CN104285015B - 用于控制串联混合动力施工机械系统的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制串联混合动力施工机械系统的装置及其方法，所述装置包括：用于控制电动机的控制部件，其根据致动器是否进行再生操作并且能量存储装置是否可以再充电，以不同方式驱动所述致动器；以及电动机驱动器，其用于通过在所述控制单元的控制下切换，驱动或停止所述电动机，其中当所述致动器进行关于所述能量存储装置的过充电状态和失效状态的再生操作时，通过电动机驱动器的切换暂时停止用于驱动所述致动器的电动机，以便抑制产生的再生能量，从而保护所述混合动力能源系统、确保操作者的安全并且解决因系统停机造成的增加工作时间的问题。

Description

用于控制串联混合动力施工机械系统的装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制串联混合动力施工机械系统的装置和方法。更具体地，本发明涉及一种用于控制串联混合动力施工机械系统的装置和方法，其中在关于能量存储装置的过充电状态或失效状态的再生操作过程中，通过使用电动机驱动器的切换暂时停止驱动致动器的电动机，抑制再生能量的产生，从而可以保护混合动力能源系统、可以确保操作者的安全并且可以解决因系统停机造成的工作时间延迟的问题。
背景技术
通常，用于控制混合动力施工机械系统的装置根据仅用于能量存储装置的控制器(BMS/CMU)进行充电和放电控制操作和状态监测操作，以便控制能量存储装置。
此外，混合动力施工机械系统的传统控制装置通过与混合动力控制器的通信，接收表示能量存储装置的电压、电流或温度等的反馈信号，进行控制操作。然而，这样的传统控制装置存在一个问题，即，由于其与致动器的操作或与混合动力施工机械的使用者不能预知情况下的工作不相关，在控制装置的开发过程中，不考虑致动器的操作或不可预知情况下工作的情况下，因为由被称为“系统停机”的极端措施引起的施工机械的操作停止，工作时间被延迟并且引起对操作者和工作环境的损坏或危险。
此外，传统控制装置存在恢复系统所需时间被延长的一个问题。
发明内容
技术问题
因此，做出本发明以解决现有技术中出现的上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种用于控制串联混合动力施工机械系统的装置和方法，其中在关于能量存储装置的过充电状态或失效状态的再生操作过程中，通过使用电动机驱动器的切换暂时停止驱动致动器的电动机，抑制再生能量的产生，从而可以保护混合动力能源系统、可以确保操作者的安全并且可以解决因系统停机造成的工作时间延迟的问题。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于控制串联混合动力施工机械系统的装置，
所述装置包括：控制单元，其配置为基于确定施工机械的致动器是否进行再生操作并且能量存储装置是否处于不能充电状态的结果，以不同方式控制驱动致动器的电动机300；以及电动机驱动器200，其在控制单元100的控制下被切换，并且配置为驱动或停止电动机300。
优选地，控制单元可以包括：第一确定模块，其配置为基于通过将操纵杆的操作值转换为数字值而获得的值，确定施工机械的致动器是否进行再生操作；第二确定模块，其配置为基于从能量存储装置获得的SOC(充电状态)值，确定能量存储装置是否处于不能充电的状态；以及第一控制模块，其配置为如果作为通过第一确定模块和第二确定模块确定的结果，确定施工机械的致动器进行再生操作并且能量存储装置处于不能充电状态，则控制电动机驱动器停止驱动致动器的电动机。
此外，如果从能量存储装置获得的SOC值等于1(完全充电状态)或者SOC值没有被确定为一个恒定值(失效状态)，则第二确定模块可以确定能量存储装置处于不能充电状态。
优选地，控制单元100还可以包括第二控制模块104，其配置为根据在停止电动机300之后设置的放电优先模式，进行能量存储装置的放电优先控制。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个实施方式，提供了一种用于控制串联混合动力施工机械系统的方法，所述系统包括配置为控制电动机300的控制单元100和配置为驱动或停止电动机300的电动机驱动器200，
所述方法包括：第一确定步骤，其基于通过将操纵杆的操作值转换为数字值而获得的值，确定施工机械的致动器是否进行再生操作；第二确定步骤，其基于从能量存储装置获得的SOC(充电状态)值，确定能量存储装置是否处于不能充电状态；以及第一控制步骤，如果作为通过第一确定步骤和第二确定步骤确定的结果，确定施工机械的致动器进行再生操作并且能量存储装置处于不能充电状态，则控制电动机驱动器200停止驱动致动器的电动机300。
优选地，如果从能量存储装置获得的SOC值等于1(完全充电状态)或者SOC值没有被确定为一个恒定值(失效状态)，第二确定步骤确定能量存储装置处于不能充电状态。
此外，所述方法还可以包括根据在停止电动机300之后设置的放电优先模式，进行能量存储装置的放电优先控制的第二控制步骤。
有益效果
根据本发明一个实施方式的如上构造的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置和方法具有以下优点。在关于能量存储装置的过充电状态或失效状态的再生操作过程中，通过使用电动机驱动器的切换暂时停止驱动致动器的电动机，抑制再生能源的产生，从而可以保护混合动力能源系统并且可以确保操作者的安全。此外，可以解决因系统停机造成的工作时间延迟的问题。
此外，有利地，通过控制驱动串联混合动力挖掘机致动器的电动机，抑制再生能源的产生，以便可以将安全并且稳定的混合动力挖掘机提供给用户。
附图说明
图1是一个概念图，示出了一般串联混合动力施工机械系统；
图2是一个框图，示出了根据本发明一个实施方式的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置的配置；
图3是一个时间图，示出了根据本发明一个实施方式的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置中使用的驱动电动机的电动机驱动器的切换顺序，并且
图4是一个流程图，示出了根据本发明一个实施方式的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置的控制操作。
具体实施方式
现在，将结合附图详细描述本发明的优选实施方式。
在说明书中定义的事项，例如详细的结构和元件，只是用来帮助本领域技术人员全面理解本发明，并且本发明不限于下文中公开的实施方式。
为了明确地描述本发明，将省略与描述不相关的部分，并且在说明书中，相同的元件用相同的标号表示。
在说明书和权利要求书中，除非本文另有具体说明，当一部分包括一个元件时，它是指包括其他元件而不是排除其他元件。
图2是一个框图，示出了根据本发明一个实施方式的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置的配置。
如图2所示，根据本发明一个实施方式的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置具有包括控制单元100和电动机驱动器200的结构，其中所述电动机驱动器200配置为在控制单元100的控制下驱动或停止电动机300。控制单元100包括第一确定模块101、第二确定模块102、第一控制模块103以及第二控制模块104。
这里，控制单元100被配置为基于确定施工机械的致动器是否进行再生操作并且能量存储装置是否处于不能充电状态的结果，以不同方式控制驱动致动器的电动机300。例如，控制单元100可以包括：第一确定模块101，其配置为基于通过将操纵杆的操作值转换为数字值而获得的值，确定施工机械的致动器是否进行再生操作；第二确定模块102，其配置为基于从能量存储装置获得的SOC(充电状态)值，确定能量存储装置是否处于不能充电状态；以及第一控制模块103，其配置为如果作为通过第一确定模块101和第二确定模块102确定的结果，确定施工机械的致动器进行再生操作并且能量存储装置处于不能充电状态，则控制电动机驱动器200停止驱动致动器的电动机300。如果从能量存储装置获得的SOC值等于1(完全充电状态)或者SOC值没有被确定为一个恒定值(失效状态)，则第二确定模块102确定能量存储装置处于不能充电状态。失效状态是再生能量不能被存储到能量存储装置的一种状态，例如因能量存储装置的电池之间的不平衡造成的电池损坏、能量存储装置控制器的故障、因过充电/放电造成的能量存储装置的损坏和能量存储装置的故障。与此同时，控制单元100还可以包括第二控制模块104，其被配置为根据在停止电动机300之后设置的放电优先模式，进行能量存储装置的放电优先控制。
在控制单元100的控制下切换电动机驱动器200以驱动或停止电动机300。特别地，如果控制单元100确定施工机械的致动器进行再生操作并且能量存储装置处于不能充电状态，切换电动机驱动器200以停止驱动致动器的电动机300。通常，混合动力施工机械中使用的电动机是如图2所示的三相交流电动机，并且三相六桥逆变器被用于驱动三相交流电动机。图3是一个时间图，示出了驱动电动机的电动机驱动器的切换顺序。
发明的具体实施方式
以下，将参照图3和图4描述根据本发明一个实施方式的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置的操作。
图3是一个时间图，示出了根据本发明一个实施方式的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置中使用的驱动电动机的电动机驱动器的切换顺序，并且图4是一个流程图，示出了根据本发明一个实施方式的用于控制串联混合动力施工机械系统的装置的控制操作。
如图3和图4所示，在本发明中，首先，基于通过将操纵杆的操作值转换为数字值而获得的值，控制单元100确定施工机械的致动器是否进行再生操作。
如图1所示，通常地，串联混合动力施工机械使用混合动力系统作为能源并且电动机用于驱动致动器以进行工作。
这里，使用电动机的驱动控制本发明中使用的致动器的操作。致动器的操作的例子包括动臂向下操作、斗杆使用操作、铲斗使用和回转停止操作。电动机被用作发电机以在再生操作过程中产生再生能源。再生能源被存储在能量存储装置中，然后在必要时使用所述再生能源。
可以使用操纵杆进行确定再生操作的方法。通常，通过操纵杆操作施工机械。混合动力施工机械采用电子操纵杆，以便通过读取电信号可以确定致动器进行再生操作。
例如，在操作动臂的情况下，从电子操纵杆产生的值被转换为AD值，以便可以确定动臂向上操作或者动臂向下操作。这个方法使得仅确定再生操作。
然后，基于从能量存储装置获得的SOC(充电状态)值，控制单元100确定能量存储装置是否处于不能充电的状态。
获得能量存储装置的SOC数据的方法可以被分为基于电池的方法和基于电容器的方法。在基于电池的方法中，通过使用如下的电流量可以确定电池的SOC：
SOC＝SOC int+∫SOC1dt
SOC1＝-I(t)/Q
其中，SOCint是电池的初始SOC，Q是电池容量(Ah)，并且I(t)是电流量(A)。
在基于电容器的方法中，通过下面的等式可以确定电池的SOC：
Voc＝Voc-I×1dt/Ctal
SOC＝(Voc-Vmin)/(Vmax-Vmin)
其中，Ctal是电容器的总容量，Vmax是电容器的最大端电压，并且Vmin是电容器的最小端电压。
然后，如果作为确定的结果，确定施工机械的致动器进行再生操作并且能量存储装置处于不能充电状态，则控制单元100控制电动机驱动器200停止驱动致动器的电动机300。
例如，如果从能量存储装置获得的SOC值等于1(完全充电状态)或者SOC值没有被确定为一个恒定值(失效状态)，则控制单元100确定能量存储装置处于不能充电的状态。
失效状态是指再生能量不能被存储到能量存储装置的一种状态，例如因能量存储装置的电池之间的不平衡造成的电池损坏、能量存储装置控制器的故障、因过充电/放电造成的能量存储装置的损坏和能量存储装置的故障。
换句话说，使用上述等式获得的能量存储装置的SOC变为100％的条件可以发生在能量存储装置的初始SOC达到最大设定值的情况下，并且由于工作负荷不大，仅使用从发电机产生的电量就能够提供足够的功率，从而能量储存装置不放电而仅通过致动器的再生操作提供再生能源。
除了上述情况之外，在因能量存储装置的电池之间的不平衡造成的电池损坏、能量存储装置控制器的故障、因过充电/放电造成的能量存储装置的损坏和能量存储装置的故障的情况下，也会发生再生能源不能存储到能量存储装置的状态。
如果继续保持该状态，系统被强制停止或者最终导致系统被破坏。
因此，为了防止这种状态被保持，需要基于电动机的控制的方案。
为此，如果控制单元100确定施工机械的致动器进行再生操作并且能量存储装置处于不能充电状态，则切换电动机驱动器200以在控制单元的控制下停止驱动致动器的电动机300。
通常，混合动力施工机械中使用的电动机是如图2所示的三相交流电动机，并且三相六桥逆变器被用于驱动三相交流电动机。图3是一个时间图，示出了驱动电动机的电动机驱动器的切换顺序。
如图3所示，通过六个切换的连续开/关操作可以进行电动机的驱动。
在这种情况下，当满足上述指定的条件时，必须停止电动机。在这一点上，切换信号必须变成000状态或111状态。这意味着打开上段开关或下段开关。
在这种状态下，产生反电动势以通过电力制动器停止电动机。
与此同时，能量存储装置的控制模式被设置为放电优先模式以迅速地恢复系统，以便可以进行正常工作。即，根据在停止电动机300之后设置的放电优先模式，控制单元100进行能量存储装置的放电优先控制。
如上所述，根据本发明，在关于能量存储装置的过充电状态或失效状态的再生操作过程中，通过使用电动机驱动器的切换暂时停止驱动致动器的电动机，抑制再生能量的产生，从而可以保护混合动力能源系统并且可以确保操作者的安全。此外，可以解决因系统停机造成的工作时间延迟的问题。
此外，通过控制驱动串联混合动力挖掘机致动器的电动机，抑制再生能量的产生，以便可以将安全并且稳定的混合动力挖掘机提供给用户。
工业应用性
如上所述，本发明可以被应用于串联混合动力施工机械系统，所述串联混合动力施工机械系统被配置为在关于能量存储装置的过充电状态或失效状态的再生操作过程中，通过使用电动机驱动器的切换暂时停止驱动致动器的电动机，抑制再生能量的产生，从而可以保护混合动力能源系统、可以确保操作者的安全并且可以解决因系统停机造成的工作时间延迟的问题。

Claims (4)

1.一种用于控制串联混合动力施工机械系统的装置，包括：
控制单元，其配置为基于确定所述施工机械的致动器是否进行再生操作并且能量存储装置是否处于不能充电状态的结果，以不同方式控制驱动致动器的电动机；以及
电动机驱动器，其在控制单元的控制下被切换，并且配置为驱动或停止所述电动机，
其中，所述控制单元包括：
第一确定模块，其配置为基于通过将操纵杆的操作值转换为数字值而获得的值，确定所述施工机械的致动器是否进行再生操作；
第二确定模块，其配置为基于从所述能量存储装置获得的SOC(充电状态)值，确定所述能量存储装置是否处于不能充电的状态；
第一控制模块，其配置为：如果作为通过所述第一确定模块和第二确定模块确定的结果，确定所述施工机械的致动器进行再生操作并且所述能量存储装置处于不能充电状态，则控制所述电动机驱动器停止驱动所述致动器的电动机，以及
第二控制模块，其配置为：根据在停止所述电动机之后设置的放电优先模式，进行所述能量存储装置的放电优先控制。
2.如权利要求1所述的装置，其中，如果检测到完全充电状态或失效状态，则所述第二确定模块确定所述能量存储装置处于不能充电状态；其中，在所述完全充电状态下，从所述能量存储装置获得的SOC值等于1，在所述失效状态下，所述SOC值没有被确定为一个恒定值。
3.一种用于控制串联混合动力施工机械系统的方法，所述系统包括配置为控制电动机的控制单元和配置为驱动或停止所述电动机的电动机驱动器，所述方法包括：
第一确定步骤，其基于通过将操纵杆的操作值转换为数字值而获得的值，确定所述施工机械的致动器是否进行再生操作；
第二确定步骤，其基于从能量存储装置获得的SOC(充电状态)值，确定能量存储装置是否处于不能充电状态；
第一控制步骤，如果作为通过第一确定步骤和第二确定步骤确定的结果，确定所述施工机械的致动器进行再生操作并且所述能量存储装置处于不能充电状态，则控制所述电动机驱动器停止驱动所述致动器的电动机；以及
第二控制步骤，其根据在停止所述电动机之后设置的放电优先模式，进行所述能量存储装置的放电优先控制。
4.如权利要求3所述的方法，其中，如果检测到完全充电状态或失效状态，则所述第二确定步骤确定所述能量存储装置处于不能充电状态；其中，在所述完全充电状态下，从所述能量存储装置获得的SOC值等于1，在所述失效状态下，所述SOC值没有被确定为一个恒定值。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6107349B2 (ja) * 2013-04-11 2017-04-05 スズキ株式会社 バッテリ充放電制御装置
EP3680139B1 (en) 2013-09-10 2022-08-24 Volvo Construction Equipment AB Method for controlling a hybrid construction machine
EP3410504A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-05 Koninklijke Philips N.V. Eap actuator and driving method

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE383473T1 (de) * 1999-06-25 2008-01-15 Kobelco Constr Machinery Ltd Hybridbaumaschine und steuervorrichtung für diese baumaschine
JP5096813B2 (ja) * 2007-07-03 2012-12-12 日立建機株式会社 建設機械のエンジン制御装置
WO2009051247A1 (ja) * 2007-10-18 2009-04-23 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. 旋回駆動制御装置及びこれを含む建設機械
WO2009082010A1 (ja) * 2007-12-26 2009-07-02 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. ハイブリッド型建設機械及びハイブリッド型建設機械の制御方法
CN101918649B (zh) * 2007-12-28 2013-02-06 住友重机械工业株式会社 混合式施工机械
JP5188854B2 (ja) 2008-03-26 2013-04-24 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド式建設機械
EP2275299A4 (en) * 2008-04-11 2017-12-06 Sumitomo Heavy Industries, LTD. Operating machine
CN102046888B (zh) * 2008-05-27 2013-02-06 住友建机株式会社 回转驱动控制装置及包括其的施工机械
JP4609567B2 (ja) * 2008-10-29 2011-01-12 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド作業機械
US9725008B2 (en) * 2008-11-10 2017-08-08 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Hybrid type construction machine
WO2010058768A1 (ja) * 2008-11-18 2010-05-27 住友重機械工業株式会社 作業機械
JP5220679B2 (ja) * 2009-04-20 2013-06-26 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド型作業機械及びハイブリッド型作業機械の制御方法
JP5419572B2 (ja) * 2009-07-10 2014-02-19 カヤバ工業株式会社 ハイブリッド建設機械の制御装置
WO2011034061A1 (ja) * 2009-09-15 2011-03-24 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド型建設機械
JP5342473B2 (ja) * 2010-02-25 2013-11-13 ナブテスコ株式会社 ハイブリッド建機の制御装置
JP5184616B2 (ja) * 2010-12-09 2013-04-17 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド型作業機械
JP5329574B2 (ja) * 2011-01-25 2013-10-30 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド型建設機械
JP5841399B2 (ja) * 2011-10-14 2016-01-13 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械及びその制御方法
CN103890279B (zh) * 2011-10-26 2016-07-06 住友重机械工业株式会社 混合式挖土机及混合式挖土机的控制方法
JP6232795B2 (ja) * 2013-07-18 2017-11-22 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド建設機械
JP6197527B2 (ja) * 2013-09-24 2017-09-20 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド建設機械

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