入軸被設(shè)置為W?1和ω2是正的方式而被驅(qū)動,則第一和第二驅(qū)動輸入有效地通過 所述齒輪機(jī)構(gòu)相互作用。因此第一和第二電機(jī)可W被控制為W它們初始相互抵消的方式工 作。即使第一和第二電機(jī)正在工作W繞著他們各自的輸入軸轉(zhuǎn)動,控制器也可W控制它們 的相關(guān)工作速率(通過對a和b的掌握)W使得對輸出軸的轉(zhuǎn)動沒有或者幾乎沒有影響, 即〇。。1=0或大約為0。在一個簡單的例子中,其中a=b,因此驅(qū)動系統(tǒng)200導(dǎo)致輸出軸 轉(zhuǎn)速與第一和第二輸入的轉(zhuǎn)速之間的差成比例,并且當(dāng)兩個輸入的轉(zhuǎn)速都不為零時輸出轉(zhuǎn) 速可W為零。
[0077] 發(fā)明人已經(jīng)意識到運(yùn)個技術(shù)可W解決在不需要大輸入驅(qū)動電流的情況下提供高 轉(zhuǎn)矩和低輸出引擎速度(大約《。。1=0)的問題。正如圖1所見,一旦電機(jī)開始轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)矩 將隨著轉(zhuǎn)速(角速度)的增加而減小。因此,只要可能,W不接近零的轉(zhuǎn)速運(yùn)行電機(jī)是有利 的。本發(fā)明允許兩個電機(jī)250和260均W期望的非零轉(zhuǎn)速(具有低轉(zhuǎn)矩和低電流)運(yùn)行, 同時由電機(jī)速度差給出的輸出可W是零或很低。利用運(yùn)種方式,控制器可W控制第一和第 二電機(jī)W使它們在其輸出曲線的有效部分(例如最大轉(zhuǎn)矩或最大ω的大約50%處,見圖 1)工作。當(dāng)在其最大轉(zhuǎn)矩的大約50%附近運(yùn)行時,具有如圖1所示的曲線的電動機(jī)將W近 似最大功率運(yùn)行,但是將消耗合理量(不是非常大的量)的電流,結(jié)果,可w在不消耗危險 的(在效率、性能、過熱、自動切斷等方面)大量電流的情況下提供大的初始轉(zhuǎn)矩輸出(通 過輸出驅(qū)動)。運(yùn)在車輛從靜止開始被開動時很重要。
[0078] 在電機(jī)的工作循環(huán)中,如圖1所示,功率和角速度之間的拋物線性質(zhì)的關(guān)系意味 著功率將會在兩個不同角速度ω。和ωb處相等。因此電機(jī)可W提供等量功率,同時W較高 轉(zhuǎn)速并因此W低水平的轉(zhuǎn)矩和低電流運(yùn)行??刂破骺蒞被用來使第一和第二電機(jī)在它們的 曲線的區(qū)域中運(yùn)行W達(dá)到在ω。。,^ 0的區(qū)域中的期望輸出,隨之而來的好處是功率增加。 陽079] 當(dāng)車輛要被起動時,兩個電機(jī)均從靜止開始:《1=ω2= 0。在一個示例中,操作 者(例如操作人員)提供車輛應(yīng)開始向前移動的指示,例如運(yùn)可W通過起動按鈕來完成???制器270接收到該指示??刂破麟S后指示第一電動機(jī)250和第二電動機(jī)260的激活W使它 們驅(qū)動第一輸入驅(qū)動軸230和第二輸入驅(qū)動軸240從靜止開始分別達(dá)到轉(zhuǎn)速和ω2。
[0080] 控制器控制電機(jī)250、260的運(yùn)行W使得aw1=bω2,即當(dāng)通過齒輪機(jī)構(gòu)210傳送 該運(yùn)動之后,《Dut= 0,即,輸出軸220保持靜止,并且車輛不移動。
[0081] 在第一階段(first地ase)期間,角速度ω郝ω2增加直到它們分別到達(dá)角速度 ?ι,ρ和ω2,ρ。角速度可W是預(yù)定值,已知第一和第二電機(jī)在運(yùn)個角速度充分地高效運(yùn)行。 運(yùn)可W是圖1中每個電機(jī)的效率在90%到95%之間的區(qū)域。運(yùn)可W是速度等于或約等于 的區(qū)域,其對應(yīng)于電機(jī)所傳遞的功率為最大的點(diǎn)。在典型的電動機(jī)中,最佳角速度可W是 2500巧m。
[0082] 在一個例子中同樣的第一和第二電機(jī)被用來并且已知W轉(zhuǎn)速2500巧m有效地工 作。而且,為簡單起見假設(shè)a=b=l。驅(qū)動系統(tǒng)在兩個電機(jī)均靜止時啟動,并且響應(yīng)于操 作者輸入,第一和第二電機(jī)兩者的轉(zhuǎn)速同時地增加直到《1=ω2= 2500巧m。運(yùn)個過程由 系統(tǒng)控制器270控制并且除了第一激活信號沒有用戶輸入。顯然,在其他實(shí)施例中,可W應(yīng) 用其他有效的rpm值。電動機(jī)運(yùn)行的期望區(qū)域可W在它的最大轉(zhuǎn)速值的20% -80%之間。
[0083] 由于各電機(jī)W相等的轉(zhuǎn)速運(yùn)行,輸出驅(qū)動W及因此所述車輛將保持靜止。運(yùn)種運(yùn) 行狀態(tài)可W在第一用戶動作(例如按下起動按鈕)之后達(dá)到。當(dāng)用戶想要啟動車輛運(yùn)動, 需要給系統(tǒng)控制器270進(jìn)一步的輸入。例如,運(yùn)個輸入可W具有機(jī)動車輛中典型的油口桿 或者踏板的形式。在第二階段期間,響應(yīng)于進(jìn)一步用戶輸入,系統(tǒng)控制器270減小電機(jī)中 的一個(運(yùn)個例子中的第二電機(jī))的轉(zhuǎn)速同時第一電機(jī)保持初始轉(zhuǎn)速(在運(yùn)個例子中是 2500rpm)。由于輸出與各電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的差成比例,所述轉(zhuǎn)速差不再為零,車輛將從靜止開 始運(yùn)動。由于電機(jī)轉(zhuǎn)速差增加從而車速也增加,車輛將會加速。當(dāng)車輛達(dá)到期望速度時,用 戶可W停止表明車輛需要加速的輸入,在運(yùn)一點(diǎn),電機(jī)將停止改變轉(zhuǎn)速并且車速將保持不 變。
[0084] 圖4示出進(jìn)一步的示例,其中第一和第二電機(jī)的初始轉(zhuǎn)速已被設(shè)置為〇1=ω2= 1500rpm。由于兩個電機(jī)具有相同轉(zhuǎn)速,因此輸出轉(zhuǎn)速將為0,并且車輛將靜止。第一電機(jī)的 速度隨后從"1=ISOOrmp增加到ω1=SOOOrmp。同時,第二電機(jī)的速度從ω2= 1500巧m 降低到c〇2=0rpm。在運(yùn)個例子中兩個電機(jī)的速度W相同速率改變。圖4示出該情況對輸 出轉(zhuǎn)速的影響。由于輸出等于第一和第二電機(jī)的差值,一旦聲ω2則輸出轉(zhuǎn)速從零開始 增加。當(dāng)"1= 300化pm且ω2=化pm時,輸出轉(zhuǎn)速等于3000巧m。根據(jù)圖4中給出的例 子的驅(qū)動系統(tǒng)的功率和效率顯示在圖5中。
[00化]在一些實(shí)施例中,上述整個動作可w由控制器響應(yīng)于單個用戶輸入(例如,油口 的操作)完成。在控制器監(jiān)管下的第一和第二電動機(jī)的啟動很快足W使上述動作實(shí)行。
[0086]在另一個實(shí)施例中,awi^bco2。在該情況下,ac〇i大體上等于bw2,并且第一和 第二電動機(jī)的作用將不能恰好地相互抵消。運(yùn)可能是由于第一和第二電動機(jī)、齒輪機(jī)構(gòu)或 系統(tǒng)控制器的制造變化導(dǎo)致的。在另一個實(shí)施例中,在可W被預(yù)定義為容許闊值的闊值內(nèi), a?i可W等于bw2。因此ω。。,具有容許的可能很小的非零值。為了保證運(yùn)個階段車輛沒 有不期望的運(yùn)動,控制器被設(shè)置為控制車輛剎車的操作。如果ac〇i>bw2,則車輛將被促使 向前運(yùn)動;而如果aω1<bω2,則車輛將被促使向后移動。在運(yùn)個階段,車輛剎車被激活來 防止運(yùn)一情況。剎車的應(yīng)用防止了輸出的轉(zhuǎn)動,并且強(qiáng)制輸入驅(qū)動從"較快的"電機(jī)到"較 慢的"電機(jī),運(yùn)將對兩個電機(jī)速度的均衡化產(chǎn)生影響。因此用戶可W通過剎車的應(yīng)用在開動 (pullaway)之前控制車輛緩慢移動。運(yùn)與具有自動齒輪箱的單電機(jī)車輛的操作相似,單電 機(jī)車輛的慢慢移動由剎車應(yīng)用控制。如果和bw2的差是容許的,則任何的車輛緩慢移 動都可W由剎車應(yīng)用來控制。電機(jī)將典型地穩(wěn)定在ac〇i=bw2的狀況下。在一個電力系 統(tǒng)中,運(yùn)是一個通??蒞接受的狀況,因為一般不會花太長時間將每個電機(jī)從靜止驅(qū)動到 或接近它的最佳效率區(qū)。
[0087] 在另一個實(shí)施例中,如果初始操作者指令是向前移動,則控制器控制電機(jī)使得 awbw2且aw1>bw2,因此,車輛會向前緩慢移動,而在明顯的開動之前電機(jī)被帶入有 效工作區(qū)。類似地,如果初始操作者指令是向后移動,則控制器控制電機(jī)使得2 且ac〇i<bw2因此,車輛會向后緩慢移動,而在明顯的開動之前,電機(jī)被帶入有效工作區(qū)。 設(shè)想在一些實(shí)施例中,由于電動機(jī)的快速響應(yīng)時間,在"緩慢移動"和開動之間將沒有顯著 的延遲--車輛用戶無需考慮它。 陽08引在一些實(shí)施例中,該系統(tǒng)使用第一電動機(jī)A和第二電動機(jī)B,第一電動機(jī)A的角速 度被控制為針對所選應(yīng)用的最佳效率、可行駛里程和功率,對于第二電動機(jī)B,當(dāng)控制器沒 有從操作者那里接收到任何命令時,利用默認(rèn)匹配函數(shù)"匹配"B到A的電機(jī)速度??刂破?被設(shè)置為將A驅(qū)動到最佳值,然后被配置為控制B的角速度W匹配A,W使它們保持相等,或 者大體地相等。加速實(shí)際上可能是對默認(rèn)匹配函數(shù)"超馳(override)"的結(jié)果,并且控制第 二電機(jī)BW提供期望的角速度差。
[0089] 再進(jìn)一步的實(shí)施例中,所述系統(tǒng)包括用于安全性和可控性兩者的自動輸出剎車功 能,其可W被具有用戶輸入的系統(tǒng)控制器應(yīng)用。
[0090] 由于輸出轉(zhuǎn)速與兩個輸入電動機(jī)轉(zhuǎn)速差成比例,驅(qū)動系統(tǒng)可W容易地且有效地在 輸出轉(zhuǎn)速很低(即車速很低)的情況下操作,因此轉(zhuǎn)矩和每個電機(jī)的電流消耗保持很低。因 此運(yùn)允許車輛W低速高轉(zhuǎn)矩有效地運(yùn)行。另外,很難W低速運(yùn)行傳統(tǒng)的電動車輛一-低速 時的大電流消耗(由于高轉(zhuǎn)矩而造成)通常導(dǎo)致自動切斷機(jī)械裝置的實(shí)施W防止過熱或者 損壞電池或其他元件。
[0091] 在一些實(shí)施例中,為了W相等的轉(zhuǎn)速保持第一和第二輸入,使用了附加的控制系 統(tǒng)。運(yùn)可W是反饋機(jī)制的形式,其測量各輸入的相對速度,并相應(yīng)地調(diào)整它們W保持《。。,= 0。電機(jī)中的一