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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftdrucksteuerung
für Fahrzeuge
mit Druckluftsystemen und ein Druckluftsystem, wobei das Druckluftsystem
für eine
zukünftige
Druckableitung ausgelegt ist. Den gattungsbildenden Stand der Technik
stellt das
US-Patent 6,036,449 dar.
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Hintergrund
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Schwere
Fahrzeuge wie z. B. Lastkraftwagen und Busse weisen gewöhnlich durch
Luftdruck betätigbare
Bremssysteme auf. Systeme für
andere Verbraucher wie z. B. ein Niveauregelsystem können ebenfalls
durch Druckluft angetrieben werden. Druckluftspeicher in Druckluftsystemen
für schwere Fahrzeuge
erhalten einen vorbestimmten Druck aufrecht, der in diesen Fällen gewöhnlich Arbeitsdruck genannt
wird, falls sie gefüllt
sind und das Fahrzeug keine Druckluft verbraucht.
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Falls
das Fahrzeug Druckluft durch die bekannten Druckluftsysteme verbraucht,
sinkt der Druck in seinen Druckluftspeichern auf einen unteren Grenzwert
ab, an den der Fahrzeugkompressor betätigt wird, um die Druckluftspeicher
bis zu dem normalen Arbeitsdruck aufzufüllen, an dem sich der Kompressor
abschaltet.
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Falls
ein Nahverkehrsbus eine Haltestelle erreicht und wenigstens eine
Tür geöffnet wird,
um ein Einsteigen oder Aussteigen der Fahrgäste zuzulassen, kann der Busfahrer
den Bus durch Absenken des Luftdrucks in der Luftfederung zum "Knien" veranlassen, um
ein Einsteigen oder Aussteigen zu erleichtern. Wenn der Fahrer danach
die Türen
des Busses schließt,
wird die Luftfederung durch Leeren des mit der Luftfederung verbundenen
Druckluftspeichers auf ihren normalen Arbeitsdruck aufgefüllt. Danach
beginnt der Kompressor gleichzeitig mit dem Abfahren des Busses
von der Haltestelle den Druckluftspeicher der Luftfederung aufzufüllen.
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Ein
Problem des voranstehend beschriebenen bekannten Druckluftsystems
besteht darin, dass der durch den Fahrzeugmotor angetriebene Kompressor
eine Leistung von bis zu 10 hk benötigt, d. h. ungefähr 7,4 kW,
wodurch die zur Beschleunigung von einer Haltestelle verfügbare Leistung
entsprechend reduziert wird. Dadurch braucht der Bus länger, um
die Geschwindigkeit des sich in die gleiche Richtung bewegenden
Verkehrsstroms zu erreichen. Im Fall von Nahverkehrsbussen mit kurzen
Entfernungen zwischen den Haltestellen und dem "Knien" an jeder Haltestelle, kann es schwierig
sein, den normalen Arbeitsdruck zwischen den Haltestellen aufzubauen.
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Ein
weiteres Problem der bekannten Druckluftsysteme entsteht durch das
Verbinden eines Aufliegers mit leeren Druckluftspeichern mit einem
Zugfahrzeug. Dadurch wird der Druckluftspeicher des Zugfahrzeugs
für den
Auflieger entleert, wenn der Auflieger mit dem Zugfahrzeug verbunden
wird, ohne dass die Druckluftspeicher des Aufliegers ausreichend
gefüllt
sind, um ein Lösen
der Parkbremse des Aufliegers zu ermöglichen. Somit muss der Zugmaschinenkompressor
die Speicher füllen,
bis ein ausreichendes Druckniveau erreicht ist.
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Das
am 3. März
2005 veröffentlichte
Dokument
WO 2005/018965
A1 offenbart ein Druckluftsystem für Fahrzeuge, wobei das Druckluftsystem wenigstens
einen Druckluftspeicher, einen bestimmungsgemäß den Druckluftspeicher füllenden
Kompressor und eine Steuereinheit zum Regeln der Füllung des
Druckluftspeichers aufweist, wobei das Druckluftsystem ferner eine
Signaleinheit aufweist, die wenn aktiviert dazu ausgebildet ist,
ein eine zukünftige
Druckableitung verkörperndes
Signal zu der Steuereinheit zu senden und dadurch eine Füllung des
Druckluftspeichers bis zu einem vorbestimmten ausreichenden oder
optimalen Druck vor einer Druckableitung zu initiieren, der größer als
ein vorbestimmter Minimalwert ist.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die
Probleme, dass der Kompressor während
der Beschleunigung von einer Haltesstelle im Betrieb ist und dass
die Druckluftspeicher des Aufliegers zum Lösen der Parkbremsen des Aufliegers nicht
ausreichend gefüllt
sind, werden gemäß der durch
die Merkmale des Anspruchs 1 und des Verfahrenanspruchs 9 definierten
Erfindung durch Anordnen eines Druckluftsystems für Fahrzeuge
gelöst, wobei
das Druckluftsystem wenigstens einen Druckluftspeicher, einen bestimmungsgemäß den Druckluftspeicher
füllenden
Kompressor und eine Steuereinheit um Regeln der Füllung des
Druckluftspeichers aufweist, und wobei das Druckluftsystem ferner
eine Signaleinheit umfasst, die eine Überfüllung des Druckluftspeichers
vor einer Druckluftableitung initiiert, und durch Ausführen eines
Verfahrens zur Luftdrucksteuerung für Fahrzeuge mit einem Druckluftsystem,
wobei das Druckluftsystem für
zukünftige Druckluftableitungen
ausgelegt ist, und wobei ein eine zukünftige Druckableitung verkörperndes
Signal zu einer Steuereinheit gesendet wird, darauffolgend ein Signal
von der Steuereinheit gesendet wird, das eine Überfüllung des wenigstens einen
Druckluftspeichers auslöst.
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Die
Tatsache, dass eine Anordnung zur und ein Verfahren für eine Luftdrucksteuerung
eines Druckluftspeichers die kennzeichnenden Merkmale entsprechend
der Ansprüche
1 und 9 aufweist, bietet den Vorteil, dass der Druckluftspeicher
nach einer Druckableitung schneller zu seinem normalen Arbeitsdruck
zurückkehrt,
wodurch die Fähigkeit
des Fahrzeugs zum Wegbewegen nach einer Druckableitung verbessert
wird. Zeit, die nicht anderweitig genutzt werden kann, wird daher
gespart. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Bus beim Beschleunigen von
einer Haltestelle die Geschwindigkeit des Verkehrs schneller erreicht,
wodurch die Verkehrssicherheit erhöht wird. Eine zusätzliche
Abbremsung in Form einer "Motorbremsung" vor einer Bushaltestelle kann
ferner erzeugt werden, da der Kompressor ein Teil der Motorleistung
jeweils nutzt, wenn der Kompressor aufgrund einer hohen Motordrehzahl
mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet. In einer solchen Situation
würde der
Bremseffekt normalerweise durch das Fahrzeugbremssystem in Wärme umgewandelt.
Ein oder mehrere zusätzliche
Luftspeicher, die eine weitere denkbare Lösung des Problems darstellen
könnten,
werden ebenfalls nicht benötigt.
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Kurze Liste der Figuren
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Die
Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Figuren
dargestellt, wobei:
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1 schematisch
ein Druckluftsystem für einen
Bus zeigt,
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2 schematisch
ein Druckluftsystem für ein
Zugfahrzeug darstellt, und
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3 schematisch
ein Diagramm einer Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung darstellt.
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Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
gleichen Bezugszeichen werden durchgehend für die gleichen Merkmale in
den verschiedenen Zeichnungen genutzt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Druckluftsystem 2 für ein Fahrzeug 4,
wobei das Druckluftsystem 2 wenigstens einen Druckluftspeicher 12,
einen bestimmungsgemäß den Druckluftspeicher 12 füllenden
Kompressor 14 und eine die Füllung des Luftdruckspeichers 12 regulierende
Steuereinheit 16 aufweist. Das Druckluftsystem 2 weist
ferner eine Signaleinheit 18 auf, die ein Überfüllen des
Druckluftspeichers 12 vor einer Druckluftableitung initiiert,
so dass der Druckluftspeicher 12 schneller zu seinem normalen
Arbeitsdruck nach einer Druckluftableitung zurückkehrt. Die Erfindung ist
bevorzugt auf Druckluftsysteme mit einem großen Luftumsatz anwendbar, d.
h. bei denen der Druckluftverbrauch hoch ist.
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1 zeigt
schematisch ein Druckluftsystem 2 für einen Bus 4. Das
Druckluftsystem 2 umfasst einen durch den Motor 20 des
Fahrzeugs 4 angetriebenen Kompressor 14, ein Vier-Wege-Verteilungsventil 22,
das wenigstens einen Parkbremskreis-Luftspeicher 6, wenigstens
einen ersten (Vorderachse) Betriebsbremskreis-Luftspeicher 8, wenigstens
einen zweiten (Hinterachse) Betriebsbremskreis-Luftspeicher 10 und wenigstens
einen Luftspeicher 12 für
andere Verbraucher, wie z. B. einem Luftfederungskreis 24 und/oder
einem Türbetätigungskreislauf 26 mit Luft
von dem Kompressor 14 versorgt. Das Druckluftsystem 2 weist
ferner bevorzugt eine elektronische Steuereinheit 16 auf.
Die Steuereinheit kann alternativ mittels Relais und Druckschaltern
gebildet werden. Die Druckluftkreis-Speicher 8, 10, 12,
jedoch nicht der einen niedrigeren Arbeitsdruck als die anderen
Druckluftspeicher 8, 10, 12 aufweisende
Parkbremskreis-Speicher 6, sind gewöhnlich miteinander verbunden,
wenn der normale Arbeitsdruck in den Speichern 8, 10, 12 vorherrscht.
Die Druckluftspeicher 8, 10, 12 sind
jedoch getrennt, falls der Druck in wenigstens einem Speicher 8, 10, 12 unterhalb
eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, um ein durch ein Leck in einem
Druckluftkreis verursachtes Leeren von allen Speichern 8, 10, 12 zu
verhindern.
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Wenn
ein Bus 4 eine Haltestelle erreicht, drückt ein Fahrgast eine Stopsignaltaste 18 in
dem Fahrgastraum 19 des Busses 4, um zu signalisieren, dass
er/sie wünscht
auszusteigen. Falls die Haltesignaltaste 18 gedrückt wird,
wird ein eine zukünftige Druckableitung
verkörperndes
Signal 28 zu der Steuereinheit 16 gesendet, d.
h. zum Öffnen
oder Schließen
der Türen 30, 32 und
ein "Knien" der gesamten oder
von Teilen einer Seite des Busses 4 auszulösen. Die
Steuereinheit 16 erhält
dieses Signal 28 und sendet selbst ein Signal 42 von
der Steuereinheit 16, das ein Überfüllen wenigstens eines Druckluftspeichers 12 durch
den Kompressor 14 auslöst.
Der Druckluftspeicher 12 ist daher zu dem Zeitpunkt überfüllt, an dem
der Bus an der Haltestelle hält.
Ein zusätzliches Abbremsen
in Form einer "Motorbremsung" kann ebenfalls vor
der Bushaltestelle erfolgen, da der Kompressor 14 einen
Teil der Motorleistung 20 jeweils nutzt, wenn der Kompressor 14 aufgrund
einer hohen Motordrehzahl mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet.
Dieser Motorbremseffekt würde
anderenfalls durch das Fahrzeugbremssystem (nicht dargestellt) in
Wärme umgewandelt.
Nach dem Öffnen
und dem Schließen
der Türen 30, 32 und
dem den Fahr gästen
das Aussteigen und Einsteigen erleichternden "Knien", ist der Luftdruck in den Luftfederungen 34, 36 und 38, 40 reduziert,
falls der Bus abgesenkt wurde („gekniet" hat). Schließt der Fahrer danach die Türen 30, 32 des
Busses 4, werden die Luftfederungen 34, 36, 38, 40 bis
zu ihrem normalen Arbeitsdruck aufgefüllt, dadurch sinkt der Druck
in dem überfüllten mit
den Luftfederungen 34, 36, 38, 40 verbundenen
Druckluftspeicher 12 ab, bevorzugt bis auf seinen normalen
Arbeitsdruck. Der Druckluftspeicher 12 kehrt daher schneller
zu seinem normalen Arbeitsdruck nach der Druckableitung zurück, als
wenn keine Überfüllung des
Druckluftspeichers 12 bewirkt worden wäre. Die Leistung zum Beschleunigen
von der Haltestelle wird auch nicht durch den Kompressor 14 begrenzt,
da der Kompressor 14 während
der Abfahrt von der Haltestelle nicht in Betrieb ist. Dies führt dazu,
dass der Bus 4 schneller die Geschwindigkeit des anderen
sich in die gleiche Richtung bewegenden Verkehrs erreicht. Der Bus 4 kommt
daher schneller der Geschwindigkeit des Verkehrs gleich, wodurch
die Verkehrssicherheit erhöht
wird. Eine für den
Fahrer erreichbare Signaleinheit 18 kann ebenfalls angeordnet
werden, z. B. in Form einer durch den Fahrer einzudrückenden
Taste, falls der Bus eine Haltestelle mit wartenden Fahrgästen erreicht.
Der Fahrer kann daher ebenfalls eine Überfüllung des Druckluftspeichers,
wie voranstehend beschrieben, initiieren.
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2 zeigt
schematisch ein Druckluftsystem 2 für ein Zugfahrzeug 4.
Ein Zugfahrzeug 4 bedeutet hier, jede Art von Fahrzeugen,
an die ein Auflieger gekoppelt werden kann. Das Druckluftsystem 2 umfasst
einen durch den Motor 20 des Fahrzeugs 4 angetriebenen
Kompressor 14, ein Vier-Wege-Verteilungsventil 22,
das wenigstens einen Parkbremskreis-Luftspeicher 6, wenigstens
einen (Vorderachse) Betriebsbremskreis-Luftspeicher 8,
wenigstens einen zweiten (Hinterachse) Betriebsbremskreis-Luftspeicher 10 und
wenigstens ein Luftspeicher 12 für andere Verbraucher wie z.
B. Luftfederungskreis (siehe 1) und/oder
einen Bremskreis 44 für
einen Auflieger 46 mit Luft von dem Kompressor 14 versorgt.
Das Druckluftsystem 3 weist ferner eine Steuereinheit 16 auf.
Die Druckluftspeicher 8, 10, 12, aber
nicht der einen niedrigeren Arbeitsdruck als die anderen Druckluftspeicher 8, 10, 12 aufweisende
Parkbremskreis-Speicher 6, sind gewöhnlich miteinander verbunden,
wenn ein normaler Arbeitdruck in den Speichern 8, 10, 12 vorherrscht.
Die Behälter 8, 10, 12 werden
jedoch getrennt, wenn der Druck in wenigstens einem Speicher 8, 10, 12 unterhalb
eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, um ein durch ein Leck in einem
Druckluftkreis verursachtes Leeren aller Speicher 8, 10, 12 zu
verhindern.
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Wenn
das Zugfahrzeug 4 eine Stelle erreicht, an der ein an das
Zugfahrzeug zu koppelnder Auflieger 46 steht, drückt eine
Person in der Fahrerkabine 46 des Zugfahr zeugs 4 eine
Aufliegerkupplungstaste 18, um zu signalisieren, dass eine
Kopplung eines Aufliegers 46 bald ausgeführt wird.
Wenn die Aufliegerkupplungstaste 18 gedrückt wird,
wird ein eine zukünftige
Druckableitung verkörperndes
Signal 50 zu der Steuereinheit 16 gesendet, d.
h. zur Füllung
wenigstens eines Druckluftspeichers 52 des Aufliegers 46.
Die Steuereinheit 16 sendet dieses Signal 50 und sendet
selbst ein Signal 54 von der Steuereinheit 16, das
ein Überfüllen wenigstens
eines Druckluftspeichers 12 der Zugmaschine 4 durch
den Kompressor 14 auslöst.
Der Druckluftspeicher 12 wird daher überfüllt, falls das Zugfahrzeug 4 hält, um den
Auflieger 46 anzukoppeln. Ist der Auflieger 46 angekoppelt, wird
zumindest ein Druckluftspeicher 52 des Aufliegers 46 gefüllt, bevorzugt
bis zu seinem normalen Arbeitsdruck. Der normale Arbeitsdruck kann
erreicht werden, falls z. B. der Druckspeicher 52 des Aufliegers 46 nicht
vollständig
leer ist, wodurch der Druck in den Druckluftspeicher 12 in
dem Zugfahrzeug 4 bevorzugt bis zu seinem normalen Arbeitsdruck
reduziert wird. Der Druckluftspeicher 12 in dem Zugfahrzeug 4 kehrt
daher schneller zu seinem normalen Arbeitsdruck nach einer Druckableitung
zurück,
als wenn keine Überfüllung des
Druckluftspeichers 12 der Zugmaschine 4 bewirkt
worden wäre.
Da ein ausreichendes Druckniveau schneller erreicht wird, können die
Parkbremsen 56, 58 des Aufliegers 46 schneller
gelöst
werden, was dazu führt,
dass die Fähigkeit
des Fahrzeugs 4 zum Bewegen nach der Druckableitung verbessert
wird. Zeit, die nicht anderenfalls genutzt werden kann, wird daher
gespart.
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3 zeigt
schematisch ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Das Flussdiagramm zeigt ein Verfahren zur Luftdrucksteuerung für Fahrzeuge
mit Druckluftsystemen, wobei das Druckluftsystem für zukünftige Druckableitungen
ausgelegt ist. Eine Steuereinheit überwacht das Verfahren. Die
Steuereinheit wird vor einer ausgelösten zukünftigen Druckableitung durch eine
die Signaleinheit 100 aktivierende Person vorgewarnt. Wenn
die Signaleinheit aktiviert ist, wird ein eine zukünftige Druckableitung
verkörperndes
Signal zu der Steuereinheit gesendet. Falls die Steuereinheit das
Signal empfangen hat, überprüft die Steuereinheit 102 von
welchem Druckluftspeicher Druck abgeleitet wurde, um diesen zu überfüllen. Ist
dies nicht der Fall, sendet die Steuereinheit ein Signal zu dem Kompressor,
das ein Überfüllen des
zumindest einen Druckluftspeichers auslöst, woraufhin der Kompressor
startet. Wenn die Luft in den Druckluftspeicher den gewünschten Überfüllungsdruck
erreicht, schaltet der Kompressor 106 ab und die Steuereinheit kehrt
zur Abfrage zurück,
ob die Steuereinheit aktiviert ist oder nicht. Der Druckluftspeicher
kehrt daher schneller zu seinem normalen Arbeitsdruck nach der Druckableitung
zurück.
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Der
Schutzbereich der Erfindung wird nicht ausschließlich durch die beispielhaften,
bevorzugten Ausführungsformen
begrenzt, aber durch die nachstehenden Ansprüche festgelegt. Somit kann
z. B. die Signaleinheit, anstatt der Anordnung in Form einer Taste
in dem Fahrzeug, eine Einheit in dem Fahrzeug sein, die automatisch
z. B. über
ein GPS-System das Erreichen einer Haltestelle durch das Fahrzeug
oder einer Aufliegerkupplungsstelle ermittelt und danach automatisch
ein Signal zu der Steuereinheit sendet.