[发明专利]一种作业机械及其控制系统与方法

权利要求书

1.一种作业机械的控制系统，包括控制模块，其特征在于，所述控制模块包括第一控制模块(PID_EN)、第二控制模块(PID_EM)、第三控制模块(PID_LD)、油门控制模块；

所述第一控制模块(PID_EN)根据发动机设定转速与实际转速的差值Δn得到第一油门控制量，

所述第二控制模块(PID_EM)根据发动机设定转速与实际转速的差值Δn控制电动机的工作模式及电动机的扭矩大小，

所述第三控制模块(PID_LD)根据操作者的输入和/或实际负载得到第二油门控制量；

所述油门控制模块根据所述第一油门控制量和所述第二油门控制量的总和控制发动机的油门大小；

其中，所述电动机的工作模式包括辅助模式和发电模式；

所述第二控制模块(PID_EM)根据发动机设定转速与实际转速的差值Δn控制电动机处于辅助模式时，蓄电器向电动机供给电力，使得电动机能够输出扭矩以承担一部分负载；当电动机处于辅助模式的运行时间达到设定时间后，关闭所述辅助模式；

所述第二控制模块(PID_EM)根据发动机设定转速与实际转速的差值Δn控制电动机处于发电模式时，蓄电器存储电动机发出的电力。

2.根据权利要求1所述的作业机械的控制系统，其特征在于，所述操作者的输入是与操作手柄动作幅度成比例的电压值或压力值；所述实际负载是描述负载大小的特征量；所述特征量是液压油缸或行走马达的压力。

3.根据权利要求1所述的作业机械的控制系统，其特征在于，所述第一控制模块(PID_EN)、第二控制模块(PID_EM)、第三控制模块(PID_LD)均采用PID控制策略。

4.一种作业机械，包括权利要求1-3任一项权利要求所述的作业机械的控制系统，还包括：

发动机，能输出转矩以提供动力；

电动机，可处于发电模式和辅助模式，其中辅助模式能输出转矩以提供动力；

耦合器，电动机的动力与发动机的动力通过耦合器相互传递，并使发动机和电动机的速比固定；

蓄电器，存储电动机发出的电力或向电动机供给电力；

所述控制系统控制电动机处于辅助模式时，电动机承担一部分负载，其输出转矩由耦合器传递给发动机，与发动机一起驱动负载；当电动机处于辅助模式的运行时间达到设定时间后，关闭所述辅助模式；所述控制系统控制电动机处于发电模式时，发动机的输出转矩通过耦合器传递给电动机，驱动电动机旋转发电。

5.根据权利要求4所述的作业机械，其特征在于，还包括操作手柄和检测负载压力的传感器；所述传感器检测的是液压油缸或行走马达的压力。

6.一种作业机械的控制方法，其特征在于，

根据发动机设定转速与实际转速的差值Δn经PID控制算法得到第一油门控制量，

根据发动机设定转速与实际转速的差值Δn经PID控制算法控制电动机的工作模式及电动机的扭矩大小，所述电动机的工作模式包括辅助模式和发电模式；

根据操作者的输入和/或实际负载经PID控制算法得到第二油门控制量；

根据第一油门控制量和第二油门控制量的总和控制发动机的油门大小；

电动机处于辅助模式时，蓄电器向电动机供给的电力，使得电动机能够输出扭矩以承担一部分负载；并且，当电动机处于辅助模式的运行时间达到设定时间后，关闭所述辅助模式；

电动机处于发电模式时蓄电器存储电动机发出的电力；

所述操作者的输入是与操作手柄动作幅度成比例的电压值或压力值；所述实际负载是描述负载大小的特征量。

7.根据权利要求6所述的作业机械的控制方法，其特征在于，所述描述负载大小的特征量是通过传感器得到的液压油缸或行走马达的压力。