CN100513236C - 用于调节控制压力的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种控制压力调节方法，用于调节压力控制调节对象(1”)的控制压力，其中，通过控制单元(10)及阀装置(1’)调节控制压力(p)及因此的对象动作。所述方法具体包括下述步骤：利用压力传感器(4)测量当前控制压力(p)，即实际控制压力；控制单元(1)比较当前控制压力和与对象理想动作相对应的理想控制压力(p’)；在比较结果的基础上，利用至少一个开/关型增压阀(5)和至少一个开/关型减压阀(6)将实际控制压力朝向理想控制压力调节。本发明还涉及一种控制压力调节装置，用于调节压力控制对象的控制压力。

Description

用于调节控制压力的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种控制压力调节方法，用于调节压力控制调节对象的控制压力。
本发明还涉及一种控制压力调节装置，用于调节压力控制调节对象的控制压力。
背景技术
一种已知的与卡车等相关的实践是使用所谓液力型减速器和压缩型排气制动器形式的附加制动装置。在这两种情况下，可利用控制压力确定制动动作，因此，所述控制压力必须可被调节以控制制动动作。已知通过驾驶员使用操作杆、脚踏板或类似控制装置可导致比例阀动作，目的是调节所述控制压力。但这种阀较昂贵并且不总是足够精确，因而在所述的应用中难以达到理想地控制制动动作。
在卡车中还已知在半自动变速箱系统中的所谓自动离合器系统，其构成另一种类型的带有控制压力调节功能的压力控制对象。在速度和精度方面，这种控制压力的调节需要非常高的条件，而目前带有比例阀的调节系统难以满足这些条件。
本发明的目的是提供一种方法和装置，用于调节压力控制对象的控制压力，其可提供比现有技术水平更高的精度、更大的速度以及更低的成本。
发明内容
上述目的是通过下述方案实现的，即一种控制压力调节方法，用于调节压力控制调节对象的控制压力，所述被调节的对象包括液力减速器、气动型排气制动器或自动离合器，其中，通过控制单元和阀装置来调节控制压力及对象动作，所述控制压力调节方法包括下述步骤：
—利用压力传感器测量当前控制压力，即实际控制压力；
—利用控制单元比较当前控制压力和与对象理想动作相对应的理想控制压力；
—在比较结果的基础上，利用所述阀装置将实际控制压力朝向理想控制压力调节；
其中，所述调节是通过开/关型阀实现的，所述开/关型阀包括快速增压阀和/或慢速增压阀，以及快速减压阀和/或慢速减压阀。
优选地，利用开/关型快速排空阀实现控制压力的快速降低。
优选地，所述比较中计入了调节裕量。
优选地，在实际控制压力低于理想控制压力减去调节裕量的情况下，至少一个所述增压阀打开，由此升高调节点压力。
优选地，在实际控制压力高于理想控制压力加上调节裕量的情况下，至少一个所述减压阀被启动以致开始排压，由此降低调节点压力。
优选地，在实际控制压力位于调节裕量范围内的情况下，所使用的增压阀保持关闭，并且所使用的减压阀不启动，由此维持调节点压力。
优选地，压力传感器和控制单元设置在一检测回路中，其中，所述检测回路以特定频率检测调节点压力，以用于所述比较。
优选地，控制单元根据预定控制算法、基于先前检测的实际控制压力值来预测调节点压力趋势，以使所述调节适合于当前的调节模式。
优选地，通过所述快速增压阀和/或慢速增压阀实现升高实际控制压力。
优选地，通过所述快速减压阀和/或慢速减压阀实现降低实际控制压力。
优选地，所使用的快速变压阀设有助力膜片。
优选地，根据预定控制算法，以下述方式实现将实际控制压力向理想控制压力的快速调节：初始快速改变实际控制压力；然后通过单独启动的慢速变压阀而使实际控制压力慢速变化，从而在没有过度波动的情况下达到理想控制压力。
优选地，通过同时启动快速变压阀和慢速变压阀而初始快速改变实际控制压力。
上述目的还可以通过下述方案实现，即一种控制压力调节装置，用于调节压力控制调节对象的控制压力，所述被调节的对象包括液力减速器、气动排气制动器或自动离合器，其中，通过控制单元和阀装置来调节控制压力及对象动作，其中，压力传感器被构造成测量当前控制压力，即实际控制压力；控制单元被构造成比较实际控制压力和与对象的理想动作相对应的理想控制压力，其中，在比较结果的基础上，至少通过所述阀装置将实际控制压力朝向理想控制压力调节；其中，所述阀装置包括开/关型阀，所述开/关型阀包括快速增压阀和/或慢速增压阀，以及快速减压阀和/或慢速减压阀。
优选地，设有开/关型快速排空阀，用于快速降低控制压力。
优选地，所述控制单元被构造成在所述比较中计入适宜的调节裕量，其中，如果实际控制压力低于理想控制压力减去调节裕量，则控制单元启动升高控制压力；如果实际控制压力高于理想控制压力加上调节裕量，则启动降低控制压力。
优选地，至少一个所述增压阀适于在启动升高控制压力时打开，以实现升高调节点压力。
优选地，至少一个所述减压阀适于在启动降低控制压力时被启动，由此开始放泄压力，以实现降低调节点压力。
优选地，当实际控制压力位于相对于理想控制压力的调节裕量范围内时，所述增压阀保持关闭并且所述减压阀不启动，以实现维持调节点压力。
优选地，所述压力传感器和控制单元设置在一检测回路中，其中，所述检测回路以优选的特定频率连续检测在调节点的压力，以用于所述比较。
优选地，所述控制单元被构造成根据预定控制算法、基于先前检测的实际控制压力值来预测调节点压力趋势，以使所述调节适合于可用的调节模式。
优选地，通过所述快速增压阀和/或慢速增压阀实现升高实际控制压力。
优选地，通过所述快速减压阀和/或慢速减压阀实现降低实际控制压力。
优选地，所使用的快速变压阀设有助力膜片。
优选地，根据预定控制算法，以下述方式实现将实际控制压力向理想控制压力的快速调节：初始快速改变实际控制压力；然后通过单独启动的慢速变压阀而使实际控制压力慢速变化，从而在没有过度波动的情况下达到理想控制压力。
优选地，通过同时启动快速变压阀和慢速变压阀而初始快速改变实际控制压力。
优选地，所述装置是气动式的，其中，所述压力是空气压力，阀是气动阀。
附图说明
下面参照实施例和附图详细描述本发明。
图1示意性描述了根据本发明的开/关型调节系统的第一个实施例，例如用于液力减速器，以及顺序图举例。
图2示意性描述了根据本发明的开/关型调节系统的第二个实施例，例如用于气动排气制动器，以及顺序图举例。
图3示意性描述了根据本发明的开/关型调节系统的第三个实施例，例如用于所谓的自动离合器，以及顺序图举例。
图4是以根据图3的顺序图形式示意性描述了用于开/关型调节系统的预定控制算法，以及顺序图的细节。
具体实施方式
图1中描绘的装置用于调节车辆制动装置1”例如所谓减速器的控制压力，其包括控制单元1，经过该单元，控制装置2(如需要，可由驾驶员操作)适于利用阀装置1’调节制动装置的控制压力及因此而调节制动动作，即制动时间/制动效果。在特定的车速下，所述制动动作通常与被调节的控制压力基本成比例。
附图标记4表示压力传感器，其被设置成测量在制动装置和阀装置之间的控制压力线路4”上的调节点4’的当前被调节的控制压力，即实际控制压力，以及向控制单元发送与测量到的实际控制压力相对应的信号。
控制单元被设置成比较实际控制压力和理想控制压力值P’，所述理想控制压力值优选基于控制装置发出的信号通过控制单元而产生，所述信号对应于由驾驶员动作或等同动作所引起的控制装置的位置。由此，基于比较的结果，分别利用开/关型增压阀5和开/关型减压阀6将实际控制压力p朝向理想控制压力p’调节，其中，相应的阀5、6可因此呈现为打开或关闭状态。
所述两个阀被连接到控制压力线路4”上，由此，增压阀5在优选的特定压力下连接到压力介质源P上；其中，减压阀6连接到压力介质出口R2上。通过已知的用于在开和关状态之间转换的控制方法，例如电磁方法，调节阀的状态。开/关型快速排空阀7被设置在控制压力线路上，优选地设置在调节点与增压阀和减压阀之间，用于响应于从控制单元发出的信号而快速降低控制压力。
基于所述比较，通过控制单元启动压力升高和降低，由此，增压阀被构造成随着启动压力升高而被开启，以致从源P供应压力介质，由此升高调节点压力；减压阀被构造成随着启动控制压力降低而被关闭，由此放泄压力介质，即经过出口R2排出压力介质，因此降低调节点压力。
另外，根据优选实施例，如图1的顺序图中示意性指出的一样，控制单元被构造成在所述比较中计入适当的调节裕量(公差)8。由此，如果实际控制压力低于理想控制压力减去调节裕量，即区域1，则控制单元适于启动升高控制压力；如果实际控制压力高于理想控制压力加上调节裕量，即区域2，由此控制单元适于启动降低控制压力。当实际控制压力位于相对于理想控制压力的调节裕量范围内时，即区域3，增压阀适于保持关闭，减压阀打开，由此维持调节点的控制压力。
还优选将压力传感器和控制单元设置在检测回路(没有示出)中，其中，在优选的特定频率下连续检测调节点压力，以用于所述比较。这样，优选将控制单元设置成利用预定控制算法，如图3和4详细显示，基于先前检测到的因先前压力改变步骤而产生的实际控制压力值，来预测调节点压力的趋势。由此，所述调节适合于可用的调节模式，其中，诸如受压容积、从源P到调节模式的供给压力、每个压力调节阀5、6的流动横截面积等量值被计入。
图2中描述的带有开/关阀的调节系统适用于例如带有阻尼器的气动排气制动器。由此，调节系统具有根据图1的示意性结构，但其中在阻尼角形式的调节范围受到非常限制时，就没有快速排空阀7了。
图3中示出的调节系统同样带有开/关阀，其适用于例如所谓自动离合器，即在需要非常快和非常精确调节的情况下应用。这样，调节系统适合使用预定控制算法，如前所述，所述系统包括用于快速增压的快速增压阀5’；用于慢速增压的慢速增压阀5”；用于快速减压的快速减压阀6’；和用于慢速减压的慢速减压阀6”。
两个快速变压阀5’、6’以传统方式设有各自的助力膜片(booster membrane)9，如图3中所示。
利用控制单元的预定控制算法，可以通过控制压力快速和慢速改变步骤的结合，即每单位时间内大变化和小变化，来改变实际控制压力，由此，调节系统适合在特定频率如100Hz下检测回路上的实际控制压力值，以及在控制单元做出关于下一步的决定前计入每次压力改变步骤的结果。在这一点上，只要能够避免理想值分别加上或者减去当前调节裕量被传递到下一步骤，即不会引起过度波动，就希望以快速步骤进行压力改变。在已经充分使用快速改变的情况下，希望以慢速压力改变步骤进行向理想控制压力的微调，例如，如图3中的顺序图中所示。
图4中放大表示了相同的顺序图。
根据图3和4的调节系统被设置成，在快速增压期间，快速增压阀5’和慢速增压阀5”打开；在慢速增压期间，快速增压阀5’关闭，慢速增压阀5”打开。在快速减压期间，快速减压阀6’和慢速减压阀6”被关闭，即启动(线圈通电)；在慢速减压期间，快速减压阀被打开，即不启动(线圈断电)，慢速减压阀分别被关闭，即启动(线圈通电)。
图4中右侧示出的放大详细部分表示下一次快速压力改变步骤的情况，这里为快速减压，以虚线代表，其导致控制压力落到理想控制压力减去调节裕量之下。通过控制单元的预测来检测这种情况，由此，一旦从控制单元发出信号，则快速减压阀断电，并且只是通过慢速减压阀来实现连续减压。
所描述的装置优选是基于气动的，其中，压力是空气压力，阀是气动阀。但是所述装置可以是基于液动的，其中，压力可以是液压力，阀可以是液压阀。也可以设想使用气动和液动的结合。
还优选地是应用本发明的装置，即压力控制对象，包括作为附加的车辆制动装置的所谓液力减速器或者压缩型排气制动器，或者包括所谓的自动离合器，由此本发明在所有这些方面都是关于控制压力的调节。
根据本发明的方法及装置的功能大概基本上在上面已经指出。由此，在对象受控之前测量控制压力，通过比较控制单元以及用于升高、降低或者维持所调节的控制压力的开/关阀实现向控制单元由控制装置产生的理想控制压力的调节。控制装置不是必需被驾驶员启动。作为可设想的一种设置，其中，作为综合控制系统的一部分自动启动控制装置。还可设想这种设置，其中，作为综合控制系统的一部分，控制单元被自动并直接供应信号形式的理想值信息。
装置的性能精度取决于下面时间中的较长者：
—一方面，调节阀的打开和关闭时间；
—另一方面，电子控制单元作决定的时间，即所谓的采样频率，所述时间与驱动阀的供应压力及流动横截面积之间的组合决定了最小的调节压力升高或者降低可调值。在实践中，所述精度8大约是±0.5到大约1巴。
以示例方式提供的顺序图示出了下述过程中的阀动作：与连接对象以执行特定动作相对应的理想控制压力瞬间升高过程，与降低的特定对象动作相对应的理想控制压力瞬间降低过程，以及最终对象断开。所有这三种改变导致对被调节的实际控制压力的斜坡反应。
比较现有技术，本发明还提供了其它优点：
—简单且耐用的构造；
—高抗干扰性，高精度，以及在可行的应用中的高速度；
—方便诊断调节系统和相关对象的不正确行为；
—低元件成本。
本发明已经参照优选实施例在上面描述。在没有脱离本发明基本概念的情况下，还可自然地设想还有另外的实施例，如还可以进行较小的改变和增加。
因此本发明不被认为限定到上述的实施例中，在通过所附权利要求限定的范围内可以进行改变。

Claims (27)

1、一种控制压力调节方法，用于调节压力控制调节对象的控制压力，所述被调节的对象包括液力减速器、气动型排气制动器或自动离合器，其中，通过控制单元和阀装置来调节控制压力及对象动作，所述控制压力调节方法包括下述步骤：
—利用压力传感器(4)测量当前控制压力(p)，即实际控制压力；
—利用控制单元(1)比较当前控制压力和与对象理想动作相对应的理想控制压力(p’)；
—在比较结果的基础上，利用所述阀装置将实际控制压力朝向理想控制压力调节；
其特征在于，所述调节是通过开/关型阀实现的，所述开/关型阀包括快速增压阀(5’)和/或慢速增压阀(5”)，以及快速减压阀(6’)和/或慢速减压阀(6”)。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用开/关型快速排空阀(7)实现控制压力的快速降低。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述比较中计入了调节裕量(8)。
4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在实际控制压力低于理想控制压力减去调节裕量的情况下，至少一个所述增压阀打开，由此升高调节点压力。
5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在实际控制压力高于理想控制压力加上调节裕量的情况下，至少一个所述减压阀被启动以致开始排压，由此降低调节点压力。
6、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在实际控制压力位于调节裕量范围内的情况下，所使用的增压阀保持关闭，并且所使用的减压阀不启动，由此维持调节点压力。
7、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，压力传感器和控制单元设置在一检测回路中，其中，所述检测回路以特定频率检测调节点压力(p)，以用于所述比较。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，控制单元根据预定控制算法、基于先前检测的实际控制压力值来预测调节点压力趋势，以使所述调节适合于当前的调节模式。
9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过所述快速增压阀(5’)和/或慢速增压阀(5”)实现升高实际控制压力。
10、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过所述快速减压阀(6’)和/或慢速减压阀(6”)实现降低实际控制压力。
11、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所使用的快速变压阀(5’，6’)设有助力膜片(9)。
12、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据预定控制算法，以下述方式实现将实际控制压力向理想控制压力的快速调节：初始快速改变实际控制压力；然后通过单独启动的慢速变压阀而使实际控制压力慢速变化，从而在没有过度波动的情况下达到理想控制压力。
13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过同时启动快速变压阀和慢速变压阀而初始快速改变实际控制压力。
14、一种控制压力调节装置，用于调节压力控制调节对象的控制压力，所述被调节的对象(1)包括液力减速器、气动排气制动器或自动离合器，其中，通过控制单元和阀装置来调节控制压力及对象动作，其中，压力传感器(4)被构造成测量当前控制压力(p)，即实际控制压力；控制单元(1)被构造成比较实际控制压力和与对象的理想动作相对应的理想控制压力(p’)，其中，在比较结果的基础上，至少通过所述阀装置将实际控制压力朝向理想控制压力调节；其特征在于，所述阀装置包括开/关型阀，所述开/关型阀包括快速增压阀(5’)和/或慢速增压阀(5”)，以及快速减压阀(6’)和/或慢速减压阀(6”)
15、根据权利要求14所述的装置，其特征在于，设有开/关型快速排空阀(7)，用于快速降低控制压力。
16、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述控制单元被构造成在所述比较中计入适宜的调节裕量，其中，如果实际控制压力低于理想控制压力减去调节裕量，则控制单元(1)启动升高控制压力；如果实际控制压力高于理想控制压力加上调节裕量，则启动降低控制压力。
17、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，至少一个所述增压阀适于在启动升高控制压力时打开，以实现升高调节点压力。
18、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，至少一个所述减压阀适于在启动降低控制压力时被启动，由此开始放泄压力，以实现降低调节点压力。
19、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，当实际控制压力位于相对于理想控制压力的调节裕量范围内时，所述增压阀保持关闭并且所述减压阀不启动，以实现维持调节点压力。
20、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述压力传感器(4)和控制单元(1)设置在一检测回路中，其中，所述检测回路以优选的特定频率连续检测在调节点(4’)的压力，以用于所述比较。
21、根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述控制单元被构造成根据预定控制算法、基于先前检测的实际控制压力值来预测调节点压力趋势，以使所述调节适合于可用的调节模式。
22、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，通过所述快速增压阀(5’)和/或慢速增压阀(5”)实现升高实际控制压力。
23、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，通过所述快速减压阀(6’)和/或慢速减压阀(6”)实现降低实际控制压力。
24、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所使用的快速变压阀(5’，6”)设有助力膜片(9)。
25、根据权利要求21所述的装置，其特征在于，根据预定控制算法，以下述方式实现将实际控制压力向理想控制压力的快速调节：初始快速改变实际控制压力；然后通过单独启动的慢速变压阀而使实际控制压力慢速变化，从而在没有过度波动的情况下达到理想控制压力。
26、根据权利要求25所述的装置，其特征在于，通过同时启动快速变压阀和慢速变压阀而初始快速改变实际控制压力。
27、根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述装置是气动式的，其中，所述压力是空气压力，阀是气动阀。
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