控制液压制动回路的电泵的方法和装置制造方法及图纸

一种驱动电路，用于形成车辆的液压制动回路中的泵的一部分的类型的电马达，包括输入节点、输出节点以及电压和电流调节电路，该电压和电流调节电路连接节点，并且响应于调制策略而改变由输入节点供应给输出节点的电压和电流，输入节点在使用时连接至车辆的供电电池，并且输出节点连接至电马达的一侧。电压和电流调节电路包括开关模式电源电路，该开关模式电源电路能够在输出节点处提供或者在输入节点处的电池供电电压以上或者在其以下的电压。

Method and device for controlling an electric pump in a hydraulic brake circuit

A driving circuit for the type of part of the motor vehicle hydraulic brake circuit formed in the pump, including input nodes and output nodes and the voltage and current regulating circuit, the voltage and current regulating circuit connection, and in response to changing modulation strategy with input node to the output node of the supply voltage and current power supply, battery connected to the input node in the use of the vehicle side and the output node is connected to the electric motor. The voltage and current regulating circuit includes a switching mode power circuit that provides voltage above or below the battery supply at the output node, or below the input node.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制液压制动回路的电泵的方法和装置本专利技术涉及对并入车辆的制动回路内的电泵的控制器电路的改进以及改进的电泵操作方法。提供那种包括将压力源连接至制动钳的活塞的液压回路的车辆的液压制动回路是已知的。压力源可以包括由电泵充注的流体储蓄器。储蓄器内的加压流体可以用作对驾驶员压下车辆的制动踏板以操作主汽缸时发生的压力增加的替代或辅助。由储蓄器供应的附加压力可以被用来在最初检测到驾驶员压下制动踏板时启动制动回路，由此减少使制动器达到足够的压力以产生有用的制动力所需的时间。它还可以被用来提供紧急制动，例如，如果传感器检测到需要紧急停车，则泵可以被用来独立于制动踏板的操作而产生需要施加于制动器的压力。另外，它可以被用来提供电子稳定控制，其中如果车辆正在失去牵引力则施加制动。可以通过电泵来增加回路中的压力，而在现有技术中，电泵包括已经通过施加于泵的电压的高频脉宽调制进行驱动的马达。这使得在制动施加期间或者在辅助模式(诸如电子稳定控制的防抱死制动操作)期间由泵提供的压力能够被精确控制。所使用的马达的尺寸通常被选择为使得以标称峰值工作功率工作的马达可以达到任意这些操作期间所需的最大压力。对于在该峰值以下的压力，PWM调制会降低施加于马达的平均电压，从而降低马达速度。对泵的一个重要的要求是能够在停车开始时快速增加回路中的压力。泵可以越快地增加系统内的压力，就越早有足够的压力用于要施加的制动并且可以越早地使车辆停止。这会减小制动距离并提高安全性。泵可以增加压力的速率大体上由泵的活塞或叶片的波及容积以及用来移动活塞或叶片的电马达的峰值功率确定。较大的活塞需要较高功率的马达来驱动它。对于给定的峰值输入电压，功率较大的泵和马达将能够比较小的泵和马达更快地增加流体的压力，因为较大的马达将设法从马达中吸取较多的电流。然而，较大的马达是非期望的，因为其比较小的马达更昂贵。在现有技术的系统中，马达可以吸取的功率受限于电池的可用电压。对于客车(诸如汽车或轻型货车)，该电压通常被设定为大约13-14伏特，并且在不重新设计车辆的所有其它电气构件的情况下无法增加。在某些高负荷的情况下，电压可能会下降到显著低于该电压，可能会小于10伏特。使用功率较大的马达将会吸取较大的电流，但是这通常是非期望的。吸取较大的电流不仅会增加功耗，而且还会提高电池耗尽的速度。豪华车尤其如此，豪华车可能有大量其它车载电气系统，诸如空调、加热座椅、车窗电加热器、音响系统等，这同样造成对电流的高需求。过多的电流可能导致电池耗尽(runflat)。可能随着高电流消耗而发生的另一个可能的问题是，可能会导致线束过热。这可以通过提高线束中的电线的规格来改善，但是这会增加成本和重量。本专利技术旨在解决在限制由电泵吸取的平均电流的同时在制动系统内提供快速的压力增加的问题。根据第一方面，本专利技术提供用于形成车辆的液压制动回路中的泵的一部分的电马达的驱动电路，该驱动电路包括：输入节点、输出节点以及电压和电流调节电路，该电压和电流调节电路连接节点并且响应于调制策略而改变由输入节点供应给输出节点的电压和电流，输入节点在使用时连接至车辆的供电电池，并且输出节点连接至电马达的一侧，其中电压和电流调节电路包括能够在输出节点处提供或者在输入节点处的电池供电电压以上或者在其以下的电压的开关模式电源电路。过去，驱动电路只提供电压限制(降压)功能，其中输出电压总是与电池供电电压相同或小于电池供电电压。本专利技术在此提供使施加于马达的电压能够超过电池电压的PWM控制。这通过在管理马达在给定的时间内消耗的平均电流的同时提供功率增加的时段来提供灵活性以减少马达加速到位需要的时间。当在升压模式下工作时，对于给定的平均电流可能需要施加较大的功率，从而允许小马达用于给定的压力上升速率，其中在该压力上升速率的情况下仅降压的控制器将会需要较大的马达。这会减少对较大的且较昂贵的马达的需要。因此，开关模式电源可以包括降压-升压电路，该降压-升压电路包括升压转换器，升压转换器之后有降压转换器，其中降压和升压部分共用共同的构件。开关模式电源电路可以包括PWM控制器，该PWM控制器适于供应脉宽调制控制，用于控制在输出节点处所提供的电流和电压。驱动电路的升压部分可以包括以下部分：与输入节点和中间节点串联连接的电感器、用于将中间节点连接至地的开关、与中间节点和形成降压电路的输入的第二中间节点串联连接的第二开关、以及连接于第二中间节点和地之间的电容器。驱动电路的降压部分可以包括以下部分：串联连接于第二中间节点和输出节点之间的第一开关、串联连接于输出节点和地之间的第二开关、以及用于将第二中间节点连接至地的电容器。因此，降压-升压电路共用共同的电容器和电感器。升压电路的电感器可以形成EMC滤波器的一部分，该EMC滤波器保护马达使其免受电池供电线中可能存在的噪声的影响。例如，滤波器可以包括连接于输入节点和地之间的第二电容器，该第二电容器与电感器相结合以起作用。这是有利的，因为利用共用的电感器共享输入滤波器和升压器的功能，使所需的构件的数量最小化。PWM控制器可以包括脉宽调制电路，该脉宽调制电路产生相应的脉宽调制的控制信号，用于根据需要来断开和闭合电压和电流调节电路中的每个开关，以向马达提供所需的电压。在使用中，控制器可以提供PWM信号，该PWM信号使驱动电路执行以下功能：在马达启动后的第一时间段内，使驱动电路将供应给马达的电压保持于升高的电压，该升高的电压在第二时间段内超过输入节点处出现的电压；以及在经过第一时间段之后，PWM信号使驱动电路向马达提供降低的电压，该降低的电压小于输入节点处出现的电压(降压模式)。第一时间段可以对应于由马达驱动泵以使液压系统内的压力达到预定的高水平所需的时间。该水平可以包括使系统被完全加压所需的水平。另外，控制器还可以在第一时间段开始时马达启动时提供PWM信号，该PWM信号使驱动电路在第一时间段内将供应给马达的电流保持于预定的标称值。电流被保持于恒定值的短暂的初始时段允许在没有过度的电流浪涌发生的情况下实现快速的马达速度坡升，否则可能会由于马达启动时的低电感而产生过度的电流浪涌。为了优化马达速度坡升，在该时段内电流可以被保持于电路的最大可允许恒流值，或者甚至在该水平以上。这在不同应用间会变化，并且通常受限于电池供电电路所允许的散热。一旦移动，当马达的电感已经下降并且过度的电流浪涌不成为问题时，驱动电路改变为向马达提供恒定电压，该恒定电压超过电池供电电压。与在没有升高的电压的情况下所能够实现的速率相比，这种模式允许马达以较快的速率加速，同时吸取与第一时段内吸取的电流相比较小的平均电流。电压被保持于所需的高水平，并且马达可自由吸取它所需的任意的电流。在第二模式下，当电池供电电压标称为12伏特至13伏特时，电压可以为大约20伏特。在该第二时间段已经结束并且压力处于所需的高水平之后，将会按照现有技术已知的典型的电压调节的方式来控制马达，使电压保持于供电电压以下，与升压模式相比，这种模式可由驱动电路提供较高效的操作模式。只能从本专利技术的驱动电路中获得的所描述的模式序列允许使用最大可用功率非常快速地提高马达的速度，同时保持所吸取的平均电流低于在没有升压的情况下可能的平均电流。这是因为，对于给定的功率输入，升压阶段允许马达使用相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动电路，用于形成车辆的液压制动回路中的泵的一部分的类型的电马达，所述驱动电路包括：输入节点、输出节点以及电压和电流调节电路，所述电压和电流调节电路连接所述节点并且响应于调制策略而改变由所述输入节点供应给所述输出节点的电压和电流，所述输入节点在使用时连接至车辆的供电电池，并且所述输出节点连接至所述电马达的一侧，其中所述电压和电流调节电路包括开关模式电源电路，所述开关模式电源电路能够在所述输出节点处提供或者在所述输入节点处的电池供电电压以上或者在其以下的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.08 GB 1421791.31.一种驱动电路，用于形成车辆的液压制动回路中的泵的一部分的类型的电马达，所述驱动电路包括：输入节点、输出节点以及电压和电流调节电路，所述电压和电流调节电路连接所述节点并且响应于调制策略而改变由所述输入节点供应给所述输出节点的电压和电流，所述输入节点在使用时连接至车辆的供电电池，并且所述输出节点连接至所述电马达的一侧，其中所述电压和电流调节电路包括开关模式电源电路，所述开关模式电源电路能够在所述输出节点处提供或者在所述输入节点处的电池供电电压以上或者在其以下的电压。2.根据权利要求1所述的驱动电路，其中所述开关模式电源包括降压-升压电路，所述降压-升压电路包括升压转换器，所述升压转换器之后有降压转换器，其中降压部分和升压部分共用共同的构件。3.根据权利要求2所述的驱动电路，其中所述开关模式电源电路包括PWM控制器，所述PWM控制器适于提供脉宽调制控制，所述脉宽调制控制控制所述输出节点处提供的电流和电压。4.根据权利要求2或3所述的驱动电路，其中所述驱动电路的所述升压部分包括以下部分：与所述输入节点和中间节点串联连接的电感器、将所述中间节点连接至地的开关、与所述中间节点和形成所述降压电路的输入的第二中间节点串联连接的第二开关以及连接于所述第二中间节点与所述地之间的电容器。5.根据权利要求4所述的驱动电路，其中所述驱动电路的所述降压部分包括以下部分：串联连接于所述第二中间节点和所述输出节点之间的第一开关、串联连接于所述输出节点和所述地之间的第二开关以及将所述第二中间节点连接至所述地的所述电容器，使得所述降压-升压电路共用共同的电容器和电感器。6.根据权利要求4或5所述的驱动电路，其中所述升压电路的所述电感器形成EMC滤波器的一部分，所述EMC滤波器保护所述马达使其免受电池供电线中可能存在的噪声的影响。7.根据任意前述权利要求所述的驱动电路，其中所述PWM控制器能够包括脉宽调制电路，所述脉宽调制电路根据需要产生相应的脉宽调制的控制信号，用于断开及闭合所述电压和电流调节电路的每个所述开关，从而向所述马达提供需要的电压。8.根据任意前述权利要求所述的驱动电路，其中所述控制器在使用中提供PWM信号，所述PWM信号使所述驱动电路执行以下功能：(a)在所述马达启动之后的第一时间段内，使所述驱动电路将供应给所述马达的电压保持于升高的电压，所述升高的电压超过在第二时间段内在所述输入节点处出现的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·文森特，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB