用于带取力接合空档开关的多档动力传动装置的电磁制动器的控制的制作方法

专利名称：用于带取力接合空档开关的多档动力传动装置的电磁制动器的控制的制作方法
技术领域：
用于重载动力传动装置的电磁摩擦制动器的保护电路和控制器，其用 于控制在换档期间变速器扭矩输入轴的减速和用于取力接合。
背景技术：
用于例如卡车或拖车的重载车辆的动力传动系通常具有一发动机，在 汽车驾驶员的控制下，发动机通过主离合器连接到多档齿轮变速器的动力 输入轴。可使用驾驶员操作的拨叉导轨和拨叉来形成和中断通过所选的多 档变速器齿轮元件的扭矩传输路径。换档能通过使同步器接合套与配对齿 轮元件接合或脱开或通过移动非同步齿轮或离合器元件来手动地完成。齿 轮元件能形成一个通过传动主轴和副轴到扭矩输出轴的驱动扭矩传递路 径。
此类型的多档变速器以及具有通过传动齿轮装置形成和中断扭矩传递 路径的动力致动离合器的重载动力传动机构是众所周知的。换档顺序通常 包括脱开主离合器以在变速器的离合器元件选择性地接合和脱开时中断从 汽车发动机到变速器的扭矩输入轴的动力传递。当主离合器脱开时，变速 器的扭矩输入轴必须减速以使下一个扭矩传递路径的齿轮元件大致同步。
制动器可用于通过减速变速器扭矩输入轴、从而减少完成换档所需时 间来简化传动装置的换档。当车辆驾驶员在脱开主离合器后开始把档位从 空档换到低档或从空档换到倒档时，扭矩输入轴制动器尤其有用。
本领域已知的是提供一种变速器输入轴制动器，其包括以驱动关 系一一例如通过花键_一连接到变速器扭矩输入轴的摩擦构件。变速器主 离合器通过主离合器释放机构脱开，从而当主离合器脱开时，释放机构可 在变速器输入轴制动器上施加一个制动接合力。输入轴制动器的摩擦制动 器元件摩擦地接合，以产生减速变速器输入轴的摩擦阻力扭矩。
共同待决的在2004年1月20日提交的专利申请10/760665、现于2006 年2月21日授权的美国专利US7000748揭露了一种带有电磁制动器致动 器的变速器输入轴制动器。该共同待决的申请被转让给本发明的受让人。 在共同待决的申请中揭露的电磁制动器包括一衔铁，该衔铁固定到变速器 输入轴、靠近形成在相邻变速箱壳壁上的摩擦表面。当制动器通电时，衔 铁摩擦地接合位于变速箱壳壁上的静止摩擦表面，由此在开始换档时减慢 或阻止变速器扭矩输入轴的转动。
共同待决申请的电磁制动器形成一个部分地由制动器衔铁构成的磁通 量流路。该磁通量流路包围一部分变速器一一其包括变速器输入轴、变速 器输入轴轴承和轴承盖一一和一部分由驾驶员操作的主离合器释放机构。
共同待决申请所揭露的电磁输入轴制动器包括一壳体，其可替代通常 在重载变速器中可见的变速器输入轴轴承盖。电磁制动器包括线圏绕组， 其被安放在输入轴附近以减少线圏绕组的长度以及减少制造线圏所需的铜 的量。通常，电磁制动器的安置策略使得其容置在变速器组件中所需的空 间最小。
在变速器输入轴制动器通电时形成的磁通量的磁力线穿过炭含量较高 的变速器输入轴和变速器周围部分，这些构件在变速器输入轴制动器被频 繁地通电的一段时期后可能磁化。例如，变速器输入轴可能被部分地磁化， 即使在制动器断电后仍能保持有残留的磁场强度。通常由铸铝或低炭含量 的铸铁形成的变速箱壳因为这些材料是相对较弱的磁场导体而不容易被磁化。然而，输入轴本身和轴承元件以及其他变速器元件和密封盖由高碳钢 形成并邻近输入轴制动器。
在这种类型的布置中的磁通量回流路径通常包括一输入轴制动器的衔 铁盘，该衔铁盘因为制造简单和低成本的原因可以是实心盘设计。
因为在输入轴制动器附近的变速器部件的局部或残余磁化，变速器操 作环境中的铁颗粒可以被吸到变速器的旋转部并破坏变速器的轴承、密封 件和其他变速器部件。
当车辆处于挂档状态并加速或高于设定值地行驶时，或当操作者踩下 加速器踏板时，如果车辆发动机高于怠速地运行，则输入轴制动器不应该 接合，因为可能引起制动器的损坏。由于不同的车辆厂商所需要的发动机 设置参数的差异，输入轴制动器控制系统的编程可能是困难的。发动机操 作参数和不同工况的差异使得难以始终确保输入轴制动器以及变速器的正 确操作。
如果过多地刹车或电流消耗超过安全限值，则输入轴制动器控制系统 可能遭受热过载或电过栽。控制系统的热过载或电过载会对控制系统造成 不利影响并降低系统的可靠性。
一些车辆一一例如特殊的卡车一一配有取力器(PTO)驱动的辅助驱 动装置，所迷辅助驱动装置由取力器接头从车辆变速器提供动力。取力器 用于给倾卸卡车、水泥卡车、锄耕机、压路机、高低扬程提升机和很多各 种其他类型的特殊卡车的液压泵和电机提供动力。在某些应用中，在车辆 仍在行驶时接合输入轴制动器以更快地停止输入轴、从而让PTO更快地接 合可能是有利的。
当车辆行驶超出了车速限值时，下面通过参照图l-10解释的控制程序 可以防止输入轴制动器的接合。在正常操作情况下，在车辆仍处于挂档时 接合制动器是首要问题，因为反作用到制动器上的惯性可引起过早的磨损。
本申请如下所述地致力于上述及其他问题。

发明内容
根据本发明的一个方面，揭露了一种用于动力传动机构的动力输入轴的电磁离合器制动器的控制系统。所述控制系统包括制动器系统控制器， 其具有监控离合器制动器开关、发动机转速信号和车速信号的保护电路。 所述控制器通常阻止所述离合器制动器的接合，除非车速低于预设值。变 速器空档开关结合到所述制动器系统控制器中，当所述变速器空档开关启 动时免除对车速信号的监控。
根据本发明的另一个方面，揭露了一种用于车辆动力传动系的电磁离 合器制动器。所述动力传动系包括发动机、多档动力传动装置、将变速器 连接到车辆驱动轮的动力输出轴、以及驱动多档齿轮元件的动力输入轴， 所述动力输入轴通过主离合器选择地连接到所述发动机。所述电磁制动器 包括定子线圏壳体，其封装定子线圏并固定到所述变速器壳体。所述定 子线圏环绕所述动力输入轴并与线圏壳体一起限定电磁极面。定子线圏电 路包括电源和用于断开和闭合定子线圏电路的开关。具有毂部的衔铁盘固 定到动力输入轴。衔^^盘的周边部布置在制动器定子线圏邻近。控制系统 给制动器定子线圏通电，从而在线圏、定子线圈壳体和衔铁盘周边部周围 形成电磁通量流路时使得衔铁盘和极面之间摩擦接合。控制系统进一步包 括监控制动器开关、发动机转速信号和车速信号的保护电路，从而通常阻 止制动器的接合，除非车速低于预设值。变速器空档开关结合到制动器控 制系统中以在所述变速器空档开关启动时免除对车速信号的监控。
才艮据本发明的另一个方面，揭露一种用于控制车辆动力传动系的电磁 制动器的方法，所述车辆动力传动系包括发动机和多档动力传动装置，控 制系统具有传送来自传感器和车辆控制系统的数据的数据总线。所述方法 包括监控由所述数据总线传送的数据，并基于从所述数据总线传送的数 据以及记录所述制动器接合的时间的计时器来以第 一模式控制制动器的接 合。当响应于落在预定速度范围之外的车速信号阻止制动器的接合时以第 一模式控制制动器的接合。还以第二模式控制制动器的接合，在第二模式 中，空档位置开关指示变速器处于空档、且不管车速信号如何都允许接合 制动器。
从下述对本发明附图和实施方式的详细描述可以清楚地得知本发明的 这些和其他方面。


附图1是可接合本发明的现有技术多档重载动力传动机构的局部剖视
附图2是用于图i所示变速器的主离合器和用于变速器输入轴的电磁 制动器的局部剖^f见附图2a是用于输入轴的电磁制动器和与电磁输入轴制动器组装在一
起的变速器输入轴的一部分的放大的局部剖视附图3是图2a所示的电磁变速器输入轴制动器的剖视图，其中电磁制 动器处于接合状态；
附图3a是与图3中的输入轴制动器视图相对应的视图，其中制动器处 于脱开状态；
附图4是图2a的电磁制动器的示意图，其中示出了磁力线的强度变化； 附图5是主离合器组件以及按照本发明所教示的多档变速器输入轴的
电磁制动器的局部剖视附图6是衔铁的详细俯视图，其中衔铁形成图5中的电磁输入轴制动
器的一部分；
附图6a是与图6的设计相对应的修改衔铁设计，其中衔铁的摩擦构件
形成为多个节段；
附图7图示了图5所示的电磁制动器的磁通量流路；
附图8是用于控制图5所示的电磁制动器的控制器示意附图9是软件流程图，其示出了用于图5所示的电磁制动器的输入轴
电磁制动器的控制程序；
附图IO是软件流程图的替代方案，其示出了用于图5所示的电磁制动
器的输入轴电磁制动器的控制程序；和
附图ll是软件流程图，其示出了一种输入轴电磁制动器控制程序，其 中在车辆行驶时变速器空档开关检测变速器何时处于空档并允许离合器制
动器接合，同时其他控制程序和限值设置保持有效。
具体实施例方式
附图1示出了已知的多档重载卡车变速器，其能够实施本发明的电磁 输入轴制动器。图1的变速器是可以结合本发明的电磁制动器的多种变速 器的一个例子。例如，本发明可以结合到包括自动换档变速器一一该自动 换档变速器带有气动或液压换档致动器一一 的多档变速器中。
附图1的变速器包括离合器钟形軍10和主变速器壳体12，它们通过 螺栓14固定在一起以形成变速器壳体组件。钟形軍10能在16处螺栓联接 到内燃机的发动机飞轮壳体上。
变速器壳体包括前轴承支撑壁18，该前轴承支撑壁带有容置和支撑主 变速器球轴承20的中心轴承开口。轴承盖22被固定到壁18上。变速器输 入轴24延伸贯穿轴承盖并由轴承20支撑。润滑油密封件26围绕输入轴 24并由轴承盖22保持。
扭矩输入轴24能够以可驱动的方式连接到传动机构的扭矩输入齿轮 28。齿轮28通过已知的方式以可驱动的方式啮合副轴齿轮。齿轮28也可 以用已知的方式通过爪形离合器30连接到变速器主轴32。扭矩输入轴24 在34处形成花键，从而和内部形成有花键的摩擦离合器毂36形成驱动连 接，如图2所示。
图1中已知结构的输入轴24对应于图2a构造中的输入轴24'。同样 的，图2a构造中的花键部34，对应于图1中已知构造的花键部34。
图2a的输入轴24，设置有外花键部37,其与内花键的齿轮元件(未 示出)套准，该齿轮元件将对应于图1中已知结构的扭矩输入齿轮元件28。 扭矩输入轴24，通过例如花键或键在38处连接到衔铁环40上，从而形成 扭矩输入轴24'和衔铁盘42之间的驱动连接。环40通过弹簧片44连接 到衔铁盘42，其允许盘42沿轴24，的轴线方向轴向位移。在衔铁盘42 和电磁制动器壳体48(有时称为离合器-制动器壳体)之间设置小气隙46。 壳体48用螺栓或其他合适的紧固件50固定到变速器壳体的前壁上，该前 壁对应于图1中的壁18。
壳体48设有容置电磁线圏绕组54的环形凹部52。如图所示在56处
设有一环形极面。面56紧邻衔铁盘42的环形面58并与其并列布置。当绕 组54由励磁电流激励时，衔铁盘42移动接合电磁制动器壳体48的摩擦面 46。
附图3示出当线圏绕组通电时图2和图2a的电磁制动器组件。这时， 衔铁盘42和壳体48的摩擦表面46摩擦接合。如图3所示，当衔铁盘42 移向壳体48时弹簧片44弯曲。
附图3a示出当线團绕组断电时衔^^盘42的位置。弹簧片44的剩余弹 力使衔铁盘42与表面46脱开接合。
当线圏绕组通电时，输入轴24'的旋转运动会受到由电磁制动器产生 的摩擦扭矩的妨碍，从而输入轴24，减速。
图2示出用于变速器中的主离合器结构，该变速器具有对应于图l的 轴24或图2a的轴24'的输入轴。图2a中的花键部34'以可驱动的方式 接合于设有内花键的离合器毂36。阻尼弹簧笼60优选地通过铆钉元件62 以可驱动的方式固定到毂36。阻尼弹簧64容置在笼60内。弹簧64接合 离合器驱动盘66从而在毂36和离合器盘66之间形成弹性驱动连接。离合 器摩擦材料68和72固定在离合器盘66的两个面上。摩擦材料68位于发 动机飞轮74的摩擦表面70的邻近。摩擦材料72紧邻离合器压盘78的摩 擦表面76，离合器压盘位于旋转离合器壳体80内，后者固定到飞轮74从 而两者一起旋转。压盘78在周边处连接到离合器壳体80，该连接允许压 盘78相对于离合器壳体80轴向位移。
如图所示，膜片式离合器的致动弹簧82在84处于其周边处锚固到离 合器壳体80。如图所示，膜片式弹簧作动器82的中间部分在86处接合压 盘78的压点。膜片式弹簧82的径向向内的边缘89保绕离合器释放轴承组 件90的内轴承座圏89。由于内座圏88所承载的止推圏92接合周边89， 内座圏89的轴向移位会引起膜片式弹簧82的内边缘89的轴向移动。
轴承卯的外座圏是离合器释放轴承套筒94的一体部分，该套筒设有 沿轴向延伸的润滑油槽96，如图2所示。套筒94以已知的方式绕输入轴 24，的轴线安装在电磁制动器壳体48和花键部34，之间。离合器释放机
构包括于100处在离合器钟形革上枢转的杆。释放杆的臂102具有一个作 动器端104,如图2a中可最清楚的看到那样，该致动器端进入图2中可见 的环形空间106。空间106由固定到套筒94上的环108和释放轴承90限 定。
释放杆的径向向外的臂110延伸穿过于10，处示出的钟形革一一其对 应于图1中的钟形軍IO。 一个适当的致动器机构(未示出)一一其由车辆 操作者控制并机械地连接到变速器离合器踏板一一将转动离合器释放杆， 从而使套筒94抵抗膜片式弹簧82的反力沿左手方向移动。在膜片式弹簧 82的弹力作用下，主离合器通常处于接合状态。当离合器释放套筒94沿 图2所示的左手方向移动时，在86处的离合器接合力得以释放，且压盘 78与离合器盘66的接合脱开。
图4示出了图2和2a中电磁输入轴制动器的磁通量流路和磁场强度。 图4中的磁通量流路是通过磁场有限元分析软件确定的。图4示出了在112 位置强度最大的磁场是一个由局部地电磁离合器-制动器壳体48和衔铁 42限定的磁通量回路。路径部分地包围输入轴24'、由主变速器滚动轴承 组件和钟形軍IO，本身占据的区域。
当磁力线从电磁制动器线圏绕组附近离开时，磁场的强度减弱。如114 处所示的磁力线的强度较低，但是他们包围了数个由磁性材料制成的变速 器元件，例如膜片式弹簧82、离合器壳体和释放轴承元件。
图5示出了本发明的设计，其中电磁离合器壳体与变速器的扭矩输入 轴物理地分开。在图5的设计中，轴承盖不构成电磁离合器-制动器壳体 的一部分。图5中22'所示的轴承盖对应于图1中示出的已知设计的轴承 盖。在轴承盖22，径向向外的位置处是电磁离合器-制动器壳体116。
图5的主离合器元件和离合器释放轴承可以和图2中所示的离合器和 离合器释放轴拟目类似。用于标示图5中离合器释放轴承内的主离合器组 件的元件的附图标记和图2结构中相对应的元件相同，尽管图5中的标号 加了撇号。
电磁离合器—制动器壳体116设有容置电磁线圏绕组120的凹部118。
图5中的线圏绕组的直径比图2、 2a和3所示的线圏绕组的直径要大。它 们远离变速器扭矩输入轴和变速器主球轴承地布置。离合器 一制动器壳体 116被螺栓固定或以其他方式固定到钟形軍10，，尽管它也可固定到变速 器壳体壁18上。为了这个描述的目的，钟形軍10，可以认为是变速器壳 体的一部分。
制动器衔《失盘122固定到柔性制动盘124的外周边。制动盘124的内 周边固定到环126，该环126对应于图2a所示的环40。
衔铁盘和柔性盘124的具体结构如图6所示。柔性盘124包括径向延 伸的柔性臂128。柔性臂的外边缘固定到衔4失盘122。柔性盘124的内周边 固定到衔铁环126。
图6a示出了一替代结构，其中衔铁盘122由四个独立的节段130组成。 尽管示出了4个节段，但是如果需要的话可使用不同个数的节段。
与图2所示的设计不同一一在图2中当电磁线圏绕组通电时衔铁盘自 由地形成磁通量流路，图6和图6a的设计提供了 一个受限的磁通量流路， 其沿径向向内的方向穿过柔性臂128通向变速器输入轴。为了进一步使变 速器周围元件和磁通量流路分开，构成衔铁毂的衔铁环126可由非磁性不 锈钢制成。
图7示出了当120处的绕组通电后磁力线所遵循的路径。输入轴没有 被磁力线包围，且图7所示的磁通量密度集中在需要磁效应的电磁制动器 中。随着磁力线从一个磁极抵达另 一个磁极，衔铁盘122或衔铁盘节段130 形成闭合回路的图案。图7磁力线的图案不同于图4中所示的图案，且磁 力线的包围要集中得多，从而避免周围变速器元件、轴承元件、扭矩输入 轴、密封元件和离合器钟形罩本身的不期望的磁化。磁力线流路不会突跃 到相邻构件。由于图7的这种设计，基本消除了磨损铁颗粒聚集并损坏变 速器的旋转构件、轴承和密封件的可能。
为了进一步分开磁通量流路，电磁制动器的安装紧固件可以由例如铝 或不锈钢的非磁性材料制成，其使磁导体与周围的变速器和主离合器构件 分开。
电磁制动器的控制器在图8中示意性地示出，电磁制动器的控制程序 示于图9中。与之前描述的传统变速器扭矩输入轴制动器不同，该制动器 控制程序将与释放轴承位置无关地控制制动机构的激励。制动器控制装置 包括用以防止由于过大的电流或过多地刹车而引起的过热的热保护装置。
电磁制动器可以在12到42伏特的直流电源下工作并可由位于方便位 置的遥控开关控制。开关可以位于例如液压联动设备的主缸或离合器踏板 联动设备或离合器释放机构中。当开关闭合时一一该开关可以例如是常开 类型的，制动器的线圏绕组可以通电从而产生制动衔铁盘的磁场。可选择 地，遥控开关可用于启动控制继电器，其进而闭合一组常开的开关触点。 当常开开关触点闭合时，通过电路保护装置为电磁线圏供电。
如图8的154处所示的电路保护设备与线圏串联设置，并且如果电流 消耗超过安全限值或制动器中的温升超过预定的温度限值就会切断电流流 路。
图8的控制系统包括车辆电气系统134和制动系统控制器136。控制 器136的控制输入信号可以包括来自于车速传感器138、加速器踏板位置 传感器139、倒档传感器140、制动器踏板位置传感器141、一档传感器142、 控制缸位置传感器143、空档传感器144和如示于146处的主离合器的主 离合器踏板的位置传感器的信号。这些信号通过如148所示的控制局域网 总线传到控制器136。电磁制动器的动力源可以是车辆电气系统134。制动 系统控制器136确保只有当发动才腿行、发动机的燃料电磁阀通电并且车 钥匙处于接通位置时制动器才能被启动。只有当主离合器脱开并且车速小 于预定值"N."时，控制器才响应来自传感器138-146的信号并允许制动 器接合。其判定变速器是否位于空档以及是否选择了一档或倒档。
可替代的控制程序可使用来自例如加速器踏板位置传感器139、制动 器踏板位置传感器141和控制缸位置传感器143的输入。因为不同的发动 机可以标定为在不同速度下怠速运转，因此可使用加速器位置传感器139 而不是发动机转速信号。如果加速器踏板被至少部分地踩下，这意味着操 作者试图加速发动机高于怠速地运转，这与输入轴制动器的正确接合条件
不一致。由于典型的数据总线一一例如CANJ1939数据总线一一通常不设 置有加速器踏板位置、制动器踏板位置和变速器处于空档的输入信号的输 入端口 ，因此上述输入端口可能需要通往系统控制器136的单独布线。
断开或闭合制动电路的开关如150所示。可以使用例如如152所示的 保险丝的过电流保护装置。电路保护装置154可包括热启动开关，其防止 由于过长时间地使用或强电流引起的过热。
当车辆行驶时，图9所示的控制程序将会阻止在车辆发动机停止时启 动扭矩输入轴制动器(离合器-制动器)，或者当预设的计时器超时，图 9所示的控制程序将会阻止启动扭矩输入轴制动器。如果车辆离合器踏板 被操作者长时间踩下，则计时器阻止电磁制动器被不正确地使用。
图9中，程序将在158处判定离合器制动器开关是否处于"接通"。 如果不接通，则控制程序将制动器保持在"不接通"的状态，如160所示。 如果制动器开关接通，程序在判断块162处判定发动机转速是否落在高限 值或低限值内。
测量发动机转速，如164所示。如果发动机转速不落在预定的限值内， 则程序将制动器保持在"不接通"的位置，如160所示。
如果发动机转速落在上下限值的范围内，则在判断块166处作出判断 在168所示处测得的车速是否小于预先标定的设定值。如果车速高于设定 值，则如160所示，制动器将保持"不接通"。如果车速小于设定值，则 制动器将接通，如170所示。
当制动器接通时，将随着程序的进行判定计时器是否接通。这在执行 块172处进行。如果计时器没有超时，则程序将继续运行，如174所示。 然而，如果计时器的值高于设定值，则制动器将不接通，如160所示。
在图IO中，示出了一替代的控制程序。离合器制动器开关178可遥控 地设于能够控制离合器制动器设备的运行的任何地方。例如，可以设置开 关178来监控液压联动装置的主缸、液压联动装置的辅缸、离合器踏板、 离合器释放机构或其他类似装置的位置。程序在180处判定离合器制动器 开关是否"接通"。如果没接通，则控制程序将制动器保持在"不接通"
的状态，如182所示。
如果制动器开关接通，则程序在判断块184处判定操作者是否正在踩 下加速器踏板。这可以通过加速器踏板的行程位置来表示；例如，当踏板 位置位于其行程的0%时，踏板没有被踩下。加速器踏板位置在186处通 过传感器检测。
如188所示测量车速。如果发动机转速不落在预定限值范围内，则程 序将制动器保持于"不接通"的位置，如182所示。在判断块190处作出 判断，以判定在188处测得的车速是否小于预先标定的设定值。如果车速 高于设定值，如182所示，则制动器将保持"不接通"。如果车速小于设 定值，则制动器接通，如192所示。
当制动器接通时，随程序的运行判定计时器是否接通。这在执行块194 处进行。如果计时器没有超时，则程序将继续进行，如196所示。然而， 如果计时器的值高于设定值，则制动器将保持不接通，如182所示。
参照图ll，示出了电磁离合器制动器控制程序，其包括结合离合器制 动器位置开关(通常为行程开关的离合器踏板底部)而工作的变速器空档 开关、发动机转速、节气门位置和车速信号。程序从标号200开始描述。 在202处，系统通过于204处检测的离合器制动器开关的状态来判定制动 器开关是否接通。如果离合器制动器开关没接通，则算法在206处指示制 动器的动力切断。制动器计时器在208处重置为0。然后在通过开关回路 212返回起始点200之前，系统在210处重置时间标记。
如果于204处检测离合器制动器开关状态后，在202处判定制动器开 关接通，则程序继续运行，在216处判定发动机转速是否低于设定值。根 据218处的发动机转速信号来在216处做出判定。发动机转速信号可从数 据总线或从例如传感器的其他来源获取。如果发动机转速不低于设定值， 则在220处控制算法切断制动器的动力。然后系统通过发动机转速回路222 返回到起始点。
如果在216处发动机转速低于设定值，则算法继续运行，从而在226 处判定节气门位置是否小于预定的设定值。通过参考228处的节气门位置
信号在226处做出节气门位置判定。节气门位置信号也可以从数据总线获 取。如果在226处节气门位置不小于设定值，则算法在230处切断制动器 的动力并通过节气门回路232返回算法。
如果节气门位置小于设定值，则算法继续运行，从而在236处判定变 速器是否位于空档，即，变速器空档开关是否闭合。通过参考238而在236 处做出判定，以判定变速器空档开关的位置。如果变速器处于挂档状态并 且变速器空档开关指示开关断开或变速器位于空档，则算法继续运行，从 而在244处判定车速是否低于设定值。在240处，系统通过在242处参考 也可以从数据总线获取的车速信号来判定车速是否低于设定值。如果车速 低于设定值，则在248处判定是否已经设定计时器标记。如果已经设定了 计时器标记，则系统通过计时器回路264返回起始点200。
如果在248处程序判定计时器标记没有设定，则系统在250处接通制 动器的动力。 一旦在250处接通制动器的动力，则在252处启动计时器。 在计时器启动后，系统在256处判定计时器的启动持续时间是否低于设定 值。如果计时器低于设定值，则系统通过计时器回路264返回起始点200。 如果计时器不低于设定值，则在258处设定计时器标记，并且程序继续运 行，从而在返回到计时器回路264之前于260处切断制动器的动力。
如果在236处通过参考238处的变速器空档开关判定变速器处于空档， 则算法直接运行至248处的计时器标记设定。在这种模式下，系统不考虑 车速信号地在248处判定是否已经设定计时器标记。如果没有设定计时器 标记，在250处判定打开制动器的动力并且在252处启动计时器，如前所 述。
尽管已经描述了本发明的具体实施方式
，但是对于本领域技术人员来 说，在不脱离本发明的范围的情况下可以作出修改是显而易见的。所有这 样的修改和与之等效的手段意图包含于后随后的权利要求中。
权利要求
1.一种控制系统，其用于动力传动机构的动力输入轴的电磁离合器制动器，所述控制系统包括离合器制动器系统控制器，其具有监控离合器制动器开关、发动机转速信号和车速信号的保护电路，所述离合器制动器系统控制器通常阻止所述离合器制动器的接合，除非车速低于预设值；和变速器空档开关，其结合到所述离合器制动器系统控制器中，当所述变速器空档开关启动时免除对车速信号的监控。
2. 如权利要求l所述的控制系统，进一步包括节气门位置信号， 其被提供到所述离合器制动器系统控制器，所述离合器制动器系统控制器 判定节气门位置是否低于预定的设定值并在高于所述设定值时防止所述离 合器制动器的接合。
3. 如权利要求1所述的控制系统，其中所述保护电路进一步包括计 时器，所述计时器记录所述电磁离合器制动器的定子线圏通电的时间并将 制动器操作限定为设定值，其中一旦达到该设定值，所述计时器就断开所 述离合器制动器。
4. 如权利要求3所述的控制系统，其中所述保护电路设计成在所述 空档位置开关指示变速器处于空档时允许所述离合器制动器操作，并检测 所述计时器以判定是否设了计时器标记，如果没有设，则不管车速信号如 何都允许接合所述离合器制动器。
5. 如权利要求4所述的控制系统，进一步包括其中从数据总线接 收多个数据输入，包括发动机转速数据输入、节气门位置数据输入和车速 信号输入。
6. —种电磁离合器制动器，其用于轮式车辆的车辆动力传动系，所 述动力传动系包括发动机、具有封装多档齿轮元件的壳体的多档动力传动 装置、以可驱动方式连接到车辆驱动轮的动力输出轴、以可驱动方式连接述发动机的主离合器，所述主离合器由构成变速器壳体的一部分的主离合器壳体封装，所述电磁制动器包括定子线图壳体，其固定到所述变速器壳体、封装定子线圏，所述定子 线圏环绕所述动力输入轴并与所述定子线團壳体一起限定电磁极面；定子线圏电路，其包括电源和用于断开和闭合所述线圏电路的开关；衔铁盘，其具有毂部和周边部，所述毂部固定到所述动力输入轴，所 述周边部布置在所述制动器定子线圏邻近；控制系统，其用于给所述制动器定子线團通电、从而在所述线圏周围 形成穿过所述定子线圏壳体和衔铁盘周边部的电磁通量流路时实现所述衔 铁盘和所述极面之间的摩擦接合；所迷控制系统进一步包括监控离合器制动器开关、发动机转速信号和 车速信号的保护电路，其通常阻止所述离合器制动器的接合，除非车速低 于预i史值；和变速器空档开关，其结合到离合器制动器系统控制器中以在所述变速 器空档开关启动时免除对车速信号的监控。
7. 如权利要求6所述的电磁制动器，进一步包括节气门位置信号， 其被提供到离合器制动器系统控制器，所述离合器制动器系统控制器判定 节气门位置是否低于预定的设定值并在高于所述设定值时防止所述离合器 制动器的接合。
8. 如权利要求6所述的控制系统，其中所述保护电路进一步包括计 时器，所述计时器记录所述电磁离合器制动器的定子线圏通电的时间并将 制动器操作限定为设定值，其中一旦达到该设定值，所述计时器就断开所 述离合器制动器。
9. 如权利要求8所述的控制系统，其中所述保护电路设计成在空档 位置开关指示变速器处于空档时允许所述离合器制动器操作，并检测所述 计时器以判定是否设了计时器标记，如果没有设，则不管车速信号如何都 允许接合所述离合器制动器。
10. 如权利要求9所述的控制系统，进一步包括其中从数据总线接收多个数据输入，包括发动机转速数据输入、节气门位置数据输入和车速 信号输入。
11. 一种用于控制车辆动力传动系的电磁制动器的方法，所述车辆动 力传动系包括发动机和多档动力传动装置，所述车辆具有传送来自传感器和车辆控制系统的数据的数据总线，所述方法包括 监控由所述数据总线传送的数据；基于从所述数据总线传送的数据以及记录所述制动器接合的时间的计 时器，以保护模式控制所述制动器的接合；以第一模式和第二模式控制所述制动器的接合，在所述第一模式中， 响应于落在预定范围之外的车速信号阻止制动器的接合，在所述第二模式 中，空档位置开关指示变速器处于空档、且不管车速信号如何都允许接合 制动器。
12. 如权利要求11所述的方法，其中所述方法进一步包括记录离 合器制动器的接合时间，直到达到设定值，并在控制器设定标记，在设定 所述标记后防止离合器制动器的接合。
13. 如权利要求12所述的方法，其中所述记录离合器制动器的接合 时间的步骤进一步包括在第一模式和第二模式中均对是否设了所述计时 器标记进行判定。
14. 如权利要求11所述的方法，其中所述监控由数据总线传送的数 据的步骤进一步包括在以第二模式操作后监控变速器是否从空档换入挂 档，从空档换入挂档使得系统返回第一模式。
全文摘要
本发明涉及一种用于带取力接合空档开关的多档动力传动装置的电磁制动器的控制。本发明公开了用于电磁离合器制动器的控制系统和方法，包括环绕车辆动力传动系中的多档变速器的动力输入轴的电磁离合器制动器致动线圈。控制系统的保护电路通常监控这样的数据输入其指示不利于离合器制动器致动的情况。保护电路防止离合器制动器在这种情况下致动。保护电路可以监控包括车速信号的多种信号，其阻止离合器制动器的接合，除非车速低于预设值。系统可以进一步包括变速器空档开关，当变速器空档开关启动时免除对车速信号的监控。
文档编号F16D67/02GK101368607SQ20081016867
公开日2009年2月18日 申请日期2008年8月18日 优先权日2007年8月17日
发明者J·A·申克尔三世, M·J·霍恩布鲁克 申请人:伊顿公司