WO2017129392A1 - Verfahren zur überwachung eines fahrzeugdruckluftsystems - Google Patents

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WO2017129392A1
WO2017129392A1 PCT/EP2017/050381 EP2017050381W WO2017129392A1 WO 2017129392 A1 WO2017129392 A1 WO 2017129392A1 EP 2017050381 W EP2017050381 W EP 2017050381W WO 2017129392 A1 WO2017129392 A1 WO 2017129392A1
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compressor
vehicle
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PCT/EP2017/050381
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Martin Wiedmann
Robert Müller
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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    • B60T17/22Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/221Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring a vehicle compressed air system according to the preamble of claim 1.
  • Vehicles in particular motor vehicles such as trucks, buses or special vehicles, such as the present invention particularly, have a vehicle compressed air system in which a compressor compressed air in at least one, usually several parallel air circuits is fed, for example via a multi-circuit protection valve, to which the individual air circuits are connected for their supply with compressed air.
  • Each air circuit usually has a supply of compressed air, for example in the form of one or more air containers, which is filled by means of the compressor with compressed air and then delivers its compressed air subsequently to the various air consumers in the compressed air system according to their needs.
  • the present invention can also be applied to systems without special compressed air supply, in which the compressor feeds the compressed air into a compressed air line.
  • the compressor does not permanently promote compressed air in the compressed air supply or the compressed air line, but only at intervals, namely only if an additional compressed air demand is determined in the compressed air system, for example due to a prior consumption of compressed air.
  • the compressor switches to a powered state and supplies compressed air to the compressed air supply or compressed air line until the compressed air requirement has been sufficiently satisfied.
  • the compressor can be switched from the supply state to a non-feeding state, in order to save or at least reduce the necessary drive energy for driving the compressor.
  • Both embodiments are known in which the compressor is stopped in the non-feeding state, therefore no drive power for the compressor is necessary. This can be done for example by disconnecting the compressor from the drive train by means of a separating clutch.
  • the compressor is permanently running and the transition from the feed state to the non-feed state is achieved by interrupting the compressed air connection between the pressure side of the compressor and the compressed air supply or compressed air line into which the compressor feeds compressed air in the feed state.
  • this interruption can be done by opening a so-called overflow valve, whereby the air pressure is discharged on the pressure side of the compressor, so that the compressor no longer has to work against a correspondingly high pressure level.
  • an idler device of the compressor can be actuated in order to switch individual or all pressure stages of the compressor to idling, that is to vent the corresponding cylinder chambers or pressure sides of the individual compressor stages.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for monitoring a vehicle compressed air system, which works reliably even with external influence on the circuit of the compressor and at the same time is cost-effectively implemented.
  • the object of the invention is achieved by a method having the features of claim 1.
  • advantageous and particularly expedient embodiments of the invention are given.
  • the inventive method for monitoring affy horr Kunststoffsystenns wherein the vehicle compressed air system has a switched between a feed state and a non-feed state compressor and the compressor feeds compressed air in a compressed air reservoir or a compressed air line of the vehicle compressed air system and in the non-feed state, the compressed air feed of the compressor is interrupted, comprises the following steps on:
  • At least one driving cycle parameter is recorded continuously or at intervals, and the reference value is changed or specified dynamically as a function of the at least one detected driving cycle parameter.
  • the intervals may be regular or irregular intervals.
  • a proven consideration of the Zuschaltdauer of the compressor for monitoring the vehicle compressed air system is combined with the consideration of external parameters, so that in particular pressure sensors or at least additional pressure sensors for monitoring in the vehicle compressed air system can be omitted, with which a gradient of Pressure buildup is detected.
  • external parameters undergo a change based on operations taking place outside of the vehicle compressed air system, wherein in particular as driving cycle parameters, as these external parameters are referred to herein, at least one or more of the following quantities are used:
  • the number of vehicle decelerations at least by a predetermined amount per preset previously traveled distance of the vehicle or per given time unit; - The number of actuations of a vehicle brake, in particular a compressed air operated service brake of the vehicle per predetermined time unit or per predetermined previously traveled distance;
  • the extent of the change or a change in the loading state of the vehicle can, for example, relative to the last connection of the Compressor to be determined, so to the switching of the Wegzyklusses, for which the last reference value has been specified.
  • the new reference value is then changed or redefined according to the change or the extent of the change in the loading state.
  • the previously traveled distance can be, for example, at least one kilometer, the time unit at least one minute.
  • the actuations of the service brake can be detected according to an embodiment via actuations of an additionally provided hydrodynamic retarder.
  • the actuations of the retarder itself per traveled distance or time unit can be used as driving cycle parameters.
  • the operating data of a transmission of the vehicle in particular automatic transmission of the vehicle, can advantageously be used.
  • the corresponding operating data or driving cycle parameters can then be used by means of a big data approach or as mass data to determine the anticipated air requirement and thus the reference value for the Zuschaltdauer via at least one stored map or by conversion into a characteristic value.
  • the corresponding determination, and in particular the at least one characteristic map can be made in a local control device of the vehicle or else centrally within the framework of a telemetry system.
  • the compressed air consumption and / or the switch-on time of compressed air consumers of the vehicle is detected and the reference value is changed or specified depending on the detected compressed air consumption and / or the switch-on time.
  • the compressor is driven as a function of the rotational speed of a drive motor of the vehicle, wherein the drive motor is designed in particular as an internal combustion engine, and the reference value or reference range is changed or specified as a function of the current rotational speed of the drive motor.
  • compressed air is fed to the compressor in the supply state via an overflow valve in the compressed air supply or compressed air line and the transition to the non-feed state, the spill valve is opened to release pressure, so that the compressor free of backpressure, especially in an idle circuit for loss reduction , revolves.
  • the Zuschaltdauer the compressor can be determined from the switching state of the spill valve, for example by means of a switch, in particular micro-switch, which is actuated by the overflow at least indirectly.
  • the overflow valve is switched by means of a control signal, in particular in the form of a control air pressure in a control compressed air line, and the control signal is detected directly or indirectly to determine the Zuschaltdauer of the compressor.
  • a control signal in particular in the form of a control air pressure in a control compressed air line
  • the control signal is detected directly or indirectly to determine the Zuschaltdauer of the compressor.
  • a pressure switch may be provided in the control compressed air line, which generates a signal of Zuschaltdauer or to determine the Zuschaltdauer.
  • the compressor is driven via a disconnect clutch which is closed in the feed state and opened in the non-feed state, the latter to stop the compressor, and a signal driving the clutch can then be used to determine the reconnection period of the compressor.
  • the air pressure is detected on a pressure side of the compressor and used to determine the Zuschaltdauer of the compressor. Again, a pressure switch may be provided in the corresponding line.
  • the compressor has at least one idling valve, which is closed in the fed state of the compressor and open in the non-feeding state of the compressor and the switching state, in particular the position of the idling valve, if this is carried out with a movable valve body, is used to determine the Zuschaltdauer the compressor.
  • the position of the idle valve can be detected by means of a proximity sensor.
  • the reference value is varied as a function of this change on the basis of a prognosis of the anticipated switch-on time at the at least one changed driving cycle parameter.
  • Driving cycle parameters can be determined directly or indirectly. For example, when using the invention in a bus, a change in load may be detected to determine that passengers are getting in or out, with such a passenger change being door operated, resulting in air consumption on doors operated by compressed air. Thus, it may be sufficient to determine if a load change has occurred, even without detecting whether the load has increased or decreased.
  • Driving cycle parameters can also be detected via the vehicle electronics, for example, be determined via the so-called CAN bus and then evaluated. These data can be correspondingly in an electronic Control unit, for example, the transmission control, detected and in particular compared with default values to evaluate an influence of the changed driving cycle parameters on the air consumption or estimated air consumption, in order to change or set the reference value accordingly.
  • the compressor is equipped with an idle circuit, this can be advantageously designed as an automatic idling circuit, that is, the at least one idle valve opens depending on operating conditions in the compressor or on the compressor, in particular on the compressor pressure side. If a proximity sensor is used to detect the switching position of at least one idling valve, this can be based, for example, on the Hall effect.
  • a fault can be detected, for example, by the fact that, with the driving cycle parameters unchanged, a (not forecasted) extended turn-on duration of the compressor is detected.
  • This can be used in particular for an error entry in the control unit and this error entry can advantageously be transmitted to a telemetry system.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle with a vehicle compressed air system 1 is shown schematically, comprising a compressor 2, for example, designed as a two-stage compressor, which is at least indirectly driven by a drive motor 3 of the vehicle.
  • the drive motor 3 further drives via a gear 4 drive wheels 5 of the vehicle.
  • the compressor 2 feeds via an overflow valve 6 in a feed state compressed air into the pressure circuits 7, 8, which are only partially indicated here.
  • a compressed air reservoir 9 is positioned in each pressure circuit 7, 8, here in each case in the form of a container.
  • Each compressed air reservoir 9 is connected via a compressed air line 10 to the compressor 2 and the overflow valve 6. Compressed air from each compressed air reservoir 9 is supplied via further lines to the consumers not shown here in the pressure circuits 7, 8.
  • the overflow valve 6 is controlled by means of a control unit 1 1 of the compressed air system 1, in the illustrated embodiment via a control valve 12 which acts on the overflow valve 6 according to the desired switching position with compressed air for the actuation, see the control compressed air line 26th
  • the overflow valve 6 has a pressure relief 13, via which it vented in a switching position, the pressure side 14 of the compressor 2, so that the compressor 2 in this non-feed state, the compressed air supply to the pressure circuits 7, 8 interrupts and no longer has to work against high pressure.
  • the pressure state or pressure value of the pressure side 14 can be detected, for example, with a pressure sensor 15, and fed to a control device 16 which is set up to carry out the method according to the invention and generally has at least one processor and an electronic memory in order to execute corresponding software ,
  • the transmission 4 has a transmission control unit 17 which records operating data of the transmission and controls actuators in the transmission 4.
  • the drive motor 3 also has a control unit, here engine control unit 18, in order to control the operation of the drive motor 3 or to record operating data of the same.
  • control devices and control devices 11, 16, 17, 18 are networked with one another via a CAN bus 19 of the vehicle, as is known to the person skilled in the art, so that the operating data of the various units are also available on the CAN bus 19 and from can be retrieved there.
  • a direct or indirect control connection between the control device 16 and control devices or sensors / switches for carrying out the method according to the invention with the control device 16 is possible, for example, a connection of the control device 16 with the control unit 1 1 of the compressed air system, with the transmission control unit 17th , with the engine control unit 18 and / or with the pressure sensor 15 on the pressure side 14 of the compressor 2.
  • control device 16 picks up control data of existing control connections in order to carry out the method according to the invention.
  • a pressure sensor or pressure switch could be provided in the control compressed air line 26.
  • the control device 16 also has a control connection with a proximity sensor 21, which detects the switching position of an idle valve 22 of the compressor 2. At idle, the compressor 2, the idle valve 22 is opened to vent at least one pressure stage, and in the fed state of the compressor 2, the idle valve 22 is closed. For example, the opening and closing of the idle valve 22 can take place automatically, in particular as a function of the pressure level on the pressure side 14 of the compressor 2.
  • the control device 16 which may be embodied in the form of an independent control device or integrated into another control device, for example one of the further control devices shown, detects the connection duration of the compressor 2 and compares it with a predetermined reference value or reference range, in particular in the control device 16 is deposited. Furthermore, the control device 16 detects at least one driving cycle parameter, which is defined in particular by one or more operating data which here on one or more of the control units shown 1 1, 17, 18 or sensors 15, 21 or the control connection 20 or the CAN bus 19 Available. Depending on at least one driving cycle parameter, the reference value or reference range for the connecting duration of the compressor 2 is changed or predetermined by the control device 16, and a fault is detected when a deviation is detected.
  • a central travel control 24 which, together with the further control devices illustrated, takes over the control of the individual units.
  • a central drive control 24 could also be set up to carry out the method according to the invention.
  • the central drive control 24 accesses service brakes 25 of the vehicle or detects the brake actuation, so that these can also be used as drive cycle parameters.
  • control device 16 it is also possible to provide a telemetry system 23 which carries out the method according to the invention or carries it out together with the control device 16.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugdruckluftsystems, das einen zwischen einem Speisungszustand und einem Nichtspeisungszustand schaltbaren Kompressor aufweist, wobei der Kompressor im Speisungszustand Druckluft in einen Druckluftvorrat oder eine Druckluftleitung des Fahrzeugdruckluftsystems einspeist und im Nichtspeisungszustand die Drucklufteinspeisung des Kompressors unterbrochen ist, mit den folgenden Schritten: - Erfassen einer Zuschaltdauer des Kompressors, die durch die Zeitspanne zwischen einem Schalten des Kompressors in den Speisungszustand und dem nächsten Schalten in den Nichtspeisungszustand bestimmt wird; - Vergleichen der Zuschaltdauer mit einem Referenzwert oder Referenzbereich; - Feststellen einer Störung des Fahrzeugdruckluftsystems, wenn die Zuschaltdauer vom Referenzwert oder Referenzbereich abweicht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Fahrzyklusparameter fortlaufend oder in Intervallen erfasst wird und der Referenzwert dynamisch in Abhängigkeit des wenigstens einen erfassten Fahrzyklusparameters verändert oder vorgegeben wird.

Description

Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugdruckluftsystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugdruckluftsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .
Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge wie Lastkraftwagen, Busse oder Sonderfahrzeuge, wie sie die vorliegende Erfindung besonders betrifft, weisen ein Fahrzeugdruckluftsystem auf, bei welchem mit einem Kompressor Druckluft in wenigstens einen, in der Regel mehrere parallele Luftkreise gespeist wird, beispielsweise über ein Mehrkreis-Schutzventil, an welchem die einzelnen Luftkreise zu ihrer Versorgung mit Druckluft angeschlossen sind. Jeder Luftkreis weist in der Regel einen Druckluftvorrat, beispielsweise in Form von einem oder mehreren Luftbehältern auf, der mittels des Kompressors mit Druckluft befüllt wird und seine Druckluft dann nachfolgend an die verschiedenen Luftverbraucher im Druckluftsystem entsprechend deren Bedarfs abgibt. Prinzipiell kann die vorliegende Erfindung jedoch auch bei Systemen ohne besonderen Druckluftvorrat angewendet werden, in welchen der Kompressor die Druckluft in eine Druckluftleitung einspeist. In der Regel fördert der Kompressor nicht permanent Druckluft in den Druckluftvorrat oder die Druckluftleitung, sondern nur in Intervallen, nämlich nur dann, wenn ein zusätzlicher Druckluftbedarf im Druckluftsystem festgestellt wird, beispielsweise aufgrund eines vorherigen Verbrauchs von Druckluft. Wenn dieser Bedarf festgestellt wurde, schaltet der Kompressor in einen Speisungszustand und speist solange Druckluft in den Druckluftvorrat oder die Druckluftleitung, bis der Druckluftbedarf in ausreichendem Maße befriedigt wurde. Anschließend kann der Kompressor aus dem Speisungszustand in einen Nichtspeisungszustand geschaltet werden, um entsprechend die notwendige Antriebsenergie zum Antreiben des Kompressors einzusparen oder zumindest zu reduzieren. Es sind sowohl Ausführungsformen bekannt, bei welchen der Kompressor im Nichtspeisungszustand stillsteht, demnach keine Antriebsleistung für den Kompressor notwendig ist. Dies kann beispielsweise durch Abkoppeln des Kompressors vom Antriebsstrang mittels einer Trennkupplung erfolgen. Bei anderen Ausführungsformen läuft der Kompressor permanent um und der Übergang vom Speisungszustand in den Nichtspeisungszustand wird dadurch erreicht, dass die druckluftleitende Verbindung zwischen der Druckseite des Kompressors und dem Druckluftvorrat beziehungsweise der Druckluftleitung, in welchen/welche der Kompressor im Speisungszustand Druckluft einspeist, unterbrochen wird. Beispielsweise kann diese Unterbrechung durch Öffnen eines sogenannten Überströmventils erfolgen, wodurch der Luftdruck auf der Druckseite des Kompressors abgelassen wird, sodass der Kompressor nicht mehr gegen ein entsprechend hohes Druckniveau arbeiten muss. Zusätzlich oder alternativ kann eine Leerlaufeinrichtung des Kompressors betätigt werden, um einzelne oder alle Druckstufen des Kompressors in Leerlauf zu schalten, das heißt die entsprechenden Zylinderräume oder Druckseiten der einzelnen Kompressorstufen zu entlüften.
Um Störungen im Fahrzeugdruckluftsystem, beispielsweise durch Undichtigkeiten oder defekte Aggregate frühzeitig erkennen zu können, wurde bereits vorgeschlagen, die Füllzeit des Kompressors, das heißt die Zeitdauer, über welche der Kompressor in einem Speisungszustand zugeschaltet ist, zu überwachen und mit einem Referenzwert oder einem Referenzbereich zu vergleichen. Wenn sich die Füllzeit unerwartet verlängert, kann hieraus auf eine Störung, insbesondere auf eine Undichtigkeit im System geschlossen werden. Dies setzt allerdings voraus, dass das Zuschalten des Kompressors in den Speisungszustand und das nächste Schalten des Kompressors in den Nichtspeisungszustand bei bestimmten Drücken im Druckluftsystem, das heißt bei bestimmten Gegendrücken für den Kompressor auf dessen Druckseite, erfolgt (sogenannte Zweipunkt-Regelung). Es sind jedoch auch Fahrzeugdruckluftsysteme bekannt, bei denen das Schalten des Kompressors in den Speisungszustand nicht mehr ausschließlich durch das Erreichen eines unteren Druckwertes im Druckluftsystem ausgelöst wird, sondern bei welchen die Antriebsleistung des Kompressors gezielt zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs herangezogen wird, das heißt der Kompressor wird auch dann in den Speisungszustand geschaltet, wenn ein Bremsen des Fahrzeugs erforderlich ist. Damit wird die Zuschaltdauer des Kompressors jedoch nicht mehr allein in Abhängigkeit des Zustands des Fahrzeugdruckluftsystems bestimmt, sondern externe Randbedingungen des Fahrzustands bestimmen den Zeitpunkt des Übergangs vom Speisungszustand in den Nichtspeisungszustand und umgekehrt. Dies ist vor allem bei sogenannten Micro- oder Mini-Hybridsystemen der Fall.
In der Praxis hat sich daher die bekannte Überwachung des Fahrzeugdruckluftsystems anhand der Zuschaltdauer des Kompressors als nicht ausreichend erwiesen. Es wurden Überlegungen angestellt, anstelle der Zuschaltdauer des Kompressors den Gradient des Druckaufbaus im Druckluftvorrat oder einer Druckluftleitung des Fahrzeugdruckluftsystems zu überwachen, wenn sich der Kompressor im Speisungszustand befindet. Allerdings setzt dies zusätzliche Drucksensoren im Druckluftsystem voraus, welche den Druckgradienten erlassen, was die Kosten erhöht und die Zuverlässigkeit der Überwachung aufgrund von Ungenauigkeiten reduziert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugdruckluftsystems anzugeben, das zuverlässig auch bei externer Einflussnahme auf die Schaltung des Kompressors arbeitet und zugleich kostengünstig umsetzbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugdruckluftsystenns, wobei das Fahrzeugdruckluftsystem einen zwischen einem Speisungszustand und einem Nichtspeisungszustand schaltbaren Kompressor aufweist und der Kompressor im Speisungszustand Druckluft in einen Druckluftvorrat oder eine Druckluftleitung des Fahrzeugdruckluftsystems einspeist sowie im Nichtspeisungszustand die Drucklufteinspeisung des Kompressors unterbrochen ist, weist die folgenden Schritte auf:
- Erfassen einer Zuschaltdauer des Kompressors, wobei die Zuschaltdauer durch die Zeitspanne zwischen einem Schalten des Kompressors in den
Speisungszustand und dem nächsten, das heißt dem unmittelbar folgenden Schalten des Kompressors in den Nichtspeisungszustand bestimmt wird;
- Vergleichen der Zuschaltdauer mit einem Referenzwert oder mit einem Referenzbereich;
- Feststellen einer Störung des Fahrzeugdruckluftsystems, wenn die erfasste Zuschaltdauer vom Referenzwert oder Referenzbereich abweicht. Erfindungsgemäß wird wenigstens ein Fahrzyklusparameter fortlaufend oder in Intervallen erfasst und der Referenzwert wird dynamisch in Abhängigkeit des wenigstens einen erfassten Fahrzyklusparameters verändert oder vorgegeben.
Die Intervalle können regelmäßige oder unregelmäßige Intervalle sein.
Erfindungsgemäß wird somit eine bewährte Berücksichtigung der Zuschaltdauer des Kompressors zur Überwachung des Fahrzeugdruckluftsystems mit der Berücksichtigung externer Parameter kombiniert, sodass insbesondere auf Drucksensoren oder zumindest zusätzliche Drucksensoren für die Überwachung im Fahrzeugdruckluftsystem verzichtet werden kann, mit welchen ein Gradient des Druckaufbaus festgestellt wird. Solche externen Parameter erfahren eine Änderung auf Grundlage von Vorgängen, die außerhalb des Fahrzeugdruckluftsystems stattfinden, wobei insbesondere als Fahrzyklusparameter, wie diese externen Parameter vorliegend bezeichnet werden, wenigstens eine oder mehrere der nachfolgenden Größen verwendet werden:
- Die Anzahl von Fahrzeugstopps pro vorgegebener zuvor mit dem Fahrzeug zurückgelegter Fahrtstrecke oder pro vorgegebener Zeiteinheit;
- die Anzahl von Fahrzeugverzögerungen wenigstens um ein vorgegebenes Ausmaß pro vorgegebener zuvor zurückgelegter Fahrtstrecke des Fahrzeugs oder pro vorgegebener Zeiteinheit; - die Anzahl von Betätigungen einer Fahrzeugbremse, insbesondere einer druckluftbetätigten Betriebsbremse des Fahrzeugs pro vorgegebener Zeiteinheit oder pro vorgegebener zuvor zurückgelegter Fahrtstrecke;
- die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit;
- die Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf einer zuvor zurückgelegten Fahrtstrecke des Fahrzeugs oder während einer vorgegebenen Zeiteinheit; - der Beladungszustand des Fahrzeugs, eine Änderung des
Beladungszustandes des Fahrzeugs und/oder das Ausmaß der Änderung des Beladungszustands des Fahrzeugs.
Das Ausmaß der Änderung oder eine Änderung des Beladungszustandes des Fahrzeugs kann beispielsweise relativ zu dem letzten Zuschalten des Kompressors bestimmt werden, also zu dem Zuschalten des Schaltzyklusses, für den der letzte Referenzwert vorgegeben wurde. Der neue Referenzwert wird dann entsprechend der Änderung oder des Ausmaßes der Änderung des Beladungszustandes verändert beziehungsweise neu vorgegeben.
Die zuvor zurückgelegte Fahrstrecke kann beispielsweise wenigstens einen Kilometer betragen, die Zeiteinheit wenigstens eine Minute. Die Betätigungen der Betriebsbremse können gemäß einer Ausführungsform über Betätigungen eines zusätzlich vorgesehenen hydrodynamischen Retarders erfasst werden. Auch die Betätigungen des Retarders selbst pro zurückgelegter Fahrstrecke beziehungsweise Zeiteinheit können als Fahrzyklusparameter herangezogen werden.
Zur Bestimmung der Fahrzyklusparameter können vorteilhaft die Betriebsdaten eines Getriebes des Fahrzeugs, insbesondere Automat-Getriebes des Fahrzeugs herangezogen werden. Die entsprechenden Betriebsdaten beziehungsweise Fahrzyklusparameter können dann mittels eines Big-Data-Ansatzes beziehungsweise als Massendaten verwendet werden, um über wenigstens ein hinterlegtes Kennfeld beziehungsweise durch Umwandlung in einen Kennwert den voraussichtlichen Luftbedarf und damit den Referenzwert für die Zuschaltdauer zu bestimmen. Die entsprechende Bestimmung und insbesondere das wenigstens eine Kennfeld können in einer lokalen Steuereinrichtung des Fahrzeugs oder auch zentral im Rahmen eines Telemetriesystems erfolgen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Druckluftverbrauch und/oder wird die Einschaltzeit von Druckluftverbrauchern des Fahrzeugs erfasst und der Referenzwert wird in Abhängigkeit des erfassten Druckluftverbrauchs und/oder der Einschaltzeit verändert oder vorgegeben. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kompressor in Abhängigkeit der Drehzahl eines Antriebsmotors des Fahrzeugs angetrieben wird, wobei der Antriebsmotor insbesondere als Verbrennungsmotor ausgeführt ist, und der Referenzwert oder Referenzbereich in Abhängigkeit der aktuellen Drehzahl des Antriebsmotors verändert oder vorgegeben wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird mit dem Kompressor im Speisungszustand Druckluft über ein Überströmventil in den Druckluftvorrat oder die Druckluftleitung eingespeist und beim Übergang zum Nichtspeisungszustand wird das Überströmventil geöffnet, um Druck abzulassen, sodass der Kompressor frei von einem Gegendruck, insbesondere in einer Leerlaufschaltung zur Verlustreduzierung, umläuft. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Zuschaltdauer des Kompressors aus dem Schaltzustand des Überströmventils bestimmt werden, beispielsweise mittels eines Schalters, insbesondere Mikroschalters, der vom Überströmventil zumindest mittelbar betätigt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Überströmventil mittels eines Steuersignals, insbesondere in Form eines Steuerluftdruckes, in einer Steuerdruckluftleitung geschaltet, und das Steuersignal wird direkt oder indirekt erfasst, um die Zuschaltdauer des Kompressors zu bestimmen. Beispielsweise kann ein Druckschalter in der Steuerdruckluftleitung vorgesehen sein, der ein Signal der Zuschaltdauer oder zur Bestimmung der Zuschaltdauer erzeugt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Kompressor über eine Trennkupplung angetrieben, die im Speisungszustand geschlossen ist und im Nichtspeisungszustand geöffnet wird, letzteres um den Kompressor anzuhalten, und ein die Kupplung ansteuerndes Signal kann dann zur Bestimmung der Zuschaltdauer des Kompressors verwendet werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Luftdruck auf einer Druckseite des Kompressors erfasst und zur Bestimmung der Zuschaltdauer des Kompressors herangezogen. Auch hier kann ein Druckschalter in der entsprechenden Leitung vorgesehen sein.
Vorteilhaft weist der Kompressor wenigstens ein Leerlaufventil auf, das im Speisungszustand des Kompressors geschlossen und im Nichtspeisungszustand des Kompressors geöffnet ist und der Schaltzustand, insbesondere die Stellung des Leerlaufventils, wenn dieses mit einem beweglichen Ventilkörper ausgeführt ist, wird zur Bestimmung der Zuschaltdauer des Kompressor verwendet. Beispielsweise kann die Stellung des Leerlaufventils mittels eines Näherungssensors erfasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird bei einer Veränderung des wenigstens einen erfassten Fahrzyklusparameters der Referenzwert in Abhängigkeit dieser Veränderung auf Grundlage einer Prognose der zu erwartenden Zuschaltzeit bei dem wenigstens einen veränderten Fahrzyklusparameter variiert. Fahrzyklusparameter können direkt oder indirekt bestimmt werden. Beispielsweise bei Anwendung der Erfindung in einem Bus kann eine Änderung der Beladung erfasst werden, um festzustellen, dass Fahrgäste zu- oder ausgestiegen sind, wobei bei einem solchen Fahrgastwechsel eine Türbetätigung erfolgt, was bei mit Druckluft betätigten Türen zu einem Luftverbrauch führt. Somit kann es ausreichend sein, festzustellen, ob ein Beladungswechsel stattgefunden hat, sogar ohne zu erfassen, ob die Beladung zu- oder abgenommen hat.
Fahrzyklusparameter können auch über die Fahrzeugelektronik erfasst werden, beispielsweise über den sogenannten CAN-Bus ermittelt und anschließend ausgewertet werden. Diese Daten können entsprechend in einem elektronischen Steuergerät, beispielsweise der Getriebesteuerung, erfasst und insbesondere mit Vorgabewerten verglichen werden, um einen Einfluss der geänderten Fahrzyklusparameter auf den Luftverbrauch oder voraussichtlichen Luftverbrauch zu bewerten, um demgemäß den Referenzwert zu verändern oder geändert vorzugeben.
Wenn der Kompressor mit einer Leerlaufschaltung ausgerüstet ist, kann diese vorteilhaft als selbsttätige Leerlaufschaltung ausgeführt sein, das heißt das wenigstens eine Leerlaufventil öffnet in Abhängigkeit von Betriebszuständen im Kompressor beziehungsweise am Kompressor, insbesondere auf der Kompressordruckseite. Wenn zur Erfassung der Schaltstellung wenigstens eines Leerlaufventils ein Näherungssensor verwendet wird, kann dieser beispielsweise auf dem Hall-Effekt basieren.
Eine Störung kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass bei unveränderten Fahrzyklusparametern eine (nicht prognostizierte) verlängerte Zuschaltdauer des Kompressors erfasst wird. Dies kann insbesondere zu einem Fehlereintrag im Steuergerät verwendet werden und dieser Fehlereintrag kann vorteilhaft an ein Telemetriesystem übermittelt werden.
Auf eine Störung kann insbesondere auch denn geschlossen werden, wenn bei wenigstens einem veränderten relevanten Fahrzyklusparameter die veränderte Zuschaltdauer nicht einer prognostizierten veränderten Zuschaltdauer entspricht. Auch hier kann entsprechend ein Fehlereintrag im Steuergerät erzeugt werden und gegebenenfalls an ein Telemetriesystem weitergegeben werden. Stimmt hingegen bei veränderten Fahrzyklusparametern eine veränderte Zuschaltdauer mit einer prognostizierten Zuschaltdauer überein, kann hieraus auf ein störungsfreies System geschlossen werden.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figur exemplarisch erläutert werden. In der Figur 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugdruckluftsystem 1 dargestellt, umfassend einen Kompressor 2, beispielsweise als zweistufiger Kompressor ausgeführt, der zumindest mittelbar über einen Antriebsmotor 3 des Fahrzeugs angetrieben wird. Der Antriebsmotor 3 treibt ferner über ein Getriebe 4 Antriebsräder 5 des Fahrzeugs an.
Der Kompressor 2 speist über ein Überströmventil 6 in einem Speisungszustand Druckluft in die Druckkreise 7, 8 ein, die hier nur teilweise angedeutet sind. In jedem Druckkreis 7, 8 ist vorliegend ein Druckluftvorrat 9 positioniert, hier jeweils in Form eines Behälters. Jeder Druckluftvorrat 9 ist über eine Druckluftleitung 10 am Kompressor 2 beziehungsweise dem Überströmventil 6 angeschlossen. Druckluft aus jedem Druckluftvorrat 9 wird über weitere Leitungen den hier nicht näher dargestellten Verbrauchern in den Druckkreisen 7, 8 zugeleitet.
Das Überströmventil 6 wird mittels eines Steuergeräts 1 1 des Druckluftsystems 1 gesteuert, im gezeigten Ausführungsbeispiel über ein Steuerventil 12, das das Überströmventil 6 entsprechend der gewünschten Schaltstellung mit Druckluft zu dessen Betätigung beaufschlagt, siehe die Steuerdruckluftleitung 26.
Das Überströmventil 6 weist einen Druckablass 13 auf, über welchen es in einer Schaltstellung die Druckseite 14 des Kompressors 2 entlüftet, sodass der Kompressor 2 in diesem Nichtspeisungszustand die Drucklufteinspeisung in die Druckkreise 7, 8 unterbricht und nicht mehr gegen einen hohen Druck arbeiten muss. Der Druckzustand beziehungsweise Druckwert der Druckseite 14 kann beispielsweise mit einem Drucksensor 15 erfasst werden, und einer Steuereinrichtung 16 zugeführt werden, die eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen und in der Regel wenigstens einen Prozessor und einen elektronischen Speicher aufweist, um eine entsprechende Software auszuführen. Das Getriebe 4 weist ein Getriebesteuergerät 17 auf, welches Betriebsdaten des Getriebes erfasst und Aktuatoren im Getriebe 4 steuert. In der Regel weist der Antriebsmotor 3 ebenfalls ein Steuergerät, hier Motorsteuergerät 18, auf, um den Betrieb des Antriebsmotors 3 zu steuern beziehungsweise Betriebsdaten desselben zu erfassen.
Insbesondere sind alle Steuergeräte und Steuereinrichtungen 1 1 , 16, 17, 18 über einen CAN-Bus 19 des Fahrzeugs miteinander vernetzt, wie dies dem Fachmann bekannt ist, sodass die Betriebsdaten der verschiedenen Aggregate auch auf dem CAN-Bus 19 zur Verfügung stehen und von dort abgerufen werden können. Zusätzlich oder alternativ ist jedoch auch eine direkte oder indirekte Steuerverbindung zwischen der Steuereinrichtung 16 und Steuergeräten oder Sensoren/Schaltern zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Steuereinrichtung 16 möglich, beispielsweise eine Verbindung der Steuereinrichtung 16 mit dem Steuergerät 1 1 des Druckluftsystems, mit dem Getriebesteuergerät 17, mit dem Motorsteuergerät 18 und/oder mit dem Drucksensor 15 auf der Druckseite 14 des Kompressors 2.
Wie anhand der Steuerverbindung 20 zwischen dem Steuergerät 1 1 und dem Steuerventil 12 gezeigt, ist es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch möglich, dass die Steuereinrichtung 16 Steuerdaten bestehender Steuerverbindungen abgreift, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Alternativ könnte auch ein Drucksensor oder Druckschalter in der Steuerdruckluftleitung 26 vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung 16 weist ferner eine Steuerverbindung mit einem Näherungssensor 21 auf, der die Schaltstellung eines Leerlaufventils 22 des Kompressors 2 erfasst. Im Leerlauf des Kompressors 2 ist das Leerlaufventil 22 geöffnet, um wenigstens eine Druckstufe zu entlüften, und im Speisungszustand des Kompressors 2 ist das Leerlaufventil 22 geschlossen. Beispielsweise kann das Öffnen und das Schließen des Leerlaufventils 22 selbsttätig erfolgen, insbesondere in Abhängigkeit des Druckniveaus auf der Druckseite 14 des Kompressors 2.
Die Steuereinrichtung 16, die in Form eines selbstständigen Steuergeräts oder auch integriert in ein anderes Steuergerät, beispielsweise eines der weiteren gezeigten Steuergeräte, ausgeführt sein kann, erfasst die Zuschaltdauer des Kompressors 2 und vergleicht diese mit einem vorgegebenen Referenzwert oder Referenzbereich, der insbesondere in der Steuereinrichtung 16 hinterlegt ist. Ferner erfasst die Steuereinrichtung 16 wenigstens einen Fahrzyklusparameter, der insbesondere durch einen oder mehrere Betriebsdaten definiert wird, die hier auf einem oder mehreren der gezeigten Steuergeräte 1 1 , 17, 18 oder Sensoren 15, 21 beziehungsweise der Steuerverbindung 20 oder dem CAN-Bus 19 zur Verfügung steht. In Abhängigkeit wenigstens eines Fahrzyklusparameters wird der Referenzwert oder Referenzbereich für die Zuschaltdauer des Kompressors 2 verändert oder durch die Steuereinrichtung 16 vorgegeben und bei Feststellen einer Abweichung wird eine Störung erfasst.
Insbesondere kann auch eine zentrale Fahrsteuerung 24 vorgesehen sein, welche zusammen mit den weiteren dargestellten Steuergeräten die Steuerung der einzelnen Aggregate übernimmt. Auch eine solche zentrale Fahrsteuerung 24 könnte eingerichtet sein, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Beispielsweise greift die zentrale Fahrsteuerung 24 auf Betriebsbremsen 25 des Fahrzeugs zu beziehungsweise erfasst die Bremsbetätigung, sodass auch diese als Fahrzyklusparameter herangezogen werden kann.
Anstelle oder zusätzlich zu der hier dargestellten Steuereinrichtung 16 kann auch ein Telemetriesystem 23 vorgesehen sein, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt oder zusammen mit der Steuereinrichtung 16 ausführt.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugdruckluftsystems (1 ), das einen zwischen einem Speisungszustand und einem Nichtspeisungszustand schaltbaren Kompressor (2) aufweist, wobei der Kompressor (2) im Speisungszustand Druckluft in einen Druckluftvorrat (9) oder eine Druckluftleitung (10) des Fahrzeugdruckluftsystems (1 ) einspeist und im Nichtspeisungszustand die Drucklufteinspeisung des Kompressors (2) unterbrochen ist, mit den folgenden Schritten:
1 .1 Erfassen einer Zuschaltdauer des Kompressors (2), die durch die Zeitspanne zwischen einem Schalten des Kompressors (2) in den Speisungszustand und dem nächsten Schalten in den Nichtspeisungszustand bestimmt wird;
1 .2 Vergleichen der Zuschaltdauer mit einem Referenzwert oder Referenzbereich;
1 .3 Feststellen einer Störung des Fahrzeugdruckluftsystems (1 ), wenn die Zuschaltdauer vom Referenzwert oder Referenzbereich abweicht;
dadurch gekennzeichnet, dass
1 .4 wenigstens ein Fahrzyklusparameter fortlaufend oder in Intervallen erfasst wird und der Referenzwert dynamisch in Abhängigkeit des wenigstens einen erfassten Fahrzyklusparameters verändert oder vorgegeben wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzyklusparameter wenigstens eine oder mehrere der nachfolgenden Größen verwendet werden:
Anzahl von Fahrzeugstopps pro vorgegebener zuvor zurückgelegter Fahrtstrecke des Fahrzeugs oder pro vorgegebener Zeiteinheit;
Anzahl von Fahrzeugverzögerungen wenigstens um ein vorgegebenes Ausmaß pro vorgegebener zuvor zurückgelegter Fahrtstrecke des Fahrzeugs oder pro vorgegebener Zeiteinheit; Anzahl von Betätigungen einer Fahrzeugbremse, insbesondere einer druckluftbetätigten Bet ebsbremse (25) auf einer vorgegebenen zuvor zurückgelegten Fahrtstrecke oder pro vorgegebener Zeiteinheit;
Fahrzeuggeschwindigkeit;
- Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf einer zuvor zurückgelegten Fahrtstrecke oder pro vorgegebener Zeiteinheit;
Beladungszustand des Fahrzeugs und/oder Ausmaß oder Änderung des Beladungszustands des Fahrzeugs.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftverbrauch und/oder die Einschaltzeit von Druckluftverbrauchern des Fahrzeugs erfasst wird/werden und der Referenzwert oder der Referenzbereich in Abhängigkeit des erfassten Druckluftverbrauchs und/oder der Einschaltzeit verändert oder vorgegeben wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (2) in Abhängigkeit der Drehzahl eines Antriebsmotors (3) des Fahrzeugs angetrieben wird und der Referenzwert oder Referenzbereich in Abhängigkeit der aktuellen Drehzahl des Antriebsmotors (3) verändert oder vorgegeben wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (2) im Speisungszustand Druckluft über ein Überströmventil (6) in den Druckluftvorrat (9) oder die Druckluftleitung (10) einspeist und beim Übergang zum Nichtspeisungszustand das Überströmventil (6) zum Druckablassen geöffnet wird, sodass der Kompressor (2) frei von einem Gegendruck insbesondere in einer Leerlaufschaltung zur Verlustreduzierung umläuft.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschaltdauer aus dem Schaltzustand des Überströmventils (6) bestimmt wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Überströmventils (6) ein Schalter, insbesondere Mikroschalter, betätigt wird, um die Zuschaltdauer zu bestimmen.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (6) mittels eines Steuersignals, insbesondere in Form eines Steuerluftdruckes in einer Steuerdruckluftleitung (26), geschaltet wird, und das Steuersignal direkt oder indirekt, insbesondere mittels eines Druckschalters in der Steuerdruckluftleitung (26) erfasst wird und daraus die Zuschaltdauer bestimmt wird.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (2) über eine Trennkupplung angetrieben wird, die im Speisungszustand geschlossen ist und im Nichtspeisungszustand geöffnet ist, um den Kompressor (2) anzuhalten, und dass ein die Kupplung ansteuerndes Signal zur Bestimmung der Zuschaltdauer verwendet wird.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck auf einer Druckseite (14) des Kompressors (2) erfasst wird und zur Bestimmung der Zuschaltdauer des Kompressors (2) verwendet wird.
1 1 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (2) wenigstens ein Leerlaufventil (22) aufweist, das im Speisungszustand geschlossen und im Nichtspeisungszustand geöffnet ist und der Schaltzustand, insbesondere die Stellung des Leerlaufventils (22) zur Bestimmung der Zuschaltdauer verwendet wird, und insbesondere über einen Näherungssensor (21 ) erfasst wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Veränderung des wenigstens einen Fahrzyklusparameters der Referenzwert oder Referenzbereich in Abhängigkeit der Veränderung auf Grundlage einer Prognose der zu erwartenden Zuschaltzeit bei dem wenigstens einen veränderten Fahrzyklusparameter verändert wird.
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