CN117794772A - 用于运行用于电动摩托车的制动辅助系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于运行用于电动摩托车(1)的制动辅助系统(4)的方法，包括:确定为了制动所述电动摩托车(1)所需的总制动力矩(7)；根据所述总制动力矩(7)和借助于所述电动摩托车(1)的制动设施(5)能产生的最大制动力矩(11)，确定借助于所述电动摩托车(1)的电动马达(3)需产生的马达力矩(12)；且当产生所述最大制动力矩(11)时，产生用于驱控所述电动马达(3)的控制命令(13)，从而使所述马达力矩(12)与所述最大制动力矩(11)一起产生。

Description

用于运行用于电动摩托车的制动辅助系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行用于电动摩托车的制动辅助系统的方法。此外，本发明涉及用于实施这种方法的一种控制设备、一种计算机程序和一种计算机可读介质以及一种装备有这种控制设备的制动辅助系统。

背景技术

ABS系统通常包括用于制动压力调节的各种不同的液压和电气部件。例如借助于入口阀、出口阀、存储腔和止回阀就已经能够实现特别简单的ABS系统。

在利用电动马达驱动的电动摩托车中原则上可以使用电动马达进行力矩调制。当然在实践中根据车辆类型或电动马达尺寸的不同，可能会出现的问题是，仅靠电动马达能产生的最大扭矩不足以满足ABS系统的要求。

发明内容

在该背景下，利用这里介绍的技术方案介绍根据独立权利要求所述的一种用于运行用于电动摩托车的制动辅助系统的方法、一种对应的控制设备、一种对应的制动辅助系统、一种对应的计算机程序和一种对应的计算机可读介质。这里介绍的技术方案的有利发展和改进从说明书中得出并在从属权利要求中描述。

发明优点

本发明的实施方式能够实现，通过电动马达的制动功能与非电动马达的制动功能、例如液压制动功能的组合来制动电动摩托车。通过这种方式，由于能够减少制动辅助系统的液压部件的数量，因此可以特别节约成本地提供一种用于电动摩托车的对应的制动辅助系统。此外，可以改进电动摩托车的制动功率。

本发明的第一方面涉及一种由计算机实施的用于运行用于电动摩托车的制动辅助系统的方法。该方法至少包括下列步骤：确定为制动电动摩托车所需的总制动力矩；根据总制动力矩和借助于电动摩托车的制动设施能产生的最大制动力矩，确定借助于电动摩托车的电动马达需产生的马达力矩；且，当产生最大制动力矩时，产生用于驱控电动马达的控制命令，从而使马达力矩与最大制动力矩一起产生。

“电动摩托车”一般可以理解为单辙车辆或两轮车，具有形式为电动马达或者电动马达和燃烧马达的组合的驱动装置。电动摩托车也可以是电动踏板车、电动自行车或具有多于两个车轮的类似摩托车的双辙车辆，例如四轮摩托车。

马达力矩可以是驱动力矩或者制动力矩或再生力矩(Rekuperationsmoment)。

“总制动力矩”例如可以理解为基于电动摩托车的一个或多个车轮的当前车轮转速和/或电动马达的当前马达转速估算的制动力矩。当前车轮转速例如可以是借助于分开的车轮转速传感器测量到的。但也可以从当前马达转速中确定当前车轮转速。在该情况下可以省去分开的车轮转速传感器。

总制动力矩可以被确定为，避免不仅以制动设施的最大制动力矩而且以电动马达的马达力矩加载的车轮抱死，例如在紧急制动或全制动时。总制动力矩可以被为理解为应该使电动摩托车尽可能快速且安全地制动和/或带入静止的制动力矩。

在此，最大总制动力矩例如可以等于制动设施的最大制动力矩和最大负马达力矩、即电动马达的最大制动力矩或再生力矩之和。最大总制动力矩应该被选择为，使电动摩托车在任何行驶情况下都能被快速且安全地带入静止中。

电动马达和制动设施可以作用到一个且同一个车轮上或电动摩托车的一个且同一个车轮，例如其后轮上。但也可以是电动马达驱动后轮，而制动设施制动前轮，附加地也制动后轮。例如制动设施在该情况下可以被设计为用于前轮的单通道ABS系统。后轮在此情况下只可以经由电动马达在再生模式中被制动。

这里以及下文中描述的方法能够实现的是，利用电动马达对制动力矩进行有针对性的调制，其中，可以说与电动马达无关地由制动设施提供制动力矩的平均值。该平均值可以在数值上变小或变大，方式为，同时地或略微时间错开地借助于电动马达产生驱动力矩或者说制动力矩或再生力矩。

为此适宜的是，以对应的方式移动制动设施的工作点，也就是说，使借助于制动设施可产生的最大制动力矩、例如其最大制动压力以适当的方式与电动马达的最大马达力矩相适配。例如在最简单的情况下制动设施可以配备有对应的隔离阀或压力限制阀。这种阀可以特别简单地加装。

特别是在电动踏板车的情况下，仅靠电动马达的制动力矩或再生力矩无法实现快速或足够强地制动电动摩托车。当然有利的是，电动马达能够以特别高的动态来调制马达力矩，这对于ABS调节是完全足够的。

现在，通过将经由电动马达实现的制动作用与附加的、例如液压制动设施的制动作用相结合，能够提供所需的高的制动力矩，这样就可以以相对少的成本费用实现满足这两项要求的ABS功能。

如果制动设施和电动马达同时被启用，则在制动的情况下得到施加到相关车轮上的总制动力矩为电动马达的马达力矩和制动设施的制动力矩之和。

如果在制动过程期间电动马达产生正马达力矩，则其反作用于制动设施且对应地减少了作用到车轮上的总制动力矩。可以说制动设施限定了制动力矩的平均值且然后借助于电动马达将作用到车轮上的总力矩以该平均值进行调制，即在平均值的基础上提高或减小。

由于典型的(液压)制动设施产生的最大制动力矩通常远大于典型的电动马达的最大驱动力矩，因此电动马达在全制动时通常无法完全抵消借助于制动设施产生的制动力矩。当然通过将对应的阀装入到制动设施中可以保证，一方面制动设施的被限制的最大制动力矩和电动马达的最大制动力矩之和对应于为了紧急制动所需的最大总制动力矩，且另一方面制动设施的被限制的最大制动力矩可完全通过电动马达的最大驱动力矩来补偿，从而在该情况下作用到相关车轮上的总扭矩等于零。

通过这种限制实现了，借助于电动马达利用对于ABS功能足够的动态将总制动力矩在零和对于紧急制动所需的最大制动力矩之间调制。有利的是，通过简单地组合已经存在的电驱动马达和已经存在的(液压)制动设施，利用仅唯一一个形式为阀的附加部件能够实现这种ABS功能。

可以例如在电动摩托车的控制设备中实施对应的控制逻辑。不一定需要车轮转速传感器，因为也可以例如在使用比如电动马达的内部霍尔传感器的情况下从其马达转速中确定车轮转速。

本发明的第二方面涉及一种控制设备。该控制设备包括处理器，其被配置为，实施根据本发明第一方面意义上的实施方式的方法。根据本发明第一方面意义上的实施方式的方法的特征也可以是控制设备的特征，反之亦然。

控制设备可以包括硬件模块和/或软件模块。除了处理器之外，控制设备还可以包括存储器和用于与外围设备进行数据通信的数据通信接口。

本发明的第三方面涉及一种用于电动摩托车的制动辅助系统。该制动辅助系统包括至少一个用于加速和/或制动电动摩托车的电动马达和根据本发明第二方面意义上的实施方式的控制设备。这种制动辅助系统可以特别便宜地生产。此外，这种制动辅助系统可以有助于大大改善电动摩托车的制动功率。因此可以避免事故。

本发明的第四方面涉及一种计算机程序。该计算机程序包括命令，当计算机程序被处理器执行时，这些命令使处理器实施根据本发明第一方面意义上的实施方式的方法。

本发明的第五方面涉及一种计算机可读介质，在其上存储根据本发明第三方面意义上的实施方式的计算机程序。计算机可读介质可以是易失性或非易失性数据存储器。例如计算机可读介质可以是硬盘、USB存储设备、RAM、ROM、EPROM或闪存。计算机可读介质也可以是能够下载程序代码的数据通信网络，如互联网或数据云(云)。

根据本发明第一方面意义上的实施方式的方法的特征也可以是计算机程序的特征和/或计算机可读介质的特征，反之亦然。

与本发明实施方法有关的构思，除其他外，可视为基于下文所述的构思和发现。

根据一种实施方式，可以通过形成总制动力矩和最大制动力矩之差来确定马达力矩。以这种方式可以特别高效地确定总制动力矩。

根据一种实施方式，借助于电动马达可产生的最大驱动力矩在数值上不小于最大制动力矩。其效果是，制动设施的制动作用必要时能通过电动马达的制动作用来补偿，特别是在全制动或紧急制动的情况下，如果制动设施要产生最大制动力矩并要防止被制动的车轮抱死的话。

根据一种实施方式，该方法还可以包括下列步骤：接收测量数据，该测量数据显示电动马达的当前转速。在此，可以通过评估测量数据来确定总制动力矩。测量数据可以例如是借助于对应的转速传感器，比如形式为霍尔传感器提供的。也可以基于所测量到的电动马达的相电压和/或相电流来估算转速。以这种方式可以省去分开的车轮转速传感器的使用。由此可以使制动辅助系统的生产更加便宜。

根据一种实施方式，制动辅助系统还可以包括用于制动电动摩托车的制动设施。在此制动设施可以被适配为，使得借助于制动设施可产生的最大制动力矩在数值上不大于借助于电动马达可产生的最大驱动力矩。制动设施可以例如是液压的前轮制动器和/或后轮制动器。如开头所述，制动设施可以例如包括入口阀、出口阀、存储腔和止回阀。由此可以以技术上高效的方式限制由驾驶员通过操作制动杆或制动踏板可产生的制动压力，使得制动设施的最大制动力矩可通过制动马达的最大驱动力矩来补偿。

根据一种实施方式，制动设施可以包括液压制动回路和至少一个制动压力阀，制动压力阀用于将液压制动回路中的制动压力限制到对应于最大驱动力矩的值。换句话说，液压制动回路中的最大制动压力可以被限制为，使得制动设施的最大制动力矩在数值上至多与最大驱动力矩一样大。制动压力阀可以例如是隔离阀，其在达到确定的制动压力时使主缸与副缸脱离。隔离阀可以例如借助于电动摩托车的控制设备根据所测量到的液压制动回路中的当前制动压力来驱控。其优点是，可根据驾驶情况而定，例如根据路面情况来改变最大制动力矩。可替代地，制动压力阀可以被实施为简单的压力限制阀，例如止回阀，也就是说，被动部件，其将制动压力限制到对应于电动马达的最大驱动力矩的固定值。

附图说明

下面参照附图描述本发明的实施方式，其中，附图和说明书都不应解释为对本发明的限制。

图1示出了具有根据本发明的一个实施例的制动辅助系统的电动摩托车。

图2示出了图1的制动辅助系统的制动设施的细节图。

图3示出了电动马达的工作范围和图1的制动辅助系统的制动设施的工作范围的对比图。

附图只是示意性的且不是按比例绘制的。附图中相同的附图标记表示相同或相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出了电动摩托车1，这里是电动踏板车，其在其后轮2上被电动马达3驱动。电动马达3是制动辅助系统4的一部分，制动辅助系统除了电动马达3之外还包括制动设施5，这里是用于制动后轮2的液压后轮制动器，和用于驱控电动马达3的控制设备6。

为此，控制设备6确定为了制动电动摩托车1直至静止状态所需的总制动力矩7。总制动力矩7例如可以由控制设备6在识别到全制动或紧急制动时在多个相继的时间步骤中从测量数据8中计算出，该测量数据是借助于用于测量电动马达3的马达转速的马达转速传感器9提供的。

随后控制设备6在考虑借助于后轮2上的制动设施5能产生的最大制动力矩11的情况下从总制动力矩7中确定马达力矩12，除了后轮2上的制动设施5之外还应由电动马达3产生该马达力矩。

在最简单的情况下，可以通过从总制动力矩7中减去最大制动力矩11来确定马达力矩12。可替代地，也可以在总制动力矩7的给定值的情况下从保存在控制设备6中的查找表格中读取针对马达力矩12的对应值。

根据总制动力矩7而定，马达力矩12可以反向于最大制动力矩11的方向起作用，或如图1中所示，在与最大制动力矩11相同的方向上起作用。

制动设施5和/或电动马达3可以被设计为，最大(负)马达力矩12和最大制动力矩11之和对应于为了制动电动摩托车1可最大所需的最大总制动力矩7。

附加地或可替代地，制动设施5和/或电动马达3也可以被设计为，最大(负)马达力矩12对应于最大制动力矩11，也就是说，在数值上不小于最大制动力矩11。由此能够在必要时借助于电动马达3抵消制动设施5的制动作用。

最后，控制设备6基于马达力矩12产生对应的用于驱控电动马达3的控制命令13，由此使得在紧急制动或全制动的情况下，不仅以最大制动力矩11而且以马达力矩12且因此以之前确定的总制动力矩7来加载后轮2。

图2示出了制动设施5的细节。其例如包括与后轮2抗转动地连接的后制动盘14和后制动钳15，后制动钳经由液压制动回路16与电动摩托车1的把手处的主缸17液压连接。

在后制动钳15和主缸17之间在液压制动回路16中布置制动压力限制阀18，经由其限制制动设施5中的液压制动压力。

制动压力限制阀18被配置为，使得液压制动压力仅能够如此之大，使得后轮2上借助于后制动钳14产生的最大制动力矩11在数值上至多等于电动马达3的最大驱动力矩19。

制动压力限制阀18可以例如被实施为止回阀或可电驱控的隔离阀，具有可变的或恒定的阻断压力。

可替代地，制动设施5也可以被实现为用于制动电动摩托车1的前轮20(见图1)的液压前轮制动器或除了后轮制动器之外还包括这样的前轮制动器。

在图3中可见，如何通过借助于制动压力限制阀18限制液压制动压力来相对彼此移动电动马达3的马达工作范围21和制动设施5的制动工作范围22，也就是说所需的ABS工作范围，以获得所需的两种制动作用的组合。在此在纵坐标上绘制了相应的力矩且在横坐标上绘制了电动摩托车1的速度。

最后要指出的是，术语如“具有”、“包括”等等不排除其他元件或步骤，且术语如“一”或“一个”不排除多个。权利要求中的附图标记不应视为限制性的。

Claims (10)

1.一种用于运行用于电动摩托车(1)的制动辅助系统(4)的方法，其中，所述方法包括：

确定为了制动所述电动摩托车(1)所需的总制动力矩(7)；

根据所述总制动力矩(7)和借助于所述电动摩托车(1)的制动设施(5)能产生的最大制动力矩(11)，确定借助于所述电动摩托车(1)的电动马达(3)需产生的马达力矩(12)；且

当产生所述最大制动力矩(11)时，产生用于驱控所述电动马达(3)的控制命令(13)，从而使所述马达力矩(12)与所述最大制动力矩(11)一起产生。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，通过形成所述总制动力矩(7)和所述最大制动力矩(11)之差来确定所述马达力矩(12)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，借助于所述电动马达(3)能产生的最大驱动力矩(19)在数值上不小于所述最大制动力矩(11)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括:

接收测量数据(8)，所述测量数据显示所述电动马达(3)的当前转速；

其中，通过评估所述测量数据(8)来确定所述总制动力矩(7)。

5.一种控制设备(6)，包括处理器，所述处理器被配置为实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。

6.一种用于电动摩托车(1)的制动辅助系统(4)，其中，所述制动辅助系统(4)包括：

电动马达(3)，用于加速和/或制动所述电动摩托车(1)，和

根据权利要求5所述的控制设备(6)。

7.根据权利要求6所述的制动辅助系统(4)，还包括：

用于制动所述电动摩托车(1)的制动设施(5)；

其中，所述制动设施(5)被适配为，使得借助于所述制动设施(5)能产生的最大制动力矩(11)在数值上不大于借助于所述电动马达(3)能产生的最大驱动力矩(19)。

8.根据权利要求7所述的制动辅助系统(4)，

其中，所述制动设施(5)包括液压制动回路(16)和至少一个制动压力阀(18)，所述制动压力阀用于所述将所述液压制动回路(16)中的制动压力限制到对应于所述最大驱动力矩(19)的值。

9.一种计算机程序，包括命令，当计所述算机程序被处理器执行时，所述命令使所述处理器实施根据权利要求1至4中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，在其上存储根据权利要求9所述的计算机程序。