DE19913248A1 - Luftkompressor-Steuersystem und Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors - Google Patents
Luftkompressor-Steuersystem und Verfahren zum Steuern eines LuftkompressorsInfo
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Abstract
Es werden ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines Luftkompressors eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Ein Reservoir bzw. Druckluftbehälter ist an den Luftkompressor angeschlossen, und der Luftdruck im Reservoir wird erfaßt. Sofern der Luftdruck unterhalb eines maximalen Schwellendrucks und oberhalb eines minimalen Schwellendrucks liegt, wird der Luftkompressor eingeschaltet bzw. aktiviert, d. h. mit dem Reservoir zum Pumpen gegen den Luftdruck verbunden, wenn überschüssige Antriebsenergie vorhanden ist, beispielsweise bei Bergabfahrten, wobei eine Sperrzeit nach einem Ausschalten bzw. Deaktivieren des Luftkompressors ein vorschnelles Wiedereinschalten verhindert und insbesondere wobei der Luftkompressor bei Überschreiten einer zulässigen Kopftemperatur abgeschaltet wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft generell eine Luftkompressorsteuerung in einem
Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verbrennungs
motoren, die eine Luftkompressorsteuerung zur Erhöhung der Motoreffizienz enthal
ten.
Moderne Lastkraftwagen enthalten Luftkompressoren, die zum Laden eines Luft
tanks verwendet werden, aus dem luftbetriebene Systeme, wie Betriebsbremsen,
Scheibenwischer, eine Luftfederung usw., Luft entnehmen können. In einer typi
schen Lastkraftwagenanwendung kann ein Luftkompressor bis zu 90% der Zeit in
einem unbelasteten Zustand laufen. Dieser hohe Wert eines unbelasteten Gebrauchs
führt zu bis zu 80% des Luftkompressor-Kraftstoffverbrauchs und zu erhöhten
Kompressorkopftemperaturen, wodurch sowohl der Kraftstoffnutzungsgrad als auch
die Motorleistung verringert werden. In einem Versuch, sowohl den Kraftstoffnut
zungsgrad als auch die Motorleistung zu erhöhen, wurden Systeme zur Verringerung
des unbelasteten Gebrauchs des Luftkompressors und zur Verringerung des Ge
brauchs des Luftkompressors in Perioden mit hohem Energieverbrauch entwickelt.
Die US-A-2,312,728 offenbart ein Kompressorsteuersystem, das einen Kompressor
aktiviert, wenn der Druck in einem Reservoir unter einen ersten vorbestimmten Wert
fällt, und den Kompressor deaktiviert, wenn der Druck in dem Reservoir einen zwei
ten, höheren, vorbestimmten Druck erreicht. Es wird jedoch keine optimale Luftkom
pressorsteuerung ermöglicht, da der Luftkompressor auch aktiviert wird, wenn der
Tankdruck zwischen den vorbestimmten Werten liegt und der Luftkompressor sich in
einem unbelasteten Zustand befindet.
In dem Bemühen, diese Nachteile zu beheben, offenbart die US-A-4,361,204 einen
Kompressor, der in einem Motorfahrzeug verwendet wird, der während einer Bergab
fahrt und bei einer Verlangsamung aktiviert wird und während einer Bergauffahrt
oder in Perioden hohen Energieverbrauchs deaktiviert wird. Dies erhöht zwar die Ef
fizienz eines Teiles des Systems, aber die Effizienz im gesamten Luftkompressorzyklus
wird nicht optimiert, da der Luftkompressor aktiviert wird, sobald der Tankdruck un
ter einen vorbestimmten Wert fällt, und der Luftkompressor deaktiviert wird, sobald
der Tankdruck einen anderen, höheren, vorbestimmten Wert übersteigt.
Nach dem Stand der Technik wird die Effizienz verschiedener Abschnitte des Luft
kompressorzyklus verbessert, ohne die Effizienz des gesamten Zyklus des Luftkom
pressors zu optimieren und ohne die Kompressorkopftemperaturen zu regulieren. Es
besteht eindeutig ein Bedarf in der Technik an einem Luftkompressor-Steuersystem,
das nicht nur den Luftkompressor in einer Weise steuert, welche die Effizienz im ge
samten Betriebszyklus optimiert, sondern auch die Kompressorkopftemperatur regu
liert: um die Lebens- bzw. Betriebsdauer des Kompressors zu verlängern.
Eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der obengenann
ten Nachteile, die mit dem Stand der Technik verbunden sind, sowie die Bereitstel
lung eines aktiv gesteuerten Luftkompressors, wodurch eine wesentliche Verbesse
rung der Kraftstoffnutzung und der Motorleistung erreicht wird.
Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Luftkompressor-Steuersystem
gemäß Anspruch 1 bzw. ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Wei
terbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, für eine erhöhte Kompressor
lebensdauer durch aktive Steuerung des Luftkompressors zu sorgen, so daß dieser
periodische Kühlzyklen durchläuft, um gewünschte Kopfmetalltemperaturen auf
rechtzuerhalten bzw. nicht zu überschreiten.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer erhöhten
Kompressorlebensdauer und einer erhöhten Fahrzeugleistung durch das Vermeiden
eines übermäßigen zyklischen Wechsels des Kompressors zwischen belasteten und
unbelasteten Zuständen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer zusätzli
chen Drehmomentdämpfung für Bremsvorgänge während einer Bergabfahrt durch
Betreiben des Luftkompressors in einem belasteten Modus während solcher Vor
gänge.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung wertvoller In
formationen für die Wartungsdiagnose durch Aufzeichnung des Arbeitszyklus des
Luftkompressors zur Identifizierung ungewöhnlicher Kompressoraktivität. Ebenso
kann eine derartige Arbeitszyklusaufzeichnung Informationen in bezug auf den Be
trieb des Fahrzeuges im allgemeinen liefern.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Steue
rung eines Luftkompressors, so daß er nicht betrieben werden kann, wenn die Kom
pressorkopftemperatur eine zuvor definierte Temperatur übersteigt.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden insbesondere durch
die Bereitstellung eines Systems und Verfahrens zur Luftkompressorsteuerung er
reicht, wobei der Luftkompressor nur belastet wird, wenn Motoraktivitäten seine
Belastungen verlangen oder wenn Motorkraft zum Betreiben des Kompressors zur
Verfügung steht. Ein Luftkompressorsystem ist ein motorbetriebener, vorzugsweise
kolbenartiger Kompressor, der in einem belasteten und unbelasteten Modus arbeitet
und den luftbetriebenen Vorrichtungen eines Fahrzeuges, wie Betriebsbremsen, Luft
federung, Scheibenwischer usw., Luft bereitstellt. Der Betriebsmodus des Kompres
sors ist durch einen druckaktivierten Luftregler gesteuert, der ein Luftsignal anlegt,
wenn Druck in einem Reservoir einen eingestellten Wert erreicht, das ein Kappen
ventil oder dergl. auf einer Entlastungsvorrichtung aktiviert, wodurch der Luftkom
pressor angehalten wird. Wenn der Luftdruck in dem Behälter unter einen unteren
eingestellten Druck fällt oder wenn Energie "frei" ist, wie während Bergabfahrten,
zieht bzw. läßt der Luftregler das Luftsignal ab, so daß der Luftkompressor den Be
trieb wieder aufnehmen kann. Wenn das Reservoir einen Druck zwischen den beiden
eingestellten Drücken aufweist und sich der Luftkompressor in einem unbelasteten
Zustand befindet, wird er zusätzlich in diesem Zustand über eine festgelegte Zeitperi
ode gehalten, um einen raschen zyklischen Wechsel des Luftkompressors zu verhin
dern. Wenn ferner das Reservoir einen Druck zwischen den beiden eingestellten
Drücken aufweist und sich der Luftkompressor in einem belasteten Zustand befindet,
wird der Luftkompressor nach einem festgelegten Zeitintervall entlastet, das auf einer
Kompressorkopfmetalltemperatur beruht, um die Schwellentemperaturen des Kom
pressorkopfmetalls in einem geeigneten Bereich zu halten. Zusätzlich wird die Tem
peratur des Kompressorkopfes aufgezeichnet, so daß, sobald die Temperatur des
Kompressorkopfes eine vorbestimmte Schwellentemperatur überschreitet, der Luft
kompressor in einen unbelasteten Zustand gebracht wird, bis die Temperatur des
Kompressorkopfes unter die vorbestimmte Schwellentemperatur fällt. Die Kopftempe
ratur kann auf jede geeignete Weise aufgezeichnet werden, wie durch eine direkte
Thermoelementablesung oder durch andere bekannte und zugehörige Motorbetriebs
parameter.
Insbesondere werden die obengenannten Aspekte durch Bereitstellung eines Luft
kompressor-Steuersystems zum Steuern eines eingebauten Luftkompressors eines
Fahrzeuges erreicht, wobei das Steuersystem einen Luftkompressor zum Bereitstellen
von Druckluft an luftbetriebene Vorrichtungen des Fahrzeuges, einen Sensor zum Er
fassen des Druckes eines Reservoirs, das Druckluft enthält, und zum Erzeugen eines
Signals, das den Druck anzeigt, und eine Steuervorrichtung zum Aktivieren des Luft
kompressors, wenn das Signal, das von dem Sensor erzeugt wird, unter einen vorbe
stimmten Schwellenwert sinkt, der einem vorbestimmten Schwellendruck entspricht,
oder wenn Energie zum Betreiben des Luftkompressors verfügbar ist, aufweist.
Ebenso wird der Luftkompressor deaktiviert, wenn das Signal, das von dem Druck
sensor erzeugt wird, einen zweiten, vorbestimmten Schwellenwert erreicht, der einem
zweiten vorbestimmten Schwellendruck entspricht. Der erste und zweite, vorbe
stimmte Schwellendruck liegen vorzugsweise in einem Bereich von 344,7 kPa bis
1,03 MPa (50-150 psi) und insbesondere in einem Bereich von 620,5 kPa bis 827,4
kPa (90-120 psi).
Vorzugsweise deaktiviert das System den Luftkompressor, sobald eine vorbestimmte
maximale Belastungszeit, die einer vorbestimmten Kompressorkopftemperatur ent
spricht, erreicht ist, um eine übermäßige Erwärmung des Kompressorkopfs bzw. -kopf
metalls zu verhindern. Zusätzlich oder alternativ hält das Steuersystem einen
bestimmten Modus des Luftkompressors über eine vorbestimmte Zeitperiode auf
recht, wenn der Luftkompressor zwischen den vorbestimmten Schwellendrücken ar
beitet, um einen übermäßigen zyklischen Wechsel des Luftkompressors zu verhin
dern.
Ein Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors umfaßt insbesondere die Schritte
des Erfassens eines Druckes eines Reservoirs, das Druckluft enthält, die durch einen
Luftkompressor zugeführt wird, des Erzeugens eines Signals, das den Druck anzeigt,
und des Übertragens des Signals zu einer Steuereinheit zum Steuern des Luftkom
pressors. Das Aktivieren des Luftkompressors, wenn das Signal unter einen ersten,
vorbestimmten Wert sinkt, der einem ersten, vorbestimmten Schwellendruck ent
spricht, oder das Aktivieren des Luftkompressors, wenn Energie zum Betreiben des
Luftkompressors verfügbar ist, und das Deaktivieren des Luftkompressors, wenn das
Signal einen zweiten, vorbestimmten Wert erreicht, der einem zweiten, vorbestimmten
Schweflendruck entspricht. Noch einmal, das besondere Verfahren, das hierin be
schrieben ist, führt zu der Steuerung eines Luftkompressors, so daß der Luftkompres
sor nach einer vorbestimmten, maximalen belasteten Zeit, die einer vorbestimmten
Kompressorkopfmetalltemperatur entspricht, deaktiviert wird, um eine übermäßige
Erwärmung des Kompressorkopfmetalls zu verhindern, wie auch zu einem Verfahren,
in dem ein bestimmter Modus des Luftkompressors über eine vorbestimmte Zeitperi
ode aufrechterhalten wird, wenn der Luftkompressor zwischen den vorbestimmten
Drücken arbeitet, um einen übermäßigen zyklischen Wechsel des Luftkompressors zu
verhindern.
Diese wie auch zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen
aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung hervor,
wenn diese in Zusammenhang mit der Zeichnung betrachtet wird. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Luftkompressor-Teilsystems, das
gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird; und
Fig. 2 eine graphische Darstellung des ökonomischen Betriebs eines Luftkom
pressors, der gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
In typischen Ferntransportfahrzeugen liefert ein eingebauter Luftkompressor Luft für
die luftbetriebenen Vorrichtungen des Fahrzeuges, wie Betriebsbremsen, Luftfede
rung, Scheibenwischer usw. Eine Vielzahl von Luftkompressoren in solchen Fern
fahrzeugen sind motorbetriebene, kolbenartige Kompressoren. Solche Kompressoren
laufen, sobald der Motor läuft, aber diese Kompressoren haben zwei Betriebsmoden,
nämlich einen belasteten und einen unbelasteten Zustand. Der Betriebsmodus wird
durch einen druckaktivierten Luftregler und eine Entlastungsvorrichtung gesteuert,
die dem Luftkompressor zugeordnet ist.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, die ein Luftkompressorsystem darstellt, welches das
Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, umfaßt dieses einen
Luftkompressor 12, der durch eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors 14 ange
trieben wird. Der Luftkompressor 12 wird zum Aufrechterhalten eines Druckes in ei
nem zugeordneten Vorluftbehälter oder Reservoir 16 innerhalb maximaler und mini
maler Druckgrenzen gehalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die maximale
Druckgrenze im Bereich von etwa 1,03 MPa (150 psi) liegen, während eine minimale
im Bereich von etwa 344 kPa (50 psi) liegen kann. Vorzugsweise reicht dieser Be
reich von etwa 620 kPa bis 828 kPa (90 psi bis 120 psi).
Wie zuvor festgestellt wurde, wird der Betriebsmodus des Luftkompressors durch
eine Entlastungsvorrichtung 18 und einen Luftregler 20 auf herkömmliche Weise ge
steuert. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die besondere Steuerung der
Entlastungsvorrichtung 18 und des Reglers 20, so daß der unbelastete und belastete
Betriebsmodus des Kompressors 12 gesteuert wird, um den Kraftstoffverbrauch des
Verbrennungsmotors in vorteilhafter Weise zu beeinflussen, wie auch andere Eigen
schaften des Luftkompressors 12 beim Betreiben des Fernfahrzeuges in vorteilhafter
Weise zu nutzen und gleichzeitig die Gebrauchsdauer des Luftkompressors 12 zu
verlängern.
Die Steuerung des Kompressors 12 erfolgt durch den Luftregler 20, der seinerseits
durch eine elektronische Steuereinheit 22 gesteuert wird, deren besonderer Betrieb in
der Folge ausführlicher besprochen wird. Zusätzlich enthält das System einen Luft
trockner 24 und einen Auslaßbehälter 26, die ebenso auf herkömmliche Weise arbei
ten. Es ist von besonderer Bedeutung, daß der Luftdruck in dem Reservoir 16 inner
halb der optimalen Grenzen in einer Weise gehalten wird, die auch eine optimale Be
triebsleistung des Motors aufrechterhält. Wenn während des Betriebs, wie bei her
kömmlichen Luftkompressor-Teilsystemen, das Luftsystem einen Ausschaltdruck er
reicht, wie durch die Luftrückleitung 25 von dem Reservoir 16 dargestellt ist, steuert
der Luftregler 20 ein Luftsignal zu der Entlastungsvorrichtung 18. Dadurch wird das
Kappenventil 28 der Entlastungsvorrichtung aktiviert, wodurch der Druckluftstrom
in das Luftsystem bzw. das Reservoir 16 unterbrochen wird. Wenn der Luftdruck in
dem Reservoir 16 auf oder unter den Einschaltdruck fällt, läßt der Luftregler 20 das
Luftsignal zu der Entlastungsanordnung ab. Dadurch kann der Kompressor 12 wie
der mit dem Pumpen von Luft in das gesamte Luftsystem und folglich in das Reser
voir 16 beginnen.
Wie zuvor festgehalten wurde, ist es eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, die Kopfmetalltemperaturen bzw. Kopftemperatur des Luftkompressors 12 zu
minimieren. Das heißt, die Druckluft verläßt den Luftkompressor 12 bei erhöhter Tem
peratur, die im Bereich von 250°-600°F liegen kann. Folglich ist es wünschenswert,
ausreichende und periodische Kühlzyklen bereitzustellen, um die Lebensdauer des
Kompressors 12 zu verlängern. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in der
Folge ausführlicher besprochen.
Sobald die Druckluft den Luftkompressor 12 verläßt, wird sie zu dem Lufttrockner 24
geleitet, wo die Temperatur auf weniger als 150° Fahrenheit sinkt. Wie bei den mei
sten herkömmlichen Luftsystemen dient der Trockner vorwiegend als Trocknungs
mittel, das Feuchtigkeit aus der Druckluft entfernt. Dies verhindert stromabwärtige
Vereisungen und eine Korrosion der Luftleitungen, Luftbehälter und Ventilkompo
nenten. Der Trockner dient auch als Sammelbehälter für Öl und Luftverunreinigun
gen, wodurch im Prinzip die Lebensdauer des Systems verlängert wird. Von dem
Trockner wird die Druckluft zu dem Vorluftbehälter oder Reservoir 16 geleitet. Wie
bei den meisten Systemen enthält das Reservoir 16 ein Sicherheitsventil, das für ge
wöhnlich bei Drücken über etwa 1 MPa (150 psi) öffnet, so daß die Möglichkeit einer
Überlastung des Reservoirs 16 ausgeschaltet wird. Das Reservoir 16 liefert Druckluft
an eine beliebige Anzahl primärer und sekundärer Reservoirs, die durch den Luftbe
darf des Fahrzeuges bestimmt sind. Aus Sicherheitsgründen enthalten die primären
und sekundären Luftreservoirs Einweg-Absperrventile, die einen Rückstrom von
Luft zu dem Reservoir 16 verhindern. Dies garantiert, daß selbst bei einem Versagen
des Luftkompressors das Fahrzeug über einen gewissen Restluftdruck zur Betäti
gung des Bremssystems verfügt.
Auch hier ist, wie zuvor festgehalten wurde, eine primäre Aufgabe der vorliegenden
Erfindung die Verlängerung der Lebensdauer des Luftkompressors 12 auf das größt
mögliche Ausmaß, während gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz des Motors maximiert
wird.
Einer der Hauptfaktoren, der die Lebensdauer des Luftkompressors 12 beeinträchtigt,
sind die hohen Temperaturen, wie zuvor hierin festgehalten wurde. Gemäß der vorlie
genden Erfindung können durch Steuerung der Länge des Kompressorbelastungs
zyklus wie auch der Frequenz der Kompressorbelastungszyklen die Kopftemperatu
ren verringert werden. In Studien stellte sich heraus, daß etwa 85% der Luftkompres
sorzyklen weniger als eine Minute dauern. Für gewöhnlich sind die Belastungszy
klen während des Motoranlassens nach einer längeren Ausschaltzeit am längsten,
aber unter diesen Bedingungen ist der Motor kühl und das Kühlsystem kann somit
den Luftkompressor 12 ausreichend kühl halten. Problematisch sind die Kopftempe
raturen während anderer Stillstandsvorgänge. Das heißt, die Kopftemperatur kann
während eines betrieblichen Stillstands des Fahrzeugs ziemlich hoch sein, da das
Kühlsystem von anderen Motorkomponenten belastet wird. Ein Verhältnis zwischen
der Kompressorkopfmetalltemperatur und anderen Motorbetriebsfaktoren wurde be
stimmt. Insbesondere wurde ein Versuch unternommen, die Kompressorkopf(metall)
temperatur des Kompressors 12 als Funktion der Ansaugkrümmertemperatur, der
Kompressordrehzahl, des Ladedrucks, des Vorluftbehälterdrucks und der Kühlmittel
temperatur zu charakterisieren. Wenn diese Variablen, die bereits der elektronischen
Steuereinheit des Motors zugeführt werden, so formuliert sind, daß sie eine Anzeige
der Kompressorkopf(metall)temperatur liefern, kann eine Steuerung der Belastung
und Entlastung des Luftkompressors 12 auf der Basis solcher Parameter erreicht
werden.
Wie zuvor hierin festgestellt wurde, kann die Kopf(metall)temperatur des Kompres
sors 12 als Funktion des Ansaugkrümmerdrucks, der Kompressordrehzahl, des Lade
drucks, des Vorluftbehälterdrucks und der Kühlmitteltemperatur charakterisiert wer
den.
Da es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Luftkompressorkopfmetall
temperaturen zu verringern und somit die gesamte Lebensdauer des Luftkompressors
12 zu erhöhen, können die obengenannten Parameter zur Bestimmung der optimalen
Kompressorbetriebszyklusdauer aufgezeichnet werden. Zusätzlich wird durch die
Verringerung der Luftkompressorkopf(metall)temperatur und die folglich kurzen
Kompressorzyklen die Lufttrocknerleistung erhöht, was zu der Verwendung von
Trocknern geringeren Gewichts oder zu einer Verlängerung der Lebensdauer des
Trocknungsmittels gegenwärtiger Trockner führen kann.
Der Luftkompressor 12 kann bis zu etwa 4,4 bis 5,9 kW (6-8 PS) während des Berg
abfahrtbetriebs des Fahrzeuges unter Belastung absorbieren bzw. aufnehmen, wo
durch das Bremsen des Fahrzeuges unterstützt wird. Natürlich ist es aus mehreren
Gründen günstig, den Luftkompressor während Bergabfahrten im belasteten Modus
zu betreiben. Während der Bergabfahrt ist Energie "frei". Das heißt, der Kraftstoffver
brauch ist nicht durch den belasteten Zustand des Luftkompressors 12 beeinflußt.
Zweitens wird das Motordrehmoment vom Luftkompressor 12 gedämpft, was für das
Bremsen des Motors von Nutzen ist. Dies ist besonders für Fahrzeuge vorteilhaft, die
nicht mit Motor- bzw. Kompressionsbremsen ausgestattet sind und somit nur von Be
triebsbremsen zur Dämpfung des Drehmoments abhängen. Und drittens ist es durch
den Betrieb des Luftkompressors 12 über seinem "normalen" Einschaltdruck und
möglicherweise über seinem "normalen" Ausschaltdruck (wie in der Folge ausführli
cher beschrieben wird) möglich, einen zusätzlichen Bremspuffer für den Fahrer zu
schaffen. Dies ist besonders für einen Fahrer von Vorteil, der auf einer langen Gefäll
strecke fährt, wo es häufig notwendig ist, die Bremsen periodisch zu pumpen, wäh
rend der Luftdruck aus Angst überwacht wird, daß die Betriebsbremsen aufgrund ei
ner Erschöpfung des Luftvorrats versagen könnten.
Zusätzlich ist es wichtig, daß das System einen plötzlichen Betrieb des Luftkompres
sors 12 minimiert, wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet, was zu Senkungen
bzw. Schwankungen in der Motorleerlaufgeschwindigkeit führen kann, die ihrerseits
eine Instabilität bei einem geringfügig stabilen Regler hervorrufen können. Ferner
wird mit dem vorliegenden System die Motorleistung während kurzfristiger, starkmo
toriger Übergänge verbessert, da der Luftkompressor während solcher starkmotoriger
Übergänge im unbelasteten Zustand gehalten wird. Indem dafür gesorgt wird, daß der
Kompressor nur dann belastet wird, wenn es absolut notwendig ist, oder wenn Ener
gie "frei" ist, wird ein optimales Gleichgewicht zwischen Leistung und sparsamem
Kraftstoffverbrauch erreicht.
Das besondere Steuersystem der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlicher be
sprochen, wobei das Steuersystem insbesondere zur Erfüllung von fünf Hauptaufga
ben konstruiert bzw. ausgelegt ist. Die erste ist die Verringerung des Kraftstoffver
brauches, der zum Betreiben des Luftkompressors notwendig ist. Die zweite ist die
Verringerung der Auswirkung des Luftkompressorbetriebs auf die Fahrzeugleistung,
das heißt, des Ausmaßes und der Rate einer Drehmomentänderung, die an den An
triebsgetriebesatz des Fahrzeuges geleitet wird. Die dritte besteht darin, den Luft
kompressor als Drehmomentdämpfer arbeiten zu lassen. Die vierte ist die Erhöhung
der Lebensdauer des Luftkompressors durch Regulierung der Luftkompressorzy
kluszeit, und die fünfte ist die Aufzeichnung von Parametern, wie des Luftkompres
sorarbeitszyklus, der Zyklusdauer, des Vorluftbehälterdrucks und von Betriebs
bremsvorgängen, als Beitrag zur Diagnose von Luftleckstellen und ungewöhnlichen
Bremsmustern.
Das Luftkompressor-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet Da
ten, die im elektronischen Teilsystem des Motors vorhanden sind, wobei dieses Teil
system entscheidet, wann es ökonomisch ist, den Luftkompressor zu betreiben. Das
Teilsystem entscheidet des weiteren, wann es notwendig ist, die Drehmomentdämp
fung zu erhöhen, und wann es notwendig ist, für ein höheres Drehmoment oder eine
rasche Drehmomentänderung zu sorgen. Da diese Information für den Betrieb ande
rer Komponenten des Motors notwendig ist, ist diese Information eine globale Eigen
schaft des Motorbetriebs und wird von der elektronischen Steuereinheit geliefert.
Insbesondere entscheidet das Luftdrucksteuerteilsystem, wann der Kompressor lau
fen muß, wann er nicht laufen darf und wann die Bedingungen derart sind, daß er
entweder laufen oder nicht laufen kann. Die Entscheidung wird getroffen, um zu ge
währleisten, daß die primäre Funktion des Luftkompressors nicht beeinträchtigt ist,
wobei aber Entscheidungen derart getroffen werden, daß der Kraftstoffnutzungsgrad
und der Motorbetrieb optimiert werden. Die letztgenannte Information ist eine lokale
Eigenschaft des Luftkompressorbetriebs, ist aber auch für das globale elektronische
Motorteilsystem verfügbar.
Wie zuvor hierin festgehalten wurde, bestimmt das Luftkompressor-Steuerteilsystem,
wann der Luftkompressor laufen muß, das heißt, sich im belasteten Zustand (dem Zu
stand R in der folgenden Tabelle) befinden muß, nicht laufen darf, das heißt, sich im
unbelasteten Zustand (dem Zustand N in der folgenden Tabelle) befinden muß, oder
wann die Motorbetriebsbedingungen indifferent sind, so daß sich der Luftkompressor
im belasteten oder unbelasteten Zustand (dem Zustand O in der folgenden Tabelle)
befinden kann. Der Luftkompressor muß im belasteten Zustand laufen, um seine
Funktion zu erfüllen, dem Zustand R. Das heißt, wenn der Vorluftbehälterdruck unter
einen vorbestimmten minimalen Schwellendruck fällt. Dieser minimale Schwellen
druck kann im Bereich von 50 psi bis 150 psi liegen und liegt vorzugsweise im Be
reich von 90 psi bis 120 psi. Es wird jedoch festgehalten, daß, sobald der Behälter
druck 110 psi erreicht, der Kompressorzustand nicht zu einem belasteten Zustand zu
rückkehrt, bis der Druck tatsächlich unter 90 psi fällt. Dieses 20 psi-Band (etwa 137,9
kPa-Band) sorgt dafür, daß Geräusch- bzw. Druckschwankungen in der Luftleitung
keine unnötigen Pumpzyklen verursacht. Ein weiterer Luftkompressorzustand ist ein
Zustand, in dem der Luftkompressor in einem unbelasteten Zustand, dem Zustand N,
laufen muß. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn der Vorluftbehälterdruck höher oder
gleich einem maximalen Schwellendruck ist. Dieser Druck liegt im Bereich von etwa
689 kPa bis etwa 1 MPa (100-150 psi) und beträgt vorzugsweise etwa 930,8 kPa
(135 psi). Dies garantiert, daß der Luftdruck die Sicherheitsgrenzen des Reservoirs
nicht überschreitet.
Wenn sich der Kompressor in keinem der obengenannten Zustände befindet, befindet
er sich in einem Zustand, in dem es möglich ist, den Luftkompressor in einem belaste
ten Modus laufen zu lassen, falls notwendig, und in dem es möglich ist, den Luftkom
pressor nicht in einem belasteten Modus laufen zu lassen, falls notwendig, dem Zu
stand O. Dies ist der Fall, wenn der Luftdruck in dem Reservoir zwischen dem mini
malen Schwellendruck und dem maximalen Schwellendruck, das heißt, zwischen
50 psi und 150 psi und insbesondere zwischen 90 psi und 120 psi liegt.
Wie zuvor hierin festgehalten wurde, bestimmen die Motorbetriebszustände, ob der
Luftkompressor in einem belasteten Zustand während des Luftkompressorzustandes,
in dem es indifferent ist, ob der Luftkompressor betrieben wird oder nicht, laufen ge
lassen wird. Insbesondere kann ein solcher Motorbetriebszustand ein Motorzustand
sein, in dem es ökonomisch ist, den Luftkompressor zu betreiben, wie ein Motoran
triebszustand (Zustand E), während ein anderer Zustand Situationen kennzeichnet, in
welchen es tatsächlich günstig ist, möglichst viel des Drehmoments von dem Motor
zu dämpfen, z. B., wenn sich das Fahrzeug eine lange Gefällstrecke abwärts bewegt
und der Fahrer die Bremsen betätigen muß, um die Fahrzeuggeschwindigkeit unter
Kontrolle zu halten (Zustand A). Der Zustand E, auf den zuvor Bezug genommen
wurde, ist eine Untereinheit von Zustand A und ist in einem solchen Zustand A ent
halten. Wenn daher Zustand A zutrifft, trifft ebenso Zustand E zu. Ein weiterer Be
triebszustand ist ein Zustand D, der ein Zustand des Motors ist, wenn sich dieser we
der in Zustand E noch Zustand A befindet. Oder anders gesagt, wenn er sich nicht in
Zustand A befindet, in dem Zustand A Zustand E beinhaltet. Ein besonderer Zustand,
in dem der Zustand D eindeutig zutrifft, ist während starkmotoriger Übergänge bzw.
leistungsstarker Schaltvorgänge. Die folgende Tabelle zeigt besser, wann der Kom
pressor im belasteten und unbelasteten Zustand bei verschiedenen Motorzuständen
betrieben wird.
Daher zeigt diese Tabelle deutlich, daß der Kompressor im belasteten Zustand, Zu
stand R, laufen muß, wenn der Reservoirdruck unter einen vorbestimmten, minimalen
Schwellendruck fällt, während der Kompressor nicht im belasteten Zustand laufen
darf, wenn der Druck im Reservoir höher als ein vorbestimmter, maximaler Schwellen
druck ist, Zustand N. Zur Maximierung der Motorleistung ist es jedoch entscheidend
bzw. kritisch, die Belastung und Entlastung des Luftkompressors vorschlagsgemäß
insbesondere ausschließlich nur in der Zeit zu steuern, wenn der Luftdruck in dem
Reservoir höher als der minimale Schwellendruck und geringer als der maximale
Schwellendruck ist, im Zustand O. Wenn sich der Kompressor im "O"-Zustand befin
det und sich der Kompressor in einem unbelasteten Betriebsmodus befindet, wird da
her der Luftkompressor in diesem Zustand über eine vorbestimmte Sperrzeit bzw.
Zeitperiode, vorzugsweise in der Größenordnung von 10 bis 20 Sekunden und vor
zugsweise 15 Sekunden, selbst im Falle einer eigentlich vorgesehenen Änderung des
Betriebszustandes von unbelastet zu belastet gehalten. Dies ist vorzugsweise jedoch
nur dann der Fall, wenn der Luftdruck währenddessen über dem minimalen Schwel
lendruck liegt. Danach nimmt der Luftkompressor den Zustand ein, der durch die
obengenannte Entscheidungsmatrix bestimmt wird. Diese Maßnahme verhindert
einen raschen zyklischen Wechsel des Kompressors, falls der Motorzustand sich
rasch ändert, d. h., zwischen E und D, was in einer hügeligen Region der Fall sein
kann. Da es eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Lebensdauer
des Kompressors zu verlängern, beschränkt ferner das System die Zeit, in welcher der
Luftkompressor im belasteten Modus läuft, wenn der Kompressorzustand "O" ist. Der
Kompressor wird aufgrund des berechneten Wertes der Kompressor
kopf(metall)temperatur entlastet, was in der Folge ausführlicher besprochen wird. In
dieser Hinsicht wird der Luftkompressor entlastet, sobald die Kopf(metall)temperatur
einen kalibrierten Schwellenwert übersteigt und der Kompressor im "O"-Zustand be
trieben wird. Das heißt, wenn der Kompressorzustand "O" ist und die Entschei
dungsmatrix anweist, daß sich der Kompressor in einem belasteten Zustand befinden
sollte, läuft der Luftkompressor im belasteten Modus, bis die Kopftemperatur einen
vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Danach läuft der Luftkompressor über eine
vorbestimmte Zeitperiode beispielsweise in der Größenordnung von 20 bis 40 Se
kunden und vorzugsweise 30 Sekunden, im unbelasteten Modus. Am Ende dieser
vorbestimmten Zeitperiode läuft der Luftkompressor, wie durch die Entscheidungs
matrix bestimmt wird. Die "Abkühlperiode" trägt dazu bei, die Betriebstemperaturen
des Luftkompressors zu senken, und verlängert folglich die Lebensdauer des Kom
pressors. Es sollte auch festgehalten werden, daß die Abkühlperiode erst einsetzt,
wenn sich der Kompressor im "O"-Zustand befindet. Somit erfährt der Fahrer keine
Aufpumpverzögerungen, wenn das Fahrzeug das erste Mal nach einer längeren Aus
schaltzeit gestartet wird, da der Kompressorzustand sich in einem Modus befindet, in
dem der Reservoirdruck geringer als der vorbestimmte minimale Schwellenwert ist.
Das oben angeführte, automatische Steuersystem für einen Luftkompressor zur Ver
wendung in einem Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf
mehreren verschiedenen Streckenformen getestet. Die Ergebnisse einer dieser Strec
ken sind in Fig. 2 dargestellt.
Eine anfängliche Teststrecke wurde als "alltägliche" Strecke betrachtet. Diese Strecke
war eine gemischte Strecke, wobei das Fahrzeug im Stadtverkehr, teilweise bei mitt
lerer Geschwindigkeit und teilweise in hügeligem Gelände fuhr. Die Rundfahrt dau
erte etwa zwei Stunden. Die zweite Strecke sollte eine längere Version der anfängli
chen Strecke sein. Diese Strecke beinhaltete das Fahren über eine längere Zeitperiode
auf Bundesautobahnen wie auch den Stadtverkehr. Auf dieser Strecke war eine
Fahrt in langsamer Fahrweise mit häufigem Anhalten, die Bewältigung normaler Ge
fällstrecken und das Fahren auf Autobahnen vorgesehen. Die Rundfahrt dauert etwa
vier Stunden. Auf einer weiteren Strecke war eine Fahrt mit einer großen Anzahl von
Situationen, die durch langsame Fahrweise und häufiges Anhalten gekennzeichnet
waren, vorgesehen, die etwa drei Stunden dauert, und schließlich wurde eine Tages
fahrt, die etwa acht Stunden dauerte, auf einer Autobahn zurückgelegt. Diese Strecke
sollte das normale Fahrgelände eines Fahrzeuges für Ferntransporte der Klasse 8 auf
einem Autobahnnetz nachahmen.
Diese Strecken wurden so festgelegt, daß sie die Gelegenheit boten, die Prototyplei
stung unter verschiedenen Fahrbedingungen zu bewerten. Neben der Testung des
Konzepts auf diesen Strecken wurde der Prototyp in einem Fernschwerlastfahrzeug
verwendet, das von Indiana nach Utah fuhr.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Kraftstoffverbrauch während des automatischen
Modus des Luftkompressorbetriebs 45% geringer als während des manuellen Be
triebsmodus. Dies wurde trotz der Tatsache erreicht, daß der Luftkompressor im au
tomatischen Modus mehr läuft, wie aus Fig. 2 erkennbar ist. Das heißt, der erste Bal
kensatz von Fig. 2 zeigt, daß die Einschaltzeit des Kompressors im automatischen
Modus 6,2% beträgt, im Vergleich zu 4,31% im manuellen Modus. Im automatischen
Modus jedoch wurden 4,08% der Zeit ausgeführt, während dem Motor kein Kraft
stoff zugeführt wurde, im Vergleich zu 0,44% im manuellen Modus. Jedoch beträgt
die Einschaltzeit des Kompressors während einer Kraftstoffzufuhr im automatischen
Modus 2,13% im Vergleich zu 3,87% im manuellen Modus. Dies führt eindeutig zu
einer wesentlichen Verringerung des Kraftstoffverbrauchs durch den Luftkompres
sor.
Zusätzlich zu dem Vorhergesagten kann eine Analyse von Daten, wie des Arbeitszy
klus des Kompressors, der Zykluslänge, der gesamten Kompressorpumpenbetriebszeit
und der Reservoirdruckänderungsraten, wobei alle diese Parameter sofort von der
Motorsteuereinheit bereitgestellt werden können, eine wertvolle Information in be
zug auf die Wartungsdiagnostik zu Garantiezwecken liefern. Durch Aufzeichnung
des Arbeitszyklus des Luftkompressors können ungewöhnliche Aktivitäten, die ein
Austreten von Luft in dem Druckluftsystem anzeigen, identifiziert werden. Leckstel
len in dem Luftsystem von Fahrzeugen können bewirken, daß der Luftkompressor
häufiger als notwendig und über längere Zeitperioden läuft. Dies verringert den spar
samen Kraftstoffverbrauch und erhöht den gesamten Energieverbrauch des Luft
kompressors, wodurch der Betrieb des Fahrzeuges kostspieliger wird.
Zusätzlich zu der Wartungsdiagnostik können die Betriebseigenschaften des Fahr
zeuges aus diesen Daten bewertet werden, was ebenso für Garantiezwecke nützlich
sein kann. Durch die Aufzeichnung der obengenannten Parameter kann das Brems
verhalten des Fahrers bewertet werden. Da schadhafte Bremsen der häufigste Grund
für die Außerbetriebsetzung eines Fahrzeuges durch das Department of Transporta
tion (Verkehrsamt) ist und die Reparatur von Bremsen sehr teuer ist, ist es für einen
Wagenparkbetreiber günstig, über ein Mittel zur Bewertung der Fahrprofile seiner
Fahrer zu verfügen. Ferner werden Fahrer, denen bewußt ist, daß ihr Wagenparkbe
treiber über ein derartiges Mittel zur Bewertung ihres Fahrverhaltens verfügt, das
Fahrzeug wahrscheinlich seltener falsch behandeln.
Daher wird durch die Steuerung des Betriebs des Luftkompressors in der zuvor be
schriebenen Weise ein Luftkompressorbetrieb, der den zum Betreiben des Luftkom
pressors verwendeten Kraftstoff verringert, eine Verringerung in der Auswirkung des
Luftkompressors auf die Fahrzeugleistung, die Verwendung des Luftkompressors als
Drehmomentdämpfer und eine Verlängerung der Lebensdauer des Luftkompressors
durch Regulierung der Kompressorzykluszeit und Minimierung der Kopf(metall)tem
peraturen des Kompressors erreicht. Das heißt, indem der Kompressor auf die zuvor
beschriebene Weise nur dann betrieben wird, wenn dies absolut notwendig ist oder
wenn Energie "frei" ist, wird ein Betrieb eines Luftkompressors erhalten, der für die
Gesamtleistung des Motors günstig ist und auch die Lebensdauer des Kompressors
verlängert. Ferner werden die Wartungsdiagnostik und Fahrerkontrolle deutlich
durch die Beurteilung von Daten verbessert, die bereits dem System zur Verfügung
stehen, wie des Arbeitszyklus, der Zykluslänge, der Gesamtpumpdauer und der Reser
voirdruckänderungsraten.
Insbesondere werden ein System und ein Verfahren zur Luftkompressorsteuerung,
vorgeschlagen, wobei der Luftkompressor nur belastet wird, wenn die Motoraktivitä
ten seine Belastung verlangen, oder wenn freie Motorleistung zum Betreiben des
Kompressors verfügbar ist. Ein Luftkompressorsystem ist ein motorbetriebener, kol
benartiger Kompressor, der in einem belasteten und einem unbelasteten Modus arbei
tet und luftbetriebene Vorrichtungen eines Fahrzeuges, wie Betriebsbremsen, Luftfe
derung, Scheibenwischer usw., mit Luft versorgt. Der Betriebsmodus des Kompres
sors wird durch einen druckaktivierten Luftregler gesteuert, der ein Luftsignal anlegt,
wenn Druck in einem Reservoir einen festgelegten Wert erreicht, der ein Kappen
ventil an einer Entlastungsvorrichtung aktiviert, wodurch der Luftkompressor ange
halten wird. Wenn der Luftdruck in dem Reservoir unter einen unteren festgelegten
Druck fällt, oder wenn Energie "frei" ist, wie während Bergabfahrten, bläst der Luft
regler das Luftsignal aus, so daß der Luftkompressor den Betrieb wieder aufnehmen
kann. Wenn sich das Reservoir bei einem Druck zwischen den beiden festgelegten
Drücken und in einem unbelasteten Zustand befindet, wird es zusätzlich in diesem
Zustand über eine festgelegte Zeitperiode gehalten, um einen raschen zyklischen
Wechsel des Luftkompressors zu vermeiden. Wenn sich des weiteren das Reservoir
bei einem Druck zwischen den beiden festgelegten Drücken und in einem belasteten
Zustand befindet, wird der Luftkompressor nach einem festgelegten Zeitintervall
entlastet, das auf einer Kompressorkopfmetalltemperatur beruht, um Schwellentempe
raturen des Kompressorkopfmetalls in einem geeigneten Bereich zu halten. Zusätzlich
wird der Kompressorkopf bewertet, so daß der Luftkompressor, sobald die Kompres
sorkopftemperatur eine vorbestimmte Schwellentemperatur übersteigt, in einen unbe
lasteten Zustand gebracht wird, bis die Kompressorkopftemperatur unter die vorbe
stimmte Schwellentemperatur fällt. Das System kann ferner Daten aufzeichnen, wel
che den Kompressorbetrieb anzeigen, um Leckstellen in dem Luftsystem und Fahr
zeuglenkereigenschaften zu erfassen.
Es werden ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines Luftkompressors eines
Fahrzeugs vorgeschlagen. Ein Reservoir bzw. Druckluftbehälter ist an den Luftkom
pressor angeschlossen, und der Luftdruck im Reservoir wird erfaßt. Sofern der Luft
druck unterhalb eines maximalen Schwellendrucks und oberhalb eines minimalen
Schwellendrucks liegt, wird der Luftkompressor eingeschaltet bzw. aktiviert, d. h. mit
dem Reservoir zum Pumpen gegen den Luftdruck verbunden, wenn überschüssige
Antriebsenergie vorhanden ist, beispielsweise bei Bergabfahrten, wobei eine Sperrzeit
nach einem Ausschalten bzw. Deaktivieren des Luftkompressors ein vorschnelles
Wiedereinschalten verhindert und insbesondere wobei der Luftkompressor bei Errei
chen bzw. Überschreiten einer zulässigen Kopftemperatur abgeschaltet wird.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar mit Bezugnahme auf ein bevorzugtes Aus
führungsbeispiel beschrieben, aber für den Fachmann ist offensichtlich, daß die Erfin
dung auf andere Weise als insbesondere hierin beschrieben, ausgeführt werden kann,
ohne vom Umfang und Wesen der vorliegenden Erfindung Abstand zu nehmen. Es
ist daher offensichtlich, daß der Umfang und das Wesen der Erfindung nur durch die
beiliegenden Ansprüche begrenzt ist.
Claims (17)
1. Luftkompressor-Steuersystem zum Steuern eines vorzugsweise eingebauten
Luftkompressors (12) eines Fahrzeuges, wobei das Steuersystem aufweist:
einen Luftkompressor (12) zum Liefern von Druckluft an luftbetriebene Vorrich tungen des Fahrzeuges;
ein Erfassungsmittel zum Erfassen des Druckes eines vorzugsweise mit dem Luftkompressor (12) in Verbindung stehenden Reservoirs (16), das Druckluft enthält, und zum Erzeugen eines Signals, welches den Druck anzeigt; und
ein Steuermittel zum Aktivieren des Luftkompressors (12), wenn das Signal un ter einen ersten vorbestimmten Schwellenwert fällt, der einem ersten vorbe stimmten Schwellendruck entspricht, und/oder wenn Energie zum Betreiben des Luftkompressors (12) zur Verfügung steht, und zum Deaktivieren des Luftkom pressors (12), wenn das Signal einen zweiten, vorbestimmten Schwellenwert er reicht, der einem zweiten vorbestimmten Schwellendruck entspricht.
einen Luftkompressor (12) zum Liefern von Druckluft an luftbetriebene Vorrich tungen des Fahrzeuges;
ein Erfassungsmittel zum Erfassen des Druckes eines vorzugsweise mit dem Luftkompressor (12) in Verbindung stehenden Reservoirs (16), das Druckluft enthält, und zum Erzeugen eines Signals, welches den Druck anzeigt; und
ein Steuermittel zum Aktivieren des Luftkompressors (12), wenn das Signal un ter einen ersten vorbestimmten Schwellenwert fällt, der einem ersten vorbe stimmten Schwellendruck entspricht, und/oder wenn Energie zum Betreiben des Luftkompressors (12) zur Verfügung steht, und zum Deaktivieren des Luftkom pressors (12), wenn das Signal einen zweiten, vorbestimmten Schwellenwert er reicht, der einem zweiten vorbestimmten Schwellendruck entspricht.
2. Luftkompressor-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste und zweite vorbestimmte Schwellendruck in einem Bereich von 344
kPa und 1,1 MPa liegen.
3. Luftkompressor-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste und zweite vorbestimmte Schwellendruck in einem Bereich von 620
kPa bis 828 kPa liegen.
4. Luftkompressor-Steuersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Steuermittel den Luftkompressor (12) nach einer
vorbestimmten maximalen Belastungszeit deaktiviert, die einer vorbestimmten
Kompressorkopftemperatur bzw. -metalltemperatur entspricht, um eine über
mäßige Erwärmung des Kompressorkopfmetalls zu verhindern.
5. Luftkompressor-Steuersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Steuermittel einen bestimmten Modus des Luft
kompressors (12) über eine vorbestimmte Zeitperiode aufrechterhält, wenn der
Luftkompressor (12) zwischen den vorbestimmten Drücken arbeitet, um einen
übermäßigen zyklischen Wechsel des Luftkompressors (12) zu vermeiden.
6. Luftkompressor-Steuersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Steuermittel den Luftkompressor (12) aktiviert,
wenn das Fahrzeug bergab fährt.
7. Luftkompressor-Steuersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Steuersystem ein Mittel zur Aufzeichnung von
Daten in bezug auf die Betriebseigenschaften des Luftkompressors (12) auf
weist.
8. Luftkompressor-Steuersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Steuersystem ein Temperaturerfassungsmittel
zum Erfassen einer Kompressorkopftemperatur und zum Erzeugen eines Signals,
welches die Kompressorkopftemperatur anzeigt, aufweist.
9. Luftkompressor-Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuermittel den Luftkompressor (12) deaktiviert, wenn das Temperaturer
fassungsmittel ein Signal erzeugt, das anzeigt, daß die Kompressorkopftempera
tur über einer vorbestimmten Schwellentemperatur liegt.
10. Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors, umfassend:
Erfassen eines Druckes eines Reservoirs, das Druckluft enthält, die von einem Luftkompressor zugeführt wird;
Erzeugen eines Signals, das den Druck anzeigt, und Übertragen des Signals zu einem Steuermittel zur Steuerung des Luftkompressors;
Aktivieren des Luftkompressors, wenn das Signal unter einen ersten vorbe stimmten Wert fällt, der einem ersten vorbestimmten Schwellendruck entspricht, und/oder wenn Energie verfügbar ist; und
Deaktivieren des Luftkompressors, wenn das Signal einen zweiten vorbestimm ten Wert erreicht, der einem zweiten vorbestimmten Schwellendruck entspricht.
Erfassen eines Druckes eines Reservoirs, das Druckluft enthält, die von einem Luftkompressor zugeführt wird;
Erzeugen eines Signals, das den Druck anzeigt, und Übertragen des Signals zu einem Steuermittel zur Steuerung des Luftkompressors;
Aktivieren des Luftkompressors, wenn das Signal unter einen ersten vorbe stimmten Wert fällt, der einem ersten vorbestimmten Schwellendruck entspricht, und/oder wenn Energie verfügbar ist; und
Deaktivieren des Luftkompressors, wenn das Signal einen zweiten vorbestimm ten Wert erreicht, der einem zweiten vorbestimmten Schwellendruck entspricht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite
vorbestimmte Schwellendruck in einem Bereich von 344 kPa bis 1,1 MPa liegen.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
und zweite vorbestimmte Schwellendruck in einem Bereich von 620 kPa bis
828 kPa liegen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verfahren ferner umfaßt den Schritt des Deaktivierens des Luftkompressors
nach einer vorbestimmten, maximalen Belastungszeit, die einer vorbestimmten
Kompressorkopftemperatur bzw. -metalltemperatur entspricht, um eine über
mäßige Erwärmung des Kompressorkopfes bzw. Kompressorkopfmetalls zu
verhindern.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verfahren ferner umfaßt den Schritt der Aufrechterhaltung eines bestimmten
Modus des Luftkompressors über eine vorbestimmte Zeitperiode, wenn der
Luftkompressor zwischen den vorbestimmten Drücken arbeitet, um einen über
mäßigen zyklischen Wechsel des Luftkompressors zu vermeiden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verfahren ferner umfaßt den Schritt des Aktivierens des Luftkompressors,
wenn das Fahrzeug bergab fährt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verfahren des weiteren umfaßt den Schritt des Aufzeichnens von Daten in
bezug auf die Betriebseigenschaften des Luftkompressors.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß
des weiteren umfassend den Schritt des Erfassens einer Kompressorkopftempe
ratur und des Deaktivierens des Luftkompressors, wenn eine Kompressorkopf
temperatur über einer vorbestimmten Schwellentemperatur erfaßt wird.
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