[0002] 液压挖掘机作为一种主要工程机械设备其应用越来越广泛，但由于其负载变化大、柴油机工作点波动严重，造成柴油机燃油消耗恶劣。混合动力技术对工程机械的开发有着重要意义，可缩小工作点波动范围，使转速波动幅值下降，现有柴油机的多工作点控制策略利用电池“削峰填谷”作用，将柴油机的工作模式分为低、中、高功率三种工作点模式，有效控制工作点波动，但也存在如下缺点：柴油机不能实时与负载匹配，存在滞后；在中、低功率工作点时，柴油机工作在非经济区；柴油机转速还是存在小范围波动。
[0003] 专利内容
[0004] 本发明目的是解决混合动力挖掘机柴油机与发电/电动机不能实时与负载匹配，存在滞后，在中、低负载工作点时燃油消耗率较经济区大大增加以及混合动力柴油机转速小范围波动的技术问题。
[0005] 本发明的技术方案：具有定转速及变排量柴油机的混合动力工程机械控制方法，所述混合动力工程机械包括具有柴油机定转速工作的混合动力挖掘机，其特征是包括下述：
[0006] （1）、在控制器中增加基于前馈补偿的柴油机负载预测，实时将负载所需功率反馈到整车控制器上，由整车控制器计算负载所需扭矩值；
[0007] （2）、在定转速n1 r/min条件下，根据柴油机全部气缸工作时的柴油机万有特性曲线选取最佳燃油点作为a点，所对应的输出扭矩为Ta；根据柴油机停小于50％气缸后的柴油机万有特性曲线选取最佳燃油点作为b点，所对应的输出扭矩为Tb；根据柴油机停一半缸后的柴油机万有特性曲线选取最佳燃油点作为c点，所对应的输出扭矩为Tc；
[0008] （3）、根据a、b、c三点所对应的扭矩大小Ta、Tb、Tc划分四个区间，扭矩区间[0，Tc]对应小负载，扭矩区间[Tc，Tb]对应中小负载，扭矩区间[Tb，Ta]对应中大负载，扭矩大于Ta对应大负载；
[0009] （4）、根据负载所需扭矩以及电荷量（即SOC值）大小确定控制策略即变排量柴油机工作方式（不停缸或一个或几个气缸停止工作）与电动机工作模式；
[0010] （5）、为了消除混合动力调速偏差，通过前馈对柴油机转速进行提前补偿，使柴油机转速保持恒定。
[0011] 控制策略：
[0012] 若负载在大负载区间时，柴油机气缸不停缸，工作在最佳燃油点a点，负载所需功率=柴油机提供功率+电动机功率；
[0013] 若负载在中大负载区间且电荷量小于40％时，柴油机气缸不停缸，工作在最佳燃油点a点，柴油机提供功率=负载所需功率+发电机功率；
[0014] 若负载在中大负载区间且电荷量大于40％时，柴油机气缸停缸数小于50%气缸，工作在对应的最佳燃油点b点，负载所需功率=柴油机提供功率+电动机功率；
[0015] 若负载在中小负载区间且电荷量小于40％时，柴油机气缸停缸数小于50%气缸，工作在对应的最佳燃油点b点，柴油机提供功率=负载所需功率+发电机功率；
[0016] 若负载在中小负载区间且电荷量大于40％时，柴油机50%气缸停缸，工作在对应的最佳燃油点c点，负载所需功率=柴油机提供功率+电动机功率；
[0017] 若负载在小负载区间时，柴油机50%气缸停缸，工作在对应的最佳燃油点c点；
[0018] 所述定转速前馈补偿的方法，是在柴油机处加一个电机，可微调油门开度，控制器根据前馈的负载信号以及SOC值决定柴油机工作点，然后根据柴油机工作点求出为了消除混合动力调速偏差，柴油机所需输出的额外功率，得出节气门的补偿转角，给电机信号，驱动控制电机使节气门达到最佳开度位置，提前补偿，使柴油机转速保持恒定。
[0019] 本发明采用压力传感器、流量计测量液压泵位置的压力和流量，实现基于前馈补偿的柴油机负载预测，及时反馈到整车控制器得出负载所需功率，减缓滞后。
[0020] 在中、小负载时，采用柴油机变排量，即一个或几个气缸停止工作，通过减少工作气缸的数目，提高工作气缸的负荷率，使柴油机工作在（或接近）经济高效区。
[0021] 在定转速n1 r/min条件下，根据柴油机全部气缸工作时柴油机万有特性曲线选取最佳燃油点作为a点，根据柴油机停小于50％气缸后柴油机万有特性曲线选取最佳燃油点作为b点，根据柴油机停50％缸后柴油机万有特性曲线选取最佳燃油点作为c点。
[0022] 负载所需扭矩区间（大扭矩、中大扭矩、中小扭矩、小扭矩）是根据a、b、c三点确定后进行划分。
[0023] 带前馈补偿的混合动力系统可以缩小柴油机转速波动区间，但是还会有一个小范围波动△n，在柴油机处加一个电机，可微调油门开度，控制器根据前馈的负载信号以及SOC值决定柴油机工作点，然后根据柴油机工作点求出为了消除混合动力调速偏差，柴油机所需输出的额外功率，得出节气门的补偿转角，给电机信号，驱动控制电机使节气门达到最佳开度位置，提前补偿，使柴油机转速保持恒定。
[0024] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0025] 1、带前馈补偿的系统可以使控制策略与负载变化及时匹配；
[0026] 2、中、小负载采用变排量技术（一个或几个气缸停止工作），并在变排量技术基础上确定柴油机最佳燃油点可有效降低燃油消耗；
[0027] 3、对混合动力转速波动进行前馈补偿，可使柴油机转速基本保持恒定。
