DE102005002443B4 - Method for controlling a hydraulic actuator and control unit - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Ansteuern eines hydraulischen Stellers (30), gekennzeichnet
durch folgende Verfahrensschritte:
– Erfassen eines auf der Hochdruckseite
(13, 11, 9) eines hydraulischen Stellers (30) herrschenden Drucks
(prail_0) an einem ersten Referenzzeitpunkt
(t = tR0),
– Prädiktion eines zu Beginn eines
Stellvorgangs (t = tob) auf der Hochdruckseite
(13, 11, 9) des hydraulischen Stellers (30) herrschenden Drucks
(prail_ob) unter Berücksichtigung von in einem ersten
Prädiktionsintervall
(Δtpräd),
welches am ersten Referenzzeitpunkt (t = tR0)
beginnt und mit Beginn des Stellvorgangs (t = tob)
endet, auftretenden Druckänderungen
im hydraulischen System (13, 11, 9), und
– Berechnen der Ansteuerdauer
(tm1) eines ersten Steuerventils (MV1) mindestens
in Abhängigkeit
eines Sollhubs (hSoll) des Stellers (30)
und des zu Beginn des Stellvorgangs (t = tob)
auf der Hochdruckseite (13, 11, 9) des hydraulischen Stellers (30)
herrschenden Drucks (prail_ob).Method for controlling a hydraulic actuator (30), characterized by the following method steps:
Detecting a pressure prevailing on the high-pressure side (13, 11, 9) of a hydraulic actuator (30) (p rail_0 ) at a first reference time (t = t R0 ),
Prediction of a pressure (p rail_ob ) prevailing at the beginning of a setting process (t = t ob ) on the high-pressure side (13, 11, 9) of the hydraulic actuator (30) taking into account in a first prediction interval (Δt pred ), which is at the first prediction interval Reference time (t = t R0 ) begins and ends with the beginning of the setting process (t = t ob ), occurring pressure changes in the hydraulic system (13, 11, 9), and
Calculating the actuation duration (t m1 ) of a first control valve (MV1) at least as a function of a set stroke (h setpoint ) of the actuator (30) and on the high-pressure side (13, 11, 9) at the beginning of the setting process (t = t ob ) the hydraulic actuator (30) prevailing pressure (p rail_ob ).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Stellers, insbesondere eines hydraulischen Stellers zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Steuergerät nach dem nebengeordneten Anspruch.The The invention relates to a method for controlling a hydraulic Stellers, in particular a hydraulic actuator for actuating a Gas exchange valve of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1 and a controller according to the sibling Claim.
Anwendungshintergrund solcher hydraulischer 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 hydraulic 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 allow an 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 Ventilsteuerungen, wie sie
z. B. aus der
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.
Ferner
ist aus der
Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterbildung der bereits beschriebenen Lösungen dar. Die besondere Herausforderung und zentrale Aufgabe besteht darin, eine neue und vorteilhafte Methode und Vorrichtung zur Berechnung eines hubbestimmenden Öldrucks (pOel) anzugeben, mit der die geforderte Genauigkeit der Hubsteuerung eines hydraulischen Stellers speziell auch in solchen Fällen sichergestellt werden kann, in denen ein mittlerer Öldruck (prail) in einem Hochdruckspeicher (Rail) mit potentieller hoher Dynamik verstellt werden kann, wobei dieser Druckspeicher die Hilfsenergie zum Betrieb des hydraulischen Stellers bereitstellt.The present invention provides a development of the solutions already described. The particular challenge and central task is to provide a new and advantageous method and apparatus for calculating a stroke-determining oil pressure (p oil ), with the required accuracy of the stroke control of a hydraulic actuator specifically can also be ensured in such cases, in which a mean oil pressure (p rail ) can be adjusted in a high-pressure accumulator (rail) with potential high dynamics, this pressure accumulator provides the auxiliary power to operate the hydraulic actuator.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Ansteuern eines hydraulischen Stellers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst. These Task is with a method for driving a hydraulic Stellers with the features of claim 1 and with control unit with the Characteristics of claim 19 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass ein auf der Hochdruckseite eines hydraulischen Stellers herrschender Druck zu einem ersten Referenzzeitpunkt, beispielsweise auf der Basis eines aktuellen Erfassungswerts, bestimmt, und davon ausgehend ein zu Beginn eines Stellvorgangs (Ausführungszeitpunkt) auf der Hochdruckseite des hydraulischen Stellers herrschender Druck prädiziert wird, wobei diese Prädiktion eine im so genannten Prädiktionsintervall eintretende hochdruckseitige Druckänderung abschätzt. Das Prädiktionsintervall beginnt in diesem Fall zum genannten ersten Referenzzeitpunkt, beziehungsweise dem letzten zurückliegenden Erfassungszeitpunkt, und endet mit dem Ausführungszeitpunkt des Stellvorgangs. Des weiteren ist vorgesehen, dass die Ansteuerdauer (tm1) eines ersten Steuerventils (MV1) des hydraulischen Stellers mindestens in Abhängigkeit eines Sollhubs (hSoll) des Stellers und eines hubbestimmenden Öldrucks (pOel) berechnet wird, in dessen Bestimmung der prädizierte Wert des zu Beginn des Stellvorgangs auf der Hochdruckseite des Stellers herrschende Drucks eingeht.In the method according to the invention, it is provided that a pressure prevailing on the high-pressure side of a hydraulic actuator determines pressure at a first reference time, for example based on a current detection value, and, based thereon, on the high-pressure side of the hydraulic actuator prevailing at the beginning of an actuating process (execution time) Pressure is predicted, this prediction occurring in the so-called prediction high pressure side Estimates pressure change. In this case, the prediction interval begins at the named first reference time, or at the last past acquisition time, and ends with the execution time of the adjustment. Furthermore, it is provided that the actuation duration (t m1 ) of a first control valve (MV1) of the hydraulic actuator is calculated at least as a function of a setpoint stroke (h setpoint ) of the actuator and a stroke-determining oil pressure (p oil ) in whose determination the predicted value of the at the beginning of the adjustment on the high pressure side of the actuator prevailing pressure is received.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, zu einem Berechnungszeitpunkt, beispielsweise dem ersten Referenzzeitpunkt, der gegebenenfalls deutlich vor dem Beginn (Ausführungszeitpunkt) des eigentlichen Stellvorgangs liegt, den zu Beginn des Stellvorgangs im Hochdruckspeicher herrschenden Druck vorherzusagen. Diese Prädiktion gelingt unter Berücksichtigung der zum ersten Referenzzeitpunkt messbaren Werte, insbesondere des Raildrucks, und in Kenntnis der im genannten (ersten) Prädiktionsintervall vorliegenden beziehungsweise auftretenden Einflüsse, beispielsweise andere Stellvorgänge oder die Fördermenge der Hochdruckpumpe, die zu Druckänderungen im Hochdruckspeicher führen.With the method according to the invention Is it possible, at a calculation time, for example the first reference time, if necessary, clearly before the start (execution time) of the actual Stellvorgangs is the ruling at the beginning of the adjustment process in the high-pressure accumulator Predict pressure. This prediction succeeds considering the values measurable at the first reference time, in particular the rail pressure, and in the knowledge of the (first) prediction interval present or occurring influences, for example, other actuating processes or the flow rate the high pressure pump, causing pressure changes in the high-pressure accumulator lead.
Selbst bei sehr schnellen und starken Veränderungen des Drucks im Rail, die beispielsweise durch entsprechende Ansteuerung einer Hochdruckpumpe herbeigeführt werden können und die in typischen Anwendungsfällen auch auftreten, ist die Güte der erfindungsgemäßen Druckprädiktion sehr gut. Dadurch wird die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Hubsteuerung stark verbessert, ohne dass zusätzliche Sensoren erforderlich würden oder besonders hohe Anforderungen an ein Steuergerät bezüglich Rechenleistung und Speicherplatz gestellt werden.Even with very fast and strong changes in the pressure in the rail, for example, by appropriate control of a high-pressure pump brought can be and in typical applications also occur is the goodness of inventive pressure prediction very well. As a result, the accuracy of the stroke control according to the invention greatly improved without any additional Sensors would be required or particularly high demands on a control unit with regard to computing power and storage space.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung berücksichtigt die Abschätzung der Druckänderungen im Hochdruckspeicher die während des Prädiktionsintervalls ablaufenden Stellvorgänge von weiteren hydraulischen Stellern, die an dem Hochdruckspeicher angeschlossen sind, beziehungsweise die für diese Stellvorgänge benötigten Ölmengen.at an advantageous embodiment considered the invention the estimate the pressure changes in high-pressure storage during of the prediction interval expiring settlements of other hydraulic actuators connected to the high-pressure accumulator are connected, or required for these adjustments oil quantities.
Dabei werden in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die für einen Öffnungsvorgang beziehungsweise Schließvorgang benötigten Ölmengen gemäß der jeweiligen Veränderung von stellerinternen Volumina berechnet, die durch einfache Formeln in Abhängigkeit des eingestellten Hubs (h) und der Geometrie des Stellers darstellbar sind.there be in a further advantageous embodiment of the method according to the invention the for an opening process or closing process required quantities of oil according to the respective change calculated by internal volumes of the volume, by simple formulas dependent on the set stroke (h) and the geometry of the actuator can be displayed are.
Zur Verbesserung der erfindungsgemäßen Prädiktion kann des weiteren für einen Stellvorgang auch eine so genannte „Vorspannmenge" (QVorspann) berücksichtigt werden. Dies ist diejenige Ölmenge, die benötigt wird, um einen ersten Arbeitsraum des hydraulischen Stellers auf einen Gleichgewichtsdruck, typischerweise etwa die Hälfte des im Hochdruckspeicher herrschenden Drucks, zu bringen.In order to improve the prediction according to the invention, a so-called "biasing quantity" (Q bias ) can also be taken into account, which is the amount of oil required to bring a first working space of the hydraulic actuator to an equilibrium pressure, typically about half of that in the high-pressure accumulator prevailing pressure to bring.
Bei
einer einfachen, beispielhaft betrachteten Konstruktion weist ein
hydraulischer Steller einen Arbeitszylinder und einen darin beweglichen
Kolben mit zwei unterschiedlich großen Wirkflächen auf, einer oberen Fläche (Aob) und einer unteren Fläche (Aunt).
Die für
das Öffnen
beziehungsweise Schließen des
Stellers benötigten Ölmengen
können
in diesem Beispiel mit den folgenden einfachen Formeln berechnet
werden:
Als weiterer Einfluß, der zu einer Abnahme des Drucks im Hochdruckspeicher führt, kann eine Leckage, beispielsweise in Form eines mittleren Leckagevolumenstroms, berücksichtigt werden, wobei die gesamte Leckagemenge im Prädiktionsintervall sich als Produkt der Länge dieses Zeitintervalls und dem aktuell bestimmten Wert des Leckagevolumenstroms ergibt.When further influence, which leads to a decrease in the pressure in the high-pressure accumulator can a leakage, for example in the form of a mean leakage volume flow, considered with the total amount of leakage in the prediction interval as Product of length this time interval and the currently determined value of the leakage volume flow results.
Durch diese programmtechnisch einfach zu beherrschenden Berechnungsvorschriften ist es möglich, die Ölmengen, welche vor allem durch Stellvorgänge im ersten Prädiktionsintervall aus dem Hochdruckspeicher abgeführt werden, zu berechnen und in einem weiteren Schritt die daraus resultierenden Druckabsenkungen zu quantizifieren. Dadurch ist ein erster wesentlicher Schritt für eine ausreichend genaue Prädiktion des Öldrucks zum Beginn des Stellvorgangs getan.By These programmable easy-to-control calculation rules Is it possible, the quantities of oil, which mainly by Stellvorgänge in the first prediction interval removed from the high-pressure accumulator be calculated, and in a further step the resulting To quantify pressure drops. This is a first essential step for a sufficiently accurate prediction the oil pressure done at the beginning of the setting process.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden bei der Berechnung der während des Prädiktionsintervalls auftretenden Druckänderungen die Fördermenge beziehungsweise der Fördervolumenstrom einer Hochdruckpumpe und eventuelle Änderungen dieses Fördervolumenstroms berücksichtigt, die beispielsweise durch die Veränderung einer Ansteuerung, das heißt, durch eine Verstellung dieser Pumpe herbeigeführt werden.In Another advantageous embodiment of the invention will be in the Calculation of during the prediction interval occurring pressure changes the flow rate or the delivery volume flow a high pressure pump and any changes in this flow rate considered, for example, through the change a control, that is, be brought about by an adjustment of this pump.
Auf diese Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine vollständige Mengenbilanz des Hochdruckspeichers während des gesamten ersten Prädiktionsintervalls aufgestellt. Ausgehend von dem zum ersten Referenzzeitpunkt bestimmten, beispielsweise gemessenen Druck im Hochdruckspeicher ist damit eine ausreichend genaue Prädiktion des Öldrucks im Hochdruckspeicher, beziehungsweise des hubbestimmenden Öldrucks (pOel), für den Ausführungszeitpunkt eines betrachteten Stellvorgangs möglich.In this way, in the method according to the invention, a complete mass balance of the high-pressure accumulator is set up during the entire first prediction interval. Starting from the time of the first reference, For example, measured pressure in the high pressure accumulator is thus a sufficiently accurate prediction of the oil pressure in the high-pressure accumulator, or the stroke-determining oil pressure (p oil ), possible for the execution time of a considered setting process.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die während des ersten Prädiktionsinvervalls auftretenden Änderungen des Fördervolumenstroms der Hochdruckpumpe in Abhängigkeit einer Ansteuerung (tastv) dieser Pumpe ermittelt werden. Insbesondere wird dabei von einer Ansteuerung durch einen Druckregler ausgegangen, der in Abhängigkeit eines Soll-Drucks und eines Ist-Drucks im Hochdruckspeicher sowie eines aktuellen Volumenstrombedarfs eine solche Ansteuerung (tastv) bestimmt.In further advantageous embodiment of the method according to the invention is provided during the of the first prediction interval occurring changes the delivery volume flow the high pressure pump in dependence a control (Tastv) of this pump can be determined. In particular, will assuming a control by a pressure regulator, in dependence a desired pressure and an actual pressure in the high-pressure accumulator and of a current volume flow requirement such a control (tastv) certainly.
Dadurch ist es erfindungsgemäß möglich, die während des ersten Prädiktionsintervalls auftretenden Änderungen des Fördervolumenstroms der Hochdruckpumpe, die beispielsweise durch eine Abweichung des zum ersten Referenzzeitpunkt bestimmten Ist-Drucks von einem zum ersten Referenzzeitpunkt vorbekannten Soll-Druck verursacht werden, in die Prädiktion des Öldrucks einfließen zu lassen. Dadurch wird die Genauigkeit der Prädiktion des Öldrucks weiter verbessert.Thereby is it possible according to the invention while of the first prediction interval occurring changes the delivery volume flow the high pressure pump, for example, by a deviation of the at the first reference time determined actual pressure from one to first reference time previously known target pressure caused into prediction the oil pressure flow in allow. This will increase the accuracy of the prediction of the oil pressure further improved.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Regler der Hochdruckpumpe als PI-Regler ausgebildet. Dieser Reglertyp ist für die genannte Regelung der Fördermenge der Hochdruckpumpe geeignet und regelungstechnisch einfach beherrschbar.In Advantageous embodiment of the method according to the invention is the controller the high-pressure pump designed as a PI controller. This controller type is for the said control of the flow rate the high-pressure pump suitable and easily controllable control technology.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Umrechung der für Stellvorgänge benötigten und verbrauchten Ölmengen, und/oder der Fördermenge der Hochdruckpumpe während des ersten Prädiktionsintervalls, in die entsprechenden Druckänderungen des Hochdruckspeichers in Abhängigkeit von einer Stoffgröße (Elastizität) des Öls und einem effektiven Volumen erfolgt, in das insbesondere das Volumen des Hochdruckspeichers sowie der damit verbundenen Leitungen eingeht. Die Elastizität wird dabei in Abhängigkeit von Druck und Temperatur des Arbeitsmediums bestimmt. Dadurch kann eine auf den Betriebspunkt bezogene Umrechnung der benötigten Ölmengen beziehungsweise der Fördemenge in Druckänderungen vorgenommen werden, was die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter erhöht.In further advantageous embodiment of the method according to the invention it is envisaged that the conversion of the quantities of oil required and used for and / or the flow rate of High pressure pump during the first prediction interval, into the corresponding pressure changes the high-pressure accumulator in dependence of a substance size (elasticity) of the oil and a effective volume takes place, in particular the volume of the High-pressure accumulator and the associated lines received. The elasticity is dependent on determined by pressure and temperature of the working medium. This can a conversion of the required oil quantities based on the operating point or the promotion amount in pressure changes be made, which further improves the accuracy of the method according to the invention elevated.
Schließlich kann eine weitere Verbesserung der Prädiktion des hubbestimmenden Öldrucks (pOel) eines Stellvorgangs dadurch erzielt werden, dass weitere hydraulische Effekte, wie beispielsweise Druckschwingungen oder räumlich-zeitlich lokalisierte Druckänderungen (Pulse) im Hochdruckspeicher, ermittelt beziehungsweise prädiziert werden. In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zur Berücksichtigung eines solchen Effekts, beispielsweise einer Druckschwingung, eine Korrekturgröße vorgesehen, die in Abhängigkeit des Betriebspunkts aus einem Kennfeld mit empirisch ermittelten Daten ausgelesen wird.Finally, a further improvement in the prediction of the stroke-determining oil pressure (p oil ) of a setting process can be achieved by determining or predicating further hydraulic effects, such as pressure oscillations or spatially-temporally localized pressure changes (pulses) in the high-pressure accumulator. In particularly advantageous embodiments of the method according to the invention, a correction variable is provided for the consideration of such an effect, for example a pressure oscillation, which is read out as a function of the operating point from a characteristic map with empirically determined data.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiter verbessert werden, wenn zum ersten Referenzzeitpunkt noch weitere Betriebsgrößen des hydraulischen Stellers, wie beispielsweise die Temperatur im Hochdruckspeicher und/oder eine Messgröße für die Einstellung der Hochdruckpumpe, erfasst werden, und wenn diese weiteren Betriebsgrößen zur Prädiktion des Drucks und/oder zum Berechnen der Ansteuerdauer des ersten Steuerventils benutzt werden. Dabei können die weiteren Betriebsgrößen durch einen Mittelwert aus mehreren Messwerten oder eine Einzelwertmessung gewonnen werden.The inventive method can be further improved if at the first reference time still further operating variables of hydraulic actuator, such as the temperature in the high-pressure accumulator and / or a measure of the adjustment the high pressure pump, are detected, and if these other operating variables for prediction the pressure and / or to calculate the driving time of the first control valve to be used. It can the other company sizes an average of several measured values or a single value measurement be won.
Um die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bei Veränderungen der Eigenschaften von Komponenten oder des Hydrauliköls sicherzustellen oder zu verbessern, kann der erfindungsgemäße Prädiktionsalgorithmus laufend adaptiert werden, ausgehend von festgestellten Fehlern der Prädiktion, das heißt, Abweichungen eines prädizierten Werts von einem entsprechenden gemessenen Wert.Around the accuracy of the method according to the invention even with changes to ensure the properties of components or hydraulic oil or to improve, the inventive prediction algorithm may be running be adapted on the basis of detected errors of the prediction, this means, Deviations of a predicted value from a corresponding measured value.
In weiterer Ergänzung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dazu vorgesehen sein, dass ein zu einem zweiten Referenzzeitpunkt im Hochdruckspeicher herrschender Druck unter Berücksichtigung der in einem zweiten Prädiktionsintervall, welches am ersten Referenzzeitpunkt beginnt und am zweiten Referenzzeitpunkt endet, auftretenden Druckänderungen in diesem Speicher berechnet wird, dass der Druck im Hochdruckspeicher zum zweiten Referenzzeitpunkt gemessen wird, und das durch den Vergleich des am zweiten Referenzzeitpunkt gemessenen Drucks mit dem für diesen Zeitpunkt prädizierten Druck ein Prädiktionsfehler ermittelt wird.In further supplement the method according to the invention can be provided that at a second reference time in the high-pressure accumulator prevailing pressure taking into account the in a second prediction interval, which starts at the first reference time and at the second reference time ends, occurring pressure changes in this memory it is calculated that the pressure in the high-pressure accumulator is measured at the second reference time, and by the comparison of the pressure measured at the second reference time with that for this Timing predicted pressure a prediction error is determined.
Durch die Ermittlung des Prädiktionsfehlers ist die Güte des Prädiktionsverfahrens quantizifierbar und es kann in weiterer vorteilhafter Ergänzung das erfindungsgemäße Verfahren in Abhängigkeit dieses Prädiktionsfehlers adaptiert werden. Dazu ist es bisweilen nur erforderlich, einzelne Parameter von Teilberechnungen, wie beispielsweise eine Zeitkonstante eines dynamischen Modells der Pumpe, oder Daten einer betriebspunktabhängigen Berechnung eines Leckagevolumenstroms, entsprechend anzupassen.By the determination of the prediction error is the goodness of the prediction procedure quantizifiable and it may be in a further advantageous addition, the inventive method dependent on this prediction error be adapted. For this it is sometimes only necessary, individual Parameters of sub-calculations, such as a time constant a dynamic model of the pump, or data of an operating point-dependent calculation a leakage volume flow, adjust accordingly.
Im Ergebnis ist es durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, Abweichungen des für den Ausführungszeitpunkt eines Stellvorgangs prädizierten Drucks von dem tatsächlich zu diesem Zeitpunkt auftretenden Druck auf eine vernachlässigbare Größenordnung zu begrenzen.As a result, it is possible by the application of the method according to the invention, Abwei tions of the pressure predicted for the execution time of a setting operation from the actual pressure occurring at that time to a negligible order of magnitude.
Dies ist ohne zusätzlichen Aufwand an Sensorik und ohne ein – bezüglich Speicher oder Rechenleistung – besonders leistungsstarkes Steuergerät möglich, so dass das erfindungsgemäße Verfahren einen breiten Anwendungsbereich hat.This is without additional Expenditure on sensors and without one - in terms of memory or computing power - especially powerful control unit possible, so that the inventive method has a broad scope.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind den nachfolgenden Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in den Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further Advantages and advantageous embodiment of the invention are the following Drawings, the description and the claims can be removed. All described in the drawings, the description and the claims Features can both individually and in any combination with each other invention essential be.
Zeichnungendrawings
Es zeigen:It demonstrate:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
In
Betätigt wird
das Gaswechselventil
Die
genannten Komponenten sind in typischen Ausführungen eines Stellers
Der
Arbeitszylinder
Der
Kolben
Wenn
der erste Arbeitsraum
Das
Hydraulikfluid im ersten Arbeitsraum
Im
zweiten Arbeitsraum
In
einer ebenfalls vorteilhaften alternativen Ausführung des hydraulischen Stellers
kann der Arbeitszylinder
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.
Der
Hochdruckspeicher
In
dem Abschnitt
Zwischen
dem ersten Arbeitsraum
Im
Hochdruckspeicher
Wenn,
wie in
Die
dazu erforderliche Kraft wird dadurch bereitgestellt, dass der zweite
Arbeitsraum
Zum Öffnen des
Gaswechselventils
Infolge
dessen öffnet
das Gaswechselventil
Das
in
Nachfolgend
sollen anhand eines in
In
Zunächst soll auf die Wahl der Berechnungszeitpunkte eingegangen werden. Es versteht sich von selbst, dass die Steuerung der Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine synchronisiert mit der Drehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ablaufen muss. Bei einem Viertakt-Verfahren bedeutet dies in Bezug auf einen einzelnen Zylinder, dass sich prinzipiell alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle entsprechende gleichartige Steuerungsvorgänge wiederholen. Bei einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine muss für jeden Zylinder prinzipiell der gleiche wiederholte Steuerungsvorgang vorgenommen werden, wobei der einzige Unterschied zwischen der Ansteuerung verschiedener Zylinder darin besteht, dass bezogen auf die Drehung der Kurbelwelle die Ansteuerung der Gaswechselventile verschiedener Zylinder zeitversetzt zueinander erfolgt.First of all on the choice of calculation times. It understands itself that controls the gas exchange valves of a Internal combustion engine synchronized with the rotation of the crankshaft the internal combustion engine must drain. In a four-stroke process means this in relation to a single cylinder, that in principle every two revolutions of the crankshaft corresponding similar Repeat control operations. In a multi-cylinder internal combustion engine must in principle for each cylinder the same repeated control operation be made, wherein the only difference between the control of different cylinders It is that based on the rotation of the crankshaft the Control of the gas exchange valves of different cylinders with a time delay to each other.
Infolge
dessen wird beispielsweise bei einem Vierzylinder-Viertaktmotor alle
180° Kurbelwinkel eine
entsprechende Berechnung der benötigten
Ansteuergrößen für die Ansteuerung
eines Gaswechselventils
In
Zum
Zeitpunkt tR0 wird in diesem Beispiel die Ansteuerung
eines ersten Gaswechselventils
Die
Zeitspanne zwischen Berechnungszeitpunkt tR0 und
Ausführungszeitpunkt
tob stellt ein einleitend bereits genanntes
Prädiktionsintervall
dar, dessen Länge
mit Δtpräd bezeichnet
wird. Dabei ist in diesem Fall ohne Beschränkung der Allgemeinheit angenommen,
dass zum Berechnungszeitpunkt eine aktuelle Messung des Raildrucks
erfolgt. Der letzte zurückliegende
Erfassungzeitpunkt t0 fällt also mit tR0 zusammen.
Im Falle, dass t0 vor tR0 liegt,
verlängert sich
das Prädiktionsintervall
entsprechend. Der so zum Referenzzeitpunkt tR0 bestimmte
aktuelle Raildruck ist in
Die
Aufgabe der erfindungsgemäßen, zum Zeitpunkt
tR0 durchgeführten Druckprädiktion
besteht im wesentlichen darin, den Raildruck prail_ob für den Ausführungszeitpunkt
tob des Stellvorgangs, Hubkurve
In
dem in
Es
sei betont, dass die in diesem Beispiel gezeigte Situation, dabei
insbesondere die nicht unerhebliche Länge des Prädiktionsintervalls zwischen den
Zeitpunkten tR0 und tob,
einen für
eine Motorsteuerung typischen Sachverhalt darstellen. Die Berechnungszeitpunkte
müssen
hinsichtlich ihres festen Bezugs zur Stellung der Kurbelwelle nämlich früh genug gewählt werden,
um die notwendigen Berechnungen auch für einen frühesten gewünschten Beginn eines Stellvorgangs
rechtzeitig durchführen
zu können. Diese
Betrachtung muß dabei
eine für
die Berechnungen benötigte
Rechenzeit sowie die maximal mögliche
Drehzahl der Kurbelwelle mit einbeziehen. Dem Nachteil des langen
Prädiktionsintervalls
steht dabei aber der Vorteil einer möglichst gleichmäßigen und
hohen Auslastung eines im Steuergerät
Wie
bereits gesagt, werden also die Berechnungen, die zur Steuerung
der Hubkurve
Dazu
zählt insbesondere
die Berechnung einer Ansteuergröße (Ansteuerdauer)
tm1 für
das erste Magnetventil MV1 des betreffenden Stellers
Der
zeitliche Verlauf des Drucks im genannten (ersten) Prädiktionsintervall
zwischen dem ersten Referenzzeitpunkt TR0 und
dem Öffnungsbeginn
des Gaswechselventils zum Zeitpunkt tob ist
durch drei Phänomene
charakterisierbar:
Erstens ist dem oberen Diagramm von
First is the upper diagram of
Während nämlich das
erste Steuerventil MV1 des Stellers
Zum
Zeitpunkt tsb2 wird das zweite Gaswechselventil
Ziel des erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun, ausgehend von dem Messwert Prail_0, der zum ersten Referenzzeitpunkt tR0 erfasst wird, den zu Beginn der Öffnung des ersten Gaswechselventils zum Zeitpunkt tob herrschenden Druck Prail_b ZU berechnen beziehungsweise zu prädizieren.The aim of the method according to the invention is, starting from the measured value P rail_0 , which is detected at the first reference time t R0 , to calculate or predict the pressure P rail_b ZU prevailing at the beginning of the opening of the first gas exchange valve at the time t ob .
Dazu
ist es erforderlich, eine Mengenbilanz für das gesamte Speichervolumen
des Hochdruckspeichers
Des
weiteren kann in vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
auch noch die Veränderung
der Elastizität
des Öls,
beziehungsweise einer effektiven Volumenelastizität des gesamtem
Speichers, mit dem sich ändernden
Druck prail berücksichtigt werden. In die Volumenelastizität, das heißt, den
Proportionalitätsfaktor
zwischen Mengenänderung
und Druckänderung,
geht insbesondere der Effekt eines mit dem Hochdruckspeicher
Da
in dem Steuergerät
Dabei
kann die für
einen Öffnungsvorgang während des
ersten Prädiktionsintervalls Δtpräd verbrauchte Ölmenge gemäß der weiter
vorne bereits genannten Formel berechnet werden:
QVorspann ist die oben bereits erläuterte Vorspannmenge.
Die Fläche
Aob ist die Wirkfläche des Kolbens
In ähnlicher
Weise kann, wie oben bereits angegeben, die für das Schließen eines
Gaswechselventils benötigte Ölmenge berechnet
werden:
Es
versteht sich von selbst, dass die Darstellung gemäß
Nachfolgend
wird anhand der
Das
Verfahren beginnt in einem Block „Start" zu einem ersten Berechnungszeitpunkt,
beispielsweise zum Zeitpunkt t = tR0. In
einem folgenden Block
In
einem Block
In
einem Block
In
einem Block
Ausgehend
von dem für
den Zeitpunkt t = tR0 bestimmten, beispielsweise
gemessenen Wert prail_0 des mittleren Drucks
im Hochdruckspeicher
In
einem Block
In
einem Block
Anhand
der
Bei
der erfindungsgemäßen Berechnung
der Ansteuergröße tm1 wird der Zusammenhang
Der Parameter pOel wird vom Funktionsmodul ber_p_Oel berechnet. Um ein genaues Ergebnis für den auf h = hSoll einzustellenden Hub zu erzielen, müßten bei der Berechnung der Ansteuerzeit tm1 nach Gleichung (3) die Werte der Parameter zum Ausführungszeitpunkt tob des betrachteten Stellvorgangs verwendet werden, die zum Berechnungszeitpunkt, beispielhaft zu einem Zeitpunkt tR0, jedoch noch unbekannt beziehungsweise nicht meßbar sind.The parameter p Oel is calculated by the function module ber_p_Oel. To an accurate result for to achieve at h = h setpoint adjusted stroke would, in the calculation of the activation time t m1 according to equation (3) the values of the parameters at execution time t be used whether the observed setting operation, the time of calculation, by way of example to a Time t R0 , but still unknown or not measurable.
Die
Bestimmung des Drucks pOel beruht daher
erfindungsgemäß auf einer
Prädiktion,
die im wesentlichen schon vermöge
der Prädiktion
eines mittleren Raildrucks prail_ob zum
Zeitpunkt tob gelingt. In einer beispielhaften
Ausführung
des Funktionsmoduls ber_p_Oel, dargestellt in
Ein
weiteres Modul ber_p_Oel_puls_korr ist für die Bestimmung einer additiven
Korrekturgröße pOel_puls_korr zuständig, in der die oben bereits
genannten Effekte von Pulsationen im Hochdruckspeicher
Die
Berechnung der Größe pOel_puls_korr im Funktionsmodul ber_p_Oel_puls_korr
kann sich beispielsweise auf empirisch in Abhängigkeit des Betriebspunktes
bestimmte Werte stützen,
die zum Beispiel in tabellarischer Form im elektronischen Steuergerät abgelegt
werden. Alternativ kann eine physikalische Beschreibung basierend
auf den ursächlichen Einflüssen – das heißt Volumenentnahmen
bei Ventilereignissen sowie Volumenzufluß gemäß dem von der Hochdruckpumpe
Bei großem effektivem Railvolumen oder beim Einsatz eines Federspeichers kann die geforderte Genauigkeit der Hubsteuerung manchmal auch ohne Berücksichtigung dieser Korrektur, d.h. mit pOel_puls_korr = 0, erreicht werden. In diesem Fall kann das Modul ber_p_Oel_puls_korr entfallen.In the case of a large effective rail volume or the use of a spring accumulator, the required accuracy of the stroke control can sometimes also be achieved without consideration of this correction, ie with p Oel_puls_korr = 0. In this case, the module ber_p_Oel_puls_korr can be omitted.
In
der Ausführung
gemäß
Die
Korrekturgrößen pOel_h_komp und POel_puls_korr werden
wie in
Nachfolgend wird ein wesentlicher Teil der Erfindung, nämlich die Gestaltung des Funktionsmoduls ber_p_präd beschrieben. Diesem Funktionsmodul obliegt es, die bei stärkeren Veränderungen des Raildrucks in kurzer Zeit ansonsten – bei einer Verwendung veralteter Druckinformation – entstehenden Hubfehler mittels einer Prädiktion dieser Druckveränderung zu verringern beziehungsweise zu vermeiden.following becomes an essential part of the invention, namely the design of the functional module ber_p_präd described. This functional module is responsible for the stronger changes rail pressure in a short time otherwise - when using obsolete Pressure information - resulting lifting error by means of a prediction this pressure change to reduce or avoid.
Entscheidender
Aspekt ist dabei die Einbeziehung der im elektronischen Steuergerät
Zum anderen verändert sich der mittlere Raildruck durch den Zufluß von Öl seitens der Hochdruckpumpe, wobei die Bilanz aus diesem Zufluß und dem Abfluß durch die Stellvorgänge für die insgesamt eintretende Veränderung des mittleren Raildrucks maßgebend ist.To the changed others the average rail pressure is due to the inflow of oil from the high-pressure pump, the balance of this inflow and outflow through the adjustments for the total change the average rail pressure prevail is.
Der
Volumenstrom wpump der Hochdruckpumpe
Beispielhaft kann das Funktionsmodul als PI-Regler ausgeführt werden, der auf der Basis einer Differenzbildung eines Vorgabewertes pSoll für den mittleren Raildruck und des mittels Raildrucksensor erfaßten Istwertes pist, sowie auf der Basis eines mittleren Volumenstrombedarfs wBedarf der gerade anstehenden Ventilstellereignisse, das jeweils aktuell benötigte Tastverhältnis tastv bestimmt. Gegebenenfalls wird auch der letzte Wert des Tastverhältnisses tastv in diese Berechnung einbezogen.By way of example, the functional module as a PI controller can be executed, the on the basis of a difference formation of a preset value p target for the average rail pressure and the actual value detected by the rail pressure sensor is p, and on the basis of a mitt Requirement of the currently pending valve actuator events, which determines the currently required duty cycle, probv. If necessary, the last value of the duty cycle is also included in this calculation.
Beispielhaft
wird angenommen, daß die
Berechnungen der Funktionsmodule der Pumpenregelung (
Basierend
auf der Kenntnis der Ansteuergröße tastv
der Hochdruckpumpe
Um
diesen Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens
zu illustrieren, sind in der
Zum
zweiten wird eine aus der Ansteuerung tastv resultierende Stellgröße pwsr
der Pumpe im mittleren Diagramm der
Weiter
ist im oberen Diagramm der
Die
in
Entsprechend wird in Bezug auf den aktuellen Zeitpunkt – hier tR0 – der Suffix "alt" bzw. "neu" verwendet, um die Zuordnung zum jeweils letzten bzw. zum aktuellen Berechnungsschritt für die betreffende Größe anzudeuten. Im Fall von pswr handelt es sich dabei um eine zu schätzende beziehungsweise zu prädizierende Größe, bei tastv um eine Ausgabe- bzw. Ansteuergröße, wie bereits beschrieben.Accordingly, the suffix "old" or "new" is used with respect to the current time - here t R0 - to indicate the assignment to the last or the current calculation step for the respective size. In the case of pswr, this is a variable to be estimated or predicted, and in the case of palv, an output or control variable, as already described.
Änderungen
der Ansteuerung der Hochdruckpumpe
Das
Modul modPSW aus
Die beiden Zeitparameter Ttot und TV können als Funktion des Öldrucks prail und der Öltemperatur Trail und/oder des Pumpenstellwegs pswr betrachtet werden. Technisch können diese Abhängigkeiten in der Steuereinheit beispielsweise in tabellarischer Form mittels Kennfeldern oder Kennlinien dargestellt werden.The two time parameters T tot and T V can be considered as a function of the oil pressure p rail and the oil temperature T rail and / or the pump travel path pswr. Technically, these dependencies can be represented in the control unit, for example in tabular form by means of maps or curves.
In
der beispielhaften Ausführung
der Funktion ber_p_präd
ist eine in
Das
beispielhaft verwendete Modell des Zeitverhaltens der Pumpe geht,
wie schon gesagt, im wesentlichen von einem Tiefpaß erster
Ordnung aus. Dieser Tiefpass wird für die beispielhafte Ausführung des
Moduls ber_pswr als Übertragungsfunktion „pt1_schritt" für einen
variablen Zeitschritt dt in einer mehrfach ausführbaren Darstellung realisiert,
programmtechnisch zum Beispiel als eine Prozedur (subroutine). Das
Blockdiagramm in
In
der Darstellung des Moduls ber_pswr gemäß
In
einer analogen weiteren Teilberechnung des Moduls ber_pswr wird
ausgehend von dem Zwischenwert pswrzw die
unter der Einwirkung der neuen Ansteuerung tastvneu der
Hochdruckpumpe
In
einem letzten Teilschritt der Berechnung ber_pswr,
Der
in
Des
weiteren wird vereinfachend die Annahme getroffen, daß tob von tRO aus nicht
weiter in der Zukunft liegt als die Zeitspanne Δtsync +
Ttot, wobei die Synchrozeit Δtsync als Differenz der kurbelwellensynchronen
Zeitmarken tR1 – tRO definiert
ist und somit zur Drehzahl des Motors invers proportional ist. Diese Voraussetzung
ist in praktischen Fällen
durch entsprechende Gestaltung der Berechnungen für Ventilstellvorgänge, speziell
für die
hier betrachtete Steuerung des Hubes, erfüllbar. Der allgemeine Fall
einer weiter in die Zukunft reichenden Prädiktion kann jedoch ebenfalls,
auf die gleiche Weise wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, behandelt werden. Dazu
werden weitere Teilschritte "pt1_schritt" wie in
Analog gelingt die hier darzustellende Prädiktion des Raildrucks ppräd = Prail_0 auch für eine ebenfalls mögliche, weiter oben erwähnte zeitsynchrone Ausführung des Funktionsmoduls "Pumpenregler", indem gegebenenfalls eine größere Zahl von Teilschritten "pt1_schritt" und "pt1_integ" betrachtet, sowie Ausgabewerte tastv des Pumpenreglers im Prädiktionsintervall näherungsweise vorausberechnet werden.Analogously, the prediction of the rail pressure p pred = P rail_0 which is also possible here also succeeds for a likewise possible time-synchronous execution of the function module "pump controller" mentioned above, possibly by considering a larger number of substeps "pt1_step" and "pt1_integ", as well as output values Pump controller in the prediction interval are approximately calculated in advance.
Für weitere
Teilberechnungen des Funktionsmoduls ber_p_präd aus
In
Dabei
kann die bei dieser Rechnung nötige Übertragung
von pswr zu wpump gemäß der oben – ohne Einschränkung der
Allgemeinheit – getroffenen Annahme
(siehe
Der
in
Um
die Bilanz der Zuflüsse
und Abflüsse
von Öl
für das
Hochdruckrail zu komplettieren, ist ein weiteres in
Die
Berechnung ber_abfluß entspricht
dem Schritt
Nach
der Berechnung der Volumenzuflüsse und
-Abflüsse,
die an jedem kurbelwellensynchronen Berechnungszeitpunkt erfolgt,
wird in einem anschließenden,
ebenfalls zum erfindungsgemäßen Funktionsmodul
ber_p_präd
gehörenden
Berechnungsschritt Q_to_p die Umrechnung von Ölvolumina in Druckänderungen
beziehungsweise resultierende Drücke
vorgenommen. Im Ablaufdiagramm von
Ausgehend
vom Raildruck prail_0 zum Zeitpunkt tR0 und den für das Prädiktionsintervall bis tob vorab berechneten Ölmengen Qzu_präd und
Qab_präd wird
dabei der Druck ppräd – in diesem Falle als Schätzwert für den (mittleren)
Raildruck zum Zeitpunkt tob – berechnet.
Damit ist Schritt
In
anschließenden
Berechnungen, die dem Schritt
In
einer zweiten analogen Ausführung
des Funktionsmoduls Q_to_p kann auf Basis der ebenfalls vorab berechneten Ölmengen
Qzu_tast und Qab_tast (siehe
In
Der
Verlauf von psoll ist ebenfalls in
In
In
diesem hochdynamischen Szenario wird vermöge der erfindungsgemäßen Prädiktion
des Öldrucks
eine sehr hohe Güte
der Hubsteuerung erreicht. Dies ist an den in
Demgegenüber ergeben
sich in demselben Szenario deutliche Hubfehler, wenn auf die erfindungsgemäße Druckprädiktion
im Rahmen der Hubsteuerung verzichtet wird. Die in diesem Fall resultierenden
relativen Hubfehler sind in
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005002443A DE102005002443B4 (en) | 2005-01-19 | 2005-01-19 | Method for controlling a hydraulic actuator and control unit |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005002443A1 DE102005002443A1 (en) | 2006-07-27 |
DE102005002443B4 true DE102005002443B4 (en) | 2006-12-21 |
Family
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Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE102005002443B4 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105134697A (en) * | 2015-10-21 | 2015-12-09 | 武汉科技大学 | Raspberry-Pi-based digital intelligent electrohydraulic servo controller |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2540221T3 (en) * | 2011-06-27 | 2015-07-09 | Ludwig Ehrhardt Gmbh | Pressure medium system, in particular hydraulic system |
CN103967762B (en) * | 2013-02-01 | 2016-03-16 | 陈镇汉 | A kind of compressor tolerance regulates hydraulic actuator |
DE102014200591A1 (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for determining an injection pressure and motor vehicle |
DE102016111696A1 (en) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Method for operating the fuel supply system of an internal combustion engine |
DE102016212537A1 (en) * | 2016-07-08 | 2017-05-11 | Continental Automotive Gmbh | Prediction method for predicting an angle-dependent pressure profile in a high-pressure rail and driving method for driving an injector |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10127205A1 (en) * | 2001-06-05 | 2002-09-05 | Bosch Gmbh Robert | Non-camshaft control of gas changing valve in an IC engine, has hydraulic working cylinder operating valve with feed line, control valve has integrated adjustable throttle for altering flow resistance to feed line |
DE10130232A1 (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Method and system for controlling and / or regulating a pressure |
DE10134644A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-02-06 | Bosch Gmbh Robert | Electro-hydraulic valve control |
-
2005
- 2005-01-19 DE DE102005002443A patent/DE102005002443B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10127205A1 (en) * | 2001-06-05 | 2002-09-05 | Bosch Gmbh Robert | Non-camshaft control of gas changing valve in an IC engine, has hydraulic working cylinder operating valve with feed line, control valve has integrated adjustable throttle for altering flow resistance to feed line |
DE10130232A1 (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Method and system for controlling and / or regulating a pressure |
DE10134644A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-02-06 | Bosch Gmbh Robert | Electro-hydraulic valve control |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105134697A (en) * | 2015-10-21 | 2015-12-09 | 武汉科技大学 | Raspberry-Pi-based digital intelligent electrohydraulic servo controller |
CN105134697B (en) * | 2015-10-21 | 2018-02-13 | 武汉科技大学 | A kind of digital intelligent Electronic-hydraulic Servo Controller based on Raspberry Pi |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102005002443A1 (en) | 2006-07-27 |
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