专利名称：监控机动车辆的旋转电流换向器的摩擦电触头的磨损的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明的领域是利用摩擦电触头的旋转电流换向器，其配备在尤其用于机动车辆的电流产生装置上。本发明更特别低涉及用于与该电流换向器相关的用于监控摩擦电触头(例如与导电轨迹线配合的电刷或类似构件)的磨损的方法和装置。
背景技术：
机动车辆配备有旋转电机，例如交流发电机或可逆交流发电机，结合有可旋转地装配在定子内部的转子。尤其在内燃机的起动时使用这样的电机，用于为车载电网供能和/或为车辆配备的车载能量存储器充电。为了实现不同的功能模式，电机产生被引入转子内的电流，这是通过包括与相应导电轨迹线配合的摩擦电触头(例如电刷或类似构件形式)的旋转电流换向器实现的。然而，电刷沿轨迹线的摩擦会引起磨损，由此引起转子绕组内的电触头的显著损失。电刷的磨损容易使处于产生电流模式的电机不能工作，结果引起电流换向器的损坏，并且导致能量存储器不能充电，对车载网络的供电停止，甚至会使作为机械能来源的电机停止工作。为了避免车辆出现故障，因此需要在电机工作的过程期间监控摩擦电触头的磨损情况。例如参考文件FR2751416(EUR0C0PTER SA)，其中测量旋转换向器所配备的电刷和轨迹线之间的接触电阻。该测量是通过计算电刷端子的电压变化和穿过电刷的电流强度变化之间的比值得到的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对用于机动车辆的旋转电流换向器的摩擦电触头磨损情况进行监控的方法和装置，能够以可靠和适当地方式检测摩擦电触头及其配件的磨损情况，并且在对车辆的正确运行产生不利的结果之前预先进行更换。本发明的方法是监控旋转电流换向器的摩擦电触头的磨损情况的方法。该电流换向器配备在发电电机上，例如装载在机动车辆上的交流发电机或可逆交流发电机。电机联合定子和沿摩擦电触头所属的轨迹线联结到摩擦电触头的转子，以便获得收集和分配的电流连续性。摩擦电触头尤其是电刷类型，其电刷线由导体材料制成，例如碳或金属合金，摩擦电触头被装配在电流换向器上与至少一个相应的导电轨迹线接触。本发明的方法在于分析由电机产生的电流以便推断摩擦电触头的磨损情况。根据本发明，该方法的特征主要在于其包括以下操作-用处于产生电流阶段的电机检测由所产生电流引入的打开循环比(RCO)的相关数据。RCO对应于由瞬时转子电流(1. rot)和最大(饱和)转子电流(1. rot. max)之间的比确定出的值。对应于(1. rot. max) / (1. rot)的RCO可以根据外界条件变化。-将检测到的RCO的相关数据与包括至少一个RCO阈值的至少一个预先确定的容许RCO阈值进行比较。该比较尤其涉及对检测到的RCO和预先存储的容许RCO阈值进行比对，进而相对容许RCO阈值推断摩擦电触头的磨损状态。此外，过滤与电流相关信号的中间操作可以简化比较和推断操作。例如在大约几十秒的时间段中通过检测到的RCO值大约大于容许阈值的50%可以推断出摩擦电触头的最大容许磨损状态。摩擦电触头的损耗使电机产生的转子电流值趋向于零，由电机提供的RCO相反地增大以便维持对释放能量的调节。对RCO的相关数据的检测操作，对检测到的RCO数据的比较操作以及对摩擦电触头的磨损状态的推断操作被包括在当电机处于产生电流阶段时对摩擦电触头的磨损状态进行监控的重复进程中。-在摩擦电触头达到磨损状态的情况下，由推断操作产生警告信息。警告信息的产生例如涉及致动包括车辆仪表板的一个或多个信号灯或类似构件和/或集成在车载电脑中的电子指示器。在更换摩擦电触头之后禁止所述警告信息。根据一种有利的实施方式，推断操作涉及根据来自比较操作的信息使计数器在一段预先确定的时间内递增。计数器的所述预先确定的时间代表性地大约为50ms至120ms，理想地大约为80ms。递增操作更特别地涉及在所述比较产生检测到的RCO值大于所述容许RCO阈值的信息的情况下，根据递增的值改变计数器，在所述比较产生检测到的RCO值小于所述容许RCO阈值的信息的情况下，根据减小的值改变计数器。尤其根据对计数器的递增值和产生警告信息的预先确定的递增定值之间的比较促使产生所述警告信息的操作。当电机不产生电流时，至少计数器的递增操作被中断。优选地，有关重复进程的整个操作根据检测到电机不产生电流而被中断。优选通过在检测到的RCO值和容许的RCO阈值之间的所述比较引入的计数器递增
至零值促进对所述警告信息的禁止操作。更特别地，安装新摩擦电触头导致计数器递减至零值，从而促使对警告信息的禁止。根据不同的变型，由电机所产生电流的测量和/或操作者的意愿控制的生效操作无区别地促使对所述警告信息的禁止操作。本发明的目的还在于提供一种用于机动车辆的电流产生装置，其通常包括产生电流的电机、配备有摩擦电触头的电流换向器、用于监控所述摩擦电触头的磨损情况的监控设备。所述监控设备尤其是对由电机产生的电流实施分析的电子设备。根据本发明，所述装置的特征主要在于所述监控设备包括-检测处于产生电流模式的电机的运行的检测设备。该检测设备用于当电机产生电流时致动对电触头的监控重复进程，并且在相反的情况下中断该重复进程。-检测和/或测量由电机产生的电流引入的RCO的相关数据的检测和/或测量设备。该检测和测量设备的使用取决于检测电机运行的设备，以便仅在当电机产生电流时致动该使用。-联合比较设备和推断设备的计算设备，所述比较设备在所述检测到的数据和存储在存储设备中的预先确定的定值数据之间进行比较，所述推断设备用于推断摩擦电触头是否超过容许磨损阈值的磨损状态。该计算设备和存储设备尤其集成在机动车辆配备的车载电脑中。计算设备有利地包括与递增改变设备相关联的计数器，其使用取决于比较设备。-警告信息产生设备，其与所产生的所述警告信息的通信设备相关。根据不同实施方式的单独或组合，警告信息通信设备是无区别地集成在车辆仪表板中的可见设备，所述仪表板配备有集成在包括车辆车载电脑的管理故障的电子模块中的电子装置和/或设备。该电子设备能够在车辆的维护操作期间，在工作期间当磨损变大超过预先确定的阈值时警告操作者需要更换摩擦电触头。-禁止所述警告信息产生设备甚至和已经预先致动的通信设备的禁止设备，其使用优选取决于计数器。此外，该装置包括依靠操作者意愿控制禁止设备的构件，可在更换摩擦电触头之后由操作者致动。也可以考虑其它更换的检测设备用以致动禁止设备。
下面将参考唯一的附图描述本发明的实施示例，该附图示出对配备在用于机动车辆的发电电机上的旋转电流换向器的摩擦电触头的磨损情况进行监控的装置。
具体实施例方式在唯一的附图中，发电电机I装配在机动车辆上用于为该车辆的设备2供电，所述设备尤其是可充电的能量存储器和通过与电机和/或可充电的能量存储器相关的车载电网供电的附件。电机I配备有包括摩擦电触头4 (例如电刷等)的旋转电流换向器3，所述摩擦电触头与相应的轨迹线5配合以便将转子6电连接到车辆的设备2的供电回路26。为了避免摩擦电触头4显著的磨损为车辆的设备带来不利影响，电机1，尤其是旋转电流换向器3与通过分析电机I产生的电流监控摩擦电触头4的磨损情况的监控设备8相关。更特别地，通过旋转电流换向器3分析电机I产生的电流的相关信息。该分析基于电机I产生的电流引入的RCO的相关数据进行。建议对这些连续收集到的RCO数据进行重复检验，从而确定其异常特征。检测到和/或测量到的RCO数据的异常特征是建立在摩擦电触头4的损耗使电机I产生的转子电流的值趋向于零以及由电机I提供的RCO相反地趋向于升高以维持对释放能量的调节的认定。一旦认为RCO的情况或数据相对于预先确定的阈值异常，则关于摩擦电触头4的磨损故障信息就开始生效。反之，通过重复追踪用于监控摩擦电触头4的磨损情况的进程。当观察到磨损故障的情况时，产生警告信息并且激活传递该警告的通信设备，例如驾驶员报警信号灯或者例如操作者借助车辆的车载电脑在工厂可以进入的电子设备。当使用的摩擦电触头4被全新的或者质量较好的摩擦电触头4替换时，禁止产生警告信息和激活通信设备。更特别地，监控设备8包括电机I产生电流的检测设备9，用于启动监控摩擦电触头的磨损情况的重复进程。在电机不产生电流的情况下，中断监控重复进程，但不会因此使由监控设备8预先收集到和/或产生的信息被删去。监控装置包括用于产生能够检测摩擦电触头4的显著磨损的信息的计算设备10，所述产生的信息在电机I的两个电流产生阶段之间保存。计算设备10的安放取决于对电机I产生电流进行检测的检测设备9。计算设备10包括用于检测和/或测量由电机I产生的电流引入的RCO的相关数据的设备11，其与在检测和/或测量到的RCO数据和预先存储在存储设备13中的RCO数据定值之间进行比较的比较设备12相关。这样的RCO数据定值对应于容许的RCO阈值，所述容许的RCO阈值对应于导致轨迹线5和摩擦电触头4之间受摩擦电触头影响而不令人满意的电流连续性的摩擦电触头4的磨损阈值。电机I所产生电流引入的RCO的检测和/或测量操作14下面紧跟对检测到和/或测量到的RCO值与RCO定值之间的比较操作15，然后是推断摩擦电触头4的磨损状态超过容许磨损阈值的推断操作16。推断设备17使用计数器18，用于借助改变计数器18增量的改变设备19执行推断操作16，对其使用取决于比较设备15。在检测到和/或测量到的RCO值大于RCO定值以及相反的情况下，计数器18的值的改变增大。计算设备10，尤其是计数器18与警告信息产生设备20相关，所述警告信息产生设备本身与通信设备21相关。警告信息产生设备20和/或通信设备21的使用取决于禁止设备22，当所使用的摩擦电触头4被更换时促使对禁止设备的致动。当计数器18达到对应于摩擦电触头4的磨损容许阈值的值时，则产生警告信息23以提示更换26摩擦电触头4。禁止设备22的致动取决于计数器18，使得当计数器18的值趋于零时使用禁止设备。该零值不是必须严格，该值可以根据旋转电流换向器的功能和/或本征结构的情况进行修正。当摩擦电触头4处于关于磨损情况较为满意的状态时，计数器18的值减小，甚至在摩擦电触头4的质量非常好的情况下，该值趋于零。计数器18递减至基本上为零的值引起对禁止设备24的致动操作，由此得到对警告信息产生设备20和/或通信设备21的禁止操作25。
权利要求
1.一种监控机动车辆的旋转电流换向器(3)的摩擦电触头(4)的磨损的方法，所述旋转电流换向器配备产生电流的电机(1)，其特征在于，其包括以下操作 -通过处于电流产生阶段的电机(I)重复检测(15)由所产生电流引入的打开循环比(RCO)的相关数据，然后将检测到的RCO的相关数据与至少一个预定的容许RCO阈值进行比较(15)，进而利用所述比较(15)推断(16)相对容许RCO阈值的摩擦电触头(4)的磨损状态， -在摩擦电触头(4)达到磨损状态的情况下产生(23)警告信息， -在更换摩擦电触头(4)之后禁止(24、25)所述警告信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，推断操作(16)涉及根据来自比较操作(15)的信息使计数器(18)在一段预定的时间内递增。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于对计数器(18)的递增操作更特别地涉及 -在所述比较产生检测到的RCO值大于所述容许RCO阈值的信息的情况下，根据递增值改变计数器(18)， -在所述比较产生检测到的RCO值小于所述容许RCO阈值的信息的情况下，根据减小的值改变计数器(18)，并且 根据对计数器(18)的递增值和预定的递增定值之间的比较促使产生所述警告信息的操作(23)。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其特征在于，当电机(I)不产生电流时，至少计数器(18)的递增操作被中断。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过在检测到的RCO值和容许的RCO阈值之间的所述比较(15)引入的计数器(18)递增至零值，促使对所述警告信息的禁止操作(25)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，由电机(I)所产生电流的测量或操作者的意愿控制的生效操作无区别地促使对所述警告信息的禁止操作(25)。
7.一种用于机动车辆的电流产生装置，其包括产生电流的电机(I)、配备有摩擦电触头(4)的电流换向器(3)、用于监控所述摩擦电触头(4)的磨损的监控设备(8)，所述装置适于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述监控设备(8)包括 -检测处于电流产生模式的电机(I)的运行的检测设备(9 )， -检测和/或测量由电机(I)产生的电流引入的RCO的相关数据的检测和/或测量设备(11), -联结比较设备(12)和推断设备(17)的计算设备(10)，所述比较设备在所述检测到的数据和存储在存储设备(13)中的预定的定值数据之间进行比较，所述推断设备用于推断摩擦电触头(4)是否超过容许磨损阈值的磨损状态， -警告信息产生设备(20)，其与所产生的所述警告信息的通信设备(12)相关， -禁止所述警告信息产生设备(20 )甚至和所述通信设备(21)的禁止设备(22 )。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，计算设备(10)包括与递增改变设备相关的计数器(18)，其使用取决于比较设备(12)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述禁止设备(22)的使用取决于计数器(18)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，警告信息的通信设备(21)是无区别地集成在车辆仪表板中的可见设备，所述仪表板配备有集成在包括车辆车载电脑的管理故障的电子模块中的电子装置和/或设备。
全文摘要
本发明的主题是一种对机动车辆的配备发电机的旋转电流换向器(3)的摩擦电触头(4)的磨损进行监控的方法和装置。该方法涉及使用处于产生电流阶段的电机(1)检测(15)由所产生电流引入的打开循环比(RCO)的相关数据。然后将检测到的RCO的相关数据与预先确定的容许RCO阈值进行比较(15)，进而相对容许磨损阈值利用所述比较(15)通过递增计数器(18)推断摩擦电触头(4)的磨损状态。在摩擦电触头(4)的磨损状态达到所述容许磨损阈值的情况下产生(23)警告信息。在更换摩擦电触头(4)之后，一旦检测到计数器(18)趋向于零值则禁止(24、25)所述警告信息。
文档编号H01R39/58GK103004082SQ201180035589
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月29日 优先权日2010年7月22日
发明者S·阿马特, M·贝塞加尔 申请人:标致·雪铁龙汽车公司