CN114320818B - 泵送系统控制方法、泵送系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵送系统控制方法、泵送系统及工程机械，泵送系统包括：发动机通过第一离合器与液压泵相连，电机通过第二离合器与发动机的输出轴连接；控制方法包括：在泵送系统换向时，控制第一离合器和第二离合器均闭合，控制发动机保持当前工况运行，且利用电机平衡泵送系统的负载的扭矩需求波动。本发明提供的一种泵送系统控制方法、泵送系统及工程机械，在泵送系统换向时利用电机来平衡负载的扭矩需求波动，即通过电机扭矩的调节来适应负载的波动，使得发动机能够保持稳定工况运行，从而可避免换向时发动机工作点的突变，有利于降低发动机燃油消耗量，避免引起发动机的抖动，且有利于降低由于发动机抖动造成的环境噪音。

Description

泵送系统控制方法、泵送系统及工程机械

技术领域

本发明涉及泵送技术领域，尤其涉及一种泵送系统控制方法、泵送系统及工程机械。

背景技术

现有技术中，混凝土泵送作业是通过液压泵将发动机的输出功率传递给泵送液压系统及其他负载，以由该泵送液压系统进行泵送作业；其中泵送液压系统消耗大部分功率。现有泵送液压系统绝大部分为双油缸活塞式摆阀泵送液压系统，是由左右两个油缸交替往复推料泵送混凝土，其中左右油缸交替间隙，摆阀进行切换动作，使得泵送过程中存在周期性换向。

在泵送作业过程中，泵送液压系统的周期性换向过程存在负载压力波动，会造成发动机燃油消耗量增加、引起发动机抖动而影响使用寿命以及增加环境噪音的问题。

发明内容

本发明提供一种泵送系统控制方法、泵送系统及工程机械，用以解决现有泵送作业过程中，泵送液压系统的周期性换向过程存在负载压力波动，会造成发动机燃油消耗量增加、引起发动机抖动而影响使用寿命以及增加环境噪音的问题。

本发明提供一种泵送系统控制方法，泵送系统包括发动机、电机、第一离合器、第二离合器和液压泵，所述发动机通过所述第一离合器与所述液压泵相连，所述电机通过所述第二离合器与所述发动机的输出轴连接；所述控制方法包括：在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器和所述第二离合器均闭合，控制所述发动机保持当前工况运行，且利用所述电机平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动。

根据本发明提供的泵送系统控制方法，在在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器和所述第二离合器均闭合，控制所述发动机保持当前工况运行，且利用所述电机平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动，具体包括：在所述泵送系统首次换向时，进行发动机扭矩自学习，获取换向持续时间以及换向过程中与所述负载的扭矩需求波动相适应的所述发动机的扭矩波动信息；在所述泵送系统再次换向时，在所述换向持续时间内，控制所述电机的输出扭矩与所述扭矩波动信息匹配，使得所述发动机保持当前工况运行。

根据本发明提供的泵送系统控制方法，所述控制方法还包括：在所述泵送系统初始运行时，控制所述泵送系统试运行预设时间；根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式。

根据本发明提供的泵送系统控制方法，根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，具体包括：根据所述泵送系统的试运行结果，获取所述泵送系统的附件功率以及所述液压泵的泵送功率；根据所述附件功率和所述泵送功率，获取所述总需求功率；根据所述总需求功率，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式。

根据本发明提供的泵送系统控制方法，获取所述泵送系统的附件功率以及所述液压泵的泵送功率具体包括：获取试运行时所述发动机的转速信息、所述液压泵的排量信息以及所述液压泵的压力信息；根据所述发动机的转速信息获取所述附件功率；根据所述发动机的转速信息、所述排量信息以及所述压力信息，获取所述泵送功率。

根据本发明提供的泵送系统控制方法，根据所述总需求功率，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，具体包括：获取所述电机的最大输出功率；若确定所述电机的最大输出功率大于等于所述总需求功率，则控制所述第一离合器断开、所述第二离合器闭合，控制所述泵送系统以纯电驱动模式运行；若确定所述电机的最大输出功率小于所述总需求功率，则控制所述第一离合器闭合、所述第二离合器闭合，控制所述泵送系统以混动驱动模式运行。

根据本发明提供的泵送系统控制方法，控制所述泵送系统以混动驱动模式运行具体包括：控制所述发动机处于最佳经济工况，并获取所述发动机的输出功率；根据所述发动机的输出功率以及所述总需求功率，获取剩余功率；控制所述电机的输出扭矩使得所述电机的输出功率与所述剩余功率匹配。

根据本发明提供的泵送系统控制方法，根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，还包括：控制所述第一离合器闭合、所述第二离合器断开，使得所述泵送系统以纯发动机驱动模式试运行，并控制所述发动机处于最佳经济工况；获取所述发动机的负荷率；若确定所述发动机的负荷率小于额定负荷率，则选择性控制所述泵送系统以当前纯发动机驱动模式运行。

本发明还提供一种泵送系统，包括发动机、电机、第一离合器、第二离合器和液压泵，所述发动机通过所述第一离合器与所述液压泵相连，所述电机通过所述第二离合器与所述发动机的输出轴连接；还包括混动控制器，所述混动控制器用于在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器和所述第二离合器均闭合，控制所述发动机保持当前工况运行，且利用所述电机平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动。

本发明还提供一种工程机械，包括上述泵送系统。

本发明提供的一种泵送系统控制方法、泵送系统及工程机械，在泵送系统换向时利用电机来平衡负载的扭矩需求波动，即通过电机扭矩的调节来适应负载的波动，使得发动机能够保持稳定工况运行，从而可避免换向时发动机工作点的突变，有利于降低发动机燃油消耗量，避免引起发动机的抖动从而有利于延长发动机的使用寿命，且有利于降低由于发动机抖动造成的环境噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明提供的泵送系统的示意图；

图2是本发明提供的泵送系统运行时发动机工况示意图；

图3是本发明提供的泵送系统控制方法的示意图；

附图标记：

1：发动机； 2：第一离合器； 3：电机；

4：第二离合器； 5：输出轴； 6：液压泵；

7：减速器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图3描述本发明的泵送系统控制方法、泵送系统及工程机械。

本实施例提供一种泵送系统控制方法，其中参考图1，泵送系统包括发动机1、电机3、第一离合器2、第二离合器4和液压泵6，所述发动机1通过所述第一离合器2与所述液压泵6相连，所述电机3 通过所述第二离合器4与所述发动机1的输出轴5连接。通过第一离合器2可用来控制发动机1和液压泵6之间传动的通断；通过第二离合器4可用来控制电机3和液压泵6之间传动的通断。

该泵送系统同时设置发动机1和电机3，在第一离合器2闭合、第二离合器4断开时，可实现纯发动机1驱动液压泵6，即纯发动机驱动模式；在第一离合器2断开、第二离合器4闭合时，可实现纯电机3驱动液压泵6，即纯电驱动模式；在第一离合器2和第二离合器 4均闭合时，可实现发动机1和电机3同时驱动液压泵6，即混动驱动模式。该泵送系统可实现多种驱动模式，提高了泵送驱动的灵活性、多功能箱和适应性。

进一步地，控制方法基于上述泵送系统，所述控制方法包括：在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器2和所述第二离合器4均闭合，控制所述发动机1保持当前工况运行，且利用所述电机3平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动。本实施例考虑到在泵送系统换向时存在负载压力波动，通常情况下会造成发动机1工况的波动，如图2所示，从而会使发动机1偏离原有工况造成工作点变化，进而会增加发动机1的燃油消耗量、引起发动机1抖动且带来环境噪音。

基于此，本实施例提出可利用电机3来平衡负载的波动以保持发动机1工况的稳定，避免发动机1工况变化，以维持发动机1的稳定。本实施例中电机3既可以作为发电机3，也可以作为电动机；可控制调节电机3的工作模式，在控制电机3以电动机模式工作时，电机3 输出正向扭矩，在控制电机3以发电机3模式工作时，电机3输出反向扭矩。

具体的，本实施例利用电机3来平衡负载的扭矩需求波动。上述泵送系统中在第一离合器2和第二离合器4均闭合时，发动机1的输出扭矩和电机3的输出扭矩会叠加作用在输出轴5上，进而叠加作用于液压泵6和负载。在换向负载波动时，负载所需的扭矩会发生波动，本实施例利用电机3扭矩响应迅速的特点，在换向时控制发动机1的运行工况不变即发动机1的输出扭矩不变，改变电机3的输出扭矩，使得输出轴5上的最终输出扭矩适应负载的扭矩需求波动，从而避免了发动机1工况的变化；使得发动机1能够保持换向前的工况运行即保持换向前的转速和扭矩运行，发动机1一直处于稳定工况运行。

本实施例提供的一种泵送系统控制方法，在泵送系统换向时利用电机3来平衡负载的扭矩需求波动，即通过电机3扭矩的调节来适应负载的波动，使得发动机1能够保持稳定工况运行，从而可避免换向时发动机1工作点的突变，有利于降低发动机1燃油消耗量，避免引起发动机1的抖动从而有利于延长发动机1的使用寿命，且有利于降低由于发动机1抖动造成的环境噪音。

进一步地，参考图1，泵送系统中第一离合器2和电机3分别连接在发动机1的输出轴5上；电机3的输出轴5与液压泵6连接；且电机3可连接在第一离合器2和液压泵6之间；电机3和输出轴5之间设有第二离合器4。电机3可通过逆变器与电池连接；电池可用于向电机3供应电能，也可以用于存储电机3产生的电能。电机3和输出轴5之间还可连接设置减速器7。具体的，参考图1，本实施例中电机3可通过犬牙离合器和行星减速器7与输出轴5相连。第二离合器4和减速器7的具体种类以及连接方式还可为其他，具体不做限定。

进一步地，利用所述电机3平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动具体包括：在所述泵送系统首次换向时，获取所述泵送系统换向过程中负载的扭矩需求波动情况；在所述泵送系统再次换向时，控制调节所述电机3的输出扭矩与所述负载的扭矩需求波动情况匹配。控制调节所述电机3的输出扭矩与所述负载的扭矩需求波动情况匹配具体包括：在所述负载的扭矩需求降低时，控制所述电机3处于发电机3模式以输出反向扭矩；在所述负载的扭矩需求增高时，控制所述电机3处于电动机模式以输出正向扭矩；使得发动机1和电机3叠加的总输出扭矩与所述负载的扭矩需求匹配。即反向扭矩的具体值与所述负载的扭矩需求降低值匹配；正向扭矩的具体值与所述负载的扭矩需求增高值匹配。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器2和所述第二离合器4均闭合，控制所述发动机1 保持当前工况运行，且利用所述电机3平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动，具体包括：在所述泵送系统首次换向时，进行发动机1 扭矩自学习，获取换向持续时间以及换向过程中与所述负载的扭矩需求波动相适应的所述发动机1的扭矩波动信息；在所述泵送系统再次换向时，在所述换向持续时间内，控制所述电机3的输出扭矩与所述扭矩波动信息匹配，使得所述发动机1保持当前工况运行。

即在泵送系统首次换向时，进行发动机1扭矩自学习；即先不执行换向控制，先保持泵送系统正常运行；正常运行下，发动机1的输出扭矩会随着负载扭矩需求的波动而进行适应性的波动变化，进而可通过检测换向过程中发动机1的扭矩波动信息来反应负载的扭矩需求波动情况。发动机1的扭矩波动为降低时说明负载的扭矩需求降低，且二者的降低值一致；发动机1的扭矩波动为增高时说明负载的扭矩需求增高，且二者的增高值一致。

然后在泵送系统之后每次换向时，从接收到换向信号起，在换向持续时间内，可根据发动机1的扭矩波动信息来控制调节电机3的输出扭矩，使得在发动机1输出扭矩不变的情况下，发动机1和电机3 的叠加总输出扭矩与负载需求扭矩适应，从而使发动机1工况稳定。

在所述泵送系统再次换向时，在所述换向持续时间内，控制所述电机3的输出扭矩与所述扭矩波动信息匹配，使得所述发动机1保持当前工况运行，具体包括：在所述扭矩波动信息为扭矩降低时，控制所述电机3输出相应的反向扭矩；在所述扭矩波动信息为扭矩增高时，控制所述电机3输出相应的正向扭矩。在换向持续时间内，可获取多个扭矩波动点数据；根据该多个扭矩波动点数据相应控制调节电机3 的输出扭矩。在电机3输出反向扭矩时，即电机3处于发电机3模式，电机3可将产生的电量存储在电池中，还可实现能量的有效利用。

进一步地，在一个实施例中，在所述泵送系统首次换向时，进行发动机1扭矩自学习，获取换向持续时间以及换向过程中与所述负载的扭矩需求波动相适应的所述发动机1的扭矩波动信息，具体包括：在首次接收到换向信号时，控制发动机1进入自学习模式，并开始计时，在发动机1的扭矩持续变化过程中，记录发动机1的扭矩波动信息以及换向持续时间。发动机1的自学习模式即发动机1的输出扭矩随着负载的扭矩需求波动自适应调节的模式。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述控制方法还包括：在所述泵送系统初始运行时，控制所述泵送系统试运行预设时间；根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器2和所述第二离合器4，以实现所述泵送系统的不同驱动模式。即可在泵送系统初始运行时即刚开始运行时，通过试运行来判断负载情况、负载与试运行工况的适配情况等试运行结果，进而根据试运行结果选择合适的驱动模式，有利于使泵送系统在经济区运行，提高能量利用效率。试运行的预设时间可为10秒，也可为20秒或其他，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器2和所述第二离合器4，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，具体包括：根据所述泵送系统的试运行结果，获取所述泵送系统的附件功率以及所述液压泵6的泵送功率；根据所述附件功率和所述泵送功率，获取总需求功率；根据所述总需求功率，选择性闭合所述第一离合器2和所述第二离合器4，以实现所述泵送系统的不同驱动模式。

即通过泵送系统初始运行时的试运行，可获取总需求功率；总需求功率即泵送系统需要输出的总功率。本实施例中具体将总需求功率分为了附件功率和泵送功率两部分；附件功率即泵送系统中各部件例如风扇、液压泵6、发动机1等自身耗损的功率；泵送功率即液压泵 6输出的用于泵送作业的功率。本实施例中总需求功率为附件功率和泵送功率之和。进一步地，可根据实际试运行获取的总需求功率来选择泵送系统的驱动模式。

在上述实施例的基础上，进一步地，获取所述泵送系统的附件功率以及所述液压泵6的泵送功率具体包括：获取试运行时所述发动机 1的转速信息、所述液压泵6的排量信息以及所述液压泵6的压力信息；根据所述发动机1的转速信息获取所述附件功率；根据所述发动机1的转速信息、所述排量信息以及所述压力信息，获取所述泵送功率。

根据发动机1的转速信息通过查功率表可获取附件功率。具体的，可预先通过试验获取发动机1的转速信息与附件功率的对应关系；进而根据预先获取的该对应关系以及发动机1的转速信息可获取附件功率。泵送功率具体为：泵送功率＝排量×转速×压力。发动机1的转速信息可通过发动机1检测获取；液压泵6的排量信息可采集获取；液压泵6的压力信息可通过压力传感器采集获取。

在上述实施例的基础上，进一步地，根据所述总需求功率，选择性闭合所述第一离合器2和所述第二离合器4，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，具体包括：获取所述电机3的最大输出功率；电机 3的最大输出功率受电机3的额定功率以及电池的电量限制；电机3的最大输出功率可根据电机3的额定功率以及与电机3相连的电池的电量获取。

若确定所述电机3的最大输出功率大于等于所述总需求功率，则控制所述第一离合器2断开、所述第二离合器4闭合，控制所述泵送系统以纯电驱动模式运行。即此时电机3能够满足作业功率需求，此时可采用纯电机3驱动模式，即以纯电驱动模式驱动泵送系统运行。

若确定所述电机3的最大输出功率小于所述总需求功率，则控制所述第一离合器2闭合、所述第二离合器4闭合，控制所述泵送系统以混动驱动模式运行。即此时单电机3不能够满足作业功率需求，此时可采用电机3和发动机1同时驱动泵送系统运行，即以混动驱动模式驱动泵送系统运行。

进一步地，在纯电驱动模式下，由于电机3扭矩响应迅速，可以满足换向时负载的扭矩需求波动，使得换向过程中泵送系统保持平稳工作。且纯电驱动模式下，发动机1不工作，不会引起发动的工作点突变燃油消耗量增大、抖动以及噪音的问题。

在上述实施例的基础上，进一步地，控制所述泵送系统以混动驱动模式运行具体包括：控制所述发动机1处于最佳经济工况，并获取所述发动机1的输出功率；根据所述发动机1的输出功率以及所述总需求功率，获取剩余功率；控制所述电机3的输出扭矩使得所述电机 3的输出功率与所述剩余功率匹配。

即本实施例提出在泵送系统以混动驱动模式运行时，在发动机1 和电机3之间可对总需求功率进行分配，以发动机1和电机3叠加输出的总功率满足总需求功率作为闭环控制。具体在功率分配时，以发动机1处于最佳经济工况以及电机3的功率限制为考虑点；即可控制发动机1处于最佳经济工况，且使得电机3的输出功率能够达到剩余功率。剩余功率为总需求功率与发动机1的输出功率的差值。从而能够实现顺利驱动泵送系统运行，且使得发动机1处于最佳经济工况，有利于节能。

进一步地，发动机1的最佳经济工况即为最佳油耗工况区域，与发动机1自身的特性参数有关，可根据发动机1自身的特性参数确定发动机1的最佳油耗工况区域。控制发动机1处于最佳经济工况，即控制发动机1的工作工况处于最佳油耗工况区域；在发动机1处于最佳油耗工况区域时，发动机1的油耗较少且工作稳定，有利于提高发动机1的使用寿命。可通过调节发动机1的转速和扭矩，使得发动机 1处于最佳油耗工况区域。

进一步地，控制所述电机3的输出扭矩使得所述电机3的输出功率与所述剩余功率匹配具体包括：根据电机3的目标输出扭矩 (T)＝9550×功率(P)/转速(n)，获得电机3的目标输出扭矩；根据电机3 的目标输出扭矩控制电机3运行；其中，功率为剩余功率；转速为电机3的转速，可根据发动机1的转速确定。

在上述实施例的基础上，进一步地，根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器2和所述第二离合器4，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，还包括：控制所述第一离合器2闭合、所述第二离合器4断开，使得所述泵送系统以纯发动机驱动模式试运行，并控制所述发动机1处于最佳经济工况；获取所述发动机1的负荷率；若确定所述发动机1的负荷率小于额定负荷率，则选择性控制所述泵送系统以当前纯发动机驱动模式运行。

即本实施例提出还可在泵送系统初始运行时，以纯发动机1的模式即纯发动机驱动模式进行试运行，且使得发动机1在最佳经济工况运行；判断纯发动机1在最佳经济工况运行时的负载情况。若发动机 1试运行的工况负荷率小于额定负荷率，说明发动机1在最佳经济工况下能够满足系统的作业需求，此时，还可选择以纯发动机驱动模式驱动泵送系统运行。

进一步地，在泵送系统既满足纯电驱动模式又满足纯发动机驱动模式时，可优先采取纯电驱动模式，以降低发动机1的工作压力，有利于发动机1的节能。在泵送系统既满足混动驱动模式又满足纯发动机驱动模式时，可优先采取混动驱动模式，有利于发动机1的节能。

下面对本发明提供的泵送系统进行描述，下文描述的泵送系统与上文描述的泵送系统控制方法可相互对应参照。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种泵送系统，该泵送系统用于执行上述任一实施例所述的泵送系统控制方法，该泵送系统包括发动机1、电机3、第一离合器2、第二离合器4和液压泵6，所述发动机1通过所述第一离合器2与所述液压泵6相连，所述电机3通过所述第二离合器4与所述发动机1的输出轴5连接。

该泵送系统还包括混动控制器，所述混动控制器用于在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器2和所述第二离合器4均闭合，控制所述发动机1保持当前工况运行，且利用所述电机3平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种工程机械，包括上述泵送系统。具体的，工程机械可为车载泵、泵车、拖泵等具有泵送系统的机械设备，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例基于现有泵送工程机械例如车载泵在泵送时存在周期性换向，其液压系统中包含两个泵送缸轮流泵送，在摆缸换向过程中会引起负载变化，进而导致以下影响：发动机1工作点突变，燃油消耗量增加；引起发动机1抖动，影响使用寿命；使噪音增加，给环境带来不利影响。本实施例针对泵送系统在换向时发动机1的抖动问题，提供了一种抑制换向过程发动机 1抖动的控制方法，本实施例针对的是抑制换向过程中发动机1的抖动，主要是通过电机3能量回收，稳定发动机1工作点，同时起到节能的作用。

本实施例的方案是基于并联混合动力结构，将输出端功率作为闭环控制。在泵送过程中，当首次接收到换向信号时，通过前馈信号使能发动机1进入自学习模式，并开始计时，在扭矩持续变化过程中，记录其扭矩变化幅值，再次检测到换向信号时，根据能量管理使电机 3处于发电模式，提供反向扭矩，将能量储存到电池中，达到抑制发动机1抖动的目的。

本实施例还提供了泵送系统的多种驱动运行模式。具体的，参考图3，本实施例的方案为：泵送系统上电自检，首先进行发动机1初始化试运行，混动控制器控制闭合第一离合器2，断开第二离合器4，以纯发动机1模式进行运转，发动机1转速固定在最佳经济工况，发动机1控制器反馈此时工况负荷率；通过发动机1负荷率自学习情况，可以判断发动机1工作情况，同时得出相应的负载，进而判断泵送系统是否满足纯发动机驱动模式；在发动机1负荷率小于额定负荷率时，泵送系统可选择以纯发动机驱动模式运行。

然后将中控台采集的排量信号，压力传感器采集的液压泵6压力，发送给混动控制器，计算得出液压泵6泵送功率即主泵功率，其中泵送功率＝排量×转速×压力；混动控制器根据当前发动机1转速查功率表得出附件功率，加上泵送功率得出总需求功率。进一步地，获取总需求功率的泵送系统试运行不限于纯发动机1模式试运行，还可为其他驱动模式，具体不限，以能获取附件功率和泵送功率为目的。

混动控制器根据总需求功率以及电机3最大输出功率选择驱动模式，当选择纯电模式时，混动控制器控制闭合第二离合器4，断开第一离合器2，电机3负责泵送功率需求，电机3扭矩响应迅速，可以满足换向时负荷变化；当选择混动模式时，混动控制器控制闭合第一离合器2，闭合第二离合器4，根据总需求对发动机1和电机3进行功率分配，控制发动机1工作在最佳经济工况，将剩余功率分配到电机3控制器，同时兼顾此时电池功率限制，根据扭矩(T)＝9550×功率(P)/转速(n)，得出此时电机3需求扭矩。

具体的，扭矩公式的推导如下：公式1：功率(P)＝F×V；

扭矩(T)＝F×R；推出公式2：F＝T/R；

以及公式3：线速度(V)＝2πR×n/60＝πR×n/30；

将公式2和公式3代入公式1得：P＝F×V＝(T/R)×(πR×n/ 30)＝πT n/30；

上述公式中，P为功率，单位：W；T为扭矩，单位：Nm；n 为转速，单位：转/分钟；F为驱动力；V为线速度；R为半径。如果将功率P的单位换成kW，得出如下公式：1000P＝π×T n/30；将π＝3.1416代入即得出P＝T n/9549.3，取P＝T n/9550，则得出：扭矩(T)＝9550×功率(P)/转速(n)。

首次检测到换向信号时，系统进入补偿模式：扭矩进行自学习，记录此时发动机1的扭矩变化，以及波动时间；再次检测换向信号时，在发动机1的扭矩波动信息为降低的阶段可使电机3处于发电模式，提供反向扭矩，将发动机1扭矩波动反向叠加到电机3，保证发动机 1工况稳定，且发电存储在电池中有利于节能；在发动机1的扭矩波动信息为增高的阶段可使电机3处于电动机模式，补足发动机1的扭矩增高量，从而达到抑制换向过程发动机1抖动的目的。

本实施例方案通过控制策略优化，改善发动机1工作点；可以抑制泵送换向过程中发动机1抖动，改善整车NVH，提高发动机1以及车载泵等工程机械使用寿命；可以提升车载泵工作效率，降低使用成本；将换向时发动机1多余功率进行能量回收，大大降低车载泵油耗。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种泵送系统控制方法，其特征在于，泵送系统包括发动机、电机、第一离合器、第二离合器和液压泵，所述发动机通过所述第一离合器与所述液压泵相连，所述第一离合器控制所述发动机与所述液压泵之间传动的通断，所述电机通过所述第二离合器与所述发动机的输出轴连接，所述第二离合器控制所述电机和所述液压泵之间传动的通断；

所述控制方法包括：

在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器和所述第二离合器均闭合，控制所述发动机保持当前工况运行，且利用所述电机平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动。

2.根据权利要求1所述的泵送系统控制方法，其特征在于，在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器和所述第二离合器均闭合，控制所述发动机保持当前工况运行，且利用所述电机平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动，具体包括：

在所述泵送系统首次换向时，进行发动机扭矩自学习，获取换向持续时间以及换向过程中与所述负载的扭矩需求波动相适应的所述发动机的扭矩波动信息；

在所述泵送系统再次换向时，在所述换向持续时间内，控制所述电机的输出扭矩与所述扭矩波动信息匹配，使得所述发动机保持当前工况运行。

3.根据权利要求1或2所述的泵送系统控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述泵送系统初始运行时，控制所述泵送系统试运行预设时间；

根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式。

4.根据权利要求3所述的泵送系统控制方法，其特征在于，根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，具体包括：

根据所述泵送系统的试运行结果，获取所述泵送系统的附件功率以及所述液压泵的泵送功率；

根据所述附件功率和所述泵送功率，获取总需求功率；

根据所述总需求功率，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式。

5.根据权利要求4所述的泵送系统控制方法，其特征在于，获取所述泵送系统的附件功率以及所述液压泵的泵送功率具体包括：

获取试运行时所述发动机的转速信息、所述液压泵的排量信息以及所述液压泵的压力信息；

根据所述发动机的转速信息获取所述附件功率；

根据所述发动机的转速信息、所述排量信息以及所述压力信息，获取所述泵送功率。

6.根据权利要求4所述的泵送系统控制方法，其特征在于，根据所述总需求功率，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，具体包括：

获取所述电机的最大输出功率；

若确定所述电机的最大输出功率大于等于所述总需求功率，则控制所述第一离合器断开、所述第二离合器闭合，控制所述泵送系统以纯电驱动模式运行；

若确定所述电机的最大输出功率小于所述总需求功率，则控制所述第一离合器闭合、所述第二离合器闭合，控制所述泵送系统以混动驱动模式运行。

7.根据权利要求6所述的泵送系统控制方法，其特征在于，控制所述泵送系统以混动驱动模式运行具体包括：

控制所述发动机处于最佳经济工况，并获取所述发动机的输出功率；

根据所述发动机的输出功率以及所述总需求功率，获取剩余功率；

控制所述电机的输出扭矩使得所述电机的输出功率与所述剩余功率匹配。

8.根据权利要求3所述的泵送系统控制方法，其特征在于，根据所述泵送系统的试运行结果，选择性闭合所述第一离合器和所述第二离合器，以实现所述泵送系统的不同驱动模式，还包括：

控制所述第一离合器闭合、所述第二离合器断开，使得所述泵送系统以纯发动机驱动模式试运行，并控制所述发动机处于最佳经济工况；

获取所述发动机的负荷率；

若确定所述发动机的负荷率小于额定负荷率，则选择性控制所述泵送系统以当前纯发动机驱动模式运行。

9.一种泵送系统，其特征在于，包括发动机、电机、第一离合器、第二离合器和液压泵，所述发动机通过所述第一离合器与所述液压泵相连，所述第一离合器控制所述发动机与所述液压泵之间传动的通断，所述电机通过所述第二离合器与所述发动机的输出轴连接，所述第二离合器控制所述电机和所述液压泵之间传动的通断；

还包括混动控制器，所述混动控制器用于在所述泵送系统换向时，控制所述第一离合器和所述第二离合器均闭合，控制所述发动机保持当前工况运行，且利用所述电机平衡所述泵送系统的负载的扭矩需求波动。

10.一种工程机械，其特征在于，包括上述权利要求9所述的泵送系统。