CN105246746A - 用于借助于电驱动的电机泵总成在车辆制动系统中输送经计量的液压体积的方法以及车辆制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于借助于电驱动的电机泵总成在车辆制动系统中输送经计量的液压体积的方法，其中，所述电机泵总成的机械泵借助于所述电机泵总成的电动机来驱动。所述电动机被加载上升的电机电压斜坡，其中，检测电机电流(12)，通过所述电机电流(12)产生的电机力矩一超过所述电机泵总成的拖曳力矩、始动力矩和摩擦力矩的总和，就开始所述电机泵总成的输送模式。所述电机电流(12)在输送模式开始时降低。该方法的特征在于：在识别到所述电机电流(12)的降低时在预给定的时间间隔结束之后使电机电压(11)降低到使输送模式结束的值。本发明还涉及一种车辆制动系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于借助于电驱动的电机泵总成在车辆制动系统中输送经计量的液压体积的方法以及一种根据权利要求10前序部分的车辆制动系统。
背景技术
机动车的制动相关的舒适和安全系统例如防抱死系统、行驶稳定性调节系统、距离调节系统或防倾翻系统在客户要求不断增长的过程中被调节得越来越灵敏。但相应灵敏调节的前提条件在于，必须可相应精确地调节液压制动系统的泵电机。通常，特别灵敏的调节借助于脉宽调制的电流信号来实现，其中，电流信号优选以直到18kHz的频率来调制。但也可以以大于18kHz的频率来调制电流信号。通常，调制频率越高，泵电机就越灵敏地运行。通常不需要尽可能精确地知道电机或者泵的具体的角度位置。
在此，DE102009006891A1公开了一种用于制动调节系统中的液压泵的电动机。电动机由与电机轴连接的转子和具有多个电刷的定子构成，其中，设置有绕组的转子包括具有多个换向器片的换向器。为了可精确地检测电机轴的转动角度位置，换向器片之一相比于其余的换向器片加长。另外，为了使加长的换向器片触点接通，电刷之一具有轴向错位。由此，表征转动角度位置的信号通过错位的电刷被感测到。由此，因为电机的实际转动速度可与待施加的转矩无关地被检测，所以通过脉宽调制的控制的占空比，转速总是可校正到期望的给定值。
DE102008018818A1描述了一种具有负载力矩匹配的电动机控制方法。电动机在此由脉冲地调节的电流源来控制。视当前负载而定，对于特定的泵电流或者控制电流的特定的占空比得到特定的电机转速。但在电机旋转期间的负载不是恒定的，因为涉及与角度相关的负载，即车辆制动系统的液压泵。由在一次旋转期间施加在电机上的电势读出波形信号并且对其按周期进行分析处理。由此，借助于控制脉冲的占空比的与角度位置相关的匹配，在周期地出现的事件可设定恒定的转动速度，这有助于降低噪声并且由此提高行驶舒适性。
但在由现有技术公知的方法和装置中缺点在于，为了调节出较小的和最小的制动压力或者为了输送相对小的液压体积，泵电机虽然仅对于短的时间段但却以完全的负载被控制。由此而来的高的启动电流造成在整车电网中的电流和电压波动，这可导致车辆整车电网的其它用电器被干扰或者需要相应可靠并且由此麻烦地设计其它用电器。另外，通常需要角度位置传感器来确定当前的电机角度位置或者泵角度位置。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种方法，该方法克服所列举的缺点。
根据本发明，所述目的通过根据权利要求1的用于借助于电驱动的电机泵总成在车辆制动系统中输送经计量的液压体积的方法来实现。
本发明涉及一种用于借助于电驱动的电机泵总成在车辆制动系统中输送经计量的液压体积的方法，其中，电机泵总成的机械泵借助于电机泵总成的电动机来驱动，其中，电动机被加载上升的电机电压斜坡，其中，检测电机电流，其中，通过电机电流产生的电机力矩一超过电机泵总成的拖曳力矩、始动力矩和摩擦力矩的总和，就开始电机泵总成的输送模式，其中，电机电流在输送模式开始时降低。所述方法的特征在于：电机电压在识别到电机电流的降低时在预给定的时间间隔经过之后降低到使输送模式结束的值。
由此得到以下优点：电机不是直接/立即被加载完全的电机电流，因为电机电流直到电机启动随动于相对缓慢上升的电机电压斜坡。由此，车辆整车电网和连接在车辆整车电网上的其它用电器由于电流和电压波动而过度负载得到避免。所述用电器由此也可被设计得相对简单且对电压和电流波动不太健壮，因为所述电压和电流波动通过根据本发明的方法明显降低。因此，电的车辆设施的整个结构可被简化。
在此，电机电流的降低是在输送模式开始时必然出现的效应，因为待施加的电机力矩在输送模式开始时降低一始动力矩的数值。由此，电机电流从输送模式开始起或者说从旋转和电动机力开始起不再随动于电机电压斜坡。
优选电机电流通过电动机的电枢和电刷来检测。如果涉及无电刷式电动机，则也可仅仅通过电枢来检测电机电流。
因为电机电压在识别到电机电流的降低并且由此在识别到输送模式的开始时在预给定的时间间隔经过之后又降低到不允许进一步的输送模式并且由此使输送模式结束的值，所以所输送的液压体积可相对精确地计量。在此，电机电压的降低也导致电机电流的降低，并且电机电流一对于保持输送模式而言过小，输送模式就结束。
尤其是电机电压降低到值0V。这保证输送模式快速且可靠地结束。
预给定的时间间隔可以固定地且不可变化地预给定，或者可以匹配地预给定。时间间隔的持续时间越长，所输送的液压体积越大。
优选提出，电机泵总成的电控制以脉宽调制方式进行，尤其是以至少1kHz的时钟频率来进行。经脉宽调制的控制是相对简单且尤其是可成本低廉地实现的用于可变化地控制用电器的方案。控制的时钟频率越高，控制就越灵敏地进行。1kHz及以上的时钟频率对于保证输送模式的稳定且均匀开始而言被证实是足够的。
另外优选地，时间间隔极小。由此得到以下优点：输送模式在其开始之后又立即中断，由此，仅输送非常少的液压体积。由此又可非常精确地计量所输送的液压体积。
本发明提出，所述降低通过观测电机电流的梯度来识别。由此得到以下优点：所述降低也可在电机电流相对小时以简单的方式和方法可靠地借助于梯度的符号来识别。负的梯度的出现在此情况下表示电机电流的降低。在此尤其是提出，负的梯度通过为此设计的电子电路装置来形成和观测。所述电路装置例如可设计成相对电流测量电路，其原则上也可在已知的用于检测电机电流的若干制动控制器中使用。但附加地被证实有利的是，给所述相对电流测量电路添加低阻抗的测量电阻，所述测量电阻为了降低成本也可构造成扁带电阻。取代借助于软件算法，梯度的形成也可基于硬件来进行，其中，在后一种情况中在梯度形成之后立即产生中断并且梯度传输给为此设计的软件算法。
另外提出，所述方法仅在多回路式车辆制动系统的单个制动回路中实施。由此得到以下优点：产生的车辆减速度降低在双回路车辆制动系统中基本上减半。由此，车辆减速度可更灵敏地调整并且更精确地调节。
另外尤其是提出，多回路式车辆制动系统的、其电机泵总成的电动机未被加载电机电压斜坡的制动回路的分离阀和转换阀打开。由此确保了，在该制动回路中不建立制动压力并且由此不引起车辆减速度。这进一步提高车辆减速度的灵敏的可调节性。尤其是在双回路车辆制动系统的制动回路的所谓诊断分配中得到另一个优点：交替力矩的形成并且由此振动传递到转向装置可得到避免。
优选根据本发明的方法的特征在于：借助于电机电压、电机电流和车辆制动系统中的特定的液压压力确定电机和/或泵的角度位置。通过电机电流和电机电压可在输送模式开始时以简单方式确定向电机泵总成中的能量引入。在考虑存在于车辆制动系统中的液压压力的情况下，由此可确定电机或者泵的角度位置变化，由此又可基于上次已知的角度位置分别确定当前的角度位置。由此得到以下优点：不需要角度位置传感器，这有助于降低电机泵总成的制造复杂性和成本。
在本发明的另一个优选实施形式中提出，由电机和/或泵的角度位置和预给定的时间间隔确定所输送的液压体积。因为电机或者泵的角度位置的变化与电机泵总成的输送模式相关联，所以例如可由角度位置变化借助于相应的特性曲线尤其是在考虑绝对的初始角度位置和绝对的最终角度位置的情况下既简单又可靠地确定所输送的液压体积。
另外有利的是，所述方法连续地重复，直到达到预给定的液压给定压力。由此，所需的给定压力可在多个前后相继的步骤中连续地相对灵敏地建立，因为所输送的液压体积可分别灵敏地计量。这尤其是对于全部仅要求稍微压力变化、但在此面向舒适性设计的车辆系统是有利的。其一个示例是距离和速度调节系统。
另外，本发明还涉及一种车辆制动系统，其包括至少一个电子控制单元和至少一个液压制动回路，所述液压制动回路具有电动的电机泵总成，其中，电机泵总成的电动机驱动电机泵总成的机械泵，其中，控制单元对电机泵总成的电动机加载上升的电机电压斜坡，其中，控制单元检测电机电流，其中，通过电机电流产生的电机力矩一超过电机泵总成的拖曳力矩、始动力矩和摩擦力矩的总和，就开始电机泵总成的输送模式，其中，电机电流在输送模式开始时降低。该车辆制动系统的特征在于：控制单元使电机电压在识别到电机电流的降低时在预给定的时间间隔经过之后降低到使输送模式结束的值。根据本发明的车辆制动系统由此具有全部所需的用于实施根据本发明的方法的装置。根据本发明的车辆制动系统使电机电压在识别到电机电流的降低时降低到使电机泵总成的输送模式结束的值，由此得到已经描述的优点。
优选提出，车辆制动系统实施根据本发明的方法。
附图说明
其它优选实施形式由从属权利要求和借助于附图对实施例进行的下述说明中得到。
附图中：
图1示出在电机电压斜坡期间直到输送模式开始和结束时电机电压和电机电流的变化曲线，以及
图2示出根据本发明的方法的可能进程的流程图。
具体实施方式
图1a在时间t上示出了电机的电流I和电压U，其中，曲线11描述电机电压，曲线12描述电机电流。电机电压斜坡的起始在此在时刻t0开始并且通过在从t0至t2的间隔中曲线11的上升来表示。与曲线11的上升成比例地，电机电流在曲线12中也上升，但仅在从t0至t1的间隔中上升。在时刻t1，所产生的电机力矩超过电机泵总成的拖曳力矩、始动力矩和摩擦力矩的总和，由此，电机泵总成的输送模式开始。这又在时刻t1导致电机电流的骤降。因为形成了电机电流的梯度并且该梯度被观测到，所以电机电流的骤降或者说降低借助于现在为负的梯度的符号变换来识别。紧接在识别到电机电流的降低之后，即在极小的时间间隔经过之后，电机电压在时刻t2降低到值0V，以便结束输送模式。电机电流不可直接随动于电机电压的这种突然的降低，并且仅在时刻t3降低到值0A。在图1b中可看到曲线13，该曲线表示电机电流的梯度。如可看到的那样，只要电机电流恒定上升，梯度就取恒定的正值。但在时刻t1，即当电机电流骤降时，梯度变换其符号并且现在为负。据此识别出电机电流的骤降或者说降低。
图2中示出了根据本发明的方法的可能进程的流程图。在方法步骤201中，电机泵总成的电机被加载上升的电机电压斜坡。在步骤202中，通过电机电压斜坡引起的电机电流连贯地且持续地被检测。增大的电机电压和增大的电机电流在步骤203中引起增大的电机力矩。在方法步骤204中电机电流的梯度形成并且在步骤205中电机电流的梯度连贯地且持续地被观测。所产生的电机力矩在方法步骤206中超过电机泵总成的拖曳力矩、始动力矩和摩擦力矩的总和，由此，在步骤207中电机泵总成的输送模式开始。输送模式的开始通过在步骤205中进行的对电机电流的梯度的连贯观测来识别，据此，在步骤208中电机电压降低到值0V。于是，电机泵总成的输送模式在步骤209中结束。在步骤210中，由电机电流、电机电压和车辆制动系统中的液压压力确定电动机或者泵的角度位置变化，并且接着由所述角度位置变化在考虑最后的绝对角度位置的情况下确定当前的绝对角度位置。在下一个方法步骤211中，确定所输送的液压体积，这基于泵的与角度位置相关的输送方式在考虑泵或者电机的初始角度位置和最终角度位置的情况下来进行。最后在步骤212中，车辆制动系统中的当前压力与待建立的给定压力相比较。如果给定压力达到，则该方法在步骤213中结束。而如果给定压力仍未达到，则该方法通过步骤214在步骤201中重新实施。
Claims (11)
1.一种用于借助于电驱动的电机泵总成在车辆制动系统中输送经计量的液压体积的方法，其中，所述电机泵总成的机械泵借助于所述电机泵总成的电动机来驱动，其中，所述电动机被加载上升的电机电压斜坡，其中，检测电机电流(12)，并且通过所述电机电流(12)产生的电机力矩一超过所述电机泵总成的拖曳力矩、始动力矩和摩擦力矩的总和，就开始所述电机泵总成的输送模式，其中，所述电机电流(12)在输送模式开始时降低，其特征在于：电机电压(11)在识别到所述电机电流(12)的降低时在预给定的时间间隔经过之后降低到使输送模式结束的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电机泵总成的电控制以脉宽调制方式进行，尤其是以至少1kHz的时钟频率来进行。
3.根据权利要求1和2至少之一所述的方法，其特征在于：所述时间间隔极小。
4.根据权利要求1至3至少之一所述的方法，其特征在于：所述降低通过观测所述电机电流(12)的梯度(13)来识别。
5.根据权利要求1至4至少之一所述的方法，其特征在于：所述方法仅在多回路式车辆制动系统的单个制动回路中实施。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述多回路式车辆制动系统的、其电机泵总成的电动机未被加载电机电压斜坡的制动回路的分离阀和转换阀打开。
7.根据权利要求1至6至少之一所述的方法，其特征在于：借助于所述电机电压(11)、所述电机电流(12)和所述车辆制动系统中的特定的液压压力确定所述电机和/或所述泵的角度位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：由所述电机和/或所述泵的角度位置和所述预给定的时间间隔确定所输送的液压体积。
9.根据权利要求1至8至少之一所述的方法，其特征在于：所述方法连续地重复，直到达到预给定的液压给定压力。
10.一种车辆制动系统，包括至少一个电子控制单元和至少一个液压制动回路，所述液压制动回路具有电动的电机泵总成，其中，所述电机泵总成的电动机驱动所述电机泵总成的机械泵，其中，所述控制单元对所述电机泵总成的电动机加载上升的电机电压斜坡，其中，所述控制单元检测电机电流(12)，其中，通过所述电机电流(12)产生的电机力矩一超过所述电机泵总成的拖曳力矩、始动力矩和摩擦力矩的总和，就开始所述电机泵总成的输送模式，其中，所述电机电流(12)在输送模式开始时降低，其特征在于：所述控制单元使电机电压(11)在识别到所述电机电流(12)的降低时在预给定的时间间隔经过之后降低到使输送模式结束的值。
11.根据权利要求10所述的车辆制动系统，其特征在于：所述车辆制动系统实施根据权利要求1至9至少之一所述的方法。
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