KR20190045365A - 상용차용 압축기 시스템 - Google Patents

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크노르-브렘제 시스테메 퓌어 누츠파조이게 게엠베하
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 압축기(5), 압축기(5)를 구동하는 적어도 하나의 전기 모터(3), 적어도 하나의 전기 모터 제어 유닛(2) 및 적어도 하나의 공기 처리 장치(40)를 포함하는 상용차용 압축기 시스템에 관한 것으로, 상기 전기 모터 제어 유닛(2)은, 전기 모터(3) 및 적어도 부분적으로 공기 처리 장치(40)를 제어하도록 구성되고 설계된다.

Description

상용차용 압축기 시스템
본 발명은 적어도 하나의 압축기, 적어도 하나의 전기 모터 및 적어도 하나의 공기 처리 장치를 포함하는 상용차용 압축기 시스템에 관한 것이다.
선행기술에 상용차용 공기 처리 시스템이 공개되어 있다.
상용차용 공기 처리 시스템은 일반적으로 공기 압축기, 공기 처리 유닛 및 복수의 압축 공기 저장기와 같은 복수의 주요 부품들로 구성된다.
상용차에서 공기 처리 장치용 전자 제어 장치(영어: Electronic Control for Air Processing Units; E-APU)는 이미 오래전부터 있어 왔다. 이러한 시스템은 압력 제어, 공기 건조 제어 및 순환계 보호 기능을 제공한다.
압력 제어 및 순환계 보호 기능을 위해 이러한 시스템은 상용차의 압축 공기 시스템의 다양한 순환계에서 압력 레벨을 제어하고 모니터링하기 위해 다양한 압력 센서를 이용한다. 재생 및 압축기 제어 기능을 제공하기 위해 복수의 자기 밸브가 사용된다.
전술한 기능들에 부가하여 존재하는 공기 처리 유닛을 위한 제어는 소위 공기 처리 유닛에 함께 통합될 수 있다.
공기 처리 유닛을 위한 제어가 통합되지 않고, 이것이 외부 솔루션으로서 설계되어, 액추에이터와 압력 센서들만이 공기 처리 유닛 내에 배치되는 복수의 시스템도 공개되어 있다.
이러한 제어 장치는 예를 들어 DE 10 2011 107 155 A1호에 공개되어 있다.
본 발명의 과제는, 상용차용 압축기 시스템이 더 간단하게 설계될 수 있도록 및 더 효율적으로 구성될 수 있도록, 전술한 방식의 상용차용 압축기 시스템을 바람직하게 개선하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 압축기 시스템에 의해 해결된다.
따라서 상용차용 압축기 시스템은 적어도 하나의 압축기, 압축기를 구동하는 적어도 하나의 전기 모터, 적어도 하나의 전기 모터 제어 유닛 및 적어도 하나의 공기 처리 장치를 포함하고, 상기 전기 모터 제어 유닛은, 전기 모터 및 적어도 부분적으로 공기 처리 장치를 제어하도록 구성되고 설계되는 것이 제공된다.
본 발명은, 전기 모터 제어 유닛에서 기능 통합에 의해 압축기 및 공기 처리 장치를 위한 제어 기능을 전기 모터 제어 유닛에 통합하는 기본 사상에 기초한다. 이로 인해, 기존의 성능이 우수한 전기 모터 제어 유닛에 추가 기능을 제공하는 것이 가능해지고, 따라서 공기 처리 장치용 추가 제어 유닛을 생략할 수 있다.
또한, 압축기는 스크루 압축기인 것이 제공될 수 있다. 이로 인해, 스크루 압축기를 이용해서 효율적이고 효과적인 압축 공기 제공이 가능한 장점이 달성된다. 스크루 압축기는 특히, 예를 들어 하이브리드 상용차와 같은 신규 이용 분야에서 많은 장점을 제공하는데, 왜냐하면 스크루 압축기는 상용차의 구동 장치가 지속적으로 작동되는 것을 전제로 하는 현재의 압축기보다 효과적으로 작동될 수 있기 때문이다. 그러나 이는 더 이상 하이브리드 상용차의 경우가 아니다.
또한, 공기 처리 장치는 다중 회로 보호 밸브 및 복수의 압축 공기 저장기를 포함하는 것이 제공될 수 있다. 상기 기능은 마찬가지로 전기 모터 제어 유닛에 의해 함께 모니터링되어 활성화될 수 있다.
또한, 전기 모터 제어 유닛은 신호 입력부들을 포함하고, 상기 신호 입력부들은 공기 처리 장치의 센서 신호들의 처리를 위해 이용되도록 구성되고 설계되는 것이 제공될 수 있다. 이러한 신호 입력부들에 의해, 전기 모터 제어 유닛과 공기 처리 장치가 서로 통신할 수 있는 것이 간단하게 달성될 수 있다. 이를 위해 특히, 전기 모터 제어 유닛은 산업 표준에 따라 지정된 또는 정규화된 상응하는 접속부들 또는 신호 접속부들을 갖는 것이 제공될 수 있다.
전기 모터 제어 유닛은 신호 출력부들을 포함할 수 있고, 상기 신호 출력부들은, 공기 처리 유닛의 액추에이터들의 작동에 이용되도록 구성되고 설계된다. 이로써, 공기 처리 장치가 그에 따라 작동될 수 있는 것이 가능해지고, 이 경우 액추에이터에서, 특히 공기 처리 장치의 자기 밸브 또는 기타 밸브들이 작동될 수 있다. 이로써 공기 처리 장치의 효율적인 작동이 가능해진다.
또한, 전기 모터 제어 유닛은 압력 모니터링 조절 모듈을 포함하고, 상기 모듈은, 공기 처리 장치 내부의 압력이 압력 모니터링 조절 모듈을 이용해서 모니터링 및/또는 조절 가능하도록 구성되고 설계되는 것이 제공될 수 있다. 이로써, 공기 처리 장치 내부에서 우세한 압력 및 특히 거기에서 우세한 작동 압력을 고려해서 공기 처리 장치의 주요 기능을 모니터링하고 조절하는 것이 가능해진다. 이러한 모니터링에 기초해서, 공기 처리 장치를 효율적으로 및 효과적으로 작동시킬 수 있고, 상기 공기 처리 장치를 전기 모터 제어 유닛에 의해 상기 유닛의 압력 모니터링 조절 모듈로 상응하게 모니터링하고 조절하는 것이 가능해진다.
또한, 압력 모니터링 조절 모듈은 추가로, 상용차의 적어도 하나의 추가 압축 공기 소비 장치 내부의 압력이 압력 모니터링 조절 모듈을 이용해서 모니터링 및/또는 조절 가능하도록 구성되고 설계되는 것이 제공될 수 있다. 이로 인해, 공기 처리 장치에서뿐만 아니라 상용차의 압축 공기 시스템의 다른 부분들에서도 전기 모터 제어 유닛의 압력 모니터링 조절 모듈에 의해 상응하는 모니터링과 조절을 제공할 수 있는 것이 가능해진다.
또한, 전기 모터 제어 유닛은 공기 건조 조절 모듈을 포함하고, 상기 모듈은, 공기 처리 장치에서 공기 건조 기능이 공기 건조 조절 모듈을 이용해서 모니터링 및/또는 조절 가능하도록 구성되고 설계되는 것이 제공될 수 있다. 이로써 공기 처리 장치의 다른 중요한 기능을 모니터링하고 조절할 수 있는 것이 가능해진다.
또한, 전기 모터 제어 유닛은 회전 속도 조절 모듈을 포함하고, 상기 모듈은, 전기 모터의 회전 속도가 상기 회전 속도 조절 모듈을 이용해서 제어 및/또는 조절 가능하도록 구성되고 설계되는 것이 고려될 수 있다. 회전 속도 조절에 의해 전기 모터의 전력 소비 및 전기 모터의 작동도 상응하게 제어 및 조절될 수 있다. 이는 하중에 따라서 및 직접적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 세부사항 및 장점들은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명된다.
도 1은 상용차를 위한 공기 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 따른 실시예에 의한 구조를 도시한 사시도.
도 1은 전기 모터(3)에 의해 구동되는 압축기(5)를 가진 상용차 공기 처리 시스템의 개략도를 도시한다.
전기 모터(3)에 의한 압축기(5)의 구동은 공통의 구동 샤프트(4)와 전기 모터 제어 유닛(2)에 의해 이루어진다. 이러한 모든 부품들은 공통의 하우징(1) 내에 배치된다.
압축기(5)는 스크루 압축기(5)이다.
또한, 공기 처리 유닛(40)이 제공되고, 상기 유닛은 다중 회로 보호 밸브 및 압축 공기(21-14)가 저장된 복수의 압축 공기 저장기(51-54)를 포함한다.
압축기(5)는 흡입관(30)을 통해 주변 공기를 얻고, 배출부는 공기 배출관(31)을 통해 공기 처리 유닛(40)에 연결된다.
전기 모터 제어 유닛(2)에 하기 구성부들이 통합된다:
공기 처리 장치(40; A.10)를 위한 제어 유닛(10)과 전기 모터(3)용 주파수 단위 변환기(6)를 위한 제어 유닛(10)은, 전기 제어 라인(30)을 통해 서로 연결된다.
주파수 변환기(6)는 에너지 접속부(11)를 갖고, 그 출력부는 해당하는 전기 라인(12)을 통해 전기 모터(3)에 연결된다.
공기 처리 유닛(40)의 모든 기능 및 상용차의 다양한 공압식 소비 장치(50)의 작동을 모니터링할 수 있도록 하기 위해, 전기 모터 제어 유닛(2)에 압력 센서 신호 수신을 위한 해당 신호 입력부들[7; 아날로그 신호 입력부(7)]과 자기 밸브들(9)에 대한 접속부들이 설치된다.
전기 모터 제어 유닛(2)의 아날로그 신호 입력부들(7)은 전기 접속부들(60)을 통해 공기 처리 장치(40)에 연결된다.
마찬가지로 상응하게 접속 라인(61)을 통해 연결된 밸브 구동 장치(9)에도 동일하게 적용된다.
통합된 제어 유닛(2)은, 전기 모터(3)의 주파수 변환기(6)는 물론 공기 처리 장치(40)의 기능 전체를 제어 및 작동할 수 있고, 이를 위해 신호 입력부들(7)과 신호 출력부들(9)이 사용된다.
이러한 접속부들(7, 9)에 의해, 공기 처리 장치(40) 내부의 압력 상황과 공기 건조 기능을 적절하게 제어할 수 있는 것이 가능해진다.
또한, 차량 상태, 전기 모터 상태 및 공기 처리 장치 상태도 적절하게 모니터링하는 것과, 압축기(5)를 위한 최적 및 최상의 작동 특성을 제공할 수 있기 위해, 전기 모터(3)에 적절한 회전 속도를 출력하는 것이 가능해진다.
도 2는 전기 모터(3)에 의해 구동되는 압축기(5)를 가진 도 1에 도시된 상용차 공기 처리 시스템을 사시도에 도시한다.
또한, 도 2에 공기 처리 유닛(40) 및 관련 (압축 공기-) 공기 공급관(64)이 도시된다.
전기 모터 제어 유닛(2)은 전기 모터(3) 위에 직접 배치된다.
전기 모터 제어 유닛(2)은 이 경우 2개의 데이터 케이블 접속부(2a, 2b)를 갖는다.
또한, 전원 접속부(2c)가 제공된다.
또한, 전기 모터 제어 유닛(2)은 예를 들어 상용차의 CAN 버스에 연결을 위한 접속부(2d)를 갖는다.
데이터 케이블 접속부(2a)에 제1 데이터 케이블(62)이 접속된다.
데이터 전송 케이블(62)에 의해 전기 모터 제어 유닛(2)은 전기 모터(3)에 신호 연결된다.
도시된 실시예에서 데이터 전송 케이블(62)은 스크루 압축기(3)의 오일 게이지 센서에 연결되고, 오일 게이지 센서 데이터를 전기 모터 제어 유닛(2)에 전송하는데 이용된다.
데이터 케이블 접속부(2a)에 제2 데이터 케이블(63)이 접속된다.
또한, 데이터 전송 케이블(63)을 이용해서 전기 모터 제어 유닛(2)은 전기 모터(3)에 신호 연결된다.
도시된 실시예에서 데이터 전송 케이블(63)은 스크루 압축기(3)의 온도 센서에 연결되고, 전기 모터 제어 유닛(2)으로 온도 센서 데이터를 전송하는데 이용된다.
기본적으로 데이터 전송 케이블을 통해 다른 센서들도 전기 모터 제어 유닛(2)에 연결되고, 스크루 압축기(3)의 해당하는 작동 데이터가 전송될 수 있다.
또한, 전기 모터(3)의 통합 구성부인 전기 모터 제어 유닛(2)은 접속부를 통해 상용차의 데이터 버스(66)에 연결된다.
데이터 버스(86)는 여기에 도시된 실시예에서 상용차의 CAN 버스인 CAN 버스이다.
전기 모터(3)의 구성부인 전기 모터 제어 유닛(2)과 공기 처리 유닛(40) 사이의 통신은 따라서 CAN 버스(66)를 통해 이루어진다.
공기 처리 유닛(40)은 CAN 버스(66)에 접속을 위한 접속부(40a)를 갖는다.
CAN 버스(66)의 이용에 의해, 신호 전송은 거의 간섭을 받지 않고 간섭 신호도 거의 발생할 수 없는 것이 달성된다.
특히 전기 모터 제어 유닛(2)으로부터 CAN 버스(66)로 및 CAN 버스(66)로부터 공기 처리 유닛(40)으로 신호 전송을 위해 상당히 짧은 라인으로 작업이 가능할 수 있으므로, 상용차의 기존의 신호 전송 인프라스트럭처의 기능 통합 및 이용도 가능하다.
도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 전기 모터(3), 스크루 압축기(5) 및 공기 처리 유닛(40)은 독립적인 유닛들이다.
물론 전기 모터(3)의 전기 모터 제어 유닛(2)에 의해 전기 모터(3)는 물론 공기 처리 유닛(40)도 작동될 수 있다.
따라서, 고성능의 제어- 및 조절 유닛이 제공되어야 하는, 전기 모터(3)의 제어 유닛(2)에서 스크루 압축기(5) 및 공기 처리부(40)를 위한 제어 및 조절의 기능 통합이 이루어진다.
따라서, 여기에서 특히 스크루 압축기(5)의 영역뿐만 아니라 공기 처리 유닛(40)의 영역에서도 고가의 전자 부품들이 절약될 수 있다.
여기에서 CAN 버스(86)인 신호 전송 버스를 이용함으로써, 추가로 전기 모터 제어 유닛(2)에 의해 공기 처리 유닛(40)의 작동을 위한 특히 바람직한 신호 전송이 가능해진다.
1 : 하우징 2 : 전기 모터 제어 유닛
2a : 데이터 케이블 접속부 2b : 데이터 케이블 접속부
2c : 전원 전속부 2d : 접속부
3 : 전기 모터 4 : 구동 샤프트
5 : 압축기 6 : 주파수 유닛 변환기
7 : 신호 입력부 9 : 자기 밸브
10 : 제어 유닛 11 : 에너지 접속부
12 : 전기 라인 21 : 압축 공기
22 : 압축 공기 23 : 압축 공기
24 : 압축 공기 30 : 흡입 라인/제어 라인
31 : 공기 배출관 40 : 공기 처리 유닛
40a : 접속부 50 : 공압식 소비 장치
51 : 압축 공기 저장기 52 : 압축 공기 저장기
53 : 압축 공기 저장기 54 : 압축 공기 저장기
60 : 전기 접속부 61 : 접속 라인
62 : 데이터 전송 케이블 63 : 데이터 전송 케이블
64 : (압축 공기-) 공기 공급관 66 : 데이터 버스, CAN 버스

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 압축기(5), 상기 압축기(5)를 구동하는 적어도 하나의 전기 모터(3), 적어도 하나의 전기 모터 제어 유닛(2) 및 적어도 하나의 공기 처리 장치(40)를 포함하는 상용차용 압축기 시스템에 있어서,
    상기 전기 모터 제어 유닛(2)은, 상기 전기 모터(3) 및 적어도 부분적으로 상기 공기 처리 장치(40)를 제어하도록 구성되고 설계되는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축기(5)는 스크루 압축기(5)인 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
  3. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 공기 처리 장치(40)는 다중 회로 보호 밸브 및 복수의 압축 공기 저장기(51-54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터 제어 유닛(2)은 신호 입력부들(7)을 포함하고, 상기 신호 입력부들은, 상기 공기 처리 장치(40)의 센서 신호들의 처리를 위해 이용되도록 구성되고 설계되는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터 제어 유닛(2)은 신호 출력부들(9)을 포함하고, 상기 신호 출력부들은, 상기 공기 처리 장치(40)의 액추에이터들의 작동에 이용되도록 구성되고 설계되는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터 제어 유닛(2)은 압력 모니터링 조절 모듈을 포함하고, 상기 모듈은, 상기 공기 처리 장치(40) 내부의 압력이 상기 압력 모니터링 조절 모듈을 이용해서 모니터링 및/또는 조절 가능하도록 구성되고 설계되는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 압력 모니터링 조절 모듈은 추가로, 상용차의 적어도 하나의 추가 압축 공기 소비 장치 내부의 압력이 상기 압력 모니터링 조절 모듈을 이용해서 모니터링 및/또는 조절 가능하도록 구성되고 설계되는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터 제어 유닛(2)은 공기 건조 조절 모듈을 포함하고, 상기 모듈은 상기 공기 처리 장치(40)에서 공기 건조 기능이 상기 공기 건조 조절 모듈을 이용해서 모니터링 및/또는 조절 가능하도록 구성되고 설계되는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터 제어 유닛(2)은 회전 속도 조절 모듈을 포함하고, 상기 모듈은 상기 전기 모터(3)의 회전 속도가 상기 회전 속도 조절 모듈을 이용해서 제어 및/또는 조절 가능하도록 구성되고 설계되는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
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