JPH07261851A - 圧力調整装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05D16/00—Control of fluid pressure
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- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2013—Control 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
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- G05D16/2046—Control 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 商用車両におこるすべての問題を考慮して所
望の制動圧力を速やかに行過ぎなく設定することができ
る圧力調整装置を提供する。 【構成】 車両の制動圧力を設定するのに使用可能な圧
力調整装置のデイジタルサンプリング調整器６は、圧力
媒体溜め１から制動シリンダ４へ圧力媒体を供給するか
又はこの制動シリンダ４から圧力媒体を排出口を経て排
出するための進入弁２及び排出弁３を電気制御するのに
役立つ．サンプリング調整器６は進入弁２及び排出弁３
用のＰＩＤＤ２動作個別調整器１０，１１を含んでい
る。これらの個別調整器１０，１１の後に３位置調整器
１４が接続されている。更に圧力段階検出器１８が設け
られて、基準値ｗに関係して、個別調整器１０，１１、
３位置調整器１４及びその後に接続される低域フイルタ
１６，１７の構成要素を切換える。
望の制動圧力を速やかに行過ぎなく設定することができ
る圧力調整装置を提供する。 【構成】 車両の制動圧力を設定するのに使用可能な圧
力調整装置のデイジタルサンプリング調整器６は、圧力
媒体溜め１から制動シリンダ４へ圧力媒体を供給するか
又はこの制動シリンダ４から圧力媒体を排出口を経て排
出するための進入弁２及び排出弁３を電気制御するのに
役立つ．サンプリング調整器６は進入弁２及び排出弁３
用のＰＩＤＤ２動作個別調整器１０，１１を含んでい
る。これらの個別調整器１０，１１の後に３位置調整器
１４が接続されている。更に圧力段階検出器１８が設け
られて、基準値ｗに関係して、個別調整器１０，１１、
３位置調整器１４及びその後に接続される低域フイルタ
１６，１７の構成要素を切換える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デイジタルサンプリン
グ調整器、少なくとも１つの圧力媒体溜め、進入弁、排
出弁、負荷及び実際値と基準値との間に生ずる調整偏差
を小さくする排出口又は圧力低下部材を有する、特に車
両の制動装置における圧力媒体溜め圧力を設定するため
の圧力調整装置に関する。
グ調整器、少なくとも１つの圧力媒体溜め、進入弁、排
出弁、負荷及び実際値と基準値との間に生ずる調整偏差
を小さくする排出口又は圧力低下部材を有する、特に車
両の制動装置における圧力媒体溜め圧力を設定するため
の圧力調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】商用車両において、空気圧の制御圧力に
より制動機を制御せず、信号の伝達装置を電気的に構成
することは公知である。運転者による操作の際制動ペダ
ルが電気信号を発生し、この電気信号が電子装置で処理
され、この電気信号を介して電磁弁により車両の制動シ
リンダの制動圧力が設定される（ドイツ連邦共和国特許
出願公開第３６０３８１０号明細書）。このような電気
制動装置では、安全性に対する要求のほかに、設定され
る制動圧力の同期、反覆性及び精度に対して高度の要求
も課される。付加的にロツク防止装置（ＡＢＳ）が存在
する場合、圧力調整のため使用される圧力変調器又は電
磁弁（ＭＶ）が非常に速く動作して、毎秒２〜５の通常
の調整サイクルで所望の圧力を設定できねばならない。
より制動機を制御せず、信号の伝達装置を電気的に構成
することは公知である。運転者による操作の際制動ペダ
ルが電気信号を発生し、この電気信号が電子装置で処理
され、この電気信号を介して電磁弁により車両の制動シ
リンダの制動圧力が設定される（ドイツ連邦共和国特許
出願公開第３６０３８１０号明細書）。このような電気
制動装置では、安全性に対する要求のほかに、設定され
る制動圧力の同期、反覆性及び精度に対して高度の要求
も課される。付加的にロツク防止装置（ＡＢＳ）が存在
する場合、圧力調整のため使用される圧力変調器又は電
磁弁（ＭＶ）が非常に速く動作して、毎秒２〜５の通常
の調整サイクルで所望の圧力を設定できねばならない。
【０００３】電磁弁として、最も簡単な場合開閉弁が使
用され、電気制御されて完全に開かれるか又は完全に閉
じられる。このような弁により制動圧力を上昇、保持又
は低下させることができる。制動圧力の変化は階段状に
行われる。
用され、電気制御されて完全に開かれるか又は完全に閉
じられる。このような弁により制動圧力を上昇、保持又
は低下させることができる。制動圧力の変化は階段状に
行われる。
【０００４】しかしいわゆる圧力変調器も使用でき、そ
れにより所望の圧力をアナログで設定することができ
る。しかしこれは比較的高価であり、速くない。
れにより所望の圧力をアナログで設定することができ
る。しかしこれは比較的高価であり、速くない。
【０００５】固有周波数例えば３０Ｈｚ以上の周波数で
電気制御される開閉電磁弁も使用することができる（欧
州特許第１４３６９号明細書）。これにより電磁弁が比
較的狭い動作範囲で連続制御可能な絞りとして動作す
る。それにより純粋な開閉弁に対して調整の快適さが高
められ、弁座の摩耗が減少する。しかしこのように制御
される弁は大きいむだ時間を伴い、強いヒステリシスを
持ち、非直線性であり、製造のばらつき及び老化に敏感
に反応する。
電気制御される開閉電磁弁も使用することができる（欧
州特許第１４３６９号明細書）。これにより電磁弁が比
較的狭い動作範囲で連続制御可能な絞りとして動作す
る。それにより純粋な開閉弁に対して調整の快適さが高
められ、弁座の摩耗が減少する。しかしこのように制御
される弁は大きいむだ時間を伴い、強いヒステリシスを
持ち、非直線性であり、製造のばらつき及び老化に敏感
に反応する。
【０００６】商用車両の制動圧力調整における別の問題
は、伝達区間即ち導管又はホース及び調整すべき容積従
つて制動シリンダの非直線性によつて生ずる。例えば大
きい容積流量勾配では、導管に圧力振動が生ずる可能性
がある。制動シリンダが大きく変化する容積を持つてい
ることによつて、別の非直線性が生ずる。更に電磁弁が
閉じていても、制動シリンダに温度均一化がおこり、即
ち制動シリンダ圧力は温度変化の際容積流量なしでも変
化する。
は、伝達区間即ち導管又はホース及び調整すべき容積従
つて制動シリンダの非直線性によつて生ずる。例えば大
きい容積流量勾配では、導管に圧力振動が生ずる可能性
がある。制動シリンダが大きく変化する容積を持つてい
ることによつて、別の非直線性が生ずる。更に電磁弁が
閉じていても、制動シリンダに温度均一化がおこり、即
ち制動シリンダ圧力は温度変化の際容積流量なしでも変
化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつて
いる課題は、商用車両の制動圧力調整において生ずるす
べての前述した問題を考慮し、所望の制動圧力を速やか
にかつ行過ぎなしに設定することができる、車両の制動
圧力を設定する圧力調整装置を提示することである。
いる課題は、商用車両の制動圧力調整において生ずるす
べての前述した問題を考慮し、所望の制動圧力を速やか
にかつ行過ぎなしに設定することができる、車両の制動
圧力を設定する圧力調整装置を提示することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、デイジタルサンプリング調整器が基準
値のそのつど存在する圧力段階を検出する圧力段階検出
器を持ち、この圧力段階に関係してデイジタルサンプリ
ング調整器の構成要素を切換える。従属請求項は有利な
展開を含んでいる。
本発明によれば、デイジタルサンプリング調整器が基準
値のそのつど存在する圧力段階を検出する圧力段階検出
器を持ち、この圧力段階に関係してデイジタルサンプリ
ング調整器の構成要素を切換える。従属請求項は有利な
展開を含んでいる。
【０００９】本発明を図面に基いて以下に説明する。
【００１０】
【実施例】図１には圧力調整装置が構成図で示されてい
る。制動シリンダ４には、基準値ｗの値にできるだけ速
やかにかつ精確に従う制動圧力が設定されるようにす
る。電磁弁として構成されている進入弁２は圧力上昇に
用いられ、圧力媒体溜め１を制動シリンダ４に接続する
ことができる。排出弁３は圧力低下に用いられ、制動シ
リンダ４内に存在する圧力媒体（圧縮空気又は油）を排
出口２７の方へ排出することができる。制動シリンダ４
内の圧力保持のため、両方の弁２，３が閉じられる。制
動シリンダ４の制動圧力ｐは圧力センサ５へ供給され、
そこで制動圧力に比例する出力電圧に変換される。この
電圧は実際値ｘとしてデイジタルサンプリング調整器６
へ供給される。このサンプリング調整器は公知のように
実際値ｘを基準値ｗと比較して、偏差があると、それに
応じた制御信号を増幅器７，８を介して進入弁２及び排
出弁３へ供給して、この偏差を小さくする。この調整器
６は、入力端にアナログ−デイジタル変換器を持ち、従
つてアナログ入力信号も処理することができるので、サ
ンプリング調整器と称される。これらの入力信号は公知
のようにサンプリングされ、従つてデイジタル数に変換
される。
る。制動シリンダ４には、基準値ｗの値にできるだけ速
やかにかつ精確に従う制動圧力が設定されるようにす
る。電磁弁として構成されている進入弁２は圧力上昇に
用いられ、圧力媒体溜め１を制動シリンダ４に接続する
ことができる。排出弁３は圧力低下に用いられ、制動シ
リンダ４内に存在する圧力媒体（圧縮空気又は油）を排
出口２７の方へ排出することができる。制動シリンダ４
内の圧力保持のため、両方の弁２，３が閉じられる。制
動シリンダ４の制動圧力ｐは圧力センサ５へ供給され、
そこで制動圧力に比例する出力電圧に変換される。この
電圧は実際値ｘとしてデイジタルサンプリング調整器６
へ供給される。このサンプリング調整器は公知のように
実際値ｘを基準値ｗと比較して、偏差があると、それに
応じた制御信号を増幅器７，８を介して進入弁２及び排
出弁３へ供給して、この偏差を小さくする。この調整器
６は、入力端にアナログ−デイジタル変換器を持ち、従
つてアナログ入力信号も処理することができるので、サ
ンプリング調整器と称される。これらの入力信号は公知
のようにサンプリングされ、従つてデイジタル数に変換
される。
【００１１】図２には使用される進入弁２の特性曲線が
示されている。横軸には正規化された形で０〜１００％
の制御電流ｉＥＶが記入され、縦軸には同様に正規化さ
れて うに、進入弁２は開始ヒステリシスのため電流値ｙｖ以
上で開き始める。電流の上昇の際開放はまず直線的に行
われ、それから非直線的に行われる。弁の閉じる際同じ
非直線性が生じ、更にヒステリシスが生ずる。電流値ｙ
ｏで弁が再び完全に閉じられる．
示されている。横軸には正規化された形で０〜１００％
の制御電流ｉＥＶが記入され、縦軸には同様に正規化さ
れて うに、進入弁２は開始ヒステリシスのため電流値ｙｖ以
上で開き始める。電流の上昇の際開放はまず直線的に行
われ、それから非直線的に行われる。弁の閉じる際同じ
非直線性が生じ、更にヒステリシスが生ずる。電流値ｙ
ｏで弁が再び完全に閉じられる．
【００１２】排出弁３についても同じような開放動作及
び閉鎖動作が生ずる（図３）。
び閉鎖動作が生ずる（図３）。
【００１３】図２及び３からわかるように、シート弁と
して構成されて大きい応動むだ時間を持つ進入弁２及び
排出弁３は、給気又は排気の圧力段階の開始又は交代ご
とに、制御回路にむだ時間動作をもたらす。弁の操作電
磁石の最大電流値の約４０％
して構成されて大きい応動むだ時間を持つ進入弁２及び
排出弁３は、給気又は排気の圧力段階の開始又は交代ご
とに、制御回路にむだ時間動作をもたらす。弁の操作電
磁石の最大電流値の約４０％
【００１４】図４には、本発明による圧力調整装置が概
略的に示されている。サンプリング調整器６へ基準値ｗ
として、いわゆる踏み板弁２０の信号が供給される。踏
み板弁２０は電気的出力端を持ち、その出力電圧は例え
ば踏み板の位置又は運転者の制動要求に応じたアナログ
量である。別の基準値として、車輪センサ２２により車
輪の回転動作を検出して過度の制動滑りを確認すると公
知のように制動をゆるめる信号を発生するＡＢＳ電子装
置２１の出力信号が供給される。適当な手段により、踏
み板弁２０の出力信号よりもＡＢＳ電子装置の出力信号
の方が優先して供給される。別の入力量例えば手動制御
機の信号も供給することができる（図示せず）。
略的に示されている。サンプリング調整器６へ基準値ｗ
として、いわゆる踏み板弁２０の信号が供給される。踏
み板弁２０は電気的出力端を持ち、その出力電圧は例え
ば踏み板の位置又は運転者の制動要求に応じたアナログ
量である。別の基準値として、車輪センサ２２により車
輪の回転動作を検出して過度の制動滑りを確認すると公
知のように制動をゆるめる信号を発生するＡＢＳ電子装
置２１の出力信号が供給される。適当な手段により、踏
み板弁２０の出力信号よりもＡＢＳ電子装置の出力信号
の方が優先して供給される。別の入力量例えば手動制御
機の信号も供給することができる（図示せず）。
【００１５】さてサンプリング調整器６は、差形成回路
９において制動圧力実際値ｘを基準値ｗと比較し、それ
によりいわゆる調整偏差ｘｄが生ずる。この調整偏差ｘ
ｄは進入弁２及び排出弁３用のＰＩＤＤ２調整器１０，
１１へそれぞれ供給される。個別調整器としてのこれら
両方の調整器１０，１１は入力信号（調整偏差）ｘｄを
増幅し、これらの調整器１０，１１の増幅特性進入弁２
構成要素は、圧力段階検出器１８により導線１９を介し
て切換え可能である。この圧力段階検出器１８は入力と
して基準値ｗの値を受け、それによりどの圧力段階（圧
力上昇の圧力段階Ｉ、圧力保持の圧力段階ＩＩ、圧力低
下の圧力段階ＩＩＩ）がちようど生じているかを確認す
る。これは、実際の基準値と圧力段階検出器１８に記憶
されている基準値ｗの前歴との比較から得られる。
９において制動圧力実際値ｘを基準値ｗと比較し、それ
によりいわゆる調整偏差ｘｄが生ずる。この調整偏差ｘ
ｄは進入弁２及び排出弁３用のＰＩＤＤ２調整器１０，
１１へそれぞれ供給される。個別調整器としてのこれら
両方の調整器１０，１１は入力信号（調整偏差）ｘｄを
増幅し、これらの調整器１０，１１の増幅特性進入弁２
構成要素は、圧力段階検出器１８により導線１９を介し
て切換え可能である。この圧力段階検出器１８は入力と
して基準値ｗの値を受け、それによりどの圧力段階（圧
力上昇の圧力段階Ｉ、圧力保持の圧力段階ＩＩ、圧力低
下の圧力段階ＩＩＩ）がちようど生じているかを確認す
る。これは、実際の基準値と圧力段階検出器１８に記憶
されている基準値ｗの前歴との比較から得られる。
【００１６】両方の調整器１０，１１の出力信号はまず
前制御装置１２，１３へ供給される。ここで既知の外乱
量例えば圧力媒体溜め１の圧力又は電子装置の動作電圧
ＵＢが加えられる。それによりこれらの外乱量の影響が
除かれる。
前制御装置１２，１３へ供給される。ここで既知の外乱
量例えば圧力媒体溜め１の圧力又は電子装置の動作電圧
ＵＢが加えられる。それによりこれらの外乱量の影響が
除かれる。
【００１７】形成される値は続いて３位置調整器１４へ
供給される。この３位置調整器１４の構成要素も圧力段
階検出器１８により切換え可能である。３位置調整器１
４は
供給される。この３位置調整器１４の構成要素も圧力段
階検出器１８により切換え可能である。３位置調整器１
４は
【００１８】３位置調整器１４の２つの出力信号即ち進
入弁２及び排出弁３用の操作量ｙＥＶ及びｙＡＶは、そ
れぞれ低域フイルタ１６，１７を通され、これらの低域
フイルタも圧力段階検出器１８により切換え可能なの
で、存在する圧力段階に応じて異なる減衰が行われる。
入弁２及び排出弁３用の操作量ｙＥＶ及びｙＡＶは、そ
れぞれ低域フイルタ１６，１７を通され、これらの低域
フイルタも圧力段階検出器１８により切換え可能なの
で、存在する圧力段階に応じて異なる減衰が行われる。
【００１９】低域フイルタ１６，１７の両方の出力信号
は、続いて適当なデイジタル−アナログ変換後に増幅器
７，８で増幅され、操作部としての進入弁２及び排出弁
３へ供給される。ここで操作部の制御対象は電磁石関数
２３，２４及び弁特性２５（図２及び３参照）により示
されている。動作電磁石特性により別の低域フイルタ特
性が生ずる。
は、続いて適当なデイジタル−アナログ変換後に増幅器
７，８で増幅され、操作部としての進入弁２及び排出弁
３へ供給される。ここで操作部の制御対象は電磁石関数
２３，２４及び弁特性２５（図２及び３参照）により示
されている。動作電磁石特性により別の低域フイルタ特
性が生ずる。
【００２０】操作部には圧力媒体溜め１及び排出口２７
が接続されている。さて操作部（進入弁２及び排出弁
３）の出力圧力は圧力媒体導管及びホースを経て制動シ
リンダ４へ達する。これらの導管及びホースは区間模擬
２６として示されている。制動圧力ｐは制動シリンダ４
へ供給され、また実際値ｘとして圧力センサ（圧力−電
圧変換器）５を介してサンプリング調整器６へ再び供給
される。
が接続されている。さて操作部（進入弁２及び排出弁
３）の出力圧力は圧力媒体導管及びホースを経て制動シ
リンダ４へ達する。これらの導管及びホースは区間模擬
２６として示されている。制動圧力ｐは制動シリンダ４
へ供給され、また実際値ｘとして圧力センサ（圧力−電
圧変換器）５を介してサンプリング調整器６へ再び供給
される。
【００２１】図４に概略的に示した調整器の作用を、図
５に示されている線図により以下に説明する。図５の上
部には、時間ｔに関して基準値ｗ（目標値）、生ずる制
動圧力ｐ（実際値）、及びこれら両方の値の差従つて調
整偏差ｘｄが記入されている。３つの異なる圧力段階即
ち圧力上昇の段階Ｉ、圧力保持の段階ＩＩ及び圧力低下
の段階ＩＩＩが区別される。
５に示されている線図により以下に説明する。図５の上
部には、時間ｔに関して基準値ｗ（目標値）、生ずる制
動圧力ｐ（実際値）、及びこれら両方の値の差従つて調
整偏差ｘｄが記入されている。３つの異なる圧力段階即
ち圧力上昇の段階Ｉ、圧力保持の段階ＩＩ及び圧力低下
の段階ＩＩＩが区別される。
【００２２】図５の下部には、動作時間（遅延時間）Ｔ
Ａを持つ時限素子２８（図４参照）のオン及びオフが時
間ｔについて示されている。
Ａを持つ時限素子２８（図４参照）のオン及びオフが時
間ｔについて示されている。
【００２３】路線条件を考慮して上述した調整目的を達
するため、決定戦略に従つて制御されて構成要素及びパ
ラメータを切換え可能な次の調整アルゴリズムが使用さ
れる・
するため、決定戦略に従つて制御されて構成要素及びパ
ラメータを切換え可能な次の調整アルゴリズムが使用さ
れる・
【００２４】調整器の第１の部分は、その基本構成要素
において、それぞれ進入弁２されている排出弁３用の調
整器を持つＰＩＤＤ２調整器１０，１１から成つてい
る。
において、それぞれ進入弁２されている排出弁３用の調
整器を持つＰＩＤＤ２調整器１０，１１から成つてい
る。
【００２５】調整器の第２の部分は、動的に整合される
弁制御特性を持つ３位置調整器１４から成つている。こ
の３位置調整器１４を介して進入弁２及び排出弁３の開
放制御と制御回路へのＰＩＤＤ２アルゴリズムの適用が
行われる。進入弁２及び排出弁３用の操作量ｙＥＶ及び
ｙＡＶは、後述する決定戦略に従つて、強くフイルタを
かけられるか又はフイルタをかけられることなく進入弁
２及び排出弁３へ供給される。
弁制御特性を持つ３位置調整器１４から成つている。こ
の３位置調整器１４を介して進入弁２及び排出弁３の開
放制御と制御回路へのＰＩＤＤ２アルゴリズムの適用が
行われる。進入弁２及び排出弁３用の操作量ｙＥＶ及び
ｙＡＶは、後述する決定戦略に従つて、強くフイルタを
かけられるか又はフイルタをかけられることなく進入弁
２及び排出弁３へ供給される。
【００２６】調整器１０及び１１の整合のための判定基
準として、圧力段階検出器１８において基準値ｗの勾配
及び信号前歴が利用され、時間的に先行する圧力段階か
ら実際に調整すべき圧力段階が推論される。パラメータ
の適当な選択により、基準値ｗに対して中間の漸近的な
調整量の推移が求められ、強い調整信号行過ぎの逆調整
は大抵の場合必要でない。
準として、圧力段階検出器１８において基準値ｗの勾配
及び信号前歴が利用され、時間的に先行する圧力段階か
ら実際に調整すべき圧力段階が推論される。パラメータ
の適当な選択により、基準値ｗに対して中間の漸近的な
調整量の推移が求められ、強い調整信号行過ぎの逆調整
は大抵の場合必要でない。
【００２７】図５の上部からわかるように、調整すべき
制動圧力ｐは基準値ｗによく追従し、圧力上昇及び圧力
低下の初期段階においてのみ大きい調整偏差ｘｄが生ず
る。しかしこの調整偏差の値は一般に比較的小さい。
制動圧力ｐは基準値ｗによく追従し、圧力上昇及び圧力
低下の初期段階においてのみ大きい調整偏差ｘｄが生ず
る。しかしこの調整偏差の値は一般に比較的小さい。
【００２８】デイジタル調整器としての個別調整器１
０，１１のサンプリング式は一般に次の通りである。
０，１１のサンプリング式は一般に次の通りである。
【数１】 この数式表現は通常のように時間範囲にはなく、デイジ
タル調整なので計算機の範囲にある。ｙ（ｋ）は、調整
偏差ｘｄの関数として調整器から出力されるｋ番目の計
算機ステップにおける操作量である。
タル調整なので計算機の範囲にある。ｙ（ｋ）は、調整
偏差ｘｄの関数として調整器から出力されるｋ番目の計
算機ステップにおける操作量である。
【００２９】上式の個々の加数は次の意味を持つてい
る。
る。
【００３０】前制御装置１２，１３において加算される
量ｙｖは、動作電圧ＵＢ又は圧力媒体溜め圧力のような
前制御量を含むか、又は電磁弁のヒステリシス克服（図
２及び３参照）に適した前制御量ｙｖを含むことができ
る。その際電磁弁の動作点の前設定のため、応動値ｙｖ
が調整器修正値に加算され、こうして操作量が前制御さ
れる。しかし初期の開放段階における急峻な弁特性（図
２及び３参照）のため、過調整のおこることがあるの
で、この前制御により、高い値から弁を開いてはならな
い。開放電流値は、弁の密封面における圧力降下、弁の
老化、材料公差及び周囲温度のような種々の量に大きく
関係している。
量ｙｖは、動作電圧ＵＢ又は圧力媒体溜め圧力のような
前制御量を含むか、又は電磁弁のヒステリシス克服（図
２及び３参照）に適した前制御量ｙｖを含むことができ
る。その際電磁弁の動作点の前設定のため、応動値ｙｖ
が調整器修正値に加算され、こうして操作量が前制御さ
れる。しかし初期の開放段階における急峻な弁特性（図
２及び３参照）のため、過調整のおこることがあるの
で、この前制御により、高い値から弁を開いてはならな
い。開放電流値は、弁の密封面における圧力降下、弁の
老化、材料公差及び周囲温度のような種々の量に大きく
関係している。
【００３１】第２の加数は調整の既知の比例部分Ｐを含
んでいる。定数Ｋｐは、後述するように圧力段階検出器
１８により圧力段階に応じて変化することができる。
んでいる。定数Ｋｐは、後述するように圧力段階検出器
１８により圧力段階に応じて変化することができる。
【００３２】第３の加数は調整の積分部分Ｉを示す。こ
こでも定数ＫＩはそのつどの圧力段階に関係している。
ここでは時間面における積分は和により模擬される。
こでも定数ＫＩはそのつどの圧力段階に関係している。
ここでは時間面における積分は和により模擬される。
【００３３】第４の加数は微分部分Ｄを示す。定数ＫＤ
も変化可能である。微分は計算機により差によつて模擬
される。
も変化可能である。微分は計算機により差によつて模擬
される。
【００３４】最後に第５の加数は加速度部分Ｄ２を示
す。定数Ｋ２Ｄも必要な場合変化することができる。
す。定数Ｋ２Ｄも必要な場合変化することができる。
【００３５】上記のサンプリング式の定数ＫＰ，ＫＩ，
ＫＤ，Ｋ２Ｄは、本発明によれば、ちようど実施すべき
圧力段階に関係している。
ＫＤ，Ｋ２Ｄは、本発明によれば、ちようど実施すべき
圧力段階に関係している。
【００３６】圧力上昇（圧力段階Ｉ）中従つて図５のｔ
＝０〜Ｔ１において、圧力上昇の始め（ｔ＝０〜ＴＡ）
に、調整器１０，１１又は圧力段階検出器１８に含まれ
ている遅延時間ＴＡの時限素子２８が始動される。時限
素子２８が動作している間、進入弁２の動作点又は基準
値ｗの速やかな設定のため、個別調整器１０の構成要素
がＩの優勢なＰＩＤＤ２特性に切換えられる。その際調
整器のＰＤＤ２部分は、非直線性電磁弁の過渡過程の安
定化に最適化される。これは上記の４つの定数の適当な
設定により行われる。時限素子２８の遅延時間ＴＡは、
進入弁２のそのつど所望の動作点におけるＩ部分の最適
な積分時間に合わされている。
＝０〜Ｔ１において、圧力上昇の始め（ｔ＝０〜ＴＡ）
に、調整器１０，１１又は圧力段階検出器１８に含まれ
ている遅延時間ＴＡの時限素子２８が始動される。時限
素子２８が動作している間、進入弁２の動作点又は基準
値ｗの速やかな設定のため、個別調整器１０の構成要素
がＩの優勢なＰＩＤＤ２特性に切換えられる。その際調
整器のＰＤＤ２部分は、非直線性電磁弁の過渡過程の安
定化に最適化される。これは上記の４つの定数の適当な
設定により行われる。時限素子２８の遅延時間ＴＡは、
進入弁２のそのつど所望の動作点におけるＩ部分の最適
な積分時間に合わされている。
【００３７】所定の小さい調整偏差ｘｄに達すると（Ｉ
の優勢な）、上述した速やかな積分を終了することも可
能である。
の優勢な）、上述した速やかな積分を終了することも可
能である。
【００３８】上述した手段により、大きい調整偏差ｘｄ
が速やかに最小にされる。
が速やかに最小にされる。
【００３９】出力圧力ｐの行過ぎがなく、従つて逆調整
が行われないと、圧力上昇中に排出弁３が閉じられる。
が行われないと、圧力上昇中に排出弁３が閉じられる。
【００４０】遅延時間ＴＡの経過後時点Ｔ１まで調整器
１０が、調整区間における過渡過程の安定化、行過ぎの
ない引続く圧力上昇及び１０ｂａｒ／ｓより大きい勾配
において制動シリンダ４へ至る導管内の圧力媒体流の振
動の減衰に合わされる。上述したサンプリング式は、適
当に整合される定数で実行され、Ｄ及びＤ２の部分が適
当に弱められる。
１０が、調整区間における過渡過程の安定化、行過ぎの
ない引続く圧力上昇及び１０ｂａｒ／ｓより大きい勾配
において制動シリンダ４へ至る導管内の圧力媒体流の振
動の減衰に合わされる。上述したサンプリング式は、適
当に整合される定数で実行され、Ｄ及びＤ２の部分が適
当に弱められる。
【００４１】続く圧力段階ＩＩ（圧力保持）では、サン
プリング式が、僅かな調整偏差ｘｄと、この調整偏差ｘ
ｄが不感帯（図７参照）を再び出る調整開始の際におけ
る弁過渡過程の減衰とに合わされる。これは例えば制動
シリンダ４における温度平衡過程の場合で、それにより
圧力が低下する。この圧力段階ＩＩでは調整器のＩ部分
が優勢である。
プリング式が、僅かな調整偏差ｘｄと、この調整偏差ｘ
ｄが不感帯（図７参照）を再び出る調整開始の際におけ
る弁過渡過程の減衰とに合わされる。これは例えば制動
シリンダ４における温度平衡過程の場合で、それにより
圧力が低下する。この圧力段階ＩＩでは調整器のＩ部分
が優勢である。
【００４２】続く圧力段階ＩＩＩ（圧力低下）では、遅
延時間ＴＡを持つ時限素子２８が始動される。場合によ
つてはこの時限素子２８の遅延時間が上記の値ＴＡとは
相違していてもよい。遅延時間ＴＡが作用している間、
排出弁３の動作点の速やかな設定のため、調整器１１が
Ｉの優勢なＰＩＤＤ２調整器として動作するように、こ
の調整器の構成要素が設定される。その際ＰＤＤ２部分
は、排出弁３の非直線性過渡過程の安定化に合わされ
る。
延時間ＴＡを持つ時限素子２８が始動される。場合によ
つてはこの時限素子２８の遅延時間が上記の値ＴＡとは
相違していてもよい。遅延時間ＴＡが作用している間、
排出弁３の動作点の速やかな設定のため、調整器１１が
Ｉの優勢なＰＩＤＤ２調整器として動作するように、こ
の調整器の構成要素が設定される。その際ＰＤＤ２部分
は、排出弁３の非直線性過渡過程の安定化に合わされ
る。
【００４３】圧力低下段階における行過ぎ及び逆調整が
ないと、進入弁２用のサンプリング式の定数ＫＩが零に
セツトされる。
ないと、進入弁２用のサンプリング式の定数ＫＩが零に
セツトされる。
【００４４】遅延時間ＴＡの経過後時点Ｔ１に達するま
で、サンプリング式は、調整区間における圧力媒体排出
の際の過渡過程の安定化、行過ぎのない圧力低下、及び
−１０ｂａｒ／ｓより小さい圧力勾配で制動シリンダ４
から排出口２７へ至る圧力媒体流の振動の減衰（騒音減
衰）に合わされる。
で、サンプリング式は、調整区間における圧力媒体排出
の際の過渡過程の安定化、行過ぎのない圧力低下、及び
−１０ｂａｒ／ｓより小さい圧力勾配で制動シリンダ４
から排出口２７へ至る圧力媒体流の振動の減衰（騒音減
衰）に合わされる。
【００４５】本発明によれば、両方のＰＩＤＤ２調整器
１０，１１に３位置調整器１４が続いている。この３位
置調整器１４は、調整器１０，１１により計算される操
作修正値を電磁弁２，３へ供給する役割を持つている。
その際３位置調整器１４は一連の機能を果たす。
１０，１１に３位置調整器１４が続いている。この３位
置調整器１４は、調整器１０，１１により計算される操
作修正値を電磁弁２，３へ供給する役割を持つている。
その際３位置調整器１４は一連の機能を果たす。
【００４６】まず両方の電磁弁２，３の同時の制御がお
こらないようにする。これにより不必要な圧力媒体損失
が生じない。従つて３位置調整器１４は、両方の調整信
号が存在しても、３位置調整器１４は常に１つの調整信
号しか伝達しない。
こらないようにする。これにより不必要な圧力媒体損失
が生じない。従つて３位置調整器１４は、両方の調整信
号が存在しても、３位置調整器１４は常に１つの調整信
号しか伝達しない。
【００４７】主として圧力保持の圧力段階ＩＩにおい
て、特に目標圧力勾配が小さく、かつ僅かな調整偏差し
か存在していない場合、調整の行過ぎ及びそれによる電
磁弁の絶え間ない切換えがおこることがある。これはも
ちろん望ましくない。３位置動作の切換え判定基準とし
てフイルタを通される平均調整偏差ｘｄを使用し、これ
を時限素子１５を介して３位置調整器１４へ供給するこ
とによつて、３位置調整器１４かこのような行過ぎを抑
制する。フイルタを通されるこの平均調整偏差の符号か
ら、調整器１０，１１により計算される操作量とどの電
磁弁２又は３へ供給すべきかが決定される。
て、特に目標圧力勾配が小さく、かつ僅かな調整偏差し
か存在していない場合、調整の行過ぎ及びそれによる電
磁弁の絶え間ない切換えがおこることがある。これはも
ちろん望ましくない。３位置動作の切換え判定基準とし
てフイルタを通される平均調整偏差ｘｄを使用し、これ
を時限素子１５を介して３位置調整器１４へ供給するこ
とによつて、３位置調整器１４かこのような行過ぎを抑
制する。フイルタを通されるこの平均調整偏差の符号か
ら、調整器１０，１１により計算される操作量とどの電
磁弁２又は３へ供給すべきかが決定される。
【００４８】更に圧力保持の圧力段階ＩＩにおいて切換
え可能な低域フイルタ１６，１７により、操作量の変化
速度が限定される。これにより電磁弁２，３の過設定
（過制御）によるいわゆる過調整が減少又は減速され
る。ここで過調整とは、電磁弁が不必要に動作限界を上
回るか下回ることを意味する。このような過設定は電磁
弁の不必要なヒステリシス動作を生ずることになる。
え可能な低域フイルタ１６，１７により、操作量の変化
速度が限定される。これにより電磁弁２，３の過設定
（過制御）によるいわゆる過調整が減少又は減速され
る。ここで過調整とは、電磁弁が不必要に動作限界を上
回るか下回ることを意味する。このような過設定は電磁
弁の不必要なヒステリシス動作を生ずることになる。
【００４９】こうして前記の低域フイルタのフイルタ機
能により、３位置調整器及び急峻な動作特性を持つ操作
部において通常は典型的であるような突然の電磁弁制御
のほぼ直線化が行われる。非常に小さい調整偏差をなく
す場合、直線化は特に有利である。
能により、３位置調整器及び急峻な動作特性を持つ操作
部において通常は典型的であるような突然の電磁弁制御
のほぼ直線化が行われる。非常に小さい調整偏差をなく
す場合、直線化は特に有利である。
【００５０】大きい基準圧力勾配では、導管区間２６に
外乱信号ピーク及び過調整を伴う圧力振動が生ずる。導
管の波動特性のため生ずるこれらの圧力振動は、弁の切
換えまでに反応時間が長くなりすぎるため、フイルタに
よつて抑制することはできない。
外乱信号ピーク及び過調整を伴う圧力振動が生ずる。導
管の波動特性のため生ずるこれらの圧力振動は、弁の切
換えまでに反応時間が長くなりすぎるため、フイルタに
よつて抑制することはできない。
【００５１】大きい基準圧力勾配でも両方の電磁弁の振
動行過ぎを抑制するため、圧力段階Ｉ及びＩＩＩにおい
て３位置調整器１４の切換え特性曲線が移動されて、短
時間の大きい調整偏差でも逆位相の弁による逆調整を直
ちに開始させないようにする（図６，７，８参照）。
動行過ぎを抑制するため、圧力段階Ｉ及びＩＩＩにおい
て３位置調整器１４の切換え特性曲線が移動されて、短
時間の大きい調整偏差でも逆位相の弁による逆調整を直
ちに開始させないようにする（図６，７，８参照）。
【００５２】 ）．左の線図ｉＡＶからわかるように、平均調整偏差ｘ
ｄが値−１０％を超過する時にのみ、３位置調整器１４
により操作量ｙが（１００％ｉＡＶの可能な最大値ま
で）排出弁３へ供給される。これは約１ｂａｒの信号値
（不感帯）以上でおこる。
ｄが値−１０％を超過する時にのみ、３位置調整器１４
により操作量ｙが（１００％ｉＡＶの可能な最大値ま
で）排出弁３へ供給される。これは約１ｂａｒの信号値
（不感帯）以上でおこる。
【００５３】平均調整偏差ｘｄが−１０％〜＋１００％
の範囲にある場合、進入弁２が制御される．この場合調
整器１０，１１において計算される操作量が、１００％
の可能な最大値まで、３位置調整器１４から供給され
る。
の範囲にある場合、進入弁２が制御される．この場合調
整器１０，１１において計算される操作量が、１００％
の可能な最大値まで、３位置調整器１４から供給され
る。
【００５４】 ｘｄが負又は正の方向に１％の値を超過する場合にの
み、排出弁３又は進入弁２へ操作量が供給される。これ
は約１００ｍｂａｒの圧力段階に相当する。最終値１０
０％は圧力段階ＩＩに対して約１０ｂａｒである。
み、排出弁３又は進入弁２へ操作量が供給される。これ
は約１００ｍｂａｒの圧力段階に相当する。最終値１０
０％は圧力段階ＩＩに対して約１０ｂａｒである。
【００５５】 −１００％である場合に排出弁３が制御される。
【００５６】これに反し平均調整偏差ｘｄが＋１０％〜
＋１００％である場合に、進入弁２が制御される。点１
０％又は１００％は約１ｂａｒ又は１０ｂａｒの圧力値
を意味する．
＋１００％である場合に、進入弁２が制御される。点１
０％又は１００％は約１ｂａｒ又は１０ｂａｒの圧力値
を意味する．
【００５７】図６の破線で示す可能な電流範囲内に対角
線が記入されており、調整器１０，１１により計算され
る操作量ｙに応じて弁の動作点が、この対角線上にあ
る。
線が記入されており、調整器１０，１１により計算され
る操作量ｙに応じて弁の動作点が、この対角線上にあ
る。
【００５８】上述した調整機能の別の改善策として、逆
調整の開始基点としての平均調整偏差ｘｄ用閾値を、平
均基準圧力勾配の値に比例する関数としても選ぶことが
できる。この場合調整開始点（図６〜８参照）は固定し
ておらず、基準圧力（基準値ｗ）の変化速度に応じて移
動可能である。
調整の開始基点としての平均調整偏差ｘｄ用閾値を、平
均基準圧力勾配の値に比例する関数としても選ぶことが
できる。この場合調整開始点（図６〜８参照）は固定し
ておらず、基準圧力（基準値ｗ）の変化速度に応じて移
動可能である。
【００５９】圧力段階検出器１８の後で低域フイルタ１
６，１７と増幅器７，８との間に、増幅器７，８又は電
磁弁２，３をアナログ制御するための（図示しない）デ
イジタル−アナログ変換器がある。
６，１７と増幅器７，８との間に、増幅器７，８又は電
磁弁２，３をアナログ制御するための（図示しない）デ
イジタル−アナログ変換器がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気制動装置の概略構成図である。
【図２】進入弁のむだ時間及びヒステリシス動作を示す
線図である。
線図である。
【図３】排出弁の図２に対応する線図である。
【図４】図１による制動装置の調整回路の接続図であ
る。
る。
【図５】基準値及び操作量の時間的経過を示す線図であ
る。
る。
【図６】圧力上昇段階において電磁弁の振動を防止する
切換え特性曲線の移動を示す線図である。
切換え特性曲線の移動を示す線図である。
【図７】圧力保持段階の図６に対応する線図である。
【図８】圧力低下段階の図６に対応する線図である．
１ 圧力媒体溜め ２ 進入弁 ３ 排出弁 ４ 負荷 ６ デイジタルサンプリング調整器 １８ 圧力段階検出器 ２７ 排出口
フロントページの続き (72)発明者 イエルク・シユレーデル−ベルク ドイツ連邦共和国ハノーヴアー・ウーレン ボルンシユトラーセ18 (72)発明者 デトレフ・ノイハウス ドイツ連邦共和国ハノーヴアー・アム・ウ ールトウルム20
Claims (9)
- 【請求項１】 デイジタルサンプリング調整器（６）、
少なくとも１つの圧力媒体溜め（１）、進入弁（２）、
排出弁（３）、負荷（４）及び実際値（ｘ）と基準値
（ｗ）との間に生ずる調整偏差（ｘｄ）を小さくする排
出口又は圧力低下部材（２７）を有するものにおいて、
デイジタルサンプリング調整器（６）が基準値（ｗ）の
そのつど存在する圧力段階を検出する圧力段階検出器
（１８）を持ち、この圧力段階に関係してデイジタルサ
ンプリング調整器（６）の構成要素を切換えることを待
徴とする、圧力調整装置。 - 【請求項２】 圧力段階検出器（１８）が圧力上昇、圧
力保持及び圧力低下の圧力段階を識別することを特徴と
する、請求項１に記載の圧力調整装置。 - 【請求項３】 デイジタルサンプリング調整器（６）が
２つの個別調整器（１０，１１）と３位置調整器（１
４）と２つの低域フイルタ（１６，１７）との直列回路
から成つていることを特徴とする、請求項１又は２に記
戴の圧力調整装置。 - 【請求項４】ａ）デイジタルサンプリング調整器（６）
が少なくとも進入弁（２）及び排出弁（３）用の切換え
可能な構成要素を持つそれぞれ１つの個別調整器（１
０，１１）を含み、 ｂ）個別調整器（１０，１１）の後に３位置調整器（１
４）が接続されて、低域フイルタ（１５）を介して平均
調整偏差（ｘｄ）によりその調整動作を切換えられ、 ｃ）３位置調整器（１４）の後にそれぞれ進入弁（２）
及び排出弁（３）用の別の低域フイルタ（１６，１７）
が接続されて、デイジタルサンプリング調整器（６）の
出力端における操作量（ｙ）の変化閾値を限定し、 ｄ）基準値（ｗ）により制御可能な圧力段階検出器（１
８）が、導線（１９）を介して個別調整器（１０，１
１）、３位置調整器（１４）及び低域フイルタ（１６，
１７）に接続され、その構成要素を瞬間に存在する圧力
段階（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ）に関係して切換え、第１の圧
力段階（Ｉ）が制動シリンダ（４）における圧力上昇を
含み、第２の圧力段階（ＩＩ）が圧力保持を含み、 第３の圧力段階が圧力低下を含んでいることを特徴とす
る、請求項１ないし３の１つに記載の圧力調整装置。 - 【請求項５】 個別調整器（１０，１１）がＰＩＤＤ２
動作調整器であることを特徴とする、請求項３又は４に
記載の圧力調整装置。 - 【請求項６】 第１及び第３の圧力段階（Ｉ，ＩＩＩ）
の始めに始まる遅延時間（ＴＡ）を持つ時限素子（２
８）が設けられて、個別調整器（１０，１１）の構成要
素をＩが優勢なＰＩＤＤ２特性に切換えることを特徴と
する、請求項１ないし５の１つに記載の圧力調整装置。 - 【請求項７】 遅延時間（ＴＡ）が進入弁（２）及び排
出弁（３）の動作点における積分時間に合わされ、約１
００ｍｓであることを特徴とする、請求項６に記載の圧
力調整装置。 - 【請求項８】 所定の小さい調整偏差（ｘｄ）に達した
後遅延時間（ＴＡ）が終了されることを特徴とする、請
求項６に記載の圧力調整装置。 - 【請求項９】 進入弁（２）及び排出弁（３）の動作点
を予め設定するため、応動値（ｙｖ）が個別調整器（１
０，１１）の出力値に加算され、こうして進入弁（２）
及び排出弁（３）の開始ヒステリシスが修正されること
を特徴とする、請求項３ないし８の１つに記載の圧力調
整装置。
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