用于计算混合动力工程机械的操作时间的装置及其方法制造方法及图纸

根据本公开的混合动力工程机械包括发动机、连接到发动机的发电机、连接到发电机的转换器，以及连接到转换器的ESS。混合动力工程机械还包括：转换器电流检测器，位于转换器和发电机之间或位于转换器和ESS之间，并检测在转换器和发电机之间流动的电流；ESS电流检测器，位于转换器和ESS之间，并检测在转换器和ESS之间流动的电流，还包括：处理单元，接收从转换器电流检测器和ESS电流检测器检测到的电流值，以计算每个部件的操作时间；以及显示单元，显示每个部件的操作时间。根据本公开的混合动力工程机械可计算每个作业装置的操作时间并将操作时间显示给操作者，因此允许操作者在适当的时间适当地进行维护。

Device and method for calculating operation time of hybrid power engineering machine

According to the disclosure, a hybrid construction machine includes an engine, a generator connected to the engine, a converter connected to the generator, and a ESS connected to the converter. Hybrid construction machinery also includes: a converter current detector located between the converter and the generator or between converter and ESS, and to detect the current flow between the converter and the generator; ESS current detector located between the converter and ESS, and to detect the current flow between the converter and ESS also comprises a processing unit, receiving current from the converter current detector and ESS detector detects the current value of the operating time in calculation of each component; and a display unit, display operation time of each component. According to the disclosed hybrid construction machinery, the operation time of each operation device can be calculated and the operation time can be displayed to the operator, so the operator can be properly maintained at the proper time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于计算混合动力工程机械的操作时间的装置及其方法。
技术介绍
如图1所示，对于一般的工程机械而言，机械的操作时间利用从与发动机机械连接的交流发电机的输出来计算。也就是说，传统的工程机械仅在发动机运转时识别机械的操作，并将机械的操作时间发送到显示器。操作者确认如上所述的显示的操作时间用于机械部件的维护。当这种系统应用于如图2中所示的电动混合动力工程机械时，由于电动混合动力工程机械能够仅通过储存在独立于发动机操作状态的ESS(Energy Storage System，储能系统)中的能量进行操作，因此不可能准确地计算与发动机不直接关联的部件的操作时间。例如，在仅驱动EM1(Electric Motor，电动机)的单独操作的情况下，不可能使用图1的常规计算方法来计算各个作业装置(部件)的操作时间。因此，传统技术难以预测各个主要部件的各自的操作时间以及管理各个部件的维护周期。因此，传统技术使操作者难以有效地维护部件，并且操作者可能会错过更换部件的适当时间。这会对操作者造成不必要的维护成本，并且未被适当地维护的机械会引起故障或需要额外的维护，这会降低机械的操作效率。
技术实现思路
因此，为了解决现有技术中出现的上述问题而做出的本专利技术，本专利技术的目的是通过计算各个部件的准确操作时间能够使混合动力工程机械的主要部件的停机时间和所需的额外的维护时间最小化来提高混合动力工程机械的生产率，从而使机械的操作周期最大化。技术方案为了实现上述和其它的目的，按照本专利技术的实施例，提供了具有至少一个电动作业装置的混合动力工程机械，在所述混合动力工程机械中测量各个作业装置的电流流动，并且当各个作业装置的电流流动超过特定值时识别出相应的作业装置处于操作状态而计算操作时间。操作者可确认各个部件的操作时间，并且根据本专利技术的实施例，当各个部件的操作时间接近于预定的维护周期时，可发出维护警报。这有利于包含在混合动力工程机械中的各作业装置(部件)的维护，进一步提高了机械的操作性，并且有助于提高混合动力工程机械的生产率。有益效果根据本专利技术的实施例，可以解决当应用传统计算技术来计算电动混合动力工程机械的操作时间时可能出现的问题。例如，为了评估各个作业装置的实际操作时间，测量在各个EM(Electric Motor，电动机)和逆变器之间流动的电流，从而可以计算与EM连接的作业装置的各自的操作时间。因此，根据本专利技术的实施例的混合动力工程机械可计算各个作业装置的操作时间，并且可将结果报告给操作者，使得操作者能够及时适当地维护作业装置。此外，通过将计算出的各个部件的操作时间与部件的预定维护周期进行比较，可向操作者发出维护警报，使得操作者能够在计算出的操作时间接近于维护周期时采取维护措施。附图说明图1表示示出了利用连接到发动机的交流发电机计算操作时间的常规方法的图。图2是根据本专利技术的实施例的混合动力工程机械的示意图。图3是根据本专利技术实施例的用于计算包含在混合动力工程机械中的各个部件的操作时间的模拟图。图4是根据本专利技术实施例的对处理单元中的部件的操作时间进行处理的示意图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本专利技术。虽然已经参照附图中的优选实施例描述了本专利技术，但是应当理解，在不脱离权利要求书所记载的本专利技术的范围和精神的情况下，本领域普通技术人员可以对实施例进行各种等同修改和变型。为了清楚地解释本专利技术，省略了不相关的部件，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。在整个说明书中，除非明确地描述为相反，否则“包括”将被理解为意指包括所述元件，但不排除任何其它元件。图1表示通过连接到发动机的交流发电机计算操作时间的常规方法的图。在常规技术中，通常工程机械使用仅由发动机产生的动力作为动力源。因此，为了获得工程机械的操作时间，测量由与发动机连接的交流发电机产生的输出。然而，该技术难以应用于利用ESS(储能系统)和各种类型的电动机的混合动力模式。图2是根据本专利技术的实施例的混合动力工程机械的示意图。根据图2的混合动力工程机械包括由与发动机机械连接的发电机和电动机操作的至少一个作业装置，并且还可包括用于储存由发电机产生的能量的至少一个ESS和作业装置，所述ESS向电动机供应能量以操作作业装置。图3是根据本专利技术实施例的用于计算包含在混合动力工程机械中的各个部件的操作时间的模拟图。根据本专利技术的实施例的混合动力工程机械包括发动机10、连接到发动机的发电机20和转换器30，转换器30对由发电机产生的能量进行转换以允许能量储存在ESS 40中。发动机10和发电机20彼此机械连接，而发电机20和转换器30之间的连接以及转换器30和ESS 40之间的连接为电连接，使得当操作各个部件时，超过一定水平的电流可在各个部件之间流动。因此，可通过测量在操作中产生的电流来计算各个部件的操作时间。根据实施例，转换器电流检测器32检测在发电机和转换器之间流动的电流。通过转换器的电线(转换器线)可存在多条，并且可在ESS周围连接，其中，电流传感器可布置在多条转换器线中。因此，转换器电流检测器32可位于转换器30和发电机20之间或转换器30和ESS之间。ESS电流检测器位于转换器30和ESS之间，检测在转换器30和ESS之间流动的电流。根据本专利技术的实施例的混合动力工程机械包括处理单元80和显示单元90，处理单元80接收从转换器电流检测器32以及ESS电流检测器42检测到的电流，并计算各个部件的操作时间，显示单元90显示各部件的操作时间。然而，由于总是存在沿着电线产生的噪声和与电流相关的误差，所以简单的电流测量不允许精确计算部件的操作时间，并且还需要考虑电流可能沿相反的方向流动。因此，当在检测器中测量到电流(i)时，考虑到相反方向的电流，处理单元计算电流的RMS(Root Mean Square，均方根)，并且设置预定死区(dead zone)以忽略线路噪声和测量误差。在根据本专利技术实施例的混合动力工程机械中，处理单元将死区设置为‘a’，并对电流(i)保持在0+a以上的操作时间计时。也就是说，处理单元将可能由线路噪声和误差产生的电流水平设置为‘a’，其也可由操作者、管理者或维修人员设置。当由转换器电流检测器检测到的电流的RMS值大于0+a时，处理单元识别出转换器处于操作状态，并对转换器的操作时间计时。换句话说，假定在转换器电流检测器中流动的电流是i1，如果满足RMS(i1)>0+a，则处理单元识别出转换器处于操作状态。这也可应用于ESS电流检测器，其中，处理单元将可能由线路噪声和误差产生的电流水平设置为‘a’，当由ESS电流检测器检测的电流的RMS值大于0+a时，处理单元识别出ESS处于操作状态，并对ESS的操作时间计时。根据本专利技术的另一实施例的混合动力工程机械还包括连接到ESS的逆变器50和连接到逆变器的电动机54，其中，齿轮机构56可连接到电动机以驱动工程机械及使工程机械转动。逆变器电流检测器52位于逆变器和电动机之间，检测在逆变器和电动机之间流动的电流，处理单元80接收从逆变器电流检测器检测到的电流，并且计算各个部件的操作时间。此外，混合动力工程机械可包括显示各个部件的操作时间的显示单元90。在该实施例中，处理单元将可能由线路噪声和误差产生的电流水平设置为‘a’，当由逆变器电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力工程机械，包括：发动机、连接到发动机的发电机、连接到发电机的转换器和连接到转换器的储能系统，其中，转换器电流检测器位于转换器和发电机之间或转换器和储能系统之间，并检测在转换器和发电机之间流动的电流；所述混合动力工程机械还包括：储能系统电流检测器，位于转换器和储能系统之间，并检测在转换器和储能系统之间流动的电流；和处理单元，接收由转换器电流检测器以及储能系统电流检测器检测到的电流，并且计算相应部件的操作时间。

【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，包括：发动机、连接到发动机的发电机、连接到发电机的转换器和连接到转换器的储能系统，其中，转换器电流检测器位于转换器和发电机之间或转换器和储能系统之间，并检测在转换器和发电机之间流动的电流；所述混合动力工程机械还包括：储能系统电流检测器，位于转换器和储能系统之间，并检测在转换器和储能系统之间流动的电流；和处理单元，接收由转换器电流检测器以及储能系统电流检测器检测到的电流，并且计算相应部件的操作时间。2.根据权利要求1所述的混合动力工程机械，其中，处理单元将可由电线噪声和误差产生的电流水平设置为‘a’，当由转换器电流检测器检测到的电流的均方根值大于0+a时，处理单元识别出转换器处于操作状态并且对转换器的操作时间计时。3.根据权利要求1所述的混合动力工程机械，其中，处理单元将可由电线噪声和误差产生的电流水平设置为‘a’，当由储能系统电流检测器检测到的电流的均方根值大于0+a时，处理单元识别出储能系统处于操作状态并且对储能系统的操作时间计时。4.根据权利要求1所述的混合动力工程机械，还包括显示单元，所述显示单元显示所述相应部件的操作时间。5.一种混合动力工程机械，包括：发动机、连接到发动机的发电机、连接到发电机的转换器和连接到转换器的储能系统；混合动力工程机械还包括：连接到储能系统的逆变器；连接到逆变器的电动机；逆变器电流检测器，位于逆变器和电动机之间，并检测在逆变器和电动机之间流动的电流；和处理单元，接收由逆变器电流检测器检测到的电流，并且计算相应部件的操作时间。6.根据权利要求5所述的混合动力工程机械，其中，处理单元将可由电线噪声和误差产生的电流水平设置为‘a’，当由逆变器电流检测器检测到的电流的均方根值大于0+a时，处理单元识别出逆变器处于操作状态并且对逆变器、电动机和齿轮机构的操作时间计时。7.根据权利要求5所述的混合动力工程机械，还包括显示单元，所述显示单元显示所述相应部件的操作时间。8.一种混合动力工程机械，包括：发动机、连接到发动机的发电机、连接到发电机的转换器和连接到转换器的储能系统，其中，所述混合动力工程机械还包括：连接到储能系统的至少一个逆变器；分别连接到所述逆变器的至少一个电动机；分别连接到所述电动机的至少一个液压泵；分别连接到所述液压泵的至少一个液压缸；分别位于所述至少一个逆变器和所述至少一个电动机之间并检测在相应的逆变器和相应的电动机之间流动的电流的至少一个逆变器电流检测器；接收从所述逆变器电流检测器检测到的电流并计算相应部件的操作时间的处理单元。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：崔栋旭，
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