[发明专利]用于具有混合电动系统和电子控制组合阀的车辆上设备的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于具有混合电动系统的车辆上动力输出（“PTO”）设备的液压载荷控制系统，并更具体地涉及一种用于控制具有混合电动系统的车辆上液压系统的液压组合阀的系统和方法。

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。

许多液压系统包含多个液压回路，因而，会存在多个液压操作的部件。多个液压回路中的每个液压回路通常具有专用的液压泵来向液压回路提供液压流体压力。这些液压系统通常包括组合阀，如果在回路之一中存在大液压载荷状况，该组合阀允许来自一个液压回路的液压流体转移到另一液压回路。因此，如果对回路之一中的液压力的需求多于用于该回路的液压泵能产生的液压力，则组合阀将允许来自不同液压回路的液压流体进入需要附加液压力的液压回路内。

经常，在液压回路实际需要附加的液压力之前致动组合阀，并且可以在液压回路内产生多余背压，该液压回路具有来自另一回路并转移到其内的液压流体。该多余背压会导致对包括液压泵的液压系统的过多磨损或损坏。附加地，组合阀的过早操作会导致附加的扭矩供给到具有液压流体从其转移的回路的液压泵，从而导致对发动机或电动机和发电机提出附加的需求。这在接纳来自另一回路的液压流体的液压回路不需要附加流体时特别低效，这是因为来自发动机或电动机或发电机的附加动力不会产生通过液压驱动部件所做的任何有效功。.因此，需要一种用于混合电动系统的控制系统，该控制系统在致动组合阀之前评估液压回路上的载荷。

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。

发明内容