CN110402166B - 用于压缩空气设备的空气处理的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车的压缩空气设备的空气处理的方法，其中，压缩空气设备包括空气压缩机、空气干燥器和环境温度传感器，其中，借助于空气压缩机执行系统空气量的交换过程，其中，在交换过程中(首先)将一部分系统空气从压缩空气设备排出到环境中并且(随后)将环境空气填充到压缩空气设备中，所述方法包括以下方法步骤：‑借助于环境温度传感器确定当前的环境温度值(Tu)，‑检查第一条件(104，114)，当前的环境温度值(Tu)是否小于温度限值(TG)，和‑如果满足第一条件(104，114)，则执行交换过程(105，115)用以借助于空气干燥器降低系统空气的露点。

Description

用于压缩空气设备的空气处理的方法
技术领域
本发明涉及一种用于压缩空气设备的空气处理的方法。
背景技术
在已知的空气悬架设备中，为了水平调整而需要空气压缩机。这种优选干式运行的压缩机在各部件、例如空气弹簧或压缩空气存储器中提供对于运行所需的压力。为此，压缩机从环境吸入空气，将该空气压缩到确定的压力水平并且输送给设备的部件。
然而，吸入的环境空气包含水或湿气，这在低温时可能导致各部件、例如阀在运行中结冰。为了防止这种情况，借助于干燥器单元中的干燥剂/吸附剂、例如硅胶来吸附处于吸入的空气中的湿气。吸入的空气因此排出其湿气到干燥剂并且随后例如被转运到空气弹簧中。
然而，吸附剂的湿气吸收依赖于空气温度。硅胶允许在大约60℃时的良好的吸水性。从某一点开始干燥器饱和并且吸附剂仅还能有限地满足其干燥功能。
通过解吸附作用实现干燥器的再生。也就是说，包含在吸附剂中的湿气借助于通流的空气吸收并且被排出到环境。在此，空气例如从压缩空气存储器在逆流中流过干燥器并且通过排出阀排出到环境。
与持续地从环境吸入空气并重新排出的公开的压缩空气系统相反，在压缩空气系统关闭时仅在由于泄漏而导致明显的压力下降或导致系统空气量减少时才从环境吸入空气。基于空气弹簧气囊的渗透性，原则上存在小的泄漏，当然泄漏是非常少的。
但是必要的是，为封闭的压缩空气设备填充环境空气，这种少量的空气交换在从夏季到冬季的温度下降的情况下可能导致出现问题。如果温度在冬季下降到系统空气的露点之下，则系统中的湿气开始冷凝。在温度低于0℃时上述情况可能导致电磁阀结冰并进而导致例如空气弹簧系统的故障。
由DE 10 2009 003 396 A1已知了一种用于控制车辆的封闭的水平调整设备的空气干燥器的再生循环的方法。在这种方法中，在填充水平调整设备时测量压缩空气量、以及环境温度和/或湿气。始终引导这样多的压缩空气量通过干燥器，使得在假定有最高可能的环境温度和/或湿气的情况下该干燥器被视为饱和的。因此为了干燥器的再生在水平调整设备中始终提供足够的空气量。借助于所述方法没有实现主动降低处于封闭的水平调整设备中的空气量的露点，这也意味着，相对频繁地开始再生循环。
发明内容
本发明的目的是，避免压缩空气设备的部件的结冰或故障和频繁的再生循环。
本发明的目的通过根据本发明的用于机动车的压缩空气设备的空气处理的方法实现。
根据本发明提供了一种用于机动车的压缩空气设备的空气处理的方法，其中，压缩空气设备包括空气压缩机、空气干燥器和环境温度传感器，其中，借助于空气压缩机执行系统空气量的交换过程，其中，在交换过程中将一部分系统空气从压缩空气设备排出到环境中并且将环境空气填充到压缩空气设备中，所述方法——优选地按照时间顺序——包括以下方法步骤：
-借助于环境温度传感器确定当前的环境温度值，
-检查第一条件：当前的环境温度值是否小于温度限值，以及
-如果满足第一条件，则执行交换过程用以借助于空气干燥器降低系统空气的露点。
优选地，压缩空气设备被设计为封闭的压缩空气设备。也就是说，该压缩空气设备还包括压缩空气存储器和多个空气弹簧，其中，在封闭的空气供给运行中可以借助于空气压缩机在压缩空气存储器和空气弹簧之间往复输送压缩空气。
有利地，已经认识到：在低温时越来越少的水/湿气存储在或存在于环境空气中。在低温时的空气交换导致系统空气中的露点降低，这是因为从环境吸入的空气包含的水/湿气比在高温时少。
例如在从夏季到冬季的过渡时期中，在温度下降时一再发生空气交换，使得系统空气的露点逐步地降低。由此实现了，即使在高温度波动时也避免了压缩空气系统中的湿气冷凝。这例如保护了易损坏的电磁阀。
所述方法因此也具有以下优点：仅需很少地执行交换过程。交换过程仅在环境温度降低到阈值以下时才被执行。在此，可以在每次结束的交换过程之后根据以前的阈值和当前测量的环境温度一再重新计算阈值。
在交换过程中优选地首先始终从压缩空气设备中排出相同量的系统空气(例如10bar)并且随后将环境空气填充到压缩空气设备中。
通过空气干燥器在交换过程中降低吸入的环境空气的露点。在为压缩空气设备填充环境空气时，包含在干燥器中的干燥剂从吸入的系统空气中抽出湿气，由此系统空气量的露点在每次交换过程之后持续降低。在排出一部分系统空气时，干燥器随后通过以下方式重新再生：待排出的空气吸收包含在干燥剂中的湿气并且输出到环境。
优选地，在第一条件中检查当前的环境温度值是否小于温度限值减去第一温度偏移值(所得的差值)。因此阈值——当前的环境温度必须低于该阈值——由温度限值和温度偏移值组成。通过选择温度偏移值，可以决定性地调整阈值，使得交换过程例如仅在较大的温度差的情况下被执行。
根据一个有利的实施方式，仅在机动车的速度超过预先规定的速度限值时才执行交换过程。其优点是，在交换过程中空气压缩机的噪声排放不会被车辆驾驶员察觉。
根据另一个有利的实施方式，除了第一条件之外，在第二条件中检查当前的环境温度值是否小于温度限值减去第二温度偏移值(所得的差值)。优选的是，第二温度偏移值大于第一温度偏移值。因此，在温度刻度上，第二条件的阈值低于第一条件的阈值。优选地，如果机动车驱动装置被运行，则在满足第二条件的情况下执行交换过程。其优点是，交换过程例如也在车辆的静止状态中在发动机运行时被执行。由于环境温度在满足第二条件时低于为了满足第一条件时的环境温度，因此所述方法利用了以下事实，即，在要执行的交换过程中当前的环境空气具有非常低的湿气含量。因此可以以有利的方式降低系统空气的露点。
根据另一个有利的实施方式，除了第一条件和第二条件之外，在第三条件中检查，压缩空气设备中的系统压力是否低于限值。通过连接在压缩空气设备上的压力传感器始终确定压缩空气设备的系统压力。如果低于这种预先确定的限值(例如4bar)，则可以推断出过低的系统空气量或推断出泄漏。优选地，对此在满足第三条件时执行用于泄漏补偿的压缩空气设备填充过程。在此将环境空气填充到压缩空气设备中。更优选地，在满足第三条件时借助于环境温度传感器确定当前的环境温度值。
根据另一个有利的实施方式，在满足第一、第二或第三条件时根据过去的温度限值和当前的环境温度值计算修正的温度限值。优选地，为了计算修正的温度限值，应用滑动平均值进行计算。因此在温度下降时持续地降低第一或第二条件的阈值。为此优选地，以修正的温度限值更新过去的温度限值。在满足三个条件之一的情况下或在用于泄漏补偿的交换过程/填充过程之后重新确定环境温度。将在此确定的环境温度值与过去的温度限值结合在一起形成修正的温度限值。该修正的温度限值随后输入第一和第二条件的一直重复的检查中。
根据另一个有利的实施方式，在控制器的非易失性存储器中存储温度限值。因此确保了：即使在机动车重新起动时也存在对于第一和第二条件的温度限值。
根据另一个有利的实施方式，在所述方法开始时一次性地将温度限值设定为预设的温度原始值。在压缩空气设备的出厂时的交付使用状态中首先将温度限值设定为原始温度值，因此在压缩空气设备起动时可以实现第一和第二条件的计算。
优选地，如果不满足第一、第二或第三条件，则压缩空气设备停留在正常状态中。通过预设第一和第二条件的阈值下降而确保了：如果环境温度过高并且可能随着交换过程不利地改变系统空气量的露点，则不执行交换过程。因此也防止了频繁的交换过程。这同样对于用于泄漏补偿的填充过程有效，仅在实际上存在过低的系统空气量时才执行填充过程。
所述方法在用于机动车的压缩空气设备、优选空气弹簧系统中应用。
附图说明
本发明的其它优选的实施方式由下面根据附图对实施例的说明中得出。
图中示出：
图1示出用于空气处理的第一种示例性方法的流程图，和
图2示出用于空气处理的第二种示例性方法的流程图。
具体实施方式
图1中的流程图示出用于压缩空气设备的空气处理的第一种示例性方法。压缩空气设备可以在此包括空气压缩机、空气干燥器、控制器和环境传感器。借助于空气压缩机可以执行空气交换过程105，其中，将一部分系统空气从压缩空气设备排出到环境中并且随后将环境空气填充到压缩空气设备中。在填充压缩空气设备时通过空气干燥器降低吸入的环境空气的露点，这是因为包含在干燥器中的干燥剂从吸入的空气中抽出湿气。由此，使得空气干燥器在排出一部分系统空气时再生，即，要排出的空气吸收包含在干燥剂中的湿气并且输出到环境。
在由车辆驾驶员起动之前，压缩空气设备首先处于可交付使用的原始状态101中。在此，将温度限值设定为预先规定的原始温度值TINIT。该原始值可以是例如25℃。
随后，机动车由车辆驾驶员使用并且因此压缩空气设备处于可行驶的正常状态103中。在这种状态中实现了持续的、重复的第一条件104。在此，首先通过环境温度传感器确定当前主要的环境温度TU。在第一条件104中比较，测量的环境温度Tu是否小于阈值。该阈值根据温度限值TG和第一温度偏移值T01确定。温度偏移值T01可以例如是20K。在此，从温度限值TG减去温度偏移值T01。也就是说，在第一条件104中检查：当前测量的环境温度值Tu是否小于温度限值TG减去第一温度偏移值T01(所得的差值)。
如果满足第一条件104，就进行空气交换105。通过在低于阈值的温度时排出一部分系统空气量并吸入环境空气，将具有低湿气含量的环境空气输入压缩空气设备中。因此，处于压缩空气设备中的系统空气的露点相对于在交换过程之前的露点有利地降低。
在空气交换结束106之后，在步骤110确定修正的温度限值TG neu。根据温度限值TG和最后测量的环境温度值Tu确定修正的温度限值TG neu。所述确定可以通过滑动平均值计算实现。在步骤110确定修正的温度限值TG neu之后，通过新的修正的温度限值TG neu覆盖或替换过去的温度限值TG。
持续重复的第一条件104因此也基于持续重新计算的阈值，该阈值在每次交换过程之后被改变。由于仅在环境温度TU小于阈值时才执行交换过程104并且在重新计算新的阈值时始终输入最后测量的环境温度TU，因此在环境温度下降时阈值持续降低。因此系统空气的露点在环境温度下降时也一直继续降低。
如果环境温度TU在检查条件104时不低于阈值，则压缩空气设备停留在正常状态103中。在环境空气的温度上升时由于轻微的压力下降也导致系统空气量的减少。在压缩空气设备的运行过程中也可能由于泄漏导致明显的压力下降和系统空气量的减少。因此在正常状态103中除了检查第一条件104之外还实现对于系统空气量的第三条件107的检查。在第三条件107中借助于压力传感器检查：是否系统压力低于限值和进而系统空气量过少。如果系统空气量被评估为过少，则填充过程被执行用于泄漏补偿108。在此，从环境借助于空气压缩机将空气输入压缩空气设备中。如果满足第三条件107，则也确定当前存在的环境温度TU。
在泄漏补偿109结束之后根据在步骤110确定修正的温度限值TG neu并且用该修正的温度限值在步骤111替换过去的温度限值TG。如果不满足第三条件107，则压缩空气设备停留在正常状态103中。
压缩空气设备的控制器适合于执行示例性的方法。在此，持续地重复第一条件104和第三条件107的检查。如果满足两个条件之一并且随后应执行空气交换105或泄漏补偿108，则通过控制器确保了不能在此刻进行其它过程。
在一个变型方案中，在图2中通过在其中显示的流程图示出用于压缩空气设备的空气处理的第二种示例性方法。
在此同样地在由车辆驾驶员起动之前压缩空气设备首先处于可交付使用的原始状态101中，其中，将温度限值TG设定为预先规定的原始温度值TINIT。随后，机动车由车辆驾驶员使用并且因此压缩空气设备处于可行驶的正常状态103中。
在这种状态中实现了持续地、重复地检查第一条件114。该条件通过温度限值TG减去第一温度偏移值T01进行计算而应用一阈值。温度偏移值T01可以例如是20K。如果测量的环境温度TU低于基于第一偏移值T01的阈值，则仅在机动车的瞬间速度超过预先规定的速度限值时才执行具有低优先级的交换过程115。该速度限值可以例如是50km/h，因此空气压缩机的噪声排放没有被察觉。
除了第一条件114之外还实现了第二条件124。该条件现在基于第二温度偏移值T02，该第二温度偏移值可以例如是30K。因此，第二条件124的阈值低于第一条件114的阈值。如果测量的环境温度TU低于基于第二偏移值T02的阈值，则在机动车驱动装置运行并且进而提供有空气压缩机时执行具有高优先级的交换过程125。
也就是说如果环境温度非常低、也就是说不仅低于在第一条件114时的阈值、而且也低于在第二条件125时的阈值，则执行交换过程，该交换过程利用环境空气中的非常低的湿气含量，以便降低系统空气的露点。为了能充分利用这个优点，例如也在车辆停在红灯之前时进行交换过程125。
根据图1的说明，该第二示例性的方法同样包括用于系统空气量确定的第三条件107并且因此也包括在步骤110确定修正的温度值TG neu连同随后的在步骤111重写/覆写过去的温度值TG。
如果没有满足第一条件114、第二条件124或第三条件107，则压缩空气设备处于正常状态103中。
附图标记列表：
101 原始状态
102 预先规定的温度限值
103 正常状态
104 第一条件
105 空气交换
106 空气交换结束
107 第三条件
108 用于实现泄漏补偿的填充过程
109 泄漏补偿结束
110 重新计算温度限值
111 替换温度限值
114 第一条件
115 具有低优先级的空气交换
116 空气交换结束
124 第二条件
125 具有高优先级的空气交换
126 空气交换结束
TINIT 原始温度值
TG 温度限值
TG neu 修正的温度限值
T01 第一温度偏移值
T02 第二温度偏移值
Tu 环境温度值

Claims (14)

1.一种用于机动车的压缩空气设备的空气处理的方法，其中，压缩空气设备包括空气压缩机、空气干燥器和环境温度传感器，其中，借助于空气压缩机执行系统空气量的交换过程，其中，在交换过程中将一部分系统空气从压缩空气设备排出到环境中并且将环境空气填充到压缩空气设备中，其特征在于以下方法步骤：
-借助于环境温度传感器确定当前的环境温度值(Tu)，
-检查第一条件(104，114)：当前的环境温度值(Tu)是否小于温度限值(TG)，以及
-如果满足第一条件(104，114)，则执行交换过程(105，115)用以借助于空气干燥器降低系统空气的露点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一条件(104，114)中检查：当前的环境温度值(Tu)是否小于温度限值(TG)减去第一温度偏移值(T01)所得的差值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，仅在机动车的速度超过预先规定的速度限值时才执行交换过程(115)。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，除了第一条件(104，114)之外，在第二条件(124)中检查：当前的环境温度值(Tu)是否小于温度限值(TG)减去第二温度偏移值(T02)所得的差值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第二温度偏移值(T02)大于第一温度偏移值(T01)。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，如果机动车驱动装置被运行，则在满足第二条件(124)的情况下执行交换过程(125)。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，除了第一条件(104，114)和第二条件(124)之外，在第三条件(107)中检查：压缩空气设备中的系统压力是否低于限值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在满足第三条件(124)的情况下执行压缩空气设备的用于实现泄漏补偿的填充过程(108)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果执行了交换过程(105，115)或用于实现泄漏补偿的填充过程，则根据温度限值(TG)和当前的环境温度值(Tu)计算(110)修正的温度限值(TG neu)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了计算修正的温度限值(TG neu)，应用滑动平均值进行计算。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，用修正的温度限值(TG neu)替换(111)温度限值(TG)。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将温度限值(TG)存储在控制器的非易失性存储器中。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述方法开始时一次性地将温度限值(TG)设定为预设的温度原始值(TINIT)。
14.一种压缩空气设备，在该压缩空气设备中执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
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