[发明专利]用于减少车辆中的燃料消耗的系统及方法

说明书

驱动系统包括：引擎；交流发电机，与引擎耦合，交流发电机配置成给至少一个辅助负荷供电；牵引马达系统，与车辆的驱动车轮在操作上耦合，牵引马达系统配置用于从交流发电机接收初级电功率，并且用于响应于初级电功率而推进车辆；以及马达，与牵引马达系统电连接，并且，与引擎机械地耦合。马达配置成在牵引马达系统的操作的动态制动模式中，从牵引马达系统接收电功率，并且，在动态制动模式期间，将功率传递至引擎。

相关申请的交叉引用

本申请是在2013年12月2日提交的美国申请No.14/094333的部分延续案，其要求在2012年12月1日提交的美国临时申请No.61/732312的优先权，通过引用而将这两个申请全部合并于本文中。

技术领域

发明的实施例一般涉及车辆控制。某些实施例涉及用于在操作的动态制动模式中减少车辆中的燃料消耗的系统及方法。

背景技术

在采矿工业中，大型非公路车辆“OHV”通常采用用于推进车辆或使车辆减速的电机动车轮。具体地，OHV通常包括与交流发电机联合的大马力的柴油引擎、牵引逆变器以及容纳于车辆的后轮胎内的车轮驱动组合件。在操作中，柴油引擎对交流发电机进行驱动，交流发电机给牵引逆变器供电。牵引逆变器包括半导体功率开关，半导体功率开关使交流发电机输出电流换向以便给车轮驱动组合件的例如AC牵引马达的电驱动马达提供电功率，电驱动马达将电功率变换回成机械功率以便对车轮进行驱动并且推进车辆。

如在本领域中理解的，牵引马达提供牵引功率以便推进车辆。牵引马达还配置成提供用于对速度进行控制或用于使车辆减速的制动力。这一般被称为动态制动。简单地说，在不需要牵引马达提供原动力时，它能够被重新配置，使得马达操作为功率发电机。如此被配置，牵引马达生成具有使车辆减速的作用的电能。在某些车辆和系统中，电能存储于电池中供今后使用，或更一般地，经由减速栅而耗散。具体地，一些车辆及系统配置成将在动态制动期间由马达提供的电能存储于能量存储装置或电池中供今后使用。该存储的能量用来在操作的推进模式或空转(idling)期间给辅助装置供电和/或驱动马达，以便使引擎参与最小化并且减少燃料消耗。

对存储配置的有利的备选方案用来经由电阻器和绝缘器的动态制动减速栅而仅仅浪费采取热的形式的能量。然而，该备选方案的缺点是，具有电驱动的鼓风机的栅冷却系统常常有必要帮助从栅耗散热，这增加功率需求，并且因而增加燃料消耗。

即使在动态制动期间，引擎也持续消耗燃料，以满足车辆的电需求和辅助负荷。例如，这包括为牵引马达鼓风机、散热器风扇、操作室加热器或空调的交流发电机鼓风机、液压泵等提供功率。在OHV的情况下，这包括为冷却风扇提供功率以便使牵引驱动系统中的所有的组件冷却。

鉴于上文，存在对于系统及方法的需要,该系统及方法通过回收动态制动能量来在操作的动态制动模式期间减少燃料消耗，并且，改进电驱动机器的总效率。

发明内容

在实施例中，用于车辆的驱动系统包括：引擎；交流发电机，与引擎耦合；以及牵引马达系统。交流发电机配置成给至少一个辅助负荷供电。牵引马达系统与车辆的驱动车轮在操作上耦合，并且配置用于从交流发电机接收初级电功率，并且用于响应于初级电功率而推进车辆。驱动系统进一步包括马达，该马达与牵引马达系统电连接，并且与引擎机械地耦合。马达配置成在牵引马达系统的操作的动态制动模式中，从牵引马达系统接收电功率，并且在动态制动模式期间，将功率传递至引擎。

在另一实施例中，用于车辆的驱动系统包括：引擎；交流发电机，与引擎耦合；以及牵引马达系统。交流发电机配置成给至少一个辅助负荷供电。牵引马达系统与车辆的驱动车轮在操作上耦合，并且配置用于从交流发电机接收初级电功率，并且用于响应于初级电功率而推进车辆。驱动系统进一步包括三相逆变器/整流器，三相逆变器/整流器与牵引马达系统和交流发电机电连接。逆变器/整流器配置成在牵引马达系统的操作的动态制动模式中，从牵引马达系统接收电功率，并且将电功率作为转矩馈送至交流发电机以便减少引擎负荷。