装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法

摘要

一种装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法，属于混合动力车载信息显示方法。中央控制器分别接收发动机、离合器、液压泵马达和液压蓄能器元件上的传感器发送的发动机信息、液压马达信息、液压蓄能器信息和离合器信息，其中包括发动机转速、发动机扭矩、泵马达转速、泵马达扭矩、液压蓄能器压力、离合器状态的实时车辆状态信息，进行显示单位换算、信息存储、制动能回收率计算，在显示器上实时显示装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储情况；同时接收显示器触摸开关的数字信号，控制液压再生制动强度和辅助动力强度。优点：显示效果醒目、直观，提高了装载机人性化操作性能，结构简单、运行可靠以及信息量大。

权利要求

1.一种装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法，其特征在于：中央控制器分别接收发动机、离合器、液压泵马达和液压蓄能器元件上的传感器发送的发动机信息、液压马达信息、液压蓄能器信息和离合器信息，其中包括发动机转速、发动机扭矩、泵马达转速、泵马达扭矩、液压蓄能器压力、离合器状态实时车辆状态信息，进行显示单位换算、信息存储、制动能回收率计算，在显示器上实时显示装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储情况；同时接收显示器触摸开关的数字信号，控制液压再生制动强度和辅助动力强度；具体步骤如下：步骤1：中央控制器接收显示器触摸开关的数字信号，等比例处理电液伺服阀的输出信号，控制整机的液压再生制动强度和辅助动力强度；第一触摸开关触发后，控制器以原设定控制信号强度控制电液伺服阀，通过变量油缸控制液压泵马达排量，进而控制整机的再生制动强度和辅助动力强度；第二触摸开关触发后，电液伺服阀的控制信号强度降低，随着第二触摸开关触发次数的增加，电液伺服阀的控制信号以0.1倍原控制信号的幅度递减；

步骤2：中央控制器接收各传感器数据，对接收到数据进行滤波处理；

步骤3：分析处理后的数据，如果数据中发动机转速或液压泵马达转速大于零则进入工作状态显示画面；

步骤4：在工作状态显示画面状态下，接收数据，根据数据内容进行显示内容刷新和数据内容存放；如果数据中出现车辆状态异常信息，则显示故障报警画面；如果CAN总线数据通讯异常，显示通讯故障报警画面。

2.根据权利要求1所述的一种装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法，其特征在于：所述的发动机信息包括收集的信息包括发动机转速、发动机转矩、冷却水温度，油门百分比信息；中央控制器接收到发动机信息后，计算出当前发动机功率，通过查表方式找出当前状态下发动机的燃油消耗和尾气排放。

3.根据权利要求1所述的一种装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法，其特征在于：所述的液压泵马达信息包括收集的信息包括耦合器输出轴转速、控制油源压力、蓄能器压力、变量油缸活塞杆位移；中央控制器接收到上述信息后，计算出液压泵马达排量；液压泵马达的最大排量对应于变量油缸的最大位移，变量油缸的零位移对应于泵马达的零排量；采用查表的方式计算液压泵马达的效率。

4.根据权利要求1所述的一种装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法，其特征在于：所述的液压蓄能器信息：中央控制器通过蓄能器前的压力传感器直接测得蓄能器当前的工作压力，实时显示蓄能器的工作状态，并将制动初的工作压力存储于信息存储模块中。

5.根据权利要求1所述的一种装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法，其特征在于：所述的离合器信息：中央控制器通过离合器一侧的接近开关测得离合器的工作状态，直接在显示器上显示混合动力系统离合器的结合、分离状态。

说明书

装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方

法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种混合动力车载信息显示方法，尤其是一种装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法。

背景技术

[0002] 混合动力技术被认为是解决能源危机和环境污染问题的有效方案之一。电动混合动力技术功率密度小，能量密度大，适用于小型工程机械。液压混合动力技术具有功率密度大的特点，因此非常适用于中、重型工程机械。混合动力工程机械智能化程度高，采用传统仪表显示方法会导致面板过于复杂，布置困难，使用不方便等问题。电动混合动力车辆具有相关的车载信息显示装置和方法。相对于电动混合动力系统，液压混合动力系统具有不同的工作装置、工作特性以及能量测量方法，因此电动混合动力系统的信息显示装置无法满足液压混合动力系统的工作状态及能量存储信息显示需求。同时，装载机作业工况复杂，在不同的路面环境下应采取不同强度的再生制动。现存的车载信息显示装置中，驾驶员无法根据自身的操作习惯，在安全作业的前提下对混合动力系统制动强度和辅助动力强度进行调整，降低了混合动力工程机械的人性化操作性能。

发明内容

[0003] 本发明的目的是要提供一种装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法，解决液压混合动力系统信息复杂，传统仪表显示难度大，电动混合动力系统的信息显示装置又无法满足液压混合动力系统的工作状态及的能量存储信息显示需求，无法实现混合动力强度人工调整和问题。

[0004] 本发明的目的是这样实现的：中央控制器分别接收发动机、离合器、液压泵马达和液压蓄能器元件上的传感器发送的发动机信息、液压马达信息、液压蓄能器信息和离合器信息，其中包括发动机转速、发动机扭矩、泵马达转速、泵马达扭矩、液压蓄能器压力、离合器状态的实时车辆状态信息，进行显示单位换算、信息存储、制动能回收率计算，在显示器上实时显示装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储情况；同时接收显示器触摸开关的数字信号，控制液压再生制动强度和辅助动力强度；

[0005] 具体步骤如下：

[0006] (1)中央控制器接收显示器触摸开关的数字信号，等比例处理电液伺服阀的输出信号，控制整机的液压再生制动强度和辅助动力强度；第一触摸开关触发后，控制器以原设定控制信号强度控制电液伺服阀，通过变量油缸控制液压泵马达排量，进而控制整机的再生制动强度和辅助动力强度；第二触摸开关触发后，电液伺服阀的控制信号等强度降低，随着第二触摸开关触发次数的增加，电液伺服阀的控制信号以0.1倍原控制信号的幅度递减。

[0007] (2)中央处理器接收各传感器数据，对接收到数据进行滤波处理；

[0008] (3)中央处理器分析处理后的数据，如果数据中发动机转速或液压泵马达转速大于零则进入工作状态显示画面；

[0009] (4)在工作状态显示画面状态下，接收数据，根据数据内容进行显示内容刷新和数据内容存放；如果数据中出现车辆状态异常信息，则显示故障报警画面；如果CAN总线数据通讯异常，显示通讯故障报警画面。

[0010] 显示界面的显示内容分别为：(1)发动机信息；(2)液压泵马达信息；(3)蓄能器信息；(4)离合器信息；具体显示内容为：

[0011] (1)发动机信息：收集的信息包括发动机转速、发动机转矩、冷却水温度，油门百分比信息；中央控制器接收到发动机信息后，计算出当前发动机功率，通过查表方式找出当前状态下发动机的燃油消耗和尾气排放；

[0012] (2)液压泵马达信息：收集的信息包括耦合器输出轴转速、控制油源压力、蓄能器压力、变量油缸活塞杆位移；中央控制器接收到上述信息后，计算出液压泵马达排量；液压泵马达的最大排量对应于变量油缸的最大位移，变量油缸的零位移对应于泵马达的零排量；根据公式pV/2π计算液压泵马达的输出转矩；耦合器上的转速传感器测得的转速等于液压泵马达的转速，根据公式 求得液压泵马达的输出功率，采用查表的方式计算液压泵马达的效率；

[0013] (3)液压蓄能器信息：中央控制器通过蓄能器前的压力传感器直接测得蓄能器当前的工作压力，实时显示蓄能器的工作状态，并将制动初的工作压力存储于信息存储模块中，待制动结束后，通过公式 得出蓄能器的回收能量；中央控制器通过耦合器输出轴转速折算出当前状态下的车速，实时显示车速，并将制动初的车速存储于信息存储模块中，通过公式 计算出车辆的制动动能；然后通过公式
计算车辆的制动能回收率；

[0014] (4)离合器信息：中央控制器通过离合器一侧的接近开关测得离合器的工作状态，直接在显示器上显示混合动力系统离合器的结合、分离状态。

[0015] 有益效果，由于采用了上述方案，中央控制器分别接收发动机、离合器、液压泵马达和液压蓄能器元件上的传感器发送的发动机信息、液压马达信息、液压蓄能器信息和离合器信息，其中包括发动机转速、发动机扭矩、泵马达转速、泵马达扭矩、液压蓄能器压力、离合器状态等实时车辆状态信息，进行显示单位换算、信息存储、制动能回收率计算，在显示器上实时显示装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储情况；同时接收显示器触摸开关的数字信号，控制液压再生制动强度和辅助动力强度。

[0016] 装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储信息显示方法实现了传统指针式仪表盘显示困难、电动混合动力系统显示装置无法实现液压混合动力系统的显示功能，根据装载机的运行状态，合理的显示发动机和混合动力系统的信息，使驾驶员在作业过程中及时了解车况、蓄能器的能量存储状态及制动过程的能量回收率等，显示效果醒目、直观，同时还具有液压再生制动强度和辅助动力强度可调功能，提高了装载机人性化操作性能。

[0017] 解决了液压混合动力系统信息复杂，传统仪表显示难度大，电动混合动力系统的信息显示装置又无法满足液压混合动力系统的工作状态及的能量存储信息显示需求，无法实现混合动力强度人工调整和问题，达到了本发明的目的。

[0018] 优点：根据装载机的运行状态，合理的显示发动机和混合动力系统的信息，使驾驶员在作业过程中及时了解车况、蓄能器的能量存储状态及制动过程的能量回收率等，显示效果醒目、直观；增加了液压再生制动强度和辅助动力强度可调功能，提高了装载机人性化操作性能；同时具有结构简单、运行可靠以及信息量大等特点。

附图说明

[0019] 图1是本发明的装载机液压混合动力系统信息显示装置信号采集及显示的示意图。

[0020] 图2是本发明的装载机液压混合动力系统的结构示意图。

[0021] 图中，1、发动机；2、液力变矩器；3、变速器；4、第一离合器；19、第二离合器；5、中央控制器；6、显示器；7、溢流阀；8、液压蓄能器；9、第一压力传感器；13、第二压力传感器；10、两位两通换向阀；11、减压阀；12、前桥；14、前传动轴；15、液压泵马达；16、油箱；17、变量油缸；18、电液伺服阀；20、位移传感器；21、接近开关；22、耦合器；23、转速传感器；24、后传动轴；25、后桥。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图对本发明做进一步描述。

[0023] 实施例1：装载机液压混合动力系统由发动机1、液力变矩器2、变速器3、第一离合器4、第二离合器19、中央控制器5、显示器6、溢流阀7、液压蓄能器8、第一压力传感器9，第二压力传感器13、两位两通换向阀10、减压阀11、前桥12、前传动轴14、液压泵马达15、油箱16、变量油缸17、电液伺服阀18、位移传感器20、接近开关21、耦合器22、转速传感器23、后传动轴24和后桥25组成。中央控制器分别接收发动机、离合器、液压泵马达和液压蓄能器元件上的传感器发送的发动机信息、液压马达信息、液压蓄能器信息和离合器信息，其中包括发动机转速、发动机扭矩、泵马达转速、泵马达扭矩、液压蓄能器压力、离合器状态等实时车辆状态信息，进行显示单位换算、信息存储、制动能回收率计算，在显示器上实时显示装载机液压混合动力系统工作状态及能量存储情况；同时接收显示器触摸开关的数字信号，控制液压再生制动强度和辅助动力强度。具体步骤如下：

[0024] 步骤1：中央控制器接收显示器触摸开关的数字信号，等比例处理电液伺服阀的输出信号，控制整机的液压再生制动强度和辅助动力强度。第一触摸开关1触发后，控制器以原设定控制信号强度控制电液伺服阀，通过变量油缸控制液压泵马达排量，进而控制整机的再生制动强度和辅助动力强度；第二触摸开关2触发后，电液伺服阀的控制信号等强度降低，随着第二触摸开关2触发次数的增加，电液伺服阀的控制信号以0.1倍原控制信号的幅度递减。

[0025] 步骤2：中央控制器接收各传感器数据，对接收到数据进行滤波处理；

[0026] 步骤3：分析处理后的数据，如果数据中发动机转速或液压泵马达转速大于零则进入工作状态显示画面；

[0027] 步骤4：在工作状态显示画面状态下，接收数据，根据数据内容进行显示内容刷新和数据内容存放；如果数据中出现车辆状态异常信息，则显示故障报警画面；如果CAN总线数据通讯异常，显示通讯故障报警画面。

[0028] 显示界面的显示内容分别为：(1)发动机信息；(2)液压泵马达信息；(3)液压蓄能器信息；(4)离合器信息；具体显示内容为：

[0029] (1)发动机信息：收集的信息包括发动机转速、发动机转矩、冷却水温度，油门百分比信息。中央控制器接收到发动机信息后，计算出当前发动机功率，通过查表方式找出当前状态下发动机的燃油消耗和尾气排放。

[0030] (2)液压泵马达信息：收集的信息包括耦合器输出轴转速、控制油源压力、蓄能器压力、变量油缸活塞杆位移。中央控制器接收到上述信息后，计算出液压泵马达排量。液压泵马达的最大排量对应于变量油缸的最大位移，变量油缸的零位移对应于泵马达的零排量。根据公式pV/2π计算液压泵马达的输出转矩。耦合器上的转速传感器测得的转速等于液压泵马达的转速，根据公式 求得液压泵马达的输出功率，采用查表的方式计算液压泵马达的效率。

[0031] (3)液压蓄能器信息：中央控制器通过蓄能器前的压力传感器直接测得蓄能器当前的工作压力，实时显示蓄能器的工作状态，并将制动初的工作压力存储于信息存储模块中，待制动结束后，通过公式 得出蓄能器的回收能量。中央控制器通过耦合器输出轴转速折算出当前状态下的车速，实时显示车速，并将制动初的车速存储于信息存储模块中，通过公式 计算出车辆的制动动能。然后通过公式
计算车辆的制动能回收率。

[0032] (4)离合器信息：中央控制器通过离合器一侧的接近开关测得离合器的工作状态，直接在显示器上显示混合动力系统离合器的结合、分离状态。