JP2016505753A - 圧縮空気を生成する圧縮機、圧縮空気供給設備、空気圧システム及び圧縮機の動作方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣ電気モータ）の形の電気モータ（５００）と、この電気モータ（５００）により駆動することが可能なコンプレッサ、特に、少なくとも第一と第二の圧縮機段（４０１，４０２）から成る二段式コンプレッサとを備えた、特に、車両の圧縮空気供給設備（１０００）のために、圧縮空気を生成する圧縮機（４００’）に関し、この電気モータ（５００）は、制御機器（９００）の電子制御モジュール（９１０）を用いて、この電気モータ（５００）の動作電圧（ＩＢ）を制限する形で制御することが可能である。

Description

本発明は、請求項１の上位概念による圧縮機に関する。本発明は、更に、圧縮空気設備、空気圧システム及び圧縮機の動作方法に関する。

冒頭に述べた形式の圧縮機は、多数の用途で、特に、車両の圧縮空気供給設備用の圧縮空気を生成する分野において実証されている。その場合、圧縮機は、ブラシ付直流電気モータの形の電気モータと、その電気モータにより駆動することが可能なコンプレッサとを備えている。ここで、そのように呼ばれているブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣモータ）は、様々な理由からブラシレス直流電気モータ（ＢＬＤＣモータ）と比べて、特に、車両の圧縮空気供給設備の前記の用途において実証されている。

ＢＬＤＣモータは、ブラシ付直流電気モータに配備された転流用ブラシを備えた機械式整流子を電気回路により置き換えた直流モータの一つの構造形式である。ＢＬＤＣモータは、換気扇、フロッピーディスクドライブの駆動部、コンプレッサ、ビデオレコーダ、模型飛行機及びそれらと同等の物などの比較的小さい負荷が加わる機械を動作させるのに適しているが、負荷要件が高い自動車用途において様々な欠点が明らかになっており、特に、ブラシ付直流電気モータの方が、基本的に信頼性と負荷適合性に関する要件が高い用途では何れにせよ、より有利な変化形態であることが分かっている。他方、一般的にコンプレッサ用リレーにより制御され、直流ブラシモータを用いて駆動されるコンプレッサは、その電力消費量が大きいために、始動及び停止時、場合によっては、負荷条件が変化する形の動作時において様々な欠点を有する。

そのような欠点を何れにせよ根本的に取り除くために、例えば、特許文献１では、車両の給気ユニットのコンプレッサを駆動する電気モータが規定されており、その電気モータは、電気モータを制御するための少なくとも一つの半導体スイッチを備えている。その半導体スイッチ、そのため、その電気モータは、制御機器によって、パルス幅を変調された電圧により制御されている。その電圧のパルス幅・休止時間比率により、電気モータの回転数を制御している。それによって、例えば、電気モータのソフト起動が可能となっている。その半導体スイッチのセンサ出力は、測定配線を介して制御機器と接続されている。そのセンサ出力は、半導体スイッチを通って、そのため電気モータを通って流れる電流に比例する電流信号を出力する役割を果たしている。その電流信号に基づき、制御機器では、電気モータの回転数とコンプレッサが生成する圧力を算出している。その場合、半導体スイッチは、電気モータのブラシホルダに統合されている。

そのような解決策は、基本的に比較的負担のかかる形で、例えば、交直両用モータに関する特許文献２に開示されている通り、制御トランジスタに基づくタイマ素子を用いて構成されている場合においても、一般的にサイリスタに基づくソフト起動回路と比べて何れにせよ有利であることが既に分かっている。

それにも関わらず、特に、電気モータの動作電流の制限に関して、特に、特許文献１の基本的に肯定的なアプローチを超えるように、圧縮空気を生成する圧縮機の動作を未だ改善可能であることが分かった。

国際特許公開第２０１０／０４５９９３号明細書 ドイツ特許第２７５８３０９号明細書

そこで、本発明の課題は、電子制御機器を用いて電気モータの動作電流を制限するように規定された制御を改善する装置と方法、特に、車両の圧縮空気供給用の装置と方法を提示することである。特に、この制御は、一般的に圧縮機の動作形態を改善するように、特に、ソフト起動、停止動作及び／又は標準動作を実現するように設計される。有利には、特に、標準動作において、コンプレッサの回転数を調節できるようにする。

本課題は、装置に関して、請求項１の圧縮機による発明によって解決される。本発明では、冒頭に述べた形式の圧縮機において、更に、請求項１の特徴部の特徴が規定される。

本発明は、電子制御モジュールを用いて電気モータの動作電流を制限する形で電気モータを制御するのが基本的に有利であるとの考えを出発点としている。この場合、本発明の技術思想は、ブラシ付直流電気モータの形の電気モータが基本的に有利であることを出発点としている。それは、特に、車両の圧縮空気供給設備に対して、即ち、特に、圧縮空気供給設備の圧縮空気供給部内で圧縮空気を生成する圧縮機を使用する場合に有利であることが分かっている。そのため、本発明の技術思想は、ブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣモータ）の動作、例えば、特許文献１に記載されているようなリレー動作と関連する欠点を防止した形での動作を出発点とすることが基本的に優れている。

更に、本発明は、特に、ＣＳＳ（ＣＳＳ：コンプレッサ・ソフト・スタート）制御とも呼ばれるソフト起動に適しているので、電子制御モジュールを更に改善できることを明らかにした。本発明では、電子制御モジュール（ＣＳＳ制御モジュール）が、マイクロコントローラ又はそれと同等の論理回路を備えたコンポーネントなどの制御コンポーネントを備えるとともに、実行可能なプログラムモジュールを備えていると規定される。

本発明の技術思想は、請求項２０の圧縮空気供給設備及び請求項２１の空気圧システムにも通じる。

本課題は、方法に関して、本発明による請求項２２の特徴に基づくブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣモータ）の形の電気モータを備えた圧縮機の動作方法によって解決される。

言い換えると、ブラシ付直流電気モータの時間的な過渡的動作に関して、例えば、時間に依存しない動作電流の制限だけしか規定しているのではない。むしろ、有利には、動作電流の制限が、時間の関数として変化する形態で規定される、特に、少なくとも一つの第一と第二の互いに異なる閾値電流が規定される。それに基づき、本発明の技術思想は、最大閾値電流を規定するだけでなく、更に、動作電流を制限する閾値電流を時間的に変化する形で規定すること（動作電流に関する勾配の規定）も可能にしている。

本発明のブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣモータ）に基づく技術思想は、ブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣモータ）の優位性及び利点を保持しつつ、動作電流に関して改善された手法で制限することを可能にしている。本発明の技術思想に基づき、有利には、動作電流の絶対的な制限だけでなく、勾配の制限も可能になる。

本発明の有利な改善構成は、従属請求項から読み取られ、詳しくは、本設定課題の範囲内において、並びに更に別の利点に関して、前述した技術思想を実現する有利な手法を提示する。

本発明の特に有利な改善構成は、図面に基づき説明する実施構成に通じる。それは、本技術思想に従って、コンプレッサ用リレーがマイクロコントローラを用いて制御される半導体スイッチにより置き換えられると規定する。マイクロコントローラ内に保存されたプログラムモジュールによって、コンプレッサの始動要求時に、コンプレッサの許容される電流消費量が制限される。この始動要求時の許容電流を時間的に変化させて、起動電流ピークも起動電流勾配（ｄｌ／ｄｔ）も調節できるようにする。

マイクロコントローラ内に保存されたプログラムモジュールによって、コンプレッサの停止要求時においても、コンプレッサの許容される停止電流勾配を制限することができる。そのことも、半導体スイッチの速い制御によって切り換えることができる。

マイクロコントローラ内に保存されたプログラムモジュールによって、始動プロセスの終了後（即ち、コンプレッサが動作している時）に、パルス幅・休止時間比率を変化させるか、或いは周波数を変化させるＰＷＭ制御によって、負荷に応じた、特に、圧力に応じた回転数の変化を最小化できるように、コンプレッサの電流消費量を調節することもできる。

本技術思想に基づき、動作電流を制限する閾値電流を時間的に切り換える形で規定するように、制御モジュールを構成することができる。特に有利な改善構成の範囲内では、このプログラムモジュールは、動作電流を制限するために、時間の関数としての閾値電流の少なくとも一つの閾値電流制限関数を規定するように構成される。それによって、動作電流を目的通り包絡線以内に維持することが特に良好に可能となり、有利には、この包絡線は、基本的に閾値電流制限関数により規定される。この改善構成は、それにより、特に、動作電流及び／又は動作電圧などの動作エネルギーを制限する形で、一般的に電気モータの動作を更に改善された手法により実現できることを明らかにした。

特に、一つの改善構成では、制御コンポーネントは、電気モータの動作、特に、動作エネルギー、即ち、特に、動作電流及び／又は動作電圧を中断する、特に、繰り返し短い時間で中断するように構成されると規定される。そのようにして、特に有利に電気モータの動作電圧を中断することができる。この動作、特に、動作エネルギー、即ち、特に、動作電流及び／又は動作電圧の中断は、有利には、動作電流が少なくとも一つの閾値電流制限関数の閾値電流に達した場合に、特に、上回るか、或いは下回った場合に行われる。例えば、開始値から終了値までのコンプレッサを動作させる電気モータの許容される動作電流は、予め設定された時間関数に基づき増減することができる。

有利には、本発明の技術思想に基づき、起動電流ピーク、それに対応する起動時間区間及び／又は停止時間区間のフェーズ長、及び起動電流勾配の中の一つ以上を目的通り調節することができ、それに追加して、或いはそれに代わって、そのことは、停止電流ピークと停止電流勾配に関しても適用される。一つの改善構成では、特に、動作電流を制限しているにも関わらず、コンプレッサの起動能力及び／又は停止能力を低減させないか、或いは大幅に低減させないことが可能である。それは、基本的に動作電流を制限する閾値電流が時間的に変化する形で規定されるとの事実に基づくことである。改善された停止変化に関して、特に、音響的に目立たない形のコンプレッサの停止が実現可能である。

特に有利な改善構成の範囲内では、電子制御モジュールは、更に、電気モータの実際の動作電流を予め設定可能なサンプリング速度で信号化できるサンプリングユニットを備えていると規定される。有利には、サンプリング速度は、１００Ｈｚ〜５０，０００Ｈｚの範囲内に、場合によっては、１００，０００Ｈｚ以内に有る。特に有利には、サンプリング速度は、２０，０００Ｈｚ〜３０，０００Ｈｚであり、例えば、３５μｓのサンプリング速度で２８，０００Ｈｚとなる。サンプリング速度が速くなる程、より目標に近い形で電気モータの動作時の起動電流及び／又は停止電流をピーク及び／又は勾配変化に関して目的通り制御することができる。特に、ピーク制限は、起動時間区間及び／又は停止時間区間内の滞留時間、例えば、以下において図面と関連して示すフェーズ長のＡｎＴ＿ｉ値又はＡｕｓＴ＿ｉ値（ｉ＝１．．．ｎ；ｎは自然数１，２，３，４云々であり、有利には、４〜１０であるが、それ以上とすることもできる）の制御により実現できる。これらのフェーズ長は、起動電流及び／又は停止電流の勾配変化と共に決めることもできる。

それに追加して、或いはそれに代わって、信号化した実際の動作電流を時間関数としての閾値電流と比較することが可能な比較ユニットが有利であることが分かっている。全体として、起動電流及び／又は停止電流のピーク及び／又は勾配変化は、特に、電子制御モジュールの比較的速いサンプリング速度による比較的速い制御によって制限することができる。

特に有利な改善構成の範囲内では、閾値電流の少なくとも一つの最大値及び／又は勾配による閾値電流制限関数を規定するのが有利であることが分かっている。結局は、それにより動作電流の最大値及び／又は勾配を規定することができる。例えば、一次時間関数の形の閾値電流制限関数が特に有利であることが分かっている。そのような、並びにそれ以外の閾値電流制限関数に関して、時間フェーズの所定の滞留時間の間において、例えば、勾配、特に、上昇勾配及び／又は下降勾配を、特に、振幅値に追加して複数の勾配を加えて規定することができる。当然のことながら、それは、より高い次数の関数、例えば、任意の多項式又は指数関数に関しても言えることである。

特に有利には、電子制御モジュールは、ソフト起動（ＣＳＳ：コンプレッサ・ソフト・スタート）制御のために、時間的に制限された第一の時間フェーズにおいて、制限されない起動動作電流を許容するように構成される。そのことは、時間的に制限された第一の時間フェーズを用いて、特に、確実なコンプレッサ起動を保証する。特に、それによって、時間的に制限された第一の時間フェーズにおいて、動作電流の直接的な制限が行われず、第一の時間フェーズの時間的に制限された継続時間により間接的な制限が実現されている。

それに追加して、或いはそれに代わって、時間的に制限された第二の時間フェーズにおいて、時間的に変化する形で制限された起動動作電流を規定することができる。この時間的に制限された第二の時間フェーズを用いて、特に、コンプレッサを駆動する電気モータの動作電流の所望の制限を実現することができる。特に、この時間的に制限された第二の時間フェーズにおいて、可変に予め設定可能なピーク及び／又は勾配（ピッチ）に制限する形で動作電流を狭い範囲に目的通り持続的に誘導することを改善するような比較的速いサンプリング速度により、電気モータの動作、特に、動作電流及び／又は動作電圧などの動作に必要な動作エネルギー供給の決定が、場合によっては、中断が行われる。

特に有利には、プログラムモジュールは、起動フェーズにおいて、有利には、時間的に制限された第二の時間フェーズにおいて、起動動作電流に関して、第一の起動時間区間用の少なくとも一つの第一の起動閾値電流制限関数と第二の起動時間区間用の第二の起動閾値電流制限関数とを規定するように構成される。起動フェーズにおいて、起動動作電流に関して、必要に応じて、更に別の（有利には、その数を四とする）起動時間区間を規定することができる。そのようにして、例えば、起動フェーズにおいて、段階的に増加する閾値電流を規定することができ、その結果、起動フェーズにおいて、動作電流は、それにより基本的に予め設定された起動勾配に対して徐々に増加される。有利には、第一の起動閾値電流制限関数の増加量は、絶対値に関して第二の起動閾値電流制限関数の増加量よりも大きい。

有利には、起動フェーズから負荷フェーズへの切換は、コンプレッサの動作電流と独立して行なわれる。それは、同じくコンプレッサと繋がるコンポーネント、特に、車両の圧縮空気供給設備を考慮した所定の時間後におけるコンプレッサの全機能を保証する。

この起動フェーズは、有利には、前記の改善構成によるコンプレッサのソフト起動を含む。この負荷フェーズは、特に、コンプレッサの電流を制限されない動作だけを含むフェーズとして解釈すべきである。

有利には、起動フェーズから負荷フェーズへの切換は、ソフト起動の最後の時間フェーズにおけるサンプリング速度に依存しない。この改善構成は、起動フェーズ中の滞留時間が、或る滞留時間後に実際に負荷フェーズに無事移行する結果となるような長さであることを出発点としている。この改善構成が、特に、コンプレッサの動作要件により、起動フェーズに関する時間的に制限された範囲が生じると規定している限り、それに応じて、コンプレッサが動作要件に加えて電力要件を満たすことができることを出発点としている。

有利には、この電子制御モジュールは、更に、ソフト停止を制御するように構成される。有利には、時間的に変化する形で制限された停止動作電流の時間的に制限された時間フェーズを規定することができる。特に、停止フェーズが停止要件に応じて時間的に決められた継続時間後に出現するものと規定される。

ソフト停止に関して、このプログラムモジュールは、有利には、停止動作電流に関して、少なくとも一つの第一の停止時間区間用の第一の停止閾値電流制限関数と第二の停止時間区間用の第二の停止閾値電流制限関数を規定するように構成される。前述した有利なソフト起動と同様に、ｉ＝１．．．ｎ（ここで、ｎは、自然数である）の数の時間フェーズを規定することができる。特に、各滞留時間と閾値電流の勾配に基づき、３個以上の時間フェーズ、有利には、４〜１０個の時間フェーズを規定することができる。特に、例えば、停止時間区間の２３ｍｓの継続時間毎に９個の時間フェーズを規定することができる。

有利には、停止フェーズにおいて、勾配値の絶対値を規定することができる。有利には、ソフト停止変化に関して、（振幅を規定すること無く、有利には、勾配を規定するだけで、ソフト停止変化を実現できるとの条件で）停止電流の勾配を規定すれば、それで十分である。有利には、前記の改善構成の中の一つに基づくソフト停止により、それに対応して電気モータの動作、即ち、特に、電流又は電圧などのエネルギー供給を中断することによって段階的に下降する動作電流が実現される停止フェーズを実現することができる。特に、このフェーズは、閾値電流に関する予め設定された停止勾配に応じて行なわれる。

別の有利な改善構成の範囲内では、コンプレッサの回転数が空気移送時の逆圧に依存することを低減、有利には、補償して大幅に排除、何れにせよ低減するのが有利であることが分かっている。別の改善構成の範囲内では、回転制御への許容差の作用を最小化するための圧力・電流消費量特性曲線の校正を規定することができる。

この改善構成は、基本的に逆圧の上昇により、コンプレッサの電流消費量が上昇することを明らかにした。この改善構成は、コンプレッサの回転数がほぼコンプレッサの供給電圧に比例することも示した。この改善構成の技術思想では、特に、供給電圧を制御するための電流に依存するＰＷＭ特性曲線を用いて、コンプレッサの回転数をコンプレッサの電流消費量に関して特に有利な形で制御することができる。

有利な改善構成の範囲内において、この電子制御モジュールは、目標電流として閾値電流を規定して、電気モータの動作電流を調節するように構成された調節ユニットを備えている。それに追加するか、或いはそれに代わる有利な改善構成の範囲内において、この電子制御モジュールは、回転数の上限又はそれと相関する制御量、例えば、回転数と関連付けることができる動作のための電流及び／又は電圧を規定して、電気モータの回転数を調節するように構成された調節ユニットを備えている。

この改善構成は、コンプレッサの無圧式スタートが所定の通りスタートプロセスにおいて比較的高い回転数を引き起こし、この有利なプロセスが、有利には、圧縮空気供給設備に繋ぐことが可能な空気圧設備の基本的に望ましい迅速な供給も引き起こすことを明らかにした。しかし、逆圧が上昇した場合、コンプレッサの回転数が比較的速く低下することも分かった。それは、コンプレッサの音響的に大きく目立つ動作変化を引き起こす。特に、二段式コンプレッサにおけるコンプレッサの比較的大きな過渡的な回転数動特性が音響的な外部作用に関して不利であることが分かった。特に、二段式コンプレッサのためには、この動作電流の関数として領域に渡って一定な回転数の上限を規定する改善構成が特に有利であることが分かった。そのため、起動プロセスに取り入れることが可能な小さい体積流量の圧縮空気を甘受すれば、動作プロセス全体に渡って優勢な音響的動作の利点が得られる。

特に有利な改善構成の範囲内では、この調節ユニットが、動作電流の関数としての電気モータの回転数変更性能をＰＷＭ特性曲線により制限するように構成されていると規定される。有利には、このＰＷＭ特性曲線は、有効電圧ランプの形で動作電流の関数として規定することができる。特に有利には、このＰＷＭ特性曲線は、そのような形又はそれ以外の形で制御モジュール及び／又は調節ユニットのプログラムモジュールに保存される。

有利には、このＰＷＭ特性曲線は、低い電流時の下方の有効電圧と高い電流時の上方の有効電圧を有し、この下方の有効電圧は、上方の有効電圧を下回る。有利には、電気モータの回転数変更性能も、低い電流時の上方の回転数値と高い電流時の下方の回転数値を有し、この上方の回転数値は下方の回転数値を上回る。有利には、このＰＷＭ特性曲線は、回転数変更性能に対して逆に推移し、特に、このＰＷＭ特性曲線は、回転数変更性能と絶対値に関して同じ勾配を有するが、符号が反対である。特に、回転数の上限は、動作電流の関数として領域に渡って一定である。

結局は、そのように特に良好にコンプレッサにおける逆圧時の回転数変更性能を補正することができる。そのために、有利には、始動プロセスの終了後、特に、起動フェーズ後、動作しているコンプレッサにおいて、圧力に依存する回転数変化が最小化されるように、パルス幅・休止時間比率を変化させる形又は周波数を変化させる形のＰＷＭ制御が行なわれる。

この供給電圧のＰＷＭ制御による回転数の制御又は調節は、特に、コンプレッサ電流のセンサ信号を使用する。例えば、回転数が低い場合には、最小電圧用のレベルを規定することができる。例えば、回転数が高い場合には、最高電圧用のレベルを規定することができる。例えば、回転数が高い場合でも、最小電圧用のレベルを規定することができる。例えば、回転数が低い場合でも、最高電圧用のレベルを規定することができる。

特に、コンプレッサの実際の回転数を検出するために、電流のリップルを使用することができる。圧縮機が、動作電流の時間的な推移から実際の回転数を算出できる解析ユニットを備えるのが特に有利であることが分かっている。有利には、電流リップルの多数の周期的な尖端部分の周波数を決定することができ、この周波数は、コンプレッサの実際の回転数に対応付けられ、この実際の回転数は、電気モータの回転数を調節するように構成された電子制御モジュールの調節ユニットのための入力値として使用される。

例えば、コンプレッサの圧縮フェーズと吸気フェーズの切換は、この改善構成の知見に基づき、動作電流の時間的な推移における多数の周期的な尖端部分の中の一つの尖端部分に対応付けることができる。それに追加して、或いはそれに代わって、電気モータの転流の切換も動作電流の時間的な推移における多数の周期的な尖端部分の中の一つの尖端部分に対応付けることができる。

ここで、以下において、同じく部分的に図示された従来技術と比較した図面に基づき、本発明の実施例を説明する。この図面は、必ずしも実施例を縮尺通りに図示しておらず、むしろ説明に役立つ場合、図面は、模式的な形及び／又は僅かに変形した形で図示されている。図面から直接認識できる教えの補足に関しては、関連する従来技術を参照されたい。この場合、実施構成の形状及び細部に関して、本発明の普遍的な考えから逸脱すること無く、多様な修正及び変更を実施できることを考慮されたい。本明細書、図面及び請求項に開示された本発明の特徴は、個別的にも任意に組み合わせても、本発明の改善構成にとって重要である場合が有る。更に、本明細書、図面及び／又は請求項に開示された特徴の中の少なくとも二つの全ての組合せが本発明の範囲内に含まれる。本発明の普遍的な考えは、以下において図示して説明する有利な実施構成の正確な形状又は細部に限定されないか、或いは請求項で権利を主張した対象と比べて限定された対象に限定されない。ここで示した大きさの範囲では、当該の限界内に有る値も限界値として開示されており、任意に採用して権利を主張することができる。本発明の更に別の利点、特徴及び詳細は、以下における有利な実施例の記述から、並びに図面に基づき明らかとなる。

車両の圧縮空気供給設備用の圧縮空気を生成する圧縮機のコンプレッサの動作時における、ブラシ付直流電気モータの形に構成された電気モータの動作電流に関する時間関数として、電流を制限しない場合の起動電流特性を図解する起動電流の推移例を図示したグラフ 図３に詳しく図示された圧縮空気供給設備の特に有利な構造形式の模式図 ブラシ付直流電気モータの形の電気モータを用いて圧縮空気を生成する圧縮機を備えた圧縮空気供給部を有し、この実施構成では、更に、二段式コンプレッサを有する圧縮空気供給設備を備えた特に有利な空気圧システムの接続図 電子制御機器が、特に、電子制御モジュール、調節モジュール及び解析ユニットを有する、図２の圧縮空気供給設備の圧縮空気供給部のために配備された圧縮機の構成図 図４Ａに図示された圧縮機用の電子制御機器のシステム構成図 図４Ａに図示された圧縮機用の修正された電子制御機器の詳細なシステム構成図 制御コンポーネント、実行可能なプログラムモジュール及びメモリを備えた、図４の電子制御モジュールの機能の模式図 例えば、ｎ＝４個の起動時間区間から成る圧縮機の電気モータの起動フェーズＡｎＰ用の時間関数としての閾値電流の閾値電流制限関数ＧＦの特に有利な実施構成図 図４に図示されたブラシ付電気モータの動作電流に関する本発明の技術思想による有利な電流制限を実施した起動電流特性を図解するための起動電流の推移例のグラフ 例えば、ｎ＝４個の停止時間区間から成る圧縮機の電気モータの停止フェーズ（コンプレッサ停止フェーズ）ＡｕｓＰ用の時間関数としての閾値電流の閾値電流制限関数ＧＦの特に有利な実施構成図 動作電流の関数としての電気モータの回転数変更性能を制限するための電気モータＭの標準動作の回転数制御用制御回路の模式図 前記の電気モータＭの電流消費量、即ち、動作電流ＩＢと回転数ｎＫの間の関数関係と回転数への線形適合Ｌ（ｎＫ）を示すグラフ 前記の電気モータＭの電流消費量、即ち、動作電流ＩＢと逆圧ｐＫの関数関係を示すグラフ 動作電流ＩＢの関数としてのＰＷＭ制御（ＰＷＭ）と回転数依存度（ｎＫ−ＩＳＴ）の逆向きの機能特性と、動作電流ＩＢの関数としての、即ち、ＰＷＭ制御による回転数制御の範囲内における前記の電気モータＭの少なくとも領域に渡ってほぼ一定の回転数（ｎＫ−ＳＯＬＬ）を実現するためのその逆向きの機能特性の利用を示すグラフ 電流消費量とそれに対応する回転数の測定により「非制御特性」を校正して、許容差を低減するために使用することができる、ここでは、コンプレッサＫの圧縮フェーズと吸気フェーズから得られる一次電流リップルの周波数から回転数ｎＫ−ＩＳＴを間接的に検出するための、特に、二段式のコンプレッサＫが動作している場合の前記のブラシ付直流電気モータ５００の電流推移グラフ

図１は、始動に関する、場合によっては、空気供給システム、特に、圧縮空気供給部の別のコンポーネント又は一般的に別の車両システムに不利に作用する可能性の有る約８０アンペアの比較的高い電流レベルＩＢ−Ｍａｘを有する、電流を制限しない場合の特徴的な起動電流特性を図示している。通常コンプレッサ用リレーによって制御され、直流ブラシ付モータを用いて駆動されるコンプレッサは、その電力消費量のために、始動時及び停止時において、場合によっては、変化する負荷条件下の動作時においても、多様な欠点を持つ可能性が有る。

これらは、特に、車両の車載電気回路及びコンプレッサ電源供給回路の安全設計にも作用する可能性が有る。それどころか、起動の瞬間におけるコンプレッサ電源供給配線を介した無理な電圧降下は、その結果電力消費を引き起し、それによりコンプレッサの起動能力に作用する可能性が有る。

この起動電流特性例のグラフが図１に図示されている。例えば、乗用車のエアースプリング用電気駆動式コンプレッサの電力消費量は、通常１２０Ａまでの電流レベルＩＢ−Ｍａｘの起動電流において１８０Ｗ〜４００Ｗとなる。図１に図示されている通りの高い起動電流時には、コンプレッサのスタート能力を低下させる高い電圧降下が生じる。そのため、それを補償するためには、通常コンプレッサ電源供給線は、それに対応する横断面積を持たなければならない。更に、安全設計は、誤り無く作動するコンプレッサの起動電流に耐えることができなければならない。しかし、特に、車両の車載電気回路への作用に関して、スタータ用バッテリが弱っている場合、通常発電機がリレーを用いたコンプレッサの始動時における急峻な電流上昇に対応できないことを理解すべきである。その結果、車両に短時間の電圧不足が生じ、そのことが、更に、別のシステムの機能障害を引き起こす可能性が有る。この場合、既に、コンプレッサ動作電流の制限のためにコンプレッサを停止する前にギャラリ換気を行なうことが特に有利であると分かっている。

それに対して、コンプレッサ動作用のブラシ付直流電気モータをリレーにより停止させる際の、例えば、約２５〜３０Ａの所要電流の急激な低下は、バッテリが弱っている場合、車載電気回路の望ましくない影響を引き起し、それが、最悪の場合正に別のシステムの機能障害を引き起こす短時間の過電圧を非常に高い確率で発生させる可能性が有る。

その上、特に、二段式コンプレッサの場合、コンプレッサの負荷・回転数特性が回転数とコンプレッサの逆圧への依存性を示すことが挙げられる。コンプレッサが動作している時の回転数の変化は、目立った音を発生させる可能性が有る。特に、第一及び第二の圧縮段を有する二段式コンプレッサは、一段式コンプレッサと比べて、関連する圧力範囲内において、例えば、図１０と１１に図示されている通り、一層明らかに目立つ回転数依存性を示す。そのことは、一段式コンプレッサでも確かに基本的に存在するが、二段式コンプレッサほど明らかではなく、そのため、特に、二段式コンプレッサでは、以下において説明する回転数制御の使用が有利であることが分かった。

前述した目立った事象又は問題を解決するために、少なくとも一つのソフト起動（ＣＳＳ：コンプレッサ・ソフト・スタート）に切り換える電子制御機器９００によって、コンプレッサを動作、停止させる。そのような電子回路は、コンプレッサの直ぐ近くに取り付けられており、図２では、例えば、圧縮空気供給設備と一緒に図示されている。先ずは、図２を参照すると、その図は、この場合（図示されていない）乗用車のエアースプリング設備の形の空気圧設備１００１に供給するために設計された圧縮空気供給設備１０００を模式図（Ａ）で図示しており、この（図示されていない）空気圧設備１００１は、別途図３の接続図により説明する。先ずは図２を（図３の一部も）更に参照すると、この圧縮空気供給設備１０００は、圧縮機４００を駆動する電気モータ５００を有し、ここでは、圧縮機４００は、複式圧縮機として構成されている。圧縮すべき空気は、圧縮機４００に供給されて圧縮された後、圧縮空気として空気圧主配管２００に供給される。同じく、空気圧主配管２００には、乾燥容器１４０の部屋の中に直に形成された乾燥床で圧縮空気を乾燥させる役割を果たす、乾燥容器１４０を備えた空気乾燥機１００が繋がっている。

この空気圧主配管２００は、別の空気圧配管６００を介して、全体として圧縮空気供給部１を圧縮機４００から空気圧設備１００１のギャラリ６１０への圧縮空気コネクタ２と接続している。この空気圧主配管２００には、図２でその筐体の後に見えるバルブ装置３００も空気圧により繋がっている。ここでは、このバルブ装置３００は、電磁弁の形の制御弁３２０により切り換えることができる切換可能な方向制御弁装置３１０を備えている。このバルブ装置３００には、ブースタ弁３３０も統合されている。このブースタ弁３３０（ここでは、２／２ブースタ弁）と電磁弁（ここでは、３／２電磁方向制御弁）の形の制御弁３２０は、ここでは、複式ブロック、即ち、二重弁として構成されている。ここでは、この二重弁は、弁装置３００の方向制御弁装置３１０に統合されている。

全体として、構造ユニットとしての空気乾燥機１００、弁装置３００及び空気圧主配管２００を用いて、モジュール方式で組み立てることができる電気モータ５００と二段式圧縮機４００を備えた圧縮空気供給設備１０００が構成される。詳しくは、図２から明らかな通り、電気モータ５００と圧縮機４００を備えた筐体装置Ｇが実現されており、この圧縮機４００は、中央の単体ブロックとしての役割を果たしている。特に、ここでは、この圧縮機４００は、特に有利には、二段式圧縮機として構成されている。この筐体装置Ｇには、空気乾燥機１００と弁装置３００を対向する側に取り付けることができる。特に、乾燥機１００と弁装置３００は、交換可能な形で筐体装置Ｇに取り付けることができる。図２から識別できる筐体装置Ｇは、一方で電気モータ５００、圧縮機４００及び空気乾燥機１００をほぼＵ字形状に取り付けている。この弁装置３００は、このＵ字形状の配置構成に基づき取り付けられている。この筐体装置Ｇは、弁装置３００をモジュール方式で取り付けることが可能な、弁装置３００の方を向いたコネクタ面Ａ１を有する。この筐体装置Ｇは、空気乾燥機装置１００をモジュール方式で取り付けることが可能な、空気乾燥機装置１００の方を向いたコネクタ面Ａ２を有する。これらのコネクタ面Ａ１とコネクタ面Ａ２は、互いにコネクタ間隔を開けて配置されており、圧縮機４００の単体ブロックの大部分は、このコネクタ間隔内に収容されている。空気乾燥機１００と弁装置３００の前記のコンポーネントのモジュール式配置構成のために、一方の乾燥機能と他方の圧縮空気制御機能の機能形態が空間的に切り離されている。これらの機能形態は、必要に応じて詳細に設計するとともに、場合によっては、置き換えたり、置き換えにより別個に変更することができる。

図２は、括弧として表すこともできるサスペンション７００内における圧縮空気供給設備１０００の例として挙げた構造実現形態を図示している。このサスペンション７００は、電気モータ５００用の動作電流ＩＢを制限する閾値電流ＩＳを時間的に変化する形で規定するように構成された電子制御機器９００を保持している。それ以外に、このサスペンション７００は、圧縮空気供給設備１０００を支持するスプリング支持部７１０のシステムと、サスペンション７００を車両の構造部分に取り付けるための同じく緩衝式固定コネクタ７２０とを備えている。

図３は、前述した形式の圧縮空気供給設備１０００とエアースプリング設備の形の空気圧設備１００１を備えた空気圧式圧縮空気供給システム１００２の空気圧接続図を図示している。この圧縮空気供給設備１０００の接続図には、筐体モジュール（ここでは、電気モータ５００、コンプレッサ４００及び制御機器９００を備えた筐体装置Ｇの一部としての前記のサスペンション７００）内に、圧縮機４００’も図示されている。更に、（空気乾燥機１００の）乾燥モジュール１００’と、（ブースタ弁３３０を備え、この場合、制御弁３２０の形の逃がし弁も備えた）ブースタ弁筐体モジュール３３０’と、例えば、方向制御弁装置３１０、即ち、電磁弁の形の制御弁３２０により切換可能な方向制御弁装置３１０の弁筐体モジュール３１０’におけるフランジ３０１の形の空気分配モジュール３０１’とが表示されている。制御ユニットとして機能する弁装置３００は、前記のフランジ３０１により圧縮空気供給設備１０００の別のモジュール式ユニットにモジュール方式により組立可能な形で比較的簡単に取り付けることができる。

この圧縮空気供給設備１０００は、空気圧設備１００１を動作させる役割を果たす。そのために、この圧縮空気供給設備１０００は、前述した圧縮空気供給部１と空気圧設備１００１への圧縮空気コネクタ２を有する。この場合、圧縮空気供給部１は、空気供給部０と、この空気供給部０の前に配置されたフィルタ部品０．１と、この空気供給部０の後に配置された、電気モータ５００により駆動される圧縮機４００（ここでは、第一の圧縮段４０１と第二の圧縮段４０２から成る複式空気圧縮機）と、空気圧主配管２００において乾燥容器１４０を備えた空気乾燥機１００と繋がる圧縮空気供給部１のコネクタとから構成されている。

一つの部屋か、さもなければ複数の部屋の空気乾燥機１００を配備することができ、例えば、空気圧主配管２００において直列接続された第一の乾燥段と第二の乾燥段を形成する空気乾燥機１００の第一の部屋と第二の部屋を配備することができる。ここでは、空気供給部０とその前に配置されたフィルタ部品０．１は、排気コネクタ３により一体化されている。

図３に図示された実施構成では、分岐配管２３０が、圧縮空気供給部１において空気圧主配管２００から分岐して、排気コネクタ３とその後に接続されたフィルタ部品０．１への排気配管２４０に繋がっている。この空気圧主配管２００は、別の空気圧配管６００を備えた空気圧設備１００１にまで延びる第一の空気圧接続部の唯一の空気圧配管である。この空気圧主配管２００は、空気圧により圧縮空気供給部１と圧縮空気コネクタ２を接続しており、空気圧主配管２００には、空気乾燥機１００と、更に、圧縮空気コネクタ２の方向には、解放可能な逆止め弁３１１及び第一の絞り弁３３１とが配置されている。この空気圧を解放可能な逆止め弁３１１と圧縮空気コネクタ２の間には、第一の絞り弁３３１が配置されている。方向制御弁装置３１０の一部として、解放可能な逆止め弁３１１の外に、制御可能な排気弁３１２が、排気配管２４０において第二の絞り弁３３２と直列に接続する形で配置されている。この第一の絞り弁３３１と空気圧を解放可能な逆止め弁３１１の直列構成は、空気圧主配管２００における空気乾燥機１００と空気圧設備１００１への圧縮空気コネクタ２の間に配置されている。第二の絞り弁３３２の公称幅は、第一の絞り弁３３１の公称幅を上回る。

更に、この圧縮空気供給設備１０００は、前記の空気圧主配管２００、排気コネクタ３、フィルタ部品０．１及び消音器の中の一つ以上と空気圧により接続された第二の空気圧接続部、即ち、前述した排気配管２４０を備えている。

この排気弁３１２は、ここでは、空気圧を解放可能な逆止め弁３１１とは別の方向制御弁として構成されており、排気配管２４０により構成される第二の空気圧接続部内に配置されている。この制御可能な排気弁３１２は、間接的に切り換えられるリレー弁として構成された、３／２方向制御電磁弁の形の前述した制御弁３２０を備えた弁装置３００の一部である。この制御弁３２０は、制御弁３２０のコイル３２２への電圧信号及び／又は電流信号の形で制御線３２１を介して伝えることが可能な制御信号により制御される。この制御により、制御弁３２０は、図３に図示された電流が流れていない位置から空気圧的に開かれた電流が流れている位置に移行することができ、この位置では、制御圧は、空気圧制御配管２５０を介して空気圧主配管２００からリレー弁としての制御可能な排気弁３１２の空気圧制御部にまで伝わる。電流が流れていない位置では、空気圧主配管２００は、解放可能な逆止め弁３１１により閉じられている。この制御可能な排気弁３１２は、ここでは、更に、圧力制限部３１３を備えている。この圧力制限部３１３は、空気圧制御配管を介して排気弁３１２の前で、具体的には、分岐配管２３０と排気弁３１２の間で圧力を抜いて、その圧力が、閾値圧力を上回った場合に、調整可能なスプリング３１５の力に対抗して排気弁３１２のピストン３１４を弁座から引き上げる、即ち、この制御可能な排気弁３１２は、制御弁３２０により制御されなくても開いた位置に移行する。このようにして、意図しない高過ぎる圧力が空気圧システム１０００内に発生することを防止している。

この制御弁３２０は、ここでの閉じられた状態では、制御配管２５０を切り離して、別の排気配管２６０を介して排気コネクタ３への排気配管２４０と空気圧により接続されている。言い換えると、図３に図示された制御弁３２０の閉じられた位置では、方向制御弁装置３１０、特に、排気弁３１２と制御弁３２０の間に有る制御配管２５０の配管区間２５１は、制御弁３２０と排気コネクタ３の間の別の排気配管２６０と接続されている。そのために、この別の排気配管２６０は、別の分岐コネクタ２６１により別の排気配管２４０と繋がっている。この分岐配管２３０と別の排気配管２４０は、分岐コネクタ２６１を介して排気コネクタ３に通じている。

特に、空気圧主配管２００又は別の空気圧配管６００から空気圧制御配管２５０を介して流れて来た制御圧が圧縮空気コネクタ２に生じた場合、この制御弁３２０により、ピストン３１４に圧力を加えて排気弁３１２を開くことができる。この制御弁３２０を開いた状態に移行させることは、排気弁３１２を開くだけでなく、解放可能な逆止め弁３１１も解放させることとなる。言い換えると、電磁弁装置３００の制御弁３２０は、逆止め弁３１１と共に逆止め弁３１１と別個に配備された排気弁３１２も制御する役割を果たしている。そのことは、開いた位置への制御弁３２０の切換時に空気乾燥機１００の空気圧を両側に開くこととなる。この圧縮空気供給設備１０００が占めることができる別の動作位置は、動作中に空気圧設備１００１の排気と同時に空気乾燥機１００の起動のために使用することができる。図３に図示された圧縮空気供給設備１０００の動作位置は、貫流方向に逆止め弁３１１を貫流させて、特に、空気圧主配管２００と別の空気圧配管６００を介して空気圧設備１００１に空気を充填する役割を果たす。

この場合、図３のエアースプリング設備の形の空気圧設備１００１は、詳しく図示されていない乗用車の各車輪に対応付けられた、車両のエアースプリングを構成する四個の所謂蛇腹１０１１，１０１２，１０１３，１０１４を有する。更に、このエアースプリング設備は、蛇腹１０１１，１０１２，１０１３，１０１４に速く供給できる圧縮空気を溜める蓄圧器１０１５を有する。各蛇腹１０１１〜１０１４には、それぞれギャラリ６１０から分岐するスプリング分岐配管６０１，６０２，６０３，６０４において、それぞれ蛇腹１０１１〜１０１４と共に構成されるエアースプリングを開閉するための車高調整弁としての役割を果たす電磁弁１１１１，１１１２，１１１３，１１１４がそれぞれ前置されている。これらのスプリング分岐配管６０１〜６０４における電磁弁１１１１〜１１１４は、２／２方向制御弁として構成されている。蓄圧器分岐配管６０５において、蓄圧器１０１５に対して、別の２／２方向制御弁の形の電磁弁１１１５が圧力補償弁として前置されている。これらの電磁弁１１１１〜１１１４は、スプリング・蓄圧器分岐配管６０１〜６０４又は６０５を用いて、共通の集積配管、即ち、前述したギャラリ６１０とその次の別の空気圧配管６００とに接続されている。このギャラリ６１０は、空気圧配管６００を介して圧縮空気供給設備１０００の圧縮空気コネクタ２と空気圧により繋がっている。ここでは、電磁弁１１１１〜１１１５は、５個の弁から成る弁ブロック１０１０として配置されている。これらの電磁弁は、図２では電流が流れていない状態で図示されており、この場合、電磁弁１１１１〜１１１５は、電流が流れていない閉じた電磁弁として構成されている。ここでは図示されていない別の修正実施構成は、これらの電磁弁の別の構成を実現することができ、弁ブロック１０１０の範囲内で、より少ない電磁弁を使用することもできる。

この空気圧設備１００１に空気を充填するために、蛇腹１０１１〜１０１４の前に配置された電磁弁１１１１〜１１１４及び／又は蓄圧器１０１５の前に配置された電磁弁１１１５は、開いた位置に切り換えられる。それにも関わらず、空気圧設備１００１において、電磁弁１１１１〜１１１４又は１１１１５の開いた位置では（及び閉じた位置でも）、この場合、逆止め弁３１１が解放されていないために、圧縮空気供給設備１０００から切り離された空気圧設備１００１の動作位置も可能である。言い換えると、逆止め弁３１１が閉じられている場合、電磁弁１１１１〜１１１４を任意に開閉することができ、そのため、空気圧設備１００１の独立した動作が可能である。特に、（例えば、車両のオフロード動作への）蛇腹１０１１〜１０１５の切換により、圧縮空気供給設備１０００に圧力を加えること無く、蓄圧器１０１５から蛇腹１０１１〜１０１５への空気の充填又はギャラリ６１０を介した空気圧設備１００１の圧力測定を行なうことができる。特に、空気乾燥機１００は、逆止め弁３１１が圧縮空気コネクタ２から圧縮空気供給部１への空気の流れを阻止し、制御弁３２０が閉じているために、不必要に圧縮空気を加えられることから保護されている。有利な手法では、空気乾燥機１００に圧縮空気を加えることは、空気圧設備１００１の如何なる動作位置でも有利ではない。むしろ、空気乾燥機設備１００の効果的で速い起動のためには、専ら圧縮空気コネクタ２から圧縮空気供給部１への空気圧設備１００１の排気時に、（逆止め弁３１１を解放することにより）それを実施するのが有利である。そのために、前述した通り、制御弁３２０を開いた位置に切り換えて、それにより、排気弁３１２を開くとともに、逆止め弁３１１を解放する。空気圧設備１００１の排気は、第一の絞り弁３３１と解放された逆止め弁３１１により空気乾燥機１００を起動して、次に第二の絞り弁３３２と排気コネクタ３に対して開いた排気弁３１２により行なわれる。言い換えると、逆止め弁３１１を解放する操作と同時に、排気弁３１２を開く操作のために、例えば、段付きピストンとして実現できる、制御弁３２０によって空気圧により制御可能な制御ピストン３１４が配備されている。

図４Ａは、圧縮機４００’を構成する第一の圧縮段４０１及び第二の圧縮段４０２を備えた二段式コンプレッサ４００と電気モータ５００の模式図を図示している。図４Ｂから明らかな通り、電気モータ５００は、マイクロコントローラの形の制御コンポーネント９１１と実行可能なコンピュータプログラム製品を備えたプログラムモジュール９１２とを備えた電子制御モジュール９１０を有する、図３に初めて図示されている制御機器９００により駆動される。このプログラムモジュールは、制御モジュール９１０のメモリ９１３に保存することができる。更に、この制御機器９００は、動作電流を調節するための第一の調節モジュール９２１とコンプレッサ用モータＭの回転数を調節する第二の調節モジュール９２２とを有する。更に、この制御機器９００は、電気モータ５００の動作電流の時間的な推移からコンプレッサ用モータＭ又はコンプレッサ４００の実際の回転数ｎＫ−ＩＳＴを算出するように構成された解析ユニット９３０を有する。

前記の制御機器９００のユニットとモジュールを列挙した例は、特に、最終的なものではなく、むしろ制御機器９００は、コンプレッサ４００、特に、コンプレッサ用モータＭの制御及び／又は調節を目的とする更に別の制御ユニット、調節ユニット及び解析ユニットを備えることができる。更に、図４Ｂに図示されたモジュールとユニットのグループ分けは、単なる例であり、制御・調節ユニット９００の原理を図解することを意図している。

制御・調節機器９００’の別の変化形態例が、図４Ｃに図示されている。この機器は、図４Ｂの前記の制御・調節機器９００と同様に、マイクロコントローラ又はそれと同等の物などの制御コンポーネント９１１、プログラムモジュール９１２及びメモリ９１３を備えた前記の制御モジュール９１０を有する。更に、この制御・調節機器９００’の調節モジュール９２０は、コンプレッサ用モータＭの起動フェーズのための調節ユニット９２１を有する。特に、この調節ユニット９２１は、動作電流ＩＢの起動電流、即ち、起動フェーズＡｎＰにおける動作電流ＩＢを調節するように構成されている。更に、この調節モジュール９２０は、負荷フェーズＬａＰのための調節ユニット９２２を有する。特に、この調節ユニット９２２は、コンプレッサ用モータＭの回転数ｎＫを調節するように構成されている。更に、調節モジュール９２０は、終了又は停止フェーズＡｕｓＰのための調節ユニット９２３を有する。特に、この調節ユニット９２３は、動作電流ＩＢの停止電流、即ち、停止フェーズＡｕｓＰにおける動作電流ＩＢを調節するように構成されている。

更に、この解析ユニット９３０は、コンプレッサ用モータＭのパラメータの実際値を検出するように構成されている。特に、この解析ユニット９３０は、コンプレッサ用モータＭに対する実際値要求を切り換えるように構成された入力モジュール９３１を有する。別の入力モジュール９３２が、コンプレッサ用モータＭの動作電流ＩＢの実際値を受信するように構成されている。別の入力モジュール９３３は、コンプレッサ用モータＭの動作電圧の値、特に、動作電圧ＵＢの実際値を受信するように構成されている。

更に、図４Ｃの制御・調節機器９００’は、アクチュエータを切り換えるための切換ユニット９４０を有し、このユニット９４０は、それに適した数の半導体スイッチを備えている。特に、前記のマイクロコントローラ及び／又はアクチュエータの半導体スイッチの形の制御コンポーネント９１１は、一つ以上のＭＯＳＦＥＴモジュールに基づき構成することができる。

更に、図５は、電子制御・調節機器９００，９００’の機能を模式図で図示している。この制御・調節機器９００，９００’の機能は、場合によっては、調節モジュール９２０と協力した動作により、基本的に（特に、制御コンポーネント９１１と実行可能なプログラムモジュール９１２の機能を組み込んだ）制御モジュール９１０と解析ユニット９３０に統合されている。制御コンポーネント９１１上で実行するように実現されているような、制御機器９１０の機能は、基本的に三つのカテゴリ、即ち、起動フェーズＡｎＰ、負荷フェーズＬａＰ及び停止フェーズＡｕｓＰのための機能から成る。起動フェーズＡｎＰでは、時間的に制限された第一の時間フェーズＡｎＰ１と時間的に制限された第二の時間フェーズＡｎＰ２のための制御モジュール９１０の第一の機能が利用可能であり、第二の時間フェーズＡｎＰ２には、この場合、四つの起動時間区間ＡｎＰ２１，ＡｎＰ２２，ＡｎＰ２３及びＡｎＰ２４が有り、これらでは、異なる起動閾値電流制限関数ＧＦ、即ち、各起動時間区間ＡｎＰ２１，ＡｎＰ２２，ＡｎＰ２３及びＡｎＰ２４に関する図６のＡｎＧＦ１，ＡｎＧＦ２，ＡｎＧＦ３，ＡｎＧＦ４が利用可能である。

停止フェーズＡｕｓＰでは、異なる停止制限関数ＧＦ、即ち、ここでは、四つの異なる停止時間区間ＡｕｓＰ１，ＡｕｓＰ２，ＡｕｓＰ３，ＡｕｓＰ４に関する図８の停止制限関数ＡｕｓＧＦ１，ＡｕｓＧＦ２，ＡｕｓＧＦ３，ＡｕｓＧＦ４による停止フェーズＡｕｓＰの停止閾値電流のための機能が有る。起動フェーズＡｎＰ１，ＡｎＰ２及び停止フェーズＡｕｓＰの間、解析ユニット９３０を介して実際値として動作電流ＩＢが利用可能である。各四つの時間区間、即ち、起動時間区間ＡｎＰ２１，ＡｎＰ２２，ＡｎＰ２３，ＡｎＰ２４と停止時間区間ＡｕｓＰ１，ＡｕｓＰ２，ＡｕｓＰ３，ＡｕｓＰ４に対しても、プログラムモジュール９１２又はメモリ９１３から、それぞれ閾値電流制限関数ＧＦが対応付けられている。図４と図５に列挙された符号を用いたグラフである別の図６〜図８に基づき、これらを説明する。

図６のａ）では、起動時間区間ＡｎＰ２１，ＡｎＰ２２，ＡｎＰ２３，ＡｎＰ２４の各々に対して、それぞれ一次式の起動閾値電流制限関数ＧＦ、即ち、ＡｎＧＦ１〜ＡｎＧＦ４が対応付けられている。これらの起動閾値電流制限関数ＡｎＧＦ１，ＡｎＧＦ２，ＡｎＧＦ３，ＡｎＧＦ４は、それぞれ起動時間区間における勾配Ｇｒａｄ１，Ｇｒａｄ２，Ｇｒａｄ３，Ｇｒａｄ４（ここでは、＋４，＋２，−１又は＋１，＋／−０）と滞留時間ＡｎＴ１，ＡｎＴ２，ＡｎＴ３，ＡｎＴ４によって決定することができる。スタート電流Ｉ−ＳＴＡＲＴと終了電流Ｉ−ＥＮＤ及びそれに対応する制御点Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３及びＩ４を規定（Ｉ０＝Ｉ−ＳＴＡＲＴ及びＩ４＝Ｉ−ＥＮＤ）すると、起動フェーズＡｎＰの第二の時間フェーズＡｎＰ２全体に渡る起動閾値電流制限関数ＧＦの全体的な推移が決定される。当然のことながら、基本的に、ここで例として示した数（ｎ＝４）の起動時間区間は、必要に応じて減らすか、或いは有利には、増やす、特に、例えば、それぞれ２５ｍｓの継続時間のｎ＝５個以内の起動時間区間ＡｎＰ２ｉ（ｉ＝１．．．ｎ）に増やすことができる。数字ｎの最後の起動時間区間は、それぞれ持続的な動作への遷移域としての役割を果たす。この具体的な推移も、例えば、Ｇｒａｄ３の代替を提示するようにして、必要に応じて調整することができる。起動フェーズＡｎＰの第一の時間フェーズＡｎＰ１全体は、電流を制限されないか、或いはそこでは、起動閾値電流制限関数ＧＦが無限となっている。

図６のｂ）によると、模式的に図示されたサンプリング速度又は半導体スイッチクロックサイクルＳＲ、特に、ＭＯＳＦＥＴのクロックサイクルにより、コンプレッサ動作状態のサンプリングを行なうことができ、そのことは、サンプリングユニットのそれに対応する走査信号に反映させることができる。動作電流ＩＢが閾値電流ＩＳに達した場合、ここでは、上回った場合、電気モータ５００の動作電圧の遮断によりコンプレッサの動作を中断するとの規則が適用される。これらの時点は、制御信号化により動作電圧ＵＢの遮断に利用される。しかし、任意の時点をマイクロコントローラ９１１により規定するか、或いはスイッチにより切り換えることもできる。図６のｃ）では、コンプレッサ用モータＭにおいて前記の形式の動作パラメータ、即ち、特に、コンプレッサ動作電流及び／又はコンプレッサ動作電圧を要求する信号ＳＳが見える。

その結果、図７の通り、動作電流区間の連続しない推移として出現する動作電流ＩＢが得られる。この動作電流ＩＢの尖端部分を繋いだ包絡線Ｅ（ＩＢ）は、閾値電流ＩＳの起動閾値電流制限関数ＧＦにより規定される最大値と勾配Ｇｒａｄ１，Ｇｒａｄ２，Ｇｒａｄ３，Ｇｒａｄ４以内となることを特徴とする。そのため、電気モータ５００の動作電流ＩＢは、目的通り正確に前述した方法の範囲内で推移し、その結果、図１の動作電流ＩＢと異なり、電気モータの確実に電流を制限した起動フェーズＡｎＰを電力損失無しに実現することができる。

言い換えると、前に説明した起動電流を制限する方法は、動作電流ＩＢがほぼ前述した制限関数ＧＦにより規定される包絡線Ｅ（ＩＢ）以内となるような、起動電流のピークと起動電流の勾配を低減する電流制御と解釈することもできる。即ち、ここで考察した、或いはコンプレッサソフト起動（ＣＳＳ）により制御されたコンプレッサスタートフェーズは、電流制限が行なわれない第一の時間フェーズＡｎＰ１と、前述した通り、時間的に変化する電流制限が行なわれる第二の時間フェーズＡｎＰ２とに分けられる。これら二つの時間フェーズＡｎＰ１，ＡｎＰ２は、ここでは、第二の時間フェーズＡｎＰ２の通り、更に、コンプレッサ用モータへのより良好な適合性を保証する複数の起動時間区間ＡｎＰ２−１２３４に分割することができる。

第一の時間フェーズＡｎＰ１に関して、始動プロセスの重要な部分が実際に第一の時間フェーズの第一のサブフェーズに関連することが確認でき、その理由は、一方で、コンプレッサ電流を早くもこのサブフェーズ内で制限しなければならず、他方で、より確実なコンプレッサ起動を保証しなければならないからである。即ち、より確実なコンプレッサ起動を保証するためには、起動トルクを上回らなければならない。この起動トルクは、例えば、コンプレッサ導管内の圧力ｐＫ、電気モータの実際の回転角などのコンプレッサＫの構造と動作履歴に依存する。起動トルクを上回らなかった場合、起動プロセスの間、特に、第一の時間的に制限された時間フェーズＡｎＰ１の間、未だコンプレッサが停止された状態となる可能性が有る。この場合、コンプレッサは、今や全く起動せずに、電気モータは、許容されない高い動作電流を呼び起こす。このようなコンプレッサ４００の停止したままの電気モータ５００の危機的な状況は、供給電圧が低い時の方が、供給電圧が高い時よりも高い確率で発生する可能性が有る。即ち、コンプレッサＫ、即ち、圧縮機４００’のコンプレッサ４００における電気モータ５００の停止状態を防止するために、第一の時間フェーズＡｎＰ１において、測定した供給電圧に応じたコンプレッサ制御形態を計算して設定する。この場合、最小制御時間の時間的に制限された第一の時間フェーズＡｎＰ１における第一の制御フェーズを規定する。この最小制御時間は、測定した電圧に応じて設定することができる。低い電圧は、例えば、より長い最小制御時間を生み出す。即ち、第一の時間フェーズＡｎＰ１において、コンプレッサ電流の直接的な制限は行なわれない。むしろ、時間的に制限された第一の時間フェーズＡｎＰ１における結果として得られた制御継続時間、即ち、ここでは、測定した電圧に応じた最小制御時間としての図６に図示された時間Ｔ−ＳＴＡＲＴ（ここでは、２，０００μｓ）に渡って、間接的な制限が行なわれる。

第二の時間フェーズＡｎＰ２に関して、既に説明した変化する形の電流制限が閾値電流ＩＳを表す起動閾値電流制限関数ＧＦを用いて行なわれる。この第二の時間フェーズＡｎＰ２における好適なサンプリング速度ＳＲは、第一の時間フェーズＡｎＰ１と異なり、第二の時間フェーズＡｎＰ２において好適に設定することができる。この場合、実際に測定されたコンプレッサ電流、即ち、動作電流ＩＢが、起動閾値電流制限関数ＧＦの予め設定された閾値電流ＩＳ ＡｎＧＦ１，ＡｎＧＦ２，ＡｎＧＦ３，ＡｎＧＦ４を上回った場合、半導体スイッチを用いて、コンプレッサに加える動作電圧ＵＢが遮断される。図７の動作電流ＩＢの低下に対応して表される短い停止時間後に、動作電圧ＵＢが再び投入されて、起動制限関数ＡｎＧＦ１，ＡｎＧＦ２，ＡｎＧＦ３，ＡｎＧＦ４の上昇する推移に基づく次のより高い電流閾値ＩＳを上回った後、再び遮断される。そのため、許容される動作電流ＩＢは、制御点Ｉ０〜Ｉ４を直線として繋いだ起動閾値電流制限関数ＧＦに基づく開始値ＩＳｔａｒｔ〜終了値ＩＥｎｄまでのコンプレッサ電流として表される。この第二の区間における動作電流ＩＢとして許容されるコンプレッサ電流の時間的な推移は、例えば、滞留時間ＡｎＴ１〜ＡｎＴ４の四つの直線的な範囲又は四つのサブフェーズにより規定される。最後のサブフェーズ（ここでは、滞留時間ＡｎＴ４の起動時間区間ＡｎＰ２４）の満了後、コンプレッサスタートフェーズが始まって、ここでは、負荷フェーズＬａＰとして表示されたコンプレッサ動作フェーズに切り換わる。この切換は、サンプリング速度の制御されたクロックサイクルにより測定された動作電流ＩＢに依存しない、即ち、最後の起動時間区間ＡｎＰ２４のＰＷＭ信号に依存しない。

図８から明らかな通り、停止電流勾配も同様の電流制御により低減することができる。実際に測定されたコンプレッサ電流（動作電流の実際値ＩＢ−ＩＳＴ）が予め設定された限界値を下回った（動作電流の閾値電流ＩＳ＝動作電流の目標値ＩＳ−ＳＯＬＬ）場合、半導体スイッチを用いて、コンプレッサ供給電圧が再び投入される。短い投入時間後、動作電圧ＵＢが再び停止されて、次のより低い限界値を下回った後に、再び投入される。そのため、コンプレッサの動作電流ＩＢは、ゆっくりと低減される。コンプレッサ停止フェーズでは、この実施構成に基づき、常にコンプレッサ電流が制御される。

そのために、図８は、図６の上方部分と同様に、ここでは、四つの停止閾値電流制限関数ＧＦ、即ち、制御点Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４に沿ったＡｕｓＧＦ１，ＡｕｓＧＦ２，ＡｕｓＧＦ３，ＡｕｓＧＦ４（ここで、Ｉ０は任意のスタート電流Ｉ−ＳＴＡＲＴに対応し、Ｉ４は任意の終了電流Ｉ−ＥＮＤに対応し、また、Ｇｒａｄ１，Ｇｒａｄ２，Ｇｒａｄ３，Ｇｒａｄ４（この場合、−２，−１，＋／−０，＋／−０）は停止閾値電流制限関数ＡｕｓＧＦ１，ＡｕｓＧＦ２，ＡｕｓＧＦ３，ＡｕｓＧＦ４の勾配を表す）に沿った閾値電流ＩＳの全体的な推移から得られる、停止フェーズＡｕｓＰにおける停止閾値電流の推移を図示している。当然のことながら、基本的に、ここで例として示した数（ｎ＝４）の停止時間区間ＡｕｓＰｉ（ｉ＝１．．．ｎ）は、必要に応じて減らすか、或いは有利には、増やす、特に、例えば、それぞれ２５ｍｓの継続時間の例えば、ｎ＝９個以上の数の停止時間区間に増やすことができる。数字ｎの最後の起動時間区間は、それぞれ持続的な停止への遷移域としての役割を果たす。この場合、終了電流、ここでは、Ｉ４が十分に小さい、特に、ほぼ０であるか、或いは０に向かうとともに、開始値Ｉ０が公称範囲内に有ることが重要である。個々の停止閾値電流制限関数ＧＦが、停止時間区間ＡｕｓＰ１〜ＡｕｓＰ４の滞留時間ＡｕｓＴ１〜ＡｕｓＴ４に渡って決定される。即ち、動作電流の最大勾配又はピークを上回ること無く、動作電流ＩＢを閾値電流ＩＳ以内に保持して、目的通り正確に定義されたランプに沿って低下させることができる。動作電流の実際の推移は、図７の例と同様に、ピークが包絡線以内に留まる断続的な電流関数によって得られる。それに対応して、停止動作電流ＩＢの変化は、図８の閾値電流ＩＳに関する停止閾値電流制限関数ＧＦを下回る。

図９は、負荷フェーズＬａＰの機能に関して、以下において略号Ｋとも呼ばれる、コンプレッサ用モータＭの以下で説明する制御ループＲを切り換える調節モジュール９２０の動作形態を図示しており、具体的には、回転数上限ｎＫ−ＳＯＬＬ、即ち、動作電流ＩＢの関数として領域に渡って一定の回転数上限ｎＫ−ＳＯＬＬを規定して、電気モータ５００の回転数ｎＫを制御するように構成された制御・調節機器９００及び／又は９００’の調節ユニット９２２の動作形態を図示している。

制御ループＲの制御工程Ｒ１では、コンプレッサＫと電気モータＭを有する圧縮機の動作時に、コンプレッサの回転数ｎＫ、コンプレッサの逆圧ｐＫ及び電気モータの動作電流ＩＢの値が得られる。制御ループの制御工程Ｒ２では、図５に図示された解析ユニット９３０により、動作電流ＩＢが測定される。第三の工程Ｒ３には、単独又は組み合わせて使用可能な二つの手法が有る。第三の工程Ｒ３の第一の手法Ｒ３．１では、測定した動作電流ＩＢから、先ずは動作電流の実際値ＩＢ−ＩＳＴが算出されて、この制御ループの第一の分岐Ｉに与えられる。第三の工程Ｒ３の第二の手法Ｒ３．２では、図１３に図示されている通り、動作電流ＩＢの第一の微分（ＩＢ）’を用いて、即ち、具体的には、電流リップルの周波数から、コンプレッサの回転数の実際値ｎＫ−ＩＳＴが算出されて、この制御ループの第二の分岐ＩＩに与えられる。

この制御ループの第一の分岐の第四の制御工程Ｒ４では、動作電流ＩＢの実際値ＩＢ−ＩＳＴが目標値としての閾値電流ＩＳ（ＩＳ−ＳＯＬＬ）と共に比較器に供給される。この比較器は、更に、図４〜図８に基づき説明した措置により、実際の動作電流ＩＢを閾値電流ＩＳ−ＳＯＬＬ以内に保持するために、電気モータとして構成されたコンプレッサ用モータＭ（又は５００）の動作電圧ＵＢ、動作電流ＩＢ又はその他の動作エネルギーを遮断し、その場合、動作フェーズに応じて、異なる制御メカニズムが用いられる。起動フェーズＡｎＰでは、特に、第三の制御工程の第一の手法Ｒ３．１を含めて、前記の形式の電流制御が用いられる。負荷フェーズＬａＰでは、制御工程Ｒ５のＰＷＭを用いた第三の制御工程の第二の手法Ｒ３．２の回転数制御が用いられる。この実際の回転数値ｎＫ−ＩＳＴは、又もや目標回転数ｎＫ−ＳＯＬＬと共に、動作電流の関数として、最終的に電気モータ５００の有効電圧Ｕｅｆｆを与えるＰＷＭ信号ＰＷＭを生成するために、制御工程Ｒ３に続いて制御ループＲの制御工程Ｒ５において使用される。

そのために、図１０は、一方の、ここでは、ローパスフィルタを通した（例えば、本当の動作電流を平滑化した平均値としての）電流消費量、即ち、動作電流ＩＢと、線形適合Ｌ（ｎＫ）と共に二段式コンプレッサ４００の直線的に低下する特性曲線としての回転数ｎＫとの間の関数関係を図示している。この直線的に低下する特性曲線の関数関係は、図１１に図示された電流消費量、即ち、ここでは、動作電流ＩＢと、コンプレッサの動作中の充填プロセス時に上昇する逆圧ｐＫとの間の関数関係によってのみ成り立つ。

図１２は、図１０に図示された回転数ｎＫの実際値、即ち、その非制御値ｎＫ−ＩＳＴの関数と、それと反比例する、即ち、絶対値は同じであるが、反対の符号が付いた勾配の電気モータＭの有効動作電圧を制御するためのＰＷＭ特性曲線ＰＷＭとを再度図示している。ここでは、ＰＷＭ値は、低い電流（２０Ａ）時の約８５％と高い電流（３２Ａ）時の１００％の間に有る。

次に、図１０と図１１に図示された依存性に基づき、実際に回転数ｎＫの目標値ｎＫ−ＳＯＬＬ、即ち、ここでは、動作電流ＩＢの広い区間に渡って一定である目標回転数ｎＫ−ＳＯＬＬの制御値を設定する。言い換えると、有効動作電圧を制御するＰＷＭ信号の上昇する特性曲線ＰＷＭによって、ｎＫ−ＩＳＴの低下する依存性を補償する。そして、全体的として、前述した制御工程Ｒ３，Ｒ５，Ｒ６を出発点として、制御ループＲの第二の分岐ＩＩに沿ったＰＷＭ制御による制御工程Ｒ６に基づく回転数制御が得られる。

図１３は、補足として、更に、許容差を低減するための電流消費量とそれに対応する回転数の測定による非制御特性の校正を図示している。この場合、コンプレッサの圧縮フェーズと吸気フェーズから発生する一次電流リップルの周波数からの回転数ｎＫの計算が行なわれる。そのために、図１３は、ピークの数が周期的に繰り返され、その周波数が基本的にコンプレッサの回転数の算出を可能とする、コンプレッサ動作時の電流の推移を図示している。

図１３により、波高値解析の範囲内において周波数ｆとしてコンプレッサの回転数を算出する手法が図示されており、この解析が、先ず周期継続時間Ｔを提供し、周期継続時間Ｔは、その逆数により、コンプレッサ４００の回転数ｎＫの尺度として周波数ｆを提供する。ここでは、０．００１９秒の周期継続時間の例が与えられており、それは、５２．６回転／秒の周波数に対応し、それは、ｎＫ＝３，１５６回転／分に対応する。前記の周期継続時間Ｔに関して、動作電流ＩＢの平均電流Ｉ＿Ｍｉｔｔｅｌも決定することができる。

更に、圧力が上昇すると、コンプレッサの電流消費量が上昇することが確認できる。二段式コンプレッサの電流消費量と回転数の関係に基づき、望ましくない回転数の低下が逆圧と共に大きくなることが起こる。従って、特に、小さい体積の充填時に、回転数の低下が速くなるとともに、音響的に目立ってくる。それは、エアースプリングシステムにおいて、例えば、リフトプロセス又は蓄圧器の充填を開始するための乾燥機への充填毎に起こる。コンプレッサのＰＷＭ制御により、コンプレッサの有効供給電圧をＰＷＭ比率に比例して低減することができる。そのため、回転数が供給電圧にほぼ比例するので、それに応じて回転数を低減することができる。必要な回転数の低減量又は必要な供給電圧の低減量は、測定したコンプレッサ電流から導き出される。電流消費量を小さくする場合、供給電圧が、そのため、回転数が所定の値に低減される。この所定の値は、負荷がより高い時に設定される回転数に対応する。即ち、このより高い負荷は、例えば、最大システム圧力時の負荷とすることができる。このより高い負荷は、最大蛇腹圧力時の負荷とすることもできる。このより高い負荷は、任意の圧力時の負荷に対応させることもできる。

ＰＷＭ信号と最小回転数の間の関係は、以下に記載した式で表現できる。
ＰＷＭ［％］＝ｎＫ−ｍｉｎ／（ｂ×ＩＢ＋ｃ）

ここで、ＩＢは動作電流であり、ｎＫ−ｍｉｎ、ｂ及びｃは定数（この場合、ｎＫ−ｍｉｎ＝２，８００、ｂ＝−３７．９、ｃ＝４，０００）である。ｎＫ−ｍｉｎを用いて、低減すべき目標回転数ｎＫ−ＳＯＬＬが決定される。

修正した実施構成において、負荷フェーズＬａＰの開始時及び／又は起動フェーズＡｎＰから負荷フェーズＬａＰへの移行ＡｎＰ−ＬａＰ時に、（制御の際に）予め設定された回転数制御により動作するように修正した起動フェーズを実現することができる。そのために、回転数ｎＫが分かっている場合、コンプレッサ４００の無圧式スタートを設けると規定することができる。これに基づき、一定の回転数を実現するためには、予め設定されたＰＷＭ比率を使用するのが有利であることを示すことができる。

特に、車高設定のために圧縮空気供給設備を使用する特別な場合、それに対応したスプリング設計時に圧力が殆ど変化しないと想定することができる。特に、そのような場合のために、さもなければ、一般的に（最悪の場合、半導体スイッチでの過剰な熱の発生及び／又は移送体積への悪い影響を引き起こす可能性の有る）より長く続く動作を防止するために、計算した１００％以内のＰＷＭ比率により、１００％にまで時間的に設定可能なランプによってコンプレッサの動作を高めることができる。この改善構成は、それに対応してゆっくりと切り換えられた場合に、それと関連する回転数の変化が主観的に感じ取れなくなることを示した。

例えば、０．３％ＰＷＭ／秒〜０．７％ＰＷＭ／秒の値を規定することができる。

０ 空気供給部
０．１ フィルタ部品
１ 圧縮空気供給部
２ 圧縮空気コネクタ
３ 排気コネクタ
１００ 空気乾燥機
１００’ 乾燥モジュール
１４０ 乾燥容器
１８０ 空気乾燥機
２００ 空気圧主配管
２３０ 分岐配管
２４０ 排気配管
２５０ 空気圧制御配管
２５１ 配管区間
２６０ 排気配管
２６１ 分岐コネクタ
３００ 弁装置
３０１ フランジ
３０１’ 空気配分モジュール
３１０ 方向制御弁装置
３１０’ 弁筐体モジュール
３１１ 逆止め弁
３１２ 排気弁
３１３ 圧力制限部
３１４ ピストン
３１５ スプリング
３２０ 電磁弁、制御弁
３２１ 制御線
３２２ コイル
３３０ ブースタ弁
３３０’ ブースタ弁筐体モジュール
３３１ 第一の絞り弁
３３２ 第二の絞り弁
４００ コンプレッサ
４００’ 圧縮機
４０１ 第一の圧縮段
４０２ 第二の圧縮段
５００ 電気モータ
６００ 空気圧配管
６０１，６０２，６０３，６０４ スプリング分岐配管
６０５ 蓄圧器分岐配管
６１０ ギャラリ
７００ サスペンション
７１０ スプリング支持部
７２０ 固定コネクタ
９００，９００’ 制御機器、調節機器
９１０ 制御モジュール
９１１ 制御コンポーネント
９１２ プログラムモジュール
９１３ メモリ
９２０ 調節モジュール
９２１ 第一の調節ユニット
９２２ 第二の調節ユニット
９２３ 第三の調節ユニット
９３０ 解析ユニット
９３１，９３２，９３３ 入力モジュール
９４０ アクチュエータ
１０００ 圧縮空気供給設備
１００１ 空気圧設備
１００２ 圧縮空気供給システム
１０１０ 弁ブロック
１０１１，１０１２，１０１３，１０１４ 四つの蛇腹
１０１５ 蓄圧器
１１１１，１１１２，１１１３，１１１４ 電磁弁
Ａ１，Ａ２ コネクタ面、コネクタ側面
ＡｎＰ 起動フェーズ
ＡｎＰ１ 第一の時間フェーズ
ＡｎＰ２ 第二の時間フェーズ
ＡｎＰ２１，ＡｎＰ２２，ＡｎＰ２３，ＡｎＰ２４ 起動時間区間
ＡｎＴ１，ＡｎＴ２，ＡｎＴ３，ＡｎＴ４ 起動時間区間での滞留時間
ＡｎＧＦ１〜ＡｎＧＦ４ 起動閾値電流制限関数ＧＦ
ＬａＰ 負荷フェーズ
ＡｕｓＰ 停止フェーズ
ＡｕｓＰ１，ＡｕｓＰ２，ＡｕｓＰ３，ＡｕｓＰ４ 停止時間区間
ＡｕｓＴ１，ＡｕｓＴ２，ＡｕｓＴ３，ＡｕｓＴ４ 停止時間区間での滞留時間
Ｇ 筐体装置
ＧＦ 閾値電流制限関数
Ｇｒａｄ１，Ｇｒａｄ２，Ｇｒａｄ３，Ｇｒａｄ４ 勾配
ＩＢ 動作電流
Ｅ（ＩＢ） 包絡線
ＩＢ−ＩＳＴ 動作電流の実際値
Ｉ−ＥＮＤ 終了電流
ＩＳ 閾値電流
ＩＳ−ＳＯＬＬ 閾値電流の実際値
Ｉ−ＳＴＡＲＴ スタート電流
Ｉ−ＥＮＤ 終了電流
Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４ 制御点
Ｍ コンプレッサ用モータ、電気モータ
ＬａＰ 負荷フェーズ
ｎＫ 電気モータ／コンプレッサの回転数
ｎＫ−ＩＳＴ コンプレッサの回転数の実際値
ｎＫ−ＳＯＬＬ 回転数の上限
ｎＫ−ｍｉｎ （そこまで低減すべき）所定の目標回転数
ｐＫ コンプレッサの逆圧
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６ 制御工程
Ｉ 制御ループの第一の分岐
ＩＩ 制御ループの第二の分岐
ＳＲ サンプリング速度
ＳＳ 制御信号
ＵＢ 動作電圧
ｔ 時間
Ｔ−ＳＴＡＲＴ スタート時間
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ 滞留時間
ＰＷＭ ＰＷＭ特性曲線
Ｒ 制御ループ
Ｕｅｌｆ 有効電圧ランプ

Claims (23)

1. ブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣ電気モータ）の形の電気モータ（５００）と、
   この電気モータ（５００）により駆動することが可能なコンプレッサと、
   を備え、
   制御機器（９００）の電子制御モジュール（９１０）を用いて、この電気モータ（５００）の動作電圧（ＩＢ）を制限する形で、この電気モータ（５００）を制御することが可能である、
   特に、車両の圧縮空気供給設備（１０００）用の圧縮空気を生成する圧縮機（４００’）において、
   この電子制御モジュール（９１０）が、
   制御コンポーネント（９１１）と、実行可能なプログラムモジュール（９１２）とを有し、
   動作電流（ＩＢ）を制限する閾値電流（ＩＳ）を時間的に変化する形で規定するように構成されている、
   ことを特徴とする圧縮機。
2. 当該のコンプレッサが、少なくとも一つの第一と第二の圧縮段（４０１，４０２）から成る二段式コンプレッサ（４００）であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 当該のプログラムモジュール（９１２）が、動作電流（ＩＢ）を制限するために、当該の閾値電流（ＩＳ）の少なくとも一つの閾値電流制限関数（ＧＦ）を時間（ｔ）の関数として規定するように構成されており、
   当該の制御コンポーネント（９１１）が、電気モータ（５００）の動作エネルギー又はそれ以外の動作パラメータ、特に、電気モータの動作電圧（ＵＢ）を遮断するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
4. 当該の電子制御モジュール（９１０）、特に、解析ユニット（９３０）及び／又はアクチュエータ（９４０）が、動作電流（ＩＢ）が当該の少なくとも一つの閾値電流制限関数（ＧＦ）の閾値電流（ＩＳ）に達したかを調べることと、特に、所定の遮断周波数（ＳＲ）により、及び／又は動作電流（ＩＢ）が当該の少なくとも一つの閾値電流制限関数（ＧＦ）の閾値電流（ＩＳ）に達したことにより、当該の動作エネルギーを遮断することとの中の一つ以上を行なうように構成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の圧縮機。
5. 当該の電子制御モジュール（９１０）が、更に、
   解析ユニット（９３０）、特に、電気モータ（５００）の実際の動作電流（ＩＢ）を予め設定可能なサンプリング速度（ＳＳ）により信号化できる、特に、１Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの範囲内で信号化できるサンプリングユニット、及び／又は
   信号化した実際の動作電流（ＩＢ）を時間関数としての閾値電流（ＩＳ）と比較できる比較ユニット、
   を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の圧縮機。
6. 直接的にコンプレッサのスタート要件に基づく起動フェーズ（ＡｎＰ）の第一の時間フェーズ（ＡｎＰ１）が、動作電流（ＩＢ）の振幅の直接的な制限から免れていること、及び／又は
   第一の時間フェーズ（ＡｎＰ１）後の起動フェーズ（ＡｎＰ）の第二の時間フェーズ（ＡｎＰ２）が、動作電流（ＩＢ）を制限する閾値電流（ＩＳ）を時間的に変化する形で規定するように構成されていること、
   を特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の圧縮機。
7. 第一の時間フェーズ（ＡｎＰ１）が、第二の時間フェーズ（ＡｎＰ２）の継続時間内、特に、第二の時間フェーズ（ＡｎＰ２）の起動区間の滞留時間（ＡｎＴ＿ｉ）内で有る、有利には、変化する形で固定された、或いは測定した動作電圧（ＵＢ）に応じて規定可能なスタート期間（Ｔ−ＳＴＡＲＴ）を有することを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
8. 当該の閾値電流制限関数（ＧＦ）を用いて、閾値電流（ＩＳ）及び／又は動作電流（ＩＢ）の最大値（ｌｉ）及び／又は勾配（Ｇｒａｄｉ）を規定できることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の圧縮機。
9. 当該の閾値電流制限関数（ＧＦ）が、第二の時間フェーズ（ＡｎＰ２）において規定されており、特に、この閾値電流制限関数（ＧＦ）が時間（ｔ）の一次関数であることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の圧縮機。
10. 当該の電子制御モジュール（９１０）が、ソフト起動（ＣＳＳ）制御のために、時間的に制限された第一の時間フェーズ（ＡｎＰ１）において制限されない起動動作電流（ＩＢ）を許容するとともに、時間的に制限された第二の時間フェーズ（ＡｎＰ２）において時間的に変化する形で制限された起動動作電流（ＩＢ）を規定するように構成されており、特に、第一の所定数及び／又は第二の所定数が自然数、特に、４〜１０であることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の圧縮機。
11. 当該のプログラムモジュール（９１２）が、起動フェーズ（ＡｎＰ）における起動動作電流に関して、所定数の第一の起動時間区間（ＡｎＰ２１，ＡｎＰ２２，ＡｎＰ２３，ＡｎＰ２４）のための所定数の第一の起動閾値電流制限関数（ＡｎＧＦ１，ＡｎＧＦ２，ＡｎＧＦ３，ＡｎＧＦ４）と、所定数の第二の起動時間区間（ＡｎＰ２１，ＡｎＰ２２，ＡｎＰ２３，ＡｎＰ２４）のための所定数の第二の起動閾値電流制限関数（ＡｎＧＦ１，ＡｎＧＦ２，ＡｎＧＦ３，ＡｎＧＦ４）とを規定するように構成されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の圧縮機。
12. コンプレッサのソフト起動（ＣＳＳ）を含む起動フェーズ（ＡｎＰ）からコンプレッサ（４００）の電流を制限しない動作だけを含む負荷フェーズ（ＬａＰ）への切換が、コンプレッサ（４００）の動作電流（ＩＢ）と独立して行なわれることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の圧縮機。
13. 当該の電子制御モジュール（９１０）が、更に、ソフト停止制御のために、時間的に変化する形で制限された停止動作電流（ＩＢ）の時間的に制限された時間フェーズを規定するように構成されていることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の圧縮機。
14. 当該のプログラムモジュール（９１２）が、停止動作電流に関して、所定数の第一の停止時間区間（ＡｕｓＰ１，ＡｕｓＰ２，ＡｕｓＰ３，ＡｕｓＰ４）のための所定数の第一の停止閾値電流制限関数（ＡｕｓＧＦ１，ＡｕｓＧＦ２，ＡｕｓＧＦ３，ＡｕｓＧＦ４）と、所定数の第二の停止時間区間（ＡｕｓＰ１，ＡｕｓＰ２，ＡｕｓＰ３，ＡｕｓＰ４）のための所定数の第二の停止閾値電流制限関数（ＡｕｓＧＦ１，ＡｕｓＧＦ２，ＡｕｓＧＦ３，ＡｕｓＧＦ４）とを規定するように構成されており、特に、第一及び／又は第二の所定数が自然数、特に、４〜１０であることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一つに記載の圧縮機。
15. 当該の電子制御機器（９００）が、更に、目標電流としての閾値電流（ＩＳ）を規定する形で電気モータの動作電流（ＩＢ）を調節するように構成された第一の調節ユニット（９２１）を有することを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一つに記載の圧縮機。
16. 当該の電子制御機器（９００）が、更に、特に、動作電流（ＩＢ）の関数又はそれから導き出される制御量として、特に、領域に渡って一定の回転数上限を規定する形で、電気モータ（５００）の回転数（ｎＫ）を調節するように構成された第二の調節ユニット（９２２）を備えた調節モジュール（９２０）を有することを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一つに記載の圧縮機。
17. 当該の調節ユニットが、動作電流（ＩＢ）の関数又はそれから導き出される制御量としての電気モータ（５００）の回転数変更性能を、有利には、特に、動作電流（ＩＢ）の関数としてプログラムモジュール（９１２）に保存された有効電圧ランプ（Ｕｅｆｆ）の形のＰＷＭ特性曲線（ＰＷＭ）により制限するように構成されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の圧縮機。
18. 当該のＰＷＭ特性曲線が、特に、低い電流（Ｉｎ）時の低いＰＷＭ値（ＰＷＭｎ）に対応する下方の有効電圧と、特に、高い電流（Ｉｈ）時の高いＰＷＭ値（ＰＷＭｈ）に対応する上方の有効電圧とを定義し、この下方の有効電圧が上方の有効電圧を下回り、
    当該の電気モータ（５００）の回転数変更性能が、低い電流時の上方の回転数値（ｎＫｏ）と高い電流時の下方の回転数値（ｎＫｕ）を有し、この上方の回転数値（ｎＫｏ）が下方の回転数値（ｎＫｕ）を上回る、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の圧縮機。
19. 解析ユニット（９３０）を用いて、動作電流（ＩＢ）の時間的な推移からコンプレッサの実際の回転数（ｎＫ−ＩＳＴ）を算出することが可能であり、
    電流リップルの多数の周期的な尖端部分から周波数（ｆ）を決定し、
    この周波数（ｆ）をコンプレッサの実際の回転数（ｎＫ−ＩＳＴ）に対応付け、
    電気モータの回転数（ｎＫ）を調節するように構成された、電子制御機器（９００）の調節モジュール（９２０）の第一の調節ユニット（９２１）のための入力値として、この実際の回転数（ｎＫ−ＩＳＴ）を使用する、
    ことを特徴とする請求項１から１８までのいずれか一つに記載の圧縮機。
20. 空気圧設備（１０２０）、特に、車両のエアースプリング設備を動作させる圧縮空気供給設備（１０００）であって、
    圧縮空気を生成する圧縮機（４００’）、ブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣ電気モータ）の形の電気モータ（５００）及びコンプレッサ（４００）を備えた圧縮空気供給部（１）と、
    空気圧設備（１００１）への圧縮空気コネクタ（２）と、
    周囲環境への排気コネクタ（３）と、
    空気乾燥機（１８０）と仕切弁を備えた、圧縮空気供給部（１）と圧縮空気コネクタ（２）の間の第一の空気圧接続部と、
    圧縮空気コネクタ（２）と排気コネクタ（３）の間の第二の空気圧接続部と、
    を有することを特徴とする圧縮空気供給設備。
21. 請求項２０に記載の圧縮空気供給設備（１０００）と空気圧設備（１００１）とを有する空気圧システムであって、
    この空気圧設備（１００１）が、一つのギャラリ（６１０）と、このギャラリ（６１０）と空気圧により繋がる、蛇腹及び／又は蓄圧器（１０１１，１０１２，１０１３，１０１４，１０１５）並びにこの蛇腹及び／又は蓄圧器の前に配置された方向制御弁（１１１１，１１１２，１１１３，１１１４，１１１５）を備えた少なくとも一つの分岐配管（６０１，６０２，６０３，６０４，６０５）とを有するエアースプリング設備の形に構成されている空気圧システム。
22. 電気モータ（５００）とこの電気モータ（５００）により駆動されるコンプレッサ（４００）を備えた、車両の圧縮空気供給設備用の圧縮空気を生成する圧縮機（４００’）におけるブラシ付直流電気モータ（ＢＤＣ電気モータ）の形の電気モータの動作方法であって、この電気モータ（５００）が、電気モータ（５００）の動作電流（ＩＢ）を制限する電子制御モジュール（９１０）を用いて制御される方法において、
    実行可能なプログラムモジュール（９１２）を備えた制御コンポーネント（９１１）を有する、この電子制御モジュール（９１０）を用いて、動作電流（ＩＢ）を制限する閾値電流（ＩＳ）を時間的に変化する形で規定することを特徴とする方法。
23. 実行可能なプログラムモジュール（９１２）を用いて動作電流（ＩＢ）を制限するために、時間（ｔ）の関数としての閾値電流（ＩＳ）の少なくとも一つの閾値電流制限関数（ＧＦ）を規定して、動作電流（ＩＢ）が、この少なくとも一つの閾値電流制限関数（ＧＦ）の閾値電流（ＩＳ）に達した場合、当該の制御コンポーネント（９１１）を用いて、電気モータ（５００）の動作、特に、その動作電圧（ＵＢ）を中断することを特徴とする請求項２２に記載の方法。

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