DE102010035536A1

DE102010035536A1 - Electro-hydraulic control arrangement for anti-lock braking system of passenger car, has smart electrical control unit controlling electromagnets of fast switching two/two-way-pilot valves

Info

Publication number: DE102010035536A1
Application number: DE201010035536
Authority: DE
Inventors: Alexander Mark
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-03-01

Abstract

The arrangement has a servo-controlled valve (1) provided with a two/two-way-main piston (2) and two fast-switching two/two-way-pilot valves (26, 28) for pilot controlling of the main piston. The piston and the pilot valve are actuated by electromagnets. A smart electrical control unit controls the electromagnets of the pilot valve according to pulse width modulation. The pilot valves are normally closed. The electromagnet of the pilot valve is energized completely during dynamic switching operation when the main piston is in an end position.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Steueranordnung mit mindestens einem, vorzugsweise mit mindestens 2/2-Wege-Hauptkolben, mit zwei schnell schaltenden 2/2-Wege-Pilotventilen, die der Vorsteuerung von jeweils einem 2/2-Wege-Hauptkolben dienen und von denen jedes einen Elektromagneten zu seiner Betätigung aufweist, sowie mit einer elektrischen Steuereinheit zur Ansteuerung der Elektromagnete.The invention relates to an electro-hydraulic control arrangement with at least one, preferably with at least 2/2-way main piston, with two fast-switching 2/2-way pilot valves, which serve the pilot control of each of a 2/2-way main piston and of which each having an electromagnet for its operation, and having an electrical control unit for controlling the electromagnets.

Eine solche elektrohydraulische Steueranordnung ist aus der DE 10 2006 024 183 A1 bekannt. In dieser Schrift ist auch schon darauf hingewiesen, dass als Pilotventile bevorzugt Ventile für ABS (Antiblockiersystem) oder ESP (elektronisches Stabilitäts-Programm) für Personenkraftfahrzeuge benutzt werden. Diese Ventile schalten sehr schnell, werden in großen Stückzahlen hergestellt und sind entsprechend extrem kostengünstig. Ventile dieser Art sind zum Beispiel in der DE 44 29 21 A1 oder in der DE 103 59 174 A1 gezeigt. Bei Nutzung in Antiblockiersystemen in Kraftfahrzeugen werden die elektromagnetisch betätigten 2/2 Wegeventile im Ernstfall in den kurzen Schaltzyklen jeweils voll bestromt.Such an electro-hydraulic control arrangement is known from DE 10 2006 024 183 A1 known. It has already been pointed out in this document that pilot valves are preferably valves for ABS (antilock braking system) or ESP (electronic stability program) for passenger vehicles. These valves switch very fast, are produced in large quantities and are accordingly extremely cost-effective. Valves of this type are for example in the DE 44 29 21 A1 or in the DE 103 59 174 A1 shown. When used in anti-lock braking systems in motor vehicles, the electromagnetically actuated 2/2 directional control valves are fully energized in case of emergency in the short switching cycles.

Ziel der Erfindung ist es, eine elektrohydraulische Steueranordnung der bezeichneten Art so weiterzuentwickeln, dass sie besonders kostengünstig herstellbar ist und wenig elektrische Leistung verbraucht.The aim of the invention is to develop an electro-hydraulic control arrangement of the type described so that it is particularly inexpensive to produce and consumes little electrical power.

Dieses Ziel wird durch eine intelligente elektrische Ansteuerung der Elektromagnete der Pilotventile erreicht.This goal is achieved by intelligent electrical control of the electromagnets of the pilot valves.

Anders als beim Einsatz innerhalb eines Antiblockiersystems in einem Personenkraftwagen müssen die sogenannten ABS-Ventile bei einer Verwendung als Pilotventile unter Umständen für längere Zeit einen Schaltzustand einnehmen. Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, dass durch eine intelligente elektrische Ansteuerung der Pilotventile, die die Gegebenheiten bei einem elektrohydraulischen Steuerblock berücksichtigt, die elektrische Belastung Pilotventile soweit reduziert werden kann, dass die äußerst kostengünstigen ABS-Ventile aus dem Automotive-Bereich eingesetzt werden können.Unlike when used within an anti-lock brake system in a passenger car, the so-called ABS valves when used as pilot valves may have to assume a switching state for a longer period of time. The invention is based on the idea that the electrical load pilot valves can be reduced to an extent that the extremely cost-effective ABS valves from the automotive sector can be used by an intelligent electrical control of the pilot valves, which takes into account the circumstances of an electro-hydraulic control block ,

Insbesondere sind gemäß Patentanspruch 3 die Elektromagnete der Pilotventile getaktet ansteuerbar. Eine getaktete Ansteuerung von Elektromagneten ist im Bereich der Hydraulik für elektromagnetisch proportional verstellbare Ventile üblich und für Schaltventile nicht vorgesehen. Durch diese intelligente Ansteuerung der Pilotventile ist es möglich, hohe Schaltdynamik bei niedrigen Kosten zu erzielen.In particular, according to claim 3, the electromagnets of the pilot valves clocked controlled. A clocked control of electromagnets is common in the field of hydraulics for electromagnetically proportional adjustable valves and not provided for switching valves. This intelligent control of the pilot valves makes it possible to achieve high switching dynamics at low costs.

Gemäß Patentanspruch 4 sind die Elektromagnete der Pilotventile über Endstufen (PWM-Endstufen) der elektrischen Steuereinheit nach Art einer Pulsweitenmodulation ansteuerbar. Bei Verwendung der elektrohydraulischen Steueranordnung in einem Automobil, zum Beispiel im Zusammenhang mit einem hydraulischen Hybridantrieb, sind natürlich automotive-gerechte PWM-Endstufen einzusetzen.According to claim 4, the electromagnets of the pilot valves via output stages (PWM output stages) of the electrical control unit in the manner of a pulse width modulation can be controlled. When using the electro-hydraulic control arrangement in an automobile, for example in connection with a hydraulic hybrid drive, of course automotive PWM power amplifiers are used.

Insbesondere ist gemäß Patentanspruch 5 vorgesehen dass für einen dynamischen Schaltvorgang ein Elektromagnet des entsprechenden Pilotventils kurzzeitig voll bestromt wird und dass, wenn sich der Hauptkolben in einer Endlage befindet, der Elektromagnet nur noch mit einer niedrigeren elektrischen Leistung, insbesondere intermittierend angesteuert wird.In particular, it is provided according to claim 5 that for a dynamic switching operation, an electromagnet of the corresponding pilot valve is momentarily fully energized and that, when the main piston is in an end position, the electromagnet is driven only with a lower electrical power, in particular intermittently.

Sind zur Ausbildung einer 3/2-Wegeventilfunktion zwei 2/2-Wege-Hauptkolben, vier schnell schaltende 2/2-Wege-Pilotventile, die der Vorsteuerung der beiden 2/2-Wege-Hauptkolben dienen und von denen jedes einen Elektromagneten zu seiner Betätigung aufweist, sowie mit einer elektrischen Steuereinheit zur Ansteuerung der Elektromagnete vorhanden, so werden gemäß Patentanspruch 6 für einen dynamischen Schaltvorgang die Elektromagnete der entsprechenden Gruppe von zwei Pilotventilen kurzzeitig voll bestromt werden und, wenn sich die Hauptkolben in einer Endlage befindet, die Elektromagnete der Gruppe von Pilotventilen nur noch mit einer niedrigeren elektrischen Leistung, insbesondere intermittierend angesteuert.Are to form a 3/2-way valve function, two 2/2-way main piston, four fast-switching 2/2-way pilot valves, which serve the pilot control of the two 2/2-way main piston and each of which is an electromagnet to his Has actuation, as well as with an electrical control unit for controlling the electromagnets present, the electromagnets of the corresponding group of two pilot valves are briefly fully energized according to claim 6 for a dynamic switching operation and, when the main piston is in an end position, the electromagnets of the group of pilot valves only with a lower electrical power, in particular intermittently driven.

Somit ist das Anwendungsgebiet der Erfindung eine elektrohydraulische Steueranordnung mit einem Schaltventil oder mehreren Schaltventilen, vornehmlich mit einem oder mehreren 2/2-Wege-Einbauventilen.Thus, the field of application of the invention is an electro-hydraulic control arrangement with one or more switching valves, principally with one or more 2/2-way cartridge valves.

Für die Vorsteuerung von 2/2-Wege-Einbauventilen (sogenannten „Logikventilen”) werden in der Regel 3/2-Wege-Schaltventile benutzt. Diese herkömmlichen 3/2-Wege-Schaltventile sind vergleichsweise hochwertig und teuer. Aus der DE 10 2006 024 183 A1 ist es schon bekannt, die 3/2-Wege-Vorsteuerventile durch kostengünstige 2/2-Wege-Ventile aus dem Automobilbau zu ersetzen. Die herkömmlichen 3/2-Wegeventile und die Pilotventile aus der DE 10 2006 024 183 A1 erfahren in der durchgeschalteten Stellung eine permanente Bestromung.For the pilot control of 2/2-way cartridge valves (so-called "logic valves") usually 3/2-way switching valves are used. These conventional 3/2-way switching valves are relatively high quality and expensive. From the DE 10 2006 024 183 A1 It is already known to replace the 3/2-way pilot valves with cost-effective 2/2-way valves from the automotive industry. The conventional 3/2-way valves and the pilot valves from the DE 10 2006 024 183 A1 experienced in the switched-through position, a permanent current.

Gemäß der Erfindung sind die teueren und (zu) hochwertigen 3/2-Wege-Vorsteuerventile durch extrem kostengünstige ABS-Ventile aus dem Automotivbereich, die in riesigen Stückzahlen produziert werden substituiert. Es besteht eine funktionale Auflösung der 3/2-Funktion über Gruppen von 2/2-Ventilen. Die Ansteuerung kann über gängige PWM-Endstufen erfolgen. Durch intelligente Ansteuerung der Gruppen von 2/2-Wege-Pilotventilen kann auf eine permanente Bestromung der Ventilmagnetspulen verzichtet werden.According to the invention, the expensive and (to) high-quality 3/2-way pilot valves are substituted by extremely low-cost ABS valves from the automotive sector, which are produced in huge numbers. There is a functional resolution of the 3/2 function across groups of 2/2 valves. The drive can be controlled via common PWM Power amplifiers are made. Through intelligent control of the groups of 2/2-way pilot valves, permanent energization of the valve solenoid coils can be dispensed with.

Somit liegen die Vorteile der Erfindung insbesondere in der Nutzung des Kosteneinsparpotenzials aus automotiver Massenproduktion (ABS-Ventile) für hydraulische Vorsteuerfunktionen bei gleichzeitiger Verringerung der elektrischen Steuerleistung sowie Nutzung günstiger PWM-Ansteuerung. Es könne durch die intelligente Ansteuerung Pilotventile mit geringer zulässiger Bestromungsdauer benutzt werden. Je nach Ausführung sollte auch ein deutlicher Bauraumgewinn darstellbar sein.Thus, the advantages of the invention are in particular the use of the cost saving potential of automotive mass production (ABS valves) for hydraulic pilot functions while reducing the electrical control performance and use of favorable PWM control. It could be used by the intelligent control pilot valves with a low allowable energization. Depending on the design, a clear increase in space should also be possible.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel werden für dynamische Schaltvorgänge alle Pilotventile einer Gruppe kurzzeitig gleichzeitig bestromt, um maximalen Durchfluss auf der Pilotseite zu generieren. in den Endlagen des Hauptkolbens oder der Hauptkolben werden die Pilotventile einer Gruppe nur noch intermittierend angesteuert (analog „Lichtorgel”), um den Druckausgleich im Steuerraum des Hauptkolbens/der Hauptkolben zu gewährleisten. Hierbei findet praktisch kein Volumenaustausch über die Pilotventile mehr statt.In a specific embodiment, all pilot valves of a group are momentarily energized simultaneously for dynamic switching operations in order to generate maximum flow on the pilot side. in the end positions of the main piston or the main piston pilot valves of a group are only intermittently driven (analogous "light organ") to ensure pressure equalization in the control chamber of the main piston / the main piston. In this case, there is virtually no volume exchange via the pilot valves more.

Für weitere Information über den Aufbau von konkreten Ausführungsbeispielen von elektrohydraulischen Steueranordnungen mit Hauptkolben und Pilotventilen wird hier noch einmal ausdrücklich auf die DE 10 2006 024 183 A1 verwiesen.For further information on the construction of concrete embodiments of electro-hydraulic control arrangements with main piston and pilot valves is here again expressly to the DE 10 2006 024 183 A1 directed.

Zwei Ausführungsbeispiel sei hinsichtlich des hydraulischen Aufbaus anhand der Zeichnung näher beschreiben. Es zeigenTwo exemplary embodiments will be described in more detail with regard to the hydraulic construction with reference to the drawing. Show it

1 eine Steueranordnung mit einem 2/2-Wege-Hauptkolben und zwei Pilotventilen, 1 a control arrangement with a 2/2-way main piston and two pilot valves,

2 eine Steueranordnung mit zwei 2/2-Wege Hauptkolben und vier Pilotventilen und 2 a control arrangement with two 2/2-way main piston and four pilot valves and

3 ein Schaltbild zeigen, das mit zwei der Steueranordnungen gemäß 2 erzeugt werden kann. 3 show a circuit diagram that with two of the control arrangements according to 2 can be generated.

Bei dem vorgesteuerten Ventil 1 nach 1 ist ein Hauptkolben 2 einer Hauptstufe vorgesehen, der über eine Feder 4 gegen einen Ventilsitz 6 vorgespannt wird. Beim Abheben einer Sitzfläche 8 des Hauptkolbens 2 von dem Ventilsitz 6 wird eine Druckmittelverbindung zwischen einem Einlassanschluss A, der koaxial mit der Mittelachse des Hauptkolbens 2 verläuft, mit einem senkrecht zur Vertikalachse vorgesehenen Auslassanschluss B aufgesteuert. Der Hauptkolben 2 ist durch eine Ringfläche 12 mit einer Flächendifferenz ausgebildet, wobei der sitzseitige Durchmesser kleiner als der rückwärtige Durchmesser ist. Stromabwärts der Sitzfläche 8 ist um den Hauptkolben herum ein durch die Ringfläche 12 begrenzter Ringraum 10 vorhanden.At the pilot operated valve 1 to 1 is a main piston 2 a main stage provided by a spring 4 against a valve seat 6 is biased. When lifting a seat 8th of the main piston 2 from the valve seat 6 is a pressure medium connection between an inlet port A, which is coaxial with the central axis of the main piston 2 runs, with a perpendicular to the vertical axis provided outlet port B controlled. The main piston 2 is through a ring surface 12 formed with a surface difference, wherein the seat-side diameter is smaller than the rear diameter. Downstream of the seat 8th is around the main piston around through the ring surface 12 limited annulus 10 available.

Der Druck am Einlassanschluss A liegt am Hauptkolben 2 an einer Fläche 14 an, die durch die Sitzfläche 8 des Hauptkolbens begrenzt ist. Auf die Ringfläche 12 des Hauptkolbens wirkt der Druck am Auslassanschluss B in Öffnungsrichtung des Hauptkolbens 2.The pressure at inlet port A is at the main piston 2 on a surface 14 on, passing through the seat 8th of the main piston is limited. On the ring surface 12 of the main piston, the pressure acts on the outlet port B in the opening direction of the main piston 2 ,

Der Hauptkolben weist an dem zur Fläche 14 entgegengesetzten Abschnitt einen Hohlzylinderabschnitt 16 auf, in den eine Feder 4 eintaucht und an dessen stirnseitige Bodenfläche 18 die Feder angreift. Die Feder 4 ist an einem Stützabschnitt 20 einer Aufnahmebohrung 22, in der der Hauptkolben 2 mit seinem größeren Durchmesser geführt wird, abgestützt und drückt gegen eine durch den Hohlzylinderabschnitt begrenzte Bodenfläche 18 des Hauptkolbens, um den Hauptkolben in Schließrichtung zu spannen. Der Druckraum 24 wird durch die Rückseite des Hauptkolbens 2 begrenzt.The main piston points to the surface 14 opposite section a hollow cylinder section 16 in which a spring 4 dips and at its frontal bottom surface 18 the spring attacks. The feather 4 is at a support section 20 a receiving bore 22 in which the main piston 2 is guided with its larger diameter, supported and pressed against a limited by the hollow cylindrical portion bottom surface 18 of the main piston to tension the main piston in the closing direction. The pressure room 24 gets through the back of the main piston 2 limited.

Die Hauptstufe mit dem Hauptkolben 2 des ersten Ausführungsbeispiels wird durch zwei schnell schaltende 2/2-Wege-Pilotventile 26, 28 vorgesteuert.The main stage with the main piston 2 of the first embodiment is by two fast-switching 2/2-way pilot valves 26 . 28 pilot.

Das Pilotventil 26 ist ein stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil, wie es beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2004 033 846 A1 beschrieben ist, und hat einen Druckanschluss P sowie einen Arbeitsanschluss A. Der Ringraum 10 am Hauptkolben 2 ist über einen Vorsteuerkanal 52 mit dem Druckanschluss des Pilotventils 26 verbunden, dessen Arbeitsanschluss A über den Druckkanal 54 mit dem Druckraum 24 in Druckmittelverbindung steht. Im Ruhezustand ist das Pilotventil 26 geschlossen, wobei eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckanschluss P und dem Arbeitsanschluss A blockiert ist. Im bestromten Zustand ist das Pilotventil 26 offen, wobei die Druckmittelverbindung zwischen dem Druckanschluss P und dem Arbeitsanschluss A geöffnet ist, so dass über das Pilotventil 26 die Druckmittelverbindung zwischen dem Ringraum 10 am Hauptkolben 2 und dem Druckraum 24 hergestellt ist.The pilot valve 26 is a normally closed 2/2-way valve, as for example in the document DE 10 2004 033 846 A1 is described, and has a pressure port P and a working port A. The annulus 10 at the main piston 2 is via a pilot channel 52 with the pressure connection of the pilot valve 26 connected, whose working port A via the pressure channel 54 with the pressure room 24 is in pressure medium connection. At rest, the pilot valve 26 closed, wherein a pressure medium connection between the pressure port P and the working port A is blocked. When energized, the pilot valve is 26 open, wherein the pressure medium connection between the pressure port P and the working port A is opened, so that via the pilot valve 26 the pressure medium connection between the annulus 10 at the main piston 2 and the pressure room 24 is made.

Das Pilotventil 28 ist ebenfalls ein stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil und hat einen Tankanschluss T sowie einen Arbeitsanschluss A. Der Druckraum 24 am Hauptkolben 2 ist über einen Vorsteuerkanal 56 mit dem Arbeitsanschluss A des Pilotventils 28 verbunden, dessen Tankanschluss A über einen Tankkanal 58 mit einem Tankanschluss T in Druckmittelverbindung steht. Im stromlosen Zustand ist eine Druckmittelverbindung zwischen dem Tankanschluss T und dem Arbeitsanschluss A blockiert. Im bestromten Zustand ist das Pilotventil 28 offen, wobei die Druckmittelverbindung zwischen dem Tankanschluss T und dem Arbeitsanschluss A geöffnet ist, so dass über das Pilotventil 28 die Druckmittelverbindung zwischen dem Druckraum 24 am Hauptkolben 2 und dem Tankanschluss T hergestellt ist.The pilot valve 28 is also a normally closed 2/2-way valve and has a tank port T and a working port A. The pressure chamber 24 at the main piston 2 is via a pilot channel 56 with the working port A of the pilot valve 28 whose tank connection A via a tank channel 58 with a tank connection T is in fluid communication. When de-energized, a pressure medium connection between the Tank connection T and working port A blocked. When energized, the pilot valve is 28 open, wherein the pressure medium connection between the tank port T and the working port A is opened, so that via the pilot valve 28 the pressure medium connection between the pressure chamber 24 at the main piston 2 and the tank connection T is made.

Nachfolgend wird die Funktion des vorgesteuerten Ventils 1 entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.Below is the function of the pilot operated valve 1 described in the first embodiment.

In der Anfangsposition wird die Hauptkolben 2 über die Feder 4 auf den Ventilsitz 6 gedrückt. Das Pilotventil 26 ist stromlos und das Pilotventil 28 ist getaktet bestromt, so das das Pilotventil 26 keine Druckmittelverbindung zwischen dem Ringraum 10 und dem Druckraum 24 herstellt, während das Pilotventil 26 offen ist, so dass im Druckraum 24 im Wesentlichen Tankdruck herrscht.In the initial position becomes the main piston 2 over the spring 4 on the valve seat 6 pressed. The pilot valve 26 is de-energized and the pilot valve 28 is clocked energized, so that's the pilot valve 26 no pressure medium connection between the annulus 10 and the pressure room 24 manufactures while the pilot valve 26 is open, so in the pressure room 24 essentially tank pressure prevails.

Auf diese Weise wirkt der am Auslassanschluss B anliegende Druck auf die Ringfläche 12 in Öffnungsrichtung des Hauptkolbens 2. Auf die Fläche 14 wirkt der Druck am Einlassanschluss A. Aufgrund der Entlastung des Druckraums 24 zum Tank ist zunächst nur die Stirnfläche 14 wirksam. Ein schnelles Öffnen des Hauptkolbens ist dann möglich, wenn die Summe der Kraft, die durch den am Einlassanschluss A auf die Fläche 14 wirkenden Druck erzeugt wird, und der Kraft, die durch den Druck am Auslassanschluss B auf die Ringfläche 12 wirkt, größer als die Summe aus der Federkraft der Feder 4 und der Kraft, die auf Grund des Drucks im Druckraum 24 in Schließrichtung des Hauptkolbens 2 wirkt, ist.In this way, the pressure applied to the outlet port B acts on the annular surface 12 in the opening direction of the main piston 2 , On the surface 14 the pressure acts on the inlet connection A. Due to the relief of the pressure chamber 24 to the tank is initially only the face 14 effective. A quick opening of the main piston is possible when the sum of the force passing through the inlet port A on the surface 14 acting pressure, and the force generated by the pressure at the outlet port B on the annular surface 12 acts, greater than the sum of the spring force of the spring 4 and the force due to the pressure in the pressure chamber 24 in the closing direction of the main piston 2 works, is.

Wenn das vorgesteuerte Ventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels mit hoher Geschwindigkeit aus der offenen in die geschlossene Schaltstellung gebracht werden soll, so wird das Pilotventil 26 kurzzeitig voll bestromt und das Pilotventil 28 von der Spannungsversorgung getrennt, so dass das Pilotventil 26 in seine offene Schaltstellung gelangt und das Pilotventil 28 geschlossen wird.When the pilot operated valve 1 of the first embodiment is to be brought from the open to the closed switching position at high speed, so the pilot valve 26 momentarily fully energized and the pilot valve 28 disconnected from the power supply, leaving the pilot valve 26 gets into its open switching position and the pilot valve 28 is closed.

Auf diese Weise wird eine Druckmittelverbindung zwischen dem Ringraum 10 und dem Druckraum 24 hergestellt, während die Druckmittelverbindung zwischen dem Druckraum 24 und dem Tank unterbrochen wird. Der Druck im Ringraum 10 ist etwa so groß wie der am Einlassanschluss A. Der rückwärtige Durchmesser des Hauptkolbens ist etwa so groß wie die Summe der Ringfläche 12 und der Stirnfläche 14. Aufgrund dieser Flächendifferenz und des etwa gleichen Drucks wird der Hauptkolben 2 mit hoher Geschwindigkeit geschlossen. Wenn der Hauptkolben seine geschlossene Endstellung erreicht hat, wird der Stromfluss durch den Elektromagneten des Pilotventils 26 durch getaktete Ansteuerung reduziert.In this way, a pressure medium connection between the annulus 10 and the pressure room 24 produced while the pressure medium connection between the pressure chamber 24 and the tank is interrupted. The pressure in the annulus 10 is about as large as that at the inlet port A. The rear diameter of the main piston is about as large as the sum of the annular surface 12 and the face 14 , Due to this area difference and about the same pressure is the main piston 2 closed at high speed. When the main piston has reached its closed end position, the flow of current through the solenoid of the pilot valve 26 reduced by clocked control.

Die Schaltzeiten der Pilotventile 26, 28 sind kleiner als 15 ms, so dass der Hauptkolben beim Schalten großer Hydraulikfluidmengen vom Einlassanschluss A zum Auslassanschluss B mit hoher Geschwindigkeit steuerbar ist.The switching times of the pilot valves 26 . 28 are smaller than 15 ms, so that the main piston is controllable when switching large amounts of hydraulic fluid from the inlet port A to the outlet port B at high speed.

2 zeigt eine Ventileinheit 100 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel, die ein vorgesteuertes Ventil mit einem Hauptkolben 2, dessen Sitzfläche 8 gegen ein Ventilsitz 6 durch eine Feder 4 vorgespannt ist, sowie mit Pilotventilen 26 und 28 entsprechend dem vorgesteuerten Ventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels aufweist. 2 shows a valve unit 100 according to the second embodiment, which is a pilot-operated valve with a main piston 2 , whose seat 8th against a valve seat 6 by a spring 4 is biased, as well as with pilot valves 26 and 28 according to the pilot operated valve 1 of the first embodiment.

Das Pilotventil 26 beim zweiten Ausführungsbeispiel stellt im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel über einen an den Druckanschluss P angeschlossenen Vorsteuerkanal 152 die Druckmittelverbindung mit dem Einlassanschluss A her. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel stellt das Pilotventil 28 über einen an seinen Tankanschluss T angeschlossenen Tankkanal 164 Druckmittelverbindung mit einer Tankleitung 160 her.The pilot valve 26 in the second embodiment, in contrast to the first embodiment via a connected to the pressure port P pilot channel 152 the pressure medium connection with the inlet port A ago. In contrast to the first embodiment, the pilot valve 28 via a tank duct connected to its tank connection T. 164 Pressure medium connection with a tank line 160 ago.

Im Auslasskanal 162 zum Auslassanschluss B ist beim zweiten Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher Hauptkolben 102 vorgesehen, dessen von der Sitzfläche 108 umgebene Stirnfläche 114 zu der Tankleitung 160 weist. Der Hauptkolben 102 weist ebenfalls eine Ringfläche 112 mit einem Ringraum 110 auf, der mit dem Auslasskanal 162 in Druckmittelverbindung steht. Der Hauptkolben 102 ist von einem Stützabschnitt 120 aus durch eine Druckfeder 104 gegen den Ventilsitz 106 vorgespannt.In the outlet channel 162 to the outlet port B is an additional main piston in the second embodiment 102 provided by the seat 108 surrounded face 114 to the tank line 160 has. The main piston 102 also has an annular surface 112 with an annulus 110 on that with the exhaust duct 162 is in pressure medium connection. The main piston 102 is from a support section 120 out by a compression spring 104 against the valve seat 106 biased.

Durch ein Abheben des Hauptkolbens 102 vom Ventilsitz 106 wird eine Druckmittelverbindung zwischen dem Auslasskanal 162 und der Tankleitung 160 aufgesteuert.By lifting the main piston 102 from the valve seat 106 becomes a pressure medium connection between the outlet channel 162 and the tank line 160 turned on.

Der Druckanschluss P eines stromlos geschlossenen Pilotventils 126 steht über einen Vorsteuerkanal 158 mit dem Einlassanschluss A in Druckmittelverbindung, während der Arbeitsanschluss A des Pilotventils 126 über einen Druckkanal 170 mit dem Druckraum 124 in Druckmittelverbindung steht. Somit ist der Druckraum 124 ist über das Pilotventil 126, wenn dieses bestromt ist, mit dem Einlassanschluss A verbunden.The pressure port P of a normally closed pilot valve 126 is via a pilot channel 158 with the inlet port A in fluid communication, while the working port A of the pilot valve 126 via a pressure channel 170 with the pressure room 124 is in pressure medium connection. Thus, the pressure chamber 124 is over the pilot valve 126 when it is energized, connected to the inlet port A.

Der Arbeitsanschluss A eines stromlos geschlossenen Pilotventils 128 steht über einen Vorsteuerkanal 168 mit dem Druckraum 124 in Druckmittelverbindung, während der Tankanschluss T des Pilotventils 128 mit dem Tankanschluss T in Druckmittelverbindung steht. Somit ist der Druckraum 124 über das bestromte Pilotventil 128 mit der Tankleitung 160 verbunden.The working port A of a normally closed pilot valve 128 is via a pilot channel 168 with the pressure room 124 in pressure medium connection, while the tank port T of the pilot valve 128 with the tank connection T in fluid communication. Thus, the pressure chamber 124 via the energized pilot valve 128 with the tank line 160 connected.

Die Ventileinheit 100 des zweiten Ausführungsbeispiels hat die Funktion eines 3/2-Wegeventils, wie es in der Prinzipdarstellung im oberen Abschnitt von 3 gezeigt ist. Durch den Hauptkolben 2 der Ventileinheit 100 wird bei stromlosem Pilotventil 26 und bestromten Pilotventil 28 der Druckraum 4 zum Tank T hin entlastet, so dass in Abhängigkeit vom Druck am Einlassanschluss A der Strömungsquerschnitt zwischen Ventilsitz 6 und Sitzfläche 8 in einfacher Weise aufgesteuert werden kann.The valve unit 100 of the second embodiment has the function of a 3/2-way valve, as in the schematic diagram in the upper Section of 3 is shown. Through the main piston 2 the valve unit 100 is when the pilot valve is de-energized 26 and energized pilot valve 28 the pressure room 4 relieved to the tank T, so that, depending on the pressure at the inlet port A, the flow cross-section between the valve seat 6 and seat 8th can be controlled in a simple manner.

Zum Schließen der Druckmittelverbindung zwischen dem Einlassanschluss A und dem Auslassanschluss B wird der Elektromagnet des Pilotventils 26 zunächst voll bestromt und der Elektromagnet des Pilotventils 28 abgeschaltet, so dass das Pilotventil 26 in seine geöffnete Schaltstellung und das Pilotventil 28 in seine geschlossene Schaltstellung gebracht wird.To close the pressure medium connection between the inlet port A and the outlet port B is the solenoid of the pilot valve 26 initially fully energized and the solenoid of the pilot valve 28 shut off, leaving the pilot valve 26 in its open switching position and the pilot valve 28 is brought into its closed switching position.

Damit wird Druckmittel vom Einlassanschluss A in den Druckraum 24 geführt und aufgrund der Druckerhöhung in Druckraum 24 ein Schließen des Hauptkolbens 2 und damit eine Unterbrechung der Druckmittelverbindung zwischen dem Einlassanschluss A und dem Auslassanschluss B bewirkt. In der Endlage des Hauptkolbens 2 wird das Pilotventil 26 nur noch mit geringerem Strom belastet.This pressure medium from the inlet port A in the pressure chamber 24 guided and due to the pressure increase in pressure chamber 24 a closing of the main piston 2 and thus causes an interruption of the pressure medium connection between the inlet port A and the outlet port B. In the end position of the main piston 2 becomes the pilot valve 26 only charged with lower power.

Während der vorstehend genannten Ansteuerung des Hauptkolbens 2 befindet sich der Hauptkolben 102 in der geschlossenen Schaltstellung, in der eine Druckmittelverbindung zwischen den Tankanschluss T und dem Auslassanschluss B unterbrochen ist. Diese Schaltstellung wird erreicht, indem das Pilotventil 126 bestromt ist und das Pilotventil 128 stromlos ist, so dass Druckmittel vom Arbeitsanschluss A über das Pilotventil 126 in den Druckraum 124 gelangt, während eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckraum 124 und dem Tankanschluss T über das geschlossene Pilotventil 128 abgesperrt ist.During the aforementioned activation of the main piston 2 is the main piston 102 in the closed switching position, in which a pressure medium connection between the tank port T and the outlet port B is interrupted. This switching position is achieved by the pilot valve 126 energized and the pilot valve 128 is de-energized, so that pressure medium from the working port A via the pilot valve 126 in the pressure room 124 passes while a pressure medium connection between the pressure chamber 124 and the tank port T via the closed pilot valve 128 is locked.

Zum Einstellen des Schaltstellung b der Ventileinheit 100 entsprechend 3 werden die Pilotventile 26 und 128 bestromt und die Pilotventile 28 und 126 stromlos geschaltet, so dass die Pilotventile 26 und 128 in die offene Schaltstellung und die Pilotventile 28, 126 in die geschlossene Schaltstellung gelangen. Dadurch gelangt Druckmittel von Arbeitanschluss A über das Pilotventil 26 in den Druckraum 24 am Hauptkolben 2 und bewirkt eine Druckerhöhung in Druckraum 24 ein Verbleiben des Hauptkolbens 2 in der geschlossenen Schaltstellung.For setting the switching position b of the valve unit 100 corresponding 3 become the pilot valves 26 and 128 energized and the pilot valves 28 and 126 de-energized, leaving the pilot valves 26 and 128 in the open position and the pilot valves 28 . 126 get into the closed switching position. As a result, pressure fluid from working port A passes through the pilot valve 26 in the pressure room 24 at the main piston 2 and causes an increase in pressure in the pressure chamber 24 a stay of the main piston 2 in the closed position.

Da sich das Pilotventil 28 in der geschlossenen Schaltstellung befindet, wird der Druckraum 4 nicht zum Tankanschluss T hin entlastet. Gleichzeitig ist die Druckmittelverbindung zwischen den Druckraum 124 am Kolben 102 zwischen dem Tankanschluss T und dem Druckraum 124 aufgesteuert, so dass, da die Druckmittelverbindung zwischen den Arbeitsanschluss A und dem Druckraum 124 durch das geschlossene Pilotventil 126 zugesteuert ist, der Druckraum 124 zum Tankanschluss T hin entlastet ist.Because the pilot valve 28 is in the closed position, the pressure chamber 4 not relieved to tank connection T. At the same time, the pressure fluid connection between the pressure chamber 124 on the piston 102 between the tank connection T and the pressure chamber 124 controlled, so that, since the pressure medium connection between the working port A and the pressure chamber 124 through the closed pilot valve 126 is controlled, the pressure chamber 124 relieved to the tank port T out.

Der Druck im Auslassanschluss B wirkt auf die Ringfläche 112 am Hauptkolben 102 und bewirkt aufgrund des entlasteten Druckraums 124 ein Abheben der Sitzfläche 108 vom Ventilsitz 106. Somit wird die Druckmittelverbindung zwischen dem Auslassanschluss B und dem Tankanschluss T aufgesteuert.The pressure in the outlet port B acts on the annular surface 112 at the main piston 102 and causes due to the pressure chamber relieved 124 a lift off the seat 108 from the valve seat 106 , Thus, the pressure medium connection between the outlet port B and the tank port T is turned on.

Ein schnelles Schließen der Druckmittelverbindung zwischen dem Auslassanschluss B und dem Tankanschluss T wird erreicht, indem der Elektromagnet des Pilotventils 126 bestromt und dem Elektromagneten des Pilotventils 128 kein elektrischen Strom zugeführt wird, so dass das Pilotventil 126 in die offene Schaltstellung und das Pilotventil 128 in die geschlossene Schaltstellung gelangt. Somit strömt Druckmittel vom Arbeitsanschluss A durch das geöffnete Pilotventil 126 in den Druckraum 124, so dass die Sitzfläche 108 des Hauptkolben 102 mit dem Ventilsitz 106 mit hoher Geschwindigkeit in Anlage gelangt und folglich die Druckmittelverbindung zwischen dem Auslassanschluss B und dem Tankanschluss T abgesperrt wird.A quick closing of the pressure medium connection between the outlet port B and the tank port T is achieved by the solenoid of the pilot valve 126 energized and the electromagnet of the pilot valve 128 no electric power is supplied, so the pilot valve 126 in the open switching position and the pilot valve 128 gets into the closed switching position. Thus, pressure fluid flows from the working port A through the open pilot valve 126 in the pressure room 124 so that the seat surface 108 of the main piston 102 with the valve seat 106 comes into abutment at high speed and thus the pressure medium connection between the outlet port B and the tank port T is shut off.

Immer wenn einer der Hauptkolben eine Endstellung erreicht hat, wird das bestromte Pilotventil von voller Bestromung auf geringere Bestromung umgestellt.Whenever one of the main pistons has reached an end position, the energized pilot valve is switched from full energization to lower energization.

Denkbar ist auch, dass eines der beiden Pilotventile eines Hauptkolbens stromlos offen ist. Dann wird der erfindungsgemäße Vorteil des geringeren Verbrauchs an elektrischer Leistung unter Umständen nur für das eine Pilotventil erhalten.It is also conceivable that one of the two pilot valves of a main piston is normally open. Then the advantage according to the invention of the lower consumption of electrical power is possibly obtained only for the one pilot valve.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006024183 A1 [0002, 0011, 0011, 0015]
DE 442921 A1 [0002]
DE 10359174 A1 [0002]
DE 102004033846 A1 [0024]

Claims

Electrohydraulic control arrangement with at least one switching valve, in particular with at least one, preferably with at least two 2/2-way main piston, with two fast-switching 2/2-way pilot valves, which serve the pilot control of each of a 2/2-way main piston and each of which has an electromagnet for its operation, and with an electrical control unit for controlling the electromagnets, characterized by an intelligent electrical control of the electromagnets of the pilot valves.

Electrohydraulic control arrangement according to claim 1, characterized in that the pilot valves are normally closed.

Electrohydraulic control arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the electromagnets of the pilot valves are clocked controlled.

Electrohydraulic control arrangement according to claim 3, characterized in that the electromagnets of the pilot valves via output stages (PWM output stages) of the electrical control unit in the manner of a pulse width modulation can be controlled.

Electrohydraulic control arrangement according to any preceding claim, characterized in that for a dynamic switching operation, an electromagnet of the corresponding pilot valve is momentarily fully energized and that, when the main piston is in an end position, the electromagnet is driven only with a lower electrical power, in particular intermittently ,

Electrohydraulic control arrangement according to any preceding claim, characterized in that it comprises two 2/2-way main pistons, four fast-switching 2/2-way pilot valves, the pilot control of the two 2/2-way to form a 3/2-way valve function Serve main piston and each of which has an electromagnet for its operation, as well as with an electrical control unit for controlling the electromagnets, characterized in that for a dynamic switching operation, the electromagnets of the corresponding group of two pilot valves are briefly fully energized and that when the main piston is in an end position, the electromagnets of the group of pilot valves only with a lower electrical power, in particular intermittently controlled.