DE102012105769A1 - Motor vehicle i.e. motor car, has memory connected with vehicle-internal consumer unit and adapted for storing sucked and/or compressed air, where vehicle-internal consumer unit is supplied with air based on demand from memory - Google Patents

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Dr Ing HCF Porsche AG
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Abstract

The vehicle (1) has a memory (16) for storing sucked and/or compressed air. The memory is connected with a vehicle-internal consumer unit (18). The vehicle-internal consumer unit is supplied with air based on demand from the memory. The consumer unit includes an in-vehicle tire pressure control system. The memory is connected over the tire pressure control system for controlling pressure of tires of the motor vehicle. An engine (4) comprises a cylinder (5) that is provided with a decompression valve (13). An independent claim is also included for a method for powering a vehicle internal consumer unit in a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, mit dem Luft angesaugt und/oder verdichtet werden kann, und mit mindestens einem Speicher zum Speichern der angesaugten und/oder verdichteten Luft. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Versorgen mindestens eines fahrzeuginternen Verbrauchers in einem derartigen Kraftfahrzeug mit Luft. The invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine, can be sucked with the air and / or compressed, and with at least one memory for storing the sucked and / or compressed air. The invention further relates to a method for supplying at least one vehicle-internal consumer in such a motor vehicle with air.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 008 723 A1 ist ein Verfahren zum Erzeugen von Druckluft und Einblasen derselben bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader bekannt, wobei die Druckluft durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugt und in einem Druckluftbehälter gespeichert wird. From the German patent application DE 10 2008 008 723 A1 is a method for generating compressed air and blowing the same in an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger known, wherein the compressed air is generated by the internal combustion engine and stored in a compressed air tank.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Versorgung von Verbrauchern mit Luft in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern. The object of the invention is to improve the supply of consumers with air in a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Die Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, mit dem Luft angesaugt und/oder verdichtet werden kann, und mit mindestens einem Speicher zum Speichern der angesaugten und/oder verdichteten Luft, dadurch gelöst, dass dem Speicher mindestens ein fahrzeuginterner Verbraucher nachgeschaltet ist, der bedarfsabhängig aus dem Speicher mit Luft versorgt wird. Der Verbrennungsmotor ist vorzugsweise als Viertaktmotor ausgeführt und wird vorzugsweise im unbefeuerten Zustand als Kolbenverdichter verwendet, um Luft mit Druck zu beaufschlagen. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein ausreichender Volumenstrom und Druck bereitgestellt werden, um auch spezielle Verbraucher, wie ein Reifendruckregelsystem, mit Druckluft zu versorgen. The object is in a motor vehicle with an internal combustion engine, can be sucked with the air and / or compressed, and with at least one memory for storing the sucked and / or compressed air, achieved in that the memory is followed by at least one in-vehicle consumer, the Depending on demand is supplied from the memory with air. The internal combustion engine is preferably designed as a four-stroke engine and is preferably used in the unfire state as a piston compressor to pressurize air. As a result, sufficient volume flow and pressure can be provided in a simple manner in order to supply even special consumers, such as a tire pressure regulation system, with compressed air.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher ein fahrzeuginternes Reifendruckregelsystem umfasst. Mit dem fahrzeuginternen Reifendruckregelsystem können zum Beispiel vier Reifen des Kraftfahrzeugs im Betrieb desselben bedarfsabhängig mit Luft versorgt werden. Dadurch kann die Betriebssicherheit des Kraftfahrzeugs auf einfache Art und Weise erhöht werden. A preferred embodiment of the motor vehicle is characterized in that the consumer comprises an in-vehicle tire pressure regulation system. For example, with the in-vehicle tire pressure control system, four tires of the motor vehicle can be supplied with air during operation as needed. As a result, the reliability of the motor vehicle can be increased in a simple manner.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher über das Reifendruckregelsystem zur Regelung eines Reifenfülldrucks mit Reifen des Kraftfahrzeugs verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Die Reifen des Kraftfahrzeugs sind über ein geeignetes Luftzuführsystem an den Speicher angeschlossen. Das Luftzuführsystem kann auch so ausgeführt sein, dass es ein Abführen von Luft aus den Reifen in den Speicher ermöglicht. A further preferred embodiment of the motor vehicle is characterized in that the memory via the tire pressure regulating system for regulating a tire inflation pressure with tires of the motor vehicle is connectable or connected. The tires of the motor vehicle are connected to the memory via a suitable air supply system. The air delivery system may also be configured to allow air to be removed from the tires into the storage.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher ein Niveauverstellsystem, einen Spoiler, ein Komfortsystem, insbesondere ein Sitzverstellsystem, und/oder ein Klappenbetätigungssystem umfasst. Das Niveauverstellsystem arbeitet mit einer Luftfederung. Der Spoiler ist vorzugsweise als aufblasbarer Spoiler ausgeführt. A further preferred embodiment of the motor vehicle is characterized in that the consumer comprises a level adjustment system, a spoiler, a comfort system, in particular a Sitzverstellsystem, and / or a flap actuation system. The level adjustment system works with air suspension. The spoiler is preferably designed as an inflatable spoiler.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor mindestens einen Zylinder mit einem Dekompressionsventil umfasst. Das Dekompressionsventil ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es sowohl dem im Betrieb des Verbrennungsmotors auftretenden Verbrennungsdruck als auch der im Betrieb im Brennraum des Verbrennungsmotors auftretenden Temperatur standhalten kann. Das Dekompressionsventil kann, ähnlich wie bei bekannten Einspritzventilen, insbesondere bei einem größeren Durchgangsquerschnitt, mit Hilfe einer Piezo-Ansteuerung angesteuert werden. Derartige Einspritzventile werden vorzugsweise in Verbindung mit einer Benzindirekteinspritzung verwendet. Das Dekompressionsventil ist im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs geschlossen. Das Dekompressionsventil wird vorzugsweise am Ende eines Kompressionstakts des Verbrennungsmotors kurzzeitig geöffnet, um den Speicher mit Druckluft zu füllen. A further preferred embodiment of the motor vehicle is characterized in that the internal combustion engine comprises at least one cylinder with a decompression valve. The decompression valve is preferably designed so that it can withstand both the combustion pressure occurring during operation of the internal combustion engine and the temperature occurring during operation in the combustion chamber of the internal combustion engine. The decompression valve can, similar to known injection valves, in particular with a larger passage cross-section, are controlled by means of a piezo control. Such injectors are preferably used in conjunction with direct gasoline injection. The decompression valve is closed during normal operation of the motor vehicle. The decompression valve is preferably momentarily opened at the end of a compression stroke of the internal combustion engine to fill the reservoir with compressed air.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Dekompressionsventil ein Wärmetauscher nachgeschaltet ist. Der Wärmetauscher ist vorzugsweise als Kühler ausgeführt und dient dazu, die relativ heiße Luft aus dem Brennraum abzukühlen. A further preferred embodiment of the motor vehicle is characterized in that the decompression valve is followed by a heat exchanger. The heat exchanger is preferably designed as a cooler and serves to cool the relatively hot air from the combustion chamber.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dekompressionsventil steuerungsmäßig mit einer Steuerung verbunden ist. Die Ansteuerung des Dekompressionsventils erfolgt vorzugsweise über eine elektronische Steuerung in Abhängigkeit von einem Kurbelwellenwinkel und/oder einem Signal über eine nicht stattfindende Befeuerung eines Zylinders des Verbrennungsmotors. A further preferred embodiment of the motor vehicle is characterized in that the decompression valve is connected to a controller in terms of control. The control of the decompression valve is preferably carried out via an electronic control in dependence on a crankshaft angle and / or a signal via a firing of a cylinder of the internal combustion engine that does not take place.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Verbraucher eine Versorgungsventileinrichtung zugeordnet ist. Über die Versorgungsventileinrichtung wird der mindestens eine Verbraucher bedarfsabhängig mit Druckluft aus dem Speicher versorgt. Gegebenenfalls kann dem Speicher auch von dem Verbraucher über die Ventileinrichtung Druckluft zugeführt werden. Die Ventileinrichtung umfasst gegebenenfalls mehrere Ventile, die vorteilhaft in einem Ventilblock zusammengefasst sein können. A further preferred embodiment of the motor vehicle is characterized in that the consumer is associated with a supply valve device. About the supply valve device, the at least one consumer is supplied depending on demand with compressed air from the memory. Optionally, the memory can also be supplied by the consumer via the valve device compressed air. The valve device comprises optionally a plurality of valves, which may be advantageously combined in a valve block.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicher ein Speicherladeventil zugeordnet ist. Das Speicherladeventil dient vorzugsweise dazu, den Speicherdruck in dem Speicher nahezu konstant zu halten. Zu diesem Zweck ist das Speicherladeventil steuerungsmäßig vorzugsweise mit mindestens einem Drucksensor verbunden, mit welchem der Druck in dem Speicher erfasst wird. A further preferred embodiment of the motor vehicle is characterized in that the memory is associated with a storage charging valve. The accumulator charging valve is preferably used to keep the accumulator pressure in the accumulator almost constant. For this purpose, the accumulator charging valve is preferably connected to at least one pressure sensor with which the pressure in the accumulator is detected.

Bei einem Verfahren zum Versorgen mindestens eines fahrzeuginternen Verbrauchers in einem vorab beschriebenen Kraftfahrzeug mit Luft ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass der Verbrennungsmotor in einem unbefeuerten Zustand verwendet wird, um den Speicher zu füllen und/oder den fahrzeuginternen Verbraucher mit Luft zu versorgen. Dabei wird der Speicher im unbefeuerten Zustand des Verbrennungsmotors vorzugsweise über das Dekompressionsventil mit Luft gefüllt. Das Dekompressionsventil ist zusätzlich zu einem Einlassventil und einem Auslassventil einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Luft nur über das Einlassventil anzusaugen und nach einem unteren Totpunkt gleich wieder zum Einlassventil heraus in den Speicher zu drücken. Das hat den Vorteil, dass die Verdichtung der Luft auf der kalten Seite des Verbrennungsmotors ohne Kompression erfolgen kann. In a method for supplying at least one vehicle-internal consumer in a motor vehicle described above with air, the above-mentioned object is alternatively or additionally achieved by using the internal combustion engine in an unfired state to fill the reservoir and / or the vehicle-internal consumer with air to supply. In this case, the memory is preferably filled in the unfired state of the internal combustion engine via the decompression valve with air. The decompression valve is assigned to a cylinder of the internal combustion engine in addition to an intake valve and an exhaust valve. However, it is also possible to suck in the air only via the inlet valve and press after a bottom dead center right back to the inlet valve out in the memory. This has the advantage that the compression of the air on the cold side of the internal combustion engine can take place without compression.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor in einer Schubbetriebsphase, einer Bremsbetriebsphase, einer Teillastbetriebsphase und/oder einer Rekuperationsphase verwendet wird, um den Speicher zu füllen und/oder den fahrzeuginternen Verbraucher mit Luft zu versorgen. Im Schubbetrieb erfolgt eine Schubabschaltung durch Unterbrechung einer Einspritzung von Kraftstoff. Im Bremsbetrieb erfolgt zum Beispiel eine Bremsung mit einer Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs und einem geschleppten Verbrennungsmotor. Im Teillastbetrieb sind zum Beispiel einzelne Zylinder des Verbrennungsmotors abgeschaltet. In der Rekuperationsphase wird zum Beispiel bei einem Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb Energie zurück gewonnen. A preferred embodiment of the method is characterized in that the internal combustion engine is used in a coasting phase, a braking operation phase, a partial load operation phase and / or a recuperation phase to fill the reservoir and / or to supply air to the in-vehicle load. In coasting a fuel cut occurs by interrupting an injection of fuel. In braking operation, for example, a braking with a service brake of the motor vehicle and a towed combustion engine. In partial load operation, for example, individual cylinders of the internal combustion engine are switched off. In the recuperation phase, energy is recovered, for example, in a motor vehicle with a hybrid drive.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.

In der einzigen beiliegenden 1 ist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug stark vereinfacht dargestellt. In the only enclosed 1 an inventive motor vehicle is shown greatly simplified.

In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 4 stark vereinfacht dargestellt. Der Verbrennungsmotor 4 umfasst insgesamt acht Zylinder 5. Den Zylindern 5 werden über ein nur angedeutetes Saugrohr 8 mit einer Ansaugklappe 10 Luft zugeführt. In 1 is a motor vehicle 1 with an internal combustion engine 4 shown greatly simplified. The internal combustion engine 4 includes a total of eight cylinders 5 , The cylinders 5 Be about a hinted suction tube 8th with a suction flap 10 Supplied with air.

Den Zylindern 5 ist jeweils ein Dekompressionsventil 13 zugeordnet. Das Dekompressionsventil 13 ist zum Beispiel zusammen mit jeweils mindestens einem Einlassventil und mindestens einem Auslassventil in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 4 angeordnet. The cylinders 5 is each a decompression valve 13 assigned. The decompression valve 13 is, for example, together with at least one inlet valve and at least one outlet valve in a cylinder head of the internal combustion engine 4 arranged.

Die angesaugte Luft wird in dem Zylinder 5 durch einen (nicht dargestellten) Kolben verdichtet. Dabei wird kein Kraftstoff eingespritzt, das heißt, der Zylinder 5 ist abgeschaltet oder unbefeuert. In einem Kompressionshub wird die Luft in dem Zylinder 5 durch den Kolben verdichtet. The sucked air is in the cylinder 5 compressed by a (not shown) piston. In this case, no fuel is injected, that is, the cylinder 5 is switched off or unfired. In a compression stroke, the air in the cylinder 5 compressed by the piston.

In der Nähe eines oberen Totpunkts wird das Dekompressionsventil 13 geöffnet. Die komprimierte Luft wird über einen als Kühler ausgeführten Wärmetauscher 14 und ein Speicherladeventil 15 einem Luftspeicher 16 zugeführt. Über eine Ventileinrichtung 17 kann die Luft aus dem Luftspeicher 16 bedarfsabhängig mehreren Verbrauchern 18 zugeführt werden. Near a top dead center is the decompression valve 13 open. The compressed air is via a designed as a cooler heat exchanger 14 and a storage charging valve 15 an air storage 16 fed. Via a valve device 17 Can the air from the air storage 16 depending on demand, several consumers 18 be supplied.

Die Verbraucher 18 umfassen besonders vorteilhaft eine Reifendruckregelung, über welche die komprimierte Luft aus dem Luftspeicher über die Ventileinrichtung 17 Reifen des Kraftfahrzeugs zugeführt werden kann, um deren Luftdruck zu regeln. The consumers 18 Particularly advantageously comprise a tire pressure control, via which the compressed air from the air reservoir via the valve device 17 Tire of the motor vehicle can be supplied to regulate the air pressure.

Dadurch wird es ermöglicht, den Luftdruck der Reifen im Betrieb des Kraftfahrzeugs bedarfsabhängig fahrzeugintern zu verändern. Über den als Kolbenverdichter arbeitenden Verbrennungsmotor 4 kann der Luftspeicher 16 vorteilhaft mit einem ausreichenden Volumenstrom und einem ausreichenden Druck versorgt werden. This makes it possible to change the air pressure of the tires during operation of the motor vehicle as needed depending on the vehicle. About the internal combustion engine working as piston compressor 4 can the air storage 16 be advantageously supplied with a sufficient flow rate and a sufficient pressure.

Das Dekompressionsventil 13 wird über ein elektronisches Steuergerät 19 betätigt. Das Steuergerät 19 ist über eine Steuerleitung steuerungsmäßig mit einem Drucksensor 20 verbunden. The decompression valve 13 is via an electronic control unit 19 actuated. The control unit 19 is controlled via a control line with a pressure sensor 20 connected.

Über eine weitere Steuerleitung ist das Steuergerät 19 steuerungsmäßig mit dem Dekompressionsventil 13 verbunden. Über eine weitere Steuerleitung ist das Steuergerät 19 steuerungsmäßig mit der Ventileinrichtung 17 verbunden. Another control line is the control unit 19 in control with the decompression valve 13 connected. Another control line is the control unit 19 in terms of control with the valve device 17 connected.

Über eine weitere Steuerleitung ist das Steuergerät 19 steuerungsmäßig mit dem Speicherladeventil 15 verbunden. Mit Hilfe des Speicherladeventils 15 kann der Druck in dem Luftspeicher 16 nahezu konstant gehalten werden. Another control line is the control unit 19 in control of the accumulator charging valve 15 connected. With the help of the accumulator charging valve 15 can the pressure in the air storage 16 be kept almost constant.

Das Steuergerät 19 ist vorteilhaft mit einem fahrzeuginternen CAN-Bussystem 25 verbunden. Dabei stehen die Buchstaben CAN für die englischen Begriffe Controller Aerea Network, wodurch ein asynchrones, serielles Bussystem bezeichnet wird. The control unit 19 is advantageous with an in-vehicle CAN bus system 25 connected. The letters CAN stand for the English terms Controller Aerea Network, which means an asynchronous, serial bus system.

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Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (4), mit dem Luft angesaugt und/oder verdichtet werden kann, und mit mindestens einem Speicher (16) zum Speichern der angesaugten und/oder verdichteten Luft, dadurch gekennzeichnet, das dem Speicher (16) mindestens ein fahrzeuginterner Verbraucher (18) nachgeschaltet ist, der bedarfsabhängig aus dem Speicher (16) mit Luft versorgt wird. Motor vehicle with an internal combustion engine ( 4 ), can be sucked with the air and / or compressed, and with at least one memory ( 16 ) for storing the sucked and / or compressed air, characterized in that the memory ( 16 ) at least one in-vehicle consumer ( 18 ), which depends on demand from the memory ( 16 ) is supplied with air. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (18) ein fahrzeuginternes Reifendruckregelsystem umfasst. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the consumer ( 18 ) comprises an in-vehicle tire pressure regulation system. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (16) über das Reifendruckregelsystem zur Regelung eines Reifenfülldrucks mit Reifen des Kraftfahrzeugs (1) verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the memory ( 16 ) via the tire pressure regulating system for regulating a tire inflation pressure with tires of the motor vehicle ( 1 ) is connectable or connected. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (18) ein Niveauverstellsystem, einen Spoiler, ein Komfortsystem, insbesondere ein Sitzverstellsystem, und/oder ein Klappenbetätigungssystem umfasst. Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the consumer ( 18 ) comprises a level adjustment system, a spoiler, a comfort system, in particular a Sitzverstellsystem, and / or a flap actuation system. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (4) mindestens einen Zylinder (5) mit einem Dekompressionsventil (13) umfasst. Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine ( 4 ) at least one cylinder ( 5 ) with a decompression valve ( 13 ). Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dekompressionsventil (13) ein Wärmetauscher (14) nachgeschaltet ist. Motor vehicle according to claim 5, characterized in that the decompression valve ( 13 ) a heat exchanger ( 14 ) is connected downstream. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekompressionsventil (13) steuerungsmäßig mit einer Steuerung (19) verbunden ist. Motor vehicle according to claim 5 or 6, characterized in that the decompression valve ( 13 ) in terms of control with a controller ( 19 ) connected is. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verbraucher (18) eine Versorgungsventileinrichtung (17) zugeordnet ist. Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the consumer ( 18 ) a supply valve device ( 17 ) assigned. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicher (16) ein Speicherladeventil (15) zugeordnet ist. Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the memory ( 16 ) a storage charging valve ( 15 ) assigned. Verfahren zum Versorgen mindestens eines fahrzeuginternen Verbrauchers (18) in einem Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Luft, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (4) in einem unbefeuerten Zustand verwendet wird, um den Speicher (16) zu füllen und/oder den fahrzeuginternen Verbraucher (4) mit Luft zu versorgen. Method for supplying at least one vehicle-internal consumer ( 18 ) in a motor vehicle ( 1 ) according to one of the preceding claims with air, characterized in that the internal combustion engine ( 4 ) in an unfired state is used to store the memory ( 16 ) and / or the in-vehicle consumer ( 4 ) with air. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (4) in einer Schubbetriebsphase, einer Bremsbetriebsphase, einer Teillastbetriebsphase und/oder einer Rekuperationsphase verwendet wird, um den Speicher (16) zu füllen und/oder den fahrzeuginternen Verbraucher (4) mit Luft zu versorgen. A method according to claim 10, characterized in that the internal combustion engine ( 4 ) is used in a coasting phase, a braking operation phase, a partial load operation phase and / or a recuperation phase to the memory ( 16 ) and / or the in-vehicle consumer ( 4 ) with air.
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