用于控制共用平臺的電動馬達的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種第一馬達控制器，其產(chǎn)生第一電動馬達的第一轉(zhuǎn)子在第一時段和第二時段內(nèi)的指令轉(zhuǎn)速。第一速度監(jiān)測器檢測第一轉(zhuǎn)子在該時段內(nèi)的觀察轉(zhuǎn)速?；诘谝粫r段和第二時段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速和相應(yīng)觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系確定第一比率。如果第一比率在該時段期間增加或變化，則第一數(shù)據(jù)處理器使得用于第一馬達的持續(xù)計數(shù)器遞增。如果持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則估計第一馬達減速度。如果持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則基于估計的第一馬達變化率調(diào)節(jié)第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以跟蹤第一馬達變化率(或第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)。
【專利說明】用于控制共用平臺的電動馬達的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于控制共用平臺的電動馬達的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在某些現(xiàn)有技術(shù)中，多個馬達可用于驅(qū)動諸如割草機或切割機的割草平臺之類的 共用平臺的刀片。如果馬達呈現(xiàn)有不同負載，因為熱應(yīng)力和機械應(yīng)力，具有較重負載的馬達 可能不充足地執(zhí)行或可能會降低壽命。因此，需要一種用于控制共用平臺的電動馬達的方 法和系統(tǒng)，例如，用于提高一個或兩個馬達的性能或減小在一個或兩個馬達上的熱或機械 應(yīng)力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 按照一個實施例，該方法或系統(tǒng)包括共用平臺（例如，割草機的割草平臺或拖拉 機）的第一馬達和第二馬達。第一馬達控制器產(chǎn)生第一電動馬達的第一轉(zhuǎn)子在一系列時段 中的第一時段和第二時段內(nèi)的指令轉(zhuǎn)速。第一速度監(jiān)測器檢測第一轉(zhuǎn)子在第一時段和第二 時段內(nèi)的觀察轉(zhuǎn)速。觀察轉(zhuǎn)速中的每一個對應(yīng)于相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速?；诘谝粫r段和第二時 段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系來確定第一比率。如果第一比率在所述 一系列時段期間增加或變化（例如，如果第一比率的倒數(shù)減?。?，第一數(shù)據(jù)處理器使第一馬 達的持續(xù)計數(shù)器遞增。如果持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則估計第一馬達減速度。如果 持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則基于估計的第一馬達變化率調(diào)節(jié)第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速，以跟蹤第一馬達變化率（或第一轉(zhuǎn)子觀察轉(zhuǎn)速）。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004] 圖1是用于控制例如割草機或切割機的割草平臺之類的共用平臺的電動馬達的 系統(tǒng)的框圖。
[0005] 圖2示出與圖1的控制電動馬達的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的作為一個可能的共用平臺的割草 平臺的底側(cè)。
[0006] 圖3是用于控制共用平臺的電動馬達的方法的第一實施例。
[0007] 圖4是用于控制共用平臺的電動馬達的方法的第二實施例。
[0008] 圖5是用于控制共用平臺的電動馬達的方法的第三實施例。
[0009] 圖6是用于控制共用平臺的電動馬達的方法的第四實施例。
[0010] 圖7是用于控制共用平臺的電動馬達的方法的第五實施例。
[0011] 圖8是用于控制共用平臺的電動馬達的方法的第六實施例。

【具體實施方式】
[0012] 圖1示出用于控制共用平臺（commonassembly)的第一馬達15和第二馬達28 的系統(tǒng)1的實施例。共用平臺一般可包括例如作業(yè)機械、車輛或設(shè)備之類的機器的任何機 械部件，其用于割草、切割、銑、刨、刮、砂磨、研磨、成形或加工材料（例如，農(nóng)業(yè)材料、種子、 植被、油籽、谷物、纖維、紙張、紙漿、木材、木料、木制品、金屬、金屬制品、合金和合金產(chǎn)品）。 第一馬達控制器14連接到相應(yīng)的第一馬達15,第二馬達控制器16連接到相應(yīng)的第二馬達 28。如圖所示，第一馬達控制器14和第二馬達控制器16連接到車輛數(shù)據(jù)總線12。依次，車 輛數(shù)據(jù)總線12可連接到以虛線示出的可選的牽引控制單元10。
[0013] 第一馬達控制器14和第二馬達控制器16可以通過車輛數(shù)據(jù)總線12相互通信。然 而，在替代實施例中，馬達控制器14,16可以通過傳輸線或無線鏈路彼此通信。可選的牽引 控制單元10可以控制或監(jiān)測例如牽引驅(qū)動馬達或內(nèi)燃機-電動馬達混合動力裝置之類的 推進裝置，所述推進裝置驅(qū)動與系統(tǒng)或車輛相關(guān)聯(lián)的一個或多個地面接合車輪44或履帶。
[0014] 第一馬達15具有第一軸22,第一軸22直接或間接地連接或聯(lián)接到第一刀片24。 例如，第一軸22可經(jīng)由離合器或軸襯連接或聯(lián)接到第一刀片24,如果第一刀片24遇到超過 最大負載閾值的負載（例如，來自撞擊固體物體，例如石頭、升高地面區(qū)域或樹樁），離合器 或軸襯允許第一軸相對于第一刀片24轉(zhuǎn)動。如圖所示，第一磁體20被嵌入或固定到第一 軸22,而第一編碼器或傳感器18適于測量或檢測與第一磁體20的轉(zhuǎn)動相關(guān)聯(lián)的磁場的變 化，以提供第一軸22的旋轉(zhuǎn)速率或旋轉(zhuǎn)速度、第一軸22的加速度或第一軸22的減速度的 估計值。
[0015] 在替代的實施例中，第一磁體20和第一編碼器18可以被替換為其他類型的傳感 器，例如光學傳感器、脈沖編碼器、齒輪驅(qū)動的傳感器或接觸式傳感器。
[0016] 第二馬達28具有被直接或間接連接或聯(lián)接到第二刀片36的第二軸34。例如，例 如，第二軸34可經(jīng)由離合器或軸襯連接或聯(lián)接到第二刀片36,如果第二刀片36遇到超過最 大負載閾值的負載（例如，來自撞擊固體物體，例如石頭、升高地面區(qū)域或樹樁），離合器或 軸襯允許第二軸相對于第二刀片36轉(zhuǎn)動。如圖所示，第二磁體32被嵌入或固定到第二軸 34,而第二編碼器30或傳感器適于測量或檢測與第二磁體32的轉(zhuǎn)動相關(guān)聯(lián)的磁場的變化， 以提供第二軸34的旋轉(zhuǎn)速率或旋轉(zhuǎn)速度、第二軸34的加速度或第二軸34的減速度的估計 值。
[0017] 在替代的實施例中，第二磁體32和第二編碼器30可以被替換為其他類型的傳感 器，例如光學傳感器、齒輪驅(qū)動傳感器或接觸式傳感器。
[0018] 在一個實施例中，第一馬達控制器14包括連接至數(shù)據(jù)總線57的第一數(shù)據(jù)處理器 55和數(shù)據(jù)存儲裝置59。第一數(shù)據(jù)處理器55可包括微處理器、微控制器、可編程邏輯陣列、邏 輯電路、算術(shù)邏輯單元、應(yīng)用專用集成電路、數(shù)字信號處理器或其他數(shù)據(jù)處理器。數(shù)據(jù)存儲 裝置59包括電子存儲器、非易失性電子存儲器、隨機存取存儲器、電可擦除可編程存儲器、 磁存儲設(shè)備、光存儲設(shè)備、磁光盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器或其他數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。如圖1所示，數(shù) 據(jù)存儲裝置59存儲或包含用于第一速度監(jiān)測器61、第一電流監(jiān)測器63、第一持續(xù)計數(shù)器65 和第一速度控制模塊67的軟件指令或軟件模塊。
[0019] 在替代實施例中，數(shù)據(jù)存儲裝置59中的一個或多個軟件模塊可以被替換為連接 到數(shù)據(jù)總線57的等效電子模塊。
[0020] 在一個實施例中，第二馬達控制器16包括連接到數(shù)據(jù)總線57的第二數(shù)據(jù)處理器 155和數(shù)據(jù)存儲裝置59。第二數(shù)據(jù)處理器155可以包括微處理器、微控制器、可編程邏輯陣 列、邏輯電路、算術(shù)邏輯單元、應(yīng)用專用集成電路、數(shù)字信號處理器或其他數(shù)據(jù)處理器。數(shù)據(jù) 存儲裝置59包括電子存儲器、非易失性電子存儲器、隨機存取存儲器、電可擦除可編程存 儲器、磁存儲設(shè)備、光存儲設(shè)備、磁光盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器或其他數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。如圖1所 示，數(shù)據(jù)存儲裝置59存儲或包含用于第二速度監(jiān)測器161、第二電流監(jiān)測器163、第二持續(xù) 計數(shù)器165和第二速度控制模塊167的軟件指令或軟件模塊。
[0021] 在一個替代實施例中，數(shù)據(jù)存儲裝置的軟件模塊中的一個或多個可以被替換為連 接到第二馬達控制器16的數(shù)據(jù)總線57的等效電子模塊。
[0022] 在圖1中，系統(tǒng)11包括第一馬達控制器14,第一馬達控制器14用于產(chǎn)生第一馬達 的第一轉(zhuǎn)子在第一時段和第二時段內(nèi)的指令轉(zhuǎn)速。指令轉(zhuǎn)速可以由操作者通過來自連接到 車輛數(shù)據(jù)總線12的用戶界面51的輸入產(chǎn)生。用戶界面51可以包括與用于輸入指令轉(zhuǎn)速、 需求轉(zhuǎn)速、指令轉(zhuǎn)矩、或用于系統(tǒng)11或馬達控制器（14,16)的另一種控制輸入的小鍵盤、腳 踏板、節(jié)流閥設(shè)置、一個或多個開關(guān)、用戶可控制的可變電阻器、使用者可控制的可變電容 器、控制臺、顯示器、標度盤、鍵盤或觸摸屏幕顯示器相關(guān)聯(lián)的控制器，。第一時段和第二時 段存在于一系列時段內(nèi)。第一速度監(jiān)測器61適用于檢測第一轉(zhuǎn)子在第一時段和第二時段 內(nèi)的觀察轉(zhuǎn)速。觀察轉(zhuǎn)速中的每一個對應(yīng)于相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速。
[0023] 在正常操作狀態(tài)期間，第一馬達15和第二馬達28中的每一個以指令轉(zhuǎn)速或在指 令轉(zhuǎn)速和目標扭矩范圍內(nèi)操作。然而，響應(yīng)于其第一軸22的負載（例如，增加的負載）或 其他因素（如熱應(yīng)力），第一馬達15 (單獨地）可以進入停轉(zhuǎn)狀態(tài)，所述停轉(zhuǎn)狀態(tài)在由第一 控制器14或通過用戶界面51要求的指令轉(zhuǎn)速與第一馬達15的馬達實際或觀察轉(zhuǎn)速（例 如，由第一編碼器或傳感器18提供）相比不能被維持時開始發(fā)生。類似地，第二馬達28 (單 獨地或與第一馬達15 -起）進入停轉(zhuǎn)狀態(tài)，該停轉(zhuǎn)狀態(tài)在由第二控制器16或通過用戶界 面51要求的指令轉(zhuǎn)速與第二馬達28的馬達實際或觀察轉(zhuǎn)速（例如，由第二編碼器或傳感 器30提供）相比不能被維持時開始發(fā)生。在一個配置中，第一編碼器18在馬達換向期間 提供脈沖輸出，第一速度監(jiān)測器61使用該脈沖輸出估計第一馬達15的觀察轉(zhuǎn)速；第二編碼 器30在馬達換向期間提供脈沖輸出，第二速度監(jiān)測器161使用該脈沖輸出估計第二馬達28 的觀察轉(zhuǎn)速。
[0024] 當馬達的實際或觀察轉(zhuǎn)速與用于特定馬達（15,28)的馬達指令轉(zhuǎn)速相比的變化 速率在多個時段（例如，設(shè)定的時間段）內(nèi)持續(xù)增加時，特定馬達（15,28)可以進入停轉(zhuǎn)狀 態(tài)或處于進入停轉(zhuǎn)狀態(tài)的危險或容易進入停轉(zhuǎn)狀態(tài)。對于變化率增加的每一個時段（例 如，操作系統(tǒng)的任務(wù)周期），持續(xù)計數(shù)器（65,165)、內(nèi)部軟件計數(shù)器遞增。每個馬達（15,18) 包括相應(yīng)的具有持續(xù)計數(shù)的持續(xù)計數(shù)器￠5,165)。一旦持續(xù)計數(shù)器￠5,165)的持續(xù)計數(shù) 超過持續(xù)計數(shù)閾值（例如，停轉(zhuǎn)極限計數(shù)），一個或多個控制器（14,16)將反應(yīng)并且防止停 轉(zhuǎn)狀態(tài)，以及維持正常操作狀態(tài)。例如，如果第一馬達控制器14的第一持續(xù)計數(shù)器65超過 持續(xù)計數(shù)閾值，則第一馬達控制器14通過車輛數(shù)據(jù)總線12(或通信線、傳輸線或無線鏈路） 與第二馬達控制器16通信，以調(diào)節(jié)第二馬達28的速度或速率與第一馬達15的觀察轉(zhuǎn)速成 比例，或如根據(jù)本文件所披露的其它方式調(diào)節(jié)第二馬達28的速度或速率。
[0025] 在一個示例性配置中，第一持續(xù)計數(shù)器65確定在第一時段和第二時段內(nèi)各個指 令轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的差。例如，如果該差在該系列時段期間增大，則第一持續(xù)計 數(shù)器65使得用于第一馬達15的持續(xù)計數(shù)器遞增。如果持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則 第一速度控制模塊67估計第一馬達15的第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的第一馬達變化率（例如，第一馬 達減速度）。如果持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則第二馬達控制器16基于或跟蹤估計的 第一馬達變化率（例如，第一馬達減速度）調(diào)節(jié)第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，以尋求與第 一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成比例或相等的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
[0026] 盡管在上面的示例性配置中第二馬達控制器16基于第一馬達控制器14的第一持 續(xù)計數(shù)器65的狀態(tài)調(diào)節(jié)第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，但在替代的配置中（例如，與共用平 臺一致），第一馬達控制器14可以響應(yīng)于超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)的第二持續(xù)計數(shù)器165調(diào)節(jié)第 一馬達15的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。另外，如圖1中所示，馬達控制器（14,16)支持響應(yīng)于超過閾 值持續(xù)計數(shù)或停轉(zhuǎn)極限的一個或多個持續(xù)計數(shù)器出5,165)對第一馬達15、第二馬達28或 者兩者的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，以防止停轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0027] 返回到示例性配置，第二馬達控制器16可根據(jù)可單獨或共同使用的各個實施例 來調(diào)節(jié)第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。根據(jù)第一示例，第二馬達控制器16還包括第二速度 控制模塊167,第二速度控制模塊167用于在遇到（例如，可施加至一個或多個繞組或相位 的）對應(yīng)的馬達輸入電流極限（y)的時間周期內(nèi)將第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和（例如， 到一個或多個繞組或相位的）相應(yīng)的馬達輸入電流降低到的固定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（X)，其中目 標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例或相等，并且其中馬達輸入電流小于或等于所述電 流極限。
[0028] 根據(jù)第二示例中，第二馬達控制器16還包括第二速度控制模塊167,第二速度控 制模塊167用于在遇到（例如，可以施加至一個或多個繞組或相位的）對應(yīng)的馬達輸入電 流極限（y)的時間周期內(nèi)將第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和（例如，到一個或多個繞組或相 位的）相應(yīng)的馬達輸入電流降低到的固定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（X)，其中一個或多個以下條件被滿 足：（1)目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例或相等；(2)馬達輸入電流小于或等于所 述電流極限；或（3)X和y與用于第二馬達28的正常操作范圍的線性方程或二次方程一致， 并且目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例或相等。
[0029] 對于第二示例和更一般地能夠應(yīng)用于在本文件中公開的任何實施例，正常操作范 圍是指目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速落入用于相應(yīng)扭矩范圍（或馬達的一個或多個相位的電流范圍）的 合適的操作速度范圍內(nèi)，所述相應(yīng)扭矩范圍匹配馬達（15,28)上的給定負載或是馬達（15， 28)上的給定負載所需要的。所述線性方程或二次方程式可以表示特定馬達（15, 28)的特 性或性能曲線，或者可以代表用于馬達（15, 28)的正常工作范圍的上限或下限。在一個實 施例中，控制器（14，16)選擇正常操作范圍內(nèi)的與通過用戶界面51來自操作者的用戶輸入 或指令轉(zhuǎn)速一致的工作點。數(shù)據(jù)存儲裝置59可以存儲下列項目中的一個或多個：（1)就目 標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的輸入電流（例如，針對給定目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的、到馬達繞組中的一個或 多個相位的最大輸入電流）而言代表特定馬達的性能曲線的線性方程或二次方程，或者目 標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線，（2)馬達的正常操作范圍的上限或下限，（3)特定的馬 達的用于避免過大電流或電能施加到馬達輸入端或馬達繞組的任何性能曲線或正常操作 范圍，（4)目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（X)與電流極限（y)的查表或關(guān)系數(shù)據(jù)庫或用于特定馬達的操作 電流范圍，和（5)用于相應(yīng)馬達的停轉(zhuǎn)極限計數(shù)或持續(xù)計數(shù)閾值。
[0030] 根據(jù)第三示例，第二馬達28的控制器16還包括第二速度控制模塊167,第二速度 控制模塊167用于將第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低成與第一馬達減速度乘以在第一時 段和在第二時段之間的經(jīng)過時間的乘積加上第二馬達28的先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之和成比 例。
[0031] 根據(jù)第四示例，第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按照下面的公式下降：ω=G^+at， 其中α是等于所述第一馬達15減速度的恒定的負角加速度，ω是第二馬達28的目標角 速度，和Oci是先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并且t是第一時段和第二時段之間的經(jīng)過時間。
[0032] 根據(jù)第五示例，第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速根據(jù)下列公式被建模為時間積分以 求出時變角加速度：
[0033] ω(?) =ω0 + /。7'噸)氣其中ω⑴是第二馬達28在時間周期T內(nèi)的一時刻處的目標 角速度，Otl是在T=O時的初始的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，α⑴為是時間的函數(shù)的負角加速度或 減速度，并且等于在相應(yīng)時刻處的第一馬達15減速度的絕對值。
[0034] 在一個實施例中，第一馬達15和第二馬達28中的每一個包括無刷直流（BLDC)馬 達，所述無刷直流（BLDC)馬達有利于在小包裝中實現(xiàn)高扭矩。例如，BLDC馬達可以包括驅(qū) 動多相交流馬達部的整體式逆變器。然而，在落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其它實施例中， 第一馬達15和第二馬達28可包括任何直流馬達、交流馬達、多相交流馬達、電子換向馬達、 開關(guān)磁阻馬達、感應(yīng)馬達、同步馬達、永磁馬達或其它類型的電動馬達。
[0035] 圖2示出一種說明性示例，其中共用平臺包括具有雙切割刀片（24、36)的割草機 的割草平臺40。圖1和圖2中的相似的附圖標記表示相似元件。為了說明的目的，圖2示 出割草平臺40的露出刀片（24、36)的底側(cè)。
[0036] 在圖2中，第一馬達15和第二馬達28通過一個或多個緊固件連接到割草平臺40。 例如，第一馬達15和第二馬達28可通過與割草平臺40中的相應(yīng)孔匹配的緊固件或安裝支 架安裝到割草平臺40的頂側(cè)。圖2的第一馬達16和第二馬達28連接到圖1的第一馬達 控制器14和第二馬達控制器16。
[0037] 第一馬達15能夠旋轉(zhuǎn)第一刀片24。第二馬達28能夠旋轉(zhuǎn)第二刀片36。如圖2 所示，第一刀片24靠近割草平臺40的排料槽42定位，而第二刀片36最遠離排料槽42定 位。第一刀片24和第二刀片36兩者在相同的旋轉(zhuǎn)方向46旋轉(zhuǎn)。雖然刀片示出沿如圖2 中的彎曲箭頭所示的順時針方向，在可替代的配置中，刀片可沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。割草平臺 40可以由安裝到割草平臺40的周緣的一個或多個輪44支撐。
[0038] 參照圖1和圖2,總起來說，第一電流監(jiān)測器63適于檢測第一馬達15的第一電流 消耗，其中第一馬達15經(jīng)受來自通過第一割草刀片和第二割草刀兩者呈現(xiàn)的切割材料的 可變負載。在第一馬達15中的電流傳感器可以提供用于由第一電流監(jiān)測器63進行處理的 電流數(shù)據(jù)或電流采樣，其中這種電流樣品可以屬于第一馬達15的一個或多個相位或繞組。 第一數(shù)據(jù)處理器55確定第一電流消耗是否大于最大可允許電流消耗。第二馬達控制器16 的第二數(shù)據(jù)處理器適于在第一電流消耗大于最大可允許電流消耗時確定第二馬達28的第 二電流消耗以及第二馬達28的指令轉(zhuǎn)速與觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線。在第二馬達28中的 電流傳感器可以提供用于由第二電流監(jiān)測器163進行處理的電流數(shù)據(jù)或電流采樣，其中這 種電流樣品可以屬于第二馬達28的一個或多個相位或繞組。
[0039] 如圖2中的配置，在割草平臺40的操作過程中，第一馬達15可能會經(jīng)歷比第二馬 達28更大的負載，因為第一馬達15的第一刀片24接收到來自刀片24和第二刀片36兩者 的切割植物（例如，草和雜草）的負載以將切割植物從排料槽42排出。因此，第一馬達15 容易受到不必要的停轉(zhuǎn)狀態(tài)（例如，達到超過持續(xù)計數(shù)閾值的程度），這可以由第一馬達15 和第二馬達28兩者通過馬達控制器14,16的協(xié)同控制被減少或防止。例如，如果第一持續(xù) 計數(shù)器65指示第一馬達15正接近停轉(zhuǎn)狀態(tài)，則第二馬達28的第二馬達轉(zhuǎn)速能夠降低成與 第一馬達轉(zhuǎn)速成比例，或者如本文中公開的其它方式那樣降低，以減少停轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性， 并且降低第一馬達15上的來自植物材料（例如，草和雜草）（通過第一刀片24傳輸）的負 載。
[0040] 圖3是用于控制馬達的方法的第一實施例的流程圖。圖3的方法開始于步驟300。
[0041] 在步驟300中，第一馬達控制器14或第一數(shù)據(jù)處理器55檢查第一馬達15的第一 操作狀態(tài)。第一次操作狀態(tài)可以包括（第一馬達15的）指令轉(zhuǎn)速與觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系 曲線的指示以及（第一馬達15的）第一電流消耗。例如，第一馬達控制器14的第一速度 監(jiān)測器61可以測量指令轉(zhuǎn)速與觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線，第一電流監(jiān)測器63可估計第一 馬達15在一時段期間的第一電流消耗。第一操作狀態(tài)可以指示第一馬達15是否在正常操 作范圍內(nèi)操作。
[0042] 在步驟302中，第一馬達控制器14或者第一電流監(jiān)測器63確定第一馬達電流或 第一電流消耗是否大于最大可允許電流；或第一馬達控制器14、第一速度控制模塊67或第 一速度監(jiān)測器61確定第一馬達觀察轉(zhuǎn)速是否小于指令轉(zhuǎn)速。如果第一馬達電流大于最大 可允許電流，或者如果第一馬達觀察轉(zhuǎn)速小于指令轉(zhuǎn)速，則該方法將繼續(xù)進行步驟306。然 而，如果第一馬達電流不大于最大可允許電流，或者如果第一馬達觀察轉(zhuǎn)速不小于指令轉(zhuǎn) 速，則該方法繼續(xù)進行到方框304,在方框304中系統(tǒng)11或數(shù)據(jù)處理器（55,155)等待一時 段。
[0043] 在步驟306中，第二馬達控制器16或第二數(shù)據(jù)處理器155檢查第二馬達28的第二 操作狀態(tài)。第二操作狀態(tài)可包括指令轉(zhuǎn)速與觀察轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線的指示和第二電流消耗。 例如，第二馬達控制器16的第二速度監(jiān)測器161可以測量指令轉(zhuǎn)速與觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系 曲線，第二電流監(jiān)測器163可以檢測第二馬達28在一時段期間的第二電流消耗。第二操作 狀態(tài)可以指示第二馬達28是否在正常操作范圍內(nèi)操作。第二數(shù)據(jù)處理器155適于基于第 一馬達觀察轉(zhuǎn)速或第二觀察馬達轉(zhuǎn)速小于指令轉(zhuǎn)速的時段的計數(shù)或數(shù)量估計持續(xù)性比率。 例如，第一持續(xù)計數(shù)器65、第二持續(xù)計數(shù)器165或兩者都基于在多個時段內(nèi)的估計的持續(xù) 性被更新。
[0044] 在方框308中，第一數(shù)據(jù)處理器55、第二數(shù)據(jù)處理器155或兩者確定在持續(xù)計數(shù) 器65,165中的持續(xù)性計數(shù)是否大于停轉(zhuǎn)極限計數(shù)。如果持續(xù)計數(shù)器中的持續(xù)計數(shù)大于停 轉(zhuǎn)極限計數(shù)或持續(xù)計數(shù)閾值，該方法將繼續(xù)進行步驟312。然而，如果在持續(xù)計數(shù)器中的持 續(xù)計數(shù)不大于停轉(zhuǎn)極限計數(shù)（或持續(xù)計數(shù)閾值），則該方法繼續(xù)進行步驟304。
[0045] 在方框312中，第一數(shù)據(jù)處理器55、第二數(shù)據(jù)處理器155或兩者設(shè)置停轉(zhuǎn)標志，并 且計算第一馬達15的減速度。第一馬達控制器14根據(jù)計算出的減速度估計第一馬達15 的第一馬達轉(zhuǎn)速變化，并且通過車輛數(shù)據(jù)總線12或其他方式傳輸?shù)谝获R達轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速變化 或減速度到第二馬達控制器16。
[0046] 在第二模式控制器16處的方框316中，第二馬達控制器16估計第二馬達調(diào)節(jié)轉(zhuǎn) 速與第一馬達15變化率乘以經(jīng)過時間的乘積成比例（例如，相等）。在代替的配置中，第二 馬達控制器16估計第二馬達調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以跟蹤第一馬達減速度（例如，與第一馬達減速度成 比例或表示第一馬達減速度）、第一馬達轉(zhuǎn)速（例如，與第一馬達轉(zhuǎn)速成比例、成比率或表 示第一馬達轉(zhuǎn)速）或兩者。
[0047] 在方框318中，第二馬達控制器16或第二速度控制模塊167設(shè)置第二馬達28的 第二馬達調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
[0048] 在方框320中，第二馬達控制器16執(zhí)行速度控制過程以保持或達到第二馬達28 的目標轉(zhuǎn)速，該目標轉(zhuǎn)速在以下三個條件中的任一個得到滿足時被執(zhí)行：（1)如果在計數(shù) 器（例如，第一持續(xù)計數(shù)器65)中的持續(xù)計數(shù)小于在方框314中的停轉(zhuǎn)計數(shù)極限或持續(xù)計 數(shù)閾值，（2)如果第一馬達15電流小于或等于最大可允許的第一馬達電流和如果第一馬達 15轉(zhuǎn)速近似等于（例如，在方框310中）指令轉(zhuǎn)速，以及（3)執(zhí)行方框316之后。從第二馬 達控制器16發(fā)送到第二馬達28的第二馬達調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速由梯形方框318表示。用戶可以通過 用戶界面51建立第二馬達的目標轉(zhuǎn)速，其中建立的目標轉(zhuǎn)速可能會或可能不會被第一馬 達15的減速度和第一馬達轉(zhuǎn)速約束。
[0049] 圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的用于控制馬達的方法的第一實施例的流程圖。圖4的方 法開始于步驟400。
[0050] 在步驟S400中，第一馬達控制器14產(chǎn)生第一電動馬達15的第一轉(zhuǎn)子在一系列時 段中的第一時段和第二時段內(nèi)的多個指令轉(zhuǎn)速。
[0051] 在步驟S402中，第一速度控制模塊67檢測第一轉(zhuǎn)子或第一軸22在第一時段和第 二時段內(nèi)的多個觀察轉(zhuǎn)速。所述觀察轉(zhuǎn)速中的每一個對應(yīng)于相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速。
[0052] 在步驟S404中，第一數(shù)據(jù)處理器55或第一馬達控制器14基于第一時段和第二時 段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系確定第一比率。例如，第一數(shù)據(jù)處理器 55或第一馬達控制器14確定第一時段和第二時段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)的觀 察轉(zhuǎn)速之間的分子差。第一比率由關(guān)于第一馬達15的分子差和公分母形成。
[0053] 在一個替代實施例中，第一比率的倒數(shù)是通過倒置第一比率形成的。
[0054] 在步驟S406中，如果第一比率在該系列時段期間增加或變化，則第一數(shù)據(jù)處理器 55或第一馬達控制器14使得用于第一馬達15的第一持續(xù)計數(shù)器65遞增。代替地，如果第 一比率的倒數(shù)在該系列時段期間減小，則第一數(shù)據(jù)處理器55或第一馬達控制器14使第一 持續(xù)計數(shù)器65的計數(shù)遞增。
[0055] 在步驟S408中，如果第一持續(xù)計數(shù)器65的計數(shù)超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)或持續(xù)計數(shù)閾 值，則第一數(shù)據(jù)處理器55、第一速度監(jiān)測器61或第一速度控制模塊67估計第一馬達15的 第一馬達減速度、或第一軸22或第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的第一馬達轉(zhuǎn)速變化率。用于第一馬達15 的第一持續(xù)計數(shù)器65超過停轉(zhuǎn)極限值，或者持續(xù)計數(shù)閾值，指示第一馬達15接近或處于停 轉(zhuǎn)狀態(tài)。另外，在步驟S408中，第一馬達15控制器14可以通過車輛數(shù)據(jù)總線12或者以其 他方式將馬達減速度或第一馬達變化率發(fā)送到第二馬達28控制器16。
[0056] 在步驟S410中，如果在第一持續(xù)計數(shù)器65中的計數(shù)值超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)或持續(xù) 計數(shù)閾值，則第二馬達控制器16、第二數(shù)據(jù)處理器155或第二速度控制模塊167基于估計 的第一馬達變化率調(diào)節(jié)第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以跟蹤第一馬達變化率或第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速。第二馬達控制器16、第二數(shù)據(jù)處理器155或第二速度控制模塊167可以根據(jù)可單獨或 共同使用的多個示例調(diào)節(jié)第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
[0057] 根據(jù)第一示例，第二馬達控制器16還包括第二速度控制模塊167,第二速度控制 模塊167用于將第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和（例如，到一個或多個繞組或相位的）相應(yīng) 的馬達輸入電流降低到符合（例如，可施加至一個或多個繞組或相位的）相應(yīng)的馬達輸入 電流極限（y)的固定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（X)，其中目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例或相 等（例如，表示第一馬達觀察轉(zhuǎn)速或相對于第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例），并且其中馬達輸入 電流小于或等于所述電流極限。
[0058] 根據(jù)第二示例，第二馬達控制器16還包括第二速度控制模塊167,第二速度控制 模塊167用于在遇到（例如，可施加至一個或多個繞組或相位的）相應(yīng)的馬達輸入電流極 限（y)的時間周期內(nèi)將第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和（例如，到一個或多個繞組或相位 的）相應(yīng)的馬達輸入電流降低到固定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（X)，其中以下一個或多個條件被滿足： (1)目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例或相等；（2)馬達輸入電流小于或等于所述 電流極限；或（3)X和y與用于第二馬達28的正常操作范圍的線性方程或二次方程一致，并 且目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例或相等。
[0059] 正常操作范圍是指目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速落入用于相應(yīng)扭矩范圍（或馬達的一個或多個 相位的電流范圍）的合適的操作速度范圍內(nèi)，所述相應(yīng)扭矩范圍與馬達（15,28)上的給定 負載匹配或者是馬達（15,28)上的給定負載所需要的。所述線性方程或二次方程式可表示 特定馬達（15,28)的特性或性能曲線，或者可以代表馬達（15,28)的正常操作范圍的上限 或下限。數(shù)據(jù)存儲裝置59可以存儲以下項目中的一個或多個：（1)就目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和相應(yīng) 的輸入電流（例如，針對給定目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的、到馬達繞組中的一個或多個相位的最大輸 入電流）而言表示特定馬達的性能曲線的線性方程或二次方程，或者目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 之間的關(guān)系曲線，（2)馬達的正常操作范圍的上限或下限，（3)特定的馬達的用于避免過大 電流或電能施加到馬達輸入端或馬達繞組的任何性能曲線或正常操作范圍，（4)目標轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速（X)與電流極限（y)的查找表、關(guān)系數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或用于特定馬達的操作電流范 圍，和（5)用于相應(yīng)馬達的停轉(zhuǎn)極限計數(shù)或持續(xù)計數(shù)閾值。
[0060] 根據(jù)第三示例，第二馬達28控制器16還包括第二速度控制模塊167,第二速度控 制模塊167用于將第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低成與第一馬達減速度乘以在第一時段 和第二時段之間的經(jīng)過時間的乘積加上第二馬達28的先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之和成比例。
[0061] 根據(jù)第四實施例，第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按照下面的公式下降：ω= c^+at，其中α是等于所述第一馬達15減速度的恒定的負角加速度，ω是第二馬達28 的目標角速度，和Oci是先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并且t是第一時段和第二時段之間的經(jīng)過時 間。
[0062] 根據(jù)第五實施例，第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按照下列公式被建模為時間積分 以求出時變角加速度：
[0063] ?(?)二叫+(or(t)cit，其中ω⑴是第二馬達28在時間周期T內(nèi)的一時刻處的目標 角速度，Otl是在T=O時的初始的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，α⑴為是時間的函數(shù)的負角加速度或 減速度，并且等于在相應(yīng)時刻處的第一馬達15減速度的絕對值。
[0064] 圖5的方法類似于圖4的方法，除了圖5的方法還包括步驟S412。圖4和圖5中 的類似參考數(shù)字表示類似的步驟或程序。
[0065] 步驟S412可以與步驟S410同時執(zhí)行或在步驟S410之后執(zhí)行。然而，步驟S412 只有在持續(xù)計數(shù)器（例如，第一持續(xù)計數(shù)器65)中的計數(shù)值超過在步驟S410中的停轉(zhuǎn)極限 計數(shù)時才被執(zhí)行。否則，圖5的方法終止于步驟S410。
[0066] 在步驟S412中，第二數(shù)據(jù)處理器155、第二馬達控制器16或第二速度控制模塊 167將第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低成與所述第一馬達減速度乘以在第一時段和第二 時段之間的經(jīng)過時間的乘積加上第二馬達28的先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之和成比例。
[0067]圖6的方法類似于圖4的方法，除了圖6的方法還包括步驟S414。圖4和圖6中 的相同參考數(shù)字表示相同步驟或程序。
[0068] 步驟S414可以與步驟S414同時執(zhí)行或在步驟S414之后執(zhí)行。然而，然而，步驟 S412只有在持續(xù)計數(shù)器（例如，第一持續(xù)計數(shù)器65)的計數(shù)值超過在步驟S410中的停轉(zhuǎn)極 限計數(shù)或者持續(xù)計數(shù)閾值時才被執(zhí)行。
[0069] 在步驟S414中，第二數(shù)據(jù)處理器155、第二馬達控制器16或第二速度控制模塊 167按照下列公式降低第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：
[0070] ω=CocrHat，其中α是等于所述第一馬達15減速度的恒定的負角加速度，ω是 第二馬達28的目標角速度，和Coci是先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并且t是第一時段和第二時段 之間的經(jīng)過時間。
[0071] 圖7的方法類似于圖4的方法，除了圖7的方法用步驟S416代替步驟S410。圖4 和圖7中的類似參考數(shù)字表示類似的步驟或程序。
[0072] 在步驟S416中，第二數(shù)據(jù)處理器155、第二馬達28控制器16或第二速度控制模塊 167按照下面的公式降低第二馬達28的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：
[0073] _) = ?〇 +( (r(t)dt，其中ω⑴是第二馬達28在時間周期T內(nèi)的一時刻處的目標 角速度，Otl是在T=O時的初始的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，a⑴為是時間的函數(shù)的負角加速度或 減速度，并且等于在相應(yīng)時刻處的第一馬達15減速度的絕對值。
[0074] 圖8的方法類似于圖4的方法，除了圖8的方法用步驟S420代替步驟S404。圖4 和圖7中的類似參考數(shù)字表示類似的步驟或程序。
[0075] 在步驟S420中，如果第一馬達15的第一電流消耗大于最大可允許電流消耗，如果 第二馬達28的第二電流消耗大于最大可允許電流消耗，并且如果觀察轉(zhuǎn)速小于第一馬達 15在第一時段和第二時段內(nèi)的指令轉(zhuǎn)速，則第一數(shù)據(jù)處理器55、第二處理器155或者兩者 確定用于各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的分子差。在步驟S420中，第一比 率由關(guān)于第一馬達15的分子差和公分母形成。例如，第一馬達控制器14或第一數(shù)據(jù)處理 器55由關(guān)于第一馬達15的分子差和公分母形成第一比率。代替地，第一馬達控制器14或 第一數(shù)據(jù)處理器55通過倒置第一比率形成第一比率的倒數(shù)，或以其他方式計算第一比率。
[0076] 可以根據(jù)能夠單獨地或累加地施加的不同的技術(shù)執(zhí)行步驟S420。根據(jù)第一種技 術(shù)，第一速度監(jiān)測器61確定第一馬達15的第一轉(zhuǎn)子或第一軸22的轉(zhuǎn)子觀察轉(zhuǎn)速，第二速 度監(jiān)測器161確定第二馬達28或第二軸34的觀察轉(zhuǎn)速。第一數(shù)據(jù)處理器55、第二數(shù)據(jù)處 理器155或兩者確定用于各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的分子差。第一電 流監(jiān)測器63能夠確定第一馬達15的第一電流消耗，其中第一電流傳感器與一個或多個輸 入相位、至少一個馬達繞組或到第一馬達15的一個或多個輸入相關(guān)聯(lián)（例如，電感耦合）。 第二電流監(jiān)測器163能夠檢測第二馬達28的第二電流消耗，其中第一電流傳感器與一個 或多個輸入相位、至少一個馬達繞組或到第一馬達15的一個或多個輸入相關(guān)聯(lián)（例如，電 感耦合），其中第二電流傳感器與一個或多個輸入的相位、至少一個馬達繞組或到第二馬達 28的一個或多個輸入相關(guān)聯(lián)（例如，電感耦合）。第一數(shù)據(jù)處理器55確定第一馬達15的 第一電流消耗是否大于最大可允許電流消耗。第二數(shù)據(jù)處理器確定第二馬達28的第二電 流消耗是否大于最大可允許電流消耗。如果在估計的時段或多個時段期間存在下列情況的 一個或多個，則第二馬達控制器16或第二速度監(jiān)測器161確定第二馬達28的觀察轉(zhuǎn)速與 第二馬達28的指令轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線：（1)如果第一馬達15的第一電流消耗大于最大 可允許電流消耗，和（2)如果第一轉(zhuǎn)子觀察轉(zhuǎn)速小于用于一組時段（例如，第一時段和第二 時段）的轉(zhuǎn)子指令轉(zhuǎn)速。
[0077] 根據(jù)用于執(zhí)行步驟S420的第二種技術(shù)，如果第一馬達15的第一電流消耗大于最 大可允許電流消耗，如果第二馬達28的第二電流消耗大于最大可允許電流消耗，并且如果 觀察轉(zhuǎn)速小于用于第一時段和第二時段的第一馬達15的指令轉(zhuǎn)速，第二馬達控制器16的 第二數(shù)據(jù)處理器155適于確定用于各自的指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的分 子差。在一個實施例中，第一電流監(jiān)測器63適合于確定第一馬達15的第一電流消耗（例 如，來自與第一馬達輸入端相關(guān)聯(lián)的電流傳感器）。如果第一馬達15和第二馬達28包括共 用平臺內(nèi)的用于切割材料（例如，植物）的部件，則第一馬達15可能經(jīng)受可變負載，這取決 于共用平臺的構(gòu)造或設(shè)計，如第一馬達15驅(qū)動靠近或更接近割草平臺40的排料槽42的第 一刀片24,而第二馬達28驅(qū)動與排料槽42分隔開的第二刀片36。如果第一馬達15經(jīng)受 可變負載，則第一電流監(jiān)測器63適合于確定第一電流消耗是否大于最大可允許電流消耗。 如果第一電流消耗大于最大可允許的電流消耗，則第二電流監(jiān)測器163適于確定第二馬達 28的第二電流消耗以及第一馬達15和第二馬達28中的至少一個的觀察轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速之 間的關(guān)系曲線。
[0078] 圖9的方法類似于圖4的方法，除了圖9的方法還包括步驟S422,S424,S426， S428,S430和S432。圖4和圖9中的類似參考數(shù)字表示類似的步驟或程序。
[0079] 在步驟S422中，第二馬達控制器16或第二數(shù)據(jù)處理器155產(chǎn)生第二馬達28的第 二轉(zhuǎn)子在一系列時段中的第三時段和第四時段內(nèi)的多個指令轉(zhuǎn)速。
[0080] 在步驟S424中，第二速度監(jiān)測器161或第二馬達控制器16檢測第二轉(zhuǎn)子在第三 時段和第四時段內(nèi)多個觀察轉(zhuǎn)速；所述觀察轉(zhuǎn)速的每一個對應(yīng)于相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速。
[0081] 在步驟S426中，第二馬達控制器16或第二數(shù)據(jù)處理器155確定第三時段和第四 時段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)觀察轉(zhuǎn)速之間的第二分子差。第二比率由關(guān)于第二 馬達28的第二分子差和公分母形成。代替地，第二比率倒數(shù)是通過倒置第二比率或其它計 算形成的。
[0082] 在步驟S428中，如果第二比率在該系列時段期間增加（或改變），則第二馬達控制 器16或第二數(shù)據(jù)處理器155使得用于第二馬達28的第二持續(xù)計數(shù)器165遞增。代替地， 如果第二比率的倒數(shù)在該系列時段期間降低，則第二數(shù)據(jù)處理器155或控制器30使第二持 續(xù)計數(shù)器165遞增。
[0083] 在步驟S430中，如果第二持續(xù)計數(shù)器165的計數(shù)超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)或持續(xù)計數(shù)閾 值，則第二馬達控制器16或第二數(shù)據(jù)處理器155估計第二馬達28減速度或第二馬達28的 第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的第二馬達變化率。如果第二持續(xù)計數(shù)器165 (用于第二馬達28)的計數(shù)超 過停轉(zhuǎn)極限值，則過大的計數(shù)指示第二馬達28接近或處于停轉(zhuǎn)模式。此外，第二馬達控制 器16 (例如，通過車輛數(shù)據(jù)總線12)將第二馬達減速度或第二馬達變化率發(fā)送到第一馬達 控制器14。
[0084] 在步驟S432中，第一馬達控制器14基于所估計的第二馬達變化率調(diào)節(jié)（例如，減 速）第一馬達15的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，以跟蹤或匹配第二馬達28的轉(zhuǎn)子觀察轉(zhuǎn)速。
[0085] 該方法和系統(tǒng)非常適用于減小其中一個馬達經(jīng)歷與另一個馬達不同的負載的雙 馬達組件的馬達上的熱和機械應(yīng)力。例如，該系統(tǒng)和方法降低較輕負載馬達的旋轉(zhuǎn)速率以 跟蹤更重負載馬達的旋轉(zhuǎn)速率，以在恢復(fù)時間周期內(nèi)降低在重負載馬達上的負載。通過監(jiān) 測在任何給定時刻處的流入特定馬達的電流和馬達控制器指令轉(zhuǎn)速與實際或觀察轉(zhuǎn)速的 對比，該方法和系統(tǒng)監(jiān)測由連接到相應(yīng)刀片或軸的特定馬達正在經(jīng)歷的狀況。在其中特定 馬達接近停轉(zhuǎn)狀態(tài)或開始停轉(zhuǎn)的時間點處，一個或多個馬達控制器迅速地控制或調(diào)節(jié)馬 達，以清除或防止停轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0086] 如果應(yīng)用到割草平臺，則該方法和系統(tǒng)非常適用于用可操作地連接到割草刀片的 電動馬達（用它們的軸）代替皮帶驅(qū)動的皮帶輪（皮帶輪的軸連接到割草刀片），而在用于 切割致密植物或高的草的性能方面沒有任何降級。
[0087] 已經(jīng)描述了優(yōu)選實施例，但將變得明顯的是，在沒有脫離所附權(quán)利要求限定的本 發(fā)明的精神和范圍可以做出各種修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于控制共用平臺的第一馬達和第二馬達的方法，所述方法包括下述步驟： 產(chǎn)生第一電動馬達的第一轉(zhuǎn)子在一系列時段中的第一時段和第二時段內(nèi)的多個指令 轉(zhuǎn)速； 檢測第一轉(zhuǎn)子在第一時段和第二時段內(nèi)的多個觀察轉(zhuǎn)速，每一個觀察轉(zhuǎn)速對應(yīng)于相應(yīng) 的指令轉(zhuǎn)速； 基于第一時段和第二時段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系確定第一 比率； 如果第一比率在該系列時段期間減小或變化，則使得用于第一馬達的持續(xù)計數(shù)器遞 增； 如果持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則估計第一馬達的第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的第一馬達減速 度或第一馬達變化率；和 如果持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則基于估計的第一馬達變化率調(diào)節(jié)第二馬達的目 標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，以跟蹤第一馬達變化率或第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使得用于第一馬達的持續(xù)計數(shù)器遞增的步驟還包 括在第一比率的倒數(shù)在該系列時段期間增大時使得用于第一馬達的持續(xù)計數(shù)器遞增。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)節(jié)第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的步驟還包括： 將所述目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低到在對應(yīng)的符合相應(yīng)的電流極限的馬達輸入電流處的固定 的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，其中所述目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例或等于第一馬達觀察轉(zhuǎn) 速，并且其中所述馬達輸入電流小于或等于所述電流極限。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)節(jié)第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的步驟還包括： 將第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和電流降低成與第一馬達減速度乘以在第一時段和第二 時段之間的經(jīng)過時間的乘積加上第二馬達的先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之和成比例。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)節(jié)第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的步驟還包括： 按照下列公式減小第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速： O = 0(|+at，其中Ct是第一馬達減速度的恒定的負角加速度或減速度，O是第二馬 達的目標角速度，和是先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并且t是第一時段和第二時段之間的經(jīng)過 時間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按照下面的公式被建模 為時間積分以求出時變角加速度： KO=叫+( ?)氣其中0⑴是第二馬達在時間周期T內(nèi)的一時刻處的目標角速 度，是在t = 〇時的初始的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，a (t)為是時間的函數(shù)的負角加速度或減速 度，并且等于在相應(yīng)時刻處的第一馬達減速度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基于各個指令轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系 確定第一比率的步驟進一步包括： 確定在第一時段和第二時段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的分 子差，確定由關(guān)于第一馬達的分子差和公分母形成的第一比率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中： 如果第一馬達的第一電流消耗大于最大可允許電流消耗，如果第二馬達的第二電流消 耗大于最大可允許電流，并且如果觀察轉(zhuǎn)速小于第一馬達在第一時段和第二時段內(nèi)的指令 轉(zhuǎn)速，則確定各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的分子差。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括下述步驟： 產(chǎn)生第二電動馬達的第二轉(zhuǎn)子在一系列時段中的第三時段和第四時段內(nèi)的多個指令 轉(zhuǎn)速； 檢測第二轉(zhuǎn)子在第三時段和第四時段內(nèi)的多個觀察轉(zhuǎn)速，每一個觀察轉(zhuǎn)速對應(yīng)于相應(yīng) 的指令轉(zhuǎn)速； 確定在第三時段和第四時段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速之間的第 二分子差，確定由關(guān)于第一馬達的第二分子差和公分母形成的第二比率； 如果第二比率在該系列時段期間增加或變化，則使得用于第二馬達的第二持續(xù)計數(shù)器 遞增； 如果第二比率超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)，則估計第二馬達的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的第二馬達減速度 或第二馬達變化率；和 基于估計的第二馬達變化率調(diào)節(jié)或減速第一馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以跟蹤或匹配第二 馬達的轉(zhuǎn)子觀察轉(zhuǎn)速。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括下述步驟： 檢測第一馬達的第一電流消耗，其中第一馬達經(jīng)受可變負載，并且其中第一馬達和第 二馬達包括共用平臺內(nèi)的用于切割材料的部件； 確定第一電流消耗是否大于最大可允許電流消耗； 如果第一電流消耗大于最大可允許電流消耗，則檢測第二馬達的第二電流消耗，以及 第一馬達和第二馬達中的至少一個的觀察轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 檢測第一馬達的第一電流消耗，其中第一馬達經(jīng)受可變負載，并且其中第一馬達和第 二馬達包括共用平臺中的用于切割材料的部件； 確定第一電流消耗是否大于最大可允許電流消耗； 檢測第一馬達的第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子觀察轉(zhuǎn)速； 如果第一電流消耗大于最大可允許電流消耗，并且如果在一組時段內(nèi)第一轉(zhuǎn)子觀察轉(zhuǎn) 速小于轉(zhuǎn)子指令轉(zhuǎn)速，則檢測第二馬達的第二電流消耗、和第二馬達的觀察轉(zhuǎn)速與第二馬 達的指令轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中用于第一馬達的持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限值指 示第一馬達接近或處于停轉(zhuǎn)模式。
13. -種用于控制共用平臺的第一馬達和第二馬達的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 第一馬達； 第二馬達； 第一馬達控制器，用于產(chǎn)生第一電動馬達的第一轉(zhuǎn)子在一系列時段中的第一時段和第 二時段內(nèi)的多個指令轉(zhuǎn)速； 第一速度監(jiān)測器，用于檢測第一轉(zhuǎn)子在第一時段和第二時段內(nèi)的多個觀察轉(zhuǎn)速，每一 個觀察轉(zhuǎn)速對應(yīng)于相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速； 第一持續(xù)計數(shù)器，用于確定在第一時段和第二時段內(nèi)各個指令轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的觀察轉(zhuǎn)速 之間的差，如果該差在該系列時段期間增加，則使得用于第一馬達的持續(xù)計數(shù)器遞增； 第一速度控制模塊，用于在持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)時估計第一馬達的第一轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速的第一馬達變化率；和 第二馬達控制器，用于在持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)時基于估計的第一馬達變化率 調(diào)節(jié)第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或者調(diào)節(jié)第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以跟蹤估計的第一馬達 變化率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中第二馬達控制器還包括第二速度控制模塊，第 二速度控制模塊用于將目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低到在對應(yīng)的符合相應(yīng)電流極限的馬達輸入電流 處的固定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，其中目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一馬達觀察轉(zhuǎn)速成比例或等于第一馬達觀察 轉(zhuǎn)速，并且其中所述馬達輸入電流小于或等于所述電流極限。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中第二馬達控制器還包括第二速度控制模塊，第 二速度控制模塊用于將第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低成與第一馬達減速度乘以在第一時 段和第二時段之間的經(jīng)過時間的乘積加上第二馬達的先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之和成比例。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按照下列公式減?。?? = Coci+at，其中a是等于第一馬達減速度的恒定的負角加速度，《是第二馬達的 目標角速度，以及是先前的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并且t是第一時段和第二時段之間的經(jīng)過時 間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按照下面的公式被建 模為時間積分以求出時變角加速度： 其中0⑴是第二馬達在時間周期T內(nèi)的一時刻處的目標角速 度，是在t = 〇時的初始的第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，a (t)為是時間的函數(shù)的負角加速度或減速 度，并且等于在相應(yīng)時刻處的第一馬達減速度的絕對值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括： 第一馬達和第二馬達，連接到割草平臺，分別用于旋轉(zhuǎn)第一割草刀片和第二割草刀片， 第一割草刀片靠近割草平臺的排料槽定位； 第一電流監(jiān)測器，用于檢測第一馬達的第一電流消耗，其中第一馬達經(jīng)受來自由第一 割草刀片和第二割草刀兩者呈現(xiàn)的切割材料的可變負載； 第一數(shù)據(jù)處理器，用于確定第一電流消耗是否大于最大可允許電流消耗； 第二馬達控制器的第二數(shù)據(jù)處理器，用于在第一電流消耗大于最大可允許電流消耗時 對第二馬達的第二電流消耗以及第二馬達的指令轉(zhuǎn)速與觀察轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系進行采樣。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中： 第二馬達控制器的第二數(shù)據(jù)處理器適于在第一馬達的第一電流消耗大于最大可允許 電流消耗時，在第二馬達的第二電流消耗大于最大可允許電流消耗時，并且在在第一時段 和第二時段內(nèi)第一馬達的觀察轉(zhuǎn)速小于指令轉(zhuǎn)速時，確定各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng)的 觀察轉(zhuǎn)速之間的分子差。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括： 第一電流監(jiān)測器，用于檢測第一馬達的第一電流消耗，其中第一馬達經(jīng)受可變負載，并 且其中第一馬達和第二馬達包括共用平臺內(nèi)的用于切割材料的部件，第一電流監(jiān)測器適于 確定第一電流消耗是否大于最大可允許電流消耗； 第二電流監(jiān)測器，用于在第一電流消耗大于最大可允許電流消耗時檢測第二馬達的第 二電流消耗以及第一馬達和第二馬達中的至少一個的觀察轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲 線。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括： 第一電流監(jiān)測器，用于檢測第一馬達的第一電流消耗，其中第一馬達經(jīng)受可變負載，并 且其中第一馬達和第二馬達包括共用平臺中的用于切割材料的部件，第一電流監(jiān)測器適于 確定第一電流消耗是否大于最大可允許電流消耗； 第一速度監(jiān)測器，用于確定第一馬達的第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子觀察轉(zhuǎn)速； 第二電流監(jiān)測器，用于在第一電流消耗大于最大可允許電流消耗時并且在第一轉(zhuǎn)子觀 察轉(zhuǎn)速小于一組時段內(nèi)的轉(zhuǎn)子指令轉(zhuǎn)速時，檢測第二馬達的第二電流消耗并檢測第二馬達 的觀察轉(zhuǎn)速與第二馬達的指令轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括： 第二馬達控制器，用于產(chǎn)生第二電動馬達的第二轉(zhuǎn)子在一系列時段中的第三時段和第 四時段內(nèi)的多個指令轉(zhuǎn)速； 第二速度監(jiān)測器，用于檢測第二轉(zhuǎn)子在第三時段和第四時段內(nèi)的多個觀察轉(zhuǎn)速，每一 個觀察轉(zhuǎn)速對應(yīng)于相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速； 第二數(shù)據(jù)處理器，用于確定在第三時段和第四時段內(nèi)的各個指令轉(zhuǎn)速的公分母和相應(yīng) 的觀察轉(zhuǎn)速之間的第二分子差，確定由第一馬達的第二分子差和公分母形成的第二比率； 第二持續(xù)計數(shù)器，用于在第二比率在該系列時段期間增加時，使得用于第二馬達的第 二持續(xù)計數(shù)器遞增；和 第二馬達控制器，適于在第二比率超過停轉(zhuǎn)極限計數(shù)時，估計第一馬達的第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速的第一馬達減速度或第一馬達變化率，第二馬達控制器適于基于估計的第一馬達變化率 調(diào)節(jié)第二馬達的目標轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以反作用于或?qū)沟谝获R達變化率。
23. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中用于第一馬達的第一持續(xù)計數(shù)器超過停轉(zhuǎn)極限 值指示第一馬達接近或處于停轉(zhuǎn)模式。
【文檔編號】H02P5/46GK104365007SQ201380023273
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年5月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月1日
【發(fā)明者】特洛伊·W·哈里斯三世, 雅各布·卡拉拉 申請人:迪爾公司