CN102164767A - 混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输出控制系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有电力牵引电动机所驱动的动力输出系统的混合电动车辆，以与在地面上运行的车辆一起使用，而该动力输出系统结合控制系统一起使用，该控制系统监测液压系统的压力变换和趋势矢量并且具有学习能力。该系统可用于开心式液压系统和闭心式液压系统。

Description

混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输出控制系统
技术领域
本发明涉及具有混合电动系统的车辆，该车辆制造成部分完成的车辆，且第二车身制造商将为某些特定任务而设计的车身和设备附连于该车辆。由初始制造商通常使此种车辆设置有驾驶室、具有发动机、变速箱和行走系统的底盘，以及由第二车身制造商所使用的某些设置。通常设置的一种装置是动力输出系统(PTO)，该动力输出系统为由第二车身制造商所安装的设备提供机械动力。当车辆具有混合电动系统时，在发动机运行或不运行的条件下车辆停车时，作为混合电动系统一部分的电力牵引电动机可有利地用于为PTO提供动力。通常，PTO将动力提供给液压泵，该液压泵提供液压，以对诸如提升机和外伸架之类的装置进行操作。
背景技术
液压系统使用连接于液压泵的由电力牵引电动机所驱动的动力输出系统(称为“ePTO”)的意图是：致动电力牵引电动机，以仅仅在需要对所安装的液压本体设备进行操作时，通过液压泵的轴向运动产生液压流动和压力。在不需要使所安装的液压本体设备操作的所有其它时间，可以使混合电力牵引电动机所驱动的PTO不作用，从而在ePTO操作模式的过程中使混合系统的整个动力消耗最小。通过使用激励信号来执行对混合电力牵引电动机所驱动的PTO的激励。这些激励信号通常是由机械源装置或与液压阀、液压杆成一体的转换器或者由第二车身制造商安装的其它机械电气转换器所产生的电信号。这些输入信号产生装置将激励信号提供给物理、逻辑或数据链路输入，以使混合电力牵引电动机所驱动的PTO初始化，从而驱动液压泵以对所安装的本体设备进行操作。
第二车身制造商所安装的设备中通常存在的问题是：在操作或操纵时产生激励信号的机械装置、初始液压阀和液压杆具有不同类型。由于这些阀和杆具阀和杆具有复杂的复合机械特征，以及它们远离ePTO及其控制系统的定位、它们的不同介电需求和特征且它们通常数量众多的事实，因而在需要对混合电力牵引电动机所驱动的ePTO进行激励的所有操作情况下，无法在物理上或经济上从每个阀或杆中得到合适的激励信号。此外，对此种类型的系统进行“调试”会费时且成问题。
发明内容
为了解决前述问题，有利于可减少与由第二车身制造商安装的液压设备相关联的输入信号装置的数量和复杂度，并使用寄存于ePTO的控制系统内的控制策略软件，该控制策略软件监测主液压系统的压力变化并同时监测趋势矢量。ePTO的控制系统可位于车辆电子系统控制器(ESC)的软件和硬件输入输出结构内。从一个或多个模拟液压传感器所提供的压力信号中计算出的压力变化和趋势矢量可由控制系统所使用，以确定产生混合电力牵引电动机所驱动的PTO的持续操作信号的需要。注意到的是，混合电力牵引电动机的初始化须来自于直接连接于ESC或其中一个车辆远程动力模块(RPM)的第二设备制造商信号请求装置。在开心式液压系统的情形下，模拟液压传感器可连接于第二车身制造商的液压设备的高压液压管，该高压液压管从ePTO所驱动的液压泵引至第一液压回路，而该第一液压回路将液压势能供给于由第二车身制造商所安装的液压设备。或者，在闭心式液压系统的情形下，模拟液压传感器可连接于阀本体，该阀本体使该传感器暴露于第二车身制造商的从ePTO所驱动的液压泵引至第一液压回路的高压液压管内的液压势能，而根据通过传感器感测压力管线从第一液压回路引至油箱的低压液压管内的返回管线压力使阀往复运动，由此第一液压回路将液压势能供给于由第二车身制造商所安装的液压设备。由于对液压设备的每次致动而产生返回管线压力。此外，如果第二车身制造商的液压设备设有开心式液压系统和闭心式液压系统，则模拟液压传感器可连接于从ePTO所驱动的液压泵引至第一液压回路(将液压势能供给于由第二车身制造商所安装的开心式液压系统)的第二车身制造商液压设备的高压液压管，且还可连接于高压液压管和低压液压管，该高压液压管从ePTO所驱动的液压泵引至第一液压回路，而低压液压管通过闭心式液压系统中的传感器感测压力管线从第一液压回路引至液压油箱，这将在以下的附图中变得更加显而易见。在此种设计中，一个模拟液压传感器能感测出压力变化和趋势矢量，而压力变化和趋势矢量指示开心式和闭心式的组合液压系统的开心式部分和闭心式部分中正常设备运行。
模拟压力传感器的目的是，检测出在液压系统中是否存在任何指示正常设备运行的活动，并将该检测结果通过模拟压力信号报告至ePTO控制系统。。根据操作者指令来使系统初始化。然而，只要ePTO控制系统持续通过模拟液压传感器来检测液压系统中指示正常设备运行的活动，则即使来自任何剩下的机械输入装置不再产生有效激励信号，而混合电力牵引电动机仍持续处于其活动状态。
一旦ePTO控制系统通过模拟液压传感器不再于第二车身制造商的液压系统中检测出任何指示设备正常运行的活动，且来自任何机械输入装置不存在有效激励信号，则将允许第一可编程定时器终止，从而由ePTO控制系统致使混合电动牵引电动机不作用。位于ePTO控制系统内的控制策略软件还可包括内部自检测诊断或使其能定制以用于各种应用的各种可编程参数，或者还可同时包括自检测诊断或各种可编程参数。一旦对位于ePTO控制系统内的控制策略软件的可编程参数已进行初始设定时，则该控制策略软件在其运行环境中将持续“学习”。位于ePTO控制系统内的控制策略软件的此种“学习”能力的结果是，即使影响油粘度的液压油类型或其它热力学效应存在变化时，该系统可无需进一步校准或处理。此外，可对控制策略软件进行编程，以将某些“自知力”应用于通常安装的第二车身制造商液压设备的运行。具体地说，如果第二车身制造商液压系统是实用的起重车或铲斗车的一部分，则可对控制策略软件进行编程，以寻找第二车身制造商液压系统中、具有特定持续时间和特定时间间隔的活动，而如果第二车身制造商液压系统是垃圾装载车或压实车的一部分，则可对控制策略软件进行编程，以寻找第二车身制造商液压系统中具有显著不同持续时间和时间间隔的活动，
更具体地针对位于ePTO的对液压主系统的压力变化和同时的趋势矢量进行监测的控制系统内的控制策略软件，位于控制系统内的控制策略软件根据由模拟液压传感器所提供的模拟压力信号值具有若干变量。第一变量是瞬时系统压力，该瞬时系统压力可由图形表示为“红线”。第二变量是平均系统压力，该平均系统压力是瞬时系统压力的25点滚动平均值并可由图形表示为“蓝线”。可对作为由蓝线表示的平均系统压力的滚动平均值中的取点数进行编程，使得取点数可大于或小于25。25点大约是瞬时系统压力的5秒样本。蓝线具有90磅/平方英尺(psi)死区，该死区在蓝线上方延伸约45psi，且在蓝线下方延伸约45psi。第三变量是趋势值或基准值，该趋势值或基准值可由图形表示为“绿线”。可表示为绿线的第三变量还表示当液压泵运行且液压系统中不存在活动时的系统背压。具体地说，绿线代表位于ePTO的控制系统内的控制策略软件已知的最低背压值，该最低背压值是在特定的“运行期间”从模拟液压传感器接收的背压值。根据将进行进一步详细描述的方法可使绿线上升或下降。
在对位于ePTO的控制系统内的控制策略软件进行初始化时，将绿线设定为约3100psi的可编程任意值，且将蓝线设定为约3000psi的可编程任意值。由位于ePTO的控制系统内的控制策略软件所产生的持续操作信号是零，从而不会命令电力牵引电动机所驱动的PTO运行。注意到如果系统是闭心式液压系统，则液压积存器具有液压积存器压力转换器，该液压积存器压力转换器对液压积存器的充料状态进行检测。当液压积存器的充料状态下降到离散的设定值之下，则液压积存器压力转换器将发送请求到ESC，以使混合电力牵引电动机运行，从而对混合电力牵引电动机所驱动的PTO和液压泵进行操作，以对液压积存器进行再充料。为便于使液压积存器恢复并不需要操作者的作用，这是由于这是完全独立的自动化过程和系统。操作者发出命令使系统启动，且电力牵引电动机所驱动的PTO运行一段时间。此后，根据位于ePTO的控制系统内的控制策略软件来操作系统，而忽略考虑对电力牵引电动机所驱动的PTO进行激励的操作者命令(除非对系统进行再次初始化)。操作者开始操纵液压控制，而模拟液压传感器开始发送模拟液压信号。当红线首次上升到约150psi上方时，将蓝线设定为约0，且蓝线根据其红线计算平均值开始上升。还将绿线设定为蓝线上方约300psi的值。当蓝线开始上升时，绿线也相应地上升，而根据成比例算法绿线和蓝线之间的距离开始减小。使绿线上升，以在约4.5秒(比红线的瞬时系统压力的25点取样的长度约小0.5秒)的时间段以逐渐缩小的比值接近蓝线。在约介于0psi和最大系统压力间的中间的数值处(例如1600psi)，逐渐缩小的比值使得绿线与蓝线具有相同数值。在约介于0psi和最大系统压力间的中间的数值(例如1600psi)上方，比值倒置，使得蓝线以增大的比值处于绿线上方。
在4.5秒的刻度处，绿线“冻结”在其根据与蓝线的可变比例关系而获得的任何值处，但这仅仅是如果红线位于绿线上方时才适用。如果4.5秒时定时器终止，且红线位于绿线下方，则绿线将根据可变成比例算法持续接近蓝线。在此情形下，一旦红线越过绿线时，则绿线“冻结”在其根据与蓝线的可变比例关系而获得的任何值处。蓝线根据红线数值的25点平均值持续追踪红线。在正常操作下，绿线在一定时间段(该时间段是可编程的)保持“冻结”在该数值处，而绿线在另一时间段再次冻结之前能朝蓝线行进单步，但这仅仅沿向下方向。如果红线在蓝线下方且如果蓝线以特定比值(该比值也是可编程的)在绿线下方，则仅仅允许绿线行进向下步阶。允许绿线向下行进的步阶大小与红线和蓝线之间的瞬时距离成比例。这些关系的结果是，绿线接近瞬时压力平均值(是蓝线)的休止状态，但并不与其完全收敛，而该瞬时压力平均值由于瞬时压力的暂时下降并不会下降地过大，且由此不会使位于ePTO控制系统内的控制策略软件根据运行需求错误地识别出基准系统背压，其中，绿线代表液压泵运行时的系统背压或者至少是由位于ePTO控制系统内的控制策略软件所认为的系统背压。在决定是否使用第二车身制造商的液压设备时，绿线则还用作半固定参考点。
由位于ePTO的控制系统内的控制策略软件所产生的持续操作信号取决于红线、蓝线以及绿线之间的关系。如果红线在150psi下方，则在液压系统中不存在活动，且位于ePTO的控制系统内的控制策略软件并不命令混合牵引电动机所驱动的PTO持续操作。如果红线超出蓝线的死区或超出绿线，则在液压系统中存在活动，且位于ePTO的控制系统内的控制策略软件命令混合牵引电动机所驱动的PTO持续操作。如果蓝线超出绿线，则在液压系统中存在活动，且位于ePTO的控制系统内的控制策略软件命令混合牵引电动机所驱动的PTO持续操作。因此，根据红线位于蓝线的死区外部或位于绿线上方，或者蓝线位于绿线上方来确定对于混合牵引电动机所驱动的PTO的持续需求。如果这些情况都不满足，则位于ePTO的控制系统内的控制策略软件停止发送持续操作信号，因此使混合牵引电动机所驱动的PTO停止，并启动前述可编程定时器。如果在定时器终止之前检测出活动，则位于ePTO的控制系统内的控制策略软件重新启动混合牵引电动机所驱动的PTO并对可编程定时器进行重新设定。一旦可编程定时器终止时，则位于ePTO的控制系统内的控制策略软件将绿线设定为约3100psi的可编程任意值，并将蓝线设定为约3000psi的可编程任意值。此后，如果红线上升到超出150psi，则位于ePTO的控制系统内的控制策略软件重新初始化。
位于ePTO的控制系统内的控制策略软件还存在一个特征，该特征在开心式和闭心式的组合液压系统中或，例如通过结合工具或致动器，基准液压背压会突然变化的任何液压系统中是尤其有利的。作为一示例，系统可具有开心式液压回路和闭心式液压回路，这两种液压回路由选择阀隔开。每组回路可通过特定的传感器感测压力阀与液压传感器连通，而闭心式液压回路需要使用特定的传感器感测压力管线，以防止模拟液压传感器将瞬时液压读成不变的整个系统压力或者液压积存器的液压，从附图中这将变得显而易见。在此情形下，如果选择阀从一组回路变换为另一组回路，或者注意到如果工具或致动器突然联接于系统，则基准液压背压会突然增大。
为了应付此种可能性，位于ePTO的控制系统内的控制策略软件注意如下情况：红线和蓝线收敛到绿线上方，且在例如20或30秒的第二可编程时间段保持收敛于绿线上方。如果在第二可编程时间段的持续期间，红线从不离开围绕蓝线的死区，且如果蓝线超出大约介于零psi和最大系统压力间的中间的数值时(例如1600psi)，允许绿线以系统初始化时所允许的方式运动到蓝线上方，而该数值还可以是绿线和蓝线之间的比值在系统初始化时变为一时的取值点。这使位于ePTO的控制系统内的控制策略软件确定，收敛的红线和蓝线代表新的基准液压背压。在这是不正确的、且收敛的红线和蓝线不知为何表示非常稳定的需求(这相当罕见)的情形下，由于一旦压力再次下降则绿线简单地向下收敛，因而根据正常操作不会产生危害。如果此种罕见的非常稳定的需求保持地足够长使第一可编程定时器终止时，则会简单地关闭牵引电动机，而进一步的需求会致使系统重新启动并重新设定。
最后，位于ePTO的控制系统内的控制策略软件可设有可编程防反跳特征，从而为了使系统初始化而忽略红线超过150psi的瞬时峰值。这可防止通过液压系统而与模拟液压传感器连通的冲击压力致使位于ePTO的控制系统内的控制策略软件不必要地初始化，并引起混合电力牵引电动机所驱动的PTO不必要地运行。应强调的是，位于ePTO的控制系统内的相同控制策略软件与开心式液压系统、闭心式液压系统以及开心式和闭心式的组合液压系统一起工作，然而模拟液压传感器的输出仍倾向于在形式上与闭心式液压系统一致、且在形式上更类似于开心式液压系统。这提供系统的通用性并降低产品变动成本。
总而言之，位于ePTO的控制系统内的控制策略软件和由模拟液压传感器所产生的信号降低对于由机械源装置或与液压阀、液压杆成一体的转换器或者由第二车身制造商安装的其它机械电气转换器所产生的激励信号的需求以及这些激励信号的复杂性。这提高使用ePTO的混合系统的操作有效性和安全性的水平，并提高初始车辆制造商和第二车身制造商之间交集区域的有效性。
如上所述，混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输送系统的控制系统和具有该系统的车辆提供多个优点，有些优点在上文已经描述，且另一些优点是本发明所固有的。此外，可在不偏离本文的讲授内容的条件下，对混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输送系统的控制系统和具有该系统的车辆提出修改。
附图说明
图1是本发明一实施例的侧视图，示出具有液压设备的混合电动车辆，该液压设备带有混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输出控制系统。
图2是本发明一实施例的侧视图，示出用于具有ePTO的混合电动车辆的发动机和变速箱。
图3示出本发明的一实施例，使用由混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输送控制系统的开心式液压系统。
图4示出本发明的一实施例，使用由混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输送控制系统的闭心式液压系统。
图5示出本发明的一实施例，使用由混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输送控制系统的开心式和闭心式的组合液压系统。
图6示出本发明一实施例，用在混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输送控制系统中的模拟液压传感器。
图7示出本发明一实施例，模拟液压传感器、位于电子系统控制器内的ePTO控制系统以及相关联的车辆网络。
图8是系统初始化的图形表示。
图9是在活动过程中向下收敛的图形表示。
图10是在休止过程中向下收敛的图形表示。
图11是闭心式液压系统的图形表示。
图12是开心式液压系统的图形表示。
图13是开心式和闭心式的组合液压系统的图形表示。
图14是建立新基准的图形表示。
具体实施方式
图1示出具有车身101、驾驶室102、底盘103以及行走系统107的车辆100。车身101设有借助液压致动器105操作的车身设备104。机械输入装置106对液压致动器105进行控制。
图2示出具有发动机201和变速箱202的混合电动系统200。变速箱202设有混合电力牵引电动机203。变速箱202还设有动力输出系统204，该动力输出系统204可选地由混合电力牵引电动机203或发动机驱动或者由它们两者共同驱动。动力输出系统204连接于液压泵304，并对该液压泵进行驱动。
图3示出本发明的一实施例，具有与混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输出控制系统一起使用的设置的开心式液压系统300。开心式液压系统300设有液压泵304和若干液压缸307，这些液压缸由开心式液压滑阀309所控制。高压液压管305从液压泵304引至开心式液压滑阀309，而低压液压管308从开心式液压滑阀308返回至液压油箱319，由此完成至少一个液压回路303。液压油317储存在液压油箱319中，该液压油箱具有使液压油317暴露于大气压力321的液压油箱通气孔320。液压油供给管318将液压油317供给至液压泵304。作为实施本发明的措施，模拟液压传感器401在液压泵304和第一开心式液压滑阀309之间的一点处连接于高压液压管305。液压模拟信号线322从模拟液压传感器401引至ePTO控制系统400(未示出)。ePTO控制系统400使用来自模拟液压传感器401的信号，以通过分析压力变化并同时分析趋势矢量来检测出在开心式液压系统300中是否存在任何指示正常设备运行的活动。
图4示出本发明的一实施例，与由混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输出控制系统一起使用的闭心式液压系统301。闭心式液压系统301设有具有液压泵变冲程螺线管316的液压泵304和若干液压缸307，这些液压缸由闭心式液压滑阀310所控制。高压液压管305从液压泵304引至闭心式液压滑阀310，而低压液压管308从闭心式液压滑阀310返回至液压油箱319，由此完成至少一个液压回路303。液压油317储存在液压油箱319中，该液压油箱具有使液压油317暴露于大气压力321的液压油箱通气孔320。液压油供给管318将液压油317供给至液压泵304。液压积存器311连接于高压管305，并用于供给对于液压势能的瞬时需求，以及用于减小液压回路303内的液压冲击。液压积存器311和高压液压管305之间的流体连通能可选地由积存器闭塞阀315所控制，而积存器闭塞阀螺线管314根据积存器压力转换器313所产生的信号对积存器闭塞阀315进行控制。作为实施本发明的措施，模拟液压传感器401在液压泵304和第一闭心式液压滑阀310之间的一点处连接于高压液压管305并连接于传感器感测压力阀323，该传感器感测压力阀323还通过传感器感测压力线306在第一闭合式液压滑阀310和液压油箱319之间的一点处连接于低压液压管308。液压模拟信号线322从模拟液压传感器401引至ePTO控制系统400(未示出)。ePTO控制系统400使用来自模拟液压传感器401的信号，以通过分析压力变化并同时分析趋势矢量来检测出在闭心式液压系统301中是否存在任何指示正常设备运行的活动。
图5示出本发明的一实施例，具有与混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输出控制系统一起使用的设置的开心式和闭心式的组合液压系统302。开心式和闭心式的组合液压系统302设有具有液压泵变冲程螺线管316的液压泵304和若干液压缸307，这些液压缸由开心式液压滑阀309或闭心式液压滑阀310所控制。高压液压管305从液压泵304引至液压系统选择阀312。此外，高压液压管305从液压系统选择阀312引至开心式液压滑阀309和闭心式液压滑阀310。低压液压管308从开心式液压滑阀309和闭心式液压滑阀310返回至液压油箱319，由此完成至少一个液压回路303。液压油317储存在液压油箱319中，该液压油箱具有使液压油317暴露于大气压力321的液压油箱通气孔320。液压油供给管318将液压油317供给至液压泵304。液压积存器311在液压系统选择阀312之前连接于高压管305，并用于供给对于液压势能的瞬时需求，以及用于减小液压回路303内的液压冲击。液压积存器311和高压液压管305之间的流体连通能可选地由积存器闭塞阀315所控制，而积存器闭塞阀螺线管314根据积存器压力转换器313所产生的信号对积存器闭塞阀315进行控制。作为实施本发明的措施，模拟液压传感器401可通过传感器感测压力阀323在液压选择阀312和第一开心式液压滑阀309之间的一点处连接于高压液压管305，该传感器感测压力阀具有如下端口：该端口为模拟液压传感器401和高压液压管305之间提供独立流体连通。相同的模拟液压传感器401可通过相同的传感器感测压力阀323在液压选择阀312和第一闭心式液压滑阀310之间的一点处连接于高压液压管305并且可通过传感器感测压力线306在第一闭合式液压滑阀310和液压油箱319之间的一点处连接于低压液压管308，该传感器感测压力阀还具有如下端口：该端口为模拟液压传感器401和高压液压管305之间提供相关流体连通。模拟液压传感器401和位于液压选择阀312及第一闭合式液压滑阀310之间的高压液压管305之间的流体连通取决于通过传感器感测压力线306的液压流体的流动。液压模拟信号线322从模拟液压传感器401引至ePTO控制系统400(未示出)。ePTO控制系统400(未示出)使用来自模拟液压传感器401的信号，以通过分析压力变化并同时分析趋势矢量来检测出在开心式和闭心式的组合液压系统302中是否存在任何指示正常设备运行的活动。
图6是用在开心式和闭合式的组合液压系统302中的模拟液压传感器401的详细视图。模拟液压传感器401连接于传感器感测压力阀323，该传感器感测压力阀323还在液压系统选择阀312(未示出)和第一开心式液压滑阀309(未示出)之间的一点处连接于高压液压管305a。传感器感测压力阀323还在液压系统选择阀312(未示出)和第一闭合式液压滑阀310(未示出)之间的一点处连接于高压液压管305b。传感器感测压力阀323还通过传感器感测压力线306在第一闭合式液压滑阀310(未示出)和液压油箱319(未示出)之间的一点处连接于低压液压管308。液压模拟信号线322从模拟液压传感器401引至ePTO控制系统400(未示出)。模拟液压传感器401和位于液压选择阀312(未示出)及第一闭合式液压滑阀310(未示出)之间的高压液压管305b之间的流体连通取决于通过传感器感测压力线306的液压流体的流动。
图7示出位于连接于车辆网络416的电气系统控制器403上的ePTO控制系统400。ePTO控制系统401通过液压模拟信号线322从模拟液压传感器401接收液压模拟信号。ePTO控制系统400借助车辆制造商公共J1939数据总线与混合控制模块408、变速箱控制模块409以及PTO仪表盘组407进行通信。ePTO控制系统400还可借助车辆制造商专用J1708/1587数据总线与诸如驾驶室仪表板404中的中心之类的其它车辆部件进行通信。变速箱换挡控制台411还通过变速箱制造商专用数据总线410与变速箱控制模块409进行通信。ePTO控制系统400还通过车辆制造商私人J1939数据总线412与基本ePTO混合器413的远程动力模块输入输出进行数据通信。根据这些通信，ePTO控制系统400借助连接于主车辆空气压力供源415的歧管电磁阀组件414对动力输出系统204进行控制。最后，可编程定时器402在图7中象征地表示为钟，而应理解的是，可编程定时器402可以或不与ePTO控制系统400成一体。
图8示出ePTO控制系统初始化的图形表示。瞬时系统压力由标为红色“R”的线表示。平均系统压力标为蓝色“B”，该平均系统压力是瞬时系统压力的25点滚动平均值。趋势值或基准值标为绿色“G”，该趋势值或基准值由位于ePTO的控制系统内的控制策略软件所确定并代表在液压泵运行时的系统背压。由控制策略软件所产生的持续操作信号由标为黄色“Y”的线所覆盖，并将500的输出量表示为对混合牵引电动机所驱动的PTO进行致动的命令，或者将零输出量表示为使混合牵引电动机所驱动的PTO失去作用的命令。将“500psi”的输出量表示为使混合牵引电动机所驱动的PTO持续操作的命令是为进行图形表示的目的而任选的，而实际的持续操作信号仅仅是如下信号：开(1)或关(0)。如前所述，位于ePTO的控制系统内的控制策略软件表示为经历初始化循环。
图9示出表示ePTO控制系统的图表。瞬时系统压力再次由标为红色“R”的线所表示，平均系统压力再次标为蓝色“B”，而趋势值或基准值再次标为绿色“G”。由控制策略软件所产生的持续操作信号再次由标为黄色“Y”的线所覆盖，任意地选择500psi的输出量，将其表示为使混合牵引电动机所驱动的PTO持续操作的命令(如图8所示)。图9所示的对ePTO控制系统的图形表示示出在液压系统活动的阶段、趋势值或基准值向下收敛。
图10示出ePTO控制系统的图形表示。瞬时系统压力再次由标为红色“R”的线所表示，平均系统压力再次标为蓝色“B”，而趋势值或基准值再次标为绿线“G”。由控制策略软件所产生的持续操作信号再次由标为黄色“Y”的线所覆盖，任意地选择500psi的输出量，将其表示为使混合牵引电动机所驱动的PTO持续操作的命令(如图8所示)。图10所示的对ePTO控制系统的图形表示示出在液压系统不活动的阶段、趋势值或基准值向下收敛。
图11示出利用与图8到10中相同标识的线对ePTO控制系统进行图形表示。图11所示的图表是关于致力于对闭心式液压系统进行控制的ePTO控制系统的图表。
图12示出利用与之前相同标识的线对ePTO控制系统进行图形表示。图12所示的图表是关于致力于对开心式液压系统进行控制的ePTO控制系统的图表。
图13示出利用与之前相同标识的线对ePTO控制系统进行图形表示。图13所示的图表是关于致力于对开心式和闭心式的组合液压系统进行控制的ePTO控制系统的图表。
图14示出利用与之前相同标识的线对ePTO控制系统进行图形表示。该图表示出，如前所述，趋势值或基准值取决于红线和蓝线收敛到绿线上方、且在第二时间段保持收敛于绿线上方而向上重设。
尽管已经在以上详细说明书中详细描述并在附图中示出各具体实施例，本领域的普通技术人员应当理解，本发明还可能有各种改变而不脱离本文所揭示的讲授内容。因而，所揭示的特定设置意味着仅是说明性而非限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书的完全范围和其所有同等物给出。虽然在上文并未进行描述，然而混合电动车辆牵引电动机所驱动的动力输出控制系统和具有此种系统的车辆的其它优点也是本发明所固有的。

Claims (28)

1.一种在地面上运行的车辆，包括：
底盘，所述底盘具有混合电动系统，所述混合电动系统具有混合电力牵引电动机；
动力输出系统，所述动力输出系统可选择地由所述混合电力牵引电动机所驱动；
电子控制器，所述电子控制器具有用于对所述可选驱动的动力输出系统的运行进行控制的软件；
液压泵，所述液压泵由所述可选驱动的动力输出系统所驱动；
液压系统，所述液压泵将液压势能提供给所述液压系统，且所述液压系统具有至少一个高压液压管和至少一个液压回路，所述至少一个高压液压管将所述液压势能从所述液压泵传导至所述至少一个液压回路；以及
至少一个模拟液压传感器，所述至少一个模拟液压传感器与所述至少一个高压液压管流体连通，并将模拟压力信号提供给所述软件，而所述软件从由所述至少一个模拟液压传感器所提供的所述模拟压力信号中计算出瞬时系统压力变量、平均系统压力变量以及趋势变量，所述软件使用所述瞬时系统压力变量、所述平均系统压力变量以及所述趋势变量来确定所述可选驱动的动力输出系统的操作。
2.如权利要求1所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述平均系统压力变量是所述瞬时系统压力变量的滚动平均值。
3.如权利要求2所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述平均系统压力变量是所述瞬时系统压力变量的25点滚动平均值。
4.如权利要求2所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述滚动平均值具有可编程的取值点数量。
5.如权利要求2所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述趋势变量在至少4.5秒的第一时间段取决于并与所述平均系统压力变量成可变比例的数学关系，所述第一时间段是紧跟着所述瞬时系统压力变量在所述液压系统初始化之后首次上升到约150psi上方的时间段，而之后所述趋势变量在第二时间段持续处于冻结状态。
6.如权利要求5所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述可变比例数学关系是：在所述至少4.5秒的第一时间段中，当所述平均系统压力变量约为零时，所述趋势变量具有比所述平均系统压力变量大约300psi的数值，当所述平均系统压力变量是介于零psi和最大系统压力间的中间的数值时，所述趋势变量等于所述平均系统压力变量，而当所述平均系统压力变量超过所述介于零psi和最大系统压力间的中间的数值时，所述趋势变量小于所述平均系统压力变量。
7.如权利要求6所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
如果所述瞬时系统压力变量在所述趋势变量下方，则在超出所述至少4.5秒的第一时间段，所述趋势变量持续与所述平均系统压力变量成可变比例数学关系，直到所述瞬时系统压力变量上升到所述趋势变量上方为止，而在此情形下，所述趋势变量之后在第二阶段持续处于所述冻结状态。
8.如权利要求7所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述第二时间段在长度上是可编程的。
9.如权利要求7所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
仅仅如果所述瞬时系统压力变量小于所述平均系统压力变量，且如果所述平均系统压力变量比所述趋势变量小至少第一比例比值，则所述趋势变量在所述第二时间段结束时减小向下步阶量，且所述第一比例比值与所述趋势变量和所述平均压力变量之间的差值除以所述平均系统压力变量成比例。
10.如权利要求9所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述第一比例比值的比例在大小上可编程。
11.如权利要求9所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述向下步阶量与所述瞬时系统压力变量和所述平均系统压力变量之间的瞬时差值成比例。
12.如权利要求9所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述软件可选地产生持续操作信号，用于对所述可选驱动的动力输送系统的持续操作进行控制，而所述软件仅仅在如下情形下才可选地产生所述持续操作信号：
所述瞬时系统压力变量超过约150；以及
所述瞬时系统压力变量超过所述平均系统压力变量，或所述瞬时系统压力变量超过所述趋势变量，或所述平均系统压力变量超过所述趋势变量。
13.如权利要求12所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述软件还设有可编程定时器，所述可编程定时器在所述持续操作信号断绝时开始终止，而在所述持续操作信号恢复时重设所述可编程定时器，对所述可编程定时器进行操作，以对所述平均系统压力变量和所述趋势变量进行重设，并致使所述软件命令所述液压系统再初始化。
14.如权利要求13所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述液压系统还包括开心式液压系统。
15.如权利要求13所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述液压系统还包括闭心式液压系统；
所述闭心式液压系统设有液压油箱和至少一个低压液压管，所述至少一个低压液压管将液压流体从所述至少一个液压回路传送至所述液压油箱；
传感器感测压力阀置于所述至少一个模拟液压传感器和所述至少一个高压液压管之间，所述传感器感测压力阀与传感器感测压力管线流体连通，而所述传感器感测压力管线又与所述至少一个低压液压管流体连通；以及
所述传感器感测压力阀可操作，以对所述至少一个模拟液压传感器和所述至少一个高压液压管之间的流体连通可选地进行控制，当所述传感器感测压力管线提供指示所述液压流体流动通过所述至少一个低压液压管的液压时，所述传感器感测压力阀仅仅允许所述至少一个模拟液压传感器和所述至少一个高压液压管之间的流体连通。
16.如权利要求13所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述液压系统还包括开心式和闭心式的组合液压系统；
所述开心式和闭心式的组合液压系统设有选择阀；
所述至少一个液压回路还包括至少一个闭心式液压回路和至少一个开心式液压回路；
所述至少一个高压液压管还包括从所述液压泵引至所述选择阀的高压液压管、从所述选择阀引至所述至少一个闭心式液压回路的高压液压管以及从所述选择阀引至所述至少一个开心式液压回路的高压液压管；
所述开心式和闭心式的组合液压系统设有液压油箱和至少两个低压液压管，所述至少两个低压液压管中的一个低压液压管将液压流体从所述至少一个闭心式液压回路引导至所述液压油箱，而所述至少两个低压液压管中的另一个低压液压管将液压流体从所述至少一个开心式液压回路引导至所述液压油箱；
传感器感测压力阀置于所述至少一个模拟液压传感器和所述从所述选择阀引至所述至少一个开心式液压回路的高压液压管之间，且还置于所述至少一个模拟液压传感器和所述从所述选择阀引至所述至少一个闭心式液压回路的高压液压管之间，所述传感器感测压力阀与传感器感测压力管线流体连通，而所述传感器感测压力管线又与所述至少两个低压液压管中的将液压流体从所述至少一个闭心式液压回路传导至所述液压油箱的一个低压液压管流体连通；以及
所述传感器感测压力阀可操作，以允许所述至少一个模拟液压传感器和所述从所述选择阀引至所述至少一个开心式液压回路的高压液压管之间的流体连通，并对所述至少一个模拟液压传感器和所述从所述选择阀引至所述至少一个闭心式液压回路的高压液压管之间的流体连通可选地进行控制，而当所述传感器感测压力管线提供指示所述液压流体流动通过所述至少两个低压液压管中的将液压流体从所述至少一个闭心式液压回路传送至所述液压油箱的一个低压液压回路的液压时，所述传感器感测压力阀仅仅允许所述至少一个模拟液压传感器和所述从所述选择阀引至所述至少一个闭心式液压回路的高压液压管之间的流体连通。
17.如权利要求16所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述平均系统压力变量具有死区；
所述趋势变量仅仅如果在如下条件下才增加一次到比所述平均系统压力变量的数值大的数值：
所述瞬时系统压力变量和所述平均系统压力变量收敛于比所述趋势变量大的数值，并且在第三可编程时间段保持收敛于所述数值，且在所述第三可编程时间段的持续期间，所述瞬时系统压力变量的数值不离开所述平均系统压力变量的死区的界限；以及
所述平均系统压力变量具有比大约介于零psi和所述最大系统压力间的中间的数值大的数值。
18.如权利要求13所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述软件设有可编程防反跳特征。
19.一种用于对结合液压泵和液压系统使用的可选驱动的动力输送系统进行控制的系统，所述控制系统包括：
电子控制器，所述电子控制器具有用于对所述可选驱动的动力输出系统的运行进行控制的软件；
至少一个模拟液压传感器，所述至少一个模拟液压传感器与所述液压系统的至少一个高压液压管流体连通，并将模拟压力信号提供给所述软件，而所述软件从由所述至少一个模拟液压传感器所提供的所述模拟压力信号中计算出瞬时系统压力变量、平均系统压力变量以及趋势变量，所述软件使用所述瞬时系统压力变量、所述平均系统压力变量以及所述趋势变量来确定所述可选驱动的动力输出系统的操作。
20.如权利要求19所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述平均系统压力变量是所述瞬时系统压力变量的滚动平均值。
21.如权利要求20所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述趋势变量在至少4.5秒的第一时间段取决于并与所述平均系统压力变量成可变比例的数学关系，所述第一时间段是紧跟着所述瞬时系统压力变量在所述液压系统初始化之后首次上升到约150psi上方的时间段，而之后所述趋势变量在第二时间段持续处于冻结状态。
22.如权利要求21所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述可变比例数学关系是：在所述4.5秒的第一时间段中，当所述平均系统压力变量约为零时，所述趋势变量具有比所述平均系统压力变量大约300psi的数值，当所述平均系统压力变量是介于零psi和最大系统压力间的中间的数值时，所述趋势变量等于所述平均系统压力变量，而当所述平均系统压力变量超过所述介于零psi和最大系统压力间中间的数值时，所述趋势变量小于所述平均系统压力变量。
23.如权利要求22所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
如果所述瞬时系统压力变量在所述趋势变量下方，则在超出所述至少4.5秒的第一时间段，所述趋势变量持续与所述平均系统压力变量成可变比例数学关系，直到所述瞬时系统压力变量上升到所述趋势变量上方为止，而在此情形下，所述趋势变量之后在第二阶段持续处于所述冻结状态。
24.如权利要求23所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
仅仅如果所述瞬时系统压力变量小于所述平均系统压力变量，且如果所述平均系统压力变量比所述趋势变量小至少第一比例比值，则所述趋势变量在所述第二时间段结束时减小向下步阶量，且所述第一比例比值与所述趋势变量和所述平均压力变量之间的差值除以所述平均系统压力变量成比例。
25.如权利要求24所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述向下步阶量与所述瞬时系统压力变量和所述平均系统压力变量之间的瞬时差值成比例。
26.如权利要求24所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述软件可选地产生持续操作信号，用于对所述可选驱动的动力输送系统的持续操作进行控制，而所述软件仅仅在如下情形下才可选地产生所述持续操作信号：
所述瞬时系统压力超过约150；以及
所述瞬时系统压力变量超过所述平均系统压力变量，或所述瞬时系统压力变量超过所述趋势变量，或所述平均系统压力变量超过所述趋势变量。
27.如权利要求26所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述软件还设有可编程定时器，所述可编程定时器在所述持续操作信号断绝时开始终止，而在所述持续操作信号恢复时重设所述可编程定时器，对所述可编程定时器进行操作，以对所述平均系统压力变量和所述趋势变量进行重设，并致使所述软件命令所述液压系统再初始化。
28.如权利要求27所述的在地面上运行的车辆，其特征在于：
所述平均系统压力变量具有死区；
所述趋势变量仅仅如果在如下条件下才增加一次到比所述平均系统压力变量的数值大的数值：
所述瞬时系统压力变量和所述平均系统压力变量收敛于比所述趋势变量大的数值，并且在第三可编程时间段保持收敛于所述数值，且在所述第三可编程时间段的持续期间，所述瞬时系统压力变量的数值不离开所述平均系统压力变量的死区的界限；以及
所述平均系统压力变量具有比大约介于零psi和所述最大系统压力间的中间的数值大的数值。
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