CN102410186A - 用于触发流体设备的供压单元的方法和相应的流体设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于触发流体设备(1)的供压单元(10)的方法、一种流体设备(1)、计算机程序产品和用于实施该方法的计算机程序。该供压单元包括驱动装置(12)和泵单元(14)，其中，所述驱动装置(12)通过触发信号被相应地触发用于实现压力和/或流体输送量预定值。依据本发明，对物理变量进行检测并为了测定由运行造成的振动和/或脉动发射而对物理变量进行评估，其中，触发信号这样改变，使所测定的由运行造成的振动和/或脉动发射在效率基本上保持不变的情况下低于预先规定的极限值。

Description

用于触发流体设备的供压单元的方法和相应的流体设备
技术领域
本发明涉及一种按照独立权利要求1的前序部分所述的用于触发流体设备的供压单元的方法。此外，本发明涉及一种流体设备、用于实施所述用于触发供压单元的方法的一种计算机程序产品和一种数据处理程序。
背景技术
在公开文献DE 10 2007 038 397 A1中例如描述了一种用于车辆的制动系统。所描述的制动系统包括主制动缸、流体控制单元和至少一个车轮制动器，其中，为了在至少一个制动回路中进行制动压力调制，流体控制单元在每个制动回路中包括一个换向阀、一个吸入阀和回油泵作为供压单元。此外，每个制动回路的流体控制单元还具有连接在回油泵与主制动缸之间的吸入管道内的滑阀，其中，滑阀将在回油泵吸入侧上的有效压力限制到可预先规定的最大压力值。
发明内容
与此相对，具有独立权利要求所述特征的依据本发明的用于触发流体设备的供压单元的方法和依据本发明的流体设备具有如下优点：对在所要输送的介质中的由运行造成的振动和脉动进行检测和评估，以便通过改变对供压单元的触发而实现低噪声和/或低脉动的运行。为了检测由运行造成的振动可以使用各种不同的测量方法并检测和评估各种不同的物理变量。本发明包括利用所检测的信号，在利用该信号的基础上可以在噪声发射和/或输送功率方面优化供压单元的触发。
本发明的核心是，使流体设备供压单元的驱动装置产生的振动信号化并且利用这些信号通过调整用于触发驱动装置的电参数来降低振动。在驱动装置被实施为具有可运动的衔铁和至少一个固定定子的线性促动器时，产生磁场的电流可以通过线性促动器的至少一个定子进行调节，以便使供压单元低于预先规定的“噪声极限”工作或以预先规定的“噪声极限”工作。也可以例如通过电容式测量装置对衔铁位置进行检测，或者可以借助压力传感器检测所要输送的介质内的脉动。也可以通过加速度传感器或压电元件测量振动，但比利用固体声传感器的优选方案昂贵很多，这种固体声传感器即使在高频下也能够足够快速地检测和评估振动并提供相应的输出信号。也可以利用麦克风检测噪声，但可能需要很高的滤波器开支。固体声传感器的优点不仅在于高频率范围，而且在于相对较低的价格。
依据本发明的用于触发包括驱动装置和泵单元的流体设备供压单元的方法通过触发信号相应地触发驱动装置以实现压力和/或流体输送量预定值。依据本发明检测物理变量并为了测定由运行造成的振动和/或脉动发射而对其进行评估，其中，触发信号这样改变，使所测定的由运行造成的振动和/或脉动发射在效率基本上保持不变的情况下低于预先规定的极限值。
依据本发明的流体设备包括具有驱动装置和泵单元的供压单元，其中，评估和控制单元通过触发信号相应地触发驱动装置以实现压力和/或流体输送量预定值。依据本发明设有用于检测物理变量的装置，评估和控制单元对这些物理变量进行评估以确定由运行造成的振动和/或脉动发射，其中，评估和控制单元这样改变触发信号，使所测定的由运行造成的振动和/或脉动发射在效率基本上保持不变的情况下低于预先规定的极限值。
依据本发明的具有评估和控制单元的流体设备被构造用于实施上述方法的步骤和一种用于控制上述方法的步骤的计算机程序，如果所述计算机程序由评估和控制单元执行的话。评估和控制单元在这里可以理解为处理或评估所检测的传感器信号的电的装置，例如控制装置。评估和控制单元可以具有至少一个接口，所述接口可以被构造为硬件式的和/或软件式的。在硬件式的设计方案中，接口例如可以是所谓的系统ASIC的一部分，其包含装置的各种不同的功能。但接口也可以是固有的集成电路或至少部分由分立的元件组成。在软件式的设计方案中，接口可以是例如在微控制器上设有的除了其他软件模块之外的软件模块。还有利的是一种具有程序编码的计算机程序产品，该程序编码储存在可机读的载体，如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上，并且当在评估和控制单元上执行程序时用于执行按所述实施方式之一的方法。
通过在从属权利要求中所列举的措施和改进方案，可以对独立权利要求1中所介绍的用于触发流体设备供压单元的方法和独立要求5中所介绍的流体设备进行有利的改进。
特别有利的是，作为物理变量，检测并评估可运动的泵元件的位置和/或加速度和/或速度和/或行程、和/或固体声和/或压力和/或振动。
在依据本发明的方法的一种有利的设计方案中，供压单元持续地在预先规定的极限值附近运行，以确保在噪声负荷尽可能低的情况下功率输出尽可能得高。
在依据本发明的方法的另一种有利的设计方案中，为了优化所测定的由于运行而造成的振动和/或压力脉动发射，通过功率电子装置调整驱动装置的电压变化、和/或通电变化、和/或电压变化的和/或通电变化的持续时间和/或形式，以间接地调整可运动的泵元件的加速度和/或速度和/或行程。
在依据本发明的流体设备的一种有利的设计方案中，驱动装置被实施为具有可运动的衔铁、至少一个固定的定子及支撑在定子和弹簧座上的复位弹簧的线性促动器，其中，衔铁可以根据流经至少一个定子的触发电流克服复位弹簧的力向定子运动，其中，评估和控制单元根据所测定的振动和/或脉动发射预先规定触发电流的值。
在依据本发明的流体设备的另一种有利的设计方案中，泵单元被实施为具有可运动的活塞和压力室的活塞泵，其中，可运动的活塞与衔铁和弹簧座机械联接。
在依据本发明的流体设备的另一种有利的设计方案中，检测装置包括用于直接检测由运行造成的振动的至少一个加速度传感器和/或至少一个压电元件和/或至少一个固体声传感器和/或至少一个麦克风和/或用于直接检测由运行造成的压力脉动的至少一个压力传感器。
此外，本发明的实施方式可以用于补偿所要输送的介质的粘滞性由于温度变化、介质成分的变化(例如加入水)而产生的变化，以及降低由于固体声和不利的摩擦情况而产生的磨损。触发信号例如包括电压变化和/或通电变化、通电的持续时间、制动通电的持续时间和/或形式以及用于优化流体流的可能的通电间歇。
附图说明
本发明的有利的实施方式在附图中示出并在下面进行描述。附图中相同的附图符号表示实施相同或类似功能的部件或元件。其中：
图1示出依据本发明的流体设备的示意框图；
图2示出图1依据本发明的流体设备的一种可能实施方式的详细框图。
具体实施方式
正如从图1所看到的那样，依据本发明的流体设备1包括具有驱动装置12和泵单元14的供压单元10以及流体组30。评估和控制单元20通过触发信号相应地触发驱动装置12以实现压力和/或流体输送量预定值。
依据本发明设有用于检测物理变量的装置22，评估和控制单元20为了测定由运行造成的振动和/或脉动发射而对这些物理变量进行评估。评估和控制单元20这样改变触发信号：使所测定的由运行造成的振动和/或脉动发射在效率基本上保持不变的情况下低于预先规定的极限值。
正如从图1进一步所看到的那样，评估和控制单元20可以被实施为流体设备1的一部分构成并将相应的触发信号直接传送到供压单元10的输出端12上。作为附加或替代，设置在流体设备1外部且用虚线示出的评估和控制单元20′可以用于评估通过检测装置22检测的物理变量并且可以用于产生触发信号。流体设备1可以通过虚线示出的接口28′与总系统例如车辆连接并使用已经存在的外部控制装置20′。由此本发明的实施方式可以以有利的方式利用在车辆上已存在的微处理器及其计算能力来评估和解释物理变量。此外，这样在所检测的物理变量的基础上变化的、用于触发供压单元10的驱动装置12的触发信号的计算可以转出。
作为物理变量可以由检测装置22检测和评估例如泵单元14的可运动元件的位置和/或加速度和/或速度和/或行程、和/或固体声、和/或压力、和/或振动。
正如从图2所看到的那样，驱动装置12被实施为线性促动器，该线性促动器具有可运动的衔铁12.1、至少一个固定的定子12.2和支承在定子12.2和弹簧座12.4上的复位弹簧12.3。衔铁12.1可以根据流经所述至少一个定子12.2的触发电流克服复位弹簧12.3的力向定子12.2运动，其中，评估和控制单元20、20′根据所测定的振动和/或脉动发射预先规定触发电流的值。
正如从图2进一步看出的那样，泵单元14被实施为具有可运动的活塞14.1和设置在流体组30内的压力室14.2的活塞泵。可运动的活塞14.1与衔铁12.1和弹簧座12.4机械联接，从而衔铁12.1的运动传递到活塞14.1上。为了触发流体组件，流体组内设置有优选为电磁阀的流体控制元件32、34、36。第一电磁阀32例如为用于压力室14.2的排出阀，而第二电磁阀34则例如为用于压力室14.2的吸入阀。检测装置22可以包括用于直接检测由运行造成的振动的至少一个加速度传感器和/或至少一个压电元件和/或至少一个固体声传感器和/或至少一个麦克风、和/或用于直接检测由运行造成的压力脉动的至少一个压力传感器。为了检测由运行造成的振动和/或脉动发射，本发明的实施方式优选使用至少一个固体声传感器。作为替代，可以使用加速度传感器、麦克风、基于压电效应的传感器、压力传感器或电容式测量方法，这些可以实现足够快的调节和数据处理。
评估和控制单元20在所示的实施例中具有用于评估所检测的物理变量和用于产生触发信号的计算单元24以及大功率电子装置26，以产生用于线性促动器12的调节信号。
依据本发明的用于触发流体设备1的、包括驱动装置12和泵单元14的供压单元10的方法通过触发信号相应地触发驱动装置12以实现压力和/或流体输送量预定值。依据本发明，检测物理变量并为了测定由运行造成的振动和/或脉动发射对这些物理变量进行评估，其中，触发信号这样改变：使所测定的由运行造成的振动和/或脉动发射在效率基本上保持不变的情况下低于预先规定的极限值。作为物理变量可以检测和评估可运动的泵元件14.1的位置和/或加速度和/或速度和/或行程、和/或固体噪声、和/或压力、和/或振动。供压单元10持续在预先规定的极限值附近运行，以确保在噪声负荷尽可能低的情况下功率输出尽可能得高。为了优化所测定的由运行造成的振动和/或压力脉动发射，可以通过功率电子装置26调整驱动装置12的电压变化、和/或通电变化、和/或电压变化和/或通电变化的持续时间和/或形式，以间接地调整可运动的泵元件14.1的加速度和/或速度和/或行程。
本发明的实施方式可以实现为电路、装置、方法、具有程序编码装置的数据处理程序和/或实现为计算机程序产品。本发明相应地可以完全被实施为硬件和/或软件和/或实施为由硬件部件和软件部件组成的组合。此外，本发明可以被实施为在计算机可使用的存储媒介上的、具有计算机可读的程序编码的计算机程序产品，其中，可以使用计算机可读的各种存储媒介如硬盘、CD-ROM、光学或磁的存储元件等。
计算机可以使用的或计算机可读的媒介例如可以包括电子、磁、光学、电磁的红外线或半导体系统、装置、仪器或传播媒介。此外，计算机可读的媒介还可以包括与一个或多个线路连接的电连接件、可携带的计算机软盘、直接存取的存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可清除和可编程的只读存储器(EPROM)或闪存存储器、光缆或便携式CD-ROM。计算机可以使用的或计算机可读的媒介甚至可以是纸张或上面写有程序的其他适合的媒介，并从中例如通过对纸张或其他媒介的光学扫描过程可以以电的方式进行检测，然后可以编码、解释或需要时以其他方式进行处理和然后储存在计算机存储器内。
本发明的实施方式通过被实施为活塞泵的泵单元14实现了固体声发射的降低，通过线性促动器12使所述泵单元的活塞14.1偏移。线性促动器12的衔铁12.1的冲击被削弱，使得从不希望振动的激励和效率的获得之间达成理想的妥协。由泵送过程中的脉动产生的振动同样可以被降低。
本发明的核心是使线性促动器12产生的振动信号化并且利用这些信号通过调整用于触发促动器12的电参数来减少振动。在所示的实施例中，产生磁场的触发电流能通过至少一个定子12.2调节，以便在预先规定的“噪声极限”之下或者在预先规定的“噪声极限”工作。
优选地，本发明的实施方式使用至少一个固体声传感器作为检测装置22，以检测由运行造成的振动和脉动。作为对固体声传感器的替代，也可以使用加速度传感器、麦克风、基于压电效应的传感器、压力传感器或电容式测量方法，这些可以实现足够快速的调节和数据处理。本发明的实施方式利用至少一个固体声传感器的信号，以便在一定程度上降低衔铁12.1和与其连接的活塞14.1的冲击，使得不产生固体声或产生限定的固体声，而不过度降低活塞泵14的效率。与固体声调节相类似，供压单元10持续在预先规定的极限值附近运行，以确保证在噪声负荷尽可能低的情况下功率输出尽可能得高。此外，本发明的实施方式可以用于补偿所要输送的介质由于温度变化、介质的成分变化(例如加水)而产生的粘滞性变化以及降低由于固体声和不利的摩擦情况造成的磨损。用于触发的调整值尤其为电压变化和通电变化、通电的持续时间、制动通电的持续时间和形式以及用于优化流体流的可能的通电间歇。
本发明基于如下设想：提高汽车制动系统内供压单元的输送、效率和声音发射和/或脉动发射方面的要求。与此相对，按照目前的现有技术的汽车制动系统随着输送功率的上升而噪声变大，因此反之在结构、结构尺寸等保持不变的情况下只能随着降低输送功率来实现噪声音和/或脉动发射的降低或者通过昂贵的结构措施来换取噪声音和/或脉动发射的降低。
本发明的实施方式借助于检测装置的信号调整供压单元的触发，使得由机械冲击或流体效应引起的固体声和/或脉动最小化并且使得仅最小地降低效率或输送速率。

Claims (10)

1.用于触发流体设备的供压单元的方法，该供压单元包括驱动装置(12)和泵单元(14)，其中，所述驱动装置(12)通过触发信号被相应地触发用来实现压力和/或流体输送量预定值，其特征在于，对物理变量进行检测并且为了测定由运行造成的振动和/或脉动发射对物理变量进行评估，其中，触发信号被改变，使所测定的由运行造成的振动和/或脉动发射在效率基本上保持不变的情况下低于预先规定的极限值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测并评估的物理变量是：能运动的泵元件(14.1)的位置和/或加速度和/或速度和/或行程、和/或固体声、和/或压力、和/或振动。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述供压单元(10)持续在预先规定的极限值附近运行，以确保在噪声负荷尽可能低的情况下功率输出尽可能得高。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，为了优化所测定的由运行造成的振动和/或压力脉动发射，通过功率电子装置调节所述驱动装置(12)的电压变化、和/或通电变化、和/或电压变化和/或通电变化的持续时间和/或形式，以间接地调整能运动的泵元件(14.1)的加速度和/或速度和/或行程。
5.具有供压单元(10)的流体设备，特别是用于实施如权利要求1至4中任意一项所述的方法的流体设备，其中，所述供压单元(10)包括驱动装置(12)和泵单元(14)，其中，评估和控制单元(20、20′)通过触发信号相应地触发所述驱动装置(12)以实现压力和/或流体输送量预定值，其特征在于，设有用于检测物理变量的装置(22)，所述评估和控制单元(20、20′)对所述物理变量进行评估以测定由运行造成的振动和/或脉动发射，其中，所述评估和控制单元(20、20′)这样改变触发信号：使所测定的由运行造成的振动和/或脉动发射在效率基本上保持不变的情况下低于预先规定的极限值。
6.如权利要求5所述的流体设备，其特征在于，所述驱动装置(12)为线性促动器，该线性促动器具有能运动的衔铁(12.1)、至少一个固定的定子(12.2)及支承在定子(12.2)和弹簧座(12.4)上的复位弹簧(12.3)，其中，所述衔铁(12.1)能够根据流经至少一个定子(12.2)的触发电流克服复位弹簧(12.3)的力向定子(12.2)运动，其中，所述评估和控制单元(20、20′)根据所测定的振动和/或脉动发射预先规定触发电流的值。
7.如权利要求5或6所述的流体设备，其特征在于，所述泵单元(14)为具有能运动的活塞(14.1)和压力室(14.2)的活塞泵，其中，能运动的活塞(14.1)与衔铁(12.1)和弹簧座(12.4)机械联接。
8.如权利要求5至7中任意一项所述的流体设备，其特征在于，检测装置(22)包括用于直接检测由运行造成的振动的至少一个加速度传感器和/或至少一个压电元件和/或至少一个固体声传感器和/或至少一个麦克风和/或用于直接检测由运行造成的压力脉动的至少一个压力传感器。
9.计算机程序产品，该计算机程序产品具有储存在可机读的载体上的程序编码，用于当通过评估和控制单元(20、20′)执行所述程序时实施如权利要求1至4中任意一项所述的方法。
10.数据处理程序，该数据处理程序具有程序编码装置，用于当通过评估和控制单元(20、20′)运行完所述数据处理程序时通过评估和控制单元(20、20′)实施如权利要求1至4中任意一项所述方法。
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