用于管理具有电气和/或液压装置的机器中的动力的系统制造方法及图纸

一种用于控制机器（10）中的动力的系统（55）包括控制器（58）。该控制器构造成接收表征电气装置和液压装置中的至少一个装置所请求的操作的请求信号（66）。该控制器还构造成确定为满足所述请求的操作所需要的动力水平，并确定发动机（32）的供给所需动力水平的能力。所述控制器还构造成基于发动机供给所需动力水平的能力向该至少一个装置提供控制信号（70），以向发动机供给电力或者从发动机接收电力。所述控制器还构造成向发动机提供控制信号以控制发动机的速度和输出，其中，提供给发动机和该至少一个装置的控制信号导致发动机在发动机目标转速的速度范围内运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管理具有电气和/或液压装置的机器中的动力的系统
本专利技术涉及一种用于管理具有电气和/或液压装置的机器中的动力的系统和方法，更具体地，涉及用于控制电气和/或液压装置以辅助内燃发动机的运行的系统和方法。
技术介绍
某些常规机器具有用于操作液压致动器的液压动力源。例如，这种机器通常可以包括用于驱动一个或更多液压泵的内燃发动机，该发动机则向用于执行作业的一个或更多液压致动器提供动力。这种机器的一个示例是液压挖掘机。液压挖掘机通常可以包括一个或多个液压泵，所述液压泵向用于操作悬臂、杆部和挖掘机具的一个或更多液压马达和液压缸以加压流体流的形式提供液压动力。在这种机器中，液压马达可以用于相对于底盘转动安装在该底盘上的驾驶室，并驱动用于移动机器的地面接合车轮或履带。提供给液压致动器的液压动力可以用于升高和降低悬臂和操纵杆部及挖掘机具以执行挖掘和/或装载操作。为提高效率和/或减少由内燃机的运行导致的不期望的排放，已经作出努力以回收通常在这种机器的操作过程中损失的部分能量。例如，能量能以储存的电能及液压能量的形式回收以被电气及液压装置所使用。因此，可以期望通过使用电气及液压装置二者来利用储存的液压能量和储存的电能执行机器的某些作业功能。然而，在这种机器中，可能很难以导致期望的性能和/或效率的方式控制向电气及液压装置的电力和液压动力的供给。此外，电气及液压装置的操作可能导致在内燃机的输出上施加负载而导致发动机的不期望的或低效率的运行。因此，可期望的是提供用于在具有电气和/或液压装置两者的机器中以导致所期望的或高效的发动机运行的管理动力的系统和方法。授予Komiyama等人的US专利N0.7，669，413B2 (' 413专利)中公开了一种混合动力建筑机械。特别地，'413专利公开了一种混合动力挖掘机，它包括液压泵、并联连接至发动机输出轴的发电机马达和由电池驱动的旋转马达。发电机马达通过执行马达功能以辅助发动机。检测每个液压泵和旋转马达的动力消耗，并且控制液压泵和转动马达的输出以使所检测到的动力消耗的总和不超过设置成能供给至液压泵和旋转马达的动力的总和的最大供给动力。尽管在'413专利中公开的机器包括电气及液压装置两者，但该'413专利中公开的机器仍然可能不能以提供所需的机械性能及效率的方式控制机器中的电气及液压装置。因此，可能期望提供用于以导致期望的和高效的发动机运行的方式控制具有电气和/或液压装置两者的机器中的动力的系统和方法。
技术实现思路
一方面，本专利技术包括用于控制机器中的动力的系统，该机器包括发动机，该发动机构造成向电气装置和液压装置中的至少一个装置提供动力以及从所述至少一个装置接收动力。该系统包括控制器，该控制器构造成接收表征所述至少一个装置所请求的操作的请求信号并基于所述请求信号确定为满足所请求的操作需要的所需动力水平(请求动力水平)。所述控制器还构造成在收到请求信号时确定发动机供给所需动力水平的能力，并基于发动机供给所需动力水平的能力向至少一个装置提供控制信号以便向发动机供给动力或者从发动机接收动力。所述控制器还构造成向发动机提供控制信号以控制发动机的速度和输出，其中，提供至发动机和所述至少一个装置的控制信号导致发动机在发动机目标转速的速度范围内运行。根据另一方面，本专利技术包括用于控制机器中的动力的方法，该机器包括构造成提供电力和消耗电力的电气装置、构造成提供液压动力和消耗液压动力的液压装置以及构造成向该电气装置及液压装置提供动力并从该电气装置及液压装置接收动力的发动机。该方法包括接收表征电气及液压装置中的至少一个装置所请求的操作的请求信号，并基于所述请求信号确定满足所请求操作需要的所需动力水平。该方法还包括在收到请求信号时确定发动机供给所需动力水平的能力，并基于发动机供给所需动力水平的能力操作(运行)电气及液压装置以便向发动机供给动力或者从发动机接收动力。该方法还包括操作所述发动机和电气及液压装置，以使所述发动机在发动机目标转速的速度范围内运行。根据另一方面，本专利技术包括一种机器，该机器包括底盘、用于控制所述机器的操作的操作者界面和联接至底盘的发动机。该机器还包括联接至底盘的电气装置、联接至底盘的液压装置和控制器。该控制器构造成接收表征电气及液压装置中的至少一个装置所请求的操作的请求信号，并基于请求信号确定为满足所请求的操作需要的所需动力水平。所述控制器还构造成确定发动机在收到请求信号时供给所需动力水平的能力，并基于发动机供给所需动力水平的能力向电气及液压装置提供控制信号以向发动机供给动力或者从发动机接收动力。所述控制器还构造成向发动机提供控制信号以控制发动机的速度和输出，其中，向发动机和电气及液压装置提供的控制信号导致发动机在发动机目标转速的速度范围内运行。【附图说明】图1是机器的示例实施例的示意性的透视图，该机器具有用于控制机器中的动力的系统的示例实施例。图2是机器的示例实施例的示意图表，该机器包括机器的动力系统的示例实施例。图3是示意性的图表，示出用于在示例机器中操作发动机和电气及液压装置的示例性的控制策略。图4是流程图，示出用于控制示例机器中的动力的示例实施例。图5A-?是流程图，示出用于控制示例机器的动力的方法的示例实施例的示例性的子步骤。【具体实施方式】图1示出用于执行作业的机器10的示例实施例。特别地，图1中示出的示例机器10是用于执行例如挖掘和/或装载物料的操作的挖掘机。虽然本文所公开的示例性的系统和方法是结合挖掘机进行描述的，所公开的系统和方法在其他机器如汽车、卡车、农用车、作业车、轮式装载机、推土机、装载机、履带式拖拉机、平地机、非公路用卡车或本领域技术人员已知的任何其他机器中也可适用。如图1所示，示例机器10包括底盘12，该底盘在侧面与用于(例如，接地履带或车轮)移动机器10的地面接合构件14相接。机器10包括操作者驾驶室16，它以允许驾驶室16相对于底盘12转动的方式安装至底盘12。悬臂18以允许悬臂18关于驾驶室16枢转的方式联接至驾驶室16。在与驾驶室16对向的端部,杆部20以允许杆部20关于悬臂18枢转的方式联接至悬臂18。在与悬臂18对向的端部，机具22 (例如，挖掘机具或铲斗)以允许机具22关于杆部20枢转的方式联接至杆部20。虽然图1所示的示例机器10包括挖掘机具，但是当需要执行其他类型的作业时可将其他工具联接至杆部20。在所示的示例实施例中，一对致动器24联接至驾驶室16和悬臂18，使得致动器24的伸展和收缩分别地相对于驾驶室16升起和降低悬臂18。致动器26联接至悬臂18和杆部20，使得致动器26的伸展和收缩分别导致杆部20关于悬臂18向内和向外枢转。致动器28联接至杆部20和挖掘机具22，使得致动器28的伸展和收缩分别导致挖掘机具22关于杆部20在关闭和打开位置之间枢转。如参照图2更详细地解释的，示例致动器24、26和28是液压装置，特别是通过在活塞的任一侧为缸供给流体和从缸提取流体以导致活塞在缸内往复运动从而提供动力的液压缸。一个或更多致动器24、26和28可以是非液压致动器而不偏离本专利技术的概念。此夕卜，联接至悬臂18、杆部20和/或机具22的各致动器24、26和28的数量可以改变而不偏离本专利技术的概念。参考图2，示例机器10包括动力系统30，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制机器（10）中的动力的系统（55），该机器包括发动机（32），该发动机构造成向电气装置和液压装置中的至少一个装置提供动力并从所述至少一个装置接收动力，所述系统包括：控制器（58），该控制器构造成：接收表征所述至少一个装置所请求的操作的请求信号（66）；基于所述请求信号确定满足所请求的操作需要的所需动力水平；在收到请求信号时确定发动机供给所需动力水平的能力；基于发动机供给所需动力水平的能力向所述至少一个装置提供控制信号（70），以便向发动机供给动力或从发动机接收动力；和向发动机提供控制信号以便控制发动机的速度和输出，其中，提供给发动机和所述至少一个装置的控制信号导致发动机在发动机目标转速的速度范围内运行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.29 US 13/171,7731.一种用于控制机器(10)中的动力的系统(55),该机器包括发动机(32),该发动机构造成向电气装置和液压装置中的至少一个装置提供动力并从所述至少一个装置接收动力，所述系统包括: 控制器(58),该控制器构造成: 接收表征所述至少一个装置所请求的操作的请求信号(66); 基于所述请求信号确定满足所请求的操作需要的所需动力水平； 在收到请求信号时确定发动机供给所需动力水平的能力； 基于发动机供给所需动力水平的能力向所述至少一个装置提供控制信号(70)，以便向发动机供给动力或从发动机接收动力；和 向发动机提供控制信号以便控制发动机的速度和输出， 其中，提供给发动机和所述至少一个装置的控制信号导致发动机在发动机目标转速的速度范围内运行。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个装置包括构造成提供电力和消耗电力的电气装置以及构造成提供液压动力和消耗液压动力的液压装置，其中，所述请求信号表征电气装置和液压装置中的至少一个装置的操作请求，其中，控制器构造成基于发动机供给所需动力水平的能力提供控制信号至电气装置及液压装置，以便向发动机供给动力或从发动机接收动力，其中，提供给发动机和电气装置及液压装置的控制信号导致该发动机在发动机目标转速的速度范围内运行。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述请求信号表征所请求的操作的开始，其中，所述控制信号导致电气装置和液压装置中的至少一个装置向发动机供给动力。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制信号导致在收到请求信号时以第一水平向发动机供给动力，其中，供给到发动机的动力水平随后逐渐减少。5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述请求信号表征所请求的操作的停止，其中，所述控制信号导致发动机向电气装置和液压装置中的至少一个装置供给动力。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制信号导致在收到请求信号时发动机以第一水平向至少一个电气及液压装置供给动力，其中，供给至所述至少一个电气及液压装置的动力的水平随后逐渐减少。7.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·安德斯，C·戈尔曼，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US