專利名稱：控制電磁阻尼器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制包括電流發(fā)電機(jī)的電；茲阻尼器。
本發(fā)明適用于阻尼器，該阻尼器在受到促動(dòng)時(shí)，能在裝備該阻尼器的車 輛的主傳動(dòng)軸或者輔助傳動(dòng)軸上產(chǎn)生阻滯阻力扭矩。
背景技術(shù)：
這種電磁阻尼器包括耦接到車輛主或輔助傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)軸，以便在其上 施加阻滯阻力扭矩，特別用于協(xié)助車輛制動(dòng)。
這種阻滯效果利用提供有DC電流的場線圏產(chǎn)生，以便在鐵磁性材料制 成的金屬件上形成磁場，從而在該金屬件上出現(xiàn)渦流。
場線圈可以是固定的，從而與至少一個(gè)可動(dòng)的鐵磁性材料金屬件協(xié)作， 該金屬件一般表現(xiàn)為剛性固緊在旋轉(zhuǎn)軸上的盤件。在這種情況下，這些場線圈的取向基本上平行于旋轉(zhuǎn)軸線，并設(shè)置在該 軸線周圍，面對所述盤件，同時(shí)固緊到固定板。向兩個(gè)連續(xù)的場線圈供電， 從而在相反的方向上產(chǎn)生石茲場。
在向所述場線圈供電時(shí)，它們在所述盤件上產(chǎn)生的渦流通過它們的作用 對抗產(chǎn)生渴流的原因，這樣在所述盤件上產(chǎn)生阻力扭矩，并因此在所述旋轉(zhuǎn) 軸上產(chǎn)生阻力扭矩，從而使車輛慢下來。
在該實(shí)施例中，由來自車輛電氣系統(tǒng)的電流，就是說例如來自車輛電池 的電流，給場線圈供電。但是，為了增加阻尼器的性能，必須設(shè)計(jì)補(bǔ)償裝置 、recourse h 其中電流發(fā)電機(jī)整合在所述阻尼器中。
因此，4艮據(jù)從專利文件EP0331559和FR1467310獲悉的其他已知設(shè)計(jì)， 向場線圈供電通過包括初級定子線圏和次級轉(zhuǎn)子線圈的發(fā)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，車輛 系統(tǒng)給所述初級定子線圏供電，而次級轉(zhuǎn)子線圈固定到旋轉(zhuǎn)軸。
所述場線圈固緊到旋轉(zhuǎn)軸，同時(shí)徑向伸出，以便在包圍它們的固定柱狀 套筒(jacket)中產(chǎn)生磁場。
諸如橋式整流器的整流器插置在次級轉(zhuǎn)子繞組以及場線圈之間，同時(shí)由所述旋轉(zhuǎn)軸承載。該整流器將發(fā)電機(jī)次級繞組傳輸?shù)慕涣麟娏鬓D(zhuǎn)換成向場線 圈供電的DC電流。
在旋轉(zhuǎn)軸線周圍連續(xù)的兩個(gè)徑向場線圈產(chǎn)生方向相反的磁場， 一個(gè)產(chǎn)生 取向?yàn)殡x心方向的,茲場，另 一個(gè)產(chǎn)生取向?yàn)橄蛐姆较虻摹菲潏觥?br> 操作中，向初級線圏供電能使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生提供給場線圈的電流，這樣在 固定柱狀套筒中引起渦流，從而在旋轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生阻力扭矩，該阻力扭矩使車 輛慢下來。
為了降低重量并進(jìn)一步提升這種阻尼器的性能，根據(jù)專利文件
EP1527509中所采用的方案，具有優(yōu)勢的是通過倍速器將其耦接到車輛傳動(dòng) 軸。
則較之其所耦接的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速來說，阻尼器軸的轉(zhuǎn)速數(shù)倍增大。這種布 置顯著增強(qiáng)了由發(fā)電機(jī)輸送的電力，因此增強(qiáng)了阻尼器傳輸?shù)膭?dòng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種確定電磁阻尼器初級線圈激勵(lì)電流最大可接受強(qiáng) 度的方法，用于改善該阻尼器的性能和可靠性。
為此，本發(fā)明的目標(biāo)是一種在控制箱中確定需要注入電磁阻尼器初級線 圏的激勵(lì)電流的最大可接受強(qiáng)度的方法，該阻尼器包括旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸承 載次級繞組和由該次級繞組供電的場線圈，所述初級線圈和所述次級繞組形 成發(fā)電機(jī)，該阻尼器包括固定的柱狀套筒，其包圍所述場線圈并且所述場線
圈在其中產(chǎn)生渦流；和用于該套筒的液體冷卻回路，所述方法包括實(shí)時(shí)確定 所述最大可接受強(qiáng)度，以使該最大可接受強(qiáng)度對應(yīng)于柱狀套筒的臨界溫度， 并且在考慮冷卻液體溫度水平的情況下確定該臨界溫度。
考慮冷卻液體溫度能提高所述固定的柱狀套筒的臨界溫度，特別是在冷 卻液體溫度較低時(shí)。套筒臨界溫度提高能相應(yīng)提高激勵(lì)電流強(qiáng)度，從而提高 由阻尼器產(chǎn)生的阻滯扭矩。
本發(fā)明還涉及上述限定的方法，其中冷卻液體溫度對應(yīng)于從位于離開冷 卻回路的出口處的溫度探頭所獲得的測量值。
本發(fā)明還涉及上述限定的方法，包括考慮冷卻液體流速，以確定所述臨 界溫度。
本發(fā)明還涉及上述限定的方法，其中從存儲(chǔ)在所述控制箱中的數(shù)值表在所述控制箱中確定所述可接受的最大強(qiáng)度，所述表包括表示對應(yīng)于不同操作 條件的最大可接受電流的值。
本發(fā)明還涉及如上限定的方法，包括從車輛熱機(jī)速度以及該熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的
水泵諾模圖特性(nomogram characteristic )來確定表示冷卻液體流速的值， 所述水泵導(dǎo)致冷卻液體循環(huán)。
本發(fā)明還涉及上述限定的方法，其中從CAN總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)獲得將熱 機(jī)速度符號化的值。


本發(fā)明將參照附圖更為詳細(xì)地說明，所述附圖以非限制性示例的方式圖
示了本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明適用的電磁阻尼器的局部切開總體圖2是使用本發(fā)明方法的阻尼器的電子部件的示意圖3是表示根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的激勵(lì)電流強(qiáng)度，以獲取流入場線圏的、強(qiáng)
度恒定的電流；
圖4是表示柱狀套筒臨界溫度作為冷卻液體流速的函數(shù)的曲線； 圖5是表示臨界溫度升高量作為冷卻液體溫度的函數(shù)的曲線； 圖6包括兩條曲線，用于冷卻液體的兩個(gè)溫度，表示注入初級線圈的電 流強(qiáng)度作為柱狀套筒溫度的函數(shù)。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，電磁阻尼器1包括形狀基本上為柱狀的主殼體2，該主體殼 體第一端被蓋板3閉合，第二端被耦接件4閉合，所述阻尼器1借助該耦接 件經(jīng)由以6表示的倍速器直接或間接固定到變速箱殼體。
固定的殼體2包圍旋轉(zhuǎn)軸7，該旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)由倍速器6耦接到圖中不可見 的傳動(dòng)軸，諸如通往車輪的主傳動(dòng)軸，或者輔助傳動(dòng)軸，諸如輔助齒輪箱輸 出軸。在對應(yīng)于蓋板3內(nèi)側(cè)的區(qū)域中，設(shè)置電流發(fā)電機(jī)，該電流發(fā)電機(jī)包括 固定的初級線圈或定子初級線圈8,該初級線圈包圍轉(zhuǎn)子次級繞組，所述次 級繞組固緊到旋轉(zhuǎn)軸7。
在圖2中示意性示出了所述次級繞組，由附圖標(biāo)記5表示。這些次級繞 組5在這里包括3個(gè)不同的繞組5A、 5B和5C,以便傳輸三相交流電流，所述三相交流電流的頻率取決于旋轉(zhuǎn)軸7的旋轉(zhuǎn)速度。
形狀基本上為柱狀的內(nèi)套筒9安裝在主殼體2中,徑向略微從主殼體2 外壁隔開，以限定基本上柱狀的中間空間10,該套筒9的冷卻液體在該空間 中循環(huán)。
形狀基本上也為柱狀的所述主殼體設(shè)置有用于將冷卻液體引入空間10 的通道ll;和用于將冷卻流體排出該空間10的通道12。
阻尼器的冷卻回路可以與裝備該阻尼器的車輛熱機(jī)的冷卻回路串聯(lián)連 接。在這種情況下，入口 ll連接到熱機(jī)的出口，而出口 12連接到該回路的 冷卻散熱器的入口。
套筒9包圍若干場線圏13，所述場線圈由剛性固定到旋轉(zhuǎn)軸7的轉(zhuǎn)子 14承載。每個(gè)場線圏13的取向使得產(chǎn)生徑向磁場，同時(shí)基本上具有平行于 軸7延伸的長方形。
以一種已知的方式，套筒9和轉(zhuǎn)子14的主體由鐵^磁性材料制成。這里， 所述殼體可以是基于鋁的可鑄部件，且密封接頭介入所述殼體和套筒9之間， 蓋板3和部件4穿有孔。
通過發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子次級繞組5經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸7承載的橋式整流器向場線圏 13供電。所述橋式整流器可以是圖2中表示為15的橋式整流器，且其包括 六個(gè)二極管15A-15F，將從次級繞組5A-5D引出的三相交流電整流為直流。 該橋式整流器還可以為其他類型，例如由MOSFET型晶體管形成的整流器。
從圖1中看出，承載場線圈13的轉(zhuǎn)子14總體形狀為中空柱狀，借助徑 向臂16連接到旋轉(zhuǎn)軸7。因此，轉(zhuǎn)子14限定了位于軸7周圍的環(huán)形內(nèi)空間， 該內(nèi)空間借助軸向葉片17進(jìn)行通風(fēng)，所述軸向葉片設(shè)置成基本上與蓋板3 和殼體2的結(jié)合部對齊。徑向葉片18設(shè)置在殼體2相對端，以排出由葉片 17引入的空氣。
阻尼器的操作包括將來自車輛電氣系統(tǒng)特別是電池的激勵(lì)電流注入初 級線圈8中，以使所述發(fā)電機(jī)在其次級繞組5處傳輸電流。由發(fā)電機(jī)傳輸?shù)?電流然后供應(yīng)給場線圏13，從而在固定的柱狀套筒9上產(chǎn)生渦電流，以便產(chǎn) 生為車輛提供阻滯效果的阻力扭矩。該激勵(lì)電流借助以下所述的控制箱注入 初級線圈8。
發(fā)電機(jī)次級繞組5傳輸?shù)碾娏Υ笥诠?yīng)給初級線圏8的電力，因?yàn)檫@是 初級線圈8的磁場以及旋轉(zhuǎn)軸做功的結(jié)果。在圖l所示的實(shí)施例中，阻尼器的軸7經(jīng)由倍速器6連接到車輪傳動(dòng)軸，所述倍速器作用在連接到齒輪箱主 軸的齒輪箱輔助軸上。
該阻尼器包括如圖2所示的控制箱19,其例如插置在車輛電源和初級線 圈8之間。在圖2所示的例子中，控制箱19和初級線圈8串聯(lián)安裝在車輛 地線M和車輛電池的供電端Batt之間。從該圖中可以看出，二極管D連接 在初級線圏8端部，從而防止反向電流在初級線圏中循環(huán)。
阻尼器的控制箱19是電子箱，包括例如工作在5V的ASIC型邏輯電路 和/或能管理高強(qiáng)度電流的功率控制電路。
控制箱19包括輸入端，其能接收表示要求阻尼器所產(chǎn)生阻力扭矩水平 的控制信號，用于所述阻尼器?？刂葡?9實(shí)時(shí)控制注入初級線圏8的電流 可接受的最大強(qiáng)度Im。接著從該最大強(qiáng)度Im和所述控制信號代表的值限定 激勵(lì)電流的強(qiáng)度水平Ie。
在控制箱19中從用Tr表示的出口 12處冷卻流體溫度以及用D表示的 冷卻液體流速的測量值和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)確定注入初級線圈的激勵(lì)電流Ie的最大 可接受強(qiáng)度Im。
強(qiáng)度Im是這樣的閾值，超過該閾值時(shí)，柱狀套筒9的溫度將會(huì)太高， 并且即使所述回路能排出由該套筒中的渦流產(chǎn)生的熱輸出，也會(huì)導(dǎo)致冷卻液 體開始沸騰。
如果套筒溫度超過臨界溫度Tc,則冷卻液體開始沸騰，這將迅速導(dǎo)致電 磁阻尼器損壞。
柱狀套筒的溫度主要取決于流入柱狀套筒9的渦流強(qiáng)度。這直接關(guān)系到 流入場線圈13中、表示為If的電流強(qiáng)度。該電流If本身的強(qiáng)度取決于旋轉(zhuǎn) 軸7的轉(zhuǎn)速Na和激勵(lì)電流Ie的強(qiáng)度。換句話說，對于流入場線圈13的恒 定電流強(qiáng)度If而言，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸7的轉(zhuǎn)速Na升高時(shí)，注入初級線圏8的激勵(lì) 電流Ie必須下降，如圖3示意性示出。
旋轉(zhuǎn)軸7的轉(zhuǎn)速Na可以來自裝備在阻尼器中的轉(zhuǎn)速傳感器，或從箱19 所連接的車輛的CAN總線上的可用數(shù)據(jù)推算出來。在這種情況下，倍速因 子6存儲(chǔ)在控制箱19中，以便能從CAN總線的數(shù)據(jù)確定速度Na。
圖4是表示對于冷卻液體溫度Tr等于105。時(shí)，臨界溫度Tc(105。) 作為冷卻液體流速D的函數(shù)的曲線。如曲線所示，流速D越高，臨界溫度 Tc可以越高。冷卻液體流速D取決于車輛熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵的轉(zhuǎn)速，該水泵導(dǎo)致冷卻液 體循環(huán)。該流速來自于表示為Nt的熱機(jī)轉(zhuǎn)速以及表示該泵特性的諾模圖。
具有優(yōu)勢的是，控制箱19從CAN總線上獲取轉(zhuǎn)速Nt,以便從存儲(chǔ)在控制 箱19中的諾模圖確定流速D。
臨界溫度Tc實(shí)際上還取決于冷卻液體溫度Tr:冷卻液體的溫度Tr越低， 該臨界溫度可以越高，并且這不會(huì)存在導(dǎo)致冷卻液體開始沸騰的風(fēng)險(xiǎn)。
圖5是表示適用于圖4曲線的溫度Tc ( 105° )的校正值C(Tr)，以便 考慮離開冷卻回路的出口 12處的冷卻液體溫度Tr。 /人該曲線可以看出，當(dāng) 溫度Tr等于85度時(shí)，從圖4中的曲線獲得的臨界溫度Tc可以增加45度。 當(dāng)Tr大于或等于105度時(shí)，需要施加的校正值C (Tr)為0。
使用圖4和5的曲線所示的數(shù)據(jù)能以流速D的函數(shù)，就是說，以熱機(jī)轉(zhuǎn) 速Nt和離開冷卻回路的出口 12處的冷卻液體溫度Tr的函數(shù)，來確定臨界 溫度Tc。
為此，對應(yīng)于圖4和5的曲線的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制箱中，確定Tc包 括首先在第一個(gè)表中讀取流速D或者熱機(jī)轉(zhuǎn)速Nt、 105度時(shí)的臨界溫度Tc (105。)。接著，在另一個(gè)對應(yīng)于圖5的數(shù)據(jù)表中讀取需要施加的校正值C (Tr)，并將其增加到溫度Tc ( 105。)上。因此，Tc=Tc(105° ) +C ( Tr )。 確定最大可接受強(qiáng)度Im包括首先確定流入場線圏的電流If的閾值，超 過該閾值時(shí)，If引發(fā)的渦流產(chǎn)生的熱輸出將導(dǎo)致柱狀套筒9的溫度升高到超 過臨界溫度Tc。
從流入場線圈的電流If的閾值，以及旋轉(zhuǎn)軸7的轉(zhuǎn)速Na,在另一個(gè)數(shù) 據(jù)表中讀取激勵(lì)電流的最大強(qiáng)度Im。該另一個(gè)數(shù)據(jù)表表示電流If作為激勵(lì) 電流Ie和旋轉(zhuǎn)軸7的轉(zhuǎn)速Na的函數(shù)。
在最理想的情況下，校正值C (Tr)能將柱狀套筒的操作溫度另外提高 40度。這種溫度提高允許顯著提高注入的電流的強(qiáng)度Im，因此顯著提高阻 尼器所能提供的阻滯扭矩。
圖6是給出激勵(lì)電流最大可接受強(qiáng)度作為套筒溫度的函數(shù)的曲線。在冷 卻液體溫度Tr為105度的情況下，最大可接受強(qiáng)度通過標(biāo)注為Im ( 105° ) 的曲線示出，并以另一條標(biāo)注為Im(85° )的曲線表示冷卻液體溫度等于 85度時(shí)的最大可接受強(qiáng)度，這樣能將臨界溫度Tc提高40度。
臨界溫度Tc提高40度可以對應(yīng)于最大強(qiáng)度至多提高75%。在上述實(shí)施例中，數(shù)據(jù)以獨(dú)立的數(shù)據(jù)表形式存儲(chǔ)，但是這些數(shù)據(jù)也可以 以一個(gè)或多個(gè)二維動(dòng)態(tài)表的形式存儲(chǔ)在控制箱19中。
這樣有利于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的控制方法，同時(shí)提供靈活性，能適用不同的使 用場合。
權(quán)利要求
1.一種在控制箱中確定需要注入電磁阻尼器(1)的初級線圈(8)的激勵(lì)電流(Ie)最大可接受強(qiáng)度(Im)的方法，該阻尼器包括旋轉(zhuǎn)軸(7)，該旋轉(zhuǎn)軸承載次級繞組(5)和由該次級繞組(5)供電的場線圈(13)，所述初級線圈(8)和所述次級繞組(5)形成發(fā)電機(jī)，該阻尼器(1)包括固定的柱狀套筒(9)，其包圍所述場線圈(13)并且所述場線圈在其中產(chǎn)生渦流；和用于該套筒的液體冷卻回路，所述方法包括實(shí)時(shí)確定所述最大可接受強(qiáng)度(Im)，以使該最大可接受強(qiáng)度對應(yīng)于柱狀套筒(9)的臨界溫度(Tc)，并且在考慮冷卻液體溫度水平(Tr)的情況下確定該臨界溫度(Tc)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，冷卻液體溫度(Tr)對應(yīng) 于從位于離開冷卻回路的出口 (12)處的溫度探頭所獲得的測量值。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，包括考慮冷卻液體流速(D)，以確 定所述臨界溫度(Tc)。
4. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從存儲(chǔ)在所述控 制箱(19)中的數(shù)值表在所述控制箱(19)中確定所述可接受的最大強(qiáng)度， 所述表包括表示對應(yīng)于不同操作條件的最大可接受電流(Im)的值。
5. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括從車輛熱機(jī) 速度(Nt)以及該熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵諾模圖特性來確定表示冷卻液體流速(D ) 的值，所述水泵導(dǎo)致冷卻液體循環(huán)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，從CAN總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)獲 得將熱機(jī)速度符號化的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制電磁阻尼器的方法，所述阻尼器包括電流發(fā)電機(jī)，其中注入激勵(lì)電流。本發(fā)明的方法包括確定需要注入該阻尼器定子初級線圈的激勵(lì)電流的最大可允許強(qiáng)度(Im)，所述阻尼器包括軸，該軸承載次級繞組和由所述次級繞組供電的場線圈，所述初級線圈和所述次級繞組形成所述發(fā)電機(jī)。所述阻尼器包括套筒，場線圈在其中產(chǎn)生法拉第電流；和用于所述套筒的液體冷卻回路。更具體地說，本發(fā)明包括實(shí)時(shí)確定所述最大可允許強(qiáng)度，以使達(dá)到所述柱狀套筒的臨界溫度，并在考慮冷卻液溫度值的情況下確定所述臨界溫度。本發(fā)明適用于用在車輛諸如重型車輛中的阻尼器。
文檔編號H02P15/00GK101322308SQ200680045569
公開日2008年12月10日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者布魯諾·德西里爾, 斯蒂法尼·黑利, 瑟奇·紐威爾多米 申請人:特爾馬公司