DE10058897A1 - Method for establishing the position of the piston in a double acting cylinder has a parallel piston rod associated with position sensors - Google Patents

Abstract

The hydraulic or electromagnetic cylinder (2) has a piston (3) and through rod (6) moveable in either direction and having an auxiliary rod (10) outside the cylinder with position sensing units (13,14,15) to indicate the position of the piston.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische oder hydraulische Stellvorrichtung mit einer durchgehenden Kolbenstange, deren Steilhub durch einen Wegsensor erfassbar ist.The invention relates to an electromechanical or hydraulic adjusting device a continuous piston rod, the steep stroke of which can be detected by a displacement sensor is.

Aus der DE 196 50 475 C1 ist eine Fahrzeuglenkung mit vom Fahrer betätigter Lenkhandhabe sowie den Fahrzeuglenkrädern zugeordnetem motorischen Stellaggregat bekannt. Dabei ist das motorische Stellaggregat mit der Lenkhandhabe über eine Regelstrecke wirkverbunden, deren Regler einerseits für einen Soll-Istwert-Vergleich eingangsseitig an einen von der Lenkhandhabe betätigten Sollwertgeber sowie an einen den Lenkwinkel der Fahrzeuglenkräder registrierenden Istwertgeber angeschlossen und andererseits auf seiner Eingangsseite mit Sensoren zur Erfassung von Kräften in der Fahrzeuglenkung verbunden ist, wobei der Regler eingangsseitig mit Kraft- bzw. Spannungssensoren an zumindest einem Radträger der Fahrzeugräder verbunden ist. Die Radträger sind über Spurstangen mit dem motorischen Stellaggregat verbunden, das als doppelwirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet ist. Die beiden vom Kolben des hydraulischen Stellaggregates voneinander abgeteilten Hydraulikkammern des Stellaggregates können über ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil mit einer Hydraulikpumpe verbunden werden. Je nach Stellung des Steuerventils kann das hydraulische Stellaggregat eine Stellkraft in der einen oder anderen Richtung erzeugen bzw. die eingestellte Lage verändern oder festhalten. Der Stellhub der durchgehenden Kolbenstange des Stellaggregates wird dabei durch einen Wegsensor erfasst. Der Vorteil der durchgehenden Kolbenstange gegenüber einer geteilten Kolbenstange für jede Seite ist deren einfache Ansteuerung. Allerdings geht dabei die Referenz für den Wegsensor verloren. Bei einem derartigen Aufbau müssen daher komplexe, berührungslos arbeitende Wegsensoren verwendet werden. Diese Wegsensoren sind jedoch gegenüber Verschmutzungen und mechanischen Störungen sehr empfindlich, wie diese insbesondere bei hydraulischen Stellaggregaten auftreten.From DE 196 50 475 C1 is a vehicle steering system operated by the driver Steering handle and motorized actuator assigned to the vehicle steering wheels known. The motorized actuator with the steering handle is one The controlled system is functionally linked, the controller for a setpoint-actual value comparison on the input side to a setpoint transmitter operated by the steering handle and to a the actual angle sensor registering the steering angle of the vehicle steering wheels is connected and on the other hand on its input side with sensors for detecting forces in the Vehicle steering is connected, the controller on the input side with force or Voltage sensors is connected to at least one wheel carrier of the vehicle wheels. The wheel carriers are connected to the motorized actuator via tie rods which is designed as a double-acting piston-cylinder unit. The two of Piston of the hydraulic actuator separated hydraulic chambers the actuator can with an electromagnetically actuated control valve be connected to a hydraulic pump. Depending on the position of the control valve, this can hydraulic actuator generate an actuating force in one direction or the other or change or record the set position. The stroke of the continuous The piston rod of the actuator is detected by a displacement sensor. The Advantage of the continuous piston rod over a split piston rod for each page is easy to control. However, the reference for the Path sensor lost. With such a structure, complex, non-contact displacement sensors are used. These are displacement sensors but very sensitive to dirt and mechanical faults, as they occur especially in hydraulic actuators.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine elektromechanische oder hydraulische Steilvorrichtung mit durchgehender Kolbenstange mit einer kostengünstigen, zuverlässigen Wegsensorik auszubilden.The invention is therefore based on the technical problem, an electromechanical one or hydraulic control device with a continuous piston rod with a train inexpensive, reliable path sensors.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem results from the subject with the Features of patent claim 1. Further advantageous refinements of the invention result from the subclaims.

Hierzu ist der Kolbenstange eine Stange zugeordnet, die außerhalb des Kolbenzylinders parallel zur Kolbenstange angeordnet und mit dieser gekoppelt ist, wobei der Wegsensor der Stange zugeordnet ist. Die Kolbenstangenbewegung wird also in eine Bewegung der Stange umgesetzt, die dann einfacher durch den Wegsensor gemessen werden kann.For this purpose, the piston rod is assigned a rod that is outside the piston cylinder arranged parallel to the piston rod and coupled to it, the Travel sensor of the rod is assigned. The piston rod movement is thus in one Movement of the rod implemented, which is then measured more easily by the displacement sensor can be.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stange als Zahnstange und der Wegsensor als Drehwinkelsensor ausgebildet. Diese sind bei relativ hoher Genauigkeit relativ robust und störunanfällig.In a preferred embodiment, the rod is a rack and the Travel sensor designed as a rotation angle sensor. These are with relatively high accuracy relatively robust and not susceptible to faults.

Vorzugsweise sind auf der Zahnstange mehrere Drehwinkelsensoren angeordnet, so dass diese entweder Redundanzen in Bezug auf die Ausfallsicherheit erzeugen und/oder aber durch versetztes Messen und anschließende Kombination eine höhere Auflösung erreichen.Preferably, several rotation angle sensors are arranged on the rack, so that they either create redundancies in terms of reliability and / or a higher one by offset measurement and subsequent combination Achieve resolution.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der Stange mindestens zwei Wegsensoren zugeordnet, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien beruhen, was die Zuverlässigkeit der Erfassung des Stellhubs erhöht, da diese als redundante Sensorik auf Störeinflüsse unterschiedlich empfindlich reagieren.In a further preferred embodiment, the rod is at least two Assigned displacement sensors that are based on different physical principles, which increases the reliability of the detection of the actuating stroke as it is redundant Sensor systems react differently to interference.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der elektromechanischen oder hydraulischen Stellvorrichtung ist eine elektronische Fahrzeuglenkung.A preferred field of application for electromechanical or hydraulic Actuator is an electronic vehicle steering system.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer hydraulischen Steilvorrichtung mit durchgehender Kolbenstange.The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment explained. The single figure shows a schematic representation of a hydraulic Steep device with continuous piston rod.

Die hydraulische Stellvorrichtung 1 umfasst einen Kolbenzylinder 2, der durch einen Schieber 3 in zwei Kammern 4, 5 unterteilt ist. Durch den Kolbenzylinder 2 ist eine durchgehende Kolbenstange 6 geführt, um die der Schieber 3 herum geordnet ist. Jeder Kammer 4, 5 ist über ein Ventil 7, 8 eine Hydraulikzuleitung zugeordnet, über die der Kolbenzylinder 2 mit einer Hydraulikquelle 9 verbunden ist. Parallel zur Kolbenstange 6 ist eine Stange 10 angeordnet, die über zwei Koppelelemente 11, 12 mit der Kolbenstange 6 verbunden ist. Der Stange 10 sind drei Wegsensoren 13-15 zugeordnet, die den Steilhub der Stange 10 und damit auch den Steilhub der Kolbenstange 6 erfassen. Erfindungsgemäß wird also der Stellhub der Kolbenstange 6 auf die Stange 10 übertragen und an dieser gemessen. Da der Stellhub an jeder Stelle der Stange 10 erfasst werden kann, können die Wegsensoren 13-15 in Bereichen angeordnet werden, die hinsichtlich hydraulischer Verschmutzungen weniger kritisch sind, also insbesondere im Mittelbereich des Kolbenzylinders 2.The hydraulic adjusting device 1 comprises a piston cylinder 2 , which is divided into two chambers 4 , 5 by a slide 3 . A continuous piston rod 6 is guided through the piston cylinder 2 , around which the slide 3 is arranged. Each chamber 4 , 5 is assigned a hydraulic feed line via a valve 7 , 8 , via which the piston cylinder 2 is connected to a hydraulic source 9 . Parallel to the piston rod 6 is arranged a rod 10 which 12 is connected to the piston rod 6 via two coupling elements. 11 The rod 10 is assigned three displacement sensors 13-15 , which detect the steep stroke of the rod 10 and thus also the steep stroke of the piston rod 6 . According to the invention, the actuating stroke of the piston rod 6 is thus transmitted to the rod 10 and measured there. Since the actuating stroke can be detected at any point on the rod 10 , the displacement sensors 13-15 can be arranged in areas that are less critical with regard to hydraulic contamination, in particular in the central area of the piston cylinder 2 .

Claims (5)

1. Elektromechanische oder hydraulische Stellvorrichtung mit durchgehender Kolbenstange, deren Steilhub durch einen Wegsensor erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenstange (6) eine Stange (10) zugeordnet ist, die außerhalb des Kolbenzylinders (2) parallel zur Kolbenstange (6) angeordnet und mit dieser gekoppelt ist, wobei der Wegsensor (13-15) der Stange (10) zugeordnet ist.1. Electromechanical or hydraulic actuating device with a continuous piston rod, the steep stroke of which can be detected by a displacement sensor, characterized in that the piston rod ( 6 ) is assigned a rod ( 10 ) which is arranged outside the piston cylinder ( 2 ) parallel to the piston rod ( 6 ) and is coupled to the latter, the displacement sensor ( 13-15 ) being associated with the rod ( 10 ). 2. Elektromechanische oder Hydraulische Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Stange (10) als Zahnstange und der Wegsensor (3-15) als Drehwinkelsensor ausgebildet ist.2. Electromechanical or hydraulic actuating device according to claim 1, characterized in that the rod ( 10 ) is designed as a toothed rack and the displacement sensor ( 3-15 ) as an angle of rotation sensor. 3. Elektromechanische oder hydraulische Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnstange mindestens zwei Drehwinkelsensoren zugeordnet sind.3. Electromechanical or hydraulic actuating device according to claim 2, characterized in that the rack has at least two Angle of rotation sensors are assigned. 4. Elektromechanische oder hydraulische Stellvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stange (10) mindestens zwei Wegsensoren (13-15) zugeordnet sind, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien beruhen.4. Electromechanical or hydraulic actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the rod ( 10 ) is associated with at least two displacement sensors ( 13-15 ) which are based on different physical principles. 5. Elektromechanische oder hydraulische Stellvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (1) Bestandteil einer elektronischen Fahrzeuglenkung ist.5. Electromechanical or hydraulic adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device ( 1 ) is part of an electronic vehicle steering system.