用于机动车辆的压缩空气系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种压缩空气系统，所述压缩空气系统用于具有空气供给系统的机动 车辆、特别是用于在商用道路车辆中使用。
【背景技术】
[0002] 例如从US2009/0254246A1中获知上述类型的电动压缩机。如上述专利文献中所 述，内燃机驱动直流发电机以对连接至压缩机的电动马达的电池进行充电。压缩机通过空 气处理单元与空气储罐连接。空气系统控制器控制压缩机的电动马达。
[0003] 如果空气系统储罐中的空气压力小于设定的最小值，则空气系统控制器启动马达 和空气压缩机以便为空气储罐充气，以更高转速运转马达。随着空气储罐中的压力增加，马 达转速保持恒定或斜坡下降。当空气储罐中的压力增加到设定的最大值时，空气系统控制 器将驱动马达和压缩机设置成关闭以停止空气充气操作。
[0004] 此外，当空气制动系统排出空气以停止车辆时，空气制动系统的操作停止驱动马 达和压缩机的动作以节约能量。
[0005] 而且，能够考虑将压缩机的温度用于控制压缩机的驱动马达的转速。
[0006] 因此，压缩机的驱动马达的转速基于空气系统储罐中的压力和车辆的某些操作参 数是可变的。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是减小压缩机的驱动马达的功耗，以使得能够节约燃料并且减少排 放。
[0008] 该目的通过根据权利要求1所述的特征实现。
[0009] 本发明涉及一种用于具有空气供给系统的机动车辆的压缩空气系统，所述压缩空 气系统包括：
[0010] -电动马达，所述电动马达可以被控制用于获得可变转速，
[0011] -空气压缩机，所述空气压缩机被联接成由所述电动马达驱动，
[0012] -电源，所述电源用于向所述电动马达供应电力，
[0013] -至少一个空气储罐，所述至少一个空气储罐与所述空气压缩机连接以接收来自 所述空气压缩机的空气，
[0014] -空气利用系统，所述空气利用系统连接至所述至少一个空气储罐以接收来自所 述至少一个空气储罐的空气，以及
[0015] -控制器，所述控制器控制所述电动马达的转速。
[0016] 本发明的特征在于所述控制器控制所述电动马达以根据以下信号中的至少一种 信号确定所述电动马达的转速：
[0017] -表示所述车辆的加速踏板的激活状态的信号，
[0018] -表示所述车辆的速度的信号，
[0019] -表示所述电源的温度的信号，
[0020] -表示所述电动马达的温度的信号，
[0021] -表示由所述空气压缩机压缩的空气的湿度水平的信号，
[0022] -表示所述空气压缩机的负荷的信号，
[0023] -表示所述空气压缩机的运转时间的信号，
[0024] -表示所述电源的状态的信号。
[0025] 换言之，用于驱动压缩机的电动马达的转速的确定取决于表示车辆状态的信号例 如车辆的控制器局域网的信号、加速踏板信号、制动踏板信号、车辆速度信号、电源或功率 级（power stage)的温度信号、电动马达的温度信号，取决于描述压缩空气系统的状态（压 力水平、湿度水平、压缩机占空比、压缩机运转时间等）的信号，取决于表示电源状态（充电 状态、功能状态、可用性状态）和电网状态（电流、电压）的信号。
[0026] 压缩机的电动马达的转速的计算优选地基于作为压缩机转速和背压的函数的、用 于压缩机的空气流速和功耗映射的函数逼近和/或查询表，所述的压缩机转速和背压通过 测量和/或车辆测试或者理论考量而确定。
[0027] 由此，能够减小压缩机的电动马达的功耗。
[0028] 优选地，所述电源、所述控制器和所述电动马达通过供电网络连接，其中所述控制 器控制所述电动马达以根据表示所述供电网络的状态的信号确定所述电动马达的转速。这 样的信号优选地是电压和/或传导电流。
[0029] 根据优选实施例，基于至少一个函数和/或至少一个查询表确定所述电动马达的 转速，其中前述信号中的至少一种是用于所述至少一个函数和/或所述至少一个查询表的 输入变量。
[0030] 此外，能够基于所述车辆的压缩空气系统的空气消耗确定所述电动马达的转速。
[0031] 根据另一方面，所述电动马达的转速由所述控制器以这样的方式控制：如果所述 空气储罐中的压力水平低于最小水平并且如果所述电源的功率级达到或超过设定的功率 级限制，则所述电动马达以其最大转速操作，直到所述空气储罐中的压力水平达到截止压 力水平，或者如果所述空气储罐中的压力水平低于设定的压力限制并且如果所述电源的功 率级低于所述设定的功率级限制，则所述电动马达以介于零转速和其最大转速之间的转速 操作，直到所述空气储罐中的压力水平达到所述截止压力水平。
[0032] 优选地，所述电动马达的转速由所述控制器以这样的方式控制：如果所述空气系 统储罐中的压力低于设定的压力限制，则所述电动马达被控制为以计算成适用于所述压缩 空气系统的实际空气消耗的转速操作，直到所述空气储罐中的压力水平达到设定的截止压 力水平。
[0033] 根据另一个实施例，所述电动马达的转速由所述控制器以这样的方式控制：如果 所述空气系统储罐中的压力低于设定的压力限制，则所述电动马达以计算成适用于所述压 缩空气系统的当前空气消耗的转速操作，直到所述空气储罐中的压力水平达到高于正常截 止压力水平的截止压力水平，以将更多的能量储存在所述压缩空气系统中。
[0034] 此外，所述电动马达的转速能够由所述控制器以这样的方式控制：如果所述电源 的功率级低于设定的功率级限制，或者如果所述电动马达的温度超过临界温度限制，或者 如果所述电动马达的实际转速不等于要求转速，则所述电动马达将停止。
[0035] 优选地，所述电动马达由所述控制器以这样的方式控制：如果所述压缩机被切换 到空载（offload)并且所述压缩机的电动马达的实际转速高于零，则所述电动马达以发电 机模式操作从而为所述电源充电，直到达到所述电源的设定或预定的充电水平。
[0036] 根据另一方面，所述电动马达由所述控制器以这样的方式控制：如果所述车辆的 驱动发动机的加速踏板被踩下并且所述电源的充电状态超过设定的充电限制并且电力的 消耗高于设定的消耗限制，则所述压缩机的电动马达被控制为以低于其最大转速的计算转 速操作，直到所述空气系统储罐中的压力达到设定的截止压力水平。
[0037] 此外，所述电动马达可以由所述控制器以这样的方式控制：如果环境温度低于设 定的环境温度，则所述电动马达被控制为以设定的计算转速操作，直到所述空气系统储罐 中的压力水平达到截止压力水平。
[0038] 根据一个实施例，所述电动马达由所述控制器以这样的方式控制：如果所述电动 马达的温度高于设定的温度限制，则计算所述压缩机的驱动马达的减小的第一转速，减小 所述电动马达的负荷，然后所述电动马达被控制为以该第一计算转速操作，并且另外，如果 所述电源的温度高于设定的温度限制，则所述电动马达的第一计算转速被重新计算为低于 所述第一计算转速的第二计算转速并且所述电动马达被控制为以所述第二计算转速操作， 直到所述空气系统储罐中的压力达到设定的截止压力水平。
[0039] 此外，所述电动马达可以由所述控制器以这样的方式控制：如果所述电动马达处 于空载模式所持续的时间段比设定或预定的时间段长，则所述电动马达被启动并且被控制 为以设定转速或计算转速操作，直到所述空气系统储罐中的压力达到截止压力水平。
[0040] 根据另一个实施例，所述电动马达由所述控制器以这样的方式控制：如果所述空 气系统储罐中的湿度水平高于预定或设定的湿度水平限制，则所述压缩机的电动马达停 止。
[0041] 优选地，所述电动马达由所述控制器以这样的方式控制：如果环境温度低于设定 或预定的温度，则所述电动马达被控制为启动并且以