EP2190707A2 - Drucklufterzeugungsanlage eines fahrzeugs und verfahren zum steuern derselben - Google Patents

Drucklufterzeugungsanlage eines fahrzeugs und verfahren zum steuern derselben

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EP2190707A2
EP2190707A2 EP08785805A EP08785805A EP2190707A2 EP 2190707 A2 EP2190707 A2 EP 2190707A2 EP 08785805 A EP08785805 A EP 08785805A EP 08785805 A EP08785805 A EP 08785805A EP 2190707 A2 EP2190707 A2 EP 2190707A2
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EP
European Patent Office
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compressed air
air generator
electric motor
speed
drive motor
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EP08785805A
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English (en)
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Inventor
Eduard Gerum
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH, Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/02—Arrangements of pumps or compressors, or control devices therefor

Definitions

  • the invention relates to a compressed air generating system of a vehicle and a method for controlling the same.
  • Such compressed air generating systems are currently using compressors or
  • Compressed air compressors for compressed air for example for a service brake, in a vehicle, for example in a commercial vehicle, driven exclusively directly by the drive motor of such a vehicle.
  • the drive motor is formed in commercial vehicles in most cases as an internal combustion engine in the form of a diesel engine.
  • the Applicant solutions are known with a mechanical shut-off, which is arranged between before the drive of the compressed air generator.
  • Compressed air supply is ensured.
  • electrically driven compressed air generators are used.
  • the drive is designed as an electric motor, which is equivalent to a disengaged clutch in the off state, in which state no power loss occurs.
  • an electric motor has a significant disadvantage, since the conversion of mechanical into electrical energy and vice versa causes loss of energy.
  • the object is achieved by a compressed air generating system having the features of claim 1 and a method for controlling a compressed air generating system having the features of claim 8.
  • a basic idea of the invention is that a compressed air generator driven by an electric motor can also be driven by a drive motor of the vehicle via a shut-off clutch or controllable clutch, the clutch only being engaged when the compressed air generator is driven by the electric motor to an output rotational speed of the drive motor Vehicle has been accelerated or synchronized with this.
  • Vehicle having at least one drive motor has the following method steps: (Vl) driving a compressed air generator with an electric motor for generating
  • V2 synchronizing a compressed air generator speed of the compressed air generator with an output speed of the at least one drive motor
  • V3 switching a controllable clutch at synchronous speeds for coupling the compressed air generator to the drive motor to generate compressed air.
  • a friction clutch would have to be designed very strong without this synchronization, since the compressed air generator has high peak torques.
  • it is provided to form the controllable coupling as a form-locking switchable coupling. This allows an advantageously simple design of a clutch with high transmission torque.
  • This form-locking switchable coupling may be, for example, a pin coupling or a toothed coupling.
  • this clutch is a dog clutch, a particularly robust design is possible.
  • the synchronization device is provided in a further embodiment with: a first determination device for determining the compressed air generator speed of the
  • Air compressor Air compressor; a second determination device for determining the output rotational speed of the at least one drive motor; a comparator for comparing the air compressor speed and the output speed; an electric motor control unit for controlling the electric motor; and a switching unit for switching the controllable clutch at synchronized air compressor speed and output speed. It can be advantageous in the vehicle already existing measurement signals and
  • the electric motor control unit may, for example, use speed signals from the electric motor from its own speed sensors to determine the air compressor speed.
  • an intelligent control of the clutch can be made possible to ensure in any case a safe switching of the compressed air generator in compressed air demand.
  • the control device it is also possible for the control device to report important information to the driver of the vehicle and to display it for him.
  • the electric motor control unit is designed to set the compressed air generator speed, to set an idling mode and a generator mode of the electric motor.
  • the Electric motor switched to an idle state. This means that it forms only a small rotational resistance in its bearings and rotates freely.
  • it is also possible in another embodiment that it is switched to a generator state, that is, the electric motor can serve as an additional power source in this case and load, for example, the vehicle battery or act as an emergency power source.
  • controllable clutch is coupled to an output of a drive train of the vehicle. This may be, for example, on a transmission of the drive train of the vehicle. This makes it possible that even with the engine off or at low engine speed during coasting of the vehicle, a drive torque for the compressed air generator via the drive train can be driven by the wheels of the vehicle.
  • the synchronizer is part of the control device, whereby a space saving is possible.
  • controls such as processors, the controller of the tasks of speed determination, comparison, etc. take over.
  • a vehicle which is only schematically indicated here, has in this example a hybrid drive with a drive motor 2, for example an internal combustion engine in the form of a diesel engine, and a further drive motor 2 'in the form of an electric traction motor.
  • drive motors 2, 2 ' are coupled to a drive train 13, which consists of a gear 14 and a drive axle 18, in which a differential gear and two wheels are indicated.
  • a motor controller 19 is connected to the drive motors 2, 2 'and the transmission 14.
  • the transmission 14 is equipped with an output 15 for coupling to a compressed air generating system 20 via a clutch drive KA, for example a shaft.
  • a clutch drive KA for example a shaft.
  • the compressed air generating system 20 has a compressed air generator 1 or compressor, which is coupled to an electric motor 3 and a controllable clutch 4, and a control device 5 for controlling the compressed air generating system 20.
  • the compressed air generator 1 sucks during operation intake air AL, compresses them and conveys them as compressed air DL in a compressed air reservoir 7, from which the compressed air DL is removed if necessary, for example, for a brake system.
  • the control device 5 has a synchronization device 6 with a first determination device 8 for a compressed air generator speed dl, a second determination device 9 for an output rotational speed d2 of the drive motor 1, 1 '(in this case the output 15), a comparison device 10, an electric motor control unit 11 and a switching unit 12 on.
  • the control device 5 is furthermore provided with pressure sensors 16 for detecting a pressure of the intake air AL at the compressed air generator 1 and a pressure of the compressed air DL (either at the compressed air generator 1 or at the compressed air accumulator 7).
  • Speed sensors 17 on a coupling shaft between the electric motor 3 and the compressed air generator 1 and on a coupling shaft between the compressed air generator 1 and the controllable clutch 4 are also connected to the control device 5 and transmit measuring signals of the associated speeds.
  • the electric motor 3 can be equipped with an integrated speed sensor, which should be indicated by a branched control path.
  • a further connection of the control unit 5 is arranged to the controllable clutch 4 and to the motor control 19.
  • the controllable clutch 4 is initially disengaged.
  • the first determination device 8 determines the output rotational speed d2 of the drive motor 2, 2 'via the connection to the engine control unit 19.
  • the second determination device 9 determines the rotational speed d1 of the compressed air generator 1.
  • the comparison device 10 compares the rotational speeds d1 and d2. In a difference, it generates a signal for the electric motor control unit 1 1, which drives the electric motor 1 and sets to a speed dl, which corresponds to the output speed d2, that is synchronized to this.
  • the switching unit 12, the controllable clutch 4, that is, this is engaged and couples the drive motor 1, 1 'via the output 15 and the transmission 14 with the compressed air generator 1. Now drives the
  • controllable clutch designed as a switchable positive-locking clutch in a robust embodiment.
  • This can be, for example, a dog clutch, gear coupling or pin coupling with electric drive.
  • the control device 5 can also have a signaling device, which processes, for example, information for the driver. This can be, for example, an error message, maintenance message, and so on.

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Abstract

Eine Drucklufterzeugungsanlage (20) eines Fahrzeugs mit zumindest einem Antriebsmotor (2, 2'), mit einem Drucklufterzeuger (1) zur Erzeugung von Druckluft (D); einem mit dem Drucklufterzeuger (1) gekoppelten Elektromotor (3) zum Antrieb des Drucklufterzeugers (1); einer steuerbaren Kupplung (4) zur Kopplung des Drucklufterzeugers (2) mit dem zumindest einen Antriebsmotor (2); einer Steuereinrichtung (5) zur Steuerung der Drucklufterzeugungsanlage; und einer Synchronisiereinrichtung (6) zur Synchronisierung einer Drucklufterzeugerdrehzahl (dl) des Drucklufterzeugers (1) und einer Abtriebsdrehzahl (d2) des zumindest einen Antriebsmotors (2, 2'), wobei die steuerbare Kupplung (4) bei synchronisierter Drucklufterzeugerdrehzahl (dl) und Abtriebsdrehzahl (d2) schaltbar ist, sowie ein entsprechendes Verfahren zum Steuern einer Drucklufterzeugungsanlage (20).

Description

Drucklufterzeugungsanlage eines Fahrzeugs und Verfahren zum Steuern derselben
Die Erfindung betrifft eine Drucklufterzeugungsanlage eines Fahrzeugs und ein Verfahren zum Steuern derselben.
Derartige Drucklufterzeugungsanlagen werden derzeit mit Kompressoren bzw.
Drucklufterzeugern für Druckluft, beispielsweise für eine Betriebsbremse, in einem Fahrzeug, zum Beispiel in einem Nutzfahrzeug, ausschließlich direkt von dem Antriebsmotor eines solchen Fahrzeugs angetrieben. Dabei ist bei Nutzfahrzeugen der Antriebsmotor in den meisten Fällen als Verbrennungskraftmaschine in Form eines Dieselmotors ausgebildet. Zwecks Energieeinsparung sind der Anmelderin Lösungen mit einer mechanischen Abschaltkupplung bekannt, welche zwischen vor dem Antrieb des Drucklufterzeugers angeordnet ist.
Im Fall von Fahrzeugen, die mit einem Hybridantrieb ausgerüstet sind, besteht die Notwendigkeit, dass auch bei einem ausgeschalteten Antriebsmotor die
Druckluftversorgung sichergestellt ist. Hierbei kommen elektrisch angetriebene Drucklufterzeuger zum Einsatz. Der Antrieb ist als Elektromotor ausgebildet, welcher im ausgeschalteten Zustand zu einer ausgekuppelten Kupplung gleichwertig ist, wobei in diesem Zustand keine Verlustleistung auftritt. Im Normalbetrieb weist ein solcher Elektromotor jedoch einen erheblichen Nachteil auf, da die Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie und umgekehrt Verlust von Energie bewirkt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drucklufterzeugungsanlage zu schaffen, welche bei einem elektrisch angetriebenen Drucklufterzeuger die oben aufgeführten Nachteile behebt bzw. reduziert und einen minimalen Energieverbrauch aufweist. Die Aufgabe wird durch eine Drucklufterzeugungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern einer Drucklufterzeugungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass ein mit einem Elektromotor angetriebener Drucklufterzeuger auch über eine Abschaltkupplung bzw. steuerbare Kupplung von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs antreibbar ist, wobei die Kupplung erst dann eingekuppelt wird, wenn der Drucklufterzeuger von dem Elektromotor auf eine Abtriebsdrehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs beschleunigt bzw. mit dieser synchronisiert worden ist.
Somit wird vorteilhaft erreicht, dass der Energieverbrauch zur Drucklufterzeugung bei einem Drucklufterzeuger mit elektrischem Antrieb reduziert ist, da der Elektromotor in einen Leerlaufzustand geschaltet wird, sobald der Drucklufterzeuger von dem Antriebsmotor angetrieben wird, wird so dass keine weiteren Verluste entstehen.
Die Synchronisation der Drehzahl des Drucklufterzeugers mit der Abtriebsdrehzahl des Antriebsmotors bewirkt, dass beim Einkuppeln der Kupplung keine Reibungsverluste entstehen. Dadurch sind die Wartungsintervalle im Falle einer Reibungskupplung vorteilhaft verlängert.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern einer Drucklufterzeugungsanlage eines
Fahrzeugs mit zumindest einem Antriebsmotor, weist die folgenden Verfahrensschritte auf: (Vl) Antreiben eines Drucklufterzeugers mit einem Elektromotor zum Erzeugen von
Druckluft;
(V2) Synchronisieren einer Drucklufterzeugerdrehzahl des Drucklufterzeugers mit einer Abtriebsdrehzahl des zumindest einen Antriebsmotors;
(V3) Schalten einer steuerbaren Kupplung bei synchronen Drehzahlen zum Koppeln des Drucklufterzeugers mit dem Antriebsmotor zum Erzeugen von Druckluft.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Eine Reibungskupplung müsste ohne diese Synchronisation sehr stark ausgelegt werden, da der Drucklufterzeuger hohe Spitzendrehmomente aufweist. In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, die steuerbare Kupplung als formschlüssige schaltbare Kupplung auszubilden. Dadurch ist eine vorteilhaft einfache Gestaltung einer Schaltkupplung mit hohen Übertragungsmomenten ermöglicht. Diese formschlüssige schaltbare Kupplung kann zum Beispiel eine Bolzenkupplung oder eine Zahnkupplung sein. Insbesondere, wenn diese Schaltkupplung eine Klauenkupplung ist, ist eine besonders robuste Bauweise möglich.
Die Synchronisiereinrichtung ist in einer weiteren Ausführung versehen mit: einer ersten Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung der Drucklufterzeugerdrehzahl des
Drucklufterzeugers; einer zweiten Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung der Abtriebsdrehzahl des zumindest einen Antriebsmotors; einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich der Drucklufterzeugerdrehzahl und der Abtriebsdrehzahl; einer Elektromotorsteuereinheit zur Steuerung des Elektromotors; und einer Schalteinheit zur Schaltung der steuerbaren Kupplung bei synchronisierter Drucklufterzeugerdrehzahl und Abtriebsdrehzahl. Dabei können vorteilhaft im Fahrzeug schon vorhandene Messsignale und
Informationen bezüglich der Drehzahlen des Antriebsmotors bzw. eines Abtriebs des Antriebsmotors, zum Beispiel an einem Getriebe eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs, verwendet werden. Die Elektromotorsteuereinheit kann zum Beispiel Drehzahlsignale des Elektromotors aus dessen eigenen Drehzahlsensoren benutzen, um die Drucklufterzeugerdrehzahl zu ermitteln. So kann eine intelligente Steuerung der Schaltkupplung ermöglicht werden, um in jedem Fall ein sicheres Einschalten des Drucklufterzeugers bei Druckluftbedarf zu gewährleisten. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass die Steuereinrichtung für den Fahrer des Fahrzeugs wichtige Informationen meldet und für ihn zur Anzeige bringt.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass die Elektromotorsteuereinheit zur Einstellung der Drucklufterzeugerdrehzahl, zur Einstellung eines Leerlaufmodus und eines Generatormodus des Elektromotors ausgebildet ist. Wenn der Antriebsmotor des Fahrzeugs bei eingekuppelter Schaltkupplung den Drucklufterzeuger antreibt, wird der Elektromotor in einen Leerlaufzustand geschaltet. Das heißt, dass er nur einen geringen Drehwiderstand in seinen Lagern bildet und sich frei mitdreht. Es ist aber auch in einer anderen Ausführung möglich, dass er in einen Generatorzustand geschaltet wird, das heißt, der Elektromotor kann in diesem Fall als zusätzliche Stromquelle dienen und zum Beispiel die Fahrzeugbatterie laden oder als Notstromquelle fungieren.
In einer weiteren Ausfuhrung ist die steuerbare Kupplung mit einem Abtrieb eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs gekoppelt. Dies kann zum Beispiel an einem Getriebe des Antriebsstrangs des Fahrzeugs sein. Dadurch ist es möglich, dass auch bei ausgeschaltetem Motor bzw. bei niedriger Antriebsmotordrehzahl im Schiebebetrieb des Fahrzeugs eine Antriebsdrehmoment für den Drucklufterzeuger über den Antriebsstrang angetrieben von den Rädern des Fahrzeugs erfolgen kann.
In einer noch weiteren Ausführung ist die Synchronisiereinrichtung Bestandteil der Steuereinrichtung, wodurch eine Platzeinsparung möglich ist. Außerdem können Steuerelemente, zum Beispiel Prozessoren, der Steuereinrichtung die Aufgaben von Drehzahlermittlung, Vergleich usw. übernehmen.
Bei einem Hybridantrieb kann im Falle von ausgeschalteten Antriebsmotoren nur der Elektromotor den Antrieb des Drucklufterzeugers vornehmen, wobei die steuerbare Kupplung ausgekuppelt ist.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügte Figur näher erläutert, welche ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drucklufterzeugungsanlage zeigt.
In der einzigen Figur stellen durchgezogenen Linien zwischen Funktionseinheiten eine Kraftübertragung, zum Beispiel durch Drehmomentenübertragung, und gestrichelte Linien Steuerverbindungen, wie zum Beispiel für Steuersignale und/oder Messsignale, dar. Ein Fahrzeug, das hier nur schematisch angedeutet ist, weist in diesem Beispiel einen Hybridantrieb mit einem Antriebsmotor 2, zum Beispiel eine Verbrennungskraftmaschine in Form eines Dieselmotors, und einem weiteren Antriebsmotor 2' in Gestalt eines elektrischen Fahrmotors auf. Diese Antriebsmotoren 2, 2' sind mit einem Antriebsstrang 13 gekoppelt, welcher aus einem Getriebe 14 und einer Antriebsachse 18 besteht, bei welcher ein Differentialgetriebe und zwei Räder angedeutet sind. Eine Motorsteuerung 19 ist mit den Antriebsmotoren 2, 2' und dem Getriebe 14 verbunden.
In diesem Beispiel ist das Getriebe 14 mit einem Abtrieb 15 zur Kopplung mit einer Drucklufterzeugungsanlage 20 über einen Kupplungsantrieb KA, zum Beispiel eine Welle, ausgerüstet.
Die Drucklufterzeugungsanlage 20 weist einen Drucklufterzeuger 1 bzw. Kompressor, der mit einem Elektromotor 3 und einer steuerbaren Kupplung 4 gekoppelt ist, und eine Steuereinrichtung 5 zur Steuerung der Drucklufterzeugungsanlage 20 auf. Der Drucklufterzeuger 1 saugt bei Betrieb Ansaugluft AL ein, komprimiert diese und fördert sie als Druckluft DL in einen Druckluftspeicher 7, aus welchem die Druckluft DL bei Bedarf zum Beispiel für eine Bremsanlage entnommen wird.
Die Steuereinrichtung 5 weist eine Synchronisiereinrichtung 6 mit einer ersten Ermittlungseinrichtung 8 für eine Drucklufterzeugerdrehzahl dl, einer zweiten Ermittlungseinrichtung 9 für eine Abtriebsdrehzahl d2 des Antriebsmotors 1 , 1 ' (in diesem Fall des Abtriebs 15), ein Vergleichseinrichtung 10, eine Elektromotorsteuereinheit 11 und eine Schalteinheit 12 auf.
Die Steuereinrichtung 5 ist weiterhin mit Drucksensoren 16 zur Erfassung eines Drucks der Ansaugluft AL am Drucklufterzeuger 1 und eines Drucks der Druckluft DL (entweder am Drucklufterzeuger 1 oder am Druckluftspeicher 7) auf. Drehzahlsensoren 17 an einer Kopplungs welle zwischen dem Elektromotor 3 und dem Drucklufterzeuger 1 und an einer Kopplungswelle zwischen dem Drucklufterzeuger 1 und der steuerbaren Kupplung 4 sind ebenfalls mit der Steuereinrichtung 5 verbunden und übermitteln Messsignale der zugehörigen Drehzahlen. Der Elektromotor 3 kann mit einem integrierten Drehzahlsensor ausgerüstet sein, was durch einen verzweigten Steuerpfad angedeutet sein soll.
Eine weitere Verbindung der Steuereinheit 5 ist zu der steuerbaren Kupplung 4 und zu der Motorsteuerung 19 angeordnet.
Im Folgenden wird die Funktion der einzelnen Funktionseinheiten der Drucklufterzeugungsanlage 20 beschrieben.
Einer der Antriebsmotoren 1, 1 ' ist in Betrieb. Die steuerbare Kupplung 4 ist zunächst ausgekuppelt. Bei einem Druckluftbedarf im Druckluftspeicher 7 ermittelt die erste Ermittlungseinrichtung 8 die Abtriebsdrehzahl d2 des Antriebsmotors 2, 2' über die Verbindung mit der Motorsteuerung 19. Die zweite Ermittlungseinrichtung 9 ermittelt die Drehzahl dl des Drucklufterzeugers 1. Die Vergleichseinrichtung 10 vergleicht die Drehzahlen dl und d2. Bei einem Unterschied erzeugt sie ein Signal für die Elektromotorsteuereinheit 1 1, welche den Elektromotor 1 antreibt und auf eine Drehzahl dl einstellt, welche der Abtriebsdrehzahl d2 entspricht, das heißt auf diese synchronisiert wird. Dann schaltet die Schalteinheit 12 die steuerbare Kupplung 4 ein, das heißt, diese wird eingekuppelt und koppelt den Antriebsmotor 1, 1 ' über den Abtrieb 15 und das Getriebe 14 mit dem Drucklufterzeuger 1. Nun treibt der
Antriebsmotor 1, 1 ' den Drucklufterzeuger 1 an und der Elektromotor 3 wird von der Elektromotorsteuereinheit 11 in einen Leerlaufzustand geschaltet.
Ist der Antriebsmotor 1, 1 ' nicht in Betrieb und ein Druckbedarf tritt auf, so wird nur der Elektromotor 3 eingeschaltet und treibt den Drucklufterzeuger 1 an.
Die Synchronisation der Drehzahlen dl und d2 ermöglicht es, dass die steuerbare Kupplung in einer robusten Ausgestaltung als schaltbare formschlüssige Kupplung ausgeführt werden kann. Dies kann zum Beispiel eine Klauenkupplung, Zahnkupplung oder Bolzenkupplung mit Elektroantrieb sein.
Die Erfindung ist nicht auf das erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar. So ist es auch möglich, eine Reibkupplung oder eine Kombination aus Klauenkupplung und Reibkupplung, zum Beispiel eine Art Synchronring, zu benutzen.
Die Steuereinrichtung 5 kann außerdem eine Meldeeinrichtung aufweisen, welche zum Beispiel Informationen für den Fahrer aufbereitet. Dies können zum Beispiel eine Fehlermeldung, Wartungsmeldung usw. sein.
Bezugszeichenliste
1 Drucklufterzeuger
2, 2' Antriebsmotor
3 Elektromotor
4 Kupplung
5 Steuereinrichtung
6 Synchronisiereinrichtung
7 Druckluftspeicher
8 Erste Ermittlungseinrichtung
9 Zweite Ermittlungseinrichtung
10 Vergleichseinrichtung
11 Elektromotorsteuereinheit
12 Schalteinheit
13 Antriebsstrang
14 Getriebe
15 Abtrieb
16 Drucksensor
17 Drehzahlsensor
18 Antriebsachse
19 Motorsteuerung
20 Drucklufterzeugungsanlage
AL Ansaugluft
DL Druckluft dl Drucklufterzeugerdrehzahl d2 Abtriebsdrehzahl
KA Kupplungsantrieb

Claims

Patentansprüche
1. Drucklufterzeugungsanlage (20) eines Fahrzeugs mit zumindest einem Antriebsmotor (2, 2'), mit: einem Drucklufterzeuger (1) zur Erzeugung von Druckluft (DL); einem mit dem Drucklufterzeuger (1) gekoppelten Elektromotor (3) zum
Antrieb des Drucklufterzeugers (1); einer steuerbaren Kupplung (4) zur Kopplung des Drucklufterzeugers (2) mit dem zumindest einen Antriebsmotor (2); einer Steuereinrichtung (5) zur Steuerung der Drucklufterzeugungsanlage
(20); und einer Synchronisiereinrichtung (6) zur Synchronisierung einer
Drucklufterzeugerdrehzahl (dl) des Drucklufterzeugers (1) und einer
Abtriebsdrehzahl (d2) des zumindest einen Antriebsmotors (2, 2'), wobei die steuerbare Kupplung (4) bei synchronisierter Drucklufterzeugerdrehzahl (dl) und Abtriebsdrehzahl (d2) schaltbar ist.
2. Drucklufterzeugungsanlage (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung (6) Folgendes aufweist: eine erste Ermittlungseinrichtung (8) zur Ermittlung der Drucklufterzeugerdrehzahl (dl) des Drucklufterzeugers (1); eine zweite Ermittlungseinrichtung (9) zur Ermittlung der Abtriebsdrehzahl
(d2) des zumindest einen Antriebsmotors (2, 2'); eine Vergleichseinrichtung (10) zum Vergleich der Drucklufterzeugerdrehzahl
(dl) und der Abtriebsdrehzahl (d2); eine Elektromotorsteuereinheit (11) zur Steuerung des Elektromotors (1); und eine Schalteinheit (12) zur Schaltung der steuerbaren Kupplung (4) bei synchronisierter Drucklufterzeugerdrehzahl (dl) und Abtriebsdrehzahl (d2).
3. Drucklufterzeugungsanlage (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorsteuereinheit (11) zur Einstellung der
Drucklufterzeugerdrehzahl (dl), zur Einstellung eines Leerlauftnodus und eines Generatormodus des Elektromotors (1) ausgebildet ist.
4. Drucklufterzeugungsanlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Kupplung (4) als formschlüssige schaltbare Kupplung ausgebildet ist.
5. Drucklufterzeugungsanlage (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Kupplung (4) eine Klauenkupplung ist.
6. Drucklufterzeugungsanlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Kupplung (4) mit einem Abtrieb (15) eines Antriebs Strangs ( 13) des Fahrzeugs gekoppelt ist.
7. Drucklufterzeugungsanlage (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung (6) Bestandteil der Steuereinrichtung (5) ist.
8. Verfahren zum Steuern einer Drucklufterzeugungsanlage (20) eines Fahrzeugs mit zumindest einem Antriebsmotor (2, 2'), mit den Verfahrensschritten:
(V 1 ) Antreiben eines Drucklufterzeugers ( 1 ) mit einem Elektromotor (3) zum Erzeugen von Druckluft (DL); (V2) Synchronisieren einer Drucklufterzeugerdrehzahl (dl) des
Drucklufterzeugers (1) mit einer Abtriebsdrehzahl (d2) des zumindest einen Antriebsmotors (2, 2'); (V3) Schalten einer steuerbaren Kupplung (4) bei synchronen
Drehzahlen (dl, d2) zum Koppeln des Drucklufterzeugers (2) mit dem Antriebsmotor (2, 2') zum Erzeugen von Druckluft (D).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt Synchronisieren folgende Teilschritte aufweist: ( V2.1 ) Ermittlen einer Drucklufterzeugerdrehzahl (d 1 ) des Drucklufterzeugers ( 1 ) ;
(V2.2) Ermittlen einer Abtriebsdrehzahl (d2) des Antriebsmotors (2, 2'); (V2.3) Vergleichen der ermittelten Drehzahlen (d 1 , d2) und Erzeugen eines Steuersignals (S) für eine Elektromotorsteuereinheit (11); und (V2.3) Ansteuern des Elektromotors (1) mittels der
Elektromotorsteuereinheit (1 1) anhand des Steuersignals (S) auf die Abtriebsdrehzahl (d2) des Antriebsmotors (2, 2') zum Synchronisieren der Drucklufterzeugerdrehzahl (dl) mit der Abtriebsdrehzahl (d2).
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt Schalten folgende Teilschritte aufweist:
(V3.1 ) Einkuppeln der steuerbaren Kupplung (4) durch Einschalten mittels einer Schalteinheit (12); und
(V3.2) Steuern des Elektromotors (1) in einen Leerlaufzustand mittels der Elektromotorsteuereinheit (1 1).
1 1. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt Schalten folgende Teilschritte aufweist:
(V3.1) Einkuppeln der steuerbaren Kupplung (4) durch Einschalten mittels einer Schalteinheit (12); und (V3.2) Steuern des Elektromotors (1) in einen Generatorzustand mittels der Elektromotorsteuereinheit (1 1) zum Erzeugen elektrischer Energie.
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