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DE2811345C2 - Druckregler für pneumatische Drücke, insbesondere in Fahrzeugen - Google Patents

Druckregler für pneumatische Drücke, insbesondere in Fahrzeugen

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Publication number
DE2811345C2
DE2811345C2 DE2811345A DE2811345A DE2811345C2 DE 2811345 C2 DE2811345 C2 DE 2811345C2 DE 2811345 A DE2811345 A DE 2811345A DE 2811345 A DE2811345 A DE 2811345A DE 2811345 C2 DE2811345 C2 DE 2811345C2
Authority
DE
Germany
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pressure
amplifier
frequency
signal
pressure regulator
Prior art date
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Expired
Application number
DE2811345A
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English (en)
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DE2811345A1 (de
Inventor
Gerd Dr.-Ing. 8031 Geiselbullach Kessel
Hans-Jürgen 8042 Oberschleißheim Kupfer
Heinrich Ing.(grad.) 8011 Zorneding Kümmeke
Joachim Dipl.-Ing. 8000 München Rau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse AG
Original Assignee
Knorr Bremse AG
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Publication date
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Priority to FR7905865A priority patent/FR2420158B1/fr
Priority to GB7908726A priority patent/GB2016746B/en
Priority to US06/020,654 priority patent/US4253480A/en
Priority to CH246179A priority patent/CH641905A5/de
Priority to CA000323583A priority patent/CA1121028A/en
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Application granted granted Critical
Publication of DE2811345C2 publication Critical patent/DE2811345C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2013Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
    • G05D16/2026Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means
    • G05D16/2046Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged for the control of a single pressure from a plurality of converging pressures
    • G05D16/2053Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged for the control of a single pressure from a plurality of converging pressures the plurality of throttling means comprising only a first throttling means acting on a higher pressure and a second throttling means acting on a lower pressure, e.g. the atmosphere
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/26Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
    • G05B11/28Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/2496Self-proportioning or correlating systems
    • Y10T137/2544Supply and exhaust type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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  • Fluid Mechanics (AREA)
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  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Description

Γ v \ / f / e
Ausgang des ersten Operationsverstärkers (25) liebige Zwischenstellungen zwischen vollständigem Offverbunden sind und weiter bestehend aus einer nen und vollständigem Schließen eingestellt werden und Reihenschaltung aus einem Widerstand (36) und zwar über einen beliebig langen Zeitraum. Somit lassen einer Diode (35), die mit dem Ausgang des zwei- sich auch kontinuierlich beliebige Druckgradienten einten Operationsverstärkers (31) und dem Ein- 65 stellen, die dabei nicht Mittelwerte von stufenförmig gang des ersten Operationsverstärkers (25) ver- geänderten Drücken sondern stetige Kurven sind. Mit bunden ist, wobei die Diode (35) bei nachge- dem Druckregler nach der Erfindung wirkt also das Maschaltetem Einlaßmagnetventil (2) in Rück- gnetventil als kontinuierlich veränderbare Drosselstelle.
3 4
S Die erwähnten Zwischenstellungen sind dabei auch so gestellte Hysteresekurve und schließt bei Erreichen ei-
§ stabil, daß mechanische Erschütterungen des Magnet- ner Mindesthaltespannung vollständig. Es ist ersichtlich,
?' ventiles, wie sie insbesondere bei Fahrzeugen vorkom- daß der stetige Bereich also nur aus einer Schließsiel-
F men, keinen Einfluß auf das Regelverhalteii haben. lung des Ventiles erreicht werden kann.
£ Mit der Erfindung wird eine sehr feinfühlig 'anspre- 5 Bti einem in der Praxis verwendeten Ventil beginnt
f.: chende und einen vorgegebenen DrucksoUwertsehr ge- der stetige Bereich etwa bei 60% der Ventilnennspan- f nau erreichende Druckregelung erzielt Je näher der nung und endet bei etwa 75%. Wird die angelegte Span-
'■*. Druck-Istwert dem Druck-Sollwert kommt desto klei- nung von Null beginnend erhöhi, so bleibt das Ventil bis
ner wird der Öffnungsquerschnitt des Einlaß-bzw. Aus- zum Erreichen der obigen 60% vollständig geschlossen. ,? laßmagneti entiles, so daß sieb der Druckistwert stetig io Es sei bemerkt, daß diese »Nullpunktverschiebung«
i| verlangsamend dem Druck-Sollwert nähert und ein des stetigen Bereiches im wesentlichen von der Ventil-
fci (luftverbrauchendes) Oberschwingen vermieden wird. bauart, zusätzlich auch von thermischen Einflüssen und
: Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß von Fertigungstoleranzen beeinflußt wird. Ebenso
sich der Ventilkörper während des Regelvorganges so- hängt der Verlauf des stetigen Bereiches von diesen
·;, zusagen in einem schwebenden öffnungszustand befin- 15 Parametern ab.
f" det und daher ein geringerer Verschleiß des Ventilsitzes F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsge-ί auftritt, als bei den bekannten Druckreglern, bei denen mäßen Regelkreises. Ein Druckbehälter 1, dessen Druck ΪΪ das Ventil jeweils vollständig geöffnet oder geschlossen geregelt werden soll ist über ein Einlaßmagnetventil 2 ;ί wird. mit dazugehöriger Magnetspule 2' mit einer (nicht dar- Y: Da der »stetige Bereich« der üblichen Magnetventile 20 gestellten) Druckluftquelle und über ein Auslaßmagnet- ;1 relativ klein ist und zusätzlich seine Lage aufgrund bau- ventil 3 mit zugehöriger Magnetspule 3' mit einer (eben- U Iicher Toleranzen stark schwanken kann, verwendet ei- falls nicht dargestellten) Druckluftsenke, wie z. B. Atmo-[ · ne Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ei- Sphäre, verbunden. Der Druck in dem Druckbehälter 1 nen Regler mit Intergralanteil, der den »stetigen Be- wird von einem Druckspannungswandler 4 gemessen reich« des Ventiles durch Ausgleichen der Nullpunkt- 25 und in ein dem Druck proportionales Ist-Wert-Signal Verschiebung dieses Bereiches selbsttätig findet umgewandelt Dieses Ist-Wert-Signal wird einem Ver-Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei gleicher 5 zugeführt wo es mit einem Sollwert-Signal S dem Druckregler keine bleibenden Regelabweichungen verglichen wird. Am Ausgang des Vergleiches 5 erauftreten und daß ein »Schalten« der Ventile nur bei scheint en der Differenz zwischen Sollwert-Signal und sehr großen Regelabweichungen oder aufgrund des In- 30 Istwert-Signal proportionales Regelabweichungs-Sitegralanteiles des Reglers bei länger anhaltenden Re- gnal, das einem Regler 6 zugeführt wird. Im Regler 6 gelabweichungen auftritt Druckänderungen durch wird das Regelabweichungs-Signal entsprechend der thermische Effekte, die nach schnellen Druckänderun- Reglercharakteristik zu einem vorzeichenrichtigen gen auftreten, werden dagegen ohne ein Ventilschalten Reglerausgangssignal verarbeitet, das jeweils einer Anausgeglichen. 35 Ordnung 7 und 8 zur Erzeugung eines Stellsignals für die Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfüh- Magnetventile 2 und 3 zugeführt wird. Die Anordnunrungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung gen 7 und 8 sind dabei so ausgebildet, daß sie jeweils nur ausführlicher erläutert. Es zeigt auf positive oder negative Reglerausgangssignale an-F i g. 1 ein schematisches Diagramm der Öffnung ei- sprechen. Die Ausgänge der Anordnungen 7 bzw. 8 sind nes Ventils in Abhängigkeit von dessen angelegter Steu- 40 jeweils mit den Magnetspulen 2' bzw. 3' elektrisch vererspannung, bunden.
Fig.2 ein schematisches Blockschaltbild eines Der Regler 6 besteht vorzugsweise aus einem beDruckreglers gemäß der Erfindung, kannten PI-Regler. Die Anordnungen 7 und 8 können Fig.3 ein detaillierteres Schaltbild einer Ausfüh- aus bekannten Gleichspannungs-Treiber-Verstärkern rungsform der Erfindung, 45 (mit Polaritätsauswahl) bestehen oder aus »Chopper-F i g. 4 einen schematischen Spannungsverlauf einzel- Verstärkern«, die im Zusammenhang mit F i g. 3 erläuner Signale des Ausführungsbeispieles gemäß F i g. 3, tert werden.
F i g. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausfüh- F i g. 3 zeigt ein detaillierteres Schaltbild einer Aus-
rungsform der Erfindung, führungsform der Erfindung, bei dem Chopperverstär-
F i g. 6 einen schematischen Spannungsverlauf einzel- 50 ker verwendet werden. Gleiche Teile wie in F i g. 2 sind
ner Signale des Ausführungbeispieles gemäß F i g. 5. mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In F i g. 1 ist die Öffnung V eines Ventils (in %) über Der Vergleicher 5 besteht aus einem Operationsvereiner an das Ventil angelegten (normierten) Spannung stärker 10, dessen Minus-Eingang 11 mit Masse und Uy/Uymw, dargestellt Es ist ersichtlich, daß die Ventilöff- dessen Plus-Eingang 12 über einen Rückkopplungswinung innerhalb eines engen Spannungsbereiches einen 55 derstand 13 mit dem Ausgang des Verstärkers 10 verstetigen Bereich durchläuft der in einen instabilen Be- bunden ist Weiterhin ist der Plus-Eingang 12 über einen reich mündet in dem ein Schalten des Ventiles auftritt Widerstand 14 mit dem Druck-Spannungswandler 4 und Es sei angemerkt daß dieser »stetige Bereich« stabil ist einen weiteren Widerstand IS mit einem Abgriff eines und in beiden Richtungen durch Vergrößern oder Ver- als Sollwertgeber dienenden Verstellwiderstandes 16 kleinern der an das Ventil angelegten Spannung durch- 60 verbunden, dessen weitere Anschlüsse mit positiver und fahren werden kann. Auch bei mechanischen Erschütte- negativer Versorgungsspannung verbunden sind,
rungen, wie sie z. B. in Fahrzeugen auftreten, wird das Der Ausgang des Verstärkers 10 ist mit dem Regler 6 Ventil im wesentlichen in dem stetigen Bereich verhar- verbunden und zwar über einen Widerstand 17 mit eiren. nem invertierenden Eingang 19 eines Operationsver-Wird die angelegte Spannung über den.stetigen Be- 65 stärkers 18, dessen nicht invertierender Eingang 20 mit reich hinaus erhöht, so schaltet das Ventil durch und Masse verbunden ist.
öffnet vollständig. Bei einer anschließenden Absenkung Der Ausgang des Verstärkers 18 ist über eine Serien-
der angelegten Spannung durchläuft das Ventil die dar- schaltung aus einem Kondensator 22 und einem Wider-
5 6
stand 21 mit dem invertierenden Eingang 19 verbunden. vem Ausgangspegel zurück. Die Anpaßschaltung 38', an
Der Ausgang des Verstärkers 18 und damit des Reg- deren Eingang während des oben beschriebenen Vor-
1 lers 6 ist mit Eingängen der beiden Anordnungen 7 und ganges ein negativer Impuls lag, ist invertierend ausge-
8 verbunden, die mit Ausnahme der Polarität von Di- bildet, so daß an ihrem Ausgang ein das Entlüftungsma-
oden 35 und 35' identisch aufgebaut sind. 5 gnetventil steuernder positiver Impuls erschienen ist
Die Anordnung 7, die einen Chopper-Verstärker dar- Nach dem Hochschalten des Schaltverstärkers 3Γ zu stellt, besteht aus einem Eingangswiderstand 23, der mit positivem Ausgangspegel liegt die Diode 35' in Sperrseinem einen Anschluß mit dem Ausgang des Verstär- richtung, so daß das positive Reglerausgangssignal wiekers 18 und mit seinem anderen Anschluß mit einem der allein zur Wirkung kommt und sich der oben geinvertierenden Eingang 24 eines Verstärkers 25 verbun- ίο schilderte Vorgang wiederholt Die Steilheit der Inteden ist. Ein nicht-invertierender Eingang 26 des Verstär- gration ist, solange die Diode 35' sperrt, durch den Wikers 25 ist mit Masse verbunden. Ein Ausgang 27 des derstand 23' und den Kondensator 28' bedingt. Sobald Verstärkers 25 ist über einen Kondensator 28 mit dem der Verstärker 31' umgeschaltet hat und die Diode 35' Eingang 24 verbunden. Der Ausgang 27 ist über einen leitend wird, ist die Integrationskonstante des Verstär-Widerstand 29 mit einem nicht invertierenden Eingang 15 kers 25' zusätzlich noch von dem Verhältnis der Wider-30 eines Verstärkers 31 verbunden, dessen invertieren- stände 23' und 36' abhängig. Die Werte der Widerstände der Eingang 32 mit Masse verbunden ist Ein Ausgang 23' und 36' und des Kondensators 28 sind so gewählt 34 des Verstärkers 31 ist über einen Mitkopplungswi- daß die Integration in beiden Richtungen so schnell erderstand 33 mit dem Eingang 30 verbunden. Weiterhin folgt, daß die Frequenz des resultierenden Ausgangssiist der Ausgang 34 über eine Serienschaltung aus einer 20 gnales höher liegt, als die maximale Schaltfrequenz des Diode 35 und einem Widerstand 36 mit dem invertieren- nachgeschalteten Magnetventils, den Eingang 24 des Verstärkers 25 verbunden. Die Di- Die oben geschilderten Vorgänge verlaufen in der ode 35 ist so geschaltet daß sie für einen Stromfluß vom Anordnung 7 zu Beginn analog, so lange, bis der Schah-Ausgang 34 zum Eingang 24 in Durchlaßrichtung liegt verstärker 31 zu negativem Pegel durchschaltet. Ab die-
Der Ausgang 34 ist über eine Anpaßschaltung 38 mit 25 sem Zeitpunkt ist der Rückkopplungszweig 35, 36 ge-
dem Belüftungsmagnetventil verbunden. Diese Anpaß- sperrt, so daß die Anordnung 7 nicht schwingen kann
schaltung 38 kann z. B. aus einem herkömmlichen Lei- und damit außer Betrieb ist Die Anpaß-Schaltungen 38
stungsverstärker bestehen. Die Anordnung 8 ist mit der und 38' sind weiterhin so ausgebildet, daß sie nur auf
Anordnung 7 identisch, wobei die gleichen Bezugszei- hochfrequente Signale ansprechen, was z. B. durch ein
chen, jeweils mit einem Strich versehen, verwendet wur- 30 Hochpaßfilter oder sonstige bekannte, auf Impulse an-
den. Lediglich ist gegenüber der Anordnung 7 die PoIa- sprechende Schaltungen erreicht werden kann,
rität der Diode 35'vertauscht so daß die Diode 36'vom Betrachtet man nun den Fall, daß der gemessene
Ausgang des Verstärkers 31' zum Eingang des Verstär- Druck kleiner als der durch den Sollwert vorgegebene
kers 25' in Sperr-Richtung geschaltet ist Druck ist, so liegt am Eingang 12 des Verstärkers ein
Der Ausgang der Anpaß-Schaltung 38' ist entspre- 35 negatives Signal, das analog zu obigem, am Ausgang des
chend mit der (nicht dargestellten) Magnetspule 3' des Verstärkers 18 ein zu negativen Werten hin abfallendes
Entlüftungs-Magnetventiles 3 verbunden. Wie nachfol- Signal erzeugt Dieses Signal bewirkt in dem integrie-
gend gezeigt wird, kann es erforderlich sein, die Anpaß- renden Verstärker 25 ein zu positiven Werten hin an-
Schaltung 38' invertierend auszubilden. steigendes Ausgangssignal t/25, welches in F i g. 4 darge-
Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltung 40 stellt ist Sobald dieses Signal i/25 zum Zeitpunkt ii einen
nach F i g. 3 unter teilweiser Bezugnahme auf F i g. 4 bestimmten Wert erreicht hat, schaltet der Verstärker
erläutert. 31 zu positivem Ausgangspegel (vgL Kurve i/31 in
Es sei angenommen, der von dem Druck-Spannungs- F i g. 4) durch.
Wandler 4 gemessene Druck im Druckbehälter 1 sei zu Die Diode 35 wird damit leitend und der Verstärker ■ hoch, & h. er liege über dem Sollwert Damit soll auch 45 integriert vom Zeitpunkt t2 bis t3 ab. Zum Zeitpunkt ti am Eingang 12 des Verstärkers 10 eine positive Span- schaltet der Verstärker 31 zu negativem Ausgangspegel nung anliegen. Am Ausgang des (invertierenden) Ver- zurück und der Verstärker 25 integriert wieder auf, sostärkers 10 erscheint damit eine negative Spannung, die fern noch ein Eingangssignal an seinem Eingang 24 anin dem PI-Regler 6 verstärkt (P-Anteil) und integrierter steht, so daß sich der Vorgang entsprechend wiederholt, (I-Anteil) wird, so daß am Ausgang des Verstärkers 18 50 wie es durch den weiteren Kurvenverlauf in F i g. 4 aneine nach kurzem, durch den P-Anteil bedingten Sprung gedeutet ist
linear zu positiven Werten hin ansteigende Spannung Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist die Einschaltdauer des
ansteht Diese Spannung liegt parallel an den Eingängen Verstärkers 31 und damit die Impulsdauer für das Ein-
der Anordnungen 7 und 8. laßmagnetventil (neben dem Wert des Ausgangssigna-
In der Anordnung 8 bewirkt diese positive Spannung 55 les des Reglers 6) von der Zeitkonstante der Abintegra-
in dem (Integrier)-Verstärker 25', daß an dessen Aus- tion und damit von den Widerständen 23 und 36 und
gang 27 eine zu negativen Werten hin abfallende Span- dem Kondensator 28 und weiterhin von den Schalt-
nung i/25' entsteht Diese Spannung wird in dem Schalt- schwellen des Verstärkers 31 und damit von den Wider-
verstärker 31' derart verstärkt daß er bei Erreichen ständen 29 und 33 abhängig. Die Ausschaltdauer des
einer Schwelle voll von positivem zu negativem Aus- 60 Verstärkers 31 ist dagegen nicht von dem Wert des
gangspegel durchschaltet Der Rückkupplungszweig Widerstandes 36 abhängig.
35', 36' ist für diese negative Spannung in Durchlaßrich- In F i g. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er-
tung geschaltet so daß am Eingang 24' des Verstärkers findung dargestellt Gleiche Teile wie in F i g. 2 sind mit
25' diese negative Spannung der positiven Spannung gleichen Bezugszeichen versehen,
vom Ausgang des Reglers 6 überlagert wird, wodurch 65 Der Druckbehälter 1, die Magnetventile 2 und 3 mit
/der Integrierverstärker 25' wieder aufintegriert Sobald ihren zugehörigen Magnetspulen 2' und 3', der Druck- ·
das Ausgangssignal i/25· einen Schwellwert erreicht hat Spannungs-Wandler 4, der Vergleicher 5, der Regler 6
schaltet der hysteresebehaftete Verstärker 31' zu positi- und die Anordnungen 7 und 8 sind in gleicher Weise wie
in F i g. 2 miteinander verbunden.
Zusätzlich wird jedoch dem Vergleicher 5 noch ein hochfrequentes Wechselspannungssignal zugeführt, welches dem Sollwert S überlagert wird. Dieses Wechselspannungssignal kann sinusförmig, impulsförmig oder — wie in F i g. 5 und 6 dargestellt — dreieckförmig sein.
Der Regler 6 besteht aus einem Schaltverstärker mit vorgegebener Hysterese, und die Anordnungen 7 und 8 bestehen aus Schaltverstärkern, wobei der eine Verstärker hiervon (z. B. 7) nur auf positive und der andere (z. B. 8) nur auf negative Signale anspricht.
Die Wirkungsweise dieser Regeleinrichtung wird im Zusammenhang mit F i g. 6 erläutert.
Hierbei zeigen die mit 40 bezeichnete Kurve die dem Sollwert S überlagerte Wechselspannung, die Kurve 41 eine dem Ist-Wert des Druckes proportionale Spannung (Ausgangssignal des Druck-Spannungswandlers 4) und die Kurve 42 die Öffnungscharakteristik des Einlaßventiles 2.
Es ist ersichtlich, daß bei Annäherung des Istwertes an den Sollwert durch die überlagerte Sägezahnspannung bzw. Dreieckspannung eine Puls-Breitenmodulation für die Magnetventilansteuerung erreicht wird. Das Tastverhältnis (Einschaltdauer zu Periodendauer) verändert sich, bei Vernachlässigung der Reglerhysterese, von 1 bei großer Abweichung bis auf 0,5 bei Regelabweichung Null.
Bei Regelabweichung mit umgekehrtem Vorzeichen sperrt die Anordnung 7, und das Tastverhältnis wird zu Null.
Hiermit wird erreicht, daß die Magnete bei kleinen Regelabweichungen proportional zur Abweichung öffnen bzw. schließen. Es wird somit ein langsameres Einlaufen des Istwertes in den Sollwert erreicht, wodurch die Regelhysterese verkleinert und damit die Regelgenauigkeit vergrößert werden kann.
Auch hier kann die Frequenz des dem Sollwert überlagerten Wechselspannungssignales höher sein als die maximale Betätigungsfrequenz des angesteuerten Magnetventiles.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
45
50
•0
•5

Claims (7)

1 2 kopplungsrichtung in Durchlaßschaltung, bei Patentansprüche: nachgeschaltetem Auslaßmagnetventil (3) in Rückkopplungsrichtung dagegen in Sperrschal-
1. Druckregler für pneumatische Drücke, insbe- tung geschaltet ist
sondere in Fahrzeugen mit mindestens einem durch 5
elektrische Signale betätigbaren Magnetventil, ei-
nem Druck-Spannungswandler zur Erzeugung eines
dem zu regelnden Druck proportionalen Ist-Wert-Signales, einem Druck-Sollwertgeber, einem Ver- Die Erfindung betrifft einen Druckregler für pneumagleicher zur Erzeugung eines Regelabweichungssi- io tische Drücke gemäß dem Oberbegriff des Patentangnales zwischen dem Ist-Wert-Signal und einem Spruches 1. Derartige Druckregler sind aus der US-PS Soll-Wert-Signal, mit einem mit dem Vergleicher 34 02 972 bekannt, des weiteren auch aus der DE-PS verbundenen Regler und einer Anordnung zur Er- 11 60 491, DE-PS11 00 672, US-PS 33 98 993 und US-PS zeugung eines impulsförmigen, in seinem Tastver- 38 07 810. AU diesen Druckreglern ist gemeinsam, daß hältnis veränderbaren Stellsignales für das Magnet- 15 der gewünschte Druck durch vollständiges Öffnen oder ventil in Abhängigkeit von dem Regeiabweichungs- Schließen von Einlaß- bzw. Auslaßmagnetventilen einsi^nal, dadurch gekennzeichnet, daß die gestellt wird. Hierdurch sind der Genauigkeit der Rege-Frequenz des impulsförmigen Stellsignals über der lung feste Grenzen gesetzt Zur Vermeidung eines zu maximalen Betätigungsfrequenz des Magnetventiles häufigen Schaltens der Ventile und damit zur Verringe-(2,3) liegt 20 rung des Luftverbrauches wird bei derartigen Druck-
2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekenn- reglern darüber hinaus auch die Schalthysterese verzeichnet daß die Frequenz des impulsförmigen Si- hältnismäßig hoch gewählt, so daß die Regelgenauigkeit gnales in einem vorgegebenen Bereich kontinuier- noch weiter verringert wird. Damit ein vollständiges Hch veränderbar ist öffnen und Schließen der Ventile erreicht wird, muß die
3. Druckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 25 Frequenz der die Ventile ansteuernden elektrischen Sigekennzeichnet, daß das Sollwertsignal innerhalb ei- gnale unter der maximalen Betätigungsfrequenz der nes vorgegebenen Bereiches um einen einstellbaren Ventile liegen.
Mittelwert sägezahnförmig veränderbar ist, wobei Ein ahnlicher Druckregler ist in der FR-PS 22 93 736
die Frequenz des Sollwertsignales über der maxima- beschrieben. In einer möglichen Regelphase ist dabei
len Betätigungsfrequenz des Magnetventiles (2, 3) 30 allerdings die Impulsdauer der elektrischen Steuersi-
liegt. gnale kürzer als die mechanische Ansprechzeit der Ma-
4. Druckregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- gnetventile. Die Stellsignale werden dabei durch Ändekennzeichnet, daß der Regler (6) einen Integralanteil rung des Tastverhältnisses, d.h. durch Änderung des enthält. Verhältnisses zwischen Einschalt- und Ausschaltdauer
5. Druckregler nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 35 verändert wobei die Frequenz der Stellsignale konstant zeichnet daß der Regler (6) ein Proportional-Inte- ist Daraus läßt sich folgern, daß dieser Regelphase die gral-Regler (PI-Regler) ist. Ventile aus ihrer Ruhestellung (normalerweise ge-
6. Druckregler nach Anspruch 1—5, dadurch ge- schlossenen Stellung) so kurzzeitig betätigt (geöffnet) kennzeichnet daß zwischen den Regler und jedes werden, daß der Ventilstößel nur geringfügig vom Ven-Magnetventil (2, 3) ein Chopper-Verstärker (7, 8) 40 tilsitz abhebt und dann sofort wieder an diesem anliegt, geschaltet ist, dessen Ausgangsfrequenz dem Reg- ohne den normalen vollständigen Hub bis zur vollstänlerausgangssignal derart entspricht, daß der arith- digen Öffnungsstellung zu durchlaufen. Dieser »Schwemetische Mittelwert der Spannung des Chopperver- bezustand« ist allerdings nicht stabil und kann nicht stärker-Ausgangssignals der Spannung des Regler- über eine beliebig lange Zeitdauer aufrechterhalten ausgangssignals proportional ist 45 werden. Damit sind die »Ruhezeiten«, zwischen denen
7. Druckregler nach Anspruch 6, dadurch gekenn- keine Druckänderungen stattfinden, relativ lang,
zeichnet, daß der Chopperverstärker (7,8) aus FoI- Aufgabe der Erfindung ist es, den Druckregler der gendem besteht: eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern,
daß eine sehr präzise Einregelung eines gewünschten
— einem ersten und einem zweiten Operations- 50 Druckes in kurzer Zeit möglich ist, wobei ein durch den
verstärker (25 und 31), einem Rückkopplungs- Regelvorgang bedingter Luftverbrauch weitestgehend
kondensator (28) für den ersten Operationsver- vermieden werden soll.
stärker (25), einem RUckkopplungswiderstand Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des
(33) für den zweiten Operationsverstärker (31), Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst,
jeweils einem Vorwiderstand (33 bzw. 29) für 55 Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
den ersten bzw. zweiten Operationsverstärker, Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen,
wobei der Vorwiderstand (23) des ersten Ope- Kurz zusammengefaßt ist bei der Erfindung die Fre-
rationsverstärkers (25) mit dem Ausgang des quenz des impulsförmigen Stellsignales stets höher als
Reglers (6) und der Vorwiderstand (29) des die maximale Betätigungsfrequenz (mechanische
DE2811345A 1978-03-16 1978-03-16 Druckregler für pneumatische Drücke, insbesondere in Fahrzeugen Expired DE2811345C2 (de)

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DE2811345A DE2811345C2 (de) 1978-03-16 1978-03-16 Druckregler für pneumatische Drücke, insbesondere in Fahrzeugen
FR7905865A FR2420158B1 (fr) 1978-03-16 1979-03-07 Regulateur de pression pour des pressions pneumatiques notamment pour des vehicules
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US06/020,654 US4253480A (en) 1978-03-16 1979-03-15 Pressure regulator for fluid pressures
CH246179A CH641905A5 (de) 1978-03-16 1979-03-15 Druckregeleinrichtung fuer pneumatische druecke, insbesondere in fahrzeugen.
CA000323583A CA1121028A (en) 1978-03-16 1979-03-16 Pressure regulator for fluid pressures

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