DE102009008367A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Betätigung einer bewegbaren Komponente - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Betätigung einer bewegbaren Komponente durch angesteuertes Betreiben eines mit der Komponente gekoppelten hydraulischen Aktors (12) der doppelt wirkenden Bauart mit unterschiedlichen hydraulischen Wirkverhältnissen für die beiden Wirkrichtungen des Aktors (12). Um eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren für eine solche Betätigung hinsichtlich einer Variierbarkeit der Betätigungskraft bzw. der Betätigungsgeschwindigkeit zu verbessern, ist gemäß der Erfindung während des Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung eine Umstellung von einem nicht-differenziellen Betrieb (Ventilstellung d) in einen differenziellen Betrieb (Ventilstellung c) des Aktors (12) und/oder umgekehrt vorgesehen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, also zur Betätigung wenigstens einer bewegbaren Komponente und umfassend
    • – einen mit der Komponente koppelbaren hydraulischen Aktor der doppelwirkenden Bauart mit unterschiedlichen hydraulischen Wirkverhältnissen für die beiden Wirkrichtungen des Aktors, und
    • – ein Hydrauliksteuersystem zum Betreiben des hydraulischen Aktors.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Betätigungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
  • Eine gattungsgemäße hydraulische Betätigungsvorrichtung ist z. B. aus der WO 01/33086 A1 bekannt und umfasst drei jeweils mit einer bewegbaren Fahrzeugkomponente (z. B. Kofferraumdeckel eines Kraftfahrzeuges) gekoppelte Hydraulikzylinder und ein Hydrauliksteuersystem zum Betreiben der Hydraulikzylinder.
  • Die doppeltwirkenden Hydraulikzylinder der bekannten Vorrichtung sind mit ”einseitiger Kolbenstange” ausgeführt. Derartige Hydraulikzylinder werden auch als ”Differenzialzylinder” (im Gegensatz zu ”Gleichgangzylinder”) bezeichnet und besitzen die Besonderheit, dass die entgegengesetzten Stirnseiten des im Zylinder geführten Kolbens unterschiedlich große hydraulisch effektive Kolbenflächen aufweisen. Nämlich ist die mit der Kolbenstange verbundene Kolbenfläche effektiv (hinsichtlich eines darauf wirkenden hydraulischen Druckes) um die Querschnittsfläche der Kolbenstange verringert. Demgegenüber ist die entgegengesetzte Kolbenfläche bei einer Druckbeaufschlagung durch das entsprechende Hydraulikmedium (z. B. Hydrauliköl) mit ihrer gesamten Größe wirksam.
  • Daraus ergibt sich hinsichtlich der beiden Wirkrichtungen, also dem Vorhub (beim Ausfahren der Kolbenstange) und dem Rückhub (beim Einfahren der Kolbenstange) eine Asymmetrie, wenn für die beiden Hubvorgänge jeweils eine der beiden Kolbenflächen mit einem vorbestimmten Hydraulikdruck (”Systemdruck”) beaufschlagt wird und die andere der beiden Kolbenflächen drucklos gehalten wird (z. B. mit einem drucklosen Hydraulikmediumreservoir verbunden wird):
    Wird nämlich beim Rückhub die kolbenstangenseitige und somit effektiv verringerte Kolbenfläche mit dem gleichen Druck und dem gleichen Volumenstrom des Hydraulikmediums wie die andere Kolbenfläche beim Vorhub beaufschlagt, so ergibt sich eine andere Rückhubkraft und eine andere Rückhubgeschwindigkeit als beim Vorhub.
  • Zur Vermeidung einer derartigen Asymmetrie zwischen Vorhub und Rückhub kommt in Betracht, unterschiedliche Drücke bzw. Volumenströme für die beiden Wirkrichtungen des Hydraulikzylinders vorzusehen.
  • Eine weitere Konsequenz bei einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange besteht darin, dass der Vorhub nicht nur dadurch bewerkstelligt werden kann, dass die der Kolbenstange entgegengesetzte Kolbenfläche mit dem vorbestimmten Hydraulikdruck beaufschlagt wird und die kolbenstangenseitige Kolbenfläche drucklos gehalten wird (= so genann ter ”nicht-differenzieller Betrieb”), sondern auch dadurch, dass beide Kolbenflächen mit dem vorbestimmten Hydraulikdruck beaufschlagt werden (= so genannter ”differenzieller Betrieb”). In letzterem Fall ergibt sich deshalb der Vorhub, weil die hydraulisch effektive Kolbenfläche auf einer Seite des Kolbens (dort wo die Kolbenstange ”fehlt”) größer ist als auf der anderen.
  • Das Hydrauliksteuersystem der aus der WO 01/33086 A1 bekannten Betätigungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, sowohl den Vorhub als auch den Rückhub jedes Hydraulikzylinders jeweils mittels nicht-differenziellem Betrieb zu bewirken.
  • Das bekannte Hydrauliksteuersystem umfasst hierzu für jeden der drei Hydraulikzylinder ein zugeordnetes 4/3-Wegeventil, mittels welchem bei jedem Hydraulikzylinder jeweils eine Kolbenfläche mit dem von einer Hydraulikpumpe gelieferten Systemdruck beaufschlagt werden kann, während gleichzeitig die andere Kolbenfläche mit einem drucklosen Vorratsbehälter des Hydraulikmediums verbunden wird. In einer Ruhestellung des Wegeventils werden beide Hydraulikanschlüsse des zugeordneten Hydraulikzylinders vom Pumpendruck bzw. dem Vorratsbehälter getrennt.
  • Die bekannte Betätigungsvorrichtung und das damit realisierte Betätigungsverfahren besitzen eine Reihe von Nachteilen. Ein Nachteil besteht beispielsweise darin, dass aufgrund des durch den Aufbau des Hydrauliksteuersystems vorgegebenen nicht-differenziellen Betriebes der Hydraulikzylinder eine Variation der Betätigungskraft bzw. Betätigungsgeschwindigkeit stets eine entsprechend große Variation des Pumpendrucks bzw. der Volumenströmungsrate erfordert, mit welcher das Hydraulikmedium in den betreffenden Arbeitsraum des Hydraulikzylinders gefördert wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art in einfacher Weise hinsichtlich einer Variierbarkeit der Betätigungskraft bzw. der Betätigungsgeschwindigkeit zu verbessern.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksteuersystem dazu ausgebildet ist, während eines Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung eine Umstellung von einem nicht-differenziellen Betrieb in einen differenziellen Betrieb des Aktors und/oder umgekehrt vorzusehen.
  • Dementsprechend ist das erfindungsgemäße Betätigungsvefahren dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung während des Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung eine Umstellung von einem nicht-differenziellen Betrieb in einen differenziellen Betrieb des Aktors und/oder umgekehrt vorsieht.
  • Mit der Erfindung ist es möglich, während eines Aktorbetriebes in einer bestimmten (der beiden möglichen) Wirkrichtungen ein- oder mehrmals das ”Wirkverhältnis” des Aktors zu verändern, um damit z. B. während des betreffenden Aktorbetriebes die Aktor- und somit Betätigungskraft oder die Betätigungsgeschwindigkeit zu verändern, ohne hierfür zwingend den Arbeitspunkt einer Hydraulikmediumfördereinrichtung (z. B. Hydraulikpumpe) verändern zu müssen.
  • Der hier verwendete Begriff ”Aktor der doppeltwirkenden Bauart mit unterschiedlichen hydraulischen Wirkverhältnissen für die beiden Wirkrichtungen des Aktors” soll jeden doppeltwirkenden hydraulischen Aktor umfassen, bei welchem Druckbeaufschlagungen an den beiden Hydraulikanschlüssen des Aktors für eine Aktorverstellung in einander entgegengesetzte Richtungen der Aktorverstellung wirken und mit unterschiedlicher Effektivität in die Aktorwirkung umgewandelt werden.
  • Für das oben erläuterte Beispiel eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders mit einseitiger Kolbenstange bedeutet dies z. B., dass der gleiche Hydraulikdruck zu unterschiedlichen Betätigungskräften und -geschwindigkeiten führt, je nach dem an welchem der beiden Hydraulikanschlüsse der Hydraulikdruck angelegt wird.
  • Der Begriff soll im Rahmen der Erfindung jedoch keineswegs auf den oben erläuterten Hydraulikzylinder eingeschränkt sein. Vielmehr soll der Begriff z. B. auch hydraulische Drehmotoren oder hydraulische Schwenkmotoren umfassen. In diesem Fall besteht die Aktorwirkung in einem Drehmoment bzw. einer Drehgeschwindigkeit, wobei aufgrund der unterschiedlichen hydraulischen Wirkverhältnisse ein bestimmter Hydraulikdruck je nach Wirkrichtung (Drehrichtung) unterschiedlich umgesetzt wird.
  • Eine bevorzugte Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens ist die Betätigung wenigstens einer bewegbaren Komponente eines Fahrzeuges, wie insbesondere z. B. eines Kraftfahrzeuges. Eine Anwendung im Kfz-Bereich ist z. B. das hydraulische Einklappen und Ausklappen von Verdecken bei Cabrio-Fahrzeugen (seien es ”Softtops” oder ”Hardtops”). Hier sind in der Regel in gewissen Verstellbereichen große Betätigungskräfte erforderlich, wohingegen über andere Bereiche des Verstellweges nur kleine Betätigungskräfte erforderlich sind. Bei derartigen Anwendungen mit über den Betätigungsweg variierenden Betätigungskräften (oder Betätigungsdrehmomenten) und/oder variierenden Betätigungsgeschwindigkeiten kann die Erfindung besonders vorteilhaft eingesetzt werden, um während eines Aktorbetriebes in einfacher Weise die Betätigungskraft und/oder Betätigungsgeschwindigkeit gezielt zu verändern und/oder eine größere Variation im Bereich der Hydraulikdruckerzeugung bzw. Hydraulikmediumförderung zum Aktor zu vermeiden.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Hydrauliksteuersystem eine Steuereinrichtung umfasst, welche die Umstellung des Aktorbetriebes bei Vorliegen eines vorbestimmten Umstellkriteriums bewirkt.
  • Hierbei kann das Umstellkriterium beispielsweise wenigstens einen an der Komponente, am hydraulischen Aktor und/oder im Hydrauliksteuersystem gemessenen Betriebsparameter berücksichtigen. An der Komponente kann z. B. die momentane Position (z. B. Wegstrecke und/oder Drehwinkel) oder eine Positionsveränderungsrate (z. B. Verstellgeschwindigkeit) oder eine auf die Komponente wirkende Betätigungskraft gemessen werden. Am hydraulischen Aktor kann z. B. dessen momentane Verstellposition oder dessen momentane Aktorkraft (bzw. Aktordrehmoment) gemessen werden. Im Hydrauliksteuersystem können z. B. Drücke oder Volumenströmungsraten des betreffenden Hydraulikmediums gemessen werden, wie auch beispielsweise die Drehzahl und/oder der elektrische Versorgungsstrom für einen elektrischen Drehantrieb zum Antrieb einer Hydraulikpumpe.
  • Der oder die gemessenen Betriebsparameter können der erwähnten, bevorzugt elektronisch ausgebildeten Steuereinrichtung zur Überprüfung des oder der Umstellkriterien eingegeben werden. Alternativ oder zusätzlich zu Messgrößen können aus solchen Messgrößen abgeleitete (z. B. von einer Steuereinrichtung berechnete) Parameter für das oder die Umstellkriterien herangezogen werden.
  • Für die konkrete Gestaltung des Hydrauliksteuersystems bzw. der damit realisierten Ansteuerung des hydraulischen Aktors ergeben sich in der Praxis vielfältige Möglichkeiten. Der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemäßen Hydrauliksteuersystems kann insofern bekannten Systemen dieser Art ähneln, als mittels einer Steuereinrichtung in elektrischer Weise verschiedene Hydraulikomponenten (z. B. Hydraulikpumpe(n), Hydraulikventil(e), Drossel(n) etc.) für die momentan gewünschte Betätigung angesteuert werden.
  • Entscheidend ist bei der Erfindung, dass während eines Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung wenigstens eine Umstellung der Aktorbetriebsweise (von ”nicht-differenziell” nach ”differenziell” oder umgekehrt) vorgesehen wird. Im Allgemeinen lässt sich dies besonders einfach mit einer entsprechenden Umstellung eines oder mehrerer Wegeventile bewerkstelligen.
  • Dementsprechend ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Hydrauliksteuersystem wenigstens ein Wegeventil umfasst, mittels welchem die Umstellung realisiert wird. Alternativ oder zusätzlich können auch ein oder mehrere Proportionalventile verwendet werden (z. B. um eine ”sanfte Umstellung” zwischen den beiden Betriebsmodi zu ermöglichen).
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass während des nicht-differenziellen Betriebes des Aktors in der bestimmten Wirkrichtung der an der betreffenden Wirkseite des Aktors wirkende Druck steuerbar ist. Damit kann in an sich bekannter Weise eine Variation einer Betätigungskraft bzw. Betätigungsgeschwindigkeit in dieser Phase des Aktorbetriebes realisiert werden.
  • Während des differenziellen Betriebes des Aktors in der bestimmten Wirkrichtung kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der beide Wirkseiten des Aktors beaufschlagenden Drücke steuerbar ist. Damit kann auch in dieser Betriebsphase eine Variation der Betätigungskraft bzw. Betätigungsgeschwindigkeit realisiert werden. Die Steuerung des oder der Drücke kann z. B. mittels entsprechender Einstellung eines Proportionalventils bzw. Druckeinstellventils bewerkstelligt werden.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass während des differenziellen Betriebes des Aktors in der bestimmten Wirkrichtung die an den beiden Wirkseiten des Aktors wirkenden Drücke identisch sind. Damit kann oftmals ein besonders einfacher Aufbau des Hydrauliksteuersystems erzielt werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass während eines Aktorbetriebes ”in einer bestimmten” Wirkrichtung wenigstens eine Umstellung des Aktorbetriebes erfolgt. Damit ist gemeint, dass bei der Umstellung des Aktorbetriebes keine Umkehrung der Aktorwirkungsrichtung sondern lediglich eine Veränderung des hydraulischen Wirkverhältnisses stattfindet. Jeder doppeltwirkende hydraulische Aktor besitzt stets zwei einander entgegengesetzte Aktorwirkungsrichtungen. Die gemäß der Erfindung vorgesehene Umstellung des Aktorbetriebsmodus kann prinzipiell für die eine, für die andere, oder für beide Aktorwirkungsrichtungen vorgesehen sein. Dies sei an einigen Beispielen der Ansteuerung eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders mit einseitiger Kolbenstange näher erläutert:
    Wenn ein solcher Hydraulikzylinder sowohl beim Vorhub als auch beim Rückhub jeweils mechanische Arbeit an der damit bewegten Komponente leistet (also kein ”Schubbetrieb” stattfindet), und für den differenziellen Aktorbetrieb identische Drücke an den beiden Hydraulikanschlüssen des Hydraulikzylinders verwendet werden, so ist klar, dass die bei der Erfindung vorgesehene Umstellung des Betriebsmodus lediglich beim Vorhub aber nicht beim Rückhub vorgesehen sein kann.
  • Bei einem solchen Hydraulikzylinder kann jedoch alternativ oder zusätzlich auch im Rückhub die Umstellung des Aktorbetriebes vorgesehen sein, wenn im differenziellen Aktorbetrieb für den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum ein hinreichend größerer Hydraulikdruck als für den der Kolbenstange abgewandten Arbeitsraum verwendet wird (also keine identischen Drücke).
  • Unabhängig davon kann bei einem solchen Hydraulikzylinder eine Umstellung des Aktorbetriebsmodus im Rückhub selbst bei identischen Drücken für den differenziellen Betriebsmodus auch dann vorgesehen sein, wenn der Aktor in dieser Betriebsphase im ”Schubbetrieb” betrieben wird, d. h. bremsend auf die Bewegung der betreffenden Komponente wirkt.
  • Aus den obigen Beispielen wird klar, dass es vom konkreten Anwendungsfall abhängt, ob die bei der Erfindung vorgesehene Umstellung in der einen, in der anderen, oder in beiden Aktionsrichtungen sinnvoll einsetzbar ist.
  • In vielen Anwendungsfällen ist eine zur Betätigung der bewegbaren Komponente erforderliche Betätigungskraft im Wesentlichen unabhängig von der momentan bewerkstelligten Bewegungsrichtung. In diesem Fall lässt sich eine mathematische Funktion der Betätigungskraft in Abhängigkeit von der momentanen Betätigungsposition (”Verstellweg”) angeben. Ein Beispiel hierfür wäre ein reibungsfreies Einklappen und Ausklappen eines herkömmlichen Cabrioletverdecks. Falls bei einem Einklappen und Ausklappen eines Cabrioletverdecks nicht vernachlässigbare Reibungskräfte wirken, so ergeben sich dementsprechend unterschiedliche Kraftverläufe für den Einklapp- und den Ausklappvorgang.
  • In den meisten Anwendungsfällen können zumindest für jede der beiden Aktorwirkrichtungen gesondert Kraft-Weg-Diagramme ermittelt werden. In einem solchen Kraft-Weg-Diagramm können ein oder mehrere Bereiche mit relativ kleiner erforderlicher Betätigungskraft und ein oder mehrere Bereiche mit relativ großer Betätigungskraft vorhanden sein. Wenn während eines Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung aufgrund der betreffenden Kraft-Weg-Charakteristik ein Absinken der erforderlichen (und in Wirkungsrichtung gerichteten) Betätigungskraft erfolgt, so kann z. B. bei Unterschreitung einer vorbestimmten Kraftschwelle eine Umstellung von einem nicht-differenziellen Betrieb in einen differenziellen Betrieb zweckmäßig sein, um ohne oder ohne größere Variationen der hydraulischen Druckverhältnisse die vom Aktor bereitgestellte Betätigungskraft zugunsten einer erhöhten Betätigungsgeschwindigkeit zu verringern.
  • Umgekehrt kann bei Überschreitung einer vorbestimmten Kraftschwelle (z. B. derselben Schwelle) eine Umstellung vom differenziellen in den nicht-differenziellen Betrieb zweckmäßig sein, etwa um bei gleichbleibender Volumenstromrate einer Hydraulikmediumfördereinrichtung eine erhöhte Betätigungskraft (auf Kosten der Betätigungsgeschwindigkeit) liefern zu können.
  • Falls während eines Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung eine den Aktor beaufschlagende Volumenstromrate von Hydraulikmedium gesteuert oder geregelt wird, um einen vorbestimmten (z. B. in der Steuereinrichtung programmierten) zeitlichen Bewegungsablauf zu realisieren, so kann das Umstellkriterium für die Umstellung von einem nicht-differenziellen Betrieb in einen differenziellen Betrieb oder umgekehrt beispielsweise diese Volumenstromrate berücksichtigen. Die momentan tatsächliche Volumenstromrate kann z. B. mit einem geeignet angeordneten Strömungsmessgerät gemessen werden (alternativ: z. B. Ausmaß des für einen elektrischen Antrieb einer hydraulischen Pumpe benötigten elektrischen Stromes, oder Ausmaß des Hydraulikdruckes an einer oder mehreren bestimmten Stellen des Hydrauliksystems).
  • In vielen Fällen stellt es eine besonders einfache Möglichkeit dar, wenn das Umstellkriterium direkt oder indirekt das Ausmaß einer momentan bereitgestellten Aktorkraft berücksichtigt (insbesondere z. B. den Umstand, ob diese Kraft über oder unter einer vorbestimmten Kraftschwelle liegt).
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
  • 1 ein Blockschaltbild einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
  • 2 ein Blockschaltbild einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels,
  • 3 eine Steuereinrichtung zur Verwendung bei einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung bzw. einem hydraulischen Betätigungsverfahren,
  • 4 ein Kraft-Weg-Diagramm zur Veranschaulichung eines Umstellkriteriums für den Betrieb eines hydraulischen Aktors,
  • 5 ein hydraulisches Proportionalventil, welches gemäß einer Modifikation der in 1 dargestell ten Vorrichtung anstelle der dort dargestellten Umstellventile verwendet werden kann, und
  • 6 ein Ablaufdiagramm für einen Aktorbetrieb in einer bestimmten Wirkrichtung.
  • 1 zeigt eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 10 zur Betätigung von bewegbaren mechanischen Komponenten wie z. B. an einem Kraftfahrzeug beweglich gelagerten Komponenten (z. B. Kofferraumdeckel, Verdeckgestänge eines Cabriolets, Fensterscheibe, Türe, Bremsbacken etc.).
  • Die Vorrichtung 10 umfasst für jede solche (nicht dargestellte) Komponente jeweils einen damit koppelbaren Hydraulikzylinder. In 1 sind beispielhaft zwei Hydraulikzylinder 12-1 und 12-2 zur Betätigung von dementsprechend zwei Komponenten eingezeichnet. Da die nachfolgend detailliert erläuterte Ansteuerung der Hydraulikzylinder mittels parallel ausgeführter Ansteuerungszweige realisiert ist, kann abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine andere Anzahl von Hydraulikzylindern bzw. damit betätigten mechanischen Komponenten vorgesehen sein.
  • Die Bezugszahlen von in einer Ausführungsform mehrfach vorgesehenen, in ihrer Wirkung jedoch analogen Komponenten (wie z. B. die Hydraulikzylinder 12-1 und 12-2), sind durchnumeriert (jeweils ergänzt durch einen Bindestrich und eine fortlaufende Zahl). Auf einzelne solcher Komponenten oder auf die Gesamtheit solcher Komponenten wird im Folgenden auch durch die nicht-ergänzte Bezugszahl Bezug genommen.
  • Der Hydraulikzylinder 12-1 umfasst einen in einem Zylinder 14-1 axial verschiebbar geführten Kolben 16-1, welcher den Zylinderinnenraum in zwei Arbeitskammern 18-1 und 20-1 auf teilt. Eine Verschiebung des Kolbens 16-1 wird über eine damit verbundene Kolbenstange 22-1 auf die betreffende Komponente bzw. Betätigungsmechanik hierfür übertragen. Aufgrund der einseitigen Anordnung der Kolbenstange 22-1 (in 1 links) wird der Arbeitsraum 18-1 nachfolgend auch als ”kolbenstangenseitiger Arbeitsraum” und der Arbeitsraum 20-1 als ”der Kolbenstange abgewandter Arbeitsraum” bezeichnet. Die Arbeitsräume 18-1 und 20-1 können über jeweils zugeordnete Hydraulikanschlüsse 24-1 bzw. 26-1 mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden bzw. mit Hydraulikmedium (hier: Hydrauliköl) versorgt werden, welches über Hydraulikleitungen 28-1 bzw. 30-1 zuführ- und abführbar ist.
  • Die bis hierher im Zusammenhang mit dem Hydraulikzylinder 12-1 beschriebenen Hydraulikkomponenten sind aufgrund einer hier im Wesentlichen identischen Ausgestaltung des zweiten Hydraulikzylinders 12-2 für diesen ebenfalls vorhanden.
  • Die zur Versorgung der Hydraulikzylinder 12 vorgesehenen Hydraulikleitungen 28 und 30 sind Teil eines insgesamt mit 40 bezeichneten Hydrauliksteuersystems der Vorrichtung 10 zum Betreiben der Hydraulikzylinder 12. Es umfasst des Weiteren eine elektromotorisch in gesteuerter Weise (Ansteuersignal sm) angetriebene Hydraulikpumpe 42 zum Fördern des Hydraulikmediums aus einem Hydraulikmediumreservoir 44, wofür ein Pumpeneingang über eine Hydraulikleitung 46 mit dem Reservoir 44 verbunden ist. Ausgangsseitig ist die Pumpe 42 mit einem Proportional-Druckbegrenzungsventil 48 (Ansteuersignal sp) verbunden, mittels welchem z. B. eine Absenkung des Pumpenausgangsdruckes in Phasen geringer Belastung ermöglicht wird, um Energie einzusparen. Auch kann damit ein sanftes Anfahren eines betreffenden Hydraulikzylinders 12 bewerkstelligt werden.
  • Am Ausgang der Pumpe 42 bzw. einer mit diesem Ausgang verbundenen Hydraulikleitung 50 ist ferner ein Druckmessgerät 52 zur Messung des momentanen Druckes in dieser Leitung vorgesehen (Messsignal ip).
  • Die im Betrieb der Vorrichtung 10 das Hydraulikmedium mit einem vorbestimmten Systemdruck p_sys bereitstellende Leitung 50 ist in der dargestellten Weise mit jeweils zwei Hydraulikanschlüssen von insgesamt jeweils fünf Hydraulikanschlüssen eines jeden von zwei 5/4-Wegeventilen 60-1 und 60-2 verbunden. Diese in dem dargestellten Beispiel verwendeten Ventile 60-1 und 60-2 werden elektrisch mit Ansteuersignalen s1 bzw. s2 angesteuert.
  • Die Bereitstellung der Ansteuersignale sm, sp, s1 und s2 (und gegebenenfalls weiterer Ansteuersignale für weitere hydraulische Aktoren) kann z. B. mittels einer Steuereinrichtung ST realisiert sein, wie sie in 3 veranschaulicht ist. Die Steuereinrichtung ST kann beispielsweise als einen Mikrocontroller enthaltendes Steuergerät ausgebildet sein, in welchem auf Basis eingegebener Größen in1, in2, ... programmgesteuert (durch Softwarealgorithmen) eine Mehrzahl von Ausgangsgrößen out1, out2, ... berechnet und ausgegeben wird. Im Falle der Verwendung der Steuereinrichtung ST von 3 in dem Hydrauliksteuersystem 40 von 1 würden die Ausgangsgrößen out1, out2, ... beispielsweise zumindest die im System 40 erforderlichen Ansteuersignale sm, sp, s1 und s2 umfassen. Eine der Steuereinrichtung ST zuzuführende Eingangsgröße würde dann z. B. das Druckmesssignal ip darstellen. Selbstverständlich können bei der Signalverarbeitung durch die betreffende Steuereinrichtung weitere Eingangsgrößen und/oder weitere Ausgangsgrößen Berücksichtigung finden.
  • Wie aus 1 ersichtlich, ist einer der insgesamt jeweils fünf Hydraulikanschlüsse eines jeden der Wegeventile 60-1 und 60-2 mit einer Rücklaufleitung 62 verbunden, die zum Reservoir 44 führt.
  • Die jeweils vier möglichen Schaltstellungen der Wegeventile 60 sind aus 1 ersichtlich und mit a, b, c und d bezeichnet.
  • Die grundlegende Funktion der Vorrichtung 10 sei nachfolgend am Beispiel einer Ansteuerung des Hydraulikzylinders 12-1 erläutert:
    Für den Vorhub des Hydraulikzylinders 12-1, d. h. das Ausfahren der Kolbenstange 22-1 gibt es beim dargestellten Beispiel zwei Betriebsmodi, nämlich einerseits den nicht-differenziellen Betrieb in der Ventilstellung d des Wegeventils 60-1 und andererseits den differenziellen Betrieb in der Stellung c des Wegeventils 60-1.
  • Wie in der Darstellung dieses Ventils in 1 ersichtlich, wird beim nicht-differenziellen Betrieb die Hydraulikleitung 50 (Druckleitung) mit dem der Kolbenstange abgewandten Arbeitsraum 20-1 und die Hydraulikleitung 62 (drucklose Rücklaufleitung) mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 18-1 verbunden, wohingegen beim differenziellen Betrieb die Druckleitung 50 sowohl mit dem Arbeitsraum 18-1 als auch dem Arbeitsraum 20-1 verbunden wird.
  • Für die Stillsetzung des Hydraulikzylinders 12-1 ist die Schaltstellung b des Ventils 60-1 vorgesehen. In dieser Schaltstellung sind beide Arbeitsräume 18-1 und 20-1 mittels des Ventils 60-1 vom System getrennt, so dass kein Antrieb der Kolbenstange 22-1 erfolgt.
  • Für den Rückhub des Hydraulikzylinders 12-1, d. h. das Einfahren der Kolbenstange 22-1 gibt es im dargestellten Ausführungsbeispiel, zumindest für einen ”aktiven” Rückhub lediglich einen Betriebsmodus, nämlich den nicht-differenziellen Betrieb in der Schaltstellung a des Ventils 60-1. In diesem Betriebsmodus ist die Druckleitung 50 mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 18-1 und die drucklose Rücklaufleitung 62 mit dem der Kolbenstange abgewandten Arbeitsraum 20-1 verbunden.
  • Der Betrieb des zweiten Hydraulikzylinders 12-2 erfolgt in analoger Weise mittels des zweiten Wegeventils 60-2, und kann unabhängig von dem Betrieb des ersten Hydraulikzylinders 12-1 in gewünschter Weise mittels des Ansteuersignals s2 angesteuert werden.
  • Eine Besonderheit der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 10 besteht darin, dass das Hydrauliksteuersystem 40 und insbesondere die zur Bereitstellung der Ansteuersignale s1, s2 vorgesehene Steuereinrichtung (z. B. Steuereinrichtung ST von 3) dazu ausgebildet ist, während eines Betriebes von wenigstens einem der Hydraulikzylinder 12 in zumindest einer der beiden Wirkrichtungendieses Zylinders, also während einer Bewegung der betreffenden Kolbenstange 22, eine Umstellung von einem nicht-differenziellen Betrieb in einen differenziellen Betrieb des Hydraulikzylinders und/oder umgekehrt vorzusehen.
  • Gemäß der Darstellung von 1 kann diese Umstellung prinzipiell im Verlauf der Bewegung der Kolbenstange 22 nach links (Vorhub), oder im Verlauf der Bewegung der Kolbenstange 22-1 nach rechts (Rückhub), oder im Verlauf beider dieser Be wegungen vorgesehen sein. Bevorzugt ist eine betriebsmäßige Umstellung zumindest während des Vorhubs vorgesehen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass im Verlauf der betreffenden Bewegung eine solche Umstellung nur ein einziges Mal erfolgt, d. h. vom nicht-differenziellen Betrieb in den differenziellen Betrieb oder vom differenziellen Betrieb in den nicht-differenziellen Betrieb. Alternativ kann vorgesehen sein, dass im Verlauf der betreffenden Bewegung mehrere dieser Umstellungen vorgesehen sind, also beispielsweise eine im nicht-differenziellen Betrieb beginnende Bewegung, die bei Erreichen einer ersten Zwischenstellung der Kolbenstange in den differenziellen Betrieb umgestellt wird und bei Erreichen einer zweiten, in Bewegungsrichtung weiter liegenden Zwischenstellung zurück in den nicht-differenziellen Betrieb umgestellt wird.
  • Falls für beide Wirkrichtungen des betreffenden Hydraulikzylinders, also in der Figur nach links und nach rechts, jeweils eine oder mehrere Umstellungen zwischen den genannten Betriebsmodi vorgesehen sind, so können die Anzahlen der Umstellungen wie auch die Kolbenstangenstellungen, bei denen jeweils eine Umstellung erfolgt, bzw. andere für die Umstellungen herangezogene Kriterien unabhängig voneinander sein. Auch für den hier vorliegenden Fall, dass die Betätigungsvorrichtung zum Betrieb mehrerer Hydraulikzylinder (allgemein: hydraulischer Aktoren) vorgesehen ist, können die verschiedenen Betriebsmöglichkeiten und insbesondere gegebenenfalls vorgesehene Umstellungen für die einzelnen Hydraulikzylinder und einzelnen Wirkrichtungen in voneinander unabhängiger Weise vorgesehen sein (z. B. durch entsprechende Funktionalitäten der Software in einem Hydrauliksteuergerät).
  • Durch das gemäß der Erfindung vorgesehene mindestens einmalige Umstellen des Aktorbetriebsmodus während eines Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass unabhängig von einer Veränderung des Hydraulikdruckes (im System 40 von 1 beispielsweise durch Verändern des Steuersignals sp und/oder des Steuersignals sm) eine Variation der vom Hydraulikzylinder bereitgestellten Betätigungskraft bzw. damit realisierten Betätigungsgeschwindigkeit möglich ist.
  • Eine interessante Anwendung der Betätigungsvorrichtung 10 besteht für den Kraftfahrzeugbereich, beispielsweise zum hydraulischen Einklappen und Ausklappen von Verdecken bei Cabriofahrzeugen. In diesem Fall kann einer der Hydraulikzylinder 12 (oder eine Parallelanordnung von zwei solchen Hydraulikzylindern zu beiden Seiten des Fahrzeuges) eine Klappmechanik des betreffenden Verdeckes betätigen. Eine derartige Mechanik kann z. B. eine Gestängeanordnung umfassend ein so genanntes Viergelenk mit zwei Lenkern umfassen, von welchem untere Enden um eine Querachse des Fahrzeugs schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie angelenkt sind (Basis) und zweite Enden um eine Querachse schwenkbar an einem Verdeckteil angelenkt sind (Koppel), wobei der oder die Hydraulikzylinder für eine Verschwenkung des Viergelenks und somit eine entsprechende Bewegung des Verdeckteils sorgen.
  • Gegebenenfalls vorgesehene weitere Hydraulikzylinder der Vorrichtung können zur Betätigung weiterer Verdeckkomponenten verwendet werden, wie z. B. zum Öffnen und Schließen eines heckseitigen Kofferaumdeckels bzw. Verdeckkastendeckels und/oder zum Entriegeln und Verriegeln von Verriegelungseinrichtungen (z. B. am Verdeckkastendeckel oder am Verdeck). Bei derartigen Betätigungsvorgängen sind oftmals in gewissen Verstellbereichen große Kräfte und über andere Verstellberei che nur kleine Kräfte erforderlich. Mit einer Betätigungsvorrichtung der beschriebenen Art kann vorteilhaft separat für jeden hydraulischen Aktor und jede seiner beiden Wirkrichtungen jeweils eine bedarfsgerechte Umstellung des Aktorbetriebsmodus erfolgen. Dies sei beispielhaft mit Bezug auf die 3 näher erläutert.
  • 3 zeigt einen Ausschnitt des Verlaufes einer zur Betätigung einer bewegbaren Komponente erforderlichen Betätigungskraft F in Abhängigkeit von einer Betätigungsstellung x. Es sein angenommen, dass die Betätigungsstellung x in einem Bereich von 0 bis x1 variiert. Das Intervall von 0 bis x1 stellt somit den insgesamt durch Aktorbetätigung überstreichbaren Betätigungsweg dar. Wie in der Figur dargestellt, sei weiter angenommen, dass die erforderliche Betätigungskraft F für eine bestimme Wirkrichtung (z. B. für größer werdende Werte von x) um eine Betätigungsstellung x0 herum mit steigendem x absinkt. Die an der Betätigungsstellung x0 erforderliche Betätigungskraft F ist mit F0 bezeichnet.
  • Bei diesem Beispiel kann vorgesehen sein, dass eine Steuereinrichtung des betreffenden Hydrauliksteuersystems eine Umstellung des Aktorbetriebes dann bewirkt, wenn die Betätigungskraft F die als Schwellwert verwendete Betätigungskraft F0 unterschreitet. Wenn die Betätigung z. B. durch den Vorhub eines Hydraulikzylinders erfolgt, so kann an dieser Stelle x0 eine Umstellung vom nicht-differenziellen Betrieb (große Kraft, kleine Geschwindigkeit) in den differenziellen Betrieb (kleine Kraft, große Geschwindigkeit) bewirkt werden.
  • Eine derartige und auch andere Umstellungen können von der Steuereinrichtung bei Vorliegen eines für die jeweilige Betätigung (bestimmter Aktor und bestimmte Wirkrichtung) vorgegebenen Umstellkriteriums bewirkt werden. Das Umstellkriterium kann hierbei wenigstens einen an der zu bewegenden Komponente, am verwendeten hydraulischen Aktor und/oder im Hydrauliksteuersystem gemessenen Betriebsparameter berücksichtigen. Im vorstehend erläuterten Umstellungsbeispiel könnte z. B. während der Betätigung die sich momentan ergebende Betätigungskraft F direkt oder indirekt gemessen werden und von der Steuereinrichtung auf das Vorliegen des Umstellkriteriums (F < F0) überprüft werden. Falls diese Überprüfung das Vorliegen des Kriteriums ergibt, so kann die Steuereinrichtung durch Ausgabe bzw. Veränderung entsprechender Ansteuersignale (vgl. z. B. die Signale s1, s2, sm und sp in der Vorrichtung von 1) die Umstellung des Betriebsmodus bewirken.
  • Abgesehen davon, dass ein derartiges ”dynamisches Umschalten” (während der Aktorbewegung) in Abhängigkeit von einer momentanen Betätigungskraft (z. B. auch indirekt aus einer Messung eines Systemdrucks p_sys ableitbar) oder einer sich ergebenden, gemessenen Betätigungsgeschwindigkeit erfolgen kann, ist es alternativ z. B. möglich, für die betreffende Komponente einen typischen Kräfteverlauf F(x) in Abhängigkeit von der Betätigungsstellung x im Steuersystem (Steuereinrichtung) abzuspeichern und die Umstellung(en) jeweils bei ebenfalls vorab abgespeicherten Betätigungsstellungen zu bewirken. Das Umstellkriterium berücksichtigt dann die momentane Betätigungsstellung x.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung werden für gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben ”a” zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel eingegangen und im Übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung des vorangegangenen Ausführungsbeispiels verwiesen.
  • 2 zeigt eine Betätigungsvorrichtung 10a zur Betätigung einer bewegbaren Komponente mittels eines Hydraulikzylinders 12a. Eine Erweiterung der Vorrichtung 10a zur Betätigung weiterer Komponenten kann z. B. wie für die oben bereits beschriebene Vorrichtung 10 vorgesehen werden (durch Parallelanordnung weiterer Hydraulikzweige).
  • Der wesentliche Unterschied zu der in 1 dargestellten Betätigungsvorrichtung 10 besteht lediglich darin, dass zur Ansteuerung des Hydraulikzylinders 12a nicht ein diesem zugeordnetes 5/4-Wegeventil, sondern zwei 3/2-Wegeventile 60a-1 und 60a-2 vorgesehen sind, die in angepasst modifizierter Weise mit den Hydraulikleitungen 28a und 30a in einem Hydrauliksteuersystem 40a verbunden sind. Vorteilhaft ergibt sich damit eine weniger aufwendige Gestaltung der jeweiligen Wegeventile 60a.
  • Wie bei dem Beispiel gemäß 1 lassen sich wieder zumindest die folgenden vier aktiv durch den Hydraulikzylinder 12a betriebenen Betätigungen realisieren:
    • Vorhub nicht-differenziell: Ventilschaltstellung b, a (der Ventile 60a-1, 60a-2)
    • Vorhub differenziell: Stellungen a, a
    • Stillsetzung: Stellungen b, b (Denkbar auch eine nicht dargestellte, weitere Ventilstellung beider Ventile zur Abkopplung der Leitungen 28a und 30a vom übrigen Hydrauliksteuersystem 40a)
    • Rückhub nicht-differenziell: Stellungen a, b
  • Auch bei dieser Betätigungsvorrichtung 10a ist zumindest für einen angeschlossenen Aktor 12a und zumindest eine seiner Wirkrichtungen eine Umstellung der oben bereits mit Bezug auf das Beispiel von 1 beschriebenen Art vorgesehen.
  • Auch betreffend die Realisierung der Aktoransteuerung und hierbei vorgesehene Umstellkriterien sei auf die bereits beispielhaft mit Bezug auf die 3 und 4 gegebenen Erläuterungen verwiesen.
  • Bei den Betätigungsvorrichtungen gemäß der 1 und 2 sind elektrisch schaltbare Wegeventile 60 bzw. 60a im Hydrauliksteuersystem 40 bzw. 40a vorgesehen. Es versteht sich, dass diesbezüglich alternativ oder zusätzlich auch andere geeignete Hydraulikkomponenten verwendet werden können. Hinsichtlich eines in der Praxis oftmals wünschenswerten ”weichen Umstellens” zwischen den verschiedenen Betriebsmodi können verwendete Wegeventile z. B. mit den jeweiligen Anforderungen angepassten Steuerkanten bzw. Steuerkantenprofilierungen vorgesehen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die so genannte ”Schaltüberdeckung” in den Wegeventilen entsprechend den jeweiligen Anforderungen bei den jeweiligen Schaltvorgängen geeignet gewählt werden, um die betätigte Komponente möglichst ruckfrei zu bewegen.
  • Um beim dynamischen Umstellen des Aktorbetriebes Druckstöße im System zu verhindern und eine möglichst ruckfreie Bewegung der mit dem Aktor gekoppelten Komponente zu erzielen, kann im Einzelfall auch die Verwendung von Proportionalventilen sinnvoll sein. Alternativ oder zusätzlich können gleichzeitig mit der Umstellung die Systemdruckverhältnisse (z. B. die Drücke in den Leitungen 50 bzw. 50a und 62 bzw. 62a) verändert werden (Zur Druckeinstellung in der Leitung 62 bzw. 62a könnte z. B. ein (in den 1 und 2 nicht dargestelltes) einstellbares Druckhalteventil verwendet werden).
  • 5 zeigt ein solches Proportionalventil 60b (Ansteuersignal s). Dieses hier beispielhaft als Proportional-5/4-Wegeventil dargestellte Ventil 60b kann z. B. als Ersatz für eines oder mehrere der in 1 dargestellten nichtproportionalen Wegeventile 60-1, 60-2, ... vorgesehen werden, um für den angeschlossenen Hydraulikzylinder noch ”sanftere Umstellvorgänge” zu realisieren und/oder auch Aktorbetriebsmodi mit ”Zwischenstellungen” des betreffenden Ventils zu nutzen.
  • Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der 1 und 2 sind die während des differenziellen Betriebes eines Aktors an den beiden Wirkseiten des Aktors wirkenden Drücke identisch, nämlich beide identisch mit dem von der Pumpeneinrichtung bereitgestellten Systemdruck p_sys. Mittels Verwendung wenigstens eines Proportionalventils könnte z. B. auch eine Modifikation vorgenommen werden, durch welche während dieses differenziellen Betriebes die beiderseits des Kolbens wirkenden Drücke nicht identisch sind und z. B. unabhängig voneinander eingestellt werden können. Mit einer solchen Weiterbildung können die im differenziellen Betrieb sich ergebenden Leistungseigenschaften des betreffenden Aktors vorteilhaft noch weiter variiert werden.
  • 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Steuerverfahrens, wie es z. B. in einer Steuereinrichtung für Betätigungsvorrichtungen der in den 1 und 2 dargestellten Art verwendet werden kann.
  • Dargestellt ist das Steuerverfahren für einen bestimmten Aktor und eine bestimmte Wirkrichtung dieses Aktors.
  • Die Verarbeitung beginnt bei einem Schritt S1. In einem Schritt S2 wird anhand von erfassten Betriebsparametern (einschließlich Betätigungsvorgaben eines Bedieners) überprüft, ob ein vorgegebenes ”Kriterium für Differenzialbetrieb” erfüllt ist.
  • Falls dieses Kriterium erfüllt ist (”J”), so werden für die Festlegung des Aktorbetriebsmodus vorgesehene Hydraulikventile (und gegebenenfalls weitere Hydraulikkomponenten wie Pumpe(n) etc.) für den differenziellen Betriebsmodus eingestellt (Schritt S3). Falls das Kriterium jedoch nicht erfüllt ist (”N”), so schreitet die Verarbeitung stattdessen zu einem Schritt S4, bei welchem die entsprechenden Hydraulikkomponenten für einen nicht-differenziellen Betrieb eingestellt werden.
  • In beiden Fällen folgt sodann ein Verarbeitungsschritt S5, in welchem eine Steuerung bzw. Regelung der Aktorbewegung, z. B. hinsichtlich der Druckverhältnisse stattfindet, also beispielsweise ein von einer Pumpeneinrichtung gelieferter Systemdruck (oder mehrere derartige Drücke) eingestellt wird. Alternativ könnte z. B. eine zeitabhängige Aktorverstellung gemäß einer vorab gespeicherten Verstellweg-Zeit-Charakteristik in geregelter Weise angesteuert werden (durch Vergleich zwischen Verstellweg-Sollwert mit Verstellweg- Istwert und Variation der Druckverhältnisse in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses).
  • In einem Schritt S6 wird überprüft, ob ein vorgegebenes (oder von einem Bediener gewünschtes) Ende der Betätigung vorliegt. Hierfür kann z. B. das Signal eines Endlagensensors am betreffenden Aktor, und ein gegebenenfalls vorliegendes Bedienungssignal von der Steuereinrichtung ausgewertet werden. Falls dies zutrifft, so endet die Verarbeitung bei einem Schritt S7. Andernfalls kehrt die Verarbeitung zum Schritt S2 zurück. Durch diesen Schritt S2 wird während der hydraulischen Betätigung somit wiederholt überprüft, ob eine Umstellung des Aktorbetriebsmodus angezeigt ist und gegebenenfalls auch bewirkt.
  • Die Überprüfung gemäß Schritt S2 kann in vorgegenbenen Intervallen (z. B. periodisch) während des betreffenden Betätigungsvorganges erfolgen.
    • 10
    Betätigungsvorrichtung
    12
    Hydraulikzylinder
    14
    Zylinder
    16
    Kolben
    18
    Arbeitskammer
    20
    Arbeitskammer
    22
    Kolbenstange
    24
    Hydraulikanschluss
    26
    Hydraulikanschluss
    28
    Hydraulikleitung
    30
    Hydraulikleitung
    40
    Hydrauliksteuersystem
    42
    Hydraulikpumpe
    44
    Reservoir
    46
    Hydraulikleitung
    48
    Druckbegrenzungsventil
    50
    Hydraulikleitung (Druckleitung)
    52
    Druckmessgerät
    60
    Wegeventil
    62
    Rücklaufleitung
    F
    Betätigungskraft
    x
    Betätigungsstellung
    p_sys
    Systemdruck
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 01/33086 A1 [0003, 0008]

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Betätigung wenigstens einer bewegbaren Komponente, insbesondere einer bewegbaren Fahrzeugkomponente, umfassend – einen mit der Komponente koppelbaren hydraulischen Aktor (12) der doppelwirkenden Bauart mit unterschiedlichen hydraulischen Wirkverhältnissen für die beiden Wirkrichtungen des Aktors (12), und – ein Hydrauliksteuersystem (40) zum Betreiben des hydraulischen Aktors (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksteuersystem (40) dazu ausgebildet ist, während eines Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung eine Umstellung von einem nicht-differenziellen Betrieb in einen differenziellen Betrieb des Aktors (12) und/oder umgekehrt vorzusehen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hydrauliksteuersystem (40) eine Steuereinrichtung (ST) umfasst, welche die Umstellung des Aktorbetriebes bei Vorliegen eines vorbestimmten Umstellkriteriums bewirkt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Umstellkriterium wenigstens einen an der Komponente, am hydraulischen Aktor (12) und/oder im Hydrauliksteuersystem (40) gemessenen Betriebsparameter berücksichtigt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der gemessene Betriebsparameter der Steuereinrichtung (ST) zur Überprüfung des Umstellkriteriums eingegeben wird.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während des nicht-differenziellen Betriebes des Aktors (12) in der bestimmten Wirkrichtung der an der betreffenden Wirkseite des Aktors (12) wirkende Druck steuerbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während des differenziellen Betriebes des Aktors (12) in der bestimmten Wirkrichtung wenigstens einer der beiden die Wirkseiten des Aktors (12) beaufschlagenden Drücke steuerbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während des differenziellen Betriebes des Aktors (12) in der bestimmten Wirkrichtung die an den beiden Wirkseiten des Aktors (12) wirkenden Drücke identisch sind.
  8. Verfahren zur Betätigung wenigstens einer bewegbaren Komponente, insbesondere einer bewegbaren Fahrzeugkomponente, umfassend ein angesteuertes Betreiben eines mit der Komponente gekoppelten hydraulischen Aktors (12) der doppelt wirkenden Bauart mit unterschiedlichen hydraulischen Wirkverhältnissen für die beiden Wirkrichtungen des Aktors (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung während des Aktorbetriebes in einer bestimmten Wirkrichtung eine Umstellung von einem nicht-differenziellen Betrieb in einen differenziellen Betrieb des Aktors (12) und/oder umgekehrt vorsieht.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2811172A1 (de) * 2013-06-04 2014-12-10 Danfoss Power Solutions Aps Hydraulikventilanordnung
US20150285277A1 (en) * 2012-12-20 2015-10-08 Smc Kabushiki Kaisha Fluid pressure cylinder
US11015624B2 (en) * 2016-05-19 2021-05-25 Steven H. Marquardt Methods and devices for conserving energy in fluid power production
US11597187B2 (en) 2019-01-09 2023-03-07 Valinge Innovation Ab Method to produce a veneer element and a veneer element

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3347000A1 (de) * 1983-12-24 1985-07-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrohydraulische einrichtung zur steuerung eines doppeltwirkenden hydromotors
DE3813020A1 (de) * 1988-04-19 1989-11-02 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur vorschubsteuerung einer hydraulischen stelleinrichtung
WO2001033086A1 (de) 1999-11-02 2001-05-10 Conti Temic Microelectronic Gmbh Hydrauliksystem
DE102006030034A1 (de) * 2006-06-29 2008-01-03 Zf Friedrichshafen Ag Einrichtung zum Steuern eines fluidbetätigten doppeltwirkenden Stellzylinders

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3347000A1 (de) * 1983-12-24 1985-07-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrohydraulische einrichtung zur steuerung eines doppeltwirkenden hydromotors
DE3813020A1 (de) * 1988-04-19 1989-11-02 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur vorschubsteuerung einer hydraulischen stelleinrichtung
WO2001033086A1 (de) 1999-11-02 2001-05-10 Conti Temic Microelectronic Gmbh Hydrauliksystem
DE102006030034A1 (de) * 2006-06-29 2008-01-03 Zf Friedrichshafen Ag Einrichtung zum Steuern eines fluidbetätigten doppeltwirkenden Stellzylinders

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150285277A1 (en) * 2012-12-20 2015-10-08 Smc Kabushiki Kaisha Fluid pressure cylinder
US10041514B2 (en) * 2012-12-20 2018-08-07 Smc Kabushiki Kaisha Fluid pressure cylinder
EP2811172A1 (de) * 2013-06-04 2014-12-10 Danfoss Power Solutions Aps Hydraulikventilanordnung
WO2014195042A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 Sauer-Danfoss Aps A hydraulic valve arrangement
US9835179B2 (en) 2013-06-04 2017-12-05 Danfoss Power Solutions Aps Hydraulic valve arrangement
US11015624B2 (en) * 2016-05-19 2021-05-25 Steven H. Marquardt Methods and devices for conserving energy in fluid power production
US11597187B2 (en) 2019-01-09 2023-03-07 Valinge Innovation Ab Method to produce a veneer element and a veneer element

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