一种混合动力高空作业平台的作业控制方法、系统及装置与流程

本发明涉及混合动力技术领域，更具体地说，涉及一种混合动力高空作业平台的作业控制方法，还涉及一种混合动力高空作业平台的作业控制系统及装置。

背景技术：

随着对工程机械环保要求的越来越严格，大部分工程机械为满足此要求，在传统的发动机作为动力源的基础上，均采取新的动力来源方式，如纯电机驱动、发动机与电机组合驱动(即混合动力)等。高空作业平台亦是如此，在纯电驱动设计的同时，也会采用混合动力的方式进行设计，以满足更多的使用场合需要。当高空作业平台采取混合动力方式时，一般由行走电机、发动机、举升电机等组合。举升电机在发动机工作时，通过联轴器连接，充当发电机的功能，将发动机提供的能量转化为电能，为车辆所配蓄电池进行充电。当发动机不工作时，联轴器脱开，举升电机独立工作，此时将蓄电池的电能转化为机械能，为整车除行走以外的动作提供动力。

当处于混动工作模式时，1)行走电机不工作、发动机工作，泵电机联动旋转，此时泵电机处于可发电状态，当泵电机控制器和主系统控制器认为满足发电条件时，泵电机控制器开启逆变功能，将泵电机所发交流电逆变为直流电，给蓄电池充电。同时发动机也会通过泵电机带动负载泵，提供臂架动作所需动能。2)行走电机工作、发动机工作，泵电机联动旋转，此时泵电机处于可发电状态，此时泵电机控制器和主系统控制器认为不满足发电条件，泵电机控制器不开启逆变功能，不会给蓄电池充电。行走所需电能由蓄电池直接提供。当有行走、发动机工作时泵电机不会进行发电，相反需要蓄电池提供电能，消耗电量，增加蓄电池的充电时间，降低使用寿命(频繁充放电)。同时发动机仍处于工作状态，会持续消耗燃油，不节能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种混合动力高空作业平台的作业控制方法，以当车辆处于平地行走时，由泵电机为行走电机和蓄电池供电，无需蓄电池频繁充放电，降低蓄电池电量消耗。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种混合动力高空作业平台的作业控制方法，包括：

判断高空作业平台所处地面坡角是否小于预设角度值；

若是，则判断高空作业平台当前是否有行走动作，若是，则控制泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流和蓄电池当前充电电流之和。

优选地，所述判断高空作业平台当前是否有行走动作之后，所述方法还包括：

当高空作业平台当前无行走动作时，则控制所述泵电机发电电流等于所述蓄电池当前充电电流。

优选地，所述判断高空作业平台所处地面角度是否小于预设角度值，包括：

若否，则判断当前高空作业平台是否处于上坡状态，若是，获取当前蓄电池剩余电量；

判断所述当前蓄电池剩余电量是否大于当前坡度下的蓄电池剩余电量界限值，若是，则控制所述行走电机实际消耗总电流为泵电机最大允许功率对应的泵电机发电电流与蓄电池输出电流之和。

优选地，所述判断所述当前蓄电池剩余电量是否大于当前坡度下的蓄电池剩余电量界限值，包括：

若否，则控制所述泵电机发电电流等于所述蓄电池当前充电电流，并禁止上坡动作。

优选地，所述蓄电池当前充电电流为所述根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流。

优选地，所述判断当前高空作业平台是否处于上坡状态之后，所述方法还包括：

当当前高空作业平台不处于上坡状态，判断当前高空作业平台是否处于下坡状态，若是，则控制所述泵电机发电电流为所述根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流与行走电机下坡能耗制动回收电流之差、所述蓄电池当前充电电流等于所述泵电机发电电流。

优选地，所述判断当前高空作业平台是否处于下坡状态，包括：

当当前高空作业平台未处于下坡状态时，控制所述泵电机发电电流等于所述蓄电池当前充电电流、所述蓄电池当前充电电流为所述根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流。

优选地，所述判断高空作业平台当前是否有行走动作之前，所述方法还包括：

判断高空作业平台当前是否有臂架动作，若否，则执行所述判断高空作业平台当前是否有行走动作的步骤；

若高空作业平台当前有臂架动作，则控制所述泵电机发电电流＝所述蓄电池当前充电电流＝所述根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流×臂架动作所需功率调节系数k；

或，若高空作业平台当前有臂架动作，则根据发动机的转速控制所述泵电机发电电流，且所述泵电机发电电流小于根据所述蓄电池容量确定的最大允许充电电流。

本发明还提供一种混合动力高空作业平台的作业控制系统，包括：

高空作业平台所处地面坡角判断模块，用于判断高空作业平台所处地面坡角是否小于预设角度值，若是，则触发高空作业平台行走动作判断模块启动；

所述高空作业平台行走动作判断模块，用于判断高空作业平台当前是否有行走动作，若是，则触发电流控制模块启动；

所述电流控制模块，用于控制泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流和蓄电池当前充电电流之和。

本发明还提供一种混合动力高空作业平台的作业控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述实施例任一项所述的混合动力高空作业平台的作业控制方法的步骤。

本发明提供的混合动力高空作业平台的作业控制方法，包括：判断高空作业平台所处地面坡角是否小于预设角度值；若是，则判断高空作业平台当前是否有行走动作，若是，则控制泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流和蓄电池当前充电电流之和。

相较于现有技术，应用本发明提供的混合动力高空作业平台的作业控制方法，具有以下技术效果：

第一，当行走电机和发动机工作时，泵电机进行发电，泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流和蓄电池当前充电电流之和，同时实现充电和行走所需功率需求；第二，车辆当前有臂架动作且无行走动作时，泵电机发电电流根据臂架动作所需功率进行调节，充分利用发动机功率，防止发动机过功率输出，以进行节能；同时可以在泵电机发电参数不变、发动机功率维持发动机不熄火的前提下，调节发动机的转速实现泵电机发电电流的调节，达到节能目的；第三，在混合动力模式下，将泵电机发电量作为主能量来源，充分利用发动机功率的同时，节约能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的混合动力高空作业平台的作业控制方法的方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种混合动力高空作业平台的作业控制方法，以当车辆处于平地行走时，由泵电机为行走电机和蓄电池供电，无需蓄电池频繁充放电，降低蓄电池电量消耗。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1图1为本发明实施例提供的混合动力高空作业平台的作业控制方法的方法流程图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供的混合动力高空作业平台的作业控制方法，包括：

s11：判断高空作业平台所处地面坡角是否小于预设角度值；

s12：若是，则判断高空作业平台当前是否有行走动作，若是，则执行步骤s13；

s13：控制泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流和蓄电池当前充电电流之和。

可以理解的是，高空作业平台包括行走电机、发动机、泵电机和蓄电池。行走电机为高空作业平台的行走提供动力。当行走电机不工作、发动机工作时，泵电机所发交流电逆变为直流电为蓄电池充电。主系统控制器通过泵电机控制器总成采集泵电机的发电电流，前后电机控制器总成采集各行走电机的消耗电流并计算总和得到行走电机实际消耗总电流，根据蓄电池容量可以确定其允许的最大充电电流。

预设角度值一般为5°，认为高空作业平台当前所处地面为平底，当判断高空作业平台当前存在行走动作时，控制泵电机发电电流ia＝泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流ib和蓄电池当前充电电流ic1之和，蓄电池当前充电电流ic1为根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流ic。泵电机发电电流ia应根据发动机的允许最大功率和逆变器允许的最大逆变电流，对其上限值进行设置，由此以在使泵电机发电电流满足平地行走需求的同时，进行蓄电池的充电。

相较于现有技术，应用本发明提供的混合动力高空作业平台的作业控制方法，具有以下技术效果：

第一，当行走电机和发动机工作时，泵电机进行发电，泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流和蓄电池当前充电电流之和，同时实现充电和行走所需功率需求；第二，车辆当前有臂架动作且无行走动作时，泵电机发电电流根据臂架动作所需功率进行调节，充分利用发动机功率，防止发动机过功率输出，以进行节能；同时可以在泵电机发电参数不变、发动机功率维持发动机不熄火的前提下，调节发动机的转速实现泵电机发电电流的调节，达到节能目的；第三，在混合动力模式下，将泵电机发电量作为主能量来源，充分利用发动机功率的同时，节约能耗。

具体的，判断高空作业平台当前是否有行走动作之后，方法还包括：

当高空作业平台当前无行走动作时，此时发动机处于工作状态，则执行步骤s16；

s16：控制泵电机发电电流等于蓄电池当前充电电流，以对蓄电池进行充电，进一步地，蓄电池当前充电电流为根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流。

在一种实施例中，判断高空作业平台所处地面角度是否小于预设角度值，包括：

若否，认为高空作业平台所处地面处于坡面上，则执行步骤s17；

s17：判断当前高空作业平台是否处于上坡状态，若是，则执行步骤s18；

s18：获取当前蓄电池剩余电量；

s19：判断当前蓄电池剩余电量是否大于当前坡度下的蓄电池剩余电量界限值，若是，则执行步骤s20；

s20：控制行走电机实际消耗总电流为泵电机最大允许功率对应的泵电机发电电流与蓄电池输出电流之和。

不同斜坡角度下，蓄电池剩余电量界限值不同，斜坡角度越小，蓄电池剩余电量界限值一般越低，并根据历史数据确定该电量下的工作时长，综合得到蓄电池剩余电量界限值，如在一种实施例中，坡度为15°时，蓄电池剩余电量界限值为35％。上坡时的功率由泵电机和蓄电池同时提供，此时泵电机以发动机的最大允许功率进行发电，不足功率由蓄电池补充。其中，发动机的最大允许功率等于发动机标称功率减去附加功率，附加功率一般包括负载泵功率、发动机自带发电机功率和发动机散热风扇功率等。

由此以在混合动力模式下，将泵电机发电量作为主电量供应，根据需要控制发动机的输出功率，充分利用发动机的功率且降低能耗。

进一步地，判断当前蓄电池剩余电量是否大于当前坡度下的蓄电池剩余电量界限值，包括：

若否，则执行步骤s24；

s24：控制泵电机发电电流等于蓄电池当前充电电流，并禁止上坡动作。

如上文所述，在上述各实施例的基础上，蓄电池当前充电电流为根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流。

在该具体实施例中，判断当前高空作业平台是否处于上坡状态之后，所述方法还包括：

当当前高空作业平台不处于上坡状态，执行步骤s21；

s21：判断当前高空作业平台是否处于下坡状态，若是，则执行步骤s22；

s22：控制泵电机发电电流为根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流与行走电机下坡能耗制动回收电流之差、蓄电池当前充电电流等于泵电机发电电流。

当高空作业平台下坡运动时，行走电机会反向制动经前(后)电机控制器总成进行能量回收，泵电机发电电流ia＝根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流ic-行走电机下坡能耗制动回收电流ie，控制泵电机发电电流ia在蓄电池的充电电流限制内，即蓄电池当前充电电流＝根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流ic-行走电机下坡能耗制动回收电流ie。

进一步地，判断当前高空作业平台是否处于下坡状态，包括：

当当前高空作业平台未处于下坡状态时，执行步骤s23；

s23：控制泵电机发电电流等于蓄电池当前充电电流、蓄电池当前充电电流为根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流。

可以理解的是，行走动作和臂架动作存在互锁，混动模式下不予考虑行走动作和臂架动作同时作业的功率。

判断高空作业平台当前是否有行走动作之前，方法还包括：

s14：判断高空作业平台当前是否有臂架动作，若否，则执行步骤s12；

s15：若高空作业平台当前有臂架动作，则控制泵电机发电电流＝蓄电池当前充电电流＝根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流×臂架动作所需功率调节系数k；

或，若高空作业平台当前有臂架动作，则根据发动机的转速控制泵电机发电电流，且泵电机发电电流小于根据蓄电池容量确定的最大允许充电电流。

由于臂架各动作所需功率不同，而发电功率处于恒定状态造成发动机效率利用率不高，或发动机功率不够导致发动机熄火的情况，上述方法根据各臂架动作所需功率调节系数k，以保证有臂架动作时，降低泵电机发电电流，优先进行臂架动作。上述方法最大限度提高发动机功率利用率，使其高效率运行，节能减排，并充分发挥混合动力模式的功能，适用范围更广，同时降低泵电机控制器的频繁逆变切换和蓄电池充放电次数，提高蓄电池使用寿命，降低作业成本。

基于上述方法实施例，本发明还提供了一种混合动力高空作业平台的作业控制系统，包括：

高空作业平台所处地面坡角判断模块，用于判断高空作业平台所处地面坡角是否小于预设角度值，若是，则触发高空作业平台行走动作判断模块启动；

高空作业平台行走动作判断模块，用于判断高空作业平台当前是否有行走动作，若是，则触发电流控制模块启动；

电流控制模块，用于控制泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流和蓄电池当前充电电流之和。

相较于现有技术，应用本发明提供的混合动力高空作业平台的作业控制方法及系统，具有以下技术效果：

第一，当行走电机和发动机工作时，泵电机进行发电，泵电机发电电流为行走电机实际消耗总电流和蓄电池当前充电电流之和，同时实现充电和行走所需功率需求；第二，车辆当前有臂架动作且无行走动作时，泵电机发电电流根据臂架动作所需功率进行调节，充分利用发动机功率，防止发动机过功率输出，以进行节能，同时防止发动机功率不足导致发动机熄火；第三，在混合动力模式下，将泵电机发电量作为主能量来源，充分利用发动机功率的同时，节约能耗。

本发明还提供了一种混合动力高空作业平台的作业控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述实施例任一项的混合动力高空作业平台的作业控制方法的步骤。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。