DE10000897A1 - Verfahren zum Ermitteln der Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für Druckregelventile in einem System mit wenigstens einer doppelt wirkenden Kolben-Zyl inder-Einheit - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ermitteln der Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für Druckregelventile in einem System mit wenigstens einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere in einem hydraulischen Stellsystem beschrieben, wobei das System (10) eine Steuereinrichtung (11), eine Druckeinrichtung zum Einstellen eines Systemdrucks und ein oder mehrere Druckregelventil(e) (60; 70), das/die mit einer Zylinderkammer (36) mit Kolben-Fläche (34) und/oder einer Zylinderkammer (37) mit Kolben-Teilfläche (35) der Kolben-Zylinder-Einheit (30) verbunden ist/sind, aufweist. Um die Kennlinie des/der Druckregelventils/Druckregelventile (60; 70) ohne Zuhilfenahme separater Sensorelemente bestimmen zu können, weist das Verfahren folgende Schritte auf: DOLLAR A a) Bestimmen des aktuellen Systemdrucks des Systems (10); DOLLAR A b) Einstellen des Systemdrucks in derjenigen Zylinderkammer (37) der Kolben-Zylinder-Einheit (30), die nicht mit dem Druckregelventil (60) verbunden ist, bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll; DOLLAR A c) Betätigen des Druckregelventils (60), bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll, in einer Weise, daß der Kolben (32) in dem Zylinder (31) in ein Gleichgewicht der Kräfte gebracht wird; DOLLAR A d) Bestimmen des Ausgangsdrucks des Druckregelventils (60); DOLLAR A e) Messen des elektrischen Ventilstroms, der zum Erhalt des Gleichgewichts erforderlich ist; und DOLLAR A f) Festlegen der Beziehung von elektrischem ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell ein Verfahren zum Ermitteln der Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für Druckregelventile in einem System mit wenigstens einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere in einem hydraulischem Stellsystem.

Solche Systeme sind bereits bekannt und werden beispielsweise in Form hydraulischer Stellsysteme im Bereich der Fahrzeugindustrie eingesetzt. Dort dienen sie unter anderem zum Anstellen von Kupplungen, Getrieben, insbesondere automatisierten Schaltgetrieben, oder dergleichen.

Derartige Stellsysteme weisen in der Regel eine Steuereinrichtung auf, die die einzelnen Komponenten des Systems steuert und in der gemessene und ermittelte Systemwerte abgelegt und gespeichert werden können. Weiterhin weisen solche Systeme, insbesondere dann, wenn sie als hydraulische Stellsysteme ausgebildet sind, einen Drucksensor für den Systemdruck und eine Pumpeinrichtung auf. Über diese beiden Komponenten wird der Systemdruck eingestellt. Die Pumpeinrichtung, die beispielsweise aus einer Pumpe und einem Antrieb - etwa einem elektrischen Antrieb - für die Pumpe bestehen kann, wird ein Wirkmedium, beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit, über ein oder mehrere Druckregelventile zu einer Kolben- Zylinder-Einheit gepumpt. Wenn diese Kolben-Zylinder-Einheit doppelt wirkend ausgebildet ist, weist sie zwei Zylinderkammern auf, die jeweils über einen gleitbeweglich gelagerten Kolben voneinander getrennt sind. Je nachdem, in welche der Zylinderkammern mehr Flüssigkeit hineingepumpt wird, kann der Kolben innerhalb des Zylinders hin und her bewegt werden. Über eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange können dann nachfolgende Komponenten, beispielsweise ein Getriebe, eine Kupplung oder dergleichen, betätigt werden.

Wenn ein solches System beispielsweise als hydraulisches Stellsystem für ein automatisiertes Schaltgetriebe in einem Fahrzeug eingesetzt wird, wird die Einstellung der Gänge etwa über eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit bewirkt. Jede der beiden Zylinderkammern des Zylinders wird über ein elektrisches Druckregelventil angesteuert beziehungsweise befüllt. Für viele regelungstechnische Anwendungen und Einstellungen ist es notwendig, daß die Kennlinie der Druckregelventile bekannt ist. Unter dem Begriff "Kennlinie" wird im Lichte der vorliegenden Erfindung die Beziehung zwischen elektrischem Strom, mit dem das Druckregelventil bestromt wird, und dem Druck, der bei einem bestimmten Stromwert auf die jeweilige Kolbenfläche wirken kann, jeweils bei unterschiedlichen Systemdrücken verstanden. Da die Kennlinie der Druckregelventile über die Herstellung der Systeme in Serie stark schwankt, ist es sinnvoll, die Kennlinien der einzelnen Druckregelventile in jedem System individuell einzulernen.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Ermitteln der Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für Druckregelventile in einem System mit wenigstens einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit bereitzustellen, mit dem die genannte Beziehung und auch die Kennlinie für ein Druckregelventil auf einfache und kostengünstige Weise ermittelt werden kann. Insbesondere soll die Ermittlung der Ventilkennlinie ohne zusätzliche Sensorelemente erfolgen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln der Beziehung von elektrischen Strom zu Druck für ein Druckregelventil in einem System mit wenigstens einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere in einem hydraulischen Stellsystem, wobei das System eine Steuereinrichtung, eine Druckeinrichtung zum Einstellen eines Systemdrucks und ein oder mehrere Druckventil, das/die mit einer Zylinderkammer mit Kolben-Fläche und/oder einer Zylinderkammer mit Kolben-Teilfläche (die Definition dieser Begriffe erfolgt im weiteren Verlauf der Beschreibung) der Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist/sind, aufweist. Dieses Verfahren weist erfindungsgemäß folgende Schritte auf:

• a) Bestimmen des aktuellen Systemdrucks des Systems;
• b) Einstellen des Systemdrucks in derjenigen Zylinderkammer der Kolben-Zylinder- Einheit, die nicht mit dem Druckregelventil verbunden ist, bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll;
• c) Betätigen des Druckregelventils, bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll, in einer Weise, daß der Kolben in dem Zylinder in ein Gleichgewicht der Kräfte gebracht wird;
• d) Bestimmen des Ausgangsdrucks des Druckregelventils;
• e) Messen des elektrischen Ventilstroms, der zum Erhalt des Gleichgewichts erforderlich ist; und
• f) Festlegen der Beziehung von elektrischem Strom zu Druck auf Grund des Ausgangsdrucks und des Ventilstroms bei dem aktuellen Systemdruck.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es auf einfache und kostengünstige Weise möglich, eine Beziehung zwischen dem elektrischen Strom, der zur Bestromung des Druckregelventils benötigt wird, und dem Druck, der auf Grund der Höhe des Stromwerts über das Druckregelventil auf die Kolbenfläche des im Zylinder befindlichen Kolben wirkt, festzulegen. Dabei kann diese Beziehung ohne den Einsatz weiterer Sensorelemente ermittelt werden.

Das Verfahren ist erfindungsgemäß in solchen Systemen anwendbar, die wenigstens eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit aufweisen. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Systemtypen beschränkt. Vorzugsweise kann das Verfahren jedoch in einem hydraulischen Stellsystem zum Stellen einer Kupplung, eines Getriebes oder dergleichen in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.

Das System kann ein oder mehrere Druckregelventile aufweisen. Die Erfindung ist dabei nicht auf eine bestimmte Anzahl von Druckregelventilen beschränkt. Im einfachsten Fall kann das erfindungsgemäße Verfahren in einem System angewendet werden, in dem nur ein einziges Druckregelventil vorgesehen ist, das mit einer Zylinderkammer der Kolben-Zylinder Einheit in Verbindung steht. In bevorzugter Ausgestaltung, die im weiteren Verlauf näher erläutert wird, kann das System zwei oder mehr Druckregelventile aufweisen, wobei jede der beiden Zylinderkammern der doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit mit wenigstens einem Druckregelventil verbunden ist.

Um die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für das Druckregelventil ermitteln zu können, wird zunächst der aktuelle Systemdruck des Systems bestimmt. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Ein vorteilhaftes, jedoch nicht ausschließliches, Beispiel hierzu wird im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert. Der Systemdruck wird über eine Druckeinrichtung erzeugt und eingestellt. Diese kann beispielsweise einen Drucksensor zum Erfassen des Systemdrucks und eine Pumpeinrichtung aufweisen. Bei hydraulischen Stellsystemen kann die Pumpeinrichtung beispielsweise eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe aufweisen, die mit einem Vorratstank für ein Wirkmedium, beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit, verbunden ist. Weiterhin kann ein Druckspeicher zum Speichern des Wirkmediums unter einem gewünschten Druck vorgesehen sein. Somit kann, wenn das Wirkmedium aus dem Druckspeicher entnommen wird, dieses dem System immer mit dem erforderlichen Druck zur Verfügung gestellt werden.

In einem weiteren Schritt wird der im System vorherrschende Systemdruck in derjenigen Zylinderkammer der Kolben-Zylinder-Einheit eingestellt, die nicht mit dem Druckregelventil verbunden ist, bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll. Auf Grund dieser Einstellung des Systemdrucks wird sich der im Zylinder beweglich angeordnete Kolben derart verschieben, daß das Volumen derjenigen Zylinderkammer, die mit dem Druckregelventil verbunden ist, bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll, verkleinert wird.

Allerdings wird auch dieses Druckregelventil betätigt, und zwar in einer Weise, daß der Kolben in dem Zylinder in ein Gleichgewicht der Kräfte gebracht wird.

Wenn es sich bei dem System um ein hydraulisches Stellsystem handelt, wird dieses Gleichgewicht dadurch erreicht, daß über die entsprechende Stellung, beziehungsweise eine entsprechende Bestromung des Druckregelventils, soviel Hydraulikflüssigkeit in die jeweilige Zylinderkammer eingepumpt wird, bis der Kolben in dem Zylinder eine stabile Position erreicht, in der er sich nicht mehr bewegt.

Gemäß einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieser Ausgangsdruck des Druckregelventils, der zur Einstellung einer Gleichgewichtsposition des Kolbens erforderlich ist, gemessen. Wie dies geschehen kann, wird an Hand eines nicht ausschließlichen Beispiels im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.

Ebenso wird der elektrische Ventilstrom, der zum Erhalt des Kolben-Gleichgewichts erforderlich ist, gemessen.

Auf Grund des so bestimmten Wertes für den Ausgangsdruck, des gemessenen Ventilstroms sowie des aktuell vorherrschenden Systemdrucks kann nun für einen bestimmten Systemdruck die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck im Druckregelventil festgelegt werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteilhaft kann/können der/die bei Schritt a) und/oder Schritt d) und/oder Schritt e) und/oder Schritt f) ermittelte(n) Wert(e) in der Steuereinrichtung abgelegt werden. Diese Werte können in der Steuereinrichtung gespeichert und je nach Bedarf entsprechend weiterverarbeitet werden.

Beispielsweise ist es denkbar, daß die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für das Druckregelventil bei unterschiedlichen Systemdrücken ermittelt wird, um eine Ventilkennlinie zu erzeugen. Diese Ventilkennlinie kann dann in der Steuereinrichtung abgelegt und gespeichert werden, so daß sie von nun an jederzeit abrufbar ist.

In weiterer Ausgestaltung kann das System zwei Druckregelventile aufweisen, wobei eines der Druckregelventile mit der Zylinderkammer mit Kolben-Fläche und das andere Druckregelventil mit der Zylinderkammer mit Kolben-Teilfläche verbunden ist. Auf diese Weise kann die doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit auf einfache und dennoch genaue Weise mit Druck beaufschlagt werden, um eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange, die weitere nachgeschaltete Komponenten betätigen kann, zu bewegen.

Die Unterscheidung der beiden Zylinderkammern in eine Zylinderkammer mit Kolben-Fläche und eine Zylinderkammer mit Kolben-Teilfläche ergibt sich dabei wie folgt:

Wie weiter oben bereits ausgeführt wurde, ist eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder- Einheit derart aufgebaut, daß der Kolben gleitbeweglich in dem Zylinder angeordnet ist, wobei der Kolben über seine Kolbenfläche zwei Zylinderkammern voneinander trennt. Auf einer der beiden Seiten ist der Kolben mit einer Kolbenstange verbunden. Wenn nun die Kolbenoberflächen mit Druck beaufschlagt werden, ist diejenige Kolbenfläche, an der die Kolbenstange angeordnet ist, kleiner als die dieser Fläche jeweils gegenüber liegende Kolbenoberfläche. Auf die Kolbenoberfläche, an der die Kolbenstange angeordnet ist, steht somit nur eine Teilfläche zur Verfügung, auf die der Druck wirken kann. Diese Fläche wird im Sinne der vorliegenden Erfindung als Kolben-Teilfläche bezeichnet. Bei der anderen Kolbenfläche, die nicht mit einer Kolbenstange verbunden ist, kann der Druck auf die gesamte Kolbenoberfläche wirken. Diese Fläche wird im Sinne der vorliegenden Erfindung als Kolben-Fläche bezeichnet.

Wenn der Zylinder beispielsweise eine kreisförmige Grundfläche aufweist, ist auch der Kolben mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. In diesem Fall handelt es sich bei der Kolben-Fläche um eine Kolben-Kreisfläche, und bei der Kolben-Teilfläche um eine Kolben-Kreis-Ringfläche.

Sofern das System zwei Druckregelventile aufweist, kann zunächst die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck, insbesondere die Ventilkennlinie, von dem ersten Druckregelventil bestimmt werden. Anschließend kann dann die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck, insbesondere die Ventilkennlinie, von dem zweiten Druckregelventil bestimmt werden.

Dies kann vorteilhaft über die folgenden Schritte geschehen:

• a) über das erste Druckregelventil wird in der mit diesem verbundenen Zylinderkammer ein definierter Druck eingestellt;
• b) anschließend wird das zweite Druckregelventil, bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll, in einer Weise betätigt, daß der Kolben im Zylinder in ein Gleichgewicht der Kräfte gebracht wird;
• c) Weiterhin wird der Ausgangsdruck des zweiten Druckregelventils bestimmt;
• d) ebenfalls wird der Ventilstrom für das zweite Druckregelventil gemessen, der zum Erhalt des Gleichgewichts erforderlich ist; und
• e) anschließend wird die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck auf Grund des Ausgangsdrucks und des Ventilstroms, bei dem vom ersten Druckregelventil vorgegebenen Druck, festgelegt.

Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß, nachdem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck, insbesondere die Ventilkennlinie, von dem ersten Druckregelventil bestimmt worden ist, über diese in der entsprechenden Zylinderkammer ein definierter Druck eingestellt werden kann, und daß das Einlernverfahren für das erste Druckregelventil analog für das Einlernen des zweiten Druckregelventils verwendet werden kann, wobei in diesem Fall der Systemdruck durch die Druckvorgabe für das erste Druckregelventil ersetzt wird.

Vorteilhaft kann/können der/die bei Schritt g) und/oder Schritt i) und/oder Schritt k) und/oder Schritt l) ermittelte(n) Wert(e) in der Steuereinrichtung abgelegt werden.

Vorteilhaft kann die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für das zweite Druckregelventil jeweils bei unterschiedlichen Drücken, die über das erste Druckregelventil eingestellt werden, ermittelt werden, um eine Ventilkennlinie für das zweite Druckregelventil zu erzeugen. Diese Ventilkennlinie kann ebenfalls in der Steuereinrichtung abgelegt werden, so daß auf diese im späteren Betrieb des Systems immer wieder zurückgegriffen werden kann.

Vorteilhaft kann der Systemdruck des Systems aus Werten der Druckeinrichtung, beispielsweise des Drucksensors und/oder der Pumpeinrichtung ermittelt werden. Über den Drucksensor kann der im System tatsächlich herrschende Druck gemessen werden. Über die von der Pumpeinrichtung gewonnen Werte können indirekt Schlüsse auf den im System vorherrschenden Systemdruck gezogen werden. So ist es beispielsweise denkbar, daß die Pumpeinrichtung - etwa wenn das System als hydraulisches Stellsystem verwendet wird - eine Hydraulikpumpe aufweist, die über einen Antrieb, beispielsweise einen elektrischen Antrieb, angetrieben wird. Über die Förderleistung der Pumpe, die Ein- und Ausschaltzeiten des Antriebs und der Pumpe können ebenfalls Aussagen über den im System herrschenden Systemdruck gemacht werden.

Die aktuell bestimmten Werts des Systemdrucks können jeweils in der Steuereinrichtung abgelegt und zwischengespeichert werden.

Vorteilhaft kann der Ausgangsdruck des ersten und/oder zweiten Druckregelventils über das Flächenverhältnis der Kolben-Fläche und der Kolben-Teilfläche sowie den Systemdruck und/oder den vom ersten Druckregelventil vorgegebenen Druck bestimmt werden. Auf diese Weise wird es möglich, den Ausgangsdruck indirekt, das heißt ohne zusätzliche Sensorelemente, bestimmen zu können.

Vorteilhaft kann sich der Kolben bei Gleichgewicht der Kräfte in der Mitte des Zylinders befinden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Gleichgewichtspositionierung des Kolbens beschränkt. Vielmehr kann der Kolben je nach Bedarf und Anwendungsfall an jeder beliebigen Stelle innerhalb des Zylinders ins Gleichgewicht gebracht werden. Die einzige Ausnahme für die Kolben- Gleichgewichtspositionierung besteht darin, daß der Kolben nicht an einer der Anschlagflächen des Zylinders anliegen darf.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Systems mit wenigstens einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit.

In Fig. 1 ist ein als hydraulisches Stellsystem ausgebildetes System 10 dargestellt, das mit einem Getriebe 15 für ein Fahrzeug, im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem automatisierten Schaltgetriebe, verbunden ist. Das Getriebe 15 kann über entsprechende Schaltkanäle 16 gestellt werden. Die Kolben-Zylinder-Einheit 30 ist doppelt wirkend ausgebildet und weist einen Zylinder 31 auf, in dem ein Kolben 32 gleitbeweglich angeordnet ist. Dabei teilt der Kolben 32 den Zylinder 31 in zwei Zylinderkammern 36, 37 auf. An einer der Kolbenflächen 35 ist eine Kolbenstange 33 angeordnet, die in entsprechender, nicht näher dargestellter Weise mit dem Getriebe 15 verbunden ist. Bei Betätigung des Kolbens 32 kann somit auch das Getriebe 15 eingestellt werden, wir dies durch die entsprechenden Pfeile in Fig. 1 dargestellt ist.

Der Zylinder 31 und auch der Kolben 32 weisen im vorliegenden Fall jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf, was bedeutet, daß die Kolbenoberflächen 34, 35 kreisförmig ausgebildet sind. Diejenige Fläche des Kolbens 32, an der die Kolbenstange 33 angeordnet ist, weist für einen auf den Kolben 32 wirkenden Druck nur eine Kreis-Ringfläche auf. Im Gegensatz dazu ist die der Kolben-Kreis- Ringfläche 35 abgewandte Kolbenfläche, die die Zylinderkammer 36 begrenzt, nicht mit einer Kolbenstange verbunden, so daß die gesamte Kreisfläche des Kolbens 32 einem Druck ausgesetzt werden kann. Diese Seite des Kolbens wird als Kolben- Kreisfläche 34 bezeichnet.

Die Bewegung des Kolbens 32 innerhalb des Zylinders 31 kann über eine Einrichtung zur Wegerfassung 38 sensiert werden. Diese Einrichtung zur Wegerfassung 38 ist über eine Signalleitung 17 mit einer Steuereinrichtung 11 verbunden. Die Steuereinrichtung 11 kann auf ein die momentane Stellung des Kolbens 32 repräsentierendes Signal der Einrichtung 38 zur Wegerfassung ansprechen und einen weiterhin im hydraulischen Stellsystem 10 vorgesehenen hydraulischen Stellantrieb 50 ansteuern.

Der hydraulische Stellantrieb 50 weist zwei Druckregelventile 60, 70 auf, die über entsprechende Leitungen 83, 84 mit der Kolben-Zylinder-Einheit 30 verbunden sind. Dabei ist das Druckregelventil 60 über die Leitung 83 mit der Zylinderkammer 36 verbunden, während das Druckregelventil 70 über die Leitung 84 mit der Zylinderkammer 37 verbunden ist. Beide Druckregelventile 60, 70 sind über eine Leitung 80 mit einer Zufuhreinrichtung für ein Wirkmedium, im vorliegenden Fall für eine Hydraulikflüssigkeit, verbunden. Weiterhin sind die Druckregelventile 60, 70 über jeweilige Leitungen 81, 82 mit einem Vorratstank 54 für Hydraulikflüssigkeit verbunden.

Die Zufuhreinrichtung zur Versorgung der Druckregelventile 60, 70 mit Hydraulikflüssigkeit weist eine Druckeinrichtung zum Erzeugen eines Systemdrucks auf, die wiederum einen Druckspeicher 56, einen Drucksensor 55 und eine Pumpeneinrichtung 51 aufweist.

Die Pumpeneinrichtung 51 besteht aus einer Hydraulikpumpe 53 und einem Antrieb für die Pumpe 53, im vorliegenden Fall einem elektrischen Antrieb 52.

Der Druckspeicher 56 ist über ein in Druckrichtung der Hydraulikpumpe 53 öffnendes Rückschlagventil 57 mit der Hydraulikpumpe 53 verbunden.

Ein mit der Ausgangsseite der Hydraulikpumpe 53 verbundenes, zum Vorratstank 54 zurückführendes Überdruckventil 58 schützt den hydraulischen Stellantrieb 50 vor Drucküberlastung.

Sowohl die Druckregelventile 60, 70, als auch der Drucksensor 55 sind über entsprechende Signalleitungen 14, 18, 19 mit der Steuereinrichtung 11 verbunden. Ebenso ist der elektrische Antrieb 52 über ein Relais 12 und eine Signalleitung 13 mit der Steuereinrichtung 11 verbunden.

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise eines solchen Systems 10 beschrieben. Insbesondere wird ein Verfahren beschrieben, wie die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck - beziehungsweise die Kennlinie - für die Druckventile 60, 70 im System 10 ermittelt werden kann, ohne daß hierzu zusätzliche, separate Sensorelemente nötig wären.

Zunächst wird der aktuelle Systemdruck ermittelt und in der Steuereinrichtung 11 abgelegt beziehungsweise gespeichert. Dabei wird der Systemdruck über vom Drucksensor 55 sowie über von der Pumpeneinrichtung 51 ermittelte Werte bestimmt. Beispielsweise kann hierzu die Einschaltzeit des elektrischen Antriebs 52 ermittelt werden. Auf Grund der Einschaltdauer des elektrischen Antriebs 52 sowie der Leistungsdaten, insbesondere der Förderleistung der Pumpe 53, können Rückschlüsse auf die Menge der gepumpten Hydraulikflüssigkeit und damit auf den im System herrschenden Systemdruck gezogen werden. Diese Werte können durch die vom Drucksensor 55 ermittelten Werte verifiziert werden. Die ermittelten Einzelwerte werden über die Signalleitungen 13, 14 an die Steuereinrichtung 11 weitergeleitet, wo der aktuell herrschende Systemdruck ermittelt wird.

Das Ziel ist es nun, die Kennlinie, das heißt die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck bei unterschiedlichen Systemdrücken, der beiden Druckregelventile 60, 70 ohne den Einsatz weiterer Sensorelemente zu ermitteln.

Zu diesem Zweck wird zunächst das Druckregelventil 70 so bestromt, daß sich in der Zylinderkammer 37 und damit an der Kolben-Kreis-Ringfläche 35 des Kolbens 32 auf jeden Fall der Systemdruck einstellt. Das Gegenventil 60 wird über einen Positionsregler so bestromt, daß sich eine Kolbenposition in der Mitte des Zylinders 31 einstellt. Wenn diese Position stabil eingestellt ist, befindet sich der Kolben 32 im Gleichgewicht der Kräfte.

Über das Flächenverhältnis der Kolben-Kreisfläche 34 zur Kolben-Kreis-Ringfläche 35 und über den herrschenden Systemdruck kann der Ausgangsdruck des Druckregelventils 60 bestimmt werden. Da auch der elektrische Ventilstrom gemessen wird, der zum Erhalt dieses Gleichgewichts notwendig ist, kann die Beziehung elektrischer Strom zu Druck für den aktuellen Systemdruck bestimmt werden. Diese Druckbestimmung erfolgt vorteilhaft in der Steuereinrichtung 11, in der die einzelnen ermittelten Werte über die entsprechenden Signalleitungen 18 und 17 abgelegt und zwischengespeichert werden.

Durch eine Variation des Systemdrucks kann nun die Kennlinie für das Druckregelventil 60 vermessen werden.

Ist die Kennlinie für das Druckregelventil 60 ermittelt, kann mit deren Hilfe in der Zylinderkammer 36, das heißt auf der Seite der Kolben-Kreisfläche 34 des Kolbens 32 ein definierter Druck eingestellt werden. Das im Hinblick auf das Druckregelventil 60 beschriebene Einlernverfahren kann nun auf analoge Weise auch zum Einfernen des Druckregelventils 70 herangezogen werden. Dazu wird das Druckregelventil 70 derart bestromt beziehungsweise geschaltet, daß in der Zylinderkammer 37, das heißt auf die Kolben-Kreis-Ringfläche 35, ein derart hoher Druck ausgeübt wird, daß sich der Kolben 32 im Gleichgewicht der Kräfte befindet, was bedeutet, daß er in eine stabile Position eingestellt worden ist. Der Ausgangsdruck für das Druckregelventil 70 kann auf die oben beschriebene Weise ermittelt werden. Ebenso wird der zum Erhalt des Gleichgewichts erforderliche elektrische Ventilstrom gemessen. Mit Hilfe des Ausgangsdrucks und des Werts für den Ventilstrom sowie dem definierten Druckwert für das Druckregelventil 60 läßt sich die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für das Druckregelventil 70 bei dem aktuell herrschenden Druck ermitteln. Die Bestimmung der Kennlinie für das Druckregelventil 70 kann in analoger Weise wie beim Druckregelventil 60 erfolgen, indem die Ausgangsdrücke des Druckregelventils 60 variiert werden. Der im Hinblick auf das Einlernen des Druckregelventils 60 beschriebene variierte Systemdruck wird somit durch die variable Druckvorgabe für das Druckregelventil 60 ersetzt.

Bezugszeichenliste

10

System (hydraulisches Stellsystem)

11

Steuereinrichtung

12

Relais

13

Signalleitung

14

Signalleitung

15

Getriebe

16

Schaltkanäle

17

Signalleitung

18

Signalleitung

19

Signalleitung

30

Kolben-Zylinder-Einheit

31

Zylinder

32

Kolben

33

Kolbenstange

34

Kolben-Fläche

35

Kolben-Teilfläche

36

Zylinderkammer

37

Zylinderkammer

38

Einrichtung zur Wegerfassung

50

Stellantrieb

51

Pumpeneinrichtung

52

elektrischer Antrieb

53

Pumpe

54

Vorratstank

55

Drucksensor

56

Druckspeicher

57

Rückschlagventil

58

Überdruckventil

60

Druckregelventil

70

Druckregelventil

80

Leitung

81

Leitung

82

Leitung

83

Leitung

84

Leitung

Claims (11)

1. 9. Verfahren zum Ermitteln der Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für ein Druckregelventil in einem System mit wenigstens einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder Einheit, insbesondere in einem hydraulischen Stellsystem, wobei das System (10) eine Steuereinrichtung (11), eine Druckeinrichtung zum Einstellen eines Systemdrucks und ein oder mehrere Druckregelventil(e) (60; 70), das/die mit einer Zylinderkammer (36) mit Kolben-Fläche (34) und/oder einer Zylinderkammer (37) mit Kolben-Teilfläche (35) der Kolben-Zylinder Einheit (30) verbunden ist/sind, aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

   • a) Bestimmen des aktuellen Systemdrucks des Systems (10);
   • b) Einstellen des Systemdrucks in derjenigen Zylinderkammer (37) der Kolben- Zylinder-Einheit (30), die nicht mit dem Druckregelventil (60) verbunden ist, bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll;
   • c) Betätigen des Druckregelventils (60), bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll, in einer Weise, daß der Kolben (32) in dem Zylinder (31) in ein Gleichgewicht der Kräfte gebracht wird;
   • d) Bestimmen des Ausgangsdrucks des Druckregelventils (60);
   • e) Messen des elektrischen Ventilstroms, der zum Erhalt des Gleichgewichts erforderlich ist; und
   • f) Festlegen der Beziehung von elektrischem Strom zu Druck auf Grund des Ausgangsdrucks und des Ventilstroms bei dem aktuellen Systemdruck.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der/die bei Schritt a) und/oder Schritt d) und/oder Schrift e) und/oder Schritt f) ermittelte(n) Wert(e) in der Steuereinrichtung (11) abgelegt wird/werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für das Druckregelventil (60) bei unterschiedlichen Systemdrücken ermittelt wird, um eine Ventilkennlinie zu erzeugen.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das System (10) zwei Druckregelventile (60, 70) aufweist, wobei ein Druckregelventil (60) mit der Zylinderkammer (36) mit Kolben-Fläche (34) und das andere Druckregelventil (70) mit der Zylinderkammer (37) mit Kolben-Teilfläche (35) verbunden ist.
5. 5. Verfahren nach Artspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck, insbesondere die Ventilkennlinie, von dem ersten Druckregelventil (60) bestimmt wird und daß anschließend die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck, insbesondere die Ventilkennlinie, von dem zweiten Druckregelventil (70) bestimmt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck des zweiten Druckregelventils (70) bestimmt wird, indem

   • a) über das erste Druckregelventil (60) in der mit diesem verbundenen Zylinderkammer (36) ein definierter Druck eingestellt wird;
   • b) daß anschließend das zweite Druckregelventil (70), bei dem die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck ermittelt werden soll, in einer Weise betätigt wird, daß der Kolben (32) im Zylinder in ein Gleichgewicht der Kräfte gebracht wird;
   • c) daß der Ausgangsdruck des zweiten Druckregelventils (70) bestimmt wird;
   • d) daß der elektrische Ventilstrom für das zweite Druckregelventil (70) gemessen wird, der zum Erhalt des Gleichgewichts erforderlich ist; und
   • e) daß die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck auf Grund des Ausgangsdrucks und des Ventilstroms bei dem vom ersten Druckregelventil (60) vorgegebenen Druck festgelegt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der/die bei Schritt g) und/oder Schritt i) und/oder Schritt k) und/oder Schritt l) ermittelte(n) Wert(e) in der Steuereinrichtung (11) abgelegt wird/werden.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehung von elektrischem Strom zu Druck für das zweite Druckregelventil (70) bei unterschiedlichen, über das erste Druckregelventil (60) eingestellten Drücken ermittelt wird, um eine Ventilkennlinie zu erzeugen.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Systemdruck des Systems (10) aus Werten der Druckeinrichtung ermittelt wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsdruck des ersten und/oder zweiten Druckregelventils (60; 70) über das Flächenverhältnis der Kolben-Fläche (34) und der Kolben-Teilfläche (35) sowie den Systemdruck und/oder den vom ersten Druckregelventil (60) vorgegebenen Druck bestimmt wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (32) bei Gleichgewicht der Kräfte in der Mitte des Zylinders (31) befindet.