專利名稱：具有冷卻策略的電動驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種電動驅(qū)動系統(tǒng)，更特別地，涉及一種具有冷卻 策略(對策)的電動驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作業(yè)機(jī)械例如輪式裝載機(jī)、平地機(jī)、自卸貨車和其它類型的重型機(jī)械 用于各種任務(wù)。這些作業(yè)機(jī)械一般包括能量源，所述能量源可以是例如發(fā) 動機(jī)，如柴油發(fā)動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)，或者提供完成這些任務(wù)所需能量的氣 體燃料動力發(fā)動機(jī)。為了有效地執(zhí)行這些任務(wù)，作業(yè)機(jī)械可以利用電傳動 裝置，所述電傳動裝置能夠在很大速度范圍內(nèi)傳送發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的扭矩。電傳動裝置可以包括由能量源可操作地驅(qū)動的發(fā)電機(jī)和由發(fā)電機(jī)驅(qū)動 的一個(gè)中多個(gè)電動機(jī)，該電動機(jī)與作業(yè)機(jī)械的每個(gè)軸或牽引裝置驅(qū)動地關(guān) 聯(lián)。在典型的操作期間，從位于前面的電動機(jī)到作業(yè)機(jī)械的前軸或最靠近 器械機(jī)具的軸輸出的扭矩量可以基本上等于從位于后面的電動機(jī)到后軸或 離工作機(jī)械機(jī)具最遠(yuǎn)的軸輸出的扭矩量。然而，在某些情況下，例如在裝 栽期間，當(dāng)馬史入裝載物堆時(shí)或者當(dāng)在負(fù)荷分布不良的情況下工作時(shí)，可能 存在不均衡的電動機(jī)扭矩輸出。特別地，由位于前面電動機(jī)輸出的扭矩量 可能超過從位于后面的電動機(jī)輸出的扭矩量。由于電動機(jī)上的熱負(fù)荷直接 與電動機(jī)的扭矩輸出量有關(guān)，所以輸出較高扭矩量的位于前面的電動機(jī)將具有較高的熱負(fù)荷。如果在位于前面的電動機(jī)上產(chǎn)生的熱不能被充分耗散、 減小或者防止，則位于前面的電動機(jī)的效率可能減小，并且可能發(fā)生損壞 位于前面的電動機(jī)的情況。在由Boll申請，于2004年10月26日發(fā)布的美國專利No. 6,808,470 (即，470專利)中說明了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)與電動機(jī)的增加的 扭矩輸出相關(guān)的熱負(fù)荷。，470專利說明一種機(jī)動車驅(qū)動系統(tǒng)，所述機(jī)動車 驅(qū)動系統(tǒng)具有內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和離合器，所述離合器配置在電動 機(jī)與車輪之間。在必須由電動才幾供應(yīng)高扭矩的情況期間，離合器以傳遞打 滑的方式工作，以減小電動機(jī)的扭矩輸出，從而防止電動機(jī)的熱負(fù)荷過載。盡管，470專利可以在高扭矩輸出情況期間幫助最小化電動機(jī)的熱負(fù)荷 過載，但它可能是昂貴而低效的。特別地，由于，470專利的系統(tǒng)需要另外 的離合部件來從熱負(fù)荷過載的電動機(jī)中釋放扭矩，所以系統(tǒng)的部件和裝配 成本都可能增加。另外，由于，470專利的系統(tǒng)是由通過離合器的滑動損耗 功率來減小熱負(fù)荷，所以應(yīng)用該系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械效率可能被減d、。本發(fā)明的電動驅(qū)動系統(tǒng)用于克服如上所述的一個(gè)或多個(gè)問題。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于作業(yè)機(jī)械的電動驅(qū)動系統(tǒng)(電力 傳動系統(tǒng))。該電動驅(qū)動系統(tǒng)包括用以推進(jìn)作業(yè)機(jī)械的第一牽引裝置和驅(qū) 動地(傳動地)連接到該第一牽引裝置上的第一電動機(jī)。該電動驅(qū)動系統(tǒng) 還包括用以推進(jìn)作業(yè)機(jī)械的第二牽引裝置和驅(qū)動地連接到該第二牽引裝置 的第二電動機(jī)。該電動驅(qū)動系統(tǒng)另外包括控制器，所述控制器與第二電動 機(jī)通信?？刂破鳂?gòu)造成接收表征第一電動機(jī)的溫度的輸入信號，并根據(jù)該 輸入信號改變第二電動機(jī)的扭矩輸出。根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種操作電動驅(qū)動系統(tǒng)的方法，該電動驅(qū) 動系統(tǒng)具有第一電動機(jī)和第二電動機(jī)，所述第一電動機(jī)驅(qū)動地與第一牽引 裝置相關(guān)聯(lián)，而所述第二電動機(jī)驅(qū)動地與第二牽引裝置相關(guān)聯(lián)。該方法包 括監(jiān)測表征第一電動機(jī)的溫度的參數(shù)，并產(chǎn)生與該溫度相對應(yīng)的信號。該 方法還包括根據(jù)(響應(yīng)于)該信號改變第二電動機(jī)的扭矩輸出。


圖l是示例性公開的作業(yè)機(jī)械的圖解并示意性的視圖；和圖2是用于圖1的作業(yè)機(jī)械的示例性電動驅(qū)動系統(tǒng)的圖解視圖。 200680009215.3說明書第3/9頁具體實(shí)施方式
圖1示出作業(yè)機(jī)械10的示例性實(shí)施例。作業(yè)機(jī)械10可以是執(zhí)行與工業(yè)相關(guān)的某些操作的移動式機(jī)械，所述工業(yè)如采礦、建筑、耕作、運(yùn)輸或本領(lǐng)域中已知的任何其它工業(yè)。例如，作業(yè)機(jī)械10可是土方機(jī)械，例如輪式裝載機(jī)、翻斗貨車、反伊挖土機(jī)、自行式平地機(jī)或任何其它適合執(zhí)行操作的作業(yè)機(jī)械。作業(yè)機(jī)械10可以包括作業(yè)機(jī)具12和電動驅(qū)動系統(tǒng)14。作業(yè)機(jī)具12可以包括任何用于執(zhí)行特別任務(wù)的裝置。例如，作業(yè)機(jī)具 12可以包括挖斗、叉裝置、刮板、妒斗、粗齒鋸、自卸臺、笤帚、清雪機(jī)、 推進(jìn)裝置、切削裝置、夾緊裝置或本領(lǐng)域中已知的任何其它任務(wù)執(zhí)行裝置。 作業(yè)機(jī)具12可以經(jīng)由直接樞軸、經(jīng)由聯(lián)動系統(tǒng)、經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)液壓缸或 以任何其它合適的方式連接到作業(yè)機(jī)械10上。作業(yè)機(jī)具12可以構(gòu)造成樞 轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、滑動、擺動、提升或以本領(lǐng)域中已知的任何方式相對于作業(yè)機(jī) 械10運(yùn)動。電動驅(qū)動系統(tǒng)14可以包括相互作用以推進(jìn)作業(yè)機(jī)械10的部件。特別 地，電動驅(qū)動系統(tǒng)14可以包括能量源(電源)16、變矩器18和變速器(傳 動系統(tǒng))20，所述變速器20可操作地連接到一個(gè)或多個(gè)從動牽引裝置22 上?？梢詉殳想，在電動驅(qū)動系統(tǒng)14內(nèi)可以包括附加的和/或不同的部件， 例如，如位于變速器20與從動牽引裝置22之間的附加減速裝置、 一個(gè)或 多個(gè)如蓄電池或電容器的存儲裝置、用于散熱的電阻網(wǎng)、用于給作業(yè)機(jī)械 附件供電的共用母線或本領(lǐng)域中已知的任何其它部件。能量源16可以包括內(nèi)燃機(jī)，例如柴油發(fā)動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)、諸如天然機(jī)。或者，能量源16可以包括其它能量源，如鍋爐、蓄電池、燃料電池、 通過例如控制電纜連接到非車載電源的電動機(jī)或任何其它合適的能量源。 能量源16構(gòu)造成產(chǎn)生能量輸出，所述能量輸出被導(dǎo)向變矩器18。變矩器18可以是聯(lián)接能量源16與變速器20的液壓裝置。變矩器18 可以允許能量源16在一定程度上獨(dú)立于變速器20旋轉(zhuǎn)。能量源16與變速 器20之間的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的量可通過修改變矩器
以設(shè)想，變矩器18可以由例如機(jī)械式膜片離合器的非液壓裝置實(shí)現(xiàn)。另外 可以設(shè)想，如果需要，可以省略變矩器18，而將變速器20直接連接到能 量源16。變速器20可以設(shè)計(jì)成在輸出速度比的范圍內(nèi)從能量源16將能量傳遞 到從動牽引裝置22。具體地，變速器20可以包括發(fā)電機(jī)24和兩個(gè)或多個(gè) 電動機(jī)26?？赏ㄟ^輸入驅(qū)動元件例如中間軸28將變速器20連接到變矩器 18。以此方式，由能量源16所產(chǎn)生的能量可以由變速器20傳遞到從動牽 引裝置22?？梢栽O(shè)想，可替換地，變速器20可以僅以唯一的輸出速度比 將能量從能量源16傳遞到從動牽引裝置22?？梢岳米兯倨?0的各種構(gòu)型來驅(qū)動彼此相關(guān)的或彼此獨(dú)立的不同 的從動牽引裝置22或成對的從動牽引裝置22。從動牽引裝置22或成對的 從動牽引裝置22可以由單獨(dú)的電動機(jī)26獨(dú)立地驅(qū)動。例如，可將一單獨(dú) 的電動機(jī)26連接于并且專用于每個(gè)從動牽引裝置22或相互成對的從動牽 引裝置22，該相互成對的從動牽引裝置22具有或不具有單獨(dú)的專用發(fā)電 機(jī)24。發(fā)電才幾24可以為三相永磁交流場型發(fā)電才幾(three-phase permanent magnet alternating field-type generator)， 所述發(fā)電機(jī)"i殳i十成才艮據(jù)能量源 16的轉(zhuǎn)動輸入而產(chǎn)生能量輸出。還可以設(shè)想，發(fā)電機(jī)24可以是開關(guān)磁阻 發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)(direct phase generator)或本領(lǐng)域中已知的任「何其 它合適類型的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)24可以構(gòu)造成隨著轉(zhuǎn)子(未示出)在定子(未 示出)內(nèi)通過能量源16旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電能輸出。發(fā)電機(jī)24可以通過一個(gè)或 多個(gè)輸電線30連接到每個(gè)電動機(jī)26。電動機(jī)26可以是7JC磁交流場型電動機(jī)，所述電動機(jī)可設(shè)計(jì)成從發(fā)電機(jī) 24接收電能，并根據(jù)扭矩指令使從動牽引裝置22運(yùn)動。還可以設(shè)想，電 動機(jī)26可以是開關(guān)磁阻電動機(jī)、直流電動機(jī)或本領(lǐng)域中已知的任何其它合 適類型的電動機(jī)。如圖2所示，電動機(jī)26可以經(jīng)由直接聯(lián)接器32、經(jīng)由 齒輪機(jī)構(gòu)(未示出)或以任何其它合適的方式連接到從動牽引裝置22。變速器20可以包括電力電子設(shè)備(未示出)以將發(fā)電機(jī)24電連接到 電動機(jī)26。例如，變速器20可以包括一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器(未示出)，所 述轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)成將三相交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能，反之亦然。驅(qū)動轉(zhuǎn)換器 可以具有各種部件，其中包括絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、微處理器、電 容器、記憶存儲裝置以及任何其它可以用于操作發(fā)電機(jī)24和電動機(jī)26的 部件?？膳c驅(qū)動轉(zhuǎn)換器相關(guān)聯(lián)的其它部件包括電源電路、信號調(diào)節(jié)電路、 及螺線管驅(qū)動器電路。從動牽引裝置22可以包括位于作業(yè)機(jī)械10每一側(cè)的車輪34?；蛘?， 從動牽引裝置22可以包括履帶、皮帶或其它牽引裝置。從動牽引裝置22 可以由聯(lián)接器32驅(qū)動以根據(jù)電動機(jī)26的轉(zhuǎn)動輸出而轉(zhuǎn)動。從動牽f 1裝置 22可以是可轉(zhuǎn)向的，也可以是不可轉(zhuǎn)向的。電動驅(qū)動系統(tǒng)14可以還包括控制系統(tǒng)36，所述控制系統(tǒng)36設(shè)計(jì)成監(jiān) 測并影響電動驅(qū)動系統(tǒng)14的工作。在一個(gè)實(shí)施例中，控制系統(tǒng)36包括溫 度傳感器38和扭矩傳感器40、 一個(gè)或多個(gè)有效負(fù)荷傳感器42以及控制器 44,上述溫度傳感器38和扭矩傳感器40與最接近作業(yè)機(jī)具12的電動機(jī) 26相關(guān)聯(lián)，而上述控制器44與控制系統(tǒng)36的每個(gè)傳感器以及每個(gè)電動機(jī) 26通信。溫度傳感器38可用以檢測最接近作業(yè)機(jī)具12的電動機(jī)26的溫度。具 體地，溫度傳感器38可以為壁溫傳感器、空氣溫度傳感器或可以用于監(jiān)測 電動機(jī)26溫度的任何其它類型的傳感器。溫度傳感器38可以產(chǎn)生表征電 動機(jī)26的溫度的信號?？梢栽O(shè)想，控制系統(tǒng)36可以另外包括與離作業(yè)機(jī) 具12最遠(yuǎn)的電動機(jī)相關(guān)聯(lián)的溫度傳感器。另外可以設(shè)想，如果需要可以省 略溫度傳感器38。扭矩傳感器40可以操作性地與聯(lián)接器32連接，并檢測來自電動機(jī)26 的扭矩輸出的值?？梢栽O(shè)想，可以實(shí)施用于確定扭矩輸出的替換技術(shù)，如或者通過監(jiān)測傳遞至電動機(jī)26的扭矩指令來實(shí)施。例如，如本領(lǐng)域中所周 知的，可以利用發(fā)動機(jī)速度、輪速、地速和其它參數(shù)來計(jì)算來自電動機(jī)26 的輸出扭矩。扭矩傳感器40可以輸出表征電動機(jī)26的扭矩輸出的信號。
有效負(fù)荷傳感器42構(gòu)造成檢測作業(yè)機(jī)具12上的負(fù)荷和/或作業(yè)機(jī)具12 上的負(fù)荷分布。盡管在圖2中僅示出一個(gè)有效負(fù)荷傳感器42，但作為較大 的有效負(fù)荷監(jiān)測系統(tǒng)的部件可以包括任何數(shù)量的有效負(fù)荷傳感器42。各有 效負(fù)荷傳感器42可以為例如與作業(yè)機(jī)具12關(guān)聯(lián)的伊斗或底座壓力監(jiān)測器、 與每個(gè)車輪34的懸架關(guān)聯(lián)的支柱壓力監(jiān)測器、液壓缸和聯(lián)動裝置壓力監(jiān)測 器或本領(lǐng)域中已知的任何其它類型的有效負(fù)荷傳感器。每個(gè)有效負(fù)荷傳感 器42都可以構(gòu)造成產(chǎn)生表征作業(yè)機(jī)具12上的負(fù)荷和/或負(fù)荷分布的信號。控制器44可為一個(gè)或多個(gè)孩i處理器，所述^t處理器包括用于控制電動 驅(qū)動系統(tǒng)14的操作的裝置。許多市場上可買到的微處理器都可以構(gòu)造成執(zhí) 行控制器44的功能。應(yīng)該理解，可容易地將控制器44設(shè)計(jì)成能控制多個(gè) 作業(yè)機(jī)械功能的通用作業(yè)機(jī)械微處理器。可將各種其它已知電路與控制器 44關(guān)聯(lián)，其中包括電源電路、信號調(diào)節(jié)電路、螺線管驅(qū)動器電路、通信電 路以及其它合適的電路?？刂破?4可以與電動驅(qū)動系統(tǒng)14的部件通信。特別地，控制器44 可以經(jīng)由通信線路46與溫度傳感器38通信，經(jīng)由通信線路48與扭矩傳感 器40通信，經(jīng)由通信線路50與有效負(fù)荷傳感器42通信，并且經(jīng)由通信線 路52與電動機(jī)26通信。通信線路46-52可以是數(shù)字式、模擬式或混合式 的通信線路?？商鎿Q地，與電動驅(qū)動系統(tǒng)14的部件的通信可以通過機(jī)械式 或液壓式連接實(shí)施?？刂破?4可以接收來自溫度傳感器38和/或扭矩傳感器40的信號， 以確定電動機(jī)26上的熱負(fù)荷。例如，控制器44通過直接監(jiān)測來自溫度傳 感器38的信號可以確定最靠近作業(yè)機(jī)械12的電動機(jī)26的熱負(fù)荷增加?；?者，控制器44通過估計(jì)電動機(jī)26的溫度，可以確定最靠近作業(yè)機(jī)具12 的電動機(jī)26的熱負(fù)荷增加，所述對電動機(jī)溫度的估計(jì)來自如扭矩傳感器 40所測得的來自電動才幾26的扭矩輸出的量和扭矩輸出的持續(xù)時(shí)間?？梢?設(shè)想，控制器44可替換地通過估計(jì)電動機(jī)26的溫度來確定最靠近作業(yè)機(jī) 具12的電動機(jī)26的熱負(fù)荷增加，該對電動機(jī)的溫度估計(jì)來自通向電動機(jī) 26的扭矩指令及扭矩指令的累積持續(xù)時(shí)間而不應(yīng)用扭矩傳感器40。電動機(jī) 26的溫度與扭矩輸出或指令和持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系可以通過試驗(yàn)確定，并 作為方程式、表或圖存儲在控制器44的存儲器內(nèi)。電動機(jī)26的溫度與扭 矩輸出或指令和持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系可以定期校正，并用人工或自動修正?？刂破?4可以構(gòu)造成根據(jù)對熱負(fù)荷增加的確定來改變電動機(jī)26的扭 矩輸出。具體地，控制器44可以確定位于前面的電動機(jī)26或最靠近作業(yè) 機(jī)具12的電動機(jī)高于預(yù)定溫度、將短暫地超過預(yù)定溫度和/或在預(yù)定時(shí)間 段內(nèi)保持高于預(yù)定溫度，并根據(jù)確定結(jié)果命令位于后面的電動機(jī)26或離作 業(yè)機(jī)械12最遠(yuǎn)的電動機(jī)增加扭矩輸出?；旧贤瑫r(shí)地，控制器44可解除 位于前面的電動機(jī)26上的扭矩負(fù)荷。在一個(gè)實(shí)施例中，在作業(yè)機(jī)具12已 卸載之后，或者在位于前面與位于后面的電動機(jī)26之間的負(fù)荷分布典型地 接近一基本相等的扭矩分布期間，在可以預(yù)想到接下來在位于前面的電動 機(jī)26上的不均衡的極大的扭矩負(fù)荷時(shí)，控制器44可相反地命令位于后面 的電動機(jī)26增加扭矩輸出并且位于前面的電動機(jī)26減小扭矩輸出。通過 在扭矩分布通?；鞠嗟绕陂g釋放位于前面的電動機(jī)26上的扭矩負(fù)荷，可 以增加對位于前面的電動機(jī)26的冷卻。以此方式，當(dāng)位于前面的電動機(jī) 26再次祐力o載大的扭矩時(shí)，該位于前面的電動機(jī)26可以處于比位于前面 和后面的電動機(jī)26都預(yù)先相同地加載時(shí)更低的溫度。控制器44可以構(gòu)造成在冷卻位于前面的電動機(jī)26期間，對位于后面 的電動機(jī)26施加等于或小于當(dāng)前的地面牽引能力的負(fù)載量。對于本發(fā)明， 地面牽引能力定義為應(yīng)用到單個(gè)車輪34上的扭矩量，超過上述扭矩量很可 能發(fā)生車輪34的打滑。可以基于車輪34的負(fù)荷條件、摩擦系數(shù)和車輪34 的幾何形狀對每個(gè)車輪34估計(jì)地面牽引能力。車輪34的負(fù)荷條件可以根 據(jù)來自有效負(fù)荷傳感器42的輸入和已知的作業(yè)機(jī)械10的重量分布來確定。 下面提供的是用于估計(jì)地面牽引能力的示例性方程。其中G,是所估計(jì)的地面牽引能力；Fn是在相對于車輪34的接合面的法向方向上車輪34上的力； //是磨擦系數(shù)和 r是車輪34的半徑；如果在變速器20和車輪34之間包括附加的減速裝置，則可將所估計(jì) 的地面牽引能力值除以減速，以確定來自變速器20的扭矩輸出量，該扭矩 輸出量將導(dǎo)致車輪34打滑。為使車輪34打滑的可能性最小，應(yīng)當(dāng)將從變 速器20傳遞到車輪34的扭矩限制到小于或等于所估計(jì)的地面牽引能力。用來估計(jì)地面牽引能力的摩擦系數(shù)可以根據(jù)地表面的組成改變，并可 以人工或自動修正。具體地說，摩擦系數(shù)可以表征地面對抗來自車輪34 的力傳遞的能力。具有柔軟或疏松成分的地表面相對于具有堅(jiān)硬或粘著成 分的地表面具有更低的摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)可以由作業(yè)機(jī)械操作人員手動 修正以與特定工作現(xiàn)場的當(dāng)前地面成分相對應(yīng)，或者可以基于假定的摩擦 系數(shù)與車輪打滑的出現(xiàn)自動修正。工業(yè)適用性所公開的電動驅(qū)動系統(tǒng)在任何移動式機(jī)械中都具有應(yīng)用潛力，所述移 動機(jī)械是指需要在保持電動驅(qū)動系統(tǒng)的效率的同時(shí)冷卻電動機(jī)的機(jī)械。本 發(fā)明的電動驅(qū)動系統(tǒng)在作業(yè)機(jī)械無負(fù)荷或負(fù)荷分布良好的操作期間，通過 將扭矩負(fù)荷重新分布至遠(yuǎn)離電動機(jī)來冷卻該電動機(jī)?，F(xiàn)在將說明電動驅(qū)動 系統(tǒng)14的操作。在操作期間，控制器44可以確定位于前面的電動機(jī)26上的扭矩負(fù)荷 造成該位于前面的電動機(jī)26過熱。可通過直接監(jiān)測位于前面的電動機(jī)26 的溫度或間接地通過監(jiān)測位于前面的電動機(jī)26上的扭矩負(fù)荷及扭矩負(fù)荷 的持續(xù)時(shí)間來做出這種確定。然后，通過存儲在控制器44的存儲器內(nèi)的方 程式、表或圖利用所監(jiān)測的扭矩負(fù)荷和持續(xù)時(shí)間來估計(jì)位于前面的電動機(jī) 的溫度。當(dāng)控制器44確定位于前面的電動機(jī)的溫度已超過預(yù)定溫度、將很快超 過預(yù)定溫度和/或在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)保持高于預(yù)定溫度時(shí)，控制器44可以 起作用以減小位于前面的電動機(jī)26上的扭矩負(fù)荷。特別地，控制器44可
以發(fā)指令增加位于后面的電動機(jī)26的扭矩輸出以等于或小于對位于后面 的電動機(jī)26估計(jì)的地面牽引能力，而基本上同時(shí)地減小位于前面的電動機(jī) 26上的扭矩負(fù)荷。當(dāng)作業(yè)機(jī)具12無負(fù)荷時(shí)或者當(dāng)作業(yè)機(jī)械10上的負(fù)荷同 等地分布并且地面牽引能力為使得能在不使位于后面的車輪34打滑的情 況下增加來自位于后面的電動機(jī)26的扭矩輸出時(shí)，這種扭矩負(fù)荷遠(yuǎn)離位于 前面的電動機(jī)的重新分布可以最有效。當(dāng)位于前面的電動機(jī)的溫度降到低 于預(yù)定溫度和/或在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)保持低于預(yù)定溫度時(shí)，通過減小位于后面 的電動機(jī)26的受控的扭矩輸出，可使位于前面與位于后面的電動機(jī)26之 間的扭矩負(fù)荷的分布基本相等?？梢栽O(shè)想，控制器44可替換地可以持續(xù)對 位于前面與位于后面的電動機(jī)26有意地進(jìn)行不均衡的加載，以在不參照閾 值情況下最大限度地冷卻位于前面的電動機(jī)。電動驅(qū)動系統(tǒng)14可以是低成本而高效的。具體地說，由于電動驅(qū)動系 統(tǒng)14利用現(xiàn)有部件來改進(jìn)位于前面的電動機(jī)26的冷卻，所以作業(yè)才幾械IO 的部件和裝配的成本可以達(dá)到最低。電動驅(qū)動系統(tǒng)14改進(jìn)了位于前面的電動機(jī)26的冷卻，同時(shí)保持作業(yè) 機(jī)械10的效率。特別地，由于電動驅(qū)動系統(tǒng)14通過將扭矩輸出移至位于 后面的電動機(jī)26上來冷卻位于前面的電動機(jī)26，所以能量被轉(zhuǎn)移了而非 被浪費(fèi)了。另外，由于位于后面的電動機(jī)26的扭矩輸出僅增加到與位于后 面的從動牽引裝置22相關(guān)聯(lián)的地面牽引能力，所以發(fā)生微量的車輪34的 打滑或不發(fā)生車輪34打滑，從而進(jìn)一步改進(jìn)了作業(yè)機(jī)械10的效率。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很顯然，可以對本發(fā)明的電動驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn) 行各種修改和變形。通過考慮此處公開的本發(fā)明的說明書和實(shí)際應(yīng)用，電 動驅(qū)動系統(tǒng)的其它實(shí)施例對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的。本發(fā) 明的說明書和實(shí)施例只是示例性的，本發(fā)明的真正范圍由后面的權(quán)利要求 及其等效方案指出。
權(quán)利要求
1. 一種用于作業(yè)機(jī)械(10)的電動驅(qū)動系統(tǒng)(14)，所述電動驅(qū)動系 統(tǒng)(14 )包4舌第一牽引裝置(22)，該第一牽引裝置(22)構(gòu)造成推進(jìn)作業(yè)機(jī)械； 第一電動機(jī)(26)，該第一電動機(jī)(26)驅(qū)動地連接到第一牽引裝置； 第二牽引裝置(22),該第二牽引裝置(22)構(gòu)造成推進(jìn)作業(yè)才幾械； 第二電動機(jī)(26)，該第二電動機(jī)(26)驅(qū)動地連接到第二牽引裝置； 傳感器(38、 40)，所述傳感器(38、 40)構(gòu)造成監(jiān)測至少一個(gè)表征第一電動機(jī)的溫度的參數(shù)，并產(chǎn)生與所述溫度相對應(yīng)的信號；和控制器(44)，該控制器(44)與所述傳感器和第二電動機(jī)通信，并構(gòu)造成根據(jù)所述信號改變第二電動機(jī)的扭矩輸出。
2. 如權(quán)利要求l所述的電動驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)是第一 電動機(jī)的溫度，所述控制器用以確定與第二牽引裝置相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前地面牽 引能力，并且響應(yīng)于第一電動機(jī)的超過預(yù)定溫度值的溫度來以不超過所確 定的當(dāng)前地面牽引能力的方式增加第二電動機(jī)的扭矩輸出。
3. 如權(quán)利要求l所述的電動驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)是第一 電動機(jī)的扭矩輸出，所述控制器構(gòu)造成響應(yīng)于第一電動機(jī)的超過預(yù)定扭矩 輸出水平已達(dá)預(yù)定時(shí)間段的扭矩輸出來增加笫二電動機(jī)的扭矩輸出。
4. 如權(quán)利要求3所述的電動驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造 成確定與第二牽引裝置相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前地面牽引能力，并且增加第二電動機(jī) 的扭矩輸出包括以不超過所確定的當(dāng)前地面牽引能力的方式增加該第二電 動才幾的扭矩輸出。
5. —種用于操縱電動驅(qū)動系統(tǒng)(14)的方法，所述電動驅(qū)動系統(tǒng)(14) 具有第一電動機(jī)(26)和第二電動機(jī)(26)，所述第一電動機(jī)(26)驅(qū)動 地與第一牽引裝置(22)相關(guān)聯(lián)，所述第二電動機(jī)(26)驅(qū)動地與第二牽 引裝置(22)相關(guān)聯(lián)，所述方法包括監(jiān)測表征第一電動機(jī)的溫度的參數(shù)； 產(chǎn)生與所述溫度相對應(yīng)的信號；以及 根據(jù)所述信號改變第二電動機(jī)的扭矩輸出。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)是電動機(jī)的溫度， 所述方法還包括響應(yīng)于第一電動機(jī)的超過預(yù)定溫度值的溫度來增加第二電 動才幾的扭矩輸出。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括確定與第 二牽引裝置相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前地面牽引能力，其中增加第二電動機(jī)的扭矩輸出 包括以不超過所確定的第二牽引裝置的當(dāng)?shù)孛媲盃恳芰Φ姆绞皆黾釉摰?二電動才幾的扭矩輸出。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)是電動機(jī)的扭矩 輸出，并且所述方法包括響應(yīng)于第 一 電動機(jī)的超過預(yù)定扭矩輸出水平已達(dá) 預(yù)定時(shí)間段的扭矩輸出來增加第二電動機(jī)的扭矩輸出。
9. 如權(quán)利要求8所述方法，其特征在于，所述方法還包括確定第二牽 引裝置的當(dāng)前地面牽引能力，其中增加第二電動機(jī)的扭矩輸出包括將第二 電動機(jī)的扭矩輸出增加至所確定的第二牽引裝置的當(dāng)前地面牽引能力。
10. —種作業(yè)機(jī)械(IO)，包括能量源(16)，所述能量源構(gòu)造成產(chǎn)生能量輸出；和 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電動驅(qū)動系統(tǒng)(14)，所述電動驅(qū) 動系統(tǒng)(14)構(gòu)造成接收能量輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于作業(yè)機(jī)械(10)的電動驅(qū)動系統(tǒng)(14)。該電動驅(qū)動系統(tǒng)具有用以推進(jìn)作業(yè)機(jī)械的第一牽引裝置(22)和驅(qū)動地連接到該第一牽引裝置的第一電動機(jī)(26)。該電動驅(qū)動系統(tǒng)還具有用以推進(jìn)作業(yè)機(jī)械的第二牽引裝置(22)和驅(qū)動地連接到該第二牽引裝置的第二電動機(jī)(26)。該電動驅(qū)動系統(tǒng)還具有傳感器(38、40)，所述傳感器(38、40)構(gòu)造成監(jiān)測至少一個(gè)表征第一電動機(jī)的溫度的參數(shù)，并且生成與該溫度相對應(yīng)的信號。該電動驅(qū)動系統(tǒng)另外具有與所述傳感器和第二電動機(jī)通信的控制器(44)。該控制器構(gòu)造成根據(jù)所述信號改變第二電動機(jī)的扭矩輸出。
文檔編號B60L11/02GK101146691SQ200680009215
公開日2008年3月19日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月21日
發(fā)明者K·A·凱西 申請人:卡特彼勒公司