CN101878573A - 用于整合动力控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于对动力产生系统(22)产生的动力进行分配的方法可以包括确定所述动力产生系统(22)能够产生的可用动力。该方法还可以包括从动力转换装置(20)获取动力要求、将可用动力与动力要求进行比较、以及确定分配给动力转换装置(20)的可用动力的量。该方法还可以包括从动力转换装置(20)获取操作状况要求以及确定动力产生系统(20)在何种操作状况下操作。

Description

用于整合动力控制的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于整合动力控制的系统和方法，更特别地，涉及用于机器的整合动力控制的系统和方法。

背景技术

诸如发动机、发电机或车辆的机器可以包括一个或多个动力源。动力源可以包括发动机、电池和任何其他适合的能量产生或能量储存装置。机器也可以包括能够使用动力源产生或通过其他方式提供的动力而运转的机动装置。在机器的操作过程中，多个机动装置可以向动力源请求动力。有时，因为动力源可能无法满足每个动力请求，所以动力请求可能产生冲突。

如果机动装置所请求的动力超过动力源的可用动力，一些或所有机动装置可能无法接收到足够的动力，且/或动力源可能失效或熄火。动力源失效可能导致机器停机并使得效率下降。将动力智能地分配到机器的不同部分可以帮助减少动力源失效。将动力从动力源智能地分配至机动装置可以涉及确定哪些机动装置将接收到动力以及它们将接收到多少动力。

授权予Obayashi的美国专利No.6,986,398(以下称Obayashi)中说明了一种控制机器的动力分配的尝试。Obayashi公开了一种包括动力储存部分和动力产生部分的动力供给部分。动力供给部分将电力供给至多个车载负载。在可供给的电力的总和小于所需要的电力的总和的情况下，或者在与可供给的电力的总和相关联的电量小于与所需要的电力的总和相关联的电量的情况下，控制部分增大可供给的电力的总和或减小所需要的电力的总和。但是，在一些情况下，当减小所需要的电力的总和时，动力供给部分可能产生不希望的结果。此外，动力供给部分可能无法在提供用于将动力分配至多个车载负载的同时还调整动力产生部分的操作状态使得以希望的方式产生所产生的动力的结构系统。这些缺点可能导致效率低下以及机器性能不高。

所公开的系统和方法旨在克服上述问题中的一个或多个。

发明内容

根据本发明的一个方面，可以提供一种机器。该机器可以包括可操作地联接至动力产生模块的动力产生系统。该机器也可以包括能够从动力产生系统接收动力的动力转换装置。该动力转换装置可以操作地联接至动力要求模块和输出指令模块。机器还可以进一步地包括可操作地联接至动力产生模块、动力要求模块、和输出指令模块的控制系统。控制系统可以包括能够确定动力产生系统能够产生的动力的量的至少一个可用动力模块。控制系统也可以包括能够从可用动力模块和动力要求模块获取输入的动力分配模块，以确定能够分配给动力转换装置的动力的量。控制系统可以进一步地包括能够从动力分配模块和输出指令模块获取输入的动力产生控制模块，以确定动力产生系统在何种操作状况下操作。

根据本发明的另一个方面，可以提供一种用于对动力产生系统产生的动力进行分配的方法。该方法可以包括确定所述动力产生系统能够产生的可用动力。该方法还可以包括从动力转换装置获取动力要求、将可用动力与动力要求进行比较、以及确定分配给动力转换装置的可用动力的量。该方法可以进一步地包括从动力转换装置获取操作状况要求以及确定动力产生系统在何种操作状况下操作。

根据本发明的又一个方面，可以提供一种控制系统。该控制系统可以包括平台、显示装置以及与平台和显示装置通信的处理器。处理器能够确定动力产生系统能够产生的可用动力。处理器还能够获取动力要求。处理器能够进一步地根据动力要求的大小确定能够用于满足动力要求的可用动力的量。处理器还能够进一步地获取操作状况要求，用于要求动力产生系统在一种或多种操作状况下操作。处理器还能够进一步地选择操作状况要求中的至少一个以用作控制动力产生系统的操作的基础。

附图说明

图1是一种示例性的机器的视图。

图2是用于图1中示例性公开的机器的一种示例性控制系统的示意图。

图3是根据本发明的一个方面的一种方法的流程图。

图4A是根据本发明的另一个方面的一种方法的流程图。

图4B是根据本发明的又一个方面的一种方法的流程图。

图5A是图2中的示例性控制系统的一部分的一种替代布置的示意图。

图5B是图2中的示例性控制系统的一部分的另一种替代布置的示意图。

具体实施方式

图1中示出的示例性机器10可以用于在工作场所执行操作。机器10可以包括例如主体12、执行器14、地面接合装置16和车厢18。如图2的示意图所示，机器10也可以包括与主体12、执行器14、地面接合装置16和/或车厢18相关联的动力转换装置20，动力转换装置20能够向机器10提供执行操作的能力。机器10可以进一步地包括动力产生系统22，其能够产生为动力转换装置20提供动力的动力。可以想到，术语“动力”可以广泛地包括电能、受压流体流形式的液压能、转矩和/或发动机转速。机器10可以包括控制系统24，其能够调节动力产生系统22的操作，并且将动力产生系统22所产生的动力智能地分配给动力转换装置20。

动力产生系统22可以包括发动机26和辅助动力源28。动力产生系统22能够产生动力并且/或将能量从一种类型转变为另一种，以帮助满足动力转换装置20的动力需求。例如，发动机26和/或辅助动力源28可以产生机械能、液压能和/或电能以供动力转换装置20使用。

发动机26可以包括能够燃烧燃料(例如汽油、柴油或气体燃料)的内燃发动机。内燃发动机的结构及其具体操作在本领域是公知的。内燃发动机可以在一个或多个燃烧室中燃烧燃料以驱动一个或多个活塞直线运动。一个或多个活塞可以通过连杆与曲轴相联接以将活塞的直线运动传递至曲轴，从而将直线运动转变成旋转运动，即曲轴的旋转。与发动机26的旋转曲轴(未示出)相关联的动力或转矩可以被分配至动力转换装置20。发动机26可以产生的最大量的动力取决于其发动机转速。当在更高的转速下操作时，发动机26有潜力可以产生更大量的动力。如果在特定的发动机转速时动力转换装置20试图从发动机26获取比发动机26能够产生的动力更多的动力，发动机26可能会熄火，导致机器操作中断。通过智能分配可用动力来减少发动机熄火次数可以增加机器的效率。

辅助动力源28可以包括辅助发动机、电池、液压蓄能器和/或任何其他适合的动力源。辅助动力源28能够产生、储存或积蓄动力，并且可以将该动力分配至动力转换装置20。来自辅助动力源28的动力可以对来自发动机26的动力进行补充。与辅助动力源28相关联的标记“...N”表示动力产生系统22可以包括与上述动力源相比额外的、更少的或不同的动力源。动力源的类型和/或数量可取决于机器的类型。上述列出的动力源是示例性的。

动力转换装置20可以包括机器10上的能够将来自发动机26和/或辅助动力源28的诸如动力或转矩的输入转换为诸如地面接合装置16、执行器14的运动、和/或机器10状态的任何其他改变的输出的任何装置。地面接合装置16可以包括车轮总成和/或履带类装置，且执行器14可以包括铲刀、刮刀、铲斗或握持装置。机器10的动力转换装置20可以包括例如驱动泵30、怠速泵32、冷却系统34、辅助泵36以及空调系统38。应当理解，与空调系统38相关联的标记“...N”表示动力转换装置20可以包括与上述列出的相比额外的、更少的和/或不同的组成元件，且上述列出的组成元件是示例性的。此外，动力转换装置20可以是驱动系统、液压致动系统、风扇总成、变速器和/或机器中的任何其他适合的系统的组成元件。

驱动泵30可以可操作地联接至发动机26和/或辅助动力源28。驱动泵30可以是机器10的液压系统(未示出)的一部分，并且能够泵送受压的液压流体经过液压系统以驱动一个或多个机器组成元件，例如执行器14和地面接合装置16。使得驱动泵30能够执行功能的动力可以来自发动机26和/或辅助动力源28。

怠速泵32可以可操作地联接至发动机26和/或辅助动力源28。怠速泵32可以是发动机10的液压系统的一部分，并且能够泵送受压的液压流体经过液压系统。怠速泵32可以对驱动泵30进行补充。例如，如果执行器14空闲并且不需要来自驱动泵30的受压的液压流体，驱动泵30可以切断工作，而怠速泵32可以继续操作，由此可以当操作者要求执行器14运动时立刻向执行器14提供受压液压流体源。怠速泵32可以从发动机26和/或辅助动力源28获取动力。

冷却系统34也可以可操作地联接至发动机26和/或辅助动力源28，并且能够帮助防止发动机26过热。冷却系统34可以包括一个或多个泵和导管，以使冷却液在发动机26中且/或围绕发动机26循环。冷却系统34也可以包括一个或多个风扇或类似的机动装置，以形成空气流。冷却液可以从发动机26吸取热量，当冷却液经过热交换器时空气流可将热量带走。在操作过程中，冷却系统34中的一个或多个泵和风扇可以从发动机26和/或辅助动力源28获取动力。

辅助泵36也可以可操作地联接至发动机26和/或辅助动力源。辅助泵36可以是机器10的辅助流体传输/存储系统的一部分，并且能够泵送诸如冷却液、润滑流体或液压流体的流体经过辅助系统。辅助泵36可以从发动机26和/或辅助动力源28获取动力以进行操作。

空调系统38可以可操作地联接至发动机26和/或辅助动力源28，并且能够从车厢18中排出热量。空调系统38可以包括用于泵送制冷剂的泵(未示出)、用于加压制冷剂的压缩机(未示出)、用于运转制冷循环的本领域公知的冷凝器(未示出)和其他组成元件。空调系统38的泵、压缩机和/或冷凝器可以从发动机26和/或辅助动力源28获取动力。

控制系统24可以包括能够执行与所公开的实施方式一致的过程和方法的任何适合类型的基于处理器的系统。控制系统24可以包括具有能够执行软件程序的一个或多个硬件和/或软件组成元件的平台。示例性的硬件组成元件可以包括中央处理单元、随机存取存储器、只读存储器、储存器、数据库、输入/输出装置、和接口。示例性的软件组成元件可以包括计算机可读媒介，计算机可读媒介带有用于执行与一些所公开的实施方式一致的方法的计算机可执行指令。上述硬件组成元件中的一个或多个可以执行软件，这样可以执行一种或多种操作。应当理解，控制系统24可以包括与上文列出的相比额外的、更少的或不同的组成元件，上文列出的组成元件是示例性的。

控制系统24可以包括可用动力模块40、动力要求模块42、主泵动力要求处理模块44、动力分配模块46、输出指令模块48、动力产生控制模块50和动力产生模块52。

可用动力模块40可以包括发动机可用动力模块54和辅助可用动力模块56。发动机可用动力模块54可以获取与发动机相关的输入，包括例如表示发动机操作状况、转矩、功率、容量和/或转速的信号。信号可以从监控发动机26的一个或多个传感器(未示出)获取。发动机可用动力模块54可以使用与发动机相关的输入以确定发动机26在操作状态下能够产生的总动力。应当理解，在任何给定时刻发动机26能够产生的总动力可以依赖于诸如机器等级、燃料质量和/或发动机转速。发动机可用动力模块54可以产生表示发动机总可用动力的信号。辅助可用动力模块56可以获取与辅助动力源相关的输入，包括例如表示辅助动力源操作状况、电压、电流和/或液压压力的信号。信号可以从用于监控辅助动力源28的一个或多个传感器(未示出)获取。辅助可用动力模块56可以使用与辅助动力源相关的输入来确定辅助动力源28能够产生的总动力，并且可以产生表示总辅助可用动力的信号。应当理解，与辅助可用动力模块56相关联的标记“...N”表示辅助可用动力模块56可以包括与上文示出并说明的相比而言额外的、更少的或不同的可用动力模块。

总发动机动力和总辅助动力可以转送至求和结点57。求和结点57在接收到总发动机动力和总辅助动力时可以将二者相加以得到动力产生系统22的总的联合动力。求和结点57可以将表示总的联合动力的信号转送至动力分配模块46。

动力要求模块42可以联接至动力转换装置20。动力要求模块42可以获取与动力转换装置20相关的输入，包括例如压力、流速、当前的动力使用以及/或期望的动力使用。这些输入可以是用于监控动力转换装置20、机器10和/或诸如洞或堆的外部物体的一个或多个传感器(未示出)产生的信号的形式。信号也可以由机器操作者产生。例如，当操作者操作诸如车厢18中的操纵杆、方向盘或加速踏板的控制装置(未示出)时，可以产生信号以使地面接合装置16、执行器14和/或机器10运动。基于这些输入，动力要求模块42可以产生对来自发动机26和/或辅助动力源28的动力的要求。额外地或替代地，基于这些输入，动力要求模块42可以产生对从发动机26和/或辅助动力源28的发动机转速或流体流量的要求。

也可以想到，动力要求模块42可以包括一个或多个推进控制系统，或者可以形成一个或多个推进控制系统的一部分。牵引控制系统和行驶控制系统(均未示出)是可以用于机器的推进控制系统的两个示例。在具有用于地面接合装置的车轮的机器的操作中，车轮中的一个或多个可能失去牵引并且打滑。牵引控制系统可以监控车轮速度并且能够选择性地使用制动器(未示出)，使得车轮速度与希望的车轮速度相匹配，从而改进牵引并帮助减少打滑。牵引控制系统可以修正来自动力要求模块42的信号，或者可以产生自己的信号以对来自发动机26和/或辅助动力源28的动力、转速或流量进行要求，从而执行前述操作。类似地，行驶控制系统也可以修正来自动力要求模块42的信号，或者可以产生自己的信号以对来自发动机26和/或辅助动力源28的动力、转速或流量进行要求。行驶控制系统可以修正或产生信号以提供选择性地将与执行器14相关联的液压系统与蓄能器(未示出)流体联接，从而形成冲击吸收系统以防止执行器14不规律的骤变和对机器10造成冲击。应当理解，动力要求模块42可以包括本领域技术人员很清楚的额外的或替代的推进控制系统，或者可以形成额外的或替代的推进控制系统的一部分。

与动力要求一起，动力要求模块42也可产生优先级信号。优先级信号可以包括表示动力要求的重要程度的优先级等级。重要程度可基于标准确定。例如，如果特定的动力转换装置(例如制动系统或变速器)要求立即使用动力，与动力转换装置相关联的动力要求模块可以为动力要求指定最高等级优先级来传达该动力要求的重要程度。如果动力转换装置需要用于保护机器10不受损坏或不受过多磨损的动力，与该动力转换装置相关联的动力要求模块可以为动力要求信号指定中间等级优先级来传达该动力要求的重要程度为中等，或者重要程度次于最高等级优先级动力要求。如果动力转换装置需要用于改进或保持机器效率目的的动力，该动力转换装置的动力要求模块可以为该动力要求信号指定最低等级优先级以传达该动力要求的重要程度相对较低，或重要程度低于中间等级优先级的动力要求。优先级等级越高，提供所要求的动力的量的可能性越高。

可以根据与动力要求模块42相关联的动力转换装置20的功能来指定动力要求模块42的优先级信号。例如，如果动力要求模块与作为机器10的制动系统的一部分的动力转换装置相关联，则该动力要求模块可以为其动力要求指定最高等级优先级。另一方面，如果动力要求模块与作为液压致动器的一部分的动力转换装置相关联，则该动力要求模块可以始终为其动力要求指定中间等级优先级。类似地，如果动力要求模块与作为车厢冷却系统的一部分的动力转换装置相关联，则该动力要求模块可以为其动力要求指定最低等级优先级。额外地或替代地，动力分配模块46可以被编程以将特定的动力转换装置与特定的优先级等级相关联。应当理解，在不同的机器中和/或不同的环境下，单个动力转换装置可以具有不同的优先级等级。

在示出的示例性的实施方式中，动力要求模块42可以包括驱动泵动力要求模块60、怠速泵动力要求模块62、冷却系统动力要求模块64、辅助泵动力要求模块66和空调系统动力要求模块68。与空调系统动力要求模块68相关联的标记“...N”表示可以包括额外的、更少的或不同的动力要求模块42。换句话说，列出的动力要求模块42是示例性的，应当理解，对于不同的机器而言动力要求模块42的类型和数量可以不同。

驱动泵动力要求模块60可以获取与驱动泵30相关的输入或信号，包括例如泵排量值、压力、流速、补给速率、当前的动力使用和/或希望的动力使用。驱动泵动力要求模块60可以基于这些输入产生驱动泵动力要求信号。驱动泵动力要求模块60也可以产生表示驱动泵动力要求的重要程度的优先级信号。

怠速泵动力要求模块62可以与怠速泵32通信。怠速泵动力要求模块62可以获取与怠速泵32相关的输入或信号，包括例如泵排量值、压力、流速、补给速率、当前的动力使用和/或希望的动力使用。怠速泵动力要求模块62可以使用这些信号产生怠速泵动力要求信号。怠速泵动力要求模块62也可以向发动机26和/或辅助动力源28要求动力，使得怠速泵32可以持续地泵送流体。与怠速泵动力要求信号一起，怠速泵动力要求模块62还可以产生表示怠速泵动力要求的重要程度的优先级信号。

驱动泵30和怠速泵32可以在机器10中相同的或相关的液压系统中工作。因此，驱动泵30和怠速泵32可以合作以提供要求量的受压流体以执行操作。如果驱动泵30供应的受压流体的流速增加，则怠速泵32供应的受压流体的流速可以降低，使得能够在不产生过多的受压流体流的条件下实现要求量的受压流体流。如果驱动泵30提供的动力下降，则可以增加怠速泵32提供的动力，使得能够实现要求量的受压流体流。因此，驱动泵30和怠速泵32可以可操作地连接，使得一个可以对另一个的强或弱进行补偿。可以使用主泵动力要求处理模块44来执行驱动泵30和怠速泵32之间的合作。

主泵动力要求处理模块44可以获取驱动泵动力要求模块60和怠速泵动力要求模块62产生的动力要求和优先级。主泵动力要求处理模块44可以将动力要求和优先级进行比较，并且可以调整其中的一个或两个以实现驱动泵30的操作与怠速泵32的操作之间的适当的平衡。例如，主泵动力要求处理模块44还可以选择性地调整驱动泵动力要求和/或怠速泵动力要求，使得来自怠速泵动力要求模块62和驱动泵动力要求模块60的联合动力要求是足够的。额外地或替代地，主泵动力要求处理模块44可以调整驱动泵动力要求和/或怠速泵动力要求，使得来自驱动泵动力要求模块60和怠速泵动力要求模块62的联合动力要求不超过操作者可以利用车厢18中的控制器(未示出)设置的值的范围。

冷却系统动力要求模块64可以与冷却系统34通信。冷却系统动力要求模块64可以获取与冷却系统34相关的输入，包括例如温度读数、泵排量值、压力、流速、补给速率、当前的动力使用和/或期望的动力使用。这些输入可以是用于监控冷却系统34的一个或多个传感器(未示出)所产生的信号的形式。可以想到，信号可以由用于监控机器10内或周围或外部环境中的一个或多个位置处的温度的一个或多个传感器(未示出)所产生。还可以想到，信号可以由在车厢18内使用温度计或类似装置来监控发动机温度的操作者产生。冷却系统动力要求模块64可以使用信号来确定冷却系统34所要求的动力的量，并且可产生对来自发动机26和/或辅助动力源28的动力的要求。与动力要求一起，冷却系统动力要求模块64也可以指定表示动力要求的重要程度等级的优先级。

辅助泵动力要求模块66可以与辅助泵36通信。辅助泵动力要求模块66可以获取与辅助泵36相关的输入，包括例如泵排量、压力、流速、补给速率、当前的动力使用和/或期望的动力使用。这些输入可以是由用于监控辅助泵36的一个或多个传感器(未示出)产生的信号的形式。基于这些信号，辅助泵动力要求模块66可以产生对来自发动机26和/或辅助动力源28的动力的要求。辅助泵动力要求模块66也可以为动力要求指定表示动力要求重要程度的优先级。

空调系统动力要求模块68可以与空调系统38通信。空调系统动力要求模块68可以获取与空调系统38相关的输入，包括例如温度读数、泵排量、压力、流速、补给速率、当前动力使用和/或期望的动力使用。输入可以采用由用于监控空调系统38的一个或多个传感器(未示出)所产生的信号的形式。还可以想到，信号也可以由用于监控车厢18内的温度或者外部环境温度的一个或多个传感器(未示出)产生。还可以想到，调节车厢18内的温度的操作者使用手柄、开关或类似装置可以产生信号。空调系统动力要求模块68可以使用信号来确定空调系统38要求的动力的量，并且可以产生对来自发动机26和/或辅助动力源28的动力的要求。空调系统动力要求模块68也可以指定表示动力要求的重要程度等级的优先级。

动力分配模块46可以获取总的联合动力、动力要求和/或所指定的优先级。动力分配模块46可以将动力要求相加以确定总的要求的动力。动力分配模块46可以将总的要求的动力与总的联合动力进行比较。如果总的联合动力满足或超过总的要求的动力，所有的动力转换装置20可以接收到由其相关联的动力要求模块42所要求的动力。如果总的联合动力不足，动力分配模块可以基于动力要求的大小以及/或它们指定的优先级对总的联合动力进行智能分配。为了分配动力，动力分配模块46可以产生一个或多个动力分配信号。动力分配信号可以表示基于动力分配模块46的确定应当被分配至动力转换装置的动力的量。图4A和图4B中示出了动力分配模块46可以使用的方法的说明。如果动力要求模块42产生取代动力要求或除动力要求外的速度或流量要求，动力分配模块46可以接收该速度或流量要求，并且可以基于速度或流量要求以及/或指定给其的优先级智能地分配总的联合动力。换句话说，图4A和图4B中所说明的方法可以使用速度或流量要求取代动力要求来执行。

动力转换装置20可以设置有输出指令模块48。输出指令模块48可以包括驱动泵输出指令模块70、怠速泵输出指令模块72、冷却系统输出指令模块74、辅助泵输出指令模块76以及空调系统输出指令模块78。也可以提供反向流动控制泵输出指令模块(未示出)。每个输出指令模块48能够产生使动力产生系统22在一个操作状况或一系列操作状况下操作的要求。与空调系统输出指令模块78相关联的标记“...N”表示可以包括额外的、更少的或不同的输出指令模块。换句话说，输出指令模块48的列表是示例性的，应当理解，对于不同的机器，输出指令模块48的类型和数量可以变化。

输出指令模块48可以从动力分配模块46获取动力分配信号。动力分配信号可以表示动力转换装置20可以从动力产生系统22接收的动力的量。输出指令模块48可以将这些动力量转发至各自的动力转换装置20，或者可以以其他方式启动动力从动力产生系统22到动力转换装置20的传递。动力转换装置20使用的动力不能多于动力分配模块46向输出指令模块48提供的可用动力。

输出指令模块48能够储存并读取说明动力转换装置的操作与动力产生系统的操作之间的一种或多种关系的信息。例如，信息可以说明动力产生系统22的一种操作状况，该操作状况可以适于向动力转换装置20中的一个提供一定量的动力。可以想到，因为每个动力转换装置20可以根据动力分配模块46执行的分配策略接收不同的量的动力，信息可以包括对于每个动力转换装置20的多个不同的动力水平的适合的操作状况。当输出指令模块48从动力分配模块46获取动力分配信号时，每个输出指令模块48可以确定动力产生系统22适于产生由其动力分配信号所规定的动力的量的操作状况。每个输出指令模块48可以产生操作状况要求，要求动力产生系统22在确定的操作状况下操作。适合的操作状况可以是帮助机器效率、机器响应、减少排放、冷却、后处理和/或降低噪声的操作状况。

每个输出控制模块48也可以为其操作状况要求指定优先级。优先级可以表示操作状况要求的重要程度。可以根据标准确定重要程度。例如，如果诸如制动系统或变速器的特定的动力转换装置需要动力产生系统22立刻在特定的操作状况下操作，则与该动力转换装置相关联的输出指令模块可以为该操作状况要求指定最高等级优先级以传达其重要程度。如果动力转换装置需要动力产生系统22在特定的操作状况下操作以保护机器10不受损坏或不受过多的磨损和损伤，与该动力转换装置相关联的输出指令模块可以为该操作状况要求指定中间等级优先级，以传达其重要程度为中等或重要程度低于最高等级优先级动力要求。如果动力转换装置需要动力产生系统22在特定的操作状况下操作以保持或改进机器的操作，则动力转换装置的输出指令模块可以为该操作状况要求指定最低等级优先级，以传达其重要程度相对较低，或重要程度低于中间等级优先级的动力要求。优先级等级越高，要求的操作状况被执行的可能性越高。

输出指令模块48所指定的优先级等级可以根据与输出指令模块48相关联的动力转换装置20的功能来指定。例如，如果输出指令模块与作为机器10的制动系统的一部分的动力转换装置相关联，该输出指令模块可以为其操作状况要求指定最高等级优先级。另一方面，如果输出指令模块与作为液压致动器的一部分的动力转换装置相关联，则输出指令模块可以向其操作状况要求指定中间等级优先级。类似地，如果输出指令模块与作为车厢冷却系统的一部分的动力转换装置相关联，则该输出指令模块可以为其操作状况要求指定最低等级优先级。额外地或替代地，动力产生控制模块50可以被编程以将特定的优先级等级与特定的动力转换装置联系起来。应当理解，单个动力转换装置在不同的机器和/或不同的环境中可以具有不同的优先级等级。

动力产生控制模块50可以从输出指令模块48获取操作状态要求。额外地或替代地，动力产生控制模块50可以获取指定给来自输出指令模块48的操作状况要求的优先级。基于操作状况要求和/或其指定的优先级，动力产生控制模块50可以选择性地调整发动机26和/或辅助动力源28的操作状况。为了达到这一点，动力产生控制模块50可以产生发动机动力产生控制要求和/或辅助动力产生控制要求以实现操作状况。

动力产生模块52可以包括与发动机26相关联的发动机动力产生模块80和与辅助动力源28相关联的辅助动力产生模块82。发动机动力产生模块80可以从动力产生控制模块50获取发动机动力产生控制要求。基于发动机动力产生控制要求信号，发动机动力产生模块80可以产生发动机动力产生信号。发动机动力产生信号可以指示发动机26和/或用于控制发动机操作的一个或多个装置开始进入由发动机动力产生控制模块80规定的一种或多种操作状况。类似地，辅助动力产生模块82可以从动力产生控制模块50获取辅助动力产生控制要求，并且可以产生辅助动力产生信号以指示辅助动力源28和/或用于控制辅助动力源28的操作的一个或多个装置开始进入由辅助动力产生控制模块82所规定的一种或多种操作状况。与辅助动力产生控制模块82相关联的标记“...N”表示根据机器的类型可以包括额外的、更少的或不同的动力产生控制模块。

误差识别模块59可以通过求和结点57与发动机可用动力模块54和辅助可用动力模块56通信。误差识别模块59可以考虑与发动机26、辅助动力源28和/或动力转换装置20相关联的误差值。例如，当这些模块产生信号表示要求或产生200kW的动力时，该值可能具有与其相关的例如加或减20kW的误差。如果不考虑误差，可用动力和/或动力要求可能是基于不准确或不正确的值，因此自身可能是不准确或不正确的。误差识别模块59可以从输出指令模块48和动力产生模块52接收信号，并且可以通过在求和结点58处引入误差调整来修正总的联合动力以补偿误差。

图5A示出了一种替代的误差识别模块设置，其中至少一个误差识别模块59调整求和结点57上游的总的可用发动机动力和/或总的可用辅助动力，使得求和结点57可以提供修正过的用于发动机可用动力模块54和辅助可用动力模块56的总的联合动力。图5B示出又一种替代的误差识别模块设置，其中至少一个误差识别模块59调整来自发动机可用动力模块54和辅助可用动力模块56的总的联合动力，和/或来自另一个可用动力模块61的可用动力，使得求和结点57可以提供修正过的总的联合动力。另一个可用动力模块61中的标记“...N”表示根据机器的类型可以包括额外的、更少的或不同的可用动力模块。应当理解，也可以使用其他的误差识别模块设置，且误差识别模块59可以在发动机可用动力模块54、辅助可用动力模块56或任何其他的可用动力模块61与动力分配模块46之间任何适合的点处引入误差调整。此外，还应当理解，误差识别模块59可以考虑包括在动力转换装置20或动力产生系统22内但是不与模块40、42和48或模块52中的元件相关联的装置。例如，空调系统38可以可操作地联接至发动机26，但是，相关联的模块68和78可以不存在。在该示例中，模块59将考虑空调系统38正消耗的动力。

现在将参照图3说明用于在机器10内进行整合动力控制的示例性方法146。方法146可以使用上述控制系统24的元件来执行。

方法146可以开始(步骤148)，进行确定动力产生系统22能够产生的可用动力的步骤(步骤150)。下一步骤可以包括从动力转换装置20获取动力要求(步骤152)。额外地或替代地，可以从动力转换装置20获取发动机转速或流体流量要求。可以使用与动力转换装置20相关联的动力要求模块42来进行通信。可以在可用动力与动力、转速和/或流量要求之间进行比较(步骤154)。基于比较结果，可以确定应当分配至动力转换装置20的可用动力的量(步骤156)。可以从输出指令模块48获取操作状况要求(步骤158)，并且可以确定动力产生系统22应当在何种操作状况下运行(步骤160)。然后可以终止方法146(步骤162)。

现在将参照图4A说明用于机器10的整合动力控制的另一种示例性方法84。可以使用上述控制系统24的元件来执行方法84。方法84可以开始(步骤86)，由可用动力模块40执行处理。发动机可用动力模块54可以获取与发动机相关的输入(步骤88)并且使用这些输入来确定发动机26可以产生的总的动力(步骤90)。辅助可用动力模块56可以获取与辅助动力源相关的输入(步骤92)，并且可以使用与辅助动力源相关的输入来确定辅助动力源28可以产生的总的动力(步骤94)。总的发动机动力和总的辅助动力可以在求和结点57处相加以计算总的联合动力(步骤99)。动力分配模块46可以从动力要求模块42获取动力要求(步骤96)和指定给动力要求的动力要求优先级等级(步骤98)，并且可以将动力要求相加以计算总的要求动力(步骤100)。

动力分配模块46可以获取总的联合动力和总的要求动力，并且可以将两个值进行比较以确定总的联合动力是否满足或超过总的要求动力(步骤102)。如果总的联合动力满足或超过总的要求动力(是)，则动力分配模块46可以进行动力分配或启动动力分配以满足所有动力转换装置20的要求(步骤104)。动力分配模块46可以通过产生动力分配信号来执行动力分配，动力分配信号可以由输出指令模块48获取。动力分配信号可以表示有足够的总的联合动力以满足所有动力转换装置20的要求。因此动力输出指令模块48可以产生的动力输出指令，启动要求量的动力至动力转换装置20的传递。

如果总的联合动力不满足总的要求动力(否)，则动力分配模块46可以智能地在动力转换装置20之间分配总的联合动力。为了实现这一点，动力分配模块46可以根据动力要求所指定的优先级等级来对动力要求进行分组(步骤106)。动力分配模块46可以将总的联合动力与具有最高等级优先级的动力要求的和进行比较，以确定总的联合动力是否满足或超过最高等级优先级的动力要求的和(步骤108)。如果总的联合动力满足或超过最高等级优先级动力要求的和(是)，则动力分配模块46可以进行或启动总的联合动力的分配以满足每个具有最高等级优先级动力要求的动力转换装置20的要求(步骤110)。如果总的联合动力不满足最高等级优先级动力要求的和(否)，则动力分配模块46可以进行或启动将总的联合动力到每个具有最高等级优先级动力要求的动力转换装置20的比例分配(步骤112)。

例如，假如总的联合动力为10个单元的动力。例如驱动泵30的第一动力转换装置可能通过驱动泵动力要求模块60要求10个单元的动力。驱动泵30可能需要所要求的动力立刻将机器10移出行进路线，因此，该要求可以被指定最高等级优先级。例如辅助泵36的第二动力转换装置可能通过辅助泵动力要求模块66要求90个单元的动力。辅助泵36可能出于类似的理由而需要所要求的动力，因此，该要求也可以被指定最高等级优先级。动力分配模块46可以确定，在所有最高等级优先级的动力要求中，第一动力转换装置(在该假设中为驱动泵30)所要求的动力构成总数的十分之一，而第二动力转换装置(辅助泵36)所要求的动力构成总数的十分之九。因此，动力分配模块46可以将总的联合动力的十分之一(即1个单元的动力)分配给驱动泵30，将总的联合动力的十分之九(即9个单元的动力)分配给辅助泵36。因为没有剩余可用动力，所以任何中间等级优先级的动力要求和任何最低等级优先级的动力要求将不能满足。

应当理解，可以根据下述公式来确定将总的联合动力分配给动力要求被指定为与其他动力转换装置要求具有相同的优先级等级的每个动力转换装置的部分：P_P＝P_C×(P_R/P_T)。在该等式中，P_P可以表示总的联合动力中应当被分配至动力转换装置的部分，P_C可以表示总的联合动力，P_R可以表示动力转换装置要求的动力，且P_T可以表示指定有相同的优先级等级的所有动力转换装置所要求的动力的和。

在满足了最高等级优先级动力要求之后，动力分配模块46可以确定总的联合动力是否有任何剩余，且剩余的总的联合动力是否满足或超过中间等级优先级的动力要求的和(步骤114)。如果剩余的总的联合动力满足或超过中间等级优先级的动力要求的和(是)，则动力分配模块46可以分配或启动分配剩余的总的联合动力以满足每一个具有中间等级优先级动力要求的动力转换装置20的要求(步骤116)。如果剩余的总的联合动力不满足中间等级优先级的动力要求的和(否)，则动力分配模块46可以进行或者启动将剩余的总的联合动力到每个具有中间等级优先级动力要求的动力转换装置20的比例分配(步骤118)。

在满足了中间等级优先级动力要求之后，动力分配模块46可以进行或者启动将任何剩余的总的联合动力的比例分配，以满足每个具有最低等级优先级动力要求的动力转换装置20的要求(步骤120)。额外地或替代地，动力分配模块46可以被编程以根据作为动力要求的来源的动力转换装置的类型自动地对动力要求进行分组。

如图4B所示，动力输出指令模块48可以从动力分配模块46获取动力分配信号，并且动力输出指令模块48可以根据动力分配信号识别发动机26和/或辅助动力源28适于产生分配的动力量的操作状况。因此，动力输出指令模块48可以产生操作状况要求和/或优先级等级。动力产生控制模块50可以从动力输出指令模块48获取操作状况要求(步骤122)和/或优先级等级(步骤124)。输出指令模块48可以提出发动机26和辅助动力源28能够帮助改进效率、排放、冷却、后处理和/或降低噪声的操作状况。动力产生控制模块50可以根据操作状况要求的优先级等级对操作状况要求进行分组(步骤126)。

动力产生控制模块50可以选择发动机26和/或辅助动力源28的操作状况，例如通过选择那些能够满足最多数量的最高优先级等级的操作状况要求的操作状况。也可以想到，动力产生控制模块50也可以计算作为多个最高优先级等级的操作状况要求之间折中方案的平均操作状况。动力产生控制模块50可以通过产生说明所选择的操作状况的动力产生控制要求来实现所选择的操作状况(步骤128)。

动力产生控制模块50也可以通过选择在不与任何最高优先级等级操作状况要求相干涉或冲突的情况下满足最多数量的中间优先级等级操作状况要求的那些操作状况来选择发动机26和/或辅助动力源28的操作状况。中间优先级等级操作状况要求也可以被平均。动力产生控制模块50可以通过产生说明所选择的操作状况的动力产生控制要求信号来实现所选择的操作状况(步骤130)。

动力产生控制模块50也可以通过选择在不与任何最高或中间优先级等级操作状况要求相干涉的情况下满足最多数量的最低优先级等级操作状况要求的那些操作状况来选择发动机26和/或辅助动力源28的操作状况。额外地或替代地，可以对最低优先级等级操作状况要求进行平均。动力产生控制模块50可以通过产生说明所选择的操作状况的动力产生控制要求来实现所选择的操作状况(步骤132)。额外地或替代地，动力产生控制模块50可以不考虑优先级等级，并且可以被编程以根据操作状况要求来自的动力转换装置的类型对操作状况要求进行分组。

发动机动力产生模块80和辅助动力产生控制模块82可以获取动力产生控制要求(步骤134)。发动机动力产生模块80可以根据发动机动力产生控制要求来产生发动机动力产生指令(步骤136)。发动机动力产生指令可以指示发动机26根据在步骤128至步骤132中确认的操作状况操作。发动机动力产生指令可以被发送至发动机26(步骤138)。辅助动力产生控制模块82可以根据辅助动力产生控制要求产生辅助动力产生指令(步骤140)。辅助动力产生指令可以指示辅助动力源28根据在步骤128至步骤132中确认的操作状况操作。辅助动力产生指令可以被发送至辅助动力源28(步骤142)。在指令被发送至发动机26和辅助动力源28之后，方法84可以终止(步骤144)。

发动机可用动力模块54可以从发动机动力产生模块80获取发动机动力产生指令信号，并且可以使用该指令作为输入以确定在方法84的下一个循环中发动机26的可用动力。类似地，辅助可用动力模块56可以从辅助动力产生模块82获取辅助动力产生指令，并且可以使用该指令作为输入以确定在方法84的下一个循环中辅助动力源28的可用动力。

工业实用性

所公开的控制系统24可以适用于具有依赖于共用的动力源的多个动力转换装置的总成。控制系统24可以特别适用于在机器中将动力从动力产生系统22智能地分配至动力转换装置20。

控制系统24可以将动力智能地分配至动力转换装置20，分配方式能够帮助保证重要程度更高的动力要求比重要程度更低的动力要求更有可能被满足。这可以帮助保证更高效和更有效地使用动力，且当有必要时动力转换装置能够得到动力。智能分配也能够通过保证动力转换装置20不试图获取比可用动力更多的动力来减少发动机熄火的出现。

控制系统24也可以智能地确定动力产生系统22在何种操作状态下操作。这样，控制系统可以确保以适当的方式产生动力。例如，控制系统24可以帮助保证动力产生系统22可以在高效率的状态、或有益于排放、冷却、后处理和/或降低噪声的状态下操作。额外地，当机器10移入工作场所、或在工作场所之间移动、或从一种操作转向另一种操作时，控制系统24可以连续地操作，使得控制系统24即使在瞬变的状况下也能够智能地分配动力和设置操作状况。

本领域技术人员将很清楚，在不脱离本发明的范围的情况下可以对所公开的系统和方法进行多种变型和修正。额外地，通过对说明书的考虑，所公开的系统和方法的其他实施方式对于本领域技术人员来说也是很清楚的。说明书和示例仅意于作为示例性的，本发明的真正范围由权利要求书及其等价物表示。

Claims (10)

1.一种用于对动力产生系统(22)产生的动力进行分配的方法，包括：

确定所述动力产生系统(22)能够产生的可用动力；

从动力转换装置(20)获取动力要求；

将所述可用动力与所述动力要求进行比较；

确定分配给所述动力转换装置(20)的所述可用动力的量；

从所述动力转换装置(20)获取操作状况要求；以及

确定所述动力产生系统(22)应在何种操作状况下操作。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括指示所述动力产生系统(22)在所述操作状况下操作。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括从所述动力转换装置(20)获取动力产生系统速度要求和动力产生系统流量要求中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定分配的所述可用动力的量包括考虑所述动力要求的大小。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定分配的所述可用动力的量还包括为所述动力要求中的每一个指定最高等级优先级、中间等级优先级和最低等级优先级中的一个。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定分配的所述可用动力的量还包括将所述可用动力与最高等级优先级的动力要求的和、中间等级优先级的动力要求的和、以及最低等级优先级的动力要求的和中的至少一个进行比较。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定分配的所述可用动力的量还包括仅当所述最高等级优先级的动力要求被满足时将所述可用动力与所述中间等级优先级的动力要求的和进行比较。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定分配的所述可用动力的量还包括仅当所述最高等级优先级的动力要求和所述中间等级优先级的动力要求被满足时将所述可用动力与所述最低等级优先级的动力要求的和进行比较。

9.一种控制系统(24)，其能够执行根据权利要求1至8中任一项所述的步骤。

10.一种机器(10)，其能够执行根据权利要求1至8中任一项所述的步骤。

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