CN102307648A - 用于控制车辆的封闭式行驶高度调节系统中的空气干燥器的再生循环的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆的封闭式行驶高度调节系统中的空气干燥器(10)的再生循环的方法，车辆车身借助于行驶高度调节系统相对于至少一个车轴被悬挂，行驶高度调节系统具有经由分支(38a-38d)与压缩空气管路(34)连接的压缩空气腔(6a-6d)、压缩机(8)以及空气干燥器(10)，空气干燥器设置在通向压缩空气储备容器(12)的空气压力管路(4)中，压缩空气储备容器(12)与压缩空气腔(6a-6d)连接，使得压缩空气能够从压缩空气储备容器(12)转移到各压缩空气腔(6a-6d)中，且压缩空气能够从各压缩空气腔(6a-6d)转移到压缩空气储备容器(12)中，其中，压缩空气腔(6a-6d)和压缩空气储备容器(12)经由能够与大气连接的压缩空气管路(32)填充压缩空气和排气，或者经由与压缩机(8)连接的压缩空气吸入管路(5)填充且经由压缩空气管路(32)排气；测量借助于压缩机(8)输送经过干燥器(10)的压缩空气量；测量从大气吸入的空气的温度和/或湿度；总是引导所需量的压缩空气经过干燥器(10)，使得在具有尽可能最高的环境温度和湿度的空气由压缩机(8)吸入并且经干燥器(10)输送的假定下干燥器能够被看作饱和；以及根据所吸入的空气的环境温度和/或湿度确定用于干燥器(10)的压缩空气量为了达到期望的露点所需的再生空气量，并且用所述再生空气量进行干燥器(10)的再生。

Description

用于控制车辆的封闭式行驶高度调节系统中的空气干燥器的再生循环的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于控制车辆的封闭式行驶高度(ride height)调节系统中的空气干燥器的再生循环的方法，车辆车身通过所述行驶高度调节系统相对于至少一个车轴而被悬挂。
背景技术
由欧洲专利申请EP 1 243 447A2和德国专利DE 102 31 251C1已知开头所述类型的用于车辆的封闭式行驶高度调节系统。由这些公开文献已知的封闭式行驶高度调节系统具有两个或四个可控制的换向阀、一压力介质储备容器和至少两个分别具有一个可控制的换向阀的压力介质腔。通过所述行驶高度调节系统，可将压力介质从压力介质腔转移到压力介质储备容器中以及从压力介质储备容器转移到压力介质腔中。另外，空气可从大气转移到压力介质储备容器中，其中，经压缩的空气在进入到压力介质储备容器中之前在空气干燥器中干燥。为了再生空气干燥器，来自压力介质储备容器的压力介质可经由节流器膨胀，并且与空气干燥过程相比较在相反方向上经过空气干燥器且经由排出阀通到大气。在EP 1 243 447A2中描述的实施例中，空气从大气经由换向阀吸入并且经由同一个换向阀排气(ventilate)以用于再生空气干燥器。与此不同，根据DE 102 31 251C1的实施例具有附加的与压缩机连接的空气吸入管路，由此，仅进行经由换向阀和已经提及的压缩空气管路进行的排气。
为了使得系统部件不被冻结并且其功能不受影响，气动式行驶高度调节系统在系统中需要干燥的空气。为此，力争达到避免这种情况的露点。
在开放式行驶高度调节系统和其他气动系统尤其是车辆制动系统中，输送到系统中的空气除了泄漏之外能被再次用于再生干燥器，使得几乎100％的输送空气供再生使用并且能够达到足够的露点。
不仅在开放式而且在封闭式的气动系统中，再生仅当压缩机没有将压缩空气输送到系统中时才可进行。因为在开放式系统中比在封闭式系统中存在更高的压缩空气消耗，所以开放式系统中的压缩机更频繁且更长时间地运行，并且重要的是使再生循环与压缩机不输送压缩空气的时间一致。
为此目的，DE 31 39 682C2公开了一种用于开放式压缩空气系统的空气干燥装置，所述开放式压缩空气系统具有一个或两个设置在空气干燥器上游和/或下游的湿度传感器并且还具有一空气流量传感器。每当在压缩空气储备容器中达到预设的额定压力时，空气干燥器的再生就通过压力传感器触发。根据空气干燥器上游和/或下游的空气湿度来设定再生时段。
EP 0 093 253B2公开了一种用于再生气动系统尤其是车辆制动系统的空气干燥器的控制装置，其中，在压缩机的空程工况中给空气干燥器分别提供再生空气流量用于干燥，所述再生空气流量基本上与在压缩机的之前的输送工况期间被引导经过空气干燥器的输送空气流量成比例。如果压缩机的两个输送循环之间的时间间隔对于允许所需再生空气量流过空气干燥器来说过短，则采取措施以使得后面的再生循环增加再生空气量的不足额，以便可补偿在压缩机下一较长的空程循环中空气干燥器的最佳干燥。因为空气干燥器的干燥效率在温度较低时比在温度较高时低，所以设置温度测量器，所述温度测量器将校正信号输出给控制装置，以使得分别确定的再生空气量不仅依赖于压缩机的输送功率而且还依赖于所测量的外部温度。
根据另一个在EP 0 523 194B1(DE 690 13 167T2)中描述的压缩空气系统，设有湿度传感器，所述湿度传感器确定系统中的压缩空气的湿度并且产生再生控制信号和压缩机控制信号，以便当系统中的压缩空气的湿度超过预定值——这表明空气干燥器的湿度饱和——时，中断由压缩机进行的空气输送并再生空气干燥器。
DE 196 20 851A1公开了一种用于尤其是机动车的气动制动系统的压缩空气的空气处理装置，所述空气处理装置具有用于被输送经过空气干燥器的空气量的测量装置。电子控制系统由这样确定的空气量确定用于再生空气干燥器的时刻和再生所需的再生空气量。由此，仅当预定的空气量已流过空气干燥器时才进行再生。再生所消耗的空气量依赖于之前的空气量。再生空气直接从压力系统获得。
EP 1 173 270B1已知的用于再生空气干燥器的方法的基础在于，以如下的方式确定再生空气干燥器所需的干燥器再生空气的量：测量系统压力、外部温度和所供应的空气量并且连续地将其传输给控制单元，所述控制单元以这些参数为参考控制再生时间和再生空气到空气干燥器的供给。
通过由现有技术已知的这些系统和方法，力求产生优化的再生循环，然而所述再生循环不能够毫无问题地转用于封闭式气动系统尤其是气动行驶高度调节系统，因为在封闭式系统中所输送的空气仅仅按份额排出，而考虑到系统运行方式必须始终有压缩空气保留在系统中，并且尽管如此必须保证足够的露点。
发明内容
因此，本发明的目的在于，用尽可能小的再生空气量在系统中达到露点，所述露点避免系统部件冻结并且在系统中保持最大空气量。
根据本发明，所述目的通过权利要求1的特征来实现。根据本发明，在根据权利要求1前序部分的方法中，测量借助压缩机而输送经过空气干燥器的压缩空气量，也测量从大气吸入的空气的温度和/或湿度，并且总是引导所需量的压缩空气经过干燥器，使得在空气以尽可能最高的环境温度和湿度由压缩机吸入并且输送经过空气干燥器的假定下所述干燥器可被看作饱和，并且根据所吸入的空气的环境温度和/或湿度来确定用于所述干燥器的压缩空气量为了达到期望的露点所需的再生空气量，并且用所述再生空气量来进行干燥器的再生。
因为空气在高温度例如在大约+40℃时比在大约+20℃或-10℃时能够吸收更多的水，所以在所输送的空气量相同的情况下，在温度高时比在温度低时更多的水被暂时储存在干燥器中。为了在再生期间再将所述水去除，在温度高时必须使用更多的干空气来再生。因此每当被引导经过干燥器的压缩空气的量使得压缩空气可被看作饱和时首次开始再生，但之后根据所吸入的空气的环境温度和/或湿度来确定所需的再生空气量并且用所述再生空气量执行干燥器的再生。
由此，首先确保了即使当具有尽可能最高的环境温度和湿度的空气已实际上被压缩机吸入并且已被输送经过空气干燥器从而使得所述空气干燥器实际上饱和时也有足够的再生空气量供使用，但在所吸入的空气的环境温度和/或湿度低时，相应小的再生空气量被引导经过干燥器。
根据权利要求2的本发明的扩展构型提出，在使用环境温度确定再生空气量的情况下，使用在占优势的环境温度下空气湿度的最大可能值作为用于确定再生空气量的基础。该扩展构型的优点在于，仅需要一个温度传感器，因为在各温度下空气湿度的可能的最大值是已知的并且可储存在控制单元中。
根据权利要求3的本发明的另一个扩展构型提出，在使用空气湿度传感器确定再生空气量的情况下，使用直接测得的含湿量作为用于确定再生空气量的基础。与根据权利要求2的扩展构型的优点类似，根据权利要求3的扩展构型的优点在于仅需要一个湿度传感器。
不言而喻，也可不仅测量环境温度而且测量所吸入的空气的湿度，由此能够直接确定再生空气量。
根据权利要求4的本发明的一个扩展构型提出，将所确定的再生空气量以时间控制的方式从压缩空气容器引导经过干燥器，其中，根据当前的储存压力确定排出时间。根据权利要求4的扩展构型的优点在于，即使当压缩空气储备容器中的压力发生变化时，所需的再生空气量也始终流过干燥器。
附图说明
下面借助于附图中所示的实施例详细描述本发明。
具体实施方式
唯一的图示意性示出了根据本发明的封闭式行驶高度调节系统的气动线路图，所述封闭式行驶高度调节系统用压缩空气工作并且包括呈空气弹簧6a至6d形式的压力介质腔、压缩机8、空气干燥器10和压力介质储备容器12。压力介质储备容器12通过第一压力介质管路1与压缩机输入端14连接且通过第一二位三通换向阀2a和第四压力介质管路4与压缩机输出端16连接，所述第一压力介质管路1经过可控制的二位三通换向阀2a和止回阀31，在所述第四压力介质管路4中设置有止回阀18和空气干燥器10。止回阀18设置成朝压力介质储备容器12打开。
经由节流器22通到空气干燥器输出端40的压缩空气管路20与止回阀18并行延伸。空气干燥器输入端39经由第二压缩空气管路2连接到另一个二位三通换向阀4a，该二位三通换向阀经由第三压缩空气管路3和止回阀33连接到点29，第一压缩空气管路1和第三压缩空气管路3在该点汇合，从该点起与压缩机输入端14产生连接。
止回阀31和33设置成朝压缩机输入端14打开。
二位三通换向阀4a还与压力介质管路34连接，所述压力介质管路可经由分支28a至38d以及二位二通换向阀26a至26d与空气弹簧6a至6d连接。
从点36分支出一压缩空气管路32，在该压缩空气管路中设置有二位二通换向阀30，空气能够选择性地经该二位二通换向阀从大气中吸入和排出。
一吸入管路5也通到压缩机输入端14，在该吸入管路中设置有空气过滤器7和朝压缩机输入端14打开的止回阀35。
控制单元47与压力传感器48连接，该压力传感器确定压缩空气储备容器12的当前储存压力。设置在吸入管路5中的空气温度传感器49和设置在该吸入管路5中的空气湿度传感器50也与控制单元47连接。另一个压力传感器42连接到压缩空气管路34并且允许在二位二通换向阀26a至26d被相应操作时测量存在于各个压缩空气腔6a至6d中的空气压力并且将其传输到控制单元47。
用于压缩机8的被称为马达M的驱动装置9和二位三通换向阀2a、34a以及二位二通换向阀26a至26d和30同样借助于控制线路与控制单元47连接。
为了用压缩空气填充行驶高度调节系统，压缩机8由控制单元47经由控制线路9而被致动，经吸入过滤器7、吸入管路5和止回阀35吸入空气并且经由止回阀18和压缩空气管路4以及二位三通换向阀2a将所述空气经空气干燥器10输送到压缩空气储备容器12中。
接着，压缩机10将经干燥的压缩空气从压力储备容器12经由二位三通换向阀2a、止回阀31、压缩空气管路2、二位三通换向阀4a和压缩空气管路34输送到分支38a～38d并且从所述分支经由二位二通换向阀26a～26d输送到压缩空气腔6a～6d中。因为压缩空气储备容器12中的压力由此降低，所以压缩空气随后重新经由压缩空气管路5被吸入，被压缩机8压缩，在空气干燥器10中干燥并且输送到压缩空气储备容器12中，直到达到由压力传感器48测量的额定压力。
吸入的空气的温度由空气温度传感器49测量，空气湿度由空气湿度传感器50测量，并且这些信息被传输到控制单元47。此外，也测量输送到行驶高度调节系统中的空气量，这例如可这样进行：计数压缩机8的转数，因为该转数与由压缩机8输送的空气量成固定比例。实际上到达行驶高度调节系统中的压缩空气于是由马达转数、所测得的空气温度和所测得的空气湿度确定。
在行驶高度调节系统运行期间，压缩空气在压缩空气腔6a至6d与压缩空气储备容器12之间来回输送，以便考虑行驶状况。这种工作模式例如在EP 1 243 447A2中已经予以描述，该文献的公开内容全部并入本申请中。
因为压力调节系统的总容积具有固定值，所以存在于压力调节系统中的压力在温度上升时升高并且在温度低时下降。这意味着，在温度上升时，压缩空气必须经由二位二通换向阀30和压缩空气管路32从系统排出，而在温度下降时，压缩空气又必须经由吸入管路5和压缩机8补充。此外，还存在泄漏损失，所述泄漏损失也必须得到补充。
在压缩空气每次从行驶高度调节系统排出时，所述压缩空气都流过干燥器10并且用于再生该干燥器。
有时候，与由于压力波动而需要进行的压缩空气排放无关，尤其是当空气干燥器10的湿度饱和时，需要强烈再生空气干燥器10。
根据本发明，如果在温度被认为达到最大值并且湿度被认为达到最大值时导致空气干燥器10饱和的压缩空气量输送到了行驶高度调节系统中，则认为空气干燥器10饱和。控制单元47由所测得的从大气吸入的空气的温度和/或湿度确定干燥器10于是所需的再生空气量，并且启动再生循环，在所述再生循环期间，二位三通换向阀2a转换到通向压缩空气管路4的通路，二位三通换向阀4a转换到从压缩空气管路2通向压缩空气管路34的通路，并且在所述再生循环中，二位二通换向阀30打开，使得再生空气能够经由压缩空气管路32排放到大气中。流过干燥器10的再生空气在节流器22中被节流，其中，通过压缩空气由于节流作用而产生的膨胀，实现了处于空气干燥器10中的干燥器粒料的再生作用的改善，即用相对少的压缩空气消耗实现相对高的干燥作用。
因为在压缩空气储备容器12中不总是存在最大额定压力，所以，由控制单元47确定的再生空气量在时间上受控制地从压缩空气储备容器12经过干燥器10，其中，排出时间根据当前储存压力而变化。
还要提及的是，在空气干燥器输出端40设有用于外部连接端的压缩空气管路44，该压缩空气管路44由止回阀46朝空气干燥器输出端40关闭。
借助于根据本发明的用于控制空气干燥器10的再生循环的方法，可实现最小的再生空气量消耗，使得最大的空气量保留在系统中并且行驶高度调节系统的功能不受再生循环的影响。
附图标记说明
1         第一压缩空气管路
2         第二压缩空气管路
3         第三压缩空气管路
4         第四压缩空气管路
2a        二位三通换向阀
4a        二位三通换向阀
5         吸入管路
6a～6d    压缩空气腔，空气弹簧
7         吸入过滤器
8         压缩机
9         控制线路
10        空气干燥器
12        压缩空气储备容器
14        压缩机输入端
16        压缩机输出端
18        止回阀
20        压缩空气管路
22        节流器
26a～26d  二位二通换向阀
29        点
30        二位二通换向阀
31        止回阀
32        压缩空气管路
33        止回阀
34        压缩空气管路
35        止回阀
36        点
38a～38d分支
39    空气干燥器输入端
40    空气干燥器输出端
42    压力传感器
44    用于外部连接端的压缩空气管路
46    止回阀
47    控制单元
48    压力传感器
49    空气温度传感器
50    空气湿度传感器

Claims (4)

1.一种用于控制车辆的封闭式行驶高度调节系统中的空气干燥器(10)的再生循环的方法，车辆车身借助于所述行驶高度调节系统相对于至少一个车轴被悬挂，所述封闭式行驶高度调节系统具有经由分支(38a-38d)与压缩空气管路(34)连接的压缩空气腔(6a-6d)、具有压缩机(8)并且具有空气干燥器(10)，所述空气干燥器设置在通向压缩空气储备容器(12)的空气压力管路(4)中，所述压缩空气储备容器(12)与所述压缩空气腔(6a-6d)连接，使得压缩空气能够从所述压缩空气储备容器(12)转移到各压缩空气腔(6a-6d)中，且压缩空气能够从各压缩空气腔(6a-6d)转移到所述压缩空气储备容器(12)中，其中，所述压缩空气腔(6a-6d)和所述压缩空气储备容器(12)能够经由与大气连接的压缩空气管路(32)填充压缩空气和排气，或者能够经由与所述压缩机(8)连接的压缩空气吸入管路(5)填充且经由所述压缩空气管路(32)排气，其特征在于：测量借助于所述压缩机(8)输送经过所述干燥器(10)的压缩空气量；测量从大气吸入的空气的温度和/或湿度；总是引导所需量的压缩空气经过所述干燥器(10)，使得在具有尽可能最高的环境温度和湿度的空气由所述压缩机(8)吸入并且经所述干燥器(10)输送的假定下所述干燥器能够被看作饱和；以及根据所吸入的空气的环境温度和/或湿度确定用于所述干燥器(10)的所述压缩空气量为了达到期望的露点所需的再生空气量，并且用所述再生空气量进行所述干燥器(10)的再生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在使用环境温度确定再生空气量的情况下，使用在占优势的环境温度下空气湿度的最大可能值作为用于确定再生空气量的基础。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在使用空气湿度传感器(50)确定再生空气量的情况下，使用直接测得的含湿量作为用于确定再生空气量的基础。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：将再生空气量以时间控制的方式从所述压缩空气容器(12)引导经过所述干燥器(10)，并且根据当前的储存压力确定排出时间。
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