用于建筑设备的能量回收系统和方法技术方案

技术编号:24596108 阅读:22 留言:0更新日期:2020-06-21 03:33
本发明专利技术提供一种用于建筑设备的能量回收系统和能量回收方法,该系统包括:致动器,该致动器驱动工作单元的向上操作和向下操作;蓄积器,该蓄积器连接到致动器;和控制器,该控制器确定与工作单元的向下操作相关联的预测向下模式,将蓄积器的可排放最低极限压力调节成与所述预测向下模式相对应的目标压力,并且在工作单元的向下操作期间向具有被调节成所述目标压力的可排放最低极限压力的蓄积器充注从致动器排放的加压油,以回收能量。

Energy recovery systems and methods for construction equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于建筑设备的能量回收系统和方法
本专利技术涉及用于建筑设备的能量回收系统和方法。
技术介绍
建筑设备(例如挖掘机)使用液压压力产生大的力。该力使得挖掘机的工作单元能够挖掘泥土和沙/坚石或者倾倒所挖掘出的泥土和沙/坚石。为了使用该液压压力,液压泵泵送被存储在油箱中的油并且将该油作为加压油供应到致动工作单元的致动器。需要操作发动机以驱动液压泵,并且需要消耗燃料以操作发动机。已经使用能量回收技术通过减少燃料消耗来提高建筑设备的燃料效率。能量回收技术具有一种机构,该机构在不将加压油排放到油箱的情况下向蓄积器充注加压油(该加压油已经在工作单元自由下落的同时被供应到致动器),然后该机构将所充注的油供应到另一个液压部件。根据该能量回收技术,取决于蓄积器的压力条件,能量回收率可能很低,或者为了增加能量回收率,可能会降低挖掘机的响应速度。因此,不能有效地回收能量。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种用于建筑设备的能量回收系统和方法,该系统和方法能够在建筑设备处于操作中时通过将蓄积器的可排放最低极限压力维持在能量回收中的最佳水平来提高能量回收效率。本专利技术的另一个目的是提供一种用于建筑设备的能量回收系统和方法,该系统和方法不仅能够提高建筑设备的响应速度,而且能够提高能量回收效率。技术方案根据本专利技术的示例性实施例,提供了一种用于建筑设备的能量回收系统,其包括:致动器,该致动器驱动工作单元的向上操作和向下操作;蓄积器,该蓄积器连接到致动器;和控制器,该控制器确定与工作单元的向下操作相关联的预测向下模式(predicteddownwardmode),将蓄积器的可排放最低极限压力调节成与所述预测向下模式对应的目标压力并且在工作单元的向下操作期间向具有被调节成目标压力的所述可排放最低极限压力的蓄积器充注从致动器排放的加压油,以回收能量。该系统可以进一步包括:存储器,该存储器被配置成存储与所述预测向下模式和目标压力相关联的信息,并且该存储器由控制器控制,其中,所述预测向下模式可以包括:第一预测向下模式,在该第一预测向下模式中,工作单元在向下操作时具有第一向下加速力;和第二预测向下模式,在该第二预测向下模式中,工作单元在向下操作时具有第二向下加速力,该第二向下加速力小于第一向下加速力,其中,所述目标压力可以包括:第一目标压力;和第二目标压力,该第二目标压力具有比第一目标压力高的压力水平,其中,控制器可以被配置成将第一预测向下模式与第一目标压力对应并且将第二预测向下模式与第二目标压力对应。该系统可以进一步包括:液压泵,该液压泵被构造成向致动器供应加压油;辅助马达,该辅助马达被构造成辅助发动机驱动该液压泵;辅助通道,该辅助通道将蓄积器和辅助马达彼此连接;和辅助阀,该辅助阀设置在辅助通道中,并且该辅助阀被构造成控制在蓄积器中充注的加压油通过辅助通道到辅助马达的供应,其中,控制器可以控制该辅助阀的打开/关闭,使得蓄积器的可排放最低极限压力达到第一目标压力或第二目标压力。该蓄积器可以包括具有不同初始压力的多个子蓄积器,并且控制器可以向子蓄积器中的具有与所述目标压力对应的初始压力的子蓄积器充注加压油。该系统可以进一步包括:充注通道,该充注通道将蓄积器和致动器彼此连接;和充注阀,该充注阀设置在充注通道中,其中,控制器可以通过控制该充注阀来调节要供应到蓄积器中的加压油的压力。该系统可以进一步包括运动传感器,该运动传感器被配置成测量关于工作单元的向上操作和向下操作之一的信息,其中,控制器可以通过分析由运动传感器测量到的信息来获取向上/向下操作式样信息(patterninformation),并且可以基于该向上/向下操作式样信息来确定所述预测向下模式。该系统可以进一步包括:下部驱动结构;上部回转结构,工作单元被安装在该上部回转结构上;和回转模块,该回转模块将上部回转结构可旋转地连接到下部驱动结构,其中,在回转模块停止回转操作的同时,控制器可以另外地向在第二目标压力下的已经在工作单元的向下期间被充注有加压油的蓄积器充注从回转模块排放的加压油。根据本专利技术的另一个示例性实施例,提供了一种用于建筑设备的能量回收方法,该方法包括:确定工作单元的预测向下模式;基于该预测向下模式将蓄积器的可排放最低极限压力调节成目标压力;并且在工作单元的向下期间,向具有被调节成该目标压力的可排放最低极限压力的蓄积器充注从致动该工作单元的致动器排放的加压油,以回收能量。确定工作单元的所述预测向下模式可以进一步包括:参考存储了关于所述预测向下模式和目标压力的信息的存储器,其中,所述预测向下模式包括第一预测向下模式和第二预测向下模式,并且所述目标压力包括第一目标压力和第二目标压力,该第二目标压力具有比第一目标压力高的压力水平,并且基于所述预测向下模式将蓄积器的可排放最低极限压力调节成目标压力可以包括:将可排放最低极限压力设定成第一目标压力以对应于第一预测向下模式,或者将可排放最低极限压力设定成第二目标压力以对应于第二预测向下模式。基于所述预测向下模式将蓄积器的可排放最低极限压力调节成目标压力可以包括:在蓄积器中充注的加压油被排放到辅助马达的同时,调节辅助阀的打开/关闭,使得可排放最低极限压力达到第一目标压力或第二目标压力。所述蓄积器可以包括具有不同初始压力的多个子蓄积器,并且基于所述预测向下模式将蓄积器的可排放最低极限压力调节成目标压力可以包括:从子蓄积器中选择具有与第一目标压力或第二目标压力对应的初始压力的子蓄积器作为要由从致动器排放的加压油充注的对象。从子蓄积器中选择具有与第一目标压力或第二目标压力对应的初始压力的子蓄积器作为要由从致动器排放的加压油充注的对象可以包括:通过分别选择性地打开/关闭为这些子蓄积器设置的选择阀,使得子蓄积器中的一些子蓄积器成为要由加压油充注的对象。蓄积器可以包括具有不同初始压力的多个子蓄积器,并且在工作单元的向下期间向具有被调节成目标压力的可排放最低极限压力的蓄积器充注从致动工作单元的致动器排放的加压油以回收能量可以包括:向这些子蓄积器顺序地充注从致动器排放的加压油,使得蓄积器的可排放最低极限压力以一定间隔达到第一目标压力和第二目标压力。确定所述预测向下模式可以包括:基于从操作者通过工作选择器输入的工作来选择第一预测向下模式和第二预测向下模式中的一个作为所述预测向下模式。第一预测向下模式可以是以第一向下加速力使工作单元向下转动的模式,并且第二预测向下模式可以是以第二向下加速力使工作单元向下转动的模式,该第二向下加速力小于第一向下加速力。该方法可以进一步包括:通过分析工作单元的向上操作和向下操作之一来获取向上/向下操作式样信息,其中,确定工作单元的所述预测向下模式可以包括:基于该向上/向下操作式样信息将所述预测向下模式确定成第一预测向下模式和第二预测向下模式中的一个。该方法可以进一步包括:通过分析工作单元的向上操作和向下操作之一来获取向上/向下操作式样信息,其中,通过分析工作单元的向上操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于建筑设备的能量回收系统,包括:/n致动器,所述致动器被构造成驱动工作单元的向上操作和向下操作;/n蓄积器,所述蓄积器连接到所述致动器;和/n控制器,所述控制器被配置成确定与所述工作单元的所述向下操作相关联的预测向下模式,将所述蓄积器的可排放最低极限压力调节成与所述预测向下模式相对应的目标压力,并且在所述工作单元的所述向下操作期间向具有被调节成所述目标压力的所述可排放最低极限压力的所述蓄积器充注从所述致动器排放的加压油,从而实现能量回收。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于建筑设备的能量回收系统,包括:
致动器,所述致动器被构造成驱动工作单元的向上操作和向下操作;
蓄积器,所述蓄积器连接到所述致动器;和
控制器,所述控制器被配置成确定与所述工作单元的所述向下操作相关联的预测向下模式,将所述蓄积器的可排放最低极限压力调节成与所述预测向下模式相对应的目标压力,并且在所述工作单元的所述向下操作期间向具有被调节成所述目标压力的所述可排放最低极限压力的所述蓄积器充注从所述致动器排放的加压油,从而实现能量回收。


2.根据权利要求1所述的系统,进一步包括:
存储器,所述存储器被配置成存储与所述预测向下模式和所述目标压力相关联的信息,并且所述存储器由所述控制器控制,
其中,所述预测向下模式包括:
第一预测向下模式,在所述第一预测向下模式中,所述工作单元在所述向下操作时具有第一向下加速力;和
第二预测向下模式,在所述第二预测向下模式中,所述工作单元在所述向下操作时具有第二向下加速力,所述第二向下加速力小于所述第一向下加速力,
其中,所述目标压力包括:
第一目标压力;和
第二目标压力,所述第二目标压力具有比所述第一目标压力高的压力水平,并且
其中,所述控制器被配置成使将所述第一预测向下模式与所述第一目标压力对应,并且使所述第二预测向下模式与所述第二目标压力对应。


3.根据权利要求2所述的系统,进一步包括:
液压泵,所述液压泵被构造成向所述致动器供应所述加压油;
辅助马达,所述辅助马达被构造成辅助发动机来驱动所述液压泵;
辅助通道,所述辅助通道被构造成将所述蓄积器和所述辅助马达彼此连接;以及
辅助阀,所述辅助阀设置在所述辅助通道中,并且被构造成控制在所述蓄积器中充注的所述加压油通过所述辅助通道到所述辅助马达的供应,
其中,所述控制器控制所述辅助阀的打开/关闭,使得所述蓄积器的所述可排放最低极限压力达到所述第一目标压力或所述第二目标压力。


4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述蓄积器包括具有不同初始压力的多个子蓄积器,
其中,所述控制器向所述多个子蓄积器中的具有与所述目标压力对应的初始压力的子蓄积器充注所述加压油。


5.根据权利要求1所述的系统,进一步包括:
充注通道,所述充注通道将所述蓄积器和所述致动器彼此连接;和
充注阀,所述充注阀设置在所述充注通道中,
其中,所述控制器通过控制所述充注阀来调节要供应到所述蓄积器中的所述加压油的压力。


6.根据权利要求1所述的系统,进一步包括运动传感器,所述运动传感器被配置成测量关于所述工作单元的所述向上操作和向下操作之一的信息,
其中,所述控制器通过分析由所述运动传感器测量到的信息来获取向上/向下操作式样信息,并且基于所述向上/向下操作式样信息来确定所述预测向下模式。


7.根据权利要求2所述的系统,进一步包括:
下部驱动结构;
上部回转结构,所述工作单元安装在所述上部回转结构上;和
回转模块,所述回转模块将所述上部回转结构以可旋转方式连接到所述下部驱动结构,
其中,在所述回转模块停止回转操作的同时,所述控制器另外地向处于所述第二目标压力下的已经在所述工作单元的向下期间被充注有所述加压油的所述蓄积器充注从所述回转模块排放的加压油。


8.一种用于建筑设备的能量回收方法,所述方法包括:
确定工作单元的预测向下模式;
基于所述预测向下模式将蓄积器的可排放最低极限压力调节成目标压力;并且
在所述工作单元的向下期间,向具有被调节成所述目标压力的所述可排放最低极限压力的所述蓄积器充注从致动所述工作单元的致动器排放的加压油,以回收能量。


9.根据权利要求8所述的方法,其中,确定所述工作单元的所述预测向下模式包括:
参考存储了关于所述预测向下模式和所述目标压力的信息的存储器,其中所述预测向下模式包括第一预测向下模式和第二预测向下模...

【专利技术属性】
技术研发人员:金东洙
申请(专利权)人:沃尔沃建筑设备公司
类型:发明
国别省市:瑞典;SE

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