CN112041206A - 用于控制行驶动力调节装置的方法和行驶动力调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制行驶动力调节装置（10）的方法，所述行驶动力调节装置被构造用于影响机动车的车轮（50、52）的制动，其中所述行驶动力调节装置（10）具有泵（20）和电动马达（30），其中所述泵具有至少两个用于输送制动液的泵元件（22、23），其中所述电动马达包括用于驱动所述泵元件（22、23）的转子和定子，其中所述方法包括以下步骤：检测所述转子相对于定子的位置，并且调节所述转子相对于定子的理想位置，其中用于使所述泵元件（22、23）运动的转矩的总和在所述理想位置中处于预先给定的转矩极限值之下、尤其是最小。

Description

用于控制行驶动力调节装置的方法和行驶动力调节装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制行驶动力调节装置的方法以及一种行驶动力调节装置。

背景技术

对于机动车中的行驶动力调节装置或者ESP系统（用于电子稳定性控制的系统）来说，进行制动液的主动的移动或者输送，以用于在制动液中进行主动的压力形成或者借助于用电运行的回输泵将用于制动液的低压储存室排空。

在设计用于这种具有转子和定子的电动马达的转速-转矩-特性曲线时，尤其要注意ABS（防抱死系统）-高压设计点，对于该ABS-高压设计点来说用电来驱动的回输泵必须能够克服制动液的很高的压力或者最大可能的压力来启动。在这个点上，所述电动马达也必须启动，以用于驱动泵或者回输泵。

对于高压设计点的要求从最大的系统压力——在存在最大的系统压力时应该能够进行ABS调节——、偏心轴承的偏心度以及泵元件的面积中产生。在此要注意，必需的启动力矩、也就是用于启动马达的必需的最小转矩取决于一个或多个泵元件的位置并且由此取决于转子相对于定子的位置。

为了在迄今已知的行驶动力调节装置中保证，驱动着泵元件的电动马达在转子相对于定子的每个位置或者部位中并且由此在泵元件的每个位置或者部位中可以启动，必须如此设计所述设计点或者所述电动马达，从而即使在泵元件上存在转矩的最大的总和时所述电动马达也可以启动。由此，所述电动马达必须设有对此来说必需的转速-转矩-特性曲线。因此，所述电动马达相当大或者功率非常强大并且因此昂贵。

发明内容

发明优点

本发明的实施方式能够以有利的方式说明一种用于控制行驶动力调节装置的方法或者一种行驶动力调节装置，借助于所述方法或者用所述行驶动力调节装置即使对于具有小功率的电动马达来说也随时确保所述电动马达的启动。

按照本发明的第一方面，提出一种用于控制行驶动力调节装置的方法，所述行驶动力调节装置被构造用于影响机动车的车轮的制动，其中所述行驶动力调节装置具有泵和电动马达，其中所述泵具有至少两个用于输送制动液的泵元件，其中所述电动马达包括用于驱动所述泵元件的转子和定子，其中所述方法包括以下步骤：检测所述转子相对于定子的位置，并且调节所述转子相对于定子的理想位置，其中用于使所述泵元件运动的转矩的总和在所述理想位置中处于预先给定的转矩极限值之下、尤其是最小。

这种方法的优点是，所述电动马达一般来说仅仅必须具有小的功率。因为在所述转子处于理想位置中时所述转子以及由此所述泵元件可以容易地运动并且由此需要较小的用于使泵元件运动的转矩，所以所述电动马达通常能够在每个时刻容易地启动。因此，所述高压设计点、也就是所述转速-转矩-特性曲线中的点——对于该点来说用电来驱动的泵必须克服制动液的很高的压力或系统压力（比如对于ABS功能来说）来启动——通常能够较小。因此，所述电动马达以及因此所述行驶动力调节装置典型地能够在技术上容易地并且成本低廉地并且节省空间地来构成。另一个优点是，所述电动马达通常很快地启动并且由此能够由所述泵很快地输送制动液。

按照本发明的第二方面，提出一种用于对机动车的车轮的制动产生影响的行驶动力调节装置，其中所述行驶动力调节装置包括以下组件：具有至少两个用于输送制动液的泵元件的泵以及包括用于对泵元件进行驱动的转子和定子的电动马达，其特征在于用于对转子相对于定子的位置进行检测的位置检测装置以及用于将转子相对于定子的位置调节在理想位置中的控制机构，其中在所述理想位置中用于使泵元件运动的转矩的总和处于预先给定的转矩极限值之下、尤其是最小。

这种行驶动力调节装置的优点是，所述电动马达典型地仅仅必须具有小的功率。因为所述转子以及由此所述泵元件在所述转子处于理想位置中时可以容易地运动并且由此必需的用于使泵元件运动的转矩较小，所以所述行驶动力调节装置的电动马达通常能够在每个时刻容易地启动。因此，所述行驶动力调节装置的高压设计点、也就是转速-转矩-特性曲线中的点——对于该点来说用电来驱动的泵必须克服制动液的很高的压力或系统压力（比如对于ABS功能来说）来启动——通常能够较小。因此，所述电动马达以及因此所述行驶动力调节装置通常能够在技术上容易地并且成本低廉地并且节省空间地来构成。另一个优点是，所述电动马达通常很快地启动并且由此能够由所述泵来很快地输送制动液。因为检测相对于定子的转子位置，所以所述转子典型地能够在技术上容易地停在理想位置中或者运动到这个理想位置中。

关于本发明的实施方式的构想尤其能够被视为建立在以下所描述的构思及认识的基础上。

按照所述方法的一种实施方式确定所述理想位置，方法是：产生克服借助于所述泵输送制动液的预先给定的反压并且检测所述电动马达的所需要的、用于借助于泵元件克服所产生的反压来输送制动液的电流，其中将所述转子相对于定子的以下位置确定为理想位置，在所述位置中所需要的用于电动马达的电流处于预先给定的电流值之下、尤其是最小。由此，通常能够快速地并且在技术上容易地确定所述理想位置。这一点比如能够在所述行驶动力调节装置的最终装配的期间来实施。也能够考虑，在所述机动车的最终装配的期间实施这一点。能够存在多个理想位置，也就是说在所述转子相对于定子的多个位置中转矩的总和处于转矩极限值之下。也可能的是，在所述转子相对于定子的多个位置中转矩的总和同样地低，也就是说，存在多个具有转矩的基本上相同的总和的局部最小值。

按照所述方法的一种实施方式，在所述电动马达的每次运动之后如此调节所述转子，使得该转子处于理想位置中。由此典型地保证，所述电动马达能够随时启动并且所述泵能够输送制动液。

按照所述方法的一种实施方式，如果所述电动马达尽管用于开始该电动马达的运动的开始信号而没有运动，则使所述转子运动到所述理想位置中。在这一点上典型有利的是，不是在所述电动马达的每次停止之后使所述转子运动到所述理想位置中，由此可能出现磨损的提高等，而是如果这一点有必要、也就是如果所述电动马达尽管开始信号而没有启动，才使所述转子运动到所述理想位置中。此外，由此能耗通常较低。

按照所述方法的一种实施方式，使所述电动马达反向于该电动马达的正常运行方向运动，以用于使所述转子运动到所述理想位置中。由此，通常能够在技术上容易地、以小的能量开销并且快速地使所述转子运动到所述理想位置中。

按照所述方法的一种实施方式，在所述理想位置中用于使泵元件运动的转矩的总和基本上为零。在这一点上有利的是，通常所述电动马达特别快地启动并且所述泵特别快地输送制动液。

按照所述方法的一种实施方式，所述泵元件交替地输送制动液。由此，通常能够在技术上容易地并且可靠地输送制动液并且同时将用于使泵元件运动的转矩保持低的水平。

按照所述方法的一种实施方式，如果识别出尤其由于对于制动踏板的挤压而存在克服制动液的输送的、超过预先给定的压力值的反压，则将所述转子调节到所述理想位置中。在这一点上有利的是，通常避免转子相对于定子的不必要的定位。只有在可以预料到所述泵必须克服高的压力来输送制动液或者启动并且由此为了使泵元件运动所必需的转矩的总和大概可能会变得较高时——这一点可能导致所述电动马达有时候较难或者缓慢地启动——，才将所述转子调节在所述理想位置中、也就是停在所述理想位置中或者在减速停止之后使其运动到所述理想位置中。

按照所述方法的一种实施方式，所述反压必须在预先给定的时间段之内多次、尤其是至少三次并且/或者在比预先给定的时间段长的时间段里处于所述预先给定的压力值之上，以便将所述转子调节在所述理想位置中。这方面的优点是，通常还更少地不必要地将所述转子调节在或者使其运动到所述理想位置中。只有在存在所述泵必须克服高的压力来输送制动液并且由此所述电动马达有时较难或者缓慢地启动的较高的可能性时，才将所述转子调节在所述理想位置中或者使其运动到所述理想位置中。

按照所述方法的一种实施方式，如果容器的液位超过预先给定的液位极限值、尤其是最大液位的80%、优选最大液位的90%，其中所述泵从所述容器中输送制动液，则将所述转子调节在所述理想位置中。对于ABS功能来说，通常将制动液的一部分输送到容器中，以用于实现减压效果。因此，如果认为所述容器不久或者在紧接着几次使用ABS功能中的一次时接近最大液位或者会达到最大液位，那么通常才使所述转子运动到所述理想位置中。由此，典型地还更少地不必要地将转子调节在所述理想位置中或者使其运动到所述理想位置中。

“将转子调节在理想位置中”尤其能够意味着，如果所述转子为了输送制动液而运动，则在该转子运动结束时将其停在所述理想位置中（比如在输送之后在减速停止时）并且/或者如果所述转子已经在一个位置中结束其运动，在所述位置中所述转子没有处于相对于定子的理想位置中，那就通过所述电动马达主动地使所述转子运动到所述理想位置中。

所述泵元件的位置通常直接与转子相对于定子的位置相关联。这意味着，如果所述转子相对于定子处于同一个位置处或者同一个位置中，则所述泵元件始终又处于同一个位置中。

数值“是最小的”这一点尤其能够意味着，所述数值具有局部的最小值或者全局的最小值。

所述转矩极限值比如能够为0.03Nm或者0.01Nm。所述转矩极限值可能取决于所使用的输送单元、尤其是泵面积或者偏心轮。

要指出，本发明的可能的特征和优点中的一些特征和优点在这方面参照不同的实施方式得到了描述。本领域的技术人员发现，用于控制行驶动力调节装置的方法或者行驶动力调节装置的特征能够以合适的方式来组合、调整或者替换，以用于获得本发明的另外的实施方式。

附图说明

下面参照附图对本发明的实施方式进行描述，其中不仅附图而且说明书都不应该被设计为对本发明的限制。其中：

图1示出了按本发明的行驶动力调节装置的一种实施方式的示意图；

图2关于时间示出了图1的行驶动力调节装置的第一泵元件和第二泵元件的输送流的图表；

图3关于时间示出了图1的行驶动力调节装置的电动马达的、转子相对于定子的角度的图表；

图4关于时间示出了图1的行驶动力调节装置的第一泵元件和第二泵元件的转矩的图表；并且

图5关于时间示出了图1的行驶动力调节装置的第一泵元件和第二泵元件的偏心位移的图表。

附图仅仅是示意性的并且不按比例尺。相同的附图标记在附图中表示相同的或者起相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出了按本发明的行驶动力调节装置10的一种实施方式的示意图。图2关于时间示出了图1的行驶动力调节装置10的第一泵元件22和第二泵元件23的输送流的图表。图3关于时间示出了图1的行驶动力调节装置10的电动马达30的、转子相对于定子的角度的图表。图4关于时间示出了图1的行驶动力调节装置10的第一泵元件23和第二泵元件23的转矩的图表。图5关于时间示出了图1的行驶动力调节装置10的第一泵元件22和第二泵元件23的偏心位移的图表。

在图1中出于简明原因而已经略去了大量的阀。

在图2中y轴表示所输送的制动液的、以cm³/s计的量。在图3中y轴表示所述电动马达30的转子相对于该电动马达30的定子的、以度计的角度。在图4中y轴表示为了使相应的泵元件22、23运动而必需的、以Nm计的转矩。在图5中y轴表示所述泵元件22、23的以毫米计的输送位置。

所述行驶动力调节装置10包括电动马达30，该电动马达驱动着泵20。所述泵20包括至少两个泵元件22、23。所述泵元件22、23比如能够是活塞泵的活塞。

制动踏板60与所述行驶动力调节装置10流体连接。所述制动踏板60用于将机动车的两个、三个或者四个车轮50、52制动。

所述行驶动力调节装置10影响机动车的两个、三个或者四个车轮50、52的制动，所述行驶动力调节装置10与所述车轮相连接。所述行驶动力调节装置10能够在防抱死系统（ABS）的功能的范围内短时间地释放一个或者多个车轮50、52。所述行驶动力调节装置10也能够在电子稳定性控制（ESP）的范围内主动地将一个或者多个车轮50、52抱死或者制动。

所述泵20输送制动液。所述泵20比如能够将制动液从容器40朝制动踏板60的方向输送。

所述泵元件22、23如可以在图2中看出的那样交替地输送制动液。也就是说，其中一个泵元件22输送或者泵送制动液，而另一个泵元件23则在这个时间里没有输送制动液。

如可以在图4中清楚地看出的那样，为了使所述泵元件22、23运动而必需的转矩的总和在时间范围内并不是恒定的，而是在有些时刻很大（比如在时刻t=0.090s）并且在有些时刻很小或者最小（比如在时刻t=0.105s）。

所述转子相对于定子的时刻或者位置——在该时刻或位置处所述泵元件22、23的转矩的总和处于预先给定的转矩极限值（比如0.01Nm或者大约0.005Nm）之下或者最小——被定义为理想位置。能够存在多个理想位置。所述理想位置、也就是所述转矩的总和是较小的位置能够清楚地在图4中看出；所述理想位置是图4中的以下位置，在所述位置处所述两个泵元件22、23的转矩的总和最小。在这些位置处，泵元件22具有负转矩。比如对于活塞泵来说，所述活塞相对于泵20的下侧面能够占据不同的间距。

所述泵20尤其必须克服所存在的反压、比如在由驾驶员操纵制动踏板60时来输送制动液。驾驶员比如能够通过对于制动踏板60的挤压来产生大约200bar或者大约280bar的压力。所述泵20必须克服这个压力来输送制动液。

所述行驶动力调节装置10包括位置检测装置55。所述位置检测装置55检测转子相对于定子的位置，也就是所述转子相对于所述定子具有何种角度。这一点在图3中示出。也能够考虑，仅仅检测泵元件22、23的位置，因为由此由于电动马达30与泵元件22、23的连接而能够明确地确定转子相对于定子的位置。对于每个在图3中示出的角度来说，所述泵元件22、23的在图5中示出的位置明确地是固定的。

所述电动马达30在一部分时间里停止，也就是说在这个时间里所述泵20未被运行并且所述泵元件22、23停止或者处于静止状态中。如果所述泵20现在要开始输送制动液，那么所述电动马达30就必须产生转矩，所述转矩作用到泵元件22、23上，以用于将这些泵元件从停止状态或者静止状态置于运动之中。为了启动或者运行泵20所需要的转矩是所述两个泵元件22、23的在图4中示出的转矩的总和。如果在所述转子或者泵元件22、23处于一个位置处时、比如在时刻t=0.090s起动所述电动马达30，则需要很高的转矩，这可能导致所述电动马达30没有启动并且所述泵20没有进行泵送。

在结束所述电动马达30的运行时，能够使所述转子运动到理想位置或者理想位置之一中，从而像比如在图4中在时刻0.105s所必需的那样仅仅需要很小的转矩来用于起动电动马达30或者泵20或者用于输送制动液。如果所述转子由此处于大约180°的角度中（参见图3），则仅仅需要较小的转矩以用于借助于泵20来开始制动液的输送。最小值在图4中处于以下时刻处，在所述时刻中所述泵元件22、23的两个转矩的线条彼此相交。

比如能够使所述转子运动到所述理想位置中，方法是：使所述电动马达30反向于正常运行方向来运动。所述正常运行方向是以下方向，所述泵20沿着所述方向将制动液朝制动踏板60的方向输送。

也能够设想，在所述转子处于其理想位置中的时刻停止所述转子的运动。这意味着，在所述电动马达30或者泵20运行之后所述转子减速停止（Auslaufen）时所述转子被停在所述理想位置之一处。

所述理想位置也能够包括多个理想位置，也就是说，能够存在转子相对于定子的多个位置，在所述多个位置处转矩的总和处于转矩极限值之下或者在所述多个位置处存在转矩的总和的最小值，如可以在图4中看出的那样。

也可能的是，只有在所述电动马达30尽管相应的开始信号也没有启动时才使所述转子运动到所述理想位置中。这一点比如是可能的，因为制动液能够被中间储存在容器40中。在此比如能够使所述转子反向于正常运行方向运动到相对于定子的相应的角度中。

除此以外，能够考虑，只有在借助于所述制动踏板60产生了或者存在处于最小压力值之上的（反）压力时才使所述转子运动到所述理想位置中。比如，只有在驾驶员如此挤压制动踏板60从而在所述制动踏板60处或者附近的制动液中产生大于150bar或者大于200bar的压力时，才使所述转子运动到所述理想位置中。因为在这里可能需要更大的转矩以用于使转子从静止位置中运动出来或者使泵元件22、23从静止位置或者停止状态中运动出来，所以使所述转子运动到所述理想位置中或者运动到所述理想位置之一中。在所述转子运动时，所述泵元件22、23相应地一起运动，因为如从图3中结合图6可得知的那样，在所述转子相对于定子的位置与所述泵元件22、23的位置之间存在固定不变的或者固定的关系。

除了超过最小压力值之外，作为另外的条件，比如能够要求所存在的反压在特定的时间段里超过最小压力值或者所存在的反压在特定的时间段之内多次、比如至少两次或者三次超过最小压力值。只有在满足这种额外的条件时，才使所述转子运动到所述理想位置中或者停在所述理想位置中。

能够确定所述转子的一个或多个理想位置，方法是：检测或者测量所述电动马达30为了运行泵20或者用于启动泵20所需要的电流。因为高的转矩与所述电动马达30的高的电流消耗相对应，所以高的电流消耗意味着，需要高的转矩或者转矩的大的总和来用于使泵元件22、23运动。反过来，同样的情况适用于低的转矩。因此，用于泵元件22、23的转矩的总和在所述电动马达30的电流消耗具有最小值时具有最小值，其中所述总和的分量在图4中示出。由此，所述用于泵元件22、23的转矩的总和在所述电动马达30的电流消耗具有最大值时具有最大值，其中所述总和的分量在图4中示出。这种确定理想位置的方法比如能够在所述行驶动力调节装置10和/或机动车的最终装配的期间来实施。也能够计算所述理想位置。

所述一个或多个理想位置、也就是说所述转子相对于定子的相应的位置——在所述位置处仅仅需要较小的转矩以用于运行泵20——能够被存储在所述行驶动力调节装置10或者机动车中的非易失性的存储器中或者也能够被存储在所述机动车外部（比如云中）。

所述泵20尤其能够是所谓的回输泵。

尤其实施对于所述电动马达30的场定向的调节。

所述位置检测装置能够是用于对转子相对于定子的角度进行检测的光学的、电子的或者机械的检测装置。

所述电动马达能够是无刷的直流马达或者包括这样的无刷的直流马达。

最后要指出，诸如“具有”、“包括”等等的概念不排除其他元件或步骤并且诸如“一个”或“一种”的概念不排除多个数目。权利要求中的附图标记不应该视为限制。

Claims (11)

1. 用于控制行驶动力调节装置（10）的方法，所述行驶动力调节装置被构造用于影响机动车的车轮（50、52）的制动，其中所述行驶动力调节装置（10）具有泵（20）和电动马达（30），其中所述泵具有至少两个用于输送制动液的泵元件（22、23），其中所述电动马达包括用于驱动所述泵元件（22、23）的转子和定子，其中所述方法包括以下步骤：

检测所述转子相对于定子的位置；并且

调节所述转子相对于定子的理想位置，其中用于使所述泵元件（22、23）运动的转矩的总和在所述理想位置中处于预先给定的转矩极限值之下、尤其是最小。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

确定所述理想位置，方法是：产生克服借助于所述泵（20）输送制动液的预先给定的反压并且检测所述电动马达（30）的所需要的、用于借助于泵元件（22、23）克服所产生的反压来输送制动液的电流，其中将所述转子相对于定子的以下位置确定为理想位置，在所述位置中所需要的用于电动马达（30）的电流处于预先给定的电流值之下、尤其是最小。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中

在所述电动马达（30）的每次运动之后如此调节所述转子，使得该转子处于所述理想位置中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中

如果所述电动马达（30）尽管用于开始该电动马达（30）的运动的开始信号而没有运动，则使所述转子运动到所述理想位置中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使所述电动马达（30）反向于该电动马达（30）的正常运行方向运动，以用于使所述转子运动到所述理想位置中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述理想位置中用于使所述泵元件（22、23）运动的转矩的总和基本上为零。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述泵元件（22、23）交替地输送制动液。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果识别出尤其由于对于所述制动踏板（60）的挤压而存在克服制动液的输送的、超过预先给定的压力值的反压，则将所述转子调节到所述理想位置中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述反压必须在预先给定的时间段之内多次、尤其是至少三次并且/或者在比预先给定的时间段长的时间段里处于所述预先给定的压力值之上，以便将所述转子调节在所述理想位置中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中如果容器（40）的液位超过预先给定的液位极限值、尤其是最大液位的80%、优选最大液位的90%，其中所述泵（20）从所述容器中输送制动液，则将所述转子调节在所述理想位置中。

11. 用于对机动车的车轮（50、52）的制动产生影响的行驶动力调节装置（10），其中所述行驶动力调节装置（10）包括以下组件：

泵（20），该泵具有至少两个用于输送制动液的泵元件（22、23），以及

电动马达（30），该电动马达包括用于驱动所述泵元件（22、23）的转子和定子，

其特征在于

用于对所述转子相对于定子的位置进行检测的位置检测装置（55），以及

用于将所述转子相对于定子的位置调节在理想位置中的控制机构，其中在所述理想位置中用于使泵元件（22、23）运动的转矩的总和处于预先给定的转矩极限值之下、尤其是最小。

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