JPS5943404 | PUMP OPERATING METHOD |
NÉMETH HUBA (DE)
TIHANYI VIKTOR (DE)
ADLER TAMAS (DE)
NEMETH HUBA (DE)
TIHANYI VIKTOR (DE)
DE102013113555A1 | 2015-06-11 | |||
DE102013101502A1 | 2014-08-14 | |||
DE102010024476A1 | 2011-12-22 | |||
DE102005010960A1 | 2006-09-28 | |||
DE102008009473A1 | 2009-08-20 | |||
DE102006023632A1 | 2007-11-22 | |||
DE102013114304A1 | 2015-06-18 | |||
DE102011107155A1 | 2013-01-17 |
PATENTANSPRÜCHE 1. Kompressorsystem für ein Nutzfahrzeug autweisend wenigstens einen Kompressor (5), wenigstens einen Elektromotor (3), der den Kompressor (5) antreibt, wenigstens eine Elektromotorsteuerungseinheit (2) und wenigstens eine Luftaufbereitungseinrichtung (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorsteuerungseinheit (2) derart beschaffen und eingeriefitet ist, dass sie den Elektromotor (3) und zumindest teilweise die Luftaufbereitungseinrichtung (40) steuert.. 2. Kompressorsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (5) ein Schraubenkompressor (5) ist. 3. Kompressorsystem nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» dass die Luftaufbereitungseinrichtung (40) ein Mehrkreisschutzventil und mehrere Druckluftspeicher (51 -54) aufweist. 4. Kompressorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorsteuerungseinheit (2) Signaleingänge (7) aufweist, die derart beschaffen und eingerichtet sind, dass sie zur Verarbeitung der Sensorsignale der Luftaufbereitungseinrichtung (40) dienen. 5. Kompressorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorsteuerungseinheit (2) Signalausgänge (9) aufweist, die derart beschaffen und eingerichtet sind, dass sie zur Ansteuerung von Aktuatoren der Luftaufbereitungseinrichtung (40) dienen. 6. Kompressorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorsteuerungseinheit (2) ein Drucküberwachungsregelmodul aufweist, das derart beschaffen und eingerichtet ist, dass mittels des Drucküberwachungsregelmoduls der Druck in der Luftaufbereitungseinrichtung (40) überwachbar und/oder regelbar ist. 7. Kompressorsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucküberwachungsregelmodul weiter derart beschaffen und eingerichtet ist, dass mittels des Drucküberwachungsregelmoduls der Druck in wenigstens einem weiteren Druckluftverbraucher des Nutzfahrzeugs überwachbar und/oder regelbar ist. 8. Kompressorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorsteuerungseinheit (2) ein Lufttrocknungsregelmodul aufweist, das derart beschaffen und eingerichtet ist, dass mittels des Lufttrocknungsregelmoduls die Lufttrocknungsfunktion in der Luftaufbereitungseinrichtung (40) überwachbar und/oder regelbar ist. 9. Kompressorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorsteuerungseinheit (2) ein Drehzahlregelmodul aufweist, das derart beschaffen und eingerichtet ist, dass mittels des Drehzahiregelmoduls die Drehzahl des Elektromotors (3) steuerbar und/oder regelbar ist. |
Kompressorsystem für ein utzfahrzeug Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kompressorsystem für ein Nutzfahrzeug umfassend wenigstens einen Kompressor, wenigstens einen Elektromotor und wenigstens eine Luftaufbereitungseinrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Luftaufbereitungssysteme für Nutzfahrzeuge bekannt.
Luftaufbereitungssysteme für Nutzfahrzeuge sind üblicherweise zusammengesetzt aus mehreren Hauptkomponenten wie Luftkompressor, Luftaufbereitungseinheit sowie mehreren Druckluftspeichern.
Die Anwendung von elektronischen Steuerungseinrichtungen für
Luftaufbereitungseinrichtungen (auf englisch: Electronic Control for Air Processing Units (E-APU)) in Nutzfahrzeugen existiert bereits für längere Zeit. Solche Systeme stellen eine Druckkontrolle, eine Lufttrocknungskontrolle und Kreislaufschutzfunktionen bereit.
Für die Druckkontrolle und die Kreisschutzfunktionalitäten benutzen diese Systeme unterschiedliche Drucksensoren um die Drucklevel zu kontrollieren und zu überwachen und dies in verschiedenen Kreisläufen des Druckluftsystems eines Nutzfahrzeuges. Mehrere Magnetventile werden verwendet um Regeneration und
Kompressorkontrollfunktionalitäten zu schaffen.
Die Steuerung für die Luftaufbereitungseinheit, die neben den genannten
Funktionalitäten besteht, kann in die sog. Luftaufbereitungseinheiten mit integriert werden.
Auch sind mehrere Systeme bekannt, bei denen die Steuerung für die
Luftaufbereitungseinheit nicht integriert ist, sondern bei denen diese als externe Lösung ausgebildet ist, so dass nur die Aktuatoren und Drucksensoren in der
Luftaufbereitungseinheit untergebracht sind.
Eine derartige Steuerungseinrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2011 107 155 A1 bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kompressorsystem für ein
Nutzfahrzeug der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass das Kompressorsystem für ein Nutzfahrzeug einfacher aufgebaut sein kann und effizienter ausgestaltet sein kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kompressorsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Kompressorsystem für ein Nutzfahrzeug wenigstens einen Kompressor, wenigstens einen Elektromotor, der den Kompressor antreibt, wenigstens eine Elektromotorsteuerungseinheit und wenigstens eine Luftaufbereitungseinrichtung aufweist, wobei die
Elektromotorsteuerungseinheit derart beschaffen und eingerichtet ist, dass sie den Elektromotor und zumindest teilweise die Luftaufbereitungseinrichtung steuert. Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, durch eine Funktionsintegration in der Eietromotorsteuerungseinheit sowohl die Steuerungsfunktionalität für den Kompressor als auch für die Luftaufbereitungseinrichtung in der Elektromotorsteuerungseinheit zu integrieren. Hierdurch wird es möglich, die bereits vorhandene leistungsfähige
Elektromotorsteuerungseinheit mit weiteren Funktionalitäten zu belegen, so dass eine weitere Steuerungseinheit für die Luftaufbereitungseinrtchtung wegfallen kann.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Kompressor ein Schraubenkompressor ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine effiziente und leistungsfähige
Druckluftbereitstellung mittels eines Schraubenkompressors möglich ist.
Schraubenkompressoren weisen insbesondere in neuen Anwendungsfeldern, wie
Hybrid-Nutzfahrzeugen, große Vorteile auf, da sie effizienter betrieben werden können als derzeitige Kompressoren, die davon ausgehen, dass das Antriebsaggregat des Nutzfahrzeugs ständig betrieben wird. Dies ist jedoch bei Hybrid-Nutzfahrzeugen nicht mehr der Fall.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Luftaufbereitungseinrichtung ein Mehrkreisschutzventil und mehrere Druckluftspeicher aufweist. Diese Funktionalitäten können ebenfalls durch die Elektromotorsteuerungseinheit mit überwacht und angesteuert werden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Elektromotorsteuerungseinheit
Signaleingänge aufweist, die derart beschaffen und eingerichtet sind, dass sie zur
Verarbeitung der Sensorsignale der Luftaufbereitungseinrichtung dienen. Mittels dieser Signaleingänge kann einfach erreicht werden, dass die Elektromotorsteuerungseinheit und die Luftaufbereitungseinrichtung miteinander kommunizieren können. Hierzu wird insbesondere vorgesehen, dass die Elektromotorsteuerungseinheit mit den
entsprechenden, normierten bzw. gernäß Industriestandard spezifizierten Anschlüssen bzw. Signalanschlüssen versehen wird.
Die Elektromotorsteuerungseinheit kann Signalausgänge aufweisen, die derart beschaffen und eingerichtet sind, dass sie zur Ansteuerung von Aktuatoren der Luftaufbereitungseinheit dienen. Somit wird es möglich, dass die
Luftaufbereitungseinrichtung entsprechend angesteuert werden kann, wobei bei den Aktuatoren insbesondere die Magnetventile oder sonstigen Ventile der
Luftaufbereitungseinrichtung anzusteuern sind. Ein effizienter Betrieb der
Luftaufbereitungseinrichtung wird hierdurch möglich.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Elektromotorsteuerungseinheit ein Drucküberwachungsregelmodul aufweist, das derart beschaffen und eingerichtet ist, dass mittels des Drucküberwachungsregelmoduls der Druck in der
Luftaufbereitungseinrichtung überwachbar und/oder regelbar ist. Hierdurch wird es möglich, die Luftaufbereitungseinrichtung in wesentlicher Funktionalität zu überwachen und zu regeln, nämlich im Hinblick auf den in der Luftaufbereitungseinrichtung vorherrschenden Druck und insbesondere den dort vorherrschenden Arbeitsdruck. Anhand dieser Überwachung wird es möglich, die Luftaufbereitungseinrichtung effizient und effektiv betreiben zu können und diese über die Elektromotorsteuerungseinheit mit ihrem Drucküberwachungsregelmodul entsprechend zu überwachen und zu regeln,
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Drucküberwachungsregelmodul weiter derart beschaffen und eingerichtet ist, dass mittels des
Drucküberwachungsregelmoduls der Druck in wenigstens einem weiteren
Druckluftverbraucher des Nutzfahrzeugs überwachbar und/oder regelbar ist. Dadurch wird es möglich, auch in weiteren Teilen des Druckluftsystems des Nutzfahrzeugs und nicht nur in der Luftaufbereitungseinrichtung eine entsprechende Überwachung und Regelung durch das Drucküberwachungsregelmodul der Elektromotorsteuerungseinheit bereitstellen zu können.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Elektromotorsteuerungseinheit ein Lufttrocknungsregelmodul aufweist, das derart beschaffen und eingerichtet ist, dass mittels des Lufttrocknungsregelmoduls die Lufttrocknungsfunktion in der
Luftaufbereitungseinrichtung überwachbar und/oder regelbar ist. Hierdurch wird es möglich, eine weitere wichtige Funktionalität der Luftaufbereitungseinrichtung
überwachen und regel zu können. Außerdem ist denkbar, dass die Elektromotorsteuerungseinheit ein Drehzahlregelmodul aufweist, das derart beschaffen und eingerichtet ist, dass mittels des
Drehzahlregelmoduls die Drehzahl des Elektromotors steuerbar und/oder regelbar ist. Über die Drehzahlregelung kann die Leistungsaufnahme des Elektromotors und auch der Betrieb des Elektromotors entsprechend gesteuert und auch eingeregelt werden. Dies kann belastungsgerecht und unmittelbar erfolgen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Luftaufbereitungseinrichtung für ein
Nutzfahrzeug; und Fig. 2 eine perspektivische Anordnung auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
1. Flg. 1 zeigt eine schematische Zeichnung eines Nutzfahrzeugluftaufbereitungssystems mit einem Kompressor 5, der durch einen Elektromotor 3 angetrieben wird.
Der Antrieb des Kompressors 5 über den Elektromotor 3 erfolgt über eine gemeinsame Antriebswelle 4 und eine Elektromotorsteuerungseinheit 2. Alle diese Komponenten sind in einem gemeinsamen Gehäuse 1 angeordnet.
Bei dem Kompressor 5 handelt es sich um einen Schraubenkompressor 5.
Darüber hinaus ist die Luftaufbereitungseinheit 40 vorhanden, die ein
Mehrkreisschutzventil und mehrere Druckluftspeicher 51-54 mit eingespeicherter Druckluft 21-24 aufweist.
Der Kompressor 5 erhält Umgebungsluft durch die Ansaugleitung 30 und der Auslass ist verbunden mit der Luftaufbereitungseinheit 40 über eine Luftauslassleitung 31.
In der Elektromotorsteuerungseinheit 2 sind die folgenden Bestandteile integriert:
Die Kontrolleinheit 10 für die Luftaufbereitungseinrichtung 40 (A. 10) und die
Kontrolleinheit 10 für den Frequenzeinheitumrechner 6 für den Elektromotor 3, die mit einander verbunden sind über eine elektrische Kontrollleitung 30.
Der Frequenzumrechner 6 hat einen Energieanschluss 1 1 und sein Ausgang ist verbunden mit dem Elektromotor 3 über eine entsprechende elektrische Leitung 12. Die Elektromotorsteuerungseinehit 2 ist ausgestattet mit entsprechenden
Signaleingängen 7 (analoge Signaleingänge 7) für die Drucksensorensignalaufnahme und die Anschlüsse zu den Magnetventilen 9, um in der Lage zu sein, alle Funktionen der Luftaufbereitungseinheit 40 zu überwachen und auch die Tätigkeit der verschiedenen pneumatischen Verbraucher 50 des Nutzfahrzeugs.
Die analogen Signaleingänge 7 der Elektromotorsteuerungseinheit 2 sind mit der Luftaufbearbeitungseinrichtung 40 über elektrische Anschlüsse 60 verbunden.
Gleiches gilt für die Ventilantriebe 9, die ebenfalls entsprechend verbunden sind über Anschlussleitungen 61 . Die integrierte Steuerungseinheit 2 ist in der Lage, den Frequenzumrechner 6 des Elektromotors 3 zu kontrollieren und anzusteuern und auch sämtliche Funktionen der Luftaufbereitungseinrichtung 40, wozu die Signaleingänge 7 und Signalausgänge 9 verwendet werden. Mithilfe dieser Anschlüsse 7 und 9 wird es möglich, die Drucksituation in der
Luftaufbereitungseinrichtung 40 und die Lufttrocknungsfunktion entsprechend kontrollieren zu können.
Darüber hinaus ist es möglich, den Fahrzeugstatus, den Elektromotorstatus und auch den Luftaufbereitungsstatus entsprechend zu überwachen und eine entsprechende Drehzahl an den Elektromotor 3 abzugeben, um eine optimale und bestmögliche Betriebscharakteristik für den Kompressor 5 bereitstellen zu können.
Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht das in Fig. 1 gezeigte
Nutzfahrzeugluftaufbereitungssystem mit dem Kompressor 5, der durch den
Elektromotor 3 angetrieben wird.
Weiter ist in Fig. 2 die Luftaufbereitungseinheit 40 sowie die zugehörige (Druckluft- )Luftversorgungsleitung 64 gezeigt.
Die Elektromotorsteuerungseinheit 2 ist dabei direkt auf dem Elektromotor 3 angeordnet. Die Elektromotorsteuerungseinheit 2 weist dabei zwei Datenkabelanschlüsse 2a und 2b auf.
Weiter ist ein Stromanschluss 2c vorgesehen.
Außerdem weist die Elektromotorsteuerungseinheit 2 einen Anschluss 2d zur
Verbindung mit z.B. dem CAN-Bus eines Nutzfahrzeugs auf.
Am Datenkabelanschluss 2a ist ein erstes Datenkabel 62 angeschlossen.
Mittels des Datenübertragungskabels 62 ist die Elektromotorsteuerungseinheit 2 mit dem Elektromotor 3 in Signalverbindung.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Datenübertragungskabel 62 mit einem
Öllevelsensor des Schraubenkompressors 3 verbunden und dient zur Übertragung von Öllevelsensordaten an die Elektromotorsteuerungseinheit 2.
Am Datenkabelanschluss 2a ist ein zweites Datenkabel 63 angeschlossen. Auch mittels des Datenübertragungskabels 63 ist die Elektromotorsteuerungseinheit 2 mit dem Elektromotor 3 in Signalverbindung.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Datenübertragungskabel 63 mit einem
Temperatursensor des Schraubenkompressors 3 verbunden und dient zur Übertragung von Temperatursensordaten an die Elektromotorsteuerungseinheit 2
Grundsätzlich können über die Datenübertragungskabel auch weitere Sensoren mit der Elektromotorsteuerungseinheit 2 verbunden und entsprechende Betriebsdaten des Schraubenkompressors 3 übertragen werden.
Des Weiteren ist die Elektromotorsteuerungseinheit 2, die integraler Bestandteil des Elektromotors 3 ist, über den Anschluss mit dem Datenbus 66 des Nutzfahrzeugs verbunden. Bei dem Datenbus 86 handelt es sich hier im gezeigten Ausführungsbeispiel um einen CAN-Bus, der der CAN-Bus des Nutzfahrzeugs ist. Die Kommunikation zwischen der Elektromotorsteuerungseinheit 2, die Bestandteil des Elektromotors 3 ist, und der Luftaufbereitungseinheit 40 erfolgt somit über den CAN-Bus 66.
Die Luftaufbereitungseinheit 40 weist einen Anschluss 40a zum Anschluss an den CAN- Bus 66 auf.
Durch die Nutzung des CAN-Bus 66 wird erreicht, dass die Signalübertragung weniger störanfällig ist und auch weniger Störsignale auftreten können, Insbesondere kann mit deutlich kürzeren Leitungen zur Signalübertragung von der Elektromotorsteuerungseinheit 2 zum CAN-Bus 66 und vom CAN-Bus 66 hin zur Luftaufbereitungseinheit 40 gearbeitet werden, wodurch eine Funktionsintegration und auch eine Nutzung der bestehenden ohnehin vorhandenen
Signalübertragungsinfrastruktur des Nutzfahrzeugs möglich wird.
Wie dies aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist, sind der Elektromotor 3, der
Schraubenkompressor 5 und auch die Luftaufbereitungseinheit 40 eigenständige
Einheiten. Allerdings werden durch die Elektromotorsteuerungseinheit 2 des Elektromotors 3 sowohl der Elektromotor 3 als auch die Luflaufbereitungseinheit 40 angesteuert,
Es erfolgt somit eine Funktionsintegration der Steuerung und Regelung für den
Schraubenkompressor 5 und die Luftaufbereitung 40 in der Steuerungseinheit 2 des Elektromotors 3, die ohnehin mit einer leistungsstarken Steuerungs- und
Regelungseinheit versehen sein muss. Somit können teure Elektronikkomponenten eingespart werden, nämlich hier insbesondere im Bereich des Schraubenkompressors 5, aber auch im Bereich der
Luftaufbereitungseinheit 40. Durch die Nutzung des Signalübertragungsbusses, hier des CAN-Bus 86, wird weiter eine besonders vorteilhatte Signalübertragung für die Ansteuerung der
Luftaufbereitungseinheit 40 durch die Elektromotorsteuerungseinheit 2 ermöglicht.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Gehäuse
2 Elektromotorsteuerungseinheit
2a Datenkabelanschluss
2b Datenkabelanschluss
2c Stromanschluss
2d Anschluss
3 Elektromotor
4 Antriebswelle
5 Kompressor
6 Frequenzeinheitumrechner
7 Signaleingänge
9 Magnetventil
10 Kontrolleinheit
11 Energieanschluss
12 elektrische Leitung
21 Druckluft
22 Druckluft
23 Druckluft
24 Druckluft
30 Ansaugleitung / Kontrollleitung
31 Luftauslassleitung
40 Luftaufbereitungseinheit
40a Anschluss
50 pneumatischer Verbraucher
51 Druckluftspeicher
52 Druckluftspeicher
53 Druckluftspeicher
54 Druckluftspeicher
60 elektrische Anschlüsse
61 Anschlussleitungen Datenübertragungskabel
Datenübertragungskabel
(Druckluft-)Luftversorgungsleitung Datenbus, CAN-Bus