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一種電磁轉差離合器斷電保護與故障提示系統及方法(二)

發表時間:2016年11月27日【

 

附圖說明:圖1為一電磁轉差離合器斷電保護與提示系統的結構示意圖;圖2為一電磁轉差離合器斷電保護與提示系統指示器示意圖;圖3為一電磁轉差離合器斷電保護與提示系統作流程圖。圖中:1.指示器;2.Ecu;3.車載蓄電池;4.第一二極管;5.第一電流傳感器;6.第一電子開關;7.第二電流傳感器;8.第二二極管;9.第三電流傳感器;10.蓄電池;11.電磁轉差離合器(Esc);12.第二電子開關。
 
具體實施方式:下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明,但本發明的保護範圍并不限于此。
本發明的具體思路為:在正常行駛工況下,在必要時通過安全電路的通路,保證電磁轉差離合器(Esc)在外接電路故障,産生供電不足,造成勵磁線圈電流過低,使Esc中磁場相對較弱,從而無法驅動 Esc從動部分轉動這一故障情況下,保證系統能夠正常作,避免因轉向助力突然消失造成的駕駛安全隐患;并通過安裝在駕駛室内的提示裝置顯示故障部位,簡化故障排查程序,縮短檢修時間。
Esc作為本E-EcHPs轉向助力系統的動力元件,承擔傳遞轉矩的作用。Esc的工作原理是電磁感應,工作時,Esc從動部件磁極通入勵磁電流,産生恒定磁場,當Esc主動部分電樞由發動機帶動旋轉,電樞切割磁感線,電樞中産生感應電動勢和感應電流,産生的感應電流與勵磁繞組産生的恒定磁場相互作用,産生電磁轉矩,從而帶動從動部分轉動。正由于Esc這一工作性,當外接供電電路出現故障,導緻外接供電電路無法提供電流産生勵磁磁場時, Esc将無法傳遞轉矩,整個助力系統會立刻失去作用,而變為純機械式轉向。本系統Esc采用外接電路供電形式。
如圖1所示,一種電磁轉差離合器斷電保護與故障提示系統,包括外部供電電路、安全電路、緊急電路、第一電子開關6、Ecu2、指示器1,第一電子開關6與電磁轉差離合器11的勵磁統連接;安全電路由蓄電池10、第三電流傳感器9、第二二極管8依次串聯而成;緊急電路由第二電子開關12和第二電流傳感器7依次串聯而成,安全電路和緊急電路并聯在電磁轉差離合器11的三相回收電路與第一電子開關6之間;外部供電電路由第一二極管4、車載蓄電池3和第一電流傳感器5依次串聯而成,第一二極管4與第三電流傳感器9連接,第一電流傳感器5與電磁轉差離合器11的勵磁統組連接;
Ecu2包括外接供電電路電流信号輸入端、緊急電路電流信号輸入端、安全電路電流信号輸入端和故障信号輸出端;第一電流傳感器5、第二電流傳感器7、第三電流傳感器9 分别與外接供電電路電流信号輸入端、緊急電路電流信号輸入端、安全電路電流信号輸入端連接,故障信号輸出端連接指示器1。進一步的,第一電子開關6和第二電子開關12均采用電磁繼電器,第一電子開關6的電磁繼電器與外部供電電路連接,第二電子開關12的電磁繼電器與安全電路連接。指示器1發光二極管并安裝在駕駛室内,第一電流傳感器5、第二電流傳感器7、第三電流傳感器9采用霍爾式電流傳感器。
Ecu2作為汽車中常用的電子控制單元,可以很方便快捷的獲得和處理所需信号,并将這些信号傳遞出去。電子開關,采用電磁繼電器,電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵和動、靜觸點組成,實際應廣泛。電流傳感器實時向Ecu2傳遞線路上的電流數值。指示器1用以在故障情況下,根據 Ecu2傳遞的故障信号,顯示是否故障和故障類型,本發明所用指示器1采用簡單的發光二極管作為提示形式,Ecu2主控芯片選擇飛思卡爾公司的K60N512芯片。
根據本發明所用 ESC11的設計,當勵磁電流I< 3A時,它的從動部分即無法克服外部載荷力,從而無法轉動、無法傳遞力矩,導緻系統失效。所以勵磁電路電流應始終保持大于等于3A 的基礎之上,才能保證系統的正常運行。
電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵和動、靜觸點組成當電磁鐵通電,産生磁力,吸引銜鐵,使觸點克服彈簧力移動,從而使繼電器閉合或斷開。第一電子開關6和第二電子開關12采用電磁繼電器第一電子開關6的電磁鐵與外部供電電路相連,當外部供電電路的電流<3A時,第一電子開關6的電磁鐵吸力不足以使銜鐵克服彈簧力,繼電器閉合,即第一電子開關6閉合,安全電路通路,第二電子開關12的電磁鐵與安全電路相連,當安全電路的電流<3A時,第二電子開關12的電磁鐵吸力不足以使銜鐵克服彈簧力,繼電器閉合,即第二電子開關12閉合,緊急電路通路。
在外接電路出現故障,造成Esc轉子勵磁電路電流過小,産生的磁場強度不夠,導緻Esc11從動部分無法克服轉向泵阻力傳遞轉矩。而此時,第一電子開關6因為外接供電電路電流< 3A而閉合,安全電路通路, Esc 11回收的轉差電流從蓄電池10經過第三電流傳感器9和第二二極管8直接流向勵磁繞電路。此時,系統由蓄電池10供電,在一定時間内保證了勵磁電路電流I≥3A,系統能夠在此時間内保持正常運行。而如果安全電路電流同樣<3A,由安全電路電流控制的第二電子開關12閉合,使緊急電路通路,将Esc三相電回收電路回收的電流直接供給勵磁繞組,保證了系統在緊急情況下的運行。
當第一電流傳感器5産生電流信号,傳遞給Ecu2,Ecu2讀取信号,産生系統故障信号傳遞給安裝在駕駛室的指示器1,指示器1故障燈開啟。此時,Ecu2接收第二電流傳感器9信号,并進行判斷,當 Ecu2發現此信号低于預設電流3A時,Ecu2發出蓄電池10故障信号,并顯示在指示器1上,而如果此時第三電流傳感器8信号同樣<3A, Ecu2發出系統失效信号,顯示在指示器1。
Ecu2采用型芯片,用于控制并計外設單元器件的數據信息。 Ecu2事先輸入系統的數據包括:①外接供電電路電流信号Ip< 3A 0r Ip≥3A;②蓄電池電路電流信号Id≥3A 0r Id<3A;③緊急電路電流信号Ie= 0 0r Ie≠0;④指示器1三個指示燈開啟信号1和關閉信号0。
第一電流傳感器5、第二電流傳感器7、第三電流傳感器9采用閉環式霍爾式電流傳感器,其工作原理為:當原邊電流IP産生的磁通通過磁芯集中在磁路中,霍爾器件固定在氣隙中檢測磁通,過統在磁芯的多匝線圈輸出反向的補償電流,用于抵消原邊電流(IP) 産生的磁通,使得磁路中磁通始終保持為零。霍爾器件和輔助電路産生的副邊補償電流準确反映了原邊電流的大小。經過特殊電路的處理,傳感器的輸出端能夠輸出精确反映原邊電流的電流變化。
第一電子開關6和第二電子開關12采用電磁繼電器。電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵和動、靜觸點組成。當電磁鐵通電,産生磁力,吸引銜鐵,使觸點克服彈簧力移動,從而使繼電器閉合或斷開。第一電子開關6電磁鐵通與外接供電電路相連,第二電子開關12電磁鐵與安全電路相連,當電子開關所通電流< 3A時,電磁鐵吸力不足以使銜鐵克服彈簧力,繼電器閉合,從而使相應電路通路。第一二極管4、第二二極管7,因其單向性,使得所處電路電流單向流動,在線路短路和蓄電池的逆向放電時保護整個電路安全。
如圖3所示,電磁轉差離合器斷電保護與提示系統的具體工作步驟如下:
驟1,Ecu2接收外部供電電路第一電流傳感器5的信号;
驟2,當外部供電電路電流<3A時,第一電子開關6的電磁繼電器閉合,即第一電子開關6閉合,安全電路通路,蓄電池10經第二二極管8、第一電子開關6對勵磁繞組供電;同時,Ecu2經判斷得出電磁轉差離合器11斷電信号,傳遞給指示器1,指示器1發出警告,提示電磁轉差離合器11外部供電電路故障;
驟3,Ecu2接收安全電路第三電流傳感器9的信号,當安全電路第三電流傳感器9發出電流≥3A的信号時,判斷蓄電池10正常供電;當安全電路電流<3A時,第二電子開關12的電磁繼電器閉合,即第二電子開關12閉合,電磁轉差離合器11的三相電收電路電流直按經過第二電子開關12和第二電流傳感器7流向電磁轉差離合器11的勵磁繞組;
驟4,Ecu2接收緊急電路第二電流傳感器7信号,當緊急電路第二電流傳感器7發出電流≥3A的信号時,判斷蓄電池10電路故障,并傳遞給提示器1;
驟5,當外部供電電路第一電流傳感器5、安全電路第三電流傳感器9和緊急電路第二電流傳感器7電流信号均<3A時,Ecu2斷系統失效,并傳速給提示器1;
驟6,當外部供電電路電流≥3A時,第一電子開關6的電磁繼電器斷開,即第一電子開關6斷開,外部供電電路正常工作,蓄電池10儲存三相電收電路轉換的轉差功率,蓄電池10經第三電流傳感器9、第一二極管4給車載蓄電池3充電。
 
此文關鍵字:電磁轉差離合器 |