CN103298671A - 用于控制根据混合动力挖掘机的负载的动力的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于根据包括H-ECU的混合动力挖掘机的负载控制动力的装置和方法。如果实际负载（SW PEC和ISAM PEC）中或ESS中使用的实际电力值与负载中实际使用所需的电力值之间的差异等于或大于设定误差值，则控制以切断从ESS流动到各PEC的电力与在这些PES之间流动的电力，使得高电压不在电路中连续流动。因此，可预先防止因高电压产生的次级问题（例如火灾、设备故障等）发生。

Description

用于控制根据混合动力挖掘机的负载的动力的装置和方法

技术领域

本发明涉及根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置和方法。更特别地，本发明涉及根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置和方法，其中如果在负载（SW PEC（回转马达动力电控制器）和ISAM PEC（集成起动器和发电机的马达动力电控制器））中或ESS（能量存储系统）中实际使用的实际电力值与负载中实际使用所需的电力值之间的差异等于或大于设定误差值，则可控制从ESS供应到PEC的电力与在这些PES之间供应的电力切断，因此可防止高电压被连续供应到电路，由此防止因高电压产生的次级问题（例如火灾、设备故障等）发生。

背景技术

在现有技术中，在SW PEC或ISAM PEC错误地操作、或外来物质或人体夹在供应高电压的电线之间的情况下，主要是保险丝切断高电压。然而，如果施加了未超过保险丝的极限值的负载，则ESS不能识别出它，因此连续地供应高电压，从而引起火灾或设备故障发生。

发明内容

技术问题

因此，本发明致力于解决现有技术中存在的上述问题，且本发明待实现的一个主题是提供一种根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置和方法，其中识别被供应高电压的电路上的电压/电流，如果产生超过预定误差值的负载，则切断高电压并阻止高电压被连续供应到电路，由此防止因高电压产生的次级问题（例如，火灾、设备故障等）。

技术方案

根据本发明一个方面，提供一种根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置，其包括：

能量存储系统（ESS）；回转马达动力电控制器（SW PEC）和集成起动器和发电机的马达动力电控制器（ISAM PEC），所述回转马达动力电控制器和所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器均连接到所述能量存储系统；以及液压电子控制单元（H-ECU），所述液压电子控制单元将实际电力值（P3）和负载所需的电力值（P4）进行比较，其中所述实际电力值（P3）通过将借助于输入所述回转马达动力电控制器的或从所述回转马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的电力值（P1）与借助于输入所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器的或从所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的电力值（P2）相加而获得、且所述负载所需的电力值（P4）是通过应用RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算出，即所述负载所需的电力值（P4）=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值，然后在两个所述电力值之间的差异超过设定误差范围的情况下判定存在不正常，并且操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力，或者将借助于输入所述能量存储系统的或从所述能量存储系统输出的电压或电流值而计算出的电力值（P5）与所述负载所需的电力值（P4）进行比较，在两个所述电力值之间的差异超过所述设定误差范围的情况下判定存在不正常，并且操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力。

优选地，所述液压电子控制单元（H-ECU）可包括：第一实际电力值计算单元，所述第一实际电力值计算单元通过将借助于输入所述回转马达动力电控制器的或从所述回转马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的所述电力值（P1）与借助于输入所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器的或从所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的所述电力值（P2）相加，计算出所述实际电力值（P3）；负载需要的电力值计算单元，所述负载需要的电力值计算单元通过应用从车辆电子控制单元（V-ECU）接收的RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算负载所需的电力值，即所述负载所需的电力值（P4）=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值；以及第一断电控制单元，在计算出的实际电力值（P3）与所述负载所需的电力值（P4）之间的差异超过所述设定误差范围的情况下，所述第一断电控制单元判定存在不正常，并操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力。

所述液压电子控制单元（H-ECU）还可包括：第二实际电力值计算单元，所述第二实际电力值计算单元借助于输入所述能量存储系统的或从所述能量存储系统输出的电压或电流值而计算出实际电力值（P5）；以及第二断电控制单元，在所述实际电力值（P5）与所述负载所需的电力值（P4）之间的差异超过所述设定误差范围的情况下，所述第二断电控制单元判定存在不正常，并操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力。

根据本发明另一方面，提供一种根据混合动力挖掘机的负载的动力控制方法，其包括：

计算实际电力值（P3），所述实际电力值（P3）通过将借助于输入回转马达动力电控制器的或从回转马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的电力值（P1）与借助于输入集成起动器和发电机的马达动力电控制器的或从集成起动器和发电机的马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的电力值（P2）相加而获得；计算负载所需的电力值（P4），所述负载所需的电力值（P4）是通过应用从车辆电子控制单元（V-ECU）输入的RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算出，即所述负载所需的电力值（P4）=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值；在计算出的所述实际电力值（P3）与所述负载所需的电力值（P4）之间的差异超过设定误差范围的情况下，判定存在不正常，并且操作以切断从能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力；借助于输入到所述能量存储系统的或从所述能量存储系统输出的电压或电流值，计算出电力值（P5）；以及在所述电力值（P5）与所述负载所需的电力值（P4）之间的差异超过设定误差范围的情况下，判定存在不正常，并且操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力。

有益效果

根据本发明，如果在负载（SW PEC和ISAM PEC）中或ESS中实际使用的实际电力值与负载中实际使用所需的电力值之间的差异等于或大于设定误差值，则控制从ESS供应到PEC的电力与在这些PES之间供应的电力切断，因此防止高电压被连续供应到电路，由此防止因高电压产生的次级问题（例如火灾、设备故障等）发生。

附图说明

图1是图示根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置的构造的方块图。

附图元件标号列表：

101：能量存储系统（ESS）      102：SW PEC

103：ISAM PEC                 104：V-ECU

105：H-ECU

具体实施方式

图1是图示根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置的构造的方块图。

如图1所示，动力控制装置构造为包括ESS（能量存储系统）101、SW PEC（回转马达动力电控制器）102、ISAM PEC（集成起动器和发电机的马达动力电控制器）103、V-ECU（车辆电子控制单元）104、以及H-ECU（液压电子控制单元）105。

也即，所述动力控制装置包括：ESS101；SW PEC102和ISAM PEC103，SW PEC102和ISAM PEC103分别连接到ESS101；以及H-ECU105，其将实际电力值P3和负载所需的电力值P4进行比较，其中实际电力值P3通过将借助于输入SW PEC102的或从SW PEC102输出的电压或电流值而计算出的电力值P1与借助于输入ISAM PEC103的或从ISAM PEC103输出的电压或电流值而计算出的电力值P2相加而获得、且负载所需的电力值P4是通过应用从V-ECU104输入的RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算出，然后在两个电力值之间的差异超过设定误差范围的情况下判定存在不正常，并且操作以切断从ESS101供应到PEC102和103的电力以及在这些PEC102和103之间供应的电力，或者将借助于输入ESS101的或从ESS101输出的电压或电流值而计算出的电力值P5与负载所需的电力值P4进行比较，在两个电力值之间的差异超过设定误差范围的情况下判定存在不正常，并且操作以切断从ESS101供应到PEC102和103的电力以及在这些PEC102和103之间供应的电力。

在此，在实际负载或ESS101中使用的实际电力值与负载所需的电力值之间的差异超过设定误差范围的情况下，H-ECU105操作以切断电力。具体地，H-ECU105将实际电力值P3和负载所需的电力值P4进行比较，其中实际电力值P3通过将借助于输入SWPEC102的或从SW PEC102输出的电压或电流值而计算出的电力值P1与借助于输入ISAM PEC103的或从ISAM PEC103输出的电压或电流值而计算出的电力值P2相加而获得、且负载所需的电力值P4是通过应用从V-ECU104输入的RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算出，即P4=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值，然后在两个电力值之间的差异超过设定误差范围的情况下判定存在不正常，以及控制以切断从ESS101供应到PEC102和103的电力以及在这些PEC102和103之间供应的电力，或者将借助于输入ESS101的或从ESS101输出的电压或电流值而计算出的电力值P5与负载所需的电力值P4进行比较，在两个电力值之间的差异超过设定误差范围的情况下判定存在不正常，并且操作以切断从ESS101供应到PEC102和103的电力以及在这些PEC102和103之间供应的电力。

优选地，H-ECU105包括：第一实际电力值计算单元，其通过将借助于输入SW PEC102的或从SW PEC102输出的电压或电流值而计算出的电力值P1与借助于输入ISAMPEC103的或从ISAM PEC103输出的电压或电流值而计算出的电力值P2相加，计算出实际电力值P3；负载需要的电力值计算单元，其通过应用从V-ECU（车辆电子控制单元）104接收的RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算负载所需的电力值，即P4=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值；以及第一断电控制单元，在计算出的实际电力值P3与负载所需的电力值P4之间的差异超过设定误差范围的情况下，第一断电控制单元判定存在不正常，并操作以切断从ESS101供应到PEC102和103的电力以及在这些PEC102和103之间供应的电力。H-ECU105还包括：第二实际电力值计算单元，其借助于输入ESS101的或从ESS101输出的电压或电流值而计算出实际电力值P5；以及第二断电控制单元，在实际电力值P5与负载所需的电力值P4之间的差异超过设定误差范围的情况下，第二断电控制单元判定存在不正常，并操作以切断从ESS101供应到PEC102和103的电力以及在这些PEC102和103之间供应的电力。

最佳方式

下文，将描述如图1所示的根据本发明的混合动力挖掘机的负载的动力控制装置的操作。

首先，通过将借助于输入SW PEC102的或从SW PEC102输出的电压或电流值而计算出的电力值P1与借助于输入ISAM PEC103的或从ISAM PEC103输出的电压或电流值而计算出的电力值P2相加，计算出实际电力值P3。

然后，通过应用从V-ECU（车辆电子控制单元）104输入的RCV杆的操作量和发动机RPM值，计算出负载所需的电力值，即P4=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值。

也即，在SW PEC102的电力值P1的情况下，回转量根据RCV杆的操作量P_1D而不同，由此P1值改变。

进一步地，ISAM PEC103的电力值P2根据发动机RPM而改变。

因此，通过从V-ECU104接收RCV杆的操作量P_1D和发动机RPM P_2D，可知晓P1和P2的实际负载量。

由于上述电力值随着负载量的增大或减小而增大或减小，因此可从相应负载量知晓P1和P2的所需电力值。

$P1\≅P_{1D},P2\≅P_{2D},P4=P1+P2+\mathrm{\α}=A\×P_{1D}+B\×P_{2D}+\mathrm{\α}$ （A、B=系数,α是电线或继电器的电力损耗值）。

下一步，将计算出的实际电力值P3和负载所需的电力值P4彼此比较。

如果比较的结果是两个电力值之间的差异超过设定误差范围，则判定存在不正常，且将从ESS101供应到PEC102和103的电力以及在这些PEC102和103之间供应的电力切断。

然后，甚至如果借助于输入ESS101的或从ESS101输出的电压或电流值而计算出的实际电力值P5与负载所需的电力值P4之间的差异超过设定误差范围，则判定存在不正常，并将从ESS101供应到PEC102和103的电力以及在这些PEC102和103之间供应的电力切断。

如上所述，根据本发明，如果负载（SW PEC和ISAM PEC）或ESS中实际使用的实际电力值与负载中实际使用而需要的电力值之间的差异等于或大于设定误差范围，则控制从ESS供应到PEC的电力以及在这些PEC之间供应的电力切断，因此阻止高电压被连续供应到电路，由此防止了因高电压引起的次级问题（例如，火灾、设备故障等）。

产业应用性

本发明可用于根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置和方法中，更特别地，本发明可用于根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置和方法中，其中，如果负载（SWPEC和ISAM PEC）或ESS中实际使用的实际电力值与负载中实际使用而需要的电力值之间的差异等于或大于设定误差范围，则控制从ESS供应到PEC的电力以及在这些PEC之间供应的电力切断，因此阻止高电压被连续供应到电路，由此防止了因高电压引起的次级问题（例如，火灾、设备故障等）

Claims (4)

1.一种根据混合动力挖掘机的负载的动力控制装置，包括：

能量存储系统（ESS）；

回转马达动力电控制器（SW PEC）和集成起动器和发电机的马达动力电控制器（ISAM PEC），所述回转马达动力电控制器和所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器均连接到所述能量存储系统；以及

液压电子控制单元（H-ECU），所述液压电子控制单元将实际电力值（P3）和负载所需的电力值（P4）进行比较，其中所述实际电力值（P3）通过将借助于输入所述回转马达动力电控制器的或从所述回转马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的电力值（P1）与借助于输入所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器的或从所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的电力值（P2）相加而获得、且所述负载所需的电力值（P4）是通过应用RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算出，即所述负载所需的电力值（P4）=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值，然后在两个所述电力值之间的差异超过设定误差范围的情况下判定存在不正常，并且操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力，或者将借助于输入所述能量存储系统的或从所述能量存储系统输出的电压或电流值而计算出的电力值（P5）与所述负载所需的电力值（P4）进行比较，在两个所述电力值之间的差异超过所述设定误差范围的情况下判定存在不正常，并且操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力。

2.如权利要求1所述的动力控制装置，其中，所述液压电子控制单元（H-ECU）包括：

第一实际电力值计算单元，所述第一实际电力值计算单元通过将借助于输入所述回转马达动力电控制器的或从所述回转马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的所述电力值（P1）与借助于输入所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器的或从所述集成起动器和发电机的马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的所述电力值（P2）相加，计算出所述实际电力值（P3）；

负载需要的电力值计算单元，所述负载需要的电力值计算单元通过应用从车辆电子控制单元（V-ECU）接收的RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算负载所需的电力值，即所述负载所需的电力值（P4）=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值；以及

第一断电控制单元，在计算出的实际电力值（P3）与所述负载所需的电力值（P4）之间的差异超过所述设定误差范围的情况下，所述第一断电控制单元判定存在不正常，并操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力。

3.如权利要求2所述的动力控制装置，其中，所述液压电子控制单元（H-ECU）还包括：

第二实际电力值计算单元，所述第二实际电力值计算单元借助于输入所述能量存储系统的或从所述能量存储系统输出的电压或电流值而计算出实际电力值（P5）；以及

第二断电控制单元，在所述实际电力值（P5）与所述负载所需的电力值（P4）之间的差异超过所述设定误差范围的情况下，所述第二断电控制单元判定存在不正常，并操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力。

4.一种根据混合动力挖掘机的负载的动力控制方法，包括：

计算实际电力值（P3），所述实际电力值（P3）通过将借助于输入回转马达动力电控制器的或从回转马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的电力值（P1）与借助于输入集成起动器和发电机的马达动力电控制器的或从集成起动器和发电机的马达动力电控制器输出的电压或电流值而计算出的电力值（P2）相加而获得；

计算负载所需的电力值（P4），所述负载所需的电力值（P4）是通过应用从车辆电子控制单元（V-ECU）输入的RCV杆的操作量和发动机RPM值而计算出，即所述负载所需的电力值（P4）=A×RCV杆的操作量+B×发动机RPM值+α，在此，A和B是系数，α是电力损耗值；

在计算出的所述实际电力值（P3）与所述负载所需的电力值（P4）之间的差异超过设定误差范围的情况下，判定存在不正常，并且操作以切断从能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力；

借助于输入到所述能量存储系统的或从所述能量存储系统输出的电压或电流值，计算出实际电力值（P5）；以及

在所述实际电力值（P5）与所述负载所需的电力值（P4）之间的差异超过设定误差范围的情况下，判定存在不正常，并且操作以切断从所述能量存储系统供应到所述电控制器的电力以及在这些所述电控制器之间供应的电力。

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