去除电机驱动空气压缩机管理系统中残余压力的系统和方法与流程

本公开涉及一种用于电机驱动空气压缩机管理系统的系统及其操作方法。

背景技术：

本节中的声明仅提供与本公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

由于基于电能驱动诸如混合动力汽车和电动汽车的环保汽车，所以在环保汽车上安装电机驱动空气压缩机，其与传统的操作成与发动机互锁的机械空气压缩机不同。

图1是举例说明了应用于电动汽车的现有的、传统的电机驱动空气压缩机管理系统的图示，并且图2是举例说明了现有的电机驱动空气压缩机管理系统的操作的流程图。

通常，电机驱动空气压缩机10产生在商用车的空气制动系统中使用的压缩空气，并且将产生的压缩空气经由分离物冷却器20和空气干燥器30储存在气罐40中。

为此，电机驱动空气压缩机10通过接收经由变换器12的动力的功率来操作。

也就是说，当车辆开始启动时，车辆的控制器11将电池的功率应用于变换器12，并且变换器12在电机驱动空气压缩机10上执行电压控制，使得执行电机驱动空气压缩机10的操作。

因此，通过电机驱动空气压缩机10的操作产生的压缩空气填充以经由分离物冷却器20和空气干燥器30储存在气罐40中，因此当操作空气制动器时使用所储存的压缩空气。

此时，分离物冷却器20初步以离心分离方式去除在电机驱动空气压缩机10中产生的压缩空气的异物(例如，作为电机驱动空气压缩机10的液压流体而蒸发的油成分和水)，并且同时，分离物冷却器20用来冷却所产生的压缩空气，因为在电机驱动空气压缩机10中产生的所产生的压缩空气处于高温状态。

进一步，空气干燥器30用来以吸收方式二次去除从分离物冷却器20流出的压缩空气的异物(残余的油、湿气，等等)。

同时，在分离物冷却器20的排气口阀21处安装有双止回阀22，并且控制管线46连接在空气干燥器30的清洗罐31和双止回阀22的第一入口22-1之间，压缩空气的最大填充压力通过空气干燥器30的清洗罐31作用于控制管线。

进一步，在控制管线46处安装有在电机驱动空气压缩机10的空载条件中打开的气动开关32，并且电磁阀42安装于此的空气回流管线44连接在双止回阀22的第二入口22-2和气罐40之间。

图3是示出了传统系统的气罐40的压力变化的曲线图。

如图3所示，电机驱动空气压缩机10根据空气干燥器30的设定压力p1和p2而重复有载操作(on)和空载操作(off)，并且在①段(其是电机驱动空气压缩机10的有载段)中，通过在气罐40中填充压缩空气来增加气罐40的压力，而在②段(其是电机驱动空气压缩机10的空载段)中，减小气罐40的压力。

在此情况中，当在气罐40中填充的压缩空气达到最大填充压力时，通过空气干燥器30的清洗罐31作用于控制管线46的压缩空气压力被叫做控制管线压力p，能够通过作用于控制管线46的控制管线压力p执行打开操作的压力被叫做气动开关操作压力pset。

在电机驱动空气压缩机10的操作条件(控制管线压力p＜气动开关操作压力pset)中，通过电机驱动空气压缩机10的操作产生的压缩空气经由分离物冷却器20和空气干燥器30填充气罐40。

同时，在电机驱动空气压缩机10的空载条件(控制管线压力p＞气动开关操作压力pset)中，通过控制管线46的压力打开气动开关32，并且同时，将打开操作信号传送到变换器12，接收气动开关32的打开操作信号的变换器12中断电机驱动空气压缩机10的操作，作用于控制管线46的控制管线压力p通过双止回阀22的第一入口22-1并通过分离物冷却器20的排气口阀21排出到外部。

在此情况中，当控制管线压力p不起作用时，分离物冷却器20的排气口阀21关闭，并且当控制管线压力p起作用时，排气口阀21打开以与大气连通。

因此，在打开气动开关32的同时控制管线压力p通过双止回阀22的第一入口22-1之后，控制管线压力p作用于排气口阀21上，使得排气口阀21打开且控制管线压力p排出到外部。

进一步，在电机驱动空气压缩机10的空载条件中，控制器11控制电磁阀42，该电磁阀安装在空气回流管线44处以选择性地打开。

因此，在气罐40中填充的压缩空气的一些部分通过空气回流管线44的电磁阀42，通过双止回阀22的第二入口22-2，且然后通过分离物冷却器20的排气口阀21排出到外部，并且此时，来自气罐40的压缩空气的一些部分作用于排气口阀21上，并且排气口阀21由压缩空气的压力打开，使得异物(例如，作为电机驱动空气压缩机10的液压流体而蒸发的油成分、湿气，等等)可由通过排气口阀21排出的压缩空气的一些部分排放和去除。

同时，如上所述，在电机驱动空气压缩机10在电机驱动空气压缩机10的操作条件(控制管线压力p＜气动开关操作压力pset)中操作且压缩空气填充气罐40的同时，可能出现这样的情况：人为地关闭车辆的启动，使得关闭电机驱动空气压缩机10，或者由于异常操作(例如，电机驱动空气压缩机10的电机的过热，等等)的原因而关闭电机驱动空气压缩机10。

当在行驶过程中关闭电机驱动空气压缩机10时，在连接在电机驱动空气压缩机10和分离物冷却器20之间的空气填充管线13中、以及在连接在分离物冷却器20和空气干燥器20之间的空气填充管线14中存在残余压力。

然后，当电机驱动空气压缩机10再次操作时，由空气填充管线13和14中存在的残余压力在电机驱动空气压缩机10的电机上产生的电负载可导致电机驱动空气压缩机10不操作。

如上所述，当通过电机驱动空气压缩机10的操作而在气罐40中填充的空气的压力达到最大压力时，在控制管线46中产生压力。此时，当作用于控制管线46上的控制管线压力p等于或大于气动开关操作压力pset时，打开气动开关32。

随后，打开气动开关32，并且同时，将打开操作信号传送到变换器12，接收气动开关32的打开操作信号的变换器12中断电机驱动空气压缩机10的操作，并且作用于控制管线46上的控制管线压力p通过双止回阀22的第一入口22-1并通过分离物冷却器20的排气口阀21排出到外部。

如上所述，与中断电机驱动空气压缩机10的电机的操作一起，将应用于控制管线46的控制管线压力p通过分离物冷却器20的排气口阀21排出，即，执行所谓的残余压力去除，但是当控制管线压力p小于气动开关操作压力pset时，残余压力留在空气填充管线13和14中。

下面将参考图4详细地描述我们已发现的残余压力留在空气填充管线13和14中的现象。

图4举例说明了传统系统的气动开关32的开关周期、电机驱动空气压缩机10的电机的开关周期、以及气罐40和控制管线46的压力变化。

如上所述，在电机驱动排气装置10操作且在气罐40中填充压缩空气的同时，当出现手动地关闭电机驱动空气压缩机10或由于异常操作原因(例如，电机驱动空气压缩机10的电机的过热)而关闭电机驱动空气压缩机10的情况时，如由图4中的粗线和初始控制管线压力pi指示的，作用于控制管线46上的压力未上升到控制管线压力p(其是能够打开气动开关32的最大压力)，而是上升到一定水平以最终下降，使得对应于初始控制管线压力pi的压缩空气的残余压力留在空气填充管线13和14中。

如上所述，在电机驱动空气压缩机10操作且在气罐40中填充压缩空气的同时，当出现手动地关闭电机驱动空气压缩机10或由于异常操作原因而关闭电机驱动空气压缩机10的情况时，压缩空气的残余压力直接留在连接在电机驱动空气压缩机10和分离物冷却器20之间的空气填充管线13和连接在分离物冷却器20和空气干燥器30之间的空气填充管线14中。

因此，当电机驱动空气压缩机10在残余压力留在空气填充管线13和14中的状态中再次开始启动时，由于残余压力而对电机驱动空气压缩机10的电机增加电负载，使得可能存在不平稳地执行电机驱动空气压缩机10的初始操作的情况。

在此背景部分中公开的以上信息仅是为了增强对背景的理解，并且因此其可包含不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

在一个方面中，本公开提供一种用于去除电机驱动空气压缩机管理系统中的残余压力的系统和方法，其通过在电机驱动空气压缩机的随后操作之前简单地去除压缩空气的残余压力而允许电机驱动空气压缩机的连续平稳操作，即使在电机驱动空气压缩机的操作过程中在气罐中填充的压缩空气的残余压力根据电机驱动空气压缩机的关闭而保持。

在一个方面中，一种用于去除电机驱动空气压缩机管理系统中的残余压力的系统可包括：电机驱动空气压缩机；分离物冷却器，构造为初步去除由电机驱动空气压缩机产生的压缩空气的异物；空气干燥器，构造为二次去除从分离物冷却器流出的压缩空气的异物；气罐，压缩空气填充以待储存于气罐中；变换器，构造为执行电机驱动空气压缩机的开/关控制；以及控制管线，连接到空气干燥器的清洗罐，并且压缩空气的填充压力作用于控制管线上，其中，可通过压缩空气的最大填充压力打开的气动开关安装在控制管线处，空气回流管线可直接连接在气罐和分离物冷却器的排气口阀之间，并且可通过控制器的控制信号打开的电磁阀安装在空气回流管线处。

在另一方面中，一种用于去除电机驱动空气压缩机管理系统中的残余压力的方法可包括：在电机驱动空气压缩机操作的同时，开启电机驱动空气压缩机；由控制器检测在控制管线压力p小于气动开关操作压力pset的状态中关闭电机驱动空气压缩机；由控制器控制关闭安装在空气回流管线处的电磁阀，该空气回流管线将气罐连接到分离物冷却器的排气口阀；以及允许气罐中填充的压缩空气的一些部分沿着空气回流管线流动，并且同时，通过电磁阀，从而使压缩空气的一些部分作为压力作用于分离物冷却器的排气口阀上并打开分离物冷却器的排气口阀。

应理解，如本文使用的术语“车辆”或者“车辆的”或者其他类似术语包括一般的机动车辆，例如乘用车(包括运动型多用途车(suv)、公共汽车、卡车)、各种商用车、水运工具(包括各种船只和船舶)、飞机，等等，并包括混合动力汽车、电动汽车、插电式混合电动汽车、氢动力车辆及其他替代燃料车辆(例如，来自除了石油以外的资源的燃料)。如本文提到的，混合动力汽车是一种具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动车辆。

从本文提供的描述中，进一步的适用领域将变得显而易见。应理解，本描述和具体实例旨在仅为了说明的目的，而并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可很好地理解本公开，现在将参考附图描述通过实例给出的其各种形式，其中：

图1是举例说明了传统的电机驱动空气压缩机管理系统的结构图；

图2是举例说明了传统的电机驱动空气压缩机管理系统的操作的流程图；

图3是示出了气罐的压力变化的曲线图；

图4是示出了气动开关的开关周期、电机驱动空气压缩机的电机的开关周期、以及气罐和控制管线的压力变化的曲线图；

图5是举例说明了用于去除电机驱动空气压缩机管理系统中的残余压力的系统的结构图；以及

图6是举例说明了用于去除电机驱动空气压缩机管理系统中的残余压力的系统的操作的流程图。

应理解，附图并非必须按比例绘制，提供说明本公开的基本原理的各种特征的稍微简化的图示。如本文公开的具体设计特征，包括例如，具体的尺寸、方向、位置和形状，将部分地由特殊的预期应用和使用环境决定。

在图中，贯穿附图的几幅图，参考数字指的是本公开的相同的或等效的零件。

本文描述的附图仅是为了说明目的，并非旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是代表性的，并非旨在限制本公开、应用或使用。应理解，在这些图中，对应的参考数字指示相同的或对应的零件和特征。

图5是举例说明了根据本公开的用于去除电机驱动空气压缩机管理系统中的残余压力的系统的结构图，并且图6是举例说明了根据本公开的用于去除电机驱动空气压缩机管理系统中的残余压力的系统的操作的流程图。

一种根据本公开的用于去除电机驱动空气压缩机管理系统中的残余压力的系统包括：电机驱动空气压缩机10，用于产生在商用车的空气制动系统中使用的压缩空气；分离物冷却器20，用于初步去除异物(例如，作为电机驱动空气压缩机10的液压流体而蒸发的油成分、湿气，等等)并用于冷却压缩空气，因为由电机驱动空气压缩机10产生的压缩空气处于高温状态；空气干燥器30，用于以吸收方式二次去除从分离物冷却器20流出的压缩空气的异物(例如残余的油和湿气)；以及气罐40，压缩空气填充以待储存于该气罐中。

在此情况中，空气填充管线13连接在电机驱动空气压缩机10和分离物冷却器20之间，空气填充管线14连接在分离物冷却器20和空气干燥器30之间，并且空气填充管线15连接在空气干燥器30和气罐40之间。

电机驱动空气压缩机10通过接收经由变换器12的动力的功率来操作。

也就是说，当车辆开始启动并且车辆的控制器11将电池的功率应用于变换器12时，变换器12在电机驱动空气压缩机10上执行电压控制，使得执行电机驱动空气压缩机10的操作。

因此，通过电机驱动空气压缩机10的操作产生的压缩空气经由顺序地通过空气填充管线13、分离物冷却器20、空气填充管线14、空气干燥器30和空气填充管线15而填充以待储存在气罐40中，并且所储存的压缩空气用于应用于环保汽车等的空气制动器的操作。

同时，压缩空气的最大填充压力作用于其上的控制管线46连接到空气干燥器30的清洗罐31，并且在控制管线46处安装有在电机驱动空气压缩机10的空载条件中打开的气动开关32。

进一步，空气回流管线44直连接接在气罐40和分离物冷却器20的排气口阀21之间，在空气回流管线44处安装有电磁阀42。

更具体地，空气回流管线44直接连接在气罐40和分离物冷却器20的排气口阀21之间，并且在空气回流管线44处安装有根据控制器11的控制信号打开的电磁阀42。

下面将参考图5和图6及表1描述根据本公开的电机驱动空气压缩机管理系统的残余压力控制的操作流程和过程。

表1

如上所述，当车辆的控制器11在车辆开始启动的同时对变换器12施加电池的功率时，变换器12在电机驱动空气压缩机10上执行电压控制，并且从而开启电机驱动空气压缩机10以操作，并且通过电机驱动空气压缩机10的操作产生的压缩空气经由顺序地通过空气填充管线13、分离物冷却器20、空气填充管线14、空气干燥器30和空气填充管线15而填充以待储存在气罐40中。

因此，在电机驱动空气压缩机10的操作条件(控制管线压力p＜气动开关操作压力pset)中，由电机驱动空气压缩机10产生的压缩空气经由通过分离物冷却器20和空气填充管线13而在气罐40中填充，并且此时，将气动开关32和电磁阀42保持在断开状态，并且将分离物冷却器20的排气口阀21保持在关闭状态。

另一方面，在电机驱动空气压缩机10的空载条件(控制管线压力p＞气动开关操作压力pset)中，通过控制管线压力p打开气动开关32，并且同时，将打开操作信号传送到控制器11，接收气动开关32的打开操作信号的控制器11将用于中断电机驱动空气压缩机10的操作的指令传送到变换器12，变换器12关闭电机驱动空气压缩机10以中断其操作，控制器11打开电磁阀42，并且在气罐40中填充的压缩空气的一些部分通过空气回流管线44的电磁阀42，且然后作用于分离物冷却器20的排气口阀21上以打开排气口阀21。

此时，当分离物冷却器20的排气口阀21打开时，连接在电机驱动空气压缩机10和分离物冷却器20之间的空气填充管线13及连接在分离物冷却器20和空气干燥器30之间的空气填充管线14变成通过排气口阀21与大气连通的状态。

因此，留在连接在电机驱动空气压缩机10和分离物冷却器20之间的空气填充管线13及连接在分离物冷却器20和空气干燥器30之间的空气填充管线14中的压缩空气的残余压力，可通过排气口阀21排出到外部。

然而，如上所述，当手动地关闭电机驱动空气压缩机10或由于操作条件(控制管线压力p＜气动开关操作压力pset)中的异常操作原因而关闭电机驱动空气压缩机10，而不是在空载条件(控制管线压力p＞气动开关操作压力pset)中通过变换器12的关控制中断电机驱动空气压缩机10的操作时，压缩空气的残余压力留在连接在电机驱动空气压缩机10和分离物冷却器20之间的空气填充管线13以及连接在分离物冷却器20和空气干燥器30之间的空气填充管线14中。

然后，当电机驱动空气压缩机10再次操作时，通过空气填充管线13和14中存在的残余压力而在电机驱动空气压缩机10的电机上具有电负载，使得可能存在电机驱动空气压缩机10不平稳地操作的情况。

因此，提供本公开以在电机驱动空气压缩机10的后续操作(开)之前简单地去除压缩空气的残余压力，以允许电机驱动空气压缩机10总是平稳地操作。

为此，如上所述，仅将气动开关32安装在连接到空气干燥器30的清洗罐31的控制管线46处，并且具体地，电磁阀42安装于此的空气回流管线44直接连接在气罐40和分离物冷却器20的排气口阀21之间。

因此，在电机驱动空气压缩机10在操作条件(控制管线压力p＜气动开关操作压力pset)中操作的同时，当出现通过手动关闭车辆的启动来关闭电机驱动空气压缩机10或由于异常操作原因(例如，电机驱动空气压缩机10的电机的过热)而关闭电机驱动空气压缩机10的情况时，通过控制器11的控制信号暂时性地打开电磁阀42预定时段。

也就是说，在当电机驱动空气压缩机10操作的同时控制器11检测到控制管线压力p小于气动开关操作压力pset的状态中，当关闭电机驱动空气压缩机10时，控制器11控制电磁阀42暂时性地打开预定时段。

然后，在关状态中，通过控制器11的控制信号暂时性地打开电磁阀42预定时段，且然后再次关闭(见表1中的第四列)。

此时，当暂时性地打开电磁阀42时，在气罐40中填充的压缩空气的一些部分沿着空气回流管线44流动，并且同时，通过电磁阀42以用作分离物冷却器20的排气口阀21上的压力，使得排气口阀21变成打开状态。

同时，当分离物冷却器20的排气口阀21打开时，连接在电机驱动空气压缩机10和分离物冷却器20之间的空气填充管线13以及连接在分离物冷却器20和空气干燥器30之间的空气填充管线14变成通过排气口阀21与大气连通的状态。

因此，留在连接在电机驱动空气压缩机10和分离物冷却器20之间的空气填充管线13以及连接在分离物冷却器20和空气干燥器30之间的空气填充管线14中的压缩空气的残余压力，可通过排气口阀21排出到外部。

因此，当关闭电磁阀42时，由于来自气罐40的压缩空气的压力未作用于排气口阀21上，所以通过电磁阀42的关闭来关闭排气口阀21。

因此，去除空气填充管线13和14中存在的压缩空气的残余压力，使得即使电机驱动空气压缩机10再次操作，电机驱动空气压缩机10中包括的电机上的电负载也不增加，并且因此电机驱动空气压缩机10可总是平稳地操作。

如上所述，在电机驱动空气压缩机操作的同时，即使由于车辆启动的关闭而手动地关闭电机驱动空气压缩机或异常地关闭电机驱动空气压缩机，并且因此压缩空气的残余压力留在空气填充管线中，也可在电机驱动空气压缩机的后续操作之前简单地去除压缩空气的残余压力，使得电机驱动空气压缩机可总是平稳地操作。

第一，在空气压缩机操作的同时，即使由于车辆启动的关闭而手动地关闭空气压缩机或异常地关闭空气压缩机，并且因此压缩空气的残余压力留在空气填充管线中，也可在空气压缩机的后续操作之前简单地去除压缩空气的残余压力，使得空气压缩机可总是平稳地操作。

第二，可以阻止或防止空气压缩机中包括的电机由于因留在空气填充管线中的残余压力产生的过载而过热的现象。

第三，可以通过消除现有的电机驱动空气压缩机管理系统中包括的双止回阀来减少零件的数量和生产成本。

本公开的范围不限于本说明书，并且本领域技术人员使用本公开的基本概念设计的各种修改和改进进一步落在本公开的范围内。