车辆温度调整系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例大体涉及温度调整系统。其它实施例涉及用于车辆发动机和驱动系统的温度调整系统。
【背景技术】
[0002]大型非公路用车辆(“0HV”)，诸如用来拖运从露天矿挖掘出的重型有效负载的采矿车辆，是众所周知的，并且典型地采用电动轮来以能量高效的方式推动车辆，或者使车辆减速。典型地通过采用大马力柴油发动机以及交流发电机、主牵引逆变器和容纳在车辆的后轮轮胎内的一对轮驱动组件来实现此效率。柴油发动机直接与交流发电机相关联，使得柴油发动机驱动交流发电机。交流发电机对主牵引逆变器提供功率，主牵引逆变器将具有受控电压和频率的电功率供应给两个轮驱动组件的电动驱动马达。各个轮驱动组件容纳行星齿轮变速器，它将相关联的驱动马达能量的旋转转换成高扭矩低速旋转能量输出，高扭矩低速旋转能量输出供应到后轮。
[0003]0HV中的典型运行负载可超过一百吨，而车辆和负载的净重可为几百吨。除了拖运重型负载之外，0HV通常地在温度可低至-30°C_60°C的极端气候条件的遥远位置工作。在这样的非常冷的温度下，当0HV停放或处于空载状态时，发动机本身不可产生足够的热来保持其运行温度处于使性能充分所需的范围。另外，驱动系统构件在这种非常冷的情况下可受损或性能降低。
[0004]因此，提供一种用于在非常冷的条件下调整0HV和其它采矿装备的发动机和/或驱动系统构件的温度的系统和方法可为合乎需要的。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例涉及一种用于车辆的温度调整系统。系统包括驱动系统，驱动系统构造成联接到车辆的发动机上。驱动系统构造成将发动机产生的功率转换成供车辆的至少一个牵引马达使用的电功率。系统进一步包括用于控制发动机和驱动系统的控制单元。控制单元构造成依赖于检测基准温度，而自动地调整车辆构件的温度。
[0006]在用于车辆的温度调整系统的另一个实施例中，系统包括构造成联接到车辆的发动机上的驱动系统。驱动系统包括一个或多个功率转换器，其具有一个或多个功率半导体开关，以将发动机产生的功率转换成供车辆的至少一个牵引马达使用的电功率。系统进一步包括用于控制发动机和驱动系统的控制单元。在实施例中，控制单元构造成通过以不使至少一个牵引马达移动车辆的方式开启功率半导体开关，来自动地调整功率半导体开关的温度。
[0007]在另一个实施例中，一种用于调整车辆的温度的方法包括确定与车辆的发动机相关联的基准温度;通过车辆的控制单元，比较基准温度与发动机的预定最低运行温度；以及如果基准温度低于最低运行温度，则通过控制单元，自动地对发动机应用高于发动机的空载水平的额外的负载。
[0008]在另一个实施例中，一种用于调整车辆或其它功率产生装置的温度的方法包括确定与车辆或其它装置的驱动系统构件相关联的基准温度;通过车辆或其它装置的控制单元，比较基准温度与和驱动系统构件相关联的预定最低运行温度；以及如果基准温度低于最低运行温度，则通过控制单元，自动地促动驱动系统构件来提高运行温度构件。
【附图说明】
[0009]参照附图，根据非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本发明，其中:
图1是根据本发明的实施例的拖运卡车的透视图。
[0010]图2是图1的拖运卡车的功率/牵引系统的示意图。
[0011]图3是示出根据本发明的实施例的用于调整车辆的发动机的温度的方法的流程图。
[0012]图4是示出根据本发明的实施例的用于调整车辆的驱动系统的温度的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]将在下面详细参照本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。在可行的情况下，图中使用的相同参考标号表示相同或相似的部件。虽然关于在表层采矿业中使用的具有柴油发动机的拖运卡车来描述本发明的示例性实施例，但本发明的实施例一般也适用于对内燃发动机和采用这样的发动机的车辆使用。例如，车辆可为设计成执行与诸如采矿、建筑、耕作等的特定行业相关联的操作的非公路用车辆(“0HV”)，并且可包括拖运卡车、起重机、运土机、采矿机、耕作装备、拖拉机、材料处理装备、运土装备等。备选地或另外，车辆可为道路车辆，诸如牵引式挂车平台、道路自卸卡车。如本文所用，“电连通”或“电联接”表示某些构件构造成通过借助于直接或间接电连接进行直接或间接发信号来彼此连通。如本文所用，“基准温度”表示车辆的发动机或驱动系统构件所经历的温度。“基准温度”可为周围温度、发动机内的温度，或者一个驱动系统构件的温度。
[0014]图1示出拖运卡车10，其中可结合本发明的温度调整系统。拖运卡车10是为了在产量高的采矿和重型建筑环境中使用而特别地设计的翻斗卡车，并且包括驱动轮12，它联接到柴油-电功率/驱动系统100上，柴油-电功率系统100对拖运卡车10提供原动力(拖运卡车10大体示出车辆，但在实施例中，特别地在拖运卡车上实现本发明的系统和/或方法)。
[0015]参照图2，显示了功率/驱动系统100。如上面指示的那样，拖运卡车具有至少两个驱动轮12。各个轮12由三相交流(AC)感应型轮马达驱动。轮马达被称为第一轮马达102和第二轮马达104。电功率由驱动三相AC发电机108的柴油发动机106供应。在其它实施例中，可使用其它类型的机械/燃料发动机。发动机106和发电机108容纳在拖运卡车10内。发电机108的AC输出馈送到一个或多个整流器110(例如，三相二极管阵列)中，整流器110输送电压Vdc。整流器110的直流(DC)输出馈送到一组功率转换器112、114中。功率转换器包括开关模块116、118、120、122，其包括一个或多个功率半导体开关，它们共同传送Vdc，以将三相AC电功率输送到牵引马达102、104(牵引马达是构造成用于移动车辆的电动马达)。
[0016]将理解的是，为了形成功率转换器110，本发明不受开关模块111、112等的特定布置的限制。相反，本发明同样适用于其它实施例(未显示)，包括例如用于转换电功率的单个开关模块或开关模块阵列。
[0017]虽然图2特别地示出了其中功率半导体开关是绝缘栅双极晶体管(IGBT)的示例性实施例，但本发明也可应用于其它电压受控制式装置或其它半导体装置，包括(以非限制性示例的方式)双模式绝缘栅晶体管、逆导IGBT、M0SFET和JFET。
[0018]进一步参照图2，控制单元124电联接到功率转换器112、114(和开关模块116、118、120、122)上。如本领域中已知的那样，控制单元124确定期望的扭矩请求信号，并且将其发送给逆变器112、114。扭矩请求信号由控制器处理，以便逆变器112、114以对应于预计车辆移动方向的期望旋转方向将马达102、104驱动到期望的扭矩输出量级。控制单元124包括一个或多个微处理器，其根据一组存储指令运行，以对车辆构件提供车辆控制和自动温度调整，如在后面详细论述的那样。
[0019]如上面论述的那样，在非常冷的时期期间，当车辆10停放或处于空载状况时，即使空载提高，发动机106本身也可能无法产生足以使其运行温度保持处于优选范围的热。因此，可能出现发动机受损、响应缓慢以及燃料燃烧效率降