用于测量压力的方法与流程

1.本发明涉及一种用于测量由被电动驱动的压气机、优选经由曲柄连杆传动装置被电动驱动的往复活塞式压气机所产生的压力的方法。此外，本发明涉及一种具有由电动马达驱动的压气机的可携带式小型压缩机、优选地在维修辅助设备中用于车辆轮胎的密封和泵气的小型压缩机，该小型压缩机具有用于控制该维修辅助设备的控制装置或调控单元。


背景技术：

2.所述压气机例如需要带有用于对可充气物体进行密封和泵气、尤其用于对机动车辆轮胎进行密封和泵气的装置或作为该装置的一部分。这些设备被称作“维修辅助设备”或“维修工具包”。
3.这些可携带的和轻质的装置包含作为压缩空气源的压缩机单元，此外还具有用于可填充到可充气物体中的自密封剂(用于隔离轮胎损坏)的密封剂容器、用于密封剂和压缩空气的阀单元和分配单元，并且设有可连接到所述压缩空气源的入口导管和可连接到所述可充气物体的出口导管。
4.在此，该密封剂可以由用户手动地或借助该空气压缩机来施用。借助这种维修工具包来恢复机动性的过程需要多个复杂操作，这些复杂操作必须由该维修工具包的用户手动地实施。其中例如包括：爆胎的识别、密封剂的施用、借助压力计以及计时器监测密封过程、机动车辆为了分配密封剂进行的限定性移动、以及对修复结果的评估。
5.所述维修工具包的大多数用户并没有针对相应系统的使用受过培训并且因此不排除并没有如所规定的那样来操作该系统。由此，就可能阻碍成功的使用并且严重影响对这些维修工具包的接受度。
6.出于这个原因，这些系统的操作必须被设计得尽可能简单且不容易失误。这在大多情况下是通过使用普遍可理解的图标、通过安全防护、以及通过要由用户实施的警告标签来实现的。如ep 2 196 305a1中所示，为此还可以采用电子的控制和显示系统。ep 2 196 305a1为此公开了一种用于运行使用密封剂工作且包含压缩机的维修辅助系统的方法，在该方法中，密封剂流的接通可以借助于将压力差与预定的阈值进行比较来自动进行。
7.正是为了运行这样的电子系统，需要在运行中的空气压缩机上进行电子式的压力测量或需要与压力成比例的电气/电子信号。但相较于通常所使用的机械式压力显示器，采用适合的电子式压力传感器会带来显著的成本增加。
8.压力传感器通常还被安置在压气机的产生最高压力的位置处，即压气机出口处。因此，在压气机出口/压缩机出口处的通常较高的空气温度就尤其对所需要的压力传感器提出了特别的要求。由于将压力传感器针对高温进行的相应适配，当然也使得制造成本升高，这进而导致电子支持式维修工具包迄今为止很少被使用。


技术实现要素：

9.因此，本发明的目的在于，提供一种成本有效的方法来对电子支持式维修辅助工
具包进行压力测量并且在此还同样地提高相应配备的小型压缩机的使用时长和可靠性。
10.这个目的通过主权利要求的特征实现。在从属权利要求中公开了其他有利的设计。
11.在此，确定驱动该压气机的电动马达的与在压气机出口处的压力变化相关的平均马达电流变化并将其作为用于运行该压气机的与压力成比例的参数、以输入参数的形式提供给或例如借助于用户界面显示给控制装置。因此，根据本发明的方法来测量或确定平均马达电流不需要单独的压力传感器。与电子式压力传感器相比，这种方法是更加成本有效的并且从制造工艺来看进行整合也更容易得多。尤其压力传感器的热负荷不再是指标。
12.一个有利的改进方案在于，通过在驱动用电动马达的优选电子式马达控制单元(马达驱动器)处的分流电阻器来确定驱动该压气机的电动马达的平均马达电流。在此，热负荷甚至不起作用并且这样的分流电阻器可以很容易地安装，即不必在其余部件上作结构改变。因此，作为“电流传感器”的分流电阻器被直接地整合在该马达控制单元的电路中。
13.另一个有利的设计在于，确定驱动该压气机的电动马达的与在压气机出口处的压力变化相关的平均马达电流变化并将其作为与压力成比例的关键的并且主要的输入参数(在适当时作为唯一的指令参数)提供给用于控制该压气机的控制装置或包含压气机的装置。因此可能的是，直接地并且根据马达电流与压气机的出口压力之间的相关性来操作控制装置，其中不需要其他传感器。
14.在此充分利用了驱动该压气机的电动马达的平均电流与邻近于该压气机出口的背压之间的二次方相关性。通过事先确定的二次换算函数或数值表，可以以对于用途而言足够的精确度来计算背压。针对不同的运行状态(电压、温度)，必须按照所要求的精确度采用不同的换算函数。
15.基于根据本发明的方法简单并且成本有效地提供了相关输入参数，该方法特别适合应用于一种具有由电动马达驱动的压气机的可携带式小型压缩机中、优选地在维修辅助设备中用于车辆轮胎的密封和泵气的小型压缩机中，该小型压缩机具有用于控制该小型压缩机和/或该维修辅助设备的控制装置，其中，该控制器的这些输入信号之一是由该压气机所产生的出口侧压力，根据本方法，根据马达电流来确定该压力。
16.有利地，这样的小型压缩机被设计成使得该小型压缩机具有通过曲柄连杆传动装置被电动驱动的往复活塞式压气机，并且该控制装置能够与用于驱动用电动马达的马达控制单元和/或用户界面通信地连接，其中，适合用于确定该电动马达的平均马达电流的分流电阻器被设置在该电子式马达控制单元处，并且通过该分流电阻器确定的平均马达电流能够被处理为该控制装置的输入参数。在对该平均马达电流进行这样的检测时不需要压力传感器，其中，尽管如此并且通过该压气机出口处的压力与马达电流之间的相关性，该压力展示了关键的参数。
17.此外，根据平均马达电流进行的压力测量还可以有利地用于通过调控单元进行最大压力限制。于是，不再需要额外的机械式限压。于是，在例如用于限定在维修辅助设备中的小型压缩机的最大压力的这样一种用途中，大致根据针对不同的轮胎类型所预调的并且代表最大压力的、驱动该压气机的电动马达的平均马达电流的阈值，通过其控制装置来关断所述小型压缩机。
附图说明
18.借助于实施例进一步阐述本发明。在附图中：
19.图1示意性地示出了在电子支持式维修辅助设备中的小型压缩机的结构，
20.图2示出了用于展示平均马达电流与压缩机出口处的背压的相关性的典型曲线。
具体实施方式
21.图1示意性地示出了在电子支持式维修辅助设备中的小型压缩机1的结构，该小型压缩机带有由电动马达2驱动的往复活塞式压气机3，用于对在此没有详细展示的车辆轮胎进行密封和泵气。另外，在此设置了用于控制维修辅助设备或小型压缩机的控制装置4(mcu＝motor control unit)。
22.控制装置4还通过马达控制单元5(md＝motor drive)、按照经由用户界面6(ui＝user interface)获得的用户要求来控制空气压缩机/小型压缩机1的功能，该用户界面即：例如智能电话上的操纵面板、将该输入信号转换成压力显示的装置、操作面板、或应用程序(app)。
23.为了运行控制装置4，提供了电子式“压力测量”，在此处所使用的根据本发明的方法的实施方式中，该压力测量是通过分析呈整合在马达控制单元5的电路中的(在此未详细展示的)分流电阻器的形式的电流传感器的数据来进行的。在控制装置4内对借助于该分流电阻器确定的平均马达电流进行处理、并且将其与通过算法算出的往复活塞式压气机的输出侧压力进行相关。
24.为此充分利用了驱动该压气机的电动马达的平均电流与邻近于该压气机出口的背压之间的二次方相关性。通过事先确定的换算函数或通过数值表，可以以对于用途而言足够的精确度来计算背压。
25.针对不同的运行状态(电压、温度)，必须按照所要求的精确度采用不同的换算函数。图2示出了用于展示平均马达电流与压气机出口处的背压的相关性的典型的曲线。在那里所展示的测量值以良好的精确度与以近似的、嵌入的曲线所展示的二次函数的相关性相对应。
26.附图标记说明
27.1 小型压缩机
28.2 电动马达
29.3 往复活塞式压气机
30.4 调控或控制装置/调控单元
31.5 马达控制单元/马达驱动器
32.6 用户界面