CN112840126A - 用于识别泵的干运行的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于识别泵(4)的干运行的系统(1),该系统包括输入装置(10)和布置在输入装置(10)中的电阻结构(20),所述输入装置通至泵(4)的用于抽吸导电液体(2)的抽吸装置(60)。电阻结构(20)具有能够基于被导电液体(2)的润湿而变化电阻值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于识别泵的干运行的系统。本发明还涉及一种泵,特别是冷却剂泵,其中对泵的干运行进行识别。本发明还涉及一种用于识别泵的干运行的方法。
背景技术
泵被应用在各种领域中,例如作为冷却剂泵用于冷却系统部件。在现代内燃机或电动车辆中需要例如对电驱动器及其部件或电池进行热管理。使用冷却剂进行冷却,冷却剂在对温度敏感的部件旁边流过。冷却剂流由冷却剂泵提供。由于冷却剂泵的机械特性,应尽可能避免泵的干运行,以免损坏泵组件。
作为冷却剂泵的泵设计方案可以被实施成:使泵能够承受在一定的最短时间内干运行,而不会对其部件造成机械损坏。这例如可以通过对泵的设计,例如对轴承的设计来实现。
发明内容
所期望的是,提供一种用于识别泵、特别是冷却剂泵的干运行的系统,该系统使得能够可靠地识别泵的干运行。此外应提出一种泵、特别是冷却剂泵,其中对泵的干运行进行识别,这种泵使得能够可靠地识别泵的干运行,同时限制了在制造技术方面的耗费,因此可以成本低廉地制造该泵。本发明的另一个目的是提供一种用于识别泵的干运行的方法,利用该方法可以可靠地识别泵的干运行。
权利要求1中给出了一种用于识别泵干运行的系统的实施方式。
用于识别泵的干运行的系统包括用于将导电液体供应到泵的抽吸装置的输入装置。此外,该系统包括布置在输入装置中的电阻结构。电阻结构具有能够基于被导电液体的润湿而变化的电阻值。
为了识别在输入装置中是否存在(导电的)液体,例如可以在输入装置中布置印制导线的回形结构。该导电结构可以被设计成,使得该导电结构在被导电液体润湿时具有低电阻值。在相反的情况下,当未被导电液体润湿时,导电结构具有较高的电阻值。
电阻结构特别是电印制导线结构。
根据一种可能的实施方式,电阻结构可以具有低电阻的导线区段,在低电阻的导线区段之间布置有高电阻的导线区段。低电阻的导线区段例如可以沿着泵的流动侧或平行于液体进入泵中的流动方向来布置。具有较高电阻的电连接或导线区段可以与低电阻的导线区段横向地或垂直地布置。例如,由高电阻的导电材料制成的导线区段可以横向于流动方向布置,而由低电阻的导电材料制成的导线区段可以沿液体流动方向布置。
该系统还可以具有用于确定电阻结构的电阻值的评估电路。
根据一种可能的实施方式,电阻结构可以被设计成,使得当电阻结构未被导电液体润湿时或者当在泵的吸入侧在输入装置中不存在导电液体时,电阻结构具有高的电阻值。如果电阻结构被导电液体润湿,则电阻结构的高电阻连接或导线区段被以低电阻的方式桥接,从而电阻结构的电阻值下降。
因此可以通过评估电路在评估电路确定电阻结构具有高电阻值时识别冷却剂泵的可能的干运行。相反,当通过评估电路确定电阻结构具有低电阻值时,可以识别出电阻结构被导电液体润湿。
在权利要求11中给出了泵、特别是冷却剂泵的实施方式,其中识别泵的干运行。
该泵包括根据权利要求1至10中任一项所述的用于识别泵的干运行的系统,其中,输入装置布置在泵的吸入侧。
在权利要求13中给出用于识别泵的干运行的方法。
使用根据权利要求1至10中任一项所述的用于识别泵的干运行的系统来执行该方法。首先确定泵的电阻结构的电阻值。将所确定的电阻结构的电阻值与电阻阈值进行比较。如果在比较时确定出所确定的电阻结构的电阻值高于电阻阈值,则确定泵的干运行。
附图说明
下面根据示出本发明实施例的附图来详述本发明。
附图示出:
图1示出用于识别泵的干运行的系统的实施方式,
图2A示出用于识别泵的干运行的系统的电阻结构的实施方式,
图2B示出具有评估电路的、用于识别泵的干运行的系统的实施方式,
图3示出用于确定电阻结构的电阻值的惠斯通测量电桥的实施方式,
图4示出泵的实施方式,其中识别泵的干运行,
图5示出用于识别泵的干运行的方法的流程图。
具体实施方式
用于识别泵、特别是冷却剂泵的干运行的系统1包括用于将导电液体供给到泵的抽吸装置的输入装置10。此外,系统1包括布置在输入装置10中的电阻结构20。电阻结构20具有能够基于被导电液体的润湿而变化的电阻值。
电阻结构20例如可以设计成,使得电阻结构在被导电液体润湿时具有第一电阻值,在未被导电液体润湿时具有第二电阻值。第一电阻值例如小于第二电阻值。这意味着与在输入装置10中没有导电液体且电阻结构20因此没有被润湿时相比,在被导电液体润湿的情况下,电阻结构具有更低的电阻值。
图2A示出了电阻结构20的可能的实施方式,该电阻结构布置在输入装置10的内部。电阻结构20具有用于接出电压的第一接头A20a和第二接头A20b。在第一A20a和第二接头A20b之间,电阻结构20具有由第一材料制成的至少一个导线区段和由第二材料制成的至少一个另外的导线区段。第一材料例如可以具有比第二材料更高的导电率,或者第一材料可以是低电阻的导电材料,而第二材料是高电阻的导电材料。
电阻结构20可以在第一接头A20a和第二接头A20b之间被回形地/蜿蜒地布置。由第一材料制成的至少一个导线区段和由第二材料制成的至少一个另外的导线区段例如可以被布置得相对彼此成直角。电阻结构20在输入装置10中尤其可以被布置成,使得由第一材料制成的至少一个导线区段沿输入装置10的纵向方向延伸,由第二材料制成的至少一个另外的导线区段与输入装置10的纵向方向横向地延伸。
在图2A所示的电阻结构20的回形的设计方案中,电阻结构20包括导线区段21至27。导线区段21、23、25和27具有高导电率材料(低电阻材料),而导线区段22、24和26具有低导电率材料(高电阻材料)。
电阻结构20在输入装置10中可以被布置成,使导线区段21、23、25和27沿导电液体的流动方向或沿输入装置10的纵向方向布置。导线区段22、24和26与流动方向横向地或与输入装置10的纵向方向横向/垂直地布置。
根据电阻结构的一种简单的实施方式,电阻结构20在第一接头A20a和第二接头A20b之间可以具有由第一材料制成的第一导线区段,由第二材料制成的第二导线区段和由第一材料制成的第三导线区段。第一导线区段可以布置在第一接头A20a与第二导线区段之间。第三导线区段可以布置在第二接头A20b与第二导线区段之间。第二导线区段可以布置在第一导线区段与第三导线区段之间。在该简化的实施方式中,电阻结构20包括由低电阻的导电材料制成的两个导线区段和由高电阻的导电材料制成的一个导线区段。
图2B示出了用于识别泵的干运行的系统1的另一实施方式。在图2B的图示中,如在图2A中那样地实施电阻结构20。要指出的是,电阻结构20可以具有更多或更少的导线区段。系统1并不局限于电阻结构20的所示的回形的设计方案。
在图2B中的系统1的图示中,电阻结构20被导电液体2润湿。由于导电液体2,高电阻的导线区段22、24和26被以低电阻的方式桥接,从而与电阻结构20未被导电液体2润湿时相比,电阻结构20的电阻值减小。
用于识别泵的干运行的系统1包括用于确定电阻结构20的电阻值的评估电路3。评估电路3可以连接到电阻结构20的第一接头A20a和第二接头A20b。评估电路3被设计用于,如果评估电路在电阻结构20的第一接头A20a和第二接头A20b之间确定了上面所述的第二电阻值、例如高电阻值,则识别出冷却剂泵的干运行。相反,如果评估电路3在电阻结构20的第一接头A20a和第二接头A20b之间确定了上面所述的第一电阻值、例如低电阻值,则电阻结构20(如图2B所示)被导电液体2润湿。
基于在电阻结构20的第一接头A20a与第二接头A20b之间的电阻测量,评估电路3因此可以确定在通向泵的输入装置中是否存在导电液体2或者泵是否处于干运行。
评估电路3还可以被设计用于确定电阻结构20内部的故障,例如线路断裂。如果电阻结构20未被导电液体润湿,则在电阻结构20完好无损的情况下,仍有小电流流经彼此连接的各个导线区段。而如果其中一个导线区段断裂,则当在第一接头A20a与第二接头A20b之间施加电压时,评估电路3检测不到电流。
评估电路3例如可以具有惠斯通测量电桥30或运算放大器电路40。图3示出了用于确定在第一接头A20a与第二接头A20b之间电阻结构20的电阻值的惠斯通测量电桥30的可能的设计方案。在惠斯通测量电桥30中,电阻31和32被规定具有固定的电阻值,而电阻33则是可变电阻。当向惠斯通测量电桥30施加供电电压Uin时,可变电阻33一直改变至例如电桥电压/测量电压Ub约为0V为止。这时如果电阻结构20由于被导电液体润湿或由于未被导电液体润湿而电阻值改变,则测量电压/电桥电压Ub发生变化,从而可以推导出电阻结构20的电阻值。
图4示出了泵4,特别是冷却剂泵,其中识别泵的干运行。泵4包括用于识别泵的干运行的系统的上述实施方式之一。输入装置10例如布置在泵4的吸入侧11上。输入装置10用于将导电液体供应到泵的用于抽吸导电液体的抽吸装置60。输入装置10可以被设计为用于将管线联接至泵4的联接件/适配件,或者被设计为泵的抽吸管。电阻结构20可以例如布置在输入装置10的内壁上。电阻结构20具有能够基于被导电液体的润湿而变化的电阻值。
下面说明识别泵1的干运行的方法。借助于电阻结构20和与其连接的评估电路3来确定泵1的电阻结构20的电阻值。评估电路3将电阻结构20的所确定的电阻值与电阻阈值进行比较。如果在比较时确定电阻结构20的所确定的电阻值高于电阻阈值,则可以确定冷却剂泵1的干运行。
图5示出了一种用于确定泵的干运行的方法的流程图,其中对输入信号消抖/去抖动,以避免在运行中由于暂时性影响造成的干扰。
为了实施该方法,评估电路3具有计数器电路50(图2B)以用于增加和减小计数器电路50的计数器读数。评估电路3尤其被设计为根据所确定的电阻值是高于还是低于电阻阈值来减小或增加计数器电路50的计数器读数。此外,评估电路3被设计用于确定计数器电路50的计数器读数是高于还是低于计数器读数阈值。此外,评估电路3被设计用于根据计数器电路50的计数器读数是高于还是低于计数器读数阈值来确定泵4是否处于干运行。评估电路3尤其被设计用于在确定了泵4的干运行时、即在确定了电阻结构20的高电阻值时结束泵4的运行。
在步骤S1中的方法开始时,将计数器电路的计数器设置为初始状态/计数器初始读数。在步骤S2中,测量在第一接头A20a与第二接头A20b之间电阻结构20的电阻值。在步骤S3中,将先前确定的电阻值与电阻阈值进行比较。在步骤S4中,区分电阻值是小的还是大的,也就是说,它是低于还是高于电阻阈值。
然后,根据所确定的电阻值是高于还是低于电阻阈值来增加或减少计数器电路50的计数器读数(方法步骤S5和S6)。评估电路3因此被设计用于基于计数器初始读数来改变计数器电路50的计数器读数。计数器初始读数可以低于计数器读数阈值。
特别是在图5所示的示例性方法流程中,如果在处理步骤S4中已经确定电阻结构20的所测量的电阻值是小的电阻值,电阻结构20因此可能被导电液体润湿,则减小计数器电路50的计数器读数。而如果在步骤S4中确定了电阻结构20的电阻值是大的电阻值,特别是高于电阻阈值的电阻值,则在方法步骤S6中增加计数器电路50的计数器读数。
根据一种可能的实施方式,评估电路3可以被设计用于在所确定的电阻值低于电阻阈值的情况下减小计数器电路50的计数器读数。此外,评估电路3还可以被设计用于在所确定的电阻值高于电阻阈值的情况下增加计数器电路50的计数器读数。
在方法步骤S7中,确定计数器电路50的当前计数器读数是高于还是低于计数器读数阈值。根据计数器电路50的计数器读数是高于还是低于计数器读数阈值,可以确定泵4是否处于干运行(方法步骤S8和S9)。如果例如确定计数器电路50的计数器读数低于计数器读数阈值,则可以推导出电阻结构20被导电液体润湿,因此未处于干运行。在这种情况下,允许泵运行(步骤S8)。而如果在方法步骤S7中确定计数器读数高于计数器读数阈值,则存在干运行的风险。在这种情况下不允许泵运行,并且在方法步骤S9中结束冷却剂泵的运行,以防止泵损坏。
因此,评估电路3被设计用于:确定泵4的干运行,并在评估电路3确定计数器电路50的计数器读数低于计数器读数阈值时结束泵4的运行。
该方法被一直地执行。因此可以使用给定的检验算法来检验泵的干运行。通过该检验算法可以避免在输入测量方面的短时干扰,因为只有在当前计数器读数高于计数器读数阈值的情况下才确定处于干运行。
图5所示的方法的另一个优点是可以实现泵的测试运行。如果计数器电路50的计数器初始读数具有低于计数器读数阈值的低的值,则即使在方法步骤S4中确定了所测得的电阻值比电阻阈值大,泵也首先干运行。泵的干运行一直持续至在方法步骤S6中计数器初始读数增加到使当前计数器读数高于计数器读数阈值时为止。
Claims (15)
1.一种用于识别泵的干运行的系统,包括:
-输入装置(10),其用于将导电液体输送到泵(4)的用于抽吸导电液体(2)的抽吸装置(60),
-布置在输入装置(10)中的电阻结构(20),
-其中,所述电阻结构(20)具有能够基于被导电液体(2)的润湿而变化的电阻值。
2.根据权利要求1所述的系统,
-其中,所述电阻结构(20)被设计成,使得该电阻结构在被导电液体(2)润湿时具有第一电阻值,在未被导电液体润湿时具有第二电阻值,
-其中,所述第一电阻值小于所述第二电阻值。
3.根据权利要求1或2之一所述的系统,
-其中,所述电阻结构(20)具有用于接出电压的第一接头(A20a)和第二接头(A20b),
-其中,在第一接头(A20a)和第二接头(A20b)之间的电阻结构(20)具有由第一材料制成的至少一个导线区段(21、23、25、27)和由第二材料制成的至少一个另外的导线区段(22、24、26),其中,第一材料具有比第二材料更高的导电率。
4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述电阻结构(20)在第一接头(A20a)与第二接头(A20b)之间被回形地布置。
5.根据权利要求3或4所述的系统,其中,所述电阻结构(20)以如下方式布置在输入装置(10)中:使得至少一个导线区段(21、23、25、27)沿输入装置(10)的纵向方向延伸,至少一个另外的导线区段(22、24、26)与输入装置(10)的纵向方向横向地延伸。
6.根据权利要求2至5之一所述的系统,包括:
-用于确定所述电阻结构(20)的电阻值的评估电路(3),
-其中,该评估电路(3)被设计用于,如果评估电路(3)在电阻结构(20)的第一接头(A20a)与第二接头(A20b)之间确定了第二电阻值,则识别出泵(4)的干运行。
7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述评估电路(3)具有惠斯通测量电桥(30)或运算放大器电路(40)。
8.根据权利要求6或7之一所述的系统,
-其中,所述评估电路(3)具有计数器电路(50),用于增加和减小所述计数器电路(50)的计数器读数,
-其中,所述评估电路(3)根据所确定的电阻值是高于还是低于电阻阈值来减少或增加计数器电路(50)的计数器读数,
-其中,所述评估电路(3)被设计用于确定所述计数器电路(50)的计数器读数是高于还是低于计数器读数阈值,
-其中,所述评估电路(3)被设计用于根据所述计数器电路(50)的计数器读数是高于还是低于计数器读数阈值来确定泵(4)的干运行,并在确定了泵的干运行的情况下结束泵(4)的运行。
9.根据权利要求8所述的系统,
-其中,如果所确定的电阻值低于电阻阈值,则所述评估电路(3)减少计数器电路(50)的计数器读数;如果所确定的电阻值高于电阻阈值,则所述评估电路(3)增加计数器电路(50)的计数器读数,
-其中,所述评估电路(3)被设计用于确定泵(4)的干运行,并在所述评估电路(3)确定计数器电路(50)的计数器读数低于计数器读数阈值时结束泵(4)的运行。
10.根据权利要求9所述的系统,其中,所述评估电路(3)从计数器初始读数出发改变计数器电路(50)的计数器读数,其中,该计数器初始读数低于计数器读数阈值。
11.一种泵、尤其是冷却剂泵,其中对泵的干运行进行识别,该泵包括:
-根据权利要求1至10中任一项所述的、用于识别泵(4)的干运行的系统(1),
-其中所述输入装置(10)布置在泵(4)的吸入侧(11)上。
12.根据权利要求11所述的泵,其中,所述输入装置(10)被设计成用于将管路联接至泵(4)的联接件或者被设计为泵的抽吸管。
13.一种用于识别泵的干运行的方法,包括如下步骤:
-提供根据权利要求1至10中任一项所述的、用于识别泵(4)的干运行的系统(1),
-确定电阻结构(20)的电阻值,
-将电阻结构(20)的所确定的电阻值与电阻阈值相比较,
-如果在比较时确定了电阻结构(20)的所确定的电阻值高于电阻阈值,则确定出泵(4)的干运行。
14.根据权利要求13所述的方法,包括如下步骤:
-根据所确定的电阻值是高于电阻阈值还是低于电阻阈值来减少或增加计数器电路(50)的计数器读数,
-确定计数器电路(50)的计数器读数是高于还是低于计数器读数阈值,
-根据计数器电路(50)的计数器读数是高于还是低于计数器读数阈值来确定泵(4)的干运行,
-如果确定了泵的干运行,则结束泵(4)的运行。
15.根据权利要求14所述的方法,包括如下步骤:
从计数器初始读数出发改变计数器电路(50)的计数器读数,其中,该计数器初始读数低于计数器读数阈值。
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