DE69007718T2

DE69007718T2 - Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers.

Info

Publication number: DE69007718T2
Application number: DE69007718T
Authority: DE
Inventors: Seiichi C/O Higashi-Matsuyama Kojo Higashi-Matsuyama-Shi Saitama-Ken Yasutome
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2010-09-08
Also published as: DE69007718D1; EP0417657B1; US5119717A; JP2844476B2; JPH0396701A; EP0417657A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung und insbesondere ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung durch Verwendung eines normalerweise geschlossenen Solenoidventils und normalerweise offener Solenoidventile und wahlweise Betätigung derselben zur Bewirkung einer Positionierungssteuerung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Hydraulische Betätigungseinrichtungen werden oft verwendet als positionsierungsmittel für verschiedene Einrichtungen und Geräte. Ein Beispiel einer hydraulischen Betätigungseinrichtung ist in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift No. 303.247/1988 beschrieben, wo ein automatisches Automobilgetriebe die hydraulische Betätigungseinrichtung zur Wahl eines gewünschten Getriebeverhältnisses verwendet. Bei dieser bekannten Konstruktion wird ein mechanisches positionsmäßiges Ausgangssignal von der Betätigungseinrichtung über eine Kolbenstange und andere Komponenten an die Schalthebelantriebseinrichtung übertragen, um einen gewünschten Gang zu wählen.
Eine solche positionierende hydraulische Betätigungseinrichtung ist in Fig. 5 gezeigt und enthält allgemein einen hydraulischen Differentialzylinder 1 und eine hydraulische Schaltung 3, die dem Zylinder 1 von einem hydraulischen Druckerzeuger 2 hydraulischen Druck zuführt. Der hydraulische Zylinder 1 bildet eine Druckaufnahmekammer 1b mit einer kleineren Druckaufnahmefläche und eine weitere Druckaufnahmekammer 1a mit einer größeren Druckaufnahmefläche. Die Kammern 1a und 1b sind auf den gegenüberliegenden Seiten eines Kolbens 10 angeordnet. Ein normalerweise geschlossenes Solenoidventil V&sub1; ist mit der Kammer 1b verbunden. Ein normalerweise offenes Solenoidventil V&sub2; ist zwischen den Kammern 1b und 1a angeordnet. Ein normalerweise offenes Solenoidventil V&sub3; ist zwischen der Kammer 1a und einem Vorratsbehälteranschluß T angeordnet. Diese drei Ventile V&sub1;, V&sub2; und V&sub3; werden durch elektrische Signale gesteuert. Die Geschwindigkeit des Zylinders wird durch Erregung und Entregung des Zwischenventils V&sub2; gesteuert oder Steuerung des Tastverhältnisses der diesem Ventil zugeführten Impulse.
Wenn die Kolbenstange 11 nach rechts bewegt wird, wie durch den Pfeil in Fig. 5 angezeigt, ist die hydraulische Betätigungseinrichtung bisher in der nun beschriebenen Weise gesteuert worden. Wenn der Kolben 10 gestartet wird, werden das normalerweise geschlossene Solenoidventil V&sub1; und das normalerweise offene Solenoidventil V&sub3; gleichzeitig betätigt, wie in Fig. 6 gezeigt, um die Flüssigkeitspassage von dem Vorratsbehälter T abzusperren. Das unter Druck stehende Öl von dem hydraulischen Druckerzeuger 2 fließt in die Druckaufnahmekammern 1a und 1b auf den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 10 durch den Anschluß des geöffneten Ventils V&sub1; und durch den Anschluß in dem normalerweise offenen Ventil V&sub2;. Die Differenz im Druck zwischen den beiden Kammern initiiert den Betrieb des Kolbens 10.
Wenn eine vor der beabsichtigten Stopposition gegebene Stopstartposition erreicht ist, wird das dazwischenliegende, normalerweise offene Ventil V&sub2; betätigt, um den Druck in der Kammer 1b zu erhöhen. Dies verlangsamt die Bewegung des Kolbens 10. Wenn die Kolbenstange 11 die beabsichtigte Stopposition erreicht und der Vorgang abgeschlossen ist, werden alle Solenoidventile V&sub1;, V&sub2; und V&sub3; gleichzeitig entregt, um den Öldurchgang abzusperren.
Wenn die hydraulische Betätigungseinrichtung auf diese Weise gesteuert wird, ist es unvermeidlich, daß beträchtlich große Druckstöße in der Schaltung erzeugt werden, wegen der Differenz in der Charakteristik zwischen dem normalerweise offenen Ventil und dem normalerweise geschlossenen Ventil. Insbesondere, wenn der Ventilkörper von einem normalerweise geschlossenen Solenoidventil aus seiner geschlossenen Position verschoben wird, wird sich der Durchgang oder die Passage vollständig öffnet, wird das unter Druck stehende Öl freigegeben und bricht hervor. Daher spricht das normalerweise geschlossene Solenoidventil sehr schnell an. Auf der anderen Seite, wenn ein normalerweise offenes Solenoidventil geschlossen wird nachdem es offen ist, schließt der Ventilkörper den Durchgang, so daß der Strom des unter Druck stehenden zirkulierenden Öls blockiert wird. Daher braucht es lange, den Durchgang vollständig zu schließen, nachdem das Ventil zu schließen begonnen worden ist, d.h. das Ventil spricht langsam an.
Aus diesem Grunde, wenn das normalerweise geschlossene Solenoidventil V&sub1; und das normalerweise offene Solenoidventil V&sub3; beim Beginn des Betriebs des hydraulischen Zylinders 1 gleichzeitig in direkter Weise betätigt werden, wie oben beschrieben, wird dann zu dem durch * auf der linken Seite in Fig. 6 angezeigten Augenblick ein Druckstoß auftreten, wegen der Ansprechverzögerung des normalerweise offenen Solenoidventils V&sub3;. Auch, wenn der Betrieb des hydraulischen Zylinders endet, werden alle die Solenoidventile gleichzeitig entregt und so ein Druckstoß hervorgerufen, wie durch * auf der rechten Seite in Fig. 6 angezeigt, wegen der Ansprechverzögerung des normalerweise geschlossenen Solenoidventils V&sub1;.
Wie im Stande der Technik wohlbekannt ist, wird ein solcher Druckstoß durch eine Transformation der kinetischen Energie von Öl in elastische Energie erzeugt und wirkt als ein Ölschlag. Dementsprechend, wenn der hydraulische Druckerzeuger 2 mit einem Akkumulator 20 zum Speichern des erzeugten hydraulischen Drucks ausgerüstet ist, und wenn ein Motor mit einem Hochdruckschalter PSW2 und einem Niederdruckschalter PSW1 zum Treiben einer Pumpe gestartet und gestopt wird, dann können diese Schalter eine Fehlfunktion aufweisen.
Insbesondere regt der vorgenannte Druckstoß die Druckschalter PSW1 und PSW2 zum Umschalten in den anderen Zustand an bei einem niedrigeren Druck als dem Druck, bei welchem der Schalter PSW1 in den anderen Zustand geschaltet werden soll, bzw. bei einem höheren Druck als dem Druck, bei welchem der Schalter PSW2 in den anderen Zustand geschaltet werden soll. Daher werden die Schalter PSWI und PSW2 sehr viel häufiger betätigt. Dies erhöht die Häufigkeit, mit welcher der Motor für die Pumpe betätigt wird. Als Ergebnis ist es unvermeidlich, daß die Druckschalter PSW1, PSW2 und der Motor für die Pumpe vorzeitig altern.
Die EP-A-0 293 321 beschreibt ein Verfahren gemäß den Merkmalen (A) bis (D), (F) und (G) von Anspruch 1 zur Steuerung des Drucks in einer Betätigungseinrichtung mit einem Flüssigkeitsdruckdifferentialzylinder, enthaltend in Stromabwärtsrichtung von einer Flüssigkeitsquelle ein erstes normalerweise geschlossenen Solenoid zur Versorgung der ersten kleinsten Kammer der Betätigungseinrichtung, ein zweites normalerweise offenes Solenoid zur Versorgung der zweiten größten Kammer der Betätigungseinrichtung, sowie ein drittes normalerweise offenes Solenoid zum Entleeren der zweiten Kammer der Betätigungseinrichtung. Die normalerweise offenen Solenoide werden der Reihe nach gepulst, um eine glatte Zunahme und Abnahme des Drucks innerhalb der Kammern zu gestatten. Die Solenoide werden so gesteuert, daß stets mindestens ein Solenoid geschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehenden Probleme zu lösen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung zu schaffen, unter Verwendung eines normalerweise geschlossenen Solenoidventils und einer Anzahl von normalerweise offenen Solenoidventilen, ohne Druckstöße zu erzeugen, welche Probleme aufgeworfen hätten, wenn die hydraulische Betätigungseinrichtung einen positionierenden Betrieb durchführte, um dadurch die Druckschalter an einer Fehlfunktion zu hindern, wodurch verhindert wird, daß die Schalter und der Motor vorzeitig altern.
Das obige Ziel wird gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung erreicht durch ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer hydraulischen Betätigungseinrichtung mit einem hydraulischen Zylinder, einem hydraulischen Druckerzeuger zur Zuführung von hydraulischem Druck zu dem Zylinder, einem normalerweise geschlossenen Solenoidventil, und zwei normalerweise offenen Solenoidventilen auf eine solche Weise, daß beim Starten des Betriebs des Zylinders das in der den hydraulischen Druckerzeuger mit dem hydraulischen Zylinder verbindenden Flüssigkeitspassage und auf der Seite des hydraulischen Druckerzeugers angeordnete normalerweise geschlossene Solenoidventil nach Ablauf einer Wartezeit geöffnet wird, die lang genug ist, daß das von den normalerweise offenen Solenoidventilen, welches der Richtung der Bewegung des Kolbens von dem Zylinder entspricht, vollständig geschlossen wird, und daß, wenn der Betrieb des Zylinders endet, die in Serie stromabwärts von dem normalerweise geschlossenen Ventil eingeschalteten normalerweise offenen Ventile nach Ablauf einer Wartezeit geöffnet werden, die lang genug ist, daß das normalerweise geschlossene Ventil vollständig geschlossen wird, wobei die hydraulische Betätigungseinrichtung dazu vorgesehen ist, die Solenoidventile in einer miteinander in Beziehung stehenden Weise zu betätigen, um Öl in den Zylinder zu drücken, so daß der Kolben aus seiner neutralen Position nach rechts oder links bewegt wird.
Bei diesem Verfahren wird, wenn der Hydraulikzylinder in Betrieb genommen wird, das normalerweise geschlossene Solenoidventil nicht unmittelbar betätigt. Vielmehr wird dieses Ventil betätigt nachdem die gegebene Wartezeit vergeht. Dieses stellt sicher, daß das normalerweise geschlossene Ventil schneller Ansprechzeit geöffnet wird, um das unter Druck stehende Öl zuzuführen, nachdem die normalerweise offenen Ventile vollständig geschlossen worden sind, um die benutzte Flüssigkeitspassage herzustellen. Als Ergebnis fließt das unter Druck stehende Öl sehr gleichmäßig. Daher werden abrupte und abnorme Veränderungen im Druck unterbunden.
Wenn der Betrieb des Zylinders endet nachdem die Kolbenstange die beabsichtigte Stopposition erreicht, werden die normalerweise offenen Solenoidventile nicht sofort entregt. Vielmehr wird das normalerweise geschlossene Solenoidventil zuerst entregt und das Verstreichen einer gegebenen Wartezeit gestattet. Dies stellt sicher, daß der Strom des aus dem hydraulischen Druckerzeuger gedrückten Öls allmählich reduziert und ganz gestopt wird. Da die normalerweise offenen Ventile nicht geöffent werden bevor der Strom des unter Druck stehenden Öls gestopt ist, werden abrupte und abnorme Variationen im Druck unterbunden. Daher können Druckstöße, welche bei der Verwendung von dieser Art von hydraulischer Betätigungseinrichtung Probleme mit sich bringen, vermindert werden. Dies verhindert eine Fehlfunktion der Druckschalter, so daß ein vorzeitiges Altern der teuren Druckschalter und des Motors verhindert wird.
Gemäß dem besten Aspekt der Erfindung enthält der hydraulische Druckerzeuger eine Pumpe, einen Akkumulator zur Speicherung des aus der Pumpe gedrückten Öls, sowie zwei Druckschalter zum Einschalten bzw. Ausschalten des die Pumpe antreibenden Motors. Die Druckschalter lösen bei einem niedrigen Druck bzw. bei einem hohen Druck aus. Der Hyraulikzylinder hat zwei Druckaufnahmekammern an den entgegengesetzten Seiten des Kolbens. Eine der Kammern hat eine größere Druckaufnahmefläche, während die andere eine kleinere Druckaufnahmefläche hat. Eine der Kammern ist mit dem hydraulischen Druckgenerator über ein normalerweise geschlossenes erstes Solenoidventil verbunden, wogegen die andere über ein normalerweise offenes drittes Solenoidventil mit einem Vorratsbehälter verbunden ist. Die beiden Kammern sind miteinander über ein normalerweise offenes zweites Solenoidventil verbunden.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden das normalerweise geschlossene erste Solenoidventil und das normalerweise offene zweite und dritte Solenoidventil durch ihre jeweiligen Treiberschaltungen betätigt, welche elektrisch mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) verbunden sind. Diese CPU empfängt das Ausgangssignal von einem Kolbenstangenhubsensor, das Ausgangssignal von einer Stoppositionseinstelleinrichtung, sowie das Ausgangssignal von einer Zeitbasisgeneratorschaltung. Die Stoppositionseinstelleinrichtung liefert ein Signal, das die beabsichtigte Stopposition der Kolbenstange anzeigt. Die Zeitbasisgeneratorschaltung liefert ein Zeitgebersignal. Zusätzlich stellt eine Druckstoßverminderungszei tgeberschaltung Wartezeiten zum Starten und Beendigen des Betriebs ein und liefert diese Wartezeiten anzeigende Signale an die CPU. Die CPU steuert die zeitliche Lage, bei welcher die Treiberschaltungen Treibersignale gemäß den die Wartezeiten anzeigenden Signalen liefern. Die Druckstoßverminderungszeitgeberschaltung ist als Hardware in der Zeitbasisgeneratorschaltung vorgesehen oder nimmt die Form von in der CPU geladener Software an.
Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden im Zuge von deren folgender Beschreibung ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird;
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das eine Serie von zu Beginn des Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Betätigungseinrichtung durchgeführten Vorgängen illustriert;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das eine Serie von am Ende des Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Betätigungseinrichtung durchgeführten Vorgängen illustriert;
Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Betriebsvorgänge der in Fig. 1 gezeigten Solenoidventile illustriert;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der hydraulischen Betätigungseinrichtung nach dem Stande der Technik;
Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, das die Betriebsvorgänge der in Fig. 5 gezeigten Solenoidventile illustriert, und in welchem die Ventile nach den Techniken gemäß dem Stande der Technik gesteuert werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bezugnehmend auf Fig. 1, ist dort eine hydraulische Betätigungseinrichtung und ein die Steuerung über die Betätigungseinrichtung ausübendes Steuersystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Betätigungseinrichtung enthält einen hydraulischen Zylinder 1, wie einen hydraulischen Differentialzylinder. In einer in dem Körper des Zylinders 1 ausgebildeten Bohrung ist ein Kolben 10 verschieblich angeordnet. Der Kolben 10 hat eine Kolbenstange 11, die mit der rechten Seite des Kolbens verbunden ist. Die Stange 11 endet an einer (nicht gezeigten) angetriebenen Einrichtung. Ein Hubsensor 12 ist an einem Ende des Hubs der Kolbenstange 11 angeordnet,um die Bewegung des Kolbens 10 zu erfassen. Natürlich kann der Hub auch durch eine an der entgegengesetzten Seite von der Kolbenstange angebrachte eigens dazu vorgesehene dünne Sensorstange erfaßt werden. Der Hubsensor 12 kann den bekannten Aufbau haben und formt eine Positionsänderung in eine Widerstandsänderung oder eine Spannungsänderung um.
Eine Druckaufnahmekammer la mit einer größeren Druckaufnahmefläche ist an der linken Seite des Kolbens 10 innerhalb des Körpers des Zylinders ausgebildet. Eine zweite Druckaufnahmekammer 1b mit einer kleineren Druckaufnahmefläche ist an der rechten Seite des Kolbens 10 innerhalb des Körpers des Zylinders ausgebildet.
Die hydraulische Betätigungseinrichtung enthält weiterhin einen hydraulischen Druckerzeuger 2. Dieser Druckerzeuger 2 enthält eine mittels eines Motors 22 angetriebene Pumpe 21, einen Akkumulator 20 zur Speicherung des aus der Pumpe 21 gedrückten Öls, einen bei einem hohen Druck auslösenden Druckschalter PSW1, einen bei einem niedrigen Druck auslösenden weiteren Druckschalter PSW2, sowie einen Vorratsbehälter 23. Der Schalter PSW2 wirkt im Sinne des Startens des Motors 22. Wenn dieser Schalter PSW2 auslöst, arbeitet die Pumpe 21 so, daß sie Öl in den Akkumulator 20 drückt. Der Schalter PSW1 dient zum Stoppen des Betriebs des Motors.
Der hydraulische Druckerzeuger 2 hat einen Pumpenanschluß P und einen Vorratsbehälteranschluß T. Eine hydraulische Schaltung 3 verbindet diese Anschlüsse P und T. Die hydraulische Schaltung 3 verfügt über eine den Pumpenschluß P mit der die kleinere Druckaufnahmefläche aufweisenden Druckaufnahmekammer 1b verbindende Passage 3a, eine die Druckaufnahmekammer 1a mit der größeren Druckaufnahmefläche mit dem Vorratsbehälter T verbindende Passage 3b, sowie eine die Passage 3a mit der Passage 3b verbindende Passage 3c.
Ein erstes Solenoidventil 4, welches normalerweise geschlossen ist, ist auf der am meisten stromaufwärtigen Seite in der hydraulischen Schaltung 3 angeordnet, d.h. in der den Pumpenanschluß P mit der die kleinere Druckaufnahmefläche aufweisenden Druckaufnahmekammer 1b verbindenden Passage 3a vorgesehen. Ein zweites Solenoidventil 5, das normalerweise offen ist, ist in der die Passage 3b mit der Passage 3a verbindenden Passage 3c angebracht.
Ein drittes Solenoidventil 6, welches normalerweise offen ist, ist an der am meisten stromabwärtigen Seite vorgesehen, d.h. in der die Druckaufnahmekammer 1a mit der größeren Druckaufnahmefläche mit dem Vorratsbehälteranschluß T verbindenden Passage 3b angeordnet.
Bei diesem Beispiel sind die Solenoidventile 4, 5 und 6 jeweils bekannte Ventile, welche durch Umschalten zwischen zwei Zuständen geöffnet und geschlossen werden können. Die Ventile 4 bis 6 verfügen über Solenoidspulen 400, 500, 600 an deren jeweiligem einen Ende und Rückholfedern 401, 501 bzw. 601 an deren entgegengesetzten Enden. Natürlich können das zweite Ventil 5 und das dritte Ventil 6 bekannte Servoventile sein, welche durch Ausübung von Steuerung über das Tastverhältnis der Eingangsimpulse gesteuert werden.
Die Solenoidspulen 400, 500, 600 der Solenoidventile 4, 5, 6 sind mit Treiberschaltungen 40, 50 bzw. 60 verbunden. Wenn die Solenoidspule 400 des ersten Ventils 4 durch die Treiberschaltung 40 erregt wird, wird das Ventil 4 geöffnet, um seinen Anschluß P mit seinem Anschluß A zu verbinden. Wenn die Spule 400 nicht erregt wird, wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Anschluß P von dem Anschluß A getrennt. Wenn die Solenoidspule 50 des zweiten Ventils 5 nicht erregt wird, ist dessen Anschluß P mit dessen Anschluß A verbunden, so daß das Ventil geöffnet ist. Wenn die Spule 50 erregt wird, wird der Anschluß P von dem Anschluß A getrennt. Ein drittes Solenoidventil 6 funktioniert ähnlich dem zweiten Ventil 5.
Die Treiberschaltungen 40, 50, 60 werden wahlweise betätigt durch das von der aus einem Mikrocomputer bestehenden CPU erzeugte Treibersignal. Der vorgenannte Hubsensor 12 ist elektrisch mit der CPU über einen Analog/Digital-Wandler 120 verbunden. Das Ausgangssignal von dem Hubsensor 12 zeigt die Position der Kolbenstange 11 an und wird vor der Zuführung zu der CPU durch den A-D-Wandler 120 in digitale Form d&sub1; gewandelt. Ebenfalls mit der CPU über einen Analog/Digital-Wandler 80 verbunden ist eine Stoppositionseinstelleinrichtung 8. Eine Spannung eines einer beabsichtigten Stopposition entsprechenden Werts wird von der Stoppositionseinstelleinrichtung 8 über den A-D-Wandler 80 der CPU zugeführt. Die Positionseinstelleinrichtung 8 enthält eine Gleichspannungsguelle und einen variablen Widerstand.
Auch mit der CPU verbunden ist eine Zeitbasisgeneratorschaltung 9, welche der CPU ein Zeitintervalle anzeigendes Zeitgebersignal zuführt. Die CPU führt eine arithmetische Operation entsprechend dem Zeitgebersignal durch, um die Kolbenstange 11 an einer gegebenen Position zum Stoppen zu bringen. Eine Druckstoßverminderungzeitgeberschaltung 90 besteht zusätzlich zu der Zeitbasisgeneratorschaltung 9.
Zum Beginn des Betriebs des Kolbens wird das erste Solenoidventil 4 betätigt, wenn eine Wartezeit T&sub1; seit Betätigung des zweiten Solenoidventils 5 oder des dritten Solenoidventils 6 verstreicht. Am Ende des Betriebs des Kolbens werden das zweite Ventil 5 und das dritte Ventil 6 entregt, wenn eine Wartezeit T&sub2; seit Entregung des ersten Ventils 4 verstreicht. Die Druckstoßverminderungszeitgeberschaltung 90 stellt die Wartezeiten T&sub1; und T&sub2; ein und informiert die CPU von diesen Wartezeiten. Dann stellt die CPU die zeitliche Lage ein, zu welcher Treibersignale zu den Treiberschaltungen 40, 50, 60 unter Verwendung von Zeitgebern oder dergleichen gesendet werden.
Die Wartezeit T&sub1; wird festgelegt durch empirisches Herausfinden oder tatsächliches Messen der Verzögerung des Ansprechens des zweiten Ventils 5 oder des dritten Ventils 6 bei seiner Betätigung. Ähnlich wird die Wartezeit T&sub2; festgelegt durch empirisches Herausfinden oder tatsächliches Messen der Verzögerung des Ansprechens des ersten Ventils 4 bei seiner Entregung.
Gewöhnlich befindet sich der Kolben 10 des hydraulischen Zylinders 1 in seiner in Fig. 1 gezeigten neutralen Position. In diesem Zustand ist das erste Ventil 4 geschlossen, aber die zweiten und dritten Ventile 5 und 6 sind offen.
Um den Kolben 10 von dieser Position zu bewegen, liefert die CPU adäquate Treibersignale an die Treiberschaltungen 40, 50 und 60, um die drei Solenoidventile 4, 5, 6 wahlweise zu betätigen. So wird der Strom des aus dem oder in den hydraulischen Druckerzeuger 2 gedrückten Öls gesteuert. Der hydraulische Druck wird in einen Druckvorschub des Kolbens umgewandelt. Die beabsichtigte Stopposition des Kolbens ist durch die unterbrochene Linie in dem hydraulischen Zylinder 1 in Fig. 1 angezeigt. Ein diese Stopposition anzeigendes Signal wird von der Stoppositionseinstelleinrichtung 8 über den A-D-Wandler 80 zu der CPU zugeführt.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das eine Anzahl von am Beginn des Betriebs des hydraulischen Zylinders zur Steuerung der Solenoidventile durchgeführten Betriebsvorgängen illustriert. Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das eine Anzahl von am Ende des Betriebs des Zylinders zur Steuerung der Solenoidventile durchgeführten Betriebsvorgängen darstellt. Fig. 4 stellt die Betriebsvorgänge dieser Solenoidventile dar.
Am Beginn des Betriebs des hydraulischen Zylinders werden die Solenoidventile initialisiert. Zu diesem Zeitpunkt informiert die Druckstoßverminderungszeitgeberschaltung 90 die CPU über die Wartezeiten T&sub1; und T&sub2;, und diese Zeiten werden in der in der CPU geladenen Software abgespeichert. Es wird eine Prüfung durchgeführt, um zu sehen, ob die vorliegende Bedingung in der in Fig. 1 gezeigten Bedingung vorliegt. Danach wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob ein Schalter zum Starten des Betriebs geschlossen ist. Wenn der Kolben wie in Fig. 1 gesehen nach rechts bewegt werden soll, veranlaßt die CPU die Treiberschaltung 60 zum Erregen der Solenoidspule 600 für eine Betätigung des dritten Solenoidventils 6. Wenn der Kolben nach links bewegt werden soll, instruiert die CPU die Treiberschaltung 50 zum Erregen der Solenoidspule 500 für eine Betätigung des zweiten Ventils 5. Zu diesem Zeitpunkt sperrt das die vorher eingegebene Wartezeit T&sub1; anzeigende Signal die CPU, so daß die Treiberschaltung 40 am Arbeiten gehindert wird. Das erste Solenoidventil 4, welches normalerweise geschlossen ist, wird inaktiv gehalten. Daher strömt das Drucköl von dem hydraulischen Druckerzeuger 2 in keine der Druckaufnahmekammern 1a und 1b. Somit folgt im wesentlichen, daß sich entweder das zweite Ventil 5 oder das dritte Ventil 6 in einem standby-Zustand befindet, selbst wenn es betätigt ist.
Wenn dieser Prozeß endet und die wie oben beschrieben eingegebene Wartezeit T&sub1; abläuft, wird die Treiberschaltung 40 nicht länger vom Erregen der zweiten Solenoidspule 400 gesperrt, um so das erste Ventil 4 auszulösen. Die Wartezeit T&sub1; ist die Ansprechzeit des zweiten Ventils 5 oder des dritten Ventils 6 unter unbelasteter Bedingung. Dann beginnt das Öl von dem hydraulischen Druckerzeuger 2 in die Passage 3b gedrückt zu werden. Wenn der Kolben 10 nach rechts bewegt werden soll, fließt das Drucköl durch die Passagen 3a, 3c, 3b in dieser Reihenfolge in die Druckaufnahmekammer 1a, da das dritte Ventil 6 schon betätigt worden ist, um zu verhindern, daß das Öl in den Vorratsbehälter fließt. Dann tritt das Öl von der Passage 3b in die Druckaufnahmekammer 1b ein. Die Differenz in der Druckaufnahmefläche zwischen den Kammern 1a und 1b läßt die Bewegung des Kolbens 10 nach rechts beginnen.
Zu dem oben beschriebenen Beginn des Vorgangs stellt die Wartezeit T&sub1; sicher, daß die normalerweise offenen Solenoidventile vollständig geschlossen sind. Das ein schnelles Ansprechen zeigende normalerweise geschlossene Ventil wird nicht geöffnet bevor die benutzte Fluidpassage hergestellt ist. Dann wird das unter Druck stehende Öl eingeführt. Daher fließt das Öl ganz gleichmäßig. In der Folge werden abrupte und abnorme Variationen im Druck unterbunden.
Nachdem der Vorgang begonnen worden ist, wie oben beschrieben, liefert der Hubsensor 12 konstant ein die Position des Kolbens anzeigendes Signal an die CPU, welches die Differenz zwischen diesem Signal und dem die beabsichtigte Stopposition anzeigenden Signal berechnet. Wenn gefunden worden ist, daß die voreingestellte Stopposition erreicht ist, befiehlt die CPU der Treiberschaltung 50 oder 60, das zweite Solenoidventil 5 oder das dritte Solenoidventil 6 zu betätigen, abhängig davon, ob der Kolben nach links bzw. rechts bewegt werden soll. Auf diese Weise wird die Fluidpassage abgeschaltet. Das Drucköl fließt dann in die Druckaufnahmekammer, welche durch den sich bewegenden Kolben verkleinert worden ist. Als ein Ergebnis wird der Kolben 10 gebremst und erreicht die Stopposition.
Der oben beschriebene mit dem Ende des Betriebs aufhörende Prozeß ist in Fig. 3 dargestellt. Zuerst wird eine Entscheidung getroffen, um sicherzustellen, ob der Kolben an der Stopposition angekommen ist. Zu diesem Zweck wird die Differenz zwischen dem Ausgangssignal von dem Hubsensor 12 und dem Ausgangssignal von der Stoppositionseinstelleinrichtung 8 gelesen. Wenn die spezifizierte Stopposition erreicht ist, werden alle die Solenoidventile 4, 5, 6 betätigt. Wenn dies nicht so ist, werden die Ventile 4 bis 6 wahlweise in einer solchen Weise betätigt, daß der Kolben bewegt wird.
Wenn das Ergebnis der Entscheidung ist, daß die Stopposition erreicht worden ist, dann wird der erste Schritt ausgeführt. Das heißt, die CPU instruiert die Treiberschaltung 40 im Sinne eines Entregens der Solenoidspule 400, so daß das erste Solenoidventil 4 geschlossen wird. Während der oben beschriebenen Wartezeit T&sub2;, d.h. der Ansprechzeit des ersten Ventils 4 unter belasteter Bedingung, werden das zweite Ventil 5 und das dritte Ventil 6 betätigt gehalten. Wenn die Wartezeit T&sub2; abläuft, signalisiert die CPU den Treiberschaltungen 50 und 60, die Solenoidspulen 500 und 600 zu entregen, so daß das zweite Ventil 5 und das dritte Ventil 6 geöffnet werden.
Auch in diesem Falle wird, um das erste Solenoidventil 4 vorher zu schließen, eine ausreichende Zeit zum allmählichen Vermindern des Stroms des Drucköls von dem hydraulischen Druckerzeuger 2 und zum vollständigen Abschließen der Fluidpassage sichergestellt. Auf diese Weise werden die normalerweise offenen Solenoidventile nicht geöffnet bis der Strom des Drucköls gestopt ist. Folglich werden abrupte und abnorme Variationen im Druck unterbunden.
Es sei bemerkt, daß das Vorstehende lediglich ein Beispiel der Erfindung darstellt. Die zum Betätigen der Solenoidventile nach Ablauf der Wartezeiten T&sub1; und T&sub2; wirkende Druckstoßverminderungszeitgeberschaltung 90 kann selbstverständlich durch in die CPU geladene Software ersetzt werden. Obwohl die Erfindung vorzugsweise auf eine hydraulische Betätigungseinrichtung zum Wählen eines gewünschten Gangs eines automatischen Automobilgetriebes angewandt wird, kann die Erfindung auch andere Anwendungen finden.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer hydraulischen Betätigungseinrichtung mit einem hydraulischen Zylinder (1), einem hydraulischen Druckerzeuger (2) zur Zuführung hydraulischen Drucks zu dem Zylinder, einem normalerweise geschlossenen Solenoidventil (4), das in der den hydraulischen Druckerzeuger (2) mit dem hydraulischen Zylinder (1) verbindenden Fluidpassage und auf der Seite des hydraulischen Druckgenerators angeordnet ist, und zwei normalerweise offenen Solenoidventilen (5, 6), die in Serie stromabwärts des normalerweise geschlossenen Solenoidventils (4) angeschlosssen sind, wobei die hydraulische Betätigungseinrichtung dazu vorgesehen ist, das normalerweise geschlossene Solenoidventil (4) und die normalerweise offenen Solenoidventile (5, 6) in einer miteinander in Beziehung stehenden Weise zum Drücken von Öl in den Zylinder (1) zu betätigen, um den Kolben (10) von seiner Neutralposition nach rechts oder links zu bewegen, wobei

(A) der hydraulische Zylinder eine erste Druckaufnahmekammer (1a) mit einer größeren Druckaufnahmefläche und eine zweite Druckaufnahmekammer (1b) mit einer kleiner Druckaufnahmefläche bildet, wobei die Kammern auf den entgegengesetzten Seiten des Kolbens des Zylinders befindlich sind,

(B) die zweite Druckaufnahmekammer (lb) über das normalerweise geschlossene erste Solenoidventil (4) mit dem hydraulischen Druckerzeuger (2) verbunden ist,

(C) die erste Druckaufnahmekammer (1a) über das normalerweise offene dritte Solenoidventil (6) mit einem Vorratsbehälter verbunden ist,

(D) die erste Druckaufnahmekammer (1a) und die zweite Druckaufnahmekammer (1b) miteinander über das normalerweise offene zweite Solenoidventil (5) verbunden sind,

(E) der hydraulische Druckerzeuger (2) eine Pumpe (21), einen aus der Pumpe gedrücktes Öl speichernden Akkumulator (20), einen bei einem niedrigeren Druck arbeitenden und im Sinne des Einschaltens eines Motors wirkenden Druckschalter (PSW2), sowie einen bei einem höheren Druck arbeitenden und im Sinne des Ausschaltens des Motors wirkenden weiteren Druckschalter (PSW1) enthält;

weiterhin

(F) das erste Solenoidventil (4), das zweite Solenoidventil (5), und das dritte Solenoidventil (6) über erste, zweite bzw. dritte Treiberschaltungen (40, 50, 60) getrieben werden, welche elektrisch mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) verbunden sind,

(G) die CPU Signale von einem Kolbenstangenhubsensor (12), von einer Stoppositonseinstelleinrichtung (8), die ein eine beabsichtigte Stopposition der Kolbenstange des Zylinders anzeigendes Signal liefert, und von einer ein Zeitgebers ignal liefernden Zeitbasisgeneratorschaltung (9) aufnimmt;

und darüber hinaus

(H) eine Druckstoßverminderungszeitgeberschaltung (90) die Wartezeiten T&sub1; und T&sub2; einstellt und die CPU über diese Zeiten T&sub1; und T&sub2; unterrichtet, die die zeitliche Lage steuern, bei welcher Treibersignale von den Treiberschaltungen (40, 50, 60) geliefert werden, so daß beim Beginn des Betriebs des Zylinders (1) das normalerweise geschlossene Solenoidventil (4) geöffnet wird nach Ablauf einer Wartezeit T&sub1;, die lang genug ist, daß das der normalerweise offenen Solenoidventile (5, 6), welches der Richtung der Bewegung des Kolbens (10) des Zylinders entspricht, vollständig geschlossen wird, und daß beim Ende des Betriebs des hydraulischen Zylinders die normalerweise offenen Solenoidventile (5, 6) nach Ablauf einer Wartezeit T&sub2; geöffnet werden, die lang genug ist, daß das normalerweise geschlossene Ventil (4) vollständig geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem

zum Beginn des Betriebs des hydraulischen Zylinders (1) die Solenoidventile gesteuert werden durch die Ausführung der Schritte:

Speichern der durch die Druckstoßverminderungszeitgeberschaltung (90) eingestellten Wartezeiten T&sub1; und T&sub2; in der CPU;

Ausführung einer Überprüfung, um sicherzustellen, daß sich der Kolben in seiner Neutralposition befindet;

dann Bewirken, daß die zweite Treiberschaltung (50) oder die dritte Treiberschaltung (60) das der normalerweise offenen Solenoidventile (5, 6) betätigt, welches der Richtung der Bewegung des Kolbens entspricht, während das normalerweise geschlossene erste Solenoidventil (4) ohne Erregung gehalten wird; und

Bewirken, daß die erste Treiberschaltung (40) das normalerweise geschlossene erste Solenoidventil (4) nach Ablauf der vorher eingegebenen Wartezeit T&sub1; betätigt;

und am Ende des Betriebs des hydraulischen Zylinders (1) die Solenoidventile gesteuert werden durch Ausführung der Schritte:

Bewirken, daß die erste Treiberschaltung (40) das normalerweise geschlossene erste Solenoidventil (4) entregt, während eines der normalerweise offenen Solenoidventile (5, 6) erregt gehalten wird, nachdem das Ausgangssignal von dem Hubsenor (12) und das Ausgangssignal von der Stoppositionseinstelleinrichtung (8) anzeigen, daß die Kolbenstange ihre Stopposition erreicht hat; und

Bewirken, daß die zweiten und dritten Treiberschaltungen (50, 60) die normalerweise offenen Solenoidventile (5, 6) nach Ablauf der Wartezeit T&sub2; entregen.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem eine Druckstoßverminderungszeitgeberschaltung (90) in der CPU selbst geladene Software enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die hydraulische Betätigungseinrichtung im Sinne der Wahl eines gewünschten Getriebeverhältnisses eines automatischen Automobilgetriebes wirkt.