一種電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電保護(hù)與故障提示系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛底盤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與電磁電路領(lǐng)域，特別是涉及一種新型電磁液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力元件的斷電保護(hù)與故障告警技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電磁轉(zhuǎn)差離合器(ESC)多采用勵磁形式，勵磁電流來自于ESC的三相電路，當(dāng)三相電路故障時，勵磁繞組中勵磁電流偏小或者消失，直接導(dǎo)致ESC無法傳遞轉(zhuǎn)矩，造成系統(tǒng)失效，助力立刻消失，引起駕駛員駕駛時的瞬間不適和之后的過多疲勞，從而導(dǎo)致不必要的交通隱患。本發(fā)明著重解決了勵磁式電磁轉(zhuǎn)差離合器勵磁電路電流產(chǎn)生的磁場不足以驅(qū)動從動部分克服系統(tǒng)固有阻力，從而不發(fā)生轉(zhuǎn)動，造成無法傳遞力矩，產(chǎn)生的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)立刻失效，帶來的方向盤轉(zhuǎn)向力矩突增問題。它應(yīng)用ECU、電子開關(guān)進(jìn)行安全電路和緊急電路的開閉，應(yīng)用ECU、電流傳感器和指示器對ESC失效之后的線路問題進(jìn)行初步的判斷。它為E-ECHPS助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵組件ESC提供了一種低成本的故障報警方式，并使系統(tǒng)保持一定時間的穩(wěn)定運(yùn)行，保障了行車安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種簡易的、低成本的電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電保護(hù)與故障提示系統(tǒng)及其方法。
[0004]本發(fā)明提供的一種電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電保護(hù)與故障提示系統(tǒng)，包括外部供電電路、安全電路、緊急電路、第一電子開關(guān)、ECU、指示器；
[0005]所述第一電子開關(guān)與電磁轉(zhuǎn)差離合器的勵磁繞組連接；
[0006]所述安全電路由蓄電池、第三電流傳感器、第二二極管依次串聯(lián)而成；
[0007]所述緊急電路由第二電子開關(guān)和第二電流傳感器依次串聯(lián)而成；
[0008]所述安全電路和所述緊急電路并聯(lián)在電磁轉(zhuǎn)差離合器的三相回收電路與第一電子開關(guān)之間；
[0009]所述外部供電電路由第一二極管、車載蓄電池和第一電流傳感器依次串聯(lián)而成；所述第一二極管與所述第三電流傳感器連接，所述第一電流傳感器與電磁轉(zhuǎn)差離合器的勵磁繞組連接；
[0010]所述ECU包括外接供電電路電流信號輸入端、緊急電路電流信號輸入端、安全電路電流信號輸入端和故障信號輸出端；所述第一電流傳感器、第二電流傳感器、第三電流傳感器分別與所述外接供電電路電流信號輸入端、緊急電路電流信號輸入端、安全電路電流信號輸入端連接，所述故障信號輸出端連接所述指示器。
[0011 ] 上述方案中，所述第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)均采用電磁繼電器，所述第一電子開關(guān)的電磁繼電器與外部供電電路連接，所述第二電子開關(guān)的電磁繼電器與安全電路連接。
[0012]上述方案中，所述指示器采發(fā)光二極管提示并安裝在駕駛室內(nèi)，所述第一電流傳感器、第二電流傳感器、第三電流傳感器采用霍爾式電流傳感器。
[0013]本系統(tǒng)所有回路均連接到車輛本身線路零線上。
[0014]電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵和動、靜觸點(diǎn)組成。當(dāng)電磁鐵通電，產(chǎn)生磁力，吸引銜鐵，使觸點(diǎn)克服彈簧力移動，從而使繼電器閉合或斷開。第一電子開關(guān)的電磁鐵與外部供電電路相連，當(dāng)外部供電電路的電流<3A時，第一電子開關(guān)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(guān)閉合，安全電路通路；第二電子開關(guān)與安全電路相連，當(dāng)安全電路的電流<3A時，第二電子開關(guān)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(guān)閉合，緊急電路通路。
[0015]本發(fā)明還提供一種電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電保護(hù)與故障提示方法，包括步驟如下:
[0016]步驟1，ECU接收外部供電電路第一電流傳感器的信號；
[0017]步驟2，當(dāng)外部供電電路電流< 3A時，第一電子開關(guān)的電磁繼電器閉合，即第一電子開關(guān)閉合，安全電路通路，蓄電池經(jīng)第二二極管、第一電子開關(guān)對勵磁繞組供電；
[0018]同時，E⑶經(jīng)判斷得出電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電信號，傳遞給指示器，指示器發(fā)出警告，提示電磁轉(zhuǎn)差離合器外部供電電路故障；
[0019]步驟3，ECU接收安全電路第三電流傳感器的信號，當(dāng)安全電路第三電流傳感器發(fā)出電流多3A的信號時，判斷蓄電池正常供電；當(dāng)安全電路電流< 3A時，第二電子開關(guān)的電磁繼電器閉合，即第二電子開關(guān)閉合，所述電磁轉(zhuǎn)差離合器的三相電回收電路電流直接經(jīng)過第二電子開關(guān)和第二電流傳感器流向所述電磁轉(zhuǎn)差離合器的勵磁繞組；
[0020]步驟4，ECU接收緊急電路的第二電流傳感器信號，當(dāng)緊急電路第二電流傳感器發(fā)出電流多3A的信號時，判斷蓄電池電路故障，并傳遞給提示器；
[0021]步驟5，當(dāng)外部供電電路第一電流傳感器、安全電路第三電流傳感器和緊急電路第二電流傳感器電流信號均< 3A時，ECU判斷系統(tǒng)失效，并傳遞給提示器；
[0022]步驟6，當(dāng)外部供電電路電流多3A時，第一電子開關(guān)的電磁繼電器斷開，即第一電子開關(guān)斷開，外部供電電路正常工作，所述蓄電池儲存三相電回收電路轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)差功率，所述蓄電池經(jīng)所述第三電流傳感器、第一二極管給車載蓄電池充電。
[0023]電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵和動、靜觸點(diǎn)組成。當(dāng)電磁鐵通電，產(chǎn)生磁力，吸引銜鐵，使觸點(diǎn)克服彈簧力移動，從而使繼電器閉合或斷開。所述第一電子開關(guān)6和第二電子開關(guān)12采用電磁繼電器。第一電子開關(guān)的電磁鐵與外部供電電路相連，當(dāng)外部供電電路的電流< 3A時，第一電子開關(guān)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(guān)閉合，安全電路通路；第二電子開關(guān)的電磁鐵與安全電路相連，當(dāng)安全電路的電流< 3A時，第二電子開關(guān)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(guān)閉合，緊急電路通路。
[0024]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明著重解決了勵磁式電磁轉(zhuǎn)差離合器在勵磁電路因?yàn)殡娏鞑蛔?，?dǎo)致產(chǎn)生的磁場不足以驅(qū)動從動部分克服系統(tǒng)固有阻力，從而不發(fā)生轉(zhuǎn)動，造成無法傳遞力矩，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)立刻失效時，帶來的方向盤轉(zhuǎn)向力矩突增問題。它應(yīng)用ECU、電子開關(guān)進(jìn)行安全電路和緊急電路的開閉，應(yīng)用ECU、電流傳感器和指示器對ESC失效之后的線路問題進(jìn)行初步的判斷，為E-ECHPS助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵組件ESC提供了一種低成本的故障報警方式，并使系統(tǒng)在故障情況下保持一定時間的穩(wěn)定運(yùn)行，保障了行車安全。
【附圖說明】
[0025]圖1為一種電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電保護(hù)與提示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為一種電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電保護(hù)與提示系統(tǒng)指示器示意圖；
[0027]圖3為一種電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電保護(hù)與提示系統(tǒng)工作流程圖。
[0028]圖中:1-指示器；2_E⑶；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(guān)；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(zhuǎn)差離合器(ESC) ;12_第二電子開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0030]本發(fā)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(zhuǎn)差離合器(ESC)在外接電路故障，產(chǎn)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(qū)動ESC從動部分轉(zhuǎn)動這一故障情況下，保證系統(tǒng)能夠正常工作，避免因轉(zhuǎn)向助力突然消失造成的駕駛安全隱患；并通過安裝在駕駛室內(nèi)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。
[0031]ESC作為本E-ECHPS轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的動力元件，承擔(dān)傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。ESC的工作原理是電磁感應(yīng)，工作時，ESC從動部件磁極通入勵磁電流，產(chǎn)生恒定磁場，當(dāng)ESC主動部分電樞由發(fā)動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，電樞切割磁感線，電樞中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與勵磁繞組產(chǎn)生的恒定磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而帶動從動部分轉(zhuǎn)動。正由于ESC這一工作特性，當(dāng)外接供電電路出現(xiàn)故障，導(dǎo)致外接供電電路無法提供電流產(chǎn)生勵磁磁場時，ESC將無法傳遞轉(zhuǎn)矩，整個助力系統(tǒng)會立刻失去作用，而變?yōu)榧儥C(jī)械式轉(zhuǎn)向。本系統(tǒng)ESC采用外接電路供電形式。
[0032]如圖1所示，一種電磁轉(zhuǎn)差離合器斷電保護(hù)與故障提示系統(tǒng)，包括外部供電電路、安全電路、緊急電路、第一電子開關(guān)6、ECU2、指示器I ;
[0033]所述第一電子開關(guān)6與電磁轉(zhuǎn)差離合器11的勵磁繞組連接；
[0034]所述安全電路由蓄電池10、第三電流傳感器9、第二二極管8依次串聯(lián)而成；
[0035]所述緊急電路由第二電子開關(guān)12和第二電流傳感器7依次串聯(lián)而成；
[0036]所述安全電路和所述緊急電路并聯(lián)在電磁轉(zhuǎn)差離合器11的三相回收電路與第一電子開關(guān)6之間；
[0037]所述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(lián)而成；所述第一二極管4與所述第三電流傳感器9連接，所述第一電流傳感器5與電磁轉(zhuǎn)差離合器11的勵磁繞組連接；
[0038]所述ECU2包括外接供電電路電流信號輸入端、緊急電路電流信號輸入端、安全電路電流信號輸入端和故障信號輸出端；所述第一電流傳感器5、第二電流傳感器7、第三電流傳感器9分別與所述外接供電電路電流信號輸入端、緊急電路電流信號輸入端、安全電路電流信號輸入端連接，所述故障信號輸出端連接所述指示器I。
[0039]進(jìn)一步的，所述第一電子開關(guān)6和第二電子開關(guān)12均米用電磁繼電器，所述第一電子開關(guān)6的電磁繼電器與外部供電電路連接，所述第二電子開關(guān)12的電磁繼電器與安全電路連接。
[0040]進(jìn)一步的，所述指示器I采用發(fā)光二極管并安裝在駕駛室內(nèi)，所述第一電流傳感器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。
[0041]ECU 2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號，并將這些信號傳遞出去。電子開關(guān)，采用電磁繼電器，電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵和動、靜觸點(diǎn)組成，實(shí)際應(yīng)用廣泛。電流傳感器實(shí)時向ECU2傳遞線路上的電流數(shù)值。指示器I用以在故障情況下，根據(jù)ECU2傳遞的故障信號，顯示是否故障和故障類型，本發(fā)明所用指示器I采用簡單的發(fā)光二極管作為提示形式，E⑶2主控芯片選擇飛思卡爾公司的K60N512芯片。
[0042]