盤(pán)14而排出的流量所引起的輸出扭矩， 執(zhí)行對(duì)液壓泵13的輸出扭矩的檢測(cè)。并且，可通過(guò)檢測(cè)主控制閥(MCV)7的打開(kāi)面積或輸 出，執(zhí)行對(duì)系統(tǒng)的必需扭矩的檢測(cè)。在下降確定步驟S200中，如果在扭矩檢測(cè)步驟SlOO中檢測(cè)到的液壓泵13的輸出 扭矩變化超過(guò)預(yù)定值，則確定產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可能性。優(yōu)選地，如果預(yù)料發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 下降超過(guò)100RPM，則確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速下降。在混合動(dòng)力控制步驟S300中，如果在下降確定步驟S200中確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速下降，則控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的電動(dòng)機(jī)操作以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在下降確定步驟S200中，如果由于操作過(guò)程中負(fù)載 突然增加使液壓泵13的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)，則確定發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可 能性。圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的方法的流程圖。在混合動(dòng)力施工機(jī)械系統(tǒng)中，如果附接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)發(fā)電機(jī)17突然操作，則 會(huì)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。參見(jiàn)圖6，根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法 包括突然操作檢測(cè)步驟S500、扭矩計(jì)算步驟S1000、下降確定步驟S2000、以及混合動(dòng)力控 制步驟S3000。在突然操作檢測(cè)步驟S500中，檢測(cè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)17是否突然操作。在扭矩計(jì)算步驟S1000中，計(jì)算根據(jù)在突然操作檢測(cè)步驟S500中檢測(cè)到的電動(dòng)發(fā) 電機(jī)17的突然操作所需要的液壓泵13的輸出扭矩。在下降確定步驟S2000中，如果在扭矩計(jì)算步驟S1000中計(jì)算出的液壓泵13的輸 出扭矩變化超過(guò)預(yù)定等級(jí)，則確定發(fā)動(dòng)機(jī)10發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可能性。在混合動(dòng)力控制步驟S3000中，如果在下降確定步驟S2000中確定發(fā)動(dòng)機(jī)10將發(fā) 生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則通過(guò)平穩(wěn)地處理電動(dòng)發(fā)電機(jī)17的突然操作信號(hào)，控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)17 的電動(dòng)機(jī)操作。如上所述，已經(jīng)參照附圖詳述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。通過(guò)參閱參照了附圖的 上述實(shí)施方式，將清楚本發(fā)明的各方面和各特征以及用于實(shí)現(xiàn)各方面和各特征的方法。然 而，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，而可以不同形式實(shí)施。雖然為了示例性目的已描述了 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離附圖中公開(kāi)的本發(fā)明的范圍 和主旨的情況下，多種修改、添加以及替代均是可能的。
權(quán)利要求
一種用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓泵，液壓泵由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充所述發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)所述液壓泵；以及儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)能裝置由所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能充電，并為所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作供應(yīng)電能；所述系統(tǒng)包括扭矩檢測(cè)裝置，扭矩檢測(cè)裝置用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)所述液壓致動(dòng)器所需的液壓泵的輸出扭矩；以及混合動(dòng)力控制裝置，如果由所述扭矩檢測(cè)裝置檢測(cè)到的液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)、并且確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則混合動(dòng)力控制裝置控制所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，如果由于負(fù)載突然增加使所述液壓泵的輸出扭矩 變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)、并且確定將發(fā)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則所述混合動(dòng)力控制裝置控 制所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括驅(qū)動(dòng)控制裝置，驅(qū)動(dòng)控制裝置用于控制所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電或電動(dòng)機(jī)操作；以及突然操作檢測(cè)裝置，突然操作檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)是否突然操作；其中，如果所述突然操作檢測(cè)裝置檢測(cè)到的所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作所需的液壓泵 的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)、并且確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則所述混合動(dòng)力控制 裝置平穩(wěn)地處理所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作信號(hào)并將處理過(guò)的信號(hào)供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)控制裝置ο
4.一種混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)中用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，所述控制系統(tǒng)包 括發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓泵，液壓泵由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器；電動(dòng) 發(fā)電機(jī)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充所述發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng) 所述液壓泵；以及儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)能裝置由所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能充電，并為所述電動(dòng)發(fā) 電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作供應(yīng)電能；所述方法包括扭矩檢測(cè)步驟檢測(cè)驅(qū)動(dòng)所述液壓致動(dòng)器所需的液壓泵的輸出扭矩；下降確定步驟如果所述扭矩檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定 等級(jí)，則確定發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可能性；以及混合動(dòng)力控制步驟如果在所述下降確定步驟中確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則控制 所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，如果由于操作期間負(fù)載的突然增加而使液壓泵的 輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)，則所述下降確定步驟確定發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可能性。
6.一種混合動(dòng)力施工機(jī)械的控制系統(tǒng)中用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，所述控制系統(tǒng)包 括發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓泵，液壓泵由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器；電動(dòng) 發(fā)電機(jī)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充所述發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng) 所述液壓泵；以及儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)能裝置由所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能充電，并為所述電動(dòng)發(fā) 電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作供應(yīng)電能；所述方法包括突然操作檢測(cè)步驟檢測(cè)所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)是否突然操作；扭矩計(jì)算步驟計(jì)算根據(jù)在所述突然操作檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作而所需的液壓泵的輸出扭矩；下降確定步驟如果所述扭矩計(jì)算步驟中計(jì)算出的液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定 等級(jí)，則確定發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的可能性 ；以及混合動(dòng)力控制步驟如果在所述下降確定步驟中確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則通過(guò) 平穩(wěn)地處理所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的突然操作信號(hào)來(lái)控制所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作。
全文摘要
提供一種用于控制混合動(dòng)力施工機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓泵，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以用排出的液壓流體驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以發(fā)電，并且作為補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)液壓泵；以及儲(chǔ)能裝置，其由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能充電，并為電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作供應(yīng)電能；扭矩檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器所需的液壓泵的輸出扭矩；以及混合動(dòng)力控制裝置，如果由扭矩檢測(cè)裝置檢測(cè)到的液壓泵的輸出扭矩變化超過(guò)了預(yù)定等級(jí)、并確定將發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，該混合動(dòng)力控制裝置控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)操作以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
文檔編號(hào)F02B63/04GK101988290SQ20101021851
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者丁安勻, 姜鍾敏, 李春韓, 趙中善, 金才弘 申請(qǐng)人:沃爾沃建造設(shè)備控股(瑞典)有限公司