DE3531864A1

DE3531864A1 - Steuereinrichtung fuer unterdruckgesteuerte stellvorrichtungen

Info

Publication number: DE3531864A1
Application number: DE19853531864
Authority: DE
Inventors: Tosikazu Tokaimura Ibaraki Ito
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1985-09-06
Publication date: 1986-03-13
Also published as: KR860002376A; DE3531864C2; JPH0450446B2; US4615357A; CA1255776A; JPS6165974A

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Steuereinrichtung für unterdruckgesteuerte Stellvorrichtungen

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Stellvorrichtungen, die mit Unterdruck oder Vakuum arbeiten und insbesondere in Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge verwendet werden.

Mit Steuervorrichtungen dieser Art werden elektromagnetische Ventile angesteuert, durch die der Unterdruck (das Vakuum) oder der Atmosphärendruck den Stellvorrichtungen unter Steuerung durch eine Steuerschaltung zugeführt wird. Als Druckschrift sei hierzu die US-PS 4,513,808 genannt.

Bei der bekannten Anordnung darf die Stromzufuhr zu den elektromagnetischen Ventilen, während die Stellvorrichtungen mit Atmosphärendruck oder mit Unterdruck angesteuert sind, nicht unterbrochen werden, so daß der hohe Stromverbrauch ein Nachteil der bekannten Anordnung ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Steuereinrichtung für unterdruckgesteuerte Stellvorrichtungen, die es erlaubt, die Stellvorrichtungen auch ohne elektrische Stromzufuhr in ihren jeweiligen Betriebszuständen zu halten.

Die Lösung umfaßt eine pneumatische Stellglied-Steuereinrichtung mit einer Druckquelle, die nach Bedarf Unterdruck (Vakuum) oder Atmosphärendruck bereitstellt, mit einer Entscheidungsschaltung, die das für die pneumatischen Stellvorrichtungen benötigte und von der Druckquelle gelieferte Druckmedium oder fluid steuert, und mit elektromagnetischen Ventilvorrichtungen, die die Stellvorrichtungen nur während der Zeitspanne mit dem Ausgangsanschluß der Druckquelle verbindet, während der der für die Stellvorrichtungen benötigte Fluiddruck an einem Ausgangsanschluß der Druckquelle verfügbar ist.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in einem

erheblich niedrigeren Stromverbrauch, der deshalb niedriger

ist, weil die elektromagnetischen Ventile nur bei Anwendung des hydrostatischen Druckes Strom ziehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, die mittels pneumatischer Stellvorrichtungen gesteuert wird und bei der die vorliegende Erfindung Anwendung findet,

Figuren 2 und 3 Beispiele für den mechanischen Aufbau von EIN/AUS-Ventilen, die Teil der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung sind,

Figur 4 ein Flußdiagramm eines Hauptsteuerprogramms für die Unterdrucksteuerung bei einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 5 ein Flußdiagramm einer Unterbrechungsroutine,

Figur 6 schematisch eine Rohrleitungsanordnung für die Fluiddruckumschaltung der Einrichtung,

Figur 7 einen Teilabbild eines Speichers, und

Figur 8 ein Flußdiagramm für eine Zeitgeber-Unterbrechungsroutine.

Zunächst sei die Erfindung in Bezug auf Figur 1 an einem Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem die Erfindung auf eine Steuereinrichtung für eine Klimaanalage eines Kraftfahrzeugs angewendet ist.

Ein Vakuumbehälter 1 ist mit einer Ansaugleitung einer Verbrennungsmaschine (nicht gezeigt) über ein Rückschlagventil 2 verbunden. An einem Ausgang des Vakuumbehälters 1 ist ein elektromagnetisches 3-Wege-Ventil (oder Magnetventil) 3 angeordnet, an dem durch entsprechende Steuerung wahlfrei entweder Unterdruck (Vakuum) aus dem Vakuumbehälter 1 oder Atmosphärendruck zur Verfügung steht. Diese Anordnung kann beispielsweise in der aus der JP-PS 3964/1982 bekannten Einrichtung eingesetzt werden. Der Unterdruck bzw. der Atmosphärendruck, der von dem Vakuumbehälter 1 über das elektromagnetische Ventil 3 abgegeben wird, ist einem hermetisch abgeschlossenen Ventilgehäuse 5 über eine Kanal- oder Rohrleitung 4 zugeführt.

Innerhalb des Ventilgehäuses 5 sind sieben elektromagnetische EIN/AUS-Ventile untergebracht. Grundsätzlich umfaßt jedes dieser Ventile ein Ventilelement 14, das mit der Federkraft einer Feder 13 beaufschlagt ist und so gewöhnlich einen ihm zugeordneten Auslaßnippel von Auslaßnippel 6 bis 12 verschließt, und eine Magnetschaltungsvorrichtung mit einer Magnetspule 15, die bei Erregung eine Kraftwirkung auf ein aus magnetischen Material bestehendes Ventilelementteil ausübt und das Ventilelement

14 unter Überwindung der Federkraft der Feder 13 durch die elektromagnetische Anziehung der Spule 15 wegzieht und so, wie im einzelnen noch erläutert werden wird, den zugehörigen Auslaßnippel öffnet.

Eine Außenluft/Umluftwechselklappe 20 ist von einer Stellvorrichtung 21 betätigt und kann in Stufen wahlweise in die Positionen a, b oder c umgestellt werden. Als Stellvorrichtung 21 ist beispielsweise die aus dem JP-Gebrauchsmuster 53841/1982 bekannte Vorrichtung geeignet. Die Stellvorrichtung 21 umfaßt zwei Membrankammern, die durch eine Membran getrennt sind, wobei eine Membrankammer mit einem Einlaßnippel 22 versehen ist, der mit dem Auslaßnippel 6 des Ventilgehäuses verbunden ist, so daß der Unterdruck (Vakuum) oder der Atmosphärendruck dieser ersten Membrankammer der Stellvorrichtung 21 zugeführt ist. Die andere, zweite Membrankammer der Stellvorrichtung 21 erhält den Unterdruck oder den Atmosphärendruck durch einen Einlaßnippel 23, der mit dem Auslaßnippel 7 des Ventilgehäuses 5 in Verbindung steht. Die Stellvorrichtung 21 umfaßt eine Stange 24, die von einer (nicht dargestellten) Feder ständig in die durch einen Pfeil P, gezeigte Richtung vorgespannt ist. Daher ist die Stange 24, wenn in den beiden Membrankammern der Stellvorrichtung 21 Atmosphärendruck herrscht, in Bezug auf Figur 1 nach rechts vorgespannt und damit die Klappe 20 in die Position a gedreht. In dieser Stellung wird die Außenluft von einem Gebläse 30 angesaugt und der Klimaanlage zugeführt. Wird dagegen in der ersten Membrankammer über den Einlaßanschluß 22 Unterdruck oder Vakuum erzeugt, dann wird die Stange 24, wie in Figur 1 gezeigt, unter der Einwirkung des Unterdrucks in der ersten Kammer gegen die Federkraft nach links gezogen und so die schwenkbar angeordnete Klappe 20 in die Position b gedreht. In dieser Stellung wird sowohl Umluft (d.h. Luft aus dem Fahrzeuginneren) , als auch Außenluft von dem Gebläse 30 im gleichen Verhältnis der Klimaanlage zugeführt. Wird sowohl in der ersten wie auch in der zweiten Membrankammer Unterdruck erzeugt, dann wird die Stange 24 noch weiter, wie in Figur 1 gezeigt, gegen

die Federkraft nach links gezogen und die Klappe 20 in die Position c gebracht. In dieser Stellung wird der Klimaanlage durch das Gebläse 30 Umluft zugeführt.

Die durch das Gebläse 30 angesaugte Luft wird auf ihrem Weg durch einen Vedampferkühler 32 - allerdings nur falls ein Kompressor 31 angetrieben ist - gekühlt und von der Luftfeuchtigkeit befreit. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet eine Spule einer elektromagnetischen Kupplung zwischen Kompressor und Motor, bei der das Ein- und Auskuppeln von Kompressor und Motor durch ein Ausgangssignal einer Steuerschaltung 100 gesteuert ist, das einem Anschluß S der elektromagnetischen Kupplung zugeführt ist.

Die Abluft des Verdampferkühlers 32 strömt entweder in einen Heizkörper 35 oder um diesen herum durch Umgehungsdurchlässe und 37.

In dem Durchlaß 36 ist eine Luftmischklappe 38 angeordnet, die dazu dient, das Verhältnis der Anteile der Luft einzustellen, die nach Durchströmen des Verdampferkühlers 32 in den Heizkörper 35 einströmt bzw. die direkt unter Umgehung des Heizkörpers 35 einer oben im Fahrzeuginnenraum angeordneten und sich in den Innenraum hinein öffnenden Auslaßöffnung oder -düse 40 zugeführt ist.

Ferner ist auch in dem Durchlaß 37 eine Luftmischklappe 39 angeordnet, die ähnlich dazu dient, das Verhältnis der Anteile der Luft einzustellen, die unter Umgehung des Heizkörpers 35 einer nahe des Bodens des Fahrzeuginnenraums angeordneten und sich in den Innenraum hinein öffnenden bodenseitigen Auslaßöffnung oder -düse 52 zugeführt ist bzw. die erst nach Durchströmen des Heizkörpers 35 der bodenseitigen Auslaßdüse 41 zugeführt ist.

Die Luftmischklappe 38 wird von einer Stellvorrichtung 42 um einen bestimmten Betrag geöffnet, und zwar in Reaktion auf ein Ausgangssignal, das von der Steuerschaltung in Abhängigkeit von dem Unterdruck oder dem Atmosphärendruck, der von dem Auslaßnippel 11 des Ventilgehäuses 5 zugeführt ist, erzeugt wird.

Ferner wird der Betrag, um den die Luftmischklappe 39 geöffnet ist, von einer Stellvorrichtung 43 in Reaktion auf ein Ausgangssignal eingestellt, das von der Steuerschaltung in Abhängigkeit von dem Unterdruck oder dem Atmosphärendruck, der von dem Auslaßnippel 8 des Ventilgehäuses 5 zugeführt ist, erzeugt wird.

In einer Heißwasserzuführleitung zu dem Heizkörper 35 ist vor dem Heizkörper 35 ein Heißwasserhahn 44 eingefügt, dessen Öffnung von einer Stellvorrichtung 45, wie sie beispielsweise aus der JP-PS 4532/1970 bekannt ist, gesteuert ist.

Das heißt, daß die Öffnungs- oder Durchlaßweite des Heißwasserhahnes 44 von der Stellvorrichtung 45 in Reaktion auf ein Ausgangssignal eingestellt wird, das von der Steuerschaltung 100 in Abhängigkeit von dem Unterdruck oder dem Atmosphärendruck, der von dem Ventilgehäuse 5 durch den Auslaßnippel 12 zugeführt ist, erzeugt ist.

Wenn die durch die geöffnete Luftmischklappe 38 in den Heizkörper 35 fließende Luftmenge eine vorgegebene Durchflußmenge erreicht, wird eine Klappe 46 geöffnet, wodurch ein Teil der durch den Heizkörper 35 geströmten Luft in die Auslaßdüse eingeführt wird.

Mit einer Klappe 47 kann zwischen den Auslaßdüsen umgeschaltet werden. So wird beispielsweise die Luft von der Auslaßdüse 40 in "das Fahrzeuginnere geblasen, wenn sich die Klappe in der mit einer durchgezogenen Linie gekennzeichneten Stellung befindet,

und von einer Entfrosterdüse 48 gegen eine Frontscheibe geblasen, wenn sich die Klappe in der mit einer gestrichelten Linie gekennzeichneten Stellung befindet.

Die wahlweise Positionierung der Klappe 47 in zwei Stellungen, wie sie oben beschrieben ist, wird von einer Stellvorrichtung 49 bewirkt, die von einem Ausgangssignal gesteuert ist, das von der Steuerschaltung 100 in Abhängigkeit von dem Unterdruck oder dem Atmosphärendruck, der von dem Auslaßnippel 10 zugeführt ist, erzeugt wird.

Schließlich kann auch mit einer Klappe 50 zwischen den Auslaßöffnungen umgeschaltet werden. Wenn sich die Klappe 50 in einer mit einer durchgezogenen Linie gekennzeichneten Stellung befindet, strömt die Luft durch die bodenseitige Auslaßdüse 52 aus. In der mit einer gestrichelten Linie gekennzeichneten Stellung wirkt die Klappe 50 mit der Klappe 47 so zusammen, daß der Luftstrom zu der Entfrosterdüse 48 geleitet wird.

In Verbindung mit der Klappe 50 ist eine Stellvorrichtung 51 vorgesehen, die die Klappe 50 wahlweise, wie oben beschrieben, unter der Steuerung durch die Steuerschaltung 100 in Abhängigkeit von dem Unterdruck oder dem Atmosphärendruck, der von dem Auslaßnippel 9 des Ventilgehäuses 5 zugeführt ist, in eine der beiden Positionen bringt.

Die Steuerschaltung 100 weist Signaleingänge auf, und zwar für Signale von Temperatursensoren 53 und 54, die am Dach bzw. am Boden des Fahrzeugs im Innenraum angeordnet sind, von einem Außentemperatursensor 55, von Temperatursensoren 56 und 57, die in der oberen bzw. der bodenseitigen Auslaßdüse angeordnet sind, von Potentiometern 58 und 59 zum Fühlen der Stellung der Luftmischklappe 38 bzw. 39, und von Temperatureinstellvorrichtungen 61 und 62, die auf einem Bedienungsfeld 60 angeordnet sind. Auf Grund dieser Eingangssignale erzeugt die Steuerschaltung 100 Steuersignale, die die Öffnungsweite der Luftmisch-

klappen 38 und 39, die Stellung der Außenluft/Umluftwechselklappe 20, das Ein- oder Ausschalten des Kompressors 31 und die Drehzahl des Gebläsemotors 30 bestimmen.

Das Bedienungsfeld 60 umfaßt ferner einen Betriebsartwähler mit der Beschriftung "AUTO", mit dem auf eine Sparbetriebsart, den sogenannten ECONOMY-Betrieb ECON, mit Klimatisierung bei ausgeschaltetem Kompressor 31 umgeschaltet werden kann, und einen Betriebsartwähler 64, mit dem zwischen einen Entnebelungsbetrieb DEMIST und einen Entfrosterbetrieb DEF umgeschaltet werden kann. Jeder der Betriebsartwähler ist als Druckknopfmechanismus ausgeführt, mit dem jedesmal, wenn der Druckknopf gedrückt wird, von der einen auf die andere der beiden oben erwähnten Betriebsarten umgeschaltet wird. Die aktuell eingestellten Betriebsarten werden von den Anzeigevorrichtungen 65, 66, 67 bzw. 68 angezeigt.

Die Klimaanlage wird mit einem Ausschalter 69 ausgeschaltet. Mit einem Betriebsartwähler 70 für den sogenannten LO-Betrieb wird die Drehzahl des Gebläses 30 auf einen festen, aber niedrigen Wert eingestellt, der vorgegeben und unabhängig von den anderen Betriebsarteinstellungen ist. Andererseits wird mit einem Betriebsartwähler 71 für den sogenannten HI-Betrieb die Drehzahl des Gebläses 30 auf einen festen, vorgegebenen Wert eingestellt, der unabhängig von den anderen Betriebsarteinstellungen ist und einem starken Luftstrom entspricht. Wenn mit einem Zeitgeberschalter 73 eine Umluft-Zeitgeber-Betriebsart REC gesetzt wird, dann wird die Außenluft/Umluftwechselklappe in die Stellung gebracht, bei der nur Umluft zirkuliert, und zwar unabhängig von den anderen Betriebsarteinstellungen. Die aktuellen Einstellungen der Betriebsartwähler 70 und 71 für die Gebläsedrehzahlen LO und HI und des Betriebsartwählers 72 für die Umluft-Zeitgeber-Betriebsart werden von den Anzeigevorrichtungen 73, 74 bzw. 75 angezeigt.

Die Temperatureinstellungen mittels Temperatureinstellvorrichtungen 61 und 62 werden durch eine Temperatureinstellwertänderungs-Anzeigevorrichtung 76 erleichtert, auf der entsprechend der Änderung des Einstellwerts eine beleuchtete Skala auf- oder abbewegt wird. Eine Temperatureinstellwert-Anzeigevorrichtung 77 zeigt digital den mittels der Vorrichtungen oder Schalter und 62 gesetzten Temperatureinstellwert an. Eine Außentemperatur-Anzeigevorrichtung 78 zeigt nach Verarbeitung durch die Steuerschaltung 100 die von dem Außentemperatursensor 55 gefühlte Temperatur an.

Schließlich zeigt eine Betriebsart-Anzeigevorrichtung 79 die aktuelle Betriebsart der Klimaanlage an.

Es ist wesentlich darauf hinzuweisen, daß das elektromagnetische Ventil 3 von der Steuerschaltung 100 synchron mit den sieben in dem Ventilgehäuse 5 untergebrachten EIN/AUS-Ventilen gesteuert ist.

Während des Betriebszustandes, in dem das elektromagnetische Ventil 3 elektrisch nicht unter Spannung steht, also von der Stromquelle getrennt ist, ist das Ventil 3 so mit der Federkraft beaufschlagt, daß Atmosphärendruck zugeführt ist. Entsprechend muß in dem Ventilgehäuse 5 zur gleichen Zeit Atmosphärendruck herrschen.

Auch stehen die sieben EIN/AUS-Ventile während des gewöhnlichen, stationären Betriebszustandes elektrisch nicht unter Spannung. Dementsprechend halten die jeweiligen Ventilelemente 14 unter der Wirkung der Federn 13 die Auslaßnippel 6 bis 12 geschlossen.

Im gewöhnlichen, stationären Betriebszustand befinden sich die Luftmischklappen 38 und 39 sowie die Klappen 20, 47 und 50 in

ihren jeweiligen durch eine durchgezogene Linie gekennzeichneten Stellungen.

Wenn der Enteisungsbetrieb DEF mittels des Betriebsartwählknopfes 64 ausgewählt wird, spricht die Steuerschaltung, ausgehend von dem oben erwähnten Betriebszustand, darauf an und stellt fest, daß den Stellvorrichtungen 49 und 51 Unterdruck oder Vakuum zugeführt werden muß. Zur gleichen Zeit sorgt die Steuerschaltung 100 dafür, daß dem elektromagnetischen Ventil 3 von der Stromquelle elektrischer Strom zugeführt wird, so daß in dem Ventilgehäuse 5 Unterdruck erzeugt wird.

Hierzu schließt das elektromagnetische Ventil 3 den Einlaß für den Atmosphärendruck und öffnet den Einlaß für den Unterdruck, so daß sich der Unterdruck über die Rohrleitung 4 auch in dem Ventilgehäuse 5 einstellt.

Nach Feststellung, daß das elektromagnetische Ventil 3 elektrisch unter Spannung steht, erzeugt die Steuerschaltung 100 Signale, um die Spulen 15 der EIN/AUS-Ventile, die zu den entsprechenden Nippeln 9 und 10 gehören, für eine bestimmte Zeit zu erregen. Hierdurch wird auf die Ventilelemente 14 dieser EIN/AUS-Ventile eine den Kraftwirkungen der Federn 13 entgegengesetzte Zugkraft ausgeübt, so daß sich der Unterdruck durch die Nippeln 9 bis 10 hindurch ausbreiten kann. Das hat wiederum zur Folge, daß die Stellvorrichtungen 49 und 51 entgegen den Kraftwirkungen der jeweiligen (nicht gezeigten) Federn zusammengezogen werden und sie hierdurch die Klappen 47 und 50 in die mit gestrichelten Linien gekennzeichnete Positionen bewegen. Damit ist dann die Enteisungsbetriebsart vollständig eingestellt.

Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die zum Umstellen der Klappen 47 und 50 in die oben erwähnten Positionen benötigt wird, wird die elektrische Stromzufuhr zu den EIN/AUS-Ventilen unterbrochen, um die Auslaßnippeln 9 und 10 zu blockieren.

Daraufhin wird auch die Stromzufuhr zu dem elektromagnetischen Ventil 3 unterbrochen und dadurch dessen Ventilelement in der Stellung gehalten, in der der Unterdruckdurchlaß geschlossen und der Atmosphärendruckdurchlaß geöffnet ist. Hierdurch wird das Ventilgehäuse über die Rohrleitung 4 unter Atmosphärendruck gesetzt.

Wenn einer bestimmten Stellvorrichtung Atmosphärendruck zugeführt werden soll, dann stellt die Steuerschaltung 100 zuerst fest, daß das elektromagnetische Ventil 3 elektrisch nicht unter Spannung steht, und läßt dann durch das dieser Stellvorrichtung zugeordnete EIN/AUS-Ventil elektrischen Strom fließen, um den entsprechenden Nippel zu öffnen und so in der betreffenden Stellvorrichtung Atmosphärendruck zu erzeugen.

Wenn in einer bestimmten Stellvorrichtung Atmosphärendruck in einem Betriebszustand erzeugt werden soll, bei dem in einer anderen der Stellvorrichtungen Unterdruck erzeugt werden soll, dann beendet die Steuerschaltung 100 zuerst die Erzeugung des Unterdrucks in der letzteren und wartet bis sich in dem Ventilgehäuse 5 Atmosphärendruck aufgebaut hat, um danach das EIN/AUS-Ventil, dessen zugehöriger Auslaßnippel zu der als erste genannten Stellvorrichtung führt, zu öffnen. Hierdurch wird in dieser ersten Stellvorrichtung Atmosphärendruck erzeugt.

Wenn sich die Luftmischklappen und die weiteren die Betriebsart bestimmenden Klappen in einem stationären Betriebszustand befinden, werden das elektromagnetische Ventil 3 und die EIN/AUS-Ventile in einen stromlosen Zustand gesetzt, d.h. ihre elektrische Verbindung zur Stromquelle wird solange unterbrochen, bis eine Änderung der Temperatur und/oder der Betriebsart erforderlich wird. Auf diese Weise wird der Leistungsverbrauch reduziert.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt der Wechsel zwischen Unterdruck und Atmosphärendruck, wie er jeweils von der Druckquelle bereitgestellt wird, in Reaktion auf Anforderungen der einzelnen Stellvorrichtungen. Es ist aber auch eine Anordnung mit Druckquelle möglich, bei der der Unterdruck und der Atmosphärendruck abwechselnd und periodisch mit einer bestimmten Zeitdauer erzeugt werden. In einer solchen Anordnung können die EIN/AUS-Ventile synchron mit der Änderung des Ausgangs der Druckquelle betätigt werden, so daß dabei in den entsprechenden Stellvorrichtungen entweder Unterdruck oder Atmosphärendruck erzeugt wird.

Daß heißt insbesondere, daß das elektromagnetische Ventil 3 mit einer vorgegebenen Periodendauer von beispielsweise 0,2 s ständig zwischen stromführenden und stromlosen Betriebszustand wechselt. Die Druckquelle mit dem elektromagnetischen Ventil erzeugt also in der Rohrleitung 4 abwechselnd Unterdruck und Atmosphärendruck.

Während einer Periode von 0,2 s, in der über die Rohrleitung 4 in dem Ventilgehäuse 5 Unterdruck erzeugt wird, schaltet die Steuerschaltung 100 die elektrische Stromzufuhr zu den EIN/AUS-Ventilen ein, die über ihre Auslaßnippel mit den Stellvorrichtungen verbunden sind, in denen Unterdruck erzeugt werden soll. Wenn während dieser einen Periode von 0,2 s kein ausreichender Unterdruck erzeugt werden konnte, dann werden in der nächsten Periode, in der die Druckquelle Unterdruck erzeugt, die entsprechenden EIN/AUS-Ventile erneut betätigt. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis keine weitere Anforderung für Unterdruck besteht. Umgekehrt setzt die Steuerschaltung während der 0,2-s-Periode, in der dem Ventilgehäuse 5 Atmosphärendruck zugeführt ist, diejenigen EIN/AUS-Ventile elektrisch unter Strom, die über ihre Auslaßnippel mit den Stellvorrichtungen verbunden sind, in denen Atmosphärendruck aufgebaut soll.

Bei dieser eben beschriebenen Ausführungsform kann jede Stellvorrichtung sehr schnell ohne wesentliche Wartezeit angesteuert werden, wobei in dem Beispiel 0,2 s die längste Wartezeit wäre. Damit weist diese Klimaanlage bezüglich der Betriebsart- und der Temperatursteuerung ein ausgezeichnetes Antwortverhalten auf.

Die Öffnungsweite der Luftmischklappe kann arithmetisch mittels eines Mikrocomputers berechnet werden, wie dies beispielsweise aus der US-PS 4,513,808 bekannt ist.

Im folgenden wird nun der von einem Mikrocomputer durchgeführte Steuerablauf in der oben beschriebenen Klimaanlage dargestellt.

Figur 4 zeigt in einem Programmanalaysediagramm (PAD) den Programmablauf mit einer Eingabe/Ausgabe (I/O)-Vorbereitungsroutine 101 und mit einer Speicher-Vorbereitungsroutine 102, die beide nur einmal unmittelbar nach Rücksetzen des Mikrocomputers ausgeführt werden, sowie mit einer nachfolgenden Steuerungsroutine, die wiederholt ausgeführt wird. Nach Einschalten der Stromquelle, beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug durch Betätigen des Zündschlüssels, wird der Mikrocomputer zuerst rückgesetzt, worauf zwangsweise die Vorbereitungsroutinen gestartet werden. Durch die i/O-Vorbereitungsroutine 101 werden die internen Schaltzustände des Mikrocomputers voreingestellt und die Signale an den Ein- und Ausgängen in vorgegebene Signalzustände gesetzt. Ferner werden durch die Speicher-Vorbereitungsroutine entsprechend der Erfordernisse Daten im Speicher abgespeichert oder gelöscht. Erst dann ist der Mikrocomputer bereit, die Steuerroutine auszuführen, in der, wie im folgenden näher erläutert wird, eine Reihe von Steuer- und Betriebsschritten wiederholt ausgeführt werden, bis die Stromversorgung unterbrochen wird.

In einem Signaleingabe-Schritt 103 werden verschiedene Eingangssignale, wie Bedienungssignale, die von der Bedienungsperson stammen, Temperatursignale von den verschiedenen Sensoren und andere Signale, in den Mikrocomputer eingegeben. Die Bedienungssignale umfassen ein EIN/AUS-Signal, mit dem die Klimaanlage ein- und ausgeschaltet wird, ein Auswahlsignal, mit dem die einzustellende Temperatur ausgewählt wird, ein Betriebsartsignal, mit dem das Ansaugen und Einblasen der Luft eingestellt wird, und ein Signal zur Einstellung der Luftstromstärke. Die Temperatursignale umfassen die Signale, die die Außentemperatur, die Innenraumtemperatur, die Lufttemperatur an den Auslaßdüsen, die Kühlwassertemperatur des Motors, und die Lufttemperaturen an dem Eingang und an dem Ausgang des Verdampferkühlers anzeigt. Weitere Signale zeigen die Sonneneinstrahlung an, die Fahrzeuggeschwindigkeit und so weiter. All diese Signale werden vor der Eingabe in den Mikrocomputer durch eine A/D-Wandlung in eine digitale Signalform umgesetzt.

In einem nächsten Routineschritt 104 zur Korrektur der Eingabedaten und zur Verarbeitung zu Daten, die mit dem Mikrocomputer kompatibel sind, werden die Ausgangssignale der A/D-Wandlung auf Linearitätsabweichungen hin korrigiert und zu Einheitssignalen reduziert, die für die Verarbeitung durch den Mikrocomputer geeignet sind.

In einem folgenden Routineschritt 105 wird die gewünschte Innenraumtempratur T auf Grund der von der Bedienungsperson

S O

eingestellten Werte, der Außentemperatur, der Sonneneinstrahlung und der bestimmten ausgewählten Betriebsart arithmetisch bestimmt, so daß sich automatisch eine angenehme Innenraumtemperatur einstellt und gegebenfalls durch Veränderung des durch die Bedienungsperson vorgegebenen Temperaturwertes auch aufrechterhalten wird.

In einem weiteren Routineschritt 106 werden die für die Einstellung einer angenehmen Innenraumtemperatur erforderlichen

Temperaturwerte Td und Td für die durch die oberen und unteren Auslaßdüsen strömende Luft durch ein Proportional-Integral-Verfahren auf Grund der gefühlten Innenraumtemperatur und des in dem vorhergehenden Schritt 104 bestimmten Temperatursollwertes für den Innenraum bestimmt.

In einem folgenden Schritt 107 wird eine Über- oder Untersteuerung der Öffnungsweite der ersten und zweiten Luftmischklappen mittels eines Vergleichsverfahrens festgestellt und falls erforderlich mit Hilfe von Signaldaten N_w und Ny korrigiert, die in dem Vergleichsverfahren auf der Grundlage der gefühlten Temperaturen T und T der durch die oberen bzw. unteren Auslaßdüsen strömenden Luft und der Sollwerte Td und Td

UO J-iü

für diese Lufttemperaturen gebildet sind. Durch die so weit beschriebenen Routineschritte 103 und 107 wird die Temperatursteuerung vorbereitet. Hier soll noch angemerkt werden, daß die Steuerung der Luftmischklappen usw. für die Temperatursteuerung nicht unmittelbar diesen Routineschritten nachfolgen kann, da die Steuerung auf der Zeitbasis erfolgen muß. Dementsprechend müssen nach den oben dargestellten arithmetischen Routinen anschließende Hauptprogrammschritte und durch eine im folgenden näher erläuterte Zeitgeber-Unterbrechungsroutine die Steuerung der der Öffnungsweite der Luftmischklappen ausgeführt werden.

Als nächstes wird in einem Schritt 108 des Hauptprogramms die an dem Gebläsemotor anliegende Spannung zur Bestimmung der geförderten Luftmenge gemessen. Wenn der gesetzte Temperatursollwert T ungefähr gleich der Innenraumtemperatur T_R ist, dann wird die eingeblasene Luftstrommenge auf einen relativ niedrigen Wert begrenzt. Der Luftstrom wird entsprechend verstärkt, wenn sich der Unterschied zwischen T^q und T_R vergrößert. In der folgenden Tabelle 1 sind die Steuerzustände der Klimaanlage und die gegebenen Bedingungen einschließlich der Temperaturfaktoren T₃₀, T_R und T_s und des Betriebszustandes des Gebläses angegeben.

Tabelle 1

Bedingungen

(1) (T - T) > 15 ⁰C und

(T_s - t_r) > ο

(2) Tr < 5 ⁰C

(3) Anhalten des Gebläsemotors

(4) Innerhalb 20 Sekunden

nach Anhalten des Gebläses

Steuerzustände

Anhalten der Klimaanlage

Sperren des Wiederanlaufens

In einem nächsten Schritt 109 wird die Lufteinlaß- oder die Luftauslaßdüse bestimmt, danach werden in einem Schritt 110 Feststellungen bezüglich der Steuerung der Außenluft/Umluftwechselklappen und des Ein- oder AusSchaltens des Kompressors auf Grund des von der Bedienungsperson eingegebenen Befehlswertes und der Temperaturbedingungen getroffen. Gleichzeitig werden in dem Schritt 110 die wichtigen Betriebszustände für die Bedienungsperson sichtbar auf einem Anzeigefeld angezeigt. In der folgenden Tabelle 2 sind die Steuerbedingungen für die Außenluft/Umluftwechselklappe und in der anschließenden Tabelle 3 die Bedingungen für die Steuerung des Kompressors angegeben.

Bedingungen

Tabelle

Einlaßluft (Klappenstellung)

(D	-5	- T ^ < - "5	Bedingungen	C	C	Außenluft	Ca).	(a)
(2)	5 °	°^C S (Tr - T₃₀	- T₃₀) S -5 °	) i 5 °C	) i -2°C	Mischung und Umluf	von Au t	Spann
(3)	^ ^ ^ ¹R ¹SO'	°C < (T - T = ^R SO		Umluft (c	)
(4)	Enteisungsbetrieb		Außenluft	χ 2 V
		Tabelle 3	Angelegte
(D	<^TR	10 V
(2)	-5	(Tso -Tr>

(3) -2 °C i (T_R - T₃₀) S 5/3 °C 4 V

(4) 5/3 ⁰C S (T_R - T₃₀) i 5 ⁰C (T_R - T₃₀) χ 12/5 V

(5) 5 ⁰C S (T_R - T₃₀)

(6) Innerhalb 10 2 Sekunden seit Betriebsbeginn

(7) Kühlwassertemperatur > 35 ⁰C und T_R < T₃₀

(8) Enteisungsbetrieb

12 V

Ansteigend von 4 V bis 12 V

Anhalten

12 V

(9) 5 Minuten oder später nach Betriebsbeginn

Verringerung von 12 V auf 8 V

Schließlich erzeugt der Mikrocomputer in einem Signalausgabeschritt 111 Ausgangssignale, die das Ergebnis der oben beschriebenen Routineschritte darstellen, außer den Signalen für die Betriebsabläufe, die als eine Funktion der Zeit ausgeführt werden müssen, wobei die entsprechenden Vorrichtungen betätigt werden. Tatsächlich wird die Steuerroutine sehr schnell ausgeführt, so daß die Temperatursteuerung fast unmittelbar in Reaktion auf die von der Bedienungsperson eingegebenen Befehle und auf Änderungen der Temperaturen bei den verschiedenen Teilen erfolgt.

Figur 5 zeigt ein Flußdiagramm der oben erwähnten Zeitgeber-Unterbrechungsroutine. Abhängig von der hardwaremäßigen Ausführung des Mikrocomputers, wird eine Ausführung der Zeitgeber-Unterbrechungsroutine periodisch in vorgegebenen Zeitabständen durch Unterbrechung der Hauptroutine erzwungen. Daher können Verarbeitungsvorgänge, die nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit stattfinden sollen, sowie Verarbeitungsvorgänge, die auf der Zeitbasis durchzuführen sind, unter Verwendung dieser Zeitgeber-Unterbrechungsroutine ausgeführt werden.

Entsprechend Figur 5 wird die Zeit in einem Zeitgeber-Zähler-Schritt 112 gemessen. Das Zeitintervall, in dem die Zeitgeber-Unterbrechungsroutine abläuft, ist gewöhnlich von der Größe einiger Millisekunden. Um daher längere Zeitspannen bereitzustellen, wie sie beispielsweise für einen Betriebsvorgang, der nur einmal in der Minute abläuft oder der nach 10 Minuten gestoppt werden soll, erforderlich sind, wird der Zeitgeberzähler jedesmal, wenn die Unterbrechungsroutine aktiviert wird, um einen Zählschritt erhöht, um so eine Zeitbezugsgröße zu schaffen, die für verschiedene zeitbezogene Steuervorgänge nützlich ist.

Als nächstes werden in einem Luftventil-Ein/Aus-Steuerschritt 113 die in der Hauptprogrammausführung erzeugten Ausgangssignale für die zeitbezogenen Steuerungen wie beispielsweise für

die Steuerung der Luftmischklappen verarbeitet. Insbesondere werden in zeitlicher Folge die Ausgangssignale zur Steuerung der Luftmischklappen auf Grund der die Unter- oder Übersteuerung der Öffnungsweiten betreffenden Daten als Funktion der abgelaufenen von dem Zeitgeberzähler gemessenen Zeit geändert. Da dieser Schritt einen besonderen Bezug zu einer Time-Sharingoder Quasi-Simultan-Steuerung aufweist, soll dieser Schritt anhand von Figur 6 näher erläutert werden.

Schließlich wird in einer Rücksprungroutine 114 der Betriebszustand vor der Ausführung der Unterbrechungsroutine wieder aufgenommen, so daß das Hauptprogramm ausgeführt werden kann.

Nachfolgend wird der programmmäßige Ablauf der Quasi-Simultan-Steuerung anhand des Ausführungsbeispiels beschrieben.

Wie die Figuren 1 und 6 zeigen ist ein erster Anschluß des elektromagnetischen 3-Wege-Ventils 3 mit der Unterdruckquelle, ein zweiter Anschluß mit der Außenluft und ein dritter Anschluß über entsprechende 2-Wege-Ventile mit den einzelnen Stellvorrichtungen verbunden. Die Quasi-Simultan-Steuerung erfolgt so, daß der Unterdruck in den einzelnen Stellvorrichtungen durch geeignete zeitabhängige Steuerung der Luftventile, d.h. des 3-Wege-Ventils und der 2-Wege-Ventile, erzeugt wird. Die praktische Durchführung der Quasi-Simultanen-Zeitsteuerung erfordert eine vorhergehende Bestimmung folgender Punkte:

(1) Bestimmung der für die einzelnen Stellvorrichtungen erforderlichen Betriebsvorgänge (d.h. Anhalten, Verbindung mit der Außenluft und Erzeugung des Unterdrucks).

(2) Zuweisung von Prioritäten zu den für die Stellvorrichtungen erforderlichen Betriebsvorgängen auf der Grundlage der oben erwähnten Bestimmung, um die EIN/AUS-Steuerung auf einer sequentiellen Zeitfolgebasis auszuführen.

Da der erste Punkt (1) keinen Zeitbezug aufweist, können die erforderlichen Operationen während des Ablaufs des Hauptprogramms wiederholt bestimmt werden. Andererseits ist bezüglich des oben genannten Punktes (2) eine Zeitverwaltung auf der Zeitfolgebasis in Abhängigkeit von den verschiedenen Steuergrößen erforderlich. Deshalb muß die schon in Bezug auf Figur beschriebene Zeitgeber-Unterbrechungsroutine zur Hilfe genommen werden. Hierfür muß eine Vorrichtung zur Übermittlung der Ergebnisse der arithmetischen Hauptprogrammschritte an die Zeitgeber-Unterbrechungsroutine vorgesehen sein. Diese Vorrichtung kann durch Ausnutzung von Kennzeichen- oder Merkerbereichen (sogenannte Flags) eines Mikrocomputerspeichers erhalten werden .

Beispielsweise sei mit Bezug auf Figur 6 angenommen, daß sieben Stellvorrichtungen, die mit Act I, Act 2,..., Act 7 bezeichnet sind, gesteuert werden sollen, so daß sieben 2-Wege-Ventile (EIN/AUS) A/Vl, A/V2, ... , A/V3 für die sieben Stellvorrichtungen und ein 3-Wege-Ventil, dessen einer Anschluß mit der Unterdruckquelle verbunden ist, erforderlich sind. Dementsprechend sind, wie in Figur 7 gezeigt, acht Merkerbereiche MO, Ml, ferner angenommen, daß jeder Merker 8 Bit breit ist und Werte in dem Bereich von -129 bis +128 einschließlich 0 annehmen kann. Bezüglich ihrer Funktion sind der Merker MO dem mit der Unterdruckquelle verbundenen 3-Wege-Ventil und die Merker Ml, M2,..., M7 den 2-Wege-VentilenA/Vl, A/V2,..., A/V7 zugeordnet. Wenn der Wert des Merkers MO positiv oder null ist, bedeutet dies, daß das 3-Wege-Ventil zur Außenluft (Atmosphäre) hin geöffnet ist. Ist dagegen sein Wert negativ, dann ist das 3-Wege-Ventil in den Zustand gesetzt, in dem der Unterdruck weitergeleitet wird. Die Werte dieses Merkers werden im Ablauf der Zeitgeber-Unterbrechungsroutine bestimmt und/oder überschrieben. Andererseits bedeutet der Wert 0 für einen der Merker Ml bis M7, daß die entsprechende Stellvorrichtung angehalten werden soll. Der entsprechende positive Merkerwert bedeutet, daß die Stellvorrichtung zur Außenluft hin geöffnet

werden soll. Der negative Merkerwert besagt, daß in der Stellvorrichtung Unterdruck erzeugt werden soll, wobei die absolute Größe des Merkerwertes die Größe oder den Umfang der auszuführenden Steuerung angibt. Beispielsweise habe der Merker Ml den Wert "+20". Das bedeutet, daß die entsprechende Stellvorrichtung Act 1 für eine dem absoluten Wert "20" entsprechende Zeitdauer gegenüber der Außenluft geöffnet sein soll. Der Wert "-15" des Merkers M5 zeigt an, daß die entsprechende Stellvorrichtung Act 5 für eine dem absoluten Wert "15" entsprechende Zeitdauer mit der Unterdruckquelle gekoppelt sein soll. Die Werte und Inhalte der Merker werden im Ablauf des Hauptprogramms bestimmt und in entsprechenden Merkerbereichen des Speichers festgehalten. Im Ablauf der Zeitgeber-Unterbrechungsroutine werden die einzelnen Ventile und folglich die Stellvorrichtungen entsprechend dieser Merkerwerte gespeichert.

Als Ausführungsbeispiel für die Steuerung der einzelnen Stellvorrichtungen in Abhägigkeit von den entsprechenden Merkerwerten wird im folgenden eine prioritätsorientierte Zeitfolgesteuerung der EIN-Zeit der den einzelnen Stellvorrichtungen zugeordneten 2-Wege-Ventile im Zusammenhang mit der Zeitgeber-Unterbrechungsroutine beschrieben.

Figur 8 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung der erwähnten prioritätsorientierten Zeitfolgesteuerung. Diese Steuerungsroutine wird in Wirklichkeit in dem in Figur 5 gezeigten Luftventil-EIN/AUS-Steuerschritt der Zeitgeber-Unterbrechungsroutine ausgeführt. Die in Figur 8 dargestellte Routine wird periodisch bei einem vorgegebenen Zeitintervall von z.B. 10 ms ausgeführt. In einem ersten Schritt 81 werden die Merker Ml bis M7 geprüft. Wenn ein Merkerwert "0" ist, wird das entsprechende 2-Wege-Ventil abgeschaltet und dadurch die entsprechende Stellvorrichtung angehalten. Im Verlauf der weiteren Prüfung der Merker Ml bis M7 wird in einem Schritt 82 das Vorzeichen des Merkers Mx (x=l bis 7) geprüft, der als erster einen Wert ungleich null aufweist. Wenn das Vorzeichen negativ (-) ist, verzweigt die

Routine zu Unterroutine, durch die in der entsprechenden Stellvorrichtung Act χ Unterdruck erzeugt wird. Das heißt, daß alle 2-Wege-Ventile, die zur Außenluft hin geöffnet sind (also bei denen die entsprechenden Merker einen positiven Wert aufweisen), abgeschaltet werden (Schritt 84) und danach das 3-Wege-Ventil auf die Unterdruckquelle umgeschaltet wird (Schritt 85). Daraufhin wird das 2-Wege-Ventil A/Vx betätigt, das dem erwähnten und geprüften Merker Mx entspricht (Schritt 83). Durch diese Abfolge von Schritten wird über das 3-Wege-Ventil und das 2-Wege-Ventil A/Vx in der Stellvorrichtung Act x Unterdruck erzeugt, um den erforderlichen Einstellvorgang zu beginnen. In einem Schritt 86 wird der Inhalt des Merkers Mx gleichzeitig um +1 (d.h. nach Null hin) erhöht, um dadurch die Zeitdauer, während der Unterdruck zugeführt wird, zu steuern.

Nach 10 ms wird die Zeitgeber-Unterbrechungsroutine erneut aktiviert und, wenn der Wert des Merkers Mx ungleich null ist, dieselben schon beschriebenen Arbeitsschritte ausgeführt. Dieser Vorgang wird mit einem Zeitintervall von 10 ms solange wiederholt, bis der Inhalt des Merkers Mx null wird. Auf diese Weise wird in der Stellvorrichtung Act χ ein Unterdruck über eine Zeitdauer erzeugt, die gleich dem Produkt aus 10 ms mit dem absoluten Wert des Merkers Mx ist.

Anschließend werden die die Zeit messenden Zeitgeber Tl bis T7 hochgezählt (d.h. die Zeitdaten werden schrittweise erhöht), um so in einem Schritt 87 die nach der Signalverarbeitung ablaufende Zeit zu messen.

Erreicht der Inhalt des Merkers Mx den Wert Null, dann wird der Inhalt des Merkers M(x+1) in der folgenden Zeitgeber-Unterbrechungsroutine geprüft. Wenn der Merker M(x+l) einen positiven Wert enthält, verzweigt die Routine zu einer Unterroutine 101, um die entspechende Stellvorrichtung Act(x+1) zur Außenluft hin öffnen zu lassen. Die einzelnen Schritte 89 bis 92 dieser Unterroutine entsprechen genau den vorhin erwähnten Schritten

84, 85, 83 und 86, während denen in der dem Merker mit negativen Wert entsprechenden Stellvorrichtung Unterdruck erzeugt wird. Daher sei soweit auf die diesbezüglichen Erläuterungen verwiesen.

Die oben beschriebenen Verarbeitungsschritte werden für die Merker Ml bis M7 der Reihe nach ausgeführt. Das heißt, solange das dem Merker Ml entsprechende 2-Wege-Ventil A/Vl nicht betätigt ist, kann auch das 2-Wege-Ventil A/V2 und damit die entsprechende Stellvorrichtung Act 2 nicht angesteuert werden. Demzufolge ist dem Verarbeitungsschritt im Zusammenhang mit dem Merker Ml die höchste Priorität zugeordnet, die dann für die folgenden Merker M2 bis M7 fortschreitend erniedrigt wird.

Bei der Ausführung der Verarbeitungsschritte in der Reihenfolge Ml bis M7 bleiben die anderen 2-Wege-Ventile solange unbetätigt, bis der Verarbeitungsschritt für das Ventil mit der gegenüber den anderen Ventilen höheren Priorität beendet ist. Die längstmögliche Zeit, in der jedes der 2-Wege-Ventile und die Stellvorrichtungen ununterbrochen angesteuert werden können (das ist also die dem gesetzten Merkerwert entsprechende Zeit), ist auf eine Zeitdauer, die kleiner als ein vorgegebener Wert ist, begrenzt. In jedem Falls bleiben das jeweilige 2-Wege-Ventil und die entsprechende Stellvorrichtung solange eingeschaltet, bis der Merkerwert Null wird.

Im folgenden wird der Aufbau der EIN/AUS-Ventile, die in dem Ventilgehäuse 5 untergebracht sind, unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 näher beschrieben.

Das Ventilgehäuse 5 umfaßt ein kastenähnliches oben offenes Gehäuseteil 5a und einen Gehäusedeckel 5b, die die offene Seite des Gehäuseteils 5a hermetisch verschließt. An dem Gehäusedeckel ist der Einlaßnippel 5c, der dazu dient, von den jeweiligen Druckquellen dem Ventilgehäuse Atmosphären- oder Unterdruck zuzuführen, integral ausgeformt. Ferner sind an dem Ge-

häusedeckel 5b die Auslaßnippel 6 bis 12 , über die in den entsprechenden Stellvorrichtungen Unter- oder Attnosphärendruck erzeugt wird (die Auslaßnippel 11 und 12 sind in den beiden Figuren weggelassen), integral und mit Abstand von dem Einlaßnippel 5c ausgeformt.

In dem Ventilgehäuse 5a sind Ventilanordnungen untergebracht, die von entsprechenden Elektromagneten betätigt werden.

Insbesondere umfaßt jede Ventilanordnung eine ringförmige Spule 200, die einen auf einen ringförmigen Spulenkörper 201 aufgewickelten Leiter 202 enthält. Ein zylindrisches inneres Joch

203 aus magnetischem Material ist fest in ein Loch des ringförmigen Spulenkörpers 201 eingesetzt. Ein im Querschnitt L-förmiges äußeres Joch ist an dem äußeren Umfang des Spulenkörpers 200 angeordnet und bildet so zusammen mit dem inneren Joch 203 einen magnetischen Kreis. Ein bewegliches Teil 205 ist auf dem äußeren Joch mittels einer Blattfeder 206 befestigt und vervolständigt den magnetischen Kreis zusammen mit dem äußeren und dem inneren Joch 203 bzw. 204. Die Blattfeder 206 ist in ihrem Querschnitt L-förmig ausgebildet und umfaßt ein Endteil, das an einer Seitenfläche des äußeren Jochteils 204 befestigt ist, sowie einen oberen Armteil 206a, auf dem das bewegliche Teil 205 befestigt ist. Das bewegliche Teil 205 ist mit seinem einen Ende schwenkbar auf dem oberen Ende des äußeren Jochteils

204 befestigt und erstreckt sich mit dem anderen Ende bis über die obere End- oder Seitenfläche des inneren Jochs. Die Blattfeder 206 übt eine Federkraft auf das beweglichen Teil 205 so aus, daß das andere Ende des beweglichen Teils 205 unter der Federwirkung von der oberen Endfläche des inneren Jochteils weggedrückt und federnd über dem Kontaktteil zwischen der Blattfeder 206 und dem äußeren Joch 204 gehalten ist. Ein Ventilelement 207 aus Gummi ist auf dem freien Ende der Blattfeder 206 befestigt und wird von der Blattfeder 206 so angedrückt, daß es den Durchlaß des Auslaßnippels (z.B. des Nippels 6) abdichtet.

Auf die Erregung der Spule 202 durch einen über Drahtleitungen 208 und 209 zugeführten Strom bildet sich über das innere Joch 203, das äußere Joch 204 und das bewegliche Teil 205 ein magnetischer Kreis, durch den die Blattfeder 206 unter der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem freien Ende des beweglichen Teils 205 und der oberen Endfläche des inneren Jochs 203 gegen die obere Endfläche des inneren Jochs 203 unter Überwindung der Federkraft der Blattfeder 206 gedrückt wird. Gleichzeitig wird das Ventilelement 207 von dem Durchlaß des Nippels abgehoben, so daß das unter Druck stehende Fluid aus dem Ventilgehäuse 5 durch den Auslaßnippel strömen kann.

Die beschriebene Ventilanordnung hat den Vorteil, daß die EIN/AUS-Ventile zur Steuerung der Luftzufuhr zu den einzelnen Stellvorrichtungen an einer einzigen Stelle zusammengebaut und installiert werden können, was die Verdrahtung sehr vereinfacht. Ferner ist für die Zuführung des hydrostatischen Druckes zu dem Ventilgehäuse eine einzige Rohrleitung 4 ausreichend und macht getrennte Fluidversorgungsleitungen für die einzelnen EIN/AUS-Ventile überflüssig, was wiederum den Rohrleitungsaufwand erheblich vereinfacht.

Dadurch, daß in einer Anordnung wie der vorliegenden, bei der Unterdruck oder Normaldruck wahlweise von einer Druckquelle bereitgestellt wird und zwischen der Druckquelle und den Stellvorrichtungen Ventilvorrichtungen angeordnet sind, die Fluidzufuhrleitung zwischen diesen nur geöffnet wird, wenn der für eine Stellvorrichtung erforderliche Druck mit dem Druck des von der Druckquelle gelieferten Fluids übereinstimmt, wird der elektrische Energieverbrauch zum Antrieb der Fluidsteuerventile erheblich verringert.

Claims

Patentanwälte BEETZ & PARTNER Steinsdorfstr, 10.8000 München 22&xeins ' ' 81-37.995P 6. Sept. 1985 Steuereinrichtung für unterdruckgesteuerte Stellvorrichtungen Ansprüche

1. Steuereinrichtung zur Steuerung der Zuführung von Unterdruck und Atmosphärendruck an Stellvorrichtungen (21, 42, 43, 45, 51, Act), die durch Unterdruck betrieben werden und die wiederum ihnen zugeordnete und zu steuernde Vorrichtungen (20, 38, 39, 44, 48, 50) steuern, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Druckquelle (1, 2, 3) wahlweise und abwechselnd Unterdruck und Atmosphärendruck erzeugt,

eine Entscheidungsvorrichtung (100) bestimmt, ob Unterdruck oder Atmosphärendruck den Stellvorrichtungen zugeführt werden soll, und

eine Steuervorrichtung (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15; 3) in Reaktion auf ein Ausgangssignal der Entscheidungsvorrichtung (100) die Stellvorrichtung, der Unterdruck zugeführt werden * soll, während der Zeit, in der die Druckquelle Unterdruck

81-B49-O2

erzeugt, mit der Druckquelle verbindet und die Stellvorrichtung, der Atmosphärendruck zugeführt werden soll, während der Zeit, in der die Druckquelle Atmosphärendruck erzeugt, mit der Druckquelle verbindet.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle einen Unterdruckbehälter (l), einen mit dem Unterdruckbehälter verbundenen Unterdruck-Einlaßanschluß, einen zur Atmosphäre geöffneten Atmosphärendruck-Einlaßanschluß, einen Druckmittelfluid-Auslaßanschluß (4) und eine elektromagnetische Wechselventilvorrichtung (3) umfaßt, um abwechselnd den Unterdruck-Einlaßanschluß und den Atmosphärendruck-Einlaßanschluß mit dem Druckmittelfluid-Auslaßanschluß (4) periodisch mit einem vorgegebenen Zeitintervall zu verbinden.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung elektromagnetische EIN/AUS-Ventile (203) zum wahlweisen Freigeben oder Versperren der Fluiddurchlasse zwischen der Druckquelle und der jeweiligen Stellvorrichtung und eine Synchronisationsvorrichtung (100) umfaßt, die dazu dient, in Reaktion auf das Ausgangssignal der Entscheidung sschaltung die Steuerung der elektromagnetischen EIN/AUS-Ventile mit dem Wechsel in dem Ausgangsdruck der Druckquelle zu synchronisieren.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle einen Unterdruckbehälter, einen mit dem Unterdruckbehälter verbundenen Unterdruck-Einlaßanschluß, einen zur Atmosphäre hin geöffneten Atmos^phärendruck-Einlaßanschluß, einen Druckmittelfluid-Ausgangsanschluß und eine elektromagnetische Wechselventilvorrichtung umfaßt, die dazu dient, abwechselnd den Unterdruck-Einlaßanschluß und den Atmosphärendruck-Einlaßanschluß mit dem Druckmittelfluid-Auslaßanschluß zu verbinden, wobei die Steuervorrichtung eine Elektromagnet-Wechselventil-Steuervorrichtung enthält, die in Reaktion auf

das Ausgangssignal der Entscheidungsvorrichtung die Abgabe des für die Stellvorrichtung erforderlichen Druckmittelfluids aus der Druckquelle erlaubt.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung elektromagnetische EIN/AUS-Ventile (203) zum wahlweisen Freigeben oder Versperren der Fluiddurchlässe (6 bis 12) zwischen der Druckquelle und den jeweiligen Stellvorrichtungen und eine Elektromagnet-EIN/AUS-Ventilsteuervorrichtung (100) umfaßt, die das derjenigen Stellvorrichtung zugeordnete elektromagnetische Ventil stromführend macht, der das von der Druckquelle gelieferte Druckmittelfluid zugeführt werden soll.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der elektromagnetischen EIN/AUS Ventile mehrere in einem Gehäuse (5) angeordnete elektromagnetische Ventilanordnungen (203) umfassen, wobei an dem Gehäuse (5) Auslaßnippel (6 bis 12), die Ventilelementen der entsprechenden elektromagnetischen Ventilanordnungen zugeordnet sind, und ein Einlaßnippel (4) ausgeformt sind, dem das Druckmittelfluid von der Druckquelle zugeführt ist.