CN102822526B - 用于调节压缩机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节压力供应系统的压缩机的方法，其中根据借助于温度计算方法确定的、压力供应系统的一个或多个部件的温度限值来接通和关断压缩机，并且通过关联相邻部件之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定相应的温度限值。

Description

用于调节压缩机的方法

技术领域

本发明涉及一种用于调节压力供应系统的压缩机的方法，其中根据借助于温度计算方法确定的、压力供应系统的一个或多个部件的温度限值来接通和关断压缩机。

背景技术

用于控制机动车中的压缩机的这种方法是已知的，并且应当基本上避免由于过载而导致的设备过热。例如在具有空气悬架系统的车辆的压缩机的情况下，在正常行驶期间很少需要担心强烈的发热，这是因为在该状态下通常产生较少的高度变化。在静止情况下高度改变时、在由于人工操作或负载变化而导致持续的调平控制时、对于在越野路面中使用的快速的全地形车辆、或者在用绝缘材料（噪声衰减）使压缩机或压缩机驱动装置被强烈封装的情况下，相对强烈的发热却也不少见。

在这方面，DE19621946C1公开了一种空气悬架，该空气悬架具有一在正常行驶中根据需要间歇性地工作的压缩机，通过一控制单元根据推定温度来接通和关断该压缩机，其中该推定温度作为瞬时存在的运行温度被计算出。如果计算出的“推定温度”超过一阈值，则关断压缩机。由此，不需要温度传感器来监测压缩机、进而控制单元也不需要附加的信号输入。在此情况下不利的是，另外并且尤其在同样公开了的、伴随着每次重新接通压缩机而存在的“推定值”的阶跃性提高，随着温度的升高总是更经常地并且在更短的时间间隔内接通和关断压缩机，而不能在系统中达到希望的压力升高。

另外，在车辆调平控制系统中通常将用于接通和关断压缩机的温度限值设置成，使得在再次接通压缩机时能够在车辆满载的情况下执行预先规定的高度变换。但在多数情况下不存在满载，因此不必要地限制了压缩机的可使用性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方法，在该方法中避免了压缩机和/或压缩机驱动装置的过载或过热并且提高了压缩机的可使用性，并且在该方法中实现了在所有运行状态下在系统中实施所需的空气量改变。

该目的通过主权项的技术特征来实现。有利的改进方案包含在从属权利要求中。

在此，根据以下参数即系统压力、环境温度和压缩机运行时间中的一个或多个，利用温度计算方法来确定用于接通或关断的相应的温度限值、即压缩机的接通或关断温度，其中通过关联相邻部件之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定所述部件的温度。

传热应理解成既包括热输出也包括热输入，它们在此例如可以通过辐射、对流或热传递进行。关联在此情况下是指：将由于相邻部件之间的相互传热而引起的所观察的部件的温度升高的影响或由于相邻部件之间的相互散热而引起的所观察的部件的温度降低的影响包括在该部件的温度计算中。

而在此前的实践中，仅考虑与单个部件相关的压缩机关断温度，该关断温度在利用空气悬架系统运行的车辆中的控制装置中通过数学模型被计算出，材料和部件的进一步发展以及使用条件的改变使得有必要针对多于仅一个的关键部件来规定关断温度。

例如。此前180°C的关断温度在过去足以保护压缩机活塞的套筒。一些车辆所需的延长压缩机运行时间直至达到200°C的关断温度使得有必要在考虑电机的另外的关键的部件以及考虑密封材料的情况下重新规定关断温度。

因此，此前的压缩机实施方式中例如对于封闭的调平控制系统仅考虑一个用于保护压缩机免受热损害的关断温度，而新部件的使用使得有必要同样考虑另外的压缩机部件的温度，例如作为驱动装置提供的电机的电刷架的温度、设置在压缩机活塞上的套筒的温度、或者缸筒的温度，以便不致使压缩机过早地被损坏。

在此，例如作为数值提出180°C和200°C的关断温度。这些值可以根据压缩机的构造和预计的可用性而变动，而对于用于载重车的空气悬架的压缩机经常较高，即在220°C与250°C之间。

因此，有利地根据压缩机活塞的活塞套筒的温度限值来接通和关断压缩机，其中通过关联压缩机缸筒与活塞套筒之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定活塞套筒的温度。

然而，如果最大温度限值提高例如20K，则证明，在这种情况下待保护的部件、即关键部件并不是套筒，而是在各种位置处密封压气机单元/压缩机单元的O形圈。在此情况下，有利地根据压缩机活塞的O形圈的温度限值来接通和关断压缩机，其中通过关联压缩机缸筒与O形圈之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定O形圈的温度。

在关于本发明执行的一系列试验中，必须经常更换不同的O形圈。在这种情况下值得注意的是，O形圈总是在缸筒温度在一特定的时间上高于160°C的温度时失效。在此前的温度模型的进一步改进中另人惊讶地证明，在通过传热、例如通过辐射、对流或热传递进行的传热相互影响的各单个部件的温度的合适的关联下，能确定缸头内室的温度T_ZKI，其不仅避免例如由PTFE（聚四氟乙烯）制成的套筒的损伤性的过热，而且同时提供了缸筒的温度T_ZR，以保护高热载的O形圈对抗温度失效。

这是因为该模型的数学描述中表明两个待计算的温度的相关性“全耦合”。也就是说，当前在时刻k待计算的温度与此前在时刻k-1计算出的温度相关。

T_ZKI，k＝f(T_ZKI，K-1，T_ZR，k-1)

T_ZR，k＝f(T_ZKI，K-1，T_ZR，k-1)

如果此时达到此前规定的温度限值，即用于特定部件的“关断温度”，则关断压缩机，使得部件能再次被冷却。

另外，压缩机的电机的电刷架现今是一“温度关键的”部件，这是因为在该位置处现在使用塑料材料。支持炭刷的部件被称为电刷架或电刷保持器，所述炭刷作为滑动触点借助于弹簧被压靠在电机的转子上。

因此，关于这些部件或关于电机也必须设置另外的关键的关断温度，其作为限值必须被预先规定并且被存储，在压缩机运行期间达到该关断温度时压缩机的运行被中断。因此另一优选实施方式在于，根据电机的电刷架的温度限值来接通和关断由电机驱动的压缩机，其中通过关联压缩机缸筒与电刷架之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定电刷架的温度。

利用这样的方法可以简单地优化压缩机的运行，使得在压缩机被关断并且“触发的”部件接下来被冷却后，该压缩机能尽可能快速地被再次用于一待执行的任务，该冷却能够根据各单个部件之间的传热而被计算。

一优选的改进方案在于，借助特征曲线或者还借助数学模型来推定部件的关键的温度限值。这简化了与不同的运行条件、例如车辆的满载或最小载荷的匹配。

另一优选的改进方案在于，根据瞬时的行驶状态来规定部件的关键的温度限值。由此，在特别的状况下也可以短时地针对特别的任务设定一较高的温度限值。当希望还保留一“温度储备”时，可能需要这样的较高的温度限值。例如，一典型的情况是比人工控制过程具有更高优先级的自动调平控制过程。

Claims (6)

1.一种用于调节用于机动车的压力供应系统的压缩机的方法，其中根据借助于温度计算方法确定的、所述压力供应系统的一个或多个部件的温度限值来接通和关断由电机驱动的所述压缩机，其特征在于，根据系统压力、环境温度和压缩机运行时间这些参数中的一个或多个利用所述温度计算方法来确定用于接通或关断所述压缩机的相应的温度限值，其中通过关联相邻部件之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定所述部件的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述压缩机的一个或多个部件的温度限值来接通和关断所述压缩机。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据所述电机的电刷架的温度限值来接通和关断所述压缩机，其中通过关联所述压缩机的缸筒与所述电刷架之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定所述电刷架的温度。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，根据压缩机活塞的O形圈的温度限值来接通和关断所述压缩机，其中通过关联所述压缩机的缸筒与所述O形圈之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定所述O形圈的温度。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，根据压缩机活塞的活塞套筒的温度限值来接通和关断所述压缩机，其中通过关联所述压缩机的缸筒与所述活塞套筒之间由于传热而存在的相互间的温度依赖性来确定所述活塞套筒的温度。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据瞬时的行驶状态来规定所述温度限值。