具有集成速度检测的机电弹簧离合器制造技术

一方面，提供了一种机电设备，包括：电磁体、透磁性转子、驱动器、电流源、电流传感器以及处理逻辑。电磁体包括透磁性壳体和设置在透磁性壳体中的导线线圈。转子旋转并且被设置在由电磁体产生的磁路的路径中。驱动器使转子相对于电磁体壳体旋转。随着转子旋转，转子和电磁体壳体改变它们之间的磁阻。电流源向电磁体线圈施加电流，其中，在转子的旋转期间，由于前述改变的磁阻而在电磁体线圈中引起的电流波动被叠加在所施加的电流上。电流传感器感测电磁体线圈中的电流的波动。处理逻辑读取所感测的电流并且确定波动的频率，该波动的频率与转子速度相关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2013年11月29日提交的美国临时申请号61/910,180、于2013年11月29日提交的美国临时申请号61/910,250、于2013年12月3日提交的美国临时申请号61/911,331、于2014年3月3日提交的美国临时申请号61/911,336、美国临时申请号61/946,893、以及于2014年6月13日提交的美国临时申请号62/011,974的权益，所有这些申请的全部内容通过引用并入本文中。
本公开内容总体上涉及机电设备，更具体地涉及离合联接(clutched)的水泵，该水泵用于通过发动机来使冷却剂循环。
技术介绍
一些车辆具有下述水泵：该水泵被带驱动，但是被离合联接，以使水泵的叶轮能够启动和关闭。在一些更先进的提出的单元中，可以根据可调节的占空比来重复地使离合器循环接合和分离，使得水泵能够实现车辆冷却剂系统中的冷却剂的一系列选定的流率。尽管这样提出的单元是有利的，但是有益的是能够确定水泵中是否存在使水泵不运行(例如，完全不能泵送)或使水泵在完全流通时被卡住的故障。此外，有益的是能够在水泵运行时确定水泵的速度。优选的是，可以以相对较低的成本来提供这些特征中的一个或多个。
技术实现思路
一方面，提供了一种机电设备，并且包括提供了一种机电设备，该机电设备包括：电磁体、透磁性转子、驱动器、电流源、电流传感器以及处理逻辑。该电磁体包括透磁性壳体和设置在透磁性壳体中的导线线圈。该透磁性转子绕所述设备内的轴旋转，该转子被设置在电磁体被通电时所产生的磁路的路径上。该驱动器用于使转子相对于电磁体壳体旋转。转子和电磁体壳体均成形为随着转子旋转而改变转子与电磁体壳体之间的磁阻。该电流源被配置成向电磁体线圈施加电流，其中，在转子的旋转期间，由于转子与电磁体壳体之间变化的磁阻而在电磁体线圈中引起的电流波动被叠加在所施加的电流上。该电流传感器连接至电磁体线圈，并且感测电磁体线圈中的电流的波动。该处理逻辑连接至电流传感器，并且该处理逻辑部被配置为读取感测的电流以及确定波动的频率，所述频率与转子的速度相关。另一方面，提供了一种用于检测透磁性转子的速度的方法，包括：设置包括透磁性壳体和设置在透磁性壳体中的导线线圈的电磁体，使得转子被设置在电磁体被通电时所产生的磁路的路径上；使转子和电磁体中的每个成形为随着转子旋转而改变转子与电磁体壳体之间的磁阻；向电磁体线圈施加电流，从而随着转子旋转，在电磁体线圈上感应出波动的速度感测电流，并且波动的速度感测电流被叠加在所施加的电流上；感测电磁体线圈中的电流；以及处理感测的电流以确定在速度感测电流中的波动的频率，其中，转子速度与该频率相关。又一方面，提供了一种用于车辆的发动机的冷却系统，包括：水泵、温度传感器以及控制系统，该水泵被配置成使冷却剂通过发动机循环。该水泵被可选择地离合联接，以允许该水泵能够被打开和关闭。该温度传感器被定位成感测冷却剂的温度。该控制系统被配置成控制水泵的离合联接以及接收来自温度传感器的信号。控制系统被用第一方案编程，该第一方案用于检测水泵是否适当地运行，其中，如果在车辆的运行期间满足第一组准则，则通过控制系统执行所述第一方案。控制系统被用第二方案编程，第二方案用于检测水泵是否适当地运行，其中，如果在车辆的运行期间满足第二组准则，则通过控制系统执行第二方案，其中，第二组准则与第一组准则不同。再一方面，提供了一种确定用于车辆的发动机的冷却剂系统中的水泵的健康状况的方法，包括：a)在起动发动机时操作水泵；b)命令水泵停止；c)在步骤b)之后的第一选定的时间段确定第一冷却剂温度；d)在步骤b)之后的第二选定的时间段确定第二冷却剂温度；e)确定第一冷却剂温度与第二冷却剂温度之间的差是否大于预定的阈值平线值；以及f)如果在步骤e)中的差大于选定的阈值平线值，则输出通知。又一方面，提供了一种确定用于车辆的发动机的冷却剂系统中的水泵的健康状况的方法，包括：a)以比选定的阈值低占空比值低的占空比、至少在选定的低占空比阈值时间段中操作水泵；b)命令水泵的占空比的增加，该占空比的增加大于选定的阈值占空比改变值；c)在步骤b)之后的第一选定的时间段期间确定峰值冷却剂温度；d)在第一选定的时间段之后的第二选定的时间段期间确定最小冷却剂温度；e)确定峰值冷却剂温度与最小冷却剂温度之间的差是否大于预定的阈值温度改变值；f)至少部分地基于步骤e)的结果来确定水泵的健康状况；以及g)基于步骤f)来输出通知。附图说明参照附图将更容易地理解本公开内容的前述方面和其他方面，在附图中：图1A和图1B是用于在车辆发动机上的装置中使用的离合器组件的分解立体图；图1C是在图1A和图1B中示出的离合联接的装置的一部分的放大的立剖面图；图2是根据本专利技术的实施方式的离合联接的装置的立剖面图；图3A和图3B是可以与图1A、图1B以及图2中示出的离合器组件一起使用的机电装置的立体图；图4A和图4B是电枢和容纳电磁体线圈的电磁体壳体的剖视图，电磁体线圈是在图3A和图3B中示出的机电装置的一部分；图5(a)至图5(e)是在不同相对位置的电枢和电磁体壳体的剖视图；图6是示出了在一段时间上电磁体线圈中的电流和选定的离合联接部件的速度的图；图7A至图7C是示出了电磁体线圈中的电流的图；图7D是示出了来自用于确定机电装置的速度的速度测量电路的输出的图；图8是示出了可以用于对机电装置的电枢执行速度测量的控制方案的框图；图9是示出了可以用于对机电装置的电枢执行速度测量的替选控制方案的框图；图10示出了被配置成用来执行图8中示出的控制方案的电路；图11和图11A至图11E示出了被配置成用来执行图9中示出的控制方案的电路；图12A和图12B是机电装置的另一实施方式的分解立体图和非分解立体图；图13A和图13B是机电装置的又一实施方式的分解立体图和非分解立体图；图14是车辆中的冷却剂系统的示意图；图15是示出了图14中示出的冷却剂系统中的适当运行的水泵的冷却剂温度和占空比的图；图16是示出了被卡在打开(stuckon)的水泵的冷却剂温度和占空比的图；图17是示出了被卡在关闭(stuckoff)的水泵的冷却剂温度和占空比的图；图18是示出了用于确定图14中示出的水泵是否在适当地运行的方法的流程图；图19是示出了用于确定图14中示出的水泵是否在适当地运行的另一方法的流程图；以及图20是示出了使用图19中所示出的方法的图。具体实施方式图1A和图1B是离合器组件20的一部分的分解图。图1C是离合器组件20的剖视图。离合器组件20选择性地允许在第一离合器构件(例如(但不限于)安装至发动机曲轴的曲轴适配器22)与第二离合器构件(例如(但不限于)设置在附件驱动系统中的滑轮24)之间传输扭矩。在该组件中，第一离合器构件或曲轴适配器22提供旋转输入，以及第二离合器构件或滑轮24提供旋转输出，使得离合器组件20选择性地允许动力从曲轴适配器22传至滑轮24。该离合器组件20还通常是脱离的，即，必须开动离合器组件以使动力能够传至输出。参照图1A至图1C，滑轮24包括套筒26，由轴承28在曲轴适配器22上支承套筒26。护圈30可旋转地连接至曲轴适配器22。护圈30具有保持扭簧托架(wrapspringcarrie本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机电设备，包括：电磁体，所述电磁体包括透磁性壳体和设置在所述透磁性壳体中的导线线圈；透磁性转子，所述透磁性转子绕所述设备内的轴旋转，所述转子被设置在所述电磁体被通电时所产生的磁路的路径上；驱动器，所述驱动器用于使所述转子相对于所述电磁体壳体旋转；其中，所述转子和所述电磁体壳体均成形为随着所述转子旋转而改变所述转子与所述电磁体壳体之间的磁阻，电流源，所述电流源被配置成向所述电磁体线圈施加电流，其中，在所述转子的旋转期间，由于所述转子与所述电磁体壳体之间变化的磁阻而在所述电磁体线圈中引起的电流波动被叠加在所施加的电流上；电流传感器，所述电流传感器连接至所述电磁体线圈，并且感测所述电磁体线圈中的电流的波动；以及处理逻辑，所述处理逻辑连接至所述电流传感器，并且被配置为读取感测的电流以及确定所述波动的频率，所述频率与转子速度相关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.29 US 61/910,180;2013.11.29 US 61/910,250;1.一种机电设备，包括：电磁体，所述电磁体包括透磁性壳体和设置在所述透磁性壳体中的导线线圈；透磁性转子，所述透磁性转子绕所述设备内的轴旋转，所述转子被设置在所述电磁体被通电时所产生的磁路的路径上；驱动器，所述驱动器用于使所述转子相对于所述电磁体壳体旋转；其中，所述转子和所述电磁体壳体均成形为随着所述转子旋转而改变所述转子与所述电磁体壳体之间的磁阻，电流源，所述电流源被配置成向所述电磁体线圈施加电流，其中，在所述转子的旋转期间，由于所述转子与所述电磁体壳体之间变化的磁阻而在所述电磁体线圈中引起的电流波动被叠加在所施加的电流上；电流传感器，所述电流传感器连接至所述电磁体线圈，并且感测所述电磁体线圈中的电流的波动；以及处理逻辑，所述处理逻辑连接至所述电流传感器，并且被配置为读取感测的电流以及确定所述波动的频率，所述频率与转子速度相关。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电流源被配置成调节至所述电磁体线圈的电流，其调节所述转子的速度。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电磁体壳体具有绕所述轴设置的周向壁，壳体壁具有周向边缘，所述周向边缘包括多个轴向延伸的齿和对应的切口；所述转子具有绕所述轴设置的周向壁，转子壁具有周向边缘，所述周向边缘包括多个轴向延伸的齿和对应的切口；以及转子齿和转子切口对着壳体齿和壳体切口而并置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述转子齿和所述转子切口沿所述转子壁的周向边缘以矩形成形；以及所述壳体齿和所述壳体切口沿所述壳体壁的周向边缘以矩形成形。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述处理逻辑包括：用于从感测的电流中滤除直流的装置；过零检测器，所述过零检测器用于接收经滤波的感测的电流并且生成数字速度信号；以及计算块，所述计算块用于确定所述数字速度信号的频率或周期。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述处理逻辑包括：峰检测器，所述峰检测器被连接以接收感测的电流作为输入，并且生成数字速度信号作为输出；以及计算块，所述计算块用于确定所述数字速度信号的频率或周期。7.根据权利要求6所述的设备，包括用于在峰检测之前从感测的电流中滤除直流的装置。8.根据权利要求7所述的设备，包括用于检测感测的电流的幅度是否超过阈值水平的比较器。9.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述转子通过能够轴向地移动而用作为电枢。10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述设备是离合器组件，所述离合器组件包括：输入离合器构件；具有内径的输出离合器构件；具有第一端、第二端以及所述第一端与所述第二端之间的多个线圈的扭簧离合器(WSC)，其中，所述扭簧离合器的第一端连接至所述输入离合器构件，所述扭簧离合器的第二端连接至所述电枢；并且通过针对相对大的惯性质量开动或不开动所述电枢，扭簧离合器线圈能够选择性地与所述输出离合器构件的内径接合，以经由扭簧离合器线圈从所述输入离合器构件向所述输出离合器构件传输扭矩。11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述扭簧离合器线圈具有比所述输出离合器的内径小的标称直径，使得所述离合器组件是通常分离的，并且针对所述相对大的惯性质量开动所述电枢扩展所述扭簧离合器线圈，以使得能够进行对所述输出离合器构件的扭矩传输。12.根据权利要求10至11中任一项所述的设备，其中，所述扭簧离合器线圈具有比所述输出离合器的内径大的标称直径，使得所述离合器组件是通常接合的，并且作为针对所述相对大的惯性质量来开动所述电枢的结果，通过收缩所述扭簧离合器线圈来禁止对所述输出离合器构件的扭矩传输。13.一种用于检测透磁性转子的速度的方法，包括：设置包括透磁性壳体和设置在所述透磁性壳体中的导线线圈的电磁体，使得所述转子被设置在所述电磁体被通电时所产生的磁路的路径上；使所述转子和所述电磁体中的每个成形为随着所述转子旋转而改变所述转子与所述电磁体壳体之间的磁阻；向所述电磁体线圈施加电流，从而随着所述转子旋转，在所述电磁体线圈上感应出波动速度感测电流，并且所述波动速度感测电流被叠加在所施加的电流上；感测所述电磁体线圈中的电流；以及处理感测的电流以确定在所述速度感测...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永光，兹比斯拉夫·斯塔尼维奇，诺埃尔·阿布雷乌，巴沙尔·亚济吉，罗曼·特拉奇，
申请(专利权)人：利滕斯汽车合伙公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA