CN104919695B

CN104919695B - 压缩机及其控制方法、压缩空气供应设备和气动系统

Info

Publication number: CN104919695B
Application number: CN201380064843.1A
Authority: CN
Inventors: 拉尔夫·布雷迈尔; 皮埃尔·塞莱斯坦·库门达; 约尔格·迈尔; 罗伯特·索恩; 乌韦·施塔贝诺
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV; ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2020-02-18
Anticipated expiration: 2033-10-30
Also published as: KR20150094749A; DE102012024400A1; US20150345490A1; KR102173651B1; WO2014090355A3; EP2932593B1; WO2014090355A2; JP6320408B2; JP2016505753A; EP2932593A2; CN104919695A; US11156220B2

Abstract

本发明涉及压缩机及其控制方法、压缩空气供应设备和气动系统。具体地，本发明涉及一种用于产生压缩空气的压缩机(400’)，其尤其用于车辆的压缩空气供应设备(1000)，该压缩机具有呈有刷直流电动机(BDC电动机)形式的电动机(500)和压缩器(400)，尤其具有至少一个第一压缩机级和第二压缩机级(401、402)的两级压缩器，该两级压缩器可以通过电动机(500)来驱动，其中，在限制电动机(500)的运行电流(IB)的情况下，电动机(500)可以借助控制装置(900)的电子控制模块(910)来控制。

Description

压缩机及其控制方法、压缩空气供应设备和气动系统

技术领域

本发明涉及一种用于产生压缩空气的压缩机。此外，本发明还涉及压缩空气供应设备、气动系统以及用于运行压缩机的方法。

背景技术

对于许多应用情况，而尤其是用于为车辆压缩空气供应设备产生压缩空气来说，开头提到的类型的压缩机被证实为是合适的。在此，压缩机具有呈有刷直流电动机形式的电动机和能通过电动机驱动的压缩器。出于不同的原因，在此涉及的有刷直流电动机(BDC电机)相对无刷直流电机(BLDC电机)被证实为是合适的，尤其是在之前提到的车辆的压缩空气供应设备的应用情况下。

BLDC电机是直流电机的结构形式，在该结构形式中，具有使电流换向的电刷的在有刷直流电动机中设置的机械的换向器通过电路来替代。BLDC电机适用于驱动较小负载设计的机器，例如通风机、软盘驱动装置、压缩器、录像机或模型飞机和类似机器，在具有更高的负载要求的汽车应用中，BLDC电机却具有各种各样的缺点；原则上，在具有在可靠性和负载相容性方面有更高要求的各种应用中，有刷直流电动机被证实是更有利的变型方案。

另一方面，在接通和关闭时，必要时也在不同的负载条件下运行时，通常通过压缩器继电器驱控且借助直流有刷电机驱动的压缩器由于其高功率消耗而具有各种各样的缺点。

为了在各种情况下基本消除这些缺点，例如在WO 2010/045993中设置有用于驱动车辆的空气供应单元的压缩器的电动机，其中，电动机具有至少一个用于驱控电动机的半导体开关。半导体开关和进而是电动机由控制装置利用脉宽调制的电压来驱控。通过该电压的占空比可以控制电动机的转速。由此，例如可以实现电动机的软启动。半导体开关的传感器输出端通过测量线路与控制装置连接。传感器输出端用于输出电流信号，该电流信号与通过半导体开关并且进而是流过电动机的电流成正比。借助电流信号，在控制装置中获知电动机的转速和由压缩器产生的压力。在该情况下，半导体开关整合在电动机的电刷桥件中。

即使软启动电路较昂贵地例如以基于控制晶体管的延时元件来构造，这种解决方案原则上在各种情况下相对通常基于闸流管的软启动电路也已经被证实是有利的，如同在用于通用电机的DE 2 758 309 C2中公开的那样。

然而，尤其在限制电动机的运行电流方面，特别是超出WO 2010/045993 A1的原则上有利的途径，用于产生压缩空气的压缩机的运行被证实为仍能改进。

发明内容

在此设计本发明，其任务是，说明了一种尤其是用于车辆的压缩空气供应的设备和方法，其中，在限制电动机的运行电流的情况下，借助电子控制装置使设置的控制件得到改善。尤其控制件通常应设计用于改善压缩机的运行方式，优选用于实现软启动、关闭运行和/或正常运行。尤其是在正常运行时，优选应可以实现压缩器的转速调节。

与设备相关的任务通过本发明以用于产生压缩空气的的压缩机来解决。

本发明从如下构思出发，即，原则上有利的是，在限制电动机的运行电流的情况下，电动机应借助电子控制模块来控制。在此，本发明的想法从如下出发，即，电动机原则上优选呈有刷直流电动机的形式。这尤其对于车辆的压缩空气供应设备来说被证实是有利的；即，尤其是在使用用于在压缩空气供应设备的压缩空气输送件中产生压缩空气的压缩机的情况下。因此，本发明的想法以原则上构思的方式从运行有刷直流电动机(BDC电机)出发，但是避免了与继电器运行相关的缺点，如同其例如在WO 2010/045993 A1中描述的那样。

此外，本发明认识到的是，仍可以改善电子控制模块(这是因为该电子控制模块尤其适用于软启动而也被称为CSS控制件(CSS，压缩器软启动))。根据本发明设置的是，电子控制模块(CSS控制模块)具有控制结构块，例如微控制器或类似的配设有逻辑电路的结构块，并且具有可实施的程序模块。

本发明的想法也涉及一种用于运行气动设备，尤其是车辆的空气弹簧设备的压缩空气供应设备和一种具有根据本发明的压缩空气供应设备并具有气动设备的气动系统。

关于方法的任务通过本发明以用于运行压缩机的方法来解决，该压缩机具有呈有刷直流电动机(BDC电机)的形式的电动机。

换句话说，对于有刷直流电动机的在时间上短暂的运行来说，例如不仅设置有不依赖于时间的运行电流限制。然而，有利地以可变的方式预先给定作为时间的函数的运行电流限制，尤其是预先给定至少一个彼此不同的第一和第二阈值电流。在此基础上，本发明的想法不仅能够实现预先给定最大的阈值电流，而且此外能够实现(通过在时间上变化地预先给定限制运行电流的阈值电流)预先给定运行电流的梯度。

本发明的以有刷直流电动机(BDC电机)为基础的想法能够实现的是，在保持有刷直流电动机(BDC电机)的优越性和优点的情况下，以改进方式在运行电流方面限制该有刷直流电动机。基于本发明的想法，可以有利地实现的是，不仅限制运行电流的绝对值，而且限制运行电流的梯度。

本发明的有利的改进方案详细地说明了如下有利的可能性，即，在任务范围内以及在其他优点方面实现上面阐述的想法。

本发明的特别优选的改进方案涉及借助附图描述的实施方式。该实施方式设置的是，根据该想法，压缩器继电器由借助微控制器驱控的半导体开关来代替。在压缩机的接通要求中，通过存储在微控制器中的程序模块限制压缩器的允许的电流消耗。在接通要求中允许的电流可以在时间上改变，从而使启动电流峰值和启动电流梯度(di/dt)受到影响。这通过快速驱控半导体开关来实现。

在压缩器的关闭要求中，通过存储在微控制器中的程序模块也可以限制压缩器的允许的关闭电流梯度。这也可以通过快速驱控半导体开关来实现。

在接通过程结束之后(也就是说在压缩机运行时)，通过存储在微控制器中的程序模块也可以通过以可变的占空比或可变的频率的PWM驱控来调节压缩器的电流消耗，从而可以使依赖于负载的，尤其依赖于压力的转速改变最小化。

基于该想法的基本思想可以构造出控制模块，以便在时间上可变地预先给定限制运行电流的阈值电流。在特别优选的改进方案的范围内，程序模块构造用于限制运行电流，以便预先给定阈值电流的作为时间的函数的至少一个阈值电流限制函数。由此可以特别有利地实现的是，运行电流目标明确地保持在包络线以下；有利地，包络线基本上通过阈值电流限制函数预先给定。改进方案提供的是，由此通常可以以进一步改善的方式实现电动机的运行，尤其是在限制运行能量供应(例如运行电流和/或运行电压)的情况下。

在改进方案中尤其设置的是，构造有控制结构块，以便中断，尤其反复短时间地中断电动机的运行(尤其是运行能量供应，即，尤其是运行电流和/或运行电压)。为此，特别优选地可以中断电动机的运行电压。中断运行(尤其是运行能量供应，即，尤其是运行电流和/或运行电压)优选针对如下情况进行，即，运行电流达到，尤其是超过或低于至少一个阈值电流限制函数的阈值电流。例如，根据预先给定的时间函数，使电动机的用于运行压缩器的允许的运行电流从初始值至结束值提高或减小。

有利地，基于本发明的想法可以有针对性地影响启动电流峰值和/或配属的启动和/或关闭时间区段的阶段长度和/或启动电流梯度；附加或替选地，这也适用于关闭电流峰值和关闭电流梯度。在改进方案中首先可以实现的是，尽管存在运行电流限制，但压缩器的可启动性和/或可关闭性没有减小或没有明显减小。这主要基于如下事实，即，在时间上变化地预先给定限制运行电流的阈值电流。在改进关闭特性方面，首先可以实现在声音上不明显的压缩器停止运行。

在特别优选的改进方案的范围内设置的是，电子控制模块还具有采样单元，通过该采样单元，能以可预先给定的采样率发送电动机的实际的运行电流的信号。采样率优选在100Hz至50000Hz，必要时最多100000Hz的范围内。特别优选地，采样率在20000Hz至30000Hz，例如在采样率为35μs时为28000Hz之间。采样率越高，那么越密切且越适宜的是，在电动机运行时可以有针对性的地在峰值和/或梯度特性方面控制启动电流和/或关闭电流。峰值限制尤其是可以通过控制启动和/或关闭时间区段内的停留时间，例如阶段长度的随后附图标记中提到的AnT_i值或AusT_i值(i＝1…n)来得到，其中，n是自然数1、2、3、4等，优选在4至10之间，但也可以超出这个范围。阶段长度也可以共同确定启动电流和/或关闭电流的梯度特性。

附加或替选地，比较单元被证实是有利的，借助该比较单元，信号化的实际的运行电流能与作为时间的函数的阈值电流比较。启动和/或关闭电流峰值和/或梯度特性整体可以通过比较快的驱控，尤其以电子控制模块的比较高的采样率来限制。

在特别优选的改进方案的范围内，被证实为有利的是，预先给定具有阈值电流的至少一个最大值和/或梯度的阈值电流限制函数。因此，结果是预先给定运行电流的最大值和/或梯度。例如，呈时间的线性函数的形式的阈值电流限制函数被证实为是特别有利的。对于这种和其他阈值电流限制函数来说，例如尤其除了幅度值、梯度以外，可以为时间阶段的特定的停留时间预先给定梯度，尤其是上升梯度和/或下降梯度。显然，这也可以适用于更高等级的函数，例如任意的多项式或指数函数。

特别有利地设置的是，电子控制模块构造用于软启动(CSS，压缩器软启动)的控制，在时间上受限的第一时间阶段中，允许无限制的启动运行电流。这借助在时间上受限的第一时间阶段首先确保了安全的压缩器启动。因此，在时间上受限的第一时间阶段中尤其没有进行运行电流的直接的限制；由第一时间阶段的在时间上受限的持续时间得到间接的限制。

附加或替选地，在时间上受限的第二时间阶段中，可以预先给定在时间上可变地受限的启动运行电流。借助时间上受限的第二时间阶段，首先可以实现电动机的用于驱动压缩器的运行电流的期望的限制。尤其在时间上受限的具有较高的采样率的第二时间阶段中进行的是，停止并且必要时中断电动机的运行(尤其是对于运行来说必需的运行能量供应，例如运行电流和/或运行电压)，较高的采样率改善的是，持续地将对运行电流的密切且满足目标的控制限制到能变化地预先给定的峰值和/或梯度(斜率)上。

特别有利地构造有程序模块，在启动阶段中，优选在时间上受限的第二时间阶段中，为启动运行电流预先给定至少一个用于第一启动时间区段的第一启动阈值电流限制函数和用于第二启动时间区段的第二启动阈值电流限制函数。另外的启动时间区段(优选是四个)可以在用于启动运行电流的启动阶段中根据需要预先给定。因此，例如在启动阶段中，预先给定递增的阈值电流，从而在启动阶段中，运行电流与由此在原则上预先给定的启动梯度相反地逐渐上升。优选地，第一启动阈值电流限制函数的斜率在幅值上大于第二启动阈值电流限制函数的斜率。

有利地，从启动阶段至负载阶段的更换不依赖于压缩器的运行电流。在特定的时间之后且在考虑到与之联接的部件的同时，这同样确保压缩器，尤其是车辆的压缩空气供应设备的完全的功能性。

根据其中一个之前提到的改进方案，启动阶段有利地包括压缩器的软启动。负载阶段尤其理解为包括压缩器的仅一个不限制电流的运行阶段。

从启动阶段至负载阶段的更换优选不依赖于软启动的最后的时间阶段中的采样率。改进方案从如下思想出发，即，在启动阶段期间测定停留时间，从而在一定的停留时间之后实际上是从至负载阶段的无损的过渡部出发。因此，改进方案首先设置的是，在发生如下情况之后(即，在满足接通要求后，压缩器可以满足功率要求)，利用压缩器的接通要求给出用于启动阶段的在时间上受限的范围。

此外，电子控制模块优选构造用于控制软关闭。优选可以预先给定在时间上变化地限制的关闭运行电流的在时间上受限的时间阶段。尤其设置的是，根据关闭要求而在特定的持续时间之后存在关闭阶段。

在软关闭方面有利地构造程序模块，为关闭运行电流预先给定至少一个用于第一关闭时间区段的第一关闭阈值电流限制函数，并且预先给定用于第二关闭时间区段的第二关闭阈值电流限制函数。与在之前描述的优选的软启动中类似地可以预先给定数量i＝1…n的时间阶段，其中，n是自然数。在预先给定阈值电流的相应的停留时间和梯度的情况下，尤其可以预先给定多于两个时间阶段，时间阶段的数量优选为4至10个。尤其例如可以预先给定9个时间阶段，这些时间阶段各具有25ms持续时间的关闭时间区段。

有利地，梯度值的幅值可以在关闭阶段中预先给定。关闭电流的梯度的预先给定优选足够用于软关闭特性；软关闭特性可以在没有预先给定幅度的情况下伴有限制地进行；优选仅在预先给定梯度的情况下进行。有利地，可以借助软关闭，根据之前提到的改进方案实现关闭阶段，在该关闭阶段中，递减的运行电流通过相对应中断电动机的运行，即，尤其是能量供应例如是电流或电压来实现。这尤其是根据用于阈值电流的预先给定的关闭梯度来进行。

在另外优选的改进方案的范围内被证实有利的是，在供气时在很大程度上消除，但至少是减小，有利地是补偿压缩机的转速对反压力的依赖性。在另一改进方案的范围内，校正压力/电流消耗特性曲线可以设置用于使公差对转速调节的影响最小化。

改进方案认识到的是，原则上，随着反压力上升，压缩器的电流消耗上升。改进方案也认识到的是，压缩器的转速几乎与该压缩器的供应电压成正比。根据改进方案的想法，尤其是借助依赖于电流的用于控制供应电压的PWM特性曲线，可以以特别优选的方式参考压缩器的电流消耗地调节压缩器的转速。

在优选的改进方案的范围内，电子控制模块具有调节单元，其构造用于在预先给定作为额定电流的阈值电流的情况下调节电动机的运行电流。在附加或替选的优选改进方案的范围内，电子控制模块具有调节单元，其构造用于在预先给定转速上界限或与其关联的值，例如用于运行的电流和/或电压的情况下调节电动机的转速，该电流和/或电压可能与转速有关。为此，参考图10阐述了示例。

改进方案认识到的是，压缩器的无压力启动通常导致启动过程中的较高的转速；这个自身有利的过程也有利地导致原则上期望的顺利的向气动设备的供应，该气动设备可以联接到压缩空气供应设备上。然而也示出的是，压缩器的转速在反压力增加时较快地降低。这导致压缩器的在声音上非常明显的运行行为。在两级压缩器中，压缩器的比较高的短时间的转速动态在声音上的影响方面尤其被证实是不利的。尤其是针对两级压缩器，用于预先给定作为运行电流函数的局部恒定的转速上界限的改进方案被证实是特别有利的。因此，在经受压缩空气的能在启动过程中承受的更小的体积流的情况下，在整个的运行过程上实现了大多数的声音上的运行优点。

在特别优选的改进方案的范围内设置的是，构造有调节单元，以便通过PWM特性曲线限制电动机的作为运行电流的函数的转速可变性。有利地，PWM特性曲线可以呈有效电压斜坡的形式作为运行电流的函数来设置。特别有利的是，PWM特性曲线呈该形式或其他形式存储在控制模块和/或调节单元的程序模块中。

有利地，PWM特性曲线在低电流时具有靠下的有效电压而在高电流时具有靠上的有效电压，其中，靠下的有效电压低于靠上的有效电压。有利地，电动机的转速可变性也在低电流时具有靠上的转速值而在高电流时具有靠下的转速值，其中，靠上的转速值低于靠下的转速值。优选地，PWM特性曲线与转速变化相反地延伸；PWM特性曲线尤其具有和转速可变性一样的在幅值上相同，然而符号不同的斜率。作为运行电流的函数的转速上界限尤其局部恒定。

因此结果是，在压缩器上存在反压力的情况下，转速可变性可以特别良好地进行补偿。为此优选地，在接通过程结束之后，尤其在启动阶段之后，在压缩器运行时，以可变的占空比或可变的频率执行PWM驱控，从而使依赖于压力的转速改变最小化。

通过PWM控制的供应电压的转速控制或调节尤其使用压缩器电流的传感器信号。在低转速时，例如可以设置用于最小电压的水平。在低转速时，例如可以设置用于最高电压的水平。在高转速时，例如也可以设置用于最小电压的水平。在高转速时，例如也可以设置用于最高电压的水平。

尤其是可以使用电流纹波，以便获知压缩器的实际转速。被证实特别有利的是，压缩机具有分析单元，借助该分析单元可以从运行电流的时间曲线中获知实际转速。有利地，可以确定电流纹波的多个周期性的峰值的频率，其中，频率配属于压缩器的实际转速，并且实际转速用作用于电子控制模块的调节单元的输入值，该调节单元构造用于调节电动机的转速。

根据改进方案的认识，压缩器的压缩和抽吸阶段的更换例如可以配属于来自在时间上的运行电流曲线中的多个周期性的峰值中的一个峰值。附加或替选地，电动机的换向装置的更换也可以配属于来自在时间上的运行电流曲线中的多个周期性的峰值中的一个峰值。

附图说明

下面借助附图与同样部分示出的现有技术相比较地描述了本发明的实施例。这些附图没有必要按比例地示出实施例，而是，在那里用于阐述的附图以示意性和/或稍微变形的形式来实施。在对能从附图直接认识的指导进行补充的方面，参考了有关的现有技术。在此，要考虑到的是，关于实施方式的形状和细节可以执行各种修改和改变，而不会偏离本发明的一般的思想。本发明的在说明书、附图以及权利要求书中公开的特征不仅以单个方式而且以任意组合的方式对于本发明的改进方案来说都是重要的。此外，由至少两个在说明书、附图和/或权利要求书中公开的特征组成的所有组合都落入本发明的范围内。本发明的一般的思想并不局限于随后示出且描述的优选的实施方式的精确的形状或细节，或者并不局限于与在权利要求书中要求保护的主题相比受到限制的主题。在所提供的测定区域中，位于所提到的界限内的值也应该作为界限值来公开，并且能任意使用，并且能要求保护。本发明的其他优点、特征和细节从对优选的实施例的以下描述以及借助附图得到。

附图详细示出：

图1示出在用于产生压缩空气的用于车辆压缩空气供应设备的压缩机的压缩器运行时，启动电流的示例性的曲线，用以说明在没有电流限制的情况下作为时间的函数的用于电动机的运行电流的启动电流特性，该电动机呈有刷直流电动机的形式来形成；

图2示出压缩空气供应设备的特别优选的结构方式的立体图，如同其在图3中详细示出的那样；

图3示出具有压缩空气供应设备的特别优选的气动系统的线路图，该压缩空气供应设备具有带有压缩机的压缩空气输送件，该压缩机用于以呈有刷直流电动机的形式的电动机产生压缩空气，并且在该实施方式中，该压缩空气供应设备还具有两级压缩器；

图4以视图(B)示出用于在视图(A)中示出的如同其设置用于向图2的压缩空气供应设备供应压缩空气那样的压缩机的电子控制装置的系统图，其中，电子控制装置此外具有电子控制模块、调节模块和分析单元，并且以视图(C)示出用于在视图(A)中示出的压缩机的修改的电子控制装置的详细的系统图；

图5示出图4的电子控制模块的功能性的图表，其带有控制结构块、可实施的程序模块和存储器；

图6示出阈值电流的阈值电流限制函数GF的特别优选的实施方式，该阈值电流限制函数作为时间的函数用于压缩机的电动机的启动阶段AnP并具有示例性的n＝4个启动时间区段；

图7示出用于说明启动电流的示例性的曲线，用以说明根据本发明的想法配设有优选的电流限制的用于如同在图4中示出的那样的有刷电动机的运行电流的启动电流特性；

图8示出阈值电流的阈值电流限制函数GF的特别优选的实施方式，该阈值电流限制函数作为时间的函数的用于压缩机的电动机的关闭阶段AusP(压缩器-关闭阶段)并具有示例性的n＝4个关闭时间区段；

图9示出用于电动机M正常运行的转速调节的调节电路的示意图，用以限制作为运行电流的函数的该电动机的转速变化性相对于运行电流的函数；

图10示出电流消耗，也就是运行电流IB与所提到的电动机M的转速nK之间的函数关系以及与该转速的线性匹配L(nK)；

图11示出电流消耗，也就是运行电流IB与所提到的电动机M的反压力pK之间的函数关系；

图12示出作为运行电流IB的函数的PWM-驱控(PWM)和转速相关性(nK-IST)的相反的函数关系，以及用于实现所提到的电动机M的至少局部大约恒定的转速(nK-SOLL)的作为运行电流IB的函数的相反的函数关系的利用方案；即，在通过PWM驱控的转速调节的范围内；

图13示出在尤其是两级压缩器K运行时，所提到的有刷电动机500的电流曲线，用以从第一阶的电流纹波的频率间接地获知该有刷电动机的转速nK-IST，该转速当前由压缩器K的压缩和抽吸阶段得到，为了矫正“未调节的曲线”，这可以通过测量电流消耗和附属的转速来而用于减少公差。

具体实施方式

图1参考引言示出在没有电流限制的情况下具有大约80安培的较高的电流电平IB-Max的独特的启动电流特性，该电流电平必要时可能对空气供应系统，尤其对压缩空气输送件的其他的部件产生不利影响，或者通常对其他的车辆系统产生不利影响。在接通和关闭时，必要时也在不同的负载条件下的运行时，通常通过压缩器继电器驱控且借助有刷直流电机驱动的压缩器可能由于其功率消耗而具有各种各样的缺点。

此外，该电流电平也可以对车辆的车用电源和压缩器供应回路的保险装置设计产生影响。在启动瞬间，在压缩器供应线路上的不合理的压降甚至可能导致出现功率消耗，并且因此对压缩器的可启动性产生影响。

为此，示例性的启动电流特性在附图的图1中示出。在启动电流具有高达120A的电流电平IB-Max的情况下，用于乘用车辆的空气弹簧的电驱动的压缩器例如通常具有180W至400W的功率消耗。在如图1所示那样很高的启动电流时，得到很高的压降，其减小了压缩器的可启动性。因此，为了补偿而必须保持用于压缩器供应的相对应的功率横截面。此外，保险装置设计必须可以忍受压缩器在没有错误地触发的情况下的启动电流。但是，关于对车辆的车用电源产生影响尤其可以理解为，在启动蓄电池将耗尽时，在借助继电器接通压缩器的情况下，发电机通常不能调节出很陡的电流上升。由此，导致车辆中短时的欠压，这又可能导致其他系统的失灵。在这里已经被证明特别有利的是，在为了减小压缩器的运行电流而在关闭压缩器之前执行管道排气。

如果相反地通过继电器来关闭用于驱动压缩器的有刷直流电动机，那么在蓄电池将耗尽时，电流需求突然减小了例如大约25A至30A会引起对车用电源产生不期望的影响，这很可能会导致短暂的过压，该过压在实际上最坏的情况下导致其他系统的失灵。

此外，在尤其是两级压缩器中，其负载-转速-特性依赖于转速和压缩器反压力。在压缩器运行时的转速改变可能导致声音上的异常。尤其是与单级压缩器相比，两级压缩器(具有第一和第二压缩机级)在相关的压力区域中表现出非常明显的转速依赖性，其在图10和图11中示例性地示出。虽然在单级压缩机中原则上也存在该转速依赖性，但没有如同在两级压缩器中那么明显；因此，尤其是在两级压缩器中得到下面描述的转速调节的优选应用方案。

为了解决之前阐述的异常或问题，压缩器通过用于实现至少一个软启动(CSS-压缩器软启动)的电子控制装置900来激活和去激活。这种电子件靠近压缩器地安装，并且在图2中与压缩空气供应设备一起示例性地共同示出。首先参考图2，该图在视图(A)中立体地示出压缩空气供应设备1000，该压缩空气供应设备当前设计用于向呈乘用车辆(未示出)的空气弹簧设备的形式的气动设备1001进行供应，根据图3的线路图进一步阐述了气动设备1001(未示出)。首先进一步参考图2(局部参考图3)，压缩空气供应设备1000具有用于驱动压缩机400的电动机500，其中，压缩机400当前形成为双压缩机。要压缩的空气输送给压缩机400，并且随后作为压缩空气以被压缩的方式输送给气动主线路200。具有干燥容器140的空气干燥器100同样联接到气动主线路200上，该空气干燥器用于在干燥器底座中干燥直接在干燥容器140的腔室中形成的压缩空气。

气动主线路200通过另一气动线路600整体将从压缩机400的压缩空气输送件1连接至通向气动设备1001的管道610的压缩空气接口2。在气动主线路200中也气动地联接有在图2中在其壳体之后看到的阀机构300。阀机构300当前具有能切换的旁通阀机构310，该旁通阀机构能通过呈磁阀的形式的控制阀320来切换。升压阀330也整合在阀机构300中。升压阀330(在这里是2/2升压阀)和呈磁阀的形式的控制阀320(在这里是3/2磁旁通阀)当前形成为双体，即，双阀。双阀在这里整合在阀机构300中的旁通阀机构310上。

整体形成了具有电动机500和两级压缩机400的压缩空气供应设备1000，该压缩空气供应设备能利用空气干燥器100和阀机构300以及气动主线路200模块化地组装成结构单元。如同从图2详细看到的那样，提供具有电动机500和压缩机400的壳体机构G，其中，压缩机400用作中心单体。压缩机400当前尤其以特别有利的方式构造为两级压缩机。空气干燥器100和阀机构300能在相对置的侧上安装到壳体机构G上。空气干燥器100和阀机构300尤其能以可更换的方式安装到壳体机构G上。能从图2看到的壳体机构G首先以电动机500、压缩机400和空气干燥器100呈大约U形地构造。阀机构300安装在U形机构的基底上。壳体机构G具有面向阀机构300的联接平面A1，阀机构300能模块化地安装到该联接平面上。壳体机构G具有面向空气干燥器构100的联接侧A2，空气干燥器构100能模块化地安装到该联接侧上。联接平面A1和联接侧A2通过联接间距彼此间隔开，其中，压缩机400的单体大部分以联接间距来安置。基于空气干燥器100和阀机构300的之前提到的部件的模块化的布置，在空间上分离出一侧干燥器功能和另一侧压缩空气控制功能的功能性。功能性可以逐个地按需设计，并且必要时可以更换并且独立地通过更换来改变。

图2以示例性引用的结构上的实现方案示出也可以被称为夹子的悬挂件700中的压缩空气供应设备1000。悬挂件700承载电子控制装置900，其构造用于为电动机500以在时间上可变的方式预先给定限制运行电流IB的阈值电流IS。此外，悬挂件700具有用于承载压缩空气供应设备1000的弹簧支承件710的系统以及必要时用于将悬挂件700安装在车辆构件上的减震的固定接口720。

图3示出气动压缩空气供应系统1002的气动线路图，该气动压缩空气供应系统具有之前描述的类型的压缩空气供应设备1000和呈空气弹簧设备的形式的气动设备1001。在压缩空气供应设备1000的线路图中示出壳体模块(在这里是所提到的作为壳体机构G的一部分的悬挂件700)中的压缩机400’，该压缩机具有电动机500、压缩器400和控制装置900。此外，示出有(空气干燥器100的)干燥器模块100’、(具有升压阀330并且在这里也具有呈控制阀320的形式的排出阀)的升压阀壳体模块330’和(例如呈旁通阀机构310，即，能通过呈磁阀的形式的控制阀320切换的旁通阀机构310的阀壳体模块310’上的法兰件301的形式的)空气分配模块301’。充当控制单元的阀机构300可以较简单地通过所提到的法兰件301以能模块化地组装的方式连接到压缩空气供应设备1000的其他的模块化的单元上。

压缩空气供应设备1000用于运行气动设备1001。为此，压缩空气供应设备1000具有之前提到的压缩空气输送件1和通向气动设备1001的压缩空气接口2。压缩空气输送件1当前以空气输送件0、前置于空气输送件0的过滤元件0.1和后置于空气输送件0的通过电动机500驱动的压缩机400(在这里是具有第一压缩机级401和第二压缩机级402的双空气压缩机)以及压缩空气输送件1的接口来形成，在气动主线路200中，具有干燥容器140的空气干燥器100联接到该接口上。

可以仅设置空气干燥器100的一个腔室，也可以设置多个腔室；例如，空气干燥器100的第一和第二腔室可以设置用于在气动主线路200中以串联的方式形成第一空气干燥级和第二空气干燥级。当前，空气输送件0和前置于该空气输送件的过滤元件0.1与排气接口3放在一起。

根据图3中所示的实施方式，分支线路230在压缩空气输送件1上从气动主线路200中分出并且朝着通向排气接口3和后置的过滤元件0.1的排气线路240延伸。气动主线路200是第一气动连接件的唯一的气动线路，气动主线路延伸至具有另一气动线路600的气动设备1001。气动主线路200气动连接压缩空气输送件1和压缩空气接口2，其中，在气动主线路200中布置有空气干燥器100，并且沿压缩空气接口2的方向还布置有能解锁的止回阀311和第一节流阀331。在能以气动的方式解锁的止回阀311与压缩空气接口2之间布置有第一节流阀331。以与排气线路240中的第二节流阀332串联联接的方式(在可解锁的止回阀311旁)布置有作为旁通阀机构310的一部分的可控制的排气阀312。由第一节流阀331和能以气动的方式解锁的止回阀311组成的串联机构在气动主线路200中布置在空气干燥器100与通向气动设备1001的压缩空气接口2之间。第二节流阀332的额定宽度高于第一节流阀331的额定宽度。

此外，压缩空气供应设备1000具有之前提到的与气动主线路200、排气接口3和过滤元件0.1和/或消音器气动连接的第二气动连接件，即，之前提到的排气线路240。

排气阀312当前形成为独立于能以气动的方式解锁的止回阀311的旁通阀，并且布置在通过排气线路240形成的第二气动连接件中。可控制的排气阀312作为间接切换的继电器阀是阀机构300的一部分，该阀机构具有之前提到的呈3/2换向磁阀的形式的控制阀320。控制阀320可以以能通过控制线路321传送至控制阀320的线圈322上的呈电压和/或电流信号的形式的控制信号来驱控。在驱控时，控制阀320可以从图3中所示的无电流的位置转移至以气动的方式打开的有电流的位置；在该有电流的位置中，控制压力通过气动控制线路250从气动主线路200转递至可控制的作为继电器阀的排气阀312的气动控制件上。在无电流的位置中，气动主线路200利用能解锁的止回阀311来关闭。可控制的排气阀312当前附加地配设有压力限制件313。压力限制件313通过气动控制线路在排气阀312之前(具体地，在分支线路230与排气阀312之间)截取如下压力，该压力在超过阈值压力时使排气阀312的活塞314与可调节的弹簧315的力相抗地从阀座上上升，也就是说，可控制的排气阀312在没有通过控制阀320的驱控的情况下也进入到敞开位置。以该方式避免的是，在气动系统1000中形成不期望的过高的压力。

在当前关闭的状态下，控制阀320分离控制线路250，并且通过另一排气线路260与通向排气接口3的排气线路240气动连接。换言之，在控制阀320的图3中所示的关闭位置中，控制线路250的在旁通阀机构310(尤其是排气阀312)与控制阀320之间的线路区段251同控制阀320与排气接口3之间的另外的排气线路260连接。为此，另外的排气线路260在另外的分支接口261中联接到另外的排气线路240上。分支线路230和另外的排气线路240通过分支接口261朝着排气接口3延伸。

在压缩空气接口2上存在控制压力时(尤其是从气动主线路200或另外的气动线路600通过气动控制线路250导出的控制压力)，排气阀312可以通过控制阀320在活塞314以压力加载的情况下打开。控制阀320转移至打开状态不仅导致排气阀312打开，而且导致可解锁的止回阀311解锁。换言之，磁阀机构300的控制阀320用于驱控独立于止回阀311设置的排气阀312和止回阀311。在控制阀320转移至打开状态中时，这导致空气干燥器100在两侧以气动的方式打开。另外的能由压缩空气供应设备1000占据的运行位置可以在运行时用于气动设备1001的排气，并且同时用于空气干燥器100的恢复。在沿穿流方向流过止回阀311的情况下，压缩空气供应设备1000的图3中所示的运行位置首先用于通过气动主线路200以及另外的气动线路600来填充气动设备1001。

在该情况下，呈空气弹簧设备形式的图3的气动设备1001具有数量为四个的所谓的气囊1011、1012、1013、1014，这些气囊分别配属于未详细示出的乘用车的车轮，并且形成了车辆的空气弹簧。此外，空气弹簧设备具有存储器1015，用以存储用于气囊1011、1012、1013、1014的能快速使用的压缩空气。在分别离开管道610的弹簧分支线路601、602、603、604中，磁阀1111、1112、1113、1114分别前置于这些气囊1011至1014，该磁阀分别充当用于打开或关闭以气囊1011至1014形成的空气弹簧的高度调节阀。弹簧分支线路601至604中的磁阀1111至1114构造为2/2换向阀。在存储器分支线路605中，呈另一个2/2换向阀的形式的磁阀1115作为存储阀前置于存储器1015。磁阀1011至1014借助弹簧和存储器分支线路601至604或605联接到共同的收集线路(即，前面提到的管道610)上，并且随后联接到另外的气动线路600上。因此，管道610通过气动线路600气动联接到压缩空气供应设备1000的压缩空气接口2上。当前，磁阀1111至1115布置在具有五个阀的阀体1010中。在图2中示出磁阀处于无电流的状态。在此，磁阀1111至1115形成为在无电流时关闭的磁阀。其他在这里未示出的修改的实施方式可以实现磁阀的另一布置，这也可以在阀体1010的范围内使用更少的磁阀。

为了填充气动设备1001，前置于气囊1011至1014的磁阀1111至1114和/或前置于存储器1015的磁阀1115进入到打开位置。尽管如此，在气动设备1001中的磁阀1111至1114或1115的打开(和关闭)位置中，(基于当前未解锁的止回阀311)也可以实现气动设备1001与压缩空气供应设备1000脱离的运行位置。换言之，在止回阀311关闭时，可以任意打开和关闭磁阀1111至1114，从而可以实现气动设备1001的独立的运行。尤其是可以执行气囊1011至1015(例如在车辆越野运行时)的横向切换、从存储器1015填充气囊1011至1015或者在气动设备1001中通过管道610测量压力，而无需以压力加载压缩空气供应设备1000。基于从压缩空气接口2至压缩空气输送件1进行封锁的止回阀311和关闭的控制阀320，尤其保护空气干燥器100以防不必要地加载压缩空气。以有利的方式，以压缩空气加载空气干燥器100不是在气动设备1001的每个运行位置中都是有利的。然而对于空气干燥器设备100的有效且快速的恢复来说有利的是，仅在气动设备1001从压缩空气接口2向缩空气输送件1排气的情况下利用解锁的止回阀311执行这样的恢复。为此，如上文所述，控制阀320进入到打开的切换位置，从而不仅打开排气阀312，而且解锁止回阀311。在空气干燥器100恢复的情况下，可以通过第一节流阀331、解锁的止回阀311进行气动设备1001的排气，以及随后通过第二节流阀332和打开的排气阀312进行气动设备1001向排气接口3的排气。换句话说，为了同时操作止回阀311解锁和操作排气阀312打开，设置有能由控制阀320气动驱控的控制活塞314，其例如可以实施为分级的继电器活塞。

图4在视图(A)的示意图中示出两级压缩器400，其带有第一压缩机级401、第二压缩机级402以及电动机500，用以形成压缩机400’。如同从图4的视图(B)中看到的那样，电动机500通过在图3中首次示出的控制装置900来运行，该控制装置具有带有呈微控制器的形式的控制结构块911的电子控制模块910和带有可实施的计算机程序产品的程序模块912。程序模块可以存储在控制模块910的存储器913中。此外，控制装置900具有调节模块920，其具有用于调节运行电流的第一调节单元921和用于调节压缩机电机M转速的第二调节单元922。此外，控制装置900具有分析单元930，其构造用于从电动机500的运行电流的时间上的曲线中获知压缩机电机M或压缩机400的实际转速nK-IST。

之前提到的对控制装置900的单元和模块的示例性的举例尤其不是决定性的；然而，控制装置900可以具有另外的控制、调节和分析单元，它们适用于控制和/或调节压缩器400，尤其是压缩器电机M。此外，模块和单元的在图4(B)中示出的分组仅是示例性的且仅用于说明控制和调节单元900的原理。

控制和调节装置900’的另一示例性的变型方案在图4(C)中示出。与图4(B)的控制和调节装置900类似地，该控制和调节装置900’具有之前提到的控制模块910，该控制模块具有控制结构块911(例如微控制器或类似装置)、程序模块912和存储器913。此外，控制和调节装置900’的调节模块920设置有用于压缩器电机M的启动阶段的调节单元921。调节单元921构造尤其用于调节运行电流IB的启动电流，即，启动阶段AnP中的运行电流IB。此外，调节模块920具有用于负载阶段LaP的调节单元922。调节单元922构造尤其用于调节压缩器电机M的转速nK。此外，调节模块920具有用于压缩器电机M的结束或关闭阶段AusP的调节单元923。调节单元923构造尤其用于调节运行电流IB的关闭电流，即，关闭阶段AusP中的运行电流IB。

此外，分析单元930设计用于检测压缩器电机M的参数的实际值。分析单元930尤其具有输入模块931，其构造用于转换对压缩器电机M的实际值的要求。另一输入模块932构造用于接收压缩器电机M的运行电流IB的实际值。另一输入模块933构造用于接收压缩器电机M的运行电压值，尤其是运行电压UB的实际值。此外，图4(C)的控制和调节单元900’具有用于转换促动器的切换单元940；为此，单元940可以具有适当数量的半导体开关。之前提到的呈微控制器和/或促动器的半导体开关的形式的控制结构块911尤其可以以一个或多个MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)结构块为基础来形成。

此外，图5以象征性的形式示出电子控制和/或调节装置900、900’的功能性。必要时在调节模块920共同作用的情况下，控制和/或调节装置900、900’的功能性基本上整合在控制模块910(其首先合并控制结构块911和可实施的程序模块912的功能性)和分析单元930中。控制装置910的功能性，如同其为了在控制结构块911上实施而执行的那样，基本上具有三个类别；即，用于启动阶段AnP、负载阶段LaP和关闭阶段AusP的功能性。在启动阶段AnP中提供用于时间上受限的第一时间阶段AnP1和时间上受限的第二时间阶段AnP2的控制模块910的第一功能性；在第二时间阶段AnP2中，当前存在四个启动时间区段AnP21、AnP22、AnP23和AnP24，在这些启动时间区段中，提供不同的启动阈值电流限制函数GF，即，图6的分别用于启动时间区段AnP21、AnP22、AnP23和AnP24的AnGF1、AnGF2、AnGF3、AnGF4。

在关闭阶段AusP中，存在用于关闭阶段AusP中的关闭阈值电流且关于不同的关闭限制函数GF(即，图8的用于当前四个不同的关闭时间区段AusP1、AusP2、AusP3和AusP4的关闭限制函数AusGF1、AusGF2、AusGF3、AusGF4)的功能性。在启动阶段AnP1、AnP2和关闭阶段AusP期间，运行电流IB作为实际值通过分析单元930来提供。相应四个时间区段(即，启动时间区段AnP21、AnP22、AnP23和AnP24和关闭时间区段AusP1、AusP2、AusP3和AusP4)分别配属于来自程序模块912或存储器913的阈值电流限制函数GF。借助另外的图6至图8阐述了这些阈值电流限制函数，在这些附图中采用在图4和图5中引用的附图标记。

根据图6(A)，线性的启动阈值电流限制函数GF，即，AnGF1至AnGF4分别配属于其中每个启动时间区段AnP21、AnP22、AnP23和AnP24。启动阈值电流限制函数AnGF1、AnGF2、AnGF3和AnGF4可以分别通过斜率Grad1、Grad2、Grad3、Grad4(在这里是+4、+2、-1或+1、+/-0)以及停留时间AnT1、AnT2、AnT3、AnT4在启动时间区段内确定。在预先给定的具有相对应的转折点I0、I1、I2、I3和I4(0＝I-START和I4＝I-END)的初始电流I-START和结束电流I-END的情况下，启动阈值电流限制函数GF的整个曲线在启动阶段AnP的整个第二时间阶段AnP2上来确定。原则上，当前示例性地阐明的启动时间区段的n＝4的数量显而易见地可以按需减小或优选提高，尤其是提高至n＝5的数量，或者在具有例如相应25ms的持续时间的启动时间区段AnP2i(i＝1…n)的情况下。编号n的最后的启动时间区段相应用于过渡至持续接通。具体的曲线也可以按需匹配，像例如相对于Grad3的替选方案示出的那样。启动阶段AnP的整个第一时间阶段AnP1不具有电流限制，或者说启动阈值电流限制函数GF趋于无穷大。

根据图6(B)，可以通过象征性地示出的采样率或半导体开关时钟周期SR，尤其是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)时钟周期来进行压缩器运行状态的扫描；这可以引入到采样单元的相对应的脉冲信号中。在运行电流IB达到(或者在该情况下超过)阈值电流IS的情况下，如下措施生效，即，压缩器的运行通过中断电动机500的运行电压来中断。该时间点可以来自用于中断运行电压UB控制器发出的信号。但任意的时间点也可以通过微控制器911预先给定或通过开关转换。在图6(C)中可以看到信号SS，其在压缩器电机M上需要之前提到类型的运行参数；即，尤其是压缩器运行电流和/或压缩器运行电压。

最后，根据图7得到作为运行电流区段的非连续的曲线的运行电流IB。连接运行电流IB的峰值的包络线E(IB)的特征在于，其低于通过阈值电流IS的启动阈值电流限制函数GF预先给定的最大值和梯度Grad1、Grad2、Grad3、Grad4。因此，在之前阐述的方法的范围内目标明确地引导电动机500的运行电流IB，从而电动机的安全的限制电流的启动阶段AnP可以在没有功率损失的情况下实现，这不同于图1的运行电流IB。

换句话说，之前阐述的用于限制启动电流的方法也可以理解为电流调节，其中，减小了启动电流峰值和启动电流梯度，从而运行电流IB保持在基本上通过之前阐述的限制函数GF预先给定的包络线E(IB)以下。考虑到的或受压缩器软启动(CSS)影响的压缩器开始阶段划分成第一时间阶段AnP1和第二时间阶段AnP2，在该第一时间阶段内没有电流限制，而在第二时间阶段内，如同描述的那样出现在时间上变化的电流限制。这两个时间阶段AnP1、AnP2(例如当前是第二时间阶段AnP2)还可以划分成多个启动时间区段AnP2-1234，它们应确保与压缩器电机的更好的可匹配性。

与第一时间阶段AnP1相关地要指出的是，接通过程的关键部分实际上与第一时间阶段的第一子阶段有关，这是因为一方面，压缩器电流必须在该子阶段中已经得到限制，并且另一方面，必须确保安全的压缩器启动。为了确保安全的压缩器启动必须超过启动力矩。该启动力矩依赖于压缩器K的结构和压缩器K的先前运行情况，像例如压缩器导入线路之内的压力pK、电动机的当前的转动角度等。当没有超过启动力矩时，在启动过程期间，尤其在时间上受限的第一时间阶段AnP1期间，可能导致压缩器静止。在该情况下，压缩器首先完全没有启动，并且电动机于是吸收过高的运行电流。压缩器400的静止的电动机500的这种关键情况在很低的供应电压时可能比在较高的供应电压时更易出现。为了阻止压缩器K，即，在压缩机400’的压缩器400上的电动机500静止，在第一时间阶段AnP1中计算和设定依赖于所测量的供应电压的压缩器驱控。在此，第一驱控阶段在时间上受限的第一时间阶段AnP1内配设有最少驱控时间。最少驱控时间依赖于所测量的电压设定。低电压例如引起较长的最少驱控时间。也就是说，在第一时间阶段AnP1中没有对驱控器电流的直接的限制。然而，在时间上受限的第一时间阶段AnP1内，即，当前在图6所示的作为依赖于所测量的电压的最少控制时间的时间T-START(在这里是2000μs)内，由最终的驱控持续时间得到间接的限制。

与第二时间阶段AnP2相关地存在已经阐述的借助用于示出阈值电流IS的启动阈值电流限制函数GF的可变的电流限制。在第二时间阶段AnP2中，可以与第一时间阶段AnP1不同地适当地设置第二时间阶段AnP2中的适当的采样率SR。在此，如果当前测量的压缩器电流，即，运行电流IB超过启动阈值电流限制函数GF(AnGF1、AnGF2、AnGF3、AnGF4)的预先设定的阈值电流IS，那么借助半导体开关来中断施加在压缩器上的运行电压UB。在很短的关闭时间之后(相应于图7中的运行电流IB的下降而示出)，再次接通运行电压UB，以便在超过根据启动限制函数AnGF1、AnGF2、AnGF3、AnGF4的上升的曲线的下一个更高的电流阈值IS之后再次中断运行电压。因此，示出了可靠的运行电流IB，其作为根据启动阈值电流限制函数GF从初始值IStart至结束值IEnd的压缩器电流，该启动阈值电流限制函数作为线将转折点I0至I4连接。作为运行电流IB的可靠的压缩器电流在第二区段内的时间上的曲线例如通过具有停留时间AnT1至AnT2的四个线性区域或四个子阶段预先给定。在最后的子阶段(在这里是具有停留时间AnT4的启动时间区段AnP24)结束之后，离开压缩器启动阶段，并且更换至当前被称为负载阶段LaP的压缩器运行阶段。该更换不依赖于所测量的运行电流IB、采样率的被驱控的占空比，即，不依赖于用于最后的启动时间区段AnP24的PWM信号。

如同从图8看到的那样，关闭电流梯度也可以通过类似的电流调节来减少。如果当前测量的压缩器电流(运行电流的实际值IB-IST)低于预先给定的界限值(运行电流的阈值电流IS＝运行电流的额定值IS-SOLL)，那么就借助半导体开关再次接通压缩器供应电压。在很短的接通时间之后，运行电压UB再次关闭，以便在低于下一个更小的界限值之后再次接通。因此，压缩器的运行电流IB缓慢减少。根据该实施方式，在压缩器关闭阶段中始终调节压缩器电流。

与图6的靠上的部分类似地，图8为此示出关闭阶段AusP中的关闭阈值电流的曲线，由阈值电流IS沿着当前四个关闭阈值电流限制函数GF(即，沿着转折点I0、I1、I2、I3和I4的AusGF1、AusGF2、AusGF3和AusGF4)的整个曲线得到该曲线，其中，I0相应于任意的初始电流I-START，并且I4相应于任意的结束电流I-END，并且其中，Grad1、Grad2、Grad3、Grad4(在这里是-2、-1、+/-0、+/-0)给出关闭阈值电流限制函数AusGF1、AusGF2、AusGF3和AusGF4的斜率。原则上，当前示例性地阐明的启动时间区段AusPi(i＝1…n)的n＝4的数量显而易见地可以按需减小或优选提高，尤其提高至例如n＝9的数量，或者具有例如相应25ms的持续时间的更多的结束时间区段。编号n的最后的结束时间区段相应用于过渡至持续关闭。在此重要的是，结束电流(在这里是I4)足够小，尤其接近0或者为0，并且初始电流I0位于非常小的范围内。各个关闭阈值电流限制函数GF通过关闭时间区段AusP1至AusP4的停留时间AusT1至AusT4来确定。因此，在没有超过最大的梯度或运行电流的峰值的情况下，运行电流IB可以保持在阈值电流IS以下，并且沿着目标明确地限定的斜坡向下行进。与图7具有中断的电流函数(其峰值保持在包络线以下)的示例类似地得到运行电流的实际的曲线。关闭运行电流IB的特性相对应地位于图8的具有阈值电流IS的关闭阈值电流限制函数GF以下。

图9针对负载阶段LaP中的功能性地示出调节模块920的工作原理，该调节模块用于转换下面阐述的用于压缩机电机M和后续的压缩器K的调节环路R，具体地说是用于转换控制和调节单元900和/或900’的调节单元922，其构造用于的是，在预先给定转速上界限nK-SOLL，即，局部恒定的作为运行电流IB的函数的转速上界限nK-SOLL的情况下，调节电动机500的转速nK。

根据调节环路R的调节步骤R1，具有压缩器K和电动机M的压缩机在运行中具有调节环路R具有压缩器转速值nK、压缩器反压力pK和用于电动机的运行电流IB。根据调节环路的调节步骤R2，通过图5中所示的分析单元930测量运行电流IB。在第三调节步骤R3中，存在能单独使用或能组合使用的两种可能性。在第三调节步骤R3.1的第一可能性中，首先由所测量的运行电流IB获知运行电流的实际值IB-IST，并且将其给到调节环路的第二分支II中。在第三调节步骤R3.2的第二可能性中，在利用运行电流IB的一阶导数(IB)’的情况下，即，具体地从电流纹波的频率(如同其在图13中示出的那样)获知用于压缩器转速的实际值nk-IST，并且将其给到调节环路的第二分支II中。

在调节环路R的第一分支的第四调节步骤R4中，运行电流的实际值IB-IST与作为额定值(IS-SOLL)的阈值电流IS共同输送给比较器。该比较器又根据借助图4至图8阐述的方式中断运行电压UB和/或运行电流IB或用于构造为电动机的压缩器电机M(或500)的其它运行能量供应，以便将实际运行电流IB保持在阈值电流IS-SOLL以下；于是，不同的调节机制依赖于运行阶段起作用。在启动阶段AnP中，之前提到的类型的电流调节起作用，尤其是在涉及第三调节步骤R3.1的第一可能性的情况下。在负载阶段LaP中，第三调节步骤R3.2的第二可能性的转速调节起作用，并且在调节步骤R5中利用PWM的情况下。在调节步骤R3之后，实际转速值nK-IST再次(与额定转速nK-SOLL共同)在调节环路R的调节步骤R5中使用，以便作为运行电流的函数产生PWM信号PWM，该PWM信号最后预先给定用于电动机500的有效电压Ueff。

为此，图10示出在这里低通过滤的(例如作为实际运行电流的平滑的平均值的)电流消耗(即，一方面是运行电流IB)与转速nK的函数关系并共同示出线性拟合L(nK)，该函数关系作为用于两级压缩器400的线性下降的特性曲线。线性下降的特性曲线的函数关系最后基于图11中所示的电流消耗(即，在这里是运行电流IB)与反压力pK之间的函数关系来实现，该反压力在压缩器运行时的填充过程中上升。

图12再次示出转速nK的实际值(即，以其未调节的值nK-IST示出)的图10中所示的函数和相反的(即，具有在幅值相同但符号相反的斜率的)PWM特性曲线，其用于控制电动机M的有效的运行电压。当前，PWM值在低电流(20A)时的大约85％与高电流(32A)时的100％之间。

基于图10和图11中所示的依赖性，实际上出现转速nK的额定值nK-SOLL，即，在这里是额定转速nK-SOLL的调节值，其在运行电流IB的很宽的范围上是恒定的。换句话说，nK-IST的下降的依赖性通过用于控制有效运行电压的PWM信号的上升的特性曲线PWM来补偿。于是，根据调节步骤R6，通过从所阐述的调节步骤R3、R5、R6出发沿着调节环路R的第二分支II的PWM驱控整体得到转速调节。

图13还补充地示出通过测量电流消耗和附属的转速来校正未调节的曲线，用以减少公差。在此，由一阶的电流纹波的频率获知转速nK，从压缩器的压缩和抽吸阶段中得到该频率。为此，图13示出在压缩器运行时具有多个周期性地再现的峰值的电流曲线，由该峰值的频率基本上可以获知压缩器的转速。

借助图13示出在峰峰值分析的范围内以频率f获知压缩器转速的可能性，其中，最终首先提供了周期T；周期T是作为频率f的倒数来提供，该频率对应压缩器400的转速nK的大小。当前，给出针对0.019秒的周期的示例，这相应于52.6 1/秒的频率，这相应于nK＝3156 1/min的转速。针对所提到的周期T也可以确定用于运行电流IB的平均电流I_Mittel。

此外确定的是，随着压力上升，压缩器的电流消耗上升。基于两级压缩器的电流消耗与转速之间的关系得到随反压力而升高的不期望的转速下降。因此，尤其是在填充小体积的情况下，导致快速且可由声音察觉的转速下降。在空气弹簧系统中，例如在每次填充干燥器的情况下，该转速下降在上升过程或存储器填充开始时出现。通过压缩器的PWM驱控，压缩器的有效的供应电压可以与PWM占空比比成正比地减小。因为转速几乎与供应电压成正比，所以转速可以相应减小。必需的转速减小或必需的供应电压减小的程度从所测量的压缩器电流中导出。在电流消耗很低时，供应电压和因此是转速减小至限定的值。限定的值相应于在较高的负载中设定的转速。因此，较高的负载例如可以是在最大的系统压力下的负载。较高的负载也可以是在最大的气囊压力下的负载。较高的负载也可以相应于在任意压力下的负载。

PWM信号与最小转速之间的关系可以以如下公式得到：

PWM[％]＝nK_min/(b*IB+c)，

IB是运行电流，并且其中，nK-min、b和c是常数(在这里nK-min＝2800、b＝-37.9并且c＝4000)。借助nK-min确定减小到的额定转速nK-SOLL。

在修改的实施方式中，修改的启动阶段可以以如下方式实现，即，在负载阶段LaP开始时和/或在从启动阶段AnP至负载阶段LaP的过渡AnP-LaP时以预先设定的转速调节(在该情况下是控制)工作。为此可以设置的是，在已知转速nK时设置压缩器400的无压力的启动。在以该基本思想可以证明有利的是，使用所提出的PWM占空比，以便实现不变的转速。

在使用用于高度调节的压缩空气供应设备的特殊情况下，尤其可以假定的是，在相对应的悬架设计中，压力几乎不改变。尤其针对该情况，但也通常用于避免持续更长时间的运行(其在最差的情况下可能导致半导体开关中的过高的放热和/或对运输量的不利影响)，压缩器可以通过在时间上可设定的斜坡以所计算出的<100％的PWM占空比加速至100％。改进方案认识到的是，当这相对应缓慢地转换时，与之相关的转速改变在主观上是不可察觉的。

例如可以预先设定0.3％PWM/sec至0.7％PWM/sec的值。

附图标记列表

0 空气输送件

0.1 过滤元件

1 压缩空气输送件

2 压缩空气接口

3 排气接口

100 空气干燥器

100’ 干燥器模块

140 干燥容器

180 空气干燥器

200 气动主线路

230 分支线路

240 排气线路

250 气动控制线路

251 线路区段

260 排气线路

261 分支接口

300 阀机构

301 法兰

301’ 空气分配模块

310 旁通阀机构

310’ 阀壳体模块

311 止回阀

312 排气阀

313 压力限制件

314 活塞

315 弹簧

320 磁阀、控制阀

321 控制线路

322 线圈

330 升压阀

330’ 升压阀壳体模块

331 第一节流阀

332 第二节流阀

400 压缩器

400’ 压缩机

401 第一压缩机级

402 第二压缩机级

500 电动机

600 气动线路

601、602、603、604 弹簧分支线路

605 存储器分支线路

610 管道

700 悬挂件

710 弹簧支承件

720 固定接口

900、900’ 控制装置、调节装置

910 控制模块

911 控制结构块

912 程序模块

913 存储器

920 调节模块

921 第一调节单元

922 第二调节单元

930 分析单元

923 第三调节单元

931、932、933 输入模块

940 促动器

1000 压缩空气供应设备

1001 气动设备

1002 压缩空气供应系统

1010 阀体

1011、1012、1013、1014 四个气囊

1015 存储器

1111、1112、1113、1114 磁阀

A1、A2 联接平面、联接侧

AnP 启动阶段

AnP1、AnP2 第一和第二时间阶段

AnP21、AnP22、AnP23、AnP24 启动时间区段

AnT1、AnT2、AnT3、AnT4 启动时间区段内的停留时间

AnGF1至AnGF4 启动阈值电流限制函数GF

LaP 负载阶段

AusP 关闭阶段

AusP1、AusP2、AusP3、AusP4 关闭时间区段

AusT1、AusT2、AusT3、AusT4 关闭时间区段内的停留时间

G 壳体机构

GF 阈值电流限制函数

Grad1、Grad2、Grad3、Grad4 斜率

IB 运行电流

E(IB) 包络线

IB-IST 运行电流的实际值

I-END 结束电流

IS 阈值电流

IS-SOLL 阈值电流的实际值

I-START、I-END 初始电流、结束电流

I0、I1、I2、I3、I4 转折点

M 压缩器电机、电动机

LaP 负载阶段

nK 电动机/压缩器的转速

nK-IST 压缩器的转速的实际值

nK-SOLL 转速上界限

nK-min 确定被减小到的额定转速

pK 压缩器反压力

R1、R2、R3、R4、R5、R6 调节步骤

I、II 调节环路的第一、第二分支

SR 采样率

SS 控制信号

UB 运行电压

T 时间

T-START 开始时间

T1、T2、T3、T4 停留时间

PWM PWM特性曲线

R 调节环路

Ueff 有效电压斜坡

Claims

1.一种用于产生压缩空气的压缩机(400’)，所述压缩机用于车辆的压缩空气供应设备(1000)，所述压缩机具有

-呈有刷直流电动机(BDC电动机)的形式的电动机(500)并且具有

-压缩器，所述压缩器能通过所述电动机(500)来驱动，其中，

-所述电动机通过压缩器继电器或半导体开关来驱动，其中，

-在限制所述电动机(500)的运行电流(IB)的情况下，所述电动机(500)能借助电子控制装置(900)的电子控制模块(910)来控制，其特征在于，所述电子控制模块(910)具有

-控制结构块(911)和能实施的程序模块(912)，并且

-电子控制模块构造用于在时间上可变地预先给定限制所述运行电流(IB)的阈值电流(IS)。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩器是具有至少一个第一压缩机级和第二压缩机级(401、402)的两级压缩器(400)。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，

-构造所述程序模块(912)，用于为了限制所述运行电流(IB)而预先给定所述阈值电流(IS)的作为时间(t)的函数的至少一个阈值电流限制函数(GF)，和

-构造所述控制结构块(911)，用于中断所述电动机(500)的运行能量或其它运行参数。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述电子控制模块(910)构造用于检验所述运行电流(IB)是否达到至少一个阈值电流限制函数(GF)的阈值电流(IS)，和/或用于中断运行能量。

5.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述电子控制模块(910)还具有分析单元(930)，通过所述分析单元，能以能预先给定的采样率(SS)将所述电动机(500)的实际的运行电流(IB)信号化，和/或

所述电子控制模块还具有比较单元，借助所述比较单元，信号化的实际的运行电流(IB)能与作为时间的函数的阈值电流(IS)相比较。

6.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，

-启动阶段(AnP)的第一时间阶段(Anp1)直接根据所述压缩器的启动要求而没有对运行电流(IB)的幅度进行直接限制，和/或

-启动阶段(AnP)的第二时间阶段(Anp2)构造在所述第一时间阶段(AnP1)之后，用于在时间上可变地预先给定限制运行电流(IB)的阈值电流(IS)。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述第一时间阶段(AnP1)具有起动持续时间(T-START)，所述起动持续时间位于所述第二时间阶段(AnP2)的持续时间之下。

8.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，借助所述阈值电流限制函数(GF)能预先给定所述阈值电流(IS)的和/或所述运行电流(IB)的至少一个最大值(Ii)和/或梯度(Gradi)。

9.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，在启动阶段(AnP)的在第一时间阶段(AnP1)之后的第二时间阶段(AnP2)中预先给定所述阈值电流限制函数(GF)。

10.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述电子控制模块(910)构造用于控制软启动(CSS)，用于在时间上受限的第一时间阶段(AnP1)中允许不受限的启动运行电流(IB)，并且在时间上受限的第二时间阶段(AnP2)中预先给定能在时间上可变地受限的启动运行电流(IB)。

11.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述程序模块(912)构造用于如下，对于启动运行电流在启动阶段(AnP)中，预先给定用于确定数量的第一启动时间区段(AnP21、AnP22、AnP23、AnP24)的确定数量的第一启动阈值电流限制函数(AnGF1、AnGF2、AnGF3、AnGF4)和用于确定数量的第二启动时间区段(AnP21、AnP22、AnP23、AnP24)的确定数量的第二启动阈值电流限制函数(AnGF1、AnGF2、AnGF3、AnGF4)。

12.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，从包括所述压缩器的软启动(CSS)的启动阶段(AnP)至仅包括压缩器(400)的不限制电流的运行的负载阶段(LaP)的更换不依赖于所述压缩器(400)的运行电流(IB)。

13.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述电子控制模块(910)还以如下方式构造用于控制软关闭，即，预先给定在时间上可变地受限的关闭运行电流的在时间上受限的时间阶段。

14.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于，所述程序模块(912)构造用于为所述关闭运行电流预先给定用于确定数量的第一关闭时间区段(AusP1、AusP2、AusP3、AusP4)的确定数量的第一关闭阈值电流限制函数(AusGF1、AusGF2、AusGF3、AusGF4)和用于确定数量的第二关闭时间区段(AusP1、AusP2、AusP3、AusP4)的确定数量的第二关闭阈值电流限制函数(AusGF1、AusGF2、AusGF3、AusGF4)。

15.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述电子控制装置(900)还具有第一调节单元(921)，所述第一调节单元构造用于在预先给定作为额定电流的阈值电流(IS)的情况下调节所述电动机的运行电流(IB)。

16.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述电子控制装置(900)还具有带有第二调节单元(922)的调节模块(920)，所述第二调节单元构造用于调节所述电动机(500)的转速(nK)。

17.根据权利要求15所述的压缩机，其特征在于，所述调节单元构造用于通过PWM特性曲线(PWM)限制所述电动机(500)的作为所述运行电流(IB)或由此导出的值的函数的转速可变性。

18.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于，

-所述PWM特性曲线在低电流(In)时限定了靠下的有效电压，而在高电流(Ih)时限定了靠上的有效电压，其中，靠下的有效电压低于靠上的有效电压，并且

-所述电动机(500)的转速可变性在低电流时具有靠上的转速值(nKo)，而在高电流时具有靠下的转速值(nKu)，其中，靠上的转速值(nKo)高于靠下的转速值(nKu)。

19.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于分析单元(930)，借助所述分析单元能从所述运行电流(IB)的时间上的曲线中获知压缩器的实际转速(nK-IST)，其中，

-频率(f)从电流纹波的多个周期性的峰值中确定，

-所述频率(f)配属于所述压缩器的实际转速(nK-IST)，并且

-所述实际转速(nK-IST)用作所述电子控制装置(900)的调节模块(920)的第一调节单元(921)的输入值，其用于调节所述电动机的转速(nK)。

20.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，

所述其它运行参数是所述电动机的运行电压(UB)。

21.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述电子控制模块(910)是分析单元(930)和/或促动器(940)。

22.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述电子控制模块(910)构造用于根据预先确定的中断频率(SR)和/或在所述运行电流(IB)达到所述至少一个阈值电流限制函数(GF)的阈值电流(IS)的情况下中断运行能量。

23.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述分析单元(930)是采样单元。

24.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，通过所述分析单元，能以能预先给定的采样率(SS)将所述电动机(500)的实际的运行电流(IB)在1Hz至10000Hz之间的范围内信号化。

25.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述起动持续时间(T-START)是固定或能依赖于所测量的运行电压(IU)可变地预先给定的。

26.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述起动持续时间位于所述第二时间阶段(AnP2)的启动区段中的停留时间(AnT_i)之下。

27.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述阈值电流限制函数(GF)是时间(t)的线性函数。

28.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，第一启动阈值电流限制函数的数量和/或第二启动阈值电流限制函数的数量是自然数。

29.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，第一启动阈值电流限制函数的数量和/或第二启动阈值电流限制函数的的数量在4至10之间。

30.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于，第一数量和/或第二数量是自然数。

31.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于，第一数量和/或第二数量在4至10之间。

32.根据权利要求16所述的压缩机，其特征在于，所述第二调节单元构造用于在预先给定局部恒定的转速上界限的情况下调节所述电动机(500)的转速(nK)。

33.根据权利要求32所述的压缩机，其特征在于，局部恒定的转速上界限作为所述运行电流(IB)或由此导出的值的函数给出。

34.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于，所述PWM特性曲线(PWM)呈作为所述运行电流(IB)的函数的有效电压斜坡(Ueff)的形式。

35.根据权利要求34所述的压缩机，其特征在于，所述有效电压斜坡(Ueff)存储在所述程序模块(912)中。

36.根据权利要求18所述的压缩机，其特征在于，

所述靠下的有效电压相应于低的PWM值(PWMn)。

37.根据权利要求18所述的压缩机，其特征在于，

所述靠上的有效电压相应于高的PWM值(PWMn)。

38.一种用于运行气动设备(1020)的压缩空气供应设备(1000)，所述压缩空气供应设备具有：

-压缩空气输送件(1)，所述压缩空气输送件具有根据前述权利要求中任一项所述的用于产生压缩空气的压缩机(400’)，所述压缩机具有呈有刷直流电动机(BDC电动机)的形式的电动机(500)和压缩器(400)，

-用于所述气动设备(1001)的压缩空气接口(2)，

-通向外部环境的排气接口(3)，

-压缩空气输送件(1)与压缩空气接口(2)之间的第一气动连接件，所述第一气动连接件具有空气干燥器(180)和分离阀，

-压缩空气接口(2)与排气接口(3)之间的第二气动连接件。

39.根据权利要求38所述的用于运行气动设备的压缩空气供应设备，其特征在于，所述气动设备是车辆的空气弹簧设备。

40.一种气动系统，所述气动系统具有根据权利要求38或39所述的用于运行气动设备的压缩空气供应设备(1000)并具有气动设备(1001)，其中，所述气动设备(1001)呈空气弹簧设备的形式来形成，所述气动设备具有管道(610)和至少一个气动联接到所述管道(610)上的分支线路(601、602、603、604、605)，所述分支线路具有气囊和/或存储器(1011、1012、1013、1014、1015)以及置于所述气囊和/或所述存储器前的旁通阀(1111、1112、1113、1114、1115)。

41.一种用于运行在压缩机(400’)中的呈有刷直流电动机(BDC电动机)的形式的电动机的控制方法，所述压缩机用于产生用于车辆的压缩空气供应设备的压缩空气，所述压缩机具有所述电动机(500)和通过所述电动机(500)驱动的压缩器(400)，其中，所述电动机通过压缩器继电器或半导体开关来驱动，

其中，所述电动机(500)借助电子控制模块(910)来控制，借助所述电子控制模块限制所述电动机(500)的运行电流(IB)，其特征在于，

借助所述电子控制模块(910)能在时间上可变地预先给定限制运行电流(IB)的阈值电流(IS)，所述电子控制模块具有带有能实施的程序模块(912)的控制结构块(911)。

42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，为了限制运行电流(IB)，借助能实施的程序模块(912)预先给定阈值电流(IS)的作为时间(t)的函数的至少一个阈值电流限制函数(GF)，并且对于所述运行电流(IB)达到所述至少一个阈值电流限制函数(GF)的阈值电流(IS)的情况下，所述电动机(500)的运行借助所述控制结构块(911)中断。

43.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述运行电流(IB)达到所述至少一个阈值电流限制函数(GF)的阈值电流(IS)的情况下，所述电动机的运行电压(UB)借助所述控制结构块(911)中断。