[发明专利]用于车辆中的交流电机启动器的检测电刷磨损的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在与车辆的引擎联接的交流电机启动器系统中检测电刷磨损的方法。

背景技术

对于节省能量和减小污染，尤其是在市区环境下节省能量和减小污染的考虑导致电机制造商给其各型号产品装配自动停止/运行或者停止/启动功能。

用于实现引擎的该自动停止/运行功能的现有技术系统是替代传统交流电机来安装的交流电机启动器系统，并且其涉及绕线式转子同步类型的可逆式旋转电动机器。在该种交流电机启动器系统中，通过带来将机器机械地联接到引擎。

在交流电机启动器系统中，旋转电动机器可以在引擎的启动阶段用作电动电机/启动器模式，或者用作交流电机模式，以给车辆的网络供电。

在电动机模式中，机器必须将传递恒定的扭矩，以转动引擎和启动引擎。提供给机器的转子的网络的激励电流基本上高于交流电机模式，并且这将导致电刷的更快的磨损。

当电刷寿命用完时，在电刷和转子的集电环之间的欧姆接触电阻将显著增大。在欧姆接触电阻中的该种增大将导致额外的热量，特别是在启动器模式下更是如此，其将导致相对于集流器的机器的劣化。

发明内容

本发明涉及与车辆中的引擎联接的交流电机启动器系统中检测电刷磨损的方法，所述交流电机启动器系统能够运行作为启动器以及能运行作为交流电机，并且包括旋转电动机器、供电电路、激励电路、和控制电路，旋转电动机器具有定子和转子，并且激励电路通过机器的电刷来向在转子内的激励线圈提供激励电流。

根据本发明，所述方法包括以下步骤：

计算就当交流电机启动器系统运行来作为交流电机时的激励电流的平均占空比；

将平均占空比与预定的阈值相比较；以及

当平均占空比在预定的阈值之上时，检测电刷的寿命终点。

根据本发明的另一个特征，计算平均占空比的步骤包括：将激励电流的瞬时占空比进行低通滤波。优选地，低通滤波是递归式数字滤波。根据特定的实施例，低通滤波具有大约30秒的时间常量（time-constant）。

根据本发明的另一个特征，所述方法还包括当检测到所述电刷的寿命终点时，向所述车辆的电子控制单元传输电刷的寿命终点信息。

根据本发明的另一个特征，所述方法还包括当检测到电刷的寿命终点时，为车辆的驱动器传输故障信息。根据特定的实施例，该故障信息通过车辆的CAN总线来传输，并且被显示在车辆的仪器面板上。

根据本发明的另一个特征，所述方法还包括当检测到电刷的寿命终点时，禁用交流电机启动器系统。

根据本发明方法的一个特定的实施例，在交流电机启动器系统的控制电路中实现所述方法。

根据本发明方法的另一个特定的实施例，在车辆的电子控制单元中实现所述方法，电子控制单元与控制电路进行通信，并且接收通过控制电路传输的激励电流的占空比信息。

现在将参考附图，通过所述方法的各种实施例来描述本发明。应该注意到，这些附图的目的仅仅在于显示说明的内容，并且其不以任何方式来限制本发明的范围。

附图说明

图1A是示出与车辆的引擎联接的交流电机启动器系统的示意图，其中在交流电机启动器系统的控制电路中实现本发明方法；

图1B是示出与车辆的引擎联接的交流电机启动器系统的示意图，其中在车辆的电子控制单元中实现本发明方法；

图2以示意图的方式示出了本发明方法中执行的检测电刷的寿命终点的方法；以及

图3示出了当交流电机启动器的电刷处在寿命终点时，瞬时占空比的交流电机模式的演变曲线和所进行滤波的示例。

具体实施方式

参考图1A，将描述在电动车辆中与引擎2联接的交流电机启动器系统1中的本发明的第一实施例。

该交流电机启动器系统1包括可逆电动机器3，其通过带和滑轮而借助传动4来与引擎2机械联接。

电动机器3包括在轴端7处与输出滑轮6一体的转子5。转子5呈现有（exhibit）电感器8，其由激励电路10通过旋转集流器9来供电。电刷90与旋转集流器9的集电环接触，以使得电感器8可以通过电路10来提供激励电流。提供给电感器8的激励电流是PWM（脉冲宽度调制）类型的电流，也就是说，其是脉冲宽度调制电流。

机器3还包括相位或者电枢绕组11，其通过可逆AC/DC转换器12来供电。