DE10017376A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Unterwasserfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Unterwasserfahrzeugs, wobei die Druckdifferenz eines zwecks Veränderung des Fahrzeuggewichts mit Wasser und/oder einem Gas, insbesondere Luft, befüllbaren Behälters gegenüber dem außenbordseitigen Wasserdruck auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt wird, sowie auf eine hierzu geeignete Vorrichtung mit einem Schaltkreis zur Regelung der Druckdifferenz zwichen dem Behälterinnendruck und dem außenbordseitigen Wasserdruck auf einen vorgebbaren Sollwert.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Betrieb eines Unterwasserfahrzeugs.

Der Schwebezustand eines getauchten U-Bootes wird dadurch hergestellt, dass durch Veränderung des Gewichtes dem sich in der gewünschten Tauchtiefe ergebenden Auftrieb die Waage gehalten wird. Zur Erhöhung des Bootsgewichtes wird hierbei Wasser in einen oder mehrere Behälter des U-Bootes, sog. Zel­ len, aufgenommen (fluten), während zur Verringerung des Bootsgewichtes Wasser von der (den) Zelle(n) nach außen abge­ geben wird (lenzen). Hierbei dienen sog. Regelzellen der gro­ ben Gewichtseinstellung, während für den Feinabgleich sog. Tieflenzzellen vorgesehen sind. Deshalb haben letztere ein vergleichsweise niedriges Volumen, während die Regelzellen ein Fassungsvermögen von vielen hundert Litern aufweisen kön­ nen. Entsprechend groß ist der Querschnitt einer Rohrverbin­ dung zwischen einer Regelzelle und einer Öffnung in der Bootshülle bemessen, so dass eine schnelle Veränderung des Füllstands in der betreffenden Regelzelle möglich ist. Ande­ rerseits soll der Füllstand in einer derartigen Regelzelle möglichst exakt einstellbar sein, so dass das Volumen der zu­ sätzlichen Tieflenzzellen so klein als möglich gehalten wer­ den kann. Dieser Anforderung steht das Problem im Weg, dass eine Beginn und Ende des Flut- bzw. Lenzvorganges einer Re­ gelzelle bestimmende Klappe in der oben genannten Rohrverbin­ dung nur mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit in der Größenordnung von einigen bis etwa zehn Sekunden ge­ öffnet und geschlossen werden kann. Der jeweilige Betäti­ gungsvorgang muss insbesondere beim Schließen dieser Klappe daher frühzeitig begonnen werden, lange bevor der gewünschte Füllstand in der Regelzelle erreicht ist. Dieser Vorhalte­ zeitpunkt kann jedoch überhaupt nur dann einigermaßen genau bestimmt werden, wenn die Strömungsgeschwindigkeit in der betreffenden Rohrverbindung zu der Regelzelle wenigstens zu Beginn des Schließvorgangs stets einen bekannten Wert auf­ weist und möglichst keinen sonstigen Schwankungen unterworfen ist. Sodann kann durch Multiplikation dieses Durchflusswertes mit der voraussichtlichen Schließzeit der Klappe sowie ggf. eines deren veränderliche Stellung berücksichtigenden Faktors das voraussichtlich noch durchströmende Wasservolumen eini­ germaßen genau vorausberechnet und damit derjenige Füllstand in der betreffenden Regelzelle vorhergesagt werden kann, bei welchem der Schließvorgang der Klappe eingeleitet werden muss. Andererseits hängt die Strömungsgeschwindigkeit in der besagten Rohrverbindung zu der Regelzelle insbesondere von der Druckdifferenz zwischen dem Druck innerhalb der Regelzel­ le und dem außenbordseitigen Wasserdruck ab und kann daher nicht nur mit der Tauchtiefe, sondern insbesondere auch mit dem Füllstand innerhalb der Regelzelle stark schwanken. So steigt bei geschlossenem Entlüftungsventil der Druck in der Regelzelle beim Fluten beständig an, der außenbordseitige Wasserdruck wird insbesondere bei niedrigen Tauchtiefen durch den Wellengang erheblich beeinflusst, etc., so dass eine Vielzahl von Faktoren auf die aktuelle Strömungsgeschwindig­ keit in der Rohrverbindung zu und von der Regelzelle einwir­ ken. Daher bereitet es bislang größte Schwierigkeiten, den richtigen Zeitpunkt zum Einleiten des Schließvorgangs für die Klappe in der Rohrverbindung von und nach der Regelzelle zu bestimmen.

Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik re­ sultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Mög­ lichkeit zu schaffen, wie der Füllstand in einer Regelzelle eines Unterwasserfahrzeugs möglichst genau vorgegeben werden kann, so dass zusätzlich erforderliche Tieflenzzellen mit ei­ nem vergleichsweise geringen Volumen ausgebildet werden kön­ nen; insbesondere soll dies erreicht werden, indem der Vor­ haltezeitpunkt für das Einleiten des Schließvorgangs einer Klappe in der Rohrverbindung von und nach einer Regelzelle so exakt als möglich bestimmt werden kann.

Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass die Druck­ differenz zwischen dem Druck in einem zwecks Veränderung des Fahrzeuggewichts mit Wasser und/oder einem Gas, insbesondere Luft, befüllbaren Behälter einerseits und dem außenbordseiti­ gen Wasserdruck andererseits auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt wird.

Da der Volumendurchsatz bei der Strömung eines viskosen Medi­ ums durch ein Rohr gemäß dem Gesetz von Hagen und Poiseuille proportional zu der Druckdifferenz zwischen den Rohrenden ist, kann durch Regelung dieser Druckdifferenz auf einen vor­ zugsweise fest vorgegebenen Wert eine optimale Voraussetzung dafür geschaffen werden, dass der Volumendurchsatz des Was­ sers durch das Rohr von und nach der betreffenden Regelzelle bei unverändertem Klappenstellungswinkel einigermaßen kon­ stant bleibt. Da der Einfluss des Klappenstellungswinkels auf den Volumendurchsatz experimentell ermittelt werden kann, lässt sich die Vorhaltezeit für die Einleitung des Schließ­ vorgangs der Klappe in der Rohrverbindung von und nach der Regelzelle sehr exakt bestimmen. Unter der Voraussetzung ei­ ner etwa konstanten Druckdifferenz kann aus dem experimentell ermittelten Wert das während des Schließvorgangs noch durch die Klappe strömende Wasser abgeschätzt und daraus ein Vor­ haltewert für den Füllstand festgelegt werden, bei welchem der Schließvorgang für die Klappe einzuleiten ist, so dass sich am Ende desselben möglichst exakt der gewünschte Füll­ stand in der Regelzelle einstellt.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass der Istwert der Druck­ differenz zwischen dem Druck in einem zwecks Veränderung des Fahrzeuggewichts mit Wasser und/oder einem Gas, insbesondere Luft, befüllbaren Behälter einerseits und dem außenbordseiti­ gen Wasserdruck andererseits gemessen wird. Natürlich kann diese Druckdifferenz durch zwei Sensoren erfasst werden, von denen einer dem außenbordseitigen Wasserdruck und der andere dem Innendruck in der betreffenden Regelzelle zugeordnet ist, wobei diese Sensoren vorzugsweise etwa in der Nähe der be­ treffenden Rohrmündung anzuordnen wären; solchenfalls könnte die Druckdifferenz durch Subtraktion der auf identische Mess­ bereiche gereichten oder umgerechneten Sensorausgangssignale erzeugt werden. Andererseits kann der Messaufwand dadurch verringert werden, dass ein einziger Drucksensor für die Druckdifferenz verwendet wird, dessen Ausgangssignal sodann direkt als Istwert für die erfindungsgemäße Regelschleife verwendet werden kann.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der gemessene Istwert der Druckdifferenz von dem vorgegebenen Sollwert subtrahiert wird, um ein Maß für die Regelabweichung zu erhalten. Durch diese Differenzbildung kann die weitere Aufgabenstellung des erfindungsgemäße Regelkreises dahingehend vereinfacht werden, dass das Signal für die Regelabweichung möglichst zu null ab­ geglichen wird.

Zu diesem Zweck kann im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung für die Druckdifferenz eine zu der Regelabweichung, deren In­ tegral und/oder Differential proportionale Funktion als Re­ gelsignal gebildet werden. Derartige Regelungsfunktionen er­ lauben eine hohe Präzision der Regelung im Verhältnis zu preiswerteren Realisierungen wie bspw. Zweipunktregelungen, die andererseits in Einzelfällen auch anwendbar sein können. Die Wahl der richtigen Reglerstruktur wie auch die Ermittlung und Optimierung der Reglerparameter kann dabei im Hinblick auf gewünschte Eigenschaften wie bspw. Dynamik und Stabilität der Regelung vorgenommen werden.

Die Erfindung erlaubt eine Weiterbildung dahingehend, dass das Regelsignal zur Verbesserung der Dynamik bei Sollwertän­ derungen additiv mit einem von dem Sollwert insbesondere durch Differentiation abgeleiteten Signal zu einem dynami­ sierten Regelsignal verknüpft wird. Eine derartige Anordnung erlaubt es, die eigentliche Regelfunktion ohne Differential­ anteil zu bilden, so dass ohne Sollwertänderungen eine sehr ruhige Regelung erfolgt und damit die Gefahr von Instabilitä­ ten beträchtlich gemindert ist.

Ferner hat es sich bewährt, dass das ggf. dynamisierte Regel­ signal durch ein oder mehrere Signale beeinflusst wird. Hier­ durch kann spezifischen Randbedingungen, welche in der auszu­ regelnden Strecke zu beachten sind, entsprochen werden.

Eine erste Modifikation kann das ggf. dynamisierte Regelsig­ nal durch einen Füllstandsmesswert für den zwecks Veränderung des Fahrzeuggewichts befüllbaren Behälter erfahren, um da­ durch ein füllstandskorrigiertes Regelsignal zu erhalten. Diese Modifikation berücksichtigt die Tatsache, dass bei ei­ nem hohen Füllstand in der betreffenden Regelzelle nur noch ein vergleichsweise geringes Luftvolumen vorhanden ist, so dass bereits die Be- oder Entlüftung mit einer vergleichswei­ se geringen Luftmenge zu starken Druckänderungen in der Re­ gelzelle führt, während bei niedrigem Zellenfüllstand hierzu die Bewegung erheblich größerer Luftmengen erforderlich ist. Die Modifikation könnte hierbei derart bewirkt werden, dass der gemessene Füllstand von dem maximalen Füllstand subtra­ hiert wird, um ein Maß für das noch vorhandene Luftvolumen zur Verfügung zu stellen, und dass dieser zu dem Luftvolumen proportionale Wert anschließend mit dem ggf. dynamisierten Reglerausgangssignal multipliziert wird.

Eine weitere, alternative oder kumulative Modifikationsmög­ lichkeit kann von einem Drucksignal für den außenbordseitigen Druck hergeleitet werden, um ein tauchtiefenkorrigiertes Re­ gelsignal zu erhalten. Hierbei soll vor allem der Tatsache entsprochen werden, dass bei niedrigen Tauchtiefen die von dem Wellengang hervorgerufenen Schwankungen des Außendrucks möglicherweise in der Größenordnung der gewünschten Druckdif­ ferenz liegen und somit zu extremen Schwingungen innerhalb des erfindungsgemäßen Regelkreises Anlass geben könnten. Da sich in ungünstigen Fällen hieraus Instabilitäten ergeben könnten, kann im Rahmen einer derartigen Tauchtiefenkorrektur bei niedrigen Tauchtiefen eine Abschwächung des Regelsignals vorgenommen werden, um dadurch den Regelkreis zu beruhigen.

Schließlich kann weiterhin vorgesehen sein, dass das ggf. dy­ namisierte, füllstandskorrigierte und/oder tauchtiefenkorri­ gierte Regelsignal begrenzt wird, um weiteren Sollwerten, insbesondere hinsichtlich der Geräuschanforderung, zu ent­ sprechen. Hierbei soll Begrenzung auch im Sinne von einer Minderung des Proportionalitätsfaktors bei großen Amplituden des Regelsignals verstanden werden, um bspw. starke und damit laute Regelungsmaßnahmen zu vermeiden, was insbesondere bei militärischen Unterwasserfahrzeugen wichtig sein kann.

Das erfindungsgemäße Regelungskonzept lässt sich vorteilhaft durch eine unterlagerte Regelung für die Änderungsgeschwin­ digkeit der Druckdifferenz ergänzen, der das ggf. dynamisier­ te, füllstandskorrigierte, tauchtiefenkorrigierte und/oder begrenzte Druckdifferenz-Regelsignal als Sollwert mitgeteilt wird. Diese mehrteilige Regelungsstruktur kann dazu verwendet werden, um Sprünge in der Änderungsgeschwindigkeit der Druck­ differenz zu vermeiden, wodurch ebenfalls eine Besänftigung des Regelkreises erreicht wird, so dass die von der Anordnung erzeugten Geräusche auf ein Minimum abgesenkt werden können.

Der für die unterlagerte Regelschleife benötigte Istwert für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz lässt sich nach der Lehre der Erfindung aus dem gemessenen Istwert der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der betreffenden Regel­ zelle einerseits und dem außenbordseitigen Wasserdruck ande­ rerseits durch Differentiation bestimmen. Da eine derartige Differentiation mittels preiswerter Elektronikbausteine prob­ lemlos realisiert werden kann, steht einer erfindungsgemäßen Kaskadenregelung kein technologisches Hindernis im Wege.

Ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Änderungsgeschwindigkeit des Druckdifferenz­ istwerts von dem als Sollwertsignal verwendeten, ggf. modifi­ zierten Regelsignal der überlagerten Regelung für die Druck­ differenz zwischen Regelzelle und außenbordseitigem Wasser­ druck subtrahiert wird, um ein Maß für die Regelabweichung der unterlagerten Regelung für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz zu erhalten. Dieser Verfahrensschritt dient der Vereinfachung einer nachgeschalteten Regelung, in­ dem deren Aufgabe darauf reduziert wird, das solchermaßen be­ stimmte Maß für die Regelabweichung der unterlagerten Rege­ lung auf null abzugleichen.

Weiterhin kann zur Verbesserung der Dynamik bei Sollwertände­ rungen des vorgebbaren Druckdifferenzsollwertes eine Korrek­ tur des Regelabweichungssignals der unterlagerten Regelung für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz anhand des Druckdifferenzsollwertes vorgenommen werden, insbesondere mittels eines durch Differentiation aus dem Druckdifferenz­ sollwert abgeleiteten Signals. Auch an dieser Stelle kann ein von dem vorgebbaren Druckdifferenzsollwert abgeleiteter Dif­ ferentialanteil eingeschleift werden, da infolge der unterge­ ordneten Regelschleife für die Änderungsgeschwindigkeit des Druckdifferenzistwertes ggf. eine sprungartige Veränderung dieser Regelgröße vermieden werden kann.

Auch im Rahmen der unterlagerten Regelung für die Änderungs­ geschwindigkeit der Druckdifferenz lässt sich vorteilhaft ei­ ne zu der ggf. dynamisierten Regelabweichung, deren Integral und/oder Differential proportionale Funktion als Regelsignal für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz bilden. Um sprunghafte Änderungen der Regelgrößen zu vermeiden, soll­ te der Differentialanteil hierbei nicht zu groß gewählt oder gar weggelassen werden.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann ferner vorgese­ hen sein, dass aus dem Regelsignal insbesondere für die Ände­ rungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz Ansteuersignale für ein stromaufwärts des Behälteranschlusses für ein gasförmiges Druckmedium angeordnetes Belüftungsventil einerseits sowie für ein stromabwärts des Behälteranschlusses für das Druckme­ dium angeordnetes Entlüftungsventil andererseits abgeleitet werden. Die erfindungsgemäße Regelstrecke hat die Besonder­ heit, dass für eine Erhöhung des Zellendrucks das Belüftungs­ ventil geöffnet werden muss, wobei ein stromabwärts desselben angeordnetes Entlüftungsventil geschlossen sein sollte, um Druckverluste zu vermeiden, während andererseits bei Öffnung des Entlüftungsventils zwecks Senkung des Zellendrucks das Belüftungsventil geschlossen sein sollte. Aus dem für die Einflussnahme auf die Strecke relevanten Regelsignal müssen demnach Ansteuersignale für zwei Stellglieder erzeugt werden, wobei je eines der als Ventile ausgebildeten Stellglieder je einer der beiden, möglichen Polaritäten des relevanten Regel­ signals zugeordnet ist.

Die aus dem relevanten Regelsignal zu generierenden Ansteuer­ signale sollten dabei derart beschaffen sein, dass sie eine kontinuierliche Verstellung des betreffenden Ventils bewir­ ken. Dadurch kann die Stärke des Luftstroms kontinuierlich beeinflusst werden, so dass eine sehr gefühlvolle und damit äußerst stabile Regelung erzielt werden kann.

Die tatsächliche Stellung der zu betätigenden Be- und Entlüf­ tungsventile kann wiederum durch schwankende Randbedingungen verursacht von der gemäß den Ansteuersignalen gewünschten Stellung abweichen, bspw. infolge von herstellungsbedingten Toleranzen, Spannungsschwankungen, korrosionsbedingter Erhö­ hung von Reibungsbeiwerten, Verschleiß, etc. Um dennoch die Ventile exakt in die gewünschte Stellung verfahren zu können, ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, dass die aktuellen Ventilstellungen erfasst werden. Somit erhält die erfindungs­ gemäße Regelung bzw. Ansteuerschaltung ein Rückmeldesignal, welches dieser Aufschluss darüber ergibt, ob die berechneten Ventilstellungswerte auch tatsächlich angefahren worden sind.

Die Rückmeldung der aktuellen Ventilstellungen erlaubt ferner eine gegenseitige Verriegelung der beiden Ventile, derart, dass die Ansteuersignale für ein Ventil mit der aktuellen Ventilstellung des jeweils anderen Ventils verknüpft werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass ein Ventil erst ge­ öffnet wird, sobald das andere vollständig geschlossen ist, um Druckverluste zu vermeiden.

Ein weiteres, bevorzugtes Merkmal der Erfindung liegt darin, dass die Ansteuersignale für die Ventile aus dem ggf. durch Verriegelung modifizierten Regelsignal insbesondere für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz durch je eine un­ terlagerte Ventilstellungsregelung gewonnen werden. Eine der­ artige Positionsregelung für den aktiven Teil des Be- und Entlüftungsventils gewährleistet eine höchst präzise Verstel­ lung, wobei die jeweils erforderlichen Ansteuersignale in der für die betreffende Ventilstellung erforderlichen Amplitude durch die betreffende Regelschleife individuell erzeugt wer­ den.

Auch im Rahmen einer Ventilstellungsregelung sollte der er­ fasste Ventilstellungswert von dem als Sollwert verwendeten, ggf. durch Verriegelung modifizierten Regelsignal insbesonde­ re für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz sub­ trahiert werden, um ein Maß für die Regelabweichung zu erhal­ ten. Wenn dieses Signal für die Regelabweichung zu null abge­ glichen ist, so hat das betreffende Ventil die von dem über­ geordneten Regelsignal bestimmte Stellung eingenommen, und der übergeordnete Regelungskreis kann stets von einer optima­ len Einhaltung der angeforderten Ventilstellungen ausgehen, auch wenn im Einzelnen die elektrischen oder mechanischen Pa­ rameter der betroffenen Ventile voneinander abweichen.

Die Regelabweichung kann insbesondere dadurch minimiert wer­ den, dass im Rahmen der Ventilstellungsregelung eine zu der Regelabweichung der Ventilstellung, deren Integral und/oder Differential proportionale Funktion als Ansteuersignal für das betreffende Ventil gebildet wird. Insbesondere ein Integ­ ralanteil führt hierbei dazu, dass das Ansteuersignal solange angehoben bzw. abgesenkt wird, bis das Ventil seine ihm vor­ bestimmte Stellung eingenommen hat und dadurch die Regelab­ weichung zu null geworden ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss ein erfindungsgemäßes Unterwasserfahrzeug mit einer entsprechend konstruierten Vorrichtung ausgerüstet sein. Diese zeichnet sich aus durch einen Schaltkreis zur Regelung der Druckdiffe­ renz zwischen dem Druck in einem zwecks Veränderung des Fahr­ zeuggewichts mit Wasser und/oder einem Gas, insbesondere Luft, befüllbaren Behälter einerseits und dem außenbordseiti­ gen Wasserdruck andererseits auf einen vorgegebenen Sollwert.

Eine derartige Schaltkreisanordnung kann auf unterschied­ lichste Art realisiert sein. Einerseits besteht die Möglich­ keit, die einzelnen Komponenten dieses Schaltkreises mecha­ nisch aufzubauen; zur Gewichts- und Platzersparnis können je­ doch mit Ausnahme der Sensoren und Stellglieder auch elektri­ sche oder elektronische Komponenten verwendet werden, und schließlich ist auch eine Zusammenfassung dieser Komponenten zu einem integrierten Schaltkreis möglich, wobei dieser auch als programmierbarer Baustein konzipiert sein kann, der seine Funktion durch ein spezielles Steuerprogramm erhält. Allen derartigen Regelungskonzepten gemeinsam ist, dass der Innen­ druck in der betreffenden Regelzelle über ein oder mehrere Stellglieder derart beeinflusst wird, dass er stets dem au­ ßenbordseitigen Wasserdruck mit einem dem vorgebbaren Druck­ differenzsollwert entsprechenden Offset nachgeführt wird. Als von diesem Schaltkreis beeinflusste Stellglieder dienen hier­ bei das Be- und das Entlüftungsventil für die betreffende Re­ gelzelle, und ein für die Rückkopplung erforderliches Ist­ wertsignal wird durch einen oder mehrere Drucksensoren er­ zeugt.

Obzwar der Druckdifferenzistwert auch mittels getrennter Drucksensoren für den Regelzellendruck einerseits und den au­ ßenbordseitigen Wasserdruck andererseits erzeugt werden kann, bevorzugt die Erfindung die Verwendung eines einzigen Sensors für die Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Regelzelle einerseits und dem außenbordseitigen Wasserdruck anderer­ seits. Da derartige Differenzdrucksensoren nur einen geringen konstruktiven Mehraufwand bedingen, andererseits die Störan­ fälligkeit durch eine Verminderung der Bauteile reduziert wird, verdient diese Anordnung den Vorzug. Auch wird dabei der Kalibrierungsaufwand reduziert und ein elektronischer Subtraktionsbaustein entfällt ebenfalls.

Weitere Vorteile bietet eine Einrichtung zur Subtraktion ei­ nes Ausgangssignals des Sensors für die Druckdifferenz zwi­ schen dem Behälterinnendruck und dem außenbordseitigen Was­ serdruck von einem vorgegebenen Sollwertsignal. Diese Ein­ richtung erzeugt solchermaßen ein Signal für die aktuelle Re­ gelabweichung, das unter Ausregelung des Istwertes auf null abgeglichen werden kann.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Regelkreises kann das Aus­ gangssignal der Subtraktionseinrichtung für den Soll- und Istwert der Druckdifferenz dem Eingang eines Reglerbausteins zugeführt sein, dessen Ausgangssignal proportional zu seinem Eingangssignal, dessen Integral und/oder Differential ist. Hierbei dient der Integralanteil vorzugsweise dazu, die Re­ geldifferenz dauerhaft exakt auf null auszuregeln, während ein Differentialanteil zwar die Dynamik des Regelkreises ver­ bessert, andererseits aber zur Vermeidung von Instabilitäten bzw. zur Dämpfung von evtl. durch den Seegang etc. angestoße­ nen Schwingungen eher klein gehalten werden sollte.

Als weiterer Bestandteil des erfindungsgemäßen Regelkreises kann eine Additionseinrichtung vorgesehen sein, in welcher dem Ausgangssignal des Druckdifferenz-Regelbausteins ein von dem Druckdifferenz-Sollwert insbesondere durch Differentiati­ on abgeleitetes Signal hinzugefügt wird, um ein dynamisiertes Regelsignal zu erhalten. Diese Maßnahme kann dazu verwendet werden, um eine selektiv auf Sollwertänderungen reagierende Dynamik zu erzeugen, während schnelle Istwertänderungen, wel­ che insbesondere auch durch den Seegang vorgetäuscht werden können, durch Weglassen eines Differentialanteils bei dem er­ findungsgemäßen Regler gedämpft oder zumindest nicht ver­ stärkt werden.

Wie oben bereits ausgeführt, werden die Eigenschaften der Re­ gelstrecke von einer Vielzahl weiterer Faktoren beeinflusst, und um hier eine Adaption des Regelsignals vorzunehmen, kann dem Reglerbaustein oder der ausgangsseitig an diesen ange­ schlossenen Additionseinrichtung wenigstens ein Baustein zur Modifikation des Regelsignals anhand eines oder mehrerer Sig­ nale nachgeordnet sein. Diese Modifikationsbausteine können auf den unterschiedlichsten Wegen auf das Regelsignal einwir­ ken: Verstärkend, abschwächend, begrenzend, etc.

Das Regelsignal kann bspw. von einem Baustein modifiziert werden, dem das Ausgangssignal eines Sensors für den Füll­ stand in der betreffenden Regelzelle zugeführt ist. Indem dieser Modifikationsbaustein Informationen über den aktuellen Füllstand in der betreffenden Regelzelle erhält, kann dieser das Regelsignal dem verbleibenden Luftvolumen entsprechend anpassen, und dieser Baustein kann zu diesem Zweck als Multi­ plikator ausgebildet sein, der das Regelsignal mit einem zu dem verbleibenden Luftvolumen proportionalen Faktor multipli­ ziert.

An dem Signaleingang eines anderen Bausteins zur ggf. weite­ ren Modifikation des Regelsignals lässt sich das Ausgangssig­ nal eines Sensors für den außenbordseitigen Wasserdruck an­ schließen, wodurch dieser Modifikationsbaustein zumindest nä­ herungsweise die aktuelle Tauchtiefe ermitteln kann. Seine Aufgabe ist es, bei niedrigen Tauchtiefen das Regelsignal ab­ zuschwächen und dadurch Schwingungen in dem Regelkreis, wie sie durch den Seegang bei derart geringen Tauchtiefen ange­ stoßen werden, abzudämpfen. Er kann daher eine Übertragungs­ funktion haben, die bei größeren Tauchtiefen etwa den Wert 1 besitzt, bei kleineren Tauchtiefen dagegen kleiner als 1 ist.

Ein wiederum anderer Baustein, der vorzugsweise zur Begren­ zung des ggf. modifizierten Regelsignals verwendet wird, ver­ fügt über einen Eingang für ein vorgegebenes oder vorgebbares Sollwertsignal hinsichtlich der Geräuschanforderung. Entspre­ chend diesem Geräuschsollwert kann das Regelsignal durch Be­ grenzung gedrosselt oder abgeschwächt werden, so dass sämtli­ che Aktionen des Regelkreises mit verminderter Intensität ausgeführt werden und dadurch sowohl abrupte Schaltverände­ rungen wie auch starke Luft- und/oder Wasserbewegungen ver­ mieden werden.

Zur Verbesserung der Regeleigenschaften sieht die Erfindung eine Kaskadenregelung vor, mit einem unterlagerten Schalt­ kreis zur Regelung der Änderungsgeschwindigkeit der Druckdif­ ferenz, dessen Sollwerteingang das ggf. modifizierte Aus­ gangssignal des Druckdifferenz-Reglerbausteins zugeführt ist. Eine derartige Reglerstruktur bietet den Vorteil, dass die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz nicht weitgehend sich selbst überlassen bleibt, sondern möglichst exakt einem ggf. durch die verschiedensten Modifikationsbausteine beein­ flussten Sollwertsignal nachgeführt wird. Hierdurch ist eine weitere Eingriffsstelle geschaffen, an der einerseits die oben bereits beschriebenen Modifikationsbausteine angekoppelt werden können, und andererseits kann durch eine Trennung der Regler für den übergeordneten und unterlagerten Regelkreis das Führungsverhalten der betreffenden Regelkreise durch op­ timierte Reglerstrukturen und/oder -parameter unabhängig von­ einander vorgegeben werden.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Ausgangssignal des Sensors für die Druckdifferenz zwischen dem Druck in der betreffenden Regelzelle einerseits und dem außenbordseitigen Wasserdruck andererseits einem Baustein zugeführt wird, der daraus das Zeitdifferential berechnet. Mit diesem Baustein ist es möglich, aus dem vorzugsweise kontinuierlich gemesse­ nen Istwert der Druckdifferenz zwischen Regelzelle und außen­ bordseitigem Wasserdruck einen Istwert für die Änderungsge­ schwindigkeit dieser Druckdifferenz zu bestimmen. Dabei kann dieser Baustein als analoger Differentiator ausgebildet sein, so dass das Differential nahezu verzögerungsfrei sowie zu je­ dem Zeitpunkt bestimmt wird, andererseits ist es auch mög­ lich, dem Druckdifferenzistwertsignal in kurzen Zeitabständen Abtastwerte zu entnehmen, diese zu digitalisieren und aus der Differenz aufeinanderfolgender Digitalwerte das Differential zu bestimmen.

Die weitere Verarbeitung dieses Istwertsignals für die Ände­ rungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz findet in einer Sub­ traktionseinrichtung statt, wo dieses Signal von dem ggf. mo­ difizierten Ausgangssignal des Druckdifferenz-Reglerbausteins subtrahiert wird, um ein Signal für die Regelabweichung des unterlagerten Regelkreises für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz zu erhalten. Hierdurch wird ein Signal ge­ schaffen, dessen Absolutwert der Amplitude ein Kriterium für den Abstand des tatsächlichen Betriebspunkts von dem ge­ wünschten Betriebspunkt darstellt und von einem Reglerbau­ stein durch Veränderung des Betriebspunktes der Strecke auf null abzugleichen ist.

Die erfindungsgemäße Kaskadenregelung bietet die weitere Mög­ lichkeit, dem Signal für die Regelabweichung des unterlager­ ten Regelkreises für die Änderungsgeschwindigkeit der Druck­ differenz ein von dem Druckdifferenz-Sollwertsignal insbeson­ dere durch Differentiation abgeleitetes Signal hinzuzufügen, um ein dynamisiertes Regelabweichungs-Signal für den unterla­ gerten Regelkreis zu erhalten. Dies wird bevorzugt in einer Additionseinrichtung durchgeführt, der die betreffenden Sig­ nale zugeführt sind; ggf. kann diese Additionseinrichtung auch mit der Subtraktionseinrichtung für die Bildung der Re­ gelabweichung des unterlagerten Regelkreises integriert sein, bspw. durch parallelen Anschluss mehrerer Eingänge an dem in­ vertierenden und/oder nicht invertierenden Eingang eines Ope­ rationsverstärkers. Indem hier eine Ankopplungsmöglichkeit für ein aus dem Druckdifferenz-Sollwertsignal gewonnenen Dif­ ferentialanteil geschaffen ist, kann dieser einerseits an dem übergeordneten Regler vorbeigeführt sein, um dessen Schwin­ gungsneigung zu reduzieren, andererseits können von diesem Differentialanteil herrührende Sprünge des Regelabweichungs­ signals für den unterlagerten Regelkreis durch eine entspre­ chende Auslegung des unterlagerten Reglers von den Stellglie­ dern weitgehend ferngehalten werden, so dass deren Betäti­ gungsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert nicht über­ schreitet.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann der Reglerbau­ stein des unterlagerten Regelkreises derart aufgebaut sein, dass sein Ausgangssignal proportional zu dem an seinem Ein­ gang anliegenden, ggf. dynamisierten Regelabweichungs-Signal für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz ist; al­ ternativ oder kumulativ hierzu kann in dem Ausgangssignal auch ein zu dem Integral und/oder Differential seines Ein­ gangssignals proportionaler Anteil enthalten sein. Derartige Reglerstrukturen sind im Stand der Technik bekannt und hin­ länglich untersucht. Durch unterschiedliche Gewichtung der verschiedenen Anteile in der Reglerfunktion kann der Regler an die betreffende Strecke angepasst werden; bspw. kann zur Vermeidung von Sprüngen des Reglerausgangssignals der Diffe­ rential- und ggf. auch der Proportionalanteil mit einem klei­ nen Gewichtsfaktor versehen sein.

Der Druck in der Regelzelle kann erhöht werden, indem strom­ aufwärts des Behälteranschlusses für die Befüllung desselben mit einem gasförmigen Druckmedium, insbesondere Druckluft, ein Druckluftventil geöffnet wird, so dass das Druckmedium aus einem Vorratsdruckbehälter in die betreffende Regelzelle strömen kann; andererseits lässt sich der Druck in der Regel­ zelle dadurch senken, dass ein stromabwärts des Behälteran­ schlusses für dessen Entlüftung angeordnetes Entlüftungsven­ til geöffnet wird, so dass die in der Regelzelle befindliche komprimierte Luft in die Bootsatmosphäre entweichen kann. Diese Ventile werden gesteuert durch Signale, die von einer Baugruppe entsprechend dem Ausgangssignal des Reglerbausteins insbesondere für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdiffe­ renz erzeugt werden. Dieser Baugruppe obliegt es somit, den Amplitudenwert des Reglerausgangssignals in potential- und leistungsmäßig den Ventilen angepasste Signale umzusetzen.

Indem - wie die Erfindung weiterhin vorsieht - das Be- und das Entlüftungsventil kontinuierlich verstellbar ausgebildet ist, kann der Öffnungsquerschnitt der betreffenden Ventile kontinuierlich verändert werden, so dass eine schnelle Reak­ tion möglich ist, ohne dass hierbei eines oder beide Ventile vollständig umgeschalten werden müssten. Für eine Regelungs­ struktur mit unterlagertem Regler für die Änderungsgeschwin­ digkeit der Druckdifferenz ist eine entsprechend kontinuier­ liche Verstellbarkeit der Ventile geradezu essentiell, da die Zeitkonstante der sich auf- oder abbauenden Luftströmung klein gegenüber der Betätigungszeit eines Ventils ist.

Weitere Vorteile lassen sich erzielen durch Verwendung von Sensoren zur Erfassung der aktuellen Ventilstellungen des Be- und des Entlüftungsventils. Die Ausgangssignale dieser Senso­ ren geben Aufschluss darüber, ob die angesteuerten Ventile die gewünschte Stellung eingenommen haben, oder ob bspw. in­ folge von Parameterstreuungen, erhöhten Reibungskoeffizenten, etc. eine Abweichung gegenüber dem vorgegebenen Wert einge­ treten ist.

Die Verwendung von zwei getrennten Ventilen für die Be- und Entlüftung der betreffenden Regelzelle bietet gegenüber einem umschaltbaren Ventil den Vorteil, dass ein Überströmen der unter Wasser kostbaren Luft aus den Druckluftvorratsbehältern direkt in die Bootsatmosphäre vermieden werden kann. Dies ge­ lingt jedoch nur dann, wenn sichergestellt ist, dass niemals gleichzeitig beide Ventile geöffnet sind. Diesem Zweck dient eine im Rahmen der Baugruppe zur Erzeugung von Ansteuersigna­ len für das Be- und das Entlüftungsventil vorgesehene Schal­ tung, welche die Ansteuersignale für ein Ventil mit dem Sen­ sorsignal für die aktuelle Ventilstellung des jeweils anderen Ventils verriegelt. Diese Schaltung sorgt dafür, dass beim Umschalten des Strömungspfads von einem Ventil auf das andere erst das vollständige Schließen des bisher geöffneten Ventils abgewartet wird, bis sodann das andere Ventil einen Öffnungs­ befehl erhält.

Um durch die vielfältigsten Faktoren bedingte Abweichungen der tatsächlichen Ventilstellung gegenüber dem jeweils vorge­ gebenen Wert zu kompensieren, sollten im Rahmen der Ansteuer­ baugruppe zur Erzeugung von Ansteuersignalen für das Be- und das Entlüftungsventil unterlagerte Regelkreise für die Ven­ tilstellung des Be- und/oder des Entlüftungsventils vorgese­ hen sein. Durch eine geeignete Auslegung dieser unterlagerten Regelkreise kann sichergestellt werden, dass die tatsächliche Ventilstellung stets und in ausreichendem Umfang mit dem vor­ gegebenen Wert übereinstimmt, so dass der vorgeordnete Regel­ kreis eine idealisierte Funktion der Stellglieder vorausset­ zen darf. Dies ist auch insofern von Bedeutung, als hierdurch Alterungserscheinungen wie bspw. durch die aggressive Seeluft bedingte Korrosion im Bereich der Ventile, etc. aus der Re­ gelstrecke eliminiert werden.

Die erste Komponente eines erfindungsgemäßen Regelkreises für die Ventilstellung des Be- und/oder Entlüftungsventils ist jeweils ein Baustein zur Subtraktion des Ausgangssignals des betreffenden Ventilstellungs-Sensors von dem als Sollwert für die Ventilstellung verwendeten, ggf. verriegelten Regelsignal insbesondere für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdiffe­ renz, welcher an seinem Ausgang ein Signal für die Regelab­ weichung der Stellung des betreffenden Ventils liefert. Die Amplitude dieses Ausgangssignals enthält eine Information über den Abstand der aktuellen Ventilstellung gegenüber der gewünschten Ventilstellung kann damit zur Korrektur verwendet werden.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass das Regelabweichungs-Signal des unterlagerten Regelkreises für die Ventilstellung dem Eingang eines Reglerbausteins zuge­ führt ist, dessen Ausgangssignal insbesondere proportional zu seinem Eingangssignal, dessen Integral und/oder Differential ist. Auch hier sieht die Erfindung demnach einen kontinuier­ lich arbeitenden Regler vor, der mit einer ausreichenden Dy­ namik, jedoch ohne Überschwingen für eine Identität zwischen Ventilstellungssoll- und -istwert sorgt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Er­ findung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Verrohrungsplan mit den für die Erfindung wichti­ gen Komponenten eines Unterwasserfahrzeugs; sowie

Fig. 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Regelschalt­ kreises.

Die Bootshülle 1 trennt den Innenraum 2 des Unterwasserfahr­ zeugs von den umgebenden Wassermassen 3.

Um das Unterwasserfahrzeug 1, 2 auf einer gewünschten Tauch­ tiefe in einem Schwebezustand zu stabilisieren, ist wenigs­ tens eine Regelzelle 4 vorgesehen. Neben dieser dem groben Gewichtsausgleich des Unterwasserfahrzeugs 1, 2 dienenden Re­ gelzelle 4 können auch weitere, insbesondere dem Feinabgleich dienende Tieflenzzellen, welche in der Zeichnung nicht darge­ stellt sind, vorhanden sein.

Die Regelzelle 4 hat ein Volumen von vielen hundert Litern, und sie ist über ein Rohr 5 mit einer Öffnung 6 in der Boots­ hülle 1 verbunden, so dass sie mit Wasser 7 gefüllt werden kann. Der Zufluss wird ermöglicht durch das Öffnen einer Klappe 8 in dem Rohr 5, und die durchströmende Wassermenge kann durch einen ebenfalls in dem Rohr 5 angeordneten Durch­ flussgeber 9 überwacht werden. Das Füllen der Regelzelle 4 mit Wasser 7 (Fluten) erhöht deren Gewicht und damit das Ge­ wicht des Unterwasserfahrzeugs 1, 2, so dass einem erhöhten Auftrieb in größeren Tauchtiefen das Gleichgewicht gehalten werden kann. Andererseits kann zur Stabilisierung des Unter­ wasserfahrzeugs 1, 2 in niedrigeren Tauchtiefen die Regelzel­ le 4 entleert werden (Lenzen), um dadurch deren Gewicht und damit das Gewicht des Unterwasserfahrzeugs 1, 2 zu reduzie­ ren.

Die gewünschte Massebewegung (Fluten oder Lenzen der Regel­ zelle 4) wird bei jeweils geöffneter Klappe 8 durch die Ein­ stellung des Druckes in einem Luftpolster 10 bewirkt, welches sich oberhalb des Wasserpegels 11 in der Regelzelle 4 befin­ det. Hierzu ist in der Oberseite 12 der Regelzelle 4 ein Luftein- bzw. -auslass 13 vorgesehen, der über ein mit einem Ventil 14 verschließbares Entlüftungsrohr 15 mit einer in die Bootsatmosphäre 2 führenden Rohrmündung 16 verbunden ist. Durch Öffnen dieses Entlüftungsventils 14 kann die Luft 10 aus der Regelzelle 4 entweichen, so dass ein Druckausgleich mit dem Druck in der Bootsatmosphäre 2 bis herab zu dem dort herrschenden atmosphärischen Druck stattfinden kann. Wird nun die Klappe 8 geöffnet, so drückt der demgegenüber erhöhte, außenbordseitige Wasserdruck durch die Rohrverbindung 5 Was­ ser 7 in die Regelzelle 4, so dass diese geflutet wird.

Andererseits ist der Luftein- und -auslass 13 der Regelzelle 4 mit einem weiteren, durch ein Ventil 17 absperrbaren Rohr 18 verbunden, welches über einen Druckminderer 19 mit einem oder mehreren Druckluftvorratsbehältern 20 gekoppelt ist. Bei einem derartigen Vorratsbehälter 20 kann es sich bspw. um ei­ ne Gruppe von Druckluftflaschen handeln, welche in aufge­ tauchtem Zustand des Unterwasserfahrzeugs mittels eines Kom­ pressors gefüllt werden können. Dadurch herrscht in dem Druckluft-Vorratsspeicher 20 je nach Füllungsgrad ein Druck von etwa 180 bis 250 bar, der durch den Druckminderer 19 auf einen Luftdruck von etwa 50 bar in dem Belüftungsrohr 18 her­ abgesetzt wird. Unter der Wirkung dieses Überdruckes strömt bei geöffnetem Belüftungsventil 17 Druckluft 20 in die Regel­ zelle 4 und erhöht den Druck in dem dortigen Luftpolster 10. Übersteigt dieser Druck den außenbordseitigen Wasserdruck 3, fließt bei geöffneter Klappe 8 das Wasser 7 aus der Regelzel­ le 4 ab (Lenzen).

Eine wichtige Randbedingung für die Betätigung der Ventile 14, 17 ist, dass niemals beide Ventile 14, 17 gleichzeitig geöffnet sein sollen, da solchenfalls die Druckluft 20 mit hoher Geschwindigkeit in die Bootsatmosphäre 2 entweichen würde und damit der Druckluftvorrat 20 sich schnell erschöp­ fen könnte.

Zu beachten ist ferner, dass das Fluten der Regelzelle 4 in entlüftetem Zustand vermieden werden sollte, da solchenfalls das Wasser 7 mit sehr hoher Geschwindigkeit und damit auch mit hoher Geräuschentwicklung durch das Rohr 5 strömt.

Schließlich ist auch zu beachten, dass die Klappe 8, welche in dem Rohr 5 "von und nach Regelzelle" angeordnet ist, ein vergleichsweise träges Gebilde darstellt, welches zum voll­ ständigen Schließen bzw. Öffnen mehrere Sekunden (bspw. 10 Sekunden) benötigt, während der noch große Wassermengen 7 in die oder aus der Regelzelle 4 strömen können, so dass insbe­ sondere der Schließvorgang der Klappe 8 bereits zu einem Zeitpunkt eingeleitet werden muss, zu dem der Füllstand 11 in der Regelzelle 4 noch nicht dem gewünschten Wert entspricht. Der zeitliche Versatz, um den der Schließbefehl vorgezogen werden muss, ist zwar weitgehend konstant, jedoch hängt die Menge des während dieser Schließphase noch durchströmenden Wassers 7 insbesondere auch von der Druckdifferenz zwischen dem Innendruck der Regelzelle 4 und dem außenbordseitigen Wasserdruck 3 ab. Je größer diese Druckdifferenz ist, um so größer wird die Strömungsgeschwindigkeit in dem Rohr 5 sein und demzufolge wird auch die noch durchströmende Wassermenge 7 variieren. Aufgrund einer Vielzahl von Faktoren kann die Rest-Durchflussmenge 9 nicht ohne großen mathematischen Auf­ wand berechnet werden, und dennoch ist keine Gewähr dafür ge­ geben, dass nicht trotzdem noch erhebliche Abweichungen auf­ treten.

Da die Druckdifferenz zwischen der Regelzelle 4 und dem au­ ßerbordseitigen Wasserdruck 3 von entscheidender Bedeutung für die Rest-Durchflussmenge 9 beim Schließen der Klappe 8 ist, sieht die Erfindung vor, diese Druckdifferenz im Rahmen einer Regelung möglichst konstant zu halten, damit für den Rest-Durchfluss 9 beim Schließen der Klappe 8 ein experimen­ tell ermittelter Wert verwendet werden kann, der auch in eine Füllstandsabweichung umgerechnet werden kann, bei welcher so­ dann der Schließvorgang der Klappe 8 einzuleiten ist.

Um die Druckdifferenz zwischen der Regelzelle 4 und dem au­ ßerbordseitigen Wasserdruck 3 einregeln zu können, ist ein Differenzdrucksensor 21 vorgesehen, der zu diesem Zweck über Rohrverbindungen 22, 23 mit der Regelzelle 4 einerseits und einer Öffnung 24 in der Bootshülle 1 andererseits kommuni­ ziert und dadurch von zwei Seiten mit den unterschiedlichen Druckpegeln 3, 4 beaufschlagt wird. Natürlich kann das Rohr 23 anstelle mit der Bootshülle 1 auch mit dem Mündungsbereich 6 des Rohrs 5 verbunden sein.

Aufgabe der Regelung ist es, in Abhängigkeit von der gemesse­ nen Druckdifferenz 21 durch Betätigung der Be- und Entlüf­ tungsventile 17, 14 den Druck des Luftpolsters 10 in der Re­ gelzelle 4 dem außenbordseitigen Wasserdruck 3 derart nachzu­ führen, dass die Druckdifferenz 21 stets einem vorgegebenen Sollwert 25 entspricht. Gelingt dies, so ist die Rest-Durch­ flussmenge 9 durch das Rohr 5 beim Schließen der Klappe 8 un­ abhängig von dem Füllstand 11 in der Regelzelle 4 konstant, und bei Verwendung eines experimentell bestimmten Vorhalte­ wertes für das Einleiten des Schließvorgangs der Klappe 8 kann mit guter Näherung erreicht werden, dass der endgültig sich einstellende Regelzellenfüllstand 11 ziemlich exakt dem gewünschten Füllstand entspricht. Somit bereitet es keine Schwierigkeiten, das Gewicht des Unterwasserfahrzeugs 1, 2 in definiertem Umfang zu verstellen und dadurch eine Stabilisie­ rung in unterschiedlichen Tauchtiefen herbeizuführen.

Die Struktur des erfindungsgemäßen Regelkreises 26 für die Druckdifferenz zwischen der Regelzelle 4 und dem außerbord­ seitigem Wasserdruck 3 ist in Fig. 2 wiedergegeben.

Man erkennt einen Sollwertgeber 25, der entweder manuell oder fest eingestellt sein kann oder bspw. von dem Ausgangssignal eines übergeordneten Regelkreises für die Durchflussgeschwin­ digkeit oder -menge 9 in dem Rohr 5 von und nach der Regel­ zelle 4 abgegriffen werden kann.

Von diesem Sollwertsignal 25 wird der von dem Differenzdruck­ geber 21 gelieferte Istwert subtrahiert 27, um ein zu der ak­ tuellen Regelabweichung proportionales Signal 28 zu erzeugen. Sofern es einem nachgeschalteten Regler 29 gelingt, dieses Regelabweichungssignal 28 auf null auszuregeln, sind optimale Voraussetzungen für ein definiertes Betätigen der Klappe 8 von und nach der Regelzelle 4 geschaffen.

Im Rahmen des Regelbausteins 29 können unterschiedliche Strukturen Verwendung finden, vorzugsweise wird hier jedoch ein Regler mit Proportional- und Integralanteil eingesetzt, da ein solcher bei ausreichender Dynamik in der Lage ist, ei­ ne Regelabweichung dauerhaft auf null auszuregeln. Auf einen Differentialanteil kann an dieser Stelle evtl. verzichtet werden, um die Regelung so weit als möglich zu beruhigen. Stattdessen kann dem Ausgangssignal 30 des Reglers 29 das Signal eines Vorsteuerungsblockes 31 additiv überlagert 32 werden, wodurch bspw. die Dynamik bei Änderungen des Sollwer­ tes 25 verbessert wird. Zu diesem Zweck kann die Vorsteuerung 31 bspw. als differenzierender Baustein ausgebildet sein.

Ferner kann das solchermaßen dynamisierte Regelsignal 33 in weiteren, nachgeschalteten Baugruppen modifiziert und dadurch an die aktuellen Randbedingungen angepasst werden.

Hierbei besteht die Möglichkeit im Rahmen eines ersten Modi­ fikationsbausteins 34 eine Verknüpfung mit dem Ausgangssignal 35 eines Sensors 36 für den Füllstand 11 in der Regelzelle 4 vorzunehmen. Damit kann die Tatsache berücksichtigt werden, dass mit steigendem Füllstand 11 das Volumen des Luftpolsters 10 abnimmt und daher bereits geringere, zu- oder abströmende Luftmengen zu jeweils verstärkten Druckänderungen in der Re­ gelzelle 4 beitragen. Hier lässt sich eine Korrektur errei­ chen, indem durch Subtraktion des aktuell gemessenen Füll­ standes 36 von dem maximalen Füllungszustand der Regelzelle 4 das Volumen des Luftpolsters 10 berechnet wird und sodann dieser Wert bspw. multiplikativ mit dem Regelsignal 33 ver­ knüpft wird, damit bei großem Luftpolster 10 mit einem ent­ sprechend großen Regelsignal 37 eine entsprechend weite Aus­ steuerung der Ventile 14, 17 bewirkt wird, während bei hohem Füllstand 36 die Ventilaussteuerung entsprechend zurückgenom­ men wird.

Ein zweiter, vorzugsweise in Reihe geschalteter Modifikati­ onsbaustein 38 erhält neben dem füllstandkorrigierten Regel­ signal 27 das Ausgangssignal 39 eines Sensors 40 für den au­ ßenbordseitigen Wasserdruck 3. Mit dieser Information kann der Modifikationsbaustein 38 etwa die aktuelle Tauchtiefe des Unterwasserfahrzeugs 1, 2 abschätzen. Seine vorwiegende Auf­ gabe liegt darin, bei niedrigen Tauchtiefen eine Abschwächung des Regelsignals 41 zu bewirken, damit trotz des in diesem Bereich stark spürbaren Einflusses des Wellenganges die Rege­ lung nicht ins Schwingen gerät.

Ein weitere Modifikationsbaustein 42 ist mit dem tauchtiefen­ korrigierten Regelsignal 41 einerseits und mit einem Soll­ wertgeber 43, an welchem die aktuelle Geräuschanforderung einstellbar ist, andererseits gekoppelt. Gemäß der hier vor­ wählbaren Geräuschreduzierung kann das Regelsignal 44 zusätz­ lich begrenzt werden, damit die Ventile 14, 17 nur in be­ schränktem Umfang geöffnet werden und somit nur ein minimales Geräusch erzeugen.

Gemäß der Lehre der Erfindung wird das solchermaßen modifi­ zierte Regelsignal 44 jedoch nicht zum Ansteuern der Ventile 14, 17 direkt verwendet, sondern vielmehr als Sollwert für eine Regelung der Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz 21. Um hier einen aktuellen Vergleichswert zu erhalten, wird von der gemessenen Druckdifferenz 21 in einem nachgeschalte­ ten Baustein 45 eine Differentialfunktion gebildet, um auf diesem Weg ein Istwertsignal 46 für die Änderungsgeschwindig­ keit der Druckdifferenz 21 zu erhalten. Dieser Istwert 46 wird von einem Subtraktionsbaustein 47 von dem als Sollwert, verwendeten, modifizierten Regelsignal 44 subtrahiert, um ein Signal 48 für die Regelabweichung zur Verfügung zu stellen.

Alternativ oder kumulativ zu der Einschleifung des Ausgangs­ signals 49 der Vorsteuerbaugruppe 31 an dem Ausgang 30 des Reglers 29 kann dieses auch dem Regelabweichungssignal 48 ad­ ditiv hinzugefügt werden, vorzugsweise an einem zu dem Soll­ wertsignal 44 parallelen Eingang des Subtraktionsbausteins 47.

Das solchermaßen ggf. dynamisierte Regelabweichungssignal 48 wird dem Eingang 50 eines unterlagerten Reglers 51 mitge­ teilt, welchem es obliegt, durch Erzeugung eines geeigneten Regelsignals 52 derart auf die Regelstrecke 4 einzuwirken, dass der Istwert 46 für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz 21 im stationären Zustand möglichst exakt mit dem Sollwertsignal 44 übereinstimmt. Auch der Regler 51 des unterlagerten Regelkreises für die Änderungsgeschwindigkeit 46 der Druckdifferenz 21 kann mit einem Proportional- und In­ tegral- sowie ggf. auch einem Differential-Anteil aufgebaut sein, jedoch kann letzterer zur Beruhigung des Regelkreisver­ haltens auch weggelassen werden.

Dem Regler 51 nachgeschaltet ist eine Ansteuerbaugruppe 53, deren Aufgabe es ist, das Regelsignal 52 des unterlagerten Reglers 51 in Ansteuersignale 54, 55 für die Stelleinrichtun­ gen 56, 57 der Luftsteuerventile 14, 17 umzusetzen.

Hierbei muss wie bereits erwähnt darauf geachtet werden, dass die beiden Ventile 14, 17 niemals gleichzeitig geöffnet sind, da ansonsten die Druckluft 20 ungenutzt in die Bootsatmosphä­ re 2 entweichen würde. Zu diesem Zweck ist jedem der beiden Ventile 14, 17 ein Ventilstellungssensor zugeordnet, deren Ausgangssignale 58, 59 zu der Ansteuerbaugruppe 53 zurückge­ führt sind. Dort können sie von einer Verriegelungsbaugruppe 60 dazu verwendet werden, einen von dem Reglerausgangssignal 52 abgeleiteten Ventilöffnungssollwert 61, 62 erst dann frei zugeben, wenn das jeweils andere Ventil 14, 17 vorher nach­ weislich des betreffenden Rückmeldesignals 58, 59 definitiv geschlossen worden ist.

Des Weiteren wird der solchermaßen erzeugte Ventilöffnungs­ sollwert 61, 62 nicht direkt auf die Stelleinrichtung 56, 57 des betreffenden Ventils 14, 17 geschalten, sondern als Soll­ wert einem Ventilstellungsregler 63, 64, zugeleitet, der dar­ über hinaus auch das Rückmeldesignal 58, 59 des betreffenden Ventilstellungssensors erhält. Hieraus kann der Ventilsstel­ lungsregler 63, 64 die Abweichung der aktuellen Ventilstel­ lung 58, 59 gegenüber dem von der Verriegelungsbaugruppe 60 stammenden Ventilöffnungssollwert 61, 62 bestimmen und nach einer festgelegten Regelfunktion entsprechende Ansteuersigna­ le 54, 55 für die Stelleinrichtung 56, 57 des betreffenden Ventils 14, 17 erzeugen. Dadurch ist es möglich, stets den gewünschten Ventilstellungswert einhalten zu können, unabhän­ gig davon, ob die Ventile durch Alterung, Korrosion oder sonstige Einflüsse abweichende Eigenschaften zeigen. Sofern die unterlagerten Ventilstellungsregler 63, 64 neben einem Proportionalanteil auch einen Integralanteil erhalten, ist sichergestellt, dass im stationären Zustand die tatsächlichen Ventilstellungen 58, 59 mit den vorgegebenen Stellungssoll­ werten 61, 62 übereinstimmen, so dass der übergeordnete Reg­ ler 51 für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz 21 davon ausgehen kann, dass sein Reglerausgangssignal 52 den Luftsteuerventilen 14, 17 eingeprägt wird. Alterungserschei­ nungen der Ventile oder sonstiger Einrichtungen werden daher ausgeschlossen, und der erfindungsgemäße Regelkreis 26 arbei­ tet über viele Jahre hinweg äußerst zuverlässig.

Für die verschiedenen Baugruppen der Regelung 26 können dis­ krete, analog arbeitende Elektronikbausteine verwendet wer­ den, daneben ist jedoch auch eine Implementierung einer, meh­ rerer oder aller Signalverarbeitungsbaugruppen als Rechenpro­ gramm in einer Datenverarbeitungsanlage möglich. Solchenfalls können die zumeist analogen Signale der Sensoren 21, 36, 40, 58, 59 wie auch die bspw. mittels Potentiometer vorgegebenen Sollwerte 25, 43 über Analog-Digital-Wandler digitalisiert und sodann bitweise eingelesen werden. Die Ausgangssignale bspw. der Ventilstellungsregler 63, 64 können sodann mit Hil­ fe von Digital-Analog-Wandlern in entsprechende Spannungspe­ gel umgesetzt werden, welche sodann mittels nachgeschalteter Verstärker leistungsmäßig den Stelleinrichtungen 56, 57 ange­ passt werden.

Claims (42)

1. Verfahren zum Betrieb eines Unterwasserfahrzeugs (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz (21) zwischen dem Druck in einem zwecks Verän­ derung des Fahrzeuggewichts mit Wasser (7) und/oder einem Gas, insbesondere Luft (10), befüllbaren Behälter (4) einer­ seits und dem außenbordseitigen Wasserdruck (3) andererseits auf einen vorgebbaren Sollwert (25) geregelt (26) wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Istwert der Druckdifferenz (21) zwischen dem Druck in einem zwecks Veränderung des Fahrzeug­ gewichts mit Wasser (7) und/oder einem Gas, insbesondere Luft (10), befüllbaren Behälter (4) einerseits und dem außenbord­ seitigen Wasserdruck (3) andererseits gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der gemessene Istwert (21) der Druckdifferenz von dem vorgegebenen Sollwert (25) subtra­ hiert (27) wird, um ein Maß (28) für die Regelabweichung zu erhalten.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Regelung (26) für die Druckdifferenz (21) eine zu der Regelabweichung (28), deren Integral und/oder Differential proportionale Funktion als Regelsignal (30) gebildet (29) wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das Regelsig­ nal (30) zur Verbesserung der Dynamik bei Sollwertänderungen (25) additiv (32) mit einem von dem Sollwert (25) insbesonde­ re durch Differentiation (31) abgeleiteten Signal (49) zu ei­ nem dynamisierten Regelsignal (33) verknüpft wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das ggf. dy­ namisierte Regelsignal (30; 33) durch ein oder mehrere Signale (35; 39; 43) beeinflusst wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das ggf. dy­ namisierte Regelsignal (30; 33) durch einen Füllstandsmesswert (35, 36) für den zwecks Veränderung des Fahrzeuggewichts be­ füllbaren Behälter (4) modifiziert (34) wird, um ein füll­ standskorrigiertes Regelsignal (37) zu erhalten.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das ggf. dy­ namisierte und/oder füllstandskorrigierte Regelsignal (30; 33; 37) durch ein Drucksignal (39, 40) für den außenbordseiti­ gen Druck (3) modifiziert (38) wird, um ein tauchtiefenkorri­ giertes Regelsignal (41) zu erhalten.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das ggf. dy­ namisierte, füllstandskorrigierte und/oder tauchtiefenkorri­ gierte Regelsignal (30; 33; 37; 41) begrenzt (42) wird, um wei­ teren Sollwerten (43), insbesondere hinsichtlich der Ge­ räuschanforderung, zu entsprechen.

10. Verfahren nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, d a­ durch gekennzeichnet, dass das ggf. dy­ namisierte, füllstandskorrigierte, tauchtiefenkorrigierte und/oder begrenzte Druckdifferenz-Regelsignal (30; 33; 37; 41; 44) als Sollwert für eine unterlagerte Regelung (51) für die Änderungsgeschwindigkeit (46) der Druckdifferenz (21) verwen­ det wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass aus dem ge­ messenen Istwert (21) der Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem betreffenden Behälter (4) einerseits und dem außen­ bordseitigen Wasserdruck (3) andererseits durch Differentia­ tion (45) die Änderungsgeschwindigkeit (46) des Druckdiffe­ renzistwerts (21) berechnet wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Ände­ rungsgeschwindigkeit (46) des Druckdifferenzistwerts (21) von dem als Sollwertsignal verwendeten, ggf. modifizierten Regel­ signal (44) der überlagerten Regelung (29) für die Druckdif­ ferenz (21) zwischen dem Druck in einem zwecks Veränderung des Fahrzeuggewichts befüllbaren Behälter (4) einerseits und dem außenbordseitigen Wasserdruck (3) andererseits subtra­ hiert (47) wird, um ein Maß (48) für die Regelabweichung der unterlagerten Regelung (51) für die Änderungsgeschwindigkeit (46) der Druckdifferenz (21) zu erhalten.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Regelab­ weichung (48) der unterlagerten Regelung (51) für die Ände­ rungsgeschwindigkeit (46) der Druckdifferenz (21) zur Verbes­ serung der Dynamik bei Sollwertänderungen (25) additiv (47) mit einem von dem Druckdifferenzsollwert (25) insbesondere durch Differentiation (31) abgeleiteten Signal (49) zu einem dynamisierten Regelabweichungssignal (48) verknüpft wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass im Rahmen der unterlagerten Regelung (51) für die Änderungsgeschwindigkeit (46) der Druckdifferenz (21) eine zu der ggf. dynamisierten Regelabweichung (48), deren Integral und/oder Differential proportionale Funktion als Regelsignal (52) für die Ände­ rungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz gebildet (51) wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass aus dem Re­ gelsignal (52) insbesondere für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz Ansteuersignale (54, 55) für ein stromauf­ wärts des Behälteranschlusses (13) für ein gasförmiges Druck­ medium (20) angeordnetes Belüftungsventil (17) einerseits so­ wie für ein stromabwärts des Behälteranschlusses für das Druckmedium (10) angeordnetes Entlüftungsventil (14) anderer­ seits abgeleitet (53) werden.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Ansteuer­ signale (54, 55) für die Ventile (14, 17) eine kontinuierliche Verstellung (56, 57) derselben bewirken.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die aktuellen Ventilstellungen erfasst werden (58, 59).

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Ansteuer­ signale (54, 55) für die Ventile (14, 17) mit der aktuellen Ventilstellung (59, 58) des jeweils anderen Ventils (17, 14) verriegelt (60) werden.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Ansteuer­ signale (54, 55) für die Ventile (14, 17) aus dem ggf. durch Verriegelung (60) modifizierten Regelsignal (52) insbesondere für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz durch je eine unterlagerte Ventilstellungsregelung (63, 64) gewonnen werden.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass im Rahmen ei­ ner Ventilstellungsregelung (63, 64) der erfasste Ventilstel­ lungswert (58, 59) von dem als Sollwert (61, 62) verwendeten, ggf. durch Verriegelung modifizierten Regelsignal insbesonde­ re für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz sub­ trahiert wird, um ein Maß für die Regelabweichung zu erhal­ ten.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Ventilstellungsregelung (63, 64) eine zu der Regelabweichung der Ventilstellung (58, 59), deren Integral und/oder Differen­ tial proportionale Funktion als Ansteuersignal (54, 55) für das betreffende Ventil (14, 17) gebildet wird.

22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (26) zur Regelung der Druckdifferenz (21) zwischen dem Druck in einem zwecks Veränderung des Fahr­ zeuggewichts mit Wasser (7) und/oder einem Gas, insbesondere Luft (10), befüllbaren Behälter (4) einerseits und dem außen­ bordseitigen Wasserdruck (3) andererseits auf einen vorgebba­ ren Sollwert (25).

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeich­ net durch einen Sensor (21) für die Druckdifferenz zwi­ schen dem Druck in einem zwecks Veränderung des Fahrzeugge­ wichts mit Wasser (7) und/oder einem Gas, insbesondere Luft (10), befüllbaren Behälter (4) einerseits und dem außenbord­ seitigen Wasserdruck (3) andererseits.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeich­ net durch eine Einrichtung (27) zur Subtraktion des Aus­ gangssignals des Sensors (21) für die Druckdifferenz zwischen dem Behälterinnendruck (4) und dem außenbordseitigen Wasser­ druck (3) von einem vorgegebenen Sollwertsignal (25)

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Ausgangssignal (28) der Subtraktionseinrichtung (27) für den Soll- und Istwert (25, 21) der Druckdifferenz dem Eingang eines Reglerbausteins (29) zugeführt ist, dessen Ausgangssignal (30) proportional zu seinem Eingangssignal (28), dessen Integral und/oder Diffe­ rential ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge­ kennzeichnet, dass dem Ausgangssignal (30) des Druckdifferenz-Reglerbausteins (29) in einer Additionsein­ richtung (32) ein von dem Druckdifferenz-Sollwert (25) insbe­ sondere durch Differentiation (31) abgeleitetes Signal (49) hinzugefügt wird, um ein dynamisiertes Regelsignal (33) zu erhalten.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, ge­ kennzeichnet durch wenigstens einen dem Regler­ baustein (29) oder der ausgangsseitig (30) an diesen ange­ schlossenen Additionseinrichtung (32) nachgeschalteten Bau­ stein (34, 38, 42) zur Modifikation des Regelsignals (30; 33) anhand eines oder mehrerer Signale (35, 39, 43).

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeich­ net durch einen Sensor (36) für den Füllstand (11) in dem Behälter (4), dessen Ausgangssignal (35) einem Baustein (34) zur ggf. weiteren Modifikation des Regelsignals (30; 33) zuge­ führt ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 oder 28, ge­ kennzeichnet durch einen Sensor (40) für den au­ ßenbordseitigen Wasserdruck (3), dessen Ausgangssignal (39) einem Baustein (38) zur ggf. weiteren Modifikation des Regel­ signals (30; 33; 37) zugeführt ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, ge­ kennzeichnet durch ein vorgegebenes oder vorgeb­ bares Sollwertsignal (43) hinsichtlich der Geräuschanforde­ rung, das einem Baustein (42) zur Begrenzung des ggf. modifi­ zierten Regelsignals (30; 33; 37; 41) zugeführt ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, da­ durch gekennzeichnet, dass das ggf. mo­ difizierte (34, 38, 42) Ausgangssignal (30; 33; 37; 41; 44) des Druckdifferenz-Reglerbausteins (29) dem Sollwerteingang eines unterlagerten Schaltkreises zur Regelung (51) der Änderungs­ geschwindigkeit der Druckdifferenz zugeführt ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Sen­ sors (21) für die Druckdifferenz zwischen dem Druck in einem zwecks Veränderung des Fahrzeuggewichts mit Wasser (7) und/ oder einem Gas, insbesondere Luft (10), befüllbaren Behälter (4) einerseits und dem außenbordseitigen Wasserdruck (3) an­ dererseits einem Baustein (45) zugeführt wird, der daraus das Differential (46) berechnet.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, gekennzeich­ net durch eine Einrichtung (47) zur Subtraktion des Aus­ gangssignals (46) des Bausteins (45) zur Bestimmung des Dif­ ferentials des Druckdifferenz-Istwerts (21) von dem ggf. mo­ difizierten Ausgangssignal (30; 33; 37, 41; 44) des Druckdiffe­ renz-Reglerbausteins (29), um ein Signal (48) für die Re­ gelabweichung des unterlagerten Regelkreises (51) für die Än­ derungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz zu erhalten.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch ge­ kennzeichnet, dass dem Signal (48) für die Re­ gelabweichung des unterlagerten Regelkreises (51) für die Än­ derungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz in einer Additions­ einrichtung (47) ein von dem Druckdifferenz-Sollwertsignal (25) insbesondere durch Differentiation (31) abgeleitetes Signal (49) hinzugefügt wird, um ein dynamisiertes Regelab­ weichungs-Signal (48) des unterlagerten Regelkreises (51) für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz zu erhalten.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 oder 34, da­ durch gekennzeichnet, dass das ggf. dyna­ misierte Regelabweichungs-Signal (48) des unterlagerten Re­ gelkreises (51) für die Änderungsgeschwindigkeit der Druck­ differenz dem Eingang eines Reglerbausteins (51) zugeführt (50) ist, dessen Ausgangssignal (52) proportional zu seinem Eingangssignal (50), dessen Integral und/oder Differential ist.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 35, da­ durch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Behälteranschlusses (13) für die Befüllung desselben mit einem gasförmigen Druckmedium, insbesondere Druckluft (20), ein Belüftungsventil (17) und stromabwärts des Behälteran­ schlusses (13) für dessen Entlüftung ein Entlüftungsventil (14) vorgesehen ist, und dass das Ausgangssignal (52) des Reglerbausteins (51) insbesondere für die Änderungsgeschwin­ digkeit der Druckdifferenz einer Baugruppe (53) zur Erzeugung von Ansteuersignalen (54, 55) für das Belüftungs- und das Ent­ lüftungsventil (14, 17) zugeführt ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Belüftungs- und das Ent­ lüftungsventil (17, 14) kontinuierlich verstellbare Ventile sind.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, gekennzeich­ net durch Sensoren zur Erfassung der aktuellen Ventil­ stellungen (58, 59) des Belüftungs- und des Entlüftungsventils (17, 14).

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch ge­ kennzeichnet, dass im Rahmen der Baugruppe (53) zur Erzeugung von Ansteuersignalen (54, 55) für das Belüf­ tungs- und das Entlüftungsventil (17, 14) eine Schaltung (60) vorgesehen ist, welche die Ansteuersignale (61, 62) für ein Ventil (14, 17) mit dem Sensorsignal (59, 58) für die aktuelle Ventilstellung des jeweils anderen Ventils (17, 14) verrie­ gelt.

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 38 oder 39, da­ durch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Baugruppe (53) zur Erzeugung von Ansteuersignalen (54, 55) für das Belüftungs- und das Entlüftungsventil (17, 14) unterlager­ te Regelkreise (63, 64) für die Ventilstellung des Belüftungs- und/oder des Entlüftungsventils (17, 14) vorgesehen sind.

41. Vorrichtung nach Anspruch 40, gekennzeich­ net durch einen Baustein zur Subtraktion des Ausgangssig­ nals (58, 59) des betreffenden Ventilstellungs-Sensors von dem ggf. verriegelten (60) Regelsignal (61, 62) insbesondere für die Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz, um ein Sig­ nal für die Regelabweichung der Stellung des betreffenden Ventils (14, 17) zu erhalten.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Regelabweichungs-Signal des unterlagerten Regelkreises (63, 64) für die Ventilstellung (56, 57) dem Eingang eines Reglerbausteins zugeführt ist, des­ sen Ausgangssignal (54, 55) insbesondere proportional zu sei­ nem Eingangssignal, dessen Integral und/oder Differential ist.