用于调节体积流量的方法和用于仿真液体回路的试验台技术

一种用于调节体积流量的方法和一种用于实施所述方法的具有液体回路的试验台。泵和节流阀在液体回路中串联连接，并且根据液体的体积流量的理论值调节节流阀的开口宽度，以便借助开口宽度确定泵的关于压差记录体积流量的特性曲线。在确定特性曲线之后这样调节泵的压差，使得所述体积流量相当于体积流量的理论值。

【技术实现步骤摘要】
用于调节体积流量的方法和用于仿真液体回路的试验台
本专利技术涉及一种用于温度调节的液体回路并且特别是涉及一种具有用于仿真温度调节的液体回路的试验台。
技术介绍
嵌入式系统是由终端用户通常不可重新编程的计算机系统，所述计算机系统固定安装在装置中，以便在所述装置中进行控制、调节或监控。通常，嵌入式系统以紧凑的、独立的单元的形式制造，所述嵌入式系统通过接口与装置通信(所述嵌入式系统安装在所述装置中)并且于是也称为电子控制器。许多嵌入式系统例如在汽车制造中、在航空和航天飞行中以及在工业机器人的控制中承担与安全相关的任务。在批量生产相应的系统之前，就无缺陷的功能方面耗费地检验在这样的嵌入式系统上存储的软件。一种为此确立的方法是硬件在环仿真。在此，有实时能力的仿真计算机或简称HIL(HardwareintheLoop)与以下称为试验件的要测试的嵌入式系统连接，并且设置用于以硬实时运行用于仿真试验件的环境的软件模型。HIL借助软件模型来计算用于试验件的输入数据、例如仿真的传感器值，并且将所述输入数据经由试验件的数据输入端提供给试验件。反过来，HIL从试验件的数据输出端读取试验件的输出数据、例如用于执行器的控制信号并且借助软件模型处理所述输出数据。试验件因而在很大程度上虚拟的环境中工作并且能在所述环境中无危险地并且以可重复的方式被测试。通常，HIL也以试验台的形式构造并且于是除试验件本身之外还包含物理的、即非虚拟的其他组件，所述组件同样与仿真计算机相互作用。所述其他的物理的组件尤其可以是由试验件操控的组件、例如马达、被调节的减震器或制动系统。
技术实现思路
本专利技术涉及以下特殊情况，即，在应安装批量生产的嵌入式系统的最终产品中，设置通过液体回路对嵌入式系统的冷却、加热或温度调节。用于仿真试验件的环境的软件模型在该情况下包含对液体回路的仿真。为了正确地再调节温度对试验件的物理作用，HIL需要用于调节试验件温度的装置，以便将试验件的实际温度适配于软件模型的预给定，理想地以自身的液体回路的形式，以便实际地模拟在最终产品中的嵌入式系统的环境。必须设置液体回路，以便精确模拟借助软件模型计算出的预给定，即除了液体的温度之外，液体的体积流量也必须能在尽可能宽的区间上被准确调节。但由现有技术已知的液体回路没有设置针对其体积流量的这样的调节。在该背景下，本专利技术的任务是，描述一种拓展现有技术的用于调节液体回路的体积流量的方法，所述方法在宽的数值范围上能够实现体积流量的对于硬件在环仿真的要求足够准确的调节。本专利技术的任务尤其是，描述一种具有用于影响试验件温度的液体回路的试验台，所述试验台在宽的数值范围上能够实现液体回路的不仅温度而且体积流量的对于硬件在环仿真的要求足够准确的调节。该任务通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求8的特征的试验台解决。从属权利要求的技术方案是本专利技术的有利的实施方案。因此，本专利技术的主题是：一种用于调节含有液体的第一液体回路的体积流量的方法，其中在所述第一液体回路中泵和节流阀串联连接。根据体积流量的理论值，调节节流阀的开口宽度、尤其是节流阀内的流动横截面积。通过调节节流阀的开口宽度来影响泵的特性曲线，所述特性曲线关于泵的压差记录通过泵或在所述第一液体回路中的体积流量。在将节流阀调节到一个开口宽度并且由此调节泵的一条特性曲线之后，这样调节泵的压差，使得在所述第一液体回路中的体积流量相当于体积流量的理论值。泵的压差指的是在泵的两侧通过泵形成的压差并且因此指的是经在整个第一液体回路上所下降的压差。因此，通过操控泵的泵功率原则上可调节压差。本专利技术的优点是，本专利技术就可调节性的精度方面在宽的数值范围上改善体积流量的可调节性。泵的特性曲线——如其在以上所定义的那样——在理想化的条件下是按照以下公式的根函数：(A：流动的横断面积，D：液体的密度，P：动态的压力或压差。)在确定的特性曲线中，通过操控压差对体积流量的足够准确的调节只在压差的窄的数值区间内是可能的，在该数值区间内，特性曲线的变化过程既不过于陡峭也不过于平缓。但通过调节节流阀的开口宽度可能的是，改动横断面积A并且从理论上无限多条特性曲线中选取具有对于体积流量的当前的理论值有利的变化过程的特性曲线。给出的公式通常仅近似地适用，尤其是因为在节流阀内可能是紊流的流动。但所述特性曲线也在切合实际的假定下近似描述根函数。本专利技术的另一个优点是，本专利技术在宽的数值范围上在小压差的情况下能够实现体积流量的调节并且以这种方式提高试验台的安全性。在确定的特性曲线中，泵由于根函数的逐渐平坦的变化过程必须在体积流量的理论值较大的情况下构建高的压差，以便将体积流量适配于预给定。试验台的软管快速到达其负荷极限，这首先鉴于液体的可能高的温度是危险的。按照本专利技术的试验台连续以显著低于1bar的压差工作。由此排除了导管的由压力决定的破裂。如果尽管在试验台的液体导管上出现损坏或漏的位置，但仍没有产生由热液体形成的宽水柱。节流阀的开口宽度优选这样调节，使得不超过压差的临界值。特别优选地，临界值不高于1bar、0.5bar或0.3bar。此外优选这样调节的开口宽度，使得压差的理论值的特性曲线的一阶导数具有用于通过调节压差来调节体积流量有利的值。这表示，在对应于体积流量的理论值的压差的位置上，特性曲线的一阶导数应该具有适度的值，即，特性曲线因此既不过于平缓也不过于陡峭地伸展，以便在上述位置上能够实现体积流量的准确的调节。特别有利地，节流阀的开口宽度从预先定义的、尤其是以数字列表形式存储的开口宽度的选择中选取。为此在一种示例性的实施方式中，将体积流量的设置的数值区间分解成多个足够小的子区间，对于每个子区间通过测量确定一条特性曲线，所述特性曲线在整个相应的子区间内具有按照上述定义的有利的变化过程，即，所述特性曲线的一阶导数在整个相应的子区间内在不超过压差的临界值的情况下具有对于体积流量的调节有利的值，并且记下节流阀的相应于每个子区间所确定的特性曲线的开口宽度。以这种方式构建表格，所述表格给每个子区间配设节流阀的一种开口宽度。所述表格作为数字表格存储在试验台中。借助所述表格，对于体积流量的理论值读取节流阀的开口宽度并且按照读取的开口宽度调节节流阀。在一种此外有利的设计方案中，借助多个珀耳帖元件调节液体的温度。通过使在珀耳帖元件上施加的电压反向，珀耳帖元件可用于不仅加热而且冷却液体，并且可以通过缩放或脉宽调制所施加的电压以简单的方式调节珀耳帖元件的加热或冷却功率。由此，珀耳帖元件良好适用于安装在HIL中，因为典型的HIL原始设置用于也以高的功率输出模拟的和脉宽调制的电信号。此外优选地，借助软件模型由处理器计算体积流量的理论值和温度的理论值。特别优选地，处理器安装在仿真器、尤其是安装在HIL中，其中节流阀、泵和所述多个珀耳帖元件由仿真器操控并且借助所述第一液体回路来影响试验件温度。本专利技术的主题此外是一种用于仿真用于温度调节的液体回路的试验台，所述试验台具有含有液体的第一液体回路以及泵和节流阀，它们在所述第一液体回路中串联连接，并且所述试验台设置用于，实施按照权利要求1至7之一所述的方法，其中尤其是所述试验台设置用于，接纳试验件并且借助所述第一液体回路影响试验件温度。优选地，用于液体的存储容器不仅结合到第一液体回路本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于调节含有液体的第一液体回路的体积流量的方法，在所述第一液体回路中泵和节流阀串联连接，其特征在于，根据液体的体积流量的理论值这样调节节流阀的开口宽度，使得关于泵的压差记录体积流量的特性曲线的一阶导数具有用于通过调节压差来调节体积流量的有利的值，并且这样调节泵的压差，使得所述体积流量相当于体积流量的理论值。

【技术特征摘要】
2016.07.01 DE 102016112093.61.用于调节含有液体的第一液体回路的体积流量的方法，在所述第一液体回路中泵和节流阀串联连接，其特征在于，根据液体的体积流量的理论值这样调节节流阀的开口宽度，使得关于泵的压差记录体积流量的特性曲线的一阶导数具有用于通过调节压差来调节体积流量的有利的值，并且这样调节泵的压差，使得所述体积流量相当于体积流量的理论值。2.按照权利要求1所述的方法，其中，这样调节开口宽度，使得压差不超过预先定义的临界值，尤其是其中所述临界值不高于1.0bar、0.5bar或0.3bar。3.按照权利要求1或2之一所述的方法，其中，从开口宽度的预先定义的选择中选取所述开口宽度。4.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，借助多个珀耳帖元件调节液体的温度。5.按照权利要求4所述的方法，其中，由处理器借助软件模型计算体积流量的理论值和温度的理论值。6.按照权利要求5所述的方法，其中，处理器安装在仿真器中、尤其是安装在硬件在环仿真器中，所述仿真器操控节流阀、泵和所述多个珀耳帖元件并且借助所述第一液体回路来影响试验件温度。7.用于仿真用于温度调节的液体回路的试验台，其中，所述试验台具有含有液体的第一液体回路并且在所述第一液体回路中泵和节流阀串联连接，其特征在于，试验台设计用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·法伊克尔，
申请(专利权)人：帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE