CN109154337B - 包括多附件驱动装置的原动机***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一个实施方案是一种***，所述***包括：内燃发动机，所述内燃发动机包括输出轴；带轮***，所述带轮***被构造成由所述输出轴驱动；第一交流发电机和第二交流发电机，所述第一交流发电机和所述第二交流发电机被构造成由所述带轮***驱动；以及电磁离合器，所述电磁离合器集成在所述带轮***、所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的一个内并且被构造成将所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的至少一个与所述输出轴可选择地耦合和去耦。所述***包括控制器，所述控制器与所述内燃发动机***操作地通信，并且被构造成估计所述***的电力需求和电力产生能力参数，并且响应于所述估计而控制所述电磁离合器啮合或脱离。

Description

包括多附件驱动装置的原动机***及其控制方法
相关申请
本申请要求2016年5月27日提交的美国申请No. 62/342,238的优先权和权益，所述申请的公开内容在此以引用的方式并入。
技术领域
本申请一般涉及包括多个附件驱动装置(诸如多个交流发电机驱动装置)的发动机***和其他原动机***，以及控制这种***的方法。
背景技术
诸如内燃发动机、电动原动机***、混合动力内燃发动机***(包括混合动力电动***和混合动力气动***)的现代原动机及其汽车应用(诸如高功率拖运卡车)日益需要越来越多的电气和机械动力用于辅助负载和附件。例如，许多发动机***需要排放处理设备，诸如选择性催化还原(SCR)***和相关部件，诸如电加热柴油机排放处理液定量给料部件和催化剂加热器。原动机***附件(诸如压缩机、风扇、泵和其他机械负载)的电气化对与之相关联的电气***提出了越来越高的需求。此外，发动机和其他原动机***正在经历对多个且不同配置的附件驱动装置的不断增长的需要，所述附件驱动装置可操作以提供呈施加到不同类型的机械负载的扭矩形式的旋转力。这些和其他***在占空比期间的某些时间对交流发电机提出了越来越高的需求，并且可能意味着现有的交流发电机不能输出所需的电力。类似地，客户可能更喜欢在驾驶室中获得更大的舒适性输出和辅助物品，诸如全球定位***(GPS)，加热、通风、空调和制冷(HVACR)***以及其他电力汲取装置。许多发动机应用，包括例如采矿业中使用的高马力(HHP)越野拖运卡车由于他们现在必须在服务期间供电的辅助负载范围而正变得越来越依赖于电力。这增加了电池，并且又增加了拖运卡车发动机的交流发电机的电力汲取，因此需要更大输出的交流发电机和控制装置以有效地确保发动机满足所需的电输出。目前提供增加的电力的方法存在许多缺点和缺陷。仍然存在对本文中公开的独特设备、方法和***的显著的未满足需求。
发明内容
出于清楚、简明且准确地描述本公开的说明性实施方案、制造和使用所述实施方案的方式和过程的目的，并且为了能够实践、制造和使用所述实施方案，现在将参考某些示例性实施方案，包括图中示出的那些，并将使用特定语言来描述所述示例性实施方案。然而，应理解，不会由此产生对本发明的范围的限制，并且本发明包括并保护本领域技术人员将想到的对示例性实施方案的这种改变、修改和进一步应用。
一个实施方案是独特的多附件驱动***。在某些形式中，所述多附件驱动***包括多交流发电机驱动***。另一实施方案是控制多附件驱动***的独特方法。在某些形式中，所述方法控制多交流发电机驱动***。根据以下描述和附图，进一步实施方案、形式、目的、特征、优点、方面和益处应变得显而易见。
附图说明
图1是包括多附件驱动***的示例性原动机***的透视图。
图2是示出根据一个示例性实施方案的多附件驱动***的部分的俯视图。
图3是图2的实施方案的透视图。
图4是图2的实施方案的分解透视图。
图5是图2的实施方案的一部分的前视图。
图6是图2的实施方案的一部分的透视图。
图7是图2的实施方案的某些部件的截面图。
图8是图2的实施方案的一部分的截面图，其中还示出了放大部分。
图9是根据另一示例性实施方案的多附件驱动***的透视图。
图10A至图10C分别是根据进一步示例性实施方案的多附件驱动***的透视图、前视图和平面图。
图11是示出可以结合本文中公开的任何设备和***使用的示例性控制过程的流程图。
图12是示出可以结合本文中公开的任何设备和***使用的示例性控制***的框图。
图13是示出随发动机转速而变的发动机扭矩和随发动机转速而变的发电能力的曲线图。
图14是根据进一步示例性实施方案的多附件驱动***的一部分的截面图。
图15是根据进一步示例性实施方案的多附件驱动***的一部分的截面图。
具体实施方式
参考图1，示出了包括内燃发动机100和示例性多附件驱动***110的示例性原动机***。在所示实施方案中，将原动机***提供为内燃发动机(ICE)***。应了解，在某些实施方案中，原动机***可以以其他形式提供，诸如混合动力电动ICE***、混合动力气动ICE***或电机驱动***。将发动机100示出为适合用于诸如采矿车辆的高马力应用的高马力(HHP)发动机，然而，在其他实施方案中也考虑多种其他类型的发动机和原动机应用。在所示实施方案中，将多附件驱动***110提供为呈特定双交流发电机形式的发电***，但是应了解，在其他实施方案中也考虑包括使用本文中公开的特征的不同数量和配置的交流发电机和/或不同类型的旋转驱动附件的***。这种旋转驱动附件的进一步示例包括空气压缩机、泵和其他旋转负载附件，其具有可变负载或占空比或仅在原动机***的某些操作条件下需要。
电子控制单元(ECU)102与发动机100和***110操作地通信，以从多种受控部件和***接收信息并向其提供命令，所述受控部件和***包括结合图11描述的那些。ECU 102是可用于控制发动机100和***110的电子控制***部件的一个示例。应了解，ECU 102可以是单一控制装置或多个装置的组合，并且可以结合通信链路或总线以及多种传感器和其他电子装置一起操作。
现在另外参考图2至图8，示出了多附件驱动***110的各个方面的若干视图。应了解，所示实施方案提供了***110可以被提供的形式的一个示例。***110由原动机输出轴12驱动，原动机输出轴12与诸如发动机100的原动机耦合并由其驱动。在所示形式中，原动机轴12是水泵轴，但是应了解，在其他实施方案中可以使用多种其他原动机输出轴。原动机轴12与耦合花键4耦合，耦合花键4又与驱动轴11耦合。驱动轴11与固定的旋转附件驱动构件10耦合，所述固定的旋转附件驱动构件10被提供为所示形式的固定带轮，并且还与角接触轴承1和圆柱形滚柱轴承2接触。在操作期间，原动机轴12、耦合花键4、驱动轴11和旋转附件驱动构件10以基本上固定的关系一起旋转并且可操作以驱动带31，带31又驱动交流发电机30，同时张紧器32维持带31的适当张力。以这种方式，交流发电机30产生与发动机100的运转速度相关的电力。应了解，旋转附件驱动构件10的带轮形式是旋转附件驱动构件的一个示例。在某些实施方案中，旋转附件驱动构件10可以被提供和构造成另一类型的旋转附件驱动装置，诸如驱动齿轮、链条驱动构件或直接驱动构件。在每种情况下，旋转附件驱动构件10可以具有本文中公开的内部属性和结构。还应了解，旋转附件驱动构件10以及其他类型的旋转驱动装置可以被提供和构造成驱动其他类型的负载，诸如压缩机、风扇或泵。
在某些实施方案中，旋转附件驱动构件10可以不存在，并且防尘盖可以与旋转附件驱动构件9、驱动轴11或附件驱动***的其他部件耦合。在某些实施方案中，旋转附件驱动构件10可以附接到驱动轴11并且从驱动轴11拆卸，并且当拆卸时，防尘盖可以与旋转附件驱动构件9耦合。图14和图15中示出了包括这些特征的额外实施方案的非限制性示例，图14和图15分别示出了附件驱动***410和510的截面图。附件驱动***410和附件驱动***510包括与结合图8示出和描述的***110类似的多个特征。这几个示出的实施方案中的类似特征用相同的附图标记来标记。附件驱动***410被示出为没有附件驱动构件10并且包括防尘盖413，防尘盖413与旋转附件驱动构件9耦合。附件驱动***510被示出为没有附件驱动构件10并且包括防尘盖413，防尘盖413与驱动轴11耦合并且在其与附件驱动构件9邻近的***处配备有密封件。在某些形式中，防尘盖413和513可以以可拆卸的配置提供，从而允许添加类似于附件驱动构件10的额外的附件驱动构件。
***110还包括线圈壳体7，线圈壳体7包含导电线圈7A。壳体7附接到齿轮盖6，齿轮盖6又与发动机100耦合以覆盖其齿轮系。壳体7与旋转附件驱动构件9邻近，旋转附件驱动构件9提供为所示形式的带轮，电枢体3和摩擦板8设置在该带轮内。摩擦板8包括磁性材料主体和与旋转附件驱动构件9相对的摩擦表面。电枢体3与驱动轴11耦合并随驱动轴11一起旋转。摩擦板8可在其与旋转附件驱动构件9的摩擦表面接触的位置与其与旋转附件驱动构件9的相对的内摩擦表面间隔开的位置之间相对于驱动轴11轴向地移动。在所示实施方案中，摩擦板8朝向脱离状态弹簧偏置，在脱离状态摩擦板8不啮合旋转附件驱动构件9而不会引起其旋转。弹簧偏置由多个弹簧13提供，弹簧13围绕电枢体3的中心毂部分沿周向分布并且在摩擦板8与电枢体3的相对的凸缘部分之间延伸并与之耦合，所述弹簧被配置为所示形式的板簧。弹簧13与摩擦板8和电枢体3的相对部分耦合，并且具有有效地使摩擦板8偏置到脱离状态，即，朝向电枢体3并远离旋转附件驱动构件9的弹簧特性。在进一步实施方案中，弹簧13也可以提供为其他类型的弹簧，例如，环形弹簧、铆钉阻尼弹簧、诸如三眼和五眼布置的眼弹簧布置，以及环孔减振(ARTC)弹簧。可以提供这些类型的弹簧布置中的每一种以提供本文中描述的摩擦板8的偏置和运动。
在***110的操作期间，通过电子控制***诸如从ECU 102发送控制命令，以激励线圈7A，从而使电流流过其中。激励线圈7A引发摩擦板8的轴向运动以有效地促使摩擦板8与旋转附件驱动构件9的内摩擦表面接触并使两个结构一起旋转。当啮合时，旋转附件驱动构件9驱动带驱动带21，带21又驱动交流发电机20，同时张紧器22在带21中维持适当张力。以这种方式，交流发电机20在发动机100在运转时产生与发动机转速成比例的电力，并且激励线圈7A以啮合包括电枢3和摩擦板8的离合器机构。应了解，旋转附件驱动构件9的带轮形式是旋转附件驱动构件的一个示例。在某些实施方案中，旋转附件驱动构件9可以被提供和构造成另一类型的旋转附件驱动装置，诸如驱动齿轮、链条驱动构件或直接驱动构件。在每种情况下，旋转附件驱动构件9可以具有本文中公开的内部属性和结构。还应了解，旋转附件驱动构件9以及其他类型的旋转驱动装置可以被提供和构造成驱动其他类型的负载，诸如压缩机、风扇或泵。
在其他实施方案中，摩擦板8可以朝向啮合状态偏置，在啮合状态摩擦板8啮合在旋转附件驱动构件9的相对部分上以引起其旋转，并且激励线圈7A引发轴向运动以有效地使摩擦板8与旋转附件驱动构件9的内摩擦表面脱离以有效地结束它们之间的扭矩传递。进一步实施方案可以包括双稳态电枢布置，其中摩擦板8可以朝向第一位置弹簧偏置(以啮合或脱离旋转附件驱动构件9的摩擦表面)，激励线圈7A有效地引发摩擦板8移动到第二位置(以啮合或脱离旋转附件驱动构件9的摩擦表面)，提供永磁体以在线圈7A去激励之后将摩擦板8维持在第二位置，并且利用消磁极性激励线圈7A有效地减小永磁体的保持力，使得摩擦板返回到第一位置。
图9是根据另一示例性实施方案的多附件驱动***210的透视图。在图9的实施方案中，单个带轮209与发动机输出轴耦合并由其驱动，并且每当发动机在运转时驱动带209，带209又驱动交流发电机229。带209还与交流发电机230的离合器290耦合，交流发电机230可以包括与上文结合图2至图8描述的内部机构类似的内部机构。张紧器232被构造成在带231上维持适当张力。当离合器290啮合时，交流发电机由带231驱动。以这种方式，当发动机正在运转离合器290啮合时，交流发电机230产生与发动机转速成比例的电力。
图10A至图10C分别是根据另一示例性实施方案的多附件驱动***310的透视图、前视图和平面图。在图10A至图10C的实施方案中，单个带轮309与发动机输出轴耦合并由其驱动，并且每当发动机在运转时驱动带331，带331又驱动固定带轮391以驱动交流发电机329。张紧器332被构造成在带331上维持适当张力。离合带轮390定位成邻近固定带轮319，并且可以包括与上文结合图2至图8描述的内部机构类似的内部机构，使得离合带轮390可选择地啮合以随固定带轮391一起旋转。离合带轮390与带339耦合，带339又与交流发电机330耦合。张紧器333被构造成在带339上维持适当张力。当离合带轮390的离合器机构啮合时，离合带轮391将驱动带339，带339又驱动交流发电机330。以这种方式，当发动机正在运转离合器390啮合时，交流发电机330产生与发动机转速成比例的电力。应了解，结合图1至图8描述的变化和添加经必要更改后适用于图9和图10A至图10C的实施方案。
图11是示出结合本文中公开的设备和***使用的示例性控制过程500的框图。控制过程500可以在上文结合图1描述的ECU 102中实现，或者在多种其他电子控制***和装置中实现。在一种形式中，过程500在图12所示的控制***中实现，图12示意性地示出了发动机100、主要交流发电机30、辅助交流发电机20和ECU 102，ECU 102包括在其中或在与ECU102操作地通信的其他电子控制***部件中实现的速度、负载和温度确定逻辑102a以及电输出控制逻辑102b。结合多附件驱动***的双交流发电机形式描述了过程500。应了解，过程500还可以应用于具有某些变化的其他形式的多附件驱动***，下文描述了所述多附件驱动***的示例性方面。
在所示形式中，当对电力供应***的需求使得需要额外的或更少的电力输出时，过程500可操作以选择性地啮合和脱离辅助交流发电机。通常，过程500检查电力或电流需求，并且在通过与占空比和环境相关联的变化的电力需求需要进一步电力或电流供应的情况下啮合。更具体地，在操作502处，过程500接收来自多个发动机***的输入。在所示实施方案中，所接收的输入包括发动机转速、对交流发电机***施加的电负载、DEF温度和SCR温度。还可以接收关于对交流发电机***施加的当前或未来预测或预示的电负载的多种其他信息，包括多种电气化发动机附件***和车辆电气***的需求。在其他形式中，过程500可操作以根据是否存在一个或多个机械驱动的辅助附件的负载需求来选择性地啮合和脱离辅助附件驱动装置。通常，过程500检查对一个或多个机械驱动的辅助附件的负载需求，并且在通过与占空比和环境相关联的改变的附件负载需求而需要进一步供应的情况下啮合。更具体地，在操作502处，过程500接收来自多个***的输入。在一种形式中，所接收的输入包括辅助压缩机、液压***的压力或动力输出***的需求。还可以接收关于对这种***施加的当前或未来预测或预示的机械负载的多种其他信息。
过程500从操作502前进到操作504，操作504确定由发动机和车辆***对交流发电机***施加的电力需求，在操作502处接收到针对所述发动机和车辆***的信息。操作504还基于当前发动机操作条件、主要交流发电机的能力以及第二可选择地啮合的交流发电机的啮合或脱离状态来确定交流发电机***的发电能力。操作504可以使用存储发电能力的查找表来确定发电能力，该发电能力随主要交流发电机单独的或主要交流发电机和辅助交流发电机两者组合的发动机转速而变。可以使用额外的和替代的技术和控制逻辑，如受益于本公开的本领域技术人员将想到的。在其他形式中，操作504确定对机械驱动的附近***施加的负载需求，在操作502处接收到针对所述机械驱动的附件***的信息。
过程500从操作505前进到条件505，条件505估计控制第二交流发电机的可选择啮合或脱离的离合器是否啮合。如果离合器未啮合，则过程500前进到条件507，条件507估计是否满足离合器啮合标准。可以使用各种离合器啮合标准。在一个示例中，可以通过估计所需求的电力是否超过给定发动机转速下的可用发电能力(或超过阈值和/或相对于其实现的滞后)来使用图13的曲线图中所示的信息。进一步实施方案可以对未来发动机转速、电力需求或其他操作参数进行预测，并根据这种预示来啮合离合器。如果条件507估计满足离合器啮合标准，则过程500前进到操作510，操作510发出啮合离合器的命令，例如通过激励如本文中描述的机电离合器的线圈，并且接着返回到操作502。如果条件507估计不满足离合器啮合标准，则过程500返回到操作502。在其他形式中，可以基于一个或多个电气或机械负载的存在/不存在来做出啮合/脱离决定。例如，在具有SCR排气后处理的***中，啮合决定可以基于尿素或DEF加热元件是接通还是切断，在接通情况下可以命令啮合，在切断情况下可以命令脱离。在诸如空气压缩机的机械驱动的负载的情况下，啮合决定可以基于是否满足空气压缩机***的预定负载需求标准并且可以根据是否满足所述标准来命令啮合或脱离。
如果条件505估计离合器啮合，则过程500前进到条件509，条件509估计是否满足离合器脱离标准。可以使用各种离合器脱离标准。在一个示例中，可以通过估计所需求的电力是否低于给定发动机转速下的可用发电能力(或低于阈值和/或相对于其实现的滞后)来使用类似于图13的曲线图中所示但提供主要和辅助交流发电机的组合发电能力的信息。进一步实施方案可以对未来发动机转速、电力需求或其他操作参数进行预测并且根据这种预示使离合器脱离。如果条件509估计满足离合器脱离标准，则过程500前进到操作512，操作512发出脱离啮合离合器的命令，例如，通过去激励如本文中描述的机电离合器的线圈或通过激励被构造成使离合器脱离的线圈，并且接着返回到操作502。如果条件509估计不满足离合器脱离标准，则过程500返回到操作502。
现在将描述根据本公开的示例性实施方案的进一步方面。一个示例性实施方案是一种***，所述***包括：原动机，所述原动机包括被构造成输出扭矩的输出轴；附件驱动***，所述附件驱动***包括：可选择地啮合的附件驱动构件，所述可选择地啮合的附件驱动构件被构造成与来自所述输出轴的扭矩可选择地耦合并且由来自所述输出轴的扭矩可选择地驱动；以及电子可控电磁离合器，所述电子可控电磁离合器包括摩擦板，所述摩擦板提供在所述附件驱动***内部并且被构造成经由所述摩擦板在第一轴向位置与第二轴向位置之间的电磁引发的轴向运动来将第二附件驱动构件与所述输出轴可选择地耦合和去耦，在所述第一轴向位置，所述摩擦板与所述可选择地啮合的附件驱动构件的相对表面间隔开，在所述第二轴向位置，所述摩擦板接触所述可选择地啮合的附件驱动构件的所述相对表面，所述摩擦板被密封在所述附件驱动***内部；以及控制器，所述控制器与所述原动机***操作地通信并且被构造成可选择地控制所述电磁离合器，以有效地使所述摩擦板在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
在某些形式中，所述附件驱动***包括轴承，所述轴承接触所述可选择地啮合的附件驱动构件的第一部分，接触壳体并且在所述附件驱动***内部被密封在所述第一部分与所述壳体中间。在某些形式中，所述附件驱动***包括与所述输出轴固定地耦合的驱动轴，接触所述驱动轴、接触所述可选择地啮合的驱动构件并且在所述附件驱动***内部被密封在所述驱动轴与所述可选择地啮合的驱动构件中间的轴承。在某些形式中，所述附件驱动***包括与所述驱动轴耦合的电枢，并且所述摩擦板通过一个或多个弹簧与所述电枢耦合。在某些形式中，所述可选择地啮合的附件驱动构件包括带轮。在某些形式中，所述附件驱动***包括固定地啮合的附件驱动构件，所述固定地啮合的附件驱动构件与所述驱动轴固定地耦合并且定位成邻近所述可选择地啮合的附件驱动构件。在某些形式中，所述固定地啮合的附件驱动构件可附接到所述驱动轴并且可从所述驱动轴拆卸，以可选择地提供单附件驱动***和双附件驱动***。在某些形式中，所述附件驱动***包括与所述驱动轴固定地耦合的固定地啮合的附件驱动构件。在某些形式中，所述可选择地啮合的附件驱动构件被构造成驱动第一交流发电机，并且所述固定地啮合的附件驱动构件被构造成驱动第二交流发电机。在某些形式中，所述控制器被构造成估计所述***的电力需求和电力产生能力参数，并且响应于所述估计而控制所述电磁离合器啮合或脱离。
另一示例性实施方案是一种***，所述***包括：原动机，所述原动机包括被构造成输出扭矩的输出轴；附件驱动***，所述附件驱动***包括：第一附件驱动构件，所述第一附件驱动构件与来自所述输出轴的扭矩固定地耦合并且被构造成由来自所述输出轴的扭矩驱动；第二附件驱动构件，所述第二附件驱动构件被构造成与来自所述输出轴的扭矩可选择地耦合并且由来自所述输出轴的扭矩可选择地驱动；以及电子可控电磁离合器，所述电子可控电磁离合器包括摩擦板，所述摩擦板提供在所述附件驱动***内部并且被构造成经由所述摩擦板在第一轴向位置与第二轴向位置之间的电磁引发的轴向运动来将所述第二附件驱动构件与所述输出轴可选择地耦合和去耦，在所述第一轴向位置，所述摩擦板与所述第二附件驱动构件的相对表面间隔开，在所述第二轴向位置，所述摩擦板接触所述第二附件驱动构件的所述相对表面；以及控制器，所述控制器与所述原动机***操作地通信并且被构造成可选择地控制所述电磁离合器以使所述摩擦板在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
在某些形式中，所述摩擦板被密封在所述附件驱动***内部。在某些形式中，所述附件驱动***包括：与所述输出轴和所述第一附件驱动构件固定地耦合的驱动轴，在所述驱动轴与所述第一附件驱动构件中间的第一轴承，与所述驱动轴耦合的电枢，通过一个或多个弹簧与所述电枢耦合的摩擦板。在某些形式中，所述附件驱动***包括带轮***，所述带轮***包括提供为第一带轮的所述第一附件驱动构件和提供为第二带轮的所述第二附件驱动构件，所述第一带轮和所述第二带轮被构造成围绕公共轴线旋转，并且所述电磁离合器包含集成在所述第二带轮内部。在某些形式中，所述附件驱动***包括带轮***，所述带轮***包括提供为通过带与第一交流发电机和第二交流发电机操作地耦合的第一带轮的所述第一附件驱动构件。在某些形式中，所述离合器被包含在所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的一个内部。在某些形式中，所述附件驱动***包括带轮***，所述带轮***包括：提供为操作地耦合所述输出轴的第一带轮的所述第一附件驱动构件，提供为通过带与所述第一带***作地耦合并且与第一交流发电机操作地耦合的第二带轮的所述第二附件驱动构件，与所述第二带轮和所述第一交流发电机操作地耦合的第三带轮，以及与第二交流发电机操作地耦合并且通过带与所述第三带***作地耦合的第四带轮。在某些形式中，所述离合器集成在所述第三带轮内。在某些形式中，所述原动机包括内燃发动机。在某些形式中，所述附件驱动***包括带驱动装置、链条驱动装置、直接驱动装置和齿轮驱动装置中的一个或多个。
另一示例性实施方案是一种方法，所述方法包括：操作***，所述***包括：内燃发动机，所述内燃发动机包括输出轴；带轮***，所述带轮***被构造成由所述输出轴驱动；第一交流发电机和第二交流发电机，所述第一交流发电机和所述第二交流发电机被构造成由所述带轮***驱动；以及电磁离合器，所述电磁离合器集成在所述带轮***、所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的一个内，并且被构造成将所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的至少一个与所述输出轴可选择地耦合和去耦；估计所述***的电力要求和所述***的电力容量；响应于指示需要增加的电力的所述估计，命令所述电磁离合器啮合以有效地操作所述第二交流发电机；以及响应于指示需要减少的电力的所述估计，命令所述电磁离合器脱离以有效地脱离啮合所述第二交流发电机。
在某些形式中，估计所述***的电力要求的所述动作包括接收多个***或部件的电力需求的信息。在某些形式中，所述多个***或部件包括后处理***催化剂加热器和尿素水溶液加热器中的或多个。在某些形式中，估计所述***的电力容量的所述动作包括确定随发动机转速而变的交流发电机发电能力。在某些形式中，使用查找表来执行确定随发动机转速而变的交流发电机发电能力。在某些形式中，命令所述电磁离合器啮合的所述动作包括激励导电线圈。在某些形式中，命令所述电磁离合器脱离的所述动作包括去激励导电线圈。
另一示例性实施方案是一种***，所述***包括：内燃发动机，所述内燃发动机包括输出轴；带轮***，所述带轮***被构造成由所述输出轴驱动；第一交流发电机和第二交流发电机，所述第一交流发电机和所述第二交流发电机被构造成由所述带轮***驱动；以及电磁离合器，所述电磁离合器集成在所述带轮***、所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的一个内，并且被构造成将所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的至少一个与所述输出轴可选择地耦合和去耦；控制器，所述控制器与所述内燃发动机***操作地通信，并且被构造成估计所述***的电力需求和电力产生能力参数，并且响应于所述估计而控制所述电磁离合器啮合或脱离。
在某些形式中，所述带轮***包括第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和所述第二带轮被构造成围绕公共轴线旋转。在某些形式中，所述电磁离合器集成在所述第二带轮内。在某些形式中，所述电磁离合器包括被构造成轴向地移动以啮合和脱离所述第二带轮的内表面的电枢，以及被构造成电磁地引发所述电枢的移动的线圈。在某些形式中，所述带轮***包括第一带轮，所述第一带轮通过带与所述第一交流发电机和所述第二交流发电机操作地耦合。在某些形式中，所述离合器集成在所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的一个内。在某些形式中，所述带轮***包括：操作地耦合所述输出轴的第一带轮，通过带与所述第一带***作地耦合并与所述第一交流发电机操作地耦合的第二带轮，与所述第二带轮和所述第一交流发电机操作地耦合的第三带轮，以及操作地耦合所述第二交流发电机，并通过带与所述第三带***作地耦合的第四带轮。在某些形式中，所述离合器集成在所述第三带轮内。
尽管本公开的说明性实施方案已经在附图和以上描述中进行了详细示出和描述，但其在本质上应被认为是说明性的而不是限制性的，应理解，仅仅已经示出和描述了某些示例性实施方案，并且期望落在要求保护的本发明的精神内的所有改变和修改受到保护。应理解，虽然在以上描述中所使用的措词(诸如更可取的、优选地、优选的或更优选的)指示这样描述的特征可能是更合乎期望的，但这并不是必需的，并且缺少这些词语的实施方案可以被认为在本发明的范围内，所述范围由以下权利要求书限定。在阅读权利要求书时，当使用诸如“一个”、“一种”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时的意图是，除非在权利要求书中特别地相反地陈述，否则无意将权利要求限制于仅一个物品。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，除非特别地相反地说明，否则所述项目可以包括一部分和/或整个项目。

Claims (26)

1.一种原动机***，所述原动机***包括：
原动机，所述原动机包括被构造成输出扭矩的输出轴；
附件驱动***，所述附件驱动***包括：可选择地啮合的附件驱动构件，所述可选择地啮合的附件驱动构件被构造成与来自所述输出轴的扭矩可选择地耦合并且由来自所述输出轴的扭矩可选择地驱动；以及电子可控电磁离合器，所述电磁离合器包括摩擦板和电枢，其被构造成经由所述摩擦板在第一轴向位置与第二轴向位置之间的电磁引发的轴向运动来将可选择地啮合的附件驱动构件与所述输出轴可选择地耦合和去耦，在所述第一轴向位置，所述摩擦板与所述可选择地啮合的附件驱动构件的相对表面间隔开，在所述第二轴向位置，所述摩擦板接触所述可选择地啮合的附件驱动构件的所述相对表面；以及
控制器，所述控制器与所述原动机***可操作地通信并且被构造成可选择地控制所述电磁离合器，以有效地使所述摩擦板在所述第一轴向位置与所述第二轴向位置之间移动；
其中，所述电枢和所述摩擦板设置在所述可选择地啮合的附件驱动构件内，使得所述电磁离合器被包含在所述可选择地啮合的附件驱动构件的内部，以及所述摩擦板被密封在所述附件驱动***内部。
2.如权利要求1所述的原动机***，其中所述附件驱动***包括轴承，所述轴承接触所述可选择地啮合的附件驱动构件的第一部分，接触壳体并且在所述附件驱动***内部被密封在所述第一部分与所述壳体中间。
3.如权利要求1所述的原动机***，其中所述附件驱动***包括与所述输出轴固定地耦合的驱动轴，接触所述驱动轴、接触所述可选择地啮合的附件驱动构件并且在所述附件驱动***内部被密封在所述驱动轴与所述可选择地啮合的附件驱动构件中间的轴承。
4.如权利要求3所述的原动机***，其中所述电枢与所述驱动轴耦合，并且所述摩擦板通过一个或多个弹簧与所述电枢耦合。
5.如权利要求1所述的原动机***，其中所述可选择地啮合的附件驱动构件包括带轮。
6.如权利要求3所述的原动机***，其中所述附件驱动***包括固定地啮合的附件驱动构件，所述固定地啮合的附件驱动构件与所述驱动轴固定地耦合并且定位成邻近所述可选择地啮合的附件驱动构件。
7.如权利要求6所述的原动机***，其中所述固定地啮合的附件驱动构件可附接到所述驱动轴并且可从所述驱动轴拆卸，以可选择地提供单附件驱动***和双附件驱动***。
8.如权利要求3所述的原动机***，其中所述附件驱动***包括与所述驱动轴固定地耦合的固定地啮合的附件驱动构件。
9.如权利要求6所述的原动机***，其中所述可选择地啮合的附件驱动构件被构造成驱动第一交流发电机，并且所述固定地啮合的附件驱动构件被构造成驱动第二交流发电机。
10.如权利要求9所述的原动机***，其中所述控制器被构造成估计所述原动机***的电力需求和电力产生能力参数，并且响应于所述估计而控制所述电磁离合器啮合或脱离。
11.一种原动机***，所述原动机***包括：
原动机，所述原动机包括被构造成输出扭矩的输出轴；
附件驱动***，所述附件驱动***包括：第一附件驱动构件，所述第一附件驱动构件与来自所述输出轴的扭矩固定地耦合并且被构造成由来自所述输出轴的扭矩驱动；第二附件驱动构件，所述第二附件驱动构件被构造成与来自所述输出轴的扭矩可选择地耦合并且由来自所述输出轴的扭矩可选择地驱动；以及电子可控电磁离合器，所述电磁离合器包括摩擦板和电枢，并且被构造成经由所述摩擦板在第一轴向位置与第二轴向位置之间的电磁引发的轴向运动来将所述第二附件驱动构件与所述输出轴可选择地耦合和去耦，在所述第一轴向位置，所述摩擦板与所述第二附件驱动构件的相对表面间隔开，在所述第二轴向位置，所述摩擦板接触所述第二附件驱动构件的所述相对表面；以及
控制器，所述控制器与所述原动机***可操作地通信并且被构造成可选择地控制所述电磁离合器以使所述摩擦板在所述第一轴向位置与所述第二轴向位置之间移动；
其中，所述电枢和所述摩擦板设置在所述第二附件驱动构件内，以及所述电磁离合器被包含在所述第二附件驱动构件的内部，以及所述摩擦板被密封在所述附件驱动***内部。
12.如权利要求11所述的原动机***，其中所述摩擦板被密封在所述附件驱动***内部。
13.如权利要求11所述的原动机***，其中所述附件驱动***包括：与所述输出轴和所述第一附件驱动构件固定地耦合的驱动轴，在所述驱动轴与所述第一附件驱动构件中间的第一轴承，其中，所述电枢与所述驱动轴耦合，以及其中，所述摩擦板通过一个或多个弹簧与所述电枢耦合。
14.如权利要求11所述的原动机***，其中所述附件驱动***包括带轮***，所述带轮***包括提供为第一带轮的所述第一附件驱动构件和提供为第二带轮的所述第二附件驱动构件，所述第一带轮和所述第二带轮被构造成围绕公共轴线旋转，并且所述电磁离合器被包含集成在所述第二带轮内部。
15.如权利要求11所述的原动机***，其中所述原动机包括内燃发动机。
16.如权利要求11所述的原动机***，其中所述附件驱动***包括带驱动装置、链条驱动装置、直接驱动装置和齿轮驱动装置中的一个或多个。
17.一种用于控制原动机***的方法，所述方法包括：
操作原动机***，所述原动机***包括：内燃发动机，所述内燃发动机包括输出轴；带轮***，所述带轮***被构造成由所述输出轴驱动；第一交流发电机和第二交流发电机，所述第一交流发电机和所述第二交流发电机被构造成由所述带轮***驱动；以及电磁离合器，所述电磁离合器集成在所述带轮***内，并且被构造成将所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的至少一个与所述输出轴可选择地耦合和去耦；
估计所述原动机***的电力要求和所述原动机***的电力容量；
响应于指示需要增加的电力的所述估计，命令所述电磁离合器啮合以有效地操作所述第二交流发电机；以及
响应于指示需要减少的电力的所述估计，命令所述电磁离合器脱离以有效地脱离啮合所述第二交流发电机；
其中，所述电磁离合器包括电枢和摩擦板，所述电枢和所述摩擦板设置在所述带轮***的可选择地啮合的带轮内，使得所述电磁离合器被包含在所述可选择地啮合的带轮的内部，以及所述摩擦板被密封在附件驱动***的内部。
18.如权利要求17所述的方法，其中估计所述原动机***的电力要求的动作包括接收多个***或部件的电力需求的信息。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述多个***或部件包括后处理***催化剂加热器和尿素水溶液加热器中的一个或多个。
20.如权利要求17所述的方法，其中估计所述原动机***的电力容量的动作包括确定随发动机转速而变的交流发电机发电能力。
21.如权利要求20所述的方法，其中使用查找表来执行确定随发动机转速而变的交流发电机发电能力。
22.如权利要求17所述的方法，其中命令所述电磁离合器啮合的动作包括激励导电线圈。
23.如权利要求17所述的方法，其中命令所述电磁离合器脱离的动作包括去激励导电线圈。
24.一种原动机***，所述原动机***包括：
内燃发动机，所述内燃发动机包括输出轴；
带轮***，所述带轮***被构造成由所述输出轴驱动；
第一交流发电机和第二交流发电机，所述第一交流发电机和所述第二交流发电机被构造成由所述带轮***驱动；以及
电磁离合器，所述电磁离合器集成在所述带轮***内，并且被构造成将所述第一交流发电机和所述第二交流发电机中的至少一个与所述输出轴可选择地耦合和去耦；
控制器，所述控制器与所述原动机***可操作地通信，并且被构造成估计所述原动机***的电力需求和电力产生能力参数，并且响应于所述估计而控制所述电磁离合器啮合或脱离;
其中，所述电磁离合器包括电枢和摩擦板，所述电枢和所述摩擦板设置在所述带轮***的可选择地啮合的带轮内，使得所述电磁离合器被包含在所述可选择地啮合的带轮的内部，以及所述摩擦板被密封在附件驱动***的内部。
25.如权利要求24所述的原动机***，其中所述带轮***包括所述可选择地啮合的带轮和第二带轮，所述可选择地啮合的带轮和所述第二带轮被构造成围绕公共轴线旋转。
26.如权利要求25所述的原动机***，其中所述电枢被构造成轴向地移动以啮合和脱离所述第二带轮的内表面，以及线圈被构造成电磁地引发所述电枢的移动。
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