CN106460814A - 用于操控往复式活塞泵的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明建议了用于操控一种活塞泵的方法和装置，其中，以一种时钟频率对所述活塞泵进行操控，其中，暂停时间是随机地变化的。

Description

用于操控往复式活塞泵的方法和装置

背景技术

本发明以用于操控往复式活塞泵的方法和装置为出发点。通常来说，往复式活塞泵由带有一种确定的时钟频率（Taktrate）和/或一种确定的占空比（Tastverhältnis）的电操控信号来进行操控。在此，所述时钟频率和/或所述占空比能够不变地预先给出，或者根据运行点（Betriebspunkt）预先给出。这种往复式活塞泵示例性地用于将燃料输送到内燃机中去。在这种情况下，优选根据所述内燃机的所述运行点进行所述操控。

发明内容

本发明的优点：

这种用来以一种不变的占空比或者以一种不变的时钟频率来操控往复式活塞泵的方法具有下述缺点：所述泵发射噪声，该噪声出现在与所述往复式活塞泵的所述操控频率的确定的关系中。

与此相对应的是，带有独立权利要求的特征的、根据本发明的方法和根据本发明的装置具有下述优点：所述噪声发射（Geräuschemission）被明显地降低了。这尤其是通过下述方式来实现：使得所述操控的暂停时间（Pausenzeit）随机地改变。

这意味着，所述暂停时间从操控到操控地进行变化。

如果将所述时钟频率（TR）以泵输送量（Pumpenfördermenge）为出发点进行计算，那么这就是尤其有利的。借此，能够通过预先给出所述时钟频率来改变所述泵输送量并且适应需求。

如果将变化值（V）限制在它的绝对值（Absolutwert）中，那么这就是尤其有利的。借此确保的是，所述暂停时间不会下落到一种最小值之下，在该最小值之下不再确保所述往复式活塞泵的功能。

如果所述变化值（V）的平均值采用数值零，那么这就是尤其有利的。借此实现的是，平均的时钟频率保持不变，或者如期望的那样改变。

另一方面，本发明涉及连带处理指令（Verarbeitungsanweisung）的程序代码，用于建立能够在控制装置上运行的计算机程序、尤其是带有编译指令和/或链接指令的源代码，其中，如果根据所述处理指令将所述程序代码转换、那就是说尤其是编译和/或链接成能够运行的计算机程序，那么所述程序代码就生成了用于实施所描述的方法中任一个方法的所有步骤的计算机程序。这个程序代码尤其是能够由下述源代码给出，该源代码例如能够从互联网中的服务器处下载。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在接下来的说明中被阐述。附图示出：

图1：往复式活塞泵的示意图；和

图2：根据本发明的设置方案（Vorgehensweise）的流程图。

具体实施方式

在图1中示出了一种往复式活塞泵。这样的电磁驱动的往复式活塞泵以如下方式工作：

给励磁线圈1通电，该励磁线圈吸引一种活塞/衔铁（Magnetanker）2。所述活塞或者所述衔铁2在缸（Zylinder）3中运行。在这个过程期间，将燃料吸入到压缩空间（Verdichtungsraum）4中。如果将磁场关断，那么弹簧5就将所述活塞/衔铁2向前推移并压缩所述燃料，并且将所述燃料又推出去。

在所述泵的另一种样式中，所述工作原理也能够是相反的，这就是说，在关断所述电磁阀时将燃料吸入并且在接通时压缩地被排出。

通过所述活塞原理（Kolbenprinzip），所述活塞往复地运动，并且产生一种运行噪声（Betriebsgeräusch），该运行噪声以所述工作频率以及机械部件的固有频率和高次谐波（harmonische Oberwelle）为特征，尤其是在出现机械的碰撞时。已知的是，通过机械的和/或液压的阻尼机构来使得这种噪声发射得以最小化。这种设置方式并不总是提供足够令人满意的结果，或者一般与泵中的较高的成本联系在一起。

通过所述根据本发明的设置方案出现了下述可能性：有效地降低这种往复式活塞泵的被主观感受到的所述运行噪声。尤其在其中存在着其它运行噪声的应用中、例如当使用在内燃机中的燃料泵时，能够通过所描述的操控策略使得所述泵运行噪声的所述特征（Charakteristik）有利地进行改变。在此，所述泵噪声被遮盖，就是说被挪动到背景中并且不再被感受为干扰。

根据本发明，在对于所述泵的平均输送量或者平均频率来说的每个运行点上，不是以一种规律的时钟频率而是以操控脉冲（Ansteuerimpulse）的无规律的序列来进行所述电操控，在该操控脉冲中，在所述占空比中的所述暂停时间是可变化的。在每次活塞往复运动之后，改变在下次通电之前的所述暂停时间。以带有下述特点（Besonderheit）的随机序列的方式分配新的暂停时间：所述平均的时钟频率并且因此所述平均的泵输送量对于每个运行点都保持不变。

这种操控策略的结果是，所述泵的所述噪声特征（Geräuschcharakteristik）发生了改变。所述噪声的占主导地位的声调份额（tonale Anteil）在一种噪声（Rauschen）的方向上发生改变。单个的谱线（Spektrallinie）失去了振幅，出现了带有小振幅的宽的噪声谱（Geräuschspektrum）。通过这种方法，总声功率（Gesamtschallleistung）不是必然降低。然而在主观上，所述噪声变得明显较不引人注意了，尤其是当在所述应用中已经存在类似的背景噪声时、例如当内燃机运行时。

在图中2示出了根据本发明的设置方式的一种实施方式。这种实施方式涉及一种用于操控在内燃机中的燃料泵的方法。所述根据本发明的设置方案当然并不局限于这种应用。即使在相应的往复滑阀式泵（Hubschieberpumpe）的其它应用也中也能够使用这种设置方案。

在第一个步骤200中，计算一种平均的时钟频率TR。以所述内燃机的所述运行状态（Betriebszustand）为出发点，计算这个平均的时钟频率TR。在此，以所述内燃机的所述运行状态为出发点，计算一种待输送的燃料量。随后以这个待输送的燃料量为出发点，计算所述时钟频率。

以所述时钟频率TR为出发点，在方框210中计算一种暂停时间Toff，并且在方框220中计算一种接通时间Ton。所述接通时间Ton是指下述持续时间段：在该持续时间段中，每次操控中所述励磁线圈被通以电流。所述暂停时间Toff是指下述持续时间段：在该持续时间段中，每次操控中所述励磁线圈没有被通以电流。所述时钟频率对应于在确定的时间范围内进行操控的次数，并且因此是用于所述操控的频率的衡量标准。所述时钟频率TR确定了所述操控过程的总时间，并且因此确定了所述接通时间Ton与所述暂停时间Toff之和。

当时钟频率高时，也就是说当经常进行操控时，输送大量的燃料。当时钟频率低时，也就是说当偶尔进行操控时，输送少量的燃料。

如果在所述方框200中根据所述内燃机的所述运行状态获取了所述时钟频率TR，那么使得所述燃料输送匹配于所述内燃机的需求就是特别有利的。为此，优选将所述时钟频率TR从综合特性曲线（Kennfeld）中读出。

方框230预先给出了一种变化值V，在相加点（Additionspunkt）235中所述暂停时间Toff以该变化值发生改变。借此，对于每个操控循环的在两次操控脉冲之间的所述暂停时间Toff都随机地改变。在此，所述变化能够以离散的步骤进行或者连续地进行。在此，为了在一种控制装置上实现，有利的是，使得离散的步骤数量处在2的指数序列（2er-Potenzschritten）（2、4、8、16、…）中。在此在有意义的最大的调整间隔内，在如上所述的解法（Auflösung）中改变所述暂停时间。对此，有利的是，根据应用区域和所述应用的所述声学特征，示出了关于所述平均的周期持续时间的大约+/-20%的最大偏离。在此，必须如此获取步幅（Schrittweiten）：使得所述暂停时间变化的所述平均值是零，因为否则的话就改变了所述平均的输送量。对于在控制装置中进行的转换，以离散的步骤进行转换是有利的。于是就将所述最大的调整间隔除以所获取的离散的步骤的数量，并且分配给二进制的数字代码。在每次泵循环（Pumpzyklus）之后，通过数字化地或者类似地生成的随机序列（Zufallsfolge），当前在代码之间、也就是在量化的步幅之间进行切换。

所述如此变化的暂停时间ToffV到达末级（Endstufe）240，该末级对于所述励磁线圈1相应地通以电流。

所述随机的二进制序列能够例如从伪随机序列（Pseudozufallsfolge）中获得，该伪随机序列能够以电子的方式简单地利用反馈的移位寄存器（rückgekoppeltesSchieberegister）或者在计算机或微控制器上在软件侧生成。伪随机序列意味着，虽然所述分配是随机的，但是在所述序列的确定的长度之后会进行重复。所述序列越长，所述随机序列的品质就越高。所述随机序列的生成是已知的。

通过这种预先给出变化值的方式能够实现的是，所述变化值的所述平均值为数值零。如果所述变化值借助于另一种设置方案预先设定，那么设置为：这个预先设定这样进行，使得所述变化值的所述平均值为数值零。

Claims (10)

1.用于对于活塞泵进行操控的方法，其中，所述活塞泵利用一种确定的时钟频率（TR）和一种确定的暂停时间（Toff）进行操控，其特征在于，所述暂停时间（Toff）随机地变化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以泵输送量为出发点计算所述时钟频率（TR）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述暂停时间从操控到操控地以变化值（V）为幅度进行改变。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变化值（V）采用离散的值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变化值（V）被限制在它的绝对值中。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变化值（V）的平均值为数值零。

7.计算机程序，该计算机程序被构造用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法中的一种方法的所有步骤。

8.能机读的存储介质，在该能机读的存储介质上存储有根据权利要求7所述的计算机程序。

9.控制装置，该控制装置构造用于实施根据权利要求1至6中任一项所述的方法中的一种方法的所有步骤。

10.带有处理指令的程序代码，用于建立能够在控制装置上运行的计算机程序，其中，如果根据所述处理指令将所述程序代码转换成能够运行的计算机程序，那么所述程序代码就生成了根据权利要求7所述的计算机程序。