專(zhuān)利名稱(chēng)：用于將車(chē)載設(shè)備與車(chē)輛混合動(dòng)力系相結(jié)合的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將動(dòng)力輸出裝置與機(jī)動(dòng)車(chē)輛控制系統(tǒng)相結(jié)合，尤其涉及在內(nèi)燃機(jī)/電力混合車(chē)輛平臺(tái)中擴(kuò)展功能、簡(jiǎn)化系統(tǒng)更改、改進(jìn)穩(wěn)健性、并優(yōu)化燃料的使用。
背景技術(shù)：
使用混合型車(chē)輛底盤(pán)來(lái)支承動(dòng)力輸出(PTO)裝置，諸如塔吊(俗稱(chēng)“車(chē)載式吊車(chē)”)、垃圾車(chē)、液體燃料運(yùn)輸車(chē)等是相當(dāng)新穎的。對(duì)PTO裝置的控件的結(jié)合，特別是以最佳地利用車(chē)輛的節(jié)油的方式的結(jié)合尚未引起注意。如果PTO裝置的控件僅僅是常規(guī)車(chē)輛中所攜帶的，則系統(tǒng)不會(huì)有最佳操作性，并且系統(tǒng)將仍然高度不靈活。
許多現(xiàn)代車(chē)輛都裝有車(chē)載計(jì)算機(jī)、局部控制器和控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛控制的大多數(shù)方面。在由International Truck and Engine Corporation設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售的車(chē)輛中，電氣系統(tǒng)控制器(“ESC”)實(shí)現(xiàn)車(chē)載計(jì)算機(jī)的功能?；ハ嗤ㄐ挪⑴cESC通信的局部控制器分發(fā)數(shù)據(jù)、并請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)控制的局部編程的基本操作。
在一常規(guī)車(chē)輛中，通常只有車(chē)輛的引擎能符合PTO裝置所需的動(dòng)力需求。該引擎，通常是能以高速公路速度推動(dòng)車(chē)輛的內(nèi)燃機(jī)，被設(shè)計(jì)成提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)PTO裝置所需的功率，因此在車(chē)輛支持PTO操作時(shí)未以最佳方式操作。問(wèn)題在吊塔車(chē)輛的環(huán)境中更嚴(yán)重，其中車(chē)輛在PTO操作期間并不移動(dòng)，且PTO操作本身僅僅是應(yīng)操作人員要求不定期進(jìn)行的。如果引擎一直運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)由于引擎空轉(zhuǎn)同時(shí)等待操作人員輸入且產(chǎn)生寄生損失而浪費(fèi)許多燃料。在某些類(lèi)型的混合配置中，用于使車(chē)輛從待機(jī)啟動(dòng)的牽引電機(jī)可用于支持PTO。電機(jī)承受比熱機(jī)少得多的寄生損失，并且需要相對(duì)較小的功率輸入來(lái)產(chǎn)生過(guò)量的輸出。然而，僅僅應(yīng)用牽引電機(jī)來(lái)支持PTO操作并不是一件簡(jiǎn)單的事。任何操作方案都必須考慮電池充電狀態(tài)，并在需要時(shí)能從熱機(jī)支持PTO操作。
為PTO操作裝備的現(xiàn)有技術(shù)車(chē)輛通常包括繼電器陣列和延伸硬接線來(lái)支持裝置。這使得車(chē)輛難以更改，并容易有硬件故障。系統(tǒng)的更復(fù)雜混合控件是這種車(chē)輛，特別是來(lái)自不同制造商的混合車(chē)輛的主要子系統(tǒng)。例如，在吊塔—本申請(qǐng)考慮的混合車(chē)輛中，Eaton Corp.提供牽引電機(jī)、變速器、變速器控制器、混合控制器、鋰離子電池、齒輪選擇控制器和逆變器；International Truck and Engine提供車(chē)載計(jì)算機(jī)、引擎，并將組件裝入車(chē)輛；裝載底盤(pán)上的PTO裝置可來(lái)自眾多源，盡管吊塔的較佳源是Altec Industries，它提供電磁控制液壓閥、接近開(kāi)關(guān)、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、電機(jī)、繼電器、螺線管和燈。
Eaton子系統(tǒng)由安裝在International底盤(pán)上的模塊化子組件組成。除非是耦合的，否則這些子組件以及大部分International底盤(pán)系統(tǒng)并不了解安裝在底盤(pán)上的PTO裝置發(fā)生了什么。
然而，這些系統(tǒng)知道這些是絕對(duì)必要的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)裝在變速箱上的PTO和支承底盤(pán)電氣架構(gòu)在適當(dāng)時(shí)間向裝在底盤(pán)上的PTO裝置提供水勢(shì)和電勢(shì)達(dá)適當(dāng)時(shí)段，以支持精確的裝置功能是它們的工作。相反，出于同樣的理由，這些系統(tǒng)需要與先前分配的裝在底盤(pán)上的PTO裝置通信。由該通信間隙產(chǎn)生的問(wèn)題有兩層。第一個(gè)問(wèn)題是安裝在底盤(pán)上的PTO裝置無(wú)法與數(shù)據(jù)鏈接架構(gòu)上的其它控制器通信。第二個(gè)問(wèn)題是如果安裝在底盤(pán)上的PTO裝置具有通信裝置，則會(huì)傳送什么消息以及它們?nèi)绾胃袷交?？此外，?chē)輛數(shù)據(jù)總線上的什么系統(tǒng)在它相關(guān)于其它控制模塊及其相關(guān)聯(lián)組件時(shí)將在數(shù)據(jù)鏈接上收聽(tīng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提供了一種裝有動(dòng)力輸出操作附件的油電混合車(chē)。油電混合車(chē)包括鏈接其車(chē)載計(jì)算機(jī)的一條常規(guī)公用數(shù)據(jù)總線、以及至少兩條(優(yōu)選為至少三條)的輔助數(shù)據(jù)總線。一條輔助數(shù)據(jù)總線使變速箱控制器與混合系統(tǒng)控制器和變速箱齒輪選擇控制器互相鏈接，并向公用數(shù)據(jù)總線提供通路。另一輔助控制器鏈接用于PTO附件控制的一般可編程模塊和車(chē)載計(jì)算機(jī)，而車(chē)載計(jì)算機(jī)又向公用數(shù)據(jù)總線提供通路。又一輔助數(shù)據(jù)總線連接在開(kāi)關(guān)組和車(chē)載計(jì)算機(jī)之間，而車(chē)載計(jì)算機(jī)又向公用數(shù)據(jù)總線提供通路。
動(dòng)力輸出操作附件的控制被結(jié)合于一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊(RPM)。RPM是車(chē)載計(jì)算機(jī)/電氣系統(tǒng)控制器(ESC)通過(guò)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(本文中為專(zhuān)用的J1939數(shù)據(jù)鏈接接口)的擴(kuò)展。然后ESC執(zhí)行對(duì)動(dòng)力輸出操作附件的控制和通信。用這種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)鏈接架構(gòu)的公用部分上的其它控制器的結(jié)合。
數(shù)據(jù)鏈接架構(gòu)上這些可變組件的包括其精確功能的結(jié)合通過(guò)優(yōu)選使用International Truck and Engine的Diamond LogicTMBuilder(DLB)軟件配置工具實(shí)現(xiàn)的軟件來(lái)達(dá)到。該結(jié)合和控制策略將基本混合系統(tǒng)、變速箱、自動(dòng)離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)和PTO附件功能考慮在內(nèi)，從而允許它們根據(jù)特定的一組靈活的和一直改變的要求以共生關(guān)系工作。最廣泛意義上的要求必須通過(guò)靈活軟件而非一組特定的功能要求利用通過(guò)駐留在商用、或其它定制車(chē)輛底盤(pán)上的數(shù)據(jù)鏈接系統(tǒng)將混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合到安裝TEM底盤(pán)上的裝置的方法/策略。
控制裝置通過(guò)特定車(chē)輛專(zhuān)用的、并可隨時(shí)間改變的編程來(lái)最后決定，該車(chē)輛獲得了靈活性并且增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)健性。此外，PTO附件的通電可用使燃油使用最少的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在正常情形中采用了混合車(chē)輛牽引電機(jī)，以提供用于PTO操作的動(dòng)力。通常使用所儲(chǔ)備的電能。該電能通常表示從再生制動(dòng)儲(chǔ)備的動(dòng)力。然而，它還可表示在內(nèi)燃機(jī)在其動(dòng)力輸出超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)動(dòng)力的即時(shí)需求的水平上運(yùn)行的任何時(shí)候所儲(chǔ)備的動(dòng)力。響應(yīng)于電池的低電荷狀態(tài)的表示，可運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)以支持PTO操作，但這么做時(shí)它以最佳輸出運(yùn)行，且所輸出的過(guò)度動(dòng)力轉(zhuǎn)而產(chǎn)生作儲(chǔ)備的電力。因而發(fā)動(dòng)機(jī)僅短暫地并在其最佳動(dòng)力水平上運(yùn)行，從而最小化寄生損失的影響。
其它效果、特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下的說(shuō)明書(shū)中顯而易見(jiàn)。


相信是本發(fā)明特征的新穎特征在所附權(quán)利要求中闡述。然而，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)通過(guò)引用一說(shuō)明性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明本身、以及一種最佳使用模式、其它目的和優(yōu)點(diǎn)將得到最佳的理解，在附圖中圖1是用于將操作人員置于各個(gè)上升位置的車(chē)載升降臺(tái)組件的簡(jiǎn)化視圖。
圖2是用于裝有PTO應(yīng)用的混合型車(chē)輛的車(chē)輛控制系統(tǒng)的高級(jí)示圖。
圖3A-3G是車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)圖。
圖4示出由控制器用于總線/數(shù)據(jù)鏈接之間通信的轉(zhuǎn)換例程的位置和特征。
圖5是示出本發(fā)明一較佳實(shí)施例的操作的高級(jí)流程圖。
圖6是示出本發(fā)明一較佳實(shí)施例的操作的高級(jí)流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參看附圖、特別是圖1，示出了移動(dòng)式升降臺(tái)車(chē)輛1的一個(gè)示例。該移動(dòng)式升降臺(tái)車(chē)輛1包括裝于車(chē)輛后部的平臺(tái)上的升降臺(tái)單元2。該升降臺(tái)單元2包括通過(guò)樞軸互相連接的下吊桿3和上吊桿4。該下吊桿3又安裝成基于支柱6和可旋轉(zhuǎn)支架7在車(chē)輛平臺(tái)上旋轉(zhuǎn)?？尚D(zhuǎn)支架7包括用于下吊桿3的一端的繞軸旋轉(zhuǎn)安裝件8。桶5被固定在上吊桿4的自由端，并在將桶升至工作區(qū)域時(shí)支承工作人員。桶5通過(guò)樞軸附于吊桿4的自由端，以一直保持水平取向。升降單元9連接在支架7與下吊桿3之間。樞軸連接件1O將單元9的下吊桿汽缸11連接到支架7。汽缸連桿12從汽缸11伸出，并通過(guò)樞軸13連接到吊桿3。下吊桿汽缸單元9連接到提供適當(dāng)液壓油的加壓源，該加壓源使組件得以升降。如下所述，加壓液壓油的主源最好是自動(dòng)變速箱。
下吊桿3的外端互連到上吊桿4的下方樞軸端。樞軸16使下吊桿3的外端與上吊桿4的樞軸端互連。上吊桿補(bǔ)償汽缸單元或組件17連接在下吊桿3與上吊桿4之間，用于圍繞樞軸16移動(dòng)上吊桿，以相對(duì)于下吊桿3圍繞樞軸16定位上吊桿。上吊桿補(bǔ)償汽缸單元17被構(gòu)建成允許上吊桿4相對(duì)于下吊桿3獨(dú)立移動(dòng)，并提供兩吊桿之間的補(bǔ)償移動(dòng)，以升高上吊桿和下吊桿。從與單元9一樣的源中向單元17提供加壓液壓油。
參看圖2，示出了向車(chē)輛1提供控制和燃油使用管理的控制系統(tǒng)21的高級(jí)示圖。電氣系統(tǒng)控制器24—一類(lèi)車(chē)載計(jì)算機(jī)—通過(guò)公用數(shù)據(jù)鏈路18鏈接到各個(gè)局域控制器，這些局域控制器又在大多數(shù)車(chē)輛1的功能上實(shí)現(xiàn)了直接控制。電氣系統(tǒng)控制器(ESC)24還可直接連接到選定的輸入和輸出。如圖所示，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)輸入、剎車(chē)踏板位置輸入和停車(chē)剎車(chē)位置傳感器被連接以向ESC 24提供信號(hào)。在一些實(shí)施例中，液面?zhèn)鞲衅鬏斎牒陀烷T(mén)位置輸入也可向ESC 24提供信號(hào)。來(lái)自駕駛室內(nèi)的PTO操作控件的信號(hào)可使用駕駛室內(nèi)開(kāi)關(guān)組56來(lái)實(shí)現(xiàn)。駕駛室內(nèi)開(kāi)關(guān)組56經(jīng)由符合SAEJ1708標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路64連接到ESC 24。數(shù)據(jù)鏈路64是低波特率數(shù)據(jù)連接，通常為9.7K波特的數(shù)量級(jí)。除ESC 24之外的4個(gè)主要局域控制器被示為連接到公用數(shù)據(jù)鏈路18。這些控制器是發(fā)動(dòng)機(jī)控制器46、變速箱控制器42、油表控制器58和防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)控制器50。數(shù)據(jù)鏈路18最好用于公用控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)的符合SAEJ1939標(biāo)準(zhǔn)的總線，并且目前支持最高達(dá)250k波特的數(shù)據(jù)傳輸?？梢岳斫?，其它控制器也可安裝在車(chē)輛1上與數(shù)據(jù)鏈路18通信。常規(guī)的ABS控制器50控制剎車(chē)52的應(yīng)用，并接收來(lái)自傳感器54的輪速傳感器信號(hào)。輪速經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路18報(bào)告并由變速箱控制器42監(jiān)視。
車(chē)輛1最好是使用動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)20的油電混合車(chē)，其中牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32與發(fā)動(dòng)機(jī)28相諧調(diào)地連接。與其它混合設(shè)計(jì)一樣，該系統(tǒng)旨在取回車(chē)輛的慣性動(dòng)力以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)20是提供本發(fā)明中優(yōu)點(diǎn)的混合設(shè)計(jì)的一特定變體。發(fā)動(dòng)機(jī)28的操作還旨在直接支持PTO操作，并用來(lái)生成用于儲(chǔ)備的電能。這樣，在用于直接支持PTO操作時(shí)(或者可能在要求發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的任何其它時(shí)間)發(fā)動(dòng)機(jī)28在其最佳動(dòng)力輸出水平上運(yùn)行。牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32用于在減速期間通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)輪26驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32來(lái)取回車(chē)輛動(dòng)能。發(fā)動(dòng)機(jī)28可用來(lái)提供發(fā)電的動(dòng)力，以發(fā)電并操作PTO系統(tǒng)22、向驅(qū)動(dòng)輪26提供動(dòng)力、或提供動(dòng)力并運(yùn)行發(fā)電機(jī)發(fā)電。當(dāng)PTO系統(tǒng)22是一升降臺(tái)單元2時(shí)，在車(chē)輛移動(dòng)時(shí)它就不可能進(jìn)行操作，且本文的描述中假設(shè)實(shí)際上將需要車(chē)輛停止，但在發(fā)生這種情形時(shí)仍可存在其它PTO應(yīng)用。在這些情形下，使用足夠的發(fā)電機(jī)容量，預(yù)期電力發(fā)電、動(dòng)力產(chǎn)生和PTO操作可并發(fā)。
動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)20響應(yīng)于牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32被車(chē)輛動(dòng)力反饋驅(qū)動(dòng)，來(lái)提供動(dòng)能的取回。這些正負(fù)牽引電機(jī)作用之間的轉(zhuǎn)換由混合控制器48檢測(cè)和管理。牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32在制動(dòng)期間通過(guò)逆變器36產(chǎn)生施加于儲(chǔ)備電池34的電?；旌峡刂破?8查看ABS控制器50的數(shù)據(jù)鏈接通信量，來(lái)確定如果啟動(dòng)了再生制動(dòng)，則再生動(dòng)力制動(dòng)是否會(huì)增加或增強(qiáng)輪子滑動(dòng)狀況。變速箱控制器42檢測(cè)數(shù)據(jù)鏈接18上的這種通信量，并將其轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，以施加于數(shù)據(jù)鏈路68上的混合控制器48。牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32在制動(dòng)期間產(chǎn)生通過(guò)混合逆變器36施加于鋰離子儲(chǔ)備電池34的電。某些電能可從混合逆變器中轉(zhuǎn)移，以通過(guò)DC/DC逆變器62保持對(duì)常規(guī)12伏DC底盤(pán)電池60的充電。
電池34是鋰離子電池，并且最好是車(chē)輛1的唯一動(dòng)力儲(chǔ)備系統(tǒng)。鋰離子電池用于42伏DC動(dòng)力系統(tǒng)。在撰寫(xiě)本申請(qǐng)時(shí)的車(chē)輛中，許多12伏應(yīng)用仍然通用，且車(chē)輛1裝有一并行12伏系統(tǒng)，以支持這些系統(tǒng)。該可能的并行系統(tǒng)為簡(jiǎn)單說(shuō)明起見(jiàn)并未示出?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)的12伏DC電機(jī)車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)、以及12伏6節(jié)鉛酸電池已使用了幾十年，并且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的。包括這種并行系統(tǒng)將允許使用被設(shè)計(jì)成用于電機(jī)車(chē)輛的便于使用的和便宜的組件，諸如用于照明的白熾燈。否則將非理想地考慮由12伏組件引入的重量問(wèn)題和額外的復(fù)雜性。
牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32可通過(guò)經(jīng)由逆變器36從電池34中提取動(dòng)力來(lái)用于推動(dòng)車(chē)輛1，它提供3相340伏均方根值功率。電池34有時(shí)被稱(chēng)為牽引電池，以區(qū)分它與用來(lái)向各個(gè)車(chē)輛系統(tǒng)提供能量的輔助12伏鉛酸電池60。高載重車(chē)輛與常規(guī)車(chē)輛相比易于展現(xiàn)差得多的來(lái)自混合移動(dòng)的增益。所儲(chǔ)備的電能的較佳使用是向PTO系統(tǒng)22供電。此外，牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32用于在啟動(dòng)位置點(diǎn)火時(shí)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)28。在一些情形中，發(fā)動(dòng)機(jī)28用于驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32，且變速箱38處于空擋，以產(chǎn)生用于對(duì)電池34再充電的電，和/或嚙合到PTO系統(tǒng)22，以產(chǎn)生用于對(duì)電池34再充電的電、并操作PTO系統(tǒng)22。這將響應(yīng)于重PTO系統(tǒng)22使電池34的電荷變低而發(fā)生。通常發(fā)動(dòng)機(jī)28具有比操作PTO系統(tǒng)22所需的大得多的輸出。結(jié)果，用它來(lái)全部時(shí)間地直接運(yùn)行PTO系統(tǒng)22由于發(fā)動(dòng)機(jī)引起的寄生損失而極為低效。更大的效率是這樣獲得的接近于其額定輸出地運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)22以對(duì)電池34再充電，然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，并使用電池34來(lái)向牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32供電以操作PTO系統(tǒng)22。升降臺(tái)單元2常常僅由工人偶發(fā)地用于重新定位桶5，從而避免發(fā)動(dòng)機(jī)22的浪費(fèi)空轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)22周期性地以有效速度運(yùn)轉(zhuǎn)，以在僅當(dāng)電池34需要時(shí)將電池再充電成充電狀態(tài)。電池34的充電狀態(tài)由混合控制器48確定，該混合控制器48在數(shù)據(jù)鏈路68上將該信息傳送給變速箱控制器42。變速箱控制器42又可請(qǐng)求ESC 24通過(guò)消息使發(fā)動(dòng)機(jī)28嚙合到ESC 24，而ESC 24則向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器46發(fā)送動(dòng)力請(qǐng)求信號(hào)(以及啟動(dòng)和停止信號(hào))。發(fā)動(dòng)機(jī)28的可用性可取決于某些編程(或硬接線)互鎖，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)罩位置。
動(dòng)力傳送系統(tǒng)20包括與自動(dòng)離合器30諧調(diào)連接的發(fā)動(dòng)機(jī)28，該自動(dòng)離合器30允許在發(fā)動(dòng)機(jī)不需要?jiǎng)恿虿恍枰獙?duì)電池34重新充電時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)28與動(dòng)力傳送系統(tǒng)的其余部分?jǐn)嚅_(kāi)。自動(dòng)離合器直接耦合到牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32，該牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32又連接到變速器38。變速箱38又用來(lái)將來(lái)自牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32的能量施加到PTO系統(tǒng)22或驅(qū)動(dòng)輪26。變速箱38是雙向的，并且可用于將來(lái)自驅(qū)動(dòng)輪26的能量傳送回牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32。牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32可用于向變速箱38提供動(dòng)能(單獨(dú)地或連同發(fā)動(dòng)機(jī)28)。當(dāng)用作發(fā)電機(jī)時(shí)牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)向逆變器36供電，而逆變器36提供用于對(duì)電池34再充電的直流。
控制系統(tǒng)21實(shí)現(xiàn)控制元件的合作以實(shí)現(xiàn)剛剛所述的操作。ESC 24接收與油門(mén)位置、剎車(chē)踏板、點(diǎn)火狀態(tài)相關(guān)的輸入和來(lái)自用戶的PTO輸入，并將這些傳送給變速箱控制器42，該變速箱控制器42又將它們傳送給混合控制器48?；旌峡刂破?8基于可用電池充電狀態(tài)確定對(duì)動(dòng)力的請(qǐng)求。具有ESC 24的混合控制器48產(chǎn)生用于施加到數(shù)據(jù)鏈路48的適當(dāng)信號(hào)，以指示發(fā)電機(jī)控制器46開(kāi)關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)28，或者在發(fā)動(dòng)機(jī)28開(kāi)動(dòng)時(shí)指示以什么功率輸出來(lái)運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。變速箱控制器42控制自動(dòng)離合器30的嚙合。變速箱控制器42還響應(yīng)于變速箱按鈕控制器72控制變速箱38的狀態(tài)，確定變速箱齒輪所處位置、或變速箱是否要將驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞給驅(qū)動(dòng)輪26、或作為PTO系統(tǒng)22的一部分的液壓泵(或僅僅是向PTO系統(tǒng)22傳送加壓液壓油，其中變速箱38用作液壓泵)、或者變速箱是否處于空擋。
PTO控制通過(guò)一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊(RPM)來(lái)實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊數(shù)據(jù)鏈接到專(zhuān)用于ESC的擴(kuò)展輸入/輸出模塊，該ESC被編程為使用它們。RPM 40用作PTO控制器，并提供PTO設(shè)備22所需的、以及來(lái)自(和到)升降臺(tái)單元2的硬接線輸出70和硬接線輸入66。來(lái)自升降臺(tái)單元2的移動(dòng)請(qǐng)求和位置報(bào)告施加于專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路74以傳輸?shù)紼SC 24，它將它們轉(zhuǎn)換成對(duì)其它控制器的特定請(qǐng)求，例如對(duì)PTO動(dòng)力的請(qǐng)求。ESC 24還被編程為通過(guò)PTO設(shè)備22中的RPM 40來(lái)控制閥狀態(tài)。遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊在授讓給本發(fā)明受讓人的美國(guó)專(zhuān)利6,272,402中更全面地描述，并通過(guò)引用全部結(jié)合于此。在撰寫(xiě)‘402專(zhuān)利時(shí)，現(xiàn)在稱(chēng)為“遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊”的稱(chēng)為“遠(yuǎn)程接口模塊”。
變速箱控制器和ESC 24都用作各數(shù)據(jù)鏈接之間的入口和/或轉(zhuǎn)換設(shè)備。專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路68和74在基本上比公用數(shù)據(jù)鏈路28更高的波特率上運(yùn)行，并且因此對(duì)從一個(gè)鏈接到另一個(gè)鏈接傳送的消息提供緩沖。此外，消息可能必須重新格式化，或者一鏈路上的消息可能需要第二鏈路上的另一類(lèi)消息，例如數(shù)據(jù)鏈路74上的移動(dòng)請(qǐng)求可轉(zhuǎn)換成從ESC 24到變速箱控制器42的變速?lài)Ш险?qǐng)求。數(shù)據(jù)鏈路18、68和74都是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，并符合SAEJ1939協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路64符合SAEJ1708協(xié)議。
圖4示出ESC 24和變速箱控制器42提供消息轉(zhuǎn)換表格224、242，解釋邏輯124、142，以及消息緩沖324、342，用于在一數(shù)據(jù)鏈路上發(fā)生請(qǐng)求由僅耦合到另一數(shù)據(jù)鏈路的控制器作出響應(yīng)的通信。變速箱控制器42和ESC 24因而提供4條數(shù)據(jù)總線之間的相互操作。數(shù)據(jù)鏈路68是由Eaton Corporation制造的混合變速箱控制器系統(tǒng)的一部分，并且不形成本發(fā)明的一部分。實(shí)際上，ESC 24和變速箱控制器42可用作通路，將消息從一個(gè)通道傳送到另一通道，或者取決于該消息，可基于該消息執(zhí)行操作并向特定控制器相連的任一或全部數(shù)據(jù)鏈路發(fā)出響應(yīng)消息。
圖3A-G是一系列狀態(tài)圖，示出發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、電池和變速箱的組合模式，以達(dá)到本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)。如上所述，高載重機(jī)動(dòng)車(chē)輛與低載重轎車(chē)相比，從使用來(lái)自制動(dòng)的再生動(dòng)力的儲(chǔ)備中獲益較少。然而，當(dāng)這些車(chē)輛被用作運(yùn)送用于工作場(chǎng)地的裝置并向其供電的可移動(dòng)平臺(tái)時(shí)，由于車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)與該應(yīng)用的失配，再生動(dòng)力有利地可用于向PTO裝置供電。對(duì)任一給定車(chē)輛的特定編程對(duì)該車(chē)輛是唯一的。
圖3A示出車(chē)輛1的直接混合電力模式，其中電池34是PTO系統(tǒng)22的唯一電源。發(fā)動(dòng)機(jī)28處于關(guān)閉模式(100)。自動(dòng)離合器30脫開(kāi)(102)，因此沒(méi)有在牽引電機(jī)/發(fā)電器32與發(fā)動(dòng)機(jī)28之間傳送。相反牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32從電池34中提取電力(放電模式108)，并操作為電機(jī)104，以按需向變速箱38提供電機(jī)扭矩。變速器38連上齒輪(106)，以向驅(qū)動(dòng)輪26或PTO系統(tǒng)22提供驅(qū)動(dòng)扭矩。
圖3B示出車(chē)輛1的發(fā)動(dòng)機(jī)/電池操作模式，其中電池34和發(fā)動(dòng)機(jī)28供電以產(chǎn)生由PTO系統(tǒng)22使用的驅(qū)動(dòng)扭矩，或者更可能地推動(dòng)車(chē)輛1。發(fā)動(dòng)機(jī)28運(yùn)行(120)向自動(dòng)離合器30提供發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，從而自動(dòng)離合器30嚙合(122)。自動(dòng)離合器30向作為電機(jī)操作的牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32提供扭矩(124)，從而從電池34中提取電力并補(bǔ)充由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩。電機(jī)(124)和運(yùn)行電動(dòng)機(jī)(120)的組合扭矩被施加于齒輪連上變速箱(126)，該變速箱又向驅(qū)動(dòng)輪26提供了驅(qū)動(dòng)扭矩。這種操作模式期望用于硬加速的情形，或者車(chē)輛1用于需要高扭矩操作的狀況的其它情形。總動(dòng)力輸出通常大大超過(guò)來(lái)自PTO系統(tǒng)22的任何可能需求。
圖3C示出車(chē)輛1的電動(dòng)機(jī)/電池操作模式，其中電動(dòng)機(jī)28提供產(chǎn)生由PTO系統(tǒng)22使用的驅(qū)動(dòng)扭矩、或推動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力，并且產(chǎn)生向電池34再充電(148)的電力。電動(dòng)機(jī)28運(yùn)行(140)，從而向自動(dòng)離合器30提供電動(dòng)機(jī)扭矩，該自動(dòng)離合器30因而嚙合(142)。自動(dòng)離合器30向牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32提供扭矩，該牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32作為發(fā)電機(jī)操作(144)，以向電池34提供再充電電流(電池再充電模式148)。運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)(140)的組合扭矩減去由發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)加的負(fù)載(144)施加于齒輪連上變速箱(146)，該變速箱又向驅(qū)動(dòng)輪26或PTO系統(tǒng)22提供了驅(qū)動(dòng)扭矩。在電池34已表示低電荷狀態(tài)且車(chē)輛燃油儲(chǔ)備足以允許繼續(xù)PTO操作時(shí)，將期望該操作模式。所儲(chǔ)備的燃油可低至引發(fā)中斷重新充電和禁止PTO操作，而非裝載PTO系統(tǒng)。
圖3D示出車(chē)輛1的發(fā)動(dòng)機(jī)/電池操作模式，其中電動(dòng)機(jī)28作為發(fā)動(dòng)機(jī)剎車(chē)(160)操作，且車(chē)輛的慣量提供用于再生儲(chǔ)備于電池34的電力的驅(qū)動(dòng)扭矩?？身憫?yīng)于電池34接近滿電荷的表示、或者因?yàn)橛蒃SC 24感應(yīng)的剎車(chē)位置所指示的制動(dòng)要求表示剎車(chē)要求超過(guò)了電池34接受電力的能力而使用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)(160)。慣性扭矩施加于齒輪連上變速箱(166)，該變速箱將再生扭矩施加于以發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行(164)的牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32。電力以再充電模式返回到電池34(168)。剩余扭矩由嚙合離合器162傳送到作為發(fā)電機(jī)剎車(chē)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)28(160)。
圖3E示出車(chē)輛1的純?cè)偕苿?dòng)模式，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的慣量提供用于再生儲(chǔ)備于電池34的電力的驅(qū)動(dòng)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)28關(guān)閉(180)且自動(dòng)離合器30脫開(kāi)(182)。響應(yīng)于檢測(cè)到剎車(chē)踏板的壓下、或者來(lái)自速度控制系統(tǒng)的超速指示，慣性扭矩被施加于齒輪連上變速箱(186)，該變速箱將再生扭矩施加于以發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行(184)的牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32。電力以再充電模式返回到電池34(188)。理論上諸如在從升高的升降臺(tái)單元2恢復(fù)能量的情形中從PTO系統(tǒng)22恢復(fù)能量是可能的。然而，可用于恢復(fù)的能量的量在升降臺(tái)單元2中被視為太小，從而不能驗(yàn)證所涉及控制中的復(fù)雜性?？刂茖⒉坏貌徽{(diào)節(jié)升高的升降臺(tái)單元的勢(shì)能的恢復(fù)、以及控制升降臺(tái)單元2的載貨或重新定位所需的能量的轉(zhuǎn)移。
圖3F示出一發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模式。這可在車(chē)輛1啟動(dòng)時(shí)發(fā)生，或響應(yīng)于PTO操作期間電池的低電荷狀態(tài)的表示而發(fā)生。發(fā)動(dòng)機(jī)28轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄(200)，且自動(dòng)離合器30脫開(kāi)(202)，以從電機(jī)向發(fā)動(dòng)機(jī)傳送起動(dòng)扭矩(204)。變速箱38換成空擋(206)，從而如果PTO系統(tǒng)嚙合，則暫時(shí)中斷動(dòng)力向PTO系統(tǒng)22的輸送。當(dāng)PTO系統(tǒng)22嚙合時(shí)，適當(dāng)?shù)难舆t或安全步驟可被編程為防止PTO系統(tǒng)22在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄(200)之前的不便中斷。通常向操作人員提供警報(bào)，并且必要時(shí)互鎖可嚙合以防止吊塔的非期望移動(dòng)、或PTO操作的非期望中斷。所涉及的特定狀況取決于特定應(yīng)用，但通常會(huì)與用于本應(yīng)用的互鎖相同。
圖3G示出電池再充電(228)，通常如在PTO操作和隨后的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄的中斷期間所發(fā)生的。該操作狀態(tài)是結(jié)合圖3C所述內(nèi)容描述的模式的替代，并在電池再充電時(shí)，最好是發(fā)動(dòng)機(jī)以其最有效負(fù)載運(yùn)行(220)時(shí)保持PTO操作的中斷。扭矩從運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)(220)施加于嚙合的自動(dòng)離合器(222)，并通過(guò)離合器施加于作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行的牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32(224)。電力被用于電池再充電(228)。處于空擋的變速箱不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩(226)。
圖5和6提供裝有塔吊的車(chē)輛1的控制系統(tǒng)20的操作的高級(jí)縱覽，作為本發(fā)明在特定環(huán)境中應(yīng)用的一個(gè)示例。盡管控制被視為流程圖形式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，操作步驟可分布在若干控制器上，且流程圖不直接表示在單個(gè)設(shè)備上執(zhí)行的單個(gè)程序，而是通過(guò)若干邏輯處理器的合作實(shí)現(xiàn)的操作步驟。對(duì)于塔吊2的操作，較佳的是車(chē)輛1固定，盡管對(duì)于一些類(lèi)型的車(chē)輛和PTO應(yīng)用，這并非是必要的。因而第一步驟涉及確定車(chē)輛1是否固定。ABS控制器50經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路18報(bào)告輪速，該輪速由變速箱控制器42讀取，如步驟500所示。監(jiān)視變速箱按鈕控制器72和變速箱38的驅(qū)動(dòng)軸的變速箱控制器42確定是否選擇了空擋，以及驅(qū)動(dòng)軸是否具有零輸出。變速箱控制器42在步驟502報(bào)告在車(chē)輛輪速為零之后變速箱38處于空擋，驅(qū)動(dòng)軸輸出為零，并且選定齒輪處于中位。在步驟504，ESC 24讀取變速箱處于空擋，并確定是否已設(shè)置了停車(chē)制動(dòng)。如果是，則ESC 24報(bào)告車(chē)輛1處于其固定模式，從而允許使用升降臺(tái)單元2的請(qǐng)求。如果步驟500、502或504中的任一個(gè)的結(jié)果為否，則程序返回到步驟500繼續(xù)監(jiān)視。換言之，ESC 24經(jīng)由公用數(shù)據(jù)鏈路18看到Eaton變速箱控制器42轉(zhuǎn)換成“空檔”當(dāng)前齒輪狀態(tài)，以及車(chē)速為“0”mph。ESC 24還看到停車(chē)制動(dòng)經(jīng)由來(lái)自底盤(pán)接線的硬接線輸入設(shè)置成“導(dǎo)通”。
可以理解，這里可添加對(duì)PTO操作的其它要求，例如它可要求ESC 24經(jīng)由公用數(shù)據(jù)鏈路18報(bào)告蓋子閉合，如從與ESC 24的硬接線連接確定。給定混合牽引系統(tǒng)運(yùn)行的高電壓，這可以是安全措施所需的。盡管PTO操作預(yù)期牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32的操作，但混合控制器48可因?yàn)殡姵貭顟B(tài)表示對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)28操作的需求，該需求可經(jīng)由變速箱控制器42傳送回ESC 24，而ESC 24又向發(fā)動(dòng)機(jī)28要嚙合的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器46發(fā)出信號(hào)。(重要的是存在蓋子閉合信號(hào)，從而自動(dòng)離合器和牽引電機(jī)不會(huì)啟動(dòng)非預(yù)期發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄/在蓋子開(kāi)啟且有人在蓋子下面工作時(shí)發(fā)動(dòng)。)如果牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)電池的充電狀態(tài)落于28％的充電狀態(tài)之下，則啟動(dòng)340伏牽引電池的再充電循環(huán)。ESC不讀取或控制牽引電池的充電狀態(tài)。由于電池的低充電狀態(tài)，ESC只會(huì)告知Eaton混合系統(tǒng)不關(guān)閉離合器或啟動(dòng)牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)。
一旦車(chē)輛1處于固定模式，則允許塔吊單元2的PTO操作。如上所述，在其它應(yīng)用中可能并不需要具有固定車(chē)輛。在步驟508，等待對(duì)PTO操作的駕駛室內(nèi)請(qǐng)求(通常使用開(kāi)關(guān)組56輸入并經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路64施加于ESC 24)。只要未接收到該請(qǐng)求，執(zhí)行循環(huán)就沿著NO分支回到步驟500。一旦作出PTO請(qǐng)求，操作執(zhí)行就繼續(xù)到步驟510。如果不符合PTO操作的條件，則可向操作人員提供該事實(shí)的指示。在步驟510，ESC 24在公共數(shù)據(jù)鏈路18上報(bào)告PTO請(qǐng)求，從中可由變速箱控制器42讀取該請(qǐng)求。變速箱控制器42將因此經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路68警告混合控制器48(步驟512)。在步驟514，變速箱控制器42將經(jīng)由公共數(shù)據(jù)鏈路18報(bào)告對(duì)PTO操作的動(dòng)力可用性。在步驟516，ESC 24被指示為使PTO設(shè)備22和RPM 40通電。特別是，ESC 24通過(guò)命令RPM之一的12伏輸出設(shè)定成最大值20 amps，對(duì)公共數(shù)據(jù)鏈路表示作出響應(yīng)，變成“導(dǎo)通”。這樣，只要上述所有條件保持不變，“主動(dòng)力”源被提供給PTO裝置22。
現(xiàn)在參看圖6，描述PTO附件操作。只要“機(jī)器啟用”條件保持為如根據(jù)結(jié)合圖5所述并由步驟602所反映的操作所確定，且主動(dòng)力呈現(xiàn)為用于PTO裝置22，則光纖收發(fā)器系統(tǒng)將如步驟604所示地通電。隨著安裝在塔吊2的上限控制上的塔吊操縱控制桿的觸發(fā)器(未示出)的按下，光纖信號(hào)應(yīng)通過(guò)塔吊的上下絕緣吊桿部分3、4向下傳送，然后它將通過(guò)硬接線輸入66轉(zhuǎn)換成離散的12伏信號(hào)，并發(fā)送給RPM的40個(gè)輸入之一。在步驟608，指示由ESC 24通過(guò)專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路64接收RPM的40個(gè)輸入之一上的12伏信號(hào)。
響應(yīng)于操縱桿移動(dòng)，ESC 24產(chǎn)生一公共數(shù)據(jù)鏈路18信號(hào)，命令混合控制器48(通過(guò)變速箱控制器42)激活牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32。該響應(yīng)的特征易于有一些細(xì)微差別，涉及避免液壓沖擊、并涉及確定何時(shí)操作人員已停止請(qǐng)求移動(dòng)。廣而言之，只要ESC 24看到在適當(dāng)RPM 40輸入端上的塔吊操縱桿的12伏請(qǐng)求，ESC 24就將繼續(xù)傳送公共數(shù)據(jù)鏈路18信號(hào)，以便激活牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32。然而，一旦該信號(hào)停止進(jìn)入RPM 40輸入端，則缺少信號(hào)在ESC 24軟件中解釋為操作人員放開(kāi)了操縱桿的觸發(fā)器。ESC 24將繼續(xù)向混合控制器48發(fā)送公共數(shù)據(jù)鏈路18信號(hào)，以保持牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32的操作達(dá)可調(diào)時(shí)間間隔。ESC 24保持該信號(hào)的原因是為了防止操作人員在塔吊的液壓系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生瞬時(shí)沖擊/壓力波，而快速重新激活牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)32。這種瞬變會(huì)引起塔吊的正常平滑操作中的微妙到極端的波動(dòng)。
出于這些原因，同時(shí)當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)/發(fā)電機(jī)32驅(qū)動(dòng)PTO裝置22的PTO/液壓泵時(shí)，ESC 24監(jiān)視安裝在塔吊2的液壓系統(tǒng)的返回側(cè)的液壓變換器(未示出)。ESC24軟件執(zhí)行復(fù)雜運(yùn)行的過(guò)濾器功能，這將補(bǔ)償因熱和環(huán)境溫度改變(也通過(guò)傳感器監(jiān)視，該傳感器為簡(jiǎn)單起見(jiàn)未示出)引起的黏度變化。這種復(fù)雜功能最終判定操作人員不再請(qǐng)求、或作出任何液壓系統(tǒng)要求。在這些情形中，該ESC停止向Eaton混合控制器發(fā)送用以請(qǐng)求激活驅(qū)動(dòng)電機(jī)/發(fā)電機(jī)操作的公共數(shù)據(jù)鏈路消息。結(jié)果，牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)PTO，并等待ESC的下一命令。這些步驟反映在流程圖中，其中在步驟614，ESC被指示為獲取操作數(shù)據(jù)。在步驟616，ESC 24被指示為起動(dòng)過(guò)濾器功能。在步驟618，反映操縱桿移動(dòng)信號(hào)的出現(xiàn)并考慮過(guò)濾功能的結(jié)果，操作人員請(qǐng)求被確認(rèn)或不確認(rèn)(“否”分支)。如果得到確認(rèn)(“是”分支)，則表示執(zhí)行步驟620，它是發(fā)給變速箱控制器42(以及隱含的混合控制器48)的請(qǐng)求，用以使?fàn)恳姍C(jī)/發(fā)電機(jī)32通電。步驟622反映對(duì)過(guò)濾功能的狀態(tài)和操縱桿位置信號(hào)的繼續(xù)監(jiān)視，以確定是否仍然在請(qǐng)求塔吊單元2的移動(dòng)。如果為否，則執(zhí)行步驟624以刪除對(duì)牽引電機(jī)32操作的請(qǐng)求。處理沿著“是”分支從步驟622、或在步驟624之后返回到步驟602，作為必須保持PTO啟用的表示?？梢岳斫?，如果不保持PTO啟用，則刪除牽引電機(jī)通電請(qǐng)求。
本發(fā)明允許混合技術(shù)在相對(duì)較重車(chē)輛中的有利應(yīng)用，從而節(jié)約了燃油并允許熱力發(fā)動(dòng)機(jī)在使用時(shí)在能量級(jí)別上運(yùn)行，從而最小化污染物的產(chǎn)生或最優(yōu)化燃油使用。
盡管本發(fā)明僅以其形式之一顯示，它并不因而受到限制，但它易于進(jìn)行各種改變和更改，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)-電力混合車(chē)輛，包括動(dòng)力輸出系統(tǒng)；熱力發(fā)動(dòng)機(jī)；牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)；離合器，用于使所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)彼此選擇性地嚙合和脫開(kāi)；變速箱，耦合到所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)、并機(jī)械地耦合到所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)用于扭矩的雙向傳輸，所述變速箱具有包括空擋狀態(tài)和扭矩耦合狀態(tài)的多個(gè)操作模式；電池，用于向作為電機(jī)操作的所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)供電，并在所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)操作時(shí)從所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)中接收能量；逆變器，連接在所述電池與所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)之間，用于調(diào)節(jié)所述電池與所述牽引電機(jī)發(fā)電機(jī)之間的能流；控制系統(tǒng)，用于選擇性地嚙合和脫開(kāi)所述離合器，用于選擇所述變速箱的操作模式，并響應(yīng)于對(duì)所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)的通電和操作的請(qǐng)求，用于從所述電池向所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)通電；所述控制系統(tǒng)包括車(chē)載計(jì)算機(jī)、變速箱控制器、至少一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊、混合控制器、用于所述車(chē)載計(jì)算機(jī)與所述變速箱控制器之間通信的公共數(shù)據(jù)鏈路、用于所述變速箱控制器與所述混合控制器之間通信的第一專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路、以及用于所述至少第一遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊和車(chē)載計(jì)算機(jī)之間通信的第二專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路，其中所述遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊連接到所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)以向其提供控制信號(hào)、并從中接收控制和數(shù)據(jù)輸入，所述車(chē)載計(jì)算機(jī)和所述至少第一遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊產(chǎn)生用于所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)的控制信號(hào)，且所述車(chē)載計(jì)算機(jī)產(chǎn)生對(duì)所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)的動(dòng)力請(qǐng)求，并將其施加于所述公共數(shù)據(jù)鏈路上，從所述公共數(shù)據(jù)鏈路中由所述變速箱控制器讀取所述動(dòng)力請(qǐng)求，并且所述動(dòng)力請(qǐng)求經(jīng)由所述第一專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路傳送給所述混合控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)-電力混合車(chē)輛，其特征在于，還包括所述變速箱控制器和所述車(chē)載控制器被編程為對(duì)于選定信號(hào)作為連接到相應(yīng)裝置的數(shù)據(jù)鏈路之間的通路進(jìn)行操作。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)-電力混合車(chē)輛，其特征在于，還包括用于使所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)通電的開(kāi)關(guān)控件；第三專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路，連接所述開(kāi)關(guān)控件和所述車(chē)載計(jì)算機(jī)，用于傳送信號(hào)；以及所述車(chē)載計(jì)算機(jī)被編程為對(duì)于選定信號(hào)作為所述第三專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路和所述第二專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路、以及所述公共數(shù)據(jù)鏈路之間的通路進(jìn)行操作。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)-電力混合車(chē)輛，其特征在于，還包括所述車(chē)載計(jì)算機(jī)和所述變速箱控制器還被編程為通過(guò)產(chǎn)生用于在給定總線上或在與所述車(chē)載計(jì)算機(jī)或變速箱控制器相連的另一總線上傳送回去的響應(yīng)信號(hào)，對(duì)在所述給定總線上接收的信號(hào)作出響應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)-電力混合車(chē)輛，其特征在于，還包括存儲(chǔ)在所述電池中的能量是所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)的主要能量源，所述發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力輸出操作期間的操作被限制在電池的充電狀態(tài)表示需要充電的時(shí)段，并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)的操作是完成在熱有效輸出水平上。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)-電力混合車(chē)輛，其特征在于，還包括所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)是塔吊單元。
7.一種車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，包括動(dòng)力輸出附件，包括控制輸出和輸入；遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊，與所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)相連，用于向所述動(dòng)力輸出附件的控制輸入提供信號(hào)，并從中接收控制輸出；熱力發(fā)動(dòng)機(jī)；牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)；離合器，用于使所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)彼此選擇性地嚙合和脫開(kāi)；牽引電池；逆變器，連接在所述牽引電池和所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)之間，用于控制所述牽引電池和所述牽引電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)之間的能流；變速箱，耦合到所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)、并機(jī)械地耦合到所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)用于扭矩的雙向傳輸，所述變速箱具有包括空擋狀態(tài)和扭矩耦合狀態(tài)的多個(gè)操作模式；變速箱控制器，與所述變速箱相連用于選擇其操作模式，并與所述離合器相連用于控制其嚙合；混合控制器，相連接用于在第一專(zhuān)用總線上與所述變速箱控制器通信，以便于控制所述逆變器響應(yīng)于來(lái)自所述變速箱控制器的請(qǐng)求使所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)通電；車(chē)載計(jì)算機(jī)，通過(guò)公共數(shù)據(jù)鏈路連接到所述變速箱控制器以便通信，電連接的所述車(chē)載計(jì)算機(jī)從所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)中收發(fā)信號(hào)，并對(duì)其作出響應(yīng)產(chǎn)生在所述公共數(shù)據(jù)鏈路上傳輸?shù)男盘?hào)，以便由所述變速箱控制器接收，用于請(qǐng)求牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)通電以便于所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)的操作。
8.如權(quán)利要求7所述的車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括所述車(chē)載計(jì)算機(jī)到所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)的電連接通過(guò)第二專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路和遠(yuǎn)程動(dòng)力模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括開(kāi)關(guān)組，用于激活所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)；以及第三專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈路，連接所述開(kāi)關(guān)組與所述車(chē)載計(jì)算機(jī)，用于包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)的數(shù)據(jù)的通信。
10.如權(quán)利要求9所述的車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括所述車(chē)載計(jì)算機(jī)和所述變速箱控制器被編程為對(duì)于選定信號(hào)作為數(shù)據(jù)鏈路之間的通路進(jìn)行操作。
11.一種裝置，包括牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)；再生扭矩源，與所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)相連；牽引電池；逆變器，連接在所述牽引電池和所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)之間，用于沿所述牽引電池和所述牽引電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)之間任一方向供能；動(dòng)力輸出系統(tǒng)，用于從所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)通電；分布式控制系統(tǒng)，包括至少三條數(shù)據(jù)總線、車(chē)載計(jì)算機(jī)、變速箱控制器和混合控制器，所述車(chē)載計(jì)算機(jī)提供所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)的控制，所述變速箱控制器提供所述再生扭矩源的控制，且所述混合控制器控制所述逆變器和所述牽引電機(jī)/發(fā)電機(jī)的通電，且所述車(chē)載計(jì)算機(jī)和變速箱控制器在第一數(shù)據(jù)總線上通信，所述混合控制器和所述變速箱控制器在第二數(shù)據(jù)總線上通信，且所述車(chē)載計(jì)算機(jī)在第三數(shù)據(jù)總線上提供控制信號(hào)并接收與所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括所述第三數(shù)據(jù)總線終止于遠(yuǎn)程動(dòng)力單元，所述遠(yuǎn)程動(dòng)力單元耦合到所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，還包括開(kāi)關(guān)組，用于有關(guān)所述動(dòng)力輸出系統(tǒng)的操作人員輸入；以及第四數(shù)據(jù)總線，連接在所述開(kāi)關(guān)組和所述車(chē)載計(jì)算機(jī)之間。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括所述車(chē)載計(jì)算機(jī)對(duì)于選定信號(hào)作為數(shù)據(jù)總線之間的通路進(jìn)行操作，并被編程為對(duì)施加于所述數(shù)據(jù)總線的其它選定信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)。
全文摘要
一種用于裝有動(dòng)力輸出裝置的混合車(chē)輛的控制系統(tǒng)，提供了結(jié)合有車(chē)來(lái)年關(guān)電氣牽引電機(jī)的操作的多總線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，該動(dòng)力輸出裝置預(yù)期包括液壓運(yùn)動(dòng)控制裝置和車(chē)輛熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。該控制系統(tǒng)可簡(jiǎn)便地編程，以允許取決于所安裝裝置的特征來(lái)重新配置。可獲得車(chē)輛的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的有效利用和增強(qiáng)的系統(tǒng)穩(wěn)健性。
文檔編號(hào)B60L11/02GK1983090SQ20061016903
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者J·E·比松茨 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)卡車(chē)知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司