CN106660544B - 用于识别在车辆的压缩空气系统中、尤其在气动制动系统中的泄漏的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于识别在车辆的压缩空气系统中的泄漏的方法以及系统，在所述压缩空气系统中通过在系统输入侧的压缩空气管路(3)的入口单向阀(5)和工作蓄压器(4)之间的区域内布置的传感器件确定泄漏引起的压力变化，其中，通过电子分析单元(8)求取由传感器件产生的测量信号的频率变化，作为在压缩空气系统中的泄漏的度量，所述频率变化用于生成泄漏信息和/或用于操控压缩空气输送。

Description

用于识别在车辆的压缩空气系统中、尤其在气动制动系统中 的泄漏的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于识别在压缩空气系统中的泄漏的方法，在该方法中，在系统输入侧的压缩空气管路的入口单向阀和工作蓄压器之间的区域内布置的传感器件确定泄漏引起的压力变化。此外，本发明也涉及实施该方法的用于泄漏识别的系统。

本发明的应用领域涉及车辆技术。尤其在商用车中，出于安全技术的原因，在气动制动系统中识别泄漏，以监测车辆的制动功能是有利的。在压缩空气管路或者其连接中的泄漏能够由此即刻得知并且紧接着消除。

背景技术

从DE 10 2008 009 306 Al已知用于求取并且定位在车辆的压缩空气系统中的泄漏的方法，在该方法中在压缩空气管路中在第一可预先确定的位置上引入第一麦克风并且在第二可预先确定的位置上引入第二麦克风，其中，借助声从泄漏位置到第一麦克风和到第二麦克风的运行时间差别测量来定位泄漏。取决于在两个麦克风之间的运行时间差别测量，仅仅能够识别位于两个麦克风之间的间距内的泄漏。

由US5 038 614公开了用于识别在压缩空气系统中的泄漏的技术解决方案，该解决方案基于安装在压缩空气管路上的两个传感器，所述传感器至少检测压缩空气管路的轴向振动或者扭转振动。振动信号的信号处理通过频谱分析和傅里叶变换进行。

发明内容

本发明的任务是，利用简单的技术手段来实现在压缩空气系统中的泄漏位置的可靠识别。

该任务从根据本发明的用于识别在压缩空气系统中的泄漏的方法出发，结合本发明的的特征来解决。通过本发明以系统技术的方式解决该任务。

本发明包含这样的技术方法的教导：通过电子分析单元求取由传感器件产生的在压缩空气管路中由泄漏引起的压力变化的测量信号的频率变化，作为在压缩空气系统中的泄漏的度量，所述频率变化用于生成泄漏信息或者用于操控压力空气供应，优选用于压缩机操控。所述传感器件为此优选地在系统输入侧在压缩空气管路上布置。然而可行的是，将传感器件布置在压缩空气系统的工作蓄压器中。

本发明的优点在于快速地检测泄漏。由此也实现了，为了界定原因，使通过根据本发明的解决方案而快速求取的泄漏在时间上分配给在短时间之前进行的压缩空气系统的连接状态。

代表压缩空气管路中的压力变化的测量信号的信号处理优选地通过加伯变换进行，即通过窗口傅里叶变换进行。对此使用的短时傅里叶变换(STFT)的两个输入在此一方面以测量信号另一方面以高斯窗确定。首先计算测量信号的频谱图，该测量信号优选地由声传感器或者压力传感器作为传感器件来生成。为了抑制在低频率范围中的已知的紊乱值(由发动机振动和诸如此类的造成)限制要检验的频率范围。在接下来的步骤中，计算相关系数、优选地计算频谱图值的底数为10的对数的相关系数。根据期望的要辨识的泄漏的以及传感器敏感性的大小，确定平滑后的相关系数的临界值，在该相关系数的临界值以上得知泄漏。

电子分析单元以下述方式确定在压缩空气系统中是否存在泄漏。当与测量信号在压缩空气系统正常运行期间的频率曲线比较，求取在测量信号中的同时的频率紊乱超过优选至少5千赫兹的带宽范围时，通过所述电子分析单元的发出泄露信息的条件才满足。该启动条件在原则上表示在整个要检验的频率范围上的紊乱，其中，以计算的方式确定上面说明的关联系数的超越。

在泄漏识别的结果中，泄露信息能够通过电子分析利用单元以警告的形式直接被输出给车辆驾驶员。由此能够，对危险的泄漏情况直接地作出反应，以此方式车辆可能即刻被停下。对此替代地或者附加地，也能够是，泄露信息以诊断信息的形式储存在电子诊断储存器中，用于之后的在压缩空气管路方面的和在这里存在的压缩空气连接方面的车辆维护。通过在车间读取电子诊断储存器能够执行有针对性的修理。

直接给车辆驾驶员的警告或者在车辆内部的诊断储存器中的储存能够根据其它的改善本发明的措施以不同的紧迫级别进行。由此可行的是，在安全技术标准允许的情况下，在例如只有轻微泄漏的情况下继续使车辆保持在运行中。另一方面，较大的泄漏以高的紧迫性被指示出，从而能够进行车辆的即刻停止。

在通过合适的修理措施消除泄漏后，通过电子分析单元优选自动地重置泄露信息并且即刻开始重新的泄漏监测。

如果将根据本发明的解决方案所确定的在压缩系统中的泄漏用于操控压缩空气的供应，则提出，要么提高衔接到系统输入侧的压缩机的输送能力，以补偿泄漏引起的压力损失；对此替代地，系统输入侧的空气干燥单元也能够如下地操控，改变压缩空气设备的再生参数，以便尽管泄漏但仍保证空气干燥滤芯的必要的再生度。

根据其它的改善本发明的措施提出，只要压缩空气系统的空气消耗处于定义的正常范围内，通过电子分析单元的泄漏的识别就暂停，所述空气消耗通过车辆通讯系统发信号给电子分析单元。为此能够使用车辆的大部分情况下本来就有的电子总线系统作为车辆通讯系统。

附图说明

下面将参照附图详细描述本发明的优选的实施例以及对本发明的进一步改进措施。附图示出：

图1用于识别在车辆的压缩空气系统中的泄漏的系统的示意性图示，和

图2用于泄漏识别的计算技术的方法步骤的框图图示。

具体实施方式

根据图1，车辆的(未详细示出的)的压缩空气系统在输入侧从压缩机1出发，经过具有可再生的干燥剂的空气干燥单元2通过压缩空气管路3供以压缩气体。压缩空气系统用于运行气动制动系统，并且尤其包括通过压缩空气管路3供给的工作蓄压器4。在系统输入侧上，压缩空气管路3设有入口单向阀5，以避免压缩空气从工作蓄压器4返回回流到压缩机1上。通过压缩空气管路3的接头6能够使其它的(未示出的)系统部件，例如阀、缸和其它的压力单元衔接到压缩空气系统上。

在入口单向阀5和工作蓄压器4之间的区域内在压缩空气管路3上安装有声传感器7形式的传感器件。声传感器7测量声学的振动，所述振动通过在压缩空气管路3中的流体流动产生，并且将所述振动以电测量信号的形式传递到电子分析单元8上。电子分析单元8通过对声传感器7的测量信号中的频率变化的分析来确定在压缩空气系统中的泄漏，该频率变化对于泄漏情况是独特的，该泄漏情况在频谱方面区别于在压缩空气系统正常运行期间的测量信号。

由电子分析单元8作为结果生成的泄露信息通过显示单元9对车辆驾驶员直接可视地传递信号。显示单元9就此位于车辆的驾驶台的区域内并且与电子分析单元8电连接。此外，泄露信息也以诊断信息的形式储存在车辆的诊断储存器10内。诊断储存器10能够在之后的在压缩空气系统方面的车辆维护框架内以已知的方式来读取。

泄露信息按照泄漏大小以不同的紧迫级别输出，例如小泄漏以中期的维护要求显示和储存，直到大泄漏以压缩空气系统的即刻修理要求显示和储存。在泄漏消除之后，通过电子分析单元8重置泄露信息，使得所述单子分析单元又回复到正常的泄漏监测的模式中。

根据图2，在压缩空气系统中的泄漏的识别在电子分析单元8内进行，其方式是，在短时傅里叶变换STFT的框架内以加伯变换的形式来信号处理以声传感器7的测量信号的形式和高斯窗11的形式的两个输入信号。

接着，在计算步骤Q中通过对加伯变换求积分而求取频谱图。然后在频率选择(FS)的步骤中，被监测的频率范围被限制在特定的范围内，以消除由车辆部件的振动，如发动机、制动设备和诸如此类的振动导致的测量信号在低频范围内的紊乱。

在下一个步骤LOG中进行底数为10的对数计算，以突出在来自信号曲线的频谱图值之间的不同。在紧接着的使用相关因数CF的方法步骤中，来自信号曲线的偶然的峰值被删除，以便限定一个下指示极限UG。该下指示极限UG被限定用于生成泄漏信息，以便自一个确定的极限值起才进行之前分析的频率变化的分析利用，作为在压缩空气系统中的实际的泄漏。在此，该极限值根据要被作为信息输出的最小泄漏值来计量。下指示极限UG与测量敏感度以及传感器件的性能有关。当平滑后的相关系数CF大于下指示极限UG时，则输出泄露信息，否则就不输出。

本发明不局限于上面说明的优选实施例。更准确地说也能设想由此产生的变型，所述变型也一起包含在本发明的保护范围内。因此例如也可行的是，代替安装到压缩空气管路上的作为探测泄漏的传感器件的声传感器，为此也可使用安装到压缩管路上的压力传感器，只要该压力传感器能够产生作为测量信号的本发明的主题的种类的频谱。

附图标记列表

1 压缩机

2 空气干燥器

3 压缩空气管路

4 工作储存器

5 单向阀

6 用于其它系统部件的接口

7 声传感器

8 电子分析单元

9 显示单元

10 高斯窗

STFT 短时傅里叶变换

Q 求积分

FS 频率选择

LOG 求对数

CF 相关系数

UG 下指示极限

Claims (11)

1.用于识别在车辆的压缩空气系统中的泄漏的方法，在该方法中通过在系统输入侧的压缩空气管路(3)的入口单向阀(5)和工作蓄压器(4)之间的区域内布置的传感器件来确定由泄漏引起的压力变化，

其中入口单向阀(5)避免压缩空气从工作蓄压器(4)返回回流到压缩机(1)，其中，通过电子分析单元(8)求取由所述传感器件产生的测量信号的频率变化，作为在所述压缩空气系统中的泄漏的度量，所述频率变化用于生成泄漏信息，其中，只要空气消耗处于正常范围内，就暂停通过所述电子分析单元(8)识别泄漏，所述空气消耗通过车辆通讯系统发信息到所述电子分析单元(8)上。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，当与所述测量信号在所述压缩空气系统正常运行期间的频率曲线比较，求取到在所述测量信号中的同时的频率紊乱超过至少5千赫兹的带宽时，通过所述电子分析单元(8)发出泄露信息的条件才满足。

3.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，当所述测量信号的平滑后的相关系数大于定义的临界值时，通过所述电子分析单元(8)发出泄露信息的条件才满足。

4.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，泄露信息通过所述电子分析单元(8)以警告的形式直接向车辆驾驶员输出。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，泄露信息通过所述电子分析单元(8)以诊断信息的形式储存在诊断储存器(10)中，用于之后的在所述压缩空气管路方面的和在其中存在的压缩空气连接方面的车辆维护。

6.根据权利要求4或5所述的方法，

其特征在于，所述泄露信息按照泄漏大小以不同的紧迫级别输出。

7.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，所述电子分析单元(8)在泄漏消除后将重置泄露信息。

8.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，为了操控所述压缩空气供应，衔接到所述系统输入侧的压缩空气管路(3)上的压缩机(1)提高输送能力。

9.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，为了操控所述压缩空气供应，衔接到所述系统输入侧的压缩空气管路(3)上的空气干燥单元(2)改变干燥剂的再生参数。

10.用于识别在车辆的压缩空气系统中的泄漏的系统，在该系统中在系统输入侧的压缩空气管路(3)的入口单向阀(5)和工作蓄压器(4)之间的区域内布置的传感器件求取泄漏引起的压力变化，

入口单向阀(5)避免压缩空气从工作蓄压器(4)返回回流到压缩机(1)，其中，电子分析单元(8)求取由所述传感器件产生的测量信号的频率变化，作为在所述压缩空气系统中的泄漏的度量，用以生成泄漏信息，其中，只要空气消耗处于正常范围内，就暂停通过所述电子分析单元(8)识别泄漏，所述空气消耗通过车辆通讯系统发信息到所述电子分析单元(8)上。

11.根据权利要求10所述的系统，

其特征在于，所述传感器件构造为至少一个压力传感器或者声传感器(7)。

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