CN104827897A - 用于工作机的机电驱动器 - Google Patents

用于工作机的机电驱动器 Download PDF

Info

Publication number
CN104827897A
CN104827897A CN201510066851.0A CN201510066851A CN104827897A CN 104827897 A CN104827897 A CN 104827897A CN 201510066851 A CN201510066851 A CN 201510066851A CN 104827897 A CN104827897 A CN 104827897A
Authority
CN
China
Prior art keywords
axle
motor
transmitting ratio
gear box
electric power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510066851.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104827897B (zh
Inventor
基莫·劳玛
维莱·瑙曼伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Danfoss Editron Oy
Original Assignee
Visedo Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Visedo Oy filed Critical Visedo Oy
Publication of CN104827897A publication Critical patent/CN104827897A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104827897B publication Critical patent/CN104827897B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062—Control of propulsion units
    • E02F9/2075—Control of propulsion units of the hybrid type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/043—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/30—Control strategies involving selection of transmission gear ratio
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/202—Mechanical transmission, e.g. clutches, gears
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2079—Control of mechanical transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/14—Inputs being a function of torque or torque demand
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/36—Inputs being a function of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0061—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being parallel to the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/17—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/086—Power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/1005—Transmission ratio engaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/105—Output torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/61—Arrangements of controllers for electric machines, e.g. inverters
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/34—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/906—Motor or generator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/915—Specific drive or transmission adapted for hev
    • Y10S903/917—Specific drive or transmission adapted for hev with transmission for changing gear ratio
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于工作机的机电驱动器。一种机电驱动器包括：电机(101a)；电功率转换器(103)，用于将外部电子系统的电压转换为适合于电机的电压；以及，变速箱(111a)，用于将电机机械地连接到致动器(112a)，并且能够提供在电机和致动器之间的可选择的传动比。电功率转换器包括控制器，用于至少部分地基于以下来选择可选择的传动比之一：a)与实际和/或期望的扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，b)与至少电机的功能属性相关的第二数据。因此，可以至少部分地从考虑例如电机的最有益的速度范围和/或扭矩范围的电机的视点看选择传动比。

Description

用于工作机的机电驱动器
技术领域
本发明涉及一种机电驱动器，该机电驱动器可以例如但是不必然地是工作机的机电功率传输链的一部分。而且，本发明涉及用于控制机电驱动器的方法和计算机程序。
背景技术
在许多情况下，用于驱动诸如诸如车轮或链轨的致动器的机电驱动器包括电功率转换器、电机和在电机和致动器之间的变速箱。该机电驱动器可以例如是机电功率传输链的一部分，该机电功率传输链包括发电机，用于向电功率转换器供应电力。可以使用内燃机来驱动该发电机，该内燃机可以例如是柴油发动机、奥托循环发动机或涡轮发动机。该机电功率传输链可以继而是例如工作机的一部分，该工作机可以是具有车轮和/或链轨的移动工作机。移动工作机可以例如是拖拉机、斗装料机、压路机、挖掘机或推土机。也可能该工作机例如是石料破碎机或木材削片机，其不必然具有用于移动工作机的部件。该机电功率传输链与传统的机电功率传输链作比较提供了优点，因为例如从内燃机的运行效率的视点看，可以更自由地选择内燃机的旋转速度，并且因此可以实现在燃料成本上的节省。
通常，手动地或通过高级控制系统来选择由机电驱动器的变速箱提供的传动比。其后，电机的扭矩或速度参考被供应到电功率转换器，其中，电机的扭矩或速度参考取决于由变速箱提供的占优势的传动比和诸如车轮或链轨的致动器的期望运行。
然而，如上所述的种类的手段不是没有挑战。挑战之一与下述情况相关：其中，从损耗和/或某些其它的因素的视点看，由变速箱提供的占优势的传动比碰巧使得电动机的运行点变得非最佳。
发明内容
下面提供了简化汇总，以便提供各个发明实施例的一些方面的基本理解。该汇总不是本发明的广泛概述。其既不意图识别本发明的重要或关键要素，也不意图描述本发明的范围。下面的汇总仅作为本发明的示例性实施例的更详细说明的前奏以简化形式提供了本发明的一些概念。
根据本发明，提供了用于驱动致动器的一种新的机电驱动器，所述致动器可以例如但是不必然是车轮或链轨。根据本发明的机电驱动器包括：
-电机，
-变速箱，所述变速箱具有连接到电机的第一轴和用于驱动致动器的第二轴，所述变速箱能够提供可选择的传动比，每一个传动比是第一轴的旋转速度与第二轴的旋转速度的比率，
-电功率转换器，用于将外部电子系统的电压转换为适合于电机的电压。
所述电功率转换器包括：
-控制器，用于至少部分地基于以下来选择可选择的传动比中的一个：a)当驱动致动器时与第二轴的实际和/或期望的扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，b)与至少电机的功能属性相关的第二数据，以及
-信号输出，用于向变速箱传递控制信号，以便将变速箱设置为在可选择的传动比的所述选择的一个处运行。
因为可以在上述的传动比的选择中考虑至少电机的功能属性，所以可以例如自动地选择传动比，使得电机在有益的速度范围和/或扭矩范围上运行。而且，所述控制器可以适于选择传动比，使得最小化电机、变速箱和电功率转换器的损耗的和，而不是仅最小化电机的损耗。
根据本发明，也提供了一种新的工作机，所述新的工作机可以例如但是不必然是拖拉机、斗装料机、压路机、挖掘机、推土机、石料破碎机或木材削片机。根据本发明的工作机包括：
-内燃机，以及
-在内燃机和移动工作机的、诸如车轮和/或链轨的一个或多个致动器之间的机电功率传输链。
上述的机电功率传输链包括根据本发明的至少一个机电驱动器。
工作机可以包括液压系统，用于驱动工作机的一些致动器，诸如斗装料机的斗。在该情况下，所述工作机优选地包括液体冷却系统，所述液体冷却系统被布置来冷却液压系统和机电功率传输链两者。
根据本发明，也提供了一种用于控制机电驱动器的新的方法，所述机电驱动器包括：电机；电功率转换器，用于将外部电子系统的电压转换为适合于电机的电压；以及，变速箱，所述变速箱具有连接到电机的第一轴和用于驱动致动器的第二轴，所述变速箱能够提供可选择的传动比，每一个可选择的传动比是第一轴的旋转速度与第二轴的旋转速度的比率。根据本发明的方法包括：
-所述电功率转换器至少部分地基于以下来选择可选择的传动比中的一个：a)当驱动致动器时与第二轴的实际和/或期望的扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，b)与至少电机的功能属性相关的第二数据，以及
-从电功率转换器向变速箱传递控制信号，以便将变速箱设置为在可选择的传动比的所述选择的一个处运行。
根据本发明，也提供了一种用于控制机电驱动器的新的计算机程序，所述机电驱动器包括：电机；电功率转换器，用于将外部电子系统的电压转换为适合于电机的电压；以及，变速箱，所述变速箱具有连接到电机的第一轴和用于驱动致动器的第二轴，所述变速箱能够提供可选择的传动比，每一个可选择的传动比是第一轴的旋转速度与第二轴的旋转速度的比率。根据本发明的计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制电功率转换器的可编程处理系统：
-电功率转换器至少部分地基于以下来选择可选择的传动比中的一个：a)当驱动致动器时与第二轴的实际和/或期望的扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，b)与至少电机的功能属性相关的第二数据，以及
-从电功率转换器向变速箱传递控制信号，以便将变速箱设置为在可选择的传动比的所述选择的一个处运行。
根据本发明，也提供了一种新的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括使用根据本发明的计算机程序编码的非易失性的计算机可读介质，例如，致密盘“CD”。
在所附的从属权利要求中描述了本发明的多个示例性和非限定性实施例。
通过下面结合附图阅读的特定示例性和非限定性实施例的说明，可以最佳地明白关于构造和操作方法的本发明的各个示例性和非限定性实施例以及其另外的目的和优点。
动词“包括”在本文中被用作既不排除也不要求未引用的特征的存在的开放限制。在从属权利要求中引用的特征是相互可自由组合的，除非另外明确地描述。而且，应当明白，贯穿本文的“一个”，即单数形式的使用不排除复数。
附图说明
下面在示例的意义上并且参考附图更详细地描述本发明的示例性和非限定性实施例及其优点，在附图中：
图1示出根据本发明的示例性和非限定性实施例的、包括机电驱动器的机电功率传输链的示意图，
图2示出根据本发明的示例性和非限定性实施例的工作机的示意图，以及
图3示出用于控制机电驱动器的根据本发明的示例性和非限定性实施例的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的示例性和非限定性实施例的包括机电驱动器100的机电功率传输链的示意图。该机电功率传输链包括内燃机107，其可以是例如柴油发动机、奥托循环发动机或涡轮发动机。该机电功率传输链包括使用内燃机107驱动的发电机108和与发电机108的绕组连接的电功率转换器109。电功率转换器109被布置来将发电机108的电压转换为适合于机电驱动器100的形式。在图1中所示的示例性情况下，假定在根据内燃机的旋转速度的目标值Ref_Speed的速度控制模式中运行内燃机107。控制器104适于基于目标值Ref_Speed和旋转速度指示器116的输出信号来控制内燃机107的运行。为了改善发电机108的定子电压的控制的精度，控制器117也可以在电功率转换器109的控制中利用旋转速度指示器116的输出信号。目标值Ref_Speed可以被布置得根据预定规则而取决于需要由内燃机产生的输出功率，例如使得在内燃机的每一个输出功率处优化内燃机107的效率。
机电驱动器100包括电机101a和变速箱111a，变速箱111a用于在电机101优先级和致动器112a之间传递机械功率。致动器112a可以例如但是不必然是车轮、链轨、液压泵、木材削片机的切割器或某种其它致动器。机电驱动器100也包括另一个电机101b和用于在电机101b和另一个致动器112b之间传递机械功率的另一个变速箱111b。值得注意的是，由根据本发明的示例性实施例的机电驱动器驱动的致动器的数量也可以仅是一个或超过两个。变速箱111a包括机械地连接到电机101a的第一轴102a，和用于驱动致动器112a的第二轴113a。变速箱111a能够提供可选择的传动比，其每一个是轴102a的旋转速度与轴113a的旋转速度的比率，即，n1/n2，其中，n1是轴102a的旋转速度，并且n2是轴113a的旋转速度。对应地，变速箱111b包括机械地连接到电机101b的第一轴102b和用于驱动致动器112b的第二轴113b，并且变速箱111b能够提供可选择的传动比，其每一个是轴102b的旋转速度与轴113b的旋转速度的比率。
机电驱动器100包括电功率转换器103，用于将外部电子系统的电压转换为适合于电机101a和101b的电压。在这个示例性情况下，上述的外部电子系统包括内燃机107、发电机108和电功率转换器109。电功率转换器103包括控制器105a，用于至少部分地基于以下来选择由变速箱111a提供的可选择的传动比之一：a)当驱动致动器112a时与轴113a的实际和/或期望扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，b)与至少电机101a的功能属性相关的第二数据。通过作用于轴113a的占优势的扭矩和轴113a的占优势的旋转速度来限定轴113a的实际扭矩速度运行点。通过作用于轴113a上的扭矩的目标值和轴113a的占优势的旋转速度或通过作用于轴113a的占优势的扭矩和轴113a的旋转速度的目标值或通过上述的旋转速度和扭矩的目标值来限定轴113a的期望的扭矩速度运行点。因此，第一数据可以指示例如轴113a的旋转速度和/或其目标值、作用于轴113a上的扭矩和/或其目标值和/或由轴113a传送的机械功率和/或其目标值。电功率转换器103包括信号输出106a，用于向变速箱111a传递控制信号，以便将变速箱111a设置为在可选择的传动比的选择的一个处运行。电功率转换器103进一步包括：控制器105b，用于选择由变速箱111b提供的可选择的传动比之一；以及，信号输出106b，用于向变速箱111b传递控制信号，使得将变速箱111b设置为在可选择的传动比的选择的一个处运行。电机101a和101b被有利地独立于彼此地控制。对应地，变速箱111a和111b被有利地独立于彼此地控制。存在多种方式来选择变速箱111a和111b的传动比，使得至少部分地优化机电驱动器100的运行。下面参考控制器105a来呈现一些示例性方式。控制器105b以对应的方式运行。
在根据本发明的示例性和非限定性实施例的机电驱动器中，控制器105a适于响应于下述情况控制变速箱111a从可选择的传动比的较高的一个向可选择的传动比的较低的一个移位：其中，电机的旋转速度获得场弱化点，其中，电机的电压获得从电功率转换器103可获得的最大电压。在该情况下，假定电机101a的效率当使用其标称磁通运行时比当使用小于标称磁通的磁通运行时更好。
在根据本发明的示例性和非限定性实施例的机电驱动器中，控制器105a适于选择获得电机101a的扭矩速度运行点的可选择的传动比之一，其中，至少包括电机的损耗的损耗小于当使用可选择的传动比的另一个时。因此，所选择的传动比使得效率大于在下述情况下的对应的效率：其中，在致动器112a的占优势的扭矩速度运行点处使用某些其它传动比。上述效率表示电机101a的效率或由电机101a和下述之一或两者构成的组合的效率：变速箱111a和电功率转换器103的输出级114a。控制器105a可以适于保持例如用于基于致动器112a的占优势的扭矩速度运行点来识别可选择的传动比的最有益的一个的查找表或另一种数据结构。当已知下面的部分的至少两种的估计时，可以确定致动器112a的扭矩速度运行点：由轴113a传送的功率、轴113a的旋转速度和作用于轴113a的扭矩。在该情况下，上述的查找表或另一个数据结构表示与至少电机的功能属性相关的第二数据。可以借助于旋转速度指示器115来获得轴113a的旋转速度的估计。可以基于电机101a的电流和电压来获得作用于轴113a的扭矩的估计和由轴113a传送的功率的估计。可以例如借助于负载测试来构造上述的查找表或另一个数据结构，其中，在致动器112a的不同扭矩速度运行点处测量和/或估计致动器112a的功率和向输出级114a供应的功率，使得使用不同的传动比。
在根据本发明的示例性和非限定性实施例的机电驱动器中，控制器105a适于选择可选择的传动比之一，使得电机的扭矩Tref/Q的目标值尽可能接近与电机101a的扭矩速度运行点对应的扭矩Topt，其中，电机的功率是P，并且至少包括电机的损耗的损耗小于当使用与Topt不同的扭矩来产生相同的功率P时。上述的Tref是作用于轴113a的扭矩的目标值，上述Q是可选择的传动比的选择的一个，并且，功率P是Tref×轴113a的占优势的旋转速度。在该情况下，假定以根据扭矩参考的扭矩控制模式来驱动致动器112a。在根据本发明的示例性和非限定性实施例的机电驱动器中，控制器105a适于至少部分地基于与至少电机101a的功能属性相关的第二数据、作用于轴113a的扭矩的目标值Tref和轴113a的旋转速度的估计来产生扭矩Topt的值。控制器105a可以适于保持查找表或另一种数据结构，用于基于轴113a的旋转速度的估计和作用于轴113a的扭矩的目标值Tref来提供扭矩Topt的值。可以例如借助于负载测试来构造上述的查找表或另一种数据结构，其中，在致动器112a的不同扭矩速度移动点处测量和/或估计致动器112的功率和向输出级114a供应的功率，使得使用不同的传动比。
在根据本发明的示例性和非限定性实施例的机电驱动器中，控制器105a适于选择可选择的传动比之一，使得电机的旋转速度Sref×Q的目标值尽可能接近与电机101a的扭矩速度运行点对应的旋转速度Sopt，其中，电机的功率是P，并且至少包括电机的损耗的损耗小于当在与Sopt不同的旋转速度下产生相同的功率P时。上述的Sref是轴113a的旋转速度的目标值，上述Q是可选择的传动比的选择的一个，并且功率P是Sref×作用于轴113a的扭矩。在该情况下，假定在根据旋转速度参考的速度控制模式中驱动致动器112a。在根据本发明的示例性和非限定性实施例的机电驱动器中，控制器105a适于至少部分地基于与至少电机101a的功能属性相关的第二数据、轴113a的旋转速度的目标值Sref和作用于轴113a的扭矩的估计来产生旋转速度Sopt的值。控制器105a可以适于保持查找表或另一种数据结构，用于基于作用于轴113a的扭矩的估计和轴113a的旋转速度的目标值Sref来提供旋转速度Sopt的值。可以例如借助于负载测试来构造上述查找表或另一种数据结构，其中，在致动器112a的不同扭矩速度运行点处测量和/或估计致动器112a的功率和向输出级114a供应的功率，使得使用不同的传动比。
在根据本发明的示例性和非限定性实施例的机电驱动器中，控制器105a适于当从可选择的传动比的第一个向可选择的传动比的第二个转换以及从可选择的传动比的第二个向可选择的传动比的第一个转换回时应用滞后，以便防止在下述情况下的在这两个传动比之间的前后震荡：其中，致动器112a的扭矩速度运行点在极限的周围波动，在该极限的一侧上，可选择的传动比的第一个更有益，并且在该极限的另一侧上，可选择的传动比的第二个更有益。可以实现上述的滞后，使得用于从可选择的传动比的第一个向可选择的传动比的第二个的转换的极限与用于在相反方向上、即从可选择的传动比的第二个向可选择的传动比的第一个的转换的极限不同。可以与用于选择传动比的上述示例性方式的任何一种相结合地应用上述的滞后。
在图1中所示的示例性机电功率传输链包括在电功率转换器109和机电驱动器100之间的电容中间电路110。在一些其它情况下，可以在电功率转换器109和机电驱动器100之间存在电感中间电路。而且，也可能在发电机108和电机101a和101b的每一个之间存在直接转换器，使得没有能量存储中间电路。值得注意的是，用于控制变速箱111a和111b的上述原理不相关于或被限制到任何特定类型的电机，也不相关于或被限制到任何特定类型的电功率转换器，并且也不相关于或被限制到任何特定类型的变速箱。而且，应当注意，由电功率转换器向变速箱发送以便将变速箱设置为在期望的传动比下运行的控制信号可以是例如电信号、液压信号、气动信号使用诸如线绳的机械手段来实现的机械信号。
在一些情况下，例如，在制动期间，电机101a和101b之一或两者可以作为发电机运行，其可以将电容中间电路110充电使得电容中间电路110不足以存储所产生的电能。为了存储所产生的电能，可以向机电功率传输链提供电池元件118和可控直流电压转换器119。补充或取代电池元件118，可以向机电功率传输链提供电双层电容器“EDLC”120，即，所谓的“超级电容器”。由电池硬件和/或由电双层电容器存储的能量可以被布置来响应于超过从内燃机107可获得的最大功率的峰值功率需要。而且，可以向机电功率传输链提供制动电阻器121，用于在下述情况下吸收制动能量：其中，不可能向电池元件和/或向电双层电容器供应制动能量。
图2示出根据本发明的示例性和非限定性实施例的移动工作机230的示意图。在这个示例性情况下，移动工作机是斗装料机，但是移动工作机也可以是拖拉机、压路机、推土机或具有车轮和/或链轨的任何其它工作机。移动工作机包括内燃机231，其可以是例如柴油发动机、奥托循环发动机或涡轮发动机。移动工作机包括在移动工作机的内燃机和车轮233、234之间的机电功率传输链232。该机电功率传输链包括电机235，其转子连接到内燃机231的轴。机电功率传输链进一步包括机电驱动器，用于借助于由电机235产生的电能来驱动移动工作机的车轮233、234。该机电驱动器包括电功率转换器236和电机236、237。在该情况下，电功率转换器236是频率转换器。该机电驱动器进一步包括变速箱238和239，该变速箱被布置来将电机236、237的轴连接到车轮233、234的轮毂。电功率转换器236适于将由电机235产生的电压转换为具有适合于电机364、365的幅度和频率的电压。电功率转换器236可以具有用于所有的电机236、237的分离的输出级，在该情况下，这些电机的每一个可以被独立地控制，或者，所有的电机236、237可以连接到频率转换器的同一个输出级，在该情况下，这些电机被作为一组控制。变速箱238、239的每一个具有连接到相应的电机的第一轴和用于驱动移动工作机的相应的车轮的第二轴。变速箱238、239的每一个能够在其第一和第二轴之间提供可选择的传动比。电功率转换器236包括控制器，用于至少部分地基于以下来控制变速箱的每一个：a)移动工作机的相应的车轮的实际和/或期望的操作，以及，b)与至少连接到所考虑的变速箱的电机的功能属性相关的数据。而且，电功率转换器236包括信号输出，用于向变速箱传递用于控制变速箱的操作的控制信号。电机236、237有利地被独立于彼此地控制，并且变速箱238、239也有利地被独立于彼此地控制。该独立控制是有益的，因为例如当移动工作机正在沿着曲线路径移动时，在内曲线侧上的车轮在与在外曲线侧上的车轮不同的扭矩速度运行点处运行。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的移动工作机包括液体冷却系统240，其被布置来冷却机电功率传输链232。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的移动工作机包括液体冷却系统，其被布置来冷却移动工作机的液压系统241和机电功率传输链232两者。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的移动工作机包括液体冷却系统，其被布置来冷却机电功率传输链232和内燃机231两者。
在根据本发明的示例性和非限定性实施例的移动工作机中，机电功率传输链包括电池242和/或电双层电容器“EDLC”，该电双层电容器“EDLC”被布置来响应于超过内燃机231的最大功率的峰值功率需要。电池和/或电双层电容器可以例如连接到电功率转换器236的直流电压中间电路。电双层电容器经常被称为“超级电容器”。
图3示出用于控制机电驱动器的根据本发明的示例性和非限定性实施例的方法的流程图，该机电驱动器包括：电机；电功率转换器，用于将外部电子系统的电压转换为适合于电机的电压；以及，变速箱，其具有连接到电机的第一轴和用于驱动致动器的第二轴，其中，变速箱能够提供可选择的传动比，每一个可选择的传动比是第一轴的旋转速度与第二轴的旋转速度的比率。所述方法包括下面的动作：
-动作301：电功率转换器至少部分地基于以下来选择可选择的传动比之一：a)当驱动致动器时与第二轴的实际和/或期望的扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，b)与至少电机的功能属性相关的第二数据。
-动作302：从电功率转换器向变速箱传递控制信号，以便将变速箱设置为在可选择的传动比的选择的一个处运行。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：响应于下述情况控制所述变速箱从可选择的传动比的较高的一个转换为可选择的传动比的较低的一个：其中，所述电机的旋转速度实现场弱化点，其中，所述电机的电压实现从电功率转换器可获得的最大电压。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：选择可选择的传动比的一个，其产生电机的扭矩速度运行点，其中，至少包括电机的损耗的损耗比当使用可选择的传动比的另一个时小。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：基于第一数据来保持用于识别可选择的传动比之一的查找表，并且其中，第一数据指示下面的部分的至少两个的估计值：由第二轴传送的功率、第二轴的旋转速度、作用于第二轴上的扭矩。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：选择可选择的传动比之一，使得电机的扭矩Tref/Q的目标值尽可能接近与电机的扭矩速度运行点对应的扭矩Topt，其中，电机的功率是P，并且至少包括电机的损耗的损耗比当使用与Topt不同的扭矩来产生功率P时小，其中Tref是作用于第二轴上的扭矩的目标值，Q是可选择的传动比的所述选择的一个，并且P是Tref×第二轴的旋转速度。在该情况下，假定以根据扭矩参考的扭矩控制模式来驱动致动器。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：部分地基于与至少电机的功能属性相关的第二数据、作用于第二轴的扭矩的目标值Tref和第二轴的旋转速度的估计来产生扭矩Topt的值。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：保持查找表，所述查找表用于基于作用于第二轴的扭矩的目标值Tref和第二轴的旋转速度的估计来提供扭矩Topt的值。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：选择可选择的传动比之一，使得电机的旋转速度Sref×Q的目标值尽可能接近与电机的扭矩速度运行点对应的旋转速度Sopt，其中，电机的功率是P，并且至少包括电机的损耗的损耗比当以与Sopt不同的旋转速度产生功率P时小，其中Sref是第二轴的旋转速度的目标值，Q是可选择的传动比的所述选择的一个，并且，功率P是Sref×作用于第二轴的扭矩。在该情况下，假定以根据旋转速度参考的速度控制模式来驱动致动器。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：至少部分地基于与至少电机的功能属性相关的第二数据、第二轴的旋转速度的目标值Sref和作用于第二轴的扭矩的估计来产生旋转速度Sopt的值。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：保持查找表，所述查找表用于基于第二轴的旋转速度的目标值Sref和作用于第二轴的扭矩的估计来提供旋转速度Sopt的值。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种方法包括：当从可选择的传动比的第一个向可选择的传动比的第二个转换以及从可选择的传动比的第二个向可选择的传动比的第一个转换回时应用滞后，以便防止在下述情况下的在这两个传动比之间的前后震荡：其中，致动器的扭矩速度运行点在极限的周围波动，在该极限的一侧上，可选择的传动比的第一个更有益，并且在该极限的另一侧上，可选择的传动比的第二个更有益。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制可编程处理系统执行与根据本发明的上述示例性实施例的任何一个的方法相关的动作。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种计算机程序包括软件模块，用于控制机电驱动器，该机电驱动器包括：电机；电功率转换器，用于将外部电子系统的电压转换为适合于电机的电压；以及，变速箱，其具有连接到电机的第一轴和用于驱动致动器的第二轴，其中，变速箱能够提供可选择的传动比，每一个可选择的传动比是第一轴的旋转速度与第二轴的旋转速度的比率。
上述软件模块包括计算机可执行指令，用于控制电功率转换器的可编程处理系统来：
-至少部分地基于以下来选择可选择的传动比之一：a)当驱动致动器时与第二轴的扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，
b)与至少电机的功能属性相关的第二数据，以及
-从电功率转换器向变速箱发送控制信号，以便将变速箱设置为在可选择的传动比的选择的一个处运行。
该软件模块可以例如是使用适当的编程语言并且使用适合于该编程语言和上述的可编程处理系统的编译器实现的子例程或功能。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种计算机程序产品包括使用根据本发明的示例性实施例的计算机程序编码的、诸如致密盘“CD”的计算机可读介质。
根据本发明的示例性和非限定性实施例的一种信号被编码来承载用于限定根据本发明的示例性实施例的计算机程序的信息。
在上面给出的说明中提供的具体示例不应当被解释为限制所附的权利要求的范围和/或适用性。

Claims (12)

1.一种机电驱动器，包括：
-电机(101a，101b)，
-变速箱(102a，102b)，所述变速箱具有连接到所述电机的第一轴和用于驱动致动器的第二轴，所述变速箱能够提供可选择的传动比，每一个传动比是所述第一轴的旋转速度与所述第二轴的旋转速度的比率，
-电功率转换器(103)，用于将外部电子系统的电压转换为适合于所述电机的电压，
其特征在于，所述电功率转换器包括：
-控制器(105a，105b)，用于至少部分地基于以下来选择所述可选择的传动比中的一个：a)当驱动所述致动器时与所述第二轴的扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，b)与至少所述电机的功能属性相关的第二数据，以及
-信号输出(106a，106b)，用于向所述变速箱传递控制信号，以便将所述变速箱设置为在所述可选择的传动比的所选择的一个处运行。
2.根据权利要求1所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于响应于下述情况控制所述变速箱从所述可选择的传动比的较高的一个转换为所述可选择的传动比的较低的一个：其中，所述电机的旋转速度实现场弱化点，在所述场弱化点处，所述电机的电压实现从电功率转换器可获得的最大电压。
3.根据权利要求1或2所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于选择所述可选择的传动比的这样的一个传动比，所述一个传动比根据所述第二数据来产生所述电机的这样的扭矩速度运行点，其中，至少包括所述电机的损耗的损耗比当使用所述可选择的传动比的另一个时小。
4.根据权利要求3所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于基于所述第一数据来保持用于识别所述可选择的传动比中的所述一个的查找表，并且其中，所述第一数据指示下面中的至少两个的估计：由所述第二轴传送的功率、所述第二轴的旋转速度、作用于所述第二轴上的扭矩。
5.根据权利要求1或2所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于选择所述可选择的传动比中的一个，使得所述电机的扭矩Tref/Q的目标值尽可能接近与所述电机的扭矩速度运行点对应的扭矩Topt，其中，所述电机的功率是P，并且至少包括所述电机的损耗的损耗比当利用与Topt不同的扭矩来产生所述功率P时小，Tref是作用于第二轴上的扭矩的目标值，Q是所述可选择的传动比的所选择的一个，并且P是Tref×所述第二轴的旋转速度。
6.根据权利要求5所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于至少部分地基于所述第一数据和所述第二数据来产生所述扭矩Topt的值，其中，所述第一数据指示作用于所述第二轴的所述扭矩的目标值Tref和所述第二轴的旋转速度的估计。
7.根据权利要求6所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于保持查找表，用于基于作用于所述第二轴的所述扭矩的目标值Tref和所述第二轴的旋转速度的估计来提供所述扭矩Topt的值。
8.根据权利要求1或2所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于选择所述可选择的传动比中的一个，使得所述电机的旋转速度Sref×Q的目标值尽可能接近与所述电机的这样的扭矩速度运行点对应的旋转速度Sopt，其中，所述电机的功率是P，并且至少包括所述电机的损耗的损耗比当以与Sopt不同的旋转速度产生所述功率P时小，Sref是所述第二轴的旋转速度的目标值，Q是所述可选择的传动比的所选择的一个，并且P是Sref×作用于所述第二轴的扭矩。
9.根据权利要求8所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于至少部分地基于所述第二数据和所述第一数据来产生所述旋转速度Sopt的值，其中，所述第一数据指示所述第二轴的旋转速度的目标值Sref和作用于所述第二轴的所述扭矩的估计。
10.根据权利要求9所述的机电驱动器，其中，所述控制器适于保持查找表，用于基于所述第二轴的旋转速度的目标值Sref和作用于所述第二轴的所述扭矩的估计来提供所述旋转速度Sopt的值。
11.一种移动工作机(230)，包括：
-内燃机(231)，以及
-在所述内燃机和所述移动工作机的一个或多个致动器之间的机电功率传输链(232)，
其中，所述机电传输链包括根据权利要求1所述的至少一个机电驱动器。
12.一种用于控制机电驱动器的方法，所述机电驱动器包括：电机；电功率转换器，用于将外部电子系统的电压转换为适合于所述电机的电压；以及，变速箱，所述变速箱具有连接到所述电机的第一轴和用于驱动致动器的第二轴，所述变速箱能够提供可选择的传动比，每一个可选择的传动比是所述第一轴的旋转速度与所述第二轴的旋转速度的比率，其特征在于所述方法包括：
-由所述电功率转换器至少部分地基于以下来选择(301)所述可选择的传动比中的一个：a)当驱动所述致动器时与所述第二轴的扭矩速度运行点相关的第一数据，以及，b)与至少所述电机的功能属性相关的第二数据，以及
-从所述电功率转换器向所述变速箱传递(302)控制信号，以便将所述变速箱设置为在所述可选择的传动比的所选择的一个处运行。
CN201510066851.0A 2014-02-07 2015-02-09 用于工作机的机电驱动器 Active CN104827897B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14154250.6A EP2905162B1 (en) 2014-02-07 2014-02-07 An electromechanical drive for a working machine
EP14154250.6 2014-02-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104827897A true CN104827897A (zh) 2015-08-12
CN104827897B CN104827897B (zh) 2019-04-16

Family

ID=50072923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510066851.0A Active CN104827897B (zh) 2014-02-07 2015-02-09 用于工作机的机电驱动器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9708794B2 (zh)
EP (1) EP2905162B1 (zh)
KR (1) KR102104127B1 (zh)
CN (1) CN104827897B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9937916B2 (en) * 2015-07-21 2018-04-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for reducing transmission shifting
JP2019523168A (ja) * 2016-07-05 2019-08-22 オービス ホイールズ， インク． マルチホイール変速機
EP3340456B1 (en) * 2016-12-21 2021-04-14 Danfoss Mobile Electrification Oy An electric system for an electromechanical power transmission chain
US10207754B2 (en) * 2017-03-06 2019-02-19 Cnh Industrial America Llc Track system for a work vehicle
RU2754989C2 (ru) * 2019-02-26 2021-09-08 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРАЛ-77" Энергоблок электромеханической трансмиссии мощной автономной дорожно-строительной машины
DE102020203938A1 (de) 2020-03-26 2021-09-30 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeug-Antriebstrangs

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0807772A2 (de) * 1996-05-14 1997-11-19 Voith Turbo GmbH & Co. KG Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit mehreren Antriebsmaschinen
EP1466772A2 (de) * 2003-04-11 2004-10-13 Deere & Company Antriebssystem für Fahrzeuge
DE10347596B3 (de) * 2003-10-14 2005-06-02 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Optimierung des Gesamtwirkungsgrades des Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs
CN101005204A (zh) * 2005-12-08 2007-07-25 通用电气公司 操作双馈感应发电机的系统和方法
US20070254771A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-01 Caterpillar Inc. Efficiency based integrated power train control system
US20110184599A1 (en) * 2009-07-21 2011-07-28 Ferrari S.P.A. Transmission for a road vehicle with hybrid propulsion
EP2453549A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-16 Visedo Oy A permanent magnet rotor for an axial flux electrical machine of a mobile working machine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0807772A2 (de) * 1996-05-14 1997-11-19 Voith Turbo GmbH & Co. KG Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit mehreren Antriebsmaschinen
EP1466772A2 (de) * 2003-04-11 2004-10-13 Deere & Company Antriebssystem für Fahrzeuge
DE10347596B3 (de) * 2003-10-14 2005-06-02 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Optimierung des Gesamtwirkungsgrades des Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs
CN101005204A (zh) * 2005-12-08 2007-07-25 通用电气公司 操作双馈感应发电机的系统和方法
US20070254771A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-01 Caterpillar Inc. Efficiency based integrated power train control system
US20110184599A1 (en) * 2009-07-21 2011-07-28 Ferrari S.P.A. Transmission for a road vehicle with hybrid propulsion
EP2453549A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-16 Visedo Oy A permanent magnet rotor for an axial flux electrical machine of a mobile working machine

Also Published As

Publication number Publication date
CN104827897B (zh) 2019-04-16
KR102104127B1 (ko) 2020-04-24
KR20150093614A (ko) 2015-08-18
US9708794B2 (en) 2017-07-18
US20160244948A1 (en) 2016-08-25
EP2905162B1 (en) 2016-09-21
EP2905162A1 (en) 2015-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104827897A (zh) 用于工作机的机电驱动器
CN101274628B (zh) 用于控制混合动力动力系的运行的方法
CN101159422A (zh) 具有近似恒功率牵引电机特性的永磁直流电机驱动控制系统
CN103825359B (zh) 工作机
CN105015543A (zh) 混合动力汽车的扭矩分配方法
CN101299588B (zh) 三相双凸极永磁风力发电机系统及其控制方法
US20200186068A1 (en) Electromechanical power transmission chain, and an electric system, a method and a computer program for controlling the same
CN203722441U (zh) 一种用于混合动力汽车的双转子磁齿轮电机
CN103625462A (zh) 节能型串联混合动力拖拉机的控制方法
CN103270275A (zh) 开关磁阻发电机集成控制
CN105697138B (zh) 用于工作机的机电传动链
CN204098776U (zh) 柴油发电机组和飞轮储能微电网系统
CN203637592U (zh) 驱动装置及车辆
CN107107736B (zh) 混合动力驱动系
CN102501759A (zh) 一种电动车辆用液力机械传动装置
JP2017534508A (ja) ハイブリッドパワーモジュール
EP2928069A2 (en) Systems utilizing a controllable voltage AC generator system
CN204103484U (zh) 一种石油钻机直流微电网系统
CN103909835A (zh) 移动工作机器
CN109941119A (zh) 电动汽车和电动汽车的控制方法
CN201230297Y (zh) 双凸极永磁风力发电机系统
CN108019146A (zh) 钻进过程中进行能量持续回收和利用的装置及方法
US11390173B2 (en) Power system and an associated method thereof
Krishnamoorthy et al. A comprehensive review of different electric motors for electric vehicles application
CN105291805B (zh) 传动整合系统及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Lappeenranta

Applicant after: Denver Mobile Electrification Company

Address before: Lappeenranta

Applicant before: Visedo OY

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant