控制电磁减速器的方法和包括减速器和控制单元的系统
专利汇可以提供控制电磁减速器的方法和包括减速器和控制单元的系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种根据控制单元控制电磁减速器的方法，所述减速器包括发 电机 。本发明方法用于确定注入所述减速器的发电机的主线圈的激励 电流 强度，所述减速器包括承载发电机的副绕组和由所述副绕组供给的场线圈的旋 转轴 。所述 旋转轴 的旋转速度被考虑在内以便如果轴的转速较高则选择较低的强度。本发明适用于用于重型车辆，比如 卡车 的电磁减速器的应用。，下面是控制电磁减速器的方法和包括减速器和控制单元的系统专利的具体信息内容。
1.一种用控制盒(19)控制减速器(1)以便确定注入减速器(1)的发 电机的主线圈(8)的激励电流强度的方法，该减速器包括旋转轴(7)，该 旋转轴承载所述发电机的副绕组(5)和由这些副绕组(5)供给的场线圈(13)， 所述方法的特征在于：其包括将所述旋转轴(7)的旋转速度考虑在内以便 选择激励电流，所述旋转轴(7)的旋转速度越大，该激励电流越小。
2.如权利要求1所述的方法，包括在所述的旋转速度下选择所述发电机 输送的电流强度，低于场线圈的最大可接受电功率的电功率。
3.如权利要求2所述的方法，包括选择比最大可接受强度小的强度，该 最大可接受强度取决于所述轴(7)的旋转速度并对应于所述场线圈(13) 的最大可接受电功率。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述场线圈(13)的最大可接受 电功率或者最大可接受强度取决于表示所述减速器(10)的热状态的至少一 个温度值。
5.如权利要求3所述的方法，包括将所述减速器的控制信号考虑在内， 以便选择强度，该强度与根据对应于所述减速器的控制信号的比例系数的最 大可接受强度成比例。
6.一种包括电磁减速器的系统，所述减速器包括承载发电机的副绕组 (5)和由所述发电机的副绕组(5)供给的场线圈(13)的旋转轴(7)；装 有该发电机的主线圈(8)的定子；用于检测所述旋转轴(7)的旋转速度的 传感器以及连接到速度传感器和/或连接到温度传感器的控制盒(19)以便将 所述旋转轴(7)的旋转速度考虑在内，从而选择激励电流强度，所述轴(7) 的旋转速度越高，该激励电流强度越小。
7.如权利要求6所述的系统，包括至少一个输送代表所述减速器的热状 态的温度传感器。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述控制盒(19)连接到所述温度传 感器。
技术领域
本发明涉及一种控制包括电流发电机的电磁减速器的方法。本发明还涉 及一种包括这种电磁减速器及其控制盒的系统。
本发明适用于一种减速器，该减速器在致动时能够在装有该减速器的车 辆的主或者副传动轴上产生减速抵抗力矩。
背景技术
所述减速用带有DC电流的磁场线圈产生以便在用铁磁性材料制成的金 属片中产生磁场，从而在该金属片中出现涡流。
所述场线圈可以固定以便与至少一个由可移动铁素体材料制成的金属 片配合，所述材料刚性固定到旋转轴的盘状大体外形。
在这种情况下，这些磁场线圈一般取向为与旋转轴平行并设置为围绕该 轴、面对磁盘、同时被固定到固定板。两个连续磁场线圈供应电流以便在相 反的方向产生磁场。
当这些磁场线圈被供给电流时，他们在圆盘中通过它们的效应所产生的 涡流与引起他们发生的原因相反，所述效应在该圆盘上产生抵抗力矩并因此 在所述旋转轴上产生抵抗力矩以便使车辆减速。
在整个实施例中，所述场线圈通过来自所述车辆的电气系统的电流供 电，也就是说，例如来自车辆的电池。然而，为了提高所述减速器的性能， 求助是一种必须的设计，在该设计中电流发电机被集成到所述减速器中。
因此，根据从专利文献EP0331559和FR1467310已知的另一种设计， 供给到所述场线圈的电力由包括由车辆系统供电的主定子线圈提供，而副转 子线圈固定到所述旋转轴。
所述场线圈随后固定到所述旋转轴同时被径向凸出，以便他们与所述旋 转轴一起转动从而在围绕他们的固定圆柱形外壳中产生磁场。
整流器，比如二极管电桥插在所述发电机的副转子绕组和场线圈之间， 以便将由所述发电机的副绕组输出的交流电转换为公给到所述场线圈的直 流(DC)电流。
连续环绕所述旋转轴的两个径向场线圈在相对的方向产生磁场，一个产 生离心取向的磁场，而另一个产生向心取向的磁场。
在运行中，供给给所述主线圈的电力使得发电机产生到所述场线圈的供 电电流，该电流在固定圆柱形外壳中产生涡流以便在所述旋转轴上产生抵抗 力矩，所述力矩减小了车辆的速度。
为了减小种粮并进一步增大这种减速器的性能，根据专利文献 EP1527509中所采用的方案，将该减速器通过速度放大器连接到所述车辆的 传动轴是有利的。
所述减速器的旋转速度随后与其所连接的传动轴的速度相比被放大。这 种布置显著的减少了所述发电机传输的电功率以及所述减速器的功率。
发明内容
为了这个目的，本发明的目标是根据控制盒控制减速器的方法，为了确 定注入减速发电机的主线圈中的激励电流强度，该减速器包括承载所述发电 机的副绕组和由这些副绕组供应的场线圈的旋转轴，其特征在于，所述方法 包括将旋转轴的旋转速度考虑在内，以便选择激励电流强度，所述旋转轴的 旋转速度越高，该激励电流强度越低。
该强度可以因此根据与最大可接受曲线对应的图表在所述控制盒中确 定，所述曲线取决于所述旋转轴的旋转速度，该曲线是下降的。
在所述旋转轴高速旋转的情况下，注入所述主线圈的激励电流的强度因 此减小，从而防止所述场线圈和/或所述发电机的副绕组的退化。
在旋转轴具有低速度时，具有高强度的电流可以注入所述主线圈以便增 大由所述减速器施加的抵抗力矩，而不会有损坏场线圈的危险。
本发明也涉及一种如上所述的方法，包括选择强度，对于该强度，在所 述的旋转速度下，所述发电机输送的电功率比所述场线圈可接受的最大电功 率低。
本发明还涉及一种如上所述的方法，包括选择比最大可接受强度小的强 度，所述最大可接受强度取决于所述轴的旋转速度并对应于所述场线圈的最 大可接受电功率。
本发明还涉及一种如上所述的方法，其中所述场线圈的最大可接受电功 率或者最大可接受强度取决于表示所述减速器的热状态的至少一个温度值。
本发明还涉及一种如上所述的方法，包括将用于所述减速器的控制信号 考虑在内，以便根据与所述减速器控制信号对应的比例系数选择与所述最大 可接受强度成比例的强度。
本发明还涉及一种包括电磁减速器的系统，所述减速器包括承载电流发 电机的副绕组和由该发电机的副绕组供应的场线圈的旋转轴；装有发电机主 线圈的定子；用于探测所述旋转轴转速的传感器和控制盒，该控制盒连接到 该速度传感器和/或用于将所述旋转轴的旋转速度考虑在内的温度探测器以 便选择激励电流强度，所述轴的旋转速度越高，该激励电流强度越低。
本发明还涉及一种如上所述的系统，包括至少一个传送代表所述减速器 的热状态信号的温度探测器。
本发明还涉及一种如上所述的系统，其中所述控制盒连接到所述温度探 测器。
附图说明
现在将更详细的并参照附图对本发明进行说明，所述附图通过非限制的 例子示出了一个实施例。
图1是本发明所应用的电磁减速器局部切除的全景图；
图2是根据本发明的减速器的电气组件的示意图；
图3是表示作为所述旋转轴的旋转速度的函数的最大可接受强度曲线。
具体实施方式
被固定的该主外壳2封闭连接到在图中不可见的传动轴的旋转轴7，比 如到车辆轮子的主传动轴，或者通过所述倍速器6的副齿轮箱输出轴。在与 盖子3内部相对应的区域中设置有电流发电机，该电流发电机包括固定的或 者围绕转子副绕组的定子主线圈8，该电流发电机固定到所述旋转轴7。
这些副绕组在图2中用符号表示，被标为附图标记5。这些副绕组5在 这里包括三个不同的绕组5a、5b、和5c以便传送频率取决于所述旋转轴7 的旋转速度的三相交流电。
总体为圆柱形的内壳9安装在所述主外壳2中，并稍微与该主外壳2的 外壁径向隔开，以便限定基本为圆柱形的中间空间10，内壳9的冷却液循环 在其中。
总体上也为圆柱形的该主外壳设置有用于允许冷却液进入空间10的通 道11和用于将冷却液排出该空间10的通道12。
内壳9围绕若干场线圈13，所述场线圈由刚性安装到所述旋转轴7的转 子14承载。每个场线圈13取向为使得产生径向磁场，同时整体上具有平行 于轴7延伸的长方形形状。
在已知的方式中，所述转子14的内壳9和主体用铁素体材料制成。这 里所述外壳是铝基可铸件并且密封接头插入所述外壳和内壳9之间，盖子3 和件4被穿透。
场线圈13由发电机的转子副绕组5通过由所述旋转轴7承载的桥式整 流器供电。该桥式整流器可以是图2中标记为15桥式整流器并且其包括六 个二极管15A-15F，以便将来自副绕组5A-5D的三相交流电整流为直流 电。该桥式整流器也可以是不同的类型，例如由MOSFET型的晶体管形成。
如可以在图1中看出，承载场线圈13的所述转子14总体形状为通过径 向臂16连接到所述旋转轴7的空心圆柱形。该转子14因此限定了围绕所述 旋转轴7的环形内部空间，该内部空间由位于基本与具有外壳2的盖子3的 接合处排齐的轴向风扇17通风。径向风扇18或挡板位于所述外壳2的相对 端以便排放由风扇17产生的空气。
减速器上的作用包括给主线圈8提供来自所述车辆的电气系统，特别是 来自电池的激励电流，使得所述发电机在其副绕组5输送电流。由发电机输 出的电流随后供给到场线圈13以便产生为车辆提供减速的抵抗力矩。所述 激励电流利用下面所述的控制盒被注入主线圈8。
由发电机的副绕组5输送的电力大于供应到所述主线圈8的电力，因为 这是主线圈8的磁场和由所述旋转轴供应的功的结果。在图1中的实施例中， 所述减速器的轴7通过作用在所述齿轮箱的副轴上的倍速器6连接到车辆轮 子的传动轴。
该减速器属于包括图2中所示的控制盒19的系统，所述控制盒例如介 于车辆的电源和主线圈8之间。在图2中的例子中，所述控制盒19和主线 圈8串联安装在车辆的质量M和车辆电池的电源之间。如可以从该图中看 出，二极管D安装在主线圈8的端子，从而防止主线圈中的反向电流流动。
所述控制盒19包括能够接收用于减速期的控制信号的输入端，该信号 代表所述减速器所需的减速力矩指标。
该输入端可以连接到杠杆或者用于通过车辆的驱动器直接致动的类似 物以便作用于所述减速器上。该杠杆例如能够在两个极限位置，即与所需最 大抵抗力矩相对应的最大位置和减速器不起作用的最小位置之间逐渐移动。
当所述驱动器将该杠杆设置在中间位置时，所述减速器由盒19控制以 便与可提供的最大减速力矩相比在所述旋转轴7上施加与杠杆的位置成比例 的抵抗力矩。换言之，所述控制盒的输入端接收与介于零到百分之百之间相 对应的控制信号。
该输入端也可以连接到自主确定用于减速器的控制信号的制动控制盒。 该制动控制盒随后连接到适用于所述驱动器的一个或多个制动启动器。在这 种情况下，所述驱动器不直接作用在所述减速器上而是所述制动控制盒利用 不同的参数控制所述减速器和车辆的常规制动。
所述减速器的控制盒19是电子盒，该电子盒包括比如以5V工作的ASIC 型的逻辑电路和/或能够控制高强度电流的电源控制电路。
当接收到与非零值相对应的控制信号时，所述控制盒19考虑所述旋转 轴7的旋转速度而确定用于主线圈8的激励电流强度，并利用其电源电路将 电流注入主线圈8。
所述旋转轴7的旋转速度来自例如装有所述减速器并连接到所述控制盒 的旋转速度传感器。但是，所述控制盒19也可以连接到CAN数据总线以便 在该总线上恢复表示终端发动机的旋转速度的值。所述速度放大系数然后被 储存到控制盒19中以允许用CAN总线的数据确定所述旋转轴7的旋转速 度。
所述主线圈8的激励电流的强度在控制盒19中确定以便发电机根据与 所述控制信号相对应的比例系数对于所述的轴7的旋转速度输出具有与场线 圈13可接受的最大电功率成比例的电流供应。
这使得所述减速器能够根据与所述控制信号相对应的比例系数对所述 轴7施加具有与可达到的最大力矩成比例的幅度的抵抗力矩。
应当注意到，对于相同的激励电流值，由所述发电机输出的功率随着所 述轴7的旋转速度增加。因此，对于所述轴7的不同旋转速度，为了获得由 所述发电机输出的电功率的恒定值，当所述轴7的速度增大时所述激励电流 必须减小。
这使得对于所述场线圈13能够限定可接受的特定的最大电功率，曲线C 表示主线圈8中根据所述旋转轴7的旋转速度的最大可接受强度，其与图3 中的曲线相对应。
如可以从该图中看出，所述最大可接受强度遵循具有水平渐近线的下降 曲线。所述曲线C从对于1500rev/min的转速的50安的值开始并减小以接近 等于大约25安的渐进值。
因此施加到所述主线圈8的激励电流强度大于由曲线C所给定的电流会 存在损坏场线圈13和/或所述发电机的副绕组5的危险。位于该曲线C之下 的强度与所述减速器的安全工作相对应，也就是说，没有损坏场线圈和/或所 述发电机的副绕组5的危险。
图3中的所述曲线C有利地储存在所述控制盒中。因此所述激励电流强 度可以在所述控制盒中通过对于所述轴7的电流旋转速度确定，由曲线C给 定的强度值确定，并对该强度值施加与所述控制信号相对应的比例系数。
例如，在所述轴7的旋转速度等于3500rev/min(转/每分钟)的情况下， 最大可接受强度等于30安，而如果用于所述减速器的控制信号代表可提供 的最大力矩的百分之十五的需要，所选择的强度值随后是15安。
图3中的曲线与受压二十分钟，然后在接下来的二十分钟不再受压的减 速器相对应。该应力循环与场线圈13的特定温度范围相对应，即这些场线 圈13可接受的特定最大电功率。
如果所述减速器的应力循环比图3受到的抑制小，即如果所述减速器被 更少的挤压并且因此更良好的冷却，所述场线圈13的温度更低，因此他们 可以比图3中的情况承受更高的电功率，因此所述曲线C的值更高。
因此，在与所述减速器运行十分钟后又空转二十分钟相对应的情况下， 曲线C的最大可接受强度值可以乘以二，这使得可以相应地增大制动力矩。
因此，所述控制盒优选地在存储数据中包括若干代表诸如C曲线的曲 线，每个对应于所述减速器的热状态，该热状态例如可以由一个或者多个装 有所述减速器的温度传感器确定。
在这种情况下，所述激励电流的强度也通过考虑所述减速器的热状态而 在所述控制盒中被确定下来从而进一步提高其性能，特别是根据其受压的方 式提高性能。
与若干曲线，比如图3中的曲线相对应的数据可以存储在所述控制盒19 中。每个曲线然后与所述减速器的热状态相对应，即，例如与表示所述减速 器的热状态的温度值的范围相对应。
例如，该温度来自一个或者多个装有所述减速器的热传感器。
对所述强度的选择随后包括基于所述减速器的热状态确定将要考虑的 曲线，以及确定所述激励电流的强度，如上所述。
代表若干曲线，比如曲线C的数据可以储存在所述盒中，或者以数字表 格的形式，或者以具有若干变量的函数形式，这些变量包括所述轴7的速度 和温度或者表示所述减速器的状态的温度。
本发明因此可以改善所述电磁减速器的性能和可靠性。可以对所述电磁 减速器进行控制从而在任何情况下，尽可能产生高的抵抗力矩，同时确保所 述场线圈不会超过其能力受载。
自然地，本发明不限于所描述的示例性实施例。特别的，所述发电机的 相数取决于应用场合，在一个变体中该数字大于三。
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