DE102005002385A1 - Electrohydraulic operating cylinder controlling method for actuation of charge-cycle valve, involves obtaining actual upstroke of cylinder based on control signals that depend on control factor and hydraulic oil operating parameter - Google Patents

Electrohydraulic operating cylinder controlling method for actuation of charge-cycle valve, involves obtaining actual upstroke of cylinder based on control signals that depend on control factor and hydraulic oil operating parameter Download PDF

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Abstract

The method involves reading a reference value of a control factor, and determining an operating parameter e.g. temperature, pressure, and viscosity, of hydraulic oil. A control value is computed based on the reference value and the operating parameter by a control factor-transfer function. Control signals generated based on the computed value are adjusted to obtain an actual desired upstroke of an operating cylinder (3). Independent claims are also included for the following: (A) a computer program for executing a method for controlling an electrohydraulic operating cylinder (B) a control device for controlling one or more hydraulic operating cylinders.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Arbeitszylinders beziehungsweise Stellers, insbesondere eines hydraulischen Stellers zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Computerprogramm und ein Steuergerät nach den nebengeordneten Ansprüchen 39 beziehungsweise 41 und 42.The The invention relates to a method for controlling a hydraulic Working cylinder or actuator, in particular a hydraulic Stellers for actuation a gas exchange valve of an internal combustion engine, according to the preamble of Claim 1, and a computer program and a control device according to the sibling claims 39 or 41 and 42.

Anwendungshintergrund solcher Arbeitszylinder beziehungsweise Steller und. des erfindungsgemäßen Verfahrens sind elektrohydraulische Verstellsysteme, die beispielsweise zur Betätigung von Ventilen, wie der Gaswechselventile eines Brennkraftmaschine oder eines Kompressors, oder zur Betätigung von Klappen, wie beispielsweise schneller Schaltklappen im Ansaugrohr eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, oder zur Betätigung anderer Mechanismen verwendet werden. Von besonderem Interesse sind dabei hydraulische Verstellsysteme beziehungsweise Arbeitszylinder, die einen variablen Stellhub, beziehungsweise eine variable Endposition eines Verstellvorgangs ermöglichen.Application Background Such cylinder or actuator and. the method according to the invention are electro-hydraulic adjustment systems, for example, the activity of valves, such as the gas exchange valves of an internal combustion engine or a compressor, or for actuating flaps, such as fast switching flaps in the intake manifold of a cylinder of an internal combustion engine, or to operate other mechanisms are used. Of particular interest are while hydraulic adjustment systems or working cylinder, a variable stroke, or a variable end position of a Allow adjustment.

In der Regel ist bei solchen Verstellsystemen eine feste Ausgangsposition vorhanden, von der ausgehend ein Verstellvorgang durchgeführt wird. Im Beispielfall der elektrohydraulischen Verstellung eines Gaswechselventils ist eine solche Ausgangsposition durch das Anliegen des Gaswechselventils in einem Ventilsitz definiert. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist dies jedoch nicht wesentlich. Es können Verstellvorgänge aus einer beliebigen Ruhelage oder Ausgangsposition heraus betrachtet werden.In The rule is in such adjustment a fixed starting position present, from which an adjustment is carried out. In the example of the electro-hydraulic adjustment of a gas exchange valve is such a starting position by the concern of the gas exchange valve defined in a valve seat. For the inventive method However, this is not essential. There may be adjustment operations considered out of any rest position or starting position become.

Gegenstand oder Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist allgemein die Verstellung des Kolbens eines Arbeitszylinders von einer gegebenen Ausgangsposition in eine gewünschte Endposition, die von Fall zu Fall unterschiedlich sein kann. Dabei kommt es darauf an, die Endposition beziehungsweise den Verstellweg oder Hub hinreichend genau einzustellen.object or object of the method according to the invention is generally the adjustment of the piston of a working cylinder from a given home position to a desired end position from Case by case may vary. It is important the end position or the adjustment or stroke sufficiently accurate adjust.

Nachfolgend wird dieses Verfahren am Beispiel einer elektrohydraulischen Verstellung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine oder eines Kompressors dargestellt und formuliert. Mit einer direkten Übertragung der Begriffe, beispielsweise der Ersetzung von Ventilhub durch Stellweg oder Stellhub, Ventilhubsensor durch Stellwegsensor oder Positionssensor, Drehzahl durch Wiederholfrequenz der Betätigung eines Stellers, sowie Gaswechselventil durch Kolben eines Arbeitszylinders, beschreibt diese Darstellung auch die allgemeineren Anwendungsfälle.following This method is exemplified by an electro-hydraulic adjustment of gas exchange valves of an internal combustion engine or a compressor presented and formulated. With a direct transfer of the terms, for example the replacement of valve lift by travel or stroke, valve lift sensor by travel sensor or position sensor, speed by repetition frequency the operation an actuator, and gas exchange valve by piston of a working cylinder, this presentation also describes the more general applications.

Bei elektrohydraulischen nockenwellenlosen entilsteuerungen (EHVS), wie sie zum Beispiel aus der DE 101 27 205 und der DE 101 34 644 bekannt sind, können Hub und Steuerzeiten der Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine prinzipiell frei programmiert werden. Dadurch können das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine sowie deren spezifischer Kraftstoffverbrauch und deren Emissionsverhalten verbessert werden.In the case of electrohydraulic camshaft-free valve control units (EHVS), such as those described in the DE 101 27 205 and the DE 101 34 644 are known, stroke and timing of the gas exchange valves of an internal combustion engine can be freely programmed in principle. As a result, the operating behavior of the internal combustion engine as well as their specific fuel consumption and their emission behavior can be improved.

Allerdings weisen elektrohydraulische nockenwellenlose Ventilsteuerungen noch ein Optimierungspotential in Bezug auf die Steuerung des Ventilhubes auf. Die möglichen Verbesserungen liegen dabei in der Stellgenauigkeit des Ventilhubs und in dem zur Darstellung der Hubsteuerung benötigten technischen Aufwand. Dies gilt analog auch für die Steuerung von Verstell- oder Positioniervorgängen in den weiteren, eingangs genannten Systemen, für die die Erfindung verwendet werden kann.Indeed have electro-hydraulic camshaft-free valve controls yet an optimization potential with regard to the control of the valve lift on. The possible Improvements lie in the adjustment accuracy of the valve lift and in the time required for the representation of the stroke control technical effort. This also applies analogously for the control of adjustment or positioning operations in the other, the beginning mentioned systems, for the invention can be used.

Aus der DE 100 64 650 A1 ist bereits ein Verfahren zur Steuerung von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors mit variabler Öffnungsfunktion bekannt, bei dem die Steuerung des Gaswechselventils in Abhängigkeit einer Auswertung eines Drucks im Brennraum erfolgt. Dabei ist vorgesehen, dass ein Ventilhubsensor ein die Stellung des Ventils anzeigendes Hubsignal bereitstellt. Der Ventilhubsensor kann nun auf korrekte Funktion überprüft werden, in dem der für die Ventilstellung erwartete Verlauf des Brennraumdrucks mit dem gemessenen Brennraumdruck verglichen wird. Bei bestimmten Abweichungen wird der Ventilhubsensor in Abhängigkeit dieser Auswertung automatisch kalibriert.From the DE 100 64 650 A1 A method for controlling gas exchange valves of an internal combustion engine with a variable opening function is already known, in which the control of the gas exchange valve takes place as a function of an evaluation of a pressure in the combustion chamber. It is provided that a valve lift sensor provides a position of the valve indicating stroke signal. The valve lift sensor can now be checked for correct function in which the course of the combustion chamber pressure expected for the valve position is compared with the measured combustion chamber pressure. For certain deviations, the valve lift sensor is automatically calibrated depending on this evaluation.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass mindestens ein hydraulischer Arbeitszylinder oder Steller gesteuert werden kann, ohne dass eine Rückmeldung über den Stellweg oder Hub von einem Stellweg- oder Positionssensor benötigt wird.The inventive method with the characteristics of the independent Claim has in contrast the advantage that at least one hydraulic cylinder or Steller can be controlled without feedback on the travel or stroke of a Stellweg- or position sensor is needed.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Hubes eines hydraulischen Stellers beziehungsweise Arbeitszylinders, nachfolgend auch als Steuerungsfunktion bezeichnet, bestimmt auf der Basis vorhandener Information zu den hydraulischen Betriebsparametern (Zustandsgrößen des Hydrauliköls) sowie gegebenenfalls zu weiteren Größen, die den Stellvorgang des Hubes beeinflussen, die Ansteuersignale eines hydraulischen Stellers so, dass ein aktuell gewünschter Hub des Stellers, beziehungsweise – im beispielhaft betrachteten Anwendungsfall – ein aktuell gewünschter Hub eines zugehörigen Gaswechselventils, im Rahmen zulässiger Toleranzen eingestellt wird.The inventive method for controlling the stroke of a hydraulic actuator or working cylinder, hereinafter also referred to as a control function determined on the basis of existing information on the hydraulic operating parameters (state variables of the hydraulic oil) and optionally to other variables that influence the adjustment of the stroke, the control signals of hydraulic actuator so that a currently desired stroke of the actuator, or - in the example considered application - a currently desired stroke of a supplied hearing gas valve is adjusted within permissible tolerances.

Mit den Zustandsgrößen des Hydrauliköls sind zum Beispiel Druck und Temperatur in einem Druckspeicher (Rail) gemeint, der die hydraulische Hilfsenergie für den Betrieb des Arbeitszylinders bereitstellt. Information über den Zustand des Öls im Rail ist mittels kostengünstiger Standardtechnologie (Druck- und Temperatursensoren) leicht gewinnbar. Deren Verwendung in der Steuerungsfunktion des Ventilhubes ermöglicht somit eine kostengünstige Realisierung der Steuerung im Hinblick auf die benötigte Sensorik.With the state variables of Hydraulic oil are for example pressure and temperature in a pressure accumulator (rail) meant, the hydraulic auxiliary power for the operation of the working cylinder provides. information about the condition of the oil in the rail is cheaper by means of Standard technology (pressure and temperature sensors) easily recoverable. their Use in the control function of the valve lift thus allows a cost-effective realization the controller with regard to the required sensors.

Alternativ oder zusätzlich zu den Zustandsgrößen Druck und Temperatur können auch Stoffgrößen wie die Viskosität des Hydrauliköls betrachtet werden, die den Stellvorgang beeinflussen. Vorteilhaft ist insbesondere auch die Nutzung eines entsprechenden Viskositätssensors.alternative or additionally to the state variables pressure and temperature can also fabric sizes like the viscosity of the hydraulic oil considered, which influence the setting process. Advantageous is in particular the use of a corresponding viscosity sensor.

Der tatsächlich benötigte Umfang an Sensoren für Zustandsgrößen des Öls hängt im Allgemeinen von den Eigenschaften einer konkreten Ausführung des hydraulischen Stellsystems ab. Wesentliche Aspekte sind dabei unter anderem die Zeitveränderlichkeit beziehungsweise Steuerbarkeit der Zustandsgrößen des Öls. Wenn beispielsweise in einer einfachen Systemausführung keine Druckverstellung möglich ist, weil zum Beispiel der Raildruck mittels Druckbegrenzungsventil fest eingestellt ist, dann kann ein Drucksensor entfallen.Of the indeed needed Scope of sensors for State variables of the oil generally depends from the characteristics of a concrete version of the hydraulic control system from. Key aspects include time variability or controllability of the state variables of the oil. For example, if in a simple system execution no pressure adjustment possible is because, for example, the rail pressure by means of pressure relief valve is fixed, then a pressure sensor can be omitted.

Durch die Realisierung der Steuerungsfunktion des Hubes als reine Steuerung entfällt zusätzlicher Aufwand zur Gewinnung von Information über den tatsächlich eingestellten Hub eines jeweiligen Stellvorgangs (beispielsweise mittels zeitlich hochauflösender Hubsensierung), wie sie zum Beispiel für eine Regelung benötigt würde.By the realization of the control function of the stroke as pure control deleted additional Effort to obtain information about the actually set Stroke of a respective setting operation (for example by means of time high-resolution Hubsensierung), as would be needed for example for a regulation.

Eine Realisierung der erfindungsgemäßen Steuerungsfunktion als Rechnerprogramm in einem elektronischen Steuergerät zeigt darüber hinaus Vorteile im Hinblick auf den Bedarf an Speicher und Rechnerleistung sowie den Aufwand für die Bestimmung von systemabhängig zu kalibrierenden Parametern (Applikationsdaten).A Realization of the control function according to the invention as a computer program in an electronic control unit shows about that There are also advantages in terms of memory and computing power requirements as well as the effort for the determination of system dependent parameters to be calibrated (application data).

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass es verschiedene Weiterentwicklungen zulässt, die als bedarfsgerecht skalierbare, modulare Realisierungen der Steuerungsfunktion umsetzbar sind. Dies bedeutet, dass zu einer einfachsten Ausführung der Steuerungsfunktion (Basisfunktion) auf einfache Weise verschiedene Erweiterungen hinzugefügt werden können, sofern dies zur Erreichung der geforderten Stellgenauigkeit des Ventilhubs in einem konkreten System notwendig ist.One Another advantage of the method according to the invention is to see that it allows for various advancements that as demand-scalable, modular implementations of the control function can be implemented. This means that the simplest version of the Control function (basic function) in a simple way different Added extensions can be if this is to achieve the required positioning accuracy of Ventilhubs in a concrete system is necessary.

Wenn beispielsweise während des Hubstellvorgangs nennenswerte Druckschwingungen am hochdruckseitigen Zulauf des Arbeitszylinders sowie innerhalb des Arbeitszylinders auftreten und die mit der Basisfunktion erreichbare Stellgenauigkeit des Ventilhubs allzu stark beeinträchtigen, dann können diese Druckschwingungen beispielsweise in einer geeigneten Modellierung des "hubbestimmenden Öldrucks" (pOel) berücksichtigt werden. Die Größe pOel tritt in der erfindungsgemäßen Steuerungsfunktion des Hubes h als Eingangsgröße der Umrechnung zwischen einem "Sollhub" (hSoll) und der technischen Ansteuergröße des hydraulischen Stellers, zum Beispiel der Ansteuerzeit (tm1) eines Magnetventils MV1, auf.If, for example during the Hubstellvorgangs significant pressure oscillations occur at the high-pressure side inlet of the working cylinder and within the working cylinder and affect the achievable with the basic function adjustment accuracy of the valve lift too strong, then these pressure oscillations can be considered for example in a suitable modeling of the "stroke-determining oil pressure" (p oil ) , The variable p oil occurs in the control function of the stroke h according to the invention as an input variable of the conversion between a "setpoint stroke" (h setpoint ) and the technical control variable of the hydraulic actuator, for example the activation time (t m1 ) of a solenoid valve MV1.

Zu dieser beispielhaft genannten Realisierung einer Druckschwingungskorrektur gibt es gleichermaßen vorteilhafte Alternativen, die ebenfalls als modulare Ergänzungen einer Basisfunktion darstellbar sind. Beispielsweise können Druckschwingungen auch durch einen Korrekturwert berücksichtigt beziehungsweise kompensiert werden, der zur Eingangsgröße „Sollhub" (hSoll) der Steuerungsfunktion additiv oder multiplikativ hinzutritt.For this exemplified realization of a pressure oscillation correction, there are equally advantageous alternatives, which can also be represented as modular additions to a basic function. For example, pressure oscillations can also be taken into account or compensated by a correction value which adds to the input variable "setpoint stroke" (h setpoint ) additively or multiplicatively to the control function.

Der primäre Vorteil dieser für eine Druckschwingungskorrektur vorgeschlagenen Lösungen besteht darin, dass die Auswirkungen der genannten Druckschwingungen auf den Hubstellvorgang und auf den resultierenden Ventilhub in der Ansteuerfunktion so effektiv kompensiert werden können, dass diese Lösung auch bei hohen Anforderungen an die Stellgenauigkeit und starken Druckschwingungen anwendbar ist.Of the primary Advantage of this for a pressure swing correction proposed solutions is that the effects of the mentioned pressure oscillations on the lifting process and on the resulting valve lift in the drive function so can be effectively compensated, that this solution even with high demands on the positioning accuracy and strong Pressure oscillations is applicable.

Weitere Vorteile dieser Lösung liegen in ihrer Einfachheit, Verständlichkeit und Modularität. Diese Qualitätsfaktoren resultieren maßgeblich aus dem Umstand, dass die vorgeschlagene Ausführung einer Druckschwingungskompensation als eigenständige, das heißt modulare Ergänzung zu einer einfach und effizient realisierbaren Hubsteuerungsfunktion hinzutritt, die für sich allein nur in Fällen vernachlässigbarer Druckschwingungen anwendbar ist.Further Advantages of this solution lie in their simplicity, intelligibility and modularity. These quality factors result significantly from the fact that the proposed implementation of a pressure swing compensation as independent, that is called modular supplement to a simple and efficient realizable stroke control function added to that for alone only in cases negligible Pressure oscillations is applicable.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Veränderungen des Stellerverhaltens im Betrieb mittels einer Adaption der Steuerung ausgeglichen, so dass die geforderte Genauigkeit der Hubsteuerung über die gesamte Lebensdauer der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.In a further advantageous development of the method according to the invention become changes the actuator behavior during operation by means of an adaptation of the controller balanced, so that the required accuracy of the stroke control over the entire life of the internal combustion engine is guaranteed.

In einer anderen vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Abweichungen des eingestellten Ventilhubs vom gewünschten Wert, d.h. dem Sollhub hSoll, mittels einer Regelung ausgeglichen, die zu der reinen Steuerung, beispielsweise einer oben genannten Basisfunktion, als modulare Erweiterung hinzugefügt wird. Damit kann die geforderte Genauigkeit der Hubsteuerung auch dann sichergestellt werden, wenn die reine Steuerung für sich allein nicht in jedem Falle genau genug ist, beziehungsweise wenn zur Begrenzung des Aufwands auf Erweiterungen wie die genannte Druckschwingungskorrektur verzichtet werden soll.In another advantageous further development of the method according to the invention, deviations of the set valve lift from the desired value, ie the desired stroke h desired , are determined by means of a Balancing, which is added to the pure control, for example, a basic function above, as a modular extension. Thus, the required accuracy of the stroke control can be ensured even if the pure control by itself is not accurate enough in each case, or should be waived to limit the effort on extensions such as said pressure oscillation correction.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den nachfolgenden Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnommen werden.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention can the subsequent drawings, their description and the claims taken become.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Stellers; 1 an embodiment of a hydraulic actuator according to the invention;

2 die Ansteuerung des ersten Steuerventils (MV1) und die daraus resultierende Hubbewegung; 2 the control of the first control valve (MV1) and the resulting stroke movement;

3 eine mögliche Definition des Betriebsparameters pOel; 3 a possible definition of the operating parameter p oil ;

4 und 5 Beispiele von Hub-Transferfunktionen; 4 and 5 Examples of hub transfer functions;

6 das Funktionsmodul tm1_to_h; 6 the functional module tm1_to_h;

7 das Funktionsmodul h_to_tm1; 7 the function module h_to_tm1;

8 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens; 8th a block diagram of the method according to the invention;

9 das Funktionsmodul ber_p_Oel; 9 the function module ber_p_Oel;

10 das Funktionsmodul ber_T_Oel; 10 the function module ber_T_Oel;

11 eine nach dem Skalenansatz modellierte Hub-Transferfunktion; 11 a stroke transfer function modeled on the scale approach;

12 eine beispielhaften Ausführung der Umrechnung h_to_tm1; 12 an exemplary execution of the conversion h_to_tm1;

13 eine alternative Modellierung des Blocks TW aus 12; 13 an alternative modeling of the block TW 12 ;

14 den funktionalen Zusammenhang h(tm1) für einen Fall mit beziehungsweise ohne große Druckschwingungen; 14 the functional relationship h (t m1 ) for a case with or without large pressure oscillations;

15 das Funktionsmodul ber_p_Oel für den Fall einer Druckschwingungskorrektur mittels des hubbestimmenden Öldrucks; 15 the function module ber_p_Oel in the case of a pressure oscillation correction by means of the stroke-determining oil pressure;

16 eine beispielhafte Realisierung des Funktionsmoduls ber_p_Oel_h_komp; 16 an exemplary implementation of the function module ber_p_Oel_h_komp;

17 und 18: Darstellungen des Einflusses von Druckschwingungen ohne und mit Kompensation; 17 and 18 : Representations of the influence of pressure oscillations without and with compensation;

19a eine Darstellung des mittleren Raildrucks (prail) sowie der Abhängigkeit des hubbestimmenden Öldrucks (pOel) vom Sollhub (hSoll) im Falle einer erfindungsgemäßen Druckschwingungskompensation; 19a a representation of the average rail pressure (p rail ) and the dependence of the stroke-determining oil pressure (p oil ) from the desired stroke (h setpoint ) in the case of a pressure oscillation compensation according to the invention;

19b ein Signalflußbild des Funktionsmoduls h_to_tm1 für eine zweite erfindungsgemäße Realisierung der Druckschwingungskompensation; 19b a signal flow diagram of the functional module h_to_tm1 for a second realization of the pressure oscillation compensation according to the invention;

19c eine Darstellung des Korrekturfaktors des Sollhubs für die zweite Realisierung der Druckschwingungskompensation; 19c a representation of the correction factor of the target stroke for the second implementation of the pressure swing compensation;

20 den Verlauf der Transferfunktion h(tm1) an drei Betriebspunkten von zwei baugleichen Stellern, die eine Exemplarstreuung der Stellereigenschaften zeigen; 20 the course of the transfer function h (t m1 ) at three operating points of two identically constructed actuators, which show a copy dispersion of the setting properties;

21 eine Gliederung des zentralen Hubsteuerungsmoduls h_to_tm1 für die erfindungsgemäße Adaption; 21 an outline of the central Hubsteuerungsmodul h_to_tm1 for the adaptation according to the invention;

22 die Addition des für die aktuelle Berechnung gültigen Druckoffsets poffset zum Druck pOel; 22 the addition of the valid for the current calculation pressure offset p offset to the pressure p oil ;

23 die Addition des für die aktuelle Berechnung gültigen tm1-Offsets tm1_offset zum Wert tm1_u; 23 the addition of the tm1 offset t m1_offset valid for the current calculation to the value t m1_u ;

24 ein Demonstrationsbeispiel für die Wirkung der erfindungsgemäßen Adaption; 24 a demonstration example of the effect of the adaptation according to the invention;

25 eine Gliederung des zentralen Hubsteuerungsmoduls h_to_tm1 für die erfindungsgemäße Regelung des Ventilhubs und 25 an outline of the central Hubsteuerungsmodul h_to_tm1 for the inventive control of the valve lift and

26 ein Signalflußbild, das eine beispielhafte Realisierung des Funktionsmoduls Hubregelung aus 25 darstellt. 26 a Signalflußbild that an exemplary implementation of the function module stroke control 25 represents.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerung eines hydraulischen Arbeitszylinders 3 als Blockschaltbild dargestellt. Der Arbeitszylinder dient hier beispielhaft zur Betätigung eines Gaswechselventils 1 eines Verbrennungsmotors oder eines Kompressors. Die erfindungsgemäße Steuerung ist jedoch, wie einleitend gesagt, nicht auf diesen beispielhaften Verwendungszweck des Arbeitszylinders beschränkt.In 1 is an embodiment of an inventive control of a hydraulic working cylinder 3 shown as a block diagram. The working cylinder is used here by way of example for actuating a gas exchange valve 1 an internal combustion engine or a compressor. However, the control according to the invention, as stated in the introduction, is not limited to this exemplary intended use of the working cylinder.

Das Gaswechselventil 1 kann sowohl als Einlassventil als auch als Auslassventil ausgeführt sein. Wenn das Gaswechselventil 1 geschlossen ist, liegt es auf einem Ventilsitz 2 auf.The gas exchange valve 1 can be designed both as an inlet valve and as an outlet valve. If the gas exchange valve 1 is closed, it lies on a valve seat 2 on.

Betätigt wird das Gaswechselventil 1 durch einen hydraulischen Arbeitszylinder 3, der die zentrale mechanisch-hydraulische Komponente eines elektrohydraulischen Stellers 30 darstellt. Im weiteren umfaßt der in 1 beispielhaft gezeigte Steller 30 ein erstes Steuerventil MV1 und ein zweites Steuerventil MV2, hydraulische Leitungen 11 sowie 19a und 19b, eine Ventilbremse 29 und ein optionales Rückschlagventil RV1. Die genannten Komponenten sind in typischen Ausführungen eines Stellers 30 in einer baulichen Einheit integriert. Bei der Beschreibung der Stellvorgänge des Stellers 30 werden neben den Eigenschaften seiner Komponenten auch die Masse eines mit dem Kolben 5 verbundenen Gaswechselventils 1 sowie die Reibungsverhältnisse in einer Führung des Ventilschafts (nicht gezeigt) mit einbezogen.The gas exchange valve is actuated 1 by a hydraulic working cylinder 3 , which is the central mechanical-hydraulic component of an electrohydraulic actuator 30 represents. Furthermore, the in 1 exemplified actuator 30 a first control valve MV1 and a second control valve MV2, hydraulic lines 11 such as 19a and 19b , a valve brake 29 and an optional check valve RV1. The components mentioned are in typical embodiments of a Stellers 30 integrated in a structural unit. In the description of the setting operations of the actuator 30 In addition to the properties of its components, the mass of one with the piston 5 connected gas exchange valve 1 and the friction conditions in a guide of the valve stem (not shown) included.

Der Arbeitszylinder 3 ist als Differentialzylinder mit einem Kolben 5 mit einseitiger Kolbenstange ausgebildet. Der Arbeitszylinder 3 kann jedoch auch mit beidseitiger Kolbenstange (nicht dargestellt) ausgeführt werden.The working cylinder 3 is as a differential cylinder with a piston 5 formed with one-sided piston rod. The working cylinder 3 However, can also be performed with double-sided piston rod (not shown).

Der Kolben 5 hat eine größere obere Wirkfläche Aob und eine kleinere untere Wirkfläche Aunt. Die obere Wirkfläche Aob begrenzt einen ersten Arbeitsraum 7 des Arbeitszylinders 3. Die untere Wirkfläche Aunt begrenzt einen zweiten Arbeitsraum 9. Beide Arbeitsräume 7 und 9 werden von einer Speiseleitung 11, welche sich aus den Abschnitten 11a, 11b und 11c zusammensetzt, mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid, wie zum Beispiel Hydrauliköl, versorgt. Zu diesem Zweck ist der Arbeitszylinder 3 hochdruckseitig über die Speiseleitung 11 und ein darin verbautes erstes Rückschlagventil RV1 mit einem Hochdruckspeicher 13 hydraulisch verbunden, der die hydraulische Energie für den Stellvorgang bereitstellt.The piston 5 has a larger upper effective area A ob and a smaller lower effective area A unt . The upper effective area A ob limits a first working space 7 of the working cylinder 3 , The lower effective area A unt limits a second working space 9 , Both workrooms 7 and 9 be from a feedline 11 which are made up of the sections 11a . 11b and 11c supplied with pressurized hydraulic fluid, such as hydraulic oil supplied. For this purpose, the working cylinder 3 high pressure side via the feed line 11 and a first check valve RV1 installed therein with a high pressure accumulator 13 hydraulically connected, which provides the hydraulic energy for the adjustment process.

In dem Abschnitt 11b der Speiseleitung 11, welcher den zweiten Arbeitsraum 9 und den ersten Arbeitsraum 7 verbindet, ist ein erstes Steuerventil MV1 angeordnet. In dem in 1 dargestellten Schaltzustand ist es geschlossen und stromlos.In the section 11b the feed line 11 which is the second working space 9 and the first workroom 7 connects, a first control valve MV1 is arranged. In the in 1 shown switching state, it is closed and de-energized.

Das Hydraulikfluid im ersten Arbeitsraum 7 kann über eine im Abschnitt 19c drucklose oder mit niedrigem Standdruck beaufschlagte Rücklaufleitung 19, welche sich aus den Abschnitten 19a, 19b und 19c zusammensetzt, abgeführt werden. In der Rücklaufleitung 19 ist ein zweites Steuerventil MV2 angeordnet, welches in 1 geöffnet dargestellt ist. Das zweite Steuerventil MV2 ist vorteilhafterweise stromlos geöffnet.The hydraulic fluid in the first working space 7 can have one in the section 19c unpressurized or with a low level pressure applied return line 19 which are made up of the sections 19a . 19b and 19c composed, be dissipated. In the return line 19 a second control valve MV2 is arranged, which in 1 is shown open. The second control valve MV2 is advantageously opened normally.

Im zweiten Arbeitsraum 9 kann eine Schließfeder 27 vorgesehen sein, die das Gaswechselventil 1 bei drucklosem Arbeitszylinder 3 in die Schließstellung, das heißt in Anlage an den Ventilsitz 2, bringt beziehungsweise in dieser Stellung hält.In the second workroom 9 can a closing spring 27 be provided, which is the gas exchange valve 1 with unpressurized working cylinder 3 in the closed position, that is in contact with the valve seat 2 , brings or holds in this position.

In einer ebenfalls vorteilhaften alternativen Ausführung (in 1 nicht gezeigt) kann die Schließfeder 27 auch so ausgelegt werden, dass sie die schließende Kraft allein aufbringt und beim Öffnungsvorgang einen entsprechend hohen Betrag an potentieller Energie aufnimmt. In diesem Fall entfallen die hydraulische Verbindung 11c und die Funktion des zweiten Arbeitsraums 9, das heißt, die Beaufschlagung der unteren Wirkfläche Aunt der Kolbens 5 mit dem Druck des Hochdruckspeichers 13. Der hydraulische Arbeitszylinder 3 ist in diesem Fall also als einfach wirkender Arbeitszylinder ausgebildet. In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführung wird die Feder 27 progressiv ausgelegt, das heißt mit einer über dem Stellweg des Kolbens 5 anwachsenden Federkraft.In a likewise advantageous alternative embodiment (in 1 not shown), the closing spring 27 be designed so that it applies the closing force alone and receives a correspondingly high amount of potential energy during the opening process. In this case, the hydraulic connection is eliminated 11c and the function of the second workspace 9 , that is, the application of the lower effective area A under the piston 5 with the pressure of the high-pressure accumulator 13 , The hydraulic working cylinder 3 So in this case is designed as a single-acting cylinder. In an advantageous development of this embodiment, the spring 27 designed progressively, that is with one above the travel of the piston 5 increasing spring force.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, die Möglichkeiten der hydraulischen und mechanischen Krafterzeugung, wie vorangehend beschrieben, zu kombinieren, um die schließende Kraft des hydraulischen Stellers bereitzustellen.It is also beneficial to the possibilities of hydraulic and mechanical power generation, as described above, to combine to the closing To provide force of the hydraulic actuator.

Es ist des weiteren möglich und vorteilhaft, den Kolben 5 so auszugestalten, dass sich die Wirkfläche Aob über dem Weg des Kolbens mit mindestens einer Abstufung verändert, insbesondere kleiner wird. Beispielsweise kann der Kolben 5 zweiteilig gestuft ausgeführt werden (nicht gezeigt), wobei eine erste Stufe, die sich nur auf einem ersten Wegabschnitt beim Öffnen des Gaswechselventils 1 mitbewegt, eine zusätzliche Wirkfläche für den Druck im ersten Arbeitsraum 7 bereitstellt. In dieser Ausführung des hydraulischen Stellers ist also die obere Wirkfläche Aob und damit die Öffnungskraft des Stellers 30 während eines ersten Wegabschnitts beim Öffnen des Gaswechselventils 1 vergrößert, mit dem Vorteil, dass das Gaswechselventil 1 gegen höhere Gaskräfte und auch schneller geöffnet werden kann.It is also possible and advantageous to the piston 5 to design, the effective area A that whether changes over the path of the piston with at least one gradation, in particular smaller. For example, the piston 5 Two-part stepped run (not shown), wherein a first stage, which only on a first path section when opening the gas exchange valve 1 moved, an additional effective area for the pressure in the first working space 7 provides. In this embodiment of the hydraulic actuator so the upper effective area A ob and thus the opening force of the actuator 30 during a first path section when opening the gas exchange valve 1 enlarged, with the advantage that the gas exchange valve 1 can be opened against higher gas forces and also faster.

Weitere, hier nicht im einzelnen genannte Ausgestaltungen des Arbeitszylinders 3 beziehungsweise Stellers 30 sind möglich und in gleicher Weise geeignet für die Anwendung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens.Further, not mentioned in detail embodiments of the working cylinder 3 or Steller 30 are possible and equally suitable for the application of the control method according to the invention.

Der Hochdruckspeicher 13 wird über eine Hochdruckpumpe 17 mit unter hohem Druck stehendem Hydraulikfluid (das hier synonym auch als Öl bezeichnet wird) versorgt. In dem Abschnitt 11a der Speiseleitung, welche den Hochdruckspeicher 13 mit dem zweiten Arbeitsraum 9 verbindet, ist ein erstes Rückschlagventil RV1 vorgesehen, so dass ein Rückströmen von Hydraulikfluid aus dem zweiten Arbeitsraum 9 in den Hochdruckspeicher 13 verhindert wird.The high-pressure accumulator 13 is via a high pressure pump 17 supplied with high pressure hydraulic fluid (also referred to herein as oil). In the section 11a the feed line, which the high-pressure accumulator 13 with the second workspace 9 connects, a first check valve RV1 is provided so that a return flow of hydraulic fluid from the second Ar beitsraum 9 in the high-pressure accumulator 13 is prevented.

Zwischen dem ersten Arbeitsraum 7 und dem zweiten Steuerventil MV2 ist eine hydraulische Bremseinrichtung 29 vorgesehen. Diese hydraulische Bremseinrichtung 29 arbeitet wie folgt: Wenn sich der Kolben 5 nach oben bewegt und infolgedessen das Volumen des ersten Arbeitsraums 7 verkleinert wird, strömt das Hydraulikfluid aus dem ersten Arbeitsraum 7 durch den Abschnitt 19a der Rücklaufleitung 19 ab, so lange bis die Oberkante des Kolbens 5 den Abschnitt 19a der Rücklaufleitung 19 verschließt. Danach kann das Hydraulikfluid aus dem ersten Arbeitsraum 7 nur noch über die hydraulische Bremseinrichtung 29, welche im Wesentlichen aus einer Drossel besteht, abfließen, da die Verbindung zur hydraulischen Bremseinrichtung 29 am oberen Ende des Arbeitsraums 7 angeordnet ist. Durch den im Vergleich zu dem Strömungswiderstand des Abschnitts 19a der Rücklaufleitung erhöhten Strömungswiderstand der hydraulischen Bremseinrichtung 29 wird der Kolben 5 abgebremst, bevor das Gaswechselventil 1 auf dem Ventilsitz 2 aufliegt.Between the first workspace 7 and the second control valve MV2 is a hydraulic brake device 29 intended. This hydraulic braking device 29 works as follows: when the piston 5 moved upwards and consequently the volume of the first working space 7 is reduced, the hydraulic fluid flows out of the first working space 7 through the section 19a the return line 19 off, until the top of the piston 5 the section 19a the return line 19 closes. Thereafter, the hydraulic fluid from the first working space 7 only via the hydraulic braking device 29 , which consists essentially of a throttle, drain, since the connection to the hydraulic braking device 29 at the top of the workroom 7 is arranged. By compared to the flow resistance of the section 19a the return line increased flow resistance of the hydraulic braking device 29 becomes the piston 5 braked before the gas exchange valve 1 on the valve seat 2 rests.

Im Hochdruckspeicher 13 sind Temperatursensoren Trail und Drucksensoren prail angeordnet, welche über Signalleitungen mit einem Steuergerät 31 verbunden sind. Die Hochdruckpumpe 17, das erste Steuerventil MV1 und das zweite Steuerventil MV2 sind ebenfalls über Signalleitungen mit dem Steuergerät 31 verbunden und werden von diesem angesteuert. Die Signalleitungen sind in 1 als gestrichelte Linien dargestellt.In high pressure storage 13 Temperature sensors T rail and pressure sensors P rail are arranged, which via signal lines with a control unit 31 are connected. The high pressure pump 17 , the first control valve MV1 and the second control valve MV2 are also via signal lines to the controller 31 connected and are controlled by this. The signal lines are in 1 shown as dashed lines.

Die hydraulische Bremseinrichtung 29 kann, wie in 1 durch eine Signalleitung angedeutet, als aktive Bremseinrichtung ausgebildet sein und über die Signalleitung vom Steuergerät 31 bei Bedarf angesteuert werden. Auch kann der Druck Prail des Hochdruckspeicher 13 in Abhängigkeit der gewünschten Stellbewegung oder Öffnungskraft des Gaswechselventils 1 mittels einer entsprechenden Ansteuerung der Hochdruckpumpe 17 geregelt werden.The hydraulic brake device 29 can, as in 1 indicated by a signal line, be designed as an active braking device and the signal line from the control unit 31 be controlled if necessary. Also, the pressure P rail of the high-pressure accumulator 13 depending on the desired adjusting movement or opening force of the gas exchange valve 1 by means of a corresponding control of the high-pressure pump 17 be managed.

Wenn, wie in 1 dargestellt, das erste Steuerventil MV1 geschlossen und das zweite Steuerventil MV2 geöffnet ist, bewirkt der Druck pudr im zweiten Arbeitsraum 9, dass sich das Gaswechselventil 1 entgegen der Richtung des Pfeils 15 bewegt und somit geschlossen wird.If, as in 1 shown, the first control valve MV1 closed and the second control valve MV2 is opened, the pressure causes p udr in the second working space 9 that is the gas exchange valve 1 against the direction of the arrow 15 moved and thus closed.

Die dazu erforderliche Kraft wird dadurch bereitgestellt, dass der zweite Arbeitsraum 9 mit unter hohem Druck stehendem Hydraulikfluid von der Speiseleitung 11 versorgt wird, während der Druck podr im ersten Arbeitsraum 7 aufgrund der hydraulischen Verbindung zur Rücklaufleitung 19 schnell abfällt und sich letztlich dem sehr niedrigen Druck pRl im Abschnitt 19c der Rücklaufleitung angleicht.The force required for this is provided by the second working space 9 with high pressure hydraulic fluid from the feed line 11 is supplied while the pressure p odr in the first working space 7 due to the hydraulic connection to the return line 19 drops rapidly and ultimately the very low pressure p Rl in the section 19c the return line equalizes.

Zum Öffnen des Gaswechselventils 1 wird das zweite Steuerventil MV2 geschlossen und anschließend das erste Steuerventil MV1 geöffnet. Dadurch findet ein Druckausgleich zwischen dem ersten Arbeitsraum 7 und dem zweiten Arbeitsraum 9 statt. Infolge dessen öffnet das Gaswechselventil 1, weil die vom ersten Arbeitsraum 7 mit Druck beaufschlagte Stirnfläche Aob des Kolbens 5 größer ist als die vom zweiten Arbeitsraum 9 mit Druck beaufschlagte Ringfläche Aunt des Kolbens 5.To open the gas exchange valve 1 the second control valve MV2 is closed and then the first control valve MV1 is opened. This results in a pressure equalization between the first working space 7 and the second workspace 9 instead of. As a result, the gas exchange valve opens 1 because of the first workroom 7 pressurized face A ob the piston 5 is larger than that of the second workspace 9 pressurized annular surface A unt of the piston 5 ,

Für die Steuerung des Öffnens des Gaswechselventils 1 und speziell des resultierenden Ventilhubs ist somit die Ansteuerung des ersten Steuerventils MV1 in zweierlei Hinsicht von großer Bedeutung: Erstens wird mit dem Öffnen des ersten Steuerventils MV1 der Beginn der Öffnungsbewegung des Gaswechselventils 1 festgelegt, und zweitens hat die Dauer der Ansteuerung – nachfolgend als Ansteuerdauer tm1 bezeichnet – maßgeblichen Einfluss auf den Hub des Gaswechselventils 1. Die Ansteuerdauer tm1 legt fest, wie lange das erste Steuerventils MV1 geöffnet bleibt, woraus sich die Menge des vom Hochdruckspeicher 13 in den ersten Arbeitsraum 7 zufließenden Öls ergibt, die wiederum unmittelbar den Ventilhub bestimmt. Indem also das erste Steuerventil 1 zum richtigen Zeitpunkt wieder geschlossen wird, stellt sich der gewünschte Ventilhub des Gaswechselventils 1 ein.For controlling the opening of the gas exchange valve 1 and especially of the resulting valve lift, the actuation of the first control valve MV1 is thus of great importance in two respects. First, with the opening of the first control valve MV1, the beginning of the opening movement of the gas exchange valve becomes 1 and, secondly, the duration of the activation-referred to below as the activation duration t m1 -has a decisive influence on the stroke of the gas exchange valve 1 , The actuation duration t m1 determines how long the first control valve MV1 remains open, from which the amount of the high-pressure accumulator 13 in the first workroom 7 flowing oil, which in turn determines the valve lift immediately. So by the first control valve 1 is closed again at the right time, the desired valve lift of the gas exchange valve 1 one.

Wenn das Gaswechselventil 1 wieder geschlossen werden soll, wird das zweite Steuerventil MV2 geöffnet, so dass der Druck podr im ersten Arbeitsraum 7 zusammenbricht und die vom zweiten Arbeitsraum 9 auf den Kolben 5 ausgeübte hydraulische Kraft das Gaswechselventil 1 schließt.If the gas exchange valve 1 is to be closed again, the second control valve MV2 is opened, so that the pressure p odr in the first working space 7 collapses and that of the second workspace 9 on the piston 5 applied hydraulic force the gas exchange valve 1 closes.

Das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die zuvor im Sinne eines Beispiels beschriebene Systemausführung beschränkt. Zum Beispiel können auch Piezoventile anstelle magnetischer Schaltventile und/oder Proportional- statt Schaltventile verwendet werden. Auch sind Mehrwegeventile anstelle von 2/2-Wege-Ventilen möglich. Beispielsweise ist es auch möglich, das erste Steuerventil MV1 und das zweite Steuerventil MV2 als Funktionsteile eines einzigen Steuerventils auszuführen, wobei dieses Steuerventil mehr als zwei Positionen einstellen kann.The The inventive method described below is not on the previously described in the context of an example system execution limited. To the Example can Piezo valves instead of magnetic switching valves and / or proportional instead of switching valves are used. Also are multi-way valves instead of 2/2-way valves possible. For example, it is also possible the first control valve MV1 and the second control valve MV2 as functional parts a single control valve, this control valve can set more than two positions.

In einer weiteren möglichen Ausführung können das erste Steuerventil MV1, oder auch ein kombiniertes Steuerventil (MV1, MV2), auch mittels hydraulischer Druckkraft betätigt werden, wobei weitere Steuerventile, beispielsweise elektrohydraulische Servoventile, zum Einsatz kommen. In diesem Fall wird das erfindungsgemäße Verfahren der Hubsteuerung dazu verwendet, die Ansteuerung eines Servoventils, das zum Schließen des Steuerventils MV1 und damit zur Dosierung des beim Verstellvorgang zufließenden Hydrauliköls dient, so zu bestimmen, dass eine gewünschte Verstellung des Kolbens 5 beziehungsweise ein gewünschter Hub des Gaswechselventils 1 herbeigeführt wird.In a further possible embodiment, the first control valve MV1, or a combined control valve (MV1, MV2), are also actuated by means of hydraulic pressure force, wherein further control valves, such as electro-hydraulic servo valves, are used. In this case, the stroke control method according to the invention is used to control a servo valve, which serves to close the control valve MV1 and thus for metering the inflowing hydraulic fluid during the adjustment, so to determine that a desired adjustment of the piston 5 or a desired stroke of the gas exchange valve 1 is brought about.

Die Druckversorgung kann auch fest anstatt verstellbar sein. Das Rückschlagventil RV1 kann auch fehlen. Im hydraulischen Schaltkreis können auch weitere hier nicht gezeigte Komponenten vorhanden sein, zum Beispiel eine Verbindung des ersten Arbeitsraums 7 des Arbeitszylinders 3 mit dem Hochdruckspeicher 13 über ein weiteres Rückschlagventil.The pressure supply can also be fixed instead of adjustable. The check valve RV1 may also be missing. In the hydraulic circuit also other components not shown here may be present, for example, a connection of the first working space 7 of the working cylinder 3 with the high-pressure accumulator 13 via another check valve.

Der Umfang der Sensoren kann gegenüber dem in 1 dargestellten Beispiel eingeschränkt oder auch erweitert sein. So kann es zum Beispiel mehrere Drucksensoren geben, die vorzugsweise verteilt an verschiedenen Stellen des Hochdruckspeichers 13, aber auch direkt eingangs der einzelnen Arbeitszylinder 3, angebracht sein können. Eine Erfassung der Öltemperatur kann auch – alternativ oder zusätzlich zu dem in 1 angezeigten Ort – am hochdruckseitigen Eingang oder in den Arbeitsräumen 7 und 9 einzelner Arbeitszylinder 3 vorgesehen werden.The scope of the sensors can be compared to the in 1 example shown limited or extended. Thus, for example, there may be a plurality of pressure sensors, which are preferably distributed at different locations of the high-pressure accumulator 13 , but also directly at the beginning of each cylinder 3 , may be appropriate. A detection of the oil temperature can also - alternatively or in addition to the in 1 displayed location - at the high-pressure entrance or in the workrooms 7 and 9 single working cylinder 3 be provided.

Des Weiteren können zusätzliche Sensoren für die Temperatur von Strukturmaterialien, wie zum Beispiel Zylinderkopf, Arbeitszylinder-, Steller- oder Magnetventilgehäuse, oder für die Spulentemperatur von Magnetventilen, und/oder ein Sensor zur Erfassung der Ölviskosität vorhanden sein. Insbesondere kann auch ein Hubsensor vorgesehen sein (in 1 nicht gezeigt), der den Stellweg oder Hub eines elektrohydraulischen Stellers 30 beziehungsweise seines zugehörigen Kolbens 5 bestimmt. Entsprechende, mit den genannten Sensoren gewonnene Information kann zur Verbesserung der Steuerungsgenauigkeit der Hubsteuerung in das erfindungsgemäße Verfahren einbezogen werden.Furthermore, additional temperature sensors may be provided on structural materials, such as cylinder head, cylinder, actuator or solenoid valve housings, or coil temperature of solenoid valves, and / or an oil viscosity sensing sensor. In particular, a stroke sensor may also be provided (in FIG 1 not shown), the travel or stroke of an electro-hydraulic actuator 30 or its associated piston 5 certainly. Corresponding information obtained with the mentioned sensors can be included in the method according to the invention for improving the control accuracy of the stroke control.

In typischen und vorteilhaften Ausführungen eines Stellers 30 sind dessen in 1 gezeigte Komponenten in einer baulichen Einheit integriert. In erweiterten Ausführungen kann diese integrierte Einheit auch einen Hubsensor und/oder weitere Sensoren und/oder entsprechende Teile der Steuerungselektronik umfassen, die in 1 durch das Steuergerät 31 repräsentiert ist.In typical and advantageous embodiments of a Steller 30 are its in 1 Components shown integrated in a structural unit. In extended embodiments, this integrated unit may also include a stroke sensor and / or other sensors and / or corresponding parts of the control electronics that are incorporated in 1 through the control unit 31 is represented.

Insbesondere kann also das Steuergerät 31 aus mehreren separaten Teilen respektive Elektronikmodulen bestehen (nicht dargestellt), die durch elektrische Leitungen beziehungsweise Kommunikationskanäle miteinander verbunden sind und die – ganz oder teilweise – an einzelnen Stellern 30 angebaut oder auf diese Steller 30 aufgesteckt sein können.In particular, so the controller 31 consist of several separate parts respectively electronic modules (not shown), which are interconnected by electrical lines or communication channels and the - in whole or in part - to individual writers 30 grown or on these steller 30 can be plugged.

Das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Steuerung eines Stellvorgangs eines hydraulischen Arbeitszylinders 3 beziehungsweise eines elektrohydraulischen Stellers 30, das anhand des Ausführungsbeispiels von 1 erläutert wird, ist in direkter Übertragung in allen hier genannten, sowie in weiteren, durch Verallgemeinerung ableitbaren Systemauslegungen anwendbar. Es ist insbesondere unabhängig vom Verwendungszweck des hydraulischen Arbeitszylinders 3.The method described below for controlling a setting operation of a hydraulic working cylinder 3 or an electrohydraulic actuator 30 , which is based on the embodiment of 1 is in direct transmission in all of the above, as well as in other derivable by generalization system interpretations applicable. It is in particular independent of the intended use of the hydraulic working cylinder 3 ,

Bei der elektrohydraulischen Steuerung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine sind je Zylinder mindestens ein hydraulischer Steller 30 für das oder die Einlassventile und/oder ein hydraulischer Steller 30 für das oder die Auslassventile erforderlich beziehungsweise vorhanden. Dies bedeutet unter anderem, dass an den Hochdruckspeicher 13 im allgemeinen mehrere Steller 30 angeschlossen sind, von denen in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einer, einschließlich des zugehörigen Gaswechselventils 1, dargestellt ist.In the electro-hydraulic control of gas exchange valves of an internal combustion engine per cylinder at least one hydraulic actuator 30 for the inlet valve (s) and / or a hydraulic actuator 30 required for the exhaust valve (s). This means, among other things, that the high-pressure accumulator 13 in general, several stops 30 are connected, of which in 1 for the sake of clarity, only one, including the associated gas exchange valve 1 , is shown.

Für jedes solches System beziehungsweise für jeden einzelnen hydraulischen Steller 30 stellt sich die prinzipiell gleichartige Aufgabe einer geeigneten Bestimmung der jeweiligen hubbestimmenden Ansteuergröße bei jeweils vorgegebenem Sollhub und bei jeweils aktuell vorliegenden Werten der wesentlichen Einflussgrößen des Stellvorgangs, wie zum Beispiel des Drucks und der Temperatur des Hydraulikfluids.For each such system or for each individual hydraulic actuator 30 the basically similar task of a suitable determination of the respective stroke-determining control variable takes place in the case of a respectively preset nominal stroke and in each case currently available values of the essential influencing variables of the actuating process, such as, for example, the pressure and the temperature of the hydraulic fluid.

In 2 sind die Ansteuerung der Steuerventile MV1 und MV2 über der Zeit t zusammen mit der daraus resultierenden Bewegung des Gaswechselventils 1 und des Kolbens 5 des zugehörigen Arbeitszylinders 3 aufgetragen. Die Linie 33 zeigt die Ventilbewegung über der Zeit bis zum Ende der Ansteuerung des Magnetventils MV2. Der resultierende Hub h des Gaswechselventils 1 ergibt sich dabei aus der Ansteuerung des ersten Steuerventils MV1 mit der Ansteuerzeit tm1.In 2 are the control of the control valves MV1 and MV2 over the time t together with the resulting movement of the gas exchange valve 1 and the piston 5 of the associated working cylinder 3 applied. The line 33 shows the valve movement over time until the end of the drive of the solenoid valve MV2. The resulting stroke h of the gas exchange valve 1 results from the activation of the first control valve MV1 with the activation time t m1 .

Der nach einem kurzen Einschwingvorgang vorliegende Stationärhub des Gaswechselventils 1 (siehe 2) definiert beispielhaft die in der Hubsteuerung betrachtete Steuergröße h. Andere Definitionen, beispielsweise unter Einbeziehung charakteristischer Werte des Hubs während des Öffnungsvorgangs, wie des maximalen Hubs, sind ebenfalls möglich. Bei der Steuerung des Hubes wird für die Steuergröße h ein gewünschter Wert oder Sollwert hSoll vorgegeben, beispielsweise in Abhängigkeit der vom Fahrer gewünschten Leistung und der aktuellen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine.The stationary stroke of the gas exchange valve after a short transient 1 (please refer 2 ) defines by way of example the control variable h considered in the stroke control. Other definitions, including, for example, characteristic values of the stroke during the opening process, such as the maximum stroke, are also possible. In the control of the stroke, a desired value or desired value h Soll is specified for the control variable h, for example as a function of the power desired by the driver and the current rotational speed of the internal combustion engine.

Der Bewegungsverlauf und der resultierende Hub h des Gaswechselventils 1 hängen bei fester Ansteuerzeit tm1 unter anderem ab vom Druck und der Temperatur des dem hydraulischen Arbeitszylinder 3 zufließenden Öls. Diese Abhängigkeit wird als "Betriebspunktabhängigkeit" des Zusammenhangs zwischen Ansteuerzeit tm1 und Hub h bezeichnet.The course of the movement and the resulting Stroke h of the gas exchange valve 1 among other things depend on the pressure and the temperature of the hydraulic power cylinder at fixed drive time t m1 3 inflowing oil. This dependence is referred to as the "operating point dependence" of the relationship between activation time t m1 and stroke h.

Der funktionale Zusammenhang h(tm1) zwischen Hub h und Ansteuerdauer tm1 wird im Folgenden als "Hubtransferfunktion" und deren Umkehrfunktion tm1(h) als "inverse Hubtransferfunktion" bezeichnet. Beide hängen vom Betriebspunkt des hydraulischen Arbeitszylinders 3, insbesondere von den hydraulischen Zustandsgrößen Druck und Temperatur, ab.The functional relationship h (t m1 ) between stroke h and activation duration t m1 is hereinafter referred to as "stroke transfer function" and its inverse function t m1 (h) as "inverse Hubtransferfunktion". Both depend on the operating point of the hydraulic working cylinder 3 , in particular of the hydraulic state variables pressure and temperature, from.

Eine geeignete funktionale Beschreibung der Abhängigkeit vom Betriebspunkt für die inverse Hubtransferfunktion tm1(h), das heißt für die Berechnung der Ansteuerzeit tm1, bildet den Kern einer erfindungsgemäßen Hubsteuerung. Die analoge Betrachtung für die Hubtransferfunktion selbst führt auf ein erfindungsgemäßes Verfahren für die Berechnung des Hubes h.A suitable functional description of the dependence on the operating point for the inverse lift transfer function t m1 (h), that is to say for the calculation of the drive time t m1 , forms the core of a stroke control according to the invention. The analogous consideration for the Hubtransferfunktion itself leads to an inventive method for the calculation of the stroke h.

Die angestrebten Vorteile werden durch eine möglichst einfache Darstellung der Betriebspunktabhängigkeit erzielt, bei der der Betriebspunkt durch ortsunabhängige und zeitunabhängige (effektive) Einflussgrößen beschrieben wird. Ausgehend von zeitabhängigen und gegebenenfalls auch ortsabhängigen physikalischen Einflussgrößen werden diese effektiven Einflussgrößen beispielsweise als Mittelwerte oder als charakteristische Einzelwerte, wie zum Beispiel Anfangswerte, definiert.The desired benefits are achieved by a simple representation the operating point dependency achieved at the operating point by location-independent and time-independent (effective) influencing variables described becomes. Starting from time-dependent and possibly also location-dependent be physical factors these effective factors, for example as mean values or as characteristic individual values, such as Example initial values, defined.

Erfindungsgemäß wird beispielsweise die Abhängigkeit von den Zustandsgrößen des Öls durch entsprechende skalare Einflussgrößen, das heißt Einzelwerte, pOel und TOel beschrieben, die – in der oben genannten Weise – geeignet zu definieren sind. Dies ist in 3 für den Öldruck pOel veranschaulicht.According to the invention, for example, the dependence on the state variables of the oil is described by corresponding scalar influencing variables, that is to say individual values, oil and oil , which are to be defined appropriately in the above-mentioned manner. This is in 3 for the oil pressure p oil illustrated.

Der für einen Öffnungsvorgang eines Arbeitszylinders 3 maßgebliche effektive Öldruck pOel wird in diesem Beispiel örtlich auf diejenige Stelle am Hochdruckspeicher 13 bezogen, an der die Speiseleitung 11 angeschlossen ist, und zeitlich als "Mittelwert" des Drucks an dieser Stelle über ein geeignetes Zeitintervall bestimmt. Als Alternative der örtlichen Bestimmung des Drucks pOel kann auch die Zulauf stelle zum zweiten Arbeitsraum 9 herangezogen werden, was ebenfalls in 3 angezeigt ist. Als einfache Alternative der zeitlichen Bestimmung kann auch ein Momentanwert des Drucks, beispielsweise kurz vor dem Beginn tob der Hubbewegung, verwendet werden (in 3 nicht gezeigt).The for an opening operation of a working cylinder 3 relevant effective oil pressure p oil is in this example locally to that point on the high-pressure accumulator 13 related to the feedline 11 is connected, and time determined as the "mean" of the pressure at this point over a suitable time interval. As an alternative to the local determination of the pressure p Oel can also be the supply point to the second working space 9 be used, which is also in 3 is displayed. As a simple alternative to the time determination can also be an instantaneous value of the pressure, for example, just before the start of the lifting motion t if used (in 3 Not shown).

Zur näherungsweisen Berechnung von pOel wird beispielhaft der von einem Drucksensor im Hochdruckspeicher 13 gemessene Druck prail herangezogen. Wenn prail an einem zum betreffenden Arbeitszylinder 3, beziehungsweise zu der Anschlußstelle der betreffenden Speiseleitung 11, hinreichend nahe gelegenen Ort im Hochdruckspeicher 13 erfasst wird, kann der örtliche Unterschied gegebenenfalls vernachlässigt werden, was in 3 angenommen ist. Dies bedeutet, dass pOel in diesem Fall als zeitlicher Mittelwert, oder alternativ auch als Momentanwert, von prail darstellbar ist.For approximate calculation of oil , the example of a pressure sensor in the high-pressure accumulator 13 measured pressure p rail used. If p rail at one to the relevant working cylinder 3 , or to the junction of the relevant feed line 11 , sufficiently close location in high-pressure storage 13 If necessary, the local difference can be neglected 3 is accepted. This means that in this case p oil can be represented by the time average, or alternatively also by the instantaneous value, of p rail .

Im allgemeinen Fall kann ein durch den Abstand der betreffenden Orte bedingter Unterschied der Drücke prail und pOel auf der Basis zweier Effekte modelliert werden, die je nach ihrer Größe und der benötigten Genauigkeit von pOel berücksichtigt oder auch vernachlässigt werden können.In the general case, a difference in the pressures p rail and p oil caused by the distance of the respective locations can be modeled on the basis of two effects which, depending on their size and the required accuracy of p Oel , can be taken into account or neglected.

Der erste Effekt ist ein im zeitlichen Mittel bestehender Druckabfall, der sich aus einem mittleren, über den entsprechenden Abschnitt des Hochdruckspeichers 13 (zwischen den genannten Orten) fließenden Ölvolumenstrom ergibt und der somit aus den Stellvorgängen, beziehungsweise Stellhüben, des betrachteten Stellers 30 sowie weiterer (nicht dargestellter) Steller 30 berechnet werden kann, die am Hochdruckspeicher 13 angeschlossen sind.The first effect is a temporary average pressure drop, resulting from a medium, over the corresponding section of the high-pressure accumulator 13 (between the above places) results in flowing oil flow and thus from the adjusting operations, or adjusting strokes, of the considered actuator 30 and other (not shown) controller 30 can be calculated on the high-pressure accumulator 13 are connected.

Der zweite Effekt sind Längsschwingungen des Drucks (Druckwellen), die durch impulsartige Entnahmevorgänge von Hydrauliköl durch einzelne Steller 30, und/oder durch einen pulsierenden Fördervolumenstrom einer Hochdruckpumpe 17, im Hochdruckspeicher 13 angeregt werden. Da solche Druckwellen vor allem dann relevant sind, wenn sich die Stellvorgänge einzelner Steller 30 in Näherung periodisch und mit nur langsam veränderlichen Stellhüben wiederholen, kann deren Beitrag zur Differenz von prail und pOel, das heißt eine entsprechende „Druckwellenkorrektur", in einer einfachen Modellierung beispielsweise durch empirisch bestimmte Kennfeld-Daten beschrieben werden.The second effect is longitudinal vibrations of the pressure (pressure waves) caused by pulse-like withdrawal processes of hydraulic oil by individual actuators 30 , and / or by a pulsating delivery volume flow of a high-pressure pump 17 , in high pressure storage 13 be stimulated. Since such pressure waves are especially relevant when the actuating operations of individual controllers 30 repeat in an approximation periodically and with only slowly varying setting strokes, their contribution to the difference of p rail and p oil , that is a corresponding "pressure wave correction", can be described in a simple modeling, for example by empirically determined map data.

Bei den genannten Druckwellen handelt es sich übrigens um ein anderes Phänomen als die an anderer Stelle betrachteten Druckschwingungen, für die eine so genannte Druckschwingungskompensation beschrieben wird.at Incidentally, the pressure waves mentioned are a different phenomenon than the pressure oscillations considered elsewhere for which one so-called pressure oscillation compensation is described.

Für eine zeitliche Mittelung bei der Bestimmmung des effektiven Öldrucks pOel sind verschiedene Varianten denkbar. In 3 ist beispielhaft eine Mittelung während des Öffnungsvorgangs angedeutet. Der Öffnungsvorgang beginnt zum Zeitpunkt tob. Die Dauer des Öffnungsvorgangs entspricht der Ansteuerdauer tm1.For a time averaging in the determination of the effective oil pressure p oil various variants are conceivable. In 3 For example, an averaging during the opening process is indicated. The opening process begins at time t ob . The duration of the opening process corresponds to the activation time t m1 .

Der über einen Öffnungsvorgang gemittelte effektive Öldruck pOel ist in der Regel kleiner als der Anfangswert des Drucks zu Beginn der Bewegung, da der Arbeitszylinder 3 beim Öffnen des Gaswechselventils 1 Öl aus dem Hochdruckspeicher 13 entnimmt. Wegen der Kompressibilität des Öls bewirkt dies, abhängig vom Volumen beziehungsweise der Geometrie des Speichers 13, einen mehr oder weniger deutlichen Druckeinbruch. Die mittlere Druckabsenkung hängt dabei insbesondere auch vom Hub h des geöffneten Gaswechselventils 1 ab. Neben der Entnahme von Öl durch den betrachteten Stellvorgang selbst können aber auch zeitlich naheliegende oder überlappende Stellvorgänge weiterer hydraulischer Arbeitszylinder, die zu anderen, nicht dargestellten Gaswechselventilen 1 gehören, den betrachteten Stellvorgang durch die von ihnen verursachten Druckpulsationen und/oder durch eine insgesamt stärkere Absenkung des Raildrucks prail beeinflussen. Ein solcher Einfluss kann somit bei einer geeignet gewählten zeitlichen Mittelung des Drucks prail berücksichtigt werden.The effective oil pressure p oil averaged over an opening operation is usually smaller than the initial value of the pressure at the beginning of the movement, there the working cylinder 3 when opening the gas exchange valve 1 Oil from the high-pressure accumulator 13 extracts. Because of the compressibility of the oil, this will depend on the volume or geometry of the reservoir 13 , a more or less significant pressure drop. The mean pressure reduction depends in particular also on the stroke h of the open gas exchange valve 1 from. In addition to the removal of oil by the considered control process itself but also temporally obvious or overlapping adjusting operations of other hydraulic working cylinder to other, not shown gas exchange valves 1 belong, influence the considered control process by the pressure pulsations caused by them and / or by an overall greater reduction of the rail pressure p rail . Such an influence can thus be taken into account in the case of a suitably chosen temporal averaging of the pressure p rail .

Im Hinblick auf die verschiedenen Einflüsse beziehungsweise Effekte, die für die Berechnung des hubbestimmenden Öldrucks pOel relevant sind oder relevant sein können, kann ein Algorithmus zur Bestimmung von pOel in vorteilhafter Weise wie folgt gestaltet werden: Auf der Basis von Messwerten prail wird zunächst ein Grundwert berechnet, der beispielsweise einen mittleren Druck im Hochdruckspeicher 13, oder in einem Teil dieses Speichers, zumindest näherungsweise repräsentiert. Zu diesem Grundwert werden additiv verschiedene Korrekturwerte hinzugefügt, soweit dies zur Erreichung der geforderten Genauigkeit der Hubsteuerung nötig ist.With regard to the various influences or effects that are relevant or may be relevant for the calculation of the stroke-determining oil pressure p oil , an algorithm for determining p oil can advantageously be designed as follows: On the basis of measured values p rail , the following is first calculates a base value, for example, a mean pressure in the high-pressure accumulator 13 , or in a part of this memory, at least approximately represented. To this basic value additively different correction values are added, as far as this is necessary to achieve the required accuracy of the stroke control.

Die Korrekturwerte werden dabei spezifisch für einzelne Einflüsse bestimmt, die zu Abweichungen des Öldrucks pOel vom genannten Grundwert führen. Der bereits genannte Einfluß gleichzeitiger oder zeitlich überlappender Stellvorgänge kann somit durch eine spezifische Korrektur (Überlagerungskorrektur) berücksichtigt werden. Weitere Korrekturwerte können beispielsweise zur Beschreibung eines Druckabfalls (Strömungsverlust), oder zur Beschreibung der Auswirkung von Längsschwingungen (Druckwellen) im Hochdruckspeicher 13 gebildet werden, wie bereits ausgeführt.The correction values are thereby determined specifically for individual influences which lead to deviations of the oil pressure p oil from the stated basic value. The already mentioned influence of simultaneous or temporally overlapping positioning processes can thus be taken into account by a specific correction (overlay correction). Further correction values can be used, for example, to describe a pressure drop (flow loss) or to describe the effect of longitudinal vibrations (pressure waves) in the high-pressure accumulator 13 be formed, as already stated.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, für eine Berechnung des Druckparameters pOel nur einen Momentanwert, insbesondere einen einzelnen Messwert, von prail zu verwenden und auf Mittelwertbildungen zu verzichten.In principle, it is also conceivable to use only an instantaneous value, in particular a single measured value, of p rail for a calculation of the pressure parameter p oil and to dispense with averaging.

Analog zu pOel wird eine geeignete Größe TOel definiert und bestimmt, um den Einfluss der Öltemperatur in der Hubtransferfunktion zu beschreiben. Im einfachsten Falle kann bereits ein aktueller Messwert Trail, der an einer Messstelle am Hochdruckspeicher 13 erfasst wird, als Schätzwert für TOel dienen. Aufwändigere und potentiell bessere Definitionen und Berechnungsverfahren für TOel sind denkbar, beispielsweise unter Einbeziehung weiterer gemessener Temperaturwerte wie der Motortemperatur TMot der Brennkraftmaschine.Analogous to p Oel a suitable quantity T Oel is defined and determined to describe the influence of the oil temperature in the Hubtransferfunktion. In the simplest case, a current measured value T rail can already be found at a measuring point on the high-pressure accumulator 13 is used to serve as an estimate for T oil . More elaborate and potentially better definitions and calculation methods for oil are conceivable, for example with the inclusion of further measured temperature values such as the engine temperature T Mot of the internal combustion engine.

Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Größe ηOel bestimmt werden, die die Viskosität des dem Arbeitszylinder 3 zufließenden Öls beschreibt. In typischen Fällen ist die Viskosität ηOel für den größten Teil des Einflusses der Temperatur TOel verantwortlich, beziehungsweise sie kann sogar TOel als Einflussgröße in der Hubsteuerung ersetzen.Alternatively or additionally, a variable η Oel can be determined, which determines the viscosity of the working cylinder 3 describes incoming oil. In typical cases, the viscosity η Oel is responsible for most of the influence of the temperature T oil , or it can even replace T Oel as an influencing variable in the stroke control.

Im Folgenden wird die Größe TOel als Einflussgröße verwendet, wobei dies stellvertretend auch für den Fall. stehen soll, dass die Viskosität ηOel zur Beschreibung des Temperatureinflusses herangezogen wird. Grundsätzlich ist es möglich und zugelassen, alle explizit genannten Größen durch ein beliebiges Ensemble dazu äquivalenter Maße zu beschreiben.In the following, the size T Oel is used as an influencing variable, and this also applies to the case. should stand that the viscosity η Oel is used to describe the temperature influence. Basically, it is possible and permitted to describe all explicitly mentioned quantities by any ensemble of equivalent dimensions.

Bei entsprechend gewählten Definitionen der Größen pOel und TOel ergibt sich eine Abhängigkeit der Hubtransferfunktion h(tm1) von diesen Größen wie in den 4 und 5 beispielhaft gezeigt ist. In 4 ist die Abhängigkeit der Hubtransferfunktion vom Druck pOel bei konstanter Temperatur TOel und in 5 die Abhängigkeit von der Einflussgröße TOel bei konstantem Druck pOel dargestellt, wobei jeweils drei Stützstellen für die variierte Zustandsgröße ausgewählt sind.In accordance with selected definitions of the variables p oil and T oil results in a dependence of the Hubtransferfunktion h (t m1 ) of these sizes as in the 4 and 5 is shown by way of example. In 4 is the dependence of the Hubtransferfunktion of the pressure p oil at a constant temperature T oil and in 5 depicting the dependence on the influencing variable T Oel at a constant pressure p Oel , wherein in each case three interpolation points for the varied state variable are selected.

Mit beliebigen Werten für pOel und TOel ergibt sich allgemein eine kontinuierliche Funktionsschar von Hubtransferfunktionen h(tm1) in Abhängigkeit der Einflussgrößen.With arbitrary values for p Oel and T Oel , a continuous functional set of lift transfer functions h (t m1 ) generally results as a function of the influencing variables.

Dieser Zusammenhang sei wie folgt geschrieben: h = fhub (tm1; TOel, pOel, Ex) (1) This relationship is written as follows: h = f stroke (t m1 ; T Oil , p Oil , E x ) (1)

Neben den Betriebsparametern TOel und pOel werden gegebenenfalls noch weitere Einflussgrößen berücksichtigt, die in Gleichung (1) durch ein zusätzliches Argument Ex repräsentiert werden. Für den allgemeinen Zusammenhang fhub wird ebenfalls der Begriff "Hubtransferfunktion" verwendet.In addition to the operating parameters T Oel and P Oel , further influencing variables are optionally taken into account, which are represented in equation (1) by an additional argument E x . For the general context hub f is also the term "Hubtransferfunktion" is used.

Als Beispiele für weitere Einflüsse seien zusätzliche Temperaturparameter, beispielsweise die Temperatur von Magnetventilen, genannt, oder auch Gaskräfte, die auf ein Gaswechselventil 1 während des hubbestimmenden Stellvorgangs wirken. Solche Gaskräfte resultieren zum Beispiel aus einem hohen Zylinderinnendruck pzyl in der Brennkraftmaschine zum Zeitpunkt des Öffnens des Gaswechselventils 1. In diesem Fall kann beispielsweise pzyl als weiterer skalarer Einflussparameter in einer erfindungsgemäßen Beschreibung der Hubtransferfunktion h(tm1) nach Gleichung (1) verwendet werden.Examples of further influences include additional temperature parameters, for example the temperature of solenoid valves, or gas forces acting on a gas exchange valve 1 act during the stroke-determining adjustment process. Such gas forces result for example from a high internal cylinder pressure p cyl in the internal combustion engine at the time of opening the gas exchange valve 1 , In this case, for example, p zyl can be used as another scalar influencing parameter in a method according to the invention Description of the Hubtransferfunktion h (t m1 ) can be used according to equation (1).

Eine algorithmische Darstellung des Zusammenhangs (1) wie weiter unten beschrieben kann beispielsweise als ein Funktionsmodul "tm1_to_h" in der Steuerungseinheit realisiert werden. Ein solches Modul ist in 6 dargestellt. Es repräsentiert eine erfindungsgemäße Berechnungsfunktion zur Bestimmung des aus gegebenen Werten der Ansteuergröße tm1, der Einflussgrößen pOel und TOel sowie gegebenfalls weiterer Einflussgrößen Ex resultierenden Hubs oder "Isthubs " h = hIst.An algorithmic representation of the relationship (1) as described below can be realized, for example, as a function module "tm1_to_h" in the control unit. Such a module is in 6 shown. It represents a calculation function according to the invention for determining the given values of the control variable t m1 , the influencing variables p Oel and T Oel and optionally further influencing variables E x resulting hubs or "Isthubs" h = h Ist .

Das Symbol Ex wird hier, wie bereits bei Gleichung (1) sowie in nachfolgenden Fällen, zur Bezeichnung weiterer Einflussgrößen verwendet, wobei diese Größen von Fall zu Fall unterschiedlich sein können, auch bei mehrfacher Verwendung des Symbols innerhalb eines Diagramms.The symbol E x is here, as already used in equation (1) and in subsequent cases, to designate further influencing variables, these variables may vary from case to case, even with multiple use of the symbol within a diagram.

Die genannte Berechnungsfunktion kann zum Beispiel für Überwachungszwecke des Ventilhubes eingesetzt werden.The Calculation function mentioned, for example, for monitoring purposes of the valve be used.

Für die Steuerung des Hubes h, das heißt für das Einstellen eines jeweils für einen Stellvorgang gewünschten Sollhubes hSoll, wird die Berechnung des zu (1) inversen funktionalen Zusammenhangs tm1 = ftm1 (h; TOel, pOel, Ex) (2)mit
h = hSoll benötigt. Diese Funktion ist die "inverse Hubtransferfunktion" oder „Stellgrößen-Transferfunktion" ftm1. Wiederum steht Ex für gegebenenfalls vorhandene und berücksichtigte weitere Einflussgrößen.
For the control of the stroke h, that is to say for setting a desired stroke h desired in each case for an actuating operation, the calculation of the (1) inverse functional relationship becomes t m1 = f tm1 (h; T; Oil , p Oil , E x ) (2) With
h = h nominal needed. This function is the "inverse stroke transfer function" or "manipulated variable transfer function" f tm 1. Once again, E x stands for any other influencing variables that may have been taken into account.

Nach einer erfindungsgemäßen Realisierung der Hubsteuerung ist somit in dem Steuergerät 31 eine algorithmische Darstellung des Zusammenhangs (2) zum Beispiel als Rechenprogramm vorhanden. Ein solches erfindungsgemäßes Rechenprogramm beziehungsweise Funktionsmodul "h_to_tm1" der Steuerungseinheit ist in 7 dargestellt. Es bestimmt aus gegebenen Werten des Sollhubs hSoll, der Einflussgrößen pOel und TOel sowie gegebenfalls weiterer Einflussgrößen Ex die resultierende Ansteuerzeit tm1.After a realization of the stroke control according to the invention is thus in the control unit 31 an algorithmic representation of the context (2), for example, as a computer program available. Such an inventive computer program or functional module "h_to_tm1" of the control unit is in 7 shown. It determines the resulting activation time t m1 from given values of the desired stroke h Soll , the influencing variables p Oel and T Oel and, if appropriate, further influencing variables E x .

Vor jeder Ansteuerung eines Arbeitszylinders 3 führt das Funktionsmodul tm1_to_h eine Berechnung aus, bei der als Eingangsgrößen der aktuell gewünschte Sollhub hSoll sowie Schätzwerte für die zum Zeitpunkt des Stellvorgangs vorliegenden effektiven Einflussgrößen, wie zum Beispiel TOel und pOel, verwendet werden. Durch diese Einflussgrößen werden direkt oder mittelbar alle wesentlichen Einflüsse des hubbestimmenden Stellvorgangs beziehungsweise die bei diesem Stellvorgang wirksam werdenden Kräfte berücksichtigt.Before each actuation of a working cylinder 3 the function module tm1_to_h carries out a calculation in which the currently desired setpoint stroke h setpoint and estimated values for the effective influencing variables present at the time of the setting process, such as, for example, T oil and p oil , are used as input variables. These influencing factors directly or indirectly take into account all the essential influences of the stroke-determining actuating operation or the forces which become effective in this actuating process.

Vom Ölzustand abhängige hydraulische Kräfte und Reibungskräfte des Stellsystems werden ebenso wie die auf hydraulische Steuerventile, wie das Magnetventil MV1, wirkenden Kräfte, erfindungsgemäß dadurch berücksichtigt, dass die Umrechnung in geeigneter Weise in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters pOel (effektiver Öldruck) und/oder TOel (effektive Öltemperatur) oder dazu äquivalenter Information erfolgt. Anstelle oder zusätzlich zu TOel kann, wie bereits gesagt, auch ein Maß ηOel für die Viskosität des Hydrauliköls verwendet werden. Bei Bedarf werden weitere Temperaturparameter und andere Einflussgrößen berücksichtigt.According to the invention, hydraulic forces and friction forces of the actuating system which depend on the oil state, as well as the forces acting on hydraulic control valves, such as the solenoid valve MV1, are taken into account in that the conversion is suitably dependent on at least one operating parameter p oil (effective oil pressure) and / or T Oil (effective oil temperature) or equivalent information takes place. Instead of or in addition to T Oel , as already mentioned, a measure η Oel can be used for the viscosity of the hydraulic oil. If required, further temperature parameters and other factors are considered.

Für die Bestimmung aktueller Werte beziehungsweise Schätzwerte der Einflussgrößen sind in der beispielhaften Ausführung der Erfindung Funktionsmodule in dem Steuergerät 31 vorhanden, darunter ein Modul "ber_p_Oel" und/oder ein Modul "ber_T_Oel", wie in 8 gezeigt.For the determination of current values or estimated values of the influencing variables, functional modules are in the control device in the exemplary embodiment of the invention 31 including a module "ber_p_Oel" and / or a module "ber_T_Oel", as in 8th shown.

In der 8 ist die auf den Signalfluss bezogene Verschaltung der Berechnungsfunktionen ber_p_Oel und ber_T_Oel der Einflussgrößen pOel und TOel mit der zentralen Umrechnungsfunktion h_to_tm1 der Hubsteuerung als Blockdiagramm dargestellt. Entsprechend Gleichung (2) werden der Sollwert hSoll des Hubs, die Einflussgrößen pOel und TOel sowie gegebenfalls weitere Einflussgrößen Ex als Eingangsgrößen in die Berechnung h_to_tm1 hineingeführt. Darüber hinaus wird ein Ventilindex v an die zentrale Umrechnungsfunktion übermittelt, dessen Wert angibt, für welches Gaswechselventil 1 beziehungsweise für welchen Steller 30 die jeweilige Berechnung durchgeführt wird. Der Ventilindex v kann auch unter den weiteren Eingangsgrößen Ex der Module ber_p_Oel und ber_T_Oel auftreten. Des weiteren ist auch die optionale Anbindung eines Funktionsmoduls "Adaption" gezeigt, das einer Anpassung der zentralen Umrechnungsfunktion an Veränderungen der Eigenschaften des Stellers 30 im Betrieb dient.In the 8th The interconnection of the calculation functions ber_p_Oel and ber_T_Oel of the influencing variables p Oel and T Oel with the central conversion function h_to_tm1 of the stroke control, which relates to the signal flow, is shown as a block diagram. According to equation (2), the desired value h Soll of the stroke, the influencing variables p Oel and T Oel and, if appropriate, further influencing variables E x are introduced as input variables into the calculation h_to_tm1. In addition, a valve index v is transmitted to the central conversion function, whose value indicates which gas exchange valve 1 or for which controller 30 the respective calculation is carried out. The valve index v can also occur under the further input variables E x of the modules ber_p_Oel and ber_T_Oel. Furthermore, the optional connection of a function module "adaptation" is shown, which is an adaptation of the central conversion function to changes in the properties of the actuator 30 in operation serves.

Der gemäß 8 für einen jeweiligen Stellvorgang berechnete Wert der Ansteuerzeit tm1 wird an eine zuständige Ausgabeeinheit ausgegeben, die in der geforderten Weise die elektrische Ansteuerung des zugehörigen ersten Steuerventils MV1 des betreffenden Arbeitszylinders 3 vornimmt.The according to 8th for a respective adjustment calculated value of the drive time t m1 is output to a responsible output unit, in the required manner, the electrical control of the associated first control valve MV1 of the respective working cylinder 3 performs.

Die in 8 auftretenden Module ber_p_Oel, ber_T_Oel, h_to_tm1 und Adaption werden nachfolgend im Detail erläutert.In the 8th occurring modules ber_p_Oel, ber_T_Oel, h_to_tm1 and adaptation are explained in detail below.

In 9 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Funktionsmoduls ber_p_Oel dargestellt.In 9 is a first embodiment of a function module ber_p_Oel shown.

Dabei ist der für die Größe pOel einzusetzende Wert ein Schätzwert für einen erst später, nämlich während des Stellvorgangs, tatsächlich vorhandenen effektiven Druck pOel des Öls. Dieser effektive Druck pOel hat einen maßgeblichen Einfluss auf den betrachteten Stellvorgang, da er die Öffnungsgeschwindigkeit und damit auch bei vorgegebener Ansteuerdauer tm1 den Hub des Gaswechselventils 1 wesentlich mitbestimmt. Entsprechend hoch sind die Genauigkeitsanforderungen an die Berechnung von pOel.In doing so, use the one for the size p oil de value is an estimated value for an actual later, namely during the setting process, actually existing effective pressure p oil of the oil. This effective pressure p Oel has a significant influence on the control process considered, since it the opening speed and thus also for a given control duration t m1 the stroke of the gas exchange valve 1 significantly influenced. The accuracy requirements for calculating oil are correspondingly high.

Das Modul ber_p_Oel schätzt diesen hubbestimmenden Druck pOel auf Basis vorhandener Information über den Druck im Hochdruckspeicher 13, zum Beispiel aus Messwerten prail des am Hochdruckspeicher 13 verbauten Drucksensors, und gegebenenfalls weiterer Information über die zeitliche Veränderung des Raildrucks zwischen dem Zeitpunkt der Berechnung von pOel beziehungsweise der letzten Erfassung von prail und dem Zeitpunkt des Stellvorgangs des Gaswechselventils 1, für den diese Berechnung durchgeführt wird. Die weitere Information wird durch den Eingang Ex repräsentiert. Um eine solche zeitliche Prädiktion oder auch eine zeitliche Mittelung von Messwerten in der Berechnung von pOel darzustellen, können beispielsweise wie in 9 angedeutet, entsprechende Zeitpunkte tmess, an denen die verwendeten Messwerte prail erfasst werden, oder alternativ entsprechende Kurbelwinkel ϕKW,mess, als weitere Eingangsgrößen des Moduls ber_ p_Oel auftreten, sowie auch beispielsweise der Zeitpunkt tob beziehungsweise der Kurbelwinkel ϕKW,ob für den Beginn der Hubbewegung. Die Zeiten können dabei auch als Zeitdifferenzen in Bezug auf einen Referenzzeitpunkt, wie beispielsweise den Zeitpunkt einer aktuellen Berechnung der Steuerungsfunktion des Hubs, verstanden werden. Wenn Kurbelwinkel ϕKW,mess und/oder ϕKW,ob verwendet werden, umfassen die mit Ex bezeichneten weiteren Eingangsgrößen in der Regel auch die Drehzahl nmot der Brennkraftmaschine, an der der Steller 30 verbaut ist. Analoges gilt auch für den Einsatz des Stellers 30 an einem Kompressor oder für weitere mögliche Einsatzzwecke. Bei Mittelungen oder Filterungen von Größen innerhalb des Moduls ber_p_Oel und/oder bei einer Verwendung zeitabhängiger physikalischer Modelle können des weiteren Gedächtnisvariablen Mx auftreten, die typischerweise bei jeder Durchführung der Berechnung ber_p_Oel gelesen und aktualisiert werden, wie ebenfalls in 9 angezeigt ist.The module ber_p_Oel estimates this stroke-determining pressure p oil based on existing information about the pressure in the high-pressure accumulator 13 , for example from measured values p rail of the high-pressure accumulator 13 installed pressure sensor, and optionally further information about the change over time of the rail pressure between the time of calculation of p oil or the last detection of p rail and the timing of the adjustment of the gas exchange valve 1 for which this calculation is performed. The further information is represented by the input E x . In order to represent such a temporal prediction or even a temporal averaging of measured values in the calculation of p oil , for example, as in 9 indicated, corresponding times t mess , at which the measured values used p rail are detected, or alternatively corresponding crank angle φ KW, mess occur as further input variables of the module ber_ p_Oel, as well as, for example, the time t ob or the crank angle φ KW, whether for the beginning of the lifting movement. The times can also be understood as time differences with respect to a reference time, such as the time of a current calculation of the control function of the hub. If crank angles φ KW, mess and / or φ KW, are used, the further input variables denoted by E x usually also include the engine speed n mot at which the actuator 30 is installed. The same applies to the use of the actuator 30 on a compressor or for other possible uses. Furthermore, in the case of averaging or filtering of quantities within the module ber_p_Oel and / or using time-dependent physical models, memory variables M x may occur, which are typically read and updated every time the calculation ber_p_Oel is performed, as also in FIG 9 is displayed.

Unter den weitere Eingangsgrößen Ex des Moduls ber_ p_Oel kann zum Beispiel auch Information über die Ansteuerung oder die aktuelle Einstellung einer verstellbaren Hochdruckpumpe 17 und/oder Information über mit dem betrachteten Stellvorgang zeitlich überlappende Stellvorgänge von weiteren, an einem Hochdruckspeicher 13 angeschlossenen Arbeitszylindern 3 enthalten sein, um in einem entsprechend aufwändigen Algorithmus einen guten Schätzwert für pOel berechnen zu können.Among the other input variables E x of the module ber_ p_Oel can, for example, information about the control or the current setting of an adjustable high-pressure pump 17 and / or information about temporally overlapping with the control process considered Stellvorgänge of another, at a high-pressure accumulator 13 connected working cylinders 3 be included in order to be able to calculate a good estimate for p Oel in a correspondingly complex algorithm.

In einer einfachen, beispielhaften Realisierung verarbeitet das Modul ber_p_Oel schritthaltend mit einer zeitlich äquidistanten Abtastung des Signals eines Druckgebers am Hochdruckspeicher 13 die dabei zu den Zeitpunkten t = tmess<i> erfassten Druckmesswerte prail = prail<i>, i = 1, 2, ... mittels einer Tiefpassfilterung, die fortlaufend einen Filterwert pOel = tiefpass (prail<i>) (3) aus den Messwerten bestimmt. Die Filterfunktion kann beispielsweise als regelungstechnisches PT1-Glied mit geeigneter Zeitkonstante gewählt sein.In a simple, exemplary implementation, the module processes ber_p_Oel in an incremental manner with a time-equidistant sampling of the signal of a pressure transducer on the high-pressure accumulator 13 the pressure measured values p rail = p rail <i>, i = 1, 2,... detected thereby at the times t = t mess <i>, by means of a low-pass filtering, continuously receive a filter value p Oil = low pass (p rail <i>) (3) determined from the measured values. The filter function can be selected, for example, as a control PT1 element with a suitable time constant.

Zur Bestimmung des maßgeblichen Werts der Einflussgröße TOel im Hinblick auf einen jeweils auszuführenden Hubstellvorgang ist ein weiteres Funktionsmodul ber_T_Oel in dem Steuergerät 31 vorhanden, das beispielhaft in 10 dargestellt ist.In order to determine the relevant value of the influencing variable T Oel with regard to a lifting operation to be carried out in each case, another functional module ber_T_Oel is in the control unit 31 present, exemplary in 10 is shown.

In der gezeigten Ausführung berechnet das Modul die Modellgröße TOel auf Basis einer Erfassungsgröße Trail, die die Temperatur des Hochdruckspeichers 13 charakterisiert, sowie gegebenenfalls weiterer Information wie der Motortemperatur Tmot. Weitere Eingangsgrößen werden wieder durch einen Eingang Ex repräsentiert. Analog zu 9 können auch Gedächtnisvariablen Mx auftreten.In the embodiment shown, the module calculates the model size T oil based on a detection quantity T rail , which is the temperature of the high-pressure accumulator 13 Characterized, and optionally further information such as the engine temperature T mot . Further input variables are again represented by an input E x . Analogous to 9 Memory variables M x can also occur.

Eine einfachste Ausführung der Funktion ber_T_Oel gibt beispielsweise einen aktuellen Messwert Trail gemäß TOel = Trail (4)unmittelbar an die nachfolgende Umrechnungsfunktion weiter, wobei die Erfassung der Sensorwerte Trail häufig genug erfolgt, um der – vergleichsweise langsamen – Veränderung der Temperatur Trail Rechnung zu tragen. In typischen Ausführungen kann dabei der einzelne Erfassungswert noch plausibilisiert und bei durch Störungen bedingten "Ausreißern" auf einen Ersatzwert umgeschaltet werden, was an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt werden soll.For example, a simplest version of the function ber_T_Oel specifies a current measured value T rail T Oil = T rail (4) directly to the subsequent conversion function on, wherein the detection of the sensor values T rail is often enough to account for the - comparatively slow - change the temperature T rail . In typical embodiments, the individual detection value can still be checked for plausibility and switched to a substitute value in the case of "outliers" caused by disturbances, which should not be further elaborated here.

Als ein wichtiger Teil der erfindungsgemäßen Hubsteuerung ist schließlich noch ein beispielhafter Algorithmus für die Umrechnung des Sollhubs hSoll in die Ansteuerzeit tm1 gemäß Gleichung (2) anzugeben, was nachfolgend geschieht. Ein entsprechender Algorithmus wird beispielsweise als Rechenprogramm in dem Steuergerät 31 umgesetzt und stellt als solches eine Ausführung des Moduls h_to_tm1 (siehe 7) dar.Finally, as an important part of the stroke control according to the invention, an exemplary algorithm for the conversion of the target stroke h Soll into the activation time t m1 according to equation (2) is to be specified, which is done below. A corresponding algorithm is used, for example, as a computer program in the control unit 31 implemented as such and an execution of the module h_to_tm1 (see 7 ).

Als vorteilhafte algorithmische Darstellungen der inversen Hubtransferfunktion (Stellgrößen-Transferfunktion) gemäß Gleichung (2) oder der Hubtransferfunktion gemäß Gleichung (1) eignen sich allgemein so genannte parametrische Darstellungen oder Parameter-Funktionen, das heißt Berechnungsformeln auf Basis einer Anzahl vorgegebener (elementarer) Funktionsterme und einer Anzahl von Parametern, die als Skalierungsparameter oder Koeffizienten auftreten. Eine solche Beschreibung wird im Folgenden zunächst für die Hubtransferfunktion fhub gemäß Gleichung (1) angegeben.As advantageous algorithmic representations of the inverse Hubtransferfunktion (manipulated variable transfer function) according to equation (2) or the Hubtrans According to equation (1), generally suitable are so-called parametric representations or parameter functions, that is to say calculation formulas based on a number of predetermined (elementary) function terms and a number of parameters which occur as scaling parameters or coefficients. Such a description is hereinafter for the first Hubtransferfunktion f hub according to equation (1) above.

Für die Funktion fhub kann beispielsweise in geeigneten Fällen eine parametrische Darstellung mittels Skalenansatz Verwendung finden. Ein solcher Beschreibungsansatz kann zum Beispiel als Lösung einer Bewegungsgleichung abgeleitet werden, die den Hubvorgang des Gaswechselventils 1 hinreichend gut beschreibt, sofern mögliche Elastizitätsschwingungen nur schwach ausgeprägt sind. Weitere Voraussetzungen der Herleitung betreffen das Verhalten des Magnetventils MV1. Die 4 und 5 zeigen Beispiele, in denen die Voraussetzungen erfüllt sind. Für andere Fälle kann ein solcher Grundansatz beispielsweise mittels entsprechender Schwingungskorrekturen erweitert oder ein alternativer Ansatz gewählt werden. Dies wird weiter unten, bei der Beschreibung vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung, genauer ausgeführt.For example, for the function f stroke , a parametric representation using a scale approach may be used in suitable cases. Such a description approach can be derived, for example, as a solution of an equation of motion that the lifting process of the gas exchange valve 1 describes sufficiently well, if possible elastic oscillations are weak. Further requirements of the derivation concern the behavior of the solenoid valve MV1. The 4 and 5 show examples in which the requirements are met. For other cases, such a basic approach can be extended, for example by means of appropriate vibration corrections or an alternative approach can be selected. This will be explained in more detail below, in describing advantageous developments of the invention.

Bei einer Modellierung mittels Skalenansatz nimmt die Transferfunktion fhub gemäß Gleichung (1) zum Beispiel die folgende Form an: h = fhub(tm1) = HWA·fa(STP/HWA·(tm1- TW)), (5)wobei eine geeignete Skalenfunktion fa und Skalenparameter HWA, STP und TW verwendet werden. Allgemein kann noch ein weiterer Parameter H0 additiv hinzugefügt werden. Ein solcher Hub-Offset wird hier jedoch nicht betrachtet.In the case of modeling by means of a scale approach, the transfer function f stroke according to equation (1) assumes, for example, the following form: h = f stroke (t m1 ) = HWA · fa (STP / HWA · (t m1 - TW)), (5) using a suitable scale function fa and scale parameters HWA, STP and TW. In general, another parameter H0 can be additively added. However, such a stroke offset is not considered here.

Die Skalenparameter HWA, STP und TW hängen von den in Gleichung (1) auftretenden beziehungsweise zu berücksichtigenden Einflussgrößen pOel, TOel, ... ab: HWA = HWA (pOel, TOel, ...) TW = TW (pOel, TOel, ...) STP = STP (pOel, TOel, ...) (6) The scale parameters HWA, STP and TW depend on the influencing variables p Oel , T Oel ,... Occurring or to be considered in equation (1): HWA = HWA (p Oil , T Oil , ...) TW = TW (p Oil , T Oil , ...) STP = STP (p Oil , T Oil , ...) (6)

Eine direkte Abhängigkeit der Funktion fa von den Einflussgrößen kann bei Bedarf ebenfalls verwendet werden. Dies ist beispielsweise mittels einer einparametrigen Funktionsschar fa(x) = f(a; x) (7)darstellbar, wobei der sogenannte Formparameter a dann analog zu den Gleichungen (6) in der Form a = a (pOel, TOel, ...) (8)angesetzt werden kann. Die Variable x in Gleichung (7) steht für das Argument der Funktion fa in Gleichung (5), oder allgemeiner für einen Funktionsterm, der von der Ansteuerzeit tm1 und gegebenenfalls von einer oder mehrerer der Einflussgrößen pOel, TOel, ... abhängt.A direct dependence of the function fa on the influencing variables can also be used if required. This is for example by means of a one-parameter function set fa (x) = f (a; x) (7) representable, wherein the so-called shape parameter a then analogous to the equations (6) in the form a = a (p Oil , T Oil , ...) (8th) can be recognized. The variable x in equation (7) stands for the argument of the function fa in equation (5), or more generally for a function term which depends on the activation time t m1 and optionally on one or more of the parameters p Oel , T Oel , ... depends.

In 11 ist beispielhaft der Verlauf einer gemäß der Gleichungen (5) und (7) berechneten Funktion fhub dargestellt. Der Skalenparameter STP bezeichnet die asymptotische Steigung, HWA einen Krümmungsparameter. Der Parameter TW entspricht dem Punkt auf der tm1-Achse, bei dem die Funktion bei Extrapolation in den Bereich tm1 < T0 die tm1-Achse schneidet. Da die Werte tm1 < T0 und insbesondere negative tm1-Werte keine zulässigen Ansteuerzeiten darstellen, ist dieser extrapolierte Verlauf in 11 nicht gezeigt.In 11 the course of a function f stroke calculated according to equations (5) and (7) is shown by way of example. The scale parameter STP denotes the asymptotic slope, HWA a curvature parameter. The parameter TW corresponds to the point on the t m1 axis, where the function, when extrapolated, intersects the t m1 axis in the range t m1 <T 0 . Since the values t m1 <T 0 and in particular negative t m1 values do not represent permissible activation times, this extrapolated curve is in 11 Not shown.

Durch eine entsprechende Wahl der Parameter HWA, STP und TW in Abhängigkeit von pOel und TOel können die in den 4 und 5 gezeigten Hubtransferfunktionen sehr gut angenähert werden. Die tabellarische Darstellung der Ergebniswerte einer solchen Anpassung, aufgetragen über den gegebenen Stützstellen pOel und TOel auf den Druck- und Temperatur-Achsen, wird als Kennfeld bezeichnet. Ein solches Kennfeld ist in entsprechender Form im Datenspeicher des elektronischen Steuergeräts 31 als Feld von Werten ablegbar.By an appropriate choice of the parameters HWA, STP and TW as a function of p Oel and T Oel can in the 4 and 5 Hubtransferfunktionen shown are very well approximated. The tabular presentation of the result values of such an adaptation, plotted over the given interpolation points p oil and oil on the pressure and temperature axes, is referred to as a characteristic diagram. Such a map is in appropriate form in the data memory of the electronic control unit 31 can be stored as a field of values.

Die hier betrachtete Ausführung soll sich auf den einfachen Fall der Funktion (5) ohne variablen Formparameter a beschränken. Beispielhaft sei dafür aus einer einparametrigen Schar von Lösungen gemäß Gleichung (7) die Skalenfunktion fa = f0 = ln coshyp (9) für den Parameter a = 0 angegeben.The embodiment considered here should be limited to the simple case of the function (5) without variable shape parameters a. By way of example, let the scale function be obtained from a one-parameter set of solutions according to equation (7) fa = f0 = ln coshyp (9) specified for the parameter a = 0.

In einer erfindungsgemäßen Darstellung des zur Berechnung eines Istwerts h = hIst verwendeten Moduls tm1_to_h wird beispielsweise die Funktion f0 gemäß Gleichung (9) tabellarisch als Kennlinie im Datenspeicher des Steuergeräts 31 abgelegt und von einem Programmstück, das den Algorithmus gemäß Gleichung (5) berechnet, mittels Interpolation für den zunächst zu berechnenden Wert des Arguments STP/HWA·(tm1 – TW) ausgewertet. Anstelle einer Kennlinie können zur Darstellung der Funktion f0 auch ein Polynom oder eine rationale Funktion, beziehungsweise eine stückweise Zusammensetzung solcher Funktionen, verwendet werden. Die Werte der Parameter HWA, STP und TW werden in einem ersten Schritt bestimmt, indem die im Datenspeicher des Steuergeräts 31 abgelegten Kennfeldwerte von HWA, STP und TW für die gegebenen Werte der Einflussgrößen pOel und TOel interpoliert werden.In a representation according to the invention of the module tm1_to_h used to calculate an actual value h = h actual , for example, the function f0 in accordance with equation (9) is represented in tabular form as a characteristic curve in the data memory of the control unit 31 and evaluated by a program piece which calculates the algorithm according to equation (5) by means of interpolation for the value of the argument STP / HWA * (t m1 -TW) to be calculated first. Instead of a characteristic curve, a polynomial or a rational function, or a piecewise composition of such functions, can be used to represent the function f0. The values of the parameters HWA, STP and TW are determined in a first step by the data memory of the control unit 31 stored map values of HWA, STP and TW are interpolated for the given values of the variables p Oel and T Oel .

Analog zur parametrischen Darstellung gemäß Gleichung (5) für die Hubtransferfunktion (siehe Gleichung (1)) kann auch eine parametrische Darstellung der inversen Hubtransferfunktion ftm1 gemäß Gleichung (2) gefunden und einer erfindungsgemäßen Darstellung der Hubsteuerung zugrunde gelegt werden.Analogous to the parametric representation according to equation (5) for the Hubtransferfunktion (see equation (1)) can also be a parametric representation of the inverse Hubtransferfunktion f tm1 found according to equation (2) and an inventive representation of the stroke control are based.

In besonders vorteilhaften Ausführungen ist mit der gewählten Darstellung der Berechnungsvorschrift gemäß Gleichung (1) auf einfache Weise zugleich eine analoge Darstellung des inversen Zusammenhangs (2) verknüpft und umgekehrt. Für die Skalenfunktion nach Gleichung (5) ist dies erfüllt, wie leicht zu sehen ist. Mit der zur Funktion fa vorhandenen Umkehrfunktion fainv ergibt sich unmittelbar tm1 = ftm1 (h) = HWA/STP·fainv (h/HWA) + TW (10) In particularly advantageous embodiments, the analogous representation of the calculation rule in accordance with equation (1) is at the same time associated with an analog representation of the inverse context (2) and vice versa. For the scale function according to equation (5), this is satisfied, as can be easily seen. The inverted function fa inv given to the function fa results directly t m1 = f tm1 (h) = HWA / STP · fa inv (h / HWA) + TW (10)

Für die in Gleichung (9) angegebene Skalenfunktion f0 ist die Umkehrfunktion f0inv explizit angebbar: f0inv = arcoshyp exp (11) For the scale function f0 given in equation (9), the inverse function f0 inv can be explicitly stated: f0 inv = arcoshyp exp (11)

Die durch Invertierung des Skalenansatzes (5) erhaltene Darstellung der Hubsteuerungsfunktion ftm1(h) gemäss Gleichung (10) ist wiederum ein Skalenansatz, wobei die Skalenparameter direkt mittels der gemäß der Gleichungen (6) bereits bekannten Parameter ausgedrückt sind. Für die erfindungsgemäße Hubsteuerung wird die Gleichung (10) mit h = hSoll ausgewertet.By inverting the scale approach ( 5 The representation of the stroke control function f tm1 (h) obtained according to equation (10) is again a scale approach, the scale parameters being expressed directly by means of the parameters already known according to equations (6). For the stroke control according to the invention, the equation (10) with h = h Soll is evaluated.

Der besondere Vorteil einer Invertierbarkeit des Skalenansatzes ist darin zu sehen, dass sowohl die Hubtransferfunktion als auch die inverse Hubtransferfunktion auf Basis der gleichen Parameter, im genannten Beispiel also STP, HWA und TW, darstellbar sind, was eine besonders effiziente Realisierung im Steuergerät 31 für beide Funktionen zusammen sowie eine Aufwandsersparnis für die Applikation der Daten ermöglicht. Zudem bringt es Vorteile, dass beide Darstellungen numerisch praktisch ohne Näherungsfehler invers zueinander sind, was im Fall von verschiedenen Ansätzen für Hubberechnung und Hubsteuerung nur schwer zu erreichen wäre.The particular advantage of an invertibility of the scale approach is the fact that both the Hubtransferfunktion and the inverse Hubtransferfunktion based on the same parameters, in the example so STP, HWA and TW, can be displayed, which is a particularly efficient implementation in the control unit 31 For both functions together and a saving of effort for the application of the data allows. In addition, there are advantages in that both representations are numerically inversely related to each other practically without any approximation error, which would be difficult to achieve in the case of different approaches for stroke calculation and stroke control.

Für den in Gleichung (10) angegebenen Algorithmus zeigt 12 den Signalfluss einer programmtechnischen Darstellung, die für die Realisierung im Steuergerät 31 besonders geeignet ist. Die Parameter HWA, TW und STP sind dabei als Kennfelder in Abhängigkeit von pOel und TOel und die Funktion fainv beispielhaft als Kennlinie fa_inv realisiert, wobei hier auch, wie oben für den Fall von f0 angegeben, eine Darstellung durch elementare Funktionen möglich wäre. Ansonsten treten in dem Blockdiagramm in 12 nur elementare Rechenoperationen auf.For the algorithm given in equation (10) 12 the signal flow of a program representation, which for the realization in the control unit 31 is particularly suitable. The parameters HWA, TW and STP are implemented as characteristic diagrams as a function of p Oel and T Oel and the function fa inv by way of example as a characteristic fa_inv, wherein a representation by elementary functions would also be possible here, as indicated above for the case of f0 , Otherwise occur in the block diagram in 12 only elementary arithmetic operations on.

Die Berechnung der Skalenparameter kann auch auf andere Weise erfolgen als in der beispielhaften Ausführung angegeben. Anstelle von oder zusätzlich zu Tabellen respektive Kennfeldern können zum Beispiel allgemeinere Berechnungsvorschriften verwendet werden, wie sie sich beispielsweise aus einer analytischen, speziell einer physikalisch modellgestützen Darstellung der Parameter in Abhängigkeit der Einflussgrößen ergeben können.The Calculation of the scale parameters can also be done in other ways as in the exemplary embodiment specified. Instead of or in addition for example, tables and maps can be more general Calculation rules are used, as they are, for example from an analytical, especially a physically model-based representation the parameter in dependence of the influencing variables can.

Die konkrete Gestalt der Abhängigkeiten in den Gleichungen (6) kann beispielsweise bei einer Herleitung von Gleichung (5) als Lösung einer oben zitierten approximativen Bewegungsgleichung des Gaswechselventils 1 beziehungsweise Kolbens 5 – zumindest näherungsweise – bestimmt werden. Dabei werden die Skalenparameter zunächst als Funktion der in der Bewegungsgleichung auftretenden hydraulischen Kräfte, Reibungskräfte und sonstigen Kräfte dargestellt. Diese Kräfte wiederum hängen unter anderem von Stoffgrößen des Öls wie Viskosität und Dichte ab, die als Funktion von pOel und TOel darstellbar sind.The concrete form of the dependencies in the equations (6) can be obtained, for example, by deriving equation (5) as a solution to an above-mentioned approximate equation of motion of the gas exchange valve 1 or piston 5 - At least approximately - be determined. The scale parameters are first represented as a function of the hydraulic forces, frictional forces and other forces occurring in the equation of motion. These forces, in turn, depend, inter alia, on oil substance quantities such as viscosity and density, which can be represented as a function of oil and oil .

Solche Zusammenhänge können ganz oder in Teilen in der Berechnung der Parameter im Rahmen einer erfindungsgemäßen Realisierung des Moduls h_to_tm1 verwendet werden. Vorteile ergeben sich zum Beispiel aus einer Darstellung der Hubsteuerungs- und/oder der Hubberechnungsfunktion, bei der in einem ersten Schritt die Stoffgrößen des Öls in Abhängigkeit von pOel und TOel und anschließend die Parameter, zum Beispiel die Skalenparameter, einer verwendeten parametrischen Beschreibung der Transferfunktion in Abhängigkeit der Stoffgrößen und gegebenenfalls weiterer Einflussgrößen berechnet werden.Such relationships can be used in whole or in part in the calculation of the parameters in the context of a realization of the module h_to_tm1 according to the invention. Advantages result for example from a representation of the stroke control and / or the Hubberechnungsfunktion, in which in a first step, the substance sizes of the oil as a function of oil and oil and then the parameters, for example the scale parameters, a parametric description of the used Transfer function can be calculated depending on the substance sizes and optionally other factors.

Zur konkreten Darstellung einzelner der genannten Abhängigkeiten können wiederum tabellarische Darstellungen (Kennfelder) dienen. Der Vorteil einer solchen Ausführung der erfindungsgemäßen Berechnungsmodule, bei der die Abhängigkeit von Stoffgrößen des Öls explizit dargestellt wird, ist darin zu sehen, dass es bei einer Änderung des verwendeten Hydraulikmediums ausreichen kann, nur die in dem Steuergerät 31 abgelegte Information zu den Stoffeigenschaften, zum Beispiel Kennfeld-Daten für Viskosität und Dichte, an die geänderten Verhältnisse anzupassen.For a concrete representation of individual of the mentioned dependencies, in turn tabular representations (maps) can be used. The advantage of such an embodiment of the calculation modules according to the invention, in which the dependence of substance sizes of the oil is shown explicitly, is the fact that it may be sufficient for a change in the hydraulic medium used, only in the control unit 31 to store stored information on the material properties, for example map data for viscosity and density, to the changed conditions.

Andere Ausführungen der erfindungsgemäßen Hubsteuerung oder Hubberechnung können beispielsweise zusätzliche Berechnungsteile zur Berücksichtigung weiterer Einflussgrößen enthalten. 13 zeigt ein Beispiel für eine solche aufwändigere Modellierung des zeitlichen Skalenparameters TW in einer Darstellung als signalflussorientiertes Blockdiagramm. Dabei setzt sich der Zeitparameter TW additiv aus einem von der Öltemperatur und einem von der Temperatur des ersten Steuerventils MV1 abhängigen Anteil zusammen. Beide Anteile hängen auch von pOel ab. Die Modellierung der Magnetventiltemperatur verwendet neben der Öltemperatur die Motortemperatur und gegebenenfalls weitere Information.Other embodiments of the stroke control or stroke calculation according to the invention may include, for example, additional calculation parts to take into account further influencing variables. 13 shows an example of such a more complex modeling of the time scale parameter TW in a representation as a signal flow-oriented block diagram. The time parameter TW is an additive of one of the oil temperature and a from the temperature of the first control valve MV1 dependent share together. Both parts also depend on p oil . The modeling of the solenoid valve temperature uses, in addition to the oil temperature, the engine temperature and optionally further information.

Schließlich beschränken sich die in einer erfindungsgemäßen Realisierung der Hubberechnung gemäss Gleichung (1) beziehungsweise der Hubsteuerung gemäss Gleichung (2) verwendeten Beschreibungsansätze auch nicht auf die im Ausführungsbeispiel genannten Ansätze. So sind neben den Skalenansätzen beispielsweise auch polynominale Approximationen, rationale Funktionen sowie stückweise Zusammensetzungen dieser Ansätze verwendbar. Bei polynomialen Funktionstermen, beispielsweise auch im Nenner einer rationalen Funktion, sind erfindungsgemäß die Polynomkoeffizienten oder dazu äquivalente Parameter und bei stückweisen Ansätzen gegebenenfalls auch die Übergangspunkte in der beschriebenen Weise in Abhängigkeit der Einflussgrößen darzustellen.Finally, limit themselves in an implementation according to the invention the stroke calculation according to Equation (1) or the stroke control according to the equation (2) used descriptive approaches not even in the embodiment mentioned approaches. So are next to the scale approaches for example, also polynomial approximations, rational functions as well as piecewise Compositions of these approaches usable. For polynomial function terms, for example, in the denominator a rational function, according to the invention are the polynomial coefficients or to equivalent Parameters and piecewise approaches if necessary, the transition points in the manner described as a function of the influencing variables.

Unter den Polynomen sind solche vom Maximalgrad 2, das heißt Geraden und Parabeln, sowie deren stückweise Zusammensetzungen für eine Darstellung der Hubtransferfunktion besonders geeignet. Sie sind vergleichsweise einfach invertierbar, was die bereits für den Fall des Skalenansatzes genannten Vorteile eröffnet. Beispielsweise können die in 4 und 5 beispielhaft dargestellten Hubtransferfunktionen mittels einer Parabel für den Bereich kleiner Hübe (Beschleunigungsbereich) und ein daran angefügtes Geradenstück für den Bereich großer Hübe (Stationärbereich) approximiert werden. Die Umkehrfunktion liefert dann unmittelbar eine für die Hubsteuerung verwendbare Darstellung der inversen Hubtransferfunktion. Die dabei auftretende Wurzelfunktion (Quadratwurzel) kann für eine Umsetzung des Algorithmus als Rechenprogramm in dem Steuergerät 31 zum Beispiel tabellarisch, das heißt als Kennlinie realisiert werden. Alternativ sind auch funktionale Approximationen, beipielsweise durch eine rationale Funktion, für die Darstellung der Quadratwurzelfunktion im Steuergerät 31 geeignet und vorteilhaft.Among the polynomials, those of the maximum degree 2, that is to say straight lines and parabolas, as well as their piecewise compositions are particularly suitable for representing the stroke transfer function. They are comparatively easily invertible, which opens up the advantages already mentioned in the case of the scale approach. For example, the in 4 and 5 Lift transfer functions shown by way of example are approximated by means of a parabola for the area of small strokes (acceleration area) and an attached straight line section for the area of large strokes (stationary area). The inverse function then directly provides a representation of the inverse hub transfer function which can be used for the stroke control. The occurring root function (square root) can be used for a conversion of the algorithm as a computer program in the control unit 31 For example, in tabular form, that is to say as a characteristic. Alternatively, functional approximations, for example by a rational function, are also suitable for the representation of the square root function in the control unit 31 suitable and advantageous.

Besonders geeignet sind die genannten stückweisen funktionalen Darstellungen der Hubtransferfunktion bei den weiter oben beschriebenen speziellen Ausführungen eines Arbeitszylinders 3, bei denen sich die obere Wirkfläche Aob des Kolbens 5 über dem Hub mit mindestens einer Abstufung ändert. In diesen Fällen ist es oft von Vorteil, wenn Hubbereiche mit unterschiedlicher Wirkfläche des Kolbens 5 in einer stückweisen Beschreibung der Hubtransferfunktion getrennt behandelt werden.Particularly suitable are the said piecewise functional representations of the Hubtransferfunktion in the above-described specific embodiments of a working cylinder 3 in which the upper effective area A ob the piston 5 above the hub with at least one gradation changes. In these cases, it is often advantageous if stroke areas with different effective area of the piston 5 be treated separately in a piecewise description of the Hubtransferfunktion.

Bei dem anhand der 1 und 2 erläuterten hydraulischen Arbeitszylinder 3 treten abhängig von der geometrischen Auslegung und den bewegten Massen mehr oder weniger stark ausgeprägte Druckschwingungen während eines Hubstellvorgangs auf (siehe auch 3). Diese Schwingungen betreffen sowohl den Hochdruckspeicher als auch die Arbeitsräume 7 und 9 des Arbeitsyzylinders 3 sowie die entsprechenden hydraulischen Verbindungen, zum Beispiel die Speiseleitung 11. Infolgedessen zeigt die Bewegung des Gaswechselventils 1 über der Zeit ebenfalls entsprechend stärker oder schwächer ausgeprägte Schwingungen vor allem zu Beginn der Bewegung (siehe 2).In the case of the 1 and 2 explained hydraulic cylinder 3 Depending on the geometric design and the moving masses, more or less pronounced pressure oscillations occur during a lifting operation (see also FIG 3 ). These vibrations affect both the high-pressure accumulator and the work spaces 7 and 9 of the working cylinder 3 as well as the corresponding hydraulic connections, for example the feed line 11 , As a result, shows the movement of the gas exchange valve 1 also over time correspondingly stronger or weaker pronounced vibrations, especially at the beginning of the movement (see 2 ).

Als Konsequenz zeigt auch die für die Steuerung des Hubes zu betrachtende Abhängigkeit des resultierenden Ventilhubs h von der Ansteuerzeit tm1 des ersten Steuerventils MV1 systemabhängig mehr oder weniger starke Schwingungen vor allem im Bereich kleiner bis mittlerer Hübe h. Dies wird beispielhaft in 14 gezeigt. Dargestellt ist eine Hubtransferfunktion h(tm1) in einem Fall, in dem der Verlauf dieser Kurve durch Schwingungen vor allem im unteren Bereich geprägt ist. Zum Vergleich ist ein gerechneter Verlauf dargestellt, bei dem diese Schwingungen "ausgemittelt" sind. Diese gerechnete Kurve repräsentiert beispielhaft auch den Fall konkreter Systeme mit nur geringen beziehungsweise vernachlässigbaren Schwingungen.As a consequence, the dependence of the resulting valve lift h on the actuation time t m1 of the first control valve MV1, which is to be considered for the control of the stroke, also shows system-dependent more or less pronounced oscillations, especially in the range of small to medium strokes h. This is exemplified in 14 shown. Shown is a Hubtransferfunktion h (t m1 ) in a case in which the course of this curve is characterized by vibrations, especially in the lower region. For comparison, a calculated course is shown in which these vibrations are "averaged". This calculated curve also exemplifies the case of concrete systems with only minor or negligible vibrations.

Die Ursachen für solche Schwingungen der Hubtransferfunktion liegen im typischen Fall in starken Druckschwingungen zwischen unterem und oberem Arbeitsraum 9 und 7, die mit dem Beginn des Öffnens des ersten Steuerventils MV1 einsetzen und mit den in 3 veranschaulichten Druckschwingungen im Hochdruckspeicher 13 gekoppelt sind. Die Druckschwingungen hängen zum einen von der Dynamik des Steuerventils MV1 und des Kolbens 5 ab, zum anderen aber auch stark von konstruktiven Parametern, sowie von der Elastizität und Dichte des Öls. Im Weiteren können aber auch nichtlineare Reibungseffekte zu Beginn beziehungsweise während der Bewegung des Arbeitszylinders respektive des Gaswechselventils 1 zu Schwingungen im Verlauf der Hubbewegung beziehungsweise der Hubtransferfunktion beitragen, wobei solche Reibungseffekte auch auf die Druckschwingungen rückwirken und diese verstärken.The causes of such vibrations of the Hubtransferfunktion are typically in strong pressure oscillations between the lower and upper working space 9 and 7 , which begin with the beginning of the opening of the first control valve MV1 and with the in 3 illustrated pressure oscillations in the high-pressure accumulator 13 are coupled. The pressure oscillations depend on the one hand on the dynamics of the control valve MV1 and the piston 5 on the other hand, however, also strongly on constructive parameters, as well as on the elasticity and density of the oil. In addition, but also non-linear friction effects at the beginning or during the movement of the working cylinder or the gas exchange valve 1 contribute to vibrations in the course of the lifting movement or the Hubtransferfunktion, wherein such friction effects also react on the pressure oscillations and reinforce them.

Um die geforderte Genauigkeit der Hubsteuerung auch im Fall starker Druckschwingungen zu erreichen, müssen die Schwingungen in einem konkreten Lösungsansatz für diesen Fall in geeigneter Weise berücksichtigt und beschrieben werden.Around the required accuracy of the stroke control even in the case of strong To achieve pressure oscillations, the vibrations must be in one concrete solution For this Case considered appropriate and described.

Dies kann und soll – wie einleitend ausgeführt – auf der Basis der bereits beschriebenen einfachen Lösung einer Hubsteuerung erreicht werden, indem diese Lösung um eine geeignete "Druckschwingungskorrektur" erweitert wird. Die Erweiterung zielt auf die weitgehende Kompensation des gesamten beschriebenen Effektes ab, das heißt auf die hinreichend genaue Modellierung und Kompensation der durch die Gesamtheit aller Einflüsse verursachten Schwingungen im Verlauf der Hubtransferfunktion h(tm1) beziehungsweise in der für die Hubsteuerung verwendeten inversen Hubtransferfunktion tm1(h).This can and should - as stated in the introduction - be achieved on the basis of the already described simple solution of a stroke control by this solution by a suitable "Druckschwin The expansion is aimed at the far-reaching compensation of the entire described effect, that is, at the sufficiently precise modeling and compensation of the vibrations caused by the totality of all influences during the stroke transfer function h (t m1 ) or in the stroke control used inverse lift transfer function t m1 (h).

Diese Aufgabe kann erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, dass die während des Hubstellvorgangs am hochdruckseitigen Zulauf sowie innerhalb des Arbeitszylinders 3 auftretenden Druckschwingungen in einer geeigneten Modellierung der Größe "pOel" berücksichtigt werden. Die Größe "pOel" ist ja, wie bereits im Zusammenhang mit 3 erläutert, als "hubbestimmender Öldruck" definiert und tritt in der erfindungsgemäßen Steuerungsfunktion des Hubes h als Eingangsgröße der Umrechnung zwischen der Größe "Sollhub" und der entsprechenden technischen Ansteuergröße des elektrohydraulischen Stellers 30 – im Beispiel also der Ansteuerzeit tm1 des ersten Steuerventils MV1 – auf.This object can be achieved according to the invention that during the Hubstellvorgangs on the high-pressure side inlet and within the working cylinder 3 occurring pressure oscillations are taken into account in a suitable modeling of the size "p oil ". The size "p oil " is yes, as already related to 3 explained, defined as "stroke-determining oil pressure" and occurs in the control function of the stroke h according to the invention as input of the conversion between the size "Sollhub" and the corresponding technical control variable of the electro-hydraulic actuator 30 - In the example, the drive time t m1 of the first control valve MV1 - on.

Die funktionalen und realisierungstechnischen Vorteile einer solchen Lösung – wie die hohe erreichbare Stellgenauigkeit, Verständlichkeit, Einfachheit der Applikation und Ressourceneffizienz, sowie Modularität und Skalierbarkeit – sind einleitend bereits beschrieben worden. The functional and realization advantages of such Solution - like the high achievable positioning accuracy, intelligibility, simplicity of Application and resource efficiency, as well as modularity and scalability - are already introductory been described.

Nachfolgend wird eine Realisierung dieser bei Bedarf einsetzbaren, modularen Druckschwingungskompensation anhand der 15 ff erläutert.Below is a realization of this can be used if necessary, modular pressure swing compensation based on 15 ff explained.

Ausgangspunkt ist die anhand von 8 ff beschriebene erfindungsgemäße Realisierung der Hubsteuerung. Gemäß diesem Blockschaltbild führt das Funktionsmodul h_to_tm1 die Umrechnung eines Sollhubs hSoll in die für die Hubsteuerung benötigte Ansteuerzeit tm1 aus. Von weiteren Funktionsmodulen ber_p_Oel, ber_TOel ... werden die aktuellen Werte der im Modul h_to_tm1 berücksichtigten Einflussgrößen des Hubstellvorgangs, das heißt pOel, TOel, ..., vorab berechnet und an das Modul h_to_tm1 übergeben.The starting point is the basis of 8th ff described inventive realization of the stroke control. According to this block diagram, the function module h_to_tm1 executes the conversion of a setpoint stroke h Soll into the activation time t m1 required for the stroke control. From further function modules ber_p_Oel, ber_T oil ... the current values of the influencing variables of the lifting process, ie p oil , oil , ..., taken into consideration in the module h_to_tm1, are calculated in advance and transferred to the module h_to_tm1.

Wenn nun das weitere Modul ber_p_Oel, wie bereits beschrieben, in einer einfachen Form ohne Berücksichtigung auftretender Druckschwingungen ausgeführt würde, käme es in diesem Fall bei der Hubsteuerung zu nicht akzeptablen Abweichungen des tatsächlich gestellten Ventilhubs hist vom vorgegebenen Sollwert hSoll.If now the other module ber_p_Oel, as already described, would be executed in a simple form without taking account of occurring pressure oscillations, it would be in this case in the stroke control to unacceptable deviations of the actually set valve lift h is the predetermined setpoint h Soll .

In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird deshalb das Funktionsmodul ber_p_Oel so ausgeführt, dass es die genannten Abweichungen durch die Berechnung eines vom Sollhub hSoll abhängigen Wertes von pOel vermeidet beziehungsweise kompensiert.In an advantageous development of the method according to the invention, therefore, the function module ber_p_Oel is designed such that it avoids or compensates for the abovementioned deviations by calculating a value of p oil dependent on the desired stroke h desired value.

15 führt dieses allgemeine Lösungskonzept beispielhaft in einer Form aus, bei der das Funktionsmodul ber_p_Oel zwei Teilmodule oder Teilfunktionen ber_p_Oel mittel und ber_p_Oel_h_komp enthält, deren jeweilige Rechenergebnisse additiv verknüpft werden und so den Ausgabewert pOel des Gesamtmoduls ergeben. 15 exemplifies this general solution concept in a form in which the function module ber_p_Oel contains two submodules or subfunctions ber_p_Oel mittel and ber_p_Oel_h_komp whose respective calculation results are additively linked and thus yield the output value p Oel of the overall module.

Die Teilfunktion ber_p_Oel mittel führt in diesem Ausführungsbeispiel eine einfache Berechnung ohne Schwingungskorrekturen aus, woraus die Ergebnisgröße pOel_m resultiert. Das weitere, für die Druckschwingungskompensation zuständige Modul ber_p_Oel_h_komp bestimmt in Abhängigkeit des Sollhubs hSoll und weiterer Parameter einen Korrekturwert pOel_h_komp, der nach Vorliegen beider Teilergebnisse zu pOel_m addiert wird: pOel = pOel_m + pOel_h_komp (12) The subfunction ber_p_Oel medium performs in this embodiment, a simple calculation without vibration corrections , resulting in the result size p Oel_m results. The further module ber_p_Oel_h_komp, which is responsible for the pressure oscillation compensation, determines a correction value p Oel_h_komp which is added to p Oel_m after the presence of both partial results as a function of the desired stroke h setpoint and further parameters: p Oil = p Oel_m + p Oel_h_komp (12)

Das Teilmodul ber_p_Oel mittel kann so ausgeführt werden, wie es oben im Zusammenhang mit der 8 für das Funktionsmodul ber_p_Oel als Ganzes beschrieben worden ist. Die Größe pOel_m kann dabei beispielsweise als Anfangsdruck zu Beginn des Öffnes des Steuerventils MV1 des betreffenden Stellers 30 definiert werden. In diesem Fall hängt pOel_m nicht vom Hub hSoll ab. Ein mittlerer Druckabfall in Abhängigkeit der pro Zeiteinheit entnommenen Ölmenge, sowie durch Förder- und Entnahmevorgänge angeregte Längsschwingungen des Drucks (Druckwellen) im Hochdruckspeicher 13, können bei der Berechnung von pOel_m berücksichtigt werden, wie weiter oben beschrieben.The sub-module ber_p_Oel medium can be carried out as described above in connection with the 8th has been described for the function module ber_p_Oel as a whole. The size p Oel_m can, for example, as an initial pressure at the beginning of the opening of the control valve MV1 of the relevant actuator 30 To be defined. In this case, p Oel_m not depend on the stroke h target. An average pressure drop as a function of the quantity of oil taken off per unit of time, as well as longitudinal oscillations of the pressure (pressure waves) in the high-pressure accumulator induced by conveying and removal processes 13 , can be taken into account in the calculation of p Oel_m , as described above.

Eine beispielhafte Realisierung des Teilfunktionsmoduls ber_p_Oel_h_komp ist in 16 als Blockdiagramm dargestellt. Das Blockdiagramm repräsentiert dabei eine programmtechnische Ausführung eines Algorithmus, der die Korrekturgröße pOel_h_komp für einen gegebenen Betriebspunkt und Sollhub hSoll auf Basis einer betriebspunktunabhängigen Schwingungsform bestimmt. Diese wird durch eine Funktion fschwing dargestellt, die in 16 beispielhaft als Kennlinie f_schwing umgesetzt ist.An exemplary realization of the subfunction module ber_p_Oel_h_komp is in 16 shown as a block diagram. The block diagram represents a program- technical execution of an algorithm which determines the correction variable p Oel_h_komp for a given operating point and desired stroke h Soll on the basis of an operating-point-independent oscillation form. This is represented by a function f swinging in 16 is implemented as a characteristic f_schwing example.

Amplitude, Phase und Frequenz der in Abhängigkeit des Sollhubs dargestellten Schwingung werden spezifisch für den jeweiligen Betriebspunkt berechnet, wobei dieser mindestens durch eine Zustandsgröße für den hochdruckseitig wirksamen Öldruck, beispielsweise einen Druckwert prail, bei Bedarf auch durch eine Öltemperatur TOel, und gegebenenfalls weitere Einflussgrößen beschrieben wird.Amplitude, phase and frequency of the vibration shown as a function of the desired stroke are calculated specifically for the respective operating point, this at least by a state variable for the high pressure side effective oil pressure, for example, a pressure value p rail , if necessary, by an oil temperature T oil , and optionally further Influencing variables is described.

Beispielhaft wird in 16 der Öldruck durch eine – gegebenenfalls noch geeignet aufbereitete – Erfassungsgröße prail repräsentiert. Alternativ kann hierfür auch das Rechenergebnis pOel_m des Teilmoduls ber_p_Oel mittel oder eine andere geeignete Modellgröße für den wirksamen Öldruck verwendet werden.Example becomes in 16 the oil pressure represented by a - possibly still suitably processed - detection variable p rail . Alternatively, you can For this purpose also the calculation result p Oel_m of the submodule ber_p_Oel medium or another suitable model size for the effective oil pressure can be used.

Die in 16 umgesetzte Lösung stellt eine für die Praxis geeignete Spezialisierung des folgenden allgemeinen Ansatzes dar: pOel_h_komp (h) = A·fschwing (B + C·h + D·h2 + ...), (13)der mit h = hSoll ausgewertet wird.In the 16 implemented solution represents a practical specialization of the following general approach: p Oel_h_komp (h) = A · f vibratory (B + C * h + D * h 2 + ...), (13) which is evaluated with h = h target .

Dabei sind die Parameter Amplitude A, Phase B, "Frequenz" C usw. allgemein von prail beziehungsweise wahlweise pOel_m, von TOel und gegebenenfalls von weiteren Einflussgrößen abhängig: A = A (prail, TOel, ...) B = B (prail, TOel, ...) C = C (prail, TOel, ...) usw. (14) The parameters amplitude A, phase B, "frequency" C, etc. are generally dependent on p rail or optionally p Oel_m , T Oel and possibly other influencing variables: A = A (p rail , T Oil , ...) B = B (p rail , T Oil , ...) C = C (p rail , T Oil , ...) etc. (14)

In der in 16 verwendeten Spezialisierung entfallen nichtlineare Terme in h, das heißt D = 0 usw. Die Funktion fschwing, die die Form der Schwingung beschreibt, ist dort beispielhaft als Kennlinie realisiert. Sie kann aber auch durch analytische Funktionsterme approximiert werden.In the in 16 used specialization accounts for non-linear terms in h, that is, D = 0, etc. The function f swing , which describes the shape of the vibration is realized there as an example as a characteristic. But it can also be approximated by analytic function terms.

Die Parameter A, B und C werden in 16 beispielhaft durch einfach berechenbare rationale Terme in Abhängigkeit des Öldrucks dargestellt, wobei die Koeffizienten hinsichtlich der Temperaturabhängigkeit als Kennlinien ausgeführt sind: A = p + C0 B = (C1 + C2·p)/(C3 + p) C = 1/(C3 + p) (15)mit
p = prail,
C0 = C0(T)
C1 = C1(T)
C2 = C2(T)
C3 = C3(T) und
T = TOel.
The parameters A, B and C are in 16 illustrated by simply calculable rational terms depending on the oil pressure, the coefficients are designed in terms of temperature dependence as a characteristic curves: A = p + C 0 B = (C 1 + C 2 · P) / (C 3 + p) C = 1 / (C 3 + p) (15) With
p = p rail ,
C 0 = C 0 (T)
C 1 = C 1 (T)
C 2 = C 2 (T)
C 3 = C 3 (T) and
T = T oil .

Ebenfalls praxistauglich ist eine Darstellung der Temperaturabhängigkeit mittels Reihenentwicklungen in T, typischerweise beschränkt auf Terme vom Maximalgrad 2.Also practical is a representation of the temperature dependence by series developments in T, typically limited to Terms of maximum degree 2.

Die Parameter A, B, C nach Gleichung (14) können alternativ auch als Kennfelder realisiert werden, was eine ebenfalls praxistaugliche Lösung darstellt. Des weiteren ist es gegebenenfalls vorteilhaft, die Parameter A, B, C in Abhängigkeit von Stoffgrößen wie Viskosität und Elastizität des Hydrauliköls darzustellen beziehungsweise zu berechnen, was bereits weiter oben für den analogen Fall der Parameter einer funktionalen Beschreibung der Hubtransferfunktion ausgeführt und begründet worden ist.The Parameters A, B, C according to equation (14) can alternatively also be used as maps be realized, which is also a practical solution. Furthermore, it may be advantageous to set the parameters A, B, C depending on of fabric sizes like viscosity and elasticity represent the hydraulic oil respectively to calculate what is already above for the analog Case of the parameters of a functional description of the Hubtransferfunktion accomplished and justified has been.

Die numerischen Werte skalaren Parameter, Kennlinien und Kennfelder werden durch eine Anpassung der nach dem gewählten Algorithmus, zum Beispiel Gleichungen (10) bis (15), gerechneten inversen Hubtransferfunktion an reale, beispielsweise durch Messungen bestimmte Verläufe gewonnen und in geeigneter Form im Datenspeicher des Steuergeräts 31 abgelegt.The numerical values scalar parameters, characteristics and maps are obtained by an adaptation of the inverse Hubtransferfunktion calculated according to the selected algorithm, for example equations (10) to (15) to real, for example determined by measurements gradients and in a suitable form in the data memory of the controller 31 stored.

Es ist vorteilhaft, bei dieser Anpassung die Werte der beispielhaft verwendeten Kennfelder für die Skalenparameter HWA, STP und TW so zu bestimmen, dass die ohne den Korrekturterm pOel_h_komp gerechneten Verläufe der Transferfunktion die in realen, zum Beispiel gemessenen Verläufen auftretenden Schwingungen ausmitteln beziehungsweise interpolieren.In this adaptation, it is advantageous to determine the values of the characteristic maps used by way of example for the scale parameters HWA, STP and TW such that the gradients of the transfer function calculated without the correction term p Oel_h_komp average or interpolate the oscillations occurring in real, for example, measured progressions.

Mit der Hinzunahme des Korrekturterms, den das Funktionsmodul ber_p_Oel_h_komp berechnet, werden dann die Abweichungen der realen, schwingungsbehafteten Verläufe vom "unkompensierten" interpolierenden Verlauf vermöge einer geeigneten Festlegung der Parameter dieses Funktionsmoduls bestmöglich verringert.With the addition of the correction term, which the function module ber_p_Oel_h_komp calculated, then the deviations of the real, vibrational courses from the "uncompensated" interpolating Course through a suitable determination of the parameters of this function module best possible reduced.

Zur Illustration dieses Sachverhalts ist in 17 eine Schar gemessener Hubtransferfunktionen zusammen mit den wie angegeben berechneten Verläufen ohne Druckschwingungskompensation gezeigt.To illustrate this fact is in 17 a set of measured lift transfer functions is shown along with the calculated calculated runs without pressure swing compensation.

18 zeigt die Veränderung bei Hinzunahme der Druckschwingungskompensation. In diesem Fall stimmen gerechnete und gemessene Kurven bis auf kleine Restfehler nahezu vollständig überein. In beiden Fällen wurden inverse Hubtransferfunktionen tm1(h) gerechnet und in den Kurvendiagrammen in Form der Transferfunktionen h(tm1) dargestellt, was lediglich eine Vertauschung der Achsen bedeutet. 18 shows the change with the addition of the pressure swing compensation. In this case, calculated and measured curves are almost identical except for small residual errors. In both cases, inverse stroke transfer functions t m1 (h) were calculated and represented in the curve diagrams in the form of the transfer functions h (t m1 ), which means only a permutation of the axes.

In 19a sind für die untere der Kurven aus 18 der mittlere Raildruck, der bei 50 bar liegt, sowie der hubbestimmende Öldruck pOel mit Druckschwingungskompensation dargestellt. Der Raildruck entspricht dabei in Näherung auch dem ohne Schwingungskompensation berechneten Wert von pOel. Die Differenz der Kurven repräsentiert somit bis auf Skalierungen den Verlauf der für dieses Beispiel bestimmten Schwingungsform fschwing.In 19a are out for the bottom of the curves 18 the average rail pressure, which is 50 bar, as well as the stroke-determining oil pressure p oil with pressure swing compensation shown. The rail pressure corresponds approximately to the value of p oil calculated without vibration compensation. The difference of the curves thus representing up to scaling oscillating f the course of the particular for this example waveform.

Eine weitere, gleichermaßen vorteilhafte Realisierung einer Druckschwingungskompensation wurde weiter oben bereits genannt, die ebenfalls als modulare Ergänzung zu einer vorhandenen einfachen Hubsteuerungsfunktion hinzugefügt werden kann. Bei dieser Lösung werden die Druckschwingungen durch einen Korrekturwert kompensiert, der zur Eingangsgröße hSoll der vorhandenen Steuerungsfunktion additiv oder multiplikativ hinzutritt.A further, equally advantageous realization of a pressure oscillation compensation has already been mentioned above, which can also be added as a modular supplement to an existing simple stroke control function. In this solution, the Druckschwin Compensation compensated by a correction value to the input h add the existing control function additively or multiplicatively.

Ein Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß sie es ermöglicht, daß bei einer ungefähr gleichzeitigen Ansteuerung mehrerer Gaswechselventile eines Zylinders, beispielsweise zweier Einlaßventile, wesentliche Teile der Berechnungen zur Steuerung der Ventilhübe nur einmal durchgeführt werden müssen. Dazu gehört insbesondere die Auswertung von Kennfeldern, wie die in obigem Beispiel auftretenden Kennfelder HWA und TW, die nur einmal erfolgen muß, wenn sowohl die Kennfelder als auch die aktuellen Werte der Einflussgrößen pOel und TOel gleich sind. Bei der ersten Lösung der Druckschwingungskompensation wäre diese Voraussetzung im Falle unterschiedlicher Ventilhübe nicht mehr erfüllt.An advantage of this solution is that it allows for an approximately simultaneous control of several gas exchange valves of a cylinder, such as two intake valves, essential parts of the calculations for controlling the valve strokes must be performed only once. This includes, in particular, the evaluation of characteristic diagrams, such as the maps HWA and TW occurring in the above example, which only have to be done once if both the maps and the current values of the influencing variables p Oel and T Oel are equal. In the first solution of the pressure oscillation compensation, this requirement would no longer be met in the case of different valve strokes.

19b zeigt ein Blockdiagramm, das beispielhaft die programmtechnische Ausführung einer solchen Lösung für das Funktionsmodul h_to_tm1 gemäß 8 beschreibt. Die vorhandene einfache Steuerungsfunktion (ohne Druckschwingungskompensation) ist darin als ein Funktionsmodul h_to_tm1_basis dargestellt. Dieses Funktionsmodul sei beispielhaft in der Form realisiert, wie dies weiter oben für das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hubsteuerungsfunktion beschrieben worden ist. 19b shows a block diagram exemplifying the program execution of such a solution for the function module h_to_tm1 according to 8th describes. The existing simple control function (without pressure oscillation compensation) is shown therein as a function module h_to_tm1_basis. This functional module is realized by way of example in the form, as has been described above for the first embodiment of a stroke control function according to the invention.

Die Eingangsgrößen pOel, TOel, v (Ventilindex) und Ex (weitere Größen) des Funktionsmoduls h_to_tm1 werden direkt an das Modul h_to_tm1_basis weitergegeben. Hingegen wird die Eingangsgröße hSoll zunächst durch einen Korrekturfaktor fkorr dividiert und erst der auf diese Weise berechnete „druckschwingungskompensierte" Vorgabewert des Ventilhubs in den entsprechenden Eingang des Funktionsmoduls h_to_tm1 basis hineingeführt. The input variables p Oel , T Oel , v (valve index) and E x (further sizes) of the function module h_to_tm1 are passed on directly to the module h_to_tm1_basis. On the other hand, the input quantity h setpoint is first divided by a correction factor f corr and only then the "pressure oscillation compensated" setpoint value of the valve lift calculated in this way is introduced into the corresponding input of the function module h_to_tm1_basis.

Der Korrekturfaktor fkorr wird gemäß fkorr = 1 + Δhkomp (hSoll, pOel, TOel) (16)gebildet, wobei der Wert Δhkomp von einem Teilberechnungsmodul ber_delta_hkomp berechnet und zur Verfügung gestellt wird. Für die Realisierung dieser Berechnung kann weitgehend auf den in 16 gezeigten Algorithmus zurückgegriffen werden, der zu der ersten weiter oben beschriebenen Lösung einer modularen Druckschwingungskompensation gehört. Es ist lediglich eine Anpassung der Amplitude, das heißt, des mit dem berechneten Wert von f_schwing multiplizierten Faktors vorzunehmen in dem Sinne, daß dort eine zusätzliche Abhängigkeit vom Sollhub hSoll hinzutritt. Diese Abhängigkeit kann durch einen einfachen rationalen Funktionsterm angenähert werden.The correction factor f corr is determined according to f corr = 1 + Δ hkomp (H Should , p Oil , T Oil ) (16) is formed, where the value Δ hkomp ber_delta_hkomp calculated from a part of calculation module and provided. For the realization of this calculation can be largely based on the in 16 referenced algorithm belonging to the first described above solution of a modular pressure oscillation compensation. It is merely an adaptation of the amplitude, that is, of the multiplied by the calculated value of f_schwing factor in the sense that there is an additional dependence on the desired stroke h Soll addition. This dependence can be approximated by a simple rational function term.

Die Güte dieser zweiten beispielhaften Ausführung einer Druckschwingungskompensation entspricht der Güte der ersten angegebenen Lösung, für die in 18 ein Vergleich zwischen Rechnung und Messung gezeigt ist. Dieser sieht im Falle der zweiten Lösung praktisch gleich aus. Der in diesem Beispielfall für die untere der Kurven bestimmte Verlauf des Korrekturfaktors fkorr ist in der 19c dargestellt. Er entspricht von der Form her dem Verlauf des druckschwingungskompensierten Oldrucks pOel der ersten Lösung.The quality of this second exemplary embodiment of a pressure oscillation compensation corresponds to the quality of the first specified solution, for which in 18 a comparison between calculation and measurement is shown. This looks practically the same in the case of the second solution. The course of the correction factor f korr determined in this example for the lower of the curves is shown in FIG 19c shown. It corresponds in shape to the course of the pressure-oscillation-compensated oil pressure p oil of the first solution.

In einer weiteren alternativen Realisierung der Druckschwingungskompensation kann auch ein Korrekturterm bestimmt werden, der additiv oder multiplikativ zum Berechnungsergebnis tm1 einer vorhandenen Steuerungsfunktion hinzutritt.In a further alternative realization of the pressure oscillation compensation, it is also possible to determine a correction term which, in addition or multiplicatively to the calculation result t m1 , adds to an existing control function.

Generell ist es möglich, eine beliebige, nicht zu große Verschiebung des Werts der Eingangsgröße pOel einer Umrechnungsfunktion (Stellgrößen-Transferfunktion) ftm1 durch einen Korrekturterm zu kompensieren, der entweder beispielsweise zur weiteren Eingangsgröße hSoll der Funktion ftm1, oder zu deren Berechnungsergebnis tm1, additiv oder multiplikativ hinzutritt. Diese allgemeine Möglichkeit, die sich auch nicht allein auf die Einflußgröße pOel beschränkt, kann im Falle mehrerer, zum gleichen Berechnungszeitpunkt durchzuführender Berechnungen der Hubsteuerungsfunktion (für mehrere Steller 30) vorteilhaft dazu verwendet werden, vorhandene Unterschiede der individuellen Einflußgrößen dieser Steller, wie beispielsweise pOel, in entsprechende Korrekturterme bei den Sollwerten hSoll oder den Ergebniswerten tm1 zu verschieben, mit dem in typischen Anwendungsfällen erwachsenden Vorteil, dass dann wesentliche Teile der Berechnungen für die betreffenden Steller 30 identisch sind und somit nur einmal durchgeführt werden müssen. Dies betrifft insbesondere die Auswertung von nicht Steller-spezifischen Kennfeldern.In general, it is possible to compensate for any, not too great a shift in the value of the input variable p Oel of a conversion function (manipulated variable transfer function) f tm1 by a correction term, which is either for example to the further input variable h setpoint of the function f tm1 , or to its calculation result t m1 , additive or multiplicative addition. This general possibility, which is not limited to the influence variable p oil alone, can be carried out in the case of several calculations of the stroke control function to be carried out at the same time of calculation (for several actuators) 30 ) can be used advantageously to shift existing differences of the individual influencing variables of these controllers, such as p Oel , into corresponding correction terms at the desired values h Soll or the result values t m1 , with the advantage arising in typical applications that then essential parts of the calculations for the concerned operators 30 are identical and therefore only need to be performed once. This applies in particular to the evaluation of non-controller-specific maps.

Grundsätzlich können Parameter wie die Größen HWA, STP und TW, die in der beispielhaften Darstellung der Stellgrößen-Transferfunktion ftm1 gemäß Gleichung (10) auftreten, auf der Basis von Daten, beispielsweise Kennfeldern, bestimmt werden, die individuell für einzelne hydraulische Steller 30 oder auch einheitlich – in jeweils nur einem Exemplar – für Gruppen baugleicher beziehungsweise sich gleichartig verhaltender hydraulischer Steller 30 im Datenspeicher des Steuergeräts 31 abgelegt werden.In principle, parameters such as the quantities HWA, STP and TW which occur in the exemplary representation of the manipulated variable transfer function f tm1 according to equation (10) can be determined on the basis of data, for example maps, which are individual for individual hydraulic actuators 30 or even uniformly - in only one copy each - for groups of identical or similar behaving hydraulic actuator 30 in the data memory of the controller 31 be filed.

Dabei stellt die stellerindividuelle Berechnung der Parameter der Stellgrößen-Transferfunktion, beziehungsweise die Verwendung stellerindividueller Kennfelder, insbesondere eine mögliche Lösung für das durchaus praxisrelevante Problem dar, dass sich auch baugleiche elektrohydraulische Steller 30 aufgrund unvermeidlicher Toleranzen in der Fertigung untereinander nicht völlig identisch verhalten, das heißt, mehr oder weniger deutliche – und im Hinblick auf die zulässigen Hubfehler gegebenenfalls zu große – Exemplarstreuungen aufweisen können.The individual-individual calculation of the parameters of the manipulated variable transfer function, or the use of individual individual characteristic maps, in particular represents a possible solution to the quite practice-relevant problem that also identically constructed electro-hydraulic actuators 30 due to unavoidable tolerances in the production do not behave completely identical to each other, that is, more or less significant - and possibly in view of the allowable Hubfehler may have too large - Exemplary scattering.

Nicht gelöst wird damit jedoch das in der Praxis ebenfalls auftretende Problem einer Drift der Eigenschaften hydraulischer Steller 30 oder Arbeitszylinder 3, das heißt das Problem von Veränderungen des Betriebsverhaltens im Laufe der Zeit.However, this does not solve the problem of a drift in the properties of hydraulic actuators which likewise occurs in practice 30 or working cylinder 3 that is, the problem of changes in performance over time.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, dass mittels einer Adaption der Steuerung trotz gegebenenfalls auftretender Veränderungen des Betriebsverhaltens eines Stellers 30 die geforderte Qualität beziehungsweise Genauigkeit der Hubsteuerung des Stellers gewährleistet ist.In a further advantageous further development of the method according to the invention described above, it is therefore provided that by means of an adaptation of the controller, despite possibly occurring changes in the operating behavior of a controller 30 the required quality or accuracy of the stroke control of the actuator is guaranteed.

Dies geschieht erfindungsgemäß mittels geeigneter Adaptionsparameter in den Algorithmen zur Berechnung der Stellgrößen-Transferfunktion ftm1 und ihrer Einflussgrößen. Konkret bedeutet dies, dass ein oder mehrere Adaptionsparameter in diese Algorithmen eingeführt, beziehungsweise bereits darin vorhandene Parameter als Adaptionsparameter geeignet ausgestaltet werden.This is done according to the invention by means of suitable adaptation parameters in the algorithms for calculating the manipulated variable transfer function f tm1 and its influencing variables. In concrete terms, this means that one or more adaptation parameters are introduced into these algorithms, or that parameters already present in them are configured appropriately as adaptation parameters.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn für diese Adaptionsparameter allgemein eine Abhängigkeit von betriebspunktspezifischen Einflussgrößen, speziell dem Öldrucks pOel und der Öltemperatur TOel, betrachtet wird, und wenn diese Abhängigkeit zumindest bezüglich eines Teils der Einflussgrößen tabellarisch in Form von Kennfeldern realisiert wird. Dabei werden auf der Basis einer fortlaufenden betriebspunktbezogenen Erkennung respektive Identifikation von Verhaltensänderungen eines Stellers 30 in Bezug auf die Einstellung des Ventilhubes bei Bedarf entsprechende Veränderungen der betriebspunktbezogen abgespeicherten Werte der Adaptionsparameter beziehungsweise der betriebspunktbezogenen Kennfeldwerte vorgenommen, um Hubfehler infolge der Drift gering zu halten beziehungsweise zu minimieren.It is advantageous if a general dependency of operating point-specific influencing variables, especially the oil pressure p oil and the oil temperature T oil , is considered for these adaptation parameters, and if this dependence is realized in tabular form in the form of characteristic maps, at least with respect to a part of the influencing variables. On the basis of a continuous operating point-related recognition respectively identification of behavior changes of a controller 30 If necessary, corresponding changes in the operating point-related stored values of the adaptation parameters or the operating-point-related characteristic map values are made in relation to the setting of the valve lift in order to minimize or minimize stroke errors as a result of the drift.

In einer vorteilhaften Erweiterung dieses Verfahrens kann für einen Adaptionsparameter auch eine Abhängigkeit vom Sollwert hSoll, oder von einer dazu äquivalenten Größe, betrachtet werden. In diesem Fall reicht es grundsätzlich aus, nur einen einzigen Adaptionsparameter zu verwenden, der allgemein in Abhängigkeit vom Betriebspunkt und vom Sollhub bestimmt wird.In an advantageous extension of this method, it is also possible to consider a dependency on the desired value h Soll , or of an equivalent quantity, for an adaptation parameter. In this case, it is basically sufficient to use only a single adaptation parameter, which is generally determined as a function of the operating point and of the setpoint stroke.

Die veränderbaren Werte der Adaptionsparameter beziehungsweise Adaptionskennfelder werden dabei individuell für einzelne Steller 30 abgelegt, um einer im allgemeinen individuell ausgeprägten Drift Rechnung zu tragen.The variable values of the adaptation parameters or adaptation maps are thereby individually for individual controllers 30 filed to account for a generally individually pronounced drift.

Der primäre Vorteil einer solchen Adaption der Hubsteuerungsfunktion besteht darin, dass die Auswirkungen von Veränderungen des Betriebsverhaltens beziehungsweise einer Drift auf den Hubstellvorgang und den resultierenden Ventilhub in der Ansteuerfunktion so effektiv kompensiert werden können, dass diese Lösung auch bei hohen Anforderungen an die Stellgenauigkeit und großen Veränderungen des Betriebsverhaltens während des Betriebs beziehungsweise im Laufe der Zeit anwendbar ist.Of the primary Advantage of such an adaptation of the stroke control function exists in that the effects of changes in operating behavior or a drift on the Hubstellvorgang and the resulting Valve lift in the control function can be compensated so effectively can, that this solution even with high demands on the positioning accuracy and major changes of the operating behavior during operation or over time.

Vielfach eröffnet sich ein weiterer Vorteil darin, dass auch die oft produktionsbedingt vorhandenen Exemplarstreuungen baugleicher Steller 30 mittels einer Adaption der individuellen Adaptionsparameter beziehungsweise Adaptionskennfelder kompensiert werden können. Dies kann bereits am Ende der Montage geschehen, sobald ein aus Stellern 30, Steuergerät 31 und gegebenenfalls weiteren Komponenten bestehendes Gesamtsystem zusammengestellt beziehungsweise zusammengebaut ist. Ein solcher Ausgleich von Exemplarstreuungen mittels der Adaptionsparameter ist vorteilhaft, da in diesem Fall die übrigen in der Hubsteuerungsfunktion verwendeten, und beispielhaft als Kennfelder realisierten Parameter nicht individuell für einzelne Steller 30 ausgeführt werden müssen. Dadurch wird der Bedarf an Datenspeicher und/oder Rechenzeit drastisch verringert.In many cases, another advantage opens up in the fact that the often existing production-related copies scatters of identical actuator 30 can be compensated by means of an adaptation of the individual adaptation parameters or adaptation maps. This can already happen at the end of the assembly, as soon as one out of modifiers 30 , Control unit 31 and possibly other components existing overall system is assembled or assembled. Such a compensation of specimen spreads by means of the adaptation parameters is advantageous, since in this case the other parameters used in the stroke control function, and exemplarily realized as characteristic diagrams, are not individual for individual actuators 30 must be executed. This drastically reduces the need for data storage and / or computation time.

20 zeigt beispielhaft für zwei Steller 301 und 302 den Verlauf der Transferfunktion h(tm1) an drei Betriebspunkten (Raildrücken) bei TOel = 30 °C, wobei sich diese beiden prinzipiell baugleichen Steller 30 sichtbar unterscheiden, das heißt eine deutliche Exemplarstreuung aufweisen. 20 shows an example of two actuators 30 1 and 30 2 the course of the transfer function h (t m1 ) at three operating points (rail pressures) at T Oel = 30 ° C, these two basically identical actuator 30 visibly distinguish, that is, have a clear specimen distribution.

Gemäß der oben gemachten Ausführungen werden die Hubtransferfunktion beziehungsweise ihre Inverse wie folgt angeschrieben: h = fhub (tm1; TOel, pOel, Ex) siehe(1) tm1 = ftm1 (h; TOel, poel, Ex) siehe(2) According to the statements made above, the hub transfer function or its inverse are written as follows: h = f stroke (t m1 ; T Oil , p Oil , E x see (1) t m1 = f tm1 (h; T; Oil , p oil , E x see (2)

Als betriebspunktspezifische Parameter treten der Druck pOel sowie eine Temperatur TOel und gegebenenfalls vorhandene weitere Einflussgrößen Ex, zum Beispiel auf das Gaswechselventil 1 wirkende Gaskräfte, auf.As operating point-specific parameters, the pressure p oil and a temperature T Oel and optionally present further influencing variables E x occur , for example, on the gas exchange valve 1 acting gas forces, on.

Unter Verwendung einer geeigneten algorithmischen Darstellung der inversen Hubtransferfunktion oder Stellgrößen-Transferfunktion wird für einen jeweils anstehenden Stellvorgang eines Gaswechselventils 1 aus dem gewünschten Sollhub h = hSoll die benötigte Ansteuerzeit tm1 des Magnetventils MV1 berechnet. Im Steuergerät 3l ist dieser Algorithmus zum Beispiel als Rechnerprogramm realisiert.Using a suitable algorithmic representation of the inverse Hubtransferfunktion or manipulated variable transfer function is for a respective pending adjustment of a gas exchange valve 1 from the desired target stroke h = h setpoint the driving time required t m1 of the magnetic valve MV1 is calculated. In the control unit 3l is this algorithm realized as a computer program, for example.

Die nachfolgend beschriebene beispielhafte Realisierung einer erfindungsgemäßen Adaption der Hubsteuerung geht allgemein davon aus, dass ein Modul h_to_tm1 sowie weitere, zur Berechnung der Einflußgrößen dieses Moduls benötigte Module (siehe zum Beispiel 8) vorhanden sind. Diese Module können nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele realisiert sein. In diesen Fällen treten parametrisierte Darstellungen der Stellgrößen-Transferfunktion auf, wobei die Parameter als Funktionen in Abhängigkeit von pOel und TOel und gegebenenfalls weiteren Einflussgrößen definiert sind.The exemplary implementation of an inventive adaptation of the stroke control described below is generally based on the assumption that a module h_to_tm1 as well as further modules required for calculating the influencing variables of this module (see for example FIG 8th ) available. These modules can be realized according to one of the embodiments described above. In these cases, parameterized representations of the manipulated variable transfer function occur, wherein the parameters are defined as functions as a function of p Oel and T Oel and optionally further influencing variables.

Diese Art der Ausführung des Moduls h_to_tm1 ist jedoch nicht zwingend zur Durchführung der Adaption erforderlich. Die erfindungsgemäße Adaption geht vielmehr allgemein davon aus, dass mindestens ein im Allgemeinen betriebspunktabhängiger Parameter, gegebenenfalls auch eine Mehrzahl solcher Parameter, in einer für die Adaption geeigneten Ausprägung vorhanden ist beziehungsweise hinzugefügt wird, wobei sich diese geeignete Ausprägung auf einen Datensatz abstützt, der für jeden zu adaptierenden hydraulischen Steller 30 in einer individuellen Kopie vorhanden ist, wobei die Werte dieser Daten – mindestens teilweise – während des Betriebs verändert werden können.However, this type of execution of the module h_to_tm1 is not necessarily required to carry out the adaptation. Rather, the adaptation according to the invention generally assumes that at least one generally operating-point-dependent parameter, if appropriate also a plurality of such parameters, is present or added in a form suitable for the adaptation, whereby this suitable expression is based on a data record which is for each to be adapted hydraulic actuator 30 is present in an individual copy, the values of these data - at least partially - during operation can be changed.

Für eine beispielhafte Realisierung werden diese ventilindividuellen Datensätze als adaptive, das heißt veränderbare Kennlinien beziehungsweise als adaptive Kennfelder in Abhängigkeit von mindestens einer der Einflussgrößen, das heißt pOel, TOel usw. ausgebildet. In einer in der Praxis vorteilhaften Ausprägung, siehe weiter unten, werden beispielsweise adaptive Kennfelder über pOel und TOel verwendet.For an exemplary realization, these valve-individual data sets are designed as adaptive, that is to say variable characteristics or as adaptive characteristic diagrams as a function of at least one of the influencing variables, that is to say oil , oil , etc. In an advantageous form in practice, see below, for example, adaptive maps are used over p oil and oil .

Solche adaptiven Kennlinien beziehungsweise Kennfelder können wahlweise zum Beispiel als sogenannte Rasterkennfelder mit festgelegten Stützstellen der Eingangsgrößen und/oder als sogenannte Assoziativkennfelder mit frei verteilten (auch änderbaren beziehungsweise lösch- und hinzufügbaren) Stützstellen, die zusammen mit den Kennfeldwerten abgespeichert werden, ausgebildet sein.Such adaptive characteristics or maps can optionally For example, as so-called grid maps with defined nodes the input variables and / or as so-called associative maps with freely distributed (also changeable or delete and add) support points, which are stored together with the map values, trained be.

Die für die Adaption zu verwendenden Parameter können unter Umständen auch – ganz oder teilweise – unter den bereits vorhandenen Parametern eines Basisansatzes der Stellgrößen-Transferfunktion, beziehungsweise einer Basisausführung „h_to_tm1_basis" des Moduls h_to_tm1, gefunden und in für die Adaptionszwecke geeigneter Weise, beispielsweise als adaptierbare Funktionen beziehungsweise Kennfelder, ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich können Parameter für die Zwecke der Adaption hinzugefügt werden.The for the Adaption to be used parameters may under certain circumstances - in whole or in part - under the already existing parameters of a basic approach of the manipulated variable transfer function, or a basic version "h_to_tm1_basis" of the module h_to_tm1, found and in for the adaptation purposes suitable manner, for example as adaptable Functions or maps, be trained. alternative or additionally can Parameters for added the purposes of adaptation become.

Beispiele für solche geeigneten und vorteilhaften Adaptionsparameter, die wahlweise respektive bei Bedarf zu einer beliebigen Ausführung des Moduls h_to_tm1 (das heißt zu einem beliebigen Basisansatz der Hubsteuerungsfunktion) hinzugefügt werden können, sind:

  • a) ein Druck-Offsetparameter poffset = poffset (pOel, TOel, ...), (17)der additiv zur Eingangsgröße pOel von h_to_tm1 hinzutritt,
  • b) ein tm1-Offsetparameter tm1_offset = tm1_offset (pOel, TOel, ... ), (18)der zur Ausgangsgröße von h_to_tm1 addiert wird, woraus sich die benötigte Ansteuergröße tm1 ergibt,
  • c) eine Hub-Skala hskala = hskala (pOel, TOel, ...), (19)die multiplikativ zum Hub h, speziell dem Sollhub h = hSoll vor der Berechnung der inversen Transferfunktion gemäß Gleichung (2) hinzutritt,
  • d) ein Hub-Offset hoffset = hoffset (pOel, TOel, ...), (20)der additiv zum Hub h, speziell dem Sollhub h = hSoll vor der Berechnung der Stellgrößen-Transferfunktion gemäß Gleichung (2) hinzutritt.
Examples of such suitable and advantageous adaptation parameters, which can optionally be added as required to any execution of the module h_to_tm1 (that is, to any base approach of the stroke control function), are:
  • a) a pressure offset parameter p offset = p offset (p Oil , T Oil , ...), (17) the additively added to the input variable p oil of h_to_tm1,
  • b) a t m1 offset parameter t m1_offset = t m1_offset (p Oil , T Oil , ...), (18) which is added to the output of h_to_tm1, resulting in the required control variable t m1 ,
  • c) a stroke scale H scale = h scale (p Oil , T Oil , ...), (19) multiplicative to the stroke h, specifically the target stroke h = h, to be added prior to the calculation of the inverse transfer function according to equation (2),
  • d) a stroke offset H offset = h offset (p Oil , T Oil , ...), (20) the additive-h to the stroke, especially the target stroke h = h set before calculating the manipulated variable transfer function according to equation (2) should occur.

In Verallgemeinerung der einheitlichen Skalierung des Hubes (Fall c)) können auch unabhängige Skalierungen des Hubes in separaten Bereichen einer bereichsweisen Unterteilung des Hubbereichs, beziehungsweise des tm1-Bereichs, betrachtet werden. Vorteilhaft ist beispielsweise eine getrennte Skalierung für kleine respektive große Hübe, mit zwei unabhängigen Adaptionsparametern hskala_low und hskala_high. Der Übergangspunkt kann sich dabei am Übergang von einem Beschleunigungsbereich in einen asymptotischen Bereich (mit ungefähr gleichbleibender Geschwindigkeit) der Hubbewegung orientieren, oder an einem Übergangshub, bei dem sich – bei einer zweiteilig gestuften Ausführung eines Kolbens 5 wie weiter vorne beschrieben – dessen obere Wirkfläche Aob verändert.In generalization of the uniform scaling of the stroke (case c)), independent scaling of the stroke in separate regions of an area-wise subdivision of the stroke range, or of the t m1 range, can also be considered. Advantageously, for example, a separate scaling for small or large strokes, with two independent adaptation parameters h scale_low and h scale_high . The transition point can thereby be oriented at the transition from an acceleration range into an asymptotic range (at approximately constant speed) of the stroke movement, or at a transitional stroke, in which, in the case of a two-part stepped embodiment of a piston 5 as described earlier - whose upper effective area A ob changed.

Diese Verallgemeinerung stellt übrigens ein spezielles Beispiel für die oben bereits erwähnte allgemeine Möglichkeit dar, dass ein Adaptionsparameter, in diesem Fall hskala, auch abhängig vom Sollwert hSoll betrachtet respektive bestimmt wird.Incidentally, this generalization represents a specific example of the above-mentioned general possibility that an adaptation parameter, in this case h scale , is also considered or determined as a function of the desired value h Soll .

In allen Fällen können diese Parameter problemlos und vorteilhaft in einer modularen Weise zu einer bereits vorhandenen Realisierung eines Basisansatzes als Modul h_to_tm1 hinzugefügt werden.In all cases, these parameters can easily and advantageously in a modular manner to an already existing realization of a Basi sentence as module h_to_tm1.

Alternativ oder zusätzlich können multiplikative oder additive Adaptionsparameter zu einzelnen Parametern hinzugefügt werden, die im Basisansatz der Hubsteuerung auftreten, sofern solche Parameter nicht direkt, wie bereits als Möglichkeit angedeutet, als adaptive Parameter verwendet und ausgeführt werden. Bei einer stückweisen Beschreibung der Hubtransferfunktion, beispielsweise auf der Basis zweier Bereiche, lassen sich auf diesem Weg auch die oben genannten Skalierungen hskala_low und hskala_high in eleganter Weise einführen.Alternatively or additionally, multiplicative or additive adaptation parameters can be added to individual parameters which occur in the basic approach of stroke control, if such parameters are not used and executed directly as already indicated as a possibility as adaptive parameters. In a piecewise description of the Hubtransferfunktion, for example, based on two areas, can be introduced in this way, the above-mentioned scales h scale_low and h scale_high in an elegant way.

Im Falle eines multiplikativen Adaptionsparameters, zum Beispiel hskala, ist vielfach auch eine "störungstheoretische" Darstellung in der folgenden Weise vorteilhaft: hskala = 1 + Δhskala, (21)wobei in diesem Fall Δhskala als Adaptionsparameter dient und in der genannten Weise allgemein als Funktion von Einflussgrößen, speziell pOel und TOel, dargestellt wird.In the case of a multiplicative adaptation parameter, for example h scale , a "perturbation" representation is often advantageous in the following way: H scale = 1 + Δh scale , (21) in this case Δh scale serves as an adaptation parameter and in the manner mentioned is generally represented as a function of influencing variables, in particular p Oel and T Oel .

In der Praxis erweist sich die Verwendung des Druck- und des tm1-Offsets als sehr gute Wahl, wobei allein durch die geeignete Nachführung dieser beiden Adaptionsgrößen bereits typische, auch deutlich ausgeprägte Veränderungen des Stellerverhaltens in der Hubsteuerung im erforderlichen Maße kompensiert werden können.In practice, the use of the printing and the t m1 -Offsets proves to be a very good choice, which can be compensated by the appropriate tracking of these two adaptation sizes already typical, even pronounced changes in the actuator behavior in the stroke control to the extent necessary.

Bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Hubsteuerung und starker Stellerdrift empfiehlt sich die Hinzunahme einer Hub-Skala – speziell in der Ausprägung nach Gleichung (21) – als dritter Parameter, was eine im Allgemeinen spürbare und praktisch in allen Fällen ausreichende Verbesserung der Adaptionsgüte erbringt. Dabei kann die adaptive Skalierung des Hubs auch auf einen Teilbereich des Hubs beschränkt werden, beispielsweise im Sinne des oben genannten Parameters hskala_high.In the case of high demands on the accuracy of the stroke control and strong actuator drift, the addition of a stroke scale - especially in the expression according to equation (21) - is recommended as the third parameter, which results in a generally noticeable and practically in all cases sufficient improvement of the adaptation quality. In this case, the adaptive scaling of the stroke can also be limited to a partial region of the stroke, for example in the sense of the abovementioned parameter h skala_high .

Alternativ ist es auch vorteilhaft, Kombinationen des Parameters tm1_offset mit dem Parameter hskala oder mit den beiden Parametern hskala_low und hskala_high zu verwenden, wobei die Hub-Skalen in der Form (21) ausgebildet sein können.Alternatively, it is also advantageous to use combinations of the parameter t m1_offset with the parameter h scale or with the two parameters h scale_low and h scale_high , the stroke scales being in the form ( 21 ) may be formed.

Des weiteren ist es wie gesagt möglich, für einen Adaptionsparameter neben den betriebspunktspezifischen Einflussgrößen auch eine Abhängigkeit vom Sollhub hSoll, oder von einer dazu äquivalenten Größe, zu betrachten. Grundsätzlich reicht dann ein einziger solcher Parameter für die Zwecke der Adaption aus.Furthermore, as already stated, it is also possible to consider, in addition to the operating-point-specific influencing variables, a dependency on the nominal stroke h desired or an equivalent variable for an adaptation parameter. Basically, then a single such parameter is sufficient for the purpose of adaptation.

Beispielsweise kann ein Adaptionswert tm1_offset als Funktion von Einflußgrößen, wie pOel und TOel, sowie einer „unkorrigierten" Ansteuerzeit tm1_u berechnet werden, wobei die Größe tm1_u mittels einer Berechnungsfunktion ftm1_basis für einen nicht gedrifteten Steller 30 (Referenzsteller) bestimmt wird: tm1_u = ftm1_basis (hSoll; pOel, TOel, ...)und tm1 = tm1_u + tm1_offset (tm1_u; pOel, TOel, ...) For example, an adaptation value t m1_offset can be calculated as a function of influencing variables, such as p Oel and T Oel , and an "uncorrected" drive time t m1_u , the variable t m1_u being calculated by means of a calculation function f tm1_basis for a non-drifted actuator 30 (Reference plate) is determined: t m1_u = f tm1_basis (H Should ; p Oil , T Oil , ...) and t m1 = t m1_u + t m1_offset (t m1_u ; p Oil , T Oil , ...)

Die Funktion tm1_offset kann dabei, in bereits bekannter Weise, vorteilhaft durch eine Parameter-Funktion in Abhängigkeit von tm1_u beschrieben werden. Die Parameter oder Koeffizienten dieser Funktion, die von den Einflussgrößen pOel, TOel, ... abhängen, können beispielhaft mittels Kennfeldern über pOel und TOel dargestellt werden, wobei die Werte dieser Kennfelder adaptierbar sind.The function t m1_offset can be described in an already known manner advantageously by a parameter function as a function of t m1_u . The parameters or coefficients of this function, which depend on the influencing variables p Oel , T Oel ,..., Can be represented by way of example by means of characteristic diagrams via p Oel and T Oel , the values of these characteristic maps being adaptable.

In einer besonders bevorzugten Ausführung wird die genannte Parameter-Funktion durch ein stückweises Polynom mit festen tm1_u-Stützstellen approximiert. Die weiter unten beschriebene Optimierungsaufgabe – siehe Gleichung (29) – für die Bestimmung der Adaptionswerte, in diesem Fall der Koeffizienten des stückweisen Polynoms, läßt sich dann auf ein nach dem Stand der Technik bekanntes Problem der linearen Regression zurückführen. Dafür sind effiziente nicht-iterative Lösungsverfahren bekannt, die sich sehr gut für die Implementierung der erfindungsgemäßen Adaption in einem Steuergerät (31) eignen.In a particularly preferred embodiment, said parameter function is approximated by a piecewise polynomial having fixed t m1_u support points. The optimization task described below - see equation (29) - for the determination of the adaptation values, in this case the coefficients of the piecewise polynomial, can then be attributed to a problem of linear regression known from the prior art. For this purpose, efficient non-iterative solution methods are known, which are very well suited for implementing the adaptation according to the invention in a control unit ( 31 ) are suitable.

Alle diese im Hinblick auf die Wahl der Adaptionsparameter genannten Konzepte sind auch dahingehend vorteilhaft, dass sie – neben dem Ausgleich einer Stellerdrift – auch einen Ausgleich von aus der Produktion resultierenden Exemplarstreuungen ermöglichen, wie oben beschrieben.All these with regard to the choice of the adaptation parameters mentioned Concepts are also advantageous in that they - besides the compensation of a stellar drift - also a compensation of allow production variations resulting in production, as described above.

Der Kern der erfindungsgemäßen Adaption besteht darin, dass im Falle einer Drift, das heißt einer allmählichen Veränderung von Eigenschaften eines Stellers 30 während des Betriebs, die erfindungsgemäß vorhandenen Adaptionsgrößen gezielt verändert werden, um sonst eintretende allzu große Fehler der Hubsteuerung zu vermeiden.The core of the adaptation according to the invention is that in the case of a drift, that is to say a gradual change of properties of an actuator 30 during operation, the present invention adaptation variables are selectively changed to avoid otherwise occurring all too large errors of the stroke control.

Die Erfindung geht zu diesem Zwecke davon aus, dass eine Rückmeldung über das Stellerverhalten vorliegt, die es ermöglicht, individuell für einen einzelnen Steller 30 dessen Stellgenauigkeit beziehungsweise die Fehler der Hubeinstellung, respektive die Veränderung dieser Stellgenauigkeit beziehungsweise der Stellfehler im Laufe der Zeit, zu verfolgen und zu bewerten.For this purpose, the invention assumes that there is feedback about the actuator behavior that makes it possible for a single actuator to be customized 30 its positioning accuracy or the error of stroke adjustment, respectively, the change in this positioning accuracy or the control error over time to track and evaluate.

Diese Messungen und Bewertungen können je nach Voraussetzungen im regulären Betrieb eines Stellers 30 durchgeführt werden, oder auch in speziell durchlaufenen Messzyklen, beispielsweise unter Herbeiführung oder Ausnutzung spezieller Betriebszustände, in denen zum Beispiel ein einzelner Steller 30 ungestört von anderen, sonst im Regelfall überlagerten Stellvorgängen anderer Steller 30 untersucht wird.These measurements and reviews can depending on the requirements in the regular operation of a controller 30 be carried out, or in specially performed measuring cycles, for example, under the creation or exploitation of special operating conditions, in which, for example, a single actuator 30 undisturbed by other, otherwise usually superimposed settlements other Steller 30 is examined.

Die Rückmeldung bezüglich des Hubes kann beispielhaft durch eine direkte Erfassung des Hubes mittels eines Hubsensors erfolgen. Alternativ sind Messsignale auswertbar, in denen sich der Hub des Kolbens 5, oder der Ventilhub eines damit verbundenen Gaswechselventils 1, und/oder der Verlauf des Öffens oder Schließens eines Gaswechselventils (in den auch der Hub mit eingeht) signifikant auswirkt.The feedback regarding the stroke can be done by way of example by a direct detection of the stroke by means of a stroke sensor. Alternatively, measurement signals are evaluable, in which the stroke of the piston 5 , or the valve lift of an associated gas exchange valve 1 , and / or the course of the opening or closing of a gas exchange valve (in which the stroke also comes in) significantly.

Als Möglichkeiten einer solchen mittelbaren Bestimmung des Hubes beziehungsweise Hubfehlers seien hier beispielhaft genannt:

  • – die Erfassung des Schließzeitpunktes eines Gaswechselventils 1 zum Beispiel durch Detektion des beim Auftreffen in den Sitz ausgelösten Körperschalls (zum Beispiel mit Klopfsensor), woraus die Rücklaufzeit beim Schließen und daraus wiederum der Ventilhub h bestimmbar sind;
  • – die schnelle Erfassung des Signals eines Differenzdrucksensors (nicht dargestellt), das – bei einer Erfassung des Druckabfalls über dem Magnetventil MV1 – ein nicht-lineares Maß für den Durchfluss am Magnetventil MV1 liefert. Daraus ist über ein entsprechendes Durchflussintegral der Hubverlauf und damit der resultierende Hub H des Gaswechselventils 1 rekonstruierbar. Auch bei einer anderen geeigneten Positionierung eines Differenzdrucksensors, und sogar auf Basis eines Absolutdrucksensors, ist eine analoge, indirekte Bestimmung des Ventilhubs möglich.
  • – die Erfassung der Zylinderfüllung zum Beispiel mittels eines Sensors für den angesaugten Luftmassenstrom, wobei aus der sich in Abhängigkeit des Hubes h eines Einlassventils einstellenden Zylinderfüllung – gegebenenfalls auch durch einen Vergleich dieser Füllungen bei einer Variation des Schließzeitpunktes des Einlassventils – auf den Hub zurückgeschlossen werden kann.
As possibilities of such an indirect determination of the stroke or lifting error may be mentioned here by way of example:
  • - The detection of the closing time of a gas exchange valve 1 for example, by detecting the structure-borne sound (for example, with a knock sensor) triggered when it hits the seat, from which the return time during closing and, in turn, the valve stroke h can be determined;
  • - The rapid detection of the signal of a differential pressure sensor (not shown), which - upon detection of the pressure drop across the solenoid valve MV1 - provides a non-linear measure of the flow at the solenoid valve MV1. This results in the stroke profile and thus the resulting stroke H of the gas exchange valve via a corresponding flow integral 1 reconstructed. Even with another suitable positioning of a differential pressure sensor, and even based on an absolute pressure sensor, an analog, indirect determination of the valve lift is possible.
  • - The detection of the cylinder charge, for example by means of a sensor for the intake air mass flow, which can be deduced from the depending on the stroke h of an intake valve cylinder filling - possibly also by comparing these fillings in a variation of the closing time of the intake valve - the stroke ,

Weitere Beispiele sind denkbar. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung reicht es aus, wenn ein gegebenenfalls nicht-lineares, monotones Maß w(h) (22)des tatsächlichen Hubes h = hIst aus geeigneten Messsignalen bestimmt und das zur Bewertung von Hubfehlern benötigte Vergleichsmaß w(hSoll) berechnet werden kann. Bei direkter Hubsensierung oder -Berechnung ist die Funktion w die Identität.Further examples are conceivable. For the purposes of the present invention, it suffices if an optionally non-linear, monotonous measure w (h) (22) of the actual stroke h = h Is determined from suitable measurement signals and the required for the evaluation of Hubfehlern reference value w (h setpoint ) can be calculated. With direct stroke sensing or calculation, the function w is the identity.

Alternativ kann für den hier betrachteten Zweck auch ein nicht-lineares Maß d(hIst – hSoll) mit d(0) = 0 (23)verwendet werden, sofern dieses aus einer indirekten Rückmeldung über den Arbeitszylinderhub bestimmbar ist.Alternatively, for the purpose under consideration, a non-linear measure may also be used d (h is - H Should ) with d (0) = 0 (23) can be used, provided that this can be determined from an indirect feedback on the Arbeitzylinderhub.

Das Ziel der Adaption besteht darin, auftretende Hubfehler beziehungsweise ein dafür gemäß (22) oder (23) verfügbares direktes oder indirektes Maß F = w(hIst) – w(hSoll) respektive F = d (hIst – hSoll) (24)durch geeignetes Verstellen der Adaptionsparameter gering zu halten beziehungsweise zu minimieren.The goal of the adaptation consists of occurring lifting errors or a direct or indirect measure available therefor according to (22) or (23) F = w (h is ) - w (h Should ) respectively F = d (h is - H Should ) (24) to minimize or minimize by suitably adjusting the adaptation parameters.

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist ein Funktionsmodul „Adaption" vorgesehen, das beispielhaft in 8 dargestellt ist. Seine Arbeitsweise, sowie die korrespondierenden Maßnahmen beziehungsweise Anpassungen an anderen Modulen, werden nachfolgend genauer beschrieben.To carry out this method, a function module "adaptation" is provided, which is exemplified in 8th is shown. His method of working, as well as the corresponding measures or adjustments to other modules, are described in more detail below.

Das Modul „Adaption" bewertet Fehlermaße gemäß (24), die zu Stellvorgängen eines Gaswechselventils 1 an bekannten Betriebspunkten, zum Beispiel charakterisiert durch pOel und TOel, gehören. Sofern die Bewertung dazu führt, dass festgestellte Abweichungen der Hübe vom Sollwert verringert werden sollen, verstellt das Modul „Adaption" einen oder mehrere der Kennfeldwerte von beispielhaft – zur Darstellung von betriebspunktabhängigen Adaptionsparametern – verwendeten adaptiven Kennfeldern, wobei diese veränderten Werte jeweils zu den aktuell betrachteten Betriebspunkten pOel, TOel mit zu verringernden Hubabweichungen gehören. Im speziellen Fall von Assoziativkennfeldern wird das „Lernen" verbesserter beziehungsweise neuer Kennfeldwerte im Regelfall als Hinzufügung neuer und gegebenenfalls Löschung alter Werte realisiert.The module "Adaption" evaluates error measures according to (24), which are to Stellabgängen a gas exchange valve 1 at known operating points, for example characterized by p Oel and T Oel belong. If the evaluation leads to the fact that detected deviations of the strokes are to be reduced from the setpoint, the module "Adaption" adjusts one or more of the map values of exemplary - for representation of operating point dependent adaptation parameters - used adaptive maps, these changed values in each case to the currently considered operating points p oil, with T oil to be reduced Hubabweichungen belong. in the specific case of associative maps "learning" improved or new map values are usually classified as the addition of new and possibly cancellation is realized of old values.

Das Modul "Adaption" prüft, ob die Verstellung zu Verbesserungen führt und stellt in jedem Falle sicher, dass eine einzelne Verstellung keine unzulässigen Auswirkungen haben kann, zum Beispiel mittels einer Veränderung in jeweils genügend kleinen Schritten.The Module "Adaption" checks if the Adjustment leads to improvements and in any case ensures that a single adjustment not inadmissible Can have an impact, for example by means of a change in each case enough small steps.

Gegebenenfalls wird eine ungünstige Verstellung rückgängig gemacht beziehungsweise -sofern eine Vorab-Prüfung einer möglichen Verstellung rechnerisch, zum Beispiel im Rahmen eines nach dem Stand der Technik bekannten Optimierungsverfahrens zum Auffinden "optimaler" Werte der zu verstellenden Parameter, erfolgt – auch von vorne herein unterlassen.Possibly will be an unfavorable Reversed adjustment or if so, a preliminary check of a possible Adjustment arithmetically, for example as part of a state of the art The technique known optimization method for finding "optimal" values to be adjusted Parameter, done - too refrain from the beginning.

Bei einer solchen beispielhaften Realisierung kann die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Adaption von ihrem Grundschema her mit einer "verlangsamten" Regelung verglichen werden, bei der nicht ein einzelner Stellvorgang, sondern ganze Ensembles von zum Beispiel 10 oder 100 oder mehr Stellvorgängen für die Charakterisierung eines "Regelungsfehlers" und die Bewertung einer (angestrebten) zeitlichen Veränderung dieses Fehlers durch den "Regelungseingriff" herangezogen werden.at Such an exemplary realization may be the mode of operation the adaptation according to the invention be compared with a "slowed down" regulation in its basic scheme, in which not a single setting process, but whole ensembles of for example 10 or 100 or more actuations for the Characterization of a "regulatory error" and the rating a (desired) temporal change of this error by the "control intervention" are used.

Beispielhaft wird nachfolgend eine Adaption mittels Druckoffsets und Ansteuerdauer-Offsets ausgeführt, die als adaptive Kennfelder in Abhängigkeit von pOel und TOel realisiert sind. Anstelle von TOel könnte auch die Viskosität ηOel verwendet werden, wie weiter oben beschrieben.By way of example, an adaptation by means of print offsets and actuation duration offsets is implemented below, which are implemented as adaptive characteristic diagrams as a function of p Oel and T Oel . Instead of T Oil could also be the viscosity η oil are used as described above.

Diese ventilindividuell vorhandenen Adaptionskennfelder können innerhalb des zentralen Hubsteuerungsmoduls h_to_tm1 realisiert werden. Entsprechend ist der Verstelleingriff seitens des Moduls "Adaption" in 8 durch einen Doppelpfeil angezeigt, der zum Modul h_to_tm1 hinführt.These adaptation maps, which are available on a valve-specific basis, can be realized within the central stroke control module h_to_tm1. Accordingly, the adjustment intervention on the part of the module "adaptation" in 8th indicated by a double arrow leading to the h_to_tm1 module.

Alternativ oder zusätzlich können auch Parameterwerte in den Berechnungsmodulen ber_p_Oel, ber_T_Oel oder weiteren solchen Modulen als Adaptionswerte im Sinne der Erfindung verwendet und durch das Modul „Adaption" verstellt werden. Entsprechende Verstelleingriffe wären in 8 durch weitere Doppelpfeile anzuzeigen (nicht dargestellt). Beispielsweise wäre es auch möglich, einen oben genannten Adaptionsparameter poffset im Modul ber_p_Oel zu berücksichtigen und additiv in das Berechnungsergebnis pOel einzubringen.Alternatively or additionally, parameter values in the calculation modules ber_p_Oel, ber_T_Oel or other such modules can also be used as adaptation values in the sense of the invention and adjusted by the module "adaptation" 8th indicated by additional double arrows (not shown). For example, it would also be possible to consider an above-mentioned adaptation parameter p offset in the module ber_p_Oel and add it to the calculation result p oil .

Für die beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen adaptiven Hubsteuerung wird das zentrale Hubsteuerungsmodul h_to_tm1 gemäß 21 in die Teilmodule ber_p_Oel_a, h_to_tm1_basis und ber_tm1 gegliedert.For the exemplary embodiment of an adaptive stroke control according to the invention, the central stroke control module h_to_tm1 is adjusted according to FIG 21 divided into the submodules ber_p_Oel_a, h_to_tm1_basis and ber_tm1.

Die Aufgabe des in 22 beispielhaft ausgeführten Moduls ber_p_Oel_a besteht darin, den für die aktuelle Berechnung gültigen Druckoffset poffset zum Druck pOel zu addieren, was den Ausgabewert pOel_a ergibt.The task of in 22 By way of example, the module ber_p_Oel_a is used to add the pressure offset p offset valid for the current calculation to the pressure p oil , which results in the output value p Oel_a .

Der jeweils betrachtete Ventilstellvorgang wird durch den Ventilindex v bezeichnet, der als Selektor für die Auswertung des "richtigen" poffset-Kennfeldes dient.The respectively considered valve setting process is designated by the valve index v, which serves as a selector for the evaluation of the "correct" p offset characteristic field.

Das Modul h_to_tm1_basis implementiert beispielhaft gemäß Gleichungen (10) und (11) einen "Basisansatz" ftm1_basis der Stellgrößen-Transferfunktion ftm1 in der Ausgestaltung als Skalenansatz mit der Skalenfunktion fainv = arcoshyp exp.The module h_to_tm1_basis implemented by way of example according to equations (10) and (11) a "base approach" f tm1_basis the manipulated variable transfer function f tm1 in the embodiment as a scale approach with the scale function fa inv = arcoshyp exp.

Dabei treten Skalenparameter HWA, TW und STP auf, die, wie bereits erwähnt, von pOel und TOel und gegebenenfalls auch von weiteren Einflussgrößen abhängen.In this case, scale parameters HWA, TW and STP occur which, as already mentioned, depend on p Oel and T Oel and optionally also on further influencing variables.

Das Blockdiagramm in 12 stellt eine beispielhafte Realisierung dieses Algorithmus, somit auch der Stellgrößen-Transferfunktion ftm1_basis beziehungsweise des Moduls h_to_tm1_basis gemäß 21 dar, wobei die Skalenparameter als Kennfelder in Abhängigkeit von pOel und TOel realisiert sind.The block diagram in 12 represents an exemplary implementation of this algorithm, thus also the manipulated variable transfer function f tm1_basis or the module h_to_tm1_basis according to 21 , wherein the scale parameters are implemented as maps in dependence on p oil and T oil .

Die Kennfelder HWA, TW und STP sind in diesem Beispiel nicht ventilindividuell ausgeführt. Es wird also von der – durchaus praxisgerechten – Annahme ausgegangen, dass die Adaption mittels der Druck- und tm1-Offsets in der Lage ist, auch die fertigungsbedingten Exemplarunterschiede von hydraulischen Arbeitszylindern auszugleichen. Die in den Kennfeldern HWA, TW und STP applizierten Daten gehen zu diesem Zweck von einem repräsentativen "mittleren" Verhalten eines hydraulischen Stellers 30 aus.The maps HWA, TW and STP are not executed valve-individual in this example. Therefore, it is assumed that the assumption is quite practical that the adaptation by means of the pressure and t m1 offsets is also able to compensate for the production-related differences in copy of hydraulic working cylinders. The data applied in the maps HWA, TW and STP go for this purpose by a representative "average" behavior of a hydraulic actuator 30 out.

Gemäß 21 wird statt pOel der offset-korrigierte (adaptierte) Druckparameter pOel_a, der zuvor vom Modul ber_p_Oel_a berechnet worden ist, in die Berechnung des Moduls h_to_tm1_basis (in der Realisierung gemäß 12) hineingeführt. Die Ausgabegröße dieses Moduls wird als tm1_u bezeichnet. Dabei steht der Index "u" für "unkorrigiert", da eine Ansteuerdauer-Offset-Korrekur nachfolgt.According to 21 the offset-corrected (adapted) pressure parameter p Oel_a , which was previously calculated by the module ber_p_Oel_a, is used instead of p Oel in the calculation of the module h_to_tm1_basis (in the implementation according to FIG 12 ). The output size of this module is called t m1_u . In this case, the index "u" stands for "uncorrected", since a drive duration offset correction follows.

Die nachfolgende Offset- respektive Adaptionskorrektur von tm1_u ist Aufgabe des Moduls ber_tm1, das in 23 dargestellt ist. Wiederum wird mittels des aktuellen Werts des Ventilselektors v die Auswahl des richtigen Adaptionskennfelds für die Auswertung des Parameters tm1_offset bewirkt. Dieser wird zu tm1_u addiert, was die letztendlich gewünschte Ansteuergröße tm1 der Hubsteuerung liefert.The subsequent offset or adaptation correction of t m1_u is the task of the modul ber_tm1, which in 23 is shown. Again, the selection of the correct adaptation characteristic field for the evaluation of the parameter t m1_offset is effected by means of the current value of the valve selector v. This is added to t m1_u , which provides the final desired control variable t m1 of the stroke control.

Für die abschließend zu betrachtende Ausführung des Moduls "Adaption" gemäß 8 sei hier beispielhaft davon ausgegangen, dass auf der Basis der verfügbaren Rückmeldungen respektive Erfassungsgrößen des Systems der tatsächlich gestellte Hub hIst berechenbar ist und berechnet wird.For the final version of the module "Adaption" according to 8th Let us assume by way of example that on the basis of the available feedbacks or acquisition variables of the system, the actually set stroke h actual can be calculated and calculated.

Für die Bewertung der Güte der Adaption wird beispielhaft der quadratische Fehler F2 = (hIst – hSoll)2 (25)einzelner Stellvorgänge eines Arbeitszylinders berechnet.For the evaluation of the quality of the adaptation is exemplified the quadratic error F 2 = (h is - H Should ) 2 (25) calculated individual actuations of a working cylinder.

Alternativ kann der analog definierte quadratische Fehler für die Ansteuerzeit tm1 betrachtet werden: F2 = (tm1_ber – tm1)2, (26)wobei tm1 die tatsächliche Ansteuerzeit eines Hubstellvorgangs ist. Die Größe tm1_ber hingegen ist die (theoretische) Ansteuerzeit, die den gemessenen Hub beziehungsweise Isthub hist ergeben hätte. Sie wird mittels des in der Hubsteuerung vorhandenen Berechnungsalgorithmus für die inverse Hubtransferfunktion (siehe Gleichung (2)) aus dem Isthub hist des Hubstellvorgangs rückgerechnet: tm1_ber = ftm1 (hIst; pOel, TOel, Ex). (27) Alternatively, the analogically defined quadratic error for the drive time t m1 can be considered: F 2 = (t m1_ber - t m1 ) 2 , (26) where t m1 is the actual driving time of a lifting operation. The size t m1_ber however, is the (theoretical) drive time, which is h the measured stroke or Isthub would have resulted. It is recalculated from the actual stroke h ist of the lifting operation by means of the calculation algorithm for the inverse stroke transfer function (see equation (2)) present in the stroke control: t m1_ber = f tm1 (H is ; p Oil , T Oil , E x ). (27)

Der mittlere Fehler der Hubsteuerung, der gemäß (25) oder (26) an einem gegebenen Betriebspunkt, hier beispielhaft definiert durch pOel und TOel, berechnet respektive festgestellt wird, soll – so das Ziel der Adaption – möglichst klein sein und gegebenenfalls (sofern prinzipiell möglich) vorgegebene Fehlerschwellen nicht überschreiten.The average error of the stroke control, which according to (25) or (26) at a given operating point, here exemplified by p Oel and T Oel , calculated or determined, should - so the goal of adaptation - be as small as possible and possibly (if in principle possible) do not exceed specified error thresholds.

Für die Bewertung eines solchen mittleren Fehlers, die das Modul "Adaption" in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen immer wieder durchführt, wird ein Ensemble von Stell-Ereignissen (Messungen) betrachtet, die einem Betriebspunkt pOel, TOel zugeordnet sind, wobei dieses Ensemble jeweils auch eine gewisse Zahl von verschiedenen Ansteuerzeiten tm1 beziehungsweise Hüben h umfasst.For the evaluation of such a mean error, which the module "adaptation" performs at regular or irregular time intervals again and again, an ensemble of setting events (measurements) is considered, which are assigned to an operating point p oil , T oil , which ensemble in each case also comprises a certain number of different activation times t m1 or strokes h.

Dabei wird eine, möglicherweise nach Kriterien wie zum Beispiel dem Hub oder auch dem "Alter" einer Messung gewichtete, Summe der Fehlerquadrate gemäß (25) oder (26) gebildet. Hier sei beispielhaft die Wurzel aus dem mittleren quadratischen Fehler als Gütemaß eingeführt: wmqf = Wurzel (Ensemble-Mittelwert von F2) (28) In this case, a sum of the error squares according to (25) or (26), possibly weighted according to criteria such as, for example, the stroke or the "age" of a measurement, is formed. Here is an example of the root of the mean square error introduced as a measure of goodness: wmqf = root (ensemble mean of F 2 ) (28)

Beispielhaft kann das Modul "Adaption" so ausgeführt werden, dass es auf der Basis eines vorliegenden Ensembles von Messungen zu einem gegebenen Betriebspunkt eine Neuberechnung der zu diesem Betriebspunkt gehörenden Parameterwerte poffset und tm1_offset vornimmt, und zwar in der Weise, dass das Maß (28) zumindest näherungsweise minimiert wird: wmqf → Min. (29) By way of example, the module "adaptation" can be carried out such that on the basis of an existing ensemble of measurements at a given operating point, it recalculates the parameter values p offset and t m1_offset belonging to this operating point in such a way that the measure ( 28 ) is minimized at least approximately: wmqf → Min. (29)

Diese Aufgabe ist – bei einer Zahl von zwei hier zu bestimmenden Parametern (poffset und tm1_offset) – prinzipiell bereits auf der Basis von nur zwei Messungen mit nicht zu nahe beieinander liegenden Hüben sinnvoll lösbar, sofern Messfehler und/oder Fehler der Modellierung des Hubes klein genug gehalten werden können.With a number of two parameters to be determined here (p offset and t m1_offset ), this task can be solved in principle on the basis of only two measurements with strokes not too close to one another, if measuring errors and / or errors of the stroke modeling can be kept small enough.

In diesem Fall wird unter recht allgemeinen Voraussetzungen, die in den hier zu betrachtenden Anwendungsfällen im Allgemeinen erfüllt sind, das Minimum gemäß der Aufgabe (29) beim Wert 0 angenommen. Dies bedeutet, dass die adaptierte gerechnete Hubtransferfunktion als "2-Punkte-Form" durch die beiden Messpunkte bestimmt ist, das heißt durch diese Punkte verläuft. Entsprechend sind dann die Zielwerte poffset und tm1_offset der Adaption aus dem folgenden Gleichungssystem bestimmbar: hIst(1) – hSoll (1) = 0 hIst (2) – hSoll (2) = 0 (30)wobei die Messpunkte durch die in Klammern gesetzten Zahlen 1 und 2 repräsentiert werden. Die zu diesen Punkten gehörenden Ansteuerzeiten werden entsprechend mit tm1(1) beziehungsweise tm1(2) bezeichnet.In this case, under fairly general conditions, which are generally satisfied in the applications to be considered here, the minimum according to the problem (29) is assumed to be 0. This means that the adapted calculated Hubtransferfunktion as "2-point shape" is determined by the two measuring points, that is, through these points. Accordingly, the target values p offset and t m1_offset of the adaptation can be determined from the following equation system: H is (1) - h Should (1) = 0 h is (2) - h Should (2) = 0 (30) the measurement points being represented by the numbers 1 and 2 in brackets. The drive times associated with these points are correspondingly designated t m1 (1) and t m1 (2).

Aus (30) ergibt sich mit der inversen Hubtransferfunktion ftm1_basis des Basisansatzes der Hubsteuerung, der im Modul h_to_tm1_basis gemäß 21 implementiert ist, gemäß Gleichung (2) das transformierte Gleichungssystem: tm1_offset + ftm1_basis (hIst(1); pOel + poffset, TOel, Ex) = tm1(1) tm1_offset + ftm1_basis (hIst (2); pOel + poffset, TOel, Ex) = tm1(2), (31)woraus sich durch Elimination von tm1_offset eine implizite Gleichung zur Bestimmung von poffset ergibt: ftm1_basis(1) – ftm1_basis (2) – tm1(1) + tm1(2) = 0 (32) From (30) results with the inverse Hubtransferfunktion f tm1_basis of the base approach of the stroke control, in the module h_to_tm1_basis according to 21 is implemented, according to equation (2), the transformed system of equations: t m1_offset + f tm1_basis (H is (1); p Oil + p offset , T Oil , E x ) = t m1 (1) t m1_offset + f tm1_basis (H is (2); p Oil + p offset , T Oil , E x ) = t m1 (2), (31) from which an implicit equation for the determination of p offset results by the elimination of t m1_offset : f tm1_basis (1) - f tm1_basis (2) - t m1 (1) + t m1 (2) = 0 (32)

Dabei sind die Argumentlisten der inversen Transferfunktion ftm1 des Basisansatzes für die beiden Messpunkte abgekürzt, wie oben angegeben.The argument lists of the inverse transfer function f tm1 of the basic approach for the two measurement points are abbreviated, as indicated above.

Der gesuchte Zielwert poffset ist somit als Nullstelle der linken Seite von Gleichung (32), die als Funktion von poffset betrachtet wird, zu bestimmen. Dies ist approximativ mit nach dem Stand der Technik bekannten iterativen Verfahren machbar. Beispielhaft sei ein Gradientenverfahren (Newton) genannt, wobei man sich oft auf eine oder zwei Iterationen beschränken kann.The sought target value p offset is thus to be determined as the zero of the left-hand side of equation (32), which is considered to be a function of p offset . This is feasible approximately with iterative methods known in the art. A gradient method (Newton) may be mentioned by way of example, whereby one can often limit oneself to one or two iterations.

Mit der so gefundenen Näherungslösung für poffset wird dann ein zugehöriger Zielwert von tm1_offset aus einer der Gleichungen aus (31) berechnet. Die genannten Rechenschritte sind mittels einfacher und effizient als Rechnerprogramme umsetzbarer Algorithmen bei einer entsprechenden Realisierung des Moduls "Adaption" im Steuergerät 31 durchführbar.With the thus found approximate solution for p offset , an associated target value of t m1_offset is then calculated from one of the equations from (31). The above-mentioned calculation steps are by means of algorithms which can be implemented simply and efficiently as computer programs with a corresponding realization of the module "adaptation" in the control unit 31 feasible.

Diese beispielhaft angegebene Lösung für das Modul "Adaption" wird für die praktische Anwendung vorteilhaft so ausgeführt, dass die zwei jeweils betrachteten Messpunkte bereits durch Mittelung der Hübe aus mehreren Einzelmessungen zum gleichen Betriebspunkt und mit gleicher Ansteuerzeit gewonnen werden. Damit werden statistische Fehler der Messung unterdrückt, die das Verfahren sonst stören könnten.This exemplified solution for the module "adaptation" is advantageously carried out for the practical application in such a way that the two measuring points considered in each case are already obtained by averaging the strokes from a plurality of individual measurements to the same operating point and with the same activation time be. This suppresses statistical errors of the measurement, which could otherwise disturb the procedure.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Zielwerte der Adaptionsparameter nicht unmittelbar in die adaptiven Kennfelder eingetragen, sondern über die zeitlich Abfolge von Neubewertungen und Neuberechnungen der Adaption hinweg zeitlich Tiefpass-gefiltert werden. Dabei werden die jeweils aktuell bestimmten gefilterten Werte in die Kennfelder übernommen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Veränderungen der Steuerung nur langsam eintreten und Fehler aus Berechnungen und/oder zugehörigen Messungen des Adaptionsverfahrens in der Hubsteuerung unterdrückt werden.As well it is advantageous if the target values of the adaptation parameters are not entered directly into the adaptive maps, but over the time Sequence of reassessments and reassessments of adaptation be time-low-pass filtered. In each case, the current certain filtered values in the maps. In this way will ensure that changes the controller only slowly and errors from calculations and / or associated Measurements of the adaptation process in the stroke control can be suppressed.

Alternativ zu der beispielhaft genannten Ausführung kann – mit Vorteil im Hinblick auf die Güte der Adaption – auch ein größeres Ensemble bei der jeweiligen Neuberechnung von poffset und tm1_offset, das heißt der Lösung der Optimierungsaufgabe gemäß (29), zugrunde gelegt werden. Auch dafür kann ein Gleichungssystem hergeleitet und approximativ gelöst werden. Das Gleichungssystem ergibt sich aus den zur Bedingung (29) äquivalenten Stationaritätsbedingungen d(wmqf)/d(poffset) = 0 d(wmqf)/d(tm1_offset) = 0 (33) As an alternative to the embodiment mentioned by way of example, it is also possible to use a larger ensemble in the respective recalculation of p offset and t m1_offset , that is to say the solution of the optimization task according to (29), with advantage with regard to the quality of the adaptation. For this too, a system of equations can be derived and solved approximately. The system of equations results from the stationarity conditions equivalent to condition (29) d (RMSE) / d (p offset ) = 0 d (wmqf) / d (t m1_offset ) = 0 (33)

Bei Verwendung des Fehlermaßes gemäß Gleichung (26) folgen daraus eine explizite Gleichung für tm1_offset sowie eine implizite Gleichung für poffset, aus der sich mittels bekannter (iterativer) Verfahren eine approximative Lösung poffset bestimmen läßt. Dieses Lösungsverfahren führt auf einen schnellen (rechenzeiteffizienten) Algorithmus, der beispielsweise bei der Zielsetzung einer potentiell sehr schnellen Adaption für die Realisierung des Moduls "Adaption" im Steuergerät 31 ausgewählt werden kann.Using the error measure according to equation (26), this results in an explicit equation for t m1_offset and an implicit equation for p offset , from which an approximate solution p offset can be determined by means of known (iterative) methods. This solution method leads to a fast (computationally efficient) algorithm, for example, in the goal of a potentially very fast adaptation for the realization of the module "adaptation" in the control unit 31 can be selected.

Alternativ kann auch ein nach dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zur iterativen Lösung der Optimierungsaufgabe (29) verwendet werden. Als Beispiele seien ein zyklischer Koordinatenabstieg, die Methode des steilsten Abstiegs sowie Verfahren mit konjugierten Gradienten genannt. Der höhere Rechenzeitbedarf zum Beispiel eines Programmstücks, das ein solches Verfahren beispielhaft im Steuergerät 31 umsetzt, wirkt sich für die Adaption allmählicher Veränderungen (wie sie im Regelfall hier zu betrachten sind) nicht nachteilig aus. Das Programmstück kann in einer praxistypischen Realisierung, bei der verschiedene Steuerungsfunktionen als Multitasking-Programm auf Basis einer einzigen Rechnereinheit abgearbeitet werden, zum Beispiel in einem durch schnelle respektive hochpriore Vorgänge unterbrechbaren langsamen Zeitraster beziehungsweise in einem so genannten Hintergrundprogramm ausgeführt werden.Alternatively, a method known from the prior art for the iterative solution of the optimization task (29) can also be used. Examples include cyclic descent of coordinates, the steepest descent method and conjugate gradient methods. The higher computing time requirement, for example, a program piece, such a method example in the control unit 31 does not adversely affect the adaptation of gradual changes (as is generally the case here). The program piece can be executed in a practice-typical implementation, in which various control functions are executed as a multitasking program on the basis of a single computer unit, for example in a fast time or high-priority interruptible slow time frame or in a so-called background program.

Wie bereits beschrieben werden auch hier die gewonnenen neuen Zielwerte der Adaptionsgrößen in einer vorteilhaften Ausführung zeitlich gefiltert, wobei die gefilterten Werte in die adaptiven Kennfelder eingetragen werden. Ungünstige Auswirkungen möglicher respektive vorhandener Näherungsfehler und Messfehler des Adaptionsverfahrens auf die Hubsteuerung werden auf diese Weise unterdrückt.As already described are the new target values the adaptation variables in one advantageous embodiment temporally filtered, with the filtered values in the adaptive Maps are entered. Unfavorable effects of possible respectively existing approximation errors and Measuring errors of the adaptation process on the stroke control become this way suppressed.

Dabei ermöglicht es die genügend häufig neu vorgenommene Bewertung der Güte der Hubsteuerung, dass ein Abdriften durch ungünstige Verstellung von Parametern rechtzeitig erkannt und verhindert wird.there allows it's enough often new made rating of quality the stroke control that drifts due to unfavorable adjustment of parameters recognized in time and prevented.

In einigen der beispielhaft genannten Ausführungen des Adaptionsmoduls wird ein gewähltes Bewertungsmaß, zum Beispiel des Gütemaß (28) mit der Definition (25), für jeweils gegebene Werte der Adaptionsparameter rechnerisch bestimmt, wozu resultierende Hübe zu bekannten Werten der Einflussgrößen und tm1-Zeiten berechnet werden müssen.In some of the exemplary embodiments of the adaptation module, a selected evaluation measure, for example the quality measure (28) with the definition (25), is computationally determined for given values of the adaptation parameters, for which resulting strokes are calculated to known values of the influencing variables and t m1 times Need to become.

In solchen Fällen erweist es sich als sehr vorteilhaft, wenn die gewählte mathematische Beschreibung der inversen Hubtransferfunktion gemäß Gleichung (2), die dem Modul h_to_tm1_basis zugrunde liegt, invertierbar ist. In diesem Fall ist unmittelbar auch eine mathematische Beschreibung der zur Hubberechnung benötigten Transferfunktion gemäß Gleichung (1) vorhanden und auf der Basis der bereits vorhandenen Parameter der inversen Hubtransferfunktion einfach und effizient im Steuergerät darstellbar. Neben diesem Vorteil kommt dem Adaptionsverfahren sehr zugute, dass Modellfehler unter diesen Voraussetzungen praktisch nicht zum Tragen kommen, wie dies anderenfalls, das heißt bei unterschiedlichen Steuerungs- und Hubberechnungsalgorithmen, im Regelfall gegeben wäre.In such cases proves to be very beneficial if the chosen mathematical Description of the inverse Hubtransferfunktion according to equation (2), which is based on the module h_to_tm1_basis, is invertible. In this case, immediately is also a mathematical description the one needed for the stroke calculation Transfer function according to equation (1) present and based on the already existing parameters the inverse Hubtransferfunktion easily and efficiently displayed in the control unit. In addition to this advantage, the adaptation process benefits greatly from the fact that Model error under these conditions practically not applicable come, as otherwise, that is, with different control and stroke calculation algorithms, as a rule would be given.

Im oben angegebenen Ausführungsbeispiel ist die Invertierbarkeit des Hubsteuerungsalgorithmus erfüllt. Für die im Modul „Adaption" verwendete Hubberechnung wird somit vorteilhaft die um einen Ansteuerdauer-Offset tm1_offset ergänzte Gleichung (5) h = fhub(tm1) = HWA·fa(STP/HWA·(tm1 – TW + tm1_offset)) (34)verwendet, wobei fa die zu fainv inverse Funktion ist und die Kennfelder HWA, TW und STP für die Eingangsgrößen POel + poffset und TOel ausgewertet werden. Die Adaptionsparameter tm1_offset und poffset wiederum werden zu den Werten pOel, TOel des gegebenen Betriebspunktes bestimmt.In the above embodiment, the invertibility of the stroke control algorithm is satisfied. For the stroke calculation used in the module "adaptation", the equation (5), supplemented by a drive-time offset t m1_offset , is thus advantageously obtained. h = f stroke (t m1 ) = HWA · fa (STP / HWA · (t m1 - TW + t m1_offset )) (34) where fa is the inverse function to fa inv and the maps HWA, TW and STP are evaluated for the inputs P Oel + p offset and T Oel . The adaptation parameters t m1_offset and p offset, in turn, are determined to the values p oil , T oil of the given operating point.

An der Gleichung (34) kann man im Übrigen erkennen, dass der Parameter tm1 offset ein Beispiel für einen Adaptionsparameter darstellt, welcher einen Basisparameter, in diesem Falle den Parameter TW des Basisansatzes, additiv (respektive subtraktiv) adaptiert. In einer funktional dazu äquivalenten Realisierung könnte stattdessen auch das Kennfeld TW selbst adaptiert werden, wobei es dann in einer individuellen Kopie für jeden Steller 30 vorhanden sein müßte.By the way, equation (34) can be used recognize that the parameter t m1 offset represents an example of an adaptation parameter which adapts a basic parameter, in this case the parameter TW of the basic approach, in an additive (respectively subtractive) manner. In a functionally equivalent implementation, the map TW itself could instead be adapted, in which case it would be in an individual copy for each actuator 30 should be present.

Das Potential der erfindungsgemäßen Kennfeldadaption unter Verwendung der beispielhaft beschriebenen Ausführung der Erfindung ist in 24 für ein realitätsnah gestaltenes Testszenario dargestellt. Dabei wird von dem Verhalten zweier realer Steller 30 ausgegangen, die eine deutliche Exemplarstreuung zeigen. Diese ist in 20 für einige Hubtransferfunktionen einzelner Betriebspunkte dargestellt. Davon ausgehend wurde eine Drift des ersten Stellers 301 angenommen, der zufolge sein Verhalten in 6000 Betriebsstunden so driftet, dass er sich am Ende wie Steller 02 verhält. Die Drift wurde rechnerisch mittels Interpolation erzeugt. In Abständen von 300 Betriebsstunden wurde für drei Werte von pOel und TOel, das heißt an 9 Betriebspunkten des ersten Stellers, auf Basis von jeweils ca. 11 Messungen zu verschiedenen Hüben eine Kennfeldadaption nach dem beispielhaft beschriebenen Verfahren vorgenommen. Die Veränderung des Gütemaßes wmqf, das hier über das gesamte Ensemble von 100 Punkten (mit alle Betriebspunkten und Ansteuerzeiten respektive Hüben) berechnet wird, ist in 24 dargestellt.The potential of the map adaptation according to the invention using the exemplified embodiment of the invention is shown in FIG 24 presented for a realistic designed test scenario. It depends on the behavior of two real controllers 30 gone out, showing a clear copy spread. This is in 20 for some Hubtransferfunktionen individual operating points shown. Based on this, a drift of the first actuator 30 1 assumed that his behavior in 6000 operating hours so drifts that he behaves in the end as Steller 0 2 . The drift was computationally generated by means of interpolation. At intervals of 300 operating hours, a map adaptation was carried out according to the method described by way of example for three values of p Oel and T Oel , that is, at 9 operating points of the first actuator, on the basis of approximately 11 measurements at different strokes. The change in the quality standard wmqf, which is calculated here over the entire ensemble of 100 points (with all operating points and activation times respectively strokes), is in 24 shown.

Die Güte der Hubsteuerung zeigt dabei über die ganze Betriebszeit hinweg keine wesentlichen Veränderungen. Die realistisch bei 0.08 mm angesetzte Schwelle für die geforderte Güte der Hubsteuerung wird mit deutlichem Abstand eingehalten. Die dabei erreichte Anpassungsgüte ergibt sich im wesentlichen aus dem verwendeten Basisansatz und nicht aus der Adaption.The Goodness of Lift control shows over the no significant changes during the entire operating period. The realistic Threshold set at 0.08 mm for the required quality of the stroke control is maintained at a considerable distance. The achieved thereby adjustment quality essentially from the base approach used and not from the adaptation.

Zum Vergleich ist auch dargestellt, wie sich die Drift des Stellerverhaltens auf die Güte der Hubsteuerung auswirkt, wenn keine Adaption verwendet wird. In diesem Fall wird die angesetzte Schwelle für die geforderte Güte der Hubsteuerung nach gut 1500 Betriebsstunden überschritten.To the Comparison also shows how the drift of the actuator behavior on the goodness the stroke control affects if no adaptation is used. In In this case, the threshold set for the required quality of the stroke control exceeded after more than 1500 operating hours.

Das Testbeispiel demonstriert im Hinblick auf die deutlich unterschiedlichen Transferfunktionen der baugleichen Steller 30, von denen in diesem Beispiel ausgegangen wurde, zugleich auch die mögliche und vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Adaption zum Ausgleich von Exemplarstreuungen.The test example demonstrates the significantly different transfer functions of the identical controllers 30 , which was assumed in this example, at the same time also the possible and advantageous application of the adaptation according to the invention for the compensation of specimen scattering.

Es ist möglich und fallweise vorteilhaft, die Ausführung der beschriebenen Adaptionsverfahren während des Betriebs eines Stellers 30 beziehungsweise einer damit ausgerüsteten Brennkraftmaschine auf bestimmte Betriebszustände zu beschränken und/oder unterschiedliche Vorgehensweisen – zum Beispiel schnelle oder langsame Adaption – je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen einzusetzen. Auch ist gegebenenfalls eine redundante Auslegung von adaptierbaren Parametern vorteilhaft, wobei nicht alle Parameter zeitgleich in der Betrachtung sind. Beispielsweise können je nach Betriebszustand verschiedene Parametersätze, gegebenenfalls auch auf der Grundlage unterschiedlicher Verfahren, adaptiert werden.It is possible and occasionally advantageous to carry out the adaptation method described during the operation of a controller 30 or to limit an internal combustion engine equipped therewith to certain operating conditions and / or different procedures - for example, fast or slow adaptation - to use depending on the existing operating conditions. Also, if appropriate, a redundant design of adaptable parameters is advantageous, not all parameters being considered simultaneously. For example, depending on the operating state, different parameter sets, possibly also based on different methods, can be adapted.

Die Wahl beziehungsweise der Umfang der den Betriebspunkt charakterisierenden Einflussgrößen ist ebenfalls nicht eingeschränkt. Vorteile ergeben sich bei einer Ausführung, bei der die Veränderungen von Stoffwerten des Öls wie zum Beispiel der Viskosität in die Steuerungsfunktion des Hubs einbezogen werden. Dies ist beispielsweise auf der Basis der Erfassungswerte eines Viskositätssensors (nicht dargestellt) möglich, der im Ölkreislauf des in 1 beschriebenen Systems verbaut wird. In einem solchen Falle werden die beispielsweise durch Alterung und/oder Verschmutzung des Öls im Betrieb bedingten Veränderungen der Viskosität bereits in der Steuerung (ohne Adaption) berücksichtigt, so dass keine Hubfehler daraus entstehen können. Anderenfalls, das heißt ohne Viskositätssensor, ist eine erfindungsgemäße Adaption nötig, um die sonst aus Viskositätsveränderungen resultierenden Hubfehler zu verringern beziehungsweise zu vermeiden.The choice or the extent of the influencing variables characterizing the operating point is likewise not restricted. Advantages arise in an embodiment in which the changes in material properties of the oil, such as viscosity, are included in the control function of the stroke. This is possible, for example, on the basis of the detection values of a viscosity sensor (not shown) which is located in the oil circuit of the in 1 described system is installed. In such a case, the changes in viscosity caused, for example, by aging and / or contamination of the oil during operation are already taken into account in the control (without adaptation) so that no lifting errors can arise therefrom. Otherwise, that is without a viscosity sensor, an adaptation according to the invention is necessary in order to reduce or avoid the lifting errors which otherwise result from viscosity changes.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß – beispielsweise durch das Modul Adaption anhand eines von diesem bewerteten Gütemaßes, wie das Maß wmqf gemäß Gleichung (28) – regelmäßig und/oder zu bestimmten Zeitpunkten geprüft wird, ob eine geforderte Güte beziehungsweise Genauigkeit der Hubsteuerung noch gewährleistet ist. Alternativ oder zusätzlich kann geprüft werden, ob verwendete Adaptionsparameter in vorgegebenen zulässigen Bereichen bleiben. Wenn festgestellt wird, dass das eine oder das andere nicht mehr der Fall ist, beispielsweise weil eine allzu starke Veränderung der Eigenschaften eines Stellers 30 und/oder des zum Betrieb des Stellers verwendeten Hydrauliköls eingetreten ist, dann kann beziehungsweise soll eine Information oder Meldung erzeugt werden, die diesen Sachverhalt anzeigt. Diese Information kann beispielsweise als Diagnoseinformation oder Fehlermeldung in einem Fehlerspeicher abgespeichert und/oder durch Informationsmittel, beispielsweise eine Warnlampe, angezeigt werden. Wenn ein solcher Sachverhalt, gegebenenfalls bei weiterer Prüfung, als kritisch eingestuft wird, kann eine Schutzmaßnahme getroffen werden, beispielsweise durch einen eingeschränkten Betrieb des betreffenden Stellers 30, eine Stilllegung dieses Stellers, oder sogar eine Stilllegung des gesamten Systems.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that - for example, by the module adaptation on the basis of a weighted by this quality measure, as the measure wmqf according to equation (28) - regularly and / or checked at certain times, whether a required quality or accuracy the stroke control is still guaranteed. Alternatively or additionally, it can be checked whether adaptation parameters used remain within predefined permissible ranges. If it is determined that one or the other is no longer the case, for example, because an excessive change in the properties of a writer 30 and / or of the hydraulic oil used to operate the actuator, then or should an information or message be generated which indicates this fact. This information can be stored, for example, as diagnostic information or error message in an error memory and / or displayed by information means, such as a warning lamp. If such a situation is classified as critical, if necessary, on further examination, a protective measure may be taken, for example by a restricted operation of the operator concerned 30 , a decommissioning of this author, or even a shutdown of the entire Sys tems.

In den soweit beschriebenen Ausführungsbeispielen werden vorteilhafte Verfahren der erfindungsgemäßen Hubsteuerung eines hydraulischen Arbeitszylinders 3 angegeben, die von einfachen und effizient realisierbaren Lösungen ohne Rückmeldung des tatsächlich gestellten Hubs, das heißt, von reinen Steuerungen ausgehen. Durch die erfindungsgemäße Ergänzung einer Adaption wird im Weiteren auch das in der Praxis auftretende Problem einer Stellerdrift gelöst, d.h. das Problem von Veränderungen des Stellerverhaltens im Laufe der Zeit.In the exemplary embodiments described so far, advantageous methods of the stroke control according to the invention of a hydraulic working cylinder 3 which is based on simple and efficiently realizable solutions without feedback from the actual hub, that is, from pure controls. The addition of an adaptation according to the invention furthermore also solves the problem of actuator drift that occurs in practice, ie the problem of changes in the actuator behavior over time.

Andererseits hat eine reine Steuerung den Nachteil, daß die für typische Anwendungen des Verfahrens, wie beispielsweise zur Steuerung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, benötigte sehr hohe Stellgenauigkeit des Hubs nur mit beträchtlichem Aufwand bezüglich der Modellierung verschiedener Einflüsse (Druck, Gaskraft und andere), oder gegebenfalls auch gar nicht (zuverlässig) erreichbar ist. Dieses Problem wird auch durch die naturgemäß langsame Adaption nicht gelöst.on the other hand has a pure control the disadvantage that for typical applications of the Method, such as the control of gas exchange valves an internal combustion engine, needed a lot high positioning accuracy of the hub only with considerable effort in terms of Modeling various influences (Pressure, gas power and others), or if not reachable (reliably) is. This problem is not solved by the naturally slow adaptation.

In einer weiteren, vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass Abweichungen des eingestellten Hubs eines Stellers 30 vom gewünschten Wert, d.h. dem Sollhub hSoll, mittels einer schnellen Regelung ausgeglichen werden, die zu einer bereits beschriebenen reinen Steuerung, beispielsweise einer oben genannten Basisfunktion, als modulare Erweiterung hinzugefügt wird. Auch bei dieser Weiterentwicklung kann wieder eine ergänzende Adaption vorgesehen beziehungsweise hinzugefügt werden. Die Adaption kann zum einen dazu dienen, in der bereits angegebenen Weise die Stellgenauigkeit der Basisfunktion auch im Falle einer Stellerdrift sicherzustellen und/oder Exemplarstreuungen auszugleichen. Zum anderen kann auch die in der Weiterentwicklung vorgesehene Regelung durch eine Adaption ergänzt, beziehungsweise als adaptive Regelung ausgestaltet werden. Für die Realisierung entsprechender Weiterbildungen der Erfindung kann auf nach dem Stand der Technik bekannte Lösungen zurückgegriffen werden.In a further advantageous further development of the invention, it is therefore provided that deviations of the set stroke of an actuator 30 from the desired value, ie the desired stroke h desired , be compensated by means of a fast control, which is added to an already described pure control, for example, a basic function above, as a modular extension. Also in this development, a supplementary adaptation can again be provided or added. On the one hand, the adaptation can serve to ensure the positioning accuracy of the basic function in the manner already specified, even in the case of actuator drift, and / or to compensate for specimen scattering. On the other hand, the regulation provided in the further development can also be supplemented by an adaptation or designed as an adaptive control. For the realization of corresponding developments of the invention, recourse may be had to solutions known in the art.

Der primäre Vorteil einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Sinne einer Regelung besteht darin, dass ein festgestellter Fehler der Hubsteuerung eines hydraulischen Arbeitszylinders 3 sehr schnell verringert beziehungsweise kompensiert wird. Damit kann die geforderte Genauigkeit der Hubsteuerung auch dann sichergestellt werden, wenn die reine Steuerung für sich allein nicht in jedem Falle genau genug ist, beziehungsweise wenn zur Begrenzung des Aufwands auf Erweiterungen wie die oben genannte Wellenkorrektur und/oder die genannte Druckschwingungskompensation verzichtet werden soll.The primary advantage of a development of the method according to the invention in the sense of a regulation is that a detected error of the stroke control of a hydraulic working cylinder 3 is reduced or compensated very quickly. Thus, the required accuracy of the stroke control can be ensured even if the pure control by itself is not accurate enough in each case, or should be waived to limit the effort on extensions such as the above-mentioned wave correction and / or said pressure swing compensation.

Des weiteren ist es vorteilhaft, dass eine der Regelung unterlagerte Steuerung – oder "Vorsteuerung" – des Hubs verwendet und insbesondere so ausgeführt wird, daß sie bereits für sich allein eine hohe Genauigkeit aufweist. Auf diese Weise können die Anforderungen an die Stellgenauigkeit selbst in hochdynamischen Betriebspunkten eingehalten werden, das heißt beispielsweise bei einer sehr schnellen Veränderung des Drucks prail im Hochdruckspeicher 13 und/oder bei einem plötzlichen Abschalten oder Zuschalten des Betriebs eines Teils der an dem Hochdruckspeicher 13 angeschlossenen Steller 30 beziehungsweise Arbeitszylinder 3.Furthermore, it is advantageous that a controller under the control - or "precontrol" - the hub used and in particular carried out so that it already has a high degree of accuracy on its own. In this way, the demands on the positioning accuracy can be maintained even in highly dynamic operating points, that is, for example, in a very rapid change in the pressure p rail in the high-pressure accumulator 13 and / or upon a sudden shutdown or engagement of the operation of a portion of the high pressure accumulator 13 connected actuator 30 or working cylinder 3 ,

Besonders vorteilhaft ist die Kombination mit einem bereits beschriebenen Verfahren zur Adaption der Vorsteuerung. Zum einen bleibt in diesem Fall selbst bei einer Veränderung der für den Stellvorgang relevanten Eigenschaften eines Stellers 30 und/oder eines verwendeten Hydrauliköls die Genauigkeit der Vorsteuerung im wesentlichen erhalten und damit die Voraussetzung, daß die Regelung weiterhin – trotz der genannten Veränderungen – die Anforderungen an die Stellgenauigkeit gewährleisten kann. Zum anderen kann – als Option – die von der Regelung in stationären Betriebspunkten gewonnene Information zu den Stellfehlern des Hubs vorteilhaft in das Verfahren der Adaption der Vorsteuerung eingebracht werden.Particularly advantageous is the combination with an already described method for adapting the precontrol. On the one hand, in this case, even if there is a change in the properties of a controller which are relevant for the setting process 30 and / or a hydraulic oil used, the accuracy of the precontrol substantially and thus the condition that the scheme continues - despite the above changes - can ensure the requirements of the positioning accuracy. On the other hand, as an option, the information about the positioning errors of the stroke obtained by the control in stationary operating points can be advantageously introduced into the process of adaptation of the precontrol.

In vielen Fällen kann die Regelung bezüglich der benötigten Rückmeldung zu einem tatsächlich gestellten Hub (hIst) eines Arbeitszylinders 3 von ohnehin, beispielsweise zum Zwecke einer Überwachung oder auch der weiter oben genannten Adaption, vorhandenen Sensoren ausgehen. Wichtig ist dabei, dass ein entsprechender Sensor eine schnelle und genügend genaue Rückmeldung mindestens in bestimmten Betriebszuständen beziehungsweise für bestimmte Bereiche von Steuergrößen wie dem Hub hSoll liefert, so dass die Regelung mindestens unter diesen Voraussetzungen eingesetzt werden kann. Geeignet sind beispielsweise die direkte Erfassung des Stellwegs oder Hubs mittels Stellwegbeziehungsweise Positionssensor, oder die Rekonstruktion des Hubs aus dem Signal eines Differenzdrucksensors, wie weiter oben genannt.In many cases, the control can respect (Is h) of the required response to a stroke actually presented a working cylinder 3 from anyway, for example, for the purpose of monitoring or even the adaptation mentioned above, go out existing sensors. It is important that a corresponding sensor provides a fast and sufficiently accurate feedback at least in certain operating conditions or for certain areas of control variables such as the stroke h Soll , so that the scheme can be used at least under these conditions. Suitable examples are the direct detection of the travel or stroke by Stellwegbeziehungsweise position sensor, or the reconstruction of the stroke from the signal of a differential pressure sensor, as mentioned above.

Für die Realisierung einer Regelung kommt es im vorliegenden Falle darauf an, dass vor oder an einem Berechnungszeitpunkt der Hubsteuerung für einen bevorstehenden Stellvorgang eines Arbeitszylinders 3 aus der Auswertung des entsprechenden Sensorsignals für einen zurückliegenden, idealerweise den letzten, Stellvorgang dieses Arbeitszylinders dessen tatsächlicher Hub bestimmt und mit dem Sollhub dieses zurückliegenden Stellvorgangs verglichen werden kann.For the realization of a control, in the present case, it is important that before or at a calculation time of the stroke control for an imminent setting operation of a working cylinder 3 from the evaluation of the corresponding sensor signal for a past, ideally the last, setting process of this working cylinder whose actual stroke can be determined and compared with the desired stroke of this past positioning process.

Für eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Regelung wird davon ausgegangen, daß zu einem Berechnungszeitpunkt der Hubsteuerung der Isthub hIst_1 des letzten Stellvorgangs, beispielsweise aus dem Signal eines Hubsensors, bestimmt wird. Damit wird die Abweichung vom Sollhub hSoll_1 dieses letzten Stellvorgangs als „Regelfehler" Δh_1 = hSoll_1 – hIst_1 (35)gebildet. Auf der Basis des Regelfehlers Δh_1 berechnet ein Regelalgorithmus eine Korrekturgröße Δtm1, die für eine additive Korrektur der Ausgabegröße tm1_steu einer „Vorsteuerung" verwendet wird. Diese Lösung wird im Folgenden anhand der 25 und 26 weiter ausgeführt.For an exemplary embodiment of the inventions According to the invention control is assumed that at a calculation time of the stroke control of Isthub h Ist_1 the last setting operation, for example, from the signal of a stroke sensor, is determined. Thus, the deviation from the desired stroke h Soll_1 this last adjustment process as a "control error" Δ h_1 = h Soll_1 - H Ist_1 (35) educated. On the basis of the control error Δ h_1 , a control algorithm calculates a correction variable Δtm1 that is used for an additive correction of the output variable t m1_steu of a " feedforward control." This solution is described below with reference to FIG 25 and 26 continue running.

25 zeigt beispielhaft eine entsprechende Realisierung des zentralen Hubsteuerungsmoduls h_to_tm1 gemäß 8, in der die erfindungsgemäße Regelung des Hubs als ein Teilberechnungsmodul „Regelung" ausgeführt ist. Die Vorsteuerung ist als weiteres Teilmodul h_to_tm1_basis vorhanden, das eine der weiter vorne beschriebenen erfindungsgemäßen Lösungen realisiert. Beispielhaft wird dabei wiederum von einer Darstellung der Stellgrößen-Transferfunktion gemäß Gleichung (2) mittels des in Gleichung (10) angegebenen Skalenansatzes ausgegangen; siehe auch 12. Die Ausgabegröße des Moduls h_to_tm1_basis wird als Vorsteuerwert tm1_steu der Ansteuergröße tm1 bezeichnet. Die Ansteuergröße tm1 ergibt sich schließlich durch Addition des vom Modul „Regelung" bestimmten Korrekturwerts Δtm1 gemäß tm1 = tm1_steu + Δtm1. (36) 25 shows an example of a corresponding implementation of the central Hubsteuerungsmodul h_to_tm1 according to 8th The feedforward control is present as a further submodule h_to_tm1_basis, which realizes one of the solutions according to the invention described above. 2) using the scale approach given in equation (10), see also 12 , The output quantity of the module h_to_tm1_basis is referred to as the pre-control value t m1_steu of the control variable t m1 . The control variable t m1 finally results by adding the correction value Δ tm1 determined by the "control" module according to FIG t m1 = t m1_steu + Δ tm1 , (36)

Das Modul h_to_tm1_basis ist in diesem Beispiel gegenüber der in 12 dargestellten Realisierung noch dahingehend erweitert worden, dass es den letzten Sollwert hSoll_1 sowie die aus der letzten zurückliegenden Berechnung der Stellgrößen-Transferfunktion resultierenden Werte tw1, hwa1 und stp1 der Parameter dieser Transferfunktion (in der gewählten beispielhaften Darstellung) ausgibt. Diese Größen werden neben dem wie angegeben bestimmten Istwert hIst_1 des letzten Stellvorgangs, und gegebenenfalls weiteren Eingangsgrößen Ex, in das Modul „Regelung" hineingeführt.The module h_to_tm1_basis in this example is opposite to the one in 12 The realization has been expanded to the effect that it outputs the last desired value h Soll_1 as well as the values tw 1 , hwa 1 and stp 1 resulting from the last previous calculation of the manipulated variable transfer function of the parameters of this transfer function (in the selected exemplary representation). In addition to the actual value h Ist_1 of the last setting process, determined as specified, and optionally further input variables E x , these variables are introduced into the "control" module.

Eine beispielhafte Realisierung des Moduls „Regelung" ist in 26 als Blockdiagramm dargestellt, wobei auf einen bekannten einfachen Regelungsalgorithmus (PI-Regler) zurückgegriffen wird. Dabei wird direkt eingangs des Reglers der Stellfehler Δh_1 entsprechend Gleichung (35) gebildet und mit der Ausgabegröße steigtm1_1 eines Teilmoduls ber_steig_tm1 multipliziert. Das Ergebnis, ein in den Ansteuergrößenbereich transformierter Regelfehler Δt_1, wird über ein Integratorglied aufintegriert. Die nachgeschaltete Multiplikation mit einem vorzugsweise kalibrierbaren Verstärkungsfaktor Ki ergibt den "I-Anteil" der Reglerkorrektur. Ein "P-Anteil" wird als Produkt des transformierten Regelfehlers Δt_1 und einem weiteren vorzugsweise kalibrierbaren Verstärkungsfaktor Kp gebildet.An exemplary realization of the module "control" is in 26 shown as a block diagram, wherein a known simple control algorithm (PI controller) is used. In this case, the setting error Δ h_1 corresponding to equation (35) is formed directly at the input of the controller and multiplied by the output variable rising tm1_1 of a submodule ber_steig_tm1. The result is a transformed into the Ansteuergrößenbereich control error Δ t_1 is integrated over an integrator member. The subsequent multiplication with a preferably calibratable amplification factor Ki yields the "I component" of the controller correction. A "P portion" is formed as a product of the transformed control error Δ t_1 and another preferably calibratable gain Kp.

Die Addition von I-Anteil und P-Anteil liefert den Korrekturwert (Reglereingriff) Δtm1, der wie bereits beschrieben im übergeordneten Modul h_to_tm1 zur Vorsteuergröße Δtm1_steu addiert wird.The addition of the I component and the P component supplies the correction value (controller intervention ) Δtm1 , which, as described above , is added to the pilot control variable Δtm1_steu in the higher-level module h_to_tm1.

Das Teilberechnungsmodul ber_steig_tm1 bestimmt unter Verwendung der Parameter tw1, hwa1 und stp1 die Steigung der Stellgrößen-Transferfunktion tm1(h) für den Betriebspunkt, der durch den Sollwert hSoll_1 sowie die Betriebsgrößen des letzten Stellvorgangs charakterisiert ist. In einer alternativen Ausführung der Teilmodule h_to_tm1_basis und „Regelung" des Moduls h_to_tm1 gemäß 25 kann die Teilberechnung ber_steig_tm1 auch in das Modul h_to_tm1_basis verschoben werden, das dann den Steigungswert steigtm1_1 an das Modul „Regelung" übergibt. Diese funktional äquivalente Ausführung hat den programmtechnischen Vorteil, dass das Modul „Regelung" dann von dem im Modul h_to_tm1_basis verwendeten Berechnungsalgorithmus unabhängig ist.Using the parameters tw 1 , hwa 1 and stp 1, the partial calculation module ber_steig_tm1 determines the slope of the manipulated variable transfer function tm1 (h) for the operating point, which is characterized by the setpoint h Soll_1 and the operating variables of the last setting process. In an alternative embodiment of the submodules h_to_tm1_basis and "Regelung" of the module h_to_tm1 according to 25 The sub-calculation ber_steig_tm1 can also be moved to the module h_to_tm1_basis, which then transfers the slope value tm1_1 to the module "control." This functionally equivalent embodiment has the program advantage that the "control" module is then independent of the calculation algorithm used in the h_to_tm1_basis module is.

Die beispielhaft anhand der 25 und 26 ausgeführte Lösung für die erfindungsgemäße Regelung des Hubs eines hydraulischen Arbeitszylinders 3 kann in vielfältiger Weise modifiziert und/oder erweitert werden. So können beliebige andere Lösungen für die Realisierung der Basisfunktion h_to_tm1_basis verwendet werden, wozu auch die weiter vorne beschriebenen möglichen Erweiterungen wie Druckschwingungskompensation, Wellenkorrektur und andere gehören. Das Modul „Regelung" kann ebenfalls in anderer Weise ausgeführt werden. Entsprechende Alternativen zu dem verwendeten linearen PI-Regler sind nach dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere können auch nicht-lineare und/oder adaptive Regelalgorithmen verwendet werden. Des weiteren kann die Verwendung der Regelung auch auf bestimmte Betriebsphasen beschränkt beziehungsweise an das Vorliegen bestimmter Bedingungen geknüpft werden. Das bedeutet, dass die Regelung bei Vorliegen bestimmter Ausschlußbedingungen abgeschaltet werden kann und die erfindungsgemäße Steuerungsfunktion in diesem Fall als reine Steuerung arbeitet. Des weiteren kann auch gemäß 8 eine erfindungsgemäße Adaption mit den möglichen Ausführungen des Moduls h_to_tm1 kombiniert werden, mittels derer auf die beschriebene Weise eine Regelung des Hubs eines Arbeitszylinders 3 realisiert wird.The example based on the 25 and 26 executed solution for the inventive control of the stroke of a hydraulic working cylinder 3 can be modified and / or expanded in many ways. Thus, any other solutions for the realization of the basis function h_to_tm1_basis can be used, which also includes the possible further extensions described above such as pressure compensation, wave correction and others. Corresponding alternatives to the linear PI controller used are known in the art, and non-linear and / or adaptive control algorithms may be used in particular This means that the control can be switched off in the presence of certain exclusion conditions and the control function according to the invention operates in this case as a pure control system 8th an adaptation according to the invention with the possible embodiments of the module h_to_tm1 be combined by means of which in the manner described a control of the stroke of a working cylinder 3 is realized.

In speziellen Realisierungen der erfindungsgemäßen Steuerungsfunktion innerhalb eines Steuergeräts 31 kann das eine oder andere Berechnungsmodul – ganz oder teilweise – statt als Rechnerprogramm auch in dedizierter digitaler Hardware ausgeführt werden.In special implementations of the control function according to the invention within a control device 31 can do one or the other calculation module - in whole or in part - instead of running as a computer program in dedicated digital hardware.

Des weiteren können in einem solchen Steuergerät 31 neben der Hubsteuerungsfunktion auch weitere, für den Betrieb eines elektrohydraulischen Stellers 30 benötigte respektive bereitgestellte Module oder Funktionen, beispielsweise Funktionen zur Steuerung des Schließvorgangs und/oder zur Überwachung, realisiert sein.Furthermore, in such a control device 31 in addition to the stroke control function also further, for the operation of an electro-hydraulic actuator 30 required respectively provided modules or functions, such as functions for controlling the closing operation and / or monitoring, be realized.

Das Steuergerät 31 kann – ganz oder teilweise – als so genanntes Vor-Ort-Elektronikmodul ausgeführt werden, das beispielsweise an einem Steller 30, oder an einem Druckspeicher 13, oder – im Falle einer eingangs genannten elektrohydraulischen Ventilsteuerung – an einem entsprechenden Zylinderkopf angebaut ist.The control unit 31 can be performed - in whole or in part - as a so-called on-site electronic module, for example, to a controller 30 , or at a pressure accumulator 13 , or - in the case of an aforementioned electrohydraulic valve control - is mounted on a corresponding cylinder head.

Das Steuergerät 31 kann für die Steuerung mehrerer Steller 30 zuständig sein, insbesondere solcher Steller, die an einem gemeinsam genutzten Hochdruckspeicher 13 angeschlossen sind. In einer möglichen und vorteilhaften Ausführung des Steuergeräts 31 kann dabei für jeden einzelnen Steller 30 ein stellerspezifisches Elektronikmodul vorhanden sein, in dem einige oder alle Funktionsmodule, die eine für den Steller 30 spezifische Berechnung durchführen oder das Signal eines dem Steller 30 zugeordneten Sensors, beispielsweise eines Hubsensors, erfassen beziehungsweise verarbeiten, sowie gegebenenfalls einige oder alle Speicherzellen, die individuelle Daten, wie zum Beispiel Adaptionswerte, des Stellers 30 enthalten, integriert sind.The control unit 31 can be used to control multiple controllers 30 be responsible, in particular such controller, connected to a shared high-pressure accumulator 13 are connected. In a possible and advantageous embodiment of the control device 31 can do this for every single person 30 a vendor-specific electronic module may be present in which some or all of the functional modules, one for the controller 30 perform specific calculation or the signal of the actuator 30 associated sensor, for example, a stroke sensor, detect or process, and optionally some or all memory cells, the individual data, such as adaptation values, the actuator 30 included, are integrated.

Besonders vorteilhaft ist eine Integration einiger oder aller genannter Funktionen in einem anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC), der in dem stellerspezifischen Elektronikmodul verbaut wird.Especially advantageous is an integration of some or all of these functions in an application specific circuit (ASIC), which is in the vendor specific Electronic module is installed.

Vorteilhaft ist des weiteren, wenn in einem solchen Elektronikmodul auch entsprechende Bauteile integriert sind, die für die elektrische Ansteuerung eines Stellers 30 beziehungsweise seiner elektrischen Komponenten, zum Beispiel eines Magnetventils MV1, benötigt werden. Dazu gehören unter anderem eine Einheit zur Ansteuersignalgenerierung und eine Endstufe.It is also advantageous if in such an electronic module and corresponding components are integrated, for the electrical control of a controller 30 or its electrical components, for example a solenoid valve MV1, are required. These include, among other things, a drive signal generation unit and an output stage.

In einer besonders bevorzugten Ausführung ist ein solches stellerspezifisches Elektronikmodul, beispielsweise in der Form eines Aufsetzteils, an einem Steller 30 angebaut oder anmontiert. Eine solche Ausführung hat unter anderem den Vorteil, dass die elektrischen Komponenten eines Stellers 30, wie Magnetventile MV1 und MV2 und/oder stellerspezifische Sensoren, unmittelbar mittels einfacher Verbindungselemente mit entsprechenden elektrischen Anschlüssen des Aufsetzteils verbunden werden können. Dadurch werden Leitungen (wie beispielhaft in 1 gezeigt) oder Kabelbäume vermieden, die ansonsten an einen Steller 30, beziehungsweise dessen elektrische Komponenten, heranzuführen wären.In a particularly preferred embodiment, such a vendor-specific electronic module, for example in the form of a Aufsetzteils, at a controller 30 grown or mounted. Such an embodiment has, inter alia, the advantage that the electrical components of a controller 30 how solenoid valves MV1 and MV2 and / or actuator-specific sensors can be directly connected by means of simple connecting elements with corresponding electrical connections of the attachment part. As a result, lines (as exemplified in 1 shown) or harnesses, which otherwise to a controller 30 , or its electrical components, would be introduced.

Alle in den Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen enthaltenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All contained in the drawings, the description and the claims Features can both individually and in any combination with each other invention essential be.

Claims (42)

Verfahren zum Ansteuern einer Steuereinrichtung (MV1, MV2) eines hydraulischen Arbeitszylinders (3) beziehungsweise Stellers (30), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Einlesen eines Sollwerts (hSoll) einer Steuergröße (h), – Ermitteln mindestens eines Betriebsparameters (TOel, pOel), – Berechnen einer Ansteuergröße (tm1) in Abhängigkeit des Sollwerts (hSoll) und des mindestens einen Betriebsparameters (TOel, pOel) mittels einer Stellgrößen-Transferfunktion (tm1 = ftm1 (hSoll; TOel, pOel, Tmot, ...)) mit: ftm1: Stellgrößen-Transferfunktion hSoll: Sollwert der Steuergröße (Sollhub) TOel, pOel: hydraulische Betriebsparameter Tmot, ...: weitere Betriebsparameter und Ausgabe der Ansteuergröße (tm1) an eine Ausgabeeinheit zur Erzeugung eines entsprechenden Ansteuersignals.Method for controlling a control device (MV1, MV2) of a hydraulic working cylinder ( 3 ) or Stellers ( 30 ), characterized by the following method steps: - reading in a setpoint value (h setpoint ) of a control variable (h), - determining at least one operating parameter (T oil , p oil ), - calculating a control variable (t m1 ) as a function of the setpoint value (h setpoint ) and the at least one operating parameter (T Oel , p Oel ) by means of a manipulated variable transfer function (t m1 = f tm1 (h Soll ; T Oel , p Oel , T mot , ...)) with: f tm1 : manipulated variable transfer function h If : desired value of the control variable (setpoint stroke) T oil , p oil : hydraulic operating parameters T mot , ...: further operating parameters and output of the control variable (t m1 ) to an output unit for generating a corresponding control signal. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter (TOel, pOel) und/oder die weiteren Betriebsparameter als skalare Größen definiert sind beziehungsweise durch Einzelwerte, wie beispielsweise einen Momentanwert, einen Mittelwert, und/oder eine momentane oder mittlere zeitliche Veränderung, dargestellt werden.A method according to claim 1, characterized in that the operating parameters (T Oel , p Oel ) and / or the further operating parameters are defined as scalar quantities or by individual values, such as an instantaneous value, an average, and / or a momentary or average time change , being represented. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulischer Betriebsparameter (pOel) als ein effektiver, den Hub eines Arbeitszylinders (3) bestimmender Öldruck definiert ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a hydraulic operating parameter (p oil ) as an effective, the stroke of a working cylinder ( 3 ) Defining oil pressure is defined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulischer Betriebsparameter (TOel) die Temperatur des einem Arbeitszylinder (3) bei einem Hubstellvorgang zufließenden Öls charakterisiert.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a hydraulic operating parameter (T oil ), the temperature of a working cylinder ( 3 ) characterized in a lifting operation of inflowing oil. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktueller Wert einer Stoffgröße, insbesondere der Viskosität, eines zum Betrieb des Arbeitszylinders (3) verwendeten Hydrauliköls bestimmt und als hydraulischer Betriebsparameter verwendet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a current value of a substance size, in particular the viscosity, one for operating the working cylinder ( 3 ) is used and used as a hydraulic operating parameter. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die hydraulischen Betriebsparameter (TOel, pOel) direkt gemessen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the one or more hydraulic operating parameters (T oil , oil ) are measured directly. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die hydraulischen Betriebsparameter (TOel, pOel) aus einem oder mehreren gemessenen Werten (Trail, prail) abgeschätzt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the one or more hydraulic operating parameters (T Oel , P Oel ) are estimated from one or more measured values (T rail , P rail ). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die hydraulischen Betriebsparameter (TOel, pOel) in je einem Kennfeld oder je einer Kennlinie in Abhängigkeit eines oder mehrerer gemessener Werte (Trail, prail), oder daraus berechneter Werte, hinterlegt sind.A method according to claim 7, characterized in that the one or more hydraulic operating parameters (T Oel , p Oel ) stored in a respective characteristic field or a characteristic depending on one or more measured values (T rail , p rail ), or values calculated therefrom are. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Abschätzung des oder der hydraulischen Betriebsparameter (TOel, pOel) aus gemessenen Werten (Trail, prail) weitere Parameter (nmot, tmess, tob, hSoll) berücksichtigt werden.A method according to claim 7 or 8, characterized in that in the estimation of the hydraulic operating parameters (T Oel , p Oel ) from measured values (T rail , P rail ) further parameters (n mot , t mess , t ob , h Soll ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Druckverlust (Strömungsverlust) entlang einer Leitung zu einem Arbeitszylinder (3) und/oder in einem Teil eines Hochdruckspeichers (13) in Abhängigkeit eines mittleren Entnahmevolumenstroms bestimmt und bei der Berechnung eines hubbestimmenden Öldrucks (pOel) berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a mean pressure loss (flow loss) along a line to a working cylinder ( 3 ) and / or in a part of a high pressure accumulator ( 13 ) is determined as a function of a mean withdrawal volume flow and taken into account in the calculation of a stroke-determining oil pressure (p oil ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein örtlich-zeitlicher Verlauf einer Druckwelle beziehungsweise einer Längsschwingung in einem Hochdruckspeicher (13) bestimmt und bei der Berechnung eines hubbestimmenden Öldrucks (pOel) berücksichtigt wird (Wellenkorrektur).Method according to one of the preceding claims, characterized in that a local-temporal course of a pressure wave or a longitudinal vibration in a high-pressure accumulator ( 13 ) and is taken into account in the calculation of a stroke-determining oil pressure (p oil ) (wave correction). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einfluß gleichzeitiger oder zeitlich überlappender Stellvorgänge bestimmt und bei der Berechnung eines hubbestimmenden Öldrucks (pOel) berücksichtigt wird (Überlagerungskorrektur).Method according to one of the preceding claims, characterized in that an influence of simultaneous or temporally overlapping setting operations is determined and taken into account in the calculation of a stroke-determining oil pressure (p Oel ) (overlay correction). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hochfrequente Druckschwingungen, die an einem hochdruckseitigen Anschluß des Arbeitszylinders (3) und/oder innerhalb des Arbeitszylinders (3) während eines Stellvorgangs des Arbeitszylinders auftreten, und die zu Schwingungen im Verlauf der Stellgrößen-Transferfunktion (ftm1) in Abhängigkeit des Sollhubs (hSoll) führen, durch einen vom Sollhub (hSoll) abhängigen oszillierenden Anteil in der Berechnung eines hubbestimmenden Öldrucks (pOel) berücksichtigt werden (Druckschwingungskompensation).Method according to one of the preceding claims, characterized in that high-frequency pressure oscillations, which at a high-pressure side connection of the working cylinder ( 3 ) and / or within the working cylinder ( 3 ) occur during a setting operation of the working cylinder, and which lead to oscillations in the course of the manipulated variable transfer function (f tm1 ) in dependence on the target stroke (h Soll ), by an oscillating component dependent on the desired stroke (h Soll ) in the calculation of a stroke-determining oil pressure ( p oil ) are taken into account (pressure oscillation compensation). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckverlust und/oder eine Wellenkorrektur und/oder eine Überlagerungskorrektur und/oder eine Druckschwingungskompensation nicht bei der Berechnung eines hubbestimmenden Öldrucks (pOel), sondern auf andere Weise, beispielsweise als additive oder multiplikative Korrektur eines Sollwerts (hSoll) vor der Berechnung einer Stellgrößen-Transferfunktion (ftm1), oder als additive oder multiplikative Korrektur einer Ansteuergröße (tm1), berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure loss and / or a wave correction and / or an overlay correction and / or a pressure oscillation compensation not in the calculation of a stroke-determining oil pressure (p oil ), but in other ways, for example as additive or multiplicative Correction of a desired value (h setpoint ) before the calculation of a manipulated variable transfer function (f tm1 ), or as an additive or multiplicative correction of a drive variable (t m1 ), are taken into account. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätzung des oder der Betriebsparameter (TOel, pOel) der Ermittlung der Betriebsparameter (TOel, pOel) zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt der Ansteuerung des Stellglieds (MV1, MV2) dient.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the estimation of the operating parameter or parameters (T Oel , p Oel ) of the determination of the operating parameters (T Oel , P Oel ) at a future time of the control of the actuator (MV1, MV2 ) serves. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätzung des oder der Betriebsparameter (TOel, pOel) mit Hilfe von Mittelwerten, Filterfunktionen, insbesondere eines Tiefpassfilters, und/oder physikalischen Modellen, erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the estimation of the operating parameter (T Oel , p Oel ) by means of averages, filter functions, in particular a low-pass filter, and / or physical models takes place. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterfunktionen oder physikalischen Modelle mit Gedächtnisvariablen arbeiten, und dass die Gedächtnisvariablen bei jeder Abschätzung neu eingelesen und aktualisiert werden.Method according to claim 16, characterized in that that the filter functions or physical models with memory variables work, and that the memory variables at every estimation re-imported and updated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Betriebsparameter (TOel, pOel) durch Mittelwertbildung aus gemessenen Werten (Trail, prail) gebildet beziehungsweise auf der Basis solcher Mittelwerte berechnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating parameter or parameters (T oil , p oil ) are formed by averaging from measured values (T rail , p rail ) or calculated on the basis of such average values. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Störgrößen, insbesondere hydraulische Kräfte oder Reibungskräfte, in Abhängigkeit des oder der Betriebsparameter (TOel, pOel) bestimmt und bei der Ansteuerung des Stellglieds (MV1, MV2) berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that disturbances, in particular hydraulic forces or frictional forces, depending on the or the operating parameters (T oil , p oil ) determined and taken into account in the control of the actuator (MV1, MV2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Betriebsparameter der Stellgrößen-Transferfunktion (ftm1) eine Temperatur einer Brennkraftmaschine (Tmot), eine Motordrehzahl (nmot), und/oder auf einen Kolben (5) beziehungsweise auf ein Gaswechselventil (1) wirkende Gaskräfte berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a further operating parameter of the manipulated variable transfer function (f tm1) a temperature of an internal combustion engine (t mot), engine speed (n mot), and / or on a piston ( 5 ) or to a gas exchange valve ( 1 ) acting gas forces are taken into account. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgrößen-Transferfunktion (tm1 = ftm1 (hSoll; TOel, pOel, Tmot, ...)) durch Kennlinien und/oder Kennfelder dargestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the manipulated variable transfer function (t m1 = f tm1 (h Soll ; T Oel , p Oel , T mot , ...)) is represented by characteristics and / or maps. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgrößen-Transferfunktion (tm1 = ftm1 (hSoll; TOel, pOel, Tmot, ...)) als Parameter-Funktion ausgebildet ist, beziehungsweise auf der Basis mindestens einer Parameter-Funktion berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the manipulated variable transfer function (t m1 = f tm1 (h Soll ; T oil , p oil , T mot , ...)) is designed as a parameter function, or on the basis at least one parameter function is calculated. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter-Funktion einen oder mehrere, insbesondere elementare, Funktionsterme sowie entsprechende Skalierungs-Koeffizienten aufweist, und dass die Skalierungs-Koeffizienten aus den hydraulischen Betriebsparametern (TOel, pOel) und/oder den weiteren Betriebsparametern (Tmot) ermittelt werden.A method according to claim 22, characterized in that the parameter function has one or more, in particular elementary, function terms and corresponding scaling coefficients, and that the scaling coefficients from the hydraulic operating parameters (T Oel , p Oel ) and / or the other Operating parameters (T mot ) are determined. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein elementarer Funktionsterm in der parametrischen Darstellung der Stellgrößen-Transferfunktion als Kennlinie, als Polynom oder als rationale Funktion ausgeführt wird.Method according to claim 23, characterized that an elementary function term in the parametric representation the manipulated variable transfer function is performed as a characteristic, as a polynomial or as a rational function. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wertebereich des Sollhubs (hSoll) in mehrere Abschnitte aufgeteilt wird, und dass die Stellgrößen-Transferfunktion (tm1 = ftm1 (hSoll; TOel, pOel, Tmot, ...)) für jeden dieser Abschnitte separat durch ein Kennfeld, eine Kennlinie oder eine Parameter-Funktion dargestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the range of values of the setpoint stroke (h setpoint ) is subdivided into a plurality of sections, and in that the manipulated variable transfer function (t m1 = f tm1 (h setpoint ; T oil , p oil , T mot , ...)) for each of these sections is represented separately by a map, a characteristic or a parameter function. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgrößen-Transferfunktion (tm1 = ftm1 (hSoll; TOel, pOel, Tmot, ...)) bezüglich des Zusammenhangs zwischen tm1 und hSoll auf einfache Weise invertierbar ist, und dass die Umkehrfunktion (Hub-Transferfunktion) mit den zur Darstellung der Stellgrößen-Transferfunktion verwendeten Kennfeldern, Kennlinien und/oder Funktionstermen und Skalierungskoeffizienten berechenbar ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the manipulated variable transfer function (t m1 = f tm1 (h Soll ; T Oel , p Oel , T mot , ...)) with respect to the relationship between t m1 and h Soll on simple Mode is invertible, and that the inverse function (stroke transfer function) can be calculated with the maps used to represent the manipulated variable transfer function, characteristics and / or function terms and scaling coefficients. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Stellgrößen-Transferfunktion: tm1 = ftm1(h) = HWA/STP fainv (h/HWA) + TWmit: HWA (TOel, pOel, ...): Krümmungsparameter STP (TOel, pOel, ...): Steigungsparameter TW (TOel, pOel, ...): Verzugszeitparameter fainv: invertierte Skalenfunktion.Method according to one of the preceding claims, characterized by the following manipulated variable transfer function: t m1 = f tm1 (h) = HWA / STP fa inv (h / HWA) + TW with: HWA (T Oel , p Oel , ...): Curvature parameter STP (T Oel , p Oel , ...): slope parameter TW (T Oel , p Oel , ...): delay time parameter fa inv : inverted scale function. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die invertierte Skalenfunktion fainv folgende Form hat: fainv = arcoshyp exp. Method according to Claim 27, characterized in that the inverted scale function fa inv has the following form: fa inv = arcoshyp exp. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stellgrößen-Transferfunktion (ftm1) mindestens ein multiplikativer oder additiver Adaptions-Parameter (poffset, tm1_offset, hoffset, hskala) vorgesehen ist, der allgemein beziehungsweise bei Bedarf als Funktion von Betriebsparametern (TOel, pOel), sowie gegebenenfalls als Funktion des Sollhubs (hSoll) oder einer dazu äquivalenten Größe, dargestellt wird; mit: poffset: Druck-Offsetparameter tm1_offset: Ansteuerdauer-Offsetparameter hoffset: Hub-Offsetparameter hskala: Hub-SkalierungsparameterMethod according to one of the preceding claims, characterized in that in the manipulated variable transfer function (f tm1 ) at least one multiplicative or additive adaptation parameter (p offset , t m1_offset , h offset , h scale ) is provided, which is generally or as needed Function of operating parameters (T oil , p oil ), and possibly as a function of the desired stroke (h Soll ) or an equivalent size, is displayed; with: p offset : pressure offset parameter t m1_offset : control duration offset parameter h offset : stroke offset parameter h scale : stroke scaling parameter Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Skalierungsparameter (hskala) in der Form hskala = 1 + Δhskala angegeben wird.A method according to claim 29, characterized in that at least one scaling parameter (h scale ) in the form H scale = 1 + Δ hskala is specified. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein multiplikativer oder additiver Adaptions-Parameter (poffset, tm1_offset, hoffset, hskala, Δhskala) in Abhängigkeit von Betriebsgrößen (TOel, pOel) berechnet wird, und dass die Berechnungsvorschrift oder weitere in der Berechnung verwendete Daten zum Zwecke der Adaption veränderlich sind.Method according to Claim 29 or 30, characterized in that at least one multiplicative or additive adaptation parameter (p offset , t m1_offset , h offset , h scale , Δ h scale ) is calculated as a function of operating variables (T oil , p oil ), and that the calculation rule or other data used in the calculation is variable for the purpose of adaptation. Verfahren nach Anspruch 27, 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein multiplikativer oder additiver Adaptions-Parameter (poffset, tm1_offset, hoffset, hskala, Δhskala) als Kennfeld in Abhängigkeit von Betriebsgrößen (TOel, pOel) dargestellt oder unter Verwendung mindestens eines solchen Kennfeld berechnet wird, und dass die Daten des Kennfelds zum Zwecke der Adaption veränderlich sind.Method according to Claim 27, 28 or 29, characterized in that at least one multiplicative or additive adaptation parameter (p offset , t m1_offset , h offset , h scale , Δ h scale ) is used as a characteristic field as a function of operating variables (T oil , p oil ) is calculated or calculated using at least one such map, and that the data of the map for the purpose of adaptation are variable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein tatsächlicher Wert (hIst) der Steuergröße (h) direkt oder indirekt erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an actual value (h actual ) of the control variable (h) is detected directly or indirectly. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß (F) für die Abweichung des tatsächlichen Werts (hIst) vom Soll-Wert (hSoll) der Steuergröße (h) eines individuellen Arbeitszylinders (3) gebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a measure (F) for the deviation of the actual value (h actual ) from the desired value (h setpoint ) of the control variable (h) of an individual working cylinder ( 3 ) is formed. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines oder mehrerer Werte der Abweichung (F), die für jeweilige Stellvorgänge eines Arbeitszylinders (3) bestimmt werden, sowie möglicherweise in Abhängigkeit der für diese Stellvorgänge geltenden Werte der Betriebsparameter (TOel, pOel) und/oder der weiteren Parameter (Tmot) und/oder der Sollhübe (hSoll), ein oder mehrere Adaptions-Parameter (poffset, tm1_offset, hoffset, hskala) für diesen Arbeitszylinder (3) individuell adaptiert werden.A method according to claim 34, characterized in that depending on one or more values of the deviation (F), which for respective actuating operations of a working cylinder ( 3 ), and possibly, depending on the values of the operating parameters (T Oel , p Oel ) and / or the further parameters (T mot ) and / or the desired strokes (h setpoint ), one or more adaptation parameters ( p offset , t m1_offset , h offset , h scale ) for this working cylinder ( 3 ) are adapted individually. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass ein spezieller Betriebszustand und/oder eine spezielle Betriebsweise eines Arbeitszylinders (3) beziehungsweise einer damit ausgerüsteten Maschine hergestellt oder verwendet werden, um Abweichungen (F) für gegebene Werte der hydraulischen Betriebsparameter (TOel, pOel) und/oder der weiteren Betriebsparameter (Tmot) und/oder des Sollhubs (hSoll) des Arbeitszylinders (3) bestmöglich feststellen zu können.A method according to claim 34, characterized in that a special operating state and / or a special mode of operation of a working cylinder ( 3 ) or a machine equipped therewith, to produce deviations (F) for given values of the hydraulic operating parameters (T Oel , P Oel ) and / or the further operating parameters (T mot ) and / or the desired stroke (h Soll ) of the working cylinder ( 3 ) in the best possible way. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aktuell für einen Stellvorgang eines Arbeitszylinders (3) durchgeführte Berechnung der Ansteuergröße (tm1) eine Teilberechnung enthält, die eine auf der Grundlage der Abweichungen (F) eines oder mehrerer zurückliegender Stellvorgänge arbeitende Regelung der Steuergröße (h) des Arbeitszylinders (3) realisiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the respective current for a setting operation of a working cylinder ( 3 ) carried out a calculation of the control variable (t m1 ) comprises a partial calculation, which operates on the basis of the deviations (F) of one or more previous adjusting operations control of the control variable (h) of the working cylinder ( 3 ) realized. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage der Abweichungen (F) eines oder mehrerer zurückliegender Stellvorgänge, und/oder auf der Grundlage der Veränderungen von Adaptions-Parametern (poffset, tm1_offset, hoffset, hskala), eine Diagnose- oder Fehlerinformation erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that on the basis of the deviations (F) of one or more preceding actuating operations, and / or on the basis of the changes of adaptation parameters (p offset , t m1_offset , h offset , h scale ) , a diagnostic or error information is generated. Computer-Programm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung eines der vorstehenden Verfahren geeignet ist.Computer program, characterized in that to carry it out one of the above methods is suitable. Computer-Programm nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speichermedium abspeicherbar ist.Computer program according to claim 39, characterized that it can be stored on a storage medium. Steuergerät (31), insbesondere zur Steuerung eines oder mehrerer hydraulischer Arbeitszylinder (3) beziehungsweise Steller (30), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung eines der vorstehenden Verfahren geeignet ist.Control unit ( 31 ), in particular for controlling one or more hydraulic power cylinders ( 3 ) or Steller ( 30 ), characterized in that it is suitable for carrying out one of the above methods. Steuergerät (31), insbesondere zur Steuerung eines oder mehrerer hydraulischer Arbeitszylinder (3) beziehungsweise Steller (30), dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem oder mehreren Teilen besteht, von denen mindestens eines in direkter Nähe zu einem hydraulischen Steller (30) angebracht ist, beziehungsweise zusammen mit einem hydraulischen Arbeitszylinder (3) oder Steller (30), und/oder mit einem Hochdruckspeicher (13), und/oder mit anderen Teilen eines elektrohydraulischen Stellsystems zu einer integrierten mechatronischen Einheit (Mechatronik-Modul) zusammengesetzt ist.Control unit ( 31 ), in particular for controlling one or more hydraulic power cylinders ( 3 ) or Steller ( 30 ), characterized in that it consists of one or more parts, at least one of which is in close proximity to a hydraulic actuator ( 30 ), or together with a hydraulic cylinder ( 3 ) or Steller ( 30 ), and / or with a high-pressure accumulator ( 13 ), and / or is combined with other parts of an electro-hydraulic actuating system to form an integrated mechatronic unit (mechatronic module).
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