用于工作机的机电传动链的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机电传动链，其可以是例如工作机的一部分。此外，本发明涉及用于控制机电传动链的方法和计算机程序。此外，本发明涉及工作机。
【背景技术】
[0002]机电传动链通常包括一个或多个电机和一个或多个电功率转换器。机电传动链可以是串联传输链，其中电机中的一个作为发电机运行，并且一个或多个电功率转换器设置为将发电机产生的电压转换为具有适于一个或多个其它电机的幅值和频率的电压。发电机可以用内燃机驱动，内燃机可以是例如柴油发动机、奥托循环发动机或涡轮发动机。其它电机可以是例如设置为驱动车轮、履带和/或其它机械负载的电动马达。机电传动链也可以是并联传输链，其中机械连接到内燃机的电机有时作为发电机运行，给存储电路充电用于存储电能，并且有时作为从存储电路接收电能的马达运行，并且当需要高的机械输出功率时，辅助内燃机。也有可能机电传动链为组合的串-并联传输链，使得一个或多个电机机械地连接到内燃机和机械负载，并且一个或多个其它电机被配置为以与串联传输链相同的方式驱动其它机械负载。
[0003]如上所述的那种机电传动链相比传统的机械传动链更为有利，因为，例如，内燃机的运行区域可以从内燃机的运行效率的视角出发更自由地做出选择，从而可以实现节省燃料成本。然而，在并联传输链中，内燃机的运行区域不能像在串联传输链中那样自由地选择，因为在并联传输链中，电机机械地连接到内燃机和机械负载，并且因此机械负载所需的旋转速度也决定了内燃机的转速。内燃机的燃料消耗趋于增加，尤其在这样的峰值负载情况下，机械负载的动力需求高于其中内燃机在或者至少接近其最佳运行效率的功率范围。
【发明内容】
[0004]下面给出简化概述，以便提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。该概述不是本发明的广泛综述。它既不旨在标识本发明的关键或重要要素，也不描绘本发明的范围。以下概述仅仅在本发明的示例性实施例的更加详细的描述之前以简单的形式呈现本发明的一些概念。
[0005]根据本发明，提供了一种新的机电传动链，其可以是例如工作机的一部分。根据本发明的机电传动链包括:
[0006]-电机，其具有与内燃机的轴和将要驱动的机械负载转矩传递连接的转子，内燃机的运行效率在内燃机产生的功率处于预先确定的功率范围内时比在内燃机产生的功率高于预先确定的功率范围时更好，
[0007]-存储电路，用于存储电能，
[0008]-电功率转换器，用于在存储电路和电机之间传输电能，和
[0009]-控制系统，用于控制内燃机和电功率转换器。
[0010]控制系统被配置为响应于机械负载的功率需求高于预定的功率范围的峰值负载情况，控制电功率转换器从存储电路向电机传输电能，以便将内燃机产生的功率保持在预先确定的功率范围内。控制系统进一步被配置为在峰值负载情况期间限制内燃机的燃料供给，以便响应于峰值负载情况，抑制内燃机的燃料消耗增加。预先确定的功率范围有利地为内燃机运行在或至少接近其最佳运行效率的功率范围。
[0011]燃料供给的限制补偿许多内燃机的固有属性，以增加其在旋转速度将要增加的峰值负载情况下，它们的燃料消耗。例如，在旋转速度增加的典型的峰值负载情况下，如果每个工作冲程的喷射量保持恒定或增加，则通过柴油发动机的喷射栗的燃料流速增加。燃料消耗的时间平均值可以通过减少每个工作冲程的喷射量，并且在峰值负载情况下，在电机的帮助下，通过从存储电路获取所需的额外功率，并且当机械负载的功率需求低于其中内燃机运行在或至少接近其最佳运行效率的功率范围时，通过给存储电路充电来降低。
[0012]根据本发明，还提供了一种新的工作机，其可以是例如但不必须是拖拉机、斗式装料机、压路机、挖掘机、推土机、石头破碎机或木材削片机。根据本发明的工作机包括:
[0013]-内燃机，
[0014]-要用机械功率驱动的功能元件，和
[0015]-根据本发明的机电传动链。
[0016]机电传动链的电机的转子与内燃机的轴和功能元件转矩传递连接。
[0017]工作机的上述功能元件可以是例如工作机的液压系统的液压栗。液压系统可被配置为驱动工作机的一个或多个致动器，例如斗式装料机的铲斗或操作挖掘机的旋转基座的液压马达。在这种情况下，工作机有利地包括液体冷却系统，其被设置为冷却液压系统和机电传动链。
[0018]根据本发明，还提供了一种新方法，用于控制机电传动链，该机电传动链包括:
[0019]-电机，其具有与内燃机的轴和将要驱动的机械负载转矩传递连接的转子，内燃机的运行效率在内燃机产生的功率处于预先确定的功率范围内时比在内燃机产生的功率高于预先确定的功率范围时更好，
[0020]-存储电路，用于存储电能，和
[0021]-电功率转换器，用于在存储电路和电机之间传输电能。
[0022]根据本发明的方法，包括:
[0023]-控制电功率转换器响应于机械负载的功率需求高于预先确定的功率范围的峰值负载情况，从存储电路向电机传输电能，以便将内燃机产生的功率保持在预先确定的功率范围内，并且
[0024]-在峰值负载情况期间限制内燃机的燃料供给，以便响应于峰值负载情况，抑制内燃机的燃料消耗增加。
[0025]根据本发明，还提供了一种新的计算机程序，用于控制上述的机电传动链。根据本发明的计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制可编程处理系统:
[0026]-控制电功率转换器响应于机械负载的功率需求高于内燃机的预先确定的功率范围的峰值负载情况，从存储电路向电机传输电能，以便将内燃机产生的功率保持在预先确定的功率范围内，并且
[0027]-在峰值负载情况期间限制内燃机的燃料供给，以便响应于峰值负载情况，抑制内燃机的燃料消耗增加。
[0028]根据本发明的计算机程序产品包括非易失性计算机可读介质，例如光盘“CD”，编码有根据本发明的计算机程序。
[0029]本发明的多个示例性和非限制实施例在所附的从属权利要求中描述。
[0030]本发明的各种示例性和非限制实施例关于构造和运行方法，以及另外的目的和其优点，在结合附图阅读时将从具体示例性和非限制实施例的以下描述中最好地理解。
[0031 ]动词“包括”和“包含”在本文中用作开放性限制，既不排除也不需要存在未列举特征。从属权利要求中所列特征可以相互自由组合，除非另有明确说明。此外，要理解的是，使用“一”或“一个”，即单数形式，在本文中不排除多个。
【附图说明】
[0032]本发明的示例性和非限制实施例及其优点，将根据实例并参考附图进行更详细的描述，其中:
[0033]图1示出了根据本发明的示例性和非限制实施例的机电传动链的示意图，
[0034]图2示出了根据本发明的示例性和非限制实施例的用于控制机电传动链的方法的流程图，以及
[0035]图3示出了根据本发明的示例性和非限制实施例的工作机的示意图。
【具体实施方式】
[0036]图1示出了根据本发明的示例性和非限制实施例的机电传动链的示意图。机电传动链包括电机101，其具有与内燃机102的轴和将被驱动的机械负载103转矩传递连接的转子。内燃机102可以是例如柴油发动机、奥托循环发动机或涡轮发动机。电机101可以是例如电励磁同步电机、永磁同步电机、或感应电机。机械负载103可以是例如液压系统的液压栗。在图1所示的示例性情况下，电机101的转子直接连接到内燃机102的轴和机械负载103。然而，也有可能是在电机和内燃机之间和/或在电