CN110582418B - 用于运行车辆中的压力调节设备的方法以及压力调节设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于运行车辆中的压力调节设备的方法以及压力调节设备。该方法至少具有以下步骤:‑依赖于预压力和/或预体积流量地驱控在传递蓄充压力介质的蓄充线路中的节流阀,其中,预压力和/或预体积流量表征了在蓄充压力介质以蓄充体积流量和蓄充压力输送到气动的消耗器中时压力调节设备的气动的消耗器的、尤其是单级的或多级的压缩机的当前的和/或当前所要预期的负荷;‑调整在穿流过节流阀时作用到蓄充压力介质上的节流横截面或平均节流横截面,以用于将蓄充体积流量限制到极限体积流量,其中,依赖于预压力和/或预体积流量地无级地调整节流横截面或平均节流横截面;以及‑将体积流量受限的蓄充压力介质输出给气动的消耗器。

Description

用于运行车辆中的压力调节设备的方法以及压力调节设备
技术领域
本发明涉及用于运行车辆中的压力调节设备的方法,尤其是用于运行空气弹簧设备的方法以及用于执行该方法的压力调节设备。
背景技术
多级压缩机用于通过如下方式实现对压力介质、尤其是例如空气的气体进行高压缩,即,将在第一压缩级中预压缩的压力介质在接下来的第二压缩级中进行附加压缩。也可以存在级联的另外的压缩级,在其中分别将由之前的压缩级压缩的压力介质进一步压缩。
如果要向车辆中的例如空气弹簧设备或水平调节设备的消耗器供应压力介质,则可以使用这种多级的压缩机,以便提供具有相应的压力的压力介质,以用于供应给压力弹簧。多级的压缩机在此经由两个或更多个压缩级将来自大气的、被引入到抽吸腔中的压力介质进行压缩,并且将经多级压缩的压力介质转移给压力弹簧。替选地,也可以使用来自压力介质储备器的被压缩的压力介质,该压力介质通过多级的压缩机被继续压缩。
这例如在DE 10 2008 034 240 B4中说明,根据该文献,设有水平调节设备,在其中使用多级的压缩机,以便运送来自大气或来自压力介质储备器的压力介质,其中,设有两个压缩级。如果对来自大气的压力介质进行压缩,则该压力介质被导引通过两个压缩级,而在运送来自压力介质储备器的压力介质期间,则发生了仅用第二压缩级对输送给消耗器的压力介质的压缩。为了在这种情况下减小或阻断第一压缩级的压缩功,设置有被实施为2/2换向阀的截止阀,该截止阀在从压力介质储备器进行运送时防止了将来自第一压缩级的被压缩的压力介质运送给第二压缩级。截止阀在此以电的方式经由控制装置来驱控。
DE 103 21 771 A1说明了一种多级的压缩机,在其中,为了关断第一压缩级,设置了具有能气动控制的截止阀的旁通线路,该旁通线路将压缩机的抽吸腔与第一压缩腔连接。气动的截止阀在此依赖于在抽吸腔中的压力地被打开,从而能够在抽吸腔与压缩腔之间发生压力均衡。这被用于依赖于进入到抽吸腔中的压力介质的压力来关断第一压缩级。由此可以依赖于所进入的压力介质地在单级运行中实现在很小的体积流量下的高压缩。而在两级运行中则实现大的体积流量,并且压力介质穿流过两个压缩级。
根据DE 10 2011 083 614 A1设置的是,在开放式运行模式中,空气通过两个压缩级被压缩,并且将被压缩的空气输送给压力介质储备器。在封闭式运行模式中,可以使被压缩的空气从压力介质储备器进入到在第一和第二压缩级之间的中间容积中,并且通过其中一个压缩级被继续压缩,以便紧接着到达消耗器中。此外,也设置有空气从消耗器到压力介质储备器的回引。为了控制设置有电操作的转换阀,转换阀相应地阻断和释放用于被压缩的或有待压缩的空气的流动路径。
DE 10 2012 010 390 A1说明了一种水平调节系统,在其中,在封闭式运行模式中将来自压力储备容器的经由压缩机压缩的空气输送给实施为弹簧减震支柱的消耗器。为了控制水平调节系统内的压力,设置有要么以排放阀的形式设计的要么以预控制阀的形式设计的限压功能,限压功能分别在系统内的压力过高的情况下将空气排放到大气中。
发明内容
本发明的任务是,提供一种方法,用该方法能够以高可靠性运行在车辆中的压力调节设备、尤其是乘用车辆中的压力调节设备。此外,本发明的任务是,说明一种用于执行该方法的压力调节设备。
该任务通过根据本发明所述的方法以及根据本发明所述的压力调节设备来解决。下文中进一步说明了有利的改进方案。
根据本发明提出一种用于运行车辆中的压力调节设备的方法,该方法至少具有以下步骤:
-依赖于预压力和/或预体积流量地驱控在传递蓄充压力介质的蓄充线路中的节流阀,其中,预压力和/或预体积流量表征了在蓄充压力介质以蓄充体积流量和蓄充压力输送到呈单级的或多级的压缩机形式的气动的消耗器中时压力调节设备的气动的消耗器的当前的和/或当前所要预期的负荷;
-调整在穿流过节流阀时作用到蓄充压力介质上的节流横截面或平均节流横截面,以用于将蓄充体积流量限制到极限体积流量,其中,依赖于预压力和/或预体积流量地无级地调整节流横截面或平均节流横截面;以及
-将体积流量受限的蓄充压力介质输出给气动的消耗器,
其特征在于,以气动方式进行对节流阀的驱控,其中,为此,经由气动的控制输入端以预压力和/或预体积流量来驱控能气动控制的节流阀,并且气动的节流阀依赖于以气动方式输送的预压力和/或预体积流量地无级地改变气动的节流阀的节流横截面,以用于无级地将蓄充体积流量限制到极限体积流量,并且其中,
-预压力通过蓄充压力介质的蓄充压力和/或从气动的消耗器输出的被压缩的压力介质的压缩压力来预给定,或通过蓄充压力和压缩压力的差压来预给定,并且
-预体积流量通过蓄充压力介质的蓄充体积流量来预给定,并且/或者通过从气动的消耗器输出的被压缩的压力介质的压缩体积流量来预给定。
根据本发明还提出一种压力调节设备,该压力调节设备具有单级的或多级的压缩机作为气动的消耗器,并且该压力调节设备用于执行根据本发明所述的方法,其中,单级的或多级的压缩机具有至少一个压缩级,以用于提供被压缩的压力介质,
其中,设置有能与压缩级中的至少一个压缩级流动连接的至少一个压力介质腔室,并且/或者设置有能与压缩级中的至少一个压缩级流动连接的压力介质储备器,以用于存储被压缩的压力介质,并且设置有蓄充线路,蓄充线路将压力介质储备器和/或至少一个压力介质腔室与压缩级中的至少一个压缩级连接起来,以用于将存储在压力介质储备器中的压力介质或在压力介质腔室中被利用的腔室压力介质作为蓄充压力介质运送到单级的或多级的压缩机的压缩级中的至少一个压缩级中,
其特征在于,在蓄充线路中布置有能气动控制或电控制的节流阀,其中,各自的节流阀的节流横截面或平均节流横截面能以气动控制的方式被无级地调整,以用于将蓄充压力介质的蓄充体积流量无级地限制到极限体积流量,其中,能气动控制的节流阀经由气动的控制输入端与蓄充线路和/或运送被压缩的压力介质的离开线路或与差压调节器连接,以用于预给定相应的预压力和/或预体积流量,
其中,差压调节器输出在蓄充压力与压缩压力之间的差压作为预压力。
因此,根据本发明识别到,避免车辆中的压力调节设备、尤其是空气弹簧设备过载,其方式是:通过如下方式在运行期间对压力调节设备的气动的消耗器的功率吸收、尤其是对单级的或多级的压缩机的功率吸收进行调整,即,对输送给气动的消耗器的蓄充压力介质的蓄充体积流量进行调设,其中,该调设可以无级地进行。根据本发明,这一点通过如下方式来实现,即,依赖于分别表征在气动的消耗器的运行中的功率吸收的预压力和/或预体积流量地无级地对蓄充体积流量进行节流或限制,其方式是:无级地对作用到输送给气动的消耗器的蓄充压力介质上的节流横截面或平均节流横截面进行调设。
由此可以有利地实现,在压力调节设备的封闭式运行模式(在该封闭式运行模式中,来自例如空气弹簧的压力介质腔室或压力介质储备器的已被压缩的蓄充压力介质被继续压缩)中,单级的或多级的压缩机作为气动的消耗器不过载,其中,过载尤其可能由于有待继续压缩的蓄充压力介质的输入的蓄充体积流量或蓄充压力过高引起。过载例如可能通过如下方式出现,即,在蓄充体积流量过高的情况下,驱动单级或多级的压缩机的压缩级的马达需要过高的转矩,并且由此使所需的电流提升超过例如35A的电流限制。为了避免这一情况并且能够稍低于单级或多级的压缩机的功率极限地运行该单级或多级的压缩机,事先对蓄充体积流量无级节流。
作为预压力或预体积流量,要么是有待继续压缩的蓄充压力介质的蓄充压力或蓄充体积流量,要么是在继续增压后从单级的或多级的压缩机输出的被压缩的压力介质的压缩压力或压缩体积流量,可以被用作针对作为气动的消耗器的单级或多级的压缩机的当前的或当前所要预期的负荷的衡量尺度。此外,也可以将由蓄充压力和压缩压力构成的差,也就是说,在输入到单级或多级的压缩机中的压力介质与在继续压缩后从该单级或多级的压缩机中输出的压力介质之间的压力差,用作针对单级或多级的压缩机的当前的负荷的衡量尺度。因此也可以依赖于该差压地进行节流。
在此,可以电控制或气动控制节流的程度。为此,设置有能电控制或气动控制的节流阀,其布置在蓄充线路中,在压力调节设备的封闭式运行模式中,经由该蓄充线路,使已被压缩的蓄充压力介质以蓄充体积流量被运送到单级或多级的压缩机的任意的压缩级中,以用于进行继续压缩。
如果根据一种实施方式在蓄充线路中使用气动的节流阀,那么通过如下方式以相应的预压力或预体积流量来驱控气动的节流阀的气动的控制输入端,即,要么输送蓄充压力介质和/或压缩压力介质,要么输送在前接于气动的控制输入端的差压调节器中产生的差压。替选地,气动的节流阀也能够自行获知差压,其方式是:将蓄充压力介质和压缩压力介质输送给气动的节流阀,并且气动的节流阀依赖于两者之间的压力差地调整节流横截面。
依赖于在气动的控制输入端上的预压力或预体积流量的大小地,在气动的节流阀中紧接着无级地调整了作用到经由蓄充线路输入的蓄充压力介质上的节流横截面。因此,依赖于节流横截面地能够将蓄充体积流量限制到极限体积流量,其中,依赖于在当前的运行模式中单级的或多级的压缩机最大应当承受哪个体积流量而不会尤其是由于过高的能耗而出现过载,通过对节流横截面的无级的调整来选择极限体积流量,从而使单级的或多级的压缩机稍低于其功率极限地工作。
因此有利地实现的是,在压力调节设备的运行中,能以最简单的手段避免过载。这可以用于优化单级的或多级的压缩机,从而能够实现尤其是对来自第二或最后的压缩级的压缩体积流量进行优化的协调。因此,本发明的目的是,通过使用节流阀始终尽可能接近功率极限地运行单级的或多级的压缩机,其中,为此期望以优化的方式无级地对节流横截面进而是极限体积流量进行调设。
因为在开放式运行模式中,没有蓄充压力介质流过蓄充压力线路,并且因此不发生对单级的或多级的压缩机的功率吸收的调设,使得节流并不对压力调节设备的正常运行有影响。因为该节流仅影响封闭式运行模式,并且只有当单级的或多级的压缩机在超过功率极限工作时才影响该封闭式运行模式。
根据替选的实施方式,设置有能电控制的节流阀,其实施成2/2换向阀并且能经由电的控制输入端转变到两个切换位置中。为此,由控制装置产生的控制信号被转发给电的控制输入端,其中,该控制信号在这种情况下依赖于预压力(也就是说蓄充压力、压缩压力或差压)和/或预体积流量(也就是说蓄充体积流量或压缩体积流量)地产生。控制装置为此例如以传感器测量相应的压力或体积流量。
切换位置在此仅确定了最大的节流横截面和最小的节流横截面:在第一切换位置中,电的节流阀例如完全被关闭,从而调整出0mm的最小的节流横截面,这是因为电的节流阀完全阻止了蓄充压力介质的穿流。在第二切换位置中,电的节流阀被完全打开,由此确定了例如在1mm与4mm之间的最大的节流横截面。因此确保将蓄充体积流量限制到特定的极限体积流量的最大的节流横截面作用到输入的蓄充压力介质上。
为了以这两个切换位置也能无级地调整极限体积流量,可以经由经脉宽调制的信号来驱控电的节流阀。该信号确保电的节流阀交替地在第一和第二切换位置之间转换,其中,节流横截面由此也随时间变化。依赖于转换行为地平均获得了平均节流横截面,该平均节流横截面作用到输入的蓄充压力介质上,其中,平均节流横截面可以通过相应地调整控制信号被无级地调整。
因此,也可以以电的节流阀无级地调整蓄充体积流量,由此能限制单级的或多级的压缩机的功率吸收。因此,适用于气动的节流阀的优点也能使用到电的节流阀上。
相应的节流阀可以有利地简单且廉价地加装,这是因为节流阀作为紧凑的构件能被装入到压力调节设备的现有的压力介质线路中,例如蓄充线路中,压力调节设备具有已经存在的切换阀,切换阀释放被压缩的压力介质、如蓄充压力介质。因此用于加装的耗费保持得很小。
补充或替选地,已经存在的切换阀也能够作为电驱控的节流阀用于要么释放来自压力介质储备器的蓄充压力介质,要么释放压力介质腔室的蓄充压力介质。于是可以将附加的节流阀用作备用件使用或取消附加的节流阀。一旦压力调节设备切换到封闭式运行模式中,那么通过对各自的切换阀的经脉宽调制的驱控就释放了来自压力介质储备器的或压力介质腔室的相应的体积流量受限的蓄充压力介质,以用于继续压缩。
替选地,也可以取消已经存在的切换阀并且使电的节流阀既用于节流各自的蓄充压力介质也用于释放各自的蓄充压力介质,从而能够节省构件。当在压力调节设备中设置仅来自压力介质储备器或来自压力介质腔室的蓄充时,就能使用该替选的解决方案,因为以仅一个电控制的节流阀是无法独立地释放来自两个压力源的蓄充压力介质的。
附图说明
接下来借助附图详细阐释本发明。其中:
图1a、b、c、d示出具有两级的压缩机的空气弹簧设备,该两级的压缩机具有能气动控制的节流阀;
图1e示出具有两级的压缩机的空气弹簧设备,该两级的压缩机具有能电控制的节流阀;
图2a、b作为细节视图地以不同的实施方式示出能气动控制的节流阀;
图3示出对能电控制的节流阀的经脉宽调制的驱控;并且
图4示出根据本发明的方法的流程图表。
具体实施方式
根据图1a至1e,分别设有压力调节设备1,例如空气弹簧设备,其具有四个压力介质腔室3.1、3.2、3.3、3.4,它们分别配属于车辆200的空气弹簧。压力介质腔室3.i被供应以例如空气的被压缩的压力介质L3,其中,被压缩的压力介质L3在两级的压缩机4中被压缩。但也可以考虑单级的或具有多于两个级的压缩机4。
两级的压缩机4为此具有第一压缩级5以及第二压缩级6,它们分别具有抽吸腔5.1、6.1和压缩腔5.2、6.2,其中,流入到各自的抽吸腔5.1、6.1中的压力介质L1、L2、A在压缩腔5.2、6.2中被压缩。压缩级5、6通过马达7驱动,马达促使处在各自的压缩级5、6中的活塞上下运动并且由此相应地压缩在抽吸腔5.1、6.1中提供的压力介质L1、L2、A。
压力调节设备1根据该实施方案可以在两种运行模式中运行,即开放式运行模式BMo(open mode,开放模式)和封闭式运行模式BMc(closed mode,封闭模式),在这些运行模式中,空气分别作为压力介质L1、L2、L3、L4、L5、A被运送和压缩。在开放式运行模式BMo中,来自大气100的、也就是说具有约1bar的空气压力或抽吸压力p1的抽吸空气L1,经由抽吸线路10以及第一进入阀11被引入到第一压缩级5的第一抽吸腔5.1中。抽吸空气L1紧接着先是被预压缩,并且在此被导引到第一压缩腔5.2中。具有中间压力p2的被预压缩的空气L2从压缩腔5.2经由第一离开阀12、例如止回阀流动到中间体积13中。
被预压缩的空气L2从中间体积13经由第二进入阀14到达第二压缩级6的第二抽吸腔6.1中,在第二压缩级中,被预压缩的空气L2被进一步压缩并且引入到第二压缩腔6.2中。具有压缩压力p3的和压缩体积流量Q3的被压缩的空气L3从第二压缩级6经由第二离开阀15到达通往空气干燥器17和喷嘴18的离开线路16中。离开线路16紧接着将被压缩的空气L3导引给所联接的空气弹簧的压力介质腔室3.1、3.2、3.3、3.4以及经由储备线路19导引到压力介质储备器20,被压缩的空气L3作为具有储备压力p4的存储的空气L4地被存储在该压力介质储备器中,该储备压力由于损耗比压缩压力p3小一些。
压力介质储备器20以及压力介质腔室3.1、3.2、3.3、3.4分别能通过能控制的阀21.1、21.2、21.3、21.4、21.5、21.6,例如2/2电磁阀,与离开线路16或储备线路19连接,从而视能控制的阀21.i的位置而定地,使被压缩的空气3可以流动到压力介质腔室3.1、3.2、3.3、3.4中,以用于控制空气弹簧,或者流动到压力介质储备器20中。
因此,被压缩的空气L3在第六阀21.6打开以及在同时第一阀21.1打开时被导引到第一压力介质腔室3.1中,在同时第二阀21.2打开时被导引到第二压力介质腔室3.2中,在同时第三阀21.3打开时被导引到第三压力介质腔室3.3中,并且在同时第四阀21.4打开时被导引到第四压力介质腔室3.4中,其中,于是第五阀21.5关闭并且因此被压缩的空气L3无法流动到压力介质储备器20中。
另一方面,如果阀21.1、21.2、21.3、21.4、21.6处在关闭的位置中并且第五阀21.5打开,那么通过空气干燥器17干燥的且被压缩的空气L3被引入到压力介质储备器20中并且存储在那里。可以经由测压计30进行压力监控。经由附加的排出阀31可以将被压缩的空气L3排出到大气100中。
在封闭式运行模式BMc中,存储在压力介质储备器20中的空气L4可以作为蓄充压力介质A进入到中间体积13中,从而将已被压缩的存储的空气L4进一步压缩。为此,根据该实施方式,第五阀21.5关闭并且第一切换阀22a打开,第一切换阀布置在第五阀21.5与压力介质储备器20之间分支出的蓄充线路23中。蓄充线路23与中间体积13连接,从而在第一切换阀22a打开的位置中,存储的空气L4可以流入到中间体积13中以及流入到第二抽吸腔6.1中。因此,被压缩的存储的空气L4可以被第二压缩级6继续压缩。如果在压缩机4中设有多于两个的压缩级5、6,那么蓄充压力介质A可以经由蓄充线路23也进入到任意其它的压缩级中。
如果在封闭式运行模式BMc中,希望腔室空气L5从压力介质腔室3.i回引到压力介质储备器20中,那么将与各自的压力介质腔室3.i配属的阀21.i(其中,i=1,…,4)以及第二切换阀22b打开并且将第六阀21.6关闭,从而使腔室空气L5作为蓄充压力介质A进入到蓄充线路23中。第一切换阀22a在这种情况下同样被关闭并且第五阀21.5被打开,以便能够实现回引到压力介质储备器20中。如果设置在压力调节设备1中仅对存储的空气L4进行压缩,那么也可以取消经由第二切换阀22b的路径。
为了在封闭式运行模式BMc中继续压缩蓄充压力介质A时调节多级的压缩机4的功率吸收,在蓄充线路23中设有能气动控制或电控制的节流阀25a、25b,以该节流阀能无级地调整在蓄充线路23中流动的蓄充压力介质A的蓄充体积流量QA,并且在此限制到极限体积流量QG。为了实现这种对蓄充体积流量QA的无级的调整,无级地对节流阀25a、25b的节流横截面DQ进行调设,其中,节流横截面DQ说明了各自的节流阀25a、25b的在各自的节流阀25a、25b被穿流时作用到蓄充压力介质A的有效的线路横截面上。在图1a至1e中示出了节流阀25a、25b的不同的实施方式,所述实施方式尤其通过它们的驱控方式互相区别。
在所有的实施方案中,首先设置的是,将具有蓄充压力pA和蓄充体积流量QA的蓄充压力介质A经由蓄充线路23输送给各自的节流阀25a、25b。经由蓄充线路23,节流阀25a、25b与两个切换阀22a、22b连接,切换阀分别具有在1mm与4mm之间的切换阀横截面SQ,在交替地打开切换阀22a、22b时,经由切换阀横截面已经事先限制了蓄充体积流量QA,这是因为基于切换阀横截面SQ仅能够让受限的体积流量经过切换阀22a、22b。一旦以电的方式实现了用于变换到封闭式运行模式BMc中的请求,切换阀22a、22b就以电子的方式被驱控并且由此打开了切换阀22a、22b中的一个,在封闭式运行模式中,所存储的空气L4或腔室空气L5将作为蓄充压力介质A被释放到蓄充线路23中。
根据图1a、1b、1c和1d中的实施方式,能气动控制的节流阀25a具有气动的控制输入端26a,该控制输入端根据图1a与蓄充线路23连接,根据图1b与离开线路16连接,根据图1c与差压调节器24连接,并且根据图1d与蓄充线路23以及与离开线路16连接,其中,差压调节器24输出差压pDiff,该差压相应于在蓄充压力pA与压缩压力p3之间的差。
因此,可以给气动的控制端26a输送具有蓄充体积流量QA和蓄充压力pA的蓄充压力介质A(图1a)或输送具有压缩压力p3和压缩体积流量Q3的压缩压力介质L3(图1b)或差压pDiff(图1c)或者输送蓄充压力介质A和压缩压力介质L3(图1d)。下文中,在所有情况下,作用在气动的控制端26a上的压力pA、p3、pDiff被称为预压力pV,并且体积流量QA、Q3被称为预体积流量QV,依赖于它们来驱控能气动控制的节流阀25a。
根据图2a,以如下方式构建气动的节流阀25a,即,使得施加在气动的控制端26a上的预压力pV或预体积流量QV让经弹簧预紧的节流活塞27以如下方式无级地运动进入蓄充压力介质A的流动路径中,即,使得节流横截面DQ在预压力pV升高或预体积流量QV升高时无级地减小。由此也减小了由节流横截面DQ确定的极限体积流量QG。因此可以防止具有过高的体积流量QA的蓄充压力介质A流入压缩机4中。
节流活塞27的运动在此与经由气动的控制端26a给气动的节流阀25a预给定了蓄充压力介质A、压缩压力介质L3还是差压pDiff相匹配,这是因为针对不同的压力p3、pA、pDiff和不同的体积流量Q3、QA来调整它们的极限体积流量QG。如果预给定的是差压pDiff,那么例如以如下方式选择对节流活塞27的协调,即,使得差压pDiff保持在一个恒定不变的差值WDiff上。也就是说,在蓄充压力pA低时由多级的压缩机4应仅产生相应低的压缩压力p3。
在所有情况下,以如下方式选择极限体积流量QG,即,使得压缩机4不过载并且总是稍低于其功率极限工作。
针对图1d的实施方式选择了另一个气动的节流阀25a,这是因为作为预压力pV地施加有压缩压力p3和蓄充压力pA。为此,在图2b中示意性示出了气动的节流阀25a的替选的实施方式,在其中,通过如下方式实现依赖于差压pDiff的对极限体积流量QG的调整,即,将压缩压力p3和蓄充压力pA作为预压力pV输送给气动的节流阀25a。压缩压力p3和蓄充压力pA从不同的侧作用到与节流活塞27作用连接的调节活塞29上,调节活塞视在p3与pA之间的压力差而定地将节流活塞27较大程度地或程度不太大地移位到蓄充压力介质A的流动路径中。调节活塞29在此经由弹簧32、尤其是压力弹簧被预紧,以便支持差压pDiff并且依赖于该差压地将调节活塞29置入期望的特殊的定位中。因此,蓄充压力pA或蓄充体积流量QA可以视压力差而定地被程度不太大地或较大程度地被限制,以便能够保持恒定不变的差值WDiff。
替选地,在气动的节流阀25a中,根据图2b,具有蓄充压力pA的蓄充压力介质A可以一方面经由气动的控制输入端26a输送并且附加地如虚线指明那样与图2a类似地也从蓄充线路23直接输送,其中,于是取消了在调节活塞29与节流活塞27之间的气动的连接。
替选地,根据图1e的实施方式,也可以设置有能电控制的节流阀25b,其经由电的控制信号S1被驱控。电的控制信号S1在此在控制装置28中依赖于预压力pV,也就是说蓄充压力p3和/或压缩压力p3、和/或依赖于预体积流量QV,也就是说蓄充体积流量QA或压缩体积流量Q3地产生,并且传输给电的节流阀25b的在这种情况下是电的控制输入端26b。在此,也可以依赖于在蓄充压力pA与压缩压力p3之间的差压pDiff进行控制,该差压在这种情况下例如在控制装置28中获知。
电的节流阀25b根据图1e中的实施方式被实施成2/2换向阀,该2/2换向阀能转变到两个切换位置X1、X2中,其中,有待调整的切换位置X1、X2由控制信号S1预给定,并且在相应地驱控时能够确保节流。在第一切换位置X1中,电的节流阀25b被关闭,而在第二切换位置X2中被打开。
在持久调整到第一切换位置X1时,通过电的节流阀25b预给定了0mm的最小的节流横截面DQ_min,这是因为完全防止了关闭的电的节流阀25b被穿流。在持久调整到第二切换位置X2时,电的节流阀25b被完全打开并且调整出最大的节流横截面DQ_max,该最大的节流横截面相应于打开的2/2换向阀的横截面。因此,能够实现电的节流阀25b被穿流,并且蓄充体积流量QA在连续调整到第二切换位置X2时被限制到极限体积流量QG,该极限体积流量由最大的节流横截面DQ_max得出。若最大的节流横截面DQ_max等于切换阀22a、22b的切换横截面SQ,则蓄充体积流量QA不发生调设。只是损耗让该蓄充体积流量可能稍微减小。
为了用这种结构也能够实现无级地调整极限体积流量QG,需要无级地调整节流横截面DQ。这可以通过对电的节流阀25b的经脉宽调制的驱控来实现。为此,控制装置28经由控制信号S1使电的节流阀25b交替地在第一和第二切换位置X1、X2之间进行转换。在图3中示例性地示出了信号变化曲线。依赖于脉冲时间t1(在该脉冲时间中调整到第二切换位置X2)和间歇时间t2(在间歇时间中调整到第一切换位置X1)关于时间t地获得了脉冲式的节流横截面DQ,该节流横截面由于切换时间t1、t2很短而在第一切换位置X1中没有达到0mm的最小的节流横截面DQ_min以及在第二切换位置X2中没有达到4mm的最大的节流横截面DQ_max。
由此能够以电控制的方式无级调整出平均节流横截面DQ_avg,该平均节流横截面平均地作用到蓄充压力介质A上,并且经由该平均节流横截面能够无级地调整极限体积流量QG。如果脉冲时间t1选择得大于间歇时间t2,那么总体上获得了更高的平均节流横截面DQ_avg。若间歇时间t2选择得大于脉冲时间t1,那么可以调整出低的平均节流横截面DQ_avg。
替选地,也可以直接使用切换阀22a、22b作为电控制的节流阀25b。若压力调节设备1切换到封闭式运行模式BMc中,那么相应的切换阀22a、22b就以控制信号S1被脉宽调制地驱控,从而马上就体积流量受限地释放相应的蓄充压力介质A。于是,在控制装置28中集成有相应的逻辑器件,其只有当封闭式运行模式BMc激活时才允许了与预压力相关地或与体积流量相关地驱控作为电的节流阀25b的切换阀22a、22b。
预压力pV或预体积流量QV在所有的实施方式中均用作压力调节设备1中的多级的压缩机4的当前的(p3作为预压pV;Q3作为预体积流量QV)或者当前所要预期的(pA作为预压pV;QA作为预体积流量QV)负荷(该负荷作为气动的消耗器)的衡量尺度。差压pDiff也规定了各个主动的压缩级5、6以何种强度工作,来产生输入的压力介质与输出的压力介质之间,此处为蓄充压力介质A与压缩压力介质L3之间的差压pDiff。依赖于该差压地,在各自的节流阀25a、25b中无级地调整节流横截面DQ或平均节流横截面DQ_avg,以便限制蓄充体积流量QA并且因此在功率极限之下运行压缩机4。
因此,可以通过不同的实施方式实现与预压力相关地或与体积流量相关地将体积流量无级地限制到极限体积流量QG,以便避免多级的压缩机4的过载。由此,可以在封闭式运行模式BMc中实现功率限制,用该功率限制能够可变地调设压缩机4的能量需求。因此限制了压缩机4的马达7的所需的功率吸收,这是因为做有限的压缩功。这可以用于优化多级的压缩机,从而实现了尤其是对来自两个压缩级6的压缩体积流量Q3的优化的协调。
根据图4,可以如下执行根据本发明的方法:
在起始步骤St0中,初始化压力调节设备1。紧接着在第一步骤St1中,检查是否调整到封闭式运行模式BMc。若是这种情况,那么蓄充压力介质A将流过蓄充线路A并且多级的压缩机4在压缩级5、6中的至少一个压缩级中再一次压缩蓄充压力介质A。由多级的压缩机4将经压缩的压力介质L3输出到离开线路16中。
为了在执行这种继续压缩时限制多级的压缩机4的功率,在第二步骤St2中发生了对蓄充体积流量QA的无级的调设。为此,在第一分步骤St2.1中,根据预压力pV或根据预体积流量QV地驱控蓄充线路23中的节流阀25a、25b。预压力pV在此可以是蓄充压力pA、压缩压力p3或差压pDiff。预体积流量QV由蓄充体积流量QA或压缩体积流量Q3预给定。
驱控可以以电的方式或以气动的方式进行,也就是说,要么以相应的预压力pV和/或预体积流量QV驱控气动的节流阀25a的气动的控制输入端26a,要么以依赖于预压力pV或预体积流量QV地产生的控制信号S1驱控电的节流阀25b的电的控制输入端26b。
在第二分步骤St2.2中,依赖于预压力pV和/或预体积流量QV地在气动的节流阀25a中调整节流横截面DQ,并且在电的节流阀25b中调整平均节流横截面DQ_avg。在气动的节流阀25a中,经由节流活塞27呈现了这一点,而在电的节流阀25b中,通过经由控制信号S1的脉宽调制的驱控呈现了这一点。
由此,在第三分步骤St2.3中,调整出极限体积流量QG,当蓄充压力介质A在封闭式运行模式BMc中穿流过相应的节流阀25a、25b时,蓄充体积流量QA被限制到该极限体积流量。由此,在第三步骤St3中,将体积流量受限QG的蓄充压力介质A引入到中间体积13中或引入给多级的压缩机4的任意其它压缩级5、6,以便由多级的压缩机4在没有超过功率极限的情况下进行继续压缩。
附图标记列表
1 压力调节设备
3.i 压力介质腔室
4 两级的压缩机
5 第一压缩级
5.1 第一抽吸腔
5.2 第一压缩腔
6 第二压缩级
6.1 第二抽吸腔
6.2 第二压缩腔
7 马达
10 抽吸线路
11 第一进入阀
12 第一离开阀
13 中间体积
14 第二进入阀
15 第二离开阀
16 离开线路
17 空气干燥器
18 喷嘴
19 储备线路
20 压力介质储备器
21.i 能控制的阀
22a 第一切换阀
22b 第二切换阀
23 蓄充线路
24 差压调节器
25a 能气动控制的节流阀
25b 能电控制的节流阀
26a 气动的控制输入端
26b 电的控制输入端
27 节流活塞
28 控制装置
29 调节活塞
30 测压计
31 排出阀
32 弹簧
100 大气
200 车辆
A 蓄充压力介质
BMo 开放式运行模式
BMc 封闭式运行模式
DQ 节流横截面
DQ_avg 平均节流横截面
DQ_max 最大的节流横截面
DQ_min 最小的节流横截面
L1 抽吸空气
L2 被预压缩的空气
L3 被压缩的空气
L4 存储的空气
L5 腔室空气
p1 空气压力/抽吸压力
p2 中间压力
p3 压缩压力
p4 储备压力
pA 蓄充压力
pDiff 差压
pV 预压力
Q3 压缩体积流量
QA 蓄充体积流量
QG 极限体积流量
QV 预体积流量
SQ 切换阀横截面
t 时间
t1 脉冲时间
t2 间歇时间
WDiff 差值
X 第一切换位置
X2 第二切换位置

Claims (10)

1.用于运行车辆(200)中的压力调节设备(1)的方法,所述方法至少具有以下步骤:
-依赖于预压力(pV)和/或预体积流量(QV)地驱控在传递蓄充压力介质(A)的蓄充线路(23)中的节流阀(25a;25b),其中,所述预压力(pV)和/或所述预体积流量(QV)表征了在所述蓄充压力介质(A)以蓄充体积流量(QA)和蓄充压力(pA)输送到呈单级的或多级的压缩机(4)形式的气动的消耗器中时所述压力调节设备(1)的气动的消耗器的当前的和/或当前所要预期的负荷(St1);
-调整在穿流过所述节流阀(25a;25b)时作用到所述蓄充压力介质(A)上的节流横截面(DQ)或平均节流横截面(DQ_avg),以用于将所述蓄充体积流量(QA)限制到极限体积流量(QG),其中,依赖于所述预压力(pV)和/或所述预体积流量(QV)地无级地调整所述节流横截面(DQ)或所述平均节流横截面(DQ_avg)(St2、St2.1、St2.2、St2.3);以及
-将体积流量受限(QG)的蓄充压力介质(A)输出给所述气动的消耗器(St3),
其特征在于,以气动方式进行对所述节流阀(25a)的驱控,其中,为此,经由气动的控制输入端(26a)以所述预压力(pV)和/或所述预体积流量(QV)来驱控能气动控制的节流阀(25a),并且气动的节流阀(25a)依赖于以气动方式输送的预压力(pV)和/或预体积流量(QV)地无级地改变所述气动的节流阀的节流横截面(DQ),以用于无级地将所述蓄充体积流量(QA)限制到所述极限体积流量(QG),并且其中,
-所述预压力(pV)通过所述蓄充压力介质(A)的蓄充压力(pA)和/或从所述气动的消耗器输出的被压缩的压力介质(L3)的压缩压力(p3)来预给定,或通过所述蓄充压力(pA)和所述压缩压力(p3)的差压(pDiff)来预给定,并且
-所述预体积流量(QV)通过所述蓄充压力介质(A)的蓄充体积流量(QA)来预给定,并且/或者通过从所述气动的消耗器输出的被压缩的压力介质(L3)的压缩体积流量(Q3)来预给定。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,调整各自的节流阀(25a;25b)的节流横截面(DQ)或平均节流横截面(DQ_avg),使得所述差压(pDiff)保持在恒定不变的差值(WDiff)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,无级地调整各自的节流阀(25a;25b)的节流横截面(DQ)或平均节流横截面(DQ_avg),使得在蓄充压力(pA)和/或蓄充体积流量(QA)上升时或者在压缩压力(p3)和/或压缩体积流量(Q3)上升时,所述节流横截面(DQ)或所述平均节流横截面(DQ_avg)无级地减小,以用于无级地限制所述气动的消耗器的功率吸收。
4.压力调节设备(1),所述压力调节设备具有单级的或多级的压缩机(4)作为气动的消耗器,所述压力调节设备用于执行根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其中,所述单级的或多级的压缩机(4)具有至少一个压缩级(6),以用于提供被压缩的压力介质(L3),
其中,设置有能与压缩级(5、6)中的至少一个压缩级流动连接的至少一个压力介质腔室(3.i;i=1,…,4),并且/或者设置有能与压缩级(5、6)中的至少一个压缩级流动连接的压力介质储备器(20),以用于存储所述被压缩的压力介质(L3),并且
设置有蓄充线路(23),所述蓄充线路将所述压力介质储备器(20)和/或所述至少一个压力介质腔室(3.i)与所述压缩级(5、6)中的至少一个压缩级连接起来,以用于将存储在所述压力介质储备器(20)中的压力介质(L4)或在所述压力介质腔室(3.i)中被利用的腔室压力介质(L5)作为蓄充压力介质(A)运送到所述单级的或多级的压缩机(4)的压缩级(5、6)中的至少一个压缩级中,
其特征在于,在所述蓄充线路(23)中布置有能气动控制或电控制的节流阀(25a;25b),其中,各自的节流阀(25a;25b)的节流横截面(DQ)或平均节流横截面(DQ_avg)能以气动控制的方式被无级地调整,以用于将所述蓄充压力介质(A)的蓄充体积流量(QA)无级地限制到极限体积流量(QG),其中,能气动控制的节流阀(25a)经由气动的控制输入端(26a)与所述蓄充线路(23)和/或运送被压缩的压力介质(L3)的离开线路(16)或与差压调节器(24)连接,以用于预给定相应的预压力(pV)和/或预体积流量(QV),
其中,所述差压调节器(24)输出在所述蓄充压力(pA)与压缩压力(p3)之间的差压(pDiff)作为预压力(pV)。
5.根据权利要求4所述的压力调节设备(1),其特征在于,所述压力调节设备(1)是空气弹簧设备。
6.根据权利要求4至5中任一项所述的压力调节设备(1),其特征在于,所述节流横截面(DQ)能经由能以气动方式依赖于所述预压力(pV)和/或所述预体积流量(QV)操纵的节流活塞(27)进行调整。
7.根据权利要求6所述的压力调节设备(1),其特征在于,所述节流活塞(27)与调节活塞(29)处于作用连接中,其中,能依赖于作为预压力(pV)的蓄充压力(pA)和压缩压力(p3)来调整所述调节活塞(29),使得能依赖于所述蓄充压力(pA)与所述压缩压力(p3)之间的差压(pDiff)地经由所述节流活塞(27)来调整所述节流横截面(DQ)。
8.根据权利要求4至5中任一项所述的压力调节设备(1),其特征在于,所述压力调节设备(1)是用于车辆(200)的压力调节设备。
9.车辆(200),所述车辆具有根据权利要求4至8中任一项所述的压力调节设备(1)。
10.根据权利要求9所述的车辆(200),其特征在于,所述车辆(200)是乘用车辆。
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