用于混合动力操作机械的传感控制的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种混合动力操作机械，所述混合动力操作机械的电动马达通过由发动机驱动的发电机和用于储存再生能量的储能系统中的至少一个驱动，并且所述混合动力操作机械包括：马达驱动器，用于驱动电动马达；加速传感器，用于感测加速踏板命令；以及控制单元，用于在低速行驶操作期间将加速踏板命令映射到速度命令，并通过马达驱动器控制行驶单元，其中，控制单元根据所映射的速度命令控制电动马达的加速和减速，并根据电动马达的减速产生再生能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于控制混合动力工程机械的方法以及由该方法控制的混合动力工程机械。更具体地讲，本专利技术涉及一种用于精确控制混合动力工程机械的作业以及行驶的加速和减速的灵敏度控制方法，并涉及一种使用该方法有效地产生再生能量的混合动力工程机械。
技术介绍
第10-2008-0054531号韩国专利公开公开了一种用于轮式装载机的行驶装置。所述行驶装置包括：加速踏板，设置有第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，第一霍尔传感器和第二霍尔传感器被设置在加速踏板的下部并产生用于使轮式装载机向前或向后移动的信号；装载机控制器，接收由加速踏板的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器产生的信号，并考虑到装载机的状态和当前速度产生适于每种情况的信号；发动机燃料喷射控制器，接收来自装载机控制器的信号并控制燃料喷射量以控制速度；以及向前和向后行驶控制器，接收来自装载机控制器的信号并响应于所接收的信号的值选择装载机的向前行驶或向后行驶。此外，在行驶方向突然改变时，装载机控制器可以根据装载机的速度和时间来控制装载机的车辆速度。第10-2008-0054531号韩国专利公开公开了仅使用加速踏板来选择装载机的向前或向后行驶以执行行驶操作，但未公开在加速踏板和实际行驶操作之间存在精确控制。传统的工程机械，例如，轮式装载机包括多种作业模式。所有作业模式都包括行驶操作。具体地讲，在装载机的行驶操作期间，加速踏板踩踏量确定装载机的速度。例如，自动倾卸卡车的装载作业和搬运作业需要在其低速行驶期间进行精细的加速操作。然而，存在的缺点在于在其低速行驶期间执行的精细的操作仅取决于有经验的操作者的感觉。因此，在反复执行精细的行驶操作的情况下，操作者需要高度注意，因此，他或她容易感到疲劳，从而引发安全事故。此外，传统的工程装载机必然牵涉的缺点在于在其减速时使用的传统的机械制动器将装载机的动能作为制动盘的热而消耗掉，从而导致能量消耗效率的恶化。采用发动机的传统的工程机械遇到上述问题，但是近来，混合动力系统开始被应用到机械领域，并且提高燃料效率的开发正在进行中。混合动力系统被配置为通过发电机控制在混合动力系统的驱动中使用的电动马达，使得所述机械的动能转化为电能，所述电能进而被储存在储能系统(EnergyStorageSystem,ESS)中。储存在储能系统(ESS)中的电能被重新用于后续作业或行驶操作。因此，混合动力系统可提高燃料效率。然而，由于电动马达的驱动特性不同于发动机的驱动特性，因此可以降低在精细作业期间的复杂性。此外，传统的混合动力系统的问题在于：由于传统的混合动力系统在制动操作中使用预先设置和固定的制动力来产生再生能量，因此通过工程机械的减速产生的再生能量的量存在限制。
技术实现思路
技术问题因此，做出本专利技术以解决在现有技术中出现的上述问题，并且本专利技术的目的是提供对用于混合动力工程机械的灵敏度控制系统的改进，其中，不同于传统的液压工程机械，将电动马达应用于混合动力工程机械的驱动系统，从而可以使用电动马达来控制每个轴。根据本专利技术，可以通过加速踏板命令到电动马达的速度命令的映射来使在电动马达的加速/减速期间的灵敏度增加，使得操作者感觉到细微的踩踏板感觉，从而提高操作者在精细作业期间的稳定性和便利性。此外，在电动马达的加速/减速期间调节速度梯度，从而可以增加灵敏度，同时可以调节减速器的制动力，从而使再生能量的量最大化。这可以进一步增强混合动力效果，从而使能量效率最大化。技术方案本专利技术致力于一种用于混合动力工程机械的灵敏度控制系统。在使用电动马达和马达驱动器来构成行驶系统的混合动力工程机械的情况下，加速踏板命令与速度命令相同。换句话说，可以根据踏板踩踏量(在下文中，称为“加速命令”)来确定机械速度的大小，该踏板踩踏量作为机械的加速和减速的灵敏度的重要因素。因此，本专利技术提出一种混合动力工程机械，其中，电动马达由发电机和储能系统中的至少一个驱动，所述发电机由发动机驱动，所述储能系统储存再生能量，并且所述混合动力工程机械包括：马达驱动器，被配置为驱动电动马达；加速传感器，被配置为感测加速踏板命令；以及控制器，被配置为在工程机械的低速行驶操作期间将加速踏板命令映射到速度命令，并通过马达驱动器控制行驶单元，其中，控制器基于所映射的速度命令控制电动马达的加速/减速，并响应于电动马达的减速产生再生能量。有益效果如上文所构造的本专利技术可以给消费者提供这样一种混合动力工程机械，该混合动力工程机械通过控制在混合动力工程机械的驱动系统中使用的电动马达的加速/减速来提高低速操作期间的精细作业的便利性和安全性，同时使在混合动力系统中的电动马达减速时产生的再生能量最大化从而提高能量效率。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的混合动力工程机械系统的构思的框图；图2是示出根据本专利技术的实施例的混合动力工程机械的示意性构造的框图；图3是示出根据本专利技术的实施例的将由加速传感器感测的加速踏板的操作量映射到加速踏板命令的曲线图；图4是示出根据本专利技术的实施例的将加速踏板命令映射到速度命令的曲线图；图5是示出根据本专利技术的实施例的实施命令的框图。最佳实施方式在本专利技术的说明书和权利要求书中所使用的术语或词语不应该被理解为具有通常含义或字典含义，而应该被理解为基于专利技术人为了以最佳的方式描述他或她的专利技术而能够合适地限定术语的概念的原则与本专利技术的技术精神相符的含义和概念。在下文中，将参考附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述。图2是示出根据本专利技术的实施例的混合动力工程机械的示意性构造的框图。本专利技术的工程机械使用混合动力系统作为动力源。所述混合动力系统的驱动机构如下：发动机10被驱动以使发电机20产生电能。所产生的电能驱动电动马达以执行工程机械的作业或行驶操作。在这种情况下，在工程机械的作业或行驶操作期间，当电动马达减速时，通过电动马达的再生制动产生再生能量。所产生的再生能量被储存在储能系统(ESS)中，并被用于工程机械的后续作业或行驶操作。根据子系统的状况，混合动力系统的能量流可以改变。例如，由发电机产生的电能可被直接传输到电动马达，或者可被储存在储能系统中并在必要时被传输到电动马达。具体实施方式再生能量是指车辆在其行驶期间当电动马达减速时使用再生制动器从车辆具有的动能转化的以其它类型的能量形式临时积累并在机械的振动或加速时被重新使用的能量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力工程机械，其中，电动马达由发电机和储能系统中的至少一个操作，所述发电机由发动机驱动，所述储能系统储存再生能量，所述混合动力工程机械包括：马达驱动器，被配置为驱动所述电动马达；加速传感器，被配置为感测加速踏板命令；以及控制器，被配置为：在所述机械的低速行驶操作期间，将加速踏板命令映射到速度命令，并通过所述马达驱动器控制行驶单元，其中，所述控制器基于所映射的速度命令控制所述电动马达的加速/减速，并响应于所述电动马达的减速产生再生能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合动力工程机械，其中，电动马达由发电机和储能系统中的至
少一个操作，所述发电机由发动机驱动，所述储能系统储存再生能量，所述
混合动力工程机械包括：
马达驱动器，被配置为驱动所述电动马达；
加速传感器，被配置为感测加速踏板命令；以及
控制器，被配置为：在所述机械的低速行驶操作期间，将加速踏板命令
映射到速度命令，并通过所述马达驱动器控制行驶单元，
其中，所述控制器基于所映射的速度命令控制所述电动马达的加速/减
速，并响应于所述电动马达的减速产生再生能量。
2.根据权利要求1所述的混合动力工程机械，其中，如果在工程机械的
低速行驶操作期间需要对所述电动马达执行精确的加速/减速控制，则所述控
制器设置由所述加速传感器感测的最小加速值和最大加速值，在所述最小加
速值和所述最大加速值之间执行加速踏板命令到速度命令的线性映射，并基
于所映射的速度命令控制所述电动马达的加速/减速。
3.根据权利要求1所述的混合动力工程机械，其中，如果在工程机械的
低速行驶操作期间需要对所述电动马达执行精确的加速/减速控制，则所述控
制器设置由所述加速传感器感测的最小加速值和最大加速值，如果加速踏板
命令低于阈值，则所述控制器将速度命令映射到“0”，如果加速踏板命令等
于阈值，则所述控制器将速度命令映射到预定的爬行速度，如果加速踏板命
令超过阈值，则所述控制器将速度命令映射到加速踏板命令的最大值，并且
所述控制器基于所映射的速度命令控制电动马达的加速/减速。
4.根据权利要求3所述的混合动力工程机械，其中，如果加速踏板命令
超过阈值并且速度命令被映射到加速踏板命令的最大值，则所述控制器将速
度命令映射到加速踏板命令同时形成至少一个拐点，并基于所映射的速度命
令控制所述电动马达的加速/减速。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力工程机械，其中，当控制
器基于所映射的速度命令控制所述电动马达的加速/减速时，所述控制器使用
预设的速度梯度调节在减速期间产生的再生能量。
6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：金种喆，
申请(专利权)人：沃尔沃建造设备有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE