CN102844209A - 用于具有混合电动系统的车辆上设备的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆。车身计算机连接于控制器局域网络以接收底盘输入信号。控制器局域网络具有电子控制模块、传动控制模块以及混合控制模块。电子控制模块电气连接于传动控制模块和混合控制模块。基于数据链路的远程动力模块安装在车辆上用以产生车身指令信号，用以启动车辆混合电动系统的操作来进行动力输出操作。多个PTO请求开关电气连接于控制器局域网络。可对车身计算机进行编程以接收来自PTO请求开关中至少一个的信号，从而改变动力输出操作的操作状态。

Description

用于具有混合电动系统的车辆上设备的控制系统

说明书

相关申请

本申请要求在2009年11月6日提交的国际申请号PCT/US09/63468、在2009年11月6日提交的国际申请号PCT/US09/63470以及在2009年11月6日提交的国际申请号PCT/US09/63561的优先权。这些申请的全文都以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于装备在混合电动系统的车辆上的动力输出装置(“PTO”)的液压载荷控制系统，并且更具体地涉及用于在PTO的由内燃机提供动力的操作和PTO的由混合电动系统提供动力的操作之间进行转换的系统和方法，该PTO供给用于液压载荷的动力。

背景技术

许多车辆现今使用混合电动系统，以提升车辆的效率。混合电动系统通常包含内燃机，该内燃机操作发电机，该发电机产生可用于驱动电动机的电力，而电动机用于使车辆运动。电动机可用于为车轮提供动力以使车辆运动，或者电动机可用于对由内燃机和传动机构提供给车轮的动力进行补充。在某些运行情况中，例如在低速运行条件下，电动机能将所有动力供给至车轮。除了提供动力来使车辆运动以外，混合电动传送系统可用于为车辆的PTO提供动力，而PTO又对PTO驱动附件提供动力，PTO在由混合电动系统提供动力时有时也被称作电气PTO或EPTO。

在诸如载重汽车之类的一些车辆中，PTO可用于驱动车载车辆液压系统的液压泵。在一些构造中，可在车辆行驶时，对PTO驱动附件提供动力。在其它构造中，可在车辆静止时，对PTO驱动附件提供动力，并且由内燃机来对车辆提供动力。可在车辆静止或行进时对又一些其它部件进行驱动。为操作者提供用于任何类型PTO构造的控制装置。

在一些PTO应用中，由于PTO应用的相对较低动力需求或间歇操作，车辆的特定内燃机可能不能高效地用作PTO应用的动力源。在这些情形下，混合电动系统会对PTO提供动力，也就是说可使用电动机和发电机来取代IC发动机来支持机械PTO。在动力需求较低的情形下，与内燃机相比，电动机和发电机通常会具有相对较低的寄生损失。在动力需求断断续续但需提供快速响应的情形下，电动机和发电机提供此种可能性，而不会使内燃机发生空载损失。

通常，一旦装备有EPTO的混合电动车辆进入EPTO操作模式，则电动机和发电机保持不提供动力，直到提供有效输入或动力指令信号为止。典型地，从通过安装于车身的开关所接收的操作者输入中产生动力指令信号，且该开关是数据连接模块的一部分。此种模块可以是在授予Kelwaski的美国专利6,272,402中描述的远程动力模块，且该专利的全部内容以参见的方式纳入本文。开关经由诸如控制器局域网络(CAN)之类的数据总线来传送动力指令信号，该控制器局域网络现在通常用于整合车辆控制功能。

用于操作牵引马达的动力指令信号仅仅是可能产生的输入中的一种，并且可由连接于车辆控制器局域网络的牵引马达控制器来接收。基于可从由卡车设备制造商(TEM)增添的数据连接模块以及从其它来源供给的可能输入的类型、数量以及复杂度，会出现关于对电动机和发电机进行适当控制的问题，尤其是在产品引入的初始阶段或者是在如果车辆已经由操作者改装或已受损而需进行现场维修的阶段。于是，牵引马达无法根据期望来运行。在引入产品时，TEM会发现其自身处于如下情况中：由于编程问题、与其它车辆编程相互作用或其它体系问题，数据连接模块会无法提供用于EPTO操作的电动机和发电机操作所需的精确动力指令请求。

当PTO对适合于仅仅由停止车辆所使用的PTO驱动附件、例如提升附件或挖掘附件进行操作时，混合电动传送系统可仅仅对车辆的PTO提供动力。在一些情况下，混合电动系统无法为PTO提供充足的动力，因此，PTO需要由内燃机来提供动力。在其它情况下，会需要对混合电动系统的电池进行重新充电。兼顾这些情况，如果PTO由混合电动系统提供动力，则PTO需要停止，使得内燃机能被启动以将动力输送给PTO，或者对混合电动系统的电池重新进行充电。因此，需要能够将由混合电动系统所驱动的PTO关闭的系统和方法，使得内燃机可启动以对PTO提供动力，或者对混合电动系统的电池重新进行充电。

发明内容

根据一个实施例，一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆包括控制器局域网络、数据链路以及程序编制。控制器局域网络和车身计算机相连接以接收多个底盘输入信号。基于数据链路的远程动力模块安装在车辆上并产生车身指令信号，用以启动车辆混合电动系统进行动力输出操作的操作。由车身计算机响应于所选择的底盘输入信号来执行程序编制，用以产生用于混合电动系统的控制信号来进行动力输出操作。

根据另一实施例，一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆包括响应于多个底盘输入信号的装置，用以产生底盘指令信号，来启动混合电动系统的操作以支持动力输出操作。该车辆附加地包括响应于操作者输入的装置，该装置安装在车辆上用以产生车身指令信号，用以启动车辆混合电动系统的操作来支持动力输出操作。

根据另一实施例，一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆包括控制器局域网络、车身计算机、基于数据链路的远程动力模块以及多个PTO请求开关。车身计算机连接于控制器局域网络以接收多个底盘输入信号。控制器局域网络附加地具有电子控制模块、传动控制模块以及混合控制模块。电子控制模块电气连接于传动控制模块和混合控制模块。基于数据链路的远程动力模块安装在车辆上用于产生车身指令信号，用以启动车辆混合电动系统的操作来进行动力输出操作。PTO请求开关电气连接于控制器局域网络。可对车身计算机进行编程以接收来自PTO请求开关中至少一个的信号，从而改变动力输出操作的操作状态。

根据另一实施例，一种用于装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的控制系统包括控制器局域网络和多个PTO请求开关。控制器局域网络具有电子控制模块、车身计算机以及远程动力模块。多个PTO请求开关电气连接于控制器局域网络。可对车身计算机进行编程以接收来自PTO请求开关中至少一个的信号，从而改变动力输出操作的操作状态。

根据一种处理，提供一种用于接合装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的动力输出装置的方法。对控制器局域网络进行编程，以接收来自多个PTO请求开关中至少一个的PTO请求信号。该方法确定是否来自于多个PTO请求开关中至少一个的PTO请求信号是来自于起作用的PTO请求开关。当PTO请求信号来自于起作用的PTO请求开关时，改变动力输出装置的激活状态。

根据另一实施例，一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆包括内燃机、电动机和发电机系统、动力输出装置、控制器局域网络、车身计算机、基于数据链路的远程动力模块、第一PTO驱动部件以及第二PTO驱动部件。该动力输出装置选择性地联接于内燃机以及混合电动机和发电机系统中的至少一个，以接收来自内燃机以及混合电动机和发电机系统中至少一个的扭矩。车身计算机电气连接于控制器局域网络以接收多个底盘输入信号。控制器局域网络附加地具有电子控制模块、传动控制模块以及混合控制模块。电子控制模块电气连接于传动控制模块和混合控制模块。基于数据链路的远程动力模块安装在车辆上用于产生车身指令信号，用以启动车辆混合电动系统的操作来进行动力输出操作。第一PTO驱动部件电气连接于控制器局域网络。第二PTO驱动部件电气连接于控制器局域网络。可对车身计算机进行编程来监测第一PTO驱动部件和第二PTO驱动部件的操作。还可对车身计算机进行编程来监测内燃机以及电动机和发电机系统中哪一个为动力输出装置提供扭矩。

根据另一实施例，一种用于装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的控制系统包括控制器局域网络、车身计算机、电子控制模块、远程动力模块以及多个PTO驱动部件。控制器局域网络具有电子控制模块。多个PTO驱动部件电子连接于控制器局域网络。可对车身计算机进行编程来接收来自PTO驱动部件的信号，以指示PTO驱动部件起作用。

根据另一处理，提供一种用于对装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的动力输出装置进行追踪的方法。使用车身计算机来监测PTO驱动部件的激活。监测来自内燃机以及电动机和发电机系统的扭矩输送。该方法确定在PTO驱动部件起作用时、是否内燃机以及电动机和发电机系统中至少一个将扭矩输送给动力输出装置。监测PTO驱动部件起作用的时间量。在PTO驱动部件起作用时，监测从内燃机以及电动机和发电机输送至动力输出装置的扭矩量。

根据又一实施例，一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆包括内燃机、电动机和发电机、动力输出装置、控制器局域网络、车身计算机、基于数据链路的远程动力模块、至少一个PTO驱动部件以及外部PTO状态指示器。该动力输出装置选择性地联接于内燃机以及混合电动机和发电机系统中的至少一个，以接收来自内燃机以及混合电动机和发电机中至少一个的扭矩。车身计算机连接于所提供的控制器局域网络以接收多个底盘输入信号。控制器局域网络附加地具有电子控制模块、传动控制模块以及混合控制模块。电子控制模块电气连接于传动控制模块和混合控制模块。基于数据链路的远程动力模块产生车身指令信号，用以启动车辆混合电动系统的操作来进行动力输出操作。至少一个PTO驱动部件电气连接于控制器局域网络。外部动力输出装置状态指示器电气连接于控制器局域网络。

根据另一实施例，一种用于装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的控制系统包括控制器局域网络、至少一个PTO驱动部件以及外部动力输出装置状态指示器。控制器局域网络具有电子控制模块、车身计算机、电子控制模块、混合控制模块以及远程动力模块。至少一个PTO驱动部件电气连接于控制器局域网络。可对车身计算机进行编程来接收来自至少一个PTO驱动部件的信号，以指示PTO驱动部件起作用。外部动力输出装置状态指示器电气连接于控制器局域网络。

根据另一处理，提供一种用于对接合装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的动力输出操作提供外部指示的方法。使用车身计算机来监测PTO驱动部件的激活和失效。在车身计算机检测到PTO驱动部件是起作用和失效部件中至少一个时，产生发送给外部动力输出装置状态指示器的信号。响应于来自车身计算机的信号，在外部动力输出装置状态指示器上提供外部动力输出装置状态指示。

根据另一实施例，一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆包括控制器局域网络、车身计算机、基于数据链路的远程动力模块以及无线PTO请求开关。车身计算机连接于控制器局域网络，以连同电子控制模块、传动控制模块以及混合控制模块一起接收多个底盘输入信号。电子控制模块电气连接于车身计算机、传动控制模块以及混合控制模块。提供基于数据链路的远程动力模块来产生车身指令信号，用以启动车辆混合电动系统的操作来进行动力输出操作。远程动力模块电气连接于控制器局域网络。无线PTO请求开关经由远程动力模块电气连接于控制器局域网络。可对车身计算机进行编程以接收来自无线PTO请求开关的信号，从而改变动力输出操作的操作状态。远程动力模块响应于来自无线PTO请求开关的信号将输出停止送出至无线PTO请求开关，以使得动力输出操作能发生改变。

根据另一实施例，一种用于装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的控制系统包括控制器局域网络和无线PTO请求开关。控制器局域网络具有电子控制模块、车身计算机以及远程动力模块。无线PTO请求开关经由远程动力模块电气连接于控制器局域网络。可对车身计算机进行编程以接收来自无线PTO请求开关的信号，从而改变动力输出操作的操作状态。远程动力模块响应于来自无线PTO请求开关的信号将输出停止送出至无线PTO请求开关，以使得动力输出操作能发生改变。

根据另一处理，提供一种使用装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的无线PTO请求开关来接合动力输出装置的方法。对具有远程动力模块的控制器局域网络进行编程，以利用远程动力模块从无线PTO请求开关接收PTO指令信号，该无线PTO请求开关具有发送器和接收器。该方法确定是否来自无线PTO请求开关的PTO指令信号试图使动力输出操作中发生改变。响应于来自无线PTO请求开关的信号将输出停止送出至无线PTO请求开关，以使得动力输出操作能发生改变。在停止将输出送出至无线PTO请求开关之后，改变动力输出装置的激活状态。

附图说明

图1是装备成进行动力输出操作的车辆的侧视图。

图2是用于图1所示车辆的控制系统的高级框图。

图3是与可用在图2所示控制系统上的动力输出操作相关联的状态机的视图。

图4A-D是适用于支持动力输出操作的混合动力系统的示意图。

图5是用于进行动力输出操作的、用于底盘和车身启动混合电动机和发电机控制的系统视图。

图6是用于图5所示系统视图中远程动力模块的输入和输出引脚连接的示意图。

图7是用于图5所示电气系统控制器的输入和输入位置的示意图。

图8A-D是具有带有PTO驱动液压系统的混合电动系统的车辆的示意图。

图9是图8A-D所示车辆的控制系统的系统视图。

图10A-D是具有带有PTO驱动液压系统的混合电动系统的车辆的示意图，其中PTO驱动液压系统具有蓄能器和蓄能器隔离阀。

图11是具有带有可远程激活的PTO驱动液压系统的混合电动系统的车辆的示意图。

图12是具有带有PTO驱动液压系统的混合电动系统的车辆的示意图，且该PTO驱动液压系统的操作和动力源可被监测。

图13是具有带有PTO驱动液压系统的混合电动系统的车辆的示意图，且该PTO驱动液压系统的操作状态可通过视觉或听觉信号提供给使用者。

图14是具有带有可远程控制的PTO驱动液压系统的混合电动系统的车辆的示意图。

具体实施方式

现在参见附图并具体参见图1，示出混合机动高空作业车(高空起重汽车)。混合机动高空作业车1用作中型车辆的示例，并且支持PTO功能或EPTO功能。应注意到，本文所描述的可能具有合适修改的实施例可用于任何合适的车辆。在题为“System For Integrating Body Equipment With aVehicle Hybrid Powertrain(具有车辆混合动力系统的用于整车设备的系统)”美国专利7,281,595中可发现关于混合动力系统的附加信息，该专利转让给本发明的受让人并且其全部内容以参见的方式纳入本文。

机动高空作业车1包括PTO载荷，在此该PTO载荷是安装于作业车1的背部上的基座的高空提升单元2。在用于EPTO操作的构造过程中，在车辆进入PTO模式之前，机动高空作业车1的传动装置可放置在停车档，驻车制动器开始工作，可将外伸支架展开来稳定车辆，并且可从车载网络中接收车速小于5kph的指示。对于其它类型的车辆来说，不同的指示可指代PTO操作的准备状态，而该准备可涉及或不涉及使车辆停止。

高空提升单元2包括彼此枢转连接的下部悬臂3和上部悬臂4。下部悬臂3还安装成在作业车基座上于支承件6和可转动支架7上转动。可转动支架7包括用于下部悬臂3一端的枢转安装件8。吊桶5固定于上部悬臂4的自由端，并且在将吊桶提升至工作区域的过程中支承工作人员以及将吊桶支承在工作区域内。吊桶5枢转地附连于悬臂4的自由端，以保持水平定向。提升单元9连接在支架7和下部悬臂3之间。枢转连接件10将提升单元9的下部悬臂缸体11连接于支架7。缸体杆12从缸体11伸出并且通过枢转件13枢转地连接于悬臂3。下部悬臂缸体单元9连接于合适液压流体的加压供源，该加压供源使得该组件能提升和下降。加压液压流体源可以是自动的传动装置或单独的泵。下部悬臂3的外端连接于上部悬臂4的下枢转端。枢转件16使下部悬臂3的外端与上部悬臂4的枢转端互连。上部悬臂的补偿缸体单元或组件17连接在下部悬臂3和上部悬臂4之间，用以使上部悬臂绕枢转件16运动，来相对于下部悬臂3定位上部悬臂。上部悬臂的补偿缸体单元17使得上部悬臂4能相对于下部悬臂3独立运动，并且在这两个悬臂之间提供补偿运动，以相对于下部悬臂升起上部悬臂。上部悬臂补偿缸体单元17由与下部悬臂缸体单元9相同的供源来供给加压液压流体。

参见图2，示出了作为可用于车辆1的控制系统代表的控制系统21的高级示意图。一种车身计算机类型的电气系统控制器24由供给公共数据链路18(在此示作SAE兼容J1939CAN总线)链接于各个局部控制器，这些局部控制器还会对于大多数车辆1的功能执行直接控制。电气系统控制器(“ESC”)24还可直接连接于选定的输入和输出以及其它总线。直接“底盘输入”包括点火开关输入、致动踏板位置输入、引擎盖位置输入以及驻车制动器位置传感器，这些输入连接成将信号供给至ESC24。还存在对于ESC24的其它输入。可使用驾驶室内总线开关56来产生来自驾驶室内的用于PTO操作控制的信号。驾驶室内总线开关56经由符合SAEJ1708标准的专用数据链路64而连接于ESC24。数据链路64是低波特率数据连接，通常在9.7K波特(baud)的量级上。除了ESC24以外的5个控制器示出连接于公共数据链路18。这些控制器是发动机控制器(“ECM”)46、传动控制器42、仪表盘控制器58、混合控制器48以及防抱死制动系统控制器(“ABS”)50。在给定的车辆上可存在其它的控制器。数据链路18是符合SAEJ1939标准的用于控制器局域网络(“CAN”)的总线，并且在当前的实践下支持以高达250K波特进行数据传输。应理解的是，其它控制器可安装在车辆1上来与数据链路18连通。ABS控制器50通常对制动器52的应用进行控制并接收来自传感器54的车轮速度信号。车轮速度经由数据链路18记录并由传动控制器42监测。

车辆1示作使用动力系统20的并联式混合电动车辆，其中内燃机28、电动机和发电机32中任一个或两个的输出可联接于驱动轮26。内燃机28可以是柴油发动机。如同其它全混合系统那样，该系统意图在制动或降速过程中重新捕获车辆的惯性动量。在制动或降速过程中，电动机和发电机32作为来自车轮的发电机来运行，并且将所产生的电力存储在电池中。之后，所存储的电力可用于驱动电动机和发电机32，而取代内燃机28或者对内燃机28进行补充，以延长车辆传统燃料供给的范围。动力系统20是混合动力设计的特定变型，该变型为PTO提供来自内燃机28或来自电动机和发电机32的支持。当内燃机28用于PTO时，该内燃机能以有效的动力输出水平来运行，并且同时用于支持PTO操作以及使电动机和发电机32以其发电机模式运行，来对牵引电池34进行再充电。通常，比起以热有效内燃机28油门设置的动力输出，PTO应用消耗较低的动力。

电动机和发电机32用于通过使用驱动轮26来驱动电动机和发电机32而在减速过程中重新捕获车辆的动能。这时，自动离合器30将发动机28与电动机和发电机32脱开。发动机28可用于供给动力来产生电力并操作PTO系统22，可用于为驱动轮26提供原动力，或者可用于提供原动力并使发电机运行来产生电力。在PTO系统22是高空提升单元2的情形下，在车辆行驶时，该PTO系统不可能进行操作，虽然本文的描述假定实际上车辆会停止来进行EPTO，但不这样做的其它PTO应用也会存在。

动力系统20响应于由车辆动能力反向驱动的电动机和发电机32而重新捕获动能。通过混合控制器48来探测并管理正牵引马达作用和负牵引马达作用之间的转换。在制动过程中，电动机和发电机32产生电力，该电力通过逆变器36施加于牵引电池34。混合控制器48关注ABS控制器50数据链路通信，从而如果启动再生制动时，确定再生动力制动是否会增大或加剧轮子打滑情况。传动控制器42探测数据链路18上的数据通信，并且将作为应用控制信号的这些数据经由数据链路68输送至混合控制器48。在制动过程中，电动机和发电机32产生电力，该电力通过混合逆变器36施加于牵引电池34。一些电力可从混合逆变器中转移，以通过降压的DC/DC逆变器62来维持传统12伏DC底盘电池60的电荷。

牵引电池可以是仅有的用于车辆1的电力存储系统。在本申请同期的车辆中，仍普遍使用各种12伏应用，且车辆1可装备有并联12伏系统来支持车辆。为了简化说明，并未示出此种可能的并联系统。包括此种并联系统还允许使用为汽车而设计的易于获得且便宜的部件，例如用于照明的白炽灯泡。然而，使用12伏部件会致使车辆重量加重并包含额外的复杂度。

电动机和发电机32可用于通过逆变器36从电池34提取电力而推进车辆1，该电池供应3相340伏均方根功率(rms功率)的电力。电池34有时称作牵引电池，来与次级12V铅酸电池60进行区分，而该次级铅酸电池用于为各个车辆系统供电。然而，质量大的多用途运载车辆从混合动力的转动作用获得的增益会比小汽车低得多。因此，所存储的电力也被用于对EPTO系统22进行供电。此外，当点火装置处于启始位置时，电动机和发电机32用于启动发动机28。在一些情形下，发动机28用于在传动装置38处于空挡状态的情形下驱动电动机和发电机32以产生电力来对电池34进行充电，和/或与PTO系统22配合来产生电力，用以对电池34进行充电并操作PTO系统22。这会在响应于提取电池34上电荷的消耗量大的PTO系统22使用而发生。通常，发动机28仅有比用于操作PTO系统22大得多的输出容量。于是，由于发动机中会产生的寄生损失或者在断断续续操作时会产生的空载损失，因而在全部时间将发动机用于直接驱动PTO系统22会是相当低效的。可通过如下方式来获得较高的效率：使发动机22在接近其额定输出时运行，以对电池34进行再充电并为PTO提供动力，然后将发动机关闭并使用电池34来为电动机和发动机32供电以操作PTO系统22。

高空提升单元2是一系统的示例，该系统可仅仅由工作人员偶然地使用，以首先提升其吊桶5，然后重新定位该吊桶。使用牵引马达32来操作空气提升单元2可避免使发动机28空载。如果电池34处于相对放电的状态中，发动机28会以有效速度周期性地运行来对电池进行再充电。通过混合控制器48来确定电池34的充电状态，该混合控制器48将该信息经由数据链路68传送至传动控制器42。传动控制器42还可通过发给ESC24的信息来要求ESC24与发动机28配合，ESC24又将发动机操作要求(即，发动机启动和停止信号)发送给ECM46。发动机28的可用性可基于某些编程(或硬接线)联锁，例如引擎盖位置。

动力系统20包括发动机28，该发动机与自动离合器30串联连接，在发动机并不用于机动动力或者并不用于对电池34进行再充电时，该自动离合器使得发动机28能与动力系统的剩余部分脱开。自动离合器30直接联接于电动机和发电机32，而该电动机和发电机32还联接于传动装置38。传动装置38还用于将来自电动机和发电机32的动力施加给PTO系统22或驱动轮26。传动装置38是双向的并且可用于将来自驱动轮26的能量输回至电动机和发电机32。电动机和发电机32可用于(单独地或与发动机28协作地)为传动装置38提供机动动力。当用作发电机时，该电动机和发电机将电力供给至逆变器36，而该逆变器会供给直流电来对电池34进行充电。

控制系统21实施用于刚才所描述操作的控制构件的协作。ESC24从使用者接收与油门位置、制动踏板位置、点火状态相关的输入以及PTO输入，并且将它们传送给传动控制器42，而该传动控制器42再将信号传输给混合控制器48。混合控制器48基于可得到的电池充电状态来确定内燃机28或牵引马达32是否满足动力需求。混合控制器48与ESC24产生合适的信号来施加于数据链路18，用以指示ECM46将发动机28开启和关闭，如果开启发动机的话，则指示以多大的动力输出来操作发动机。传动控制器42控制自动离合器30的接合。传动控制器42还响应于传动装置按钮控制器72来控制传动装置38的状态，确定是否挂挡或者传动装置将驱动扭矩输送至驱动轮26还是输送至作为PTO系统22一部分的液压泵(或者在传动装置38用作液压泵使，简单地是PTO系统22的加压液压流体)，或者确定传动装置是否处于空挡。为了仅仅进行说明，车辆可装备有一个以上的PTO系统，且使用多个电磁阀组件85和气动PTO装置84的次级气动系统示作处于ESC24的直接控制下。

PTO22的控制通常通过一个或多个远程动力模块(RPM)来执行。远程动力模块是专用于ESC24的数据链路连接的扩展输入/输出模块，ESC进行编程来使用这些模块。在RPM40用作PTO控制器的情形下，它们可构造成提供硬接线输出70和硬接线输入，它们由PTO装置22所使用并且提供给载荷/空气提升单元2以及来自该载荷/高空提升单元2。将来自高空提升单元2对于运动的请求以及位置记录施加给专用数据链路74，用以传输给ESC24，该ESC将它们转换成对于其它控制器的特定请求，例如对于PTO动力的请求。ESC24还可进行编程，来通过PRM40对PTO装置22中的阀状态进行控制。在美国专利号6,272,402中更完整地描述了远程动力模块，该专利已转让给本申请受让人并且以参见的方式纳入本文。在撰写‘402专利时，本文所指代的“远程动力模块”被称为“远程接口模块”。可设想到，提供PTO功能的TEM会将车辆定制成或装备成具有RPM40，以支持PTO并提供总线开关57来连接RPM40。TEM通俗地称为“车身制造者”，且来自设置成提供车辆功能的车身制造者的RPM40称为“车身动力指令信号”。

车身动力指令信号会受到由于在车辆控制器局域网络上的恶化、车辆损坏或体系冲突的影响。因此，提供一种替代的机构，来从车辆的传统控制网络中产生用于PTO的动力指令信号。在不使用RPM40的条件下为操作者提供此种动力指令信号的一种方式是使用车辆的传统控制，包括产生称为“底盘输入”的控制。源自此种替代机构的用于PTO操作的动力指令信号称为“底盘动力指令信号”。此种底盘动力指令信号的一个示例可以是在使用驻车制动器的同时使前灯闪烁两次，或者一些其它容易记住但似乎是特殊控制用法的方式，只要控制选择不包括PTO专用的RPM40即可。

传动控制器和ESC24都作为各个数据链路之间的入口和/或转换装置来操作。专用数据链路68和74以比公共数据链路高得多的波特率进行操作，因此为从一个链路通至另一链路的信息提供缓冲。此外，信息可重新格式化，或者一个链路上的信息可改变为第二链路上另一种类型的信息，例如数据链路74上的运动需求可转换成从ESC24至传动控制器42的传动装置配合的需求。数据链路18、68和74都是控制器局域网络并且符合SAEJ1939协议。数据链路64符合SAEJ1708协议。

参见图3，使用代表性状态机300来说明一个可能的控制方式。根据发动机28是否为对牵引电池34再充电而进行操作，状态机300通过两个EPTO许可状态300、302中任一个而进入。在EPTO许可状态，已满足触发EPTO操作的条件，但并未对实际的PTO功能提供动力。根据牵引电池34的充电状态，发动机28可操作(状态302)或可不运行(状态304)。在发动机28打开的任何状态下，自动离合器30接合(+)。开始进行充电的荷电状态小于充电停止的荷电状态，以防止发动机28频繁地循环开关。EPTO许可状态(302、304)提供传动装置38脱开的状态。在电池34进行充电的状态302中，电动机和发电机32处于其发电机模式。在考虑对电池34进行充电的状态304中，电动机和发电机32的状态无需被限定并且可留在其现有状态下。

限定四个EPTO操作状态306、308、310以及312。这些状态响应于车身动力需求或底盘动力需求而发生。在PTO内，车辆电池的充电持续起作用。状态306提供如下状态：发动机28打开，自动离合器30接合，电动机和发电机32处于其发电机模式，而传动装置挂挡来实现PTO。在状态308中，发动机28关闭，自动离合器30脱开，电动机和发电机处于其电动机模式并且运行，而传动装置38挂挡来实现PTO。在丧失车身动力指令信号(会由于PTO许可的取消而发生)或者在出现或发生底盘动力指令信号的情形下，会退出状态306和308(这两种状态为一个组别)。由于电池充电状态产生的状态变化会迫使在组别内在状态306和308之间发生变化。EPTO操作状态310和312分别与状态306和308相同，除了丧失车身动力指令信号不会致使退出其中一个状态310、312以外。只有丧失底盘动力指令信号会致使从作为组别的EPTO操作状态310或312(这两个状态为一个组别)退出，但是组别(即，在310和312之间)内的转换会由于电池充电状态而出现。在丧失底盘动力指令信号的情形下，退出状态310、312取决于车身动力指令信号是否存在。如果存在，则操作状态分别从状态310或312移至状态306或308。如果不存在，则移至状态302或304。如果车身动力指令信号由于从EPTO许可条件下退出而丧失，则状态302或304沿着“关闭”线路退出。为了在组别内转换、尤其是从发动机28的关闭状态转换至发动机28的打开状态，可提供中间状态，其中自动离合器30接合以使得牵引马达能起动发动机。

图4A-D图示地示出状态机通过ESC24的合适编程而执行的各个状态中、车辆上发生的情况。图4A与状态304、即其中一个EPTO许可状态相对应。图4B与状态302、即另一个EPTO许可状态相对应。图4C与状态308和312相对应，而图4D与状态306和310相对应。在图4A中，IC发动机28关闭(状态100)，自动离合器脱开(状态102)，电动机和发电机32的状态可不受限而示作电动机模式(104)。在电动机和发电机32处于电动机模式的情形下，电池示作处于放电准备状态108中。传动装置示作处于挂挡(106)下，但这是可选的。在图4B中，电池充电128由于IC发动机运行120而发生，自动离合器被接合122，其中发动机扭矩通过自动离合器施加于处于其发电机模式124下操作的电动机和发电机32。传动装置脱挡126。

图4C与状态机300的状态308和312相对应，其中发动机28被关闭100，自动离合器30脱开102。电池34进行放电108，以使牵引马达在其运行状态104中操作，以将扭矩施加于处于挂挡状态126中的传动装置38，以将驱动扭矩施加于PTO。图4D与状态机300的状态306和310相对应。IC发动机28处于运行状态120中，以通过处于接合状态122的自动离合器来提供动力，从而使电动机和发电机32在其发电机模式中操作，以将电力供给至充电状态(128)的电池并且将扭矩通过传动装置供给至PTO应用。

图5-7示出其上可实施状态机300的特定控制结构和网络体系。可在2008年9月29日提交的题为“Hybrid Electric Vehicle Traction Motor DrivenPower take off Control System”的美国专利申请系列号12/239,885(授予本申请的受让人并且其全文以参见的方式纳入本文)以及2009年7月24日提交的美国专利申请系列号12/508,737(授予本申请的受让人并且其全文以参见的方式纳入本文)中发现关于混合动力系统的附加信息。该结构还提供对于次级气动动力输出操作87的控制，以说明传统的PTO可与车辆上的EPTO混合。电气系统控制器24使用多个电磁阀组件85来控制次级气动PTO87。可得到的气压可指规定控制响应，因此气压传感器99连接成，将气压读数直接作为输入提供给电气系统控制器24。或者，如果牵引马达PTO是气泵，则可使用气动系统来实施EPTO。

将ESC24连接于RPM40的J1939兼容电缆74是扭绞线对。RPM40示出具有6个硬接线输入(A-F)和一个输出。与SAEJ1708标准相适应的扭绞线对64将ESC24连接于用于驾驶室仪表盘的嵌体64，且各个控制开关安装在仪表盘上。公共J1939扭绞线对18将ESC24连接于仪表盘控制器58、混合控制器48以及传动控制器42。传动控制器42设有与安装于驾驶室的传动控制台72的专用连接。在该构造中省略了混合控制器48和控制台72之间的连接，然而在一些范围中可设有此种连接。

图6详细地说明用于特定应用的RPM40所使用的输入和输出引脚使用。输入引脚A是混合电动车辆请求电路1的输入，该输入可以是12伏DC或接地信号。当该信号起作用时，牵引马达持续地运行。输入引脚B是混合电动车辆请求电路2的输入，该输入可以是12伏DC或接地信号。当该信号起作用时，牵引马达持续地运行。输入引脚C是混合电动车辆请求电路3的输入，该输入可以是12伏DC或接地信号。当该信号起作用时，牵引马达持续地运行。输入引脚D是混合电动车辆请求电路4的输入，该输入可以是12伏DC或接地信号。当该信号起作用时，牵引马达持续地运行。换言之，设计者可提供四个远程位置来用于开关，操作者可从这些远程位置开始启动PTO车身动力指令信号，以操作牵引马达。输入引脚E是混合电动车辆远程PTO失效输入。该信号可以是12伏DC或接地的。当该信号起作用时，PTO失效。输入引脚F是混合电动车辆EPTO接合反馈信号。该信号是源自PTO安装压力或球掣子反馈开关的接地信号。输出引脚携带实际动力指令信号。应注意到，这可经受各种联锁。在所测得车辆速度小于3米每小时的联锁状况的示例中，挡位设置为空挡并且拉有停车手闸。

图7示出底盘输出引脚和底盘输入引脚在电气系统控制器24上的位置。

本文所描述的系统提供次级机构，该次级机构用于通过使用各种原始设备制造商(OEM)底盘输入来控制混合电动机和发电机，防止TEM输入(请求)信号的纯源化装置(例如，RPM40)。可使用单个安装在驾驶室内的开关而尽可能简单地启动此种操作模式，该安装在驾驶室内的开关可位于总线开关56中，或者可通过使用一系列控制输入而变得更复杂但不明显，以作为“代码”来操作。例如，在车辆处于EPTO模式的情形下，能按下脚踏闸并保持，并且使远光灯开关两次。一旦释放脚踏闸，则远光灯的随后作用会产生用于触发牵引马达操作的信号。在任何情形下，当牵引马达处于“底盘启动”输入的控制下时，忽略或防止发生TEM输入状态。

现在转向图8A-D，示出具有PTO驱动液压系统的混合电动系统800。具有PTO驱动液压系统的混合电动系统800包括内燃机802、电动机和发电机803、PTO804以及第一液压泵806和第二液压泵808。PTO804适合于接收来自内燃机802或电动机和发电机803的动力。PTO804驱动第一液压泵804和第二液压泵808。

如图8A-D所示，第一液压泵806是诸如叶轮泵之类的固定排量液压泵，而第二液压泵808是诸如活塞泵之类的可变排量液压泵。

第二液压泵808具有控制马达810和/或控制电磁阀812，来对第二液压泵808的可变排量设置的调整进行控制。控制马达810可以是电动机、电磁步进电动机之类。控制电磁阀812可以是电磁式电磁阀装置之类。

可设想的是，内燃机802可用于驱动PTO804来为第一液压泵806提供动力，而电动机和发电机803通常用于为第二液压泵808提供动力。第一液压泵806和第二液压泵808的使用通常取决于放置在液压系统805上的载荷水平。较大的液压载荷会使用由内燃机802驱动的第一液压泵806，而较小的液压载荷会使用由电动机和发电机803驱动的第二液压泵808。

内燃机适合于以从约700RPM至约2000RPM的发动机速度将扭矩供给至液压泵806、808。然而，电动机和发电机803以小于约1500RPM的操作速度产生较高的扭矩水平。因此，当使用电动机和发电机803来经由PTO804运行第二液压泵808时，如果液压系统805上的液压载荷需要使电动机和发电机803以高于1500RPM的速度操作，则将第二液压泵的排量调整为较大的排量。控制马达810和/或控制电磁阀812增大第二液压泵808的排量，使得电动机和发电机803可将充足的液压流体流和压力供给至液压系统805，同时还以小于1500RPM的速度操作。

类似地，如果液压系统805内的载荷减小，则可将第二液压泵808的排量调整为较小的排量，且电动机和发电机803可降速至1500RPM以下的速度。

除了在液压系统805的载荷改变为需要使电动机和发电机以高于1500RPM的速度操作的载荷时、对第二液压泵的排量进行调整以外，还可设想到可通过控制马达810和/或控制电磁阀812将第二液压泵808调整为使得电动机和发电机能以较高效率水平操作的排量。例如，如果电动机和发电机以1300RPM的速度最有效地产生扭矩，则可将第二液压泵808的排量调整为使得液压系统805的载荷能由第二液压泵808来满足，同时电动机和发电机以1300RPM的速度操作。

图8A-8D所示的液压系统805还包括储液器814，该储液器814容纳用在液压系统805中的液压流体。该储液器与液压系统的液压马达816、液压缸817以及液压阀818流体连通，以提供所需要的流体来操作液压马达816、液压缸817以及液压阀818。

电动机和发电机803连接于电池820和电气控制器822。电池820存储由电动机和发电机803所使用的电力。电气控制器822对电池820以及电动机和发电机803之间的电能进行调节。

现在转向图9，示出特定的控制结构和网络体系900，具有PTO驱动液压系统的混合电动系统800可以按照该结构体系实施。第一远程油门902和/或第二远程油门904设在TEM部件上，以使得使用者能够控制电动机和发电机803或内燃机802的输出，以控制液压系统805。第一远程油门902是可变踏板油门，而第二远程油门904是手动微调油门。

如图9所示，第一远程油门电气连接于发动机控制模块或电子控制模块(“ECM”)906。第二远程油门904可经由远程发动机速度控制模块(“RESCM”)908或远程动力模块910电气连接于ECM906。RESCM908和远程动力模块910经由J1939兼容电缆914电子连接于电子系统控制器(“ESC”)912。

ESC912经由J1939兼容电缆916电子连接于ECM906。J1939兼容电缆916附加地将仪表盘918、混合控制模块920以及传动控制模块922连接于ECM906。ESC912对内燃机802以及电动机和发电机803、连同液压系统805的请求以及来自第一远程油门904和/或第二远程油门906的输入进行监测，并产生适合于对内燃机802以及电动机和发电机803进行控制的控制信号。液压系统805的需求很大程度上受来自第一远程油门904和/或第二远程油门906的输入所影响。

ESC912会产生用于内燃机802和/或电动机和发电机803的速度指令，使得第一液压泵804和/或第二液压泵806满足液压系统805的请求。例如，ESC912可产生使电动机和发电机803的速度增大或减小的信号，以从第二液压泵806提供充足的液压流体流。类似地，ESC912可产生使内燃机802的速度增大或减小的信号，以从第一液压泵804提供充足的液压流体流。

在需要改变第二液压泵806的排量的情形中，ESC912附加地产生传递至第二液压泵806的输出信号。如果液压载荷超过预定阈值，则第二液压泵806的排量会增大。例如，如果电动机和发电机803用于为第二液压泵提供动力，且电动机和发电机803的速度接近2000RPM，则ESC912会产生输出信号，该输出信号致使控制马达810或控制电磁阀812增大第二液压泵806的排量，使得第二液压泵806的输出增大，并且使电动机和发电机803的速度维持在合适的操作范围内。

此外，可试想到的是，可同时使用第一液压泵804和第二液压泵806。在此种构造中，ESC912产生输出信号至控制马达810或控制电磁阀812，以改变第二液压泵806的排量。在此种构造中，可使用较小的第一液压泵804，因为第二液压泵806会提供附加的泵送能力来满足液压系统805的需求。

本发明的液压系统805可用于为变速应用提供动力，例如挖掘起重机、压力挖掘机、碎纸机以及其它变速装置。

附加地，可变排量第二液压泵806的使用会提升带有PTO驱动液压系统的混合电动系统800的能量利用率，这是因为发动机802和/或电动机和发电机803能以更有效的设置来操作。因此，燃料使用或电力需求会下降。

再次转向图10A-10D，示出液压混合动力系统1000。液压混合动力系统1000包括内燃机1002和液压泵1004，该液压泵1004连接于PTO1003并由该PTO所驱动。PTO可以由内燃机1002提供动力，或者可以是上文所述的可由电动机和发电机1005和/或内燃机1002提供动力的PTO。

液压混合动力系统1000附加地包括液压蓄能器1006，该液压蓄能器设置成与液压泵1004流体连通。

液压蓄能器1006适合于存储来自于液压泵1004的加压液压流体。液压储液器1007附加地设置成与液压泵1004流体连通。液压储液器1007存储可由液压泵1004加压的低压液压流体。

蓄能器隔离阀1008设置在液压蓄能器1006的出口处。蓄能器隔离阀1008对来自液压蓄能器1006的液压流体的流动进行控制。蓄能器电磁阀1010将蓄能器隔离阀1008定位在至少第一位置和第二位置之间，该第一位置允许液压流体从液压蓄能器1006流出，而第二位置防止液压流体从液压蓄能器1006流出。可设想到，蓄能器电磁阀1010还可将蓄能器隔离阀1008定位在第一位置和第二位置之间的各个中间位置处，从而对来自液压蓄能器1006的液压流体的流动进行控制。

蓄能器传感阀1012设置成与液压蓄能器1006流体连通。蓄能器传感器1012提供输出信号，以对液压蓄能器1012内的压力进行监控。蓄能器传感器1012可用于控制液压泵1004的操作，使得液压蓄能器1006内的压力可维持在操作水平下，同时液压泵1004可仅仅间歇地操作。

液压混合动力系统1000附加地包括车辆液压系统1013。车辆液压系统1013可包括开心式液压系统1015a、闭心式液压系统1015b或者开心式液压系统1015a和闭心式液压系统1015两者。

车辆液压系统1013包括车辆液压部件传感器1014。车辆液压部件传感器1014响应于车辆液压系统内的液压载荷产生输出信号。车辆液压部件传感器1014与ESC1016电气连通。ESC1016与RPM1018、ECM1024、操作者显示器1026以及仪表盘1028电气连通。

ESC1016监测液压部件传感器1014的输出并且使RPM1018产生输出信号1022，该输出信号被传递至蓄能器电磁阀1010来定位蓄能器隔离阀1008。RPM1018附加地适合于接收来自车辆液压系统1013的输入信号1020，以指示车辆液压系统1013已起作用。因此，RPM1018可产生输出信号1022，该输出信号被传递至蓄能器电磁阀101来定位蓄能器隔离阀1008。可设想到的是，可使用来自车辆液压系统1013的输入信号1020来产生输出信号1022，以控制蓄能器隔离阀1008的初始打开。可设想到的是，可使用来自车辆液压系统1014的输入信号来产生输出信号1022，以在车辆液压系统1013内不存在液压载荷时、控制蓄能器隔离阀1008的闭合。

在车辆液压系统1013内不存在液压载荷时，ESC1016还可通过与ECM1024连通来减小内燃机1002的速度或甚至关闭发动机1002。类似地，如果存在于车辆液压系统1013内的载荷无法由液压蓄能器106内的液压来满足，并且液压泵1004需要将液压蓄能器1006内的压力升高的话，ESC1016可经由ECM1024来增大内燃机1002的速度。

蓄能器传感器1012可用于在操作者显示器1026上产生信息，或者在仪表盘1028上出现指示，由此使得操作者能知道液压蓄能器1006的状态。

蓄能器隔离阀1008通过防止来自液压蓄能器1006的液压流体流过闭合蓄能器隔离阀1008来减小车辆液压系统1013内的内部寄生泄漏。

现在转向图11，示出带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1100。带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1100包括内燃机1102、电动机和发电机1103、PTO1104以及第一液压泵1106和第二液压泵1108。PTO 1104适合于接收来自内燃机1102或电动机和发电机1103的动力。PTO1104驱动第一液压泵1106和第二液压泵1108。

如图11所示，第一液压泵1106是诸如叶轮泵之类的固定排量液压泵，而第二液压泵1108是诸如活塞泵之类的可变排量液压泵。

可设想的是，内燃机1102通常可用于驱动PTO1104来为第一液压泵1106提供动力，而电动机和发电机1103通常用于为PTO 1104提供动力来驱动第二液压泵1108。第一液压泵1106或第二液压泵1108的使用通常取决于放置在液压系统1105上的载荷水平。较大的液压载荷会使用由内燃机1106驱动的第一液压泵1102，而较小的液压载荷会使用由电动机和发电机1108驱动的第二液压泵1103。

PTO1104具有第一PTO切换机构1110、第二PTO切换机构1111以及第三PTO切换机构1112，这些切换机构适合于允许PTO1104进行接合和脱开。第一PTO切换机构1110和第二PTO切换机构1111位于PTO1104处，而第三PTO切换机构1112相对于PTO 1104远程定位。

图11所示的液压系统1105还包括储液器1114，该储液器1114容纳用在液压系统1105中的液压流体。该储液器与液压系统1105的液压马达1116、液压阀1117以及液压缸1118流体连通，以提供所需要的流体来操作液压马达1116、液压缸1118以及液压阀1117。

图11还示出带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1100的控制结构1120。控制结构1120具有第一PTO请求开关1122。该第一PTO请求开关1122设置在具有带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1100的车辆驾驶室内。第一PTO请求开关1122可以是安装有膜式开关的传递装置切换控制台。第一PTO请求开关1122要求操作者位于车辆驾驶室内以使PTO1104起作用。第二PTO请求开关1124设置成与RPM1126连通。RPM1126经由J1939兼容电缆1130电气连接于ESC1128。ESC1128经由J1939电缆1134电气连接于ECM1132。传动控制模块1136和混合控制模块1138附加地连接于电缆1134，因此也电气连接于ECM1132和ESC1128。第二PTO请求开关1124安装在TEM生产设备上。可使用第二PTO请求开关1124的应用示例是航空加油，其中PTO控制件通常硬接线到安装于卡车的TEM加燃料设备上。

还提供第三PTO请求开关1140。该第三PTO请求开关1140是与接收器1142连通的无线式请求开关。接收器1142电气连接于RPM1126。可使用第三PTO请求开关1140的示例包括公共事业操作、复原操作以及危险材料处理操作或者安全措施要求使操作者与车辆保持一定距离的其它应用。

因此，控制结构1120提供各种方式，其中可使用PTO请求开关1122、1124、1140中至少一个来使PTO 1104起作用和失效。可设想到的是，可对控制结构进行编程以使得PTO请求开关1122、1124、1140中仅仅某些开关就能控制PTO1104。例如，可设想到在一些实施例中，仅仅驾驶室内PTO请求开关1122起作用来控制PTO1104，而在其它实施例中，诸如第一PTO请求开关1122和第三PTO请求开关1140之类的多个PTO请求开关都起作用来控制PTO1104。还可设想到的是，可对控制结构1120进行重新编程以使得不同的PTO请求开关1122、1124、1140能控制PTO1104。例如，可对控制结构1120进行编程，以使得在其它PTO请求开关失效的同时，仅仅第一PTO请求开关1122起作用，仅仅第二PTO请求开关1124起作用或者仅仅第三PTO请求开关1140起作用。或者，可对控制结构1120进行编程，以使得第一PTO请求开关1122是主要的PTO1104激活控制件，而第二和第三PTO请求开关1124、1140中至少一个用作次级的PTO1104激活控制件。类似地，可对控制结构1120进行编程，以使得第二和第三PTO请求开关1124、1140中至少一个用作主要的PTO1104激活控制件，而第一PTO请求开关用作次级的PTO1104激活控制件。根据又一实施例，可对控制结构1120进行编程，以使得PTO请求开关1122、1124和1140中任一个可以是主要的PTO 1104激活控制件，而PTO请求开关1122、1124、1140中其它开关用作次级的PTO1104激活控制件。

因此，带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1100的PTO1104可与一个以上的位置接合、脱开或再接合。在需要使操作者绕车辆运动以操作PTO驱动附件时，此种操作会是有用的。例如，操作者会将PTO1104接合在第二或第三PTO请求开关1122、1140之一处，然后使PTO1104在第一PTO请求开关1122处失效。由于控制结构1120可重新构造，因而可基于车辆的当前使用情况来对起作用的PTO请求开关1122、1124、1140进行重新编程。

通过将ECM1132、传动控制模块1136、混合控制模块1138以及ESC1128整合起来，带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1100的操作将发动机1102、电动机和发电机1103以及诸如液压马达1116之类TEM设备的操作联结在一起。因此，PTO1104的操作会致使发动机1102、电动机和发电机1103操作，从而基于由液压泵1106、1108放置在系统上的载荷来选择PTO1104的动力源。

图12示出带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1200。带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1200包括内燃机1202、电动机和发电机1203、PTO1204、第一液压泵1206以及可作为另一液压泵的第二PTO驱动部件1208。PTO1204适合于接收来自内燃机1202、电动机和发电机1203或者发动机1202以及电动机和发电机1203两者的动力。PTO1204驱动第一液压泵1206和第二PTO驱动部件1208。

可设想的是，当液压需求较高时，内燃机1202通常可用于驱动PTO1204来为第一液压泵1206提供动力，而当液压需求较低时，电动机和发电机1203通常用于为PTO1204提供动力来驱动第一液压泵1206，同时内燃机1202以及电动机和发电机1203中的一个或两个可用于为第二PTO驱动部件1208提供动力。

PTO1204具有第一PTO切换机构1210和第二PTO切换机构1211，这些切换机构适合于允许PTO1204与PTO驱动部件1206、1208接合和脱开。

图12还示出带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1200的控制结构1220。控制结构1220监测内燃机1202以及电动机和发电机1203连同PTO1204和PTO驱动部件1206、1208的操作。第一PTO切换机构将第一反馈信号1222提供给RPM1224。RPM1224经由J1939兼容电缆1228与ESC1226电气连通。ESC1226经由J1939电缆1232电气连接于ECM1230。传动控制模块1234和混合控制模块1236附加地连接于电缆1232，因此也电气连接于ECM1230和ESC1226。第二PTO切换机构1211将第二反馈信号1238直接提供给ESC1226。

第一反馈信号1222和第二反馈信号1238使得控制结构1220能监测PTO驱动部件1206、1208起作用的时间量。因此，只要PTO驱动部件1206、1208中任一个处于使用状态下，控制结构1220就会注意到PTO驱动部件1206、1208中哪一个起作用以及该PTO驱动部件1206、1208起作用的时长。

或者，空气螺线管1240a、1240b会产生输出信号1242a、1242b，这些输出信号与ESC1226电气连通。空气螺线管1240a、1240b可用于使用气动压力来使PTO切换机构1210、1211起作用和失效的系统。

ESC1226附加地监测ECM1230和混合控制模块1236的输出，以确定由用于为PTO1204提供动力的内燃机1202以及电动机和发电机1206中一个或两个所输出的扭矩量。因此，ESC1226能追踪PTO1204所使用扭矩来自内燃机1202的百分比，以及来自电动机和发电机1203的扭矩百分比。通过监测来自内燃机1202的扭矩百分比以及来自电动机和发电机1203的扭矩百分比，使得控制结构1220能追踪PTO1204并非仅仅来自内燃机扭矩的全面利用率。

显示器1244可视觉地示出由ESC1226所收集的信息，该信息有关于PTO1204起作用的时间量以及由内燃机1202供给至PTO1204的扭矩百分比及来自电动机和发电机1203供给至PTO 1204的扭矩百分比。附加地，ESC1226可经由发送器1246供给如下信息，从而可执行对PTO1204操作的远程追踪：该信息考虑了PTO1204起作用的时间量以及由内燃机1202供给至PTO1204的扭矩百分比及来自电动机和发电机1203供给至PTO1204的扭矩百分比。

转向图13，示出带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1300。带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1300包括内燃机1302、电动机和发电机1303、PTO1304以及第一液压泵1306和第二液压泵1308。PTO1304适合于接收来自内燃机1302或电动机和发电机1303的动力。PTO1304驱动第一液压泵1306和第二液压泵1308。

如图13所示，第一液压泵1306是诸如叶轮泵之类的固定排量液压泵，而第二液压泵1308是诸如活塞泵之类的可变排量液压泵。

可设想的是，内燃机1302通常可用于驱动PTO1304来为第一液压泵1306提供动力，而电动机和发电机1303通常用于为PTO1304提供动力来驱动第二液压泵1308。第一液压泵1306或第二液压泵1308的使用通常取决于放置在液压系统1305上的载荷水平。较大的液压载荷会使用由内燃机1302驱动的第一液压泵1306，而较小的液压载荷会使用由电动机和发电机1303驱动的第二液压泵1308。

图13所示的液压系统1305还包括储液器1314，该储液器1314容纳用在液压系统1305中的液压流体。该储液器与液压系统1305的液压马达1316、液压阀1317以及液压缸1318流体连通，以提供所需要的流体来操作液压马达1316、液压缸1318以及液压阀1317。

图13还示出带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1300的控制结构1320。控制结构1320具有第一PTO请求开关1322。该第一PTO请求开关1322设置在具有带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1300的车辆驾驶室内。第一PTO请求开关1322可以是安装有膜式开关的传动装置切换控制台。第一PTO请求开关1322要求操作者位于车辆驾驶室内以使PTO1304起作用。第二PTO要求请关1324设置成与RPM1326连通。RPM1326经由J1939兼容电缆1330电气连接于ESC1328。ESC1328经由J1939电缆1334电气连接于ECM1332。传动控制模块1336和混合控制模块1338附加地连接于电缆1334，因此也电气连接于ECM1332和ESC1328。第二PTO请求开关1324安装在TEM生产设备上。

还提供第三PTO请求开关1340。该第三PTO请求开关1340是与接收器1342连通的无线式请求开关。接收器1342电气连接于RPM1326。

还可提供大体与第二PTO请求开关1324相同的第四PTO请求开关1325。

因此，控制结构1320提供各种方式，其中可使用PTO请求开关1322、1324、1325、1340中至少一个来使PTO1304起作用和失效。

由于第二、第三以及第四PTO请求开关1324、1340、1325设置在具有带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1300的车辆外部，因而需要告知操作者控制结构1320已检测到来自PTO请求开关1324、1340、1325的请求。设置在车辆驾驶室内的模式选择开关1340使得视觉PTO操作指示器1342或听觉PTO操作指示器1344中的至少一个可用于指示PTO1304的操作变化，例如PTO1304起作用还是PTO1304失效。视觉PTO指示器1342和听觉PTO指示器1344电气连接于RPM1326。例如，可设想到，光源可用作视觉PTO指示器1342，而扬声器可用作听觉PTO操作指示器1344。操作者可根据具有带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1300的车辆的操作环境而在视觉和声觉PTO操作指示器1342、1344中选择一种合适的指示器。例如，如果车辆处于嘈杂的环境下，则视觉PTO指示器1342会更合适，而如果车辆在明亮环境中操作，则可选择听觉PTO指示器1344。

可设想到，视觉PTO操作指示器1342在PTO1304起作用时会提供与在PTO1304失效时所提供指示(例如，闪光)不同的指示(例如，连续光)。类似地可设想到，听觉PTO操作指示器1344在PTO1304起作用时会提供与在PTO1304失效时所提供指示(例如，间断音调)不同的指示(例如，一段时间发出连续音调)。

还可设想到，可同时使用视觉PTO指示器1342和声觉PTO指示器1344来提供对PTO1304状态的指示。

图14示出带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1400。带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1400包括内燃机1402、电动机和发电机1403、PTO1404以及第一液压泵1406和第二液压泵1408。PTO1404适合于接收来自内燃机1402或电动机和发电机1403的动力。PTO1404驱动第一液压泵1406和第二液压泵1408。

图14所示的液压系统1405还包括储液器1414，该储液器1414容纳用在液压系统1405中的液压流体。该储液器与液压系统1405的液压马达1416、液压阀1417以及液压缸1418流体连通，以提供所需要的流体来操作液压马达1416、液压缸1418以及液压阀1417。

图14还示出带有PTO驱动液压系统的混合电动系统1400的控制结构1420。该控制结构1420具有与接收器1424连通的无线式PTO请求开关1422。该PTO请求开关接收器1424设置成与RPM1426连通。RPM1426经由J1939兼容电缆1430电气连接于ESC1428。ESC1428经由J1939电缆1434电气连接于ECM1432。传动控制模块1436和混合控制模块1438附加地连接于电缆1434，因此也电气连接于ECM1432和ESC1428。

无线式PTO请求开关1422附加地具有PTO接合开关1440、内燃机控制开关1442以及远程设备关闭件1444。为了使用PTO接合开关1440、内燃机控制开关1442以及远程设备关闭件1444，无线式PTO请求开关1422将信号发送给接收器1424。RPM1426临时地将RPM1426的输出停止送出给接收器1424，使得接收器1424从其锁存输出状态释放，从而允许从接收器1424至RPM1426的信号的改变，例如来自PTO接合开关1440的关闭PTO1404的信号。控制结构1420应允许将RPM1426至接收器1424的输出停止送出之前确保满足任何其它必要联锁条件，例如驻车制动被设定和车辆点火开关处于预定位置。因此，如果基于不再满足联锁条件而关闭PTO1404，则假定仍不满足联锁条件的话，PTO请求开关1422将无法使PTO1404重新起作用。

可设想的是，可在大约100ms的时间段内将RPM1426至接收器1424的输出停止送出。该时间段足够短以至操作者无法在该时间段内发出另一控制要求，并且还足够短以至操作者无法注意到PTO1404操作中的任何延迟。因此，操作者可使用PTO请求开关1422来改变PTO1404、内燃机1402或诸如液压马达1416之类远程设备的操作状态，而不必进入车辆驾驶室内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆，所述车辆包括：

控制器局域网络：

车身计算机，所述车身计算机连接于所述控制器局域网络以接收多个底盘输入信号，且所述控制器局域网络具有电子控制模块、传动控制模块以及混合控制模块，并且所述电子控制模块电气地连接于所述车身计算机、所述传动控制模块以及所述混合控制模块；

基于数据链路的远程动力模块，所述远程动力模块设置成产生车身指令信号，用以启动所述车辆混合电动系统的操作来进行动力输出操作，并且所述远程动力模块电气地连接于所述控制器局域网络；以及

无线PTO请求开关，所述无线PTO请求开关经由所述远程动力模块电气连接于所述控制器局域网络，其中可对所述车身计算机进行编程以接收来自所述无线PTO请求开关的信号，从而改变所述动力输出操作的操作状态，并且所述远程动力模块响应于来自所述无线PTO请求开关的信号将输出停止送出至所述无线PTO请求开关，以使得所述动力输出操作能发生改变，其中所述无线PTO请求开关包括发送器和接收器。

2.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述无线PTO请求开关包括内燃机控制开关。

3.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述无线PTO请求开关包括PTO接合开关。

4.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述无线PTO请求开关包括远程设备关闭件。

5.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述远程动力模块停止将输出送出至所述接收器。

6.如权利要求5所述的车辆，其特征在于，在所述远程动力模块停止将输出送出至所述接收器时，所述接收器释放锁存状态。

7.如权利要求6所述的车辆，其特征在于，释放所述锁存状态的所述接收器允许所述动力输出操作发生改变。

8.如权利要求7所述的车辆，其特征在于，在所述动力输出操作发生改变之前，所述控制局域网络确认所有联锁均有效。

9.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，在大约100ms的时间段内，使所述远程动力模块停止将输出送出至所述无线PTO请求开关。

10.一种用于装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的控制系统，所述控制系统包括：

控制器局域网络，所述控制器局域网络具有电子控制模块、车身计算机以及远程动力模块；以及

无线PTO请求开关，所述无线PTO请求开关经由所述远程动力模块电气连接于所述控制器局域网络，其中可对所述车身计算机进行编程以接收来自所述无线PTO请求开关的信号，从而改变所述动力输出操作的操作状态，并且所述远程动力模块响应于来自所述无线PTO请求开关的信号将输出停止送出至所述无线PTO请求开关，以使得所述动力输出操作能发生改变。

11.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述无线PTO请求开关包括内燃机控制开关。

12.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述无线PTO请求开关包括PTO接合开关。

13.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述无线PTO请求开关包括远程设备关闭件。

14.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述无线PTO请求开关包括发送器和接收器，并且所述远程动力模块停止将输出送出至所述接收器。

15.如权利要求14所述的控制系统，其特征在于，在所述远程动力模块停止将输出送出至所述接收器时，所述接收器释放锁存状态。

16.如权利要求15所述的控制系统，其特征在于，释放所述锁存状态的所述接收器允许所述动力输出操作发生改变。

17.一种用于接合装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的使用无线PTO请求开关的动力输出装置的方法，所述方法包括：

对具有远程动力模块的控制器局域网络进行编程，以利用所述远程动力模块从无线PTO请求开关接收PTO指令信号，所述无线PTO请求开关具有发送器和接收器；

确定是否来自所述无线PTO请求开关的PTO指令信号试图使所述动力输出操作发生改变；

响应于来自所述无线PTO请求开关的信号将输出停止送出至所述无线PTO请求开关，以使得所述动力输出操作能发生改变；以及

在停止将输出送出至所述无线PTO请求开关之后，改变动力输出装置的激活状态。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在改变所述动力输出装置的激活状态之前，确认是否满足所有的联锁条件。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括使用被停止送出输出的无线PTO请求开关的内燃机发电机控制开关来改变内燃机的操作状态。

Claims (20)

1.一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆，所述车辆包括：

控制器局域网络：

车身计算机，所述车身计算机连接于所述控制器局域网络以接收多个底盘输入信号，且所述控制器局域网络附加地具有电子控制模块、传动控制模块以及混合控制模块，并且所述电子控制模块电气地连接于所述传动控制模块和所述混合控制模块；

基于数据链路的远程动力模块，所述远程动力模块安装在车辆上用以产生车身指令信号，用以启动所述车辆混合电动系统的操作来进行动力输出操作；以及

多个PTO请求开关，所述PTO请求开关电气连接于所述控制器局域网络，其中可对所述车身计算机进行编程以接收来自所述PTO请求开关中至少一个的信号，从而改变所述动力输出操作的操作状态。

2.如权利要求1所述的装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆，其特征在于，所述混合电动系统包括内燃机以及电动机和发电机系统，并且所述内燃机以及所述电动机和发电机系统中至少一个为所述动力输出操作供给扭矩。

3.如权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述车辆是并联式混合电动系统，所述并联式混合电动系统具有连接于所述电动机和发电机系统的内燃机，以使得所述电动机和发电机系统的操作与直接来自所述内燃机的动力输出操作同时进行。

4.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述PTO请求开关中至少一个是远程PTO请求开关。

5.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，可对所述车身计算机进行编程以将所述PTO请求开关中至少一个选择为起作用的PTO请求开关。

6.如权利要求5所述的车辆，其特征在于，可对所述车身计算机进行编程，以将所述PTO请求开关中至少一个选择为主要PTO请求开关，而将所述PTO请求开关中的至少其它开关选择为次级PTO请求开关。

7.如权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述次级PTO请求开关可仅仅为了将所述动力输出操作关闭而操作。

8.一种用于装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的控制系统，所述控制系统包括：

控制器局域网络，所述控制器局域网络具有电子控制模块、车身计算机以及远程动力模块；以及

多个PTO请求开关，所述多个PTO请求开关电气连接于所述控制器局域网络，其中可对所述车身计算机进行编程以接收来自所述PTO请求开关中至少一个的信号，从而改变所述动力输出操作的操作状态。

9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述多个PTO请求开关中至少一个是远程PTO请求开关，所述远程PTO请求开关具有电气连接于所述远程动力模块的接收器。

10.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，将所述多个PTO请求开关中至少一个编程为主要PTO请求开关，而将所述PTO请求开关中的至少一个其它开关编程为次级PTO请求开关。

11.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述主要PTO请求开关可操作，以接合所述动力需求操作和关闭所述动力需求操作。

12.如权利要求11所述的控制系统，其特征在于，所述次级PTO请求开关可操作以关闭所述动力输出操作。

13.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述多个PTO请求开关中至少两个是主要PTO请求开关。

14.一种用于接合装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆的动力输出装置的方法，所述方法包括：

对控制器局域网络进行编程，以接收来自多个PTO请求开关中至少一个的PTO请求信号；

确定是否来自于所述多个PTO请求开关中至少一个的PTO请求信号是来自于起作用的PTO请求开关；以及

当所述PTO请求信号来自于起作用的PTO请求开关时，改变动力输出装置的激活状态。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述PTO请求开关中至少一个是远程PTO请求开关。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述PTO请求开关中至少一个是安装于控制台的PTO请求开关。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多个PTO请求开关中至少两个是起作用的PTO请求开关。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述起作用PTO请求开关中至少一个是主要PTO请求开关，而所述起作用PTO请求开关中的至少一个其它开关是次级PTO请求开关。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述次级PTO请求开关中至少一个其它开关可操作以脱开动力输出装置。

20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述PTO请求开关经由远程动力模块与所述控制器局域网络连通。

Images