混合動力建筑機械及其節能控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種混合動力建筑機械的節能控制方法，包括下列步驟：采集SOC、負載和回轉逆變器信息；判斷回轉狀態，若回轉狀態為真，降低發動機轉速，若回轉狀態為假，恢復發動機轉速；執行電動/發電狀態轉移算法；生成控制指令至驅動電機。本發明適用所有發動機調速系統；重載下也能實現節油。
【專利說明】混合動力建筑機械及其節能控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及節能技術,尤其涉及一種混合動力建筑機械及其節能控制方法。
【背景技術】
[0002]至今，在建筑機械等的作業車輛中，在發動機上設置多個輸出模式，使用者根據作業所需的輸出的大小來設定任一輸出模式的技術已眾所周知。例如，目前國內市場所有挖掘機都設置了多種模式和多個檔位，使用者通過對模式和檔位進行手動設置，即，使用者判斷即將進行的作業為重載作業則使用重載模式，與此相反使用輕載模式。控制器根據使用者所設置模式進行不同的能量匹配，以達到節油的目的。
[0003]在現有技術中，對上述的控制技術作出進一步改進，控制器根據目前所作業的工況進行在線的辨識，用以區分是輕載作業還是重載作業，同時，動態修正發動機轉速即輕載時降低發動機轉速，重載時提高發動機轉速，這樣確保發動機輸出能夠實現低油耗量。
[0004]但是仍存在如下問題:
[0005]1、對于歐II發動機多采用機械結構調速系統，油門拉桿本身的物理結構對調速信號產生嚴重的滯后，因此進行轉速的動態優化并不能實現發動機的節油；
[0006]2、在進行重載作業時，上述方法都必須確保發動機全功率的輸出而不能實現節油。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種混合動力建筑機械及其節能控制方法，不對發動機轉速調節，并達到節油的目的，同時提高了發動機調速系統的使用壽命；而且在重載作業時，仍能達到節油的方法。
[0008]本發明的目的是通過下述技術方案實現的:
[0009]—方面,提供一種混合動力建筑機械的節能控制方法,所述混合動力建筑機械包括發動機、發電/電動機、液壓泵、驅動逆變器、回轉逆變器、回轉電機、回轉機構、超級電容、電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器和工作及行走裝置，所述發動機、所述發電/電動機和所述液壓泵依次連接，所述液壓泵連接所述工作及行走裝置，所述發電/電動機、所述驅動逆變器、所述回轉逆變器、所述回轉電機和所述回轉機構依次連接，所述超級電容與所述驅動逆變器并聯，所述電流傳感器、所述壓力傳感器分別連接所述液壓泵，所述電壓傳感器連接所述超級電容，其中，所述節能控制方法包括下列步驟:
[0010]采集S0C、負載和回轉逆變器信息；
[0011]判斷回轉狀態，若回轉狀態為真，降低發動機轉速，若回轉狀態為假，恢復發動機轉速；
[0012]執行電動/發電狀態轉移算法；
[0013]生成控制指令至驅動電機。
[0014]上述混合動力建筑機械的節能控制方法，所述電動/發電狀態轉移算法包括:在電動狀態條件下，SOC高且負載大，而在發電狀態條件下，SOC低且負載小。
[0015]另一方面，提供一種混合動力建筑機械，其中，采用如上所述的節能控制方法。
[0016]與已有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0017]I)適用所有發動機調速系統；
[0018]2)重載下也能實現節油。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1是本發明采用節能控制方法的混合動力建筑機械的示意圖；
[0021]圖2是本發明混合動力建筑機械節能控制方法的流程示意圖；
[0022]圖3是本發明混合動力建筑機械節能控制方法的電動/發電狀態轉移算法的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相
互組合。
[0025]本發明的基本思想在于:設計一種混合動力建筑及其節能控制方法，不對發動機轉速調節，并達到節油的目的，同時提高了發動機調速系統的使用壽命；而且在重載作業時，仍能達到節油的方法。
[0026]下面結合原理圖和具體操作實施例對本發明作進一步說明。
[0027]本發明實施例的一種混合動力建筑機械的節能控制方法，混合動力建筑機械包括發動機101、發電/電動機102、液壓泵103、驅動逆變器104、回轉逆變器105、回轉電機106、回轉機構107、超級電容108、電流傳感器110、電壓傳感器109、壓力傳感器111和工作及行走裝置112，其中工作及行走裝置112包括動臂、斗桿、鏟斗、左行走和右行走等。發動機101、發電/電動機102和液壓泵103同軸連接，液壓泵103連接工作及行走裝置112，發電/電動機102、驅動逆變器104、回轉逆變器105、回轉電機106和回轉機構107依次連接，回轉電機106與回轉機構107機械連接，超級電容108與驅動逆變器104并聯，電流傳感器110、壓力傳感器111分別連接液壓泵103，電壓傳感器109連接超級電容108。
[0028]液壓泵103通過配管分別與各個工作裝置和行走裝置連接，為工作裝置和行走裝置工作提供液壓動力。驅動逆變器104為驅動電機102工作提供控制指令；回轉逆變器105為回轉電機106工作提供控制指令。回轉電機帶動回轉機構轉動，從而使液壓挖掘機上部平臺轉動。超級電容108為驅動逆變器104、發電/電動機102和回轉逆變器105、回轉電機106提供能量，使之電動工作；同時，發電/電動機102、回轉電機106發出的電能進行積蓄。[0029]參看圖2所示，節能控制方法包括下列步驟:
[0030]采集S0C、負載和回轉逆變器信息；
[0031]判斷回轉狀態，若回轉狀態為真，降低發動機轉速，若回轉狀態為假，恢復發動機轉速；
[0032]執行電動/發電狀態轉移算法；
[0033]生成控制指令至驅動電機。
[0034]參看圖3，電動/發電狀態轉移算法包括:在電動狀態條件下，SOC高且負載大，而在發電狀態條件下，SOC低且負載小，在停止狀態條件下則為其他。
[0035]具體實施時，進行回轉作業時，能量源來自超級電容，發動機作業負載減小，進行發動機工作點優化，在保證輸出功率的需求時降低發動機轉速，保證其在高效區工作，燃油效率高，實現節油；當負載小時，此時驅動電機根據SOC狀態，負載輕時驅動電機用作發電機作為發動機負載以防止發動機在輕載時轉速升高而脫離高效區，以穩定發動機工作點優化油氣比例達到節油目的；當負載大時，此時驅動電機根據SOC狀態，適當工作在電動狀態或者停止狀態，以幫助發動機輸出功率，實現節油。
[0036]經過測試，根據本方案可以實現節油10%_15%。
[0037]以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但本發明并不限制于以上描述的具體實施例，其只是作為范例。對于本領域技術人員而言，任何等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。
【權利要求】
1.一種混合動力建筑機械的節能控制方法，所述混合動力建筑機械包括發動機(101)、發電/電動機(102)、液壓泵(103)、驅動逆變器(104)、回轉逆變器(105)、回轉電機(106)、回轉機構(107)、超級電容(108)、電流傳感器(110)、電壓傳感器(109)、壓力傳感器(111)和工作及行走裝置(112)，所述發動機(101)、所述發電/電動機(102)和所述液壓泵(103)依次連接，所述液壓泵(103)連接所述工作及行走裝置(112)，所述發電/電動機(102)、所述驅動逆變器(104)、所述回轉逆變器(105)、所述回轉電機(106)和所述回轉機構(107)依次連接，所述超級電容(108)與所述驅動逆變器(104)并聯，所述電流傳感器(110)、所述壓力傳感器(111)分別連接所述液壓泵(103)，所述電壓傳感器(109)連接所述超級電容(108)，其特征在于，所述節能控制方法包括下列步驟: 采集SOC、負載和回轉逆變器信息； 判斷回轉狀態，若回轉狀態為真，降低發動機轉速，若回轉狀態為假，恢復發動機轉速； 執行電動/發電狀態轉移算法； 生成控制指令至驅動電機。
2.根據權利要求1所述混合動力建筑機械的節能控制方法，所述電動/發電狀態轉移算法包括:在電動狀態條件下，SOC高且負載大，而在發電狀態條件下，SOC低且負載小。
3.一種混合動力建筑機械，其特征在于，采用如權利要求1或2所述的節能控制方法。
【文檔編號】E02F9/20GK103790205SQ201410052319
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月14日 優先權日:2014年2月14日
【發明者】董希文, 劉華勝, 楊國勛 申請人:上海華興數字科技有限公司