CN115339316A - 作业机械的驱动控制系统、方法和作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业机械的驱动控制系统、方法和作业机械，该系统包括发动机、主电机、液压泵、副电机、能量分配器和控制器；其中，所述发动机与所述主电机可选择性地动力耦合连接，所述主电机与所述液压泵动力耦合连接；所述能量分配器与所述主电机及所述副电机电连接；所述控制器与所述发动机、所述主电机、所述副电机及所述能量分配器电连接，且设置为基于需求功率，控制所述发动机、所述主电机、所述副电机及所述能量分配器的工作状态。本发明提供的驱动控制系统，通过控制发动机与主电机的耦合连接状态以及主电机的转动模式，优化燃油效率，提高能量的利用率，实现电能为动力源的作业机械长距离转场和长时间连续作业。

Description

作业机械的驱动控制系统、方法和作业机械

技术领域

本发明涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种作业机械的驱动控制系统、方法和作业机械。

背景技术

作业机械的作业工况通常较为恶劣，需在多工地转场或者定点长时间连续作业。以柴油机作为动力源的作业机械，油耗高、排放差，不满足节能环保的要求；以电机为动力源的作业机械，动力电池储能有限，无法满足长距离转场或长时间连续作业。

如何改进作业机械的动力提供模式，在保证作业机械行驶和作业续航能力的情况下，实现节能减排，提高能量利用率。

发明内容

本发明提供一种作业机械的驱动控制系统、方法和作业机械，用以解决现有技术中作业机械无法兼顾作业续航和节能减排的缺陷。

本发明提供一种作业机械的驱动控制系统，包括：发动机、主电机、液压泵、副电机、能量分配器和控制器；

其中，所述发动机与所述主电机可选择性地动力耦合连接，所述主电机与所述液压泵动力耦合连接；

所述能量分配器与所述主电机及所述副电机电连接；

所述控制器与所述发动机、所述主电机、所述副电机及所述能量分配器电连接，且设置为基于需求功率，控制所述发动机、所述主电机、所述副电机及所述能量分配器的工作状态。

根据本发明提供一种的作业机械的驱动控制系统，所述能量分配器具有外接插头，所述驱动控制系统包括混动作业模式；

在所述混动作业模式，所述控制器设置为控制所述发动机驱动所述主电机发电以及所述液压泵工作，且控制所述能量分配器将来自所述主电机和所述外接插头的电能分配给所述副电机。

根据本发明提供一种的作业机械的驱动控制系统，所述能量分配器具有外接插头，所述驱动控制系统包括纯电作业模式；

在所述纯电作业模式，所述控制器设置为控制所述发动机与所述主电机断开，且控制所述能量分配器将来自所述外接插头的电能分配给所述主电机及所述副电机。

根据本发明提供一种的作业机械的驱动控制系统，所述驱动控制系统包括燃油作业模式；

在所述燃油作业模式，所述控制器设置为控制所述发动机驱动所述主电机发电以及所述液压泵工作，且控制所述能量分配器将来自所述主电机的电能分配给所述副电机。

本发明还提供一种作业机械，包括如上述的作业机械的驱动控制系统。

本发明还提供一种基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，所述能量分配器具有外接插头，所述方法包括：

确定所述外接插头接电，且所述需求功率大于外部供电功率；

控制所述主电机进入发电模式，且控制所述发动机与所述主电机动力耦合连接；

控制所述能量分配器将所述主电机提供的电能分配给所述副电机。

根据本发明提供的一种基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，确定所述外接插头接电，且所述需求功率不大于所述外部供电功率；

控制所述发动机与所述主电机断开，且控制所述发动机关闭；

控制所述能量分配器将外部供电系统提供的电能分配给所述主电机及所述副电机。

根据本发明提供的一种基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，还包括：

确定所述外接插头断电；

控制所述主电机进入发电模式，且控制所述发动机与所述主电机动力耦合连接；

控制所述能量分配器将所述主电机提供的电能分配给所述副电机。

本发明还提供一种作业机械的驱动控制装置，包括：

第一控制模块，用于控制发动机与主电机可选择性地动力耦合连接，所述主电机与所述液压泵动力耦合连接；

第二控制模块，用于控制所述能量分配器与所述主电机及所述副电机电连接；

第三控制模块，用于控制所述发动机、所述主电机、所述副电机及所述能量分配器电连接；

第四控制模块，用于设置为基于所述需求功率，控制所述发动机、所述主电机、所述副电机及所述能量分配器的工作状态。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法的步骤。

本发明提供一种作业机械的驱动控制系统、方法、装置和作业机械，该驱动控制系统通过控制发动机与主电机动力耦合连接关系以及主电机的转动模式，实现作业机械发电电源的提供，优化燃油效率，提高能量的利用率，实现电能为动力源的作业机械长距离转场和长时间连续作业。

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是本发明提供的作业机械的驱动控制系统的结构示意图；

图2是本发明提供的作业机械的驱动控制系统的混动作业模式控制示意图；

图3是本发明提供的作业机械的驱动控制系统的纯电作业模式控制示意图；

图4是本发明提供的作业机械的驱动控制系统的燃油作业模式控制示意图；

图5是本发明提供的作业机械的驱动控制系统的控制方法的流程示意图；

图6是本发明提供的作业机械的驱动控制系统的控制方法的控制示意图；

图7是本发明提供的作业机械的驱动控制装置的结构示意图；

图8是本发明提供的电子设备的结构示意图。

附图标记：

100：控制器； 101：第一控制器； 102：第二控制器；

110：发动机； 111：变速箱； 112：取力器；

113：行驶机构； 120：主电机； 130：液压泵；

131：伸缩机构； 132：变幅机构； 140：副电机；

141：第一副电机； 142：第二副电机； 143：回转机构；

144：卷扬机构； 150：能量分配器； 160：外接插头。

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4描述本发明的作业机械的驱动控制系统，该作业机械是以电能为动力源的新能源作业机械。

作业机械可以为塔式起重机、汽车起重机、挖掘机、打桩机、混凝土机械、压路机、搅拌车、掘进机、泵车或消防车等作业机械。

作业机械的电能动力源的来源，包括发电电能和外部电能。

作业机械的外部电能来源，可以为与外部电网通过电网切入接口连接提供；也可以为锂电池、燃料电池以及超级电容组等车载储蓄型电源。

作业机械的发电电能来源为发动机驱动电机发电。

驱动控制系统是控制作业机械行驶和作业的主要系统，一般包括动力源、控制器、电机和执行机构等机构。

驱动控制系统是动力源与执行机构间的纽带，控制器用于调控分配动力至电机，供各执行机构执行相应动作。

如图1所示，本发明提供的作业机械的驱动控制系统，包括：发动机110、主电机120、液压泵130、副电机140、能量分配器150和控制器100。

发动机110是产生动力的机械装置，能够将其他形式的能转化为机械能，发动机110可为柴油发动机或汽油发动机。

发动机110驱动电机发电为作业机械的驱动控制系统提供发电电能。

发动机110还用于驱动作业机械的行驶机构113作业，行驶机构113是使作业机械行驶和行走的机构。

主电机120是发电电动机，既可以驱动与之相连的执行机构作业，也可以将机械能转化为电能，为驱动控制系统提供的电能。

发动机110与主电机120动力耦合连接，发动机110启动开始转动，通过动力耦合连接，发动机110带动主电机120转动。

主电机120转动时产生的机械能，既可以驱动执行机构作业，也可将机械能转化为电能输出。

发动机110驱动主电机120转动发电，发动机110与主电机120构成驱动控制系统的发电电能动力源。

主电机120在发动机110驱动下转动，转动产生的机械能除用于发电外，还用于驱动执行机构作业。

主电机120与液压泵130连接，液压泵130是依靠电机驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，输送至执行机构，驱动执行机构作业。

液压泵130是为液压传动提供加压液体的重要元件，液压泵130将电机或内燃机提供的机械能转换成液体的压力能，驱动执行机构作业。

在起重机为例的作业机械中，主电机120通过液压泵130可驱动的执行机构可以为伸缩机构131和变幅机构132。

主电机120通过液压泵130驱动伸缩机构131以及变幅机构132的驱动形式是液压传动式。

其一，主电机120通过液压泵130驱动伸缩机构131作业。

伸缩机构131用于改变作业机械臂架长度，获得需要的幅度和起升高度，满足作业机械的作业要求。

伸缩机构131的驱动形式包括机械式、液压式和复合式等。

伸缩机构131与液压泵130相连，其驱动形式为液压式，通过设计伸缩机构131相应的伸缩液压缸和油路，实现臂架伸缩。

液压泵130是依靠主电机120驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，输送至伸缩机构131，驱动伸缩机构131进行伸缩作业。

其二，主电机120通过液压泵130驱动变幅机构132作业。

变幅机构132用于改变作业机械的幅度，即改变吊钩或抓斗中心至作业机械回转中心轴线的水平距离，以适应作业机械的作业需求。

变幅机构132的驱动形式可以为绳索驱动式、齿条驱动式、螺杆驱动式和液压式等。

变幅机构132与液压泵130相连，其驱动形式为液压式。

液压泵130是依靠主电机120驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，输送至变幅机构132，驱动变幅机构132作业，实现改变作业机械的幅度。

需要说明的是，主电机120通过液压泵130驱动伸缩机构131和变幅机构132作业只是在以起重机为例的作业机械中的举例，主电机120驱动的执行机构可随着作业机械和作业需求的改变进行调整。

副电机140是驱动电机，将驱动控制系统提供的电能转化为机械能，驱动相应的执行机构作业。

副电机140可以为多个，其大小和类型可根据作业机械不同的作业需求进行选取。

在起重机为例的作业机械中，副电机140包括第一副电机141和第二副电机142。

第一副电机141是驱动回转机构143进行回转作业。

回转机构143用于使作业机械的回转部分绕其回转中心线回转运动。

回转机构143包括驱动装置、传动装置和回转支承等。

回转机构143的驱动装置的动力经传动装置的输出小齿轮传至固定在车架上的大齿圈，实现转台绕其回转中心线转动。

回转机构143的按传动方式不同分为机械传动、电传动和液压传动，第一副电机141驱动回转机构143作业的传动方式为电传动。

第二副电机142是驱动卷扬机构144进行卷扬作业的电机。

卷扬机构144用于垂直提升、水平或倾斜拽引重物，可为手动卷扬机、电动卷扬机及液压卷扬机等。

第二副电机142驱动的卷扬机构144为电动卷扬机。

需要说明的是，副电机140分为第一副电机141驱动回转机构和第二副电机142驱动卷扬机构只是在以起重机为例的作业机械中的举例，副电机140执行机构可随着作业机械和作业需求的改变进行调整。

可以理解的是，主电机120与液压泵130动力耦合连接驱动伸缩机构131和变幅机构132作业，副电机140驱动回转机构143和卷扬机构144作业，主电机120和副电机140驱动执行机构的驱动执行方式可根据应用环境和作业需求进行调整。

例如，主电机120可通过机械传动等方式直接驱动执行机构作业，副电机140也可通过增加液压泵130等液压元件，通过液压驱动的方式驱动执行机构作业。

能量分配器150是对各电机间的能量流动方向和能量的分配方式进行有效控制的设备。

能量分配器150接入在动力源和执行机构间，将动力源提供的能量分配给各电机用于驱动相应执行机构作业。

能量分配器150与主电机120和副电机140电连接，为主电机120及副电机140提供电能，从而驱动相关的作业机构作业。

能量分配器150对动力源提供的能量进行分配的过程由控制器100进行控制。

控制器100是驱动控制系统的控制部件，用于控制电路的连接以及电机的启动，完成协调和指挥整个驱动控制系统的操作。

控制器100根据驱动控制系统中执行作业机构的功率需求，动态调整电路的连接以及电机的启动。

控制器100是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路，控制器可分开设置也可集中设置。

在一些实施例中，控制器100可分为第一控制器101和第二控制器102。

控制器100与发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150电连接，通过第一控制器101和第二控制器102分别对驱动控制系统中的电路连接和电机开启关闭进行调控。

其一，第一控制器101为整车控制器。

第一控制器101是驱动控制系统的核心控制部件，用于采集各执行机构作业所需的需求功率和检测外部电源供电功率。

第一控制器101对需求功率和供电功率的大小关系做出相应判断后，控制下一级的第二控制器102进行相应动作。

第一控制器101控制发动机110自动启动。

其二，第二控制器102为电机控制器。

第二控制器102用于控制驱动控制系统中各电机的开启和关闭，满足作业需求。

第二控制器102控制与液压泵130相连的主电机120在驱动模式和发电模式间的切换。

第二控制器102还用于控制能量分配器150中电能的分配流动。

驱动控制系统中控制器100，通过第一控制器101采集需求功率和供电功率，控制第二控制器102控制主电机120在驱动模式和发电模式间的切换，完成协调和指挥整个驱动控制系统的操作，运行可靠，便于操作和检修。

将控制器100设置为基于需求功率，控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150的工作状态。

作业机械的需求功率包括各执行机构运行作业和待机状态下运转需要的功率，需求功率大小与负载情况、行驶情况、作业情况以及电机待机情况相关。

作业机械中各电机驱动执行机构作业，电机转动的转速和扭矩可用于表征作业机械的需求功率。

第一控制器101采集的需求功率和供电功率关系，控制发动机110的开启状态。

第二控制器102根据第一控制器101采集的需求功率和供电功率关系，控制发动机110与主电机120的动力耦合连接情况，以满足作业机械作业的功率需求。

当需求功率大于供电功率时，第一控制器101控制发动机110开启，第二控制器102控制发动机110与主电机120动力耦合连接，发动机110驱动主电机120发电。

发动机110驱动主电机120发电作为作业机械的发电电源。

主电机120转动通过液压泵130直接驱动伸缩机构131和变幅机构132作业。

副电机140利用能量分配器150分配的能量驱动回转机构143和卷扬机构144作业。

没有外部电源提供电能时，能量分配器150分配的能量为主电机120发电的电能。

有外部电源提供电能时，能量分配器150分配的能量为主电机120发电的电能和外部电源提供的电能。

当需求功率不大于供电功率时，第一控制器101控制发动机110关闭，第二控制器102控制发动机110与主电机120断开动力耦合连接，控制主电机120切换至驱动模式。

主电机120和副电机140均通过利用能量分配器150分配的能量驱动相应的执行机构作业。

能量分配器150分配的能量仅为外部电源提供电能。

控制器100根据作业机械的需求功率和外部电源提供的功率，控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150的工作状态，优化燃油效率，完成作业需求，实现作业机械长时间作业和长距离工作。

根据本发明提供一种作业机械的驱动控制系统，通过控制发动机110与主电机120的动力耦合连接关系以及主电机120的转动模式，实现作业机械发电电源的提供，根据需求功率控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150的工作状态，优化燃油效率，提高能量的利用率，实现电能为动力源的作业机械长距离转场和长时间连续作业。

本发明提供的驱动控制系统可控制作业机械在三种驱动作业模式中切换。

作业模式一，混合作业模式。

作业机械同时采用发动机110驱动主电机120发电的发电电源和外部电源作为动力源。

控制器100实时监测外部电源供电功率和作业机械的需求功率，当需求功率大于外部电源供电功率时，控制器100控制驱动控制系统切换至混合作业模式，优化燃油效率，完成作业需求。

作业模式二，纯电作业模式。

作业机械仅采用外部电源作为动力源。

控制器100实时监测需求功率不大于外部电源供电功率时，控制器100控制驱动控制系统切换至纯电作业模式。

作业模式三，燃油作业模式。

作业机械仅采用发动机110驱动主电机120发电的发电电源作为动力源。

控制器100实时监测外部电源供电功率为0时，即无外部电源供电时，控制器100控制驱动控制系统切换至燃油作业模式，完成作业需求，实现作业机械长时间作业和长距离工作。

本发明驱动控制系统三种驱动作业模式的切换可通过控制器切换，也可通过外部输入进行控制。

其中，外部输入可以表现为如下至少一种方式：

其一，外部输入可以为实体操作部件的输入，实体操作部件可为手柄或按钮等。

在该实施方式中，实体操作部件接收用户的外部输入，根据外部输入切换驱动控制系统的驱动作业模式。

其二、外部输入可以为触控输入，包括但不限于点击输入、滑动输入和按压输入等。

该实施方式中，接收用户在控制端显示屏的显示区域的对相应的目标控件的触控操作。

其三、外部输入可以表现为语音输入。

在该实施方式中，控制端可以在接收到语音如“开启燃油作业模式”时，触发显示对应功能界面。

在一些实施例中，如图2所示，能量分配器150具有外接插头160，外接插头160可与外部电网连接或储蓄型电池连接。

以外接插头160连接外部电网为例，外部电网为作业机械提供电能，作业机械处于插电作业状态。

控制器100根据作业机械的作业需求功率和外部电网供电功率，控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150的工作状态。

第一控制器101检测到主电机120和副电机140作业所需的功率大于外部电网提供的功率，控制驱动控制系统切换至混合作业模式。

切换至混合作业模式时，第一控制器101控制发动机110自动启动，并发送混合作业模式命令至第二控制器102。

第二控制器102控制发动机110与主电机120动力耦合连接。

发动机110通过变速箱111与取力器112连接，开启取力状态，将发动机110转动的动力输出至主电机120。

第二控制器102根据第一控制器101发出的切换至混合作业模式的命令，控制与液压泵130相连的主电机120切换至发电模式。

主电机120将转动的机械能转换为电能，产生的电能输出至能量分配器150。

同时，主电机120转动的机械能提供给液压泵130，用于驱动与液压泵130连接的执行机构进行作业。

第二控制器102根据副电机140驱动执行机构作业所需的功率，控制能量分配器150进行电能分配，实现外部电网供电功率不足的补给。

能量分配器150将外部供电的电能与主电机120发电产生的电能分配至第一副电机141和第二副电机142。

本发明提供的驱动控制系统，在插电作业状态下检测到需求功率大于外部供电功率，切换驱动控制系统至混合作业模式，通过第一控制器101控制发动机110启动，第二控制器102控制主电机120切换至发电模式，第二控制器102还控制能量分配器150分配外部电网和主电机120提供的电能，实现外部电网供电功率不足的补给，根据作业机械作业的需求功率，动态调整发动机110的工作状态点，优化燃油效率，拓宽作业机械的负载作业范围。

在一些实施例中，如图3所示，外接插头160与外部电网连接，作业机械处于插电作业状态。

控制器100根据作业机械的作业需求功率和外部电网供电功率，控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150的工作状态。

第一控制器101检测到作业机械主电机120和副电机140作业所需的功率不大于外部电网提供的功率，控制驱动控制系统切换至纯电作业模式。

纯电作业模式，第一控制器101控制发动机110与主电机120间的动力耦合连接断开。

同时，第一控制器101检测取力器112状态，将取力器112调整为关闭取力状态，发动机110不输出动力至主电机120。

此时，驱动控制系统的动力来源仅为外部电网供电。

第二控制器102根据第一控制器101切换至纯电作业模式的命令，控制与液压泵130相连的主电机120切换至驱动模式。

第二控制器102控制能量分配器150将外部电网提供的电能分配至主电机120、第一副电机141和第二副电机142。

主电机120利用能量分配器150分配的电能，驱动与液压泵130连接的执行机构作业。

第一副电机141和第二副电机142利用能量分配器150分配的电能各自连接的执行机构作业。

本发明提供的驱动控制系统，在插电作业状态下，第一控制器101检测到作业机械需求功率不大于外部电网供电功率，切换驱动控制系统至纯电作业模式，第一控制器101控制发动机110与主电机120间的动力耦合连接断开，第二控制器102控制能量分配器150分配外部电网提供的电能给主电机120和副电机140，驱动执行机构作业，实现作业机械电动化作业满足节能环保的要求。

在一些实施例中，如图4所示，作业机械无外部电网提供电能。

控制器100根据作业机械的作业需求功率控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150的工作状态。

第一控制器101检测到作业机械未处于插电作业状态，控制驱动控制系统切换至燃油作业模式。

第一控制器101控制发动机110自动启动，并发送切换至燃油作业模式的命令至第二控制器102。

第一控制器101控制发动机110与主电机120动力耦合连接，发动机110通过变速箱111与取力器112连接，开启取力状态，将发动机110转动的动力输出至主电机120。

第二控制器102根据第一控制器101切换至燃油作业模式的命令，控制与液压泵130相连的主电机120切换至发电模式。

主电机120将转动的机械能转换为电能，产生的电能通过能量分配器150进行分配，实现作业机械上机作业的电动化。

同时，主电机120转动的机械能还提供给液压泵130，用于驱动与液压泵130连接的执行机构作业。

第二控制器102控制能量分配器150分配主电机120发电产生的电能。

能量分配器150将主电机120发电产生的电能分配至第一副电机141和第二副电机142，用于驱动执行机构作业。

本发明提供的驱动控制系统，在无外部供电的情况下，切换驱动控制系统至燃油作业模式，第一控制器101控制发动机110启动，第二控制器102控制主电机120切换至发电模式，并控制能量分配器150分配主电机120提供的电能，实现作业机械上机作业的电动化，根据作业机械作业的需求功率，动态调整工作状态点，优化燃油效率。

本发明还提供一种作业机械，包括如上述的作业机械的驱动控制系统，通过控制作业机械中发动机110与主电机120的耦合连接状态以及主电机120的转动模式，实现作业机械在三种驱动作业模式间的切换，优化燃油效率，提高能量的利用率，实现以电能为动力源的作业机械长距离转场和长时间连续作业。

如图5所示，本发明还提供一种基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法。

执行该控制方法的上述的作业机械的驱动控制系统，包括发动机110、主电机120、液压泵130、副电机140、能量分配器150和控制器100，该驱动控制系统可控制作业机械在三种驱动作业模式中切换。

该控制方法包括步骤510至步骤530。

步骤510、确定外接插头160接电，且需求功率大于外部供电功率；

监测外部电源供电功率和作业机械的需求功率，当需求功率大于外部供电功率时，控制驱动控制系统切换至混合作业模式。

步骤520、控制主电机120进入发电模式，且控制发动机110与主电机120动力耦合连接；

主电机120将转动的机械能转换为电能，产生的电能输出至能量分配器150。

同时，主电机120转动的机械能提供给液压泵130，用于驱动与液压泵130连接的执行机构进行作业。

步骤530、控制能量分配器将所述主电机120提供的电能分配给副电机。

根据副电机140驱动执行机构作业所需的功率，控制能量分配器150进行电能分配，实现外部电网供电功率不足的补给。

能量分配器150将外部供电的电能与主电机120发电产生的电能分配至副电机140。

本发明提供的基于上述的驱动控制系统的控制方法，通过确定需求功率大于外部供电功率，切换驱动控制系统至混合作业模式，控制发动机110启动，主电机120切换至发电模式，并控制能量分配器150根据作业机械作业的需求功率分配电能，实现外部供电功率不足的补给，优化燃油效率，拓宽作业机械的负载作业范围。

在一些实施例中，该控制方法还包括：确定外接插头160接电，且需求功率不大于外部供电功率，控制发动机110与主电机120断开，且控制发动机110关闭，控制能量分配器将外部供电系统提供的电能分配给主电机120及副电机140。

作业机械主电机120和副电机140作业所需的功率不大于外部供电功率，控制驱动控制系统切换至纯电作业模式。

控制发动机110与主电机120间的动力耦合连接断开，发动机110不输出动力至主电机120。

控制与液压泵130相连的主电机120切换至驱动模式。

能量分配器150将外部提供的电能分配至主电机120和副电机140。

主电机120利用能量分配器150分配的电能，转动并驱动与液压泵130连接执行机构作业。

副电机140利用能量分配器150分配的电能驱动执行机构作业。

本发明提供的基于上述的驱动控制系统的控制方法，确定需求功率不大于外部供电功率，切换驱动控制系统至纯电作业模式，控制发动机110与主电机120间的动力耦合连接断开，实现作业机械电动化作业，满足节能环保的要求。

在一些实施例中，该控制方法还包括：确定外接插头160断电，控制主电机120进入发电模式，且控制发动机110与主电机120动力耦合连接，控制能量分配器将所述主电机120提供的电能分配给副电机140供电。

确定外接插头160断电，作业机械未处于插电作业状态，控制驱动控制系统切换至燃油作业模式。

控制发动机110自动启动，切换至燃油作业模式。

控制发动机110与主电机120动力耦合连接，发动机110通过变速箱111与取力器112连接，开启取力状态，将发动机110转动的动力输出至主电机120。

控制与液压泵130相连的主电机120切换至发电模式。

主电机120将转动的机械能转换为电能，产生的电能通过能量分配器150进行分配，实现作业机械上机作业的电动化。

同时，主电机120转动的机械能还提供给液压泵130，用于驱动与执行机构作业。

能量分配器150将主电机120发电产生的电能分配至副电机140，用于驱动执行机构作业。

本发明提供的基于上述的驱动控制系统的控制方法，作业机械处于未插电作业状态，切换驱动控制系统至燃油作业模式，控制发动机110启动，控制主电机120切换至发电模式，能量分配器150分配主电机120提供的电能，驱动执行机构作业，实现作业机械上机作业的电动化，根据作业机械作业的需求功率，动态调整发动机110的工作状态点，优化燃油效率。

下面描述一个具体的实施方式。

作业机械为起重机，外部电源为外部电网，作业机械的主电机120驱动伸缩机构131和变幅机构132作业，副电机140驱动回转机构143和卷扬机构144作业。

如图6所示，基于上述驱动控制系统的控制方法包括如下步骤：

首先，开始作业机械的上车作业。

步骤601，能量分配器150具有外接插头160，通过判断能量分配器150的外接插头160是否插电，切换作业模式。

当能量分配器150的外接插头160插电时，进一步判断作业机械的需求功率是否大于外部电网提供的功率。

步骤610，确定作业机械的需求功率大于外部供电功率，控制驱动控制系统切换至混合作业模式。

步骤611，控制发动机110自动启动，发动机110与主电机120动力耦合连接，控制主电机120进入发电模式。

步骤612，发动机110开启取力，将发动机110转动的动力输出至主电机120，控制主电机120进入发电模式。

步骤613，将主电机120转动的机械能转换为电能，产生的电能通过能量分配器150进行分配，实现外部电网供电功率不足的补给。

步骤614，主电机120转动的机械能还提供给液压泵130。

用于步骤605中，驱动与液压泵130连接的伸缩机构131和变幅机构132等执行机构进行作业。

步骤602，能量分配器150将外部供电的电能与主电机120发电产生的电能分配至第一副电机141和第二副电机142。

步骤603和步骤604，由第一副电机141驱动回转机构143进行回转作业，第二副电机142驱动卷扬机构144进行卷扬作业。

步骤606，正常上车驱动作业。

步骤606，结束作业。

本发明提供的基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，在插电作业状态下，检测到作业需求功率大于外部电网供电功率，切换至混合作业模式，控制发动机110启动、主电机120切换至发电模式，实现外部电网供电功率不足的补给，实现供电功率的补给，根据作业机械作业的需求功率，动态调整系统工作状态点，优化燃油效率，拓宽作业机械的负载作业范围。

在一些实施例中，步骤601中外接插头160插电后，进入步骤620，确定作业机械的需求功率不大于外部供电功率，控制驱动控制系统切换至纯电作业模式。

纯电作业模式，控制发动机110与主电机120间的动力耦合连接断开，控制发动机110关闭，控制能量分配器150给主电机120及副电机140供电。

步骤621和步骤622中，检测取力器112状态，将取力器112调整为关闭取力状态，发动机110不输出动力至主电机120。

步骤623，外部供电输入至能量分配器150。

步骤602，能量分配器150将外部供电的电能分配至主电机120、第一副电机141和第二副电机142。

步骤624和步骤625，主电机120利用外部提供的电能驱动与液压泵130连接的伸缩机构131进行伸缩作业，变幅机构132进行变幅作业。

步骤604，第一副电机141利用能量分配器150分配的电能驱动回转机构143进行回转作业。

步骤603，第二副电机142利用能量分配器150分配的电能驱动卷扬机构144进行卷扬作业。

步骤606，正常上车驱动作业。

结束作业。

本发明提供的基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，在插电作业状态下，检测到作业需求功率不大于外部电网供电功率，切换驱动控制系统至纯电作业模式，满足节能环保的要求。

在一些实施例中，在步骤601中确定外接插头160断电，控制驱动控制系统切换至燃油作业模式。

控制主电机120进入发电模式，且控制发动机110与主电机120动力耦合连接，控制能量分配器150给副电机140供电。

步骤630和步骤631，发动机110通过变速箱111与取力器112连接，开启取力状态，将发动机110转动的动力输出至主电机120。

步骤632，启动发动机110。

步骤633，控制与液压泵130相连的主电机120切换至发电模式，主电机120将转动的机械能转换为电能。

步骤634，主电机120转动的机械能还提供给液压泵130，用于步骤605中驱动与液压泵130连接的执行机构进行作业，例如伸缩机构131和变幅机构132。

步骤635，主电机120产生的电能通过能量分配器150进行分配，实现作业机械上机作业的电动化。

能量分配器150将主电机120发电产生的电能分配至第一副电机141和第二副电机142。

步骤603和步骤604，第一副电机141驱动回转机构143进行回转作业，第二副电机142驱动卷扬机构144进行卷扬作业。

步骤606，正常上车驱动作业。

结束作业。

本发明提供的基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，在检测到作业机械处于未插电作业状态，切换至燃油作业模式，控制发动机110启动，控制主电机120切换至发电模式，实现作业机械上机作业的电动化，根据作业机械作业的需求功率进行动态调整，优化燃油效率，拓宽作业机械的负载作业范围。

下面对本发明提供的作业机械的驱动控制装置进行描述，下文描述的作业机械的驱动控制装置与上文描述的作业机械的驱动控制方法可相互对应参照。

如图7所示，本发明还提供一种作业机械的驱动控制装置，包括：

第一控制模块710，用于控制发动机110与主电机120可选择性地动力耦合连接，主电机120与液压泵130动力耦合连接；

第二控制模块720，用于控制能量分配器150与主电机120及副电机140电连接；

第三控制模块730，用于控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150电连接；

第四控制模块740，用于设置为基于需求功率，控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150的工作状态。

本发明提供一种作业机械的驱动控制装置，包括第一控制模块710，第二控制模块720，第三控制模块730以及第四控制模块740，通过四个控制模块控制发动机110与主电机120可选择性地动力耦合连接，实现作业机械发动机110动力源的提供，为作业机械提供三种驱动作业模式，优化燃油效率，提高能量的利用率，实现电能为动力源的作业机械长距离转场和长时间连续作业。

在一些实施例中，第四控制模块740还用于确定外接插头160接电，且需求功率大于外部供电功率，控制主电机120进入发电模式。

第四控制模块740通过第一控制模块710控制发动机110与主电机120动力耦合连接。

第四控制模块740还用于控制能量分配器150将主电机120提供的电能分配给副电机140。

在一些实施例中，第四控制模块740还用于确定外接插头160接电，且需求功率不大于外部供电功率。

第四控制模块740通过第一控制模块710控制发动机110与主电机120断开，且控制发动机110关闭。

第四控制模块740还用于控制能量分配器150将外部供电系统提供的电能分配给主电机120及副电机140。

在一些实施例中，第四控制模块740还用于确定外接插头160断电，控制主电机120进入发电模式。

第四控制模块740通过第一控制模块710控制发动机110与主电机120动力耦合连接。

第四控制模块740还用于控制能量分配器150将主电机120提供的电能分配给副电机140。

本发明还提供一种作业机械，包括如上述的作业机械的驱动控制装置，通过控制发动机110与主电机120可选择性地动力耦合连接，以及基于需求功率控制发动机110、主电机120、副电机140及能量分配器150的工作状态，控制作业机械在三种驱动作业模式间的切换，优化燃油效率，提高能量的利用率，实现电能为动力源的作业机械长距离转场和长时间连续作业。

图8示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，能量分配器具有外接插头，该方法包括：确定外接插头接电，且需求功率大于外部供电功率，控制主电机进入发电模式，且控制发动机与主电机动力耦合连接，控制能量分配器将主电机提供的电能分配给副电机；确定外接插头接电，且需求功率不大于外部供电功率，控制发动机与主电机断开，且控制发动机关闭，控制能量分配器将外部供电系统提供的电能分配给主电机及副电机；确定外接插头断电，控制主电机进入发电模式，且控制发动机与主电机动力耦合连接，控制能量分配器将主电机提供的电能分配给副电机。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，能量分配器具有外接插头，该方法包括：确定外接插头接电，且需求功率大于外部供电功率，控制主电机进入发电模式，且控制发动机与主电机动力耦合连接，控制能量分配器将主电机提供的电能分配给副电机；确定外接插头接电，且需求功率不大于外部供电功率，控制发动机与主电机断开，且控制发动机关闭，控制能量分配器将外部供电系统提供的电能分配给主电机及副电机；确定外接插头断电，控制主电机进入发电模式，且控制发动机与主电机动力耦合连接，控制能量分配器将主电机提供的电能分配给副电机供电。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的的基于如上述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，能量分配器具有外接插头，该方法包括：确定外接插头接电，且需求功率大于外部供电功率，控制主电机进入发电模式，且控制发动机与主电机动力耦合连接，控制能量分配器将主电机提供的电能分配给副电机；确定外接插头接电，且需求功率不大于外部供电功率，控制发动机与主电机断开，且控制发动机关闭，控制能量分配器将外部供电系统提供的电能分配给主电机及副电机；确定外接插头断电，控制主电机进入发电模式，且控制发动机与主电机动力耦合连接，控制能量分配器将主电机提供的电能分配给副电机。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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)

1.一种作业机械的驱动控制系统，其特征在于，包括：发动机、主电机、液压泵、副电机、能量分配器和控制器；

其中，所述发动机与所述主电机可选择性地动力耦合连接，所述主电机与所述液压泵动力耦合连接；

所述能量分配器与所述主电机及所述副电机电连接；

所述控制器与所述发动机、所述主电机、所述副电机及所述能量分配器电连接，且设置为基于需求功率，控制所述发动机、所述主电机、所述副电机及所述能量分配器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的作业机械的驱动控制系统，其特征在于，所述能量分配器具有外接插头，所述驱动控制系统包括混动作业模式；

在所述混动作业模式，所述控制器设置为控制所述发动机驱动所述主电机发电以及所述液压泵工作，且控制所述能量分配器将来自所述主电机和所述外接插头的电能分配给所述副电机。

3.根据权利要求1所述的作业机械的驱动控制系统，其特征在于，所述能量分配器具有外接插头，所述驱动控制系统包括纯电作业模式；

在所述纯电作业模式，所述控制器设置为控制所述发动机与所述主电机断开，且控制所述能量分配器将来自所述外接插头的电能分配给所述主电机及所述副电机。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的作业机械的驱动控制系统，其特征在于，所述驱动控制系统包括燃油作业模式；

在所述燃油作业模式，所述控制器设置为控制所述发动机驱动所述主电机发电以及所述液压泵工作，且控制所述能量分配器将来自所述主电机的电能分配给所述副电机。

5.一种作业机械，其特征在于，包括：如权利要求1-4中任一项所述的作业机械的驱动控制系统。

6.一种基于权利要求1-4中任一项所述的作业机械的驱动控制系统的控制方法，其特征在于，所述能量分配器具有外接插头，所述方法包括：

确定所述外接插头接电，且所述需求功率大于外部供电功率；

控制所述主电机进入发电模式，且控制所述发动机与所述主电机动力耦合连接；

控制所述能量分配器将所述主电机提供的电能分配给所述副电机。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

确定所述外接插头接电，且所述需求功率不大于所述外部供电功率；

控制所述发动机与所述主电机断开，且控制所述发动机关闭；

控制所述能量分配器将外部供电系统提供的电能分配给所述主电机及所述副电机。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

确定所述外接插头断电；

控制所述主电机进入发电模式，且控制所述发动机与所述主电机动力耦合连接；

控制所述能量分配器将所述主电机提供的电能分配给所述副电机。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6至8任一项所述的控制方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至8任一项所述控制方法的步骤。

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