CN108302024B - 用于运行往复活塞泵的方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操控泵的方法，该泵具有往复活塞或膜片，用于在液压***中产生压力，其中，所述往复活塞或膜片利用通过电磁线圈的磁场所驱动的执行器运动，并且其中，在所述液压***中的***压力被确定。本发明还涉及一种用于执行所述方法的控制装置。根据本发明规定，根据所述***压力和/或至少一个在时间上被滤波的***压力，以具有空转的关断或者具有快速消除的关断来运行所述电磁线圈。通过符合需求地使用具有空转的关断或者具有快速消除的关断，可以降低泵的声发射和功率损失。然而在需要时可以提供较高的所述能力。

Description

用于运行往复活塞泵的方法和控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于操控泵的方法，该泵具有往复活塞或膜片，用于在液压***中产生压力，其中，利用通过电磁线圈的磁场所驱动的执行器使得所述往复活塞或所述膜片运动，并且其中，在所述液压***中的***压力被确定。

本发明还涉及一种用于操控泵的控制装置，该泵具有往复活塞或膜片，用于在液压***中产生压力，其中，为了使得往复活塞或者膜片运动，设置了由电磁线圈的磁场所驱动的执行器，并且其中，为了确定在液压***中的***压力，设置了压力传感器或者通过电磁线圈的电流曲线的分析装置。

背景技术

在没有回流（Rücklauf）的液压***中，压力通常借助于往复活塞泵或隔膜泵产生。在需要时，通过配量装置取出所期望的液体量。在该泵中，设置了磁驱动的执行器，用于使得活塞或膜片针对输送冲程进行运动。为了在吸冲程期间使活塞或膜片返回（Rückführung），设置弹簧。可以借助于预控制或者在经闭合的调节回路中实现设定所期望的额定压力范围。为了实现调节回路，典型地使用量控制阀或压力调节阀或者说配给装置。如果操控了驱动所述磁驱动的执行器的电磁线圈，执行器就执行全冲程，并且泵输送通过输送室的大小所预先给定的液体量。为了使得执行器返回，要么所述电磁线圈的操控信号被关断并且磁场经过空转-二极管消减（“空转”），或者为了在电磁线圈上的磁场的加速消减（“快速消除”），附加地设置抑制二极管或欧姆电阻。

具有空转的关断相对于快速消除具有以下优点，即，通过电磁线圈的电流更慢地消减，并且控制器的电的负载和热损失被减小。由于此处出现较小的电流梯度，因此电磁兼容性（EMC）更为有利。由于在回流时执行器的速度较低并且在碰撞到执行器的终端位置上时所述速度被减小时，因此泵的声发射较小。然而，这个较慢的吸冲程减少了可能的泵频率，并由此减少了每单位时间的最大可能的输送体积。

通过具有快速消除的关断，能够实现更高的泵频率，并且由此实现更高的流量。然而，在这种运行方式中，控制器由较高的温度加载，并且由于执行器在端部止挡上的较高的碰撞速度，泵的声发射较高。

文献DE 10 2008 042 987 A1描述了一种用于将液体带入到输出室中的配量装置。配量装置包括通入到输出室中的喷嘴以及具有配给阀的配给单元。配给阀包括阀杆，在构造中间室的情况下，该阀杆被引导在配给单元的阀体中。所述阀杆包含至少一个开口，所述至少一个开口使得液体能够流出到所述中间室中，其中，所述中间室由柔性壁限定。通过配给单元，还原剂可以通过受压力控制的喷嘴喷射到输出室中。尽管DE 10 2008 042 987A1描述了技术环境，但是没有公开如本文献所提出的那样的调节策略。

从DE 10 2012 009 729 A1中已知一种用于调节可调的液压的容积式机器的调节单元的压力-输送流调节器，其中，开关阀设置用于操控所述调节单元。根据权利要求7，可以根据压力，特别是在压力线路中的压力，和/或调节缸的活塞的移动距离，利用电子的控制单元来操控调节单元的开关阀。根据权利要求8，控制单元能够利用三点调节根据压力来操控开关阀。在图2中以及在第[0044]段中说明了三点调节。在此，不利用单个执行器操作三点调节，该执行器执行开阶段、关阶段和保持阶段。确切地说，调节***在由三个执行器和容积式机器的调节机械装置组成的整体中具有这种行为。

本发明的任务是提供一种方法，该方法在具有往复活塞泵或隔膜泵而不具有调节阀的配量***中，实现了***压力的期望的调节精度。另外本发明的任务是减少配量***的损耗功率和声发射。

此外，本发明的任务是提供适合于执行所述方法的控制装置。

发明内容

涉及所述方法的本发明的任务通过以下方式来解决，即，根据所述***压力和/或至少一个在时间上被滤波的***压力，以具有空转的关断或者具有快速消除的关断来运行所述电磁线圈。通过符合需求地采用具有空转的关断，能够相对于具有快速消除的持续运行，减小所述泵的声发射和热产生。在流量增加时，则使用具有快速消除的关断，从而提供必不可少的输送能力。***压力可以借助于压力传感器或从通过电磁线圈的电流的曲线中确定。

在所述方法的具有很小声发射的一个实施变型方案中规定，当第一压力曲线低于第一压力阈值并且第一压力曲线或第二压力曲线高于第二压力阈值时，以具有空转的关断来运行所述电磁线圈，其中，所述第二压力阈值低于所述第一压力阈值。第一压力曲线可以在此对应于利用压力传感器所确定的***压力，或者可以从***压力中通过第一低通滤波导出。同样，第二压力曲线可以通过第二低通滤波从***压力或第一压力曲线中导出。作为有利地，证实了，以比第一低通滤波更长的时间常数进行第二低通滤波。

在所述方法的具有很小声发射的一个另外实施变型方案中规定，当所述第一压力曲线低于所述第一压力阈值并且所述第一压力曲线或所述第二压力曲线低于所述第二压力阈值并且高于第三压力阈值，并且进行紧挨着的前一次具有快速消除的关断时，以具有空转的关断来运行所述电磁线圈，并且其中，所述第三压力阈值低于所述第二压力阈值。

在所述方法的具有被提高的输送体积的一个实施变型方案中，当第一压力曲线低于所述第一压力阈值并且所述第一压力曲线或所述第二压力曲线低于所述第三压力阈值时，以具有快速消除的关断来运行电磁线圈。

在所述方法的具有被提高的输送体积的一个另外的实施变型方案中规定，当所述第一压力曲线低于所述第一压力阈值并且所述第二压力曲线低于所述第二压力阈值和高于所述第三压力阈值并且进行紧挨着的前一次具有空转的关断时，以具有快速消除的关断来运行电磁线圈。

在所述方法的一个实施变型方案中规定，单独地或者附加地基于所述第一压力曲线和/或所述第二压力曲线的时间上的梯度的分析，决定利用空转或者利用快速消除来关断所述电磁线圈。 在此，当第一压力曲线低于第一压力阈值时，操控泵循环。

涉及装置的本发明的任务通过以下方式得以解决，即在控制装置中设置有程序流程或者电路回路，用于执行按照前述实施变型方案中任一项实施变型方案所述的方法。

附图说明

接下来依据在附图中所示的实施例进一步阐释本发明。其中：

图1示出了液压***中的压力曲线的图表。

具体实施方式

图1示出了具有压力轴线11和时间轴线17的压力图10。

在压力图10中填入了第一压力曲线12和第二压力曲线13，第一压力曲线和第二压力曲线表示在具有往复活塞泵或隔膜泵的液压***中的***压力的时间上的曲线或者从中导出的参量，利用被电磁线圈的磁场所移动的磁的执行器来驱动往复活塞泵或隔膜泵（Membran-Pumpe）。所述往复活塞泵或者隔膜泵能够例如为了产生***压力而被安装在用于尿素水溶液（“Ad-Blue”）的配量装置中，在内燃机的废气通道中的脱硝装置中。第一压力曲线12在所述实施例中由***压力通过低通滤波产生。由***压力或者由第一压力曲线12通过低通滤波，以比在产生第一压力曲线12时的更大的时间常数获得第二压力曲线13。根据本发明规定，将第一压力曲线12和第二压力曲线13与第一压力阈值14、位于第一压力阈值下方的第二压力阈值15和位于第二压力阈值15下方的第三压力阈值16进行比较。从比较和另外的逻辑关联中导出，电磁线圈是否在随后的泵循环中以具有空转的关断或者具有快速消除的关断来运行。

对于泵循环，对于预先给定的持续时间，以电压加载所述电磁线圈。在具有空转（Freilauf）的关断中，电压源与电磁线圈分离，并且磁力通过平行于电磁线圈布置的空转二极管（Freilaufdiode）来消减（abbauen）。在具有快速消除的关断中，磁力的消减被连接在电磁线圈处的抑制二极管（Löschdiode）（齐纳二极管）或欧姆电阻支持和加速。具有快速消除的关断具有以下优点，泵循环总体上被缩短并且因此每单位时间可以运行更多泵循环。经此能够提高每单位时间所述泵的输送量。另一方面，在端部止挡（Endanschlag）处的磁的执行器的较高速度导致声发射（Schallemission）升高。***中的热损失增加并且导致泵的温度升高和所配属的操控。具有空转的关断具有以下优点，通过电磁线圈的电流消减得更慢。操控的电的负载因此减小（vermindern），并且***的电磁兼容性（EMC）得到改善。此外，通过在端部止挡处的磁的执行器的速度降低，减少声发射。当能满足在相应的运行情况中较长的泵循环和由此减小的输送能力时，则该变型方案是合适的。

根据本发明规定，根据在当前运行条件下所必不可少的输送能力，在具有空转的关断和具有快速消除的关断之间进行选择。从***中取出液体造成压降。***压力因此用于决定关断的类型。在此，为了评估，利用一个或多个低通滤波器来滤波***压力（正如在本示例中那样）。

对于此处所示的实施例，以下规则适用于决定关断的类型：

1. 如果第一压力曲线12超过第一压力阈值14，则不操控所述泵。

2. 当第一压力曲线12低于第一压力阈值14，并且

-第二压力曲线13超过第二压力阈值15时或者

-第二压力曲线13低于第二压力阈值15，超过第三压力阈值16，并且最后的关断是快速消除时，

进行泵的操控和具有空转的关断。

3. 当第一压力曲线12低于第一压力阈值14并且

-第二压力曲线13低于第三压力阈值16时或者

-第二压力曲线13低于第二压力阈值15，超过第三压力阈值16，并且进行了具有空转的最后的关断时，

进行泵的操控和具有快速消除的关断。

在压力图10中，除了第一和第二压力曲线12、13之外，也展示了由此导出的用于泵循环的关断。

在压力图10的左起点处，第一压力曲线12高于第一压力阈值14，并且没有出现泵循环。在第一时刻21，第一压力曲线12低于第一压力阈值14，并开始第一泵循环31。由于第二压力曲线13超过第二压力阈值15，所以以具有空转的关断来控制第一泵循环31，并且持续直至第二时刻22。第一压力曲线12首先上升，但是由于进一步的液体减少而总体上进一步下降。

在第二时刻22，第一压力曲线12低于第一压力阈值14，从而立即开始第二泵循环32。由于第二压力曲线13超过第二压力阈值15，所以以具有空转的关断来控制第二泵循环32并且持续直至第三时刻23。

在第三时刻23，第一压力曲线12低于第一压力阈值14，从而立即开始第三泵循环33。由于第二压力曲线13低于第二压力阈值15，但超过第三压力阈值16并且前一个泵循环以空转被关断，所以以具有快速消除的关断来控制第三泵循环33并且持续直至第四时刻24。

在第四时刻24，第一压力曲线12低于第一压力阈值14，从而立即开始第四泵循环34。由于第二压力曲线13低于第二压力阈值15，但是超过第三压力阈值16，并且前一个泵循环以快速消除被关断，所以以具有空转的关断来控制第四泵循环34并且持续直至第五时刻25。

在第五时刻25，第一压力曲线12低于第一压力阈值14，从而立即开始第五泵循环35。由于第二压力曲线13低于第二压力阈值15，但是超过第三压力阈值16，并且前一个泵循环以空转被关断，所以以具有快速消除的关断来控制第五泵循环35并且持续直至第六时刻26。在第六时刻26，第一压力曲线12高于第一压力阈值14，从而首先没有另外的泵循环***控。

在第七时刻27，第一压力曲线12低于第一压力阈值14，从而开始第六泵循环36。由于第二压力曲线13高于第二压力阈值15，所以以具有空转的关断控制第六泵循环36并且持续直至第八时刻28。

Claims (8)

1.一种用于操控泵的方法，所述泵具有往复活塞或膜片，用于在液压***中产生压力，其中，利用通过电磁线圈的磁场所驱动的执行器使得所述往复活塞或所述膜片运动，并且其中，在所述液压***中的***压力被确定，其特征在于，根据所述***压力，以具有空转的关断或者具有快速消除的关断来运行所述电磁线圈。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当第一压力曲线（12）低于第一压力阈值（14），并且第一压力曲线（12）或第二压力曲线（13）高于第二压力阈值（15）时，以具有空转的关断来运行所述电磁线圈，其中，所述第二压力阈值（15）低于所述第一压力阈值（14），其中第一压力曲线和第二压力曲线表示在具有往复活塞泵或隔膜泵的液压***中的***压力的时间上的曲线或者从中导出的参量。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一压力曲线（12）低于所述第一压力阈值（14）并且所述第一压力曲线（12）或所述第二压力曲线（13）低于所述第二压力阈值（15）并且高于第三压力阈值（16）时，并且进行紧挨着的前一次具有快速消除的关断时，以具有空转的关断来运行所述电磁线圈，并且其中，所述第三压力阈值（16）低于所述第二压力阈值（15）。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述第一压力曲线（12）低于所述第一压力阈值（14）并且所述第一压力曲线（12）或所述第二压力曲线（13）低于所述第三压力阈值（16）时，以具有快速消除的关断来运行所述电磁线圈。

5.按照权利要求3或4所述的方法，其特征在于，当所述第一压力曲线（12）低于所述第一压力阈值（14）并且所述第二压力曲线（13）低于所述第二压力阈值（15）和高于所述第三压力阈值（16）并且进行紧挨着的前一次具有空转的关断时，以具有快速消除的关断来运行所述电磁线圈。

6.按照权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，单独地或者附加地基于所述第一压力曲线（12）和/或所述第二压力曲线（13）的时间上的梯度的分析，决定利用空转或者利用快速消除来关断所述电磁线圈。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述***压力至少一个在时间上被滤波的***压力。

8.用于操控泵的控制装置，该泵具有往复活塞或膜片，用于在液压***中产生压力，其中，为了使得往复活塞或者膜片运动，设置了由电磁线圈的磁场所驱动的执行器，并且其中，为了确定在所述液压***中的***压力，设置压力传感器或者通过电磁线圈的电流曲线的分析装置，其特征在于，在所述控制装置中设置有程序流程或电路回路，用于执行按照前述权利要求中任一项权利要求所述的方法。

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