車輛溫度調(diào)整系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例大體涉及溫度調(diào)整系統(tǒng)。其它實施例涉及用于車輛發(fā)動機和驅(qū)動系統(tǒng)的溫度調(diào)整系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大型非公路用車輛(“0HV”)，諸如用來拖運從露天礦挖掘出的重型有效負載的采礦車輛，是眾所周知的，并且典型地采用電動輪來以能量高效的方式推動車輛，或者使車輛減速。典型地通過采用大馬力柴油發(fā)動機以及交流發(fā)電機、主牽引逆變器和容納在車輛的后輪輪胎內(nèi)的一對輪驅(qū)動組件來實現(xiàn)此效率。柴油發(fā)動機直接與交流發(fā)電機相關(guān)聯(lián)，使得柴油發(fā)動機驅(qū)動交流發(fā)電機。交流發(fā)電機對主牽引逆變器提供功率，主牽引逆變器將具有受控電壓和頻率的電功率供應(yīng)給兩個輪驅(qū)動組件的電動驅(qū)動馬達。各個輪驅(qū)動組件容納行星齒輪變速器，它將相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動馬達能量的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成高扭矩低速旋轉(zhuǎn)能量輸出，高扭矩低速旋轉(zhuǎn)能量輸出供應(yīng)到后輪。
[0003]0HV中的典型運行負載可超過一百噸，而車輛和負載的凈重可為幾百噸。除了拖運重型負載之外，0HV通常地在溫度可低至-30°C_60°C的極端氣候條件的遙遠位置工作。在這樣的非常冷的溫度下，當0HV停放或處于空載狀態(tài)時，發(fā)動機本身不可產(chǎn)生足夠的熱來保持其運行溫度處于使性能充分所需的范圍。另外，驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)件在這種非常冷的情況下可受損或性能降低。
[0004]因此，提供一種用于在非常冷的條件下調(diào)整0HV和其它采礦裝備的發(fā)動機和/或驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)件的溫度的系統(tǒng)和方法可為合乎需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例涉及一種用于車輛的溫度調(diào)整系統(tǒng)。系統(tǒng)包括驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造成聯(lián)接到車輛的發(fā)動機上。驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造成將發(fā)動機產(chǎn)生的功率轉(zhuǎn)換成供車輛的至少一個牽引馬達使用的電功率。系統(tǒng)進一步包括用于控制發(fā)動機和驅(qū)動系統(tǒng)的控制單元?？刂茊卧獦?gòu)造成依賴于檢測基準溫度，而自動地調(diào)整車輛構(gòu)件的溫度。
[0006]在用于車輛的溫度調(diào)整系統(tǒng)的另一個實施例中，系統(tǒng)包括構(gòu)造成聯(lián)接到車輛的發(fā)動機上的驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)包括一個或多個功率轉(zhuǎn)換器，其具有一個或多個功率半導(dǎo)體開關(guān)，以將發(fā)動機產(chǎn)生的功率轉(zhuǎn)換成供車輛的至少一個牽引馬達使用的電功率。系統(tǒng)進一步包括用于控制發(fā)動機和驅(qū)動系統(tǒng)的控制單元。在實施例中，控制單元構(gòu)造成通過以不使至少一個牽引馬達移動車輛的方式開啟功率半導(dǎo)體開關(guān)，來自動地調(diào)整功率半導(dǎo)體開關(guān)的溫度。
[0007]在另一個實施例中，一種用于調(diào)整車輛的溫度的方法包括確定與車輛的發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的基準溫度;通過車輛的控制單元，比較基準溫度與發(fā)動機的預(yù)定最低運行溫度；以及如果基準溫度低于最低運行溫度，則通過控制單元，自動地對發(fā)動機應(yīng)用高于發(fā)動機的空載水平的額外的負載。
[0008]在另一個實施例中，一種用于調(diào)整車輛或其它功率產(chǎn)生裝置的溫度的方法包括確定與車輛或其它裝置的驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的基準溫度;通過車輛或其它裝置的控制單元，比較基準溫度與和驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的預(yù)定最低運行溫度；以及如果基準溫度低于最低運行溫度，則通過控制單元，自動地促動驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)件來提高運行溫度構(gòu)件。
【附圖說明】
[0009]參照附圖，根據(jù)非限制性實施例的以下描述，將更好地理解本發(fā)明，其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的拖運卡車的透視圖。
[0010]圖2是圖1的拖運卡車的功率/牽引系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于調(diào)整車輛的發(fā)動機的溫度的方法的流程圖。
[0012]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于調(diào)整車輛的驅(qū)動系統(tǒng)的溫度的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]將在下面詳細參照本發(fā)明的示例性實施例，其示例在附圖中示出。在可行的情況下，圖中使用的相同參考標號表示相同或相似的部件。雖然關(guān)于在表層采礦業(yè)中使用的具有柴油發(fā)動機的拖運卡車來描述本發(fā)明的示例性實施例，但本發(fā)明的實施例一般也適用于對內(nèi)燃發(fā)動機和采用這樣的發(fā)動機的車輛使用。例如，車輛可為設(shè)計成執(zhí)行與諸如采礦、建筑、耕作等的特定行業(yè)相關(guān)聯(lián)的操作的非公路用車輛(“0HV”)，并且可包括拖運卡車、起重機、運土機、采礦機、耕作裝備、拖拉機、材料處理裝備、運土裝備等。備選地或另外，車輛可為道路車輛，諸如牽引式掛車平臺、道路自卸卡車。如本文所用，“電連通”或“電聯(lián)接”表示某些構(gòu)件構(gòu)造成通過借助于直接或間接電連接進行直接或間接發(fā)信號來彼此連通。如本文所用，“基準溫度”表示車輛的發(fā)動機或驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)件所經(jīng)歷的溫度?！盎鶞蕼囟取笨蔀橹車鷾囟取l(fā)動機內(nèi)的溫度，或者一個驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)件的溫度。
[0014]圖1示出拖運卡車10，其中可結(jié)合本發(fā)明的溫度調(diào)整系統(tǒng)。拖運卡車10是為了在產(chǎn)量高的采礦和重型建筑環(huán)境中使用而特別地設(shè)計的翻斗卡車，并且包括驅(qū)動輪12，它聯(lián)接到柴油-電功率/驅(qū)動系統(tǒng)100上，柴油-電功率系統(tǒng)100對拖運卡車10提供原動力(拖運卡車10大體示出車輛，但在實施例中，特別地在拖運卡車上實現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)和/或方法)。
[0015]參照圖2，顯示了功率/驅(qū)動系統(tǒng)100。如上面指示的那樣，拖運卡車具有至少兩個驅(qū)動輪12。各個輪12由三相交流(AC)感應(yīng)型輪馬達驅(qū)動。輪馬達被稱為第一輪馬達102和第二輪馬達104。電功率由驅(qū)動三相AC發(fā)電機108的柴油發(fā)動機106供應(yīng)。在其它實施例中，可使用其它類型的機械/燃料發(fā)動機。發(fā)動機106和發(fā)電機108容納在拖運卡車10內(nèi)。發(fā)電機108的AC輸出饋送到一個或多個整流器110(例如，三相二極管陣列)中，整流器110輸送電壓Vdc。整流器110的直流(DC)輸出饋送到一組功率轉(zhuǎn)換器112、114中。功率轉(zhuǎn)換器包括開關(guān)模塊116、118、120、122，其包括一個或多個功率半導(dǎo)體開關(guān)，它們共同傳送Vdc，以將三相AC電功率輸送到牽引馬達102、104(牽引馬達是構(gòu)造成用于移動車輛的電動馬達)。
[0016]將理解的是，為了形成功率轉(zhuǎn)換器110，本發(fā)明不受開關(guān)模塊111、112等的特定布置的限制。相反，本發(fā)明同樣適用于其它實施例(未顯示)，包括例如用于轉(zhuǎn)換電功率的單個開關(guān)模塊或開關(guān)模塊陣列。
[0017]雖然圖2特別地示出了其中功率半導(dǎo)體開關(guān)是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的示例性實施例，但本發(fā)明也可應(yīng)用于其它電壓受控制式裝置或其它半導(dǎo)體裝置，包括(以非限制性示例的方式)雙模式絕緣柵晶體管、逆導(dǎo)IGBT、M0SFET和JFET。
[0018]進一步參照圖2，控制單元124電聯(lián)接到功率轉(zhuǎn)換器112、114(和開關(guān)模塊116、118、120、122)上。如本領(lǐng)域中已知的那樣，控制單元124確定期望的扭矩請求信號，并且將其發(fā)送給逆變器112、114。扭矩請求信號由控制器處理，以便逆變器112、114以對應(yīng)于預(yù)計車輛移動方向的期望旋轉(zhuǎn)方向?qū)ⅠR達102、104驅(qū)動到期望的扭矩輸出量級?？刂茊卧?24包括一個或多個微處理器，其根據(jù)一組存儲指令運行，以對車輛構(gòu)件提供車輛控制和自動溫度調(diào)整，如在后面詳細論述的那樣。
[0019]如上面論述的那樣，在非常冷的時期期間，當車輛10停放或處于空載狀況時，即使空載提高，發(fā)動機106本身也可能無法產(chǎn)生足以使其運行溫度保持處于優(yōu)選范圍的熱。因此，可能出現(xiàn)發(fā)動機受損、響應(yīng)緩慢以及燃料燃燒效率降