CN112203913A - 车辆的空气制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气制备装置，具有电子控制单元(17)，用于对车辆的至少一个消耗器回路(6‑12)供应经干燥的系统空气，所述空气制备装置包括：空气干燥器单元(1)，用于干燥由能气动切换的压缩机(2)产生的压缩空气，所述空气干燥器单元对所述至少一个消耗器回路(6‑12)供应经干燥的压缩空气；连接在所述控制单元(17)上并且被电操控的压缩机控制阀(16)，用于通过气动切换接口(14)基于系统压力测量值来接通和关断所述能气动切换的压缩机(2)，所述系统压力测量值由至少一个压力传感器(22a‑22c)求取并作为输入信号传送给所述电子控制单元(17)，其中，设有气动预控的另外的压缩机控制阀(23)，用于冗余的气动压缩机操控，所述另外的压缩机控制阀在控制输入端(24)处被系统压力或与其成比例的压力加载，以便在所述系统压力降低到低于下极限值之后通过操控所述气动切换接口(14)来接通所述压缩机(2)。

Description

车辆的空气制备装置
技术领域
本发明涉及一种具有电子控制单元的空气制备装置，用于为车辆、优选商用车的至少一个消耗器回路供应经干燥的系统空气，该空气制备装置包括：空气干燥器单元，用于干燥由能气动切换的压缩机产生的压缩空气，该空气干燥器单元通过至少一个溢流阀为至少一个消耗器回路供应经干燥的压缩空气；连接在控制单元上的电磁再生阀，该电磁再生阀将经干燥的压缩空气沿着再生路径穿过空气干燥器单元导回，用于使空气干燥器单元再生；和同样连接在控制单元上的电磁压缩机控制阀，用于通过气动切换接口基于系统压力测量值接通和关断能气动切换的压缩机，所述系统压力测量值由至少一个压力传感器求取并作为输入信号输送给电子控制单元。本发明还涉及一种具有至少一个气动消耗器回路、例如行车制动回路的商用车，该气动消耗器回路通过这种空气制备装置来进行压缩空气供应。
背景技术
本发明的应用领域主要涉及商用车，所述商用车通常具有多个气动消耗器回路，以便运行气动运行的系统(其优选地包括行车制动器和驻车制动器)以及用于车辆悬架和诸如此类的空气弹簧系统。为了对消耗器回路供应压缩空气，应提供经干燥的压缩空气，该压缩空气借助压缩机生成，然后在此处利用感兴趣类型的空气制备装置被干燥，之后在存储容器中提供经干燥的压缩空气用于进一步使用。现代的电子空气制备装置(所谓的EAC)具有电子控制单元，该电子控制单元处理集成的传感装置的压力测量信号，尤其还用于测量所产生的系统压力，以便由此操控电磁多通阀，该电磁多通阀根据不同运行模式在空气制备装置内控制用于输送阶段的压缩空气路径和用于再生阶段的压缩空气路径。由压缩机输送的含油和含水的压缩空气被EAC过滤和清洁。
在输送阶段中，由压缩机产生的压缩空气通过空气干燥器单元被干燥，然后通过(例如多回路保护阀的形式的)溢流阀提供给不同的消耗器回路。
在再生阶段中，经干燥的压缩空气的一部分经由空气制备装置的再生路径穿过空气干燥器单元流回，以便将湿气从包含在其中的干燥颗粒中去除，使得空气干燥器单元再次被再生用于后续的输送阶段。
由DE 10 2011 011 628 A1已知一种所属类型的空气制备装置，该空气制备装置以所需的压力水平并以正确的充注顺序将压缩空气分配给商用车的不同消耗器回路。为此，电子空气制备装置根据系统压力接通或关断能气动切换的压缩机。系统压力通过电子压力传感器来测量。如果达到系统压力的上阈值(称为“切断压力”)，则通过空气制备装置的压缩机控制接口气动地关断压缩机，其方式是，对压缩机控制接口加载压缩空气。如果在空气消耗之后达到了系统压力的下阈值(称为“接通压力”)，则接通压缩机，其方式是，空气制备装置的压缩机控制接口被排气。在随后的输送阶段中，系统压力再次上升，直到达到切断压力。在需要时或者以固定的时间间隔，在前述再生阶段的范围中使用所产生的和经干燥的压缩空气的一部分，用于对空气干燥器单元除湿。为了接通和关断压缩机以及为了开始再生阶段，在空气制备装置的范围内设置配属的电磁多通阀，这些电磁多通阀通过电子控制单元依据传感器信号来运行。在有缺陷的情况下，各个消耗器回路由电子空气制备装置彼此保险，从而提供足够的辅助制动作用来制动商用车。如常见那样，在该现有技术中，电气操控也主导对多通阀的气动操控。因此，该解决方案包含：在电气备用系统中还提供空气制备的完整功能。但是，这在由于在有效范围内存在错误的传感器值而不关断电子控制装置的情况下(即进入备用模式)不会起作用。
发明内容
因此，建议一种用于电子和机电器具的改变的安全性考虑。在传统的电子空气制备装置中(例如由于泄漏)实际系统压力可能强烈下降，以致于不再能够在所有情况下都保证对商用车的辅助制动作用。在特定的故障情景下，可能会出现电压力传感器给出错误的过高测量值的情况，该测量值处于接通压力和关断压力之间。然而由于测量值高于接通压力，压缩机没有被激活。系统压力可能下降到不再能够保证对商用车的辅助制动作用的水平。这种传感器功能故障还导致可能未对商用车的驾驶员发出关于该潜在危险状况的警告。
因此，本发明的任务是，进一步改进根据所属类型的电子空气制备装置，使得即使在传感器功能故障的情况下也不会损害对车辆的辅助制动作用。
该任务从根据权利要求1前序部分的空气制备装置出发结合其表征的特征来解决。下面的从属权利要求给出了本发明的有利扩展方案。
本发明包括以下技术理论：按照基本原理的电子空气制备装置包括冗余的气动压缩机操控装置，在该气动压缩机操控装置中设有气动预控的另外的压缩机控制阀，该另外的压缩机控制阀在控制输入端处被系统压力或与其成比例的压力加载，以便在系统压力降低到低于一更低地限定的下极限值之后通过操控气动切换接口来接通压缩机。在此，通过所述另外的压缩机控制阀实现的该接通相对于通过由电子控制单元操控的电磁压缩机控制阀实现的接通冗余地进行。
根据本发明的解决方案的优点尤其在于，由于冗余的气动压缩机操控，即使在存在传感器功能故障时也引起压缩机的接通，这导致电子控制单元能够不再识别亚临界(unterkritisch)的系统压力状态。通过气动冗余保证了系统压力的重新补足，从而在在此强调的故障情况下也可以维持对商用车的辅助制动作用。
根据本发明的一种优选实施方式提出，压缩机在其气动切换接口被排气时以实现反向切换的方式接通，并且压缩机在其气动切换接口被加压时关断。为此目的，另外的压缩机控制阀优选构造为NO构造形式(NO＝常开，Normal Open)的气动预控的2/2换向阀，只要系统压力未达到下阈值，则该2/2换向阀就处于截止位态中。阈值通过弹簧力的调整来设定，该弹簧力反作用于气动控制压力，并且在在此感兴趣的单稳态多通阀的情况下充分已知。
在该优选实施方式的范围内提出，所述另外的压缩机控制阀将用于压缩机的气动切换接口与空气制备装置上的排气接口连接，用于接通压缩机。由此，用于压缩机的切换压力下降到大气压水平，这导致在压缩机接通时系统压力提高。反之设置，所述另外的压缩机控制阀优选地将用于压缩机的气动切换接口相对于排气接口截止，用于关断压缩机。由此，升高的系统压力作用到用于压缩机的切换接口上，直至系统压力的压力水平允许压缩机关断。
在电子空气制备装置通过电子控制单元进行的正常运行范围内，在系统压力的上阈值以上也通过用于压缩机操控的电子气动换向阀来截止用于排气的连接。相应于电子空气制备装置的调节策略，可以在低于接通压力或者说达到切断压力时通过操纵相应的电磁多通阀来以电子方式接通或关断压缩机。
在出现系统压力急剧下降但电气压力传感器正常工作的故障情况下，识别出压力损失，并且电子控制单元通过配属的电磁换向阀将压缩机接通。另外，商用车的驾驶员获得关于制动压力过低的警告通知。但是，在上面列出的带有错误地进行测量的压力传感器的故障情景下，系统压力未被察觉地下降到下阈值以下，在该下阈值的情况下电子控制单元实际上必须触发对压缩机的接通。但是取而代之地在气动冗余中，气动预控的另外的压缩机控制阀会切换回到其基本位置中。由此，使压缩机的气动控制接口排气，使得尽管如此压缩机仍被接通并且因此再次提高系统压力。
为了避免电子控制单元相对于冗余的气动控制装置的切换冲突，根据一个改进本发明的措施提出，所述另外的压缩机控制阀的切换压力也应处于通过电子控制单元电控制的切换压力以下，用于通过电磁压缩机控制阀来接通压缩机，从而电子控制装置自动地优先于冗余的气动控制装置。
除了操控能气动切换的压缩机之外，在此感兴趣类型的空气制备装置还实现空气干燥器单元的再生。在该范围内提出，再生阀构造为电磁多通阀，该电磁多通阀根据电子控制单元被操控，以便将空气制备单元从输送运行切换到再生运行。如果空气制备装置处于再生运行中，则布置在再生路径中的排气阀优选将压缩机的输入侧连接线路与排气接口连接，其中，该排气阀通过与压缩机的气动切换接口连接被气动预控。替代于此地，如果空气制备装置处于再生运行中，则布置在再生路径中的排气阀也可以将压缩机的输入侧连接线路与排气接口连接，其中，排气阀通过与电磁再生阀的工作接口连接被气动预控。该第二实施变型相对于第一实施变型的优点在于更节能。
附图说明
下面，参照附图与对优选实施例的描述一起更详细地示出改进本发明的进一步措施。附图示出：
图1第一实施方式中的电子空气制备装置的气动回路图，和
图2第二实施方式中的电子空气制备装置的气动回路图。
具体实施方式
根据图1，电子空气制备装置包括空气干燥器单元1，用于干燥通过能气动切换的压缩机2产生的压缩空气。由压缩机2产生的压缩空气在输入侧通过压缩机接口3被传送给电子空气制备装置。在它旁边存在并行的外部充注接口4，该外部充注接口在维护的情况下可以被加载静态地产生的压缩空气，从而在这种情况下不必使压缩机2运行。
被空气干燥器单元1经干燥的压缩空气通过止回阀5作为系统压力被输送给多个消耗器回路。在该实施例中，作为消耗器回路适用的是：用于商用车前轴的行车制动器，该行车制动器可以通过消耗器回路接口6连接；用于商用车后轴的行车制动器，该行车制动器可以通过消耗器回路接口7连接；用于商用车挂车的行车制动器，该行车制动器可以通过消耗器回路接口8连接；以及传动装置接口9、空气弹簧接口10、气动辅助器具接口11和驻车制动接口12。
用于消耗器回路的上述接口通过各种相应配属的溢流阀13a至13f被保险。
除了用于消耗器回路的上述接口之外，电子空气制备装置还具有气动切换接口14，用于通过压缩机2的气动切换输入端15来接通和关断该压缩机。通过电磁压缩机控制阀16对气动切换接口14进行操控，该电磁压缩机控制阀由电子控制单元17操控，用于接通和关断压缩机2。另外，电子控制单元17也用于操控连接在其上的电磁再生阀18，该电磁再生阀将经干燥的压缩空气沿着再生路径穿过空气干燥器单元1导回，用于使空气干燥器单元1再生。
为了沿着输送路径产生经干燥的压缩空气，由压缩机2产生的压缩空气通过压缩机接口11到达空气干燥器单元1。空气干燥器单元1包含干燥剂，该干燥剂将湿气从压缩空气中去除并且将经干燥的压缩空气经由止回阀5导入系统压力线路19，从该系统压力线路出发对不同的消耗器回路供应经干燥的压缩空气。在此，消耗器回路中的一部分通过高压切换阀20被加载。
如果在达到上压力阈值之后通过气动切换接口14切断压缩机2，则可以根据电子控制单元17对位于空气干燥器单元1中的干燥剂进行再生。为此将再生阀18激活，该再生阀由引导系统压力的压力线路19’馈送经干燥的压缩空气并且在切换状态下将该经干燥的压缩空气经由止回阀20与输送方向相反地引导通过空气干燥器单元1，以便再次对干燥剂除湿。然后，沿着另外的再生路径从干燥器单元1中流出的压缩空气经由被切换的排气阀21和排气接口27被排出到大气中。
压缩机控制阀16配属有多个压力传感器22a-22c，其中，电子控制单元17测量在溢流阀13a、13b和13c下游作用的系统压力值，并且在输送阶段中在达到上阈值时激活压缩机控制阀16，用于通过气动切换接口14关断压缩机2。为此目的，在压缩机控制阀16的切换位态中对气动切换接口14加载从压力线路19’取得的系统压力。为了关断压缩机2，使气动切换接口14排气。
相对于这种电子压缩机操控装置冗余的气动压缩机操控装置使用气动预控的压缩机控制阀23。压缩机控制阀23的控制输入端24与引导系统压力的压力线路19’连接，从而在系统压力下降到低于下极限值之后可以通过操控气动切换接口14来接通压缩机2。为此，压缩机控制阀23在所示切换位态中将压缩机2的气动切换接口14与大气连接，即，将该气动切换接口排气。
在该实施例中，压缩机控制阀23构造为NO构造形式的气动预控的2/2换向阀，并且只要系统压力未达到下阈值，就处于截止位态中。由此，在还有足够系统压力的情况下避免压缩机2接通。压缩机控制阀23的切换压力处于通过控制单元17电控制的电磁压缩机控制阀16的切换压力以下，从而电子控制自动地优先于冗余的气动控制。因此，在传感装置可能根据开头描述的故障情景失效的情况下，冗余的气动控制仅起到压缩机2的一种紧急接通作用。
布置在空气制备装置的再生路径中的前述排气阀21经由其控制输入端26通过与压缩机2的气动切换接口14连接而被在此作用的压力激活。如果有压力作用在气动切换接口14上用以关断压缩机2，则将排气阀21转移到打开的切换位态中，从而在再生阶段中将离开空气干燥器单元1的被加载的潮湿压缩空气通过排气接口27排出到大气中。
图2与上述实施例不同地示出了节能的气动切换组件，除了布置在再生路径中的排气阀21’的布置和接线之外，该节能的气动切换组件与上述实施例相同，就此参考其全部内容。
在此，如果空气制备装置处于再生运行中，排气阀21’也将压缩机2的输入侧连接线路与排气接口27连接。然而，排气阀21’的控制接口26’连接在电磁再生阀18的工作接口侧。因此，仅在再生阶段开始时才操纵排气阀21’，从而与前述切换变型方案相反地节省了压缩空气。
根据本发明的解决方案不限于上述两个实施例中的应用。而是也可以想到其他改型，这些改型也包含在下面权利要求书的保护范围内。因此例如也可能的是，通过根据本发明的空气制备装置能够对车辆的仅一个唯一的消耗器回路或与那些所述消耗器回路不同的消耗器回路供应经干燥的压缩空气。
附图标记列表
1 空气干燥器单元
2 压缩机
3 压缩机接口
4 外部充注接口
5 止回阀
6 行车制动器接口(前轴)
7 行车制动器接口(后轴)
8 行车制动接口挂车
9 传动装置接口
10 空气弹簧接口
11 辅助接口
12 驻车制动接口
13 溢流阀
14 用于压缩机的切换接口
15 压缩机控制接口
16 压缩机控制阀
17 电子控制单元
18 再生阀
19 引导系统压力的压力线路
20 止回阀
21 排气阀
22 压力传感器
23 另外的压缩机控制阀
24 控制输入端
25 排气接口
26 控制输入端
27 排气接口

Claims (11)

1.一种空气制备装置，具有电子控制单元(17)，用于对车辆的至少一个消耗器回路(6-12)供应经干燥的系统空气，所述空气制备装置包括：
-空气干燥器单元(1)，用于干燥由能气动切换的压缩机(2)产生的压缩空气，所述空气干燥器单元对所述至少一个消耗器回路(6-12)供应经干燥的压缩空气；
-连接在所述控制单元(17)上并且被电操控的压缩机控制阀(16)，用于通过气动切换接口(14)基于系统压力测量值来接通和关断所述能气动切换的压缩机(2)，所述系统压力测量值由至少一个压力传感器(22a-22c)求取并作为输入信号传送给所述电子控制单元(17)，
其特征在于，设有气动预控的另外的压缩机控制阀(23)，用于冗余的气动压缩机操控，所述另外的压缩机控制阀在控制输入端(24)处被系统压力或与该系统压力成比例的压力加载，以便在所述系统压力降低到低于下极限值之后通过操控所述气动切换接口(14)来接通所述压缩机(2)。
2.根据权利要求1所述的空气制备装置，
其特征在于，所述压缩机(2)在其气动切换接口(14)被排气时以实现反向切换的方式接通，并且所述压缩机(2)在其气动切换接口(14)被加载压力时关断。
3.根据权利要求1或2所述的空气制备装置，
其特征在于，所述另外的压缩机控制阀(23)构造为NO构造形式的气动预控的2/2换向阀，所述2/2换向阀只要所述系统压力未达到下阈值就处于截止位态中。
4.根据权利要求1至3之一所述的空气制备装置，
其特征在于，所述另外的压缩机控制阀(23)将用于所述压缩机(2)的气动切换接口(14)与排气接口(25)连接，用于接通所述压缩机(2)。
5.根据权利要求1至3之一所述的空气制备装置，
其特征在于，所述另外的压缩机控制阀(23)将用于所述压缩机(2)的气动切换接口(14)相对于排气接口(25)截止，用于关断所述压缩机(2)。
6.根据上述权利要求之一所述的空气制备装置，
其特征在于，所述另外的压缩机控制阀(23)的切换压力处于由所述控制单元(17)电控制的切换压力以下，用于通过电磁的所述压缩机控制阀(16)来接通所述压缩机(2)，使得电子控制自动地优先于冗余的气动控制。
7.根据上述权利要求之一所述的空气制备装置，
其特征在于，设置有连接在所述控制单元(17)上的电磁再生阀(18)，所述电磁再生阀将经干燥的压缩空气沿着再生路径导回穿过所述空气干燥器单元(1)，用于使所述空气干燥器单元(1)再生。
8.根据权利要求7所述的空气制备装置，
其特征在于，所述再生阀(18)构造为电磁多通阀，所述电磁多通阀根据所述控制单元(17)被操控，以便将所述空气制备单元从输送运行切换到再生运行。
9.根据权利要求8所述的空气制备装置，
其特征在于，在所述空气制备装置处于再生运行中的情况下，布置在所述再生路径中的排气阀(21)将所述压缩机(2)的输入侧连接线路与排气接口(27)连接，其中，所述排气阀(21)通过与所述压缩机(2)的气动切换接口(14)连接被气动预控。
10.根据权利要求8所述的空气制备装置，
其特征在于，在所述空气制备装置处于再生运行中的情况下，布置在所述再生路径中的排气阀(21’)将所述压缩机(2)的输入侧连接线路与排气接口(27’)连接，其中，所述排气阀(21’)通过与所述电磁再生阀(18’)在工作接口侧连接被气动预控。
11.一种商用车，具有至少一个气动消耗器回路(6-12)，所述商用车的压缩空气供应通过根据权利要求1至10之一所述的空气制备装置进行。
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