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1、(10)申请公布号 CN 103047028 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103047028 A *CN103047028A* (21)申请号 201310014230.9 (22)申请日 2013.01.15 F02D 29/04(2006.01) F02D 25/00(2006.01) (71)申请人 三一重工股份有限公司 地址 410100 湖南省长沙市经济技术开发区 三一工业城 (72)发明人 石培科 邓相红 周俊锋 (54) 发明名称 一种多发动机工程车辆及其控制方法 (57) 摘要 本发明公开了一种多发动机工程车辆及其控 制方法。公开的多发动机工程车辆除包括。
2、动力源 部分、 液压源部分和液压执行部分外, 还包括采集 装置和控制器 ; 所述采集装置获得所述液压执行 部分的输出功率 ; 所述控制器根据所述液压执行 部分的输出功率执行预定的控制策略, 并产生预 定控制信号 ; 所述发动机根据控制信号按照预定 的功率曲线运转或者停止运转。这样可以保证动 力源输出功率与外部对多发动机工程车辆功率的 需求相匹配, 还可以减小动力源输出功率与需求 功率之间的差距, 提高多发动机工程车辆的节能 效果 ; 使部分发动机停止运转, 可以更好地发挥 部分发动机的功率效能, 改善多发动机工程车辆 的节能效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 10 页 。
3、附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 10 页 附图 2 页 1/4 页 2 1. 一种多发动机工程车辆, 包括动力源部分、 液压源部分和液压执行部分 ; 所述动力 源部分至少包括两台发动机 ; 所述液压源部分至少包括两个液压泵 ; 各所述发动机的输出 轴与至少一个所述液压泵的输入轴相连, 其特征在于, 还包括采集装置 (20) 和与所述采集 装置 (20) 相连的控制器 (5) ; 所述控制器 (5) 分别与所述发动机的控制端子和所述液压泵 的排量控制端相连 ; 所述采集装置 (20) 用于获得所述液压执行部分的输出功率, 并将。
4、获得的所述液压执行 部分的输出功率发送给所述控制器 (5) ; 所述控制器 (5) 根据所述液压执行部分的输出功率执行预定的控制策略 ; 该控制策略 包括 : 根据所述液压执行部分的输出功率, 从至少两个预定的负载功率模式中选择一个预 定负载模式为目标负载功率模式 ; 再根据目标负载功率模式向预定发动机发送控制信号 ; 至少一台所述发动机根据所述控制信号按照预定的功率曲线运转或者停止运转。 2. 根据权利要求 1 所述的多发动机工程车辆, 其特征在于, 所述控制器 (5) 预定有单台发动机负载功率模式和多台发动机负载功率模式作为预定 负载功率模式 ; 所述控制器 (5) 还预先确定一个临界阈值。
5、 ; 所述控制策略包括 : 在所述液压执行部分的输出功率不大于临界阈值时, 选择单台发动机负载功率模式为 目标负载功率模式, 并向预定的一台所述发动机发送运转控制信号, 向另外至少一台所述 发动机发送停转控制信号 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于临界阈值时, 选择多台发 动机负载功率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少两台所述发动机发送运转控制信 号 ; 接收到所述运转控制信号时, 所述发动机按照预定的功率曲线运转 ; 接收到所述停转 控制信号时, 所述发动机停止运转。 3. 根据权利要求 1 所述的多发动机工程车辆, 其特征在于, 所述控制器 (5) 预定有单台发动机轻载功率模式、 。
6、单台发动机重载功率模式 ; 多台发 动机轻载功率模式、 多台发动机中载功率模式和多台发动机重载功率模式作为预定负载功 率模式 ; 所述控制器 (5) 还预先确定顺序增加的第一阈值、 第二阈值、 第三阈值和第四阈 值 ; 所述控制策略包括 : 在所述液压执行部分的输出功率不大于所述第一阈值时, 选择单台发动机轻载功率模 式为目标负载功率模式, 并向预定的至少一台所述发动机发送轻载运转控制信号, 向预定 的至少一台所述发动机发送停转控制信号 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第一阈值, 并不大于第二阈值时, 选择单台 发动机重载功率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少一台所述发动机发送重。
7、载运转 控制信号, 向预定的至少一台所述发动机发送停转控制信号 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第二阈值, 并不大于第三阈值时, 选择多台 发动机轻载功率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少两台所述发动机发送轻载运转 控制信号 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第三阈值, 并不大于第四阈值时, 选择多台 发动机中载功率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少一台所述发动机发送轻载运转 权 利 要 求 书 CN 103047028 A 2 2/4 页 3 控制信号, 向预定的至少一台所述发动机发送重载运转控制信号 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第四阈值时, 选择多台发。
8、动机重载功率模式 为目标负载功率模式, 并向预定的至少两台所述发动机发送重载运转控制信号 ; 接收到所述轻载运转控制信号时, 所述发动机按照预定的第二功率曲线 (B1) 运转 ; 接 收到所述重载运转控制信号时, 所述发动机按照预定的第一功率曲 (A1) 线运转 ; 接收到所 述停转控制信号时, 所述发动机停止运转 ; 对于每台所述发动机, 第一预定功率曲线 (A1) 的最高功率 (P1) 大于第二预定功率曲 线 (B1) 的最高功率 (P2) 。 4. 根据权利要求 1、 2 或 3 所述的多发动机工程车辆, 其特征在于, 所述采集装置 (20) 包括压力传感器 (6) 、 转速传感器 (3。
9、1) 和处理器 (10) ; 所述压力传感器 (6) 用于检测所述液压执行部分的系统压力 ; 所述转速传感器 (31) 用于检测各所述液压泵的输入转速 ; 所述处理器 (10) 用于根据所述压力传感器 (6) 的检测信号、 所述转速传感器 (31) 的检 测信号和所述控制器 (5) 的排量信号获得所述液压执行部分的输出功率 ; 所述控制器 (5) 的排量信号用于控制所述液压泵的排量。 5. 根据权利要求 4 所述的多发动机工程车辆, 其特征在于, 所述液压执行部分包括上 装液压系统 (8) 和底盘液压系统 (9) ; 还包括切换装置 (7) ; 所述切换装置 (7) 的进油口与各所述液压泵的排。
10、油口均相通, 两 个出油口分别与上装液压系统 (8) 的供油油路和底盘液压系统 (9) 的供油油路相通 ; 在所 述切换装置 (7) 处于第一种状态时, 所述进油口与一个出油口相通, 在所述切换装置 (7) 处 于第二种状态时, 所述进油口与另一个出油口相通。 6. 一种多发动机工程车辆的控制方法, 所述多发动机工程车辆包括动力源部分、 液压 源部分和液压执行部分 ; 所述动力源部分至少包括两台发动机 ; 所述液压源部分至少包括 两个液压泵 ; 各所述发动机的输出轴与至少一个液压泵的输入轴相连 ; 其特征在于, 该控 制方法包括步骤 : S1, 获得所述液压执行部分的输出功率 ; S2, 根据。
11、所述液压执行部分的输出功率, 从至少两个预定的负载功率模式中选择一个 负载功率模式为目标负载功率模式 ; S3, 根据目标负载功率模式控制所述动力源部分的发动机, 使至少一台发动机按照预 定功率曲线运转, 或者使至少一台发动机停止运转。 7. 根据权利要求 6 所述的多发动机工程车辆的控制方法, 其特征在于, 在所述步骤 S1 之前, 还包括步骤 : S0, 预先确定单台发动机负载功率模式和多台发动机负载功率模式作为预定的负载功 率模式, 并预先确定一个临界阈值 ; 在步骤 S2 中, 具体为 : 在所述液压执行部分的输出功率不大于临界阈值时, 选择单台发动机负载功率模式为 目标负载功率模式 。
12、; 在所述液压执行部分的输出功率大于临界阈值时, 选择多台发动机负 载功率模式为目标负载功率模式 ; 在步骤 S3 中, 具体为 : 权 利 要 求 书 CN 103047028 A 3 3/4 页 4 选择所述单台发动机负载功率模式为目标负载功率模式时, 使至少一台发动机保持运 转, 并至少一台发动机停止运转 ; 选择多台发动机负载功率模式为目标负载功率模式时, 使 至少两台发动机运转。 8. 根据权利要求 6 所述的多发动机工程车辆的控制方法, 其特征在于, 在所述步骤 S1 之前, 还包括步骤 : S0, 预先确定单台发动机轻载功率模式、 单台发动机重载功率模式、 多台发动机轻载功 率模。
13、式、 多台发动机中载功率模式和多台发动机重载功率模式作为预定的负载功率模式, 并预先确定顺序增加的第一阈值、 第二阈值、 第三阈值和第四阈值 ; 在步骤 S2 中, 具体为 : 在所述液压执行部分的输出功率不大于所述第一阈值时, 选择单台发动机轻载功率模 式为目标负载功率模式 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第一阈值, 且不大于第二阈值时, 选择单台 发动机重载功率模式为目标负载功率模式 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第二阈值, 且不大于第三阈值时, 选择多台 发动机轻载功率模式为目标负载功率模式 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第三阈值, 且不大于第四阈值时, 选择。
14、多台 发动机中载功率模式为目标负载功率模式 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第四阈值时, 选择多台发动机重载功率模式 为目标负载功率模式 ; 在步骤 S3 中, 具体为 : 在选择单台发动机轻载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的一台发动机按照该 发动机的第二预定功率曲线 (B1) 运转, 使预定的至少一台发动机停止运转 ; 在选择单台发动机重载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的一台发动机按照该 发动机的第一预定功率曲线 (A1) 运转, 使预定的至少一台发动机停止运转 ; 在选择多台发动机轻载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的至少两台发动机分 别按照相应发动机的第二预。
15、定功率曲线 (B1) 运转 ; 在选择多台发动机中载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的一台发动机按照该 发动机的第二预定功率曲线 (B1) 运转, 使另外至少一台发动机按照该发动机的第一预定功 率曲线 (A1) 运转 ; 在选择多台发动机重载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的至少两台发动机分 别按照相应发动机的第一预定功率曲线 (A1) 运转 ; 对于每台所述发动机, 第一预定功率曲线 (A1) 的最高功率 (P1) 大于第二预定功率曲 线 (B1) 的最高功率 (P2) 。 9. 根据权利要求 6、 7 或 8 所述的多发动机工程车辆的控制方法, 其特征在于, 所述步骤 S1 包。
16、括 : 获得所述液压执行部分的系统压力和系统流量, 再根据所述系统压力和系统流量获得 所述液压执行部分的输出功率。 10. 根据权利要求 9 所述的多发动机工程车辆的控制方法, 其特征在于, 所述步骤 S1 中 : 获得各所述液压泵的输入转速和排量, 再根据所述输入转速和排量获得所述液压执行 权 利 要 求 书 CN 103047028 A 4 4/4 页 5 部分的系统流量。 权 利 要 求 书 CN 103047028 A 5 1/10 页 6 一种多发动机工程车辆及其控制方法 技术领域 0001 本发明涉及工程车辆节能技术, 特别涉及一种多发动机工程车辆的控制方法, 还 涉及一种多发动机。
17、工程车辆。 背景技术 0002 当前, 液压类的工程车辆中, 一般包括动力源部分、 液压源部分和液压执行部分。 动力源部分一般包括发动机 ; 液压源部分一般包括液压泵 ; 液压泵可以由发动机驱动运 转, 向外排出液压油。 液压执行部分一般包括控制单元和执行单元 ; 控制单元连接在一个液 压泵和一个执行单元之间, 进而可以通过对液压泵排出的液压油的控制使执行单元进行预 定动作。 0003 随着工程车辆向大型化、 自动化方向发展, 一些工程车辆中, 液压执行部分还可以 包括多个控制单元和多个执行单元, 一个控制单元和一个执行单元形成一个液压系统 ; 进 而, 工程车辆中可以包括多个液压系统。 比如。
18、 : 全液压汽车起重机就可以包括上装液压系统 和底盘液压系统。 0004 为了满足工程车辆的实际需要, 液压系统也需要更大的动力输入, 即需要提供适 当流量的液压油 ; 进而, 一部分工程车辆中, 采用两个或更多个液压泵提供液压油 ; 为了驱 动液压泵正常运转, 还需要设置两台发动机或更多台发动机驱动相应液压泵运转。 以下, 将 设置两台发动机或更多台发动机的工程车辆称为多发动机工程车辆。 0005 当前, 在多发动机工程车辆中, 使不同的发动机驱动不同的液压泵工作 ; 然后, 再 将不同液压泵排出的液压油合流后统一提供的工程车辆的多个液压系统。 0006 由于多发动机工程车辆可能有多个工况,。
19、 在不同的工况, 输出功率也不相同 (不同 工况下, 多发动机工程车辆输出的功率会相差很大) , 进而对液压系统的输出功率也有不同 的要求。 当前, 多发动机工程车辆在运转过程中, 为应对外负载的变化及对液压油流量需求 的波动, 通常使多台发动机同时运转, 使液压源部分具有较高的液压动能提供能力。 针对不 同的工况, 当前主要采取调节液压泵的排量调节液压系统的输出功率 ; 在特定情况下, 也会 调整发动机输出功率。 0007 为了提高发动机整体效能, 通常根据工程车辆的某一工况 (可以应用最多的工况) 的需要配置或控制发动机, 使发动机处于能耗较低的状态。这样, 在其他工况, 发动机的能 耗就。
20、可能会增加, 使得多发动机工程车辆节能效果不理想。因此, 对于多发动机工程车辆, 如何改善多发动机工程车辆的节能效果是本领域技术人员需要解决的问题。 发明内容 0008 有鉴于此, 本发明提供一种多发动机工程车辆, 以为改善多发动机工程车辆的节 能效果提供基础。 0009 另外, 本发明还提供一种多发动机工程车辆的控制方法, 以发挥各发动机的功率 效能, 改善多发动机工程车辆的节能效果。 说 明 书 CN 103047028 A 6 2/10 页 7 0010 提供的多发动机工程车辆包括动力源部分、 液压源部分和液压执行部分 ; 所述动 力源部分至少包括两台发动机 ; 所述液压源部分至少包括两。
21、个液压泵 ; 各所述发动机的输 出轴与至少一个所述液压泵的输入轴相连, 还包括采集装置和与所述采集装置相连的控制 器 ; 所述控制器分别与所述发动机的控制端子和所述液压泵的排量控制端相连 ; 0011 所述采集装置用于获得所述液压执行部分的输出功率, 并将获得的所述液压执行 部分的输出功率发送给所述控制器 ; 0012 所述控制器根据所述液压执行部分的输出功率执行预定的控制策略 ; 该控制策略 包括 : 根据所述液压执行部分的输出功率, 从至少两个预定的负载功率模式中选择一个预 定负载模式为目标负载功率模式 ; 再根据目标负载功率模式向预定发动机发送控制信号 ; 0013 至少一台所述发动机根。
22、据所述控制信号使按照预定的功率曲线运转或者停止运 转。 0014 可选的, 所述控制器预定有单台发动机负载功率模式和多台发动机负载功率模式 作为预定负载功率模式 ; 所述控制器还预先确定一个临界阈值 ; 0015 所述控制策略包括 : 0016 在所述液压执行部分的输出功率不大于临界阈值时, 选择单台发动机负载功率模 式为目标负载功率模式, 并向预定的一台所述发动机发送运转控制信号, 向另外至少一台 所述发动机发送停转控制信号 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于临界阈值时, 选择多 台发动机负载功率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少两台所述发动机发送运转控 制信号 ; 0017 接收到。
23、所述运转控制信号时, 所述发动机按照预定的功率曲线运转 ; 接收到所述 停转控制信号时, 所述发动机停止运转。 0018 可选的, 所述控制器预定有单台发动机轻载功率模式、 单台发动机重载功率模式 ; 多台发动机轻载功率模式、 多台发动机中载功率模式和多台发动机重载功率模式作为预定 负载功率模式 ; 所述控制器还预先确定顺序增加的第一阈值、 第二阈值、 第三阈值和第四阈 值 ; 0019 所述控制策略包括 : 0020 在所述液压执行部分的输出功率不大于所述第一阈值时, 选择单台发动机轻载功 率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少一台所述发动机发送轻载运转控制信号, 向 预定的至少一台所述。
24、发动机发送停转控制信号 ; 0021 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第一阈值, 并不大于第二阈值时, 选择 单台发动机重载功率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少一台所述发动机发送重载 运转控制信号, 向预定的至少一台所述发动机发送停转控制信号 ; 0022 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第二阈值, 并不大于第三阈值时, 选择 多台发动机轻载功率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少两台所述发动机发送轻载 运转控制信号 ; 0023 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第三阈值, 并不大于第四阈值时, 选择 多台发动机中载功率模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少一台所述发。
25、动机发送轻载 运转控制信号, 向预定的至少一台所述发动机发送重载运转控制信号 ; 0024 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第四阈值时, 选择多台发动机重载功率 说 明 书 CN 103047028 A 7 3/10 页 8 模式为目标负载功率模式, 并向预定的至少两台所述发动机发送重载运转控制信号 ; 0025 接收到所述轻载运转控制信号时, 所述发动机按照预定的第二功率曲线运转 ; 接 收到所述重载运转控制信号时, 所述发动机按照预定的第一功率曲线运转 ; 接收到所述停 转控制信号时, 所述发动机停止运转 ; 0026 对于每台所述发动机, 第一预定功率曲线的最高功率大于第二预定功率曲。
26、线的最 高功率。 0027 可选的, 所述采集装置包括压力传感器、 转速传感器和处理器 ; 0028 所述压力传感器用于检测所述液压执行部分的系统压力 ; 0029 所述转速传感器用于检测各所述液压泵的输入转速 ; 0030 所述处理器用于根据所述压力传感器的检测信号、 所述转速传感器的检测信号和 所述控制器的排量信号获得所述液压执行部分的输出功率 ; 所述控制器的排量信号用于控 制所述液压泵的排量。 0031 可选的, 所述液压执行部分包括上装液压系统和底盘液压系统 ; 0032 还包括切换装置 ; 所述切换装置的进油口与各所述液压泵的排油口均相通, 两个 出油口分别与上装液压系统的供油油路。
27、和底盘液压系统的供油油路相通 ; 在所述切换装置 处于第一种状态时, 所述进油口与一个出油口相通, 在所述切换装置处于第二种状态时, 所 述进油口与另一个出油口相通。 0033 提供的多发动机工程车辆的控制方法中, 所述多发动机工程车辆包括动力源部 分、 液压源部分和液压执行部分 ; 所述动力源部分至少包括两台发动机 ; 所述液压源部分 至少包括两个液压泵 ; 各所述发动机的输出轴与至少一个液压泵的输入轴相连 ; 该控制方 法包括步骤 : 0034 S1, 获得所述液压执行部分的输出功率 ; 0035 S2, 根据所述液压执行部分的输出功率, 从至少两个预定的负载功率模式中选择 一个负载功率模。
28、式为目标负载功率模式 ; 0036 S3, 根据目标负载功率模式控制所述动力源部分的发动机, 使至少一台发动机按 照预定功率曲线运转, 或者使至少一台发动机停止运转。 0037 可选的, 在所述步骤 S1 之前, 还包括步骤 : 0038 S0, 预先确定单台发动机负载功率模式和多台发动机负载功率模式作为预定的负 载功率模式, 并预先确定一个临界阈值 ; 0039 在步骤 S2 中, 具体为 : 在所述液压执行部分的输出功率不大于临界阈值时, 选择 单台发动机负载功率模式为目标负载功率模式 ; 在所述液压执行部分的输出功率大于临界 阈值时, 选择多台发动机负载功率模式为目标负载功率模式 ; 0。
29、040 在步骤 S3 中, 具体为 : 选择所述单台发动机负载功率模式为目标负载功率模式 时, 使至少一台发动机保持运转, 并至少一台发动机停止运转 ; 选择多台发动机负载功率模 式为目标负载功率模式时, 使至少两台发动机运转。 0041 可选的, 在所述步骤 S1 之前, 还包括步骤 : 0042 S0, 预先确定单台发动机轻载功率模式、 单台发动机重载功率模式、 多台发动机轻 载功率模式、 多台发动机中载功率模式和多台发动机重载功率模式作为预定的负载功率模 式, 并预先确定顺序增加的第一阈值、 第二阈值、 第三阈值和第四阈值 ; 说 明 书 CN 103047028 A 8 4/10 页 。
30、9 0043 在步骤 S2 中, 具体为 : 在所述液压执行部分的输出功率不大于所述第一阈值时, 选择单台发动机轻载功率模式为目标负载功率模式 ; 0044 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第一阈值, 且不大于第二阈值时, 选择 单台发动机重载功率模式为目标负载功率模式 ; 0045 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第二阈值, 且不大于第三阈值时, 选择 多台发动机轻载功率模式为目标负载功率模式 ; 0046 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第三阈值, 且不大于第四阈值时, 选择 多台发动机中载功率模式为目标负载功率模式 ; 0047 在所述液压执行部分的输出功率大于所述第四阈值时。
31、, 选择多台发动机重载功率 模式为目标负载功率模式 ; 0048 在步骤 S3 中, 具体为 : 在选择单台发动机轻载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的一台发动机按照该发动机的第二预定功率曲线运转, 使预定的至少一台发动机停 止运转 ; 0049 在选择单台发动机重载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的一台发动机按 照该发动机的第一预定功率曲线运转, 使预定的至少一台发动机停止运转 ; 0050 在选择多台发动机轻载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的至少两台发动 机分别按照相应发动机的第二预定功率曲线运转 ; 0051 在选择多台发动机中载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定。
32、的一台发动机按 照该发动机的第二预定功率曲线运转, 使另外至少一台发动机按照该发动机的第一预定功 率曲线运转 ; 0052 在选择多台发动机重载功率模式为目标负载功率模式时, 使预定的至少两台发动 机分别按照相应发动机的第一预定功率曲线运转 ; 0053 对于每台所述发动机, 第一预定功率曲线的最高功率大于第二预定功率曲线的最 高功率。 0054 可选的, 所述步骤 S1 包括 : 0055 获得所述液压执行部分的系统压力和系统流量, 再根据所述系统压力和系统流量 获得所述液压执行部分的输出功率。 0056 可选的, 所述步骤 S1 中 : 获得各所述液压泵的输入转速和排量, 再根据所述输入 。
33、转速和排量获得所述液压执行部分的系统流量。 0057 本发明所提供的多发动机工程车辆中, 还包括采集装置和与所述采集装置相连的 控制器 ; 且所述控制器与所述发动机的控制端子相连。这样, 在控制过程中, 可以通过采集 装置获得液压执行部分的输出功率 ; 控制器再根据液压执行部分的输出功率, 从至少两个 预定的负载功率模式中选择一个负载功率模式为目标负载功率模式 ; 再根据目标负载功率 模式使预定发动机按照预定功率曲线运转, 或者使部分预定发动机停止运转。这样一方面 可以保证动力源输出功率与外部对多发动机工程车辆功率的需求 (后称需求功率) 相匹配, 满足施工作业的需要, 另一方面可以使至少部分。
34、发动机以比较节能的方式运转, 尽可能地 减小动力源输出功率与需求功率之间的差距, 提高多发动机工程车辆的节能效果 ; 使部分 发动机停止运转, 仅有部分发动机运转并输出功率, 可以更好地发挥部分发动机的功率效 能, 改善多发动机工程车辆的节能效果。 说 明 书 CN 103047028 A 9 5/10 页 10 0058 在进一步的技术方案中, 根据所述液压执行部分的输出功率不同, 在更多种预定 负载功率模式选择目标负载功率模式, 可以使多发动机工程车辆的动力源以预定负载功率 模式运转, 可以更好实现动力源输出功率与需求功率的匹配, 提高发动机工程车辆的节能 效果。 0059 本发明提供一种。
35、多发动机工程车辆的控制方法, 也具有相对应的技术效果。 附图说明 0060 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解, 本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明, 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 : 0061 图 1 是本发明实施例提供的一种多发动机工程车辆的工作原理示意图 ; 0062 图 2 为图 1 所示多发动机工程车辆的控制原理示意图 ; 0063 图 3 是图 1 所示发动机的特性曲线图 ; 0064 图 4 是本发明一实施例提供的多发动机工程车辆的控制方法的流程图。 具体实施方式 0065 下面结合附图, 对本发明的优选实施例作进一步详细说明。 需要说明的是,。
36、 在不冲 突的情况下, 本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合 实施例来详细说明本发明。 0066 如图 1 和图 2 所示, 图 1 是本发明实施例提供的一种多发动机工程车辆的工作原 理示意图, 图 2 为图 1 所示多发动机工程车辆的控制原理示意图。 0067 本发明实施例提供的多发动机工程车辆可以为一种全液压驱动工程车辆, 具体包 括动力源部分、 液压源部分和液压执行部分。其中动力源部分包括发动机 1 和发动机 3 ; 液 压源部分包括液压泵 2 和液压泵 4, 两个液压泵可以相同, 也可以不同, 可以均为变量液压 泵 ; 发动机 1 的输出轴与液压泵 2 的。
37、输入轴相连, 发动机 3 的输出轴与液压泵 4 的输入轴相 连 ; 这样, 发动机 1 和发动机 3 就分别驱动液压泵 2 和液压泵 4 运转。可以理解, 在特定情 况下, 也可以使一台发动机驱动两个或多个液压泵运转。 0068 多发动机工程车辆可以为一种多发动机起重设备, 液压执行部分可以包括上装液 压系统 8、 底盘液压系统 9 和一个切换装置 7。上装液压系统 8 为该全液压驱动工程车辆的 上装部分提供液压动力, 底盘液压系统 9 为该全液压驱动工程车辆的底盘部分提供液压动 力。切换装置 7 具体可以是换向阀, 且具有一个进油口和两个出油口。切换装置 7 的进油 口与各两个液压泵 3、 。
38、4 的排油口均相通, 两个出油口分别与上装液压系统 8 的供油油路和 底盘液压系统 9 的供油油路相通。切换装置 7 可以进行状态切换, 在处于第一种状态 (图 1 中的左位) 时, 使进油口与一个出油口相通 ; 此时, 两个液压泵 3、 4 均可以通过在切换装置 7 向底盘液压系统 9 提供液压油。在第二种状态 (图 1 中的右位) 时, 进油口与第二个出油口 相通 ; 此时, 两个液压泵 3、 4 均可以通过在切换装置 7 向上装液压系统 8 提供液压油。本实 施例中, 切换装置 7 还具有第三种状态 (图 1 中的中位) , 在第三种状态时, 进油口与两个出 油口均截止, 液压源部分停止。
39、向液压执行部分供给液压油。 下述液压执行部分的输出功率, 可以是上装液压系统 8 的输出功率, 也可以是底盘液压系统 9 的输出功率。 0069 如图 2 所示, 该多发动机工程车辆还包括采集装置 20 和与采集装置 20 相连的控 说 明 书 CN 103047028 A 10 6/10 页 11 制器 5 ; 控制器 5 与发动机 1 的控制端子及发动机 3 的控制端子均相连 ; 发动机 1、 3 可以电 控发动机, 包括电子控制器 ; 控制器 5 可以与发动机的电子控制器的控制端子相连 ; 二者之 间可以相互通信。另外, 控制器 5 还分别与液压泵 3、 4 的排量控制端相连, 并向相应。
40、液压泵 发送排量信号, 使相应液压泵根据排量信号调整其排量。 0070 采集装置 20 可以用于获得液压执行部分的输出功率, 并将获得的液压执行部分 的输出功率发送给控制器5。 获得液压执行部分的输出功率的方式可以有多种选择。 比如, 可以通过一个输入装置获得, 在实际操作中, 操作人员可以根据作业需要、 负载大小、 负载 变化范围等因素, 确定外负载, 再根据外负载评估液压执行部分的输出功率, 并通过输入装 置将该输出功率输入到采集装置 20, 这样可以满足更多实际需要 ; 在很多工况下, 基于操 纵杆的位置反映外负载大小或者反映操作人员对外负载的需求, 因此, 也可以根据全液压 驱动工程车。
41、辆的操纵杆的位置获得液压执行部分的输出功率 ; 当然也可以通过其他方式获 得液压执行部分的输出功率。 0071 本实施例中, 采集装置 20 进一步包括一个压力传感器 6、 两个转速传感器 31 和处 理器 10。 0072 基于液压执行部分的工作原理, 液压执行部分的系统压力与液压执行部分的负载 相关 ; 进而, 系统压力会随外负载的变化而变化。进而设置压力传感器 6, 用于检测液压执 行部分的系统压力 ; 如图 1 所示, 压力传感器 6 可以安装在液压泵 2 和液压泵 4 排油口与切 换装置 7 的进油口之间的油路上, 当然, 也可以安装在上装液压系统 8 或者底盘液压系统 9 的适当位。
42、置 ; 另外, 也可以设置两个或更多个压力传感器 6, 分别检测上装液压系统 8 或者 底盘液压系统 9 系统的压力。 0073 两个转速传感器31分别用于检测液压泵2的输入转速和液压泵4的输入转速 ; 转 速传感器 31 检测可以直接检测相应液压泵的输入轴的转速, 获得相应液压泵的输入转速 ; 也可以根据各部分之间转速的关系, 检测相应部分的转速, 如可以通过相应发动机的输出 轴转速获得相应液压泵的输入转速 ; 发动机的输出轴转速可以与相对应的液压泵的输入转 速相等或者成预定的比例关系。 0074 处理器 10 用于根据压力传感器 6 的检测信号、 转速传感器 31 的检测信号和控制 器 5。
43、 的排量信号获得液压执行部分的输出功率。所述控制器 5 的排量信号用于控制所述液 压泵 3、 4 的排量。 0075 处理器 10 获得液压执行部分的输出功率的原理为 : 0076 输出功率 P=QPe, 系统流量 Q=qn。其中, Pe 为系统压力, 可以根据压力传感器 6的检测信号确定 ; q为液压泵的排量, 可以根据控制器5的排量信号确定 ; n为液压泵的输 入转速, 可以根据转速传感器 31 的检测信号确定。在液压泵 3 和液压泵 4 均运行时, 系统 流量 Q 为液压泵 3 的流量和液压泵 4 的流量之和, 在液压泵 3 和液压泵 4 之一运行时, 系统 流量 Q 为液压泵 3 的流。
44、量或液压泵 4 的流量。 0077 控制器 5 根据液压执行部分的输出功率执行预定的控制策略, 并产生预定的控制 信号, 发送给发动机 1 和 / 或发动机 3, 使相应发动机的电子控制单元根据预定的控制信号 改变相应发动机的运转状态 ; 具体可以使发动机 1 和 / 或发动机 3 根据控制信号使按照预 定的功率曲线运转, 或者停止运转。 0078 控制器 5 执行的控制策略可以包括 : 根据液压执行部分的输出功率大小, 从至少 说 明 书 CN 103047028 A 11 7/10 页 12 两个预定的负载功率模式中选择一个预定负载模式为目标负载功率模式 ; 再根据目标负载 功率模式向预定。
45、发动机发送控制信号。这样, 在控制过程中, 可以通过采集装置 20 获得液 压执行部分的输出功率 ; 控制器 5 再根据液压执行部分的输出功率, 从至少两个预定的负 载功率模式中选择一个负载功率模式为目标负载功率模式 ; 再根据目标负载功率模式使发 动机 1 或 / 和发动机 3 按照预定功率曲线运转, 或者使发动机 1 或发动机 3 停止运转, 使另 一台发动机保持运转。 这样一方面可以保证动力源输出功率与外部对多发动机工程车辆功 率的需求 (后称需求功率) 相匹配, 满足施工作业的需要, 另一方面可以使至少部分发动机 以比较节能的方式运转, 尽可能地减小动力源输出功率与需求功率之间的差距,。
46、 提高多发 动机工程车辆的节能效果 ; 使部分发动机停止运转, 仅有部分发动机运转并输出功率, 可以 更好地发挥部分发动机的功率效能, 改善多发动机工程车辆的节能效果。 0079 由于初始状态不同, 根据上述控制策略, 在目标负载功率模式下, 可以使至少一台 所述发动机根据所述控制信号按照预定的功率曲线运转或者停止运转, 也可以提高多发动 机工程车辆的节能效果。 0080 一个实施例中, 可以在控制器 5 中预定有单台发动机负载功率模式和多台发动机 负载功率模式作为预定负载功率模式 ; 单台发动机负载功率模式为使两台发动机中的发动 机 1 运转, 使发动机 3 停止运转 ; 多台发动机负载功率。
47、模式为使发动机 1 和发动机 3 同时运 转。另外, 还可以在控制器 5 预先确定一个临界阈值 K。 0081 控制策略包括 : 0082 在液压执行部分的输出功率不大于临界阈值 K 时, 说明外负载减小, 液压执行部 分的输出功率减小, 进而可以选择单台发动机负载功率模式为目标负载功率模式, 并向发 动机 1 发送运转控制信号, 向发动机 3 发送停转控制信号 ; 接收到运转控制信号时, 发动机 1保持运转, 接收到停转控制信号时, 发动机3停止运转。 此时仅有液压泵2运转, 向外提供 液压油。选择合适的临界阈值 K, 使发动机 1 以预定的按照预定的功率曲线运转, 可以使液 压泵 2 满足。
48、实际需要。 0083 在液压执行部分的输出功率大于临界阈值 K 时, 说明外负载增加, 液压执行部分 的输出功率增加, 选择多台发动机负载功率模式为目标负载功率模式, 并向发动机 1 和发 动机3发送运转控制信号 ; 在接收到运转控制信号时, 发动机1和发动机3按照预定的功率 曲线运转 ; 发动机 1 和发动机 3 的功率曲线可以相同, 也可以不同。 0084 在实际施工作业过程中, 全液压驱动工程车辆的负载变化范围可能很大, 如在底 盘液压系统 9 工作时, 其实际运转工况可以是 : 平地低速行驶、 平地高速行驶、 爬坡行驶、 山 地行驶等工况。各种工况下, 底盘液压系统 9 的外负载变化范。
49、围会很大, 因此, 为了使动力 源输出的功率与液压执行部分的输出功率 (外负载) 相匹配, 就需要使动力源部分以不同的 模式运转, 以在更大的范围内调整其输出功率。进而, 可以在控制器 5 中预定更多种模式。 0085 一种实施例中, 控制器 5 可以预定五种模式 ; 这五种模式可以为 : 单台发动机轻载 功率模式、 单台发动机重载功率模式 ; 多台发动机轻载功率模式、 多台发动机中载功率模式 和多台发动机重载功率模式作为预定负载功率模式。同时, 在控制器 5 中可以预定四个阈 值 ; 这四个阈值可以是 : 第一阈值K1、 第二阈值K2、 第三阈值K3和第四阈值K4 ; 并使这四个 阈值顺序增加。 0086 这四个阈值可以根据发动机功率曲线确定。请参考图 3, 该图是图 1 所示发动机 说 明 书 CN 103047028 A 12 8/10 页 13 的特性曲线图 ; 图中, 横坐标表示发动机的转数, 纵坐标表示发动机的输出功率 P 及油。