混合动力工程机械动力控制系统、控制器及控制方法技术方案

本申请公开了一种混合动力工程机械动力控制系统、控制器及控制方法，通过采集整流器的母线电压、储电单元的电压以及发动机的转速信息，合理控制储电单元的储能及放电过程，以及发动机工作状态，既能防止储电单元过充电和过放电，又能避免发动机频繁改变喷油量，从而实现了工程机械的节能减排效果。而且，动力系统控制器能够控制储电单元的充放电过程，优化了整个混合动力工程机械的动力系统。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及混合动力工程机械
，特别是涉及。
技术介绍
混合动力一般是指燃料和电能的混合，目前，混合动力已成功应用到汽车上，并取得了较好的节能效果，但是，并没有将混合动力应用到工程机械上的成功例子。混合动力汽车主要运行在平坦的道路上，而工程机械的运行场地的工况复杂，其负荷工况与混合动力汽车的负荷有明显的差别，工程机械工作时负荷剧烈变化，因此，不能将混合动力汽车的混合动力系统控制方法应用到混合动力工程机械上。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种混合动力工程机械动力控制系统、 控制器及控制方法，以实现根据工程机械的运行特点，合理控制混合动力的运行状态，实现节能减排效果，优化整个动力系统，技术方案如下本申请提供一种混合动力工程机械动力控制系统，包括发动机、发电机、电动机、 发动机控制器、电动机控制器、整流器、双向DC-DC转换器、储电单元和动力系统控制器其中所述发动机与所述发电机相连，所述发电机与所述整流器相连，所述整流器连接所述电动机控制器，且该整流器与所述双向DC-DC转换器相连，所述双向DC-DC转换器连接所述储电单元；所述发动机控制器与所述动力系统控制器相连，用于根据接收到的所述动力系统控制器的控制信号控制所述发动机的工作状态；所述电动机控制器与所述动力系统控制器相连，用于根据接收到的所述动力系统控制器的控制信号控制所述电动机的工作状态；所述动力系统控制器，根据获得的所述整流器的输出电压、所述储电单元的电压， 以及所述发动机当前转速，输出相应的控制信号，控制所述电动机的转速以及所述储电单元的工作状态，使所述电动机达到所述目标转速。优选的，所述动力系统控制器进一步用于检测到所述整流器的输出电压低于母线电压预设范围，且所述储电单元的电压高于储电电压预设范围，输出控制信号使所述储电单元通过所述双向DC-DC转换器给所述整流器的直流母线放电，直到所述母线电压高于所述母线电压预设范围或所述储电单元的电压低于所述储电电压预设范围结束；当检测到所述整流器的输出电压低于母线电压预设范围，所述储电单元的电压低于储电电压预设范围，且所述发动机转速低于预设转速范围时，控制所述发动机增加喷油量，直到所述母线电压高于所述母线电压预设范围，且所述发动机转速高于所述预设转速范围时结束；当检测到所述整流器的输出电压高于母线电压预设范围，且所述储电单元的电压低于所述储电电压预设范围时，控制所述整流器通过所述双向DC-DC转换器为所述储电单元充电。优选的，所述动力系统控制器进一步用于在所述混合动力工程机械启动时，根据电源开关及档位开关的状态，确定所述电动机的目标转速，并提供给所述电动机控制器。优选的，所述储电单元为超级电容器。优选的，还包括控制器局域网络CAN总线，用于所述动力系统控制器与所述电动机控制器或发动机控制器之间的通信。本申请还提供一种动力系统控制器，应用于混合动力工程机械，所述混合动力工程机械动力系统主要包括发动机、发电机、整流器、电动机、储电单元、发动机控制器和电动机控制器；所述动力系统控制器包括第一采样电路、第二采样电路、开关量信号获取单元、 数字信号处理器、通讯接口电路，其中所述第一采样电路，用于采集所述整流器的输出电压信号，得到母线电压采样信号；所述第二采样电路，用于采集所述储电单元的电压，得到储电电压采样信号；通讯接口电路，用于所述数字信号处理器与所述电动机控制器、所述发动机控制器之间的通信；所述数字信号处理器，根据所述母线电压采样信号、所述储电电压采样信号及发动机转速，输出相应的脉冲宽度调制PWM控制信号，控制所述双向DC-DC转换器内的开关管的工作状态，以使所述电动机达到目标转速。优选的，所述数字信号处理器进一步用于检测到所述母线电压采样信号低于母线电压预设范围，且所述储电电压采样信号高于储电电压预设范围，输出PWM控制信号控制所述双向DC-DC转换器内的开关管导通，使储电单元给所述整流器的直流母线放电，直到所述母线电压采样信号高于母线电压预设范围或所述储电单元的电压低于所述储电电压预设范围结束；当检测到所述母线电压采样信号低于母线电压预设范围，所述储电电压采样信号低于储电电压预设范围，且所述发动机转速低于预设转速范围时，控制所述发动机增加喷油量，直到所述母线电压采样信号高于所述母线电压预设范围，且所述发动机转速高于所述预设转速范围时结束；当检测到所述母线电压采样信号高于母线电压预设范围，且储电电压采样信号低于所述储电电压预设范围时，控制所述双向DC-DC转换器内的开关管导通，使所述整流器为所述储电单元充电。优选的，还包括开关量信号获取单元，用于获取电源开关、档位开关的开关量信号；所述数字信号处理器进一步用于在所述混合动力工程机械启动时，根据所述开关量信号确定电动机的目标转速，并通过所述通讯接口电路提供给所述电动机控制器。优选的，还包括PWM驱动电路，用于对所述数字信号处理器输出的PWM控制信号进行放大，并提供给所述双向DC-DC转换器。优选的，还包括连接于所述数字信号处理器与所述PWM驱动电路之间的第一隔离单元，用于隔离驱动电路干扰信号，减小驱动电路对数字信号处理器的影响；连接在所述数字信号处理器与所述通讯接口电路之间的第二隔离单元，用于隔离通讯电路干扰信号，保证数字信号处理器正常工作。本申请还提供一种混合动力工程机械控制方法，所述混合动力工程机械动力系统主要包括发动机、发电机、整流器、电动机、电动机控制器、发动机控制器和储电单元，该方法包括当检测到获得的所述整流器的输出电压低于母线电压预设范围，且所述储电单元的电压高于储电电压预设范围时，控制所述储电单元为所述整流器的直流母线放电；当检测到所述整流器的输出电压低于所述母线电压预设范围，所述储电单元的电压低于储电电压预设范围，且发动机转速低于预设转速范围时，控制所述发动机增加喷油量；当检测到所述整流器的输出电压高于母线电压预设范围，且所述储电单元的电压低于所述储电电压预设范围时，控制所述整流器为所述储电单元充电。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述，通过采集整流器的母线电压、储电单元的电压以及发动机的转速信息，合理控制储电单元的储能及放电过程，以及发动机工作状态，既能防止储电单元过充电和过放电，又能避免发动机频繁改变喷油量，从而实现了工程机械的节能减排效果。而且， 动力系统控制器能够控制储电单元的充放电过程，优化了整个混合动力工程机械的动力系统。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例一种混合动力工程机械动力控制系统的结构示意图；图2为本申请实施例一种混合动力工程机械的动力系统控制器的结构示意图；图3为本申请实施例一种混合动力工程机械控制方法的流程示意图。具体实施例方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，周琳，张西金，樊新宇，刘存波，田从丰，
申请(专利权)人：山推工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：