[发明专利]电磁制动器及其控制系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2006年3月7日提交的、美国申请序列号为No.11/369,245 的申请的续案部分，美国申请No.11/369,245是2005年6月2日提交的、 美国申请序列号为No.11/143,069且名称为“机动车动力系中的多档动力变 速箱的电磁制动器”的申请的续案部分，美国申请No.11/143,069又是2004 年1月20日提交的美国申请No.10/760,665、现在是2006年2月21日授 权且名称为“离合器制动器”的美国专利US7,000,748的续案部分。

技术领域

本发明涉及用于重型动力变速箱(动力传动装置)的摩擦式电磁制动器 的保护电路和控制系统，用于在变速箱换档期间里控制变速箱扭矩输入轴 的减速。

背景技术

用于重型机动车如卡车或拖拉机的动力系一般具有发动机，发动机在 开车司机的控制下通过主离合器被连接至齿轮传动多档变速箱(传动装置) 的动力输入轴上。由司机操作的变速轨和换档拨叉可被用于通过多档变速 箱的选定齿轮件来建立和中断扭矩传递路线。通过使同步啮合套移动至与 相应的齿轮件接合和分离，或者通过移动非同步的齿轮或离合器元件，可 以完成手动换档。众多齿轮件可以形成经变速箱的主轴和副轴至扭矩输出 轴的驱动扭矩传递路线。

这种多档变速箱以及重型动力传动装置是众所周知的，该重型动力传 动装置具有动力操纵的离合器，用于通过齿轮传动来建立和中断扭矩传递 路线。当有选择地使变速箱的离合器元件接合或分离时，换档变速程序一 般牵涉到主离合器的分离，以便中断从车辆发动机至变速箱扭矩输入轴的 动力传递。当主离合器被分离时，变速箱扭矩输入轴必须减速，以使即将 启用的扭矩传递路线中的齿轮件大体同步。

制动器可被用于通过使变速箱扭矩输入轴减速来帮助变速箱齿轮传 动的转换，从而缩短完成换档所需要的时间。当开车司机在分离主离合器 之后开始完成从空档挂低速挡或从空档挂倒档时，扭矩输入轴制动器是特 别有用的。

在现有技术中众所周知的是，设置变速箱输入轴制动器，其包括以驱 动关系如通过花键被连接在变速箱扭矩输入轴上的摩擦元件。变速箱主离 合器通过主离合器分离装置被分离，从而当主离合器被分离时，分离装置 可以对变速箱输入轴制动器施加制动器作动力。输入轴制动器的摩擦制动 元件摩擦作动，以产生使变速箱输入轴减速的摩擦阻力矩。

2004年1月20日提交的序列号为No.10/760,665的未结案专利申请、 现在是2006年2月21日授权的美国专利US7,000,748公开一种具有电磁 制动器作动机构的变速箱输入轴制动器。该未结案申请被转让给本发明的 受让人。该未结案申请所公开的电磁制动器包括衔铁，衔铁被固定在变速 器输入轴上，在形成于相邻变速箱体壁上的摩擦表面的附近。当制动器通 电时，衔铁与在变速箱体壁上的静止不动的摩擦表面摩擦接触，从而在换 档开始时减慢或阻止变速箱扭矩输入轴的旋转。

该未结案申请的电磁制动器产生部分由制动器衔铁限定的磁通路线。 磁通路线包络变速箱的一部分，其包括变速箱输入轴、变速箱输入轴轴承 及轴承盖、和由司机操作的主离合器分离装置的一部分。

该未结案申请所公开的输入轴电磁制动器包括壳体，该壳体可以代替 在重型变速箱上常看到的变速箱输入轴轴承盖。电磁制动器包括几个线圈 绕组，它们安置在输入轴的附近，以便缩短线圈绕组长度并减少制造线圈 所用的铜量。通常，电磁制动器以策略性方式被安置，以便最大程度地减 小在减速箱中容纳电磁制动器所需要的空间。

在变速箱输入轴制动器启动时所产生的磁通量线穿过变速箱输入轴 和含碳量高的变速箱周围部分，该部分在变速箱输入轴制动器频繁启动一 段时间后可能被磁化。例如，变速箱输入轴可能因剩磁强度被部分磁化， 该剩磁强度甚至在制动器断电后仍然存在。变速箱箱体一般由铸铝或者低 碳铸铁制成，因为这些材料对磁场来说是相当差的导体，所以箱体不易被 磁化。但是，输入轴本身和轴承件及其它的变速箱元件和封盖是由高碳钢 制成的并且紧挨着输入轴制动器。

这种布置中的反程磁通路线通常包括输入轴制动器的衔铁片，该衔铁 片可以是实心圆片的设计，因为它容易制造且成本低。

因为在输入轴制动器附近的变速箱组成部分的部分磁化或残余磁化， 所以在变速箱工作环境中的铁粒子会被吸到变速箱的旋转部分上并损坏 变速箱轴承、封口和其它的变速箱组成部分。