DE102006050007A1 - Verfahren zur Klassifizierung einer Kraftkennlinie eines Proportionalmagneten und Proportionalmagnet für ein direktgesteuertes Proportionalventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifizierung einer Kennlinie, insbesondere einer Kraft/Strom- und/oder Kraft/Weg-Kennlinie eines Propotionsmagneten für ein direktgesteuertes Proportionalventil.
Es wird vorgeschlagen,
- dass zunächst eine Schar von Kraft-Kennlinien, vorzugsweise drei Kennlinien mit Ist-Werten, ermittelt wird,
- dass die ermittelten Ist-Werte mit einer Kennziffer belegt werden, die der Abweichung des Ist-Wertes innerhalb einer zulässigen Toleranzbreite entspricht, und
- dass die Kennziffern in einem mehrstelligen, vorzugsweise dreistelligen Zahlencode zusammengefasst werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifizierung einer Kraftkennlinie eines Proportionalmagneten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie einen Proportionalmagnet für ein direktgesteuertes Proportionalventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.
• Direktgesteuerte Proportionalventile zur Verwendung in Hydrauliksystemen sind bekannt, z. B. durch die DE 103 12 087 A1 . Das bekannte Proportionalventil besteht aus einem Hydraulikteil mit einem federbelasteten Steuerkolben und einem Magnetteil, welcher einen Elektromagneten mit einer stromdurchflossenen Magnetspule und einen axial verschiebbaren Magnetanker umfasst. Der verschiebbare Magnetanker erzeugt eine auf den Steuerkolben ausgeübte Kraft, welche proportional dem durch die Magnetspule fließenden Strom, im Folgenden Magnetstrom genannt, ist. Entsprechend der auf den Steuerkolben bzw. das Hydraulikteil wirkenden Magnetkraft wird im Hydrauliksystem ein dem Magnetstrom proportionaler Druck eingestellt. Ein derartiges Proportionalventil ist durch eine Druck/Stromkennlinie, die so genannte p/I-Kennlinie gekennzeichnet. Die p/I-Kennlinie ist abhängig von dem Verlauf der Magnetkraftkennlinie, die entweder auf den Magnetstrom oder den Ankerweg bezogen ist. Die Magnetkraftkennlinien werden daher als F/I- oder als F/s-Kennlinien bezeichnet. Derartige direktgesteuerte Proportionalventile werden unter anderem bei Automatgetrieben für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Beim Abnahmelauf eines solchen Getriebes wird die p/I-Kennlinie des Proportionalventils ermittelt und in die Getriebesteuerung einprogrammiert. Wird – z. B. im Servicefall – der Magnet gegen einen anderen getauscht, sei es durch Demontage der Steuerung oder durch Wechsel eines Magneten, kann die p/I-Kennlinie von der ursprünglichen Kennlinie abweichen und insofern nicht mehr mit der programmierten Kennlinie übereinstimmen. Daraus ergibt sich das der Erfindung zu Grunde liegende Problem, dass die von der Magnetkraftkennlinie abhängige p/I-Kennlinie eines direktgesteuerten Proportionalventils bei einem Tausch des Magneten verändert wird.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches auch nach einem Tausch der Magnete die gleiche oder annähernd die gleiche p/I-Kennlinie des direktgesteuerten Proportionalventils sicherstellt. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, einen tauschbaren Proportionalmagneten zu schaffen, der eine vorgegebene p/I-Kennlinie sicherstellt.
• Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Erfindungsgemäß sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen: zunächst wird eine Schar von Kraftkennlinien ermittelt, vorzugsweise werden drei Kraft/Weg-Kennlinien in Abhängigkeit von drei unterschiedlichen Magnetströmen gemessen. Den unterschiedlichen Magnetströmen entsprechen unterschiedliche Kraftwerte, die wiederum unterschiedlichen Drücken des Proportionalventils entsprechen. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die gemessenen Kraftwerte im Arbeitsbereich mit einer Kennziffer belegt, welche sich aus einer vorgegebenen Skala für die zulässige Toleranzbreite ergibt. Diese Skala kann vorzugsweise Werte zwischen 1 und 9 enthalten, d. h. die Kennziffer liegt zwischen 1 und 9. Nachdem jedem Kraftwert der Kennlinienschar eine Kennziffer zugeordnet worden ist, wird daraus ein Zahlencode gebildet, der als Kennung für den Proportionalmagneten herausgegeben wird, vorzugsweise als Beschriftung auf dem Magneten angebracht wird. Bei drei unterschiedlichen Kraftwerten, die drei unterschiedlichen Drücken in einem Hydrauliksystem entsprechen, ergibt sich ein dreistelliger Zahlencode, z. B. 555. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. dem daraus generierten Zahlencode wird der Vorteil erreicht, dass einem direktgesteuertem Proportionalventil, bei welchem der Proportionalmagnet getauscht wird, wieder „derselbe" Magnet zugeordnet wird, d. h. ein Magnet, welcher die ursprüngliche p/I-Kennlinie des Proportionalventils sicherstellt. Damit ist ein Austausch der Magnete möglich, ohne dass sich die Kennlinie des Proportionalventils, d. h. die einzustellenden Drücke in einem Hydrauliksystem ändern. Dies ist insbesondere bei hydraulischen Steuerungen in einem Automatgetriebe, z. B. beim Gangwechsel vorteilhaft.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
• Die einzige Figur zeigt ein Diagramm, in welchem eine Schar von drei Kraft/Weg-Kennlinien, so genannten F/s-Kennlinien aufgetragen ist. Auf der Abszisse des Diagramms ist der Weg s eines Magnetankers eines nicht dargestellten Proportionalmagneten aufgetragen; auf der Ordinate ist die durch den Magnetanker erzeugte Kraft F aufgetragen. Die Schar von Kennlinien enthält drei Kennlinien K1, K2, K3, welche unterschiedlichen Magnetströmen I1, I2, I3 zugeordnet sind. Der Bereich der Kennlinien K1, K2, K3 mit annähernd konstanten Kraftwerten F1, F2, F3 ist der Arbeitsbereich des Magneten und ist als Bereich A im Diagramm gekennzeichnet. Die Kennlinien K1, K2, K3 können auf einem bekannten Prüfstand gemessen und ermittelt werden. Erfindungsgemäß ist jedem Kraftwert F1, F2, F3 im Arbeitsbereich A ein Druck p1, p2, p3 eines nicht dargestellten direktgesteuerten Proportionalventils zugeordnet. Bei Verwendung des Proportionalventils für die Hydrauliksteuerung in einem Automatgetriebe können die Drücke p1, p2, p3 so gewählt werden, dass sie den maßgeblichen drei Drücken eines Direktdruckreglers zur Steuerung eines Gangwechsels in dem Automatgetriebe entsprechen. Der Druck p1, der einem niedrigen Strom I1 entspricht, könnte der Anlege- und Befülldruck der Schaltelemente sein, der Druck p2 bei einem mittleren Magnetstrom I2 könnte der Druck sein, bei dem die Lastübernahme beim Gangwechsel erfolgt, und der Druck p3 bei einem maximalen Strom I3 könnte der maximale Druck sein, der die Übertragungsfähigkeit des maximalen Moments in einem Schaltelement sicherstellt.
• Erfindungsgemäß werden die gemessenen, dargestellten Kennlinien K1, K2, K3 in einer Klasseneinteilung ausgewertet, aus welcher eine Kennung in Form eines mehrstelligen, hier eines dreistelligen Zahlencodes generiert wird. Der fertige Proportionalmagnet wird mit dieser Kennung versehen, insbesondere zusätzlich mit dieser Kennung beschriftet. Der Klasseneinteilung wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine neunstufige Skala S1, S2, S3 zu Grunde gelegt, welche die zulässige Toleranzbreite für die Magnetkennlinien K1, K2, K3 umfasst. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Kraftwerte F1, F2, F3 im mittleren Toleranzbereich, d. h. bei einem Wert 5 der neunstufigen Skala. Dieser Wert gilt als Kennziffer der jeweiligen Kennlinie und wird zu einem dreistelligen Zahlencode, hier „555" zusammengefasst. Durch diesen Zahlencode ist der betreffende Proportionalmagnet in seiner genauen Kennlinie identifiziert. Bei einem Wechsel des Proportionalmagneten in einem Proportionalventil muss also ein Magnet mit derselben Kennung verwendet werden, dann wird dieselbe p/I-Kennlinie erreicht. Bei einer Anwendung in einem Automatgetriebe ist also sichergestellt, dass die oben genannten Drücke p1, p2, p3 auch nach einem Austausch des Proportionalmagneten eingehalten werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Klassifizierung einer Kennlinie, insbesondere einer Kraft/Strom- und/oder einer Kraft/Weg-Kennlinie eines Proportionalmagneten für ein direktgesteuertes Proportionalventil, dadurch gekennzeichnet, – dass zunächst eine Schar von Kraft-Kennlinien, vorzugsweise drei Kennlinien mit Ist-Werten ermittelt wird, – dass die ermittelten Ist-Werte mit einer Kennziffer belegt werden, die der Abweichung des Ist-Wertes innerhalb einer zulässigen Toleranzbreite entspricht und – dass die Kennziffern in einem mehrstelligen, vorzugsweise dreistelligen Zahlencode zusammengefasst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst drei Kraft/Weg-Kennlinien (K1, K2, K3) in Abhängigkeit von drei unterschiedlichen Magnetströmen (I1, I2, I3) ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Magnetströmen (I1, I2, I3) Kraftwerte (F1, F2, F3) und diesen Drücke (p1, p2, p3) des Proportionalventils zugeordnet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennziffer aus der Abweichung des Ist-Wertes innerhalb einer neunstufigen Skala gebildet wird.
5. Proportionalmagnet für ein direktgesteuertes Proportionalventil, gekennzeichnet durch eine Kennung, insbesondere eine Beschriftung, die den Zahlencode nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.