專(zhuān)利名稱(chēng)：基于海拔高度的壓縮機(jī)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制空氣懸架系統(tǒng)的能夠根據(jù)需要而被接通和關(guān)斷的電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的方法，其中，在所述方法中，在一控制設(shè)備內(nèi)部按照一溫度模型來(lái)計(jì)算所述壓縮機(jī)的溫度或者在所述壓縮機(jī)中被壓縮的空氣的溫度，該溫度模型特別是將壓縮機(jī)的電壓、周?chē)鷾囟群涂諝鈶壹芟到y(tǒng)中的壓縮比考慮作為輸入量，此后，根據(jù)計(jì)算出的溫度來(lái)接通或關(guān)斷所述壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
為了給車(chē)輛中的空氣彈簧進(jìn)行供給，迄今為止主要使用電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，在電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)中，通過(guò)使用壽命計(jì)算和/或通過(guò)設(shè)定總負(fù)載/載荷譜來(lái)優(yōu)化制造過(guò)程中的結(jié)構(gòu)和
材料選擇，以便于制造盡可能經(jīng)濟(jì)實(shí)惠但是卻足夠耐用的商用壓縮機(jī)。但為此在一定程度上也必須提供一種復(fù)雜的用于控制壓縮機(jī)的方法，利用這種方法能夠根據(jù)所需的系統(tǒng)壓力、溫度和/或根據(jù)運(yùn)行時(shí)間來(lái)接通和關(guān)斷壓縮機(jī)，以便防止超過(guò)預(yù)定的總負(fù)載和溫度譜。EPl 644 640B1公開(kāi)了一種用于控制壓縮機(jī)運(yùn)行的方法，在此方法中，如果由控制設(shè)備計(jì)算出的溫度估值超過(guò)上閾值，則通過(guò)該控制設(shè)備關(guān)斷壓縮機(jī)，以避免熱損壞。在該已知方法中，控制設(shè)備將溫度估值作為一種狀態(tài)量來(lái)計(jì)算表示壓縮機(jī)冷卻的時(shí)間曲線(xiàn)的冷卻函數(shù)。DE196 21 946C2公開(kāi)了一種連續(xù)地為壓縮機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行溫度預(yù)給定估值的方法。在壓縮機(jī)接通時(shí)，在預(yù)定的時(shí)間段之后，使上一次估值增加一預(yù)定的小的溫度差，在壓縮機(jī)關(guān)斷時(shí)，在預(yù)定的時(shí)間段之后，使上一次估值減小一預(yù)定的小的溫度差。如果被接通的壓縮機(jī)的這樣計(jì)算出的估值超過(guò)上閾值的話(huà)，則關(guān)斷壓縮機(jī)。在關(guān)斷壓縮機(jī)之后，如果估值超過(guò)下閾值的話(huà)，可重新接通壓縮機(jī)。因此能夠在接通狀態(tài)下可靠地防止壓縮機(jī)過(guò)度地產(chǎn)生熱。DE198 13 672C1公開(kāi)了一種用于車(chē)輛的空氣懸架系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，不但利用傳感器測(cè)量蓄壓器中的壓力并且將該壓力處理成用于控制的信號(hào)值，而且測(cè)量環(huán)境壓力、即車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫?，并且將該環(huán)境壓力處理成用于控制的另一個(gè)信號(hào)值。設(shè)置于空氣懸架系統(tǒng)中的電驅(qū)動(dòng)單級(jí)壓縮機(jī)向蓄壓器中充入空氣直至達(dá)到一通常介于下限值和上限值之間的壓力。當(dāng)然，由電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)供應(yīng)的體積流量取決于各環(huán)境壓力和蓄壓器中的背壓。DE198 13 672C1的教導(dǎo)包括以如下方式形成控制器，S卩根據(jù)環(huán)境壓力來(lái)確定蓄壓器中的上限壓力和/或下限壓力，其中壓縮機(jī)在所述上限壓力和/或下限壓力下自動(dòng)地接通和/或關(guān)斷。因?yàn)榻柚趬嚎s機(jī)最大能夠達(dá)到的用于給蓄壓器充壓的空氣壓力在高海拔下例如當(dāng)在山上時(shí)明顯低于在海平面高度上的空氣壓力，因此在沒(méi)有DE198 13 672C1的技術(shù)方案的情況下，通常固定地被設(shè)定的上限壓力例如ISbar在高海拔下永遠(yuǎn)也不可能達(dá)到，并且不再關(guān)斷壓縮機(jī)。這將導(dǎo)致壓縮機(jī)過(guò)熱和損壞。DElO 2006 039 538A1涉及一種機(jī)動(dòng)車(chē)輛的空氣懸架系統(tǒng)以及一種用于控制相關(guān)的可根據(jù)需求接通和關(guān)斷的壓縮機(jī)的方法，其中在壓縮機(jī)的運(yùn)行時(shí)間中，利用溫度模型計(jì)算在壓縮機(jī)中壓縮的空氣的溫度。在此，利用不同的溫度模型作為壓縮機(jī)的第一次運(yùn)行和壓縮機(jī)的后續(xù)運(yùn)行的基礎(chǔ)，這使得與后續(xù)運(yùn)行時(shí)間相比，壓縮機(jī)的第一次運(yùn)行時(shí)間被延長(zhǎng)，并因此導(dǎo)致優(yōu)化了的運(yùn)行時(shí)間行為。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于控制機(jī)動(dòng)車(chē)輛的空氣懸架系統(tǒng)的、能夠根據(jù)需要接通和關(guān)斷的壓縮機(jī)的方法，其中，一方面，即使在差異很大的海拔高度中使用車(chē)輛時(shí)，也都能夠很好地防止壓縮機(jī)的所有組件由于過(guò)度地產(chǎn)生熱而損壞，另一方面，壓縮機(jī)達(dá)到足夠長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間以便能夠可靠地執(zhí)行填充/再填充過(guò)程。這個(gè)目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中也對(duì)其他的有利的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。
在此，對(duì)上述方法來(lái)講必要的控制設(shè)備在其算法上構(gòu)造成，使得對(duì)于按照所述溫度模型對(duì)所述壓縮機(jī)溫度的計(jì)算，所述控制設(shè)備將車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫?即環(huán)境壓力)考慮作為輸入量，其中由該空氣壓力來(lái)調(diào)節(jié)所述溫度模型的參數(shù)。即使輸送能力在高海拔下、SP遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)(NN，海平面高度)的高度下與在海平面高度下的輸送能力相比由于空氣壓力的減小而明顯降低了，根據(jù)本發(fā)明的方法的該設(shè)計(jì)方案也能通過(guò)增加壓縮機(jī)的運(yùn)行時(shí)間而至少部分地修正這種效應(yīng)。通過(guò)壓縮機(jī)缸中的在高海拔下相應(yīng)減小的背壓/填充壓力，壓縮機(jī)事實(shí)上變得不那么熱。在高海拔下，壓縮機(jī)的低環(huán)境壓力(入口壓力)負(fù)責(zé)使體積流量較小并且壓縮機(jī)的熱量減少。而按照不將環(huán)境壓力考慮為輸入量并且不相應(yīng)調(diào)節(jié)溫度模型參數(shù)的“標(biāo)準(zhǔn)”溫度模型，關(guān)斷過(guò)早發(fā)生，并因此不能提供系統(tǒng)中必要的空氣量。這一點(diǎn)并不影響“壓縮機(jī)在高海拔下的“飽和壓力”比海平面高度下的“飽和壓力”小”的事實(shí)。術(shù)語(yǔ)“飽和壓力”在該情況下被理解為這樣的環(huán)境壓力在該環(huán)境壓力下，入口壓力(環(huán)境壓力)和壓縮機(jī)缸中的背壓之間的比例設(shè)計(jì)成使得不可能再發(fā)生輸送?；旧?，在用于越野車(chē)(其也可以用于山區(qū)地帶)的空氣懸架系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可以看出，在標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)以上2800m的海拔高度處，“標(biāo)準(zhǔn)”溫度模型提供很糟糕地預(yù)測(cè)的壓縮機(jī)溫度值。然而，因?yàn)檐?chē)輛即使在遠(yuǎn)高于海平面的海拔高度下也必須能夠通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)空氣量來(lái)足夠快地對(duì)負(fù)載變化做出反應(yīng)，因此只有本發(fā)明方法的實(shí)施例才能夠提供對(duì)壓縮機(jī)溫度的很好的預(yù)測(cè)。一種有利的擴(kuò)展方案在于所述控制設(shè)備僅在從大氣對(duì)空氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行填充的過(guò)程中將車(chē)輛周?chē)臍鈮嚎紤]作為輸入量。因此，僅在這些情況下和在高海拔下才借助較精確的溫度預(yù)測(cè)切換到壓縮機(jī)的較長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。這自然導(dǎo)致節(jié)省能量。當(dāng)然，在帶有相應(yīng)地構(gòu)造的蓄壓器的閉環(huán)空氣懸架系統(tǒng)(GLV)的現(xiàn)有類(lèi)型中，幾乎不需要考慮環(huán)境壓力，因?yàn)檫@里只有在泄漏發(fā)生的情況下才有必要改變系統(tǒng)空氣量。在具有閉環(huán)空氣懸架系統(tǒng)的車(chē)輛中，與系統(tǒng)相關(guān)地，純負(fù)載變化不需要系統(tǒng)中的與海拔高度有關(guān)的空氣量調(diào)節(jié)。然而，在具有開(kāi)環(huán)空氣懸架系統(tǒng)(OLV)的車(chē)輛中，也就是必須從周?chē)h(huán)境中補(bǔ)充空氣損失的車(chē)輛中，考慮到環(huán)境壓力是愈加重要的。另一有利的實(shí)施例是，根據(jù)周?chē)h(huán)境的空氣壓力遞增式地進(jìn)行對(duì)溫度模型的參數(shù)的調(diào)節(jié)。這意味著，僅能大概地確定車(chē)輛所處的海拔高度。這例如能夠在三個(gè)階段中發(fā)生，具體地是
a)車(chē)輛處于海平面的高度，b)車(chē)輛處于海平面以上1000m-2000m的高度，c)車(chē)輛處于高于海平面以上2000m的高度。這些階段對(duì)于 很好地調(diào)節(jié)溫度模型已經(jīng)足夠了。試驗(yàn)表明，借助于此過(guò)程能夠得到用測(cè)量溫度對(duì)計(jì)算出的模型溫度的接近真實(shí)的描繪。另一有利的實(shí)施例是，車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫τ稍O(shè)置在車(chē)輛中的空調(diào)系統(tǒng)的控制裝置來(lái)確定并且被預(yù)先給定為所述控制設(shè)備的輸入量。在此能用特別靈巧的方式調(diào)用已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)。當(dāng)前正在開(kāi)發(fā)這樣的系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，環(huán)境壓力由空調(diào)控制裝置的軟件來(lái)確定并經(jīng)由CAN總線(xiàn)提供給空氣懸架系統(tǒng)的控制設(shè)備。另一有利的實(shí)施例是，從由位置確定系統(tǒng)(GPS，全球定位系統(tǒng))預(yù)先給定的、車(chē)輛在標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)以上的絕對(duì)海拔高度通過(guò)計(jì)算來(lái)確定車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫?，并且將該空氣壓力預(yù)先給定為所述控制設(shè)備的輸入量。所述計(jì)算可例如在GPS系統(tǒng)中或者空氣懸架系統(tǒng)的控制設(shè)備中進(jìn)行。通過(guò)使用GPS接收器，借助于等壓線(xiàn)壓力公式通過(guò)檢測(cè)絕對(duì)海拔高度可以推斷出環(huán)境壓力。即使現(xiàn)在還很少有車(chē)輛安裝有GPS接收器，可是已經(jīng)能毫無(wú)問(wèn)題地將數(shù)據(jù)發(fā)送到空氣懸架系統(tǒng)的控制設(shè)備。另一因?yàn)楹?jiǎn)單并且能夠很容易地利用已知傳感器來(lái)執(zhí)行而有利的實(shí)施例在于，由設(shè)置在空氣懸架系統(tǒng)中的傳感器來(lái)確定車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫Γ⑶以摽諝鈮毫Ρ活A(yù)先給定為所述控制設(shè)備的輸入量。如已經(jīng)示出的，所述方法可有利地用在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的空氣懸架系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.ー種用于控制空氣懸架系統(tǒng)的電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的方法，所述壓縮機(jī)能夠根據(jù)需要而被接通和關(guān)斷，其中，在ー控制設(shè)備內(nèi)部按照ー溫度模型來(lái)計(jì)算所述壓縮機(jī)的溫度，并且根據(jù)所計(jì)算出的溫度來(lái)接通和關(guān)斷所述壓縮機(jī)，其特征在干， 對(duì)于按照所述溫度模型的對(duì)所述壓縮機(jī)溫度的計(jì)算，所述控制設(shè)備考慮車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫ψ鳛檩斎肓?，其中，根?jù)所述空氣壓カ來(lái)調(diào)節(jié)所述溫度模型的參數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述空氣懸架系統(tǒng)從大氣進(jìn)行填充的過(guò)程中，所述控制設(shè)備將車(chē)輛周?chē)目諝鈮亥紤]為輸入量。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)周?chē)目諝鈮亥f增式地進(jìn)行對(duì)所述溫度模型的參數(shù)的調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在干，由設(shè)置在車(chē)輛中的空調(diào)系統(tǒng)的控制裝置來(lái)確定車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫?，并且將該空氣壓カ預(yù)先給定為所述控制設(shè)備的輸入量。
5.如權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在干，從由位置確定系統(tǒng)預(yù)先給定的、車(chē)輛在海平面上的絕對(duì)海抜高度通過(guò)計(jì)算來(lái)確定車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫?，并且將該空氣壓カ預(yù)先給定為所述控制設(shè)備的輸入量。
6.如權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在干，由設(shè)置在所述空氣懸架系統(tǒng)中的傳感器來(lái)確定車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫?，并且將該空氣壓カ預(yù)先給定為所述控制設(shè)備的輸入量。
7.一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的空氣懸架系統(tǒng)，所述空氣懸架系統(tǒng)具有用于執(zhí)行權(quán)利要求I至6所述方法的控制設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制空氣懸架系統(tǒng)的能夠根據(jù)需要而被接通和關(guān)斷的電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的方法，其中，按照一溫度模型計(jì)算所述壓縮機(jī)的溫度，并且根據(jù)所計(jì)算出的溫度來(lái)接通和關(guān)斷所述壓縮機(jī)，其中，對(duì)于按照所述溫度模型的對(duì)所述壓縮機(jī)溫度的計(jì)算，所述控制設(shè)備將車(chē)輛周?chē)目諝鈮毫紤]作為輸入量，并且根據(jù)所述空氣壓力來(lái)調(diào)節(jié)所述溫度模型的參數(shù)。
文檔編號(hào)B60G17/04GK102958716SQ201180031912
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者M·恩格爾哈特 申請(qǐng)人:大陸-特韋斯貿(mào)易合伙股份公司及兩合公司