KR20150094749A

KR20150094749A - 압축 공기를 생성하기 위한 압축기, 압축 공기 공급 시스템, 공압 시스템 및 압축기를 동작시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR20150094749A
Application number: KR1020157018606A
Authority: KR
Inventors: 랄프 브레마이에르; 삐에레 셀레스틴 코우멘다; 예르크 마이에르; 로베르트 숀; 우베 스타베노브
Original assignee: 바브코 게엠베하
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-08-19
Also published as: WO2014090355A3; CN104919695B; EP2932593B1; JP6320408B2; JP2016505753A; US20150345490A1; DE102012024400A1; KR102173651B1; US11156220B2; CN104919695A; EP2932593A2; WO2014090355A2

Abstract

본 발명은 압축 공기를 생성하기 위한, 특히 차량의 압축 공기 공급 설비(1000)를 위한 압축기(400')에 관한 것으로, 브러시 DC 전기 모터 BDC 전기 모터의 형태로 전기 모터(500)를 갖고 그리고 압축기 유닛(400), 특히 적어도 제1,2압축기 스테이지(401,402)를 갖고 2스테이지 압축기를 가지며, 이는 전기 모터(500)에 의해 구동될 수 있으며, 전기 모터(500)는 전기 모터(500)의 동작 전류(IB)의 제한을 가지며 제어 장치(900)의 전자 제어 모듈(910)에 의해 제어될 수 있다.

Description

압축 공기를 생성하기 위한 압축기, 압축 공기 공급 시스템, 공압 시스템 및 압축기를 동작시키기 위한 방법{Compressor for producing compressed air, compressed air supply system, pneumatic system and method for operating a compressor}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 청구된 바와 같이 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 압축기를 동작시키기 위한 방법뿐만 아니라 압축 공기 공급 설비 및 공압 시스템에 관한 것이다.

처음에 언급한 유형의 압축기는 많은 응용분야에서, 그러나 특히 차량의 압축 공기 공급 설비를 위한 압축 공기의 생성에 유용한 것으로 검증되었다. 이러한 상황에서, 압축기 유닛은 브러시 DC 전기 모터의 형태로 전기 모터와 전기 모터에 의해 구동 될 수 있는 압축기를 갖는다. 여기서 이러한 방식으로 언급되는 브러시 DC 전기 모터(BDC 모터)는, 여러가지 이유로, 브러시리스 DC 모터(BLDC 모터)에 비교하여, 특히 차량의 압축 공기 공급 설비의 상술한 응용 분야에 유용한 것으로 검증되었다.

BLDC 모터는, 전류 반전을 위해 브러시 DC 전기 모터의 경우 브러시가 제공되는 기계적 정류자가 전기 회로로 대체된, DC 모터의 디자인이다. BLDC 모터는 팬, 디스크 드라이브 구동, 압축기 유닛, 비디오 레코더 또는 모형 항공기 등과 같이 상대적으로 낮은 부하를 구동하도록 하는 구동 기계에 적합하지만, 상대적으로 높은 부하 요구를 갖는 자동차 분야에서 다양한 단점을 갖고 있다; 특히, 브러시 DC 모터는 기본적으로 신뢰성 및 부하 호환성의 관점에서 상대적으로 높은 요구를 갖는 응용 분야에서 어쨌든, 더 유리한 변이체를 입증하고 있다.

한편, 일반적으로 압축기 유닛 릴레이에 의해 작동되고, DC 브러시 모터에 의해 구동되는 압축기 유닛은 스위칭 온의 경우, 높은 전력 소모의 결과로서, 그리고 또한 상이한 부하 조건 하에서 작동 중에 특정 상황에서 종료하는 경우 여러 가지 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하기 시작하기 위해, 예를 들면 WO 2010/045993는 차량의 공기 공급 유닛의 압축기를 구동하기 위한 전기 모터를 개시하고 있으며, 여기서 전기 모터는 전기 모터를 구동하기 위한 적어도 하나의 반도체 스위치를 갖는다. 반도체 스위치와 따라서 전기 모터는 펄스 폭 변조 전압 제어 장치에 의해 작동된다. 전기 모터의 회전 속도는 전압의 펄스/중지(pulse/pause) 비율에 의해 제어될 수 있다. 결과적으로, 예를 들면 전기 모터의 소프트 스타트(soft start)가 가능하다. 반도체 스위치의 센서 출력은 측정 라인을 통해 제어 장치에 접속된다. 센서 출력은 반도체 스위치를 통해서 그리고 따라서 전기 모터를 통해 서 흐르는 전류에 비례하는 전력 신호를 출력하도록 한다. 전기 모터의 회전 속도 및 압축기 유닛에 의해 생성되는 압력은 전력 신호에 기초하여 제어 장치에서 결정된다. 이 경우, 반도체 스위치는 전기 모터의 브러시 브리지에 통합된다.

범용 모터를 위해 DE 2 758 309 C2에 개시된 바와 같이, 소프트 스타트 회로들은 비교적 비용이 많이 들고, 예를 들어, 제어 트랜지스터에 기초하여 타이머 요소와 함께 내장된다고 해도, 이러한 솔루션은 일반적으로 사이리스터들에 기초한 소프트 스타트 회로들에 비교하여 어쨌든 기본적으로 유리하다.

그럼에도 불구하고, 압축 공기를 생성하기 위한 압축기의 동작은, 특히, 전기 모터의 동작 전류의 제한에 관련하여, 특히, WO 2010/045993 A1에서 기본적으로 긍정적인 방식을 넘어서, 여전히 향상될 수 있음을 증명하고 있다.

이것이 장치 및 방법을 특정하고, 특히 압축된 공기를 차량에 공급하기 위해 구성된 발명이 시작되는 목적이며, 이는 전기 모터의 동작 전류 제한과 함께 전자 제어 장치에 의해 제공되는 제어가 향상된다. 제어는 특히 바람직하게 소프트 스타트, 셧다운 모드 및/또는 일반 모드를 구현하기 위해, 압축기의 동작 모드를 향상시키기 위해 일반적으로 구성될 것이다. 압축기 유닛의 회전 속도 제어는, 특히 정상 모드에서, 바람직할 수 있다

장치에 관련된 목적은 청구항 1에 청구된 바와 같이 압축기를 갖는 본 발명에 의해 달성된다. 처음에 언급된 유형의 압축기의 경우에 있어서, 청구항 1의 특징적 부분의 구성 요소들이 또한 본 발명에 따라 제공된다.

본 발명은 전기 모터의 동작 전류를 제한하면서 기본적으로 전기 모터가 전자 제어 모듈에 의해 바람직하게 제어되어야 한다는 아이디어에 기초한다. 이러한 맥락에서, 본 발명의 개념은 기본적으로 전기 모터가 브러시 DC 모터의 형태로 선호되어야 한다는 사실에 기초한다. 이는, 특히, 차량의 압축 공기 공급 설비를 위해 유리함을 입증한다; 구체적으로, 특히, 압축 공기 공급 설비의 압축 공기 공급에서 압축 공기를 생성하는 압축기의 사용 시 유리하다. 본 발명의 개념은 따라서 브러시 DC 모터(BDC 모터)의 동작에 근본적으로 간주된 방식에 기반하지만, 예를 들면, WO 2010/045993 A1에서 논의된 바와 같이, 릴레이 동작과 관련된 단점을 회피한다.

또한, 본 발명은, 특히, 소프트 스타트에 적합한 CSS 제어기 (CSS, 압축기 소프트 스타트)로 표시되므로, 전자 제어 모듈은 여전히 향상될 수 있음을 인식하고 있다. 본 발명에 따르면 전자 제어 모듈(CSS 제어 모듈)이 마이크로 컨트롤러 또는 로직이 제공되는 유사한 어셈블리와 같은 제어 어셈블리를 갖고, 실행 가능한 프로그램 모듈을 갖는 규정이 있다.

본 발명의 개념은 또한 청구항 20에 따른 압축 공기 공급 설비 및 청구항 21에 따른 공압 시스템으로 이어진다.

방법에 관한 목적은 청구항 22의 특징에 따른 브러시 DC 전기 모터(BDC 모터)의 형태로 전기 모터를 갖는 압축기 동작을 위한 방법의 발명에 의해 달성된다.

다른 말로, 브러시 DC 전기 모터의 시간적 과도 동작을 위해, 예를 들면, 단순히 시간에 독립적인 동작 전류 제한의 규정이 아니다. 오히려, 동작 전류 제한은 바람직하게 특히 상호간 다른 적어도 제1 및 제2의 임계 전류가 미리 정의되는, 가변 방식의 시간 함수로서 정의된다. 이를 바탕으로, 본 발명의 개념은 최대 임계 전류의 예비 정의(predefinition)뿐만 아니라, 더욱이, 또한 동작 전류를 제한하는 임계 전류의 시간적 가변 예비 정의에 의해, 동작 전류를 위한 기울기(gradient)의 예비 정의를 허용한다.

브러시 DC 전기 모터(BDC 모터) 상에 세워지는 본 발명의 개념은 브러시 전기 모터(BDC 모터)가 모터의 우수성 및 장점을 유지하면서 개선된 방식으로 동작 전류에 대하여 제한되도록 한다. 본 발명의 개념에 기초하여, 동작 전류의 절대적인 제한뿐만 아니라 동작 전류의 기울기 제한이 유리하게 가능하다.

본 발명의 이로운 개발은 종속 청구항들에서 발견될 수 있고 그리고 특히 추가적인 이점뿐만 아니라 설명된 목적 범위 내에서 위에서 설명된 개념을 수행하는 이로운 가능한 방법을 설명할 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 개발은 도면에 기초하여 설명되는 실시예로 이어진다. 상술한 개발은, 개념에 따라, 압축 유닛 릴레이가 마이크로 컨트롤러에 의해 작동되는 반도체 스위치로 대체됨을 제공한다. 압축기 유닛 상에서 스위치 요구가 있을 경우, 압축 유닛의 허용 전력 소모는 마이크로 컨트롤러에 저장된 프로그램 모듈에 의해 제한된다. 스위치 - 온 요구에 대한 허용 전력은 모두 시동 전류 피크 및 시동 전류 기울기(dl/dt)가 영향받는 방식으로 시간적으로 변화될 수 있다. 이것은 반도체 스위치의 신속한 작동에 의해 수행된다.

마이크로 컨트롤러에 저장된 프로그램 모듈에 의해, 압축기 유닛을 종료하기 위한 요청이 있을 때 압축기 유닛의 허용 셧다운 전류 기울기를 제한하는 것도 가능하다. 이것은 또한 반도체 스위치의 신속한 작동에 의해 구현 될 수있다.

마이크로 컨트롤러에 저장된 프로그램 모듈에 의해, 회전 속도에서 부하 의존적인, 특히 압력 의존적인 변화들이 최소화될 수 있는 방식으로, 가변 펄스/중지 비율 또는 가변 주파수로 PWM 구동에 의한 스위치-온 프로세스의 종료(즉, 압축기 유닛이 동작할 때) 후에도 불구하고, 압축기 유닛의 전력 소모를 조절하는 것도 가능하다.

개념에 기초하여, 동작 전류를 제한하는 임계 전류를 시간적 가변 방식으로 미리 정의하는 제어 모듈을 구성할 수 있다. 하나의 특히 바람직한 개발의 범위 내에서, 프로그램 모듈은 동작 전류를 제한하기 위하여 시간의 함수로서 임계 전류의 임계 전류-제한 기능을 미리 정의 할 수 있도록 설계된다. 결과적으로 정확하게 타겟팅 방식으로 엔빌로프(envelope) 하부에서 동작 전류를 유지하도록 하는 것이 특히 만족스러운 방식으로 가능하다; 엔빌로프는 임계 전류-제한 기능에 의해 유리하게 본질적으로 미리 정의된다. 개발은, 특히 동작 전류 및/또는 동작 전압과 같은 동작 에너지 공급을 제한하면서, 결과적으로 전기 모터의 동작이 일반적으로 더 향상된 방식으로 영향받을 수 있음을 인식해 왔다.

특히, 간단하게 반복되는 방식으로, 전기 모터의, 특히 동작 에너지 공급, 즉, 특히 동작 전류 및/또는 동작 전압으로, 제어 어셈블리가 동작을 중단하도록 설계되는 하나의 개발 규정이 특히 있다. 이 목적을 위해, 전기 모터의 작동 전압이 특히 바람직하게 중단 될 수 있다. 특히 동작 에너지 공급, 즉, 특히 동작 전류 및/또는 동작 전압의 동작은, 동작 전류가 적어도 하나의 임계 전류-제한 함수에 도달할 경우, 특히 그것을 초과하거나 언더슈팅(undershooting)일 경우, 바람직하게 중단된다. 예를 들어, 전기 모터의 허용 가능한 동작 전류는 미리 정의된 시간 함수에 따라 출발 값으로부터 최종 값까지 압축 유닛을 작동시키기 위해 증가되거나 감소될 수 있다.

발명의 개념에 기초하여, 시동 전류 피크 및/또는 할당된 시동 시간 기간의 단계 길이 및/또는 셧다운 시간 기간 및/또는 시동 전류 기울기는 선택적으로 영향 받을 수 있다; 이는 또한 부가적으로 또는 선택적으로 셧다운 전류 피크 및 셧다운 전류 기울기에 적용한다. 한 개발로서, 특히, 압축기 유닛의 시동 능력 및/또는 셧다운 능력이 동작 전류 제한에도 불구하고, 감소되지 않거나 또는 상당히 감소하지 않는 것이 가능하다. 이것은 동작 전류를 제한하는 임계 전류가 시간적으로 가변 방식으로 미리 정의되어 있다는 사실로 인해 필수적이다. 향상된 셧다운 움직임에 대하여, 특히 음향적으로 눈치챌 수 없는 압축기 유닛의 런 아웃(run-out)이 달성될 수 있다.

하나의 특히 바람직한 개발의 범위 내에서, 전자 제어 모듈은 또한 전기 모터의 실제 동작 전류가 미리 정의될 수 있는 샘플링 레이트로 신호를 보낼 수 있는 샘플링 유닛을 갖는 규정이 있다. 샘플링 레이트는 바람직하기로 100 Hz에서50000 Hz까지, 적절한 경우 100000 Hz이다. 샘플링 레이트는 특히 바람직하기로 20000 Hz 내지 30000 Hz, 예를 들면 샘플링 레이트 35 μS에서 28000 Hz이다. 샘플링 레이트가 높을수록 더욱 타이트(tight)하고 더욱 선택적으로 피크 움직임 및/또는 기울기 움직임에 관한 전기 모터의 동작 중 전류 및/또는 셧다운 전류가 선택적으로 제어될 수 있다. 특히, 피크의 제한은, 예를 들면, 단계 길이들의 AnT_i 값들 또는 AusT_i 값들(i = 1..n), 여기서 n은 자연수 1,2,3,4 등이고, 이는 바람직하기로 4와 10의 사이이지만 그 이상일 수 있고, 상기 값들은 도면에서 더 이하로 표시되는데, 시동 시간 기간들 및/또는 셧다운 시간 기간들 중에서 체류 시간을 제어함에 의해 생성될 수 있다. 이러한 단계 길이는 또한 시동 전류 및/또는 셧다운 전류의 기울기 움직임을 정의할 수 있다.

부가적으로 또는 선택적으로, 신호를 받은 실제 동작 전류에 의한 비교 유닛이 시간 함수가 유리하게 입증된 바와 같이 임계 전류에 비교될 수 있다. 전반적으로, 시동 전류 피크 및/또는 셧다운 전류 피크 및/또는 시동 전류 기울기 움직임 및/또는 셧다운 전류 기울기 움직임이 특히 전자 제어 모듈의 상대적으로 높은 샘플링 레이트와 함께, 상대적으로 신속한 동작에 의해 제한될 수 있다.

하나의 특히 바람직한 개발의 범위 내에서, 적어도 하나의 최대 값 및/또는 임계 전류의 한 기울기를 갖는 임계 전류-제한 함수의 예비 정의가 유리하게 입증되었다. 그 결과로, 따라서 동작 전류의 최대 값 및/또는 기울기가 미리 정의 될 수있다. 예를 들어, 시간의 선형 함수의 형태로 임계 전류-제한 기능은 특히 유리하게 입증되었다. 이와 같은 임계 전류-제한 함수들을 위해, 그리고 다른 임계 전류-제한 함수들을 위해, 특히 기울기뿐만 아니라 진폭값에 더하여, 시간 단계의 특정한 체류 시간을 위해, 예를 들면, 기울기, 특히 상승 기울기 및/또는 하강 기울기를 미리 정의하는 것이 가능하다. 물론, 이것은 또한 예를 들어, 요구되는 다항식 또는 지수 함수와 같은 상대적으로 높은 정도의 함수들을 적용할 수 있다.

소프트 스타트(CSS, 압축기 소프트 스타트)를 제어하도록, 시간적으로 제한된 제1시간 단계에서 무제한 동기 동작 전류를 허용하도록 전자 제어 모듈이 설계되는 특히 바람직한 규정이 있다. 이것은 시간적으로 제한된 제1시간 단계에 의해 특히 안전한 압축기 유닛의 시작을 보장한다. 특히, 제1시간적으로 제한된 시간 단계에서, 따라서 동작 전류의 직접적인 제한은 없다; 간접 제한은 제1시간 단계의 시간적으로 제한된 기간에 기초하여 발생하다.

부가적으로 또는 선택적으로, 시간적 가변 방식으로 제한되는 동기 동작 전류는 시간적으로 제한된 제2시간 단계로 미리 정의될 수 있다. 특히, 압축기 유닛을 구동하기 위한 전기 모터의 동작 전류의 원하는 제한은 제2시간적 제한된 시간 단계에 의해 야기될 수 있다. 상대적으로 높은 샘플링 레이트를 가지며 시간적으로 제한된 제2시간 단계에서 전기 모터의, 특히, 동작을 위해 필요한 동작 전류 및/또는 동작 전압과 같은 동작 에너지 공급에 의해 동작이 결정되고 그리고, 적절한 경우 중지되며, 이는 결정 및 중지가 지속 가능하게 가변적으로 미리 정의될 수 있는 피크 및/또는 기울기(양의 기울기)로 제한된 방식에서 동작 전류의 타이트하고 타겟팅된 방향을 향상시킨다.

프로그램 모듈은, 특히 바람직하게, 시동 동작 전류를 위해, 제1시동 시간 기간을 위한 적어도 제1시동 임계 전류-제한 함수, 그리고 제2시동 시간 기간을 위한 제2시동 임계 전류-제한 함수에서, 바람직하기로 시간적으로 제한된 제2시간 단계에서, 구동 단계에서 미리 정의되도록 설계된다. 또한 시동 시간 기간들, 바람직하기로 숫자 4가, 필요에 따라 시동 동작 전류를 위한 시동 기간에서 미리 결정될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 시동 단계에서의 결과로서 동작 전류는 기본적으로 그 결과로서 미리 결정되는 시동 기울기를 향해서, 시동 단계에서 점진적으로 증가하는 임계 전류를 미리 정의하는 것이 가능하다. 제1시동 임계 전류-제한 함수의 양의 기울기는 바람직하기로 제2시동 임계 전류-제한 함수의 양의 기울기보다 절대값이 크다.

부하 단계로 시동 단계에서 전환은 바람직하기로 압축기 유닛의 동작 전류와는 독립적으로 일어난다. 압축기 유닛, 특히 차량의 압축 공기 공급 설비에 연결된 구성 요소들에 대한 특정 시간 이후에 이것은 또한 압축기 유닛의 전체 기능을 보장한다.

시동 단계는 바람직하기로 상술한 개발들의 하나에 따른 압축기 유닛의 소프트 스타트를 포함한다. 부하 단계는, 특히, 압축기 유닛의 전류 제한 동작(run)만을 포함하는 단계로서, 이해되어야 한다.

시동 단계로부터 부하 단계로의 전환은 바람직하기로 소프트 스타트의 지속 시간 단계에서 샘플링 레이트에 독립적이다.

개발은 시동 단계 동안의 체류 시간들이, 특정 체류 시간 이후 부하 단계로 타협되지 않는 전이를 가정할 수 있다는 방식과 같이 결정된다는 사실에 기초한다. 이러한 관점에서, 개발은, 압축기 유닛이 스위치-온 요구에 후속하여 전력 요청을 만족시킬 수 있다는 것으로 가정될 수 있는 후에, 시동 단계를 제공한다.

또한, 전자 제어 모듈은 바람직하기로 소프트 셧다운을 제어하도록 설계된다. 시간적 가변 방식으로 제한되는 셧다운 동작 전류의 시간적 제한 시간 기간은 바람직하게 미리 정의될 수 있다. 특히, 셧다운 단계가 셧다운 요청의 시간적 결정 기간 이후에 온다는 규정이 있다.

소프트 셧다운과 관련하여, 적어도 제1셧다운 시간 기간을 위한 제1셧다운 임계 전류-제한 함수와 제2셧다운 시간 기간을 위한 제2셧다운 임계 전류-제한 함수에서 셧다운 동작 전류를 미리 정의하는 유리한 방식으로 프로그램 모듈이 구체화된다. 소정의 바람직한 소프트 스타트와 유사하게, i = 1 ... n 시간 단계들의 숫자가 미리 정의될 수 있는데, 여기서 n은 자연수이다. 특히, 2개의 시간 단계들 이상, 바람직하기로 4 내지 10의 시간 단계들의 숫자가 각각의 체류 시간과 임계 전류의 기울기에 관한 예비 정의와 함께, 미리 결정될 수 있다. 특히, 예를 들면 셧다운 시간 기간 25 ms를 갖는 9개의 시간 단계들 각각이 미리 결정될 수 있다.

기울기 값은 셧다운 단계에서 절대 값으로부터 미리 정의 될 수 있다. 셧다운 전류의 기울기의 예비 정의는 바람직하기로 소프트 셧다운 움직임을 위해 충분하다; 소프트 셧다운 움직임의 한정이 진폭의 예비 정의 없이 일어날 수 있다; 바람직하기로 기울기의 예비 정의만으로 일어날 수 있다. 상술한 개발의 하나에 따라, 감소하며 하강하는 동작 전류가 동작, 즉 특히 모터의 전류 또는 전압과 같은 에너지 공급에 대응하여 정지함에 의해 수행되는 셧다운 단계는 소프트 셧다운에 의해 유리하게 수행될 수 있다. 특히, 이는 임계 전류 다음을 위해 미리 정의된 셧다운 기울기를 따른다.

더욱 바람직한 개발의 범위 내에서, 공기의 공급 중 감소, 대향 압력 상에 압축기 유닛의 회전 속도에 의존하는 바람직하게는 보상이 대체로 제거되고, 어쨌든 감소됨을 바람직하게 증명해 왔다. 다른 개발의 범위 내에서, 회전 속도의 조절 상에 공차의 효과를 최소화하기 위해 보정되어야 하는 특징적 압력/전력 소모 곡선을 위한 규정이 있을 수 있다.

개발은, 기본적으로 상승하는 대향 압력과 함께, 압축기 유닛의 전력 소모가 상승함을 인식해 왔다. 개발은 또한 압축기 유닛의 회전 속도가 대략 압축기 유닛의 공급 전압에 비례함을 인식해 왔다. 특히, 공급 전압을 제어하기 위해 전류-의존 PWM 특성 곡선에 의해, 본 개발의 개념에 따르면, 특히 바람직한 방식으로 압축기 유닛의 전력 소모에 대한 압축기 유닛의 회전 속도를 조절할 수 있다.

바람직한 개발의 범위 내에서, 전자 제어 모듈은 셋포인트(SETPOINT) 전류로서 임계 전류의 예비 정의와 전기 모터의 동작 전류를 조절하도록 설계된 조절 유닛을 갖는다. 부가적인 또는 선택적인 바람직한 개발의 범위 내에서, 전자 제어 모듈은, 회전 속도 상한 또는 그것에 관련된 변수, 예를 들면, 동작을 위한 전류 및/또는 전압의 예비 정의와 함께 전기 모터의 회전 속도를 조절하도록 설계된 조절 유닛을 가지며, 이는 회전 속도와 관련하여 놓일 수 있다. 이의 예가 도 10과 관련하여 설명된다.

개발은 압축기 유닛의 압력이 없는 시동이 정기적으로 시동 과정에서 상대적으로 높은 회전 속도에 이르게 한다고 인식되어 있고; 이는 본질적으로 유리한 방법이 또한 유리하게 압축 공기 공급 설비에 연결될 수 있는 공압 시스템의 기본적으로 원하는 신속한 공급을 가져온다. 그러나, 대향 압력이 증가할 때 압축기 유닛의 회전 속도도 비교적 빠르게 감소함도 알 수 있다. 이것은 압축기 유닛의 음향적으로 높은 눈에 띠는 동작 움직임으로 이끈다. 특히, 압축기 유닛의 비교적 높은 과도 회전 속도 역학은 음향적 외부 효과와 관련하여 2단 압축기 유닛의 경우 불리한 것으로 입증되었다. 특히, 2단 압축기 유닛을 위해, 개발은 동작 전류의 함수로서 특정 영역들에서 일정한 회전 속도 상한을 미리 정의하도록 특히 유리함을 증명한다. 시동 과정에서 허용될 수 있는 압축 공기의 비교적 작은 체적을 허용할 때, 주로 음향적 동작 이점들이 전체 동작 과정에서 달성된다.

특히 바람직한 개발의 범위 내에서 조절 장치는 PWM 특성 곡선을 통해 동작 전류의 함수로서 전기 모터의 회전 속도 변동을 제한하도록 설계된 규정이 있다. PWM 특성 곡선은 유리하게 동작 전류의 함수로서 유효 전압 램프의 형태로 미리 정의될 수 있다. PWM 특성 곡선은 특히 유리하게 제어 모듈 및/또는 조절 유닛의 프로그램 모듈의 다른 형태로 저장된다.

PWM 특성 곡선은 유리하게 저전류일 경우 낮은 실효 전압을, 그리고 고전류일 경우 높은 실효 전압을 가지며, 여기서 낮은 실효 전압은 높은 실효 전압의 아래에 있다. 전기 모터의 회전 속도 변동은 또한 유리하게 저전류일 경우 높은 회전 속도값을, 그리고 고전류일 경우 낮은 회전 속도값을 가지며, 여기서 높은 회전 속도값이 낮은 회전 속도값보다 위에 있다. PWM 특성 곡선은 바람직하기로 회전 속도 변동과 반대 방향으로 연장되고; 특히, PWM 특성 곡선은 회전 속도 변동과 같은 절대 값의 동일한 양의 기울기를 가지나 다른 부호를 갖는다. 특히, 회전 속도 상한은 동작 전류의 함수로서 특정 영역에서 일정하다.

결과적으로 압축기 유닛에서 대향 압력의 경우 회전 속도 변동이 특히 이러한 방식으로 잘 보상될 수 있다. 이를 위해, 특히 시동 단계 이후, 스위치 온 과정의 종료 이후, 가변 펄스/정지 비율 또는 가변 주파수와 함께 PWM 구동은 바람직하기로 회전 속도에서 압축 의존적 변화들이 최소화되는 방식으로, 압축기 유닛 동작과 함께 수행된다.

PWM 제어 공급 전압에 의해 회전 속도의 제어 또는 조절은, 특히, 압축기 유닛 전류의 센서 신호를 이용한다. 예를 들어, 낮은 회전 속도의 경우 최소 전압 레벨이 제공될 수있다. 예를 들어, 낮은 회전 속도의 경우 최대 전압 레벨이 제공될 수있다. 예를 들어, 심지어 높은 회전 속도의 경우 최소 전압 레벨이 제공될 수 있다. 예를 들어, 심지어 높은 회전 속도의 경우 최대 전압 레벨이 제공될 수있다.

특히, 전류의 리플이 압축기 유닛의 실제 회전 속도를 결정하는데 이용될 수있다. 이는 실제(ACTUAL) 회전 속도가 동작 전류의 시간적 프로파일에 기초하여 결정될 수 있음에 의해 압축기가 해석 유닛을 갖는 것이 특히 유리하다고 입증되었다. 전류 리플에서 다수의 주기적 피크들의 주파수가 유리하게 결정될 수 있는데, 여기서 주파수는 압축기 유닛의 실제(ACTUAL) 회전 속도에 할당되고 그리고 실제(ACTUAL ) 회전 속도가 전기 제어 모듈의 조절 유닛을 위한 입력값으로 이용되며, 여기서 조절 유닛은 전기 모터의 회전 속도를 조절하도록 설계되어 있다.

예를 들어, 압축기 유닛의 압축 단계와 흡기 단계 사이의 전환은, 추가적인 개발의 인식에 따르면, 시간적 동작 전류 프로파일에서 다수의 주기적 피크들로 이루어진 피크에 할당될 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 전기 모터의 정류 절환은 또한 시간적 동작 전류 프로파일에서 다수의 주기적 피크들로 이루어진 피크에 할당될 수 있다.

본 발명의 실시예는 이제 부분적으로 도시된 종래 기술과 비교하여, 도면에 기초하여 아래에서 설명된다. 상기 도면은 반드시 일정한 비율로 실시예들을 설명하기 위한 것이 아니라, 오히려 도면은 설명을 제공하는 개략도 및/또는 약간 왜곡된 형태로 구현된다. 도면으로부터 직접 식별할 수 있는 추가 교시에 관하여, 도면 부호는 관련 선행 기술로 이루어진다. 실시예의 형상 및 세부 사항에 관한 넓고 다양한 변형 및 변화가 본 발명의 일반적인 개념에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 여기에서 유념하여야 한다. 상세 설명, 도면 및 청구 범위에서 개시되는 본 발명의 특징들은 본 발명의 개발을 위해 임의의 원하는 조합뿐만 아니라 개별적으로 필수적일 수 있다. 또한, 상세 설명, 도면 및/또는 청구범위에서 개시된 적어도 두개의 특징들 조합들은 본 발명의 범위 내에 속한다. 본 발명의 일반적인 개념이 아래에 도시되고 설명된 선호되는 실시예의 정확한 형태 또는 상세 설명으로 한정되지 않거나 또는 청구범위에서 청구된 발명의 주제(subject matter)에 비교하여 한정될 수 있는 발명의 주제(subject matter)로 제한되지 않는다. 지정된 치수 범위들 내에서, 또한 지정된 한계 내에 있는 값들은 제한 값들로 개시되어야 하고 그리고 사용될 수 있어야 하고 그리고 원하는 대로 청구될 수 있어야 한다. 본 발명의 다른 이점들, 특징들 및 상세한 설명들이 도면에 기초할 뿐만 아니라 바람직한 예시적 실시예들의 후술하는 설명에서 발견될 수 있다.

도 1은 차량의 압축 공기 공급 설비를 위해 압축 공기를 생성하기 위한 압축기 유닛의 동작 중, 브러시 DC 전기 모터의 형태로 구현되는 전기 모터의 동작 전류를 위한 시간의 함수로서 전류 제한없는 시동 전류 특성을 도시하기 위한 시동 전류의 예시적 프로파일을 도시한 것이다.
도 2는 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 압축 공기 공급 설비의 특히 바람직한 디자인의 사시도를 도시한 것이다.
도 3은 브러시 DC 전기 모터의 형태에서 전기 모터와 압축 공기를 생성하기 위한 압축기에 의해 압축 공기 공급을 갖고 그리고 또한 이러한 실시예에서 2-스테이지 압축기 유닛을 갖는 압축 공기 공급 설비를 갖는 특히 바람직한 공압 시스템의 회로도를 도시한 것이다.
도 4b는 예컨대 도 2의 압축 공기 공급 설비의 압축 공기 공급 설비를 제공하는, 도 4a에 도시된 압축기를 위한 전자 제어 장치의 시스템 다이아그램을 도시한 것으로, 여기서 전자 제어 장치는, 특히, 전자 제어 모듈과 조절 모듈과 해석 유닛을 가지며, 도 4c는 도 4a에 도시된 압축기를 위한 변형된 전자 제어 장치의 상세한 시스템 다이아그램을 도시한 것이다.
도 5는 제어 어셈블리와 실행 가능한 프로그램 모듈과 메모리를 갖는, 도 4의 전자 제어 모듈의 기능 다이아그램을 도시한 것이다.
도 6은 예시적 숫자 n=4인 시동 시간 기간들을 갖는 압축기의 전기 모터의 시동 단계 AnP를 위한 시간 함수로서 임계 전류의 임계 전류-제한 함수 GF의 특히 바람직한 실시예를 도시한 것이다.
도 7은 도 4에 도시된 바와 같이 브러시 전기 모터의 동작 전류를 위해, 본 발명의 개념에 따른 바람직한 전류 제한을 제공하는, 시동 전류 특성을 설명하기 위한 예시적인 시동 전류 프로파일을 도시한 것이다.
도 8은 압축기(압축기 유닛 셧다운 단계)의 전기 모터의 셧다운 단계 AusP를 위한 시간 함수와 예시적 숫자 n=4인 셧다운 시간 기간에 대한 임계 전류의 임계 전류 제한 함수 GF의 특히 바람직한 실시예를 도시한 것이다.
도 9는 동작 전류의 함수로서 이들의 회전 속도의 변동을 제한하기 위한 전기 모터 M의 정상 동작 모드의 회전 속도를 조절하기 위한 폐 루프 제어 회로의 개략도를 도시한 것이다.
도 10은 전력 소모, 즉 동작 전류 IB와 특정 전기 모터 M의 회전 속도 nK와 그에 대한 선형 적응 L(nK) 사이의 함수 관계를 도시한 것이다.
도 11은 전력 소모, 즉 동작 전류 IB와 특정 전기 모터 M의 대향 압력 pK 사이의 함수 관계를 도시한 것이다.
도 12는 PWM 구동 (PWM) 및 동작 전류 IB의 함수로서 반대 방향으로 구동하는 회전 속도 의존성(nK-ACT) 그리고 회전 속도(nK-SETP)를 유발하기 위해, 반대 방향으로 구동하는, 기능성의 사용을 도시하며, 이는 동작 전류 IB의 함수로서 특정한 전기 모터 M의, 특정 영역들에서 구체적으로 PWM 구동에 의해 회전 속도를 조절하는 범위 내에서 적어도 대략 일정하다.
도 13는 압축기 유닛 K의 압축 및 흡기 단계들을 유발하는 1차 전류 리플의 주파수로부터 회전 속도 nK-ACT를 간접적으로 결정하기 위한 특히 2-스테이지 압축기 유닛 K의 구동 시 특정 브러시 전기 모터(500)의 전류 프로파일을 도시한 것으로, 이는 전력 소모와 공차를 감소시키기 위해 연관된 회전 속도의 측정에 의해 " 비조절 식별"을 보정하는데 사용될 수 있다.

도 1은, 개시에 관하여, 특정 상황에서, 공기 공급 시스템 상에, 특히 압축 공기 공급부의 다른 구성 요소 상에, 또는 일반적으로 다른 차량 시스템들 상에 불리한 영향을 미칠 수 있는 대략 80 암페어에서 비교적 높은 전류 레벨 IB-Max로 전류의 제한이 없는 특성 시동 전류 특성을 도시하고 있다. 일반적으로 압축기 유닛 릴레이에 의해 동작되고 그리고 DC 브러시 모터에 의해 구동되는 압축기 유닛은, 그것의 전력 소모 결과로 인해, 스위칭 온(switching on) 동안 그리고 스위칭 오프(switching off) 동안, 그리고 특정 상황들에서 또한 다른 부하 조건들 하의 동작 동안 다양한 단점을 가질 수 있다.

상기 단점은, 특히, 차량의 켜져 있는 전기 - 보드 전력 시스템 및 압축기 유닛 공급 회로의 퓨즈 구성에 영향을 미칠 수 있다. 심지어 시동 토크에서 압축기 유닛 공급 라인들에 대한 허용할 수 없는 전압 강하가 전력 소모로 인해 발생할 수 있으며, 따라서 압축기의 시동 능력에 영향을 미칠 수 있다. 이에 관하여 예시적 시동 전류 특성이 도면의 도 1에 도시되어 있다. 승용차 공기 현가 시스템에 대한 전기 구동 압축 유닛들은 예를 들어 일반적으로 120 A에 이르는 전류 레벨 IB-Max의 시동 전류일 경우 180 W 내지 400 W의 전력 소모를 갖는다. 높은 시동 전류일 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기 유닛의 시동 능력을 감소시키는 높은 전압 강하가 발생한다. 보상 목적을 위해, 따라서 압축기 유닛 공급부를 위한 대응 전력 단면들이 일반적으로 사용 가능한 상태로 유지되어야 한다. 또한, 퓨즈 구성이 부정확하게 트리거되지 않고 압축기 유닛의 시동 전류에 대응할 수 있어야 한다. 그러나, 특히, 약해진 시동 배터리의 경우 발전기는 일반적으로 압축기 유닛이 스위칭 온될 때 릴레이들에 의해 전류의 가파른 상승을 보상할 수 없는 차량의 켜진 전기 보드 전력 시스템 상의 영향에 대하여 이해되어야 한다. 그 결과, 짧은 시간동안 전압 부족이 발생하고, 이는 차례로 다른 시스템들의 기능 장애를 가져올 수 있다. 그것은 이미 여기서 압축기 유닛의 동작 전류를 감소시키기 위해 압축기 유닛의 셧다운 전에 갤러리 배출을 수행함이 유리함을 입증했다.

한편, 압축기 유닛을 구동하는 브러시 DC 모터가 릴레이에 의해 셧다운되면, 약해진 배터리의 경우, 예를 들면, 대략 25 내지 30 A만큼 전력 수요의 급격한 감소가 온-보드 전력 시스템 상에 바람직하지 않은 영향이 생기도록 하며, 이는 아마도 짧은 시간동안 과전압을 가져올 수 있으며, 이는 사실 최악의 경우로 다른 시스템들에 기능 장애를 초래한다.

또한, 특히 2-스테이지 압축기 유닛의 경우, 그것의 부하 회전 속도 특성은 압축기 유닛의 회전 속도와 대향 압력에 대한 의존성을 나타낸다. 압축기 유닛이 구동할 때 회전 속도의 변화는 음향 이상을 야기할 수 있다. 특히 단일-스테이지 압축기 유닛에 비교하여, 제1및 제2 압축기 스테이지를 갖는 2-스테이지 압축기 유닛은, 관련 압력 범위에서, 예를 들면, 도 10 및 도 11에 도시된 더욱 명확히 확연한 회전 속도 의존성을 나타낸다. 비록 상기 의존성이 기본적으로 또한 단일-스테이지 압축기 유닛에서 나타나지만, 2-스테이지 압축기 유닛의 경우처럼 명확하지 않다; 따라서, 회전 속도 조절의 바람직한 애플리케이션이, 특히, 2-스테이지 압축기 유닛의 경우 발생하고 그리고 아래에 설명된다.

상술한 이상이나 문제를 극복하기 위해, 압축기 유닛은 적어도 하나의 소프트 스타트(CSS-압축기 소프트 스타트)를 구현하기 위해 전자 제어 장치(900)에 의해 활성화 및 비활성화된다. 이러한 전자 제어 장치는 압축기 유닛의 근방에 직접 제공되며 압축 공기 공급 설비와 함께 예시의 방식으로 도 2에 도시되어 있다. 먼저, 도 2를 참조하면, 상기 도면은, 여기서 승용차(도시되지 않음)의 공기 스프링 시스템의 형태로 공압 시스템(1001)을 공급하도록 구성된 압축 공기 공급 설비(1000)의 뷰(A)에서의 사시도를 도시하고 있다-공압 시스템(1001)(도시되지 않음) 은 도 3의 회로도에서 추가적으로 설명된다. 먼저, 추가적으로 도 2 및 부분적으로 이미 도 3을 참조하면, 압축 공기 공급 설비(1000)는 압축기(400)를 구동하기 위한 전기 모터(500)를 가지며, 여기서 압축기(400)는 이중 압축기로서 구현된다. 압축될 공기는 압축기(400)에 공급되고 그런 후 압축 공기로서 공압 메인 라인(200)으로 압축되어 공급된다. 건조 용기(140)의 챔버들에서 직접 구현된 건조기 베드에서 압축된 공기를 건조하는 역할을 하는 건조 용기(140)와 함께 공기 건조기(100)는 마찬가지로 공압 메인 라인(200)에 연결된다.

공압 메인 라인(200)은 추가적인 공압 라인 (600)을 통하여 공압 시스템(1001)의 갤러리(610)에 압축기(400)로부터 압축 공기 포트(2)까지 전체적인 압축 공기 공급부(1)를 연결한다. 하우징 뒤에 도 2에서 볼 수 있는 바와 같은 밸브 장치(300)는 또한 공압 메인 라인(200)에 공압적으로 연결되어 있다. 밸브 장치(300)는 여기서 솔레노이드 밸브 형태로 제어 밸브(320)를 통하여 연결될 수 있는 스위칭 가능한 방향 제어 밸브 장치(310)를 갖는다. 부스트 밸브(330)가 또한 밸브 장치(300)에 일체화되어 있다. 솔레노이드 밸브(여기서 3/2 솔레노이드 방향 제어 밸브) 형태인 부스트 밸브(330) 및 제어 밸브(320)는 여기서 이중 블록으로서, 즉, 이중 밸브로서 구현된다. 이중 밸브는 여기서 밸브 장치(300)에서 방향 제어 밸브 장치(310)로 일체화된다.

전반적으로, 압축 공기 공급 설비(1000)는 전기 모터 (500) 및 2-스테이지 압축기(400)로 구현되고, 이는 공압 메인 라인(200)뿐만 아니라 공기 건조기(100) 및 밸브 장치(300)와 함께 하나의 구조적 유닛으로 모듈 방식으로 조립될 수 있다. 특히 도 2로부터 분명한 바와 같이, 전기 모터(500) 및 압축기(400)를 갖는 하우징 장치(G)가 사용 가능하고, 여기서 압축기(400)는 중앙 모노블록(monoblock) 역할을 한다. 특히, 압축기(400)는 여기서 2-스테이지 압축기로서 특히 유리하다. 공기 건조기(100)와 밸브 장치(300)가 대향하는 측부들 상에서 이러한 하우징 장치(G)에 부착될 수 있다. 도2에서 볼 수 있는 바와 같이, 반면, 하우징 장치(G)는 대략 U 형태로 전기 모터(500), 압축기(400) 및 공기 건조기(100)로 구성된다. 밸브 장치(300)는 U-형상 장치의 베이스에 부착된다. 하우징 장치(G)는 접속 평면 A1을 갖고, 이는 밸브 장치(300)를 향하며 그리고 밸브 장치(300)는 모듈 방식으로 접속 평면 A1에 부착될 수 있다. 하우징 장치(G)는공기 건조 장치(100)를 향하며 공기 건조 장치(100)가 모듈 방식으로 부착될 수 있는 접속 측부(A2)를 갖는다. 접속 평면(A1) 및 접속 측부(A2)는 접속 거리만큼 상호간 이격되어 있으며, 여기서 압축기(400)의 모노블록은 접속 거리에서 수용된 대부분의 부품을 위한 것이다. 상술한 공기 건조기(100)와 밸브 장치 (300) 구성의 모듈 방식 배치로 인해, 한편으로 건조 기능의 기능성들, 그리고 다른 한편으로 압축 공기 제어 기능의 기능성들이, 공간적으로 분리되어 있다. 기능성들은 요구 사항과 적절한 경우 교환에 의해 교환 및 각각 변경됨에 따라 개별적으로 구성될 수 있다.

도 2는, 예시적 방식으로 특정된 구조적 실시예로서, 현가 수단들(700) 내의 압축 공기 공급 설비(1000)를 도시하고 있으며, 이는 클램프로 지칭될 수 있다. 현가 수단들(700)은, 동작 전류 IB를 제한하는 임계 전류 IS를 전기 모터(500)를 위해 시간적으로 변하는 방식으로 미리 정의하도록 설계된 전기 제어 장치(900)를 지탱한다. 더욱이, 현가 수단들(700)은 마찬가지로 차량 부품에 대한 현가 수단들(700)의 부착을 위해 스프링이 마운트된 부착 연결부(720)뿐만 아니라 압축 공기 공급 설비(1000)를 지지하기 위한 스프링 마운트들(710)의 시스템을 갖는다.

도 3은 상술한 타입의 압축 공기 공급 공급 설비(1000)와 함께 공압 압축 공기 공급 시스템(1002)의 공압 회로도와 공기 스프링 시스템의 형태인 공압 시스템(1001)을 도시하고 있다. 압축 공기 공급 설비(1000)의 회로도에서, 압축기(400')는 또한 전기 모터(500), 압축기 유닛(400) 및 제어 장치(900)와 함께, 여기서 하우징 장치(G)의 한 부분으로서 특정된 현가 수단들(700)인 하우징 모듈 내에 도시되어 있다. 더욱이, 건조 모듈(100')(공기 건조기(100)의), 부스트 밸브 하우징 모듈(330')(부스트 밸브(330) 그리고 여기서 제어 밸브(320)의 형태로 배출 밸브와 함께) 그리고 예를 들면 솔레노이드 밸브 형태로 제어 밸브(320)에 의해 스위칭될 수 있는 방향 제어 밸브 장치(310)의 밸브 하우징 모듈(310') 위에 플랜지(301)의 형태인 공기 분배 모듈(301')이 도시되어 있다. 제어 유닛으로 역할을 하는 밸브 장치(300)는, 모듈 방식으로 조립될 수 있도록, 압축 공기 공급 설비(1000)의 다른 모듈 유닛들에 언급된 플랜지(301)를 통해 비교적 쉽게 연결될 수 있다.

압축 공기 공급 설비(1000)는 공압 시스템(1001)을 동작시키는 역할을 한다. 압축 공기 공급 설비(1000)는 이를 위해 상술한 압축 공기 공급부(1) 및 공압 시스템(1001)에 연결하는 압축 공기 포트(2)를 갖는다. 압축 공기 공급부(1)는 공기 공급부(0), 공기 공급부(0)의 상류에 배치된 필터 소자(0.1), 그리고 여기서 공기 공급부(1)의 하류에 배치되고 전기 모터(500)에 의해 구동되는 제1압축기 스테이지(401)와 제2압축기 스테이지(402)를 갖는 이중 공기 압축기인 압축기(400), 그리고 건조 용기(140)를 갖는 공기 건조기(100)가 공압 메인 라인(200)에서 연결되는 압축 공기 공급부(1)의 포트와 함께 구현된다.

이것은 단지 하나의 챔버 또는 공기 건조기 (100)의 다른 복수의 챔버를 제공하는 것이 가능하다; 예를 들어, 공기 건조기(100)의 제1 및 제2챔버는 공압 메인 라인(200)에서 직렬 연결 방식으로 제1공기 건조 스테이지 및 제2공기 건조 스테이지를 형성하기 위해 제공될 수 있다. 공기 공급부(0) 및 공기 공급부의 상류에 배치된 필터 소자(0.1)는 배출 포트(3)에 결합된다.

도 3에 도시된 실시예에 따르면, 브랜치 라인(230)은 압축 공기 공급부(1)의 공압 메인 라인(200)으로부터 갈라지고 그리고 배출 포트(3) 및 하류에 연결된 필터 소자(0.1)를 위해 배출 라인(240)으로 안내한다. 공압 메인 라인(200)은 추가적인 공압 라인(600)으로 공압 시스템(1001)에까지 계속되는 제1공압 연결부의 단일 공압 라인이다. 공압 메인 라인(200)은 공압적으로 압축 공기 공급부(1)와 압축 공기 포트(2)를 연결하며, 여기서 공기 건조기(100), 그리고 추가적으로 압축 공기 포트(2)의 방향으로 해제 가능한 역류 방지 밸브(311), 그리고 제1스로틀(331)이 공압 메인 라인(200)에 배치된다. 제1스로틀(331)은 공압적으로 해제 가능한 역류 방지 밸브(311)와 압축 공기 포트(2) 사이에 배치된다. 제2스로틀(332)에 대해 직렬 연결된 제어 가능한 배출 밸브(312)는, 방향 제어 밸브(310)의 부분으로서, 해제 가능한 역류 방지 밸브(311)에 더하여, 배출 라인(240)에 배치된다. 제1스로틀(331)과 공압적으로 해제 가능한 역류 방지 밸브(311)로 구성된 직렬 구성은 공기 건조기(100)와 공압 메인 라인(200)에서 공압 시스템(1001)에 연결하는 압축 공기 포트(2) 사이에 배치된다. 제2스로틀(332)의 비율 폭이 제1스로틀(331)의 비율 폭보다 크다.

더욱이, 압축 공기 공급 설비(1000)는 상술한 제2공압 연결부, 구체적으로 상술한 배출 라인(240)을 갖고, 이는 공압적으로 공압 메인 라인(200) 그리고 배출 포트(3) 그리고 필터 소자(0.1) 및/또는 소음기에 연결된다.

배출 밸브(312)는 여기서 공압적으로 해제 가능한 역류 방지 밸브(311)로부터 분리된 방향 제어 밸브로서 구현되고 그리고 배출 라인(240)에 의해 구현되는 제2공압 연결부에 배치된다. 제어 가능한 배출 밸브(312)는, 간접적으로 스위칭되는 릴레이 밸브로서, 3/2-방식 솔레노이드 방향 제어 밸브 형태인 상술한 제어 밸브(320)와 함께 밸브 장치(300)의 부분이다. 제어 밸브(320)는 제어 신호에 의해 작동될 수 있으며, 이는 제어 밸브(320)의 코일(322)에 대한 전압 신호 및/또는 전류 신호의 형태로, 제어 라인(321)을 통해 전송될 수 있다. 동작의 경우, 제어 밸브(320)는 도 3에 도시된 전류가 없는 위치로부터 공압적으로 개방된, 여자된 위치로 옮겨질 수 있고, 그리고 이러한 위치에서 제어 압력은 릴레이 밸브로서 제어 가능한 배출 밸브(312)의 공압 제어기로 공압 메인 라인(200)으로 이루어진 공압 제어 라인(250)을 통해서 전달된다. 전류가 없는 위치에서, 공압 메인 라인(200)은 해제 가능한 역류 방지 밸브(311)에 연결된다. 제어 가능한 배출 밸브(312)에는 추가적으로 여기서 압력 제한 수단들(313)이 제공된다. 압력 제한 수단들(313)은 특히 브랜치 라인(230)과 배출 밸브(312) 사이에 있는 배출 밸브(312)의 상류에 있는 공압 제어 라인을 통하여 압력을 이용하고, 이는 압력이 밸브 시트 카운터로부터 조절 가능한 스프링(315)의 힘으로 배출 밸브(312)의 피스톤(314)을 위로 들어 올리는데, 즉 임계 압력이 초과되었을 때, 제어 밸브(320)에 의한 동작이 없다고 해도 제어 가능한 배출 밸브(312)를 개방된 위치로 움직인다. 이는 바람직하지 않게 과도하게 높은 압력이 공기 시스템(1000)에서 발생하는 상황을 방지한다.

제어 밸브 (320)는 현재의 폐쇄 상태에 있는 제어 라인(250)을 분할하고, 추가적으로 배출 라인(260)을 통하여 공압적으로 배출 포트(3)에 연결하는 배출 라인(240)에 연결된다. 다른 말로, 방향 제어 밸브 장치(310), 특히 배출 밸브(312)와 제어 라인(250)의 제어 밸브(320)의 사이에 있는, 라인 섹션(251)이, 제어 밸브(320)가 도 3에 도시된 폐쇄 위치에 있는 경우, 제어 밸브(320)와 배출 포트(3) 사이에 있는 추가적인 배출 라인(260)에 연결된다. 이 목적을 위해, 추가적인 배출 라인(260)이 추가적인 브랜치 포트(261)에서 추가적인 배출 라인(240)에 연결한다. 브랜치 라인(230) 및 추가적인 배출 라인(240)은 브랜치 포트(261)를 통해 배출 포트(3)로 연결된다.

압축 공기 포트(2)에서 제어 압력, 특히 공압 제어 라인(250)을 통해 공압 메인 라인(200)으로부터 또는 추가적인 공압 라인(600)으로부터 유도되는 제어 압력이 존재할 경우, 배기 밸브(312)가 피스톤(314)에 압력을 인가함에 의해 제어 밸브(320)를 통해 개방될 수 있다. 개방 상태로의 제어 밸브(320)의 이동은 배출 밸브(312)를 개방하도록 할 뿐만 아니라, 해제 가능한 역류 방지 밸브(311)가 해제되도록 한다. 다른 말로, 솔레노이드 밸브 장치(300)의 제어 밸브(320)는, 역류 방지 밸브(311)뿐만 아니라, 역류 방지밸브(311)로부터 분리되어 제공된, 배출 밸브(312)가 동작하도록 하는 역할을 한다. 이는 제어 밸브(320)가 개방 위치로 이동할 경우 공기 건조기(100)가 공압적으로 양측부들 상에서 개방되도록 한다. 압축 공기 공급 설비(1000)에 의해 추정될 수 있는 이러한 추가적인 동작 위치가 공압 시스템(1001)을 배출하도록 그리고 동시에 공기 건조기(100)를 재생하도록 하는 동작 중에 이용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 압축 공기 공급 설비(1000)의 동작 위치는, 순방향으로 역류 방지 밸브(311)를 통하여 흐름과 함께, 특히 공압 메인 라인(200) 및 추가적인 공압 라인(600)을 통하여 공압 시스템(1001)을 채우도록 하는 역할을 한다.

공기 스프링 시스템의 형태로 도 3에 있는 공압 시스템 (1001)은 이 경우 이른바 다수의 4개의 벨로우즈(1011, 1012, 1013, 1014)를 갖고, 이는 각각 승용차(더 이상 상세하게 설명하지 않음)의 차륜에 할당되고 그리고 차량의 공기 스프링을 형성한다. 더욱이, 공기 스프링 시스템은 벨로우즈(1011, 1012, 1013, 1014)를 위해 신속하게 이용 가능한 압축 공기를 저장하기 위한 어큐뮬레이터(1015)를 갖는다. 이러한 벨로우즈(1011 내지 1014)는 각각의 경우 갤러리(610)로부터 진행된 스프링 브랜치 라인(601, 602, 603, 604)에서 각각의 경우 그 상류에 배치된 솔레노이드 밸브(1111, 1112, 1113, 1114)를 갖고, 각각의 경우 상술한 솔레노이드 밸브들은 벨로우즈(1011 내지 1014)와 함께 형성되는 공기 스프링을 개방하거나 폐쇄하기 위한 라이드 레벨(ride level) 제어 밸브로서 역할을 한다. 스프링 브랜치 라인들(601 내지 604)에서 솔레노이드 밸브들(1111 내지 1114)은 2/2 방식 방향 제어 밸브들로 구현된다. 추가적인 2/2 방식 방향 제어 밸브의 형태로서 솔레노이드 밸브(1115)는 어큐뮬레이터 브랜치 라인(605)에서 어큐뮬레이터(1015)의 저장 밸브 상류로서 배치되어 있다. 솔레노이드 밸브들(1011 내지 1014)은, 스프링 및 어큐뮬레이터 브랜치 라인들(601 내지 604)에 의해, 공통 수집 라인, 구체적으로 위에서 나타낸 갤러리(610)에 그리고 추가적인 공압 라인(600)에 연결된다. 갤러리(610)는 이러한 방식으로 공압적으로 공압 라인(600)을 통하여 압축 공기 공급 설비(1000)의 압축 공기 포트(2)에 연결된다. 솔레노이드 밸브들(1111 내지 1115)이 여기에 다섯개의 밸브들과 함께 밸브 블록(1010) 내에 배치된다. 솔레노이드 밸브들이 도 2에서 전류가 없는 상태로 도시되어있다- 이러한 의미에서 솔레노이드 밸브들(1111 내지 1115)이 전류가 없는 상태에서 폐쇄된 솔레노이드 밸브들로 구현되어 있다. 다른 변형된 실시예들(여기에 도시되지 않음)이 솔레노이드 밸브들의 다른 배열 형태로 구현될 수 있다-더 적은 솔레노이드 밸브들이 또한 밸브 블록(1010)의 범위 내에서 이용될 수 있다.

공압 시스템(1001)을 채우기 위해, 벨로우즈(1011 내지 1014)의 상류에 배치된 솔레노이드 밸브(1111) 그리고/또는 어큐뮬레이터(1015)의 상류에 배치된 솔레노이드 밸브(1115)는 개방 위치로 이동된다. 그럼에도 불구하고, 공압 시스템(1001)의 솔레노이드 밸브들(1111 내지 1114 및 1115)의 개방된(그리고 또는 폐쇄된) 위치에서, 압축 공기 공급 설비(1000)로부터 분리된 공압 시스템(1001)의 동작 위치는 여기서 해제되지 않는 역류 방지 밸브(311)에 의해 또한 가능하다. 다른 말로, 역류 방지 밸브(311)가 폐쇄되었을 때, 솔레노이드 밸브들(1111 내지 1114)은, 공압 시스템(1001)의 독립적인 동작이 가능한 결과, 원하는 대로 개방 및 폐쇄될 수 있다. 특히, 벨로우즈들(1011 내지 1015)의 크로스-연결(예를 들면 차량의 오프-로드 모드에서)이 어큐뮬레이터(1015)로부터 벨로우즈들(1011 내지 1015)의 채움이 수행될 수 있거나, 또는 공압 시스템(1001)의 압력 측정이 압축 공기 공급 설비(1000)에 대한 압력 인가없이 갤러리(610)에 의해 수행될 수 있다. 특히, 압축 공기 공급부(1)에 연결된 압축 공기 포트(2)에 의해 막혀진 역류 방지 밸브(311) 및 폐쇄된 제어 밸브(320)에 의해, 공기 건조기에 인가되는 압축 공기를 가질 필요없이 공기 건조기(100)가 보호된다. 공기 건조기(100)에 대한 압축 공기의 인가는 유리하게 공압 시스템(1001)의 모든 동작 위치에서 유리한 것은 아니다. 대신, 공기 건조 시스템(100)의 효율적이고 신속한 재생을 위해, 상술한 재생이 압축 공기 포트(2)로부터 압축 공기 공급부(1)로 공압 시스템(1001)의 배출 시 배타적으로 수행되는 경우 유리하다; 그런 후, 역류 방지 밸브(311)가 해제된다. 이러한 목적을 위해, 상술한 바와 같이, 배출 밸브(312)가 개방되고 역류 방지 밸브(311)가 해제된 결과, 제어 밸브(320)가 개방된 스위칭 위치로 움직인다. 공압 시스템(1001)의 배출은제1스로틀(331), 공기 건조기들(100)의 재생과 함께 해재된 역류 방지 밸브(311)를 통해, 그리고 후속하여 제2스로틀(332)과 배출 포트(3)에 대해 개방된 배출 밸브(312)를 통해 일어날 수 있다. 다른 말로, 역류 방지 밸브(311)의 동시 해제 활성화와 배출 밸브(312)의 개방 활성화를 위해, 제어 밸브(320)에 의해 공압적으로 동작할 수 있는 제어 피스톤(314)이 제공되고, 이는, 예를 들면, 계단 모양의 릴레이 피스톤으로서 상술한 제어 피스톤(314)을 시행할 수 있다.

도 4a는 압축기(400')를 형성하기 위해 전기 모터(500)뿐만 아니라 제1압축기 스테이지(401)와 제2압축기 스테이지(402)를 갖는 2 스테이지 압축기 유닛(400)을 도시한다. 도 4b에서 명백한 바와 같이, 전기 모터(500)는 도 3에서 처음 도시되고 그리고 마이크로 컨트롤러와 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 제품인 프로그램 모듈(912)의 형태인 제어 어셈블리(911)를 갖는 전자 제어 모듈(910)을 갖는 제어 장치(900)에 의해 동작한다. 프로그램 모듈은 제어 모듈(910)의 메모리(913)에 저장될 수 있다. 또한, 제어 장치(900)는 동작 전류 조절을 위한 제1조절 유닛(921)과 압축기 유닛 모터 M의 회전 속도 조절을 위한 제2조절 유닛(922)를 갖는다. 제어 장치(900)는 또한 전기 모터(500)의 동작 전류의 시간적 프로파일에 기초한 압축기 유닛 모터 M 또는 압축기 유닛(400)의 실제 회전 속도 nK-ACT 결정을 위해 설계된 해석 유닛(930)을 갖는다.

제어 장치(900)의 유닛들 및 모듈들의 상술한 예시적 열거가 특히 결정적인 것은 아니다; 대신, 제어 장치(900)는 압축기 유닛(400), 특히 압축기 유닛 모터 M의 제어 및/또는 조절을 위한 방편인 추가적인 제어, 조절 및 해석 유닛들을 가질 수 있다. 더욱이, 도 4b에 도시된 모듈들 및 유닛들의 그룹핑은 단지 예시적인 것이고, 제어 및 조절 유닛(900)의 원리를 설명하는 것을 의미한다.

제어 및 조절 유닛(900')의 다른 예시적 변형이 도 4c에 도시되어 있다. 후자는, 도 4b의 제어 및 조절 유닛(900)과 유사하게, 마이크로 컨트롤러 또는 그 유사물, 프로그램 모듈(912) 및 메모리(913)와 같은, 제어 어셈블리(911)를 갖는 상술한 제어 모듈(910)을 갖는다. 또한, 제어 및 조절 유닛(900')의 조절 모듈(920)은 압축기 유닛 모터 M의 시동 단계를 위한 조절 유닛(921)을 제공한다. 특히, 조절 유닛(921)은 동작 전류 IB의 시동 전류, 즉, 시동 단계 AnP에서의 동작 전류 IB를 조절하기 위해 설계된다. 또한, 조절 모듈(920) 부하 단계 LaP를 위한 조절 유닛(922)를 갖는다. 특히, 조절 유닛(922)은 압축기 유닛 모터 M의 회전 속도 nK를 조절하기 위해 설계된다. 또한, 조절 모듈(920)은 압축기 유닛 모터 M의 런 아웃 단계 또는 셧다운 단계 AusP를 위한 조절 유닛(923)을 갖는다. 특히, 조절 유닛(923)은 동작 전류 IB의 셧다운 전류, 즉, 셧다운 단계 AusP에서의 동작 전류 IB를 조절하기 위해 설계된다.

또한, 해석 유닛(930)은 압축기 유닛 모터 M의 파라미터의 실제(ACTUAL) 값을 검출하도록 구성되어 있다. 특히, 해석 유닛(930)은 압축기 유닛 모터 M에 실제(ACTUAL) 값 요청을 수행하도록 설계되어 있다. 추가적인 입력 모듈(932)이 압축기 유닛 모터 M의 동작 전류 IB의 실제(ACTUAL) 값을 수신하도록 설계되어 있다. 추가적인 입력 모듈(33)이 압축기 유닛 모터 M의 동작 전압의 값, 특히 동작 전압 UB의 실제(ACTUAL) 값을 수신하도록 설계되어 있다.

또한, 도 4c에서 제어 및 조절 유닛(900')이 액츄에이터 시스템을 수행하기 위한 스위칭 유닛(940)을 갖는다; 유닛(940)은 이러한 목적을 위해 적절한 개수의 반도체 스위치들을 가질 수 있다. 특히, 액츄에이터 시스템의 마이크로 컨트롤러 및/또는 반도체 스위치들의 형태로 상술한 제어 어셈블리(911)가 하나 이상의 MOSFET 어셈블리들에 기초하여 구현될 수 있다.

또한, 도 5는 기호 형태로 전자 제어 및/또는 조절 장치(900,900')의 기능을 나타낸다. 제어 및/또는 조절 장치(900,900')의 기능은, 적절하다면 조절 모듈(920)의 참여와 함께, 제어 모듈(910)(이는 특히 제어 어셈블리(911) 및 실행 가능한 프로그램 모듈(912)의 기능성을 결합한다) 및 해석 유닛(930)에 필수적으로 일체화된다. 제어 장치(910)의 기능성은, 제어 어셈블리(911)의 실행을 위해 수행되는 것과 같이, 필수적으로 세개의 카테고리들을 갖는다; 특히 시동 단계 AnP, 부하 단계 LaP 및 셧다운 단계 AusP를 위한 기능. 시동 단계 AnP에서 제어 모듈(910)의 제1기능성이 시간적으로 제한된 제1시간 단계 AnP1과 시간적으로 제한된 제2시간 단계 AnP2를 가능하게 한다; 제2시간 단계 AnP2에서 여기에 4개의 시간 기간들 AnP21, AnP22, AnP23 및 AnP24이 있고, 이는 도 6에서 다른 시동 임계 전류-제한 함수들 GF, 특히, AnGF1, AnGF2, AnGF3, AnGF4가 가능하며, 각각의 경우 시동 시간 주기 AnP21, AnP22, AnP23 및 AnP24을 위한 것이다.

셧다운 단계 AusP4에서, 다른 셧다운 제한 함수들 GF, 구체적으로 여기서 4개의 다른 셧다운 시간 기간들 AusP1, AusP2, AusP3, AusP4을 위해 도 8의 셧다운 제한 함수들 AusGF1, AusGF2, AusGF3, AusGF4에 의한 셧다운 기간 AusP의 셧다운 임계 전류를 위한 기능성이 있다. 시동 단계들 AnP1, AnP2 및 셧다운 단계 AusP 동안 구동 전류 IB는 해석 유닛(930)에 의한 실제(ACTUAL) 값으로서 가능하다. 각 경우에 있어서, 프로그램 모듈(912) 또는 메모리(913)로부터 임계 전류 제한 함수 GF는 또한 각각 4개의 시간 기간들, 즉, 시동 시간 기간들 AnP21, AnP22, AnP23 및 AnP24 그리고 셧다운 시간 기간들 AusP1, AusP2, AusP3, AusP4에 할당된다. 이러한 임계 전류 제한 함수들 GF는 도 4 및 도 5에 설명된 지정들이 채택된 다이아그램들에서, 추가적인 도 6 내지 도 8에 기초하여 설명된다.

도 6의 (a)에 따르면 각각의 시동 시간 기간들 AnP21, AnP22, AnP23, AnP24는 선형 시동 임계 전류 제한 함수 GF, 즉, AnGF1 내지 AnGF4에 각각 할당되어 있다. 시동 임계 전류-제한 함수들 AnGF1, AnGF2, AnGF3 및 AnGF4는 시동 시간 기간에 양의 기울기 Grad1, Grad2, Grad3, Grad4 (여기서 +4, +2, -1 또는 +1, +/-0) 및 체류 시간 AnT1, AnT2, AnT3, AnT4에 의해 각각 결정될 수 있다. 시동 임계 전류 제한 함수 GF의 전체 프로파일은 시동 전류 I-START의 예비 정의를 갖는 시동 단계 AnP와 대응 참조 포인트들 I0, I1, I2, I3 및 I4를 갖는 최종 전류 I-END(여기서, 0=I-START 및 I4= I-END)의 전체적인 제2시간 단계 AnP2에 걸쳐서 정의된다. 기본적으로, 물론 여기서 예로 설명되는 시동 시간 기간들의 숫자 n=4는 요청, 특히 숫자 n=5 또는 각각 지속 시간, 예를 들면 25 ms를 갖는 시동 시간 기간들 AnP2i(i=1…n) 이하로 감소하거나 바람직하기로 증가될 수 있다. 각각의 경우, 숫자 n=5를 갖는 마지막 시동 시간 기간은 영구적인 스위칭 온으로의 전이를 위해 작용한다. 특정한 프로파일이 또한 Grad3에 대한 대안에 의해, 예를 들면, 도시된 바와 같이 요청에 따라 채택될 수 있다. 시동 단계 AnP의 전체적인 제1시간 단계 AnP1은 전류 제한을 갖지 않고 시동 임계 전류 제한 함수 GF는 무한대가 된다.

도 6의 (b)에 따르면, 압축기 유닛 동작 상태의 샘플링이 상징적으로 도시된 샘플링 레이트 또는 반도체 스위치 클럭 사이클 SR, 특히 MOSFET 클럭 사이클에 의해 일어날 수 있다; 이것은 샘플링 유닛의 대응 샘플링 신호로 도입될 수 있다. 동작 전류 IB가 임계 전류 IS에 도달하거나, 또는 현재 케이스가 초과하는 경우, 압축기 유닛의 동작이 전기 모터(500)의 동작 전압을 차단함에 의해 차단되는 것에 따라, 측정이 적용된다. 이러한 시간들은 동작 전압 UB를 차단하기 위해 신호를 보내는 제어에 기초하여 사용될 수 있다. 그러나, 임의의 소정 시간이 또한 마이크로 컨트롤러(911)에 의해 미리 정의되거나 또는 스위치에 의해 수행될 수 있다. 도 6의 (c)에서, 신호 SS가 압축기 유닛 모터 M에서 상술한 타입의 동작 파라메터들를 요청하는 것으로 표시되는데, 구체적으로, 특히, 압축기 유닛 동작 전류 및/또는 압축기 유닛 동작 전압일 수 있다.

그 결과, 도 7에 따르면, 동작 전류 IB는 동작 전류 기간들의 비 연속적인 프로파일로서 획득되는 것으로 얻어진다. 동작 전류 IB의 피크들을 연결하는 엔빌로프 E(IB)는 최대 값들 및 임계 전류들 IS의 시동 임계 전류 제한 함수 GF에 의해 미리 정의된 기울기 Grad1, Grad2, Grad3, Grad4의 아래에 있다는 사실에 의해 구별된다. 전기 모터(500)의 동작 전류 IB는 따라서 전기 모터의 안전한, 전류 제한 시동 단계 AnP가 전력 소모 없이 수행될 수 있고-이것이 도 1의 동작 전류 IB에 대비되는 결과로서, 위에서 설명한 방법의 범위 내에서 정확하게 타겟팅 방식으로 시행된다.

다른 말로, 시동 전류를 제한하기 위해 위에서 설명한 방법은, 동작 전류 IB가 상술한 바와 같이 제한 함수들 GF에 의해 필수적으로 정의되는 엔빌로프 E(IB) 아래에 잔류하는 방식으로 시동 전류 피크 및 시동 전류 기울기가 감소되는 전류 조절 과정으로 또한 생각된다. 고려 중인 압축기 유닛 시동 단계 또는 압축기 소프트 스타트(CSS)에 의해 영향받는 것은 따라서 전류 제한이 일어나지 않는 제1시간 단계 AnP1, 그리고 설명한 바와 같이 시간적으로 변하는 전류 제한이 일어나는 제2시간 단계 AnP2로 나누어진다. 이러한 2개의 시간 단계들 AnP1, AnP2는, 여기서 제2시간 단계 AnP2와 같이, 압축기 유닛 모터에 더 좋은 적응성을 보장하여야 하는 다수의 시동 시간 기간들 AnP2-1234로 차례 차례 분할될 수 있다.

제1시간 단계 AnP1에 관련하여, 한편으로 압축기 유닛 전류가 이미 이러한 서브 단계들에서 제한되어야 하고, 그리고 다른 한편으로 안전한 압축기 유닛 시동이 보장되어야 하기 때문에, 그것은 스위치 온 과정의 임계적 부분들이 실제로 제1시간 단계의 제1서브 단계들에 관련된 것임을 주목해야 한다. 안전한 압축기 유닛 시동을 보장하기 위해, 사실 시동 토크가 초과되어야 한다. 이러한 시동 토크는, 예를 들면, 압축기 유닛 공급 라인들, 전기 모터 등의 전류 회전 각도와 같은, 압축기 유닛 K의 동작 디자인 및 선행 히스토리에 의존적이다. 시동 토크가 초과하지 않으면, 심지어 시동 과정 중에, 특히 제1시간적으로 제한된 시간 단계 AnP1 중에 고장날 수 있다. 이러한 경우, 압축기 유닛은 심지어 시동하지 않고 그리고 전기 모터는 그런 후 허용할 수 없을 정도로 높은 동작 전류를 소비한다. 압축기 유닛(400)의 전기 모터(500)를 고장나게 하는 이러한 임계적 경우는 상대적으로 높은 공급 전압보다는 높은 가능성을 갖는 낮은 공급 전압의 경우 발생할 수 있다. 압축기 유닛 K, 즉, 압축기(400')의 압축기 유닛(400) 상의 전기 모터(500)가 고장나는 것을 방지하기 위해, 측정된 공급 전압에 의존적인 압축기 유닛 동작은 따러서 제1시간 기간 AnP1에서 계산되고 셋팅된다. 과정중에, 시간적으로 제한된 제1시간 단계 AnP1에서 제1동작 단계들에게는 최소 작동 시간들이 제공된다. 최소 작동 시간들은 측정된 전압의 함수로서 셋팅된다. 낮은 전압은, 예를 들면, 상대적으로 긴 최소 작동 시간을 초래한다. 따라서 압축기 유닛 전류의 직접적인 제한은 제1시간 단계 AnP1에서 일어나지 않는다. 대신, 간접적인 제한이 시간적으로 제한된 제1시간 단계 AnP1에서의 동작, 구체적으로 여기서 시간 T-START (여기서, 2000 μs), 도 6에 도시된 바와 같이, 측정된 전압의 함수와 같이 최소 제어 시간으로서의 결과에 기초하여 일어난다.

제2시간 단계 AnP2에 대하여, 이미 설명된 가변 전류 제한은 임계 전류 IS를 형성하기 위한 시동 임계 전류 제한 함수 GF에 의해 발생한다. 제2시간 단계 AnP2에서의 적절한 샘플링 레이트 SR은 적절하게 제1시간 단계 AnP1에 비교하여 제2시간 단계 AnP2에서 셋팅될 수 있다. 만약 이러한 문맥에서 현재 측정된 압축기 유닛 전류, 즉, 동작 전류 IB가 시동 임계 전류 제한 함수 GF IS AnGF1, AnGF2, AnGF3, AnGF4의 미리 정의된 임계 전류가 초과한다면, 압축기 유닛에 존재하는 동작 전압 UB가 반도체 스위치를 이용하여 차단된다. 도 7의 동작 전류 IB의 강하에 따라 형성된, 짧은 셧다운 시간 이후, 시동 제한 함수들 AnGF1, AnGF2, AnGF3, AnGF4의 상승 프로파일에 따른 다음의 가장 높은 임계 전류가 초과된 이후 동작 전류를 다시 차단하기 위해, 동작 전압 UB가 다시 스위칭 온 된다. 허용 가능한 동작 전류 IB는 따라서 시동 임계 전류 제한 함수 GF에 따라 시동 값 IStart로부터 최종 값 IEnd까지 압축기 유닛 전류로서 형성되며, 이는 참조 포인트 I0 내지 I4를 선으로서 연결한다. 제2기간에서의 동작 전류 IB로서 허용 가능한 압축기 유닛 전류의 시간적 프로파일이, 예를 들면, 체류 시간 AnT1 내지 AnT2를 갖는 4개의 선형 범위들 또는 4개의 서브 단계들에 의해 미리 정의된다. 마지막 서브 단계의 종료 이후(여기서 체류 시간 AnT4를 갖는 시동 시간 기간 AnP24) 압축기 유닛 시동 단계는 끝나고 그리고 부하 단계 LaP로서 아래에 언급되는 압축기 유닛 구동 단계로 변화한다. 이러한 변화는 샘플링 레이트의 작동된 클럭 비율의 조정된 구동 전류 IB에 독립적, 즉, 마지막 시동 시간 기간 AnP24를 위한 PWM 신호에 독립적이다.

도 8로부터 명백한 바와 같이, 스위치 오프 전류 기울기 역시 유사한 전류 조절 방법에 의해 감소될 수 있다. 만약 현재 측정된 압축기 유닛 전류(동작 전류 IB-ACT의 실제(ACTUAL) 값)가 미리 정의된 제한 값(동작 전류 IS-SETP의 동작 전류 IS=SETPOINT의 임계 전류)을 언더슛(undershoot)하게 되면, 압축기 유닛 공급 전압이 반도체 스위치를 이용하여 다시 스위치 온 된다. 짧은 스위치 온 시간 이후, 다음의 가장 낮은 제한 값의 언더 슛팅 이후 스위치가 다시 온 되도록, 동작 전압 UB가 다시 스위치 오프 된다. 압축기 유닛의 동작 전류 IB는 따라서 서서히 감소한다. 압축기 유닛 셧다운 단계에서, 압축기 유닛 전류는 항상 이러한 실시예에 따라 조절된다.

도 8은 이점에 있어서, 도 6의 상부 부분과 유사한 방식으로, 셧다운 단계 AusP에서 셧다운 임계 전류의 프로파일을 도시하고 있으며, 이는 여기서 4개의 셧다운 임계 전류 제한 함수들 GF를 따라 임계 전류 IS의 전체 프로파일, 구체적으로 참조 포인트들 I0, I1, I2, I3 및 I4를 따라 AusGF1, AusGF2, AusGF3 및AusGF4로부터 획득되는데, 여기서 I0는 임의의 원하는 시동 전류 I-START에 대응하고 I4는 임의의 원하는 최종 전류 I-END에 대응하며, 그리고 다시 Grad1, Grad2, Grad3, Grad4 (여기서 -2, -1, +/-0, +/-0)는 셧다운 임계 전류 제한 함수들 AusGF1, AusGF2, AusGF3 및 AusGF4의 양의 기울기를 명시한다. 기본적으로, 여기서 예를 들어 설명한 n=4 셧다운 시간 기간들 AusPi(i=1…n)은, 물론, 요청에 따라 감소하거나 또는 바람직하게 증가할 수 있는데, 특히 예를 들면 각각의 경우 25ms를 갖는 예를 들면 n=9 또는 그 이상의 런-아웃 시간 기간들일 수 있다. 이러한 경우 숫자 n을 갖는 마지막 런 아웃 시간 기간은 전이를 위해 영구적인 셧다운을 하는 역할을 한다. 최종 전류(여기서 I4) 는 충분히 낮고, 특히 대략 제로(0) 또는 제로(0)를 향하는 경향을 가지며, 그리고 시동 전류 I0가 공칭 범위인 것이 여기서 중요하다. 개별적인 셧다운 임계 전류 제한 함수들 GF는 셧다운 시간 기간들 AusP1 내지 AusP4의 체류 시간들 AusT1 내지 AusT4에 의해 결정된다. 따라서, 동작 전류의 최대 기울기 또는 피크를 초과하지 않고, 동작 전류 IB는 임계 전류 IS 이하로 유지될 수 있으며, 정확하게 타겟팅 방식으로 결정된 램프를 따라 전원이 꺼질 수 있다. 동작 전류의 실제 프로파일은 여기서 엔빌로프 이하에 잔류하고 있는 차단된 전류 함수, 피크들과 함께 도 7의 예와 유사한 방식으로 획득될 수 있다. 동작 전류 IB의 셧다운 가동은 상응하여 임계 전류 IS를 가지며 도 8의 셧다운 임계 전류 제한 함수 GF 이하이다.

도 9는 약어 K가 또한 아래에서 선택되기 위한 압축기 유닛 모터 M을 위해, 이하에서 설명되는, 제어 루프 R을 수행하기 위한 조절 모듈(920)의 동작 방법을 부하 단계 LaP의 기능성을 위해 도시하고 있다; 구체적으로 회전 속도 상한 nK-SETP, 구체적으로 회전 속도 상한 nK-SETP를 갖는, 전기 모터(500)의 회전 속도 nK를 조절하도록 설계된 제어 조절 유닛(922) 및 조절 유닛(900 및/또는 900')이며, 이는 동작 전류 IB의 함수로서, 일정 영역들에서 일정하다.

제어 루프 R의 조절 스텝 R1에 따르면, 동작하는 동안 압축기 유닛 K 및 전기 모터 M과 함께 압축기는 전기 모터를 위한 압축기 유닛 회전 속도 nK, 압축기 유닛 대향 압력 pK 및 동작 전류 IB를 갖는다. 동작 전류 IB는 도 5에 도시된 해석 유닛(930)에 의한 제어 루프의 조절 스텝 R2에 따라 측정된다. 제3조절 스텝 R3에서, 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있는 두가지 가능성들이 있다. 제3조절 스텝 R3.1의 제1가능성으로서, 먼저 동작 전류 IB-ACT를 위한 실제(ACTUAL) 값이 측정된 동작 전류 IB로부터 결정되고 그리고 제어 루프의 제2브랜치 II로 공급된다. 제3조절 스텝 R3.2의 제2가능성으로서, 압축기 유닛 nK-ACT의 회전 속도를 위한 실제(ACTUAL) 값은 동작 전류 IB의 제1유도(IB)'의 사용에 의해, 구체적으로 도 13에 도시된 바와 같이 전류 리플의 주파수로부터 결정되고, 그리고 제어 루프의 제2브랜치 II로 공급된다.

제어 루프 R의 제1브랜치의 제4조절 스텝 R1에서, 동작 전류 IB-ACT의 실제(ACTUAL) 값이, SETPOINT 값(IS-SETP)으로서 임계 전류 IS와 함께, 비교기에 공급된다. 실제 동작 전류 IB가 임계 전류 IS-SETP 이하로 유지될 수 있도록, 도 4 내지 도 8에 기초하여 설명된 과정에 따라, 동작 전압 UB 및/또는 동작 전류 IB 또는 전기 모터로 구현된, 압축기 유닛 모터 M(또는 500)을 위한 다른 동작 에너지 공급기를 후자가 차례차례로 차단한다; 그러면 다른 조절 메커니즘이 동작의 단계 함수로서 결합한다. 시동 단계 AnP에서, 상술한 형태의 전류 조절 과정은, 특히 제3조절 스텝 R3.1의 제1가능성을 이용하여 결합한다. 부하 단계 LaP에서 제3조절 스텝 R3.2의 제2가능성의 조절 과정은 조절 스텝 R5에서 PWM을 이용하여 결합한다. 궁극적으로 전기 모터(500)를 위해 실효 전압 Ueff를 미리 정의하는 동작 전류의 함수로서 PWM 신호 PWM을 제공하기 위해, 제어 루프 R의 조절 스텝 R5에서 조절 스텝 R3로부터, SETPOINT 회전 속도 nK-SETP와 함께, 실제(ACTUAL) 회전 속도 nK-ACT의 값이 차례로 후속하여 이용된다.

이와 관련하여, 도 10은, 한편으로, 여기서 저역 통과 필터(예를 들면 실제 동작 전류의 슬라이딩 평균값으로서) 즉, 동작 전류 IB에 의해 필터링된 전력 소모와, 선형 핏(fit) L(nK)와 함께 2개의 스테이지 압축기 유닛(400)을 위한 선형으로 떨어지는 특성 곡선으로서의 회전 속도 nK 사이의 기능적 관련성을 도시하고 있다. 선형으로 떨어지는 특성 곡선의 이러한 기능적 관련성은 궁극적으로 전력 소모, 즉, 여기서 동작 전류 IB, 그리고 압축기 유닛의 동작 동안 채움 과정 동안 올라가는 대향 압력 pK 사이의, 도 11에 도시된, 기능적 관련성에 기인하여 일어난다.

도 12는, 도 10에 도시된, 회전 속도 nK의 실제(ACTUAL) 값, 즉, 조절되지 않은 값 nK-ACT와 함께, 그리고 전기 모터 M의 실효 동작 전압 제어를 위해, 반대 방향으로 동작하는, 즉, 그것의 양의 기울기가 반대 부호를 갖지만 동일한 절대값을 갖는 PWM 특성 곡선 PWM의 기능을 다시 한번 도시하고 있다. 여기서, PWM 값은 낮은 전류(20A)의 경우 대략 85% 높은 전류(32A)의 경우 대략 100% 사이에 있다.

도 10 및 도11에 도시된 의존성으로 인해, 회전 속도 nK의 SETPOINT 값 nK-SETP, 즉, 여기서 셋포인트 회전 속도 nK-SETP의 조절된 값은, 그런 후 실제로 일어나는데, 이는 동작 전류 IB의 대부분의 부분에서 일정하다. 다른 말로, nK-ACT의 하강 의존성은 유효 동작 전압을 제어하기 위한 PWM 신호의 상승 특성 곡선 PWM에 의해 보상된다. 전반적으로, 조절 스텝 R6에 따른 회전 속도 조절 과정은 그런 후 설명된 조절 스텝 R3, R5, R6로부터 시동하는 제어 루프 R의 제2브랜치 II를 따라 PWM 구동에 의해 획득된다.

도 13은 추가적으로 또한 공차를 감소시키기 위해 전력 소모 및 관련된 회전 속도 측정에 의한 조절되지 않은 식별의 교정을 도시하고 있다. 이러한 맥락에서, 회전 속도 nK가 1차 전류 리플의 주파수로부터 결정되고, 이는 압축기 유닛의 압축 단계들 및 흡입 단계들로부터 획득된다. 도 13은 이와 관련하여 압축기 유닛이 피크들의 주시적 반복 횟수, 필수적으로 압축기 유닛의 회전 속도가 결정되도록 하는 주파수로 실행될 때 전류 프로파일을 도시하고 있다.

도 13에 기초하여, 피크-투-피크 해석 범위 내에서 주파수 f로서 압축기 유닛 회전 속도를 결정하는 가능성이 도시되어 있으며, 여기서 후자는 먼저 지속 기간 T를 공급한다; 지속 기간 T는 압축기 유닛(400)의 회전 속도 nK의 측정치인 주파수 f의 역수값으로서 공급한다. 여기서, 예로서 0.019 sec의 지속 기간이 주어지고, 이는 52.6 1/sec의 주파수에 대응한다. 이것은 회전 속도 nK=3156 1/min에 대응한다. 지정된 지속 기간 T를 위해 평균 전류 I_mean은 따라서 동작 전류 IB를 위해 결정될 수 있다.

더욱이, 압력 증가에 따라 압축기 유닛의 전력 소모 증가가 발견되었다. 전력 소모와 2-스테이지 압축기 유닛의 회전 속도 사이의 관계로 인해, 대향 압력과 함께 증가하고 그리고 원하지 않는 회전 속도의 강하가 발생한다. 특히 작은 체적이 채워질 경우, 신속하고 음향적으로 지각할 수 있는 회전 속도의 강하가 발생한다. 이러한 공기 스프링에서, 이러한 것이, 예를 들면, 어큐뮬레이터의 리프팅 과정 또는 충전의 개시 시 건조기의 매번 충전 시에 발생한다. 압축기 유닛의 PWM 구동에 의해, 압축기 유닛의 실효 공급 전압은 PWM 비율에 비례하여 감소한다. 회전 속도가 대략 공급 전압에 대략 비례하므로, 회전 속도는 따라서 그만큼 저감할 수 있다. 회전 속도의 필요한 감소 또는 공급 전압의 필요한 감소의 측정이 측정된 압축기 유닛 전류로부터 유도된다. 전력 소모가 작은 경우, 공급 전압 그리고 따라서 회전 속도가 값을 정의하기 위해 감소된다. 정의된 값은 상대적으로 높은 부하일 경우 발생할 수 있는 회전 속도에 대응한다. 상대적으로 높은 부하는 따라서, 예를 들면, 최대 시스템 압력의 경우 부하일 수 있다.

상대적으로 높은 부하는 또한 최대 벨로우즈 압력의 경우에 부하일 수 있다. 상대적으로 높은 부하는 또한 임의의 원하는 압력에서의 부하에 대응할 수 있다.

PWM 신호와 최소 회전 속도 사이의 관계는하기 수학식으로 표현 될 수 있다:

PWM [%] = nKmin / (bxIB + c),

여기서, IB = 작동 전류이고, nKmin, b 및 c는 상수이다(여기에서 nKmin = 2800, b = -37.9 및 c = 4000). nKmin에 의해 셋포인트(SETPOINT), 감소가 일어나는, 회전 속도 nK_SETP가 결정된다.

변형된 실시예에서, 변형된 시동 단계가, 부하 단계 LaP의 시동 시에 그리고/또는 시동 단계 AnP로부터 부하 단계 LaP까지 전이 AnP-LaP에서, 시스템이 현재의 회전 속도 조절 과정과 함께, 이 경우 개방-루프 제어에서, 동작하는 방식으로 수행될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 알려진 회전 속도 nK의 경우 압축기 유닛(400)의 압력이 없는 시동이 제공된다. 이를 기초로 하여, 프리셋 PWM 비율이 일정한 회전 속도를 달성하기 위해 사용되는데 유리한 것으로 증명할 수 있다.

특히, 탈것의 레벨 조정을 위한 압축 공기 공급 설비의 특수한 사용의 경우에, 압력은 대응 스프링 구성과 함께 거의 변하지 않는 것으로 가정될 수 있다. 이러한 경우를 위해 특히, 그러나 또한 일반적으로 상대적으로 긴 동작을 회피하기 위해, 가장 나뿐 경우로서 반도체 스위치의 과도한 열 발생을 초래할 수 있고 그리고/또는 전달 체적 상에 부정적인 영향으로서, 압축기 유닛은 계산된 PWM 비율 <100%와 함께, 100%까지 시간적으로 조정 가능한 램프에 걸쳐 전력이 올라갈 수 있다. 개발은, 이러한 것이 대응되어 서서히 구현될 경우, 회전 속도의 관련된 변화가 주관적으로 감지되지 않는 것으로 인식되었다.

예를 들어, 0.3% PWM /sec 내지 0.7% PWM/sec의 값이 미리 정의될 수 있다.

0 공기 공급
0.1 필터 소자
1 압축 공기 공급
2 압축 공기 포트
3 배기 포트
100 공기 건조기
100' 건조기 모듈
140 건조 용기
180 공기 건조기
200 공압 메인 라인
230 브랜치 라인(branch line)
240 배출 라인
250 공압 제어 라인
251 라인 섹션
260 배출 라인
261 브랜치 포트(branch port)
300 밸브 장치
301 플랜지
301' 공기 분배 모듈
310 방향 제어 밸브 장치
310' 밸브 하우징 모듈
311 역류 방지 밸브
312 배출 밸브
313 압력 제한 수단
314 피스톤
315 스프링
320 솔레노이드 밸브, 제어 밸브
321 제어 라인
322 코일
330 부스트 밸브
330' 부스트 밸브 하우징 모듈
331 제1스로틀
332 제2스로틀
400 압축기 유닛
400' 압축기
401 제1압축 스테이지
402 제2압축 스테이지
500 전기 모터
600 공압 라인
601, 602, 603, 604 스프링 브랜치 라인
605 어큐뮬레이터 브랜치 라인
610 갤러리
700 현가 수단
710 스프링 마운트
720 부가장치 연결부
900, 900' 제어 장치, 조절 장치
910 제어 모듈
911 제어 어셈블리
912 프로그램 모듈
913 메모리
920 조절 모듈
921 제1조절 유닛
922 제2조절 유닛
930 해석 유닛
923 제3조절 유닛
931, 932, 933 입력 모듈
940 액츄에이터 시스템
1000 압축 공기 공급 설비
1001 공압 시스템
1002 압축 공기 공급 시스템
1010 밸브 블록
1011, 1012, 1013, 1014 4개의 벨로우즈
1015 어큐뮬레이터
1111, 1112, 1113, 1114 솔레노이드 밸브
A1, A2 연결면, 연결측
AnP 시동 단계
AnP1, AnP2 제1 및 제2시간 단계들(phases)
AnP21, AnP22, AnP23, AnP24 시동 시간 기간들
AnT1, AnT2, AnT3, AnT4 시동 시간 중 체류 시간들
AnGF1 부터 AnGF4 시동 임계 전류-제한 기능 GF
LaP 부하 단계(load phase)
AusP 셧다운 단계
AusP1, AusP2, AusP3, AusP4 셧다운 기간
AusT1, AusT2, AusT3, AusT4 셧다운 기간 중 체류 시간들
G 하우징 장치
GF 임계 전류 제한 기능
Grad1, Grad2, Grad3, Grad4 양의 기울기들(positive gradients)
IB 동작 전류
E(IB) 엔빌로프(envelope)
IB-ACT 동작 전류의 실제 값
I-END 최종 전류
IS 임계 전류
IS-SETP 임계 전류의 실제 값
I-START, I-END 시동 전류, 최종 전류
I0, I1, I2, I3, I4 참조 포인트들
M 압축기 유닛 모터, 전기 모터
LaP 부하 단계
nK 전기 모터/압축기 유닛의 회전 속도
nK-ACT 압축기 유닛의 회전 속도의 실제 값
nK-SETP 회전 속도 상한
nk-min 감소가 수행되는 결정된 세트 포인트 회전 속도
pk 압력에 대향하는 압축기 유닛
R1, R2, R3, R4, R5, R6 조절 단계
I, II 제어 루프의 제1,2브랜치
SR 샘플링 레이트
SS 제어 신호
UB 동작 전압
t 시간
T-START 시동 시간
T1, T2, T3, T4 체류 시간들
PWM PWM 특성 곡선
R 제어 루프
Ueff 실효 전압 램프

Claims

- 브러시 DC 전기 모터(BDC 전기 모터)의 형태인 전기 모터(500) 그리고
- 전기 모터(500)에 의해 구동될 수 있는 압축기 유닛을 갖되,
- 전기 모터(500)는 전기 모터(500)의 동작 전류(IB)의 제한과 함께 제어 장치(900)의 전자 제어 모듈(910)에 의해 제어될 수 있고, 전자 제어 모듈(910)은
- 제어 어셈블리(911)와 실행 가능한 프로그램 모듈(912)을 갖고, 그리고
- 동작 전류(IB)를 제한하는 임계 전류(IS)를 시간적으로 변하는 방식으로 미리 정의하도록 설계된 것을 특징으로 하는 압축 공기를 생성하기 위한, 특히 차량의 압축 공기 공급 설비(1000)를 위한 압축기(400').
제1항에 있어서,
압축기 유닛은 적어도 제1,2압축기 스테이지(401,402)를 갖는 2-스테이지 압축기 유닛(400)인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
- 프로그램 모듈(912)은 동작 전류(IB)를 제한하기 위해 시간(t) 함수로서 임계 전류(IS) 중 적어도 하나의 임계 전류-제한 함수(GF)를 미리 정의하도록 설계되고, 그리고
- 제어 어셈블리(911)는 전기 모터(500)의 동작 에너지 또는 다른 파라메터, 특히 전기 모터의 동작 전압(UB)을 차단하도록 설계됨을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
전자 제어 모듈(910), 특히 해석 유닛(930) 및/또는 액츄에이터 시스템(940)은 동작 전류(IB)가 적어도 하나의 임계 전류-제한 함수(GF)의 임계 전류(IS)에 도달하였는지 테스트하고, 그리고/또는 동작 에너지를, 특히 미리 결정된 차단 주파수(SR) 이후 그리고/또는 동작 전류(IB)가 적어도 하나의 임계 전류-제한 함수(GF)의 임계 전류(IS)에 도달한 경우, 차단하도록 설계됨을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
전자 제어 모듈(910)은, 또한 전기 모터(500)의 실제 동작 전류(IB)가 미리 정의될 수 있는 샘플링 레이트(SS)로 신호를 받을 수 있는, 특히 1 Hz와 10000 Hz 사이의 범위로 신호를 받을 수 있는 것에 의한, 해석 유닛(930), 특히 샘플링 유닛을 갖고, 그리고/또는
신호를 받은 실제 동작 전류(IB)가 시간 함수로서 임계 전류(IS)와 비교될 수 있는 것에 의한 비교 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
- 압축기 유닛의 시동 요청 이후 직접적으로 시동 단계(AnP)의 제1시간 단계(AnP1)가 동작 전류(IB)의 진폭의 직접 제한이 없고, 그리고/또는
- 제1시간 단계(AnP1) 이후 시동 단계(AnP)의 제2시간 단계(AnP2)가 동작 전류(IB)를 제한하는 임계 전류(IS)를 시간적으로 변하는 방식으로 미리 정의하도록 설계됨을 특징으로 하는 압축기.
제6항에 있어서,
제1시간 단계(AnP1)는 바람직하게 가변적으로 고정된 방식으로 또는 측정된 동작 전압(IU)의 함수로서 미리 정의될 수 있고 그리고 제2시간 단계(AnP2)보다 작은, 특히 제2시간 단계(AnP2)의 시동 섹션에서의 체류 시간(AnT_i)보다 작은 지속 시간을 갖는 시동 기간(T-START)을 갖는 것을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
임계 전류(IS) 및/또는 동작 전류(IB)의 적어도 한 최대 값(Ii) 및/또는 기울기(Gradi)는 임계 전류-제한 함수(GF)에 의해 미리 정의될 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
임계 전류-제한 함수(GF)는 제2시간 단계(AnP2)에서 미리 정의됨을, 특히 임계 전류-제한 함수(GF)는 시간(t)의 선형 함수인 것을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
전자 제어 모듈(910)은 소프트 스타트(CSS)를 제어하도록, 시간적으로 제한된, 제1시간 단계(AnP1)에서 무제한 시동 동작 전류 (IB)를 허용하도록, 그리고 시간적으로 제한된 제2시간 단계(AnP2)에서, 시간적으로 변하는 방식으로 제한된 시동 동작 전류(IB)를 미리 정의하도록 설계되고, 특히 여기서 제1숫자 및/또는 제2숫자는 자연수로서, 특히 4와 10 사이에 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
프로그램 모듈(912)은 시동 동작 전류를 위해 시동 단계(AnP)에서 다수의 제1시동 시간 기간들(AnP21, AnP22, AnP23, AnP24)을 위해 다수의 제1시동 임계 전류-제한 함수들(AnGF1, AnGF2, AnGF3, AnGF4)을 미리 정의하도록, 그리고 다수의 제2시동 시간 기간들(AnP21, AnP22, AnP23, AnP24)을 위해 다수의 제2시동 임계 전류-제한 함수들(AnGF1, AnGF2, AnGF3, AnGF4)을 미리 정의하도록 설계됨을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
압축기 유닛의 소프트 스타트(CSS)를 갖는, 시동 단계(AnP)로부터 압축기 유닛(400)의 부하-무제한 구동만을 포함하는, 부하 단계(LaP)로의 전환은 압축기 유닛(400)의 동작 전류(IB)에 독립적으로 일어남을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
전자 제어 모듈(910)은 또한 시간적으로 변하는 방식으로 제한되는 셧다운 동작 전류(IB)의 시간적으로 제한된 단계가 미리 정의되는 방식으로 소프트 셧다운을 제어하도록 설계됨을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
프로그램 모듈(912)은, 셧다운 동작 전류를 위해, 다수의 제1셧다운 시간 기간들(AusP1, AusP2, AusP3, AusP4)을 위해 적어도 다수의 제1셧다운 임계 전류-제한 함수들(AusGF1, AusGF2, AusGF3, AusGF4), 그리고 다수의 제2셧다운 시간 기간들(AusP1, AusP2, AusP3, AusP4)을 위해 다수의 제2셧다운 임계 전류-제한 함수들(AusGF1, AusGF2, AusGF3, AusGF4)을 미리 결정하도록 설계되고, 특히 여기서 제1 및/또는 제2의 숫자는 자연수로서, 특히 4및 10 사이에 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
전자 제어 디바이스(900)는 또한 임계 전류(IS)를 셋포인트(SETPOINT) 전류로서 미리 정의하는 반면 동작 전류 IB를 조절하도록 디자인된 제1조절 유닛(921)을 가짐을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
전자 제어 디바이스(900)는 또한 특히 특정 영역들에서 일정한, 특히 동작 전류(IB) 또는 동작 전류로부터 유도된 변수의 함수로서 회전 속도 상한을 정의하는 반면, 전기 모터(500)의 회전 속도(nK)를 조절하도록 서례된 제2조절 유닛(922)과 함께 조절 모듈(920)을 가짐을 특징으로 하는 압축기.
제15항 또는 제16항에 있어서,
조절 유닛은 PWM 특성 곡선(PWM)에 대하여 동작 전류(IB) 또는 동작 전류로부터 유도된 변수의 함수로서, 바람직하기로 실효 전압 램프(Ueff)의 형태로, 동작 전류(IB)의 함수로서, 특히 프로그램 모듈(912)에 저장된, 전기 모터(500)의 회전 속도 변동을 제한하도록 설계됨을 특징으로 하는 압축기.
제17항에 있어서,
- PWM 특성 곡선은, 낮은 전류(In)의 경우, 특히 낮은 PWM 값(PWMn)과 대응하는, 낮은 실효 전압, 그리고 높은 전류(Ih)의 경우, 특히 높은 PWM 값(PWMn)과 대응하는, 높은 실효 전압을 정의하되, 낮은 실효 전압은 높은 실효 전압의 아래에 있고, 그리고
- 전기 모터(500)의 회전 속도 변동은 낮은 전류의 경우 높은 회전 속도 값(nKo)과 높은 전류의 경우 낮은 회전 속도 값(nKu)을 갖되, 높은 회전 속도 값(nKo)은 낮은 회전 속도 값(nKu)보다 위에 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
선행 청구항 중 어느 하나에 있어서,
압축기 유닛의 실제(ACTUAL) 회전 속도(nK-ACT)가 동작 전류(IB)의 시간적 프로파일로부터 결정될 수 있는 것에 의한 해석 유닛(930)에 있어서,
- 주파수(f)가 전류 리플의 다수의 주기적 피크들로부터 결정되고,
- 주파수(f)가 압축기 유닛의 실제(ACTUAL) 회전 속도(nK-ACT)에 할당되며, 그리고
- 실제(ACTUAL) 회전 속도(nK-ACT)가 전자 제어 장치(900)의 조절 모듈(920)의 제1조절 유닛(921)을 위한 입력 값으로 이용되고 그리고 전기 모터의 회전 속도(nK)를 조절하도록 설계됨을 특징으로 하는 압축기.
- 브러시 DC 전기 모터(BDC 전기 모터)의 형태인 전기 모터(500)와 압축기 유닛(400)을 갖는, 압축 공기를 생성하기 위한 압축기(400')를 갖는 압축 공기 공급부(1),
- 공압 시스템(1001)에 대한 압축 공기 포트(2)
- 주변들에 대한 배기 포트(3),
- 압축 공기 공급부(1)와 압축 공기 포트(2) 사이에 공기 건조기(180)와 분리 밸브를 갖는 제1공압 연결부, 그리고
- 압축 공기 포트(2)와 배출 포트(3) 사이의 제2공압 연결부를 갖는
공압 시스템(1020), 특히 차량의 공기 스프링 시스템을 동작시키기 위한 압축 공기 공급 설비(1000).
공압 시스템(1001)이 갤러리(610)와 공압적으로 갤러리(610)에 연결되며 그리고 벨로우즈 및/또는 어큐뮬레이터(1011, 1012, 1013, 1014, 1015), 그리고 벨로우즈 및/또는 어큐뮬레이터의 상류에 배치된 방향 제어 밸브(1111, 1112, 1113, 1114, 1115)를 갖는 적어도 하나의 브랜치 라인(601, 602, 603, 604, 605)을 갖는 공기 스프링 시스템의 형태로 구현된, 제20항에 청구되고 그리고 공압 시스템(1001)을 갖는 압축 공기 공급 설비(1000)를 갖는 공압 시스템.
전기 모터(500)와 전기 모터(500)에 의해 구동되는 압축기 유닛(400)을 갖되, 전기 모터(500)는 전기 모터(500)의 동작 전류(IB)가 제한되는 것에 의해 전자 제어 모듈(910)에 의해 제어되고,
동작 전류(IB)를 제한하는 임계 전류(IS)가 실행 가능한 프로그램 모듈(912)과 함께 제어 어셈블리(911)를 갖는 전자 제어 모듈(910)에 의해 시간적으로 변하는 방식으로 미리 정의됨을 특징으로 하는 차량의 압축 공기 공급 설비를 위해 압축 공기를 생성하기 위한 압축기(400')에서 브러시 DC 전기 모터(BDC 전기 모터)의 형태로 전기 모터를 동작시키기 위한 방법.
제22항에 있어서,
실행 가능한 프로그램 모듈(912)에 의해 동작 전류(IB)를 제한하기 위해,
임계 전류(IS) 중 적어도 하나의 임계 전류-제한 함수(GF)가 시간(t)의 함수로 미리 정의되고, 그리고
전기 모터(500)의 동작이 제어 모듈(911)에 의해, 특히 동작 전류(IB)가 적어도 하나의 임계 전류-제한 함수(GF)의 임계 전류(IS)에 도달할 경우 차단됨을 특징으로 하는 방법.