[发明专利]用于具有混合电动系统的车辆上设备的控制系统

说明书

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相关申请

本申请要求在2009年11月6日提交的国际申请号PCT/US09/63468、在2009年11月6日提交的国际申请号PCT/US09/63470以及在2009年11月6日提交的国际申请号PCT/US09/63561的优先权。这些申请的全文都以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于装备在混合电动系统的车辆上的动力输出装置(“PTO”)的液压载荷控制系统，并且更具体地涉及用于在PTO的由内燃机提供动力的操作和PTO的由混合电动系统提供动力的操作之间进行转换的系统和方法，该PTO供给用于液压载荷的动力。

背景技术

许多车辆现今使用混合电动系统，以提升车辆的效率。混合电动系统通常包含内燃机，该内燃机操作发电机，该发电机产生可用于驱动电动机的电力，而电动机用于使车辆运动。电动机可用于为车轮提供动力以使车辆运动，或者电动机可用于对由内燃机和传动机构提供给车轮的动力进行补充。在某些运行情况中，例如在低速运行条件下，电动机能将所有动力供给至车轮。除了提供动力来使车辆运动以外，混合电动传送系统可用于为车辆的PTO提供动力，而PTO又对PTO驱动附件提供动力，PTO在由混合电动系统提供动力时有时也被称作电气PTO或EPTO。

在诸如载重汽车之类的一些车辆中，PTO可用于驱动车载车辆液压系统的液压泵。在一些构造中，可在车辆行驶时，对PTO驱动附件提供动力。在其它构造中，可在车辆静止时，对PTO驱动附件提供动力，并且由内燃机来对车辆提供动力。可在车辆静止或行进时对又一些其它部件进行驱动。为操作者提供用于任何类型PTO构造的控制装置。

在一些PTO应用中，由于PTO应用的相对较低动力需求或间歇操作，车辆的特定内燃机可能不能高效地用作PTO应用的动力源。在这些情形下，混合电动系统会对PTO提供动力，也就是说可使用电动机和发电机来取代IC发动机来支持机械PTO。在动力需求较低的情形下，与内燃机相比，电动机和发电机通常会具有相对较低的寄生损失。在动力需求断断续续但需提供快速响应的情形下，电动机和发电机提供此种可能性，而不会使内燃机发生空载损失。

通常，一旦装备有EPTO的混合电动车辆进入EPTO操作模式，则电动机和发电机保持不提供动力，直到提供有效输入或动力指令信号为止。典型地，从通过安装于车身的开关所接收的操作者输入中产生动力指令信号，且该开关是数据连接模块的一部分。此种模块可以是在授予Kelwaski的美国专利6,272,402中描述的远程动力模块，且该专利的全部内容以参见的方式纳入本文。开关经由诸如控制器局域网络(CAN)之类的数据总线来传送动力指令信号，该控制器局域网络现在通常用于整合车辆控制功能。

用于操作牵引马达的动力指令信号仅仅是可能产生的输入中的一种，并且可由连接于车辆控制器局域网络的牵引马达控制器来接收。基于可从由卡车设备制造商(TEM)增添的数据连接模块以及从其它来源供给的可能输入的类型、数量以及复杂度，会出现关于对电动机和发电机进行适当控制的问题，尤其是在产品引入的初始阶段或者是在如果车辆已经由操作者改装或已受损而需进行现场维修的阶段。于是，牵引马达无法根据期望来运行。在引入产品时，TEM会发现其自身处于如下情况中：由于编程问题、与其它车辆编程相互作用或其它体系问题，数据连接模块会无法提供用于EPTO操作的电动机和发电机操作所需的精确动力指令请求。

当PTO对适合于仅仅由停止车辆所使用的PTO驱动附件、例如提升附件或挖掘附件进行操作时，混合电动传送系统可仅仅对车辆的PTO提供动力。在一些情况下，混合电动系统无法为PTO提供充足的动力，因此，PTO需要由内燃机来提供动力。在其它情况下，会需要对混合电动系统的电池进行重新充电。兼顾这些情况，如果PTO由混合电动系统提供动力，则PTO需要停止，使得内燃机能被启动以将动力输送给PTO，或者对混合电动系统的电池重新进行充电。因此，需要能够将由混合电动系统所驱动的PTO关闭的系统和方法，使得内燃机可启动以对PTO提供动力，或者对混合电动系统的电池重新进行充电。

发明内容