具有直流电机制动器的驱动系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供了一种驱动系统，驱动系统的一个实施例可包括与连接在输入轴和输出轴之间的齿轮组连接的电机轴。该系统还可具有选择性地将电机轴保持在固定位置以响应于主电源突然断电将输入轴和输出轴彼此接合的直流电机。该系统还可包括使直流电机能够提供阻力矩的辅助电源。
【专利说明】具有直流电机制动器的驱动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆领域，尤其涉及用于车辆内的各种设备和组件的驱动系统。
【背景技术】
[0002]汽车制造商已开发出用于车辆内的各种设备和组件的驱动系统。在一个实例中，驱动系统可与转向组件联用来基于车速乘以或除以转向比。具体地，当驾驶员驾驶车辆进入或离开停车地点时，由于车速低于预定最小阈值，转向组件可乘以转向比。此外，当车辆在高速路上行驶并且最小转向输入能快速引导车辆朝向预定路径时，由于车速高于预定的最大阈值，转向组件可除以转向比。驱动系统可包括与转向输入轴和转向输出轴互连的变速箱以乘以或除以转向比。驱动系统还可包括与变速箱连接的电机，用以辅助乘以或除以转向比。然而，除转向组件外，驱动系统可具有与各种设备和组件联用的其它合适部件。
[0003]需要提供一种可与具有电动机制动器的多种车辆系统和组件联用的改进的驱动系统，以在电机突然断电时将输入轴和输出轴相互接合。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一方面提供了一种驱动系统，驱动系统的一个实施例可包括与连接在输入轴和输出轴之间的齿轮组连接的电机轴。该系统还可具有响应于主电源突然断电选择性地将电机轴保持在固定位置以将输入轴和输出轴彼此接合的直流电机。该系统还可包括使直流电机能够提供阻力矩的辅助电源。
[0005]根据本发明的一个实施例，驱动系统还包括:选择性连接辅助电源以使直流电机的多根导线短路来产生将电机轴维持在固定位置的阻力矩的辅助开关。
[0006]根据本发明的一个实施例，驱动系统还包括:存储电动机制动器已配置值的非易失性存储器；响应于检测到突然断电时产生断电信号的功率传感器；以及提供了与非易失性存储器、功率传感器和辅助开关耦合的门的集成电路芯片；其中，门可响应于接收到基于非易失性存储器中的电动机制动器已配置值的已配置信号并进一步响应于接收到来自功率传感器的断电信号而闭合辅助开关。
[0007]根据本发明的一个实施例，驱动系统还包括:响应于检测到正常关闭而无突然断电将解除配置信号存储在非易失性存储器中的控制器。
[0008]根据本发明的一个实施例，直流电机为发电机。
[0009]根据本发明的一个实施例，输入轴从方向盘和发动机其中之一接收输入。
[0010]根据本发明的一个实施例，突然断电表示保险丝熔断、电线被切断和电池作废中
至少其一。
[0011]根据本发明的另一方面，提供了一种驱动系统，该驱动系统的一个实施例可包括与连接在输入轴和输出轴之间的齿轮组连接的电机轴。该系统还包括直流电机，该直流电机具有产生将电机轴保持在固定位置以使输入轴和输出轴彼此接合的阻力矩的永磁转子。此外，该系统还可包括与直流电机连接以响应于突然断电于直流电机内产生阻力矩的多个电机短路晶体管。该系统还可具有为上述多个电机短路晶体管供电的辅助电源。
[0012]根据本发明的一个实施例，驱动系统还包括:选择性连接辅助电源以使直流电机的多根导线短路从而在直流电机中产生将电机轴保持在固定位置的阻力矩的辅助开关。
[0013]根据本发明的一个实施例，驱动系统还包括:存储电动机制动器已配置值的非易失性存储器；响应于检测到突然断电而产生断电信号的功率传感器；以及提供了与非易失性存储器、功率传感器和辅助开关耦合的门的集成电路芯片；其中，门可响应于接收到基于非易失性存储器中的电动机制动器已配置值的已配置信号并进一步响应于接收到来自功率传感器的断电信号而闭合辅助开关。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述控制器响应于检测到正常关闭而无所述突然断电将解除配置信号存储在所述非易失性存储器中。
[0015]根据本发明的一个实施例，直流电机为发电机。
[0016]根据本发明的一个实施例，输入轴从方向盘和发动机其中之一接收输入。
[0017]根据本发明的一个实施例，突然断电表示保险丝熔断、电线被切断和电池作废中
至少其一。
[0018]根据本发明的又一方面，提供了用于运行驱动系统的流程，该流程的一个实施例包括将齿轮组可操作地连接于输入轴和输出轴之间的步骤。该流程还包括将齿轮组可操作地连接于电机轴和输出轴之间。此外，该流程可包括通过选择性地将电机轴锁定在固定位置而使输入轴和输出轴相互接合。该流程还包括响应于主电源突然断电致动直流电机以选择性地将电机轴保持在固定位置。
[0019]根据本发明的一个实施例，该流程还包括:闭合辅助开关以使辅助电源向直流电机供电来产生将电机轴保持在固定位置的阻力矩。
[0020]根据本发明的一个实施例，该流程还包括:
[0021]将电动机制动器已配置值存储在非易失性存储器中；以及响应于检测到突然断电由功率传感器产生断电信号；以及响应于集成电路芯片中的门接收到基于非易失性存储器中的电动机制动器已配置值的已配置信号并接收到来自功率传感器的断电信号，闭合辅助电源和直流电机之间的辅助开关。
[0022]根据本发明的一个实施例，该流程还包括:响应于正常关闭请求，将辅助电源和直流电机之间的辅助开关保持在打开位置。
[0023]根据本发明的一个实施例，直流电机为发电机。
[0024]根据本发明的一个实施例，输入轴从方向盘和发动机其中之一接收输入。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1A是包括直流电机制动器的驱动系统的一个实施例的示意图；
[0026]图1B是包括直流电机制动器的驱动系统的另一实施例的示意图；
[0027]图2是图1A中系统的电路示意图；
[0028]图3A是图1A中的系统的电路示意图，其示出包括处于无效状态的直流电机制动器的驱动系统在正常运行期间的电路；
[0029]图3B是图1A中的系统的电路示意图，其示出包括处于无效状态的直流电机制动器的驱动系统在正常关闭期间的电路；[0030]图3C是图1A中的系统的电路示意图，其示出了突然断电期间的电路，此时直流电机制动器处于有效状态；
[0031]图4是运行图1A中的驱动系统的流程的其中一个实施例的流程图；
[0032]图5是图4中的流程的子程序的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0033]驱动系统可包括与齿轮组连接的电动机，齿轮组又可以操作地连接于输入轴和输出轴之间，以允许组件或设备的运行。例如，可与转向组件联用的驱动系统可包括输入轴，该输入轴的一端与方向盘连接而相反端与齿轮组连接。该驱动系统可进一步包括输出轴，该输出轴的一端与齿轮组连接而另一端与转向齿条组件连接。该驱动系统还可具有电动机，其与齿轮组连接以乘以或除以输出转向比，或者提供使输入轴和输出轴相互接合的电动机制动器以允许驾驶员在突然断电时控制车辆。然而，该驱动系统当然可与除转向组件之外的任何合适的系统、组件或设备联用。
[0034]改进型驱动系统可包括检测突然断电的功率传感器和对辅助开关进行致动以从辅助电源向电动机供应电力的控制器。在这方面，电动机可产生用于将电机轴保持在固定位置的阻力矩，以便使输入和输出轴相互接合并例如在保险丝熔断或电线切断时如电机制动器一样运行。
[0035]参考图1A和图2，驱动系统100的一个实施例可与转向组件联用。驱动系统100可包括与齿轮组104连接的电机轴102，齿轮组104连接在输入轴106和输出轴108之间。输入轴106可接收来自方向盘110的输入，并且电机轴102可与直流电机112 (“DC电机”)连接，以便通过输出轴向转向组件提供转向输出。DC电机112可具有与电机轴可操作地连接的永磁转子114，以便电机在导线116、118、120短路时(图2)可产生高阻力矩。
[0036]如图1B举例所示，驱动系统100’的另一实施例可与混合动力汽车的动力系统联用。具体地，输入轴106’可改为与发动机110’连接，并且电机轴可与混合动力系统的电动发电机112’连接。该驱动系统可整合在车辆或非车辆应用的多种系统和组件内部。
[0037]参照图2，系统100还可具有主电源122 (诸如车辆主蓄电池)和选择性地将主电源连接至DC电机的主开关124。由此，DC电机112和方向盘110可向齿轮组104提供输入，从而例如基于车速乘以或除以通过输出轴108引导的转向输出。
[0038]如图2最佳示出的，系统100还可包括诸如备用电池或电容器的辅助电源134和辅助开关136，辅助开关136将辅助电源134选择性地连接至DC电机112来产生将电机轴102保持在固定位置的阻力矩。具体地，该系统还可具有与辅助电源134通过闭合开关136连接的多个导线或电机短路晶体管116、118、120，其随后在DC电机112中产生阻力矩，从而将电机轴102保持在固定位置。系统100还可包括非易失性存储器138，其用于存储电动机制动器已配置(armed)值或电动机制动器解除配置(disarmed)值。具体地，在突然断电之前，非易失性存储器可在其中存储电动机制动器已配置值以预配置系统100，以便产生基于电动机制动器已配置值的已配置信号。然而，非易失性存储器可响应于检测到系统正常关闭而未突然断电改为存储电动机制动器解除配置值。
[0039]系统100还可具有功率传感器140，其可在突然断电时产生断电信号。例如，功率传感器140可检测元件142的故障，诸如保险丝熔断、电线被切断或电池作废(图3C)。作废的电池不会有任何电荷并且不能再充电，或者可能是低电量或不充电的电池，这种电池不能在例如车辆用电负载在车辆运行时超过交流发电机能力的情况下为该系统提供最小运行电压。这种低电量或不充电的电池可在充电或再充电之后变得可用。
[0040]如图2所示，系统100还可具有集成电路芯片144，其提供了与非易失性存储器138、功率传感器140和辅助开关136耦合的门。响应于从功率传感器140接收的断电信号146和从非易失性存储器138接收的基于电动机制动器已配置值的已配置信号148，该门可闭合开关136(图3C)。该IC芯片可为车辆中的控制器或独立处理器的部件。图3A示出系统100正常运行，由于功率传感器没有产生断电信号146，因此该系统内的辅助开关处于打开状态。此外，在该系统正常运行期间，主电源122可对辅助电源134充电，并且非易失性存储器可将电动机制动器已配置值存储其中，以便在突然断电时预配置该系统。图3B示出了系统100的正常关闭，其中，主开关处于打开状态，并且控制器将非易失性存储器中的电动机制动器已配置值覆写为电动机制动器解除配置值，因此使辅助开关处于打开位置。图3C示出了诸如由保险丝熔断、电线被切断或电池142作废导致的突然断电。在突然断电期间，响应于从功率传感器140接收的断电信号146并进一步响应于从非易失性存储器138接收的已配置信号148，该门闭合辅助开关136。在辅助开关136闭合的情况下，辅助电源134可向短路晶体管116、118、120供电，随后使DC电机112产生将电机轴102保持在固定位置的阻力矩，以便使输入轴和输出轴相互接合，并在该实施例中允许驾驶员驾驶车辆。
[0041]图4示出了运行图1中系统的示例性流程400。在方框402中，可致动软件控制的系统来正常运行系统100以将齿轮组可操作地连接于输入轴和输出轴之间，并进一步将齿轮组可操作地连接于电机轴和输出轴之间。此外，该系统可由存储有电动机制动器已配置值的非易失性存储器进行预配置。驱动系统100的正常运行在图5所示的流程图中详细显
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[0042]在方框404中，系统可响应突然断电。例如，功率传感器140可产生表示保险丝熔断、电线被切断或电池作废的断电信号，并将此信号传送至门或控制器。如果突然断电了，则该流程可继续至方框406。如果并未突然断电，则该流程可继续至方框408。
[0043]在方框406中，可致动电子制动器以将电机轴保持在固定位置并使输入轴和输出轴相互接合。具体地，上述门可从非易失性存储器接收已配置信号，并从功率传感器接收断电信号，以便闭合辅助开关并由辅助电源向短路晶体管供电，随后在DC电机112中产生阻力矩以将电机轴保持在固定位置。此特性可允许组件在主电源突然中断向DC电机供电时继续运行。例如，此特性可允许转向组件继续运行，以便驾驶员在主电源突然断电时仍可驾驶车辆。
[0044]在方框408中，控制器可判定是否请求正常关闭。如果请求正常关闭，则该流程会继续至方框410。然而，如果并未请求正常关闭，则该流程会返回至方框402。
[0045]在方框410中，控制器可在非易失性存储器中存储电动机制动器解除配置值，如此会覆写电动机制动器已配置值。由此，电子制动器不会被致动，具体地，辅助开关响应于正常关闭请求而维持在打开位置。
[0046]图5不出了图4中方框402的不例性子程序流程500,其不出系统100正常运行。该流程可由多种设备来执行，诸如由控制器152或计算机处理单元执行。
[0047]在方框502中，通过执行与电动机制动器或与电机制动器联用的转向组件的任意一个或多个部件的可操作性的一个或多个测试，可使该系统初始化。该系统可根据一个或多个传感器检测到驾驶员插入钥匙点火、启动车辆发动机、将钥匙移至“开”位置、致动驾驶员侧门把手或各种其他情况来初始化。每个传感器均可产生表明电动机制动器或上述组件的情况的测试信号。
[0048]在方框504中，控制器可接收来自相应的传感器的测试信号，并判定电动机制动器或上述组件是否处于功能状态。如果控制器确定电机制动器和组件都处于功能状态，则流程500可继续至方框506。如果控制器确定电机制动器、上述组件或以上二者都出现故障、受损或因其它原因未正常工作，则该流程可继续至方框508。
[0049]在方框508中，该系统可行进至一个或多个故障运行模式。例如，控制器可产生故障信息信号，并将故障信息信号传送至显示设备158。显示设备158可为显示屏、构造成显示符号的光设备、其他合适的通信设备或这些设备的任意组合。此外，显示设备可整合在仪表板、仪表盘、中控台、车辆的其他合适部分、手持设备、远程计算机或这些设备的任意组合中。显示设备可显示指示电动机制动器和/或组件中错误的信息。此外，在故障运行模式下，控制器152可产生性能控制信号，并将该信号传送至车辆的点火控制系统160。点火控制系统160可响应该性能控制信号而失效。由此，该系统可将系统的状况告知驾驶员以允许维修。然而，该系统可在相同响应情况下产生由多种设备和系统接收的多种信号。
[0050]在方框506中，该系统可行进至主要正常运行模式，此模式下，该系统针对潜在的突然断电情况而设置为预配置电动机制动状态，突然断电可能由保险丝熔断、电线被切断或电池作废导致。具体地，控制器152可在非易失性存储器中储存电动机制动器已配置值，以便在突然断电时通过电动机制动器预配置该系统。
[0051]在方框510中，该控制器可判定是否请求关闭该系统。例如，当变速器在车辆已行驶预定距离后已经至少停驻了预定时间时，响应于从点火控制系统160接收的关闭信号，该控制器可确定已经请求系统关闭。如果控制器判定已经请求关闭该系统，则该流程可继续至方框512。然而，如果控制器判定并未请求关闭该系统，则该流程可继续至方框514。
[0052]在方框514中，该系统可执行指向电机制动器和组件的任意合适部分的一个或多个诊断程序和测试程序。如果控制器判定电机制动器和组件均通过了测试程序，则该流程可返回至方框506。如果控制器判定系统未通过该测试程序中的一个或多个，则该流程可继续至方框508。
[0053]在方框512中，控制器可将电动机制动器解除配置值存储至非易失性存储器中。由此，该门将不闭合辅助开关，从而将电子制动器保持在无效状态。
[0054]关于本文描述的流程、系统、方法等，应该理解，尽管这些流程等的步骤被描述为按照一定顺序进行，但是，这些流程也可将所述的步骤以不同于本文所述顺序的顺序来执行。还应该理解，可同时进行某些步骤，可增加一些步骤、或可以省略本文描述的某些步骤。换句话说，本文的流程描述用于示出某些实施例且不应该解释为限制权利要求。
[0055]因此，应该理解，上述描述意在说明而非限制。在阅读上述描述的基础上，除了提供的实例外，很多实施例和应用是显而易见的。所确定的范围不应该参照以上描述，而是应该参照所附权利要求以及与这些权利要求所要求相等效的整个范围内确定。可以想到，未来会在本文涉及的技术上进一步发展，并且所公开的系统和方法会结合到这些未来实施例中。总之，应该理解，能够对应用进行修改和替换。[0056]权利要求中所使用的所有术语目的在于给出本领域的技术人员能够理解的最广泛合理的解释及普通含义，除非本文明确地给出相反的说明。特别是，“一个”、“这个”、“所述”等单数冠词的使用应该被理解为陈述一个或多个指明的元件，除非权利要求明确地陈述了相反的限定。
[0057]本公开的摘要部分可以让读者很快地获知本技术公开的性质。可以理解，其不用于解释或限制权利要求的范围或意义。此外，通过上述描述可知，为了简化本公开，在不同的实施例中可将部分部件组合在一起。所公开的方法不应被理解为反映出所要求保护的实施例需要的部件要多于每个权利要求中明确列出的部件。相反，正如以下权利要求所反映的，发明主题在于少于单个公开的实施例的所有部件。因此，下列权利要求结合在本详细描述中，而且每个权利要求作为单独保护的发明主题。
【权利要求】
1.一种驱动系统，包括: 与连接在输入轴和输出轴之间的齿轮组连接的电机轴； 响应于主电源突然断电将所述电机轴维持在固定位置以将所述输入轴与所述输出轴彼此接合的直流电机；以及 使所述直流电机能够提供阻力矩的辅助电源。
2.根据权利要求1所述的驱动系统，还包括: 选择性连接所述辅助电源以使所述直流电机的多根导线短路来在所述直流电机中产生将所述电机轴维持在所述固定位置的阻力矩的辅助开关。
3.根据权利要求2所述的驱动系统，还包括: 存储电动机制动器已配置值的非易失性存储器； 响应于检测到所述突然断电而产生断电信号的功率传感器；以及 提供了与所述非易失性存储器、所述功率传感器和所述辅助开关耦合的门的集成电路芯片； 其中，所述门可响应于接收到基于所述非易失性存储器中的电动机制动器已配置值的已配置信号并进一步响应于接收到来自所述功率传感器的断电信号而闭合所述辅助开关。
4.根据权利要求3所述的驱动系统，还包括: 响应于检测到正常关闭而无所述突然断电将解除配置信号存储在所述非易失性存储器中的控制器。
5.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述直流电机为发电机。
6.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述输入轴从方向盘和发动机其中之一接收输入。
7.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述突然断电表示保险丝熔断、电线被切断和电池作废中至少其一。
8.—种驱动系统,包括: 与连接在输入轴和输出轴之间的齿轮组连接的电机轴； 直流电机，具有产生将所述电机轴保持在固定位置以将所述输入轴与所述输出轴彼此接合的阻力矩的永磁转子； 连接于所述直流电机以响应于突然断电于所述直流电机中产生阻力矩的多个电机短路晶体管；以及 为所述多个电机短路晶体管供电的辅助电源。
9.根据权利要求8所述的驱动系统，还包括: 选择性连接所述辅助电源以使所述直流电机的多根导线短路从而在所述直流电机中产生将所述电机轴保持在所述固定位置的阻力矩的辅助开关。
10.根据权利要求8所述的驱动系统，还包括: 存储电动机制动器已配置值的非易失性存储器； 响应于检测到所述突然断电而产生断电信号的功率传感器；以及 提供了与所述非易失性存储器、所述功率传感器和所述辅助开关耦合的门的集成电路芯片； 其中，所述门可响应于接收到基于所述非易失性存储器中的电动机制动器已配置值的已配置信号并进一步响应于接收到来自所述功率传感器的断电信号而闭合所述辅助开关。
11.根据权利要求8所述的驱动系统，其中，所述控制器响应于检测到正常关闭而无所述突然断电将解除配置信号存储在所述非易失性存储器中。
12.根据权利要求8所述的驱动系统，其中，所述直流电机为发电机。
13.根据权利要求8所述的驱动系统，其中，所述输入轴从方向盘和发动机其中之一接收输入。
14.根据权利要求8所述的驱动系统，其中，所述突然断电表示保险丝熔断、电线被切断和电池作废中至少其一。
15.一种用于运行驱动系统的流程，包括: 将齿轮组可操作地连接于输入轴和输出轴之间； 将所述齿轮组可操作地连接于电机轴和所述输出轴之间；通过选择性地将所述电机轴锁定在固定位置而使所述输入轴和所述输出轴相互接合；以及 响应于主电源突然断电而致动直流电机以选择性地将所述电机轴保持在固定位置。
16.根据权利要求15 所述的流程，还包括: 闭合辅助开关以使辅助电源向所述直流电机供电来产生将所述电机轴保持在所述固定位置的阻力矩。
17.根据权利要求16所述的流程，还包括: 将电动机制动器已配置值存储在非易失性存储器中；以及响应于检测到所述突然断电由功率传感器产生断电信号；以及响应于集成电路芯片中的门接收到基于所述非易失性存储器中的电动机制动器已配置值的已配置信号并接收到来自所述功率传感器的断电信号而闭合辅助电源和所述直流电机之间的辅助开关。
18.根据权利要求15所述的流程，还包括: 响应于正常关闭请求，将所述辅助电源和所述直流电机之间的辅助开关保持在打开位置。
19.根据权利要求15所述的流程，其中，所述直流电机为发电机。
20.根据权利要求15所述的流程，其中，所述输入轴从方向盘和发动机其中之一接收输入。
【文档编号】H02P3/12GK104038111SQ201410081669
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2013年3月7日
【发明者】布莱恩·D.·鲁特科夫斯基, 大卫·约翰·鲁特科夫斯基 申请人:福特环球技术公司