专利名称：具有电动混合动力的外负载和发动机关闭性能的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及由发动机提供动力的车辆，尤其涉及诸如包括用于驱动主负载和 外负载的内燃机的作业机械的车辆。
背景技术：
诸如建筑作业机械、农用作业机械或林业作业机械形式的作业机械的车辆通
常包括内燃(ic)发动机形式的动力单元。IC发动机可以是压燃点火发动机(即
柴油发动机)或火花点火式发动机(即汽油发动机)的形式。对于大多数重型作 业机械，动力单元是对于相关作业操作具有更好的拖拉、下拉和扭矩特性的柴油 发动机的形式。
内燃发动机上的负荷冲击可能是由于动力传动系统负载(例如，作业机械后 面牵引的工具)或外负载(即非动力传动系统负载)。外负载可分为包括寄生负载 和辅助负载两种。寄生负载是通过作业机械的正常操作置于发动机上的非动力传 动系统负载，无需操作员干预(例如，发动机冷却风扇、液压油冷却回路泵等)。 辅助负载是通过选定的操作员干预置于发动机上的非动力传动系统负载(例如， 辅助液压负载，诸如在联合收割机上的螺旋卸载机、前端装载机、反铲附件等)。
提高性能和燃油经济性的要求在未来的十年内将显著提高作业机械。通过若 干装置的实施来减少排放量将会很复杂。作业机械尺寸和生产率的日益增加预计 将导致高于经济的单个内燃机中可供应的动力需求。这将推动使用大型、重型和 昂贵的工业发动机的车辆的发展。这种发动机的复杂性和成本可能抑制和减少更 高容量机械的实施。
发明内容
本发明的一种形式涉及一种车辆，其具有 一动力单元，该动力单元与一个 或多个主负载机械连接，该主负载包括一推进负载；至少一个蓄电装置具有一电 力输出，该电力输出在一驱动时段与至少一个外负载连接；每个外负载均不同于 所述一个或多个主负载； 一发电机，其与所述动力单元机械连接并与所述至少一 个蓄电装置电连接；所述发电机具有一充电输出至所述至少一个蓄电装置；至少 一个电气处理电路，其被构形用以选择性地连接所述至少一个蓄电装置与所述一 个或多个外负载，所述至少一个电气处理电路还被构形用以在充电时段选择性地 连接所述发电机与所述至少一个蓄电装置。所述充电输出和所述充电时段取决于 所述至少一个蓄电装置的电力输出和所述驱动时段。
本发明的另一种形式涉及一种操作车辆的方法，包括以下步骤利用动力单 元机械驱动至少一个主负载，所述至少一个主负载包括一推进负载；使用所述动 力单元机械驱动一发电机；使用至少一个蓄电装置供给至少一个外负载电动动力， 每个外负载均不同于所述一个或多个主负载；以及根据所述至少一个外负载的平 均负载周期，控制发电机给所述至少一个蓄电装置充电。
本发明的另一种形式涉及一种操作车辆的方法，包括以下步骤利用动力单 元机械驱动至少一个主负载，所述至少一个主负载包括一推进负载；使用所述动力单元机械驱动一发电机，所述发电机具有一充电输出；使用来自至少一个蓄电 装置的电力输出在一驱动时段供给至少一个外负载电动动力，每个外负载均不同
于所述一个或多个主负载；以及在一充电时段控制所述发电机给所述至少一个蓄 电装置充电，所述充电输出和所述充电时段取决于来自所述至少一个蓄电装置的 所述电力输出和所述驱动时段。
图1是本发明实施例所述车辆的示意图2A和图2B是本发明具体实施例的农用联合收割机形式车辆的示意图；和 图3是本发明实施例所述一种操作车辆方法的流程图。
具体实施方案
车辆可以使用混合电动-内燃发动机技术，利用蓄电池补充具有电力升压的内 燃机。这预期将工作得非常好，但所述电力升压仅仅适用于相对较短的时间内。 有多少时间可用电力升压取决于所述电池的大小。具有足够的提供持续的电力升 压的电池必然是大型、重型和昂贵的，因而限制了其实用性。
利用电池升压混合的另一个优点是在内燃发动机关闭时能够利用电力驱动。
例如，供暖通风和空调(HVAC)、灯、空气压縮机、冷却风扇、粮箱卸载系统等 可以运行而无需启动内燃发动机。此外，在发动机关闭时这些驱动运行的时间受 电池大小限制。在发动机关闭的情况下，电池大到足以做大量的工作来延长时间， 对实际来说可能过大、重和昂贵。
本发明如本文所述提供一种车辆，如作业机械，及相应的为外负载(如清洁 谷物卸载系统)提供持续、增加的动力能力的操作方法，其中电动-内燃发动机混 合具有许多优点，同时还能满足日益严格的排放要求。
如图1所示，显示了本发明实施例所述的一种车辆10的示意图。为了举例说 明和论述，假定车辆10是作业机械，诸如农用、建筑、林业、矿业或工业作业机 械。然而应该理解，车辆10可以是不同类型车辆，如客车、卡车、半拖拖拉机等。
车辆10包括内燃发动机12形式的动力单元，其通常包括属于动力传动系统 一部分的输出曲轴14，其具有额定输出以驱动一个或多个主负载16。所述一个或 多个主负载包括一推进负载用以选择性地推进车辆10越过地面。为此，液压传动 装置形式的无级变速器(IVT) 18可选择性地与曲轴14接合/脱离，并提供原动力 给一个或多个驱动车轮20。当然，应该理解，就履带式作业车辆来说，曲轴14可 与地面接合履带连接。
在实施例中显示，假定所述动力单元为用于作业机械中的大型柴油发动机， 但对于其它的应用，能够进行不同地构形。例如，所述动力单元也可以是汽油发 动机、丙垸发动机等。作为又一个例子，如果车辆10被构形为客车，有可能将动 力单元10构形为电动马达用以提供牵引力给一个或多个地面接合车轮。
内燃发动机12还机械驱动发电机22，发电机22提供电力输出。发电机22与 至少一个蓄电装置电连接，所述蓄电装置可以是一个或多个电池和\或一个或多个 电容器的形式。为了论述的目，假定所述至少一个蓄电装置为多个电池，其通常 连接在一起作为一蓄电池组24，其具有预选的输出电压和安培小时额定值。来自 电池组24的电力可作为直流电源应用，或被换流并作为交流电应用。
一个或多个马达26与电池组24选择性地连接并由电池组24选择性地驱动。马达26又用来驱动一个或多个外负载28，其中所述外负载包括一个或多个辅助负 载.30，并可以包括一个或多个寄生负载32。辅助负载30是通过选定的操作员干 预置于内燃发动机上的非动力传动系统液压或电负载(例如，辅助液压负载，诸 如联合收割机上的螺旋卸载机、前端装载机、反铲附件等)。寄生负载32是通过 作业机械正常运行而无需操作员干预置于内燃发动机12上非动力传动系统负载 (例如，与内燃发动机相关的电驱动发动机冷却风机等)。
车辆10在至少一个电气处理电路34控制下运行。当车辆10被构形为作业机 械时，如图1所示，所述电气处理电路通常是多个控制器的形式，所述的多个控 制器相互通信并控制所述作业机械的不同部分。具体而言，发动机控制单元(ECU) 36电子控制内燃发动机12的运行并与多个和内燃发动机12的运行相关联的传感 器(未具体示出)连接。例如，ECU36可与其指示发动机控制参数的传感器连接， 所述发动机参数例如一个或多个进气歧管内的空气流速、发动机转速、加燃料的 速率和/或定时、废气再循环(EGR)率、涡轮增压器叶片的位置等。另夕卜，ECU36 可接受来自车辆控制单元(VCU) 38的输出信号，该输出信号表示操作员输入的 车辆控制参数，诸如车辆10的指令的地速(通过变速杆、节流阀和\或水压调节器 杆的位置指示)或指令的方向(通过方向盘的角定位指示)。
传输控制单元(TCU) 40电子控制IVT18的运行，并通常与和IVT18运行相 关联的多个传感器(未示出)连接。ECU36、 VCU38和TCU40通过提供双向数据 流的诸如控制器局域网(CAN)总线42的总线结构连接在一起。
虽然所示的诸如ECU36、 VCU40和TCU40的各种电子元件利用有线连接连 接在一起，还应当理解，无线连接可用于某些应用。此外，ECU36、VCU38和TCU40 可被构形为硬件、软件和\或固件的任何期望的组合，且可以结合成为单个控制器。
如图2A和图2B所示，本发明所述的一种车辆50的具体实施例将较详细的说 明。在图2A和图2B所述的实施例中，假定车辆50为约翰迪尔农用联合收割机形 式的农用作业机械，但可以是不同类型的作业机械，诸如建筑、林业、矿业或工 业作业机械。
由主内燃发动机12驱动的主负载包括两种类型的动力传动系统驱动负载，即 与流体静力推进18、 20相关联的负载和与脱粒系统52相关联的负载。所述脱粒 系统负载是动力传动系统负载，其与以下中的一个或多个相关联切割平台、收 割台、进给室、转子、分离器和余渣切碎机。
内燃发动机12还机械驱动发电机22。发电机22可连接至与发动机飞轮结合 为一体的动力输出端(PTO)变速箱，甚至曲轴14驱动的皮带。发电机22由电子 电路34控制以给电池组24充电，并且当内燃发动机12运转时，还能够被控制用 来向一个或多个马达26直接提供电力。
电池组24和马达26驱动的外负载28包括两种类型的非动力传动系统液压或 电负载，即操作员控制的辅助负载和不由操作员控制的寄生负载。在图2的实施 例中，所述辅助负载30是非动力传动系统负载，其与以下中的一个或多个相关联 供暖和空调系统、绕盘传动装置、清粮室驱动器、具有清洗功能的空气压縮机、 车辆照明系统、干净谷物卸载系统、清洁风机驱动、刀杆/螺旋推运器驱动、谷壳 延辗机、干净谷物升降机和辅助电源插座。所有这些辅助负载30 (除照明系统和 辅助电源插座)显示为电力驱动负载，由相应的电动马达(各称为"M")提供动力。在驱动时段，使用电子电路34 (显示为方块形式示意图)为所述不同的马达26中 的每一个选择性地供电，所述电子电路34可以包括VCU、整流器和直流(DC) 至交流(AC)换流器。
电子电路34被构形用以选择性地连接电池组24与马达M，该马达M与选定 的外负载28相关联，且用以在充电时段选择性地连接发电机22与电池组24。检 测器54与电子电路34连接并监测随着时间推移电池组24的电力消耗。电子电路 34根据随着时间一个或多个马达的电力消耗选择性地控制发电机的充电输出和充 电时段。在实施例中，电子电路34能够选择性地连接发电机22和电池组24，这 样来自于发电机22的总的安培小时大约等于来自电池组24的总的驱动安培小时。
在这个实例中，多个外负载被操作员可选择性地驱动，监测电池组24和/或个 别马达26或许是必要的，这样总的电力消耗和负载周期可确定，使得控制发电机 22的充电率足以维持对电池组24的充电进而间歇驱动外负载28。这对于监测电 池组24输出的电力消耗可能是最简单的，而不是个别的外负载。然而，应该意识 到，也可以分别监测不连续外负载的电力消耗。
此外，如果外负载的数量和负载周期允许基线假设为外负载的电力需求，则 有可能免去外负载的电力监测并简单地假设为电池组24充电的电力需求。例如， 如果只有卸载系统可以作为操作员可选择的外负载，则马达的电力需求和负载周 期可被假设设定为从发电机22到电池组24的充电率。
如上所述的卸载系统可以在电子电路34的控制下运行，这样螺旋卸载机具有 可变的运行速度，该速度取决于时间或与卸载操作相关的操作参数。例如，螺旋 卸载机可具有可变运行速度，该运行速度取决于操作参数，诸如感应的干净粮 箱内的谷物水平、谷物运往容器的物料水平、螺旋卸载机的启动条件；和/或通过 螺旋卸载机螺旋推运的谷物类型。为此， 一个通用传感器56在图2B中示出，其 连接至电子电路34，用来监测一个或多个这样的操作参数。另外，操作员可以输 入这样的操作参数至电子电路34。
所述外负载28可硬连线至所述电子电路34、相应的马达26和/或电池组24， 或者可选择地，可以利用标准接头或插头(如图2B中所示的一个或多个电插座) 连接。此外，外负载28可以与内燃发动机12相同或不同的速度被驱动。这允许 外负载功能与脱粒功能和推进功能速度不同，这对某些操作条件很重要，诸如临 近黄昏时较坚韧的农作物原料等。
根据本发明的另一方面，发电机22可以被构形为整体式马达/发电机。这允许 智能电力管理(IPM)，通过利用内燃发动机12正常提供动力给主负载，并且还提 供传送额外动力给内燃发动机12输出端的动力传动系统。电子处理器34可选择 性地以马达模式运行所述马达/发电机，这样马达22选择性地连接至电池组24并 利用电池组24驱动。在这种方式下，马达22可以选择性地传送额外机械能返回 给与动力单元12连接的动力传动系统。
在实施例中显示且如上所述，主内燃发动机12直接驱动的只有推进负载和脱 粒系统负载。电池组24和马达26驱动外负载28，外负载28包括辅助负载30和 寄生负载32。然而，根据内燃发动机12的大小以及构形，期望使用内燃发动机 12驱动至少一些辅助负载30和/或寄生负载32或许是可取的。在任何情况下，足 够的外负载通过电池组24和马达26驱动，这样内燃发动机12在运行过程中不会处于超负载状态。
如图3所示，根据本发明一种车辆IO广义的运行方法的例子现在将会被描述。 应该意识到，在图3中显示的逻辑控制块和判定块的具体位置可以根据应用改变。
在车辆10中的动力单元12启动时，动力单元12选择性地驱动包括推进负载 的一个或多个主负载16 (块62)。在该实例中，车辆10被构形为作业机械，这通 常是通过接合IVT或离合器完成。此外，所述动力单元12通过与动力单元12的 动力传动系统机械互连选择性地驱动发电机22 (块64)。
判定块66和块68 (见虚线)对应一个可选的从电池组24到动力单元12的动 力传动系统的电力反馈，此时发电机22被构形为如上所述的马达/发电机。该IPM 可基于己知的发动机负载感应和推断技术。
在判定块70中，确定操作员是否可选择地启动外负载，诸如压下开关、操作 一杆等。如果一个外负载已选定，则电子电路34通过连接一个或多个电动马达26 与电池组26给所述马达26供电。可选择地，电子电路34可以直接连接所述马达 与发电机22 (块72)，如上所述。所述马达26可以固定速度运行，或可选择地以 可变速度运行，以下更详细说明。
如果外负载未被操作员选定，则控制简单地通过线74转到绕过电动马达的启动。
在块76中，利用适当的已知的传感器或检测器(未示出)监测一个或多个电 动马达的电力消耗。电动马达的电力消耗是一时段内的电功率(电压*电流强度) 的函数。这一段时间是马达26运行，与马达26运行的平均频率对应的时间相关 的马达26运行的所述时段可以被用来确定马达26的负载周期。马达26的电力消 耗可以在电池组24的输出端被方便地监测，或对各个马达26分别监测，如上所 述。根据监测到的电动马达26的电力消耗，电子电路34控制发电机34以在充电 时段提供期望的充电输出给电池组24 (块78)。图3所示的控制逻辑重复直到动 力单元12被关闭，指定为"结束(END)"。
一种车辆的操作方法的具体例子，该车辆被构形为农用联合收割机，如图2A 和图2B所示，现在将较详细地说明。该运行的例子将会参考如图2B所示的卸载 系统的一部分的螺旋卸载机形式的辅助负载30描述。
在农用收获机技术领域，尤其有益的一方面是具有400蒲式耳(bushel)的更 大粮箱的更大型联合收割机的发展。目前的卸载系统通过螺旋卸载机提供3.3蒲式 耳/分钟(bu/sec)的卸载速率。这将不能匹配新的更大型机械。预计这些新机械的 卸载速率要求达到4蒲式耳/分钟或更多。 一个卸载系统连接内燃发动机且利用现 有的螺旋推运技术提供4蒲式耳/分钟的卸载速率，这将需要将近37kW电力以运 送谷物。当这种大小的卸载系统转换至接通时，发动机负载迅速飙升可能超出所 能提供的转矩曲线和瞬态负载接受的发动机输出极限。其结果在收割到卸载进行 过程中可能产生内燃发动机的转速不可接受地下降以及联合收割机工作情况功能 的退化。
利用使用马达26、发电机22和用于电力储蓄的电池组24的电驱动总体上去 除了用于卸载系统的目前的机械(离合)驱动。所述卸载系统，具有螺旋推运器， 其能够大致上保持不变化。螺旋系统被通过来自电池组24的能源存储的变流器供 以电力的电动马达26驱动，而不是被来自内燃发动机12中的动力传动系统直接驱动。为了接合卸载系统，操作者可以启动操作员驾驶室内的开关，其发信号给 电子电路34从电池组24中汲取电力至卸载系统电动马达26，从而启动接合螺旋 推运器。然而，控制器34可被编程在第一秒或两接合处缓慢启动电动马达26，并 在预定时段内提升至正常的螺旋速度。这将减少或去除接合负载大量上升需要加 速螺旋推运器，且谷物开始离开干净粮箱。通过接合和逐渐加速，驱动器和螺旋 推运器中的负载能够被最小化。如果接合处冲击负载减少到最低限度，组件可以 被设计得更轻便且其耐用性提高。随着粮箱开始清空，由于从粮箱倾斜侧进入交 叉螺旋推运器的谷物供给均匀性减小，瞬时卸载率自然下降。在粮箱卸载持续的 20-30秒时段，通过逐步增加电驱动马达26的速度导致螺旋推运器旋转速度上升 更快，这种影响可以减到最低限度。大体上，通过控制器在任何特定的时间点控 制最佳电动马达转速自动调整卸载率。首先，当接合时，马达可能被指令缓慢地 加速以避免接合处冲击，之后当粮箱清空谷物供给速度趋于下降时，被指令逐渐 加速。
有可能电动马达26接合时实际上轻微地来回摇动马达以开始移动谷物。这也 可以帮助摆脱潮湿的高水分谷物的谷物松散而导致的流动不畅。来自换流器的电 流反馈到电动马达26，可以作为当粮箱清空时多少谷物被卸载用来增加螺旋推运 器速度的指示器。最高速率也可作为要收获的谷物对至推车减少谷物损失的函数 被自动改变。
另一种电力驱动可变速能力的用途是使操作员减少卸载系统的速度以防止谷 物溢出且使其更易于填满谷物推车。具有高卸载率(如4蒲式耳/分钟)用来卸载， 且较低速率(如2蒲式耳/分钟)用来填满和填充半拖拖拉机而无谷物溢出是所期 望的。
发电机22实质上不断地以低速率给电池组24充电。因为卸载系统通常开关 打开大约30%的时间(即大约30%负载周期)，所以发电机22的充电容量可能是 驱动马达容量的30% (或由于低效而稍高)。假设卸载系统在运行(平均负载周期) 时需要30kW，那么发电机22的大小可被设置以提供大约12-15kW的充电容量。 这将足以完全地给电池充电并保持持续地充电。当电池组充电完成，发电机可通 过控制器34关闭，且来自发动机的机械输入动力需求在那一时刻被消除直到卸载 系统再次接通且电池耗尽。在任何情况下，由于发电机22的尺寸，来自发动机的 卸载系统的最大功率需求将不超过12-15k W。这将减少或消除来自发动机电力升 压需求。
目前，通过增加发动机的加料速率提供通常25kW的电力升压，以抵消来自 卸载系统的大量负载上升。利用所述的混合概念，卸载系统动力将来自电池，其 将处理不论多大的负载上升。如果我们假设在2分钟内卸载系统的负载周期平均 负载是30kW,那么电池将不得不存储接近l.OkWh的电能(30 kW * 2分钟*小 时/60分钟4.0kWh)。电池组24可以的大小可设置为正好如此，或一个可选的更 大的蓄电池也可以用来提供附加电力给辅助装置，诸如供暖通风和空调(HVAC)、 空气压縮机或类似磨床、钻孔机等的110v/220v电动工具。这些功能在发动机关闭 的情况下提供。即使在发动机关闭的情况下，粮箱仍可以卸载。
本发明能够显著改善像联合收割机和拖拉机之类的农业机械的电力和燃油经 济性，这类农业机械存在与间歇负载相关联的可变负载。接合处的冲击可以通过混合动力传动得以平滑。电池和/或电容器的能量存储可以在任何时间提取使用以 提供电力以卸载粮箱而不增加柴油发动机负载。避免T4发动机的瞬间响应是可能 的。如果负载应用的可变性可降低，则燃油经济和扭矩曲线可以改进。有了适当 尺寸的蓄电池或电池组，粮箱可以被卸载而不需启动柴油发动机。诸如供暖通风 和空调(HVAC)、电动工具、空气压縮机等地辅助装置也可在发动机关闭情况下 被供以动力。电池组的尺寸决定了辅助负载的运行时间。在发动机关闭的情况下 能够保持驾驶室冷却并运行空气压縮机来清洁机动机械，对于这些功能要求柴油 机运行的今天的机械是不可能有的特征。如果柴油发动机可以保持关闭并使用电 池代替，则燃油经济性将得到提高。运行500马力的柴油发动机冷却驾驶室并运 行小型空气压縮机没有燃料效率。在发动机满负载运行时给电池充电将具有非常 好的燃料效率，因为在该点的制动燃油消耗(BSFC)大大优于空转。
己描述了优选的实施例，很显然，在没有脱离本发明所附权利要求中所定义 的范围内可以做各种修改。
权利要求
1、一种车辆，包括一动力单元，其与至少一个主负载机械连接，所述至少一个主负载包括一推进负载；至少一个蓄电装置，其具有一电力输出，该电输出在一驱动时段可与至少一个外负载连接，每个所述外负载均不同于所述至少一个主负载；一发电机，其可与所述动力单元机械连接并可与所述至少一个蓄电装置电连接，所述发电机具有给所述至少一个蓄电装置的一充电输出；以及至少一个电气处理电路，其被构形用以选择性地连接所述至少一个蓄电装置与至少一个所述外负载，并在一充电时段选择性地连接所述发电机与所述至少一个蓄电装置，所述充电输出和所述充电时段取决于所述来自所述至少一个蓄电装置的所述电力输出和所述驱动时段。
2、 如权利要求l所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路根据所述至少一 个外负载的平均负载周期，选择性地控制来自所述发电机的所述充电输出和所述 充电时段。
3、 如权利要求l所述车辆，包括一检测器，其用于监测随时间的来自所述至 少一个蓄电装置的电力消耗，其中所述至少一个电气处理电路根据随时间的所述 电力消耗，选择性地控制来自所述发电机的所述充电输出和所述充电时段。
4、 如权利要求1所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路选择性地连接所 述发电机与所述至少一个蓄电装置，以使来自所述发电机的总的充电安培小时接 近来自所述至少一个蓄电装置的总的驱动安培小时。
5、 如权利要求3所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路可改变所述充电 输出和所述充电时段中的至少一个以改变所述总的充电安培小时。
6、 如权利要求l所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路被构形用以当所 述动力单元处于关闭状态时选择性地连接所述至少一个蓄电装置与至少一个所述 外负载。
7、 如权利要求1所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路可选择性地运行 所述发电机以给至少一个所述外负载直接提供动力。
8、 如权利要求1所述车辆，其中每个所述外负载对应于一辅助负载和一寄生 负载中的一个。
9、 如权利要求8所述车辆，其中所述动力单元与一动力传动系统连接，且每 个所述的主负载由所述动力传动系统驱动，每个所述辅助负载是有操作员干预的 非动力传动系统负载，每个所述寄生负载是无操作员干预的非动力传动系统负载。
10、 如权利要求9所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路包括一车辆控 制单元(VCU)和一传输控制单元(TCU)，所述VCU控制至少一个所述辅助负 载的运行。
11、 如权利要求9所述车辆，其中所述车辆是一农用联合收割机，且所述至 少一个辅助负载对应以下至少一个一干净谷物卸载系统； 一供暖和空调系统；一绕盘传动装置；一清粮室驱动器；一具有清洗功能的空气压縮机； 一车辆照明系统；一清洁风机驱动；一刀杆/螺旋推运器驱动；一谷壳延辗机； 一干净谷物升降机；和一辅助电源插座。
12、 如权利要求8所述车辆，其中所述车辆是一农用联合收割机，其而所述 至少一个辅助负载包括一由电动马达驱动的干净谷物螺旋卸载机。
13、 如权利要求12所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路控制具有一可 变运行速度的所述螺旋卸载机的运行。
14、 如权利要求13所述车辆，其中所述螺旋卸载机的所述可变运行速度取决 时间和与装卸操作相关联的一操作参数中之一。
15、 如权利要求14所述车辆，其中所述操作参数包括以下至少一个 一感应的干净粮箱内的谷物水平； 一谷物运往容器的物料水平；一螺旋卸载机的启动条件； 一通过螺旋卸载机螺旋推运的谷物类型。
16、 如权利要求15所述车辆，其中所述电气处理电路被构形用以当感应的所 述容器内物料水平达到充满水平时加速所述螺旋卸载机的所述可变运行速度。
17、 如权利要求16所述车辆，其中所述容器内的物料水平通过一传感器和一 操作员输入中的一个确定。
18、 如权利要求17所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路被构形用以当 所述容器内的物料水平接近充满水平时对所述螺旋卸载机的所述可变运行速度实 现减缓和停止中至少一个。
19、 如权利要求18所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路在所述启动条 件下加大所述螺旋卸载机的所述可变运行速度。
20、 如权利要求13所述车辆，其中所述至少一个电气处理电路改变所述马达 在启动状况下的向前速度和反向速度，以使附着附于所述螺旋卸载机任何固定的 物料变松。
21、 如权利要求13所述车辆，包括一直流至交流变流器，其被连接在所述至 少一个蓄电装置和所述电动马达之间，且其中所述至少一个电气处理电路根据来 自所述变流器的一反馈电流改变所述运行速度。
22、 如权利要求1所述车辆，其中所述车辆是一农用收获机，且所述至少一 个主负载包括一脱粒系统负载。
23、 如权利要求22所述车辆，其中所述农用收获机是一农用联合收割机，且 所述脱粒系统负载对应于以下的至少一个一切割平台； 一收割台；一进给室； 一转子； 一分离器；和 一余渣切碎机。
24、 如权利要求1所述车辆，其特征在于所述动力单元是一内燃(IC)发 动机。
25、 如权利要求1所述车辆，其中所述发电机被构形成一整体式马达/发电机， 且所述至少一个电气处理电路被构形用以选择性地作为一马达运行所述马达/发电 机，并选择性地连接所述马达与所述至少一个蓄电装置并从而驱动所述马达。
26、 如权利要求25所述车辆，其中所述马达可选择性地将机械动力传送回与 所述动力单元连接的一动力传动系统。
27、 如权利要求1所述车辆，其中所述至少一个蓄电装置包括以下中的至少 一个至少一个电池和至少一个电容器。
28、 如权利要求1所述车辆，其中所述车辆是建筑作业机械、农业作业机械、 林业作业机械、矿业作业机械、和工业作业机械形式的作业机械。
29、 一种操作车辆的方法，包括以下步骤利用一动力单元机械驱动至少一个主负载，所述至少一个主负载包括一推进 负载；利用所述动力单元机械驱动一发电机；利用至少一个蓄电装置供给至少一个外负载电动动力，每个所述外负载均不 同于所述至少一个主负载；以及根据所述至少一个外负载的一平均负载周期，控制所述发电机给所述至少一 个蓄电装置充电。
30、 如权利要求29所述操作车辆的方法，其中所述控制步骤包括根据所述至 少一个外负载的一平均负载周期选择性地控制所述发电机的一充电输出和一充电 时段。
31、 如权利要求29所述操作车辆的方法，包括步骤监测所述至少一个蓄电 装置随时间的电力消耗，且其中所述控制步骤包括根据随时间的所述电力消耗选 择性地控制来自所述发电机的一充电输出和一充电时段。
32、 如权利要求31所述操作车辆的方法，其中所述控制步骤包括改变所述充 电输出和所述充电时段中的至少一个以改变所述总的充电安培小时。
33、 如权利要求29所述操作车辆的方法，其中所述供给电动动力的步骤在所 述动力单元关闭状态下实行。
34、 如权利要求29所述操作车辆的方法，其中所述发电机可选择性地运行以 给至少一个所述外负载直接提供动力。
35、 如权利要求29所述操作车辆的方法，其中所述车辆是一农用联合收割机， 且所述至少一个辅助负载包括一由电动马达驱动的干净谷物螺旋卸载机，且其中 所述提供电动动力的步骤包括以一可变运行速度的运行所述螺旋卸载机。
36、 如权利要求35所述操作车辆的方法，其中所述螺旋卸载机的所述可变运 行速度取决于时间和与卸载运行相关联的一操作参数中的一个。
37、 如权利要求29所述操作车辆的方法，其中所述发电机被构形成一整体式马达/发电机，并包括以下步骤选择性地作为一马达运行所述马达/发电机，并选 择性地连接所述马达与所述至少一个蓄电装置并从而驱动所述马达。
38、 如权利要求37所述操作车辆的方法，包括步骤选择性地将机械动力传 送回与所述动力单元连接的一动力传动系统。
39、 一种操作作业机械的方法，包括以下步骤利用一动力单元机械驱动至少一个主负载，所述至少一个主负载包括一推进 负载；利用所述动力单元机械驱动一发电机，所述发电机具有一充电输出； 在一驱动时段利用来自至少一个蓄电装置的一电力输出提供电动动力给至少一个外负载，每个所述外负载均不同于所述至少一个主负载；以及控制所述发电机在一充电时段给给所述至少一个蓄电装置充电，所述充电输出和所述充电时段取决于来自所述至少一个蓄电装置的所述电力输出和所述驱动时段。
40、 如权利要求39所述操作作业机械的方法，其中所述控制步骤包括根据所 述至少一个外负载的一平均负载周期选择性地控制所述发电机的一充电输出和一 充电时段。
41、 如权利要求39所述操作作业机械的方法，包括步骤监测所述至少一个 蓄电装置随时间的电力消耗，且其中所述控制步骤包括根据随时间的所述电力消 耗选择性地控制来自所述发电机的一充电输出和一充电时段。
42、 如权利要求41所述操作作业机械的方法，其中所述控制步骤包括改变所 述充电输出和所述充电时段中的至少一个以改变所述总的充电安培小时。
43、 如权利要求39所述操作作业机械的方法，其中所述供给电动动力的步骤 在所述动力单元关闭状态下实行。
44、 如权利要求39所述操作作业机械的方法，其中所述发电机可选择性地运 行以给至少一个所述外负载直接提供动力。
45、 如权利要求39所述操作作业机械的方法，其中所述车辆是一农用联合收 割机，且所述至少一个辅助负载包括一由电动马达驱动的干净谷物螺旋卸载机， 且其中所述提供电动动力的步骤包括以一可变运行速度的运行所述螺旋卸载机。
46、 如权利要求45所述操作作业机械的方法，其中所述螺旋卸载机的所述可 变运行速度取决于时间和与卸载运行相关联的一操作参数中的一个。
47、 如权利要求39所述操作作业机械的方法，其中所述发电机被构形成一整 体式马达/发电机，并包括以下步骤选择性地作为一马达运行所述马达/发电机， 并选择性地连接所述马达与所述至少一个蓄电装置并从而驱动所述马达。
48、 如权利要求47所述操作作业机械的方法，包括步骤选择性地将机械动 力传送回与所述动力单元连接的一动力传动系统。
全文摘要
具有电动混合动力的外负载和发动机关闭性能的车辆。本发明涉及一种车辆，包括动力单元，与一个或多个含有一推进负载的主负载；至少一个具有电力输出的蓄电装置，在驱动时段与至少一个外负载连接，每个外负载均不同于一个或多个主负载；发电机，机械连接动力单元，且电连接至少一个蓄电装置，发电机有一个充电输出接至所述至少一个蓄电装置；至少一个电气处理电路，被构形用以选择性连接所述至少一个蓄电装置与一个或多个外负载，所述至少一个电气处理电路在充电时段还被构形用以选择性连接发动机与蓄电装置，充电输出和充电时段取决于来自至少一个蓄电装置的电力输出和驱动时段。
文档编号B60W30/00GK101596872SQ20091014346
公开日2009年12月9日 申请日期2009年5月26日 优先权日2008年6月3日
发明者彼得·菲纳摩尔, 艾伦·D·斯德勒, 詹姆斯·W·缪塞尔 申请人:迪尔公司