EP4750559A1 - Steuerungsverfahren für ein druckluftversorgungssystem, steuereinrichtung und fahrzeug - Google Patents
Steuerungsverfahren für ein druckluftversorgungssystem, steuereinrichtung und fahrzeugInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren (2000, 3000, 4000) für ein Druckluftversorgungssystem (1200) dem eine Steuereinrichtung (1300) zugeordnet ist, mit den Schritten: - Empfangen (2100) eines Versorgungsbedarfs (BV) durch die Steuereinrichtung (1300), - Ansteuern (2200) eines Druckluftgebers (200) durch die Steuereinrichtung (1300) zum Bereitstellen von Druckluft (110) an einem Druckluftanschluss (1), wenn die Steuereinrichtung (1300) einen Versorgungsbedarf (BV) empfängt, - Identifizieren (2300) eines Regenerations-Durchführzeitpunkts (BR) durch die Steuereinrichtung (1300) abhängig von dem Versorgungsbedarf (BV) und/oder eines Sättigungsgrads (G) eines Lufttrockners (5, 5.1), - Ansteuern (2400) eines Schaltventils (24, 24.1, 24.2) durch die Steuereinrichtung (1300) zum Öffnen einer Zweigleitung (14, 14.1, 14.2), wenn die Steuereinrichtung (1300) einen Regenerations-Durchführzeitpunkt (BR) identifiziert, - Rückführen (2500) von Druckluft (141) aus der Zweigleitung (14, 14.1, 14.2) gegen eine Befüllrichtung (B) durch eine pneumatische Hauptleitung (12) zum Regenerieren des Lufttrockners (5, 5.1). Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit einer solchen Steuereinrichtung.
Description
Steuerunqsverfahren für ein Druckluftversorqunqssystem, Steuereinrichtung und Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren zum Steuern eines Druckluftversorgungssystems für ein Fahrzeug, eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Druckluftversorgungssystems und ein Fahrzeug mit selbigem.
In Fahrzeugen dienen Druckluftversorgungsanlagen der Versorgung von Druck- luftabnehmern mit Druckluft. Der Druckluftversorgungsanlage wird zu diesem Zweck Druckluft über den Druckluftanschluss von einem Druckluftgeber wie einem Verdichter oder Kompressor bereitgestellt. Verdichter oder Kompressor werden in der vorliegenden Beschreibung als Synonyme verwendet und bezeichnen zumeist von einem Motor angetriebene Aggregate, die Luft komprimieren, also Luft verdichten. Ein solcher Druckluftgeber bildet gemeinsam mit der Druckluftversorgungsanlage ein Druckluftversorgungssystem. Die Ansteuerung eines solchen Druckluftversorgungssystems erfolgt bevorzugt über eine elektronische Steuereinrichtung bzw. ein elektronisches Steuergerät (ECU). Derartige Druckluftversorgungssysteme dienen insbesondere auch der Druckluftversorgung von Sensorreinigungseinrichtungen als Druckluftabnehmer. Bevorzugt sind solche Druckluftversorgungssysteme zum Bereitstellen von Druckluft mit einem Betriebsdruck von 5 bar und einem Volumenstrom von vorzugsweise 30-100 l/min eingerichtet.
Sensorreinigungseinrichtungen für Fahrzeuge sind ebenfalls bekannt. Mittels einer Sensorreinigungseinrichtung können Oberflächen an einem Fahrzeug, insbesondere Sensoroberflächen von Sensoren, mittels mindestens eines Reinigungsfluides, beispielsweise Druckluft, gereinigt werden. Dabei kann mittels einer, insbesondere regelmäßig durchgeführten, Reinigung von Sensoroberflächen am Fahrzeug erreicht werden, dass Sensoren weniger verschmutzt sind und dadurch zuverlässiger funktionieren. Eine saubere Sensoroberfläche erhöht somit vorteilhaft die Zuverlässigkeit von Fahrassistenzfunktionen und/oder teil-
autonomen und/oder autonomen Fahrfunktionen eines Fahrzeugs. Die Sicherheit des Fahrzeugs, dessen Insassen und weiterer Verkehrsteilnehmer wird somit durch eine Sensorreinigungseinrichtung vorteilhaft gesteigert.
Sensorreinigungseinrichtungen, die Druckluft als Reinigungsfluid nutzen, sind dabei als Druckluftabnehmer an eine Druckluftversorgungsanlage angeschlossen. Dabei ist eine Trocknung der durch die Druckluftversorgungsanlage für die Sensorreinigungseinrichtung bereitgestellten Druckluft notwendig, um Korrosion und bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt frostbedingte Schäden und Funktionsbeeinträchtigungen an Leitungen und der Sensorreinigungseinrichtung zu verhindern. Ein Trocknungssubstrat im Lufttrockner ist dabei zur Adsorption von Feuchtigkeit aus der durch den Lufttrockner strömenden Druckluft eingerichtet, wobei das Trocknungssubstrat nur bis zu einer maximalen Sättigung noch Feuchtigkeit adsorbieren kann. Um den Betrieb des Lufttrockners aufrechtzuerhalten erfolgt daher zumeist automatisch eine Regeneration des Lufttrockners bei der Rückströmung von Druckluft eines Druckluftabnehmers über den Druckluftversorgungsanschluss. Unter Regeneration wird vorliegend die Entfeuchtung des im Lufttrockner zur Trocknung genutzten Trocknungssubstrats verstanden. Zur Entfeuchtung desselbigen muss dann verglichen mit dem Feuchtegehalt des Trocknungssubstrats trockenere Luft durch den Lufttrockner geführt werden. Diese trockenere Luft bindet dabei einen Teil der adsorbierten Feuchtigkeit des Trocknungssubstrats und reduziert so den Grad der Sättigung des Lufttrockners. Die Betriebsdauer des Lufttrockners ist dabei durch die Sättigung des im Lufttrockner befindlichen Trocknungssubstrats limitiert. Entfällt die Regeneration des Lufttrockners, so erfordert das Erreichen der maximalen Sättigung des Trocknungssubstrats einen Austausch des Lufttrockners bzw. des im Lufttrockner befindlichen Trocknungssubstrats.
Bei Druckluftversorgungsanlagen bzw. Druckluftversorgungssystemen für Sensorreinigungseinrichtungen besteht die Herausforderung, dass die am Druckluftversorgungsanschluss bereitgestellte Druckluft nicht in die Druckluftversorgungsanlage zurückgeführt werden kann, sondern zur Reinigung der Sensoren ausgestoßen wird. Somit verbleibt anders als bei bekannten Druckluftversor-
gungsanlagen, wie sie beispielsweise DE102017010772 A1 zeigt, keine durch den Lufttrockner bereits getrocknete Druckluft, welche zur Regeneration des Lufttrockners genutzt werden kann in der Druckluftversorgungsanlage.
Die Betriebsdauer und die Betriebsbereitschaft der Druckluftversorgungsanlage bzw. des Druckluftversorgungssystems für Sensorreinigungseinrichtungen hängt somit maßgeblich von der Betriebsbereitschaft des Lufttrockners ab. Die Betriebsdauer eines solchen Druckluftversorgungssystems für Sensorreinigungseinrichtungen lässt sich somit bislang nur durch eine Erhöhung der Substratmenge - also einen größeren Lufttrockner - realisieren. Aufgrund von Bauraumbeschränkungen wird eine solche Lösung allerdings als nachteilig empfunden.
Einem Druckluftversorgungssystem, welches diese Nachteile überwindet, ist eine Steuereinrichtung zugeordnet und ferner umfasst das Druckluftversorgungssystem einen Druckluftgeber zum Bereitstellen von Druckluft an einem Druckluftanschluss, eine pneumatische Hauptleitung mit einem Wasserabscheider zum Abscheiden von Feuchtigkeit aus der Druckluft, einem in einer Befüllrichtung stromabwärts des Wasserabscheiders angeordneten Lufttrockner zum Trocknen und Führen von Druckluft zum Druckluftversorgungsanschluss in Befüllrichtung und eine von der pneumatischen Hauptleitung in Befüllrichtung stromaufwärts des Lufttrockners abgehende und stromabwärts des Lufttrockners wieder anschließende Zweigleitung aufweist. Die Zweigleitung eines solchen Druckluftversorgungssystems weist ein Zweigleitungs-Schaltventil auf, das in einem ersten Betriebsmodus die Zweigleitung pneumatisch durchströmbar öffnet, wobei die pneumatische Hauptleitung zur Rückführung von Druckluft entgegen der Befüllrichtung ausgebildet ist. Die Druckluft passiert dabei auf dem Weg zum Lufttrockner mindestens eine Drossel, welche die Druckluft vor dem Durchströmen des Lufttrockners entspannt.
Eine Nutzung von zumindest teilweise entfeuchteter Druckluft zur Regeneration des Lufttrockners ermöglich grundsätzlich eine Regeneration des Lufttrockners. Im Gegensatz zu bekannten Druckluftversorgungsanlagen, wie beispielsweise
in DE102017010772 A1 beschrieben, erfolgt eine solche Regeneration jedoch nicht automatisch beim Zurückströmen von Druckluft aus den Luftfederbälgen. Stattdessen bedarf es eines gesteuerten Beginns der Regeneration des Lufttrockners derart, dass das Druckluftversorgungssystem angesteuert werden muss, um im ersten Betriebsmodus betrieben zu werden, in welchem eine Regeneration des Lufttrockners erfolgt. Zumal die entgegen der Befüllrichtung zurückströmende Druckluft während der Regeneration nicht oder nur bedingt zur Versorgung eines Druckluftabnehmers über den Druckluftversorgungsanschluss nutzbar ist, darf der Lufttrockner nur in Situationen regeneriert werden, in denen kein Sicherheitsrisiko aufgrund einer unterbrochenen oder reduzierten Bereitstellung von Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss besteht.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Steuerverfahren zum Steuern eines Druckluftversorgungssystems für ein Fahrzeug anzugeben, welches zumindest einen der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet. Insbesondere ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerverfahren anzugeben, welches eine bedarfsgerechte Regeneration des Lufttrockners bei gleichzeitiger Sicherstellung einer ausreichenden Druckluftversorgung am Druckluftversorgunganschluss ermöglicht.
Die Erfindung schlägt in einem ersten Aspekt ein Steuerverfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vor. Das Steuerverfahren für ein Druckluftversorgungssystem der vorstehend beschriebenen Art umfasst die Schritte:
Empfangen eines Versorgungsbedarfs des Druckluftabnehmers durch die Steuereinrichtung,
Ansteuern des Druckluftgebers, insbesondere eines einem Verdichter zugeordneten Elektromotors, durch die Steuereinrichtung zum Bereitstellen von Druckluft am Druckluftanschluss, abhängig von dem empfangenen Versorgungsbedarf des Druckluftabnehmers,
Ansteuern eines pneumatischen Zweigleitungs-Schaltventils durch die Steuereinrichtung zum pneumatisch durchström baren Öffnen der Zweigleitung in einem ersten Betriebsmodus, für den Fall, dass die Steuereinrichtung einen Regenerations-Durchführzeitpunkt identifiziert,
Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts durch die Steuereinrichtung abhängig von dem Versorgungsbedarf und/oder von einer den Sättigungsgrad des Lufttrockners definierenden Zustandsgröße des Druckluftversorgungssystems, und
Rückführen von Druckluft aus der Zweigleitung gegen die Befüllrichtung durch die pneumatische Hauptleitung zum Regenerieren des Lufttrockners im ersten Betriebsmodus.
Es soll dabei verstanden werden, dass das Verfahren nicht auf die Durchführung der Verfahrensschritte in der vorbezeichneten Reihenfolge beschränkt ist.
Unter dem Ansteuern eines Schaltventils zum Sperren einer pneumatischen Leitung kann abhängig von der Ausbildung des jeweiligen Ventils ein Bestro- men und ein Strom los-Schalten, also das Ausbleiben einer Bestromung, verstanden werden. Entsprechend kann unter dem Ansteuern eines Schaltventils zum Freigeben einer pneumatischen Leitung abhängig von der Ausbildung des jeweiligen Ventils ein Bestromen und ein Stromlos-Schalten verstanden werden.
Durch das bedarfsweise Öffnen des Zweigleitungs-Schaltventils im ersten Betriebsmodus derart, dass die Zweigleitung in Richtung des Druckluftversorgungsanschlusses pneumatisch durchströmbar ist, wird die Druckluft aus der Zweigleitung entgegen der Befüllrichtung, also in einer Rückführrichtung, durch den Lufttrockner in der pneumatischen Hauptleitung geführt. Durch diese Strömung entgegen der Befüllrichtung kann die durch den Wasserabscheider teilentfeuchtete Druckluft zur Regeneration des Lufttrockners in Rückführrichtung genutzt werden. Die Druckluft wird dabei insbesondere durch eine in Befüllrichtung stromabwärts de Lufttrockners angeordnete Drossel geführt und durch diese entspannt. Durch diese Entspannung reduziert sich die relative Feuchtigkeit der Druckluft.
Als Sättigung des Lufttrockners wird im Sinne der Erfindung eine Sättigung des Trocknungssubstrats im Lufttrockner durch die von der zu trocknenden Druckluft adsorbierte Feuchtigkeit verstanden. Die Adsorptionsfähigkeit des Trocknungssubstrats ist dabei bis zu einer maximalen Sättigung gewährleistet, ab welcher das Trocknungssubstrat keine weitere Feuchtigkeit adsorbieren kann.
Als Sättigungsgrad wird demnach eine Sättigung des Trocknungssubstrats in Relation zur maximal möglichen Sättigung des Trocknungssubstrats verstanden. Der Sättigungsgrad gibt dabei das entscheidende Maß für einen zustandsbedingten Regenerations-Durchführzeitpunkt des Lufttrockners an. Entspricht der Sättigungsgrad also 100 % bzw. 1 , kann der Lufttrockner keine Feuchtigkeit der Druckluft in der pneumatischen Hauptleitung mehr adsorbieren. Ein solcher Sättigungsgrad kann bevorzugt auch sensorisch über mindestens einen Taupunktsensor bestimmt werden.
Die Befüllrichtung im Sinne der Erfindung bezeichnet die Richtung der durch eine Leitung geführten Druckluft vom Druckluftanschluss zum Druckluftversorgungsanschluss. Bei der druckführenden Leitung kann es sich um die pneumatische Hauptleitung handeln oder eine Zweigleitung, die zur Führung von Druckluft bis zum Druckluftversorgungsanschluss ausgebildet ist. In Ausführungsbeispielen, in welchen die Zweigleitung neben dem Rückführen von Druckluft in die pneumatische Hauptleitung auch zum Bereitstellen von Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss ausgebildet ist, beschreibt die Befüllrichtung gleichzeitig die Richtung, in welcher die Zweigleitung im ersten Betriebsmodus durchström- bar ist, also entspricht in diesem Fall die Befüllrichtung der Richtung des Druckluftversorgungsanschlusses. Zum Entlüften des Druckluftabnehmers wird die Druckluft dabei in einer Entlüftungsrichtung, also entgegen der Befüllrichtung durch die pneumatische Hautleitung zurückgeführt und gelangt über den Entlüftungsanschluss in die Umgebung. Zum Regenerieren des Lufttrockners wird die Druckluft in einer Regenerationsrichtung, also ebenfalls entgegen der Befüllrichtung aus der Zweigleitung in die pneumatische Hauptleitung geführt und in dieser über den Lufttrockner entgegen der Befüllrichtung zurückgeführt.
Die Rückführrichtung im Sinne der Erfindung bezeichnet die Richtung der durch eine Leitung geführten Druckluft vom Druckluftversorgungsanschluss entgegengesetzt der Befüllrichtung.
Der empfangene Versorgungsbedarf kann dabei bevorzugt auch negative Werte umfassen, für den Fall, dass beispielsweise eine Entlüftung der Pneumatikanlage notwendig ist und keine Druckluftzuführung und Bereitstellung von Druckluft durch den Druckluftgeber notwendig ist. Weiterhin kann der Versorgungsbedarf den Wert 0 annehmen, für den Fall, dass zwar keine Entlüftung erforderlich ist, aber trotzdem keine Druckluftzuführung und Bereitstellung von Druckluft durch den Druckluftgeber notwendig ist. Der empfangene Versorgungsbedarf kann bevorzugt positive Werte annehmen, für den Fall, dass eine Druckluftzuführung und Bereitstellung von Druckluft durch den Druckluftgeber notwendig ist.
Eine solche Steuereinrichtung umfasst bevorzugt ein oder mehrere kommunizierende Steuergeräte. So kann beispielsweise ein erstes Steuergerät zur Steuerung des Druckluftabnehmers ausgebildet sein, ein zweites Steuergerät zur Steuerung des Druckluftversorgungssystems ausgebildet sein und ein drittes Steuergerät zur Steuerung des Druckluftgebers ausgebildet sein. Durch die Kommunikation solcher Steuergeräte untereinander kann ein zuverlässiger Datenaustausch erfolgen und eine gemeinsame Steuerung des Druckluftversorgungssystems sowie des Druckluftabnehmers und des Druckluftgebers erfolgen.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass das Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts abhängig von dem Versorgungsbedarf und ein daraus folgendes Ansteuern eines Zweigleitungs-Schaltventils, für den Fall eine Regeneration ermöglicht, dass ein geringer oder gegebenenfalls nicht vorhandener Versorgungsbedarf durch den Druckluftabnehmer eine Nutzung der durch den Wasserabscheider entfeuchteten Druckluft für die Regeneration ohne Weiteres zulässt. Hierbei beeinträchtigt die Regeneration nicht die Versorgung des Druckluftabnehmers durch das Druckluftversorgungssystem, sodass es
vorteilhaft ist, eine Regeneration auch vorsorglich durchzuführen, um die Sättigung des Lufttrockners zu reduzieren. Ferner erkennt die Erfindung vorteilhaft, dass das Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts durch die Steuereinrichtung abhängig vom Sättigungsgrad des Lufttrockners bzw. einer oder mehrerer diesen definierenden Zustandsgrößen und daraus folgend das Ansteuern des Zweigleitungs-Schaltventils eine Regeneration des Lufttrockners im Falle einer nahezu erreichten bzw. erreichten Sättigung ermöglichen. Mit anderen Worten wird so eine bedarfsgerechte Regeneration des Lufttrockners ermöglicht. Durch eine ausschließlich bedarfsgerecht durchgeführte Regeneration des Lufttrockners kann der Betrieb des Luftversorgungssystems, dessen Aufgabe die Bereitstellung einer Druckluftversorgung für einen Druckluftabnehmer ist, auf ein notwendiges Minimum reduziert werden. Durch das erfindungsgemäße Steuerverfahren wird somit einerseits eine situationsbedingte Regeneration des Lufttrockners ermöglicht, welche, wann immer dies möglich ist durchgeführt werden kann und andererseits eine bedarfsgerechte und zustandsbedingte Regeneration des Lufttrockners ermöglicht, welche nur dann durchgeführt wird, wenn der Lufttrockner tatsächlich eine Regeneration benötigt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, welche das Konzept der Erfindung in Bezug auf vorteilhafte Merkmale im Rahmen der Aufgabenstellung und im Hinblick auf weitere Vorteile weiterbilden.
Vorzugsweise umfasst das Empfangen des Versorgungsbedarfs durch die Steuereinrichtung ferner das Empfangen eines Versorgungsdrucks und/oder eines Versorgungsvolumenstroms der am Druckluftversorgungsanschluss bereitzustellenden Druckluft durch die Steuereinrichtung. Alternativ kann der Versorgungsdruck und/oder der Versorgungsvolumenstrom durch die Steuerung auch abhängig vom Empfangenen Versorgungsbedarf bestimmt werden. So kann der Versorgungsbedarf beispielsweise anzeigen, dass zwei von fünf Düsen der Sensorreinrichtung zur Reinigung benötigt werden. So kann die Steuereinrichtung abhängig davon bestimmen, dass der Versorgungsvolumenstrom 2/5 des maximalen Volumenstroms des Druckluftversorgungssystems beträgt.
Durch das Empfangen bzw. Bestimmen des Versorgungsdrucks und/oder des Versorgungsvolumenstroms als Versorgungsbedarf kann auch die Identifizierung des Regenerations-Durchführzeitpunkts abhängig davon erfolgen. Die Steuereinrichtung identifiziert dabei bevorzugt eine Differenz des am Druckluftanschluss bereitgestellten Systemdrucks und des am Druckluftversorgungsanschluss bereitzustellenden bzw. angeforderten Versorgungsdrucks. Entsprechend der Druckdifferenz verbleibt Druckluft, welche zur Regeneration des Lufttrockners genutzt werden kann. Zeigt der Versorgungsbedarf beispielsweise an, dass kein Versorgungsdruck am Druckluftversorgungsanschluss bereitzustellen ist, kann die gesamte am Druckluftanschluss bereitgestellte Druckluft zur Regeneration des Lufttrockners genutzt werden. Wird hingegen lediglich ein Teil der am Druckluftanschluss bereitgestellten Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss benötigt, so kann die Differenz zwischen bereitgestellter Druckluft und benötigter Druckluft zur Regeneration des Lufttrockners genutzt werden. In entsprechender Weise zeigt auch der am Druckluftversorgungsanschluss bereitzustellende Versorgungsvolumenstrom und dessen Differenz gegenüber dem am Druckluftanschluss bereitgestellten Volumenstrom einen für die Regeneration des Lufttrockners zur Verfügung stehenden Volumenstrom an.
Ferner umfasst das Verfahren nach dem Empfangen des Versorgungsbedarfs das Bestimmen eines zulässigen Feuchtegehalts der am Druckluftversorgungsanschluss bereitzustellenden Druckluft durch die Steuereinrichtung. Durch das Bestimmen des zulässigen Feuchtegehalts der am Druckluftversorgungsanschluss bereitzustellenden Druckluft kann ferner die Zulässigkeit einer schnellen Regeneration des Lufttrockners zur Gewährleistung einer ausreichenden Lufttrocknung identifiziert werden. Sofern die Trocknung durch den Lufttrockner aufgrund des zulässigen Feuchtegehalts erforderlich ist, wird keine Regeneration des Lufttrockners durchgeführt und dementsprechend formal kein Regenerations-Durchführzeitpunkt identifiziert. Tatsächlich kann der Lufttrockner somit zwar eine Regeneration benötigen, aufgrund der eine Regeneration ausschließenden Umgebungsbedingungen wird allerdings kein Regenerations- Durchführzeitpunkt identifiziert und dementsprechend die darauf folgenden Verfahrensschritte nicht eingeleitet. Ist dagegen keine Trocknung durch den Luft-
trockner aufgrund des zulässigen Feuchtegehalts der Druckluft erforderlich, kann eine Regeneration des Lufttrockners bei auch noch niedrigeren Sättigungsgraden durchgeführt werden und es wird dementsprechend ein Regenerations-Durchführzeitpunkt des Lufttrockners identifiziert.
Vorzugsweise bestimmt die Steuereinrichtung den zulässigen Feuchtegehalt abhängig von einer, mehreren oder sämtlichen der folgenden Größen: einer Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit einer Umgebung, die insbesondere über mindestens eine Temperatursensoranordnung und/oder einen Luftfeuchtigkeitssensor erfasst wird, einer Betriebsdauer des Druckluftgebers, insbesondere des Elektromotors, die über eine signalleitende Verbindung, insbesondere über eine CAN- Bus-Verbindung, durch die Steuereinrichtung überwacht wird, einer Motordrehzahl des Motors, insbesondere eines BLDC- Elektromotors, die über eine signalleitende Verbindung, insbesondere über eine CAN-Bus-Verbindung, durch die Steuereinrichtung überwacht wird.
Durch die Bestimmung der Umgebungstemperatur kann die Steuereinrichtung beispielsweise bei einer Temperatur von mindestens 20 °C ein Einfrieren der am Druckluftversorgungsanschluss bereitgestellten Druckluft ausschließen, sodass der Lufttrockner nicht zum Einsatz kommen muss. Es herrscht somit ein geringes Einfrierrisiko. Unter dem Einfrierrisiko wird erfindungsgemäß das Risiko dafür verstanden, dass in der am Druckluftversorgungsanschluss bereitgestellten Druckluft enthaltene Feuchtigkeit einfriert.
Weiterhin kann die Steuereinrichtung im Falle einer hohen Betriebsdauer des Druckluftgebers, wie eines Verdichters und der damit einhergehenden Erhitzung des Verdichters aufgrund der erhöhten Temperatur der verdichteten Druckluft ein Einfrieren der Druckluft auch bei Umgebungstemperaturen unter 20°C ausschließen, sodass der Lufttrockner auch in diesem Fall aufgrund des geringen Einfrierrisikos nicht zum Einsatz kommen muss. Gleiches gilt für eine hohe Drehzahl des Elektromotors, da auch in diesem Fall mit einer erhöhten Temperatur der vom Verdichter verdichteten Druckluft zu rechnen ist und diese
aufgrund der erhöhten Temperatur bei Bereitstellung am Druckluftversorgungsanschluss nur ein geringes E infrierrisiko aufweist.
Unter einer Betriebsdauer des Druckluftgebers wird vorliegend mindestens eine der folgenden Dauern verstanden: kumulierte Gesamtlaufzeit seit Inbetriebnahme eines Fahrzeugs, eine Betriebsdauer seit Fahrtbeginn, eine Betriebsdauer innerhalb einer aktuellen Druckluftbereitstellung durch den Druckluftgeber. Bei der Betriebsdauer handelt es sich dabei besonders bevorzugt um eine Betriebsdauer innerhalb einer aktuellen Druckluftbereitstellung durch den Druckluftgeber. Damit wird berücksichtigt, welche Arbeit der Druckluftgeber bereits - ohne eine zwischenzeitliche Abkühlphase - verrichten musste. Diese Betriebsdauer und die Dauer etwaiger Abkühlphasen ist Maßgeblich für die Temperatur des Druckluftgebers.
Das Steuerverfahren umfasst bevorzugt ferner das Regeln des Versorgungsdrucks und/oder des Versorgungsvolumenstroms der am Druckluftversorgungsanschluss, insbesondere der Pneumatik-Anordnung, bereitgestellten Druckluft durch die Steuereinrichtung abhängig von dem Versorgungsbedarf. Somit erweitert das Steuerverfahren die Funktion der Steuereinrichtung neben dem bloßen Empfangen des Versorgungsdrucks und/oder des Versorgungsvolumenstroms am Druckluftversorgungsanschluss um die Regelung des Versorgungsdrucks und/oder des Versorgungsvolumenstroms am Druckluftversorgungsanschluss. Die Steuereinrichtung ist dabei mit mindestens einem in der pneumatischen Hauptleitung angeordneten Drucksensor zum Bereitstellen von Sensorsignalen und einem der pneumatischen Hauptleitung und/oder dem Druckluftanschluss zugeordneten Druckregler signalleitend verbunden, wobei die Steuereinrichtung den Druckregler abhängig von den Sensorsignalen steuert. Die Druckregelung bzw. die Regelung des Versorgungsvolumenstroms erfolgt somit abhängig vom Druck in der pneumatischen Hauptleitung, welche den Druckluftanschluss mit dem Druckluftversorgungsanschluss verbindet. Somit kann die Steuereinrichtung unmittelbar auf Druckschwankungen in der pneumatischen Hauptleitung reagieren.
Ergänzend oder alternativ ist die Steuereinrichtung bevorzugt signalleitend mit dem Elektromotor, insbesondere dem BLDC-Elektromotor, verbunden und dazu ausgebildet, zum Bereitstellen von Druckluft mit dem Versorgungsdruck und/oder dem Versorgungsvolumenstrom am Druckluftversorgungsanschluss eine Motordrehzahl des Elektromotors zu regeln. Somit kann die Regelung des Versorgungsdrucks und/oder des Versorgungsvolumenstroms wahlweise auch über die Regelung der Motordrehzahl des den Druckluftgeber, insbesondere den Verdichter antreibenden Elektromotors erfolgen. Eine solche Regelung der Motordrehzahl ermöglicht durch den unmittelbaren Einfluss auf die Leistung des Druckluftgebers ebenfalls eine indirekte Druckregelung.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung mit einer dem Druckluftversorgungsanschluss zugeordneten Pneumatik-Anordnung verbunden. Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren ferner das Steuern der Pneumatik-Anordnung durch die Steuereinrichtung abhängig von Sensorsignalen einer dem Druckluftgeber zugeordneten Temperatursensoranordnung und/oder des Versorgungsbedarfs und/oder eines Sättigungsgrades des Lufttrockners.
Vorzugsweise umfasst die Pneumatik-Anordnung ein steuerbares Drosselventil, das dazu ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus zum Druckluftversorgungsanschluss in Befüllrichtung geführte Druckluft zu drosseln. Das Drosselventil weist bevorzugt einen veränderbaren Durchflussquerschnitt auf, wobei die Steuereinrichtung das Drosselventil zur Veränderung des Durchflussquerschnitts ansteuert. Das Drosselventil beeinflusst den Druckluftstrom, in dem es den Durchflussquerschnitt in der pneumatischen Hauptleitung verändert. Verringert das Ventil den Durchflussquerschnitt, behindert dies den Druckluftstrom in der pneumatischen Hauptleitung, wodurch sich der Widerstand gegen den Druckluftstrom erhöht. Dies wiederum lässt den Druck vor der Drosselstelle steigen. Durch das Verfahren erfolgt durch ein Ansteuern des Drosselventils somit eine Drosselung des Drucks auf den Versorgungsdruck, wobei eine Reduzierung des Durchflussquerschnitts im Bereich des Drosselventils erfolgt und die Druckluft anschließend wieder entspannt.
Wird das Drosselventil durch die Steuereinrichtung verfahrensgemäß beispielsweise im ersten Betriebsmodus derart angesteuert, dass es zu einer maximalen Querschnittsreduzierung kommt, wird keine Druckluft mehr zum Versorgungsanschluss geleitet.
Zur Drosselung des Volumenstroms kooperiert das Drosselventil insbesondere mit einem Druckbegrenzungsventil, wie einem in der Entlüftungsleitung angeordneten Entlüftungs-Rückschlagventil, wobei der Durchflussquerschnitt im Drosselventil so weit verringert wird, bis der Staudruck vor dem Drosselventil das Druckbegrenzungsventil erreicht und einen ausreichenden Druck zum Öffnen des Ventils bereitstellt. Vorzugsweise öffnet das Entlüftungs- Rückschlagventil bei einem Druck von mindestens 0,5 bar. Durch eine solche Steuerung des Drosselventils kann der am Druckluftanschluss bereitgestellte Eingangsvolumenstrom aufgeteilt werden in den Versorgungsvolumenstrom zur Bereitstellung am Druckluftanschluss und einen überschüssigen Anteil, der zur Regeneration des Lufttrockners entgegen der Befüllrichtung zurückgeführt wird.
Weiter bevorzugt umfasst die Pneumatik-Anordnung mindestens ein erstes in Befüllrichtung öffnendes Rückschlagventil auf und eine stromabwärts des Rückschlagventils abgehende und stromaufwärts des Rückschlagventils wieder anschließende Bypass-Leitung mit einem in Rückführrichtung - also entgegen der Befüllrichtung - öffnenden zweiten Rückschlagventil auf. Weiter bevorzugt umfasst die Pneumatik-Anordnung ferner ein in Rückführrichtung stromabwärts des zweiten Rückschlagventils in der Bypass-Leitung angeordnetes Drosselventil, das dazu ausgebildet, zum Lufttrockner entgegen der Befüllrichtung geführte Druckluft zu drosseln. Das Drosselventil weist dazu bevorzugt eine Drosselstelle mit veränderbaren Durchflussquerschnitt auf. Vorzugsweise weist das Drosselventil eine Steuerdruckleitung auf und ist dazu ausgebildet, den Durchflussquerschnitt abhängig von dem Steuerdruck zu regeln. Die Steuerdruckleitung schließt dabei bevorzugt stromabwärts der Drosselstelle in Rückführrichtung - also entgegen der Befüllrichtung - an die Bypass-Leitung an. Das erste Rückschlagventil ist bevorzugt in der in der pneumatischen Hauptleitung ange-
ordnet, wobei das erste Rückschlagventil und das zweite Rückschlagventil sind zwischen dem (ersten) Lufttrockner und dem Druckluftversorgungsanschluss angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend ist das erste Rückschlagventil bevorzugt in der in der (zweiten) Zweigleitung angeordnet, wobei das erste Rückschlagventil und das zweite Rückschlagventil sind zwischen einem zweiten Lufttrockner und dem Druckluftversorgungsanschluss angeordnet sind. Die Druckluft muss zum Rückführen in der Zweigleitung bzw. der pneumatischen Hauptleitung somit zwangläufig das steuerbare Drosselventil passieren, welches zum Drosseln des Drucks der zum jeweiligen Lufttrockner strömenden Druckluft ausgebildet ist. Diese Druckluft wird anschließend bevorzugt über eine in Befüll- richtung stromabwärts des Lufttrockners angeordnete Drossel geführt und durch diese weiter entspannt. Durch die damit einhergehende Entspannung der Druckluft kann diese mehr Feuchtigkeit bei der Regeneration des Lufttrockners aufnehmen.
Weiterhin umfasst das Verfahren bevorzugt das bedarfsweise Ansteuern bzw. Hinzuschalten einer zusätzlichen Druckluftquelle abhängig von dem Versorgungsbedarf und/oder eines Sättigungsgrads des Lufttrockners und/oder eines Sensorsignals einer dem Druckluftgeber zugeordneten Temperatursensoranordnung. Es wird also eine zusätzliche Druckluftquelle neben dem Druckluftgeber hinzugeschaltet. Durch eine zusätzliche Druckluftquelle wird die verfügbare Druckluftmenge, also der verfügbare Volumenstrom erhöht und es kann auf variierende Systemanforderungen reagiert werden. Ein erhöhter Versorgungsbedarf in Bezug auf den Versorgungsvolumenstrom kann beispielsweise in dem Fall auftreten, dass sämtliche Düsen einer Sensorreinigungsvorrichtung mit Druckluft zu versorgen sind. Dadurch, dass die Steuereinrichtung abhängig von diesem Versorgungsbedarf eine zusätzliche Druckluftquelle hinzuschalten kann, ist eine Reaktion auf solche Versorgungsbedarfe möglich und ein ausreichender Versorgungsvolumenstrom mit dem Versorgungsdruck zur Versorgung sämtlicher Düsen kann bereitgestellt werden. Weiterhin kann ein Ausschalten des einen Druckluftgebers im Falle einer drohenden Überhitzung notwendig sein. Durch das Hinzuschalten der zusätzlichen Druckluftquelle abhängig von den Sensorsignalen der den ersten Druckluftgeber überwachenden Tempera-
tursensoranordnung kann eine solche Überhitzung frühzeitig erkannt werden und der Betrieb des Druckluftversorgungssystems durch die Druckluftquelle auch weiterhin aufrechterhalten werden.
Weiterhin kann durch ein Hinzuschalten der Druckluftquelle bevorzugt ferner ein Volumenstrom am Druckluftanschluss, also ein Eingangsvolumenstrom, oberhalb des Versorgungsvolumenstroms von beispielsweise 30 l/min bereitgestellt werden. Ein erhöhter Eingangsvolumenstrom, der oberhalb von dem am Druckluftversorgungsanschluss bereitzustellenden Versorgungsvolumenstrom liegt, ist besonders bei der Regeneration des ersten bzw. des zweiten Lufttrockners vorteilhaft oder bei einer gleichzeitigen Regeneration des Lufttrockners und Bereitstellung von Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss. Durch den erhöhten Eingangsvolumenstrom wird die Effizienz der Regeneration verbessert, sodass das Hinzuschalten der Druckluftquelle insbesondere im Falle einer hohen Sättigung bzw. eines hohen Sättigungsgrads vorteilhaft ist. Auf diese Weise kann der Sättigungsgrad schnell reduziert werden. Besonders vorteilhaft können durch das Hinzuschalten der Druckluftquelle zur Bereitstellung eines Eingangsvolumenstroms oberhalb des Versorgungsvolumenstroms zwei Lufttrockner gleichzeitig regeneriert werden.
Weiterhin ist die Druckluftquelle bevorzugt dazu ausgebildet, einen Eingangsdruck oberhalb des Versorgungsdrucks von beispielsweise 5 bar am Druckluftanschluss bereitzustellen. Durch den erhöhten Eingangsdruck wird die Effizienz der Regeneration verbessert, sodass das Hinzuschalten der Druckluftquelle zur Erhöhung des Eingangsdrucks insbesondere im Falle einer hohen Sättigung bzw. eines hohen Sättigungsgrads vorteilhaft ist.
Weiter bevorzugt identifiziert die Steuereinrichtung für den Fall einen Regenerations-Durchführzeitpunkt, dass der Versorgungsdruck und/oder der Versorgungsvolumenstrom und/oder der zulässige Feuchtegehalt der Druckluft und/oder die Zustandsgröße außerhalb eines vordefinierten Wertebereichs liegt. Somit kann abhängig von Leistungsanforderungen des Druckluftversorgungssystems und Sicherheitsanforderungen eines Fahrzeugs, welches ein
solches Druckluftversorgungssystem aufweist, ein oder mehrere entsprechende Wertebereiche definiert und auf verschiedene Anforderungen reagiert werden. Der vordefinierte Wertebereich gibt dabei einen Bereich an, innerhalb dessen eine Regeneration nicht durchgeführt werden soll. Dies ist beispielsweise bei Anforderung eines Versorgungsbedarfs mit einem hohen Versorgungsdruck bzw. einem hohen Versorgungsvolumenstrom von insbesondere 5bar oder mindestens 30 l/min der Fall oder aber auch bei einer geringen Einsatzdauer des Lufttrockners. Der zulässige Feuchtegehalt Ansaugluft liegt beispielsweise > 1g/m3. Es wird also nur dann eine Regeneration durchgeführt, wenn die Luftfeuchtigkeit der Ansaugluft beispielsweise bei < 1 g/m3 liegt.
Vorzugsweise umfasst die Zustandsgröße bzw. die Zustandsgrößen einen, mehrere oder sämtliche der folgenden: Betriebsdauer des Druckluftgebers, Anzahl der Regenerationen und/oder Zeitraum seit der letzten Regeneration und/oder eine Ansteuerungsanzahl und/oder eine Ansteuerungsdauer des Zweigleitungs-Schaltventils und/oder eines in der pneumatischen Hauptleitung angeordneten Hauptleitungs-Schaltventils. Der Sättigungsgrad des Lufttrockners korreliert zu diesen Zustandsgrößen und kann somit in geeigneter Weise durch diese definiert werden. Durch eine erhöhte Betriebsdauer des Druckluftgebers wird gleichzeitig eine größere Menge von Druckluft durch den Lufttrockner geführt, sodass ein tendenziell höherer Sättigungsgrad erreicht ist. Gleiches gilt für einen langen Zeitraum seit der letzten Regeneration des Lufttrockners. Eine hohe Anzahl von Regenerationen innerhalb eines definierten Zeitraums hingegen zeigt eine tendenziell niedrigere Sättigung des Lufttrockners an.
Es ist weiter bevorzugt, dass das Verfahren das Berechnen des Sättigungsgrads des Lufttrockners durch die Steuereinrichtung umfasst, wobei der Sättigungsgrad abhängig von einer Temperatur der Umgebung und einer Luftfeuchtigkeit der Umgebung sowie einem, mehreren oder sämtlichen der folgenden Zustandsgrößen berechnet wird: Laufzeit und/oder Motordrehzahl des Druckluftgebers, Anzahl der Regenerationen und Zeitraum seit der letzten Regeneration. Wird der Sättigungsgrad auf Basis sämtlicher dieser Größen bestimmt, kann dieser im Rahmen einer Sättigungssimulation mit einer hohen Genauigkeit
berechnet werden. Zumal der Sättigungsgrad zu jeder dieser Zustandsgrößen korreliert, genügt aber bereits eine dieser Größen in Verbindung mit der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit, um daraus einen zumindest angenäherten Sättigungsgrad des Lufttrockners berechnen zu können.
Es ist weiter bevorzugt, dass die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit eine aktuelle Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit der Umgebung umfassen, wobei das Verfahren das Abrufen der aktuellen Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit durch die Steuereinrichtung von mindestens einer signalleitend verbundenen Temperatursensoranordnung und/oder Luftfeuchtigkeitssensor oder von einem signalleitend verbundenen Bordnetz umfasst. Durch das Abrufen der aktuellen Temperatur kann ein Regenerations-Durchführzeitpunkt abhängig von den aktuellen Umgebungsbedingungen zuverlässig identifiziert werden. Insbesondere werden auf diese Weise Schwankungen gegenüber etwa einer Durchschnittstemperatur oder auch einer vorhergesagten Temperatur berücksichtigt. Eine Temperatursensoranordnung oder ein Luftfeuchtigkeitssensor kann eine solche Temperatur bzw. Luftfeuchtigkeit unmittelbar in der Umgebung des Fahrzeugs erfassen. Ein Bordnetz kann diese Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit ebenfalls von signalleitend verbundenen Temperatursensoren einer Temperatursensoranordnung bzw. Luftfeuchtigkeitssensoren abrufen oder aber die Temperatur über insbesondere kabellose Datenverbindungen von Wetterstationen der Umgebung oder aus dem Internet unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrzeugposition abrufen.
Die Steuereinrichtung weist bevorzugt einen Speicher auf und ist zum Abrufen von Informationen betreffend die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit oder von Zustandsgrößen während der Betriebsdauer des Lufttrockners ausgebildet. Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung zum Abrufen von Informationen eines Taupunktsensors ausgebildet zur Bestimmung des Sättigungsgrades.
Weiter bevorzugt umfasst die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit eine prognostizierte Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit der Umgebung entlang einer Streckenführung und/oder an einem Fahrtziel. Das Verfahren umfasst be-
vorzugt das Abrufen von Standortinformationen betreffend die Streckenführung und/oder das Fahrtziel und das Abrufen von den Standortinformationen zugeordneten Umgebungsinformationen durch die Steuerungseinrichtung von einem signalleitend verbundenen Bordnetz und/oder einem Navigationssystem. Durch das Abrufen von Standortinformationen und Umgebungsinformationen, wie einer Temperatur oder einer Luftfeuchtigkeit, lassen sich prognostizierte Temperaturen und/oder Luftfeuchtigkeit der Umgebung bestimmen. Dies ermöglicht eine vorausschauende Steuerung des Druckluftversorgungssystems und insbesondere in Bezug auf die Identifizierung des Regenerations- Durchführzeitpunkts. Die Steuereinrichtung kann somit auch künftige Situationen berücksichtigen, welche einen Einfluss auf den Versorgungsbedarf und insbesondere die zulässige Luftfeuchtigkeit der Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss umfassen. Im Falle einer prognostizierten Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes am Fahrtziel etwa wird aufgrund eines daraus bestimmbaren künftigen Versorgungsbedarfs bereits frühzeitig ein Regenerations- Durchführzeitpunkt durch die Steuerung identifiziert. Somit ist eine vorausschauende Steuerung und ein Steuerverfahren mit einer erhöhten Betriebssicherheit bereitgestellt.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Ansteuern eines Entlüftungsventils durch die Steuereinrichtung zur Freigabe einer in Befüllrichtung stromaufwärts des Lufttrockners von der pneumatischen Hauptleitung zum Entlüftungsanschluss abgehenden Entlüftungsleitung, für den Fall, dass die Steuereinrichtung einen Regenerations-Durchführzeitpunkt identifiziert. Somit kann die aus dem Lufttrockner entgegen der Befüllrichtung austretende Druckluft über die Entlüftungsleitung zum Entlüftungsanschluss geleitet und über diesen abgegeben werden.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Ansteuern eines Hauptleitungs-Schaltventils zum Sperren der pneumatischen Hauptleitung in Befüllrichtung, insbesondere stromaufwärts des Lufttrockners, für den Fall, dass die Steuereinrichtung einen Regenerations-Durchführzeitpunkt identifiziert. Somit muss die entgegen der Befüllrichtung in der pneumatischen Hauptleitung zur
Regeneration des Lufttrockners zurückgeführte Druckluft nicht zunächst die in der pneumatischen Hauptleitung befindliche Druckluft verdrängen, sondern kann ungehindert durch die pneumatische Hauptleitung entgegen der Befüllrich- tung geführt werden und bevorzugt über den Entlüftungsanschluss abgegeben werden.
Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den folgenden Schritt:
Spülen der pneumatischen Hauptleitung und/oder der Zweigleitung durch am Druckluftanschluss bereitgestellte Druckluft und Ablassen der Druckluft über die Entlüftungsleitung, wobei die Druckluft vorzugsweise vom Lufttrockner getrocknet ist und das Spülen der pneumatischen Hauptleitung entgegen der Be- fü I Irichtung und/oder das Spülen der Zweigleitung in Befüllrichtung erfolgt, und/oder
Spülen des Druckluftabnehmers durch am Druckluftanschluss bereitgestellte und vorzugsweise vom Lufttrockner getrocknete Druckluft und Ablassen der Druckluft über den Druckluftabnehmer.
Durch das Spülen der pneumatischen Hauptleitung und/oder der Zweigleitung können Rückstände, insbesondere Wasseransammlungen, in den Leitungen beseitigt werden und insbesondere Luft mit einem erhöhten Feuchtegehalt aus dem Druckluftversorgungssystem über die Entlüftungsleitung an den Entlüftungsanschluss abgegeben werden. Durch das Spülen des Druckluftabnehmers mit getrockneter Druckluft wird auch bei vorherigen Betrieb mit nur teilentfeuchteter bzw. feuchter Druckluft sichergestellt, dass ein Einfrieren von Feuchtigkeit im Druckluftabnehmer bei längeren Stillstandzeiten verhindert wird. Wird hingegen allgemein mit Druckluft gespült, die nicht durch einen Lufttrockner getrocknet wurde, so können Feuchteansammlungen in Ventilen ausgeblasen werden.
Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den folgenden Schritt:
Ansteuern des Hauptleitungs-Schaltventils und des Zweigleitungs- Schaltventils zum pneumatischen Entkoppeln der pneumatischen Hauptleitung und der Zweigleitung vom Druckluftanschluss. Dabei wird insbesondere auch der in der pneumatischen Hauptleitung angeordnete Lufttrockner pneumatisch
von dem Druckluftgeber entkoppelt. Durch das pneumatische Entkoppeln der pneumatischen Hauptleitung oder der Zweigleitung vom Druckluftanschluss wird das System in einem Ruhemodus, in welchem weder eine Bereitstellung von Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss noch eine Regeneration des Lufttrockners erfolgt, drucklos geschaltet. Auf diese Weise wird die Sättigung des Lufttrockners nicht weiter vorangetrieben und die Zweigleitung sowie die pneumatische Hauptleitung gegenüber ggf. später auftretenden, frostbedingten Schäden geschützt. Somit wird berücksichtigt, dass sich die Umgebungsbedingungen beispielsweise während dem Abstellen eines Fahrzeugs ändern können. Beispielsweise könnte Nachtfrost ansonsten Frostschäden bedingen, denen auf diese Weise vorgebeugt wird. Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner das Ansteuern des Entlüftungsventils zum pneumatischen Entkoppeln der Entlüftungsleitung von der Umgebung. Somit wird auch die Entlüftungsleitung im Ruhemodus geschützt.
Ferner ist es durch das Ansteuern der Pneumatik-Anordnung durch die Steuerung zum Verteilen der in der Zweigleitung geführten Druckluft möglich, gleichzeitig eine Regeneration des Lufttrockners durchzuführen und Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss über die Zweigleitung bereitzustellen.
Weiter bevorzugt ist die Zweigleitung eine erste Zweigleitung und das Druckluftversorgungssystem umfasst ferner eine zweite Zweigleitung mit einem zweiten Zweigleitungs-Schaltventil und einem zweiten Lufttrockner, und der Regenerations-Durchführzeitpunkt ist ein erster Regenerations-Durchführzeitpunkt und der Lufttrockner ist ein erster Lufttrockner und der Sättigungsgrad ist ein erster Sättigungsgrad. Vorzugsweisedefiniert die Steuereinrichtung abhängig von einer Zustandsgröße, die den Sättigungsgrad des zweiten Lufttrockners, selektiv das erste Zweigleitungs-Schaltventil und/oder das zweite Zweigleitungs-Schaltventil ansteuert, für den Fall, dass die Sensorreinigungseinrichtung einen Regenerations-Durchführzeitpunkt identifiziert. Somit kann abhängig vom Regenerations-Durchführzeitpunkt bzw. auch dem Umfang bzw. der Intensität des Regenerations-Durchführzeitpunkts selektiv das erste und/oder das zweite Zweigleitungs-Schaltventil angesteuert werden. Die Regeneration des ersten
Lufttrockners über die zweite Zweigleitung mit dem zweiten Lufttrockner ermöglicht eine schnellere Regeneration des Lufttrockners, da in der zweiten Zweigleitung bedingt durch den zweiten Lufttrockner trockenere Druckluft geführt wird und dementsprechend in die pneumatische Hauptleitung entgegen der Befüll- richtung zurückgeführt werden kann. Wird lediglich ein geringer Regenerations- Durchführzeitpunkt identifiziert, so kann die Regeneration weiterhin durch Ansteuern des ersten Schaltventils in der ersten Zweigleitung erfolgen, wobei lediglich durch den Wasserabscheider entfeuchtete Druckluft zur Regeneration des ersten Lufttrockners entgegen der Befüllrichtung durch die pneumatische Hauptleitung zurückgeführt wird.
Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner die Schritte:
Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts des zweiten Lufttrockners durch die Steuereinrichtung abhängig von dem Versorgungsbedarf und/oder eines durch mindestens eine Zustandsgröße definierten Sättigungsgrads des zweiten Lufttrockners, selektives Ansteuern des ersten Zweigleitungs-Schaltventils und/oder des Hauptleitungs-Schaltventils durch die Steuereinrichtung zum pneumatisch durchström baren Öffnen der ersten Zweigleitung und/oder der pneumatischen Hauptleitung für den Fall, dass die Steuereinrichtung einen Regenerations- Durchführzeitpunkt des zweiten Lufttrockners identifiziert,
Rückführen von Druckluft aus der ersten Zweigleitung und/oder der pneumatischen Hauptleitung gegen die Befüllrichtung durch die zweite Zweigleitung zum Regenerieren des zweiten Lufttrockners. Somit kann durch das erfindungsgemäße Steuerverfahren ferner auch ein Regenerations- Durchführzeitpunkt des zweiten Lufttrockners identifiziert und eine Regeneration des zweiten Lufttrockners durchgeführt werden. Der Regenerations- Durchführzeitpunkt des zweiten Lufttrockners wird dabei insbesondere abhängig von denselben Zustandsgrößen in Bezug auf den zweiten Lufttrockner identifiziert, welche vorstehend in Bezug auf den ersten Lufttrockner beschrieben wurden.
Vorzugsweise sind ein, mehrere oder sämtliche der folgenden als stromlos geschlossene Magnet-Wegeventile ausgebildet: das mindestens eine Zweigleitungs-Schaltventil, das mindestens eine Düsenventil einer mit der Druckluftversorgungsanlage verbundenen Sensorreinigungsvorrichtung, das mindestens eine Entlüftungsventil, und ein Kompressor-Entlüftungsventil, wobei die Magnet-Wegeventile eine Spule zum Erzeugen einer Magnetkraft und einen Anker aufweisen, der durch die Magnetkraft entgegen einer in Richtung eines Ventilsitzes wirkenden Federkraft bewegbar ist, und dazu eingerichtet sind, durch Bestromen mit einem Öffnungs-Steuerstrom entgegen der Federkraft Ventilsitz weg bewegt zu werden und durch Bestromen mit einem Heiz- Steuerstrom, der kleiner als der Öffnungs-Steuerstrom ist, am Ventilsitz anzuliegen, wobei die Spule bei Anliegen des Heiz-Steuerstroms eingerichtet ist, das Magnet-Wegeventile zu erwärmen. Durch die Möglichkeit einer Erwärmung der genannten Ventile wird die Gefahr von Fehlfunktionen des pneumatischen Systems durch Einfrieren insgesamt reduziert. Dies betrifft neben der Sensorreinigungsvorrichtung bzw. anderen Druckluftabnehmern insbesondere auch die Druckluftversorgungsanlage.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Bestromen eines, mehrerer oder sämtlicher der folgenden Magnet-Wegeventile selektiv mit einem Öffnungs-Steuerstrom und einem Heiz-Steuerstrom: das mindestens eine Zweigleitungs-Schaltventil, das mindestens ein Düsenventil einer mit der Druckluftversorgungsanlage verbundenen Sensorreinigungsvorrichtung, das mindestens eine Entlüftungsventil, und das Kompressor-Entlüftungsventil.
Durch die Möglichkeit einer Erwärmung der genannten Ventile wird die Gefahr von Fehlfunktionen des pneumatischen Systems durch Einfrieren insgesamt reduziert. Dies betrifft neben der Sensorreinigungsvorrichtung bzw. anderen Druckluftabnehmern insbesondere auch die Druckluftversorgungsanlage. Das
Nutzen der ohnehin vorhandenen Spule der Magnetventile ermöglicht den Verzicht auf zusätzliche Heizelemente. Es soll dabei verstanden werden, dass das Beheizen der Magnetventile insbesondere vor dem Öffnen notwendig ist, da diese im geschlossenen Zustand über längere Zeiträume verweilen. Ein Schaden am Ventil entsteht dabei erst dann, wenn ein ggf. vereistes Ventil bzw. dessen Anker bewegt wird. Ein Bestromen des Magnetventils vor dem eigentlichen Öffnen verhindert ein Festfrieren durch eine Erwärmung des Ventils, die bevorzugt permanent während des Betriebs beibehalten wird.
Durch ein beheizbares Düsenventil wird die Gefahr von Frostschäden bei Temperaturen nahe des Gefrierpunktes reduziert. Der Schwellwert, ab dem nur noch durch den Lufttrockner getrocknete Druckluft zum Druckluftversorgungsanschluss geführt werden darf wird demnach hin zu niedrigeren Temperaturen verschoben.
Weiterhin umfasst die Druckluftversorgungsanlage bevorzugt ferner eine Kompressor-Entlüftungsleitung mit einem Kompressor-Entlüftungsventil auf. Das Verfahren umfasst dabei bevorzugt das Ansteuern des Kompressor-
Entlüftungsventils zum Entlüften eines Leitungsvolumens zwischen dem Druckluftgeber und dem Druckluftgeber. Der Anlaufwiderstand für den Kompressor wird somit reduziert.
Die Erfindung löst die eingangs genannte Aufgabe in einem zweiten Aspekt durch eine Steuereinrichtung nach Anspruch 17. Gemäß dem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Druckluftversorgungssystems für ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen vor. Die Steuereinrichtung ist dem Druckluftversorgungssystem zur Versorgung eines Druckluftabnehmers über einen Druckluftversorgungsanschluss zugeordnet und das Druckluftversorgungssystem umfasst einen Druckluftgeber zum Bereitstellen von Druckluft an einem Druckluftanschluss, eine pneumatische Hauptleitung mit einem Lufttrockner zum Trocknen und Führen von Druckluft zum Druckluftversorgungsanschluss in einer Befüllrichtung und eine von der pneumatischen Hauptleitung in Befüllrichtung stromaufwärts des Lufttrockners
abgehende und stromabwärts des Lufttrockners wieder anschließende Zweigleitung. Die Steuereinrichtung ist zum Empfangen eines Versorgungsbedarfs des Druckluftabnehmers und zum Ansteuern des Druckluftgebers ausgebildet und signalleitend mit dem Druckluftabnehmer und dem Druckluftgeber verbindbar. Weiterhin ist die Steuereinrichtung zum Identifizieren eines Regenerations- Durchführzeitpunkts, insbesondere eines ersten Sättigungsgrads des ersten Lufttrockners und/oder eines zweiten Sättigungsgrads des zweiten Lufttrockners, abhängig von dem Versorgungsbedarf und/oder eines durch mindestens eine Zustandsgröße definierten Sättigungsgrads des Lufttrockners ausgebildet und ferner zum Ansteuern des Zweigleitungs-Schaltventils zum pneumatisch durchströmbaren Öffnen der Zweigleitung bei Identifizierung eines Regenerations-Durchführzeitpunkts ausgebildet.
Die Steuereinrichtung ist somit insbesondere zur Durchführung eines Steuerverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet. In Bezug auf den ersten Aspekt beschriebene Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen sind somit ebenso Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen der Steuereinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Vorzugsweise sind ein, mehrere oder sämtliche der folgenden als stromlos geschlossene Magnet-Wegeventile ausgebildet: das mindestens eine Zweigleitungs-Schaltventil, das mindestens eine Düsenventil einer mit der Druckluftversorgungsanlage verbundenen Sensorreinigungsvorrichtung, das mindestens eine Entlüftungsventil, und das Kompressor-Entlüftungsventil, wobei die Magnet-Wegeventile eine Spule zum Erzeugen einer Magnetkraft und einen Anker aufweisen, der durch die Magnetkraft entgegen einer in Richtung eines Ventilsitzes wirkenden Federkraft bewegbar ist, und dazu eingerichtet sind, durch Bestromen mit einem Öffnungs-Steuerstrom entgegen der Federkraft Ventilsitz weg bewegt zu werden und durch Bestromen mit einem Heiz- Steuerstrom, der kleiner als der Öffnungs-Steuerstrom ist, am Ventilsitz anzuliegen, wobei die Spule bei Anliegen des Heiz-Steuerstroms eingerichtet ist, das Magnet-Wegeventile zu erwärmen. Durch die Möglichkeit einer Erwärmung der
genannten Ventile wird die Gefahr von Frostschäden des pneumatischen Systems insgesamt reduziert. Dies betrifft neben der Sensorreinigungsvorrichtung bzw. anderen Druckluftabnehmern insbesondere auch die Druckluftversorgungsanlage.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ein, mehrere oder sämtliche der folgenden Magnet-Wegeventile selektiv mit einem Öffnungs- Steuerstrom und einem Heiz-Steuerstrom zu bestromen: das mindestens eine Zweigleitungs-Schaltventil, das mindestens eine Düsenventil, das mindestens eine Entlüftungsventil, und das Kompressor-Entlüftungsventil.
Durch die Möglichkeit einer Erwärmung der genannten Ventile wird die Gefahr von Fehlfunktionen des pneumatischen Systems durch Einfrieren insgesamt reduziert. Dies betrifft neben der Sensorreinigungsvorrichtung bzw. anderen Druckluftabnehmern insbesondere auch die Druckluftversorgungsanlage. Das Nutzen der ohnehin vorhandenen Spule der Magnetventile ermöglicht den Verzicht auf zusätzliche Heizelemente. Es soll dabei verstanden werden, dass das Beheizen der Magnetventile insbesondere vor dem Öffnen notwendig ist, da diese im geschlossenen Zustand über längere Zeiträume verweilen. Ein Schaden am Ventil entsteht dabei erst dann, wenn ein ggf. vereistes Ventil bzw. dessen Anker bewegt wird. Ein Bestromen des Magnetventils vor dem eigentlichen Öffnen verhindert ein Festfrieren durch eine Erwärmung des Ventils, die bevorzugt permanent während des Betriebs erfolgt bzw. beibehalten wird.
Die Erfindung löst die eingangs genannte Aufgabe in einem dritten Aspekt durch ein Fahrzeug nach Anspruch 18. Gemäß dem dritten Aspekt schlägt die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen vor, mit einem Druckluftversorgungssystem zur Versorgung eines Druckluftabnehmers über einen Druckluftversorgungsanschluss. Das Druckluftversorgungssystem umfasst dabei einen Druckluftgeber zum Bereitstellen von Druckluft an einem Druckluftversorgungsanschluss, eine pneumatische Hauptleitung mit einem
Lufttrockner zum Trocknen und Führen von Druckluft zum Druckluftversorgungsanschluss in einer Befüllrichtung und eine von der pneumatischen Hauptleitung in Befüllrichtung stromaufwärts des Lufttrockners abgehende und stromabwärts des Lufttrockners wieder anschließende Zweigleitung. Weiterhin umfasst das Fahrzeug eine dem Druckluftversorgungssystem zugeordnete Steuereinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und einen Druckluftabnehmer, insbesondere eine an dem Druckluftversorgungsanschluss angeschlossene Sensorreinigungseinrichtung. Durch eine solche Steuereinrichtung macht sich das Fahrzeug die in Bezug auf den ersten Aspekt und den zweiten Aspekt der Erfindung beschriebenen Vorteile zu eigen. Bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sind ebenso bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile des Fahrzeugs gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug ferner mindestens einen Sensor und/oder eine Datenschnittstelle, vorzugsweise einen Fahrzeugdatenbus, insbesondere CAN-Bus, der signalleitend mit der Steuereinrichtung verbunden und dazu ausgebildet ist, Sensor- und/oder Speicherdaten zur Bestimmung eines durch mindestens eine Zustandsgröße definierten Sättigungsgrads des Lufttrockners und/oder einer Luftfeuchtigkeit bereitzustellen. Somit kann die Steuerung entweder unmittelbar über mindestens einen Sensor oder über eine entsprechende Datenschnittstelle notwendige Informationen betreffend den Sättigungsgrad des Lufttrockners und/oder einer Luftfeuchtigkeit bzw. Temperatur abrufen. Insbesondere diese Informationen ermöglichen eine Berechnung bzw. Abschätzung des Sättigungsgrads des Lufttrockners. Die Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft, welche von dem Druckluftgeber, insbesondere einem Verdichter, angesaugt und verdichtet wird, beeinflusst in Verbindung mit dem zulässigen Feuchtegehalt der am Druckluftanschluss bereitzustellenden Druckluft folglich auch die Sättigung des Lufttrockners.
Weiter bevorzugt umfasst das Fahrzeug ferner ein Bordnetz, welches über die Datenschnittstelle mit der Steuereinrichtung verbunden und dazu ausgebildet ist, ein, mehrere oder sämtliche der folgenden Daten bereitzustellen: Standor-
tinformationen eines Navigationssystems, Speicherdaten eines Bordnetz- Speichers, Sensorinformationen mindestens eines mit dem Bordnetz verbundenen Sensors, insbesondere eines Temperatursensors einer Temperatursensoranordnung und/oder eines Feuchtigkeitssensors und eines Druckluftsensors. Ferner umfasst das Fahrzeug bevorzugt eine Bordnetz-Batterie, welche dazu ausgebildet ist, eine Stromversorgung für das Bordnetz und/oder den Druckluftabnehmer und/oder die Steuereinrichtung und/oder den Verdichter bereitzustellen. Somit wird zentral über die Bordnetz-Batterie eine Stromversorgung für die die Versorgung und Steuerung des Druckluftversorgungssystems betreffenden Komponenten des Fahrzeugs bereitgestellt. Die Erfindung berücksichtigt dabei in vorteilhafter Weise, dass beispielsweise der Verdichter einen erhöhten Energiebedarf zur Verdichtung der angesaugten Druckluft benötigt.
Sensorinformationen umfassen vorliegend eine Temperatur, die durch eine Temperatursensoranordnung erfasst wurde und/oder einen Druck, der durch einen Drucksensor erfasst wurde und/oder eine Luftfeuchtigkeit, die durch einen Luftfeuchtigkeitssensor erfasst wurde.
Entsprechend ist auch eine zentrale Stromversorgung des Druckluftabnehmers über die Bordnetz-Batterie vorteilhaft. Das Druckluftversorgungssystem selbst, bzw. die elektrisch ansteuerbaren pneumatischen Magnetventile werden bevorzugt über die Steuereinrichtung mit Strom versorgt. Über eine solche Stromversorgung bzw. Stromlosschaltung durch die Steuereinrichtung kann bevorzugt das Ansteuern der Zweigleitungs-Schaltventile erfolgen.
Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, abhängig von den bereitgestellten Daten die aktuelle und/oder prognostizierte Temperatur der Umgebung und/oder die aktuelle und/oder prognostizierte Luftfeuchtigkeit der Umgebung an zumindest einer der folgenden Positionen zu bestimmen: an einem aktuellen Standort, entlang einer Streckenführung und an einem Fahrtziel. Durch eine entsprechend ausgebildete Steuereinrichtung kann die Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit der Umgebung somit nicht allein an einem aktuellen Standort, sondern auch vorausschauend entlang der Streckenführung oder an
einem Fahrtziel bestimmt werden. Dies ermöglicht eine vorausschauende Regeneration des Lufttrockners, wobei künftige Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden. Solche Umgebungsbedingungen können insbesondere niedrige Temperaturen oder eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit betreffen. So führt eine hohe Luftfeuchtigkeit der Umgebung zu einer erhöhten Feuchteeinlagerung im Lufttrockner oder aber niedrige Temperaturen erfordern eine notwendige Betriebsbereitschaft des Lufttrockners.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
FIG. 1 ein Druckluftversorgungssystem mit einer zugeordneten erfindungsgemäßen Steuereinrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
FIG. 2a ein Fahrzeug mit einem Druckluftversorgungssystem schematisch in einem Grundbetriebsmodus in einer ersten Ausführungsform;
FIG. 2b das Fahrzeug gemäß FIG. 2a mit dem Druckluftversorgungssystem schematisch in einem ersten Betriebsmodus in einer ersten Ausführungsform;
FIG. 3 ein Fahrzeug mit einem Druckluftversorgungssystem schematisch in einem Grundbetriebsmodus in einer zweiten Ausführungsform;
FIG. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Druckluftversorgungssystem in einem gemäß einer dritten Ausführungsform;
FIG. 5 ein Magnet-Wegeventil für ein Fahrzeug gemäß FIG. 2a bis 4;
FIG. 6a eine erste Ausführungsform einer Pneumatik-Anordnung;
FIG. 6b eine zweite Ausführungsform einer Pneumatik-Anordnung;
FIG. 6c eine dritte Ausführungsform einer Pneumatik-Anordnung;
FIG. 6d eine vierte Ausführungsform einer Pneumatik-Anordnung;
FIG. 7 den Ablauf eines Verfahrens zur Steuereinrichtung 1300 eines Druckluftversorgungssystems für ein Fahrzeug gemäß der FIG. 2a und 2b gemäß einer ersten Ausführungsform;
FIG. 8 den Ablauf eines Verfahrens zur Steuereinrichtung 1300 eines Druckluftversorgungssystems für ein Fahrzeug gemäß der FIG. 2a und 2b gemäß einer zweiten Ausführungsform;
FIG. 9 den Ablauf eines Verfahrens zur Steuereinrichtung 1300 eines Druckluftversorgungssystems für ein Fahrzeug gemäß der FIG. 3 gemäß einer dritten Ausführungsform; und
Das Druckluftversorgungssystem 1200 gemäß FIG. 1 umfasst eine Druckluftversorgungsanlage 100. Ferner umfasst das Druckluftversorgungssystem 1200 einen Druckluftgeber 200, welcher bevorzugt einen Verdichter 201 umfasst, der von einem Elektromotor 203 angetrieben wird.
Der Druckluftgeber 200 ist über einen Druckluftanschluss 1 (vgl. FIG. 2a und 2b) mit der Druckluftversorgungsanlage 100 verbunden. Die Druckluftversorgungsanlage 100 umfasst einen in einer pneumatischen Hauptleitung 12 (vgl. FIG. 2a und 2b) angeordneten Lufttrockner 5 und einen strömungstechnisch zwischen Lufttrockner 5 und Druckluftanschluss 1 (vgl. FIG. 2a und 2b) angeordneten Wasserabscheider 6 (vgl. FIG. 3 und 4). Ferner umfasst die Druckluftversorgungsanlage 100 ein Drucksteuermodul 101 , welches eine Anzahl von Zweigleitungs-Schaltventilen (nicht gezeigt) zur Verteilung des Drucks innerhalb der Druckluftversorgungsanlage 100 aufweist.
Dem Druckluftversorgungssystem 1200 ist eine Steuereinrichtung 1300 zum Steuern des Druckluftversorgungssystems 1200 zugeordnet.
Mit der Steuereinrichtung 1300 ist bevorzugt ein Umgebungs-Temperatursensor 410 und ein Luftfeuchtigkeitssensor 400 signalleitend verbunden, die dazu ausgebildet sind, Sensorinformationen S, T, H (vgl. FIG. 7) zur Bestimmung eines Sättigungsgrads G (vgl. FIG. 7) des Lufttrockners 5 und/oder einer zulässigen Feuchtigkeit Hmax (vgl. FIG. 7) der am Druckluftversorgungsanschluss 2 bereitzustellenden Druckluft bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Taupunktsensor (z.B. im Lufttrockner, nicht gezeigt) zur Bestimmung Sätti-
gungsgrads G (vgl. FIG. 7) des Lufttrockners 5 mit der Steuereinrichtung verbunden sein.
Ferner ist mit der Steuereinrichtung 1300 bevorzugt mindestens eine Datenschnittstelle 70, vorzugsweise ein Fahrzeugdatenbus 71 , insbesondere ein CAN-Bus 72 signalleitend verbunden und dazu ausgebildet, gespeicherte Sensorinformationen S, T, H (vgl. FIG. 7) zur Bestimmung eines Sättigungsgrads G (vgl. FIG. 7) des Lufttrockners 5 und/oder einer zulässigen Feuchtigkeit Hmax (vgl. FIG. 7) bereitzustellen. Die Datenschnittstelle 70 verbindet die Steuereinrichtung 1300 dazu mit einem Bordnetz 1600 bzw. einem Navigationssystem 1700. Alternativ kann die Verbindung zum Navigationssystem 1700 auch mittelbar über das Bordnetz 1600 erfolgen, wobei das Bordnetz 1600 Standortinformationen IGPS (vgl. FIG. 7) vom Navigationssystem 1700 abruft und/oder empfängt. Das Bordnetz 1600 umfasst bevorzugt einen Bordnetz-Speicher 1610, auf welchem die Sensorinformationen S, T, H gespeichert sind. Weiterhin ist die Steuereinrichtung 1300 bevorzugt zum Speichern eines vordefinierten Wertebereichs W für einen Versorgungsdruck Vp und/oder einen Versorgungsvolumenstrom Vv und/oder einen zulässigen Feuchtegehalt Hmax und/oder eine Zustandsgröße Z eingerichtet, welcher bevorzugt in dem in FIG. 7 bis FIG. 9 gezeigten Verfahren in Schritt 2300 und/oder Schritt 4300 abgerufen wird.
Das Bordnetz 1600 weist ferner eine Bordnetz-Batterie 1620 auf, welche dazu ausgebildet ist, das Bordnetz 1600 und/oder den Druckluftgeber 200 und/oder den Druckluftabnehmer 300 (vgl. FIG. 2a, FIG. 2b, FIG. 3 und FIG. 4) und/oder die Steuereinrichtung 1300 mit Strom I zu versorgen.
Die Funktionsweise der Steuereinrichtung 1300 wird im Detail in Verbindung mit dem in den FIG. 2a, FIG. 2b, FIG. 3 und FIG. 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispielen des Fahrzeugs 1000 erläutert.
FIG. 2a zeigt ein Fahrzeug 1000, insbesondere einen Personenkraftwagen 1100. Der Personenkraftwagen 1100 umfasst ein Druckluftversorgungssystem
1200 sowie eine elektronische Steuereinrichtung 1300 (ECU) und einen Druckluftabnehmer 300, welcher vorliegend eine Sensorreinigungseinrichtung 301 ist.
Das Druckluftversorgungssystem 1200 umfasst eine Druckluftversorgungsanlage 100 sowie einen über einen Druckluftanschluss 1 mit der Druckluftversorgungsanlage 100 verbundenen Druckluftgeber 200. Der Druckluftgeber 200 umfasst vorliegend einen Verdichter 201 mit einem Elektromotor 203.
Die Druckluftversorgungsanlage 100 umfasst einen Druckluftanschluss 1 zum Anschluss an den Druckluftgeber 200 (vgl. FIG. 1 ) und einen Druckluftversorgungsanschluss 2 zum Anschließen des Druckluftabnehmers 300. Der Druckluftanschluss 1 ist über eine pneumatische Hauptleitung 12 mit dem Druckluftversorgungsanschluss 2 verbunden. Von der pneumatischen Hauptleitung 12 geht ferner eine Entlüftungsleitung 13 zu einem Entlüftungsanschluss 3 ab, welcher zum Entlüften der pneumatischen Hauptleitung 12 eingerichtet ist. Die Druckluftversorgungsanlage 100 weist ferner einen in der pneumatischen Hauptleitung 12 angeordneten Lufttrockner 5 auf. Der Lufttrockner 5 ist zum Trocknen der am Druckluftanschluss 1 bereitgestellten und in einer Befüllrich- tung B durch die pneumatische Hauptleitung 12 geführten Druckluft 110 eingerichtet.
In der pneumatischen Hauptleitung 12 zwischen Lufttrockner 5 und Druckluftanschluss 1 ist ferner ein Wasserabscheider 6 (vgl. FIG. 3 und 4) angeordnet. Der Wasserabscheider 6 umfasst einen Kondensationstrockner 16 und ein Ablassorgan 26, vorzugsweise ein Ablassventil, die dazu eingerichtet sind, zumindest einen Anteil der Feuchtigkeit der am Druckluftanschluss 1 bereitgestellten Druckluft 110 als Kondensat K abzuführen. Der Wasserabscheider 6 umfasst ferner ein Lüftungsgerät 36. Das Lüftungsgerät 36 ist zwischen dem Druckluftanschluss 1 und dem Kondensationstrockner 16 angeordnet. Alternativ kann das Lüftungsgerät 36 auch in Befüllrichtung B (vgl. FIG. 2b) stromabwärts von dem Kondensationstrockner 16 angeordnet sein.
Der Wasserabscheider 6 mit dem Kondensationstrockner 16, dem Ablassorgan 26 sowie dem Lüftungsgerät 36 ist bevorzugt in einem in Fahrtrichtung F vorderen Teil 1400 des Fahrzeugs 1000 angeordnet. Somit kann zusätzlich der im Betrieb auftretende Fahrtwind zur Kühlung der vom Verdichter 201 komprimierten Druckluft genutzt werden. Somit wird die Sättigung des Lufttrockners 5 durch die teilentfeuchtete Druckluft 120 in der pneumatischen Hauptleitung 12 verlangsamt.
Als Wasserabscheider 6 wird vorliegend eine Einheit aus einer Anzahl von Komponenten verstanden, deren Funktion das Abscheiden von Wasser aus der Druckluft ist bzw. das Unterstützen dieser Abscheidung.
Die Druckluftversorgungsanlage umfasst eine Entlüftungsventilanordnung 23. In der Entlüftungsleitung 13 ist ein Entlüftungsventil 23.1 (vgl. Fig. 3) der Entlüftungsventilanordnung 23 angeordnet, welches vorzugsweise ein elektrisch steuerbares 2/2-Wegeventil ist. Ferner ist in Richtung der Entlüftungsleitung 13 stromabwärts von dem Entlüftungsventil 23.1 (vgl. Fig. 3) bevorzugt ein Entlüftungs-Rückschlagventil 23.2 der Entlüftungsventilanordnung 23 angeordnet, welches sich bevorzugt druckgesteuert in Richtung des Entlüftungsanschlusses 3 öffnet. Bei geöffnetem Entlüftungsventil 23.1 öffnet das Entlüftungs- Rückschlagventil 23.2 somit infolge der in der Entlüftungsleitung 13 befindlichen Druckluft bevorzugt die Entlüftungsleitung 13. Gleichzeitig verhindert das Entlüftungs-Rückschlagventil 23.2 einen Feuchtigkeitseintritt über die Entlüftungsleitung 13. Es soll hierbei auch verstanden werden, dass die Entlüftungsleitung 13 an jeder beliebigen Position der Hauptleitung 12 in Befüllrichtung B stromaufwärts des Lufttrockners 5 abgehen kann.
In vorteilhafter Weise umfasst die Druckluftversorgungsanlage 100 ferner eine Drossel 8. Die Drossel 8 ist bevorzugt in Befüllrichtung B stromabwärts von dem Lufttrockner 5 angeordnet. Die Drossel 8 ist dazu eingerichtet, die zur Regeneration des Lufttrockner 5 gegebenenfalls zurückgeführte Druckluft zu entspannen.
Zwischen dem Wasserabscheider 6 und dem Lufttrockner 5 geht von der pneumatischen Hauptleitung 12 ferner eine Zweigleitung 14 ab, welche zwischen Lufttrockner 5 und Druckluftversorgungsanschluss 2 wieder an die pneumatische Hauptleitung 12 anschließt. Die Zweigleitung 14 weist ein Zweigleitungs-Schaltventil 24 auf. Das Zweigleitungs-Schaltventil 24 ist bevorzugt als elektrisch steuerbares 2/2-Wegeventil ausgebildet und selektiv derart schaltbar, dass die Druckluftversorgungsanlage 100 in einem Grundbetriebsmodus N gemäß FIG. 2a und einem ersten Betriebsmodus B1 gemäß FIG. 2b betrieben werden kann.
Die Druckluftversorgungsanlage 100 weist das in FIG. 1 gezeigte Drucksteuermodul 101 auf. Dem Drucksteuermodul 101 ist das Zweigleitungs- Schaltventil 24 sowie das Entlüftungsventil 23.1 zugeordnet.
Weiterhin umfasst die Druckluftversorgungsanlage 100 einen Drucksensor 9, welcher in der pneumatischen Hauptleitung 12 zwischen dem Wasserabscheider 6 und dem Lufttrockner 5 angeordnet ist. Der Drucksensor 9 ist dazu eingerichtet, einen Eingangsdruck P in der pneumatischen Hauptleitung 12, also den am Druckluftanschluss 1 bereitgestellten Druck der feuchten Druckluft 110 bzw. der durch den Wasserabscheider 6 teilentfeuchteten Druckluft 120 zu erfassen und ein Sensorsignal S bereitzustellen. Der Drucksensor 9 ist dabei signalleitend über eine erste Signalleitung S1 mit dem Steuergerät 1300 verbunden, welches somit zum Überwachen des Eingangsdrucks P ausgebildet ist.
Die Steuereinrichtung 1300 ist ferner über eine zweite Signalleitung S2 mit dem Zweigleitungs-Schaltventil 24 sowie über eine dritte Signalleitung S3 mit dem Entlüftungsventil 23.1 verbunden. Ferner ist die Steuereinrichtung 1300 über eine vierte Signalleitung S4 (vgl. FIG. 3 und FIG. 4) mit einer Pneumatik- Anordnung 20 (vgl. FIG, 3 und FIG. 4) verbunden, welches dem Druckluftversorgungsanschluss 2 zugeordnet ist.
Die Steuereinrichtung 1300 ist dazu eingerichtet, das Schaltventil 24 zum selektiven Freigeben der Zweigleitung 14 bzw. das Entlüftungsventil 23.1 (vgl. FIG. 3 und FilG. 4) zum selektiven Freigeben der Entlüftungsleitung 13 anzusteuern.
Die Steuereinrichtung 1300 ist bevorzugt ferner dazu eingerichtet, abhängig von dem erfassten Sensorsignal S des Drucksensors 9 den Druckluftgeber 200 anzusteuern, um den Druck in der pneumatischen Hauptleitung 12 - zumindest in Befüllrichtung B stromaufwärts der Drossel 8 - zu steuern und auf einen maximalen Versorgungsdruck Vp, vorzugsweise von 5 bar zu begrenzen.
Die Steuereinrichtung 1300 ist ferner über eine fünfte Signalleitung S5 mit dem Druckluftabnehmer 300 verbunden. Die Steuereinrichtung 1300 ist dabei dazu eingerichtet, einen Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7) des Druckluftabnehmers 300 bevorzugt über die fünfte Signalleitung S5 zu empfangen. Bevorzugt umfasst das Empfangen des Versorgungsbedarfs Bv (vgl. FIG.7) über die fünfte Signalleitung S5 durch die Steuereinrichtung 1300 ferner das Empfangen eines Versorgungsdrucks Pv und/oder eines Versorgungsvolumenstroms Vv (vgl.
FIG.7). Alternativ oder ergänzend umfasst das Empfangen des Versorgungsbedarfs Bv (vgl. FIG. 7) durch die Steuereinrichtung 1300 ferner das Bestimmen eines zulässigen Feuchtegehalts Hmax der am Druckluftversorgungsanschluss 2 bereitzustellenden Druckluft 120' durch die Steuereinrichtung 1300. Die Steuereinrichtung 1300 weist dafür bevorzugt eine Recheneinrichtung 1310, insbesondere einen Prozessor 1320 auf, der zum Bestimmen des Versorgungsdrucks Pv und/oder des Versorgungsvolumenstroms Vv und/oder des zulässigen Feuchtegehalts Hmax abhängig vom Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7 ausgebildet ist.
Ferner ist die Steuereinrichtung 1300 über eine sechste Signalleitung S6 mit dem Druckluftgeber 200 verbunden. Die Steuereinrichtung 1300 ist dabei dazu eingerichtet, eine Betriebsdauer tß des Druckluftgebers 200, welcher vorliegend ein Verdichter 201 mit einem Elektromotor 203 umfasst, zu überwachen. Weiterhin ist die Steuereinrichtung 1300 dazu ausgebildet, eine Motordrehzahl M
(vgl. FIG.7) des Elektromotors 203 zu überwachen. Bei dem Elektromotor 203 handelt es sich bevorzugt um einen BLDC-Elektromotor 204 (vgl. FIG. 1 ).
Die Signalleitungen S1 , S2, S3, S4, S5, S6 können dabei sowohl kabelgebunden als auch kabellos ausgebildet sein. Bevorzugt umfassen die Signalleitungen S5, S6 jeweils eine Datenschnittstelle, insbesondere einen Fahrzeugdatenbus oder CAN-Bus. Die Signalleitung S6 ist bevorzugt als CAN-Bus-Verbindung S6.1 ausgeführt. Bei den Signalleitungen S2 und S3 kann es sich bevorzugt auch lediglich um elektrische Leitungen handeln, durch welche die Steuereinrichtung 1300 das Zweigleitungs-Schaltventil 24 bzw. das Entlüftungsventil 23.1 durch eine Bestromung bzw. ein Stromlosschalten ansteuert.
Weiterhin ist die Steuereinrichtung 1300 bevorzugt zum Regeln des Versorgungsdrucks Pv und/oder des Versorgungsvolumenstroms Vv der am Druckluftversorgungsanschluss 2 bereitgestellten Druckluft 120' abhängig vom Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7) des Druckluftabnehmers 300 ausgebildet. Zum Regeln des Versorgungsdrucks Pv und/oder des Versorgungsvolumenstroms Vv ist die Steuereinrichtung 1300 mit dem in der pneumatischen Hauptleitung 12 angeordneten Drucksensor 9 signalleitend verbunden, wobei der Drucksensor 9 dazu ausgebildet ist, den Eingangsdruck P in der pneumatischen Hauptleitung 12 zu erfassen. Bevorzugt ist dem Druckluftanschluss 1 ferner ein Druckregler 40 (vgl. FIG. 2a, 2b, 3 und 4) zugeordnet und die Steuereinrichtung 1300 ist dazu ausgebildet, den Druckregler 40 zum Regeln des Versorgungsdrucks Pv und/oder des Versorgungsvolumenstroms Vv abhängig von den Sensorsignalen S des Drucksensors 9 anzusteuern.
Alternativ oder ergänzend ist die Steuereinrichtung 1300 über die sechste Signalleitung S6 mit dem Elektromotor 203 verbunden und dazu ausgebildet, zum Bereitstellen von Druckluft 120' mit dem Versorgungsdruck Pv und/oder dem Versorgungsvolumenstrom Vv am Druckluftanschluss 1 eine Motordrehzahl M des Elektromotors 203 zu regeln.
Die Steuereinrichtung 1300 ist dazu ausgebildet, einen Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7) des Druckluftabnehmers 300 bevorzugt über die fünfte Signalleitung S5 zu empfangen und den Verdichter 201 , insbesondere den dem Verdichter 201 zugeordneten Elektromotor 203 zum Bereitstellen von Druckluft 110 am Druckluftanschluss 1 bei Empfang eines Versorgungsbedarfs Bv (vgl. FIG. 7) anzusteuern. Ferner ist die Steuereinrichtung 1300 dazu ausgebildet, einen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR (vgl. FIG. 7) des Lufttrockners 5 abhängig von dem Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7) und/oder eines durch mindestens eine Zustandsgröße definierten Sättigungsgrads des Lufttrockners 5, welcher durch eine oder mehrere Zustandsgrößen Z (vgl. FIG. 7) definiert wird, zu identifizieren. Die Steuereinrichtung 1300 ist dazu eingerichtet, als Zustandsgröße eine Betriebsdauer tß des Verdichters 201 über die sechste Signalleitung S6 abzurufen sowie eine Anzahl x von Regenerationen des Lufttrockners 5 und ein Zeitraum tR seit der letzten Regeneration abzurufen (vgl. FIG. 7). Die Steuereinrichtung 1300 ist bevorzugt dazu ausgebildet, diesen Sättigungsgrad G abhängig von der Betriebsdauer tß des Verdichters 201 , der Anzahl x von Regenerationen des Lufttrockners 5 und der Zeitraum tR seit der letzten Regeneration sowie der Temperatur T der Umgebung A und der Luftfeuchtigkeit H der Umgebung A zu bestimmen (vgl. FIG. 7). Die Temperatur T und die Luftfeuchtigkeit H können bevorzugt als Sensorinformation T, H bereitgestellt werden.
Bevorzugt umfasst die Druckluftversorgungsanlage 100 ferner ein in der pneumatischen Hauptleitung 12 angeordnetes Hauptleitungs-Schaltventil 25. Die Steuereinrichtung 1300 ist bevorzugt über eine siebte Signalleitung S7 mit dem Hauptleitungs-Schaltventil 25 verbunden.
Das Fahrzeug 1000 umfasst ferner ein Bordnetz 1600, welches signalleitend über eine achte Signalleitung S8 mit der Steuereinrichtung 1300 verbunden ist.
FIG. 2a zeigt das Druckluftversorgungssystem 1200 dabei in einem Grundbetriebsmodus N. Das Druckluftversorgungssystem 1200 verbleibt im Grundbetriebsmodus N für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 keinen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR, jedoch einen Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7)
identifiziert. Im Grundbetriebsmodus N wird die am Druckluftanschluss 1 bereitgestellte Druckluft 110 über die pneumatische Hauptleitung 12 geführt und vom Lufttrockner 5 getrocknet, bevor sie am Druckluftversorgungsanschluss 2 bereitgestellt wird. In diesem Grundbetriebsmodus N sperrt das Zweigleitungs- Schaltventil 24 durch ein Stromlosschalten mittels der Steuereinrichtung 1300 die Zweigleitung 14. Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 1300 die Entlüftungsventilanordnung 23 derart an, dass bevorzugt das Entlüftungsventil 23.1 die Entlüftungsleitung 13 sperrt.
FIG. 2b zeigt das Druckluftversorgungssystem 1200 in einem ersten Betriebsmodus B1. Das Druckluftversorgungssystem 1200 wird in diesem Betriebsmodus B1 betrieben für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 einen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR (vgl. FIG. 7) abhängig von dem Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7) und/oder einem durch mindestens eine Zustandsgröße definierten Sättigungsgrad G des Lufttrockners 5 identifiziert. Für den Fall, das die Steuereinrichtung 1300 einen solchen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR identifiziert, steuert sie das Zweigleitungs-Schaltventil 24 an, indem sie dieses bestromt. Das als stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil ausgebildete Zweigleitungs-Schaltventil 24 öffnet daraufhin die Zweigleitung 14 pneumatisch durchströmbar in Befüllrichtung B, wobei die pneumatische Hauptleitung 12 im ersten Betriebsmodus B1 dazu ausgebildet ist, eine Rückführung von Druckluft 141 aus der Zweigleitung 14 gegen die Befüllrichtung B zum Regenerieren des Lufttrockners 5 zu erlauben.
Die Steuereinrichtung 1300 ist dazu ausgebildet, im ersten Betriebsmodus B1 ferner die Entlüftungsventilanordnung 23 zum Freigeben der Entlüftungsleitung 13 anzusteuern, indem die Entlüftungsventilanordnung 23 bestromt wird. Die entgegen der Befüllrichtung B durch den Lufttrockner 6 geführte Druckluft 131 kann somit nach dem Austreten aus dem Lufttrockner 5 über den Entlüftungsanschluss 3 in die Umgebung A abgegeben werden. In Ausführungsbeispielen, in welchen das Druckluftversorgungssystem 1200 und insbesondere die Druckluftversorgungsanlage 100 ein in der pneumatischen Hauptleitung 12 angeordnetes Hauptleitungs-Schaltventil 25 aufweist, ist die Steuereinrichtung 1300
ferner dazu ausgebildet, das Hauptleitungs-Schaltventil 25 zum Sperren der pneumatischen Hauptleitung 12 anzusteuern. Bevorzugt ist das Hauptleitungs- Schaltventil 25 als stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil ausgebildet, sodass das Hauptleitungs-Schaltventil die pneumatische Hauptleitung 12 für den Fall sperrt, dass die Steuereinrichtung 1300 das Hauptleitungs-Schaltventil 25 stromlos schaltet.
Nach dem Durchführen der Regeneration im ersten Betriebsmodus B1 bzw. nach der Bereitstellung von Druckluft 120' am Druckluftversorgungsanschluss 2 im Grundbetriebsmodus N kann das Druckluftversorgungssystem 1200 ferner in einem Ruhemodus (nicht gezeigt) betrieben werden, für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 weder einen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR (vgl. FIG. 7) identifiziert, noch einen Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7) empfängt. Ist dies der Fall, so ist die Steuereinrichtung 1300 bevorzugt dazu ausgebildet, für einen weiteren Moment Druckluft 110 am Druckluftanschluss 1 durch Ansteuern des Verdichters 201 bereitzustellen, welche zum Spülen der pneumatischen Hauptleitung 12 und/oder der Zweigleitung 14 mit Druckluft 120‘, die am Druckluftanschluss 1 bereitgestellt, über die entsprechenden Leitungen 12, 13 geführt und vom Lufttrockner 5 getrocknet wird und schließlich über die Entlüftungsleitung 13 bei geöffnetem Entlüftungsventil 23.1 über den Entlüftungsanschluss 3 abgegeben wird. Somit wird die pneumatische Hauptleitung 12 sowie die Zweigleitung 14 von Rückständen und insbesondere Restfeuchte befreit. Bevorzugt ist die Steuereinrichtung 1300 nach dem Spülen der Leitungen 12, 14 dazu ausgebildet, das Hauptleitungs-Schaltventil 25 und das Zweigleitungs- Schaltventil 24 zum Entkoppeln der jeweiligen Leitung 12, 14 vom Druckluftanschluss 1 anzusteuern derart, dass die pneumatische Hauptleitung 12 und die Zweigleitung 14 in Befüllrichtung B gesperrt werden, sodass sich ein Ruhemodus einstellt.
Die über die Signalleitung S4 mit der Pneumatik-Anordnung 20 verbundene Steuereinrichtung 1300 ist bevorzugt ferner dazu eingerichtet, durch Ansteuern der Pneumatik-Anordnung 20 die Druckluft 141 auf die pneumatische Hauptleitung 12 zur Regeneration des Lufttrockners 5 und den Druckluftversorgungsan-
Schluss 2 aufzuteilen, um eine gleichzeitige Druckluftversorgung und Regeneration zu ermöglichen.
FIG. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs. Gleiche bzw. ähnliche Bauteile haben vorliegend identische Bezugszeichen und es wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen, welche in den FIG. 2a und 2b gezeigt ist. FIG. 3 zeigt das Fahrzeug 1000 im Grundbetriebsmodus N. Das Druckluftversorgungssystem 1200 des Fahrzeugs 1000 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Zweigleitung 14.1 eine erste Zweigleitung 14.1 mit einem ersten Zweigleitungs- Schaltventil 24.1 ist und das Druckluftversorgungssystem 1200, insbesondere dessen Druckluftversorgungsanlage 100 ferner eine zweite Zweigleitung 14.2 mit einem zweiten Zweigleitungs-Schaltventil 24.2 umfasst. Ferner ist der in der pneumatischen Hauptleitung 12 angeordnete Lufttrockner 5.1 ein erster Lufttrockner 5.1 und die Druckluftversorgungsanlage 100 umfasst ferner einen zweiten in der zweiten Zweigleitung 14.2 angeordneten Lufttrockner 5.2.
Die Steuereinrichtung 1300 ist ferner dazu ausgebildet, abhängig vom Versorgungsbedarf Bv (vgl. FIG. 7) und einer Zustandsgröße, welche den Sättigungsgrad G des zweiten Lufttrockners 5.2 charakterisiert, einen Regenerations- Durchführzeitpunkt BR (vgl. FIG. 7) des zweiten Lufttrockners 5.2 zu identifizieren.
Die Steuereinrichtung 1300 ist dazu ausgebildet, bei Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts BR (vgl. FIG. 7) des zweiten Lufttrockners 5.2 das Hauptleitungs-Schaltventil 25 über eine siebte Signalleitung S7 und/oder das erste Zweigleitungs-Schaltventil 24.1 über die zweite Signalleitung S2 zum Freigeben der pneumatischen Hauptleitung 12 bzw. der ersten Zweigleitung 14.1 anzusteuern, um die jeweilige Leitung 12, 14.1 pneumatisch durchström- bar zu öffnen. Die in der Hauptleitung 12 und/oder der ersten Zweigleitung 14.1 in Befüllrichtung B geführte Druckluft 120' , 141 wird dann entgegen der Befüll- richtung B zur Regeneration des zweiten Lufttrockners 5.2 durch die zweite Zweigleitung 14.2 zurückgeführt und über den Entlüftungsanschluss 3 abgege-
ben. Zur Abgabe über den Entlüftungsanschluss 3 ist die Steuereinrichtung 1300 dazu eingerichtet, ein zweites Entlüftungsventil 23.2 in einer zweiten Entlüftungsleitung 13.2 über eine zehnte Signalleitung S10 anzusteuern, sodass die zweite Entlüftungsleitung 13.2 pneumatisch durchströmbar geöffnet wird.
Die gezeigte zweite Ausführungsform des Fahrzeugs 1000 gemäß FIG. 3 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Druckluftgeber 200 einen ersten Verdichter 201 .1 mit einem ersten Elektromotor 203.1 umfasst und dadurch, dass ferner eine zusätzliche Druckluftquelle 50 vorgesehen ist, die einen zweiten Verdichter 201.2 mit einem zweiten Elektromotor 203.2 umfasst. Das Druckluftversorgungssystem 1200 umfasst bevorzugt ferner eine signalleitend mit der Steuereinrichtung 1300 verbundene Temperatursensoranordnung 60 zum Überwachen der Temperatur des Druckluftgebers 200. Bevorzugt überwacht die Temperatursensoranordnung 60 die Temperatur des ersten Verdichters 201 .1 mit dem ersten Elektromotor 203.1 . Vorzugsweise überwacht Temperatursensoranordnung 60 die Temperatur der Druckluftquelle 50, insbesondere des zweiten Verdichters 201 .2 mit dem zweiten Elektromotor 203.2. Die Steuereinrichtung 1300 ist dazu ausgebildet, abhängig von der überwachten Temperatur des Druckluftgebers 200 bedarfsweise die zweite Druckluftquelle 50 hinzuzuschalten und vorzugsweise den Druckluftgeber 200 auszuschalten. Auf diese Weise kann eine Überhitzung des Druckluftgebers 200 frühzeitig erkannt und der Betrieb aufrechterhalten werden. Weiterhin ist die Steuereinrichtung 1300 ist dazu ausgebildet, abhängig von dem Versorgungsbedarf Bv des Druckluftabnehmers 300 bedarfsweise die zweite Druckluftquelle 50 hinzuzuschalten.
FIG. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform des Fahrzeugs 1000. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung des Fahrzeugs 1000 gemäß der ersten Ausführungsform in FIG. 2a und 2b verwiesen und lediglich auf Unterschiede eingegangen. Gleiche bzw. ähnliche Bauteile habenvorliegend identische Bezugszeichen.
In FIG. 4 wird ein zweiter Betriebsmodus B2 gezeigt, in welchem Druckluft 141 aus der Zweigleitung 14 auf die pneumatische Hauptleitung 12 zur Regeneration des Lufttrockners 5 und auf den Druckluftversorgungsanschluss 2 zur Versorgung des Druckluftabnehmers 300 verteilt wird.
Die gezeigte dritte Ausführungsform des Fahrzeugs 1000 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Drossel 8 statt in der pneumatischen Hauptleitung 12 nunmehr in der Zweigleitung 14 stromaufwärts des Zweigleitungs-Schaltventils 24 angeordnet ist. Die Anordnung der Drossel in der Zweigleitung 14 ergibt bei entsprechender Dimensionierung einen für den Lufttrockner vorteilhaften höheren Betriebsdruck im Fall der Luftführung durch die Zweigleitung 14. Die Drossel 8 entspannt die am Druckluftanschluss 1 bereitgestellte Druckluft 141 am Beginn der Zweigleitung 14, wodurch die Druckluft 141 bedingt durch den geringeren Luftdruck trockener ist. Somit werden die Zweigleitung 14 und das in dieser angeordnete Zweigleitungs-Schaltventil 24 sowie die in nachgeschalteten Komponenten vor frostbedingten Fehlfunktionen geschützt. Gleichzeitig wird durch die Drossel 8 im Falle der Rückführung der Druckluft 141 durch die pneumatische Hauptleitung 12 entgegen der Befüllrich- tung B eine zur Regeneration des Lufttrockners 5 notwendige Entspannung erzielt.
Weiterhin ist in der pneumatischen Hauptleitung 12 ein Hauptleitungs- Schaltventil 25 angeordnet.
Die Entlüftungsventilanordnung 23 weist ein Steuerventil 23.5 in Form eines 3/2-Wege-Magnetventils auf. Ferner ist das Entlüftungsventils 23.1 als pneumatisch betätigbares Entlüftungsventils 23.1 ausgebildet. Das Steuerventil 23.5 kann über elektrische Steuersignale in Form eines Spannungs- und/oder Stromsignals angesteuert werden. Bei Ansteuerung durch die Steuerung 1300 über eine elfte Signalleitung S11 kann das Steuerventil 23.5 von einer stromlos geschlossenen Stellung in eine in eine pneumatisch geöffnete Stellung (nicht gezeigt) überführt werden, in der ein über eine pneumatische Steuerleitung 23.5A aus der pneumatischen Hauptleitung 12 abgeleiteter Druck zur pneuma-
tischen Steuerung des steuerbaren Entlüftungsventils 23.1 mittels eines Bypass 23.5B weitergegeben wird.
Das Rückschlag-Schutzventil 23.6 schützt das 3/2-Wegeventil 23.5 einerseits vor Wassereintritt aus der Umgebung und verhindert andererseits ein unerwünschtes Öffnen des pneumatisch gesteuerten Entlüftungsventils 23.1 bei Ansteuerung der Kompressor-Entlüftungsleitung 13.3.
Das Steuerventil 23.5 trennt im geschlossenen Zustand die Steuerleitung 23.5A und ist über eine weitere pneumatische Leitung 23.5C mit dem Entlüftungsanschluss 3 pneumatisch verbunden.
Die Entlüftungsleitung 13.1 ist vorliegend eine erste Entlüftungsleitung 13.1 und die Druckluftversorgungsanlage 100 umfasst ferner eine Kompressor- Entlüftungsleitung 133 Die Kompressor-Entlüftungsleitung 13.3 geht in Befüll- richtung B stromaufwärts vom Hauptleitungs-Schaltventil 25 von der pneumatischen Hauptleitung 12 ab. Die Entlüftungsventilanordnung 23 weist ein Kompressor-Entlüftungsventil 23.4 in der Kompressor-Entlüftungsleitung 13.3 auf. Durch die Kompressor-Entlüftungsleitung 13.3 kann ein Leitungsvolumen VL zwischen dem Druckluftgeber 200, vorliegend bevorzugt einem Kompressor 202, und dem Zweigleitungs-Schaltventil 24 und dem Hauptleitungs-Schaltventil 25 entlüftet werden. Der Anlaufwiderstand für den Kompressor 202 wird somit reduziert.
Das Entlüftungsventil 23.1 , das Kompressor-Entlüftungsventil 23.4 sowie das Zweigleitungs-Schaltventil 24 und das Hauptleitungs-Schaltventil 25 sind vorliegend als Magnetventile, insbesondere stromlos geschlossene Magnetventile, ausgebildet.
Bevorzugt umfasst das Druckluftversorgungssystem 1200 in den Ausführungsbeispielen gemäß FIG. 2a, 2b, 3 und 4 ferner eine Temperatursensoranordnung 60 zum Überwachen der Temperatur des Druckluftgebers 200 und/oder der Druckluftquelle 50, wobei die Temperatursensoranordnung 60 signalleitend mit
der Steuereinrichtung 1300 verbunden und zum Bereitstellen von Sensorsignalen S ausgebildet ist.
Der Druckluftabnehmer 300, welcher vorliegend eine Sensorreinigungseinrichtung 301 ist, weist ferner ein erstes Düsenventil 302 und ein zweites Düsenventil 303 auf. Die Düsenventile 302, 303 sind ebenfalls Magnetventile, insbesondere stromlos geschlossene Magnet-Wegeventile, ausgebildet.
Ein solches Magnet-Wegeventil ist exemplarisch in Fig. 5 gezeigt anhand einer möglichen Ausbildung eines Düsenventils 302 gezeigt. Das Düsenventil 302 ist ein stromlos geschlossen 2/2-Wegeventil 304. Das Düsenventil 302 umfasst einen Magnetteil 305 und einen Pneumatikteil 306. Der Magnetteil 305 weist eine elektrische Spule 307, einen magnetisch sowie unter Einfluss einer Federkraft aktuierbaren Anker 308.1 und einen feststehenden magnetisierbaren Kern 308.2 auf. Zwischen dem Anker 308.1 und dem Kem 308.2 ist ein Luftspalt 309 ausgebildet, welcher den möglichen Hub des Ankers 308.1 definiert.
Der Pneumatikteil 306 umfasst einen ersten Druckluftdurchgang 310, einen zweiten Druckluftdurchgang 311 . Der Pneumatikteil 306 umfasst ferner ein Ventilstempelteil 312, welches eine in Richtung des Ankers 308.1 weisende Stoßfläche 313 aufweist.
Das Düsenventil 302 umfasst ferner eine Ventilfeder 314, welche dazu eingerichtet ist, eine Federkraft FF in Richtung des Ventilstempelteils 312, insbesondere der Stoßfläche 313, auf den Anker 308.1 aufzubringen. Im geöffneten Zustand des Düsenventils 302 ist der Anker 308.1 , von einem Ventilsitz 315 des Pneumatikteils 306 beabstandet.
Der Anker 308.1 ist dabei bewegbar in dem Magnetteil 305 und dem Pneumatikteil 306 aufgenommen. Durch Bestromen der elektrischen Spule 307 erzeugt diese ein Magnetfeld mit einer Magnetkraft FM. Das entstehende Magnetfeld erzeugt am Kern 308.2 einen Magnetpol, der den Anker 308.1 anzieht und entgegen der Federkraft FF der Ventilfeder 314 weg von dem Ventilsitz 315 be-
wegt, sodass der erste Druckluftdurchgang 310 und der zweite Druckluftdurchgang 311 fluidleitend verbunden sind. Die Höhe der Magnetkraft FM ist dabei abhängig vom angelegten Steuerstrom Si, welcher durch die Steuereinrichtung 1300 bereitgestellt wird. Der zum Öffnen des Düsenventils 302 notwendige Öffnungs-Steuerstrom Sn ist dabei größer als der zum Halten des Düsenventils
302 in der geöffneten Position notwendige Halte-Steuerstrom S12. Die Höhe der Kraft, welche ein durch die Spule 307 induziertes Magnetfeld bei konstantem Strom auf den Anker 308.1 aufbringt, hängt von der Distanz des Ankers 308.1 relativ zu dem Magnetfeld ab, also der Größe des Luftspalts 309 zwischen Anker 308.1 und Kem 308.2. Bei einer größeren Distanz wirkt somit ein schwächeres Magnetfeld. In der geschlossenen Position weist der Anker 308.1 zunächst eine größere Distanz zu dem Magnetfeld auf, sodass ein erhöhter Strom, nämlich ein Öffnungs-Steuerstrom S11, bereitgestellt wird. Der zum Öffnen des Düsenventils 302 notwendige Öffnungs-Steuerstrom S11 bezeichnet den Strom, der notwendig ist, um die Distanz des Ankers 308.1 zum Keren 308.2 und damit den Luftspalt 309 zu reduzieren. Sobald sich der Anker 308.1 in eine geöffnete Position bewegt, reduziert sich dessen Distanz zum Magnetfeld und es genügt ein geringerer Halte-Steuerstrom S12, um den Anker 308.1 in dieser Position zu halten. Bevorzugt ist die Steuereinrichtung 1300 ferner dazu ausgebildet, einen Heiz-Steuerstrom S13 an das Düsenventil 302 anzulegen, der kleiner als der Öffnungs-Steuerstrom S11, insbesondere auch kleiner als der Halte-Steuerstrom S12 ist, derart, dass das Düsenventil 302 durch das erzeugte Magnetfeld im geschlossenen Zustand erwärmt wird.
Die in FIG. 2a bis FIG. 4 gezeigte Steuereinrichtung 1300 ist dazu ausgebildet, zum Öffnen des Kompressor-Entlüftungsventils 23.4 sowie des Zweigleitungs- Schaltventils 24, des Hauptleitungs-Schaltventils 25 bzw. der Düsenventile 302,
303 einen Steuerstrom Si in Höhe des Öffnungs-Steuerstroms S13 (vgl. FIG. 5) bereitzustellen. Ferner ist die Steuereinrichtung 1300 auch dazu ausgebildet, eines, mehrere oder sämtliche dieser Ventile mit einem Heiz-Steuerstrom S13 zu beaufschlagen.
FIG. 6a bis 6d zeigen einen Ausschnitt des Druckluftversorgungssystems 1200 gemäß FIG. 2a, 2b, wobei verschiedene Ausführungsformen der Pneumatik- Anordnung 20 im Detail gezeigt sind. Zur Vermeidung von Wiederholungen und zur Erläuterung der Funktionsweise der Pneumatik-Anordnung 20 wird daher auf die Beschreibung von FIG. 2a, FIG. 2b, FIG. 3 und FIG. 4 Bezug genommen und insbesondere auf die Beschreibung des zweiten Betriebsmodus, wie in FIG. 1. Die Pneumatikanordnung 20 gemäß FIG. 6a bis FIG. 6d erlaubt in einem zweiten Betriebsmodus B2, wie in FIG. 4 gezeigt, eine Verteilung der über die in der Zweigleitung 14, 14.1 , 14.2 geführten Druckluft 141 abhängig vom Versorgungsbedarf Bv und dem identifizierten Regenerations- Durchführzeitpunkt BR auf die pneumatische Hauptleitung 12 zur Rückführung gegen die Befüllrichtung B und auf den Druckluftversorgungsanschluss 2.
Die Pneumatik-Anordnung 20 gemäß FIG. 6a umfasst ein steuerbares Drosselventil 21 , das dazu ausgebildet ist, zum Druckluftversorgungsanschluss 2 in Befüllrichtung B geführte Druckluft zu drosseln. Das Drosselventil 21 weist einen veränderbaren Durchflussquerschnitt Q auf und ist steuerungstechnisch, also signalleitend mit der Steuereinrichtung 1300 (vgl. FIG. 2a oder 2b) verbunden. Die Steuereinrichtung 1300 ist dazu ausgebildet, das Drosselventil 21 zur Veränderung des Durchflussquerschnitts Q anzusteuern, um den Druck in der pneumatischen Hauptleitung 12 auf einen bereitzustellenden Versorgungsdruck von insbesondere 5 bar zu drosseln. Das Drosselventil 21 weist eine Drosselstelle 21A mit veränderbarem Durchflussquerschnitt Q aufweist, wobei das Drosselventil 21 eine Steuerdruckleitung 21 B zum Führen eines Steuerdrucks Ps auf und ist dazu ausgebildet, den Durchflussquerschnitt Q abhängig von dem Steuerdruck Ps zu regeln.
Die Pneumatik-Anordnung 20 gemäß FIG. 6b umfasst analog zu der in FIG. 6a gezeigten Ausführungsform ein steuerbares Drosselventil 21. Weiterhin umfasst das Druckluftversorgungssystem 1200 eine zusätzliche Druckluftquelle 50 neben dem Druckluftgeber 200, der in FIG. 3 als ein Verdichter 201 ausgebildet ist. Die Druckluftquelle 50 umfasst ein Reservoir 51 zum Speichern von Druckluft, wobei das Reservoir über ein Reservoir-Schaltventil 52 mit der pneumati-
sehen Hauptleitung 12 verbunden ist. Die Druckluftquelle 50 ist dazu ausgebildet, bedarfsweise mit der pneumatischen Hauptleitung 12 durch Ansteuern des Reservoir-Schaltventils 52 verbunden zu werden. Die Steuereinrichtung 1300 (vgl. FIG. 2a oder 2b) ist mit einem Reservoir-Drucksensor 53 signalleitend verbunden und zum Ansteuern des Reservoir-Schaltventils 52 ausgebildet. Durch das Ansteuern des Reservoir-Schaltventils 52 kann eine definierte Menge Druckluft in die pneumatische Hauptleitung 12 geleitet werden, wobei die Steuereinrichtung 1300 über die Signale des Reservoir-Drucksensors 53 die Druckmenge regelt.
Die Pneumatik-Anordnung 20 gemäß FIG. 6c umfasst ein Paar gegenläufig öffnender und strömungstechnisch parallel geschalteter Rückschlagventile 27, 28, das zwischen dem Lufttrockner 5 und dem Druckluftversorgungsanschluss 2 angeordnet ist.
Das Paar Rückschlagventile 27, 28 umfasst ein erstes in Befüllrichtung B öffnendes Rückschlagventil 27, das in der pneumatischen Hauptleitung 12 angeordnet ist, und ferner ein zweites in Rückführrichtung R öffnendes Rückschlagventil 28. Das zweite Rückschlagventil 28 ist in einer Bypass-Leitung 15 angeordnet, die einen Bypass um das erste Rückschlagventil 27 ausbildet. Die Pneumatik-Anordnung 20 umfasst ferner ein in Rückführrichtung R stromabwärts des zweiten Rückschlagventils 28 angeordnetes Rückführ-Drosselventil 29.
Die Pneumatik-Anordnung 20 gemäß FIG. 6d ist für die Verwendung mit Druckluftversorgungsanlagen, wie sie die Fig. 3 zeigt ausgebildet, also für Druckluftversorgungsanlagen mit zwei Lufttrocknern 5.1 , 5.2. Ein erstes Paar gegenläufig öffnender und strömungstechnisch parallel geschalteter Rückschlagventile
27.1. 28.1 mit einem entsprechenden Rückführ-Drosselventil 29.1 , wie sie in Bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß FIG. 6c beschrieben wurden, ist dem ersten Lufttrockner 5.1 zugeordnet und zwischen dem ersten Lufttrockner
5.1 und dem Druckluftanschluss 2 angeordnet.
Ein zweites Paar gegenläufig öffnender und strömungstechnisch parallel geschalteter Rückschlagventile 27.2, 28.2 mit einem entsprechenden zweiten Rückführ-Drosselventil 29.2, wie sie in Bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß FIG. 6c beschrieben wurden, ist dem zweiten Lufttrockner 5.2 zugeordnet und zwischen dem zweiten Lufttrockner 5.2 und dem Druckluftanschluss 2 angeordnet.
FIG. 7-9 zeigen den Ablauf eines Steuerverfahrens 2000, 3000 und 4000 schematisch.
Das in FIG. 7 gezeigte Steuerverfahren 2000 umfasst in einem ersten Schritt 2100 das Empfangen eines Versorgungsbedarfs Bv des Druckluftabnehmers 300 durch die Steuereinrichtung 1300. Das Empfangen des Versorgungsbedarfs Bv gemäß dem ersten Schritt 2100 umfasst als Teilschritt 2110 ferner bevorzugt das Bestimmen oder Empfangen eines Versorgungsdrucks Vp und/oder eines Versorgungsvolumenstroms Vv der am Druckluftversorgungsanschluss 2 bereitzustellenden Druckluft 120‘, 141 durch die Steuereinrichtung 1300 und vorzugsweise ferner das Bestimmen eines zulässigen Feuchtegehalts Hmax der am Druckluftversorgungsanschluss 2 bereitzustellenden Druckluft durch die Steuereinrichtung 1300 in einem weiteren Teilschritt 2120.
Der zulässige Feuchtegehalt Hmax wird in Schritt 2110 bevorzugt in Abhängigkeit von einer Temperatur T und/oder Luftfeuchtigkeit H einer Umgebung, die insbesondere über mindestens eine Temperatursensoranordnung und/oder einen Luftfeuchtigkeitssensor erfasst wird, bestimmt.
Weiterhin wird der zulässige Feuchtegehalt Hmax wird in Schritt 2110 bevorzugt in Abhängigkeit von einer Betriebsdauer tß des Druckluftgebers 200, insbesondere des Elektromotors 203, die über eine signalleitende Verbindung, insbesondere über eine CAN-Bus-Verbindung S6.1 , durch die Steuereinrichtung 1300 überwacht wird, bestimmt.
Weiterhin wird der zulässige Feuchtegehalt Hmax wird in Schritt 2110 bevorzugt in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl des Motors 203, insbesondere eines BLDC-Elektromotors 204, die über eine signalleitende Verbindung, insbesondere über eine CAN-Bus-Verbindung S6.1 , durch die Steuereinrichtung 1300 überwacht wird.
In einem zweiten Schritt 2200 umfasst das Verfahren das Ansteuern des Verdichters 201 durch die Steuereinrichtung 1300 zum Bereitstellen von Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss 1 für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 einen Versorgungsbedarf Bv empfängt. Bevorzugt umfasst der zweite Schritt ferner ein Regeln 2210 des Versorgungsdrucks Vp und/oder des Versorgungsvolumenstroms Vv der am Druckluftversorgungsanschluss 2 bereitzustellenden Druckluft 120‘, 141 durch die Steuereinrichtung 1300 abhängig von dem Versorgungsbedarf Bv. Die Steuereinrichtung 1300 ist mit mindestens einem in der pneumatischen Hauptleitung 12 angeordneten Drucksensor 9 zum Bereitstellen von Sensorsignalen S betreffend einen Eingangsdruck P und einem der pneumatischen Hauptleitung 12 und/oder dem Druckluftanschluss 2 zugeordneten Druckregler 40 signalleitend verbunden. Das Regeln des Versorgungsdrucks 2210 umfasst bevorzugt das Steuern des Druckreglers 40 durch die Steuereinrichtung 1300 abhängig von den Sensorsignalen S. Ergänzend oder alternativ ist die Steuereinrichtung 1300 signalleitend mit dem Elektromotor 203, insbesondere BLDC-Elektromotor 204, verbunden und das Regeln des Versorgungsdrucks 2210 umfasst das Regeln 2220 einer Motordrehzahl M des Elektromotors 203 durch die Steuereinrichtung 1300.
Weiterhin umfasst das Ansteuern des Verdichters 201 in Schritt 2200 bevorzugt auch das bedarfsweise Ansteuern einer zusätzlichen Druckluftquelle 50, wie sie die FIG. 3 bzw. 6b zeigen. Unter dem Ansteuern einer zusätzlichen Druckluftquelle 50 wird vorliegend das Verbinden und/oder Aktivieren der Druckluftquelle 50 mit der pneumatischen Hauptleitung 12 verstanden. Durch eine zusätzliche Druckluftquelle 50, bei welcher es sich um einen zusätzlichen Verdichter 201 .2 und/oder ein Reservoir 51 handeln kann, wird die verfügbare Druckluftmenge, also der verfügbare Volumenstrom erhöht und es kann auf variierende Sys-
temanforderungen reagiert werden. Die Steuereinrichtung 1300 steuert in Schritt 2220 die Druckluftquelle 50 abhängig vom Versorgungsbedarf Bvdes Druckluftabnehmers 300 und/oder einer durch die Temperatursensoranordnung 60 erfassten Temperatur des Druckluftgebers 200 oder eines durch die Steuerungseinrichtung 1300 überwachten Sättigungsgrads G eines der Lufttrockner 5 bzw. eines ersten Lufttrockners 5.1 an.
Weiterhin umfasst das Verfahren 2000 in einem dritten Schritt 2300 das Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts BR durch die Steuereinrichtung 1300 abhängig vom Versorgungsbedarf Bv und/oder einem durch mindestens eine Zustandsgröße Z definierten Sättigungsgrad G des Lufttrockners 5 bzw. des ersten Lufttrockners 5.1. Weiterhin umfassen die im dritten Schritt 2300 zum Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts BR genutzten Zustandsgrößen bevorzugt eine Betriebsdauer tß des Verdichters 201 oder eine Anzahl x der Regenerationen des Lufttrockners 5, 5.1 oder einen Zeitraum tR seit der letzten Regeneration. Besonders bevorzugt umfasst das Identifizieren des Regenerations-Durchführzeitpunkts BR als Teilschritt 2310 das Berechnen eines Sättigungsgrads G als Zustandsgröße Z abhängig von der Betriebsdauer tß des Verdichters 201 und/oder der Motordrehzahl M des Elektromotors 203, und/oder der Anzahl x der Regenerationen und/oder dem Zeitraum tR seit der letzten Regeneration und/oder der Temperatur T und/oder der Luftfeuchtigkeit H der Umgebung A und/oder einer Ansteuerungsanzahl nA und/oder Ansteuerungsdauer tA des Zweigleitungs-Schaltventils 24, 24.1 , 24.2 und/oder eines in der pneumatischen Hauptleitung 12 angeordneten Hauptleitungs-Schaltventils 25. Die Temperatur T und/oder die Luftfeuchtigkeit H der Umgebung A, welche gemäß Schritt 2310 zur Berechnung des Sättigungsgrads G als aktuellen und/oder zukünftigen Sättigungsgrad G als Zustandsgröße Z genutzt werden, betreffen dabei Temperaturen bzw. Luftfeuchtigkeit an einem aktuellen Standort und/oder einem Fahrtziel und/oder entlang der Streckenführung, wobei in Teilschritt 2320 die aktuellen Temperatur T und/oder Luftfeuchtigkeit H durch die Steuereinrichtung 1300 abgerufen werden, und in einem Teilschritt 2330 Standortinformationen IGPS und diesen zugeordnete Umgebungsinformationen lu durch die Steuereinrichtung 1300 abgerufen werden. Unter Standortinforma-
tionen werden insbesondere auch GPS-Daten verstanden, die durch das Navigationssystem abgerufen bzw. zur Verfügung gestellt werden.
Dabei wird für den Fall ein Regenerations-Durchführzeitpunkt BR identifiziert, dass der Versorgungsdruck Vp und/oder der Versorgungsvolumenstrom Vv und/oder der zulässigen Feuchtegehalt Hmax und/oder die Zustandsgröße Z außerhalb eines in der Steuereinrichtung 1300 gespeicherten Wertebereichs W (vgl. FIG. 2a bis FIG. 4) liegt bzw. liegen.
Weiterhin umfasst das Verfahren 2000 in einem vierten Schritt 2400 das Ansteuern des Schaltventils 24, 24.1 , 24.2 durch die Steuereinrichtung 1300 zum pneumatisch durchström baren Öffnen der Zweigleitung 14, 14.1 , 14.2 in einem ersten Betriebsmodus B1 , für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 einen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR identifiziert sowie das Ansteuern bzw. stromlos Schalten des Zweigleitungs- Schaltventils 24, insbesondere des ersten 24.1 Zweigleitungs- Schaltventils und/oder des zweiten Zweigleitungs- Schaltventils 24.2 zum Sperren der der Zweigleitung 14, insbesondere der ersten Zweigleitung 14.1 und/oder der zweiten Zweigleitung 14.2, im Grundbetriebsmodus N, für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 keinen Regenerations- Durchführzeitpunkt BR identifiziert, jedoch einen Versorgungsbedarf identifiziert..
Bevorzugt umfasst der vierte Schritt 2400 als Teilschritt 2410 das Ansteuern 2410 des Entlüftungsventils 23.1 durch die Steuereinrichtung 1300 zur Freigabe der in Befüllrichtung B stromaufwärts des Lufttrockners 5, 5.1 von der pneumatischen Hauptleitung 12 zu einem Entlüftungsanschluss 3 abgehenden Entlüftungsleitung 13, für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 einen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR identifiziert.
Bevorzugt umfasst der vierte Schritt 2400 als Teilschritt 2420 das Ansteuern bzw. stromlos Schalten des Hauptleitungs-Schaltventils 25 durch die Steuereinrichtung 1300 zum Sperren der pneumatischen Hauptleitung 12 in einem ersten Betriebsmodus B1 , für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 einen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR identifiziert sowie das Ansteuern des Hauptlei-
tungs- Schaltventils 25 zum pneumatisch durchström baren Öffnen der der pneumatischen Hauptleitung 12 im Grundbetriebsmodus N, für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 keinen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR identifiziert, jedoch einen Versorgungsbedarf identifiziert.
Weiter bevorzugt umfasst der vierte Schritt 2400 als Teilschritt 2430, der bevorzugt zusätzlich zu Teilschritt 2410 und/oder Teilschritt 2420 das Ansteuern der Pneumatik-Anordnung 20 durch die Steuereinrichtung 1300 zum Verteilen der in der Zweigleitung 14, 14.1 , 14.2 geführten Druckluft 141 abhängig vom Versorgungsbedarf Bv und dem identifizierten Regenerations-Durchführzeitpunkt BR auf die pneumatische Hauptleitung 12 zur Rückführung gegen die Befüllrich- tung B und auf den Druckluftversorgungsanschluss 2. In diesem Fall wird das Druckluftversorgungssystem in einem zweiten Betriebsmodus B2 betrieben. Das Ansteuern der Pneumatik-Anordnung 20 umfasst dabei bevorzugt das Ansteuern 2341 eines Drosselventils 21 gemäß FIG. 6a bzw. 6b zum Regeln des Versorgungsdrucks Vp am Druckluftversorgungsanschluss 2 oder das Ansteu- ern 2432 eines Rückführ-Drosselventils 29, 29.1 , 29.2 zum Regeln des Drucks der entgegen der Befüllrichtung B zurückgeführten Druckluft.
Durch das Ansteuern des Zweigleitungs-Schaltventils wird in einem fünften Schritt 2500 wird Druckluft 141 aus der Zweigleitung 14, 14.1 , 14.2 gegen die Befüllrichtung B durch die pneumatische Hauptleitung 12 zum Regenerieren des Lufttrockners 5 bzw. des ersten Lufttrockners 5.1 im ersten Betriebsmodus B1 zurückgeführt.
Weiterhin umfasst das Verfahren 2000 in einem sechsten Schritt 2600 bevorzugt ein Spülen der pneumatischen Hauptleitung 12 und/oder der Zweigleitung 14, 14.1 , 14.2 durch am Druckluftanschluss 1 bereitgestellte und vom Lufttrockner 5 getrocknete Druckluft 120' und Ablassen der Druckluft 120' über die Entlüftungsleitung 13. Alternativ oder ergänzend als Teilschritt 2610 umfasst das Verfahren ferner das Spülen 2610 des Druckluftabnehmers 300 durch am Druckluftanschluss 1 bereitgestellte und vorzugsweise vom Lufttrockner 5 ge-
trocknete Druckluft 120' und Ablassen der Druckluft 120' über die Druckluftabnehmer 300.
Bevorzugt umfasst das Verfahren 2000 ferner in einem weiteren Teilschritt 2620 des sechsten Schritts 2600 das Ansteuern des Kompressor-Entlüftungsventils 23.4 zum Entlüften eines Leitungsvolumens zwischen dem Verdichter 201 und dem Zweigleitungs-Schaltventil 24, 24.1 , 24.2 und dem Hauptleitungs- Schaltventil 25. Alternativ kann das Entlüften auch vor dem zweiten Schritt 2200 erfolgen, also vor dem Ansteuern des Verdichters 201.
Das Verfahren 2000 umfasst weiterhin in einem siebten Schritt 2700 bevorzugt das Ansteuern des Hauptleitungs-Schaltventils 25 und des Zweigleitungs- Schaltventils 24, 24.1 , 24.2 zum pneumatischen Entkoppeln der pneumatischen Hauptleitung 12 insbesondere des Lufttrockners 5 bzw. des ersten Lufttrockners 5.1 , derart, dass das Hauptleitungs-Schaltventil 25 die pneumatische Hauptleitung 12 sperrt, , und derart, dass zum Entkoppeln der Zweigleitung 14, 14.1 , 14.2 vom Druckluftanschluss 1 das Zweigleitungs-Schaltventil 24, 24.1 , 24.2 die Zweigleitung 14, 14.1 , 14.2 sperrt. Im siebten Schritt 2700 wird die Druckluftversorgungsanlage 100 somit drucklos geschaltet. Bei einem erneuten Betrieb läuft die Druckluftversorgungsanlage 100 somit Drucklos an beim Ansteuern des Druckluftgebers 200 in Schritt 2200 an.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren 2000 in einem Teilschritt 2710 des siebten Schritts zusätzlich das Ansteuern 2710 des Entlüftungsventils 23.1 zum pneumatischen Entkoppeln der Druckluftversorgungsanlage 100 von dem Druckluftgeber 200 und der Umgebung.
FIG. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 3000. Gleiche bzw. ähnliche Verfahrensschritte haben vorliegend identische Bezugszeichen und es wird auf die Beschreibung des in FIG. 7 gezeigten Verfahrens verwiesen und lediglich auf Unterschiede eingegangen.
FIG. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 4000 zum Steuern eines Druckluftversorgungssystems, wie es in FIG. 3 gezeigt ist. Gleiche bzw. ähnliche Verfahrensschritte haben vorliegend identische Bezugszeichen und es wird auf die Beschreibung des in FIG. 7 gezeigten Verfahrens verwiesen und lediglich auf Unterschiede eingegangen. Die in FIG. 9 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen und in FIG. 7 schematisch gezeigten Verfahren 2000 dadurch, dass die Steuereinrichtung 1300 auf den zweiten Schritt 2200 folgend entweder im dritten Schritt 2300 einen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR des Lufttrockners 5. Sofern der Lufttrockner ein erster Lufttrockner 5.1 ist und die Druckluftversorgungsanlage 100 einen zweiten Lufttrockner 5.2 aufweist, wird im dritten Schritt 2300 ein erster Regenerations-Durchführzeitpunkts BRI des ersten Lufttrockners 5.1 identifiziert oder es folgt ein Identifizieren 4300 eines zweiten Regenerations-Durchführzeitpunkts BR2 des zweiten Lufttrockners 5.2 durch die Steuereinrichtung 1300, abhängig von dem Versorgungsbedarf Bv und/oder eines Sättigungsgrads G des zweiten Lufttrockners 5.2. Das Identifizieren 4300 eines zweiten Regenerations-Durchführzeitpunkts BR2 des zweiten Lufttrockners 5.2 umfasst bevorzugt die in Bezug auf die Identifizierung des Regenerations- Durchführzeitpunkts BR des Lufttrockners 5 bzw. des ersten Regenerations- Durchführzeitpunkts BRI des ersten Lufttrockners 5.1 beschriebenen Schritte 2320 und 2330 in entsprechender Weise.
Dabei wird für den Fall ein zweiter Regenerations-Durchführzeitpunkt BR2 identifiziert, dass der Versorgungsdruck Vp und/oder der Versorgungsvolumenstrom Vv und/oder der zulässigen Feuchtegehalt Hmax und/oder die Zustandsgröße Z außerhalb eines in der Steuereinrichtung 1300 gespeicherten Wertebereichs W (vgl. FIG. 2a bis FIG. 4) liegt bzw. liegen.
In einem Teilschritt 4310 wird dabei abweichend zu Teilschritt 2310 allerdings ein zweiter Sättigungsgrad G2 des zweiten Lufttrockners 5.2 bestimmt.
Das Bestimmen des ersten Sättigungsgrads G1 in Teilschritt 2310 erfolgt bevorzugt abhängig einer aktuellen Tist Temperatur und/oder prognostizierten
Temperatur TP der Umgebung A und/oder einer aktuellen Luftfeuchtigkeit Hist und/oder prognostizierten Luftfeuchtigkeit HP der Umgebung A, die anhand der bereitgestellten Sensorinformationen S, T, H und/oder Standortinformationen IGPS und/oder den Umgebungsinformationen lu an zumindest einer der folgenden Positionen bestimmt wird: an einem aktuellen Standort P1 , entlang einer Streckenführung Pn und an einem Fahrtziel P2.
Entsprechend erfolgt auch das Bestimmen des zweiten Sättigungsgrads G2 in Teilschritt 4310 bevorzugt abhängig einer aktuellen Tist Temperatur und/oder prognostizierten Temperatur TP der Umgebung A und/oder einer aktuellen Luftfeuchtigkeit Hist und/oder prognostizierten Luftfeuchtigkeit HP der Umgebung A, die anhand der bereitgestellten Sensorinformationen S, T, H und/oder Standortinformationen IGPS und/oder den Umgebungsinformationen lu an zumindest einer der folgenden Positionen bestimmt wird: an einem aktuellen Standort P1 , entlang einer Streckenführung Pn und an einem Fahrtziel P2.
Ferner umfasst das Verfahren 4000 gemäß der dritten Ausführungsform ein selektives Ansteuern 4400 des ersten Zweigleitungs-Schaltventils 24.1 und/oder des Hauptleitungs-Schaltventils 25 durch die Steuereinrichtung 1300 zum pneumatisch durchströmbaren Öffnen der ersten Zweigleitung 14.1 und/oder der pneumatischen Hauptleitung 15 für den Fall, dass die Steuereinrichtung 1300 einen Regenerations-Durchführzeitpunkt BR des zweiten Lufttrockners 5.2 identifiziert.
Ferner umfasst das Verfahren 4000 gemäß der dritten Ausführungsform ein Rückführen 4500 von Druckluft 141 aus der ersten Zweigleitung 14.1 und/oder der pneumatischen Hauptleitung 12 gegen die Befüllrichtung B durch die zweite Zweigleitung 14.2 zum Regenerieren des zweiten Lufttrockners 5.2.
Die übrigen in Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Verfahrensschritte, insbesondere der sechste Schritt 2600 bis siebte Schritt 2700 können bevorzugt ebenfalls auf das Rückführen von Druckluft zur Regeneration
durch die zweite Zweigleitung 14.2 bzw. die pneumatische Hauptleitung 12 des jeweiligen Lufttrockners 5.1 , 5.2 folgen.
FIG. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 5000 zum Steuern eines Druckluftversorgungssystems, wie es in FIG. 3 gezeigt ist. Gleiche bzw. ähnliche Verfahrensschritte haben vorliegend identische Bezugszeichen und es wird auf die Beschreibung des in FIG. 7 gezeigten Verfahrens verwiesen und lediglich auf Unterschiede eingegangen. Das Verfahren 5000 umfasst den ersten Schritt 2100 bis siebte Schritt 2700 des Verfahrens 2000 gemäß FIG. 7. Das Verfahren 5000 umfasst vor dem Ansteuern des Verdichters 201 durch die Steuereinrichtung 1300 zum Bereitstellen von Druckluft am Druckluftversorgungsanschluss 1 im zweiten Schritt 2200 ferner in Schritt 5100 das Bestromen mindestens eines der Zweigleitungs-Schaltventile 24, 24.1 , 24.2, eines der Düsenventile 302, 303 einer mit der Druckluftversorgungsanlage 100 verbundenen Sensorreinigungsvorrichtung 301 gemäß FIG. 4 , eines der Entlüftungsventile 23, 23.1 , 23.3, und des Kompressor- Entlüftungsventils 23.4 mit einem Heiz-Strom Si3. Somit können die Ventile zunächst beheizt werden, bevor diese zum Freigeben des jeweiligen Strömungspfads mit einem Öffnungs-Strom Sn bestromt werden.
Im Kontext der Erfindung soll verstanden werden, dass der erste Betriebsmodus B1 einen Bypass-Modus bezeichnet, in dem nicht getrocknete oder lediglich durch den Wasserabscheider 6 teilentfeuchtete Druckluft zum Druckluftversorgungsanschluss 2 gefördert wird. Der Grundbetriebsmodus N betrifft einen Betriebsmodus, in dem durch den (ersten) Lufttrockner 5, 5.1 getrocknete Druckluft zum Druckluftversorgungsanschluss 2 gefördert wird. Der zweite Betriebsmodus B2 betrifft einen Verteilmodus, in welchem ein Teil der Druckluft zur Regeneration des ersten Lufttrockners genutzt wird und der übrige Teil der durch den Wasserabscheider 6 bzw. einen zweiten Lufttrockner 5.2 teilentfeuchtete Druckluft zum Druckluftversorgungsanschluss 2 gefördert wird.
Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)
1 Druckluftanschluss
2 Druckluftversorgungsanschluss
3 Entlüftungsanschluss
5 Lufttrockner
5.1 erster Lufttrockner
5.2 zweiter Lufttrockner
6 Wasserabscheider
8 Drossel
8.1 erste Drossel
8.2 zweite Drossel
9 Drucksensor
12 pneumatischen Hauptleitung
13 Entlüftungsleitung
13.1 erste Entlüftungsleitung
13.2 zweite Entlüftungsleitung
13.3 Kompressor-Entlüftungsleitung
14 Zweigleitung
14.1 erste Zweigleitung
14.2 zweite Zweigleitung
15 Bypass-Leitung
16 Kondensationstrockner
20 Pneumatik-Anordnung
21A Drosselstelle
21 B Steuerdruckleitung
23 Entlüftungsventilanordnung
23.1 erstes Entlüftungsventil
23.2 Entlüftungs-Rückschlagventil
23.3 zweites Entlüftungsventil
23.4 Kompressor-Entlüftungsventil
23.5 Steuerventil
23.6 Rückfluss-Schutzventil
.5A Steuerleitung .5B Bypass .5C Leitung
Schaltventil .1 erstes Schaltventil in Zweigleitung .2 zweites Schaltventil in Zweigleitung pneumatisches Hauptleitungs-Schaltventil Ablassorgan , 27.1 , 27.2 erstes Rückschlagventil , 28.1 , 28.2 zweites Rückschlagventil , 29.1 , 29.2 Rückführ-Drosselventil
Lüftungsgerät
Druckregler
Druckluftquelle
Reservoir
Reservoir-Schaltventil
Reservoir-Drucksensor
Temperatursensoranordnung 0 Druckluftversorgungsanlage Datenschnittstelle
Fahrzeugdatenbus
CAN-Bus 0 Druckluftversorgungsanlage 1 Drucksteuermodul 0 Druckluft am Druckluftanschluss 0 teilentfeuchtete Druckluft in pneumatischer Hauptleitung0‘ getrocknete Druckluft in pneumatischer Hauptleitung1 feuchte Druckluft in Entlüftungsleitung 1 Druckluft in/aus erster Zweigleitung 1 ‘ entspannte Druckluft aus erster Zweigleitung 0 Druckluftgeber 1 Verdichter 3 Elektromotor
204 BLDC-Elektromotor
300 Druckluftabnehmer
301 Sensorreinigungseinrichtung
302 erstes Düsenventil
303 zweites Düsenventile
304 2/2- Wegeventil
305 Magnetteil
306 Pneumatikteil
307 Spule
308 Anker
309 Luftspalt
310 erster Druckluftdurchgang
311 zweiter Druckluftdurchgang
312 Ventilstempelteil
313 Stoßfläche
314 Ventilfeder
315 Ventilsitz
400 Luftfeuchtigkeitssensor
410 Umgebungs-Temperatursensor
1000 Fahrzeug
1100 Personenkraftwagen
1200 Druckluftversorgungssystem
1300 Steuergerät
1310 Recheneinrichtung
1320 Prozessor
1400 vorderer Bereich des Fahrzeugs
1600 Bordnetz
1610 Bordnetz-Speicher
1620 Bordnetz-Batterie
1700 Navigationssystem 2000, 4000, 5000 Verfahren 2100 Empfangen eines Versorgungsbedarfs
2110 Empfangen eines Versorgungsdrucks und/oder eines Versorgungsvolumenstroms
2120 Bestimmen eines zulässigen Feuchtegehalts
2200 Ansteuern eines Druckluftgebers
2210 Regeln des Versorgungsdrucks und/oder -volumenstroms
2220 Ansteuern einer zusätzlichen Druckluftquelle
2300 Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts des (ersten) Lufttrockners
2310 Berechnen eines Sättigungsgrads
2320 Abrufen von Standortinformationen und Umgebungsinformationen
2330 Standortinformationen (IGPS) und Umgebungsinformationen
2400 Ansteuern eines (ersten) Zweigleitungs-Schaltventils
2410 Ansteuern eines Entlüftungsventils
2420 Ansteuern eines Hauptleitungs-Schaltventils
2430 Ansteuern einer Pneumatik-Anordnung
2431 Ansteuern eines Drosselventils
2432 Ansteuern eines Rückführ-Drosselventils
2500 Rückführen von Druckluft durch die pneumatische Hauptleitung
2600 Spülen der pneumatischen Hauptleitung und/oder der Zweigleitung
2610 Spülen des Druckluftabnehmers
2620 Ansteuern des Kompressor-Entlüftungsventils
2700 pneumatisches Entkoppeln
4300 Identifizieren eines Regenerations-Durchführzeitpunkts des zweiten Lufttrockners
4400 selektives Ansteuern eines ersten Zweigleitungs- Schaltventils und/oder Hauptleitungs-Schaltventils
4500 Rückführen von Druckluft durch die zweite Zweigleitung
5100 Bestromen mit einem Heiz-Strom
S1 erste Signalleitung zur Temperatursensoranordnung
S2 zweite Signalleitung zum (ersten) Zweigleitungs-Schaltventil
53 dritte Signalleitung zum (ersten) Entlüftungsventil
54 vierte Signalleitung zur Pneumatikanordnung
55 fünfte Signalleitung zum Druckluftabnehmer
56 sechste Signalleitung zum Druckluftgeber
S6.1 CAN-Bus-Verbindung
57 siebte Signalleitung zum Hauptleitungsschaltventil
58 achte Signalleitung zum Bordnetz
59 neunte Signalleitung zum zweiten Zweigleitungs-Schaltventil
510 zehnte Signalleitung zum Kompressor-Entlüftungsventil
511 elfte Signalleitung zum zweiten Entlüftungsventil
512 zwölfte Signalleitung zum Entlüftungsventil Steuerventil
F Fahrtrichtung
B Befüllrichtung
R Rückführrichtung
E Entlüftungsrichtung
B1 erster Betriebsmodus
B2 zweiter Betriebsmodus
N Grundbetriebsmodus
K Kondensat
P Eingangsdruck, Sensorinformation
Pv Versorgungsdruck
Vv Versorgungsvolumenstroms
Bv Versorgungsbedarf
BR Regenerations-Durchführzeitpunkt
BRI erster Regenerations-Durchführzeitpunkt
BR2 zweiter Regenerations-Durchführzeitpunkt
H max zulässiger Feuchtegehalt
H Luftfeuchtigkeit, Sensorinformation
Hist aktuelle Luftfeuchtigkeit, Sensorinformation
HP prognostizierte Luftfeuchtigkeit, Sensorinformation
T Temperatur, Sensorinformation
Tist aktuelle Temperatur, Sensorinformation
TP prognostizierte Temperatur, Sensorinformation
S Sensorsignal
Z Zustandsgröße
Zist aktuelle Zustandsgröße
ZP prognostizierte Zustandsgröße
G Sättigungsgrad
G1 erster Sättigungsgrad
G2 zweiter Sättigungsgrad
M Motordrehzahl
IGPS Standortinformationen
P1 Startposition
P2 Zielposition
Pn Streckenführung lu Umgebungsinformationen tß Betriebsdauer tR Zeitraum seit der letzten Regeneration x Anzahl der Regenerationen
I Strom
VL Leitungsvolumen
FF Federkraft
FM Magnetkraft
Si Steuerstrom
Sn Öffnungs-Steuerstrom
512 Halte-Steuerstrom
513 Heiz-Steuerstrom
Ps Steuerdruck
Q Durchflussquerschnitt
W Wertebereich
Claims
1. Verfahren (2000, 4000, 5000) zum Steuern eines Druckluftversorgungssystems (1200) für ein Fahrzeug (1000), insbesondere Personenkraftwagen (1100), wobei dem Druckluftversorgungssystem (1200) zur Versorgung eines Druckluftabnehmers (300) über einen Druckluftversorgungsanschluss (2) eine Steuereinrichtung (1300) zugeordnet ist und das Druckluftversorgungssystem (1200) einen Druckluftgeber (200), insbesondere Verdichter (201 ), zum Bereitstellen von Druckluft (110) an einem Druckluftanschluss (1 ), eine pneumatische Hauptleitung (12) mit einem Wasserabscheider (6) zum Abscheiden von Feuchtigkeit aus der Druckluft (110), einem in einer Befüllrichtung (B) stromabwärts des Wasserabscheiders (6) angeordneten Lufttrockner (5, 5.1 ) zum Trocknen und Führen von Druckluft (120, 120‘) zum Druckluftversorgungsanschluss (2) in Befüllrichtung (B) und eine von der pneumatischen Hauptleitung (12) in Befüllrichtung (B) stromaufwärts des Lufttrockner (5, 5.1 ) abgehende und stromabwärts des Lufttrockners (5, 5.1 ) wieder anschließende Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) aufweist, und das Verfahren (2000, 3000, 4000) die Schritte umfasst:
Empfangen (2100) eines Versorgungsbedarfs (Bv) des Druckluftabnehmers (300) durch die Steuereinrichtung (1300),
Identifizieren (2300) eines Regenerations-Durchführzeitpunkts (BR) des Lufttrockners (5, 5.1 ) durch die Steuereinrichtung (1300) abhängig von dem Versorgungsbedarf (Bv) und/oder eines durch mindestens eine Zustandsgröße (Z) definierten Sättigungsgrads (G) des Lufttrockners (5, 5.1 ),
Ansteuern (2200) des Druckluftgebers (200), insbesondere eines dem Druckluftgeber (200) zugeordneten Elektromotors (203), durch die Steuereinrichtung (1300) zum Bereitstellen von Druckluft (110) am Druckluftanschluss (1 ), für den Fall, dass die Steuereinrichtung (1300) den Versorgungsbedarf (Bv) des Druckluftabnehmers (300) empfängt,
Ansteuern (2400) eines Zweigleitungs-Schaltventils (24, 24.1 , 24.2) durch die Steuereinrichtung (1300) zum pneumatisch durchström baren Öffnen der Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) in einem ersten Betriebsmodus (B1 ), für den Fall, dass die Steuereinrichtung (1300) einen Regenerations-Durchführzeitpunkt (BR) identifiziert,
Rückführen (2500) von Druckluft (141 ) aus der Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) entgegen der Befüllrichtung (B) durch die pneumatische Hauptleitung (12) zum Regenerieren des Lufttrockners (5, 5.1 ) im ersten Betriebsmodus (B1 ).
2. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach Anspruch 1 , wobei das Empfangen (2100) des Versorgungsbedarfs (Bv) ferner umfasst: Empfangen (2110) eines Versorgungsdrucks (Vp) und/oder eines Versorgungsvolumenstroms (Vv) der am Druckluftversorgungsanschluss (2) bereitzustellenden Druckluft (110) durch die Steuereinrichtung (1300), und/oder
Bestimmen (2120) eines zulässigen Feuchtegehalts (Hmax) der am Druckluftversorgungsanschluss (2) bereitzustellenden Druckluft (120, 141 ) durch die Steuereinrichtung (1300).
3. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (1300) den zulässigen Feuchtegehalt (Hmax) abhängig von einem, mehreren oder sämtlichen der folgenden bestimmt: eine Temperatur (T) und/oder Luftfeuchtigkeit (H) einer Umgebung (A), die insbesondere über mindestens einen Umgebungs-Temperatursensor (300) und/oder einen Luftfeuchtigkeitssensor (400) erfasst wird, eine Betriebsdauer (tß) des Druckluftgebers (200), insbesondere des Elektromotors (203), die über eine signalleitende Verbindung (S6), insbesondere über eine CAN-Bus-Verbindung (S6.1 ), durch die Steuereinrichtung (1300) überwacht wird.
4. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuereinrichtung (1300) mit einer dem Druckluftversorgungsanschluss (2) zugeordneten Pneumatik-Anordnung (20) verbunden ist, und das Ansteuern des Druckluftgebers (200) durch die Steuereinrichtung (1300) ferner mindestens einen der folgenden Schritte umfasst:
Regeln (2210) des Versorgungsdrucks (Vp) und/oder des Versorgungsvolumenstroms (Vv) der am Druckluftversorgungsanschluss (2), insbesondere für die Pneumatik-Anordnung (20), bereitgestellten Druckluft durch die Steuereinrichtung (1300) abhängig von dem Versorgungsbedarf (Bv) und ferner einem
durch einen Drucksensor (9) erfassten Druck (P) in der pneumatischen Hauptleitung (12) und/oder einer Motordrehzahl (M) eines mit der Steuereinrichtung (1300) signalleitend verbundenen Elektromotors (203), wobei die Steuereinrichtung (1300) signalleitend mit dem Elektromotor (203), insbesondere BLDC-Elektromotor (204), verbunden ist und das Regeln des Versorgungsdrucks (2210) das Regeln der Motordrehzahl (M) des Elektromotors (203) durch die Steuereinrichtung (1300) umfasst:
Steuern der Pneumatik-Anordnung (20) durch die Steuereinrichtung (1300) abhängig von Sensorsignalen (S) einer dem Druckluftgeber (200) zugeordneten Temperatursensoranordnung (60) und/oder des Versorgungsbedarfs (Bv) und/oder des Sättigungsgrades (G) des Lufttrockners (5, 5.1 , 5.2), und/oder
Ansteuern einer zusätzlichen Druckluftquelle (50) abhängig von dem Versorgungsbedarf (Bv) und/oder des Sättigungsgrads (G) des Lufttrockners (5, 5.1 , 5.2) und/oder eines Sensorsignals (S) einer dem Druckluftgeber (200) zugeordneten Temperatursensoranordnung (60).
5. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Steuereinrichtung (1300) für den Fall einen Regenerations- Durchführzeitpunkt (BR) identifiziert, dass der Versorgungsdruck (Vp) und/oder der Versorgungsvolumenstrom (Vv) und/oder der zulässige Feuchtegehalt (Hmax) und/oder die Zustandsgröße (Z) außerhalb eines vordefinierten Wertebereichs (W) liegt.
6. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zustandsgröße (Z) eine, mehrere oder sämtliche der folgenden umfasst: Betriebsdauer (tß) des Druckluftgebers (200) und/oder Motordrehzahl (M) des Elektromotors (203), Anzahl (x) der Regenerationen und Zeitraum (tp) seit der letzten Regeneration des Lufttrockners (5,5.1 ), und wobei das Verfahren (2000, 4000, 5000) das Berechnen (2310) des Sättigungsgrads (G) abhängig von einer Temperatur (T) der Umgebung (A) und der Luftfeuchtigkeit (H) der Umgebung (A) sowie einer, mehreren oder sämtlichen
der folgenden Zustandsgrößen (Z) umfasst: Betriebsdauer (tß) des Druckluftgebers (200) und/oder Motordrehzahl (M) des Elektromotors (203), Anzahl (x) der Regenerationen, Zeitraum (tp) seit der letzten Regeneration des Lufttrockners (5,5.1), einer Ansteuerungsanzahl (nA) und/oder Ansteuerungsdauer (tA) des Zweigleitungs-Schaltventils (24, 24.1 , 24.2) und/oder eines in der pneumatischen Hauptleitung (12) angeordneten Hauptleitungs-Schaltventils (25).
7. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach Anspruch 6, wobei die Temperatur (T) und/oder die Luftfeuchtigkeit (H) eine aktuelle Temperatur (T) und/oder Luftfeuchtigkeit (H) der Umgebung (A) umfassen, und das Verfahren (2000, 4000, 5000) das Abrufen (2320) der aktuellen Temperatur (T) und/oder Luftfeuchtigkeit (H) durch die Steuereinrichtung (1300) von mindestens einem signalleitend verbundenen Umgebungs-Temperatursensor (300) und/oder Luftfeuchtigkeitssensor (400) oder von einem signalleitend verbundenem Bordnetz (1600) umfasst.
8. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Temperatur (T) und/oder die Luftfeuchtigkeit (H) der Umgebung (A) eine prognostizierte Temperatur(T) und/oder Luftfeuchtigkeit (H) der Umgebung (A) entlang einer Streckenführung und/oder an einem Fahrtziel umfasst, und das Verfahren (2000, 4000, 5000) zum Identifizieren (2300) eines Regenerations-Durchführzeitpunkts (BR) das Abrufen (2330) von Standortinformationen (IGPS) und Umgebungsinformationen (lu) abhängig von den Standortinformationen (IGPS) durch die Steuerungseinrichtung (1300) von einem signalleitend verbundenem Bordnetz (1600) und/oder einem Navigationssystem (1700) umfasst.
9. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend:
Ansteuern (2410) eines Entlüftungsventils (23.1) durch die Steuereinrichtung (1300) zur Freigabe einer in Befüllrichtung (B) stromaufwärts des Lufttrockners (5, 5.1 ) von der pneumatischen Hauptleitung (12) zu einem Entlüftungsanschluss (3) abgehenden Entlüftungsleitung (13), für den Fall, dass die
Steuereinrichtung (1300) einen Regenerations-Durchführzeitpunkt (BR) identifiziert, und/oder
Ansteuern (2620) eines Kompressor-Entlüftungsventils (23.4) zum Entlüften eines Leitungsvolumens (VL) zwischen dem Druckluftgeber (200) und dem Druckluftabnehmer (300).
10. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach Anspruch 9, ferner umfassend: Ansteuern (2420) eines bzw. des Hauptleitungs-Schaltventils (25) zum
Sperren der pneumatischen Hauptleitung (12) in Befüllrichtung (B), insbesondere stromaufwärts des Lufttrockners (5, 5.1 ), für den Fall, dass die Steuereinrichtung (1300) einen Regenerations-Durchführzeitpunkt (BR) identifiziert.
11 . Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mindestens einen der folgenden Schritte umfassend:
Spülen (2600) der pneumatischen Hauptleitung (12) entgegen der Befüllrichtung (B) und/oder der Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) in Befüllrichtung (B) durch am Druckluftanschluss (1 ) bereitgestellte und vom Lufttrockner (5, 5.2) getrocknete Druckluft (120‘) und Ablassen der Druckluft (120‘) über die Entlüftungsleitung (13), und/oder
Spülen (2620) des Druckluftabnehmers (300) durch am Druckluftanschluss (1 ) bereitgestellte und vom Lufttrockner (5, 5.2) getrocknete Druckluft (120‘) und Ablassen der Druckluft (120‘) über den Druckluftabnehmer (300), und/oder
Ansteuern (2700) des Hauptleitungs-Schaltventils (25), des Zweigleitungs-Schaltventils (24, 24.1 , 24.2) zum pneumatischen Entkoppeln der pneumatischen Hauptleitung (12), insbesondere des Lufttrockners (5, 5.1 ), und der Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) vom Druckluftanschluss (1 ), und/oder
Ansteuern (2700) des Hauptleitungs-Schaltventils (25), des Zweigleitungs-Schaltventils (24, 24.1 , 24.2) und Ansteuern (2710) des Entlüftungsventils (23.1 ) zum pneumatischen Entkoppeln der Druckluftversorgungsanlage (100) von dem Druckluftgeber (200) und der Umgebung (A).
12. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Druckluftversorgungssystem (1200) eine dem Druckluftversorgungsanschluss (2) zugeordnete und signalleitend mit der Steuereinrichtung (1300) verbundene Pneumatik-Anordnung (20) aufweist, und das Verfahren (2000, 4000, 5000) ferner mindestens einen der folgenden Schritte umfasst:
Vorfüllen (3110) der pneumatischen Hauptleitung (12) mit Druckluft (110, 120) über den Druckluftanschluss (1), wobei die Pneumatik-Anordnung (20) die pneumatische Hauptleitung (12) und/oder den Druckluftversorgungsanschluss (2) vom Druckluftabnehmer (300) pneumatisch entkoppelt,
Ansteuern (3120) der Pneumatik-Anordnung (20) zum Freigeben des Druckluftversorgungsanschlusses (2) und/oder der pneumatischen Hauptleitung (12) nach dem Vorfüllen (3110) der pneumatischen Hauptleitung (12).
13. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Druckluftversorgungssystem (1200) eine bzw. die dem Druckluftversorgungsanschluss (2) zugeordnete und signalleitend mit der Steuereinrichtung (1300) verbundene Pneumatik-Anordnung (20) aufweist, und das Verfahren (2000, 4000, 5000) ferner umfasst:
Ansteuern (2430) der Pneumatik-Anordnung (20) durch die Steuereinrichtung (1300) zum Verteilen der in der Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) geführten Druckluft (141) abhängig vom Versorgungsbedarf (Bv) und dem identifizierten Regenerations-Durchführzeitpunkt (BR) auf die pneumatische Hauptleitung (12) zur Rückführung entgegen der Befüllrichtung (B) und/oder auf den Druckluftversorgungsanschluss (2).
14. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach Anspruch 13, ferner umfassend:
Ansteuern (2431 ) eines Drosselventils (21 ) der Pneumatik-Anordnung (20) zum Regeln des Versorgungsdrucks (Vp) am Druckluftversorgungsanschluss (2) und/oder
Ansteuern (2432) eines Rückführ-Drosselventils (29, 29.1 , 29.2) zum Regeln des Drucks (P) der entgegen der Befüllrichtung (B) zurückgeführten Druckluft (121 , 141).
15. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Regenerations-Durchführzeitpunkt (BR) ein erster Regenerations- Durchführzeitpunkt (BR) ist und der Lufttrockner (5.1 ) ein erster Lufttrockner
(5.1 ) und der Sättigungsgrad (G) ein erster Sättigungsgrad (G1 ) ist und die Zweigleitung (14.1 ) eine erste Zweigleitung (14.1 ) ist und das Druckluftversorgungssystem (1200) ferner eine zweite Zweigleitung (14.2) mit einem zweiten Schaltventil (24.2) und einem zweiten Lufttrockner (5.2) aufweist, wobei das Verfahren (2000, 4000, 5000) abhängig von einem zweiten Sättigungsgrad (G2) des zweiten Lufttrockners (5.2) das selektive Ansteuern des ersten Zweigleitungs-Schaltventil (24.1 ) und/oder des zweiten Zweigleitungs-Schaltventils (24.2) umfasst, für den Fall, dass die Steuereinrichtung (1300) einen ersten Regenerations-Durchführzeitpunkt (BR) des ersten Lufttrockners (5.1 ) identifiziert.
16. Steuerverfahren (2000, 4000, 5000) nach Anspruch 15, ferner die Schritte umfassend:
Identifizieren (4300) eines zweiten Regenerations-Durchführzeitpunkts (BR2) des zweiten Lufttrockners (5.2) durch die Steuereinrichtung (1300) abhängig von dem Versorgungsbedarf (Bv) und/oder eines zweiten Sättigungsgrads (G2) des zweiten Lufttrockners (5.2) selektives Ansteuern (4400) des ersten Zweigleitungs-Schaltventils
(24.1) und/oder des Hauptleitungs-Schaltventils (25) durch die Steuereinrichtung (1300) zum pneumatisch durchström baren Öffnen der ersten Zweigleitung
(14.1) und/oder der pneumatischen Hauptleitung (12) für den Fall, dass die Steuereinrichtung (1300) einen Regenerations-Durchführzeitpunkt (BR2) des zweiten Lufttrockners (5.2) identifiziert,
Rückführen (4500) von Druckluft (141 ) aus der ersten Zweigleitung (14.1 ) und/oder der pneumatischen Hauptleitung (12) entgegen der Befüllrichtung (B)
durch die zweite Zweigleitung (14.2) zum Regenerieren des zweiten Lufttrockners (5.2).
17. Steuereinrichtung (1300) zum Steuern eines Druckluftversorgungssystems (1200) für ein Fahrzeug (1000), insbesondere einen Personenkraftwagen (1100), wobei die Steuereinrichtung (1300) dem Druckluftversorgungssystem (1200) zur Versorgung eines Druckluftabnehmers (300) über einen Druckluftversorgungsanschluss (2) zugeordnet ist und das Druckluftversorgungssystem (1200) einen Druckluftgeber (200), insbesondere Verdichter (201 ), zum Bereitstellen von Druckluft (110) an einem Druckluftanschluss (1 ), eine pneumatische Hauptleitung (12) mit einem Lufttrockner (5, 5.1 ) zum Trocknen und Führen von Druckluft (110, 120, 120‘) zum Druckluftversorgungsanschluss (2) in einer Befüllrichtung (B) und eine von der pneumatischen Hauptleitung (12) in Befüll- richtung (B) stromaufwärts des Lufttrockner (5, 5.1 ) abgehende und stromabwärts des Lufttrockners (5, 5.1 , 5.2) wieder anschließende Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (1300) zum Empfangen eines Versorgungsbedarfs (Bv) des Druckluftabnehmers (300) und zum Ansteuern des Druckluftgebers (200) ausgebildet und signalleitend mit dem Druckluftabnehmer (300) und dem Druckluftgeber (200) verbindbar ist, und die Steuereinrichtung (1300) zum Identifizieren eines Regenerations- Durchführzeitpunkts (BR, BRI , BR2) abhängig von dem Versorgungsbedarf (Bv) und/oder eines Sättigungsgrads (G) des Lufttrockners (5,), insbesondere eines ersten Sättigungsgrads (G1 ) des ersten Lufttrockners (5.1 ) und/oder eines zweiten Sättigungsgrads (G2) des zweiten Lufttrockners (5.2), und zum Ansteuern des Zweigleitungs-Schaltventils (24, 24.1 , 24.2) zum pneumatisch durchström- baren Öffnen der Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) bei Identifizierung eines Regenerations-Durchführzeitpunkts (BR, BRI , BR2) ausgebildet ist.
18. Fahrzeug (1000), insbesondere Personenkraftwagen (1200), mit einem Druckluftversorgungssystem (1200) zur Versorgung eines Druckluftabnehmers (300) über einen Druckluftversorgungsanschluss (2), wobei das Druckluftversorgungssystem (1200) einen Druckluftgeber (200), insbesondere
Verdichter (201 ), zum Bereitstellen von Druckluft (110) an einem Druckluftanschluss (1), eine pneumatische Hauptleitung (12) mit einem Lufttrockner (5, 5.1) zum Trocknen und Führen von Druckluft (110, 120, 120‘) zum Druckluftversorgungsanschluss (2) in einer Befüllrichtung (B) und eine von der pneumatischen Hauptleitung (12) in Befüllrichtung (B) stromaufwärts des Lufttrockner (5, 5.1 ) abgehende und stromabwärts des Lufttrockners (5, 5.1 , 5.2) wieder anschließende Zweigleitung (14, 14.1 , 14.2) aufweist, einer dem Druckluftversorgungssystem (1200) zugeordneten Steuereinrichtung (1300) gemäß Anspruch 17, und einem Druckluftabnehmer (300), insbesondere einer an dem Druckluftversorgungsanschluss (2) angeschlossenen Sensorreinigungseinrichtung (301 ).
19. Fahrzeug (1000) nach Anspruch 18, ferner umfassend: mindestens einen Sensor (9, 410, 400), der signalleitend mit der Steuereinrichtung (1300) verbunden und dazu ausgebildet ist, Sensorinformationen (S, T, H) zur Bestimmung eines Sättigungsgrads (G, G1 , G2) des Lufttrockners (5, 5.1 , 5.2) und/oder einer zulässigen Feuchtigkeit (Hmax) bereitzustellen, und/oder mindestens eine Datenschnittstelle (70), vorzugsweise ein Fahrzeugdatenbus (71 ), insbesondere CAN-Bus (72), die signalleitend mit der Steuereinrichtung (1300) verbunden und dazu ausgebildet ist, gespeicherte Sensorinformationen (S, T, H) zur Bestimmung eines Sättigungsgrads (G, G1 , G2) des Lufttrockners (5, 5.1 , 5.2) und/oder einer zulässigen Feuchtigkeit (Hmax) bereitzustellen.
20. Fahrzeug nach Anspruch 18 oder 19, ferner umfassend: ein Bordnetz (1600), welches über die Datenschnittstelle (70) mit der Steuereinrichtung (1300) verbunden und dazu ausgebildet ist, einen, mehrere oder sämtliche der folgenden bereitzustellen: Standortinformationen (IGPS) eines Navigationssystems (1600), den Standortinformationen (IGPS) zugeordnete Umgebungsinformationen (lu), gespeicherte Sensorinformationen (S, T, H) eines Bordnetz-Speichers (1610), Sensorinformationen (S, T, H) mindestens eines
mit dem Bordnetz (1600) verbundenen Sensors (410, 400), insbesondere eines Temperatursensors (300) und/oder eines Luftfeuchtigkeitssensors (400), und einer Bordnetz-Batterie (1620), welche dazu ausgebildet ist, das Bordnetz (1600) und/oder den Druckluftgeber (200) und/oder den Druckluftabnehmer (300) und/oder die Steuereinrichtung (1300) mit Strom (I) zu versorgen, wobei die Steuereinrichtung (1300) bevorzugt dazu ausgebildet ist, abhängig von den bereitgestellten Sensorinformationen (S, T, H) und/oder Standortinformationen (IGPS) und/oder den Umgebungsinformationen (lu) eine aktuelle (Tist) Temperatur und/oder prognostizierte Temperatur (TP) der Umgebung (A) und/oder eine aktuelle Luftfeuchtigkeit (Hist) und/oder prognostizierte Luftfeuchtigkeit (HP) der Umgebung (A) an zumindest einer der folgenden Positionen zu bestimmen: an einem aktuellen Standort (P1 ), entlang einer Streckenführung (Pn) und an einem Fahrtziel (P2).
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