水冷电磁减速器、控制该减速器的方法和包括该减速器的机动车技术

本发明专利技术涉及一种水冷电磁减速器，包括用于获取关于减速器的至少一个物理参数的信息的至少一个传感器，该传感器（多个传感器）连接到用于基于已处理的信息来产生用于控制减速器的运行的操作主体的控制信号的信息处理设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种水冷电磁减速器，该减速器被设计为在机动车中用作辅助制动设备或者作为耐久性制动设备。本专利技术还涉及一种水冷减速器的控制方法，该水冷减速器包括用于收集关于减速器的至少一个物理量的信息的至少一个传感器，以及配备有水冷电磁减速器和使得能够执行该控制方法的机动车。
技术介绍
本专利技术涉及被设计用于机动车领域的电磁减速器，具体地用于诸如重载重卡车、巴士和长途汽车的工业车辆领域。然而，电磁减速器的使用并不仅限于根据其使用或重量分类的特殊种类的机动车。相反，描述将随后示出的、根据本专利技术的电磁减速器还可以用于风扇和其它轻型机动车。鉴于该原因，将参考一般而言的机动车来描述本专利技术，而不进行区分。为了使具有与其重量和其运动速度相关的大惯量的机动车减速，有必要使用辅助制动，同时其是耐久性制动设备，由于使用与轮毂(wheel hub)盘摩擦的闸瓦(brake shoe)或垫的车辆的脚踏闸(service brake)的常规制动经常不足以提供减速或者甚至是以安全的方式减速这些车辆。这是因为，脚踏闸的摩擦基于脚踏闸的运行，制动的安全性依赖于例如闸瓦对盘的摩擦系数。另外，由于摩擦产生热，并且闸瓦和盘的高度加热降低制动功效，无论何时需要持久制动，例如在道路下坡时，都排除使用脚踏闸。除了该限制之外，非常频繁地使用脚踏闸造成刹车垫的大量消耗和用于替换磨损的垫的维护时间。与摩擦制动不同，典型地用作辅助和耐久性制动设备的电磁减速器是几乎没有磨损的部件。这是因为它们的设计和操作是基于涡流的原理，电磁现象不要求物理接触以及因此所包括的部件上的摩擦。因此，如在文档FR-2.440.110和FR-2.577.357中描述的一种电磁减速器的电磁减速器包括至少一个定子和至少一个转子。转子装配在轴上从而具有接近定子的内圆柱面的外圆柱面，并且在转子和定子之间插入薄的气隙。转子和定子同轴安装。根据所选择的电磁减速器的模型，转子或定子都包括偶数个具有交替极性的电线线圈，并且当转子感应时能够在定子的铁磁部分中产生磁场，反之亦然。为了获得电磁减速器的典型运行，定子包括由电线线圈构成的磁场绕组(field winding)，能够在构成电枢的转子的铁磁片中产生磁场。当转子旋转时，转子上的金属片切割由磁场绕组的线圈产生的磁场的感应线。作为结果，在铁磁片中产生被称为涡流的感应电流。由于在该铁磁片中给这些感应电流提供的电阻很小，所以根据Lenz定律这些感应电流具有相当强度，并且这些感应电流具有一方向，从而使得通过这些感应电流的作用，这些感应电流反作用于给出它们的方向的原因(即转子的旋转运动)。磁场绕组的线圈产生的磁场越强，感应电流也越强，并且它们部分产生更强的反磁场，与磁场绕组的线圈产生的磁场相对、具有减速的效果并且最终更快地制动转子。根据Joule效应涡流的建立伴随有转子加热，这产生了能量损失，总的来说有必要通过气体的或液体的流动来冷却电磁减速器。在空气冷却的情况下，减速器包括风扇，而在液体流动(例如水)冷却的情况下，减速器包括冷却套，通常被称为水套或水箱。文档EP 311,559通过示例描述了水冷电磁减速器，其中由传输轴驱动的转子构成磁场绕组以及承受感应电流的定子被打算冷却它的水箱包围。此后，将关于机动车来解释本专利技术的电磁减速器，该电磁减速器构成该机动车的辅助和耐久性制动设备。然而，本专利技术的电磁减速器的实施例的一般解释和描述可以类似地换位到其它应用，例如到电机或旋转机器的测试工作台上的电磁减速器的应用，在该测试工作台上减速器使用的制动能量可调并且构成了对电机功率的测量。这是因为，可以非常容易地改变和调节减速器的旋转，而被正在测试的电机驱动的旋转重物的惯量则不能改变和调节。如从上面对电磁减速器的操作原理的描述中明显可见的，电磁减速器是将由于传输轴的旋转产生的动能转换成热的机器。然而，减速器的性能直接取决于其散热的能力。这是因为构成减速器的每个部件的性能都与其温度成反比。因此，重要的是控制温度，并且笼统而言还有其它物理量，从而使减速器的性能最优化。当前的电磁减速器还没有配备用于持续地管理诸如它们的温度的一些物理特性中的变化的装置，也没有配备用于在任何时间得知减速器的状态及其制动潜力的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是矫正这些缺点，并且同时也提出解决方案，如果可能的话，允许将电磁减速器的监控集成到控制配备有减速器的机动车或测试工作台的运行的自动系统中。在机动车配备有减速器的情况下，然后将期望能够将减速器的监控集成到车辆的速度调节和主动安全(active safety)系统中。利用水冷电磁减速器实现本专利技术的目的，该水冷电磁减速器包括用于收集关于减速器的至少一个物理量的信息的至少一个传感器，该传感器或多个传感器被设计为连接到能够基于已处理的信息来产生作用于控制减速器的运行的部件的控制信号的信息处理设备。因此，本专利技术使用配备有几个信号输入和输出的信息处理设备，这几个信号输入和输出被设计为分别接收由减速器的一个或多个物理量的测量结果构成的信息，并且发送供用于控制减速器的运行和车辆的运行(如果适当的话)的部件使用的控制信号。通过布置在减速器中的、如果适当的话在减速器环境中的合适点的传感器来进行物理量的测量。信息处理设备可以直接安装在减速器上或者相对于减速器一定距离，例如在配备有该减速器的车辆的底盘上或驾驶室中。有利地，设计信息处理设备使其根据这些相同的信号输入和输出不仅能够控制减速器，而且能够与减速器外部的车辆实体进行通信。为了使得有可能进行该外部通信，根据车辆生产商要求的CAN(控制器区域网)类型或K、LIN或其它类型的预定对话协议的标准来处理信息。通过该标准化的处理，信息处理设备以如下形式来产生控制信号，即使得有可能同时使用它们作为对机动车的其它控制单元的有用信息的形式。因此，减速器的信息处理设备可以参与和其它单元的对话，并且交换关于减速器的状态的、关于车辆的状态的和甚至关于与ABS类型(轮子的防抱死系统)的主动安全系统相互连接的信息。标准化信息的产生还使得能够将该信息显示在车辆的驾驶室中，并且使得能够由车辆驾驶员通过触摸屏输入和引入命令和指令。根据减速器的当前电压、也有可能根据可预测的在任何给定时刻之后有限时间的电压，关于减速器的状态的信息的通信、还有关于车辆的具体地关于其速度和关于引擎速度的信息的通信，然后使得在任何给定时刻有可能比先前更优地控制车辆的总制动功率。并且这在使用减速器期间和不使用减速器都是有效的。这是由于，在给定时刻，车辆的总制动功率对应于脚踏闸的制动功率和减速器的瞬间制动功率之和。然而，在本专利技术的背景下，可以考虑脚踏闸的制动功率恒定，对于这些脚踏闸没有故障的时间，具体地根据减速器总的温度和/或减速器的某个部件的温度，减速器的制动功率(也就是说其可用转矩)可能变化非常大。可以将减速器可用转矩的该变化考虑作为在减速器中出现的两种热效应的结果，即在减速器的运行期间加热以及在运行期间和之后的冷却。此外，即使在不使用减速器时，它仍然适用于机动车的操作情况，具体地关于环境温度和冷却水温度。在长时间作用于减速器之后这可能对减速器的冷却率具有具体影响。然后对于车辆驾驶员而言，减速器特别有利，不仅在于能够在他希望使用减速器的时间确保减速器的制动能力，而且在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水冷电磁减速器，其特征在于：它包括用于收集关于所述减速器的至少一个物理量的信息的至少一个传感器，所述传感器或多个传感器被设计为连接到信息处理设备，所述信息处理设备能够基于已处理的信息来产生作用于控制所述减速器的运行的部件的控制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-9-30 04103631.一种水冷电磁减速器，其特征在于它包括用于收集关于所述减速器的至少一个物理量的信息的至少一个传感器，所述传感器或多个传感器被设计为连接到信息处理设备，所述信息处理设备能够基于已处理的信息来产生作用于控制所述减速器的运行的部件的控制信号。2.如权利要求1所述的减速器，其特征在于它还包括用于收集关于冷却水的物理量的信息的传感器，该传感器被设计为连接到所述信息处理设备。3.如权利要求2所述的减速器，其特征在于所述冷却水的物理量是温度。4.如权利要求1所述的减速器，其特征在于它包括用于处理来自所述传感器或多个传感器的信息和来自配备有减速器的机动车的驾驶室的指令信息的设备、以及用于产生供用于控制所述减速器的运行的部件使用的控制信号的设备。5.如权利要求1所述的减速器，其特征在于它包括连接装置，用于将所述减速器连接到用于处理来自所述传感器或多个传感器的信息的设备以及用于产生并发送供用于控制所述减速器的运行的部件使用的控制信号的设备。6.如权利要求1所述的减速器，其特征在于它包括用于调节减速功率的设备，该设备被设计为连接到所述信息处理设备。7.如权利要求1所述的减速器，其特征在于它包括调节箱，该调节箱具有参与所述减速功率的调节的装置和参与由所述传感器或多个传感器提供的信息的传输和/或处理的装置。8.如权利要求1所述的减速器，其特征在于它包括用于根据由所述传感器或多个传感器获得的信息来计算从所述减速器可用的减速转矩或对所述减速器的运行有用的任何其它物理量。9.一种水冷减速器以及包括用于收集关于所述减速器的至少一个物理量的信息的至少一个传感器的控制方法，其特征在于它至少包括下列步骤测量所述减速器的至少一个物理量，测量的结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁诺德西里尔，
申请(专利权)人：特尔马公司，
类型：发明
国别省市：FR[]