專利名稱：升降機(jī)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明包括涉及升降機(jī)系統(tǒng)、具有升降機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)輸工具和一種或多種相關(guān)方法的實(shí)施例。
背景技術(shù)：
在目前的非公路運(yùn)輸工具(OHV)應(yīng)用中，OHV的發(fā)動(dòng)機(jī)直接機(jī)械驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)液壓泵。這些泵供應(yīng)液壓用于升降、轉(zhuǎn)向和其它應(yīng)用。因?yàn)橹苯影l(fā)動(dòng)機(jī)-泵連接，所以泵必須以與發(fā)動(dòng)機(jī)速度成比例的速度運(yùn)行。雖然這提供一些效率，但是該方法的缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)速度需要響應(yīng)于在這些泵上的負(fù)荷需求而增加(例如，在翻斗車或者運(yùn)輸卡車的情形中， 當(dāng)卡車車身被提升時(shí))，并且這可能由于與增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度相伴的相稱的燃料消耗、排放、噪聲等而是不受歡迎的。而且，響應(yīng)時(shí)間的速度可由于發(fā)動(dòng)機(jī)速度斜坡率(ramp rate) 而是不受歡迎地慢。此外，甚至當(dāng)對(duì)泵的需求低時(shí)泵需要以高發(fā)動(dòng)機(jī)速度運(yùn)行。因此，可期望具有帶有不同于當(dāng)前可用的系統(tǒng)和運(yùn)輸工具的那些性質(zhì)的性質(zhì)和特性的系統(tǒng)或運(yùn)輸工具?？善谕哂胁煌诋?dāng)前可用的那些方法的方法。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例涉及升降機(jī)系統(tǒng)。升降機(jī)系統(tǒng)包括升降機(jī)泵和電馬達(dá)。電馬達(dá)聯(lián)接到能量源并且聯(lián)接到升降機(jī)泵。在第一操作模式期間，電馬達(dá)從能量源接收電并且由此提供機(jī)械功率到升降機(jī)泵。在第二操作模式期間，來(lái)自能量源的電以不同于用于為升降機(jī)泵提供功率的方式而利用。在另一實(shí)施例中，能量源包括交流發(fā)電機(jī)和機(jī)械聯(lián)接到交流發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)可操作以驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，其中交流發(fā)電機(jī)繼而生成電。發(fā)動(dòng)機(jī)與升降機(jī)泵機(jī)械分離 (例如，升降機(jī)泵既不直接也不間接通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng))。這允許交流發(fā)電機(jī)在第一操作模式期間為電馬達(dá)提供電功率，用于為升降機(jī)泵提供功率，而升降機(jī)泵操作不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)速度或反之亦然。在另一實(shí)施例中，電馬達(dá)是可逆地聯(lián)接到升降機(jī)泵的牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)。在第一操作模式期間，牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)從交流發(fā)電機(jī)接收電并且由此提供機(jī)械功率到升降機(jī)泵。在第二操作模式期間，牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)與升降機(jī)泵分離，并且牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)從交流發(fā)電機(jī)接收電以分別機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)，并且不驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵。在另一實(shí)施例中，電馬達(dá)是升降機(jī)泵馬達(dá)。系統(tǒng)還包括控制器和牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)。能量源還包括功率電子單元，其可電氣連接到交流發(fā)電機(jī)的輸出或其它。在第一操作模式期間，控制器控制功率電子單元以提供電到升降機(jī)泵馬達(dá)，并且不提供電到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)。在第二操作模式期間，控制器控制功率電子單元以提供電到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)，并且不提供電到升降機(jī)泵馬達(dá)。因而，在第一模式中，電提供到升降機(jī)泵馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵，并且在第二模式中，電提供到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)以分別機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)。
另一實(shí)施例涉及用于在第一操作模式和第二操作模式中操作系統(tǒng)的方法。在第一操作模式中，引導(dǎo)電功率從能量源流到電馬達(dá)。電馬達(dá)聯(lián)接到能量源并且聯(lián)接到升降機(jī)泵。 電馬達(dá)利用電功率提供功率，以運(yùn)行電馬達(dá)用于提供機(jī)械功率到升降機(jī)泵。在第二操作模式中，系統(tǒng)切換到以不同于用于為升降機(jī)泵提供功率的方式利用電功率。如果系統(tǒng)包括馬達(dá)和交流發(fā)電機(jī)作為能量源(的至少一部分)，那么可以是發(fā)動(dòng)機(jī)既不機(jī)械也不另外操作地聯(lián)接到升降機(jī)泵的情形；交流發(fā)電機(jī)在第一操作模式期間為電馬達(dá)提供電功率，用于為升降機(jī)泵提供功率，而升降機(jī)泵操作不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)速度或反之亦然。在實(shí)施例中，第一操作模式和第二操作模式通過(guò)使?fàn)恳R達(dá)或輔助馬達(dá)的利用在為升降機(jī)泵提供功率(在第一模式中)與分別為推進(jìn)系統(tǒng)或輔助負(fù)荷提供功率之間切換而實(shí)現(xiàn)。在另一實(shí)施例中，第一操作模式和第二操作模式通過(guò)使功率電子單元(諸如牽引馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器)的輸出從提供功率到升降機(jī)泵馬達(dá)切換到提供功率到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)而實(shí)現(xiàn)。


附圖示出意圖用于執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例。相同參考標(biāo)記表示其中利用的相同或者類似部件。圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例分別在第一操作模式和第二操作模式中的升降機(jī)系統(tǒng)的圖示。圖3是根據(jù)另一實(shí)施例的升降機(jī)系統(tǒng)的圖示。圖4和圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例分別在第一操作模式和第二操作模式中的升降機(jī)系統(tǒng)的圖示。圖6-11是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的各自升降機(jī)系統(tǒng)的圖示。圖12和圖13是根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例的各自運(yùn)輸工具的圖示。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括涉及升降機(jī)系統(tǒng)、具有升降機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)輸工具和一種或多種相關(guān)方法的實(shí)施例。如本文中所用的，“升降機(jī)”指的是用于提升或降下負(fù)荷的裝置。升降機(jī)可采用液壓缸或其它液壓裝置，或者纜繩所纏繞的鼓輪。升降機(jī)泵是機(jī)械驅(qū)動(dòng)用于執(zhí)行升降機(jī)中的工作功能或升降機(jī)的工作功能的液壓泵或其它泵。升降機(jī)泵的實(shí)例是將液壓流體泵入是升降機(jī)機(jī)構(gòu)的一部分的液壓缸的液壓泵?？傮w上，某些實(shí)施例涉及系統(tǒng)和方法，其中升降機(jī)泵與發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如在翻斗車或運(yùn)輸卡車中的發(fā)動(dòng)機(jī))機(jī)械分離，并且升降機(jī)泵不是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)直接或者間接地提供機(jī)械功率，而是利用電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)/操作。在一個(gè)實(shí)施例中，電馬達(dá)可以是選擇性地聯(lián)接到升降機(jī)泵和與升降機(jī)泵分離的牽引馬達(dá)，使得在一種操作模式中牽引馬達(dá)提供機(jī)械功率到升降機(jī)泵，并且在另一操作模式中，牽引馬達(dá)提供機(jī)械功率到推進(jìn)系統(tǒng)。(“推進(jìn)系統(tǒng)”指的是用于移動(dòng)運(yùn)輸工具或其它負(fù)荷的裝備，諸如傳動(dòng)裝置和輪副。對(duì)于其中牽引馬達(dá)描述成與推進(jìn)系統(tǒng)相互作用的本文中的例子，推進(jìn)系統(tǒng)中牽引馬達(dá)可概念化為推進(jìn)系統(tǒng)的部分，推進(jìn)系統(tǒng)可理解成指的是推進(jìn)系統(tǒng)的(多個(gè))部分而不是牽引馬達(dá))。在另一實(shí)施例中，取決于操作模式，電功率被選擇性地單獨(dú)提供到升降機(jī)泵馬達(dá)、單獨(dú)提供到牽引馬達(dá)和/或兩者一起。這可涉及將功率電子單元(諸如牽引馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器)的輸出從提供電功率到牽引馬達(dá)切
6換到提供電功率到升降機(jī)泵馬達(dá)。因而，在一方面，不是從發(fā)動(dòng)機(jī)虹吸掉(syphon off)機(jī)械扭矩，而是升降機(jī)泵利用用電提供功率的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。如果用于為升降機(jī)泵提供功率的電通過(guò)交流發(fā)電機(jī)(聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī))提供，那么發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以任何設(shè)定速度操作，該設(shè)定速度足以驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)以供應(yīng)充分的電能到電馬達(dá)。升降機(jī)速度能夠通過(guò)流入電馬達(dá)的電流的量，而不是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)速度乃至交流發(fā)電機(jī)輸出來(lái)調(diào)整。在實(shí)施例中，具有多個(gè)操作模式的升降機(jī)系統(tǒng)包括聯(lián)接到能量源并且(可逆地或以其它方式)聯(lián)接到升降機(jī)泵的電馬達(dá)。在一個(gè)操作模式期間，電馬達(dá)從能量源接收電并且提供機(jī)械功率到升降機(jī)泵。圖1和圖2示出這種升降機(jī)系統(tǒng)10的實(shí)例。升降機(jī)系統(tǒng)10 包括第一升降機(jī)泵12和第一電馬達(dá)14。第一電馬達(dá)14聯(lián)接到能量源16并且聯(lián)接到第一升降機(jī)泵12。在第一操作模式18(圖1)期間，第一電馬達(dá)14從能量源16接收電20并且由此提供機(jī)械功率22到第一升降機(jī)泵12。在第二操作模式M(圖幻期間，來(lái)自能量源的電以不同于用于為第一升降機(jī)泵12提供功率的其它方式利用。(“以其它方式利用”包括用于其它目的、存儲(chǔ)、耗散或根本不利用。實(shí)例包括為電馬達(dá)提供功率但其中電馬達(dá)用于不同于驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵的一些其它目的，并且將電路由到不同于電馬達(dá)的裝置)。系統(tǒng)10可配備成帶有控制器和/或如本文中討論的功率電子單元。在另一實(shí)施例中，參考圖3，升降機(jī)30的能量源16包括交流發(fā)電機(jī)沈和機(jī)械聯(lián)接到交流發(fā)電機(jī)沈的發(fā)動(dòng)機(jī)觀。發(fā)動(dòng)機(jī)觀可操作以驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)沈，其中交流發(fā)電機(jī)沈繼而生成電20。發(fā)動(dòng)機(jī)觀既不直接也不間接地機(jī)械聯(lián)接到第一升降機(jī)泵12。(升降機(jī)泵12不通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng))。這允許交流發(fā)電機(jī)沈在第一操作模式期間為第一電馬達(dá) 14提供電功率，用于為第一升降機(jī)泵12提供功率，而升降機(jī)泵的操作不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)速度或反之亦然。系統(tǒng)30可配備成帶有控制器和/或如本文中討論的功率電子單元。在升降機(jī)系統(tǒng)40的另一實(shí)施例中，參考圖4和圖5，第一電馬達(dá)14是可逆地聯(lián)接到第一升降機(jī)泵12的牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34。在第一操作模式42 (圖4)期間，牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34從交流發(fā)電機(jī)沈接收電20并且提供機(jī)械功率22到第一升降機(jī)泵12。 在第二操作模式44(圖5)期間，牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34與第一升降機(jī)泵12分離，并且牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34從交流發(fā)電機(jī)沈接收電20以分別機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)36或輔助系統(tǒng)38，并且不驅(qū)動(dòng)第一升降機(jī)泵12。系統(tǒng)40還可包括控制器46 (例如，微控制器、計(jì)算機(jī)或其它電子設(shè)備控制單元)。 如果這樣，在實(shí)施例中，控制器42可操作以引導(dǎo)牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)以在第一操作模式42 中聯(lián)接到第一升降機(jī)泵12，并且在第二操作模式44中聯(lián)接到推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)。在第一操作模式中，控制器46可操作以調(diào)整從交流發(fā)電機(jī)到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)的電并且由此控制第一升降機(jī)泵的速度。(“調(diào)整”意思是控制提供到馬達(dá)的電，諸如停止或啟動(dòng)電流和 /或控制提供的電的數(shù)量和特性)。在控制器46的一個(gè)操作模式中，控制器修改第一升降機(jī)泵12的速度而不修改發(fā)動(dòng)機(jī)觀的速度或其它操作。在升降機(jī)系統(tǒng)48的另一實(shí)施例中，參考圖6，能量源16還包括功率電子單元50， 其電氣連接在交流發(fā)電機(jī)26的輸出與牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34的輸入之間?？刂破?6 可操作地連接到功率電子單元50用于控制功率電子單元50以調(diào)整從交流發(fā)電機(jī)提供到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)的電。功率電子單元50可包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(電路系統(tǒng)，諸如變速變換器驅(qū)動(dòng)，用于接受功率輸入并且輸出構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的信號(hào))、變換器、功率晶體管和其它功率元件、電路保護(hù)裝備和切換元件中的一個(gè)或者多個(gè)。在升降機(jī)系統(tǒng)52的另一實(shí)施例中，參考圖7，系統(tǒng)52安裝在運(yùn)輸工具M(jìn)中，并且第一電馬達(dá)14(用于驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵的馬達(dá))是第一牽引馬達(dá)32。系統(tǒng)52還包括第二牽引馬達(dá)56 (第二電馬達(dá))，其聯(lián)接到運(yùn)輸工具M(jìn)的輪58 (運(yùn)輸工具的推進(jìn)系統(tǒng)36的輪部分)， 使得當(dāng)?shù)谝粻恳R達(dá)32提供機(jī)械功率22到第一升降機(jī)泵12時(shí)，第二牽引馬達(dá)56推進(jìn)輪 58以移動(dòng)運(yùn)輸工具54。系統(tǒng)52可配置成帶有控制器和/或如本文中討論的功率電子單元。在升降機(jī)系統(tǒng)60的另一實(shí)施例中，參考圖8，第一電馬達(dá)14是升降機(jī)泵馬達(dá)62。 系統(tǒng)60還包括控制器46、牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34(第二電馬達(dá))和功率電子單元50， 其可電氣連接到交流發(fā)電機(jī)26的輸出或其它。在第一操作模式64期間，控制器46控制功率電子單元50以提供電到升降機(jī)泵馬達(dá)62，并且不提供電到牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34。 在第二操作模式66期間，控制器46控制功率電子單元50以提供電到牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34，并且不提供電到升降機(jī)泵馬達(dá)62。因而，在第一模式64中，提供電到升降機(jī)泵馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵12，并且在第二模式66中，提供電到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)以分別機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)36或輔助系統(tǒng)38。除了第一模式和第二模式之外，可存在第三操作模式。在第三操作模式中，控制器可控制功率電子單元以提供電到升降機(jī)泵馬達(dá)并且提供電到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)，用于升降機(jī)泵馬達(dá)提供機(jī)械功率到第一升降機(jī)泵并且用于牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)分別同時(shí)機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，升降機(jī)系統(tǒng)(10，30，40，48，52，60，74或其它)可包括直接或間接地機(jī)械聯(lián)接到馬達(dá)的第二升降機(jī)泵。作為實(shí)例，參考圖9，升降機(jī)系統(tǒng)68包括機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)觀的第二升降機(jī)泵70。第二升降機(jī)泵70可直接機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)觀，或諸如通過(guò)自身機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向泵72間接機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)觀。在實(shí)施例中，第二升降機(jī)泵在容量上比第一升降機(jī)泵較小。第二升降機(jī)泵保持聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)(直接或經(jīng)由轉(zhuǎn)向泵)以從發(fā)動(dòng)機(jī)接收機(jī)械扭矩，并且當(dāng)需要時(shí)采用第一升降機(jī)泵以和第二升降機(jī)泵一起提供液壓升力到升降機(jī)機(jī)構(gòu)。第一升降機(jī)泵由此充當(dāng)升降機(jī)泵助力器。在另一方面，較小的機(jī)械聯(lián)接的第二升降機(jī)泵可使冷卻流體(諸如油)循環(huán)到在濕式制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)器。這允許當(dāng)運(yùn)輸工具移動(dòng)時(shí)執(zhí)行制動(dòng)器的冷卻。并且，即使對(duì)于較低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度也可獲得高水平的冷卻劑流。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，升降機(jī)系統(tǒng)(10，30，40，48，52，60，68或其它)可包括能量存儲(chǔ)裝置(例如，包括能量源或?yàn)槟芰吭吹牟糠?，其電氣聯(lián)接到第一電馬達(dá)(用于驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵的馬達(dá)，例如升降機(jī)泵馬達(dá)或牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá))。能量存儲(chǔ)裝置至少在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)觀不操作并且交流發(fā)電機(jī)26由此不供應(yīng)電的時(shí)間的部分期間提供電到第一電馬達(dá)。 能量存儲(chǔ)裝置在甚至如果發(fā)動(dòng)機(jī)不操作并且交流發(fā)電機(jī)不供應(yīng)電到馬達(dá)時(shí)也允許馬達(dá)驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵。作為實(shí)例，參考圖10，升降機(jī)系統(tǒng)74包括能量存儲(chǔ)裝置76，其電氣聯(lián)接到功率電子單元50?？刂破?6構(gòu)造成控制能量存儲(chǔ)裝置76和/或功率電子單元50用于能量存儲(chǔ)裝置76選擇性地提供電到功率電子單元50 (例如，用于為運(yùn)行升降機(jī)泵的馬達(dá)提供功率)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，對(duì)具有能量存儲(chǔ)裝置的升降機(jī)系統(tǒng)，升降機(jī)系統(tǒng)(10，30， 40，48，52，60，68，74或其它)可安裝在具有再生制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)輸工具中。能量存儲(chǔ)裝置聯(lián)接到再生制動(dòng)系統(tǒng)，在制動(dòng)事件期間能量存儲(chǔ)裝置可從再生制動(dòng)系統(tǒng)充電。作為實(shí)例，參考圖11，升降機(jī)系統(tǒng)78安裝在運(yùn)輸工具M(jìn)中。運(yùn)輸工具具有再生制動(dòng)系統(tǒng)80。能量存儲(chǔ)裝置76聯(lián)接到再生制動(dòng)系統(tǒng)80，在運(yùn)輸工具的制動(dòng)事件期間能量存儲(chǔ)裝置76能從再生制動(dòng)系統(tǒng)80充電。(例如，系統(tǒng)可構(gòu)造成使得當(dāng)運(yùn)輸工具制動(dòng)時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)的負(fù)荷設(shè)置在牽引馬達(dá)上，其中牽引馬達(dá)通過(guò)推進(jìn)系統(tǒng)移動(dòng)并且由此生成電)。如所述，本發(fā)明的實(shí)施例可在運(yùn)輸工具中執(zhí)行或作為運(yùn)輸工具執(zhí)行。圖12示出另一實(shí)例。此處，運(yùn)輸工具82包括底盤84、布置在底盤84中的能量源16、布置在底盤84中的控制器46、布置在底盤84中的升降機(jī)泵馬達(dá)62和升降機(jī)泵12和布置在底盤84中的牽引馬達(dá)32和推進(jìn)系統(tǒng)36。能量源16包括發(fā)動(dòng)機(jī)觀、聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)28的交流發(fā)電機(jī)沈和功率電子單元50?？刂破?6可操作地聯(lián)接到能量源16。升降機(jī)泵馬達(dá)62機(jī)械聯(lián)接到升降機(jī)泵12并且機(jī)械聯(lián)接到功率電子單元50。發(fā)動(dòng)機(jī)觀既不機(jī)械也不另外操作地聯(lián)接到升降機(jī)泵12。牽引馬達(dá)32機(jī)械聯(lián)接到推進(jìn)系統(tǒng)36并且電氣聯(lián)接到功率電子單元50。在第一操作模式86中，控制器46控制功率電子單元50用于功率電子單元50提供電功率到升降機(jī)泵馬達(dá)62。當(dāng)以這種方式提供功率時(shí)，升降機(jī)泵馬達(dá)62提供機(jī)械功率到升降機(jī)泵 12。升降機(jī)活動(dòng)的速度經(jīng)由控制器46調(diào)節(jié)從功率電子單元到升降機(jī)泵馬達(dá)的電功率的流來(lái)控制。在第二操作模式88中，控制器46控制功率電子單元50用于功率電子單元50提供電功率到牽引馬達(dá)32并且不提供電功率到升降機(jī)泵馬達(dá)。當(dāng)以這種方式提供功率時(shí)，牽引馬達(dá)32提供機(jī)械功率到推進(jìn)系統(tǒng)36用于移動(dòng)運(yùn)輸工具82。運(yùn)輸工具82可包括轉(zhuǎn)向泵 72 (機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī))和直接或間接機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的第二升降機(jī)泵70。在運(yùn)輸工具的另一實(shí)施例中，運(yùn)輸工具包括底盤；布置在底盤中并且包括發(fā)動(dòng)機(jī)和聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的交流發(fā)電機(jī)的能量源；布置在底盤中的升降機(jī)泵，其中發(fā)動(dòng)機(jī)既不機(jī)械也不另外操作地聯(lián)接到升降機(jī)泵；布置在底盤中并且可操作地聯(lián)接到能量源的控制器； 和可在第一操作模式與第二操作模式之間控制的牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)。在第一操作模式中，牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)與升降機(jī)泵聯(lián)接，并且在第二操作模式中牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)分別與運(yùn)輸工具的推進(jìn)系統(tǒng)或運(yùn)輸工具的輔助系統(tǒng)聯(lián)接?？刂破骺刹僮饕赃x擇性地控制牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)到第一操作模式和到第二操作模式，并且控制能量源用于供應(yīng)電功率到牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)。因而，在第一操作模式期間，牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)從能量源接收電功率并且機(jī)械驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵?？刂破骺刂齐姽β实牧鞑⑶矣纱丝刂粕禉C(jī)活動(dòng)的速度。在第二操作模式期間，牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)與升降機(jī)泵分離；牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)從能量源接收電功率并且分別機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)，并且不驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵。這種運(yùn)輸工具90的實(shí)例在圖13中示出，其中第一操作模式和第二操作模式分別由92和94示出。另一實(shí)施例涉及用于操作升降機(jī)系統(tǒng)的方法。升降機(jī)系統(tǒng)以第一操作模式和第二操作模式操作。方法包括，在第一操作模式中，引導(dǎo)電功率以從能量源流到第一電馬達(dá)。第一電馬達(dá)聯(lián)接到能量源并且聯(lián)接到第一升降機(jī)泵。方法還包括，在第一操作模式中，利用電功率為第一電馬達(dá)提供功率，以便使第一電馬達(dá)提供機(jī)械功率到第一升降機(jī)泵。在第二操作模式中，系統(tǒng)從(i)第一電馬達(dá)提供機(jī)械功率到第一升降機(jī)泵切換到(ii)以不同于用于為第一升降機(jī)泵提供功率的方式利用電功率。方法的另一實(shí)施例包括用于當(dāng)?shù)谝浑婑R達(dá)是牽引馬達(dá)時(shí)的額外或可選的步驟。此處，方法還包括，在第一操作模式中，引導(dǎo)牽引馬達(dá)以與推進(jìn)裝置機(jī)械分離并且聯(lián)接到第一升降機(jī)泵。在第二操作模式中，引導(dǎo)牽引馬達(dá)以與第一升降機(jī)泵機(jī)械分離并且聯(lián)接到推進(jìn)直ο方法的另一實(shí)施例包括用于當(dāng)能量源包括發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)時(shí)的額外或可選的步驟，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)用于生成電功率。此處，方法還包括，在第一操作模式中，第一電馬達(dá)修改第一升降機(jī)泵的速度而不修改發(fā)動(dòng)機(jī)的速度或其它操作。第一升降機(jī)泵既不直接也不間接機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)。方法的另一實(shí)施例包括用于當(dāng)?shù)谝浑婑R達(dá)是升降機(jī)泵馬達(dá)時(shí)的額外或可選的步驟。此處，方法還包括，在第二操作模式中，利用電功率以運(yùn)行第二電馬達(dá)并且不運(yùn)行升降機(jī)泵馬達(dá)。第二電馬達(dá)是牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)。根據(jù)一個(gè)方面，升降機(jī)活動(dòng)通過(guò)調(diào)整到驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵的電馬達(dá)的電功率的供應(yīng)而控制，其中升降機(jī)泵與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械分離。(特別地，升降機(jī)泵不通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)直接或間接地機(jī)械驅(qū)動(dòng))。升降機(jī)活動(dòng)可不用修改發(fā)動(dòng)機(jī)速度或操作而修改。如果升降機(jī)活動(dòng)是升降速度， 那么當(dāng)升降速度修改時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)速度不修改。對(duì)于翻斗車或運(yùn)輸卡車，例如，可響應(yīng)于升降機(jī)活動(dòng)而控制傾卸負(fù)荷。為馬達(dá)提供功率用于驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵的電可通過(guò)功率電子單元，例如牽引驅(qū)動(dòng)器 (變速轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng))或輔助驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)。功率電子單元可連接到交流發(fā)電機(jī)/整流器。在操作期間，當(dāng)要求利用升降機(jī)泵時(shí)，牽引驅(qū)動(dòng)器可從牽引馬達(dá)斷開(kāi)，或者輔助驅(qū)動(dòng)器可以可操作地從輔助馬達(dá)(例如，散熱器風(fēng)扇馬達(dá)，牽引馬達(dá)吹風(fēng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)吹風(fēng)機(jī)等)斷開(kāi)。 一旦可操作地從它的第一操作模式斷開(kāi)，驅(qū)動(dòng)器(功率電子單元)可然后用于驅(qū)動(dòng)用于升降機(jī)泵的馬達(dá)。功能上，發(fā)動(dòng)機(jī)速度能與升降機(jī)泵速度脫離。此外，對(duì)于帶有能量存儲(chǔ)裝置的系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)升降機(jī)泵的馬達(dá)能夠由存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置中的電運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)速度能夠選擇以提供取決于所要求的負(fù)荷的最優(yōu)燃料效率。泵馬達(dá)能通過(guò)能量源而不是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩提供功率。升降機(jī)泵能通過(guò)馬達(dá)，例如牽引馬達(dá)提供功率，馬達(dá)自身通過(guò)例如能量存儲(chǔ)裝置的能量源而不是交流發(fā)電機(jī)來(lái)提供功率。適當(dāng)能量存儲(chǔ)裝置包括例如鈉金屬鹵化物電池、硫化鈉、鋰離子電池、鎳金屬氫化物、鎳鎘等，以及其它能量存儲(chǔ)媒介(電容、燃料電池、飛輪裝置等)。雖然此處所列的能量存儲(chǔ)裝置不完全可互換，但是它們可基于最終用途要求和約束選定。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)泵和源優(yōu)化系統(tǒng)使用。這種優(yōu)化可影響一個(gè)或多個(gè)方面，諸如但不受限于燃料消耗、發(fā)動(dòng)機(jī)排放、升降時(shí)間和噪聲水平。任何本文中陳述的實(shí)施例可布置在非公路運(yùn)輸工具(OHV)中或者作為非公路運(yùn)輸工具或者非公路運(yùn)輸工具的部分執(zhí)行。非公路運(yùn)輸工具的實(shí)例包括采礦和施工裝備、翻斗車和運(yùn)輸卡車等。實(shí)施例尤其可應(yīng)用于大型運(yùn)輸卡車，例如100-400噸容量，其要求強(qiáng)健的升降機(jī)系統(tǒng)并且可受益于升降機(jī)系統(tǒng)的增強(qiáng)的靈活性和性能。在任何本文中陳述的涉及多個(gè)馬達(dá)的實(shí)施例中，各馬達(dá)可具有它自己的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器電路/單元。因此，例如，雖然圖8-12提示使功率電子單元的輸出在多個(gè)馬達(dá)之間切換， 但是它可相反是各馬達(dá)具有單獨(dú)驅(qū)動(dòng)器的情形，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)控制器控制(例如，選擇性地啟動(dòng)或停用驅(qū)動(dòng)器)用于執(zhí)行本文中描述的控制功能。在第一操作模式42 (圖4)中，牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34從交流發(fā)電機(jī)沈接收電20并且提供機(jī)械功率22到第一升降機(jī)泵12。在第二操作模式44(圖5)期間，牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34與第一升降機(jī)泵12分離，并且牽引馬達(dá)32或輔助馬達(dá)34從交流發(fā)電機(jī) 26接收電20以分別機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)36或輔助系統(tǒng)38，并且不驅(qū)動(dòng)第一升降機(jī)泵12。如上文所述，在某些實(shí)施例(例如，圖4-5)中，牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)為升降機(jī)泵提供機(jī)械功率(在一個(gè)模式中)，并且與升降機(jī)泵分離用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)(在另一模式中)。牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)可利用包括傳動(dòng)裝置和/或離合器機(jī)構(gòu)的可控系統(tǒng)選擇性地在升降機(jī)泵與推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)之間機(jī)械聯(lián)接和分離。應(yīng)當(dāng)理解上述描述意圖是說(shuō)明性的，并且是非約束性的。例如，上述實(shí)施例(和/ 或其方面)可彼此組合地使用。此外，可做出許多修改以使特定情形或材料適合本公開(kāi)主題的示教而不脫離它的范圍。雖然本文中描述的材料的范圍和類型意圖限定本公開(kāi)主題的參數(shù)，但它們決不是限制性的并且是示范實(shí)施例。所述主題的范圍因此應(yīng)當(dāng)參考所附權(quán)利要求連同這些權(quán)利要求給予權(quán)利的等價(jià)物的全部范圍確定。在所附權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括，，和“在其中”用作各自的詞語(yǔ)“包含，，和“其中，，的平常語(yǔ)言的等價(jià)物。此外，在以下權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”等僅用作標(biāo)志，并且不意圖在它們的對(duì)象上施加數(shù)字要求。本文中所述的實(shí)施例是具有對(duì)應(yīng)于在權(quán)利要求中記載的本發(fā)明的元件的元件的系統(tǒng)和方法的實(shí)例。該書面描述可使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制備并且利用實(shí)施例，其具有同樣對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中記載的本發(fā)明的元件的可選元件。本發(fā)明的范圍因而包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言并無(wú)不同的物品、系統(tǒng)和方法，并且還包括其它與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差別的物品、系統(tǒng)和方法。雖然本文中僅示出并且描述了某些特征和實(shí)施例，但是相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員可想到許多修改和改變。所附權(quán)利要求覆蓋所有這些修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)操作模式的升降機(jī)系統(tǒng)，包括第一升降機(jī)泵；和聯(lián)接到能量源并且聯(lián)接到所述第一升降機(jī)泵的第一電馬達(dá)，其中，在第一操作模式期間，所述第一電馬達(dá)從所述能量源接收電并且由此提供機(jī)械功率到所述第一升降機(jī)泵，并且其中，在第二操作模式期間，來(lái)自所述能量源的電以不同于用于為所述第一升降機(jī)泵提供功率的方式利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述能量源包括交流發(fā)電機(jī)和機(jī)械聯(lián)接到所述交流發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可操作以驅(qū)動(dòng)所述交流發(fā)電機(jī)用于所述交流發(fā)電機(jī)生成電；并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述第一升降機(jī)泵機(jī)械分離，其中，所述交流發(fā)電機(jī)在所述第一操作模式期間為所述第一電馬達(dá)提供電功率，用于所述第一電馬達(dá)提供所述機(jī)械功率到所述第一升降機(jī)泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一電馬達(dá)是可逆地聯(lián)接到所述第一升降機(jī)泵的牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)；在所述第一操作模式期間，所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)從所述交流發(fā)電機(jī)接收電并且由此提供所述機(jī)械功率到所述第一升降機(jī)泵；并且在所述第二操作模式期間，所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)與所述第一升降機(jī)泵分離并且所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)從所述交流發(fā)電機(jī)接收電，用于所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)分別機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)，并且不驅(qū)動(dòng)所述第一升降機(jī)泵。
4.一種包括根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)的運(yùn)輸工具。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)安裝在運(yùn)輸工具中；所述第一電馬達(dá)是第一牽引馬達(dá)；并且所述系統(tǒng)還包括第二牽引馬達(dá)，其聯(lián)接到所述運(yùn)輸工具的輪，使得當(dāng)所述第一牽引馬達(dá)提供所述機(jī)械功率到所述第一升降機(jī)泵時(shí)，所述第二牽引馬達(dá)推進(jìn)所述輪以移動(dòng)所述運(yùn)輸工具。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器，其中，所述控制器可操作以引導(dǎo)所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)在所述第一操作模式中聯(lián)接到所述第一升降機(jī)泵并且在所述第二操作模式中聯(lián)接到所述推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)，并且其中，所述控制器可操作以調(diào)整從所述交流發(fā)電機(jī)到所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)的電，并且由此在所述第一操作模式中控制所述第一升降機(jī)泵的速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述控制器的一種操作模式中，所述控制器修改所述第一升降機(jī)泵的速度而不修改所述發(fā)動(dòng)機(jī)的速度或其它操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述能量源還包括功率電子單元，其電氣連接在所述交流發(fā)電機(jī)的輸出與所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)的輸入之間；并且控制器可操作地連接到所述功率電子單元用于控制所述功率電子單元，以調(diào)整從所述交流發(fā)電機(jī)到所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)的電。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一電馬達(dá)是升降機(jī)泵馬達(dá)；所述系統(tǒng)還包括控制器和第二電馬達(dá)，并且所述第二電馬達(dá)是牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)；所述能量源還包括功率電子單元；在所述第一操作模式期間，所述控制器控制所述功率電子單元以提供電到所述升降機(jī)泵馬達(dá)，并且不提供電到所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)，用于所述升降機(jī)泵馬達(dá)提供所述機(jī)械功率到所述第一升降機(jī)泵；并且在所述第二操作模式期間，所述控制器控制所述功率電子單元以提供電到所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)，并且不提供電到所述升降機(jī)泵馬達(dá)，用于所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)分別機(jī)械驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二升降機(jī)泵，其直接或間接機(jī)械聯(lián)接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，在第三操作模式期間，所述控制器控制所述功率電子單元以提供電到所述升降機(jī)泵馬達(dá)并且提供電到所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)， 用于所述升降機(jī)泵馬達(dá)提供所述機(jī)械功率到所述第一升降機(jī)泵，并且用于所述牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)分別同時(shí)機(jī)械驅(qū)動(dòng)所述推進(jìn)系統(tǒng)或所述輔助系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量源還包括電氣聯(lián)接到所述功率電子單元的能量存儲(chǔ)裝置，并且其中，所述控制器構(gòu)造成控制所述能量存儲(chǔ)裝置和/或所述功率電子單元，用于所述能量存儲(chǔ)裝置選擇性地提供電到所述功率電子單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量源還包括能量存儲(chǔ)裝置，其電氣聯(lián)接到所述第一電馬達(dá)，并且其中，所述能量存儲(chǔ)裝置至少在當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行并且所述交流發(fā)電機(jī)不供應(yīng)電的時(shí)間的部分期間提供電到所述第一電馬達(dá)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)安裝在具有再生制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)輸工具中；并且所述能量存儲(chǔ)裝置聯(lián)接到所述運(yùn)輸工具的再生制動(dòng)系統(tǒng)，在制動(dòng)事件期間所述能量存儲(chǔ)裝置能從所述再生制動(dòng)系統(tǒng)充電。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二升降機(jī)泵，其直接或間接機(jī)械聯(lián)接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
16.一種方法，包括在第一操作模式中操作系統(tǒng)，包括引導(dǎo)電功率從能量源流到第一電馬達(dá)，所述第一電馬達(dá)聯(lián)接到所述能量源并且聯(lián)接到第一升降機(jī)泵；并且利用所述電功率為所述第一電馬達(dá)提供功率，以便所述第一電馬達(dá)提供機(jī)械功率到所述第一升降機(jī)泵；和在第二操作模式中操作所述系統(tǒng)，包括從所述第一電馬達(dá)提供所述機(jī)械功率到所述第一升降機(jī)泵切換到以不同于用于為所述第一升降機(jī)泵提供功率的方式利用所述電功率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述第一電馬達(dá)是牽引馬達(dá)；并且所述方法還包括，在所述第一操作模式中，引導(dǎo)所述牽引馬達(dá)以與推進(jìn)裝置機(jī)械分離并且聯(lián)接到所述第一升降機(jī)泵，并且在第二操作模式中，引導(dǎo)所述牽引馬達(dá)以與所述第一升降機(jī)泵機(jī)械分離并且聯(lián)接到所述推進(jìn)裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述能量源包括發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述交流發(fā)電機(jī)用于生成所述電功率；并且所述方法還包括，在第一操作模式中，所述第一電馬達(dá)修改所述第一升降機(jī)泵的速度而不修改所述發(fā)動(dòng)機(jī)的速度或其它操作，所述第一升降機(jī)泵既不直接也不間接機(jī)械聯(lián)接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述第一電馬達(dá)是升降機(jī)泵馬達(dá)；并且所述方法還包括，在所述第二操作模式中，利用所述電功率以運(yùn)行第二電馬達(dá)并且不運(yùn)行所述升降機(jī)泵馬達(dá)，所述第二電馬達(dá)為牽引馬達(dá)或輔助馬達(dá)。
20.一種運(yùn)輸工具，包括底盤；能量源，其布置在所述底盤中并且包括發(fā)動(dòng)機(jī)、聯(lián)接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的交流發(fā)電機(jī)和功率電子單元；控制器，其布置在所述底盤中并且可操作地聯(lián)接到所述能量源；布置在所述底盤中的升降機(jī)泵馬達(dá)和升降機(jī)泵，所述升降機(jī)泵馬達(dá)機(jī)械聯(lián)接到所述升降機(jī)泵并且電氣聯(lián)接到所述功率電子單元，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)既不直接也不間接機(jī)械聯(lián)接到所述升降機(jī)泵；和布置在所述底盤中的牽引馬達(dá)和推進(jìn)系統(tǒng)，所述牽引馬達(dá)機(jī)械聯(lián)接到所述推進(jìn)系統(tǒng)并且電氣聯(lián)接到所述功率電子單元；其中，在第一操作模式中，所述控制器控制所述功率電子單元，用于所述功率電子單元提供電功率到所述升降機(jī)泵馬達(dá)，所述升降機(jī)泵馬達(dá)由此提供機(jī)械功率到所述升降機(jī)泵， 并且其中，在第二操作模式中，所述控制器控制所述功率電子單元，用于所述功率電子單元提供電功率到所述牽引馬達(dá)并且不提供電功率到所述升降機(jī)泵馬達(dá)，所述牽引馬達(dá)由此提供機(jī)械功率到所述推進(jìn)系統(tǒng)用于移動(dòng)所述運(yùn)輸工具。
全文摘要
一種系統(tǒng)包括聯(lián)接到能量源(16)并且聯(lián)接到升降機(jī)泵(12)的馬達(dá)(14)。在一種使用模式或操作模式期間，馬達(dá)(14)能夠從能量源(16)接收電并且提供機(jī)械功率到升降機(jī)泵(12)。一種方法包括引導(dǎo)馬達(dá)(14)以機(jī)械聯(lián)接到升降機(jī)泵(12)，并且引導(dǎo)電功率以從能量源(16)流到馬達(dá)，并且由此控制升降機(jī)活動(dòng)的速度。
文檔編號(hào)B60L1/00GK102548786SQ201080044358
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者A·K·庫(kù)馬, B·巴斯蒂恩, H·T·楊 申請(qǐng)人:通用電氣公司