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Die
Erfindung betrifft ein Adaptionsverfahren für eine Ventilkennlinie eines
ansteuerbaren Ventils eines Hydraulikkreises eines Getriebes eines
Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Einrichtung
zur Ansteuerung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen
des Anspruchs 5.
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Aus
der
DE 40 33 132 A1 ist
ein Verfahren zur Bestimmung einer Ventilkennlinie eines ansteuerbaren
Ventils eines Hydraulikkreises eines automatischen Getriebes eines
Kraftfahrzeugs bekannt. Das Ventil wird mit einem pulsweitenmodulierten
Signal angesteuert. Die Ventilkennlinie bildet den Zusammenhang
zwischen dem Ansteuersignal in Form einer relativen Einschaltdauer
des pulsweitenmodulierten Ansteuersignals und dem sich einstellenden Druck
am Ausgang des Ventils ab. Zur Messung des genannten Drucks ist
ein kontinuierlicher Drucksensor vorgesehen. Für die Bestimmung der Ventilkennlinie
werden verschiedene Einschaltdauern eingestellt und der sich daraus
ergebende Druck gemessen und gespeichert. Die vollständige Ventilkennlinie wird
anschließend
in einer Steuerungseinrichtung des Getriebes abgelegt. Sofern schon
eine Ventilkennlinie gespeichert war, wird diese durch die neu bestimmte
Ventilkennlinie überschrieben.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Adaptionsverfahren für eine Ventilkennlinie
und eine Einrichtung zur Ansteuerung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs
vorzuschlagen, mittels welchen kostengünstig eine wirklichkeitsgetreue
Ventilkennlinie bestimmt werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe
durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch
eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist ein
Druckschalter vorgesehen, mittels welchem ein Erreichen einer Druckschwelle
durch einen überwachten
Druck erfassbar ist. Im Gegensatz zu einem kontinuierlichen Drucksensor,
mittels welchem der Wert des auf den Drucksensor wirkenden Drucks
kontinuierlich gemessen werden kann, kann mit einem Druckschalter
nur das Über-
oder Unterschreiten einer festen Druckschwelle erfasst werden. Das
Ausgangssignal eines Druckschalters kann zwei Zustände annehmen,
wobei der Zustand beim Über-
oder Unterschreiten der Druckschwelle wechselt. Der Wert der Druckschwelle
kann durch den Aufbau des Druckschalters festgelegt werden. Es ist
ebenfalls möglich,
dass die Druckschwelle am Druckschalter vor dem Einbau in das Getriebe einstellbar
ist. Darüber
hinaus kann eine Hysterese zwischen dem Wechsel des Ausgangssignals
zwischen Über-
und Unterschreiten der Druckschwelle vorgesehen sein.
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Der überwachte
Druck ist ein Druck in einem dem Ausgang des Ventils zugeordneten
Teil des Hydraulikkreises. Das Ventil ist insbesondere als Regelmagnetventil
ausgeführt.
Bei dem Druck kann es sich also direkt um den Druck am Ausgang des
Ventils handeln. Es kann aber auch ein Druck überwacht werden, der aus dem
Druck am Ausgang des Ventils abgeleitet wird, beispielsweise kann
der überwachte Druck
durch Verstärkung
durch einen Regel- oder Verstärkungsschieber
aus dem Druck am Ausgang des Ventils abgeleitet werden. Es ist nicht
zwingend notwendig, dass die Druckwerte des überwachten Drucks in der Ventilkennlinie
direkt abgelegt sind. Der überwachte
Druck kann sich auch aus dem Druck aus der Ventilkennlinie, beispielsweise
durch Multiplikation mit einem Verstärkungsfaktor, ergeben.
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Bei
Erreichen der Druckschwelle, also beim Wechsel des Ausgangssignals
des Druckschalters, wird geprüft,
ob der sich aus der Druckschwelle und dem aktuellen Ansteuersignal
des Ventils ergebende Punkt auf der Ventilkennlinie liegt. In diesem
Fall stimmt das theoretisch notwendige Ansteuersignal mit dem tatsächlich notwendigen
Ansteuersignal überein
und eine Adaption bzw. Anpassung der Ventilkennlinie ist nicht notwendig.
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Falls
der genannte Punkt nicht auf der Ventilkennlinie liegt, so wird
die Ventilkennlinie so verändert,
dass ein Abstand zwischen dem genannten Punkt und der Ventilkennlinie
kleiner wird.
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Da
ein Abgleich mit einem gemessenen Druck stattfindet, kann damit
wird erreicht werden, dass die Ventilkennlinie sehr genau die tatsächlichen Verhältnisse
zwischen dem Ansteuersignal und dem sich einstellenden Druck repräsentiert.
Da Druckschalter im Vergleich zu kontinuierlichen Drucksensoren
erheblich billiger sind, kann dies sehr kostengünstig erreicht werden. Damit
können Änderungen im
Betriebsverhalten des Ventils oder auch eventuell zwischen Ventil
und Druckschalter angeordneter hydraulischer Bauelemente, wie beispielsweise
Verstärkungsschieber,
ausgeglichen werden.
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Die
Ventilkennlinie ist in einer Steuerungseinrichtung des Getriebes
insbesondere so abgelegt, dass einzelne Stützstellen der Ventilkennlinie
gespeichert werden und zwischen den Stützstellen interpoliert wird.
Die Veränderung
der Ventilkennlinie kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die
gesamte Ventilkennlinie, also alle Stützstellen verschoben werden.
Es ist aber auch möglich,
dass nur Stützstellen
in der Umgebung des genannten Punktes verschoben werden. Die Ventilkennlinie
kann so verschoben werden, dass nach der Adaption der genannte Punkt
auf der Ventilkennlinie liegt. Es ist aber auch möglich, dass
die Ventilkennlinie nur ein Stück in
Richtung des genannten Punkts verschoben wird. Die genaue Art der
Adaption ist hier nicht weiter von Interesse. Der Fachmann wird
aus ihm bekannten Adaptionsverfahren im Einzelfall ein geeignetes
auswählen.
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Es
ist nicht erforderlich, dass die Adaption bei jedem Über- oder Unterschreiten
der Druckschwelle durchgeführt
wird. Die Durchführung
kann von weiteren Parametern, wie beispielsweise einer Temperatur
des Getriebeöls
oder einer Zeit ab Motorstart abhängig sein. Beispielsweise kann
die Adaption erst oberhalb einer Temperaturuntergrenze, die beispielsweise
zwischen 80 und 90°C
betragen kann, und unterhalb einer Temperaturobergrenze, die beispielsweise
zwischen 130 und 140°C
betragen kann, ausgeführt
werden. Es ist ebenfalls möglich,
dass für verschiedene
Temperaturbereiche verschiedene Ventilkennlinien gespeichert werden,
die dann einzeln adaptiert werden.
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Ebenso
ist es auch möglich,
dass die Adaption nur durchgeführt
wird, wenn der Abstand des genannten Punktes von der Ventilkennlinie
innerhalb eines festlegbaren Bereichs liegt.
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Das
Getriebe kann beispielsweise als ein automatisches Getriebe mit
mehreren gekoppelten Planetensätzen,
als ein stufenloses Getriebe, ein automatisiertes Stufengetriebe
oder als ein Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt sein.
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In
Ausgestaltung der Erfindung wird bei Erreichen der Druckschwelle
ein Vergleich zwischen der Druckschwelle und dem sich beim aktuellen
Ansteuersignal aus der Ventilkennlinie ergebenden Soll-Druck durchgeführt. Bei
einer Abweichung zwischen der Druckschwelle und dem Soll-Druck wird die
Ventilkennlinie so verändert,
dass die Abweichung kleiner wird. Dies ermöglicht eine besonders einfache
Umsetzung des Adaptionsverfahrens.
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In
Ausgestaltung der Erfindung steuert das Ventil ein Schaltelement,
wie beispielsweise eine Lamellenkupplung oder Lamellenbremse an.
Durch das Schließen
und Öffnen
der Schaltelemente des Getriebes können verschiedene Übersetzungen
im Getriebe eingestellt werden. Der für die Adaption notwendige Druckschalter
ist in einer Zuleitung des Schaltelements angeordnet. Das bedeutet,
dass zwischen Druckschalter und dem Schaltelement kein weiteres
hydraulisches Bauteil, wie beispielsweise ein Verstärkungsschieber,
angeordnet ist. Eine reproduzierbare Druckansteuerung der Schaltelemente
ist eine wichtige Voraussetzung für die Sicherstellung einer
konstant guten Schaltqualität.
Durch die Platzierung des Druckschalters möglichst nahe am Schaltelement
kann der dort herrschende Druck direkt überwacht werden. Bei der Adaption
der Ventilkennlinie werden so alle beteiligten hydraulischen Bauelemente
berücksichtigt.
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In
Ausgestaltung der Erfindung steuert das Ventil eine Kupplung an,
wobei unter Kupplung in diesem Zusammenhang auch eine Bremse zu
verstehen ist. Die Druckschwelle des Druckschalters ist so gewählt, dass
der sich bei Erreichen der Druckschwelle an der Kupplung einstellende
Druck im Bereich um einen Druckwert liegt, der einem Druck am Ende
eines Füllens
der Kupplung entspricht. Damit eine Kupplung ein Drehmoment übertragen
kann, muss auf einen Betätigungskolben
ein Druck wirken. Bevor ein derartiger Druck wirken kann, muss ein dem
Betätigungskolben
zugeordneter Druckraum mit Getriebeöl gefüllt werden. Gegen den Druck
des Getriebeöls
wirkt eine Rückdruckfeder,
deren Betätigungskraft überwunden
werden muss, bevor die Kupplung beginnt, ein Drehmoment zu übertragen. Die
Füllphase
ist abgeschlossen, wenn auf den Betätigungskolben ein Druck wirkt,
der eine der Federkraft entsprechende Kraft aufbringt. Steigt ausgehend
von diesem Druck der Druck auf den Betätigungskolben weiter an, so
beginnt die Kupplung ein Drehmoment zu übertragen. Der Bereich, in
dem die Druckschwelle insbesondere liegt, kann sich von dem genannten Druck
beispielsweise 0,5 bar nach oben und unten erstrecken.
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Für komfortable
Schaltungen ist es besonders wichtig, den Druck am Ende der Füllphase
genau einzustellen. Durch die genannte Wahl der Druckschwelle kann
die Ventilkennlinie in diesem Bereich besonders genau adaptiert
werden, was dann zu einer sehr genauen Druckeinstellung in diesem Bereich
führt.
Damit werden sehr komfortable Schaltungen im Getriebe ermöglicht.
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Die
Ansteuerqualität
des Getriebes ist besonders hoch, wenn jedem Schaltelement ein Druckschalter
zugeordnet ist. Falls jedes Schaltelement von einem separaten Ventil
angesteuert wird, ist damit jedem Ventil ein eigener Druckschalter
zugeordnet. Es ist aber auch möglich,
dass ein Ventil mehrere Schaltelemente ansteuert oder auch ein Schaltelement
von mehr als einem Ventil angesteuert wird.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der
Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
Einrichtung zur Ansteuerung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs
und
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2 eine
Ventilkennlinie eines Ventils der Einrichtung.
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Gemäß 1 verfügt eine
Einrichtung zur Ansteuerung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs über eine
Pumpe 10, welche von einer nicht dargestellten Antriebsmaschine
angetrieben wird. Die Pumpe 10 fördert ein Betriebsmedium in
Form von Getriebeöl
aus einem Tank 11 in eine Arbeitsdruckleitung 12 und
erzeugt damit in der Arbeitsdruckleitung 12 einen Arbeitsdruck.
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Die
Arbeitsdruckleitung 12 ist mit einem Konstantdruckventil 13 verbunden.
Das Konstantdruckventil 13 erzeugt an seinem Ausgang 14 und
damit in der Versorgungsdruckleitung 15 einen konstanten Druck
von beispielsweise 5 bar. Die Versorgungsdruckleitung 15 ist
mit Versorgungsanschlüssen 16, 17 einer
Kombination von Ventilen 18, 19 verbunden. Die
Ventile 18, 19 sind als Elektromagnetventile ausgeführt.
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Die
Ventile 18 und 19 werden von einer Steuerungseinrichtung 20 mit
einem Ansteuersignal angesteuert. Die Steuerungseinrichtung 20 stellt
dabei jeweils einen Soll-Ventilstrom
durch Spulen 21, 22 der Ventile 18, 19 ein.
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Die
Steuerungseinrichtung 20 ist über eine Ansteuerleitung 26 mit
der Spule 21 des Ventils 18 verbunden. Mittels
eines in der Spule 21 erzeugten Magnetfelds kann ein Anker 27 des
Ventils 18 bewegt werden. Zwischen dem Anker 27 und
einem Ventilsitz 28 ergibt sich ein Übertrittsquerschnitt 29 von
einem Druckraum 30, welcher mit dem Versorgungsanschluss 16 verbunden
ist, zu einem Tankabfluss 31. Durch Bewegung des Ankers 27 kann
der Übertrittsquerschnitt 29 verändert und
so der Soll-Druck im Druckraum 30 und damit am Ausgang 23 des
Ventils 18 eingestellt werden. Die Einstellung eines Soll-Drucks am Ausgang 24 des
Ventils 19 läuft
entsprechend ab.
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Die
Ausgänge 23, 24 sind über jeweils
eine Steuerdruckleitung 32, 33 mit jeweils einem
Regelventil 34, 35 verbunden, wobei der Druck
am Ausgang 23, 24 der Ventile 18, 19 als
Steuerdruck für
die Regelventile 34, 35 dient. Die Regelventile 34, 35 sind
außerdem über Arbeitsdruckanschlüsse 36, 37 mit
der Arbeitsdruckleitung 12 verbunden.
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Die
Regelventile 34, 35 verstärken den Steuerdruck, so dass
an Ausgängen 38, 39 der
Regelventile 34, 35, welche über jeweils eine Ausgangsdruckleitung 40, 41 mit
jeweils einem Stellzylinder 42, 43 zweier Kupplungen 46, 47 des
Automatikgetriebes verbunden sind, ein verstärkter Steuerdruck zur Verfügung steht.
Mittels einer Ansteuerung der Ventile 18, 19 und
der Verstärkung
des Steuerdrucks durch die Regelventil 34, 35 können die
Kupplungen von der Steuerungseinrichtung 20 des Automatikgetriebes
geschlossen und geöffnet
werden. Um die Kupplung 46 zu schließen, muss Getriebeöl über die
Ausgangsdruckleitung 40 in einen Druckraum 48 der Kupplung 46 zugeführt werden.
Der sich im Druckraum 48 aufbauende Druck bewirkt eine
Kraft auf einen Betätigungskolben 49,
der die Kupplung 46 gegen die Kraft einer Rückdruckfeder 50 schließt. Zum Schließen der
Kupplung 46 muss daher zuerst in einer so genannten Füllphase
der Druckraum 48 mit Getriebeöl so weit gefüllt werden,
bis die auf den Betätigungskolben 49 wirkende
Kraft ausreicht, die Kraft der Rückdruckfeder 50 zu überwinden.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Füllphase
abgeschlossen. Wird davon ausgehende der Druck im Druckraum weiter erhöht, so beginnt
die Kupplung 46 ein Drehmoment zu übertragen.
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Die
Kupplungen 46, 47 sind beispielsweise als Lamellenkupplungen
ausgeführt.
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An
den Ausgangsdruckleitungen 40, 41, also in den
Zuleitungen der Kupplungen 42, 43 sind jeweils
Druckschalter 44, 45 angeordnet. Zwischen den
Druckschaltern 44, 45 und der Steuerungseinrichtung 20 besteht
eine Signalverbindung, so dass die Steuerungseinrichtung 20 erfassen
kann, wenn die Drücke
in den Ausgangsdruckleitungen 40, 41 die jeweiligen
Druckschwellen der Druckschalter 44 bzw. 45 über- oder
unterschreiten. Die Druckschwellen sind so gewählt, dass sie dem Druck am
Ende der Füllphase
der entsprechenden Kupplung 46, 47 entsprechen.
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Die
genannten Leitungen und Bauteile der Einrichtung bilden einen Hydraulikkreis
zur Ansteuerung des Getriebes.
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Für die Ansteuerung
der Ventile 18 und 19 bestimmt die Steuerungseinrichtung 20 in
Abhängigkeit
der aktuellen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs Soll-Drücke in den
Ausgangsdruckleitungen 40, 41 und damit an den
Kupplungen 46, 47. In der Steuerungseinrichtung 20 ist
eine Ventilkennlinie gespeichert, aus der ausgehend vom Soll-Druck
das theoretisch notwendige Ansteuersignal, also den Soll-Ventilstrom.
Diesen Soll-Ventilstrom stellt die Steuerungseinrichtung 20 anschließend ein.
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Sobald
durch einen der Druckschalter 44, 45 das Erreichen
der entsprechenden Druckschwelle erkannt wird, prüft die Steuerungseinrichtung 20,
ob sich der aus der Druckschwelle und dem aktuellen Ventilstrom
ergebende Punkt auf der für
dieses Ventil gespeicherten Ventilkennlinie liegt. Dazu liest die Steuerungseinrichtung 20 den
dem aktuellen Ventilstrom zugeordneten Soll-Druck aus der Ventilkennlinie
aus. Stimmt der ausgelesene Soll-Druck mit der Druckschwelle überein,
so liegt der beschriebene Punkt auf der Ventilkennlinie und eine
Adaption der Ventilkennlinie ist nicht notwendig.
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Weicht
der ausgelesene Soll-Druck um mehr als einen bestimmten Betrag von
der Druckschwelle ab, so entscheidet die Steuerungseinrichtung 20, dass
der genannte Punkt nicht auf der Ventilkennlinie liegt. Wenn die
Temperatur des Getriebeöls,
welche von der Steuerungseinrichtung 20 mittels eines nicht dargestellten
Sensors gemessen wird, innerhalb eines festlegbaren Bereichs liegt,
so führt
die Steuerungseinrichtung 20 eine Adaption der Ventilkennlinie durch.
Die Adaption wird anhand von 2 erläutert.
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In 2 ist
beispielhaft eine in einer Steuerungseinrichtung gespeicherte Ventilkennlinie 51 dargestellt.
Die Ventilkennlinie 51 wird in der Steuerungseinrichtung
gespeichert, indem die als Kreuz dargestellten Stützstellen 52 abgespeichert
werden. Dazu wird für
jede Stützstelle
der entsprechende Ventilstrom I in [mA] und der zugehörige Soll-Druck
p in [bar] gespeichert. Zum Auslesen eines Wertes aus der Ventilkennlinie 51 wird
zwischen den Stützstellen linear
interpoliert.
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Eine
gestrichelte Linie 53 kennzeichnet die Schaltschwelle p_s
des dem Ventil zugeordneten Druckschalters. Zu dem Zeitpunkt, bei
dem ein Erreichen der Schaltschwelle erkannt wurde, war als Ventilstrom
der Strom I_a eingestellt, so dass sich aus Schaltschwelle p_s und
aktuellem Ventilstrom I_a der Punkt 54 ergibt. Die Steuerungseinrichtung
liest aus der Ventilkennlinie 51 den Druckwert p_kl aus,
der sich beim aktuellen Ventilstrom ergeben müsste, sofern die Ventilkennlinie 51 die
tatsächlichen
Verhältnisse
wiedergeben würde.
Die Steuerungseinrichtung berechnet anschließend den Betrag der Differenz
zwischen p_s und p_kl. Ist dieser größer als ein festlegbarer Wert
und liegt die Temperatur des Getriebeöls in dem festgelegten Bereich,
so wird die Ventilkennlinie 51 in Richtung des Punktes 54 verschoben.
Dazu werden alle Stützstellen
um einen festlegbaren Bruchteil des Betrags der genannten Differenz
in Richtung höherer
Drücke
verschoben, so dass sich als neue Ventilkennlinie die gepunktete
Linie 55 ergibt. Durch die Festlegung des genannten Bruchteils
kann gesteuert werden, wie schnell sich die Ventilkennlinie verändern soll.
Er kann beispielsweise zwischen 0,05 und 0,2 liegen. Der Bruchteil kann
sich auch über
die Laufleistung des Getriebes ändern,
insbesondere kleiner werden.
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Statt
einer Verschiebung der gesamten Ventilkennlinie können auch
nur einzelne Stützstellen verschoben
werden. Beispielsweise können
nur die Stützstellen
direkt unterhalb und direkt oberhalb des Punktes 54 in
dessen Richtung verschoben werden.
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Die
Ventilkennlinie kann auch umgekehrt dargestellt bzw. abgelegt werden.
In dem Fall ist der Ventilstrom über
dem Druck aufgetragen. Die Adaption läuft dann entsprechend ab.