DE102024206025B3

DE102024206025B3 - Verfahren zum Ausbilden eines Quadranten-Steuerventilsystems, Quadranten-Steuerventilsystem und Hydrauliksystem

Info

Publication number: DE102024206025B3
Application number: DE102024206025.9A
Authority: DE
Inventors: Fabian Kreutmayr; Markus Imlauer
Original assignee: Hawe Hydraulik SE
Current assignee: Hawe Hydraulik SE
Priority date: 2024-06-27
Filing date: 2024-06-27
Publication date: 2025-06-26
Anticipated expiration: 2044-06-28
Also published as: CN120444307B; CN120444307A; US20260002554A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ausbilden eines Quadranten-Steuerventilsystems V2 für ein Hydrauliksystem 200 bereitgestellt. Das Quadranten-Steuerventilsystem V2 umfasst wenigstens eine Steuerventilanordnung SVA2, die wenigstens ein Steuerventil SV1, SV2, SV3, SV4 umfasst, eine elektronische Ventilsteuerung C2 und eine Steuerventil-Sensorik. Das Verfahren umfasst im Wesentlichen Schritte der automatisierten quadrantenbasierten Lastfallanalyse, der automatisierten Schaltplan-Synthese und der automatisierten Regler-Synthese sowie der Umsetzung des synthetisierten Schaltplans und der Implementierung des synthetisierten Reglers.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbilden eines Quadranten-Steuerventilsystems, ein Quadranten-Steuerventilsystem und ein Hydrauliksystem.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Steuerventilsysteme zum Ansteuern von Hydraulikverbrauchern, beispielsweise Hydraulikzylindern oder Hydromotoren, in Hydrauliksystemen bekannt. Moderne Steuerventilsysteme weisen dazu eine Steuerventilanordnung für jeden anzusteuernden Hydraulikverbraucher, eine Steuerventil-Sensorik und eine elektronische Ventilsteuerung auf. Jede Steuerventilanordnung umfasst dabei wenigstens ein elektromagnetisch oder elektrohydraulisch betätigtes Steuerventil. Die elektronische Ventilsteuerung umfasst üblicherweise einen Regler für die Steuerventilanordnung(en), wobei der Regler als Software in der elektronischen Ventilsteuerung implementiert ist. Es können sowohl ein gemeinsamer Regler für alle Steuerventilanordnungen als auch jeweils ein separater Regler für jede Steuerventilanordnung vorgesehen sein. Die Sensordaten der Steuerventil-Sensorik werden zur Regelung der einzuregelnden Größen verwendet. Dabei kann die Steuerventil-Sensorik aus über das Hydrauliksystem und die das Steuerventilsystem verteilten Sensoren (beispielsweise Druck-, Volumenstrom-, Temperatur- oder ähnliche Sensoren) bestehen, die als separate Bauteile vorgesehen sind.
Derartige Steuerventilsysteme sind spezifisch auf den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt, also das zu steuernde Hydrauliksystem bzw. den oder die zu steuernden Hydraulikverbraucher. Dabei fließt in die Implementierung solcher Steuerventilsysteme ein hoher individueller Entwicklungsaufwand, der mit zunehmender Komplexität der zu steuernden Hydrauliksysteme sowie steigenden Anforderungen an Präzision und Stabilität in den zu regelnden Arbeitspunkten immer weiter ansteigt.
Darüber hinaus ist es auch im Hinblick auf vermehrt geforderte Funktionalitäten wie Anomalie-Detektion, Condition Monitoring oder Predictive Maintenance erforderlich, Steuerventilsysteme bereitzustellen, die diese Funktionalitäten adaptiv umsetzen können.
Aus der DE 101 38 389 A1 ist beispielsweise eine elektrohydraulische Einrichtung zur Steuerung eines doppelt-wirkenden Motors in einer Hubwerks-Regeleinrichtung von Traktoren bekannt, mit der ein Vier-Quadrantenbetrieb mit Heben, Senken, Drücken und Nachgeben über vier Kanten eines Regelventils steuerbar ist.
Aus der DE 10 2021 204 544 A1 sind beispielsweise ein Verfahren und eine Steuereinheit zum Betreiben eines hydraulischen Zylinders bekannt, wobei das Verfahren ein physikalisches White Box Modell zur Plausibilisierung von Ausgabedaten eines datenbasierten Black Box Modells vorschlägt, wodurch in Kombination ein Grey Box Modell Anwendung findet.
Aus der EP 2 203 791 B1 ist beispielsweise eine Reglerstruktur für eine Hydraulikzylindereinheit mit unterlegtem Zustandsregler bekannt.
Aus der EP 2 1488 958 B1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Rückgewinnung von potentieller Energie während eines Lastabsenkvorgangs bekannt, das auf Basis von vier Last-Quadranten umgesetzt ist.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen ganzheitlichen Ansatz zur möglichst weit automatisierten Implementierung eines adaptiven, selbstlernenden Steuerventilsystems aufzuzeigen.
Die Lösung der Aufgabe gelingt zunächst mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ausbilden eines Quadranten-Steuerventilsystems für ein Hydrauliksystem gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Darüber hinaus gelingt die Lösung der Aufgabe mit einem Quadranten-Steuerventilsystem gemäß Anspruch 12 sowie einem Hydrauliksystem gemäß Anspruch 14.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Ausbilden eines Quadranten-Steuerventilsystems für ein Hydrauliksystem bereitgestellt. Das Hydrauliksystem umfasst wenigstens einen Hydraulikverbraucher, der über das Quadranten-Steuerventilsystem gesteuert wird. Das Quadranten-Steuerventilsystem umfasst eine Steuerventilanordnung für jeden zu steuernden Hydraulikverbraucher des Hydrauliksystems, eine Steuerventil-Sensorik und eine elektronische Ventilsteuerung, wobei jede Steuerventilanordnung wenigstens ein Steuerventil umfasst. Dabei umfasst das Verfahren folgende Schritte:

- Durchführen einer automatisierten quadrantenbasierten Lastfallanalyse des gesamten zu steuernden Hydrauliksystems auf Basis von Anforderungsdaten des Hydrauliksystems;
- Durchführen einer Schaltplan-Synthese für das Quadranten-Steuerventilsystem auf Basis der quadrantenbasierten Lastfallanalyse, wobei die Schaltplan-Synthese eine Rollenzuweisung für jedes Steuerventil jeder Steuerventilanordnung auf Basis der quadrantenbasierten Lastfallanalyse umfasst;
- Durchführen einer Regler-Synthese für das Quadranten-Steuerventilsystem auf Basis des synthetisierten Schaltplans und der Rollenzuweisung;
- Umsetzen des synthetisierten Schaltplans des Quadranten-Steuerventilsystems; und
- Implementieren des synthetisierten Reglers in der elektronischen Ventilsteuerung des Quadranten-Steuerventilsystems.

Vorzugsweise werden die Schaltplan-Synthese, die Rollenzuweisung und/ oder die Regler-Synthese ebenfalls automatisiert durchgeführt.
Die Steuerventil-Sensorik umfasst grundsätzlich Sensoren für alle für die Regelung der einzuregelnden Größen (beispielsweise Druck, Volumenstrom) benötigten Größen (beispielsweise Druck-, Volumenstrom- und/ oder Temperatur-Sensoren). Vorzugsweise umfasst jedes Steuerventil wenigstens einen integrierten Fluidsensor, der Teil der Steuerventil-Sensorik ist. Unter einem Fluidsensor ist dabei jede Art von Sensor zu verstehen, die einen für die Regelung der einzuregelnden Größen relevanten Parameter von Hydraulikfluid misst.
Unter dem Ausbilden eines Steuerventilsystems ist vorliegend sowohl die hardwaretechnische Umsetzung von hydraulischen Schaltplänen als auch die softwareseitige Implementierung der notwendigen Steuer- und Regelungsprogramme in der elektronischen Ventilsteuerung zu verstehen.
Unter einem Quadranten-Steuerventilsystem ist ein Steuerventilsystem zu verstehen, das auf einer quadrantenbasierten Lastfallanalyse beruht.
Unter einer quadrantenbasierten Lastfallanalyse ist die Zuordnung aller im Hydrauliksystem auftretenden Lastfälle in ein Vier-Quadranten-Feld pro Hydraulikverbraucher zu verstehen. Dabei definiert ein Vier-Quadranten-Feld die möglichen Bewegungs- und Lastrichtungen eines einzelnen Hydraulikverbrauchers. So finden sich in Abhängigkeit von den tatsächlich am jeweiligen Hydraulikverbraucher auftretenden Lastfällen in unterschiedlich vielen Quadranten des jeweiligen Vier-Quadranten-Feldes auch tatsächlich Arbeitspunkte, die den für diesen speziellen Hydraulikverbraucher auftretenden Lastfällen entsprechen. Aus einer solchen quadrantenbasierten Lastfallanalyse lassen sich Rückschlüsse auf das für das zu steuernde Hydrauliksystem benötigte Quadranten-Steuerventilsystem treffen. Automatisiert erfolgt die quadrantenbasierte Lastfallanalyse beispielsweise über eine Lookup-Tabelle, eine Bibliothek oder unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens.
Unter einem Quadranten-Steuerventilsystem ist vorliegend weiterhin ein Steuerventilsystem zu verstehen, das je nach Anforderungen des zu steuernden Hydraulikverbrauchers ein, zwei oder vier Steuerventile in einer Steuerventilanordnung für einen Hydraulikverbraucher umfasst. Ein solches Quadranten-Steuerventilsystem hat besonders viele Freiheitsgrade einerseits bezüglich seiner technischen Ausgestaltung, je nachdem wie viele Steuerventile tatsächlich benötigt werden, und andererseits bezüglich der individuellen Steuerung und Regelung der einzelnen Steuerventile bei voller Ausstattung von vier Steuerventilen. Dadurch lassen sich einerseits besonders effiziente Steuerventilsysteme realisieren und andererseits besonders flexibel auch komplexe Steuer- und Regelungsanforderungen umsetzen.
Unter einer Schaltplan-Synthese ist vorliegend das, vorzugsweise automatisierte, Erstellen eines Hydraulikschaltplans für das Quadranten-Steuerventilsystem zu verstehen. Unter einer, vorzugsweise automatisierten, Rollenzuweisung für jedes Steuerventil ist ferner zu verstehen, dass auf Basis der automatisierten quadrantenbasierten Lastfallanalyse jedem Steuerventil, vorzugsweise automatisiert, eine konkrete Rolle (beispielsweise: vollständig offen, vollständig geschlossen, regelnd) für jeden auftretenden Lastfall zugeordnet wird. Sowohl die automatisierte Schaltplan-Synthese als auch die automatisierte Rollenzuweisung erfolgen dabei beispielsweise auf Basis einer Lookup-Tabelle oder einer Bibliothek, in der entsprechende Kombinationen von Lastfällen, Schaltplänen und Rollen gespeichert sind oder unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens.
Unter einer Regler-Synthese ist das Auslegen eines Reglers für jedes im Quadranten-Steuerventilsystem vorhandene Steuerventil zu verstehen. Automatisiert ist eine solche Regler-Synthese unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens möglich. Dabei werden beispielsweise auf Basis der Anforderungsdaten, der quadrantenbasierten Lastfallanalyse, des synthetisierten Schaltplans und/ oder der Rollenzuweisung für jedes Steuerventil unter Verwendung einer computerbasierten Modellstruktur das Verhalten des gesamten Hydrauliksystems identifiziert und Systemgleichungen des gesamten Hydrauliksystems extrahiert. Aus den extrahierten Systemgleichungen lässt sich wiederum automatisiert ein entsprechender Regler synthetisieren. Als computerbasierte Modellstruktur kann beispielsweise eine ANARX-Struktur (additive nonlinear autoregressive exogenous model), eine LSTM-Struktur (long short-term memory), eine ARMA-Struktur (autoregressive-moving-average) und/ oder eine RNN-Struktur (recurrent neural network) eingesetzt werden.
Unter dem Umsetzen des synthetisierten Schaltplans ist die Hardware-Umsetzung des Quadranten-Steuerventilsystems zu verstehen.
Unter der Implementierung des synthetisierten Reglers ist die softwareseitige Einbettung des synthetisierten Reglers in der elektronischen Ventilsteuerung zu verstehen. Dabei kann die elektronische Ventilsteuerung entweder eine zentrale elektronische Ventilsteuerung für alle Steuerventilanordnungen des Quadranten-Steuerventilsystems oder auch eine Vielzahl von elektronischen Ventilsteuerungen für einzelne Steuerventilanordnungen oder sogar einzelne Steuerventile umfassen.
Es ist ferner darauf hinzuweisen, dass eine Steuerventilanordnung erfindungsgemäß auch zwei oder mehr Hydraulikverbraucher gleichzeitig ansteuern kann (beispielsweise bei einer Hubvorrichtung mit vier Hubzylindern, die über eine gemeinsame Steuerventilanordnung gesteuert werden). Jedem zu steuernden Hydraulikverbraucher ist aber eine Steuerventilanordnung zur Ansteuerung des jeweiligen Hydraulikverbrauchers zugeordnet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ein ganzheitlicher Ansatz zur möglichst weitgehend automatisierten Implementierung eines Quadranten-Steuerventilsystems aufgezeigt.
Vorzugsweise bildet das Ergebnis der automatisierten quadrantenbasierten Lastfallanalyse alle im Hydrauliksystem auftretenden Lastfälle und alle Übergänge zwischen den Lastfällen jeweils in einem Vier-Quadranten-Feld pro Hydraulikverbraucher ab, wobei die vier Quadranten jeweils eine eindeutige Kombination von positiver oder negativer Last sowie positiver oder negativer Bewegung des entsprechenden Hydraulikverbrauchers in einem zweiachsigen Koordinatensystem abbilden. Unter positiven und negativen Lasten sind beispielsweise drückende und ziehende Lasten zu verstehen. Unter positiven und negativen Bewegungen sind beispielsweise ein Ausfahren und Einfahren eines Hydraulikzylinders oder ein Drehen eines Hydromotors in eine erste und eine zweite Richtung zu verstehen. So lassen sich alle auftretenden Lastfälle und alle Übergänge zwischen Lastfällen für jeden Hydraulikverbraucher in einem Vier-Quadranten-Feld abbilden. Auf dieser Basis kann auf einfache Weise automatisiert ausgewählt werden, wie viele Steuerventile pro Hydraulikverbraucher benötigt werden und welche Rollen die jeweiligen Steuerventile für jeden Lastfall erfüllen müssen.
Für den Fall, dass das Hydrauliksystem wenigstens zwei Hydraulikverbraucher umfasst, die ausschließlich sequenziell betrieben werden, ist es zweckmäßig, wenn eine automatisierte Lastfallanalyse für jeden Hydraulikverbraucher separat durchgeführt wird. Für den alternativen Fall, dass das Hydrauliksystem wenigstens zwei Hydraulikverbraucher umfasst, die auch parallel betrieben werden, ist es zweckmäßig, wenn eine automatisierte Lastfallanalyse für jeden Hydraulikverbraucher separat durchgeführt wird und zusätzlich eine automatisierte Lastfallanalyse für jeden Fall durchgeführt wird, in dem wenigstens zwei Hydraulikverbraucher parallel betrieben werden. Für den Fall, dass Hydraulikverbraucher parallel betrieben werden, besteht durch die Verwendung spezieller Schaltplan-Architektur die Möglichkeit der Energierückgewinnung. Mit anderen Worten kann beispielsweise Energie eines Hydraulikverbrauchers, die üblicherweise im Rahmen einer Drosselsteuerung in Wärme umgewandelt wird (das heißt, verloren geht), zum Betreiben eines anderen Hydraulikverbrauchers verwendet werden.
Vorteilhafterweise wird die Schaltplan-Synthese automatisiert durchgeführt und umfasst ein automatisiertes Auswählen einer Anzahl an benötigten Steuerventilen für jede Steuerventilanordnung.
Standardmäßig umfasst eine einzelne Steuerventilanordnung des Quadranten-Steuerventilsystems vier Steuerventile. Da es aber auch einfache Anwendungsfälle gibt, in denen gar nicht alle vier Steuerventile benötigt werden, ist es vorteilhaft, wenn im Rahmen der automatisierten Schaltplan-Synthese die tatsächlich benötigte Anzahl an Steuerventilen für jede Steuerventilanordnung ausgewählt wird. Dadurch lassen sich sowohl die Herstellungskosten als auch die Systemkomplexität reduzieren.
Ferner ist es von Vorteil, wenn jedes Steuerventil ein elektromagnetisch (oder elektrohydraulisch) betätigtes 2/2-Wege-Steuerventil ist, das vorzugsweise als Ventilpatrone ausgeführt ist. Jede Steuerventilanordnung umfasst vorzugsweise wenigstens zwei Steuerventile und besonders bevorzugt vier Steuerventile. Insbesondere ist jedes Steuerventil ein proportionales elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wege-Steuerventil. Der Einsatz von ausschließlich elektromagnetisch betätigten 2/2-Wege-Steuerventilen vereinfacht die Systemarchitektur und erlaubt den flexiblen Einsatz von standardisierten Komponenten. Durch den Einsatz von vier elektromagnetisch betätigten 2/2-Wege-Steuerventilen in einer einzelnen Steuerventilanordnung kann die betreffende Steuerventilanordnung jeden denkbaren Hydraulikverbraucher ansteuern und mit einer hohen Flexibilität gewünschte Arbeitspunkte präzise und zuverlässig einregeln.
Zweckmäßigerweise umfassen die Anforderungsdaten des Hydrauliksystems Mess- und/ oder Simulationsdaten des Hydrauliksystems. Optional können auch spezifische Kundenanforderungen, wie beispielsweise spezifische Vorgaben bezüglich Energieeffizienz oder maximalem Energieverbrauch des zu steuernden Hydrauliksystems in bestimmten Arbeitspunkten, Teil der Anforderungsdaten sein. Somit lassen sich auch komplexe Kundenvorgaben automatisiert in ein ausgebildetes Quadranten-Steuerventilsystem umsetzen.
Es ist von Vorteil, wenn das Verfahren ferner folgende nachgelagerte Schritte umfasst:

- Auslesen von während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems aufgezeichneten und gespeicherten Sensordaten und
- Optimieren der Rollenzuweisung der einzelnen Steuerventile sowie des synthetisierten Reglers auf Basis der aufgezeichneten und gespeicherten Sensordaten.

Durch das Auslesen von während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems aufgezeichneten und gespeicherten Sensordaten erfolgt die Optimierung auf Basis von realen Messdaten des ausgebildeten Quadranten-Steuerventilsystems und somit auf einer möglichst genauen und realitätsnahen Datenbasis. Entsprechend steht im Schritt des Optimierens vor allem für die Regler-Synthese eine umfassendere Datenbasis zur Verfügung, was zu einem noch besseren Ergebnis bei der Regler-Synthese führt. Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Optimierens auch geänderte oder neue Anforderungsdaten des Hydrauliksystems als Basis haben. Dadurch ist ein nachträgliches Anpassen des ausgebildeten Quadranten-Steuerventilsystems an veränderte Umgebungsbedingungen, Verschleißerscheinungen oder auch geänderte Kundenanforderungen im Rahmen eines Updates möglich.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die nachgelagerten Schritte des Auslesens und Optimierens auch automatisiert während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die nachgelagerten Schritte automatisiert von der Ventilsteuerung des Quadranten-Steuerventilsystems durchgeführt. Dies kann entweder kontinuierlich oder in vorbestimmten Intervallen erfolgen. Dadurch ist ein vollständig selbstlernendes, adaptives Quadranten-Steuerventilsystem ausgebildet, das sich (und dabei insbesondere die implementierten synthetisierten Regler) selbständig auf veränderte Umgebungsbedingungen und/ oder Verschleißerscheinungen einstellt.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die automatisierten Schritte des Verfahrens computerbasiert unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens durchgeführt werden. Dabei umfassen die Methoden des maschinellen Lernens vorzugsweise Convolutional Neural Networks (CNNs), Transformer-Modelle, Rekurrente Neuronale Netze (RNNs) und/ oder wissensbasierte Methoden. Wissensbasierte Methoden können auch als „regelbasierte Systeme“ oder „Expertensysteme“ bezeichnet werden. Diese bilden einen Teilbereich der künstlichen Intelligenz/ des maschinellen Lernens. Bei wissensbasierten Methoden werden Handlungsempfehlungen und/ oder Schlussfolgerungen aus einer bestehenden, in der Regel durch Experten erstellten und gepflegten, Wissensbasis abgeleitet. Feste regelbasierte Systeme, die sich beispielsweise anhand von „Wenn-Dann-Abfragen“ auf die Entscheidungsfindung auswirken, sind als ein einfaches Beispiel zu nennen. Ein weiteres Beispiel sind Entscheidungsbäume. Im Gegensatz zu neuronalen Netzen ist die Entscheidungsfindung bei wissensbasierten Methoden relativ transparent und nachvollziehbar. Vorliegend könnten wissensbasierte Methoden beispielsweise bei einer automatisierten Schaltplan-Synthese zum Einsatz kommen. Dabei wären beispielsweise viele verschiedene Ausprägungen von (Teil-)Schaltplänen und entsprechende Rollen der jeweiligen Steuerventile in einer Bibliothek/ einer Lookup-Tabelle hinterlegt. Anhand fester Regeln könnte auf dieser Basis in Kombination mit gegebenen Anforderungsdaten die automatisierte Schaltplan-Synthese durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Quadranten-Steuerventilsystem für ein Hydrauliksystem bereitgestellt. Das Hydrauliksystem umfasst wenigstens einen Hydraulikverbraucher, der über das Quadranten-Steuerventilsystem gesteuert wird. Das Quadranten-Steuerventilsystem umfasst eine Steuerventilanordnung für jeden zu steuernden Hydraulikverbraucher des Hydrauliksystems, eine Steuerventil-Sensorik und eine elektronische Ventilsteuerung. Das Quadranten-Steuerventilsystem wurde nach einem oben beschriebenen Verfahren ausgebildet. Vorzugsweise ist die Steuerventil-Sensorik in den einzelnen Steuerventilen integriert.
Mit dem erfindungsgemäßen Quadranten-Steuerventilsystem ist ein automatisiert implementiertes, adaptives Steuerventilsystem bereitgestellt.
Es ist von Vorteil, wenn das Quadranten-Steuerventilsystem ferner eine Speichereinheit umfasst, in der die von der Steuerventil-Sensorik während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems aufgezeichneten Sensordaten gespeichert werden. Somit lassen sich die nachgelagerten Optimierungsschritte einfach und automatisiert während des Betriebs oder im Rahmen eines Update-Prozederes am Quadranten-Steuerventilsystem realisieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:

1 einen Schaltplan eines Hydrauliksystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 beispielhafte Lastfälle für das erste Ausführungsbeispiel gemäß 1;
3 ein Vier-Quadranten-Feld für die in 2 dargestellten Lastfälle;
4 einen Schaltplan eines Hydrauliksystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
5 beispielhafte Lastfälle für das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 4;
6 ein Vier-Quadranten-Feld für die in 5 dargestellten Lastfälle;
7 einen Schaltplan eines Hydrauliksystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
8 einen Schaltplan eines Hydrauliksystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und
9 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist der schematische Schaltplan eines Hydrauliksystems 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Hydrauliksystem 100 umfasst eine Hydraulikpumpe 10, einen in diesem Ausführungsbeispiel als Hydromotor ausgebildeten Hydraulikverbraucher 12, ein Quadranten-Steuerventilsystem V1 mit einer Steuerventilanordnung SVA1, die ein Steuerventil SV umfasst, und einen Tank 14. Wie in 1 erkennbar, ist das Steuerventil SV vorliegend ein proportionales elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wege-Steuerventil mit einem elektromagnetischen Aktuator 16 und einer Rückstellfeder 18, die das Steuerventil SV in seine geschlossene Ausgangsstellung vorspannt. Ferner sind vorliegend zwei Drucksensoren PS in das Steuerventil SV integriert, von denen in 1 schematisch nur einer dargestellt ist. Die Drucksensoren PS sind Teil einer Steuerventil-Sensorik des Quadranten-Steuerventilsystems V1 und erfassen die Drücke vor und nach der Steuerkante des Steuerventils SV. Darüber hinaus umfasst das Quadranten-Steuerventilsystem V1 eine elektronische Ventilsteuerung C1 und eine Speichereinheit M1.
Das Hydrauliksystem 100 des ersten Ausführungsbeispiels beschreibt die Konfiguration einer hydraulischen Seilwinde, wobei der Hydromotor 12 die Seilwinde betätigt und das Quadranten-Steuerventilsystem V1 den von der Hydraulikpumpe 10 über den Hydromotor 12 strömenden Volumenstrom steuert.
In 2 sind beispielhaft die in dem Hydrauliksystem 100 vorkommenden Lastfälle und deren Übergänge in drei Phasen PH1, PH2 und PH3 dargestellt. Dabei sind in einem Diagramm die Drücke vor und hinter dem Hydromotor 12 (p_A und p_B) über die Zeit t aufgetragen. Darüber sind für jede der drei Phasen PH1, PH2 und PH3 sowohl eine Bewegungsrichtung s des Hydromotors 12 als auch eine entgegen der Bewegungsrichtung s wirkende Kraft F dargestellt.
Vorliegend ist das Hydrauliksystem 100 also ausschließlich dazu ausgebildet, dass der Hydromotor 12 (die Seilwinde) eine Last (dargestellt durch die Kraft F) in die Bewegungsrichtung s zieht.
Die drei Phasen PH1, PH2 und PH3 in 2 entsprechen dabei drei Lastfällen. Im ersten Lastfall LF1 und im dritten Lastfall LF3 in den Phasen PH1 und PH2 wird der Hydromotor 12 in der Bewegungsrichtung s gedreht, ohne dass eine Last angreift. Die Lastfälle LF1 und LF3 sind also vorliegend identisch. Im zweiten Lastfall LF2 in der Phase PH2 dreht der Hydromotor 12 in der Bewegungsrichtung s und zieht eine Last, die durch die Kraft F dargestellt ist. In dem p/t-Diagramm in 2 lässt sich gut erkennen, wie sich während der einzelnen Phasen PH1 bis PH3 die Drücke pA und pB vor und hinter dem Hydromotor 12 unterscheiden und auch, wie sich die Übergänge der Druckverläufe zwischen den einzelnen Phasen PH1 bis PH3 darstellen.
In 3 sind die in 2 illustrierten Lastfälle LF1 bis LF3 in einem Vier-Quadranten-Feld abgebildet. Das Vier-Quadranten-Feld besteht aus einem ersten Quadranten QI, einem zweiten Quadranten QII, einem dritten Quadranten QIII und einem vierten Quadranten QIV. Auf der Abszisse des Vier-Quadranten-Felds ist die Bewegungsrichtung s des Hydromotors 12 aufgetragen. Auf der Ordinate ist eine Last p, die auf den Hydromotor 12 wirkt, aufgetragen.
Wie in 3 zu sehen, entsprechen der erste Lastfall LF1 und der dritte Lastfall LF3 einem Punkt auf der Abszisse zwischen dem zweiten Quadranten QII und dem dritten Quadranten QIII. Hier greift also keine Last p an, der Hydromotor 12 dreht sich aber so, dass die Seilwinde eingezogen wird (negative Bewegungsrichtung s). Der zweite Lastfall LF2 hingegen entspricht einem Punkt im dritten Quadranten QIII. Hier dreht sich der Hydromotor 12 so, dass die Seilwinde eingezogen wird und gleichzeitig zieht die Kraft F an der Seilwinde (negative Last p).
Wie in 3 zu erkennen ist, gibt es in dem Vier-Quadranten-Feld, das die drei Lastfälle LF1 bis LF3 des Hydrauliksystems 100 des ersten Ausführungsbeispiels (Seilwinde) darstellt, beim Übergang zwischen den einzelnen Lastfällen LF1 bis LF3 keine Übergänge zwischen den einzelnen Quadranten QI bis QIV. Aus dem in 3 dargestellten Vier-Quadranten-Feld für das Hydrauliksystem 100 lässt sich also prinzipiell direkt auf die in 1 dargestellte Form des Quadranten-Steuerventilsystems V1 mit nur einem Steuerventil SV (einfachste Form eines Quadranten-Steuerventilsystems) schließen.
In 4 ist der schematische Schaltplan eines Hydrauliksystems 200 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels dargestellt. Das Hydrauliksystem 200 umfasst eine Hydraulikpumpe (nicht dargestellt), einen Hydraulikzylinder 20 (Hydraulikverbraucher), ein Quadranten-Steuerventilsystem V2 mit einer Steuerventilanordnung SVA2, und einen Tank (nicht dargestellt). Die Steuerventilanordnung SVA2 weist ein erstes Steuerventil SV1, ein zweites Steuerventil SV2, ein drittes Steuerventil SV3 und ein viertes Steuerventil SV4 auf. Wie in 4 erkennbar, sind die Steuerventile SV1 bis SV4 identisch mit dem Steuerventil SV der ersten Ausführungsform, weshalb hier nicht weiter auf Details eingegangen wird. Zudem umfasst das Quadranten-Steuerventilsystem V2 eine elektronische Ventilsteuerung C2 und eine Speichereinheit M2.
Im Hydrauliksystem 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel steuert das erste Steuerventil SV1 den Zulauf von Hydraulikfluid von der Pumpe (siehe p_P in 4) zu einer Stangenseite 22 des Hydraulikzylinders 20. Das zweite Steuerventil SV2 steuert den Abfluss von Hydraulikfluid von der Stangenseite 22 des Hydraulikzylinders 20 in Richtung Tank (siehe p_T in 4). Das dritte Steuerventil SV3 steuert den Zulauf von Hydraulikfluid von der Pumpe zu einer Kolbenseite 24 des Hydraulikzylinders 20. Das vierte Steuerventil SV4 steuert den Abfluss von Hydraulikfluid von der Kolbenseite 24 des Hydraulikzylinders 20 in Richtung Tank.
Das Hydrauliksystem 200 entspricht vorliegend schematisch der Hubvorrichtung eines Staplers. Die entsprechenden Lastfälle LF1 bis LF5 sind in 5 dargestellt. Auch in 5 sind die Verläufe der Drücke p_A (hier: Druck auf der Kolbenseite 24) und p_B (hier: Druck auf der Stangenseite 22) über die einzelnen Lastfälle in fünf Phasen PH1 bis PH5 dargestellt. Dabei entsprechen der erste Lastfall LF1 und der dritte Lastfall LF3 einem Ausfahren des Hydraulikzylinders 20 ohne Last. Der zweite Lastfall LF2 entspricht einem Ausfahren des Hydraulikzylinders 20 mit Last (siehe der Bewegungsrichtung s entgegengerichtete Kraft F in 5). Der vierte Lastfall LF4 entspricht einem Einfahren des Hydraulikzylinders 20 ohne Last. Der fünfte Lastfall LF5 entspricht einem Einfahren des Hydraulikzylinders 20 unter Last (siehe Kraft F in Bewegungsrichtung s in 5).
In 6 sind wiederum die in 5 dargestellten Lastfälle LF1 bis LF5 des Hydrauliksystems 200 in einem Vier-Quadranten-Feld dargestellt. Der erste und der dritte Lastfall LF1 und LF3 entsprechen dem gleichen Punkt auf der Abszisse zwischen dem ersten Quadranten QI und dem vierten Quadranten QIV des Vier-Quadranten-Feldes (positive Bewegungsrichtung s, Ausfahren des Hydraulikzylinders 20, keine Last p). Der zweite Lastfall LF2 entspricht einem Punkt im vierten Quadranten QIV (positive Bewegungsrichtung s, negative Last p). Der vierte Lastfall LF4 entspricht einem Punkt auf der Abszisse zwischen dem zweiten Quadranten QII und dem dritten Quadranten QIII (negative Bewegungsrichtung s, Einfahren des Hydraulikzylinders 20, keine Last). Der fünfte Lastfall LF5 entspricht einem Punkt im dritten Quadranten QIII des Vier-Quadranten-Feldes (negative Bewegungsrichtung, negative Last p).
Wie in 6 ebenfalls dargestellt, sind beim Hydrauliksystem 200 also Lastübergänge zwischen dem dritten Quadranten QIII und dem vierten Quadranten QIV möglich. So kann beispielsweise von dem zweiten Lastfall LF2 (Ausfahren des Hydraulikzylinders 20 bei drückender Last p) direkt in den fünften Lastfall LF5 (Einfahren des Hydraulikzylinders 20 bei drückender Last p) übergegangen werden und umgekehrt. Aus dem in 6 dargestellten Vier-Quadranten-Feld für das Hydrauliksystem 200 lässt sich also prinzipiell direkt auf die in 4 dargestellte Form des Quadranten-Steuerventilsystems V2 mit vier Steuerventilen SV1 bis SV4 (Standardform eines Quadranten-Steuerventilsystems) schließen.
In 7 ist exemplarisch ein Schaltplan eines Hydrauliksystems 300 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit einem Quadranten-Steuerventilsystem V3 mit einer Steuerventilanordnung SVA3, die ein erstes Steuerventil SV1 und ein zweites Steuerventil SV2 umfasst, einer Hydraulikpumpe 10, einem einfachwirkenden Hydraulikzylinder 26 mit selbständiger Rückstellung über eine Rückstellfeder 28 und einem Tank 14 dargestellt. Das Hydrauliksystem 300 entspricht beispielsweise der Steuerung eines Verstellzylinders einer Axialkolbenverstellpumpe. Wie in 7 erkennbar, benötigt die Steuerventilanordnung SVA3 des Quadranten-Steuerventilsystems V3 lediglich zwei Steuerventile SV1 und SV2, um den kolbenseitigen Zu- und Ablauf des einseitig wirkenden Hydraulikzylinders 26 zu steuern. Das Quadranten-Steuerventilsystem V3 umfasst ferner eine elektronische Ventilsteuerung C3 und eine Speichereinheit M3, die in 7 schematisch dargestellt sind.
In 8 ist exemplarisch ein Schaltplan eines Hydrauliksystems 400 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit einem Quadranten-Steuerventilsystem V4, einer Hydraulikpumpe 10, einem Tank 14 und mehreren Hydraulikzylindern 30, 32, 34, 36 als Hydraulikverbraucher dargestellt. Konkret entspricht das Hydrauliksystem 400 der Konfiguration eines Teleskoparmstaplers mit einem Kippzylinder 30, einem Hubzylinder 32, einem Teleskopzylinder 34 und einem Ausgleichszylinder 36. Dabei stellen der Kippzylinder 30, der Hubzylinder 32 und der Teleskopzylinder 34 zu steuernde Hydraulikverbraucher des Hydrauliksystems 400 dar, die jeweils über eine Steuerventilanordnung SVA4, eine Steuerventilanordnung SVA5 und eine Steuerventilanordnung SVA6 des Quadranten-Steuerventilsystems V4 gesteuert werden. Die Steuerventilanordnungen SVA4, SVA5 und SVA6 umfassen dabei jeweils vier Steuerventile, die der Übersichtlichkeit halber in 8 nicht näher bezeichnet sind. Das Quadranten-Steuerventilsystem V4 umfasst ferner eine elektronische Ventilsteuerung C4 und eine Speichereinheit M4, die in 8 schematisch dargestellt sind. Der Übersichtlichkeit halber sind keine Verbindungen zwischen der elektronischen Ventilsteuerung C4 mit den übrigen Komponenten des Quadranten-Steuerventilsystems V4 dargestellt. Gleiches gilt für die Speichereinheit M4.
Mit Bezug auf 9 wird nun ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ausbilden eines Quadranten-Steuerventilsystems für ein Hydrauliksystem beschrieben. Das beschriebene Verfahren ist auf alle oben exemplarisch beschriebenen Quadranten-Steuerventilsysteme V1 bis V4 für die Hydrauliksysteme 100 bis 400 anwendbar. Die Hydrauliksysteme 100 bis 400 dienen im Wesentlichen der Veranschaulichung unterschiedlicher Komplexitätsgrade von Quadranten-Steuerventilsystemen. Nachfolgend wird bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Einfachheit halber auf das Quadranten-Steuerventilsystem V2 gemäß dem in 4 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel für das Hydrauliksystem 200 Bezug genommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst im Wesentlichen die Schritte S1 bis S5 und optional weiterhin die Schritte S6 und S7. Die Schritte S1 bis S3 werden computerbasiert unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens durchgeführt.
In Schritt S1 wird eine automatisierte Lastfallanalyse des gesamten zu steuernden Hydrauliksystems 200 auf Basis von Anforderungsdaten des Hydrauliksystems 200 durchgeführt. Die Anforderungsdaten umfassen vorliegend Mess- und/ oder Simulationsdaten des Hydraulikzylinders 20, wie sie beispielhaft in 5 dargestellt sind. Das Ergebnis der automatisierten quadrantenbasierten Lastfallanalyse von Schritt S1 entspricht dem in 6 beispielhaft dargestellten Vier-Quadranten-Feld für die Lastfälle des Hydrauliksystems 200.
In Schritt S2 wird eine automatisierte Schaltplan-Synthese für das Quadranten-Steuerventilsystem V2 auf Basis der quadrantenbasierten Lastfallanalyse durchgeführt. Die Schaltplan-Synthese umfasst eine automatisierte Rollenzuweisung für jedes Steuerventil SV1, SV2, SV3 und SV4 der Steuerventilanordnung SVA2 auf Basis der quadrantenbasierten Lastfallanalyse. Konkret hat die Rollenzuweisung für die in 5 schematisch dargestellten Lastfälle LF1 bis LF5 mit Bezug auf die Steuerventile SV1 bis SV4 folgendes Ergebnis: Beim Ausfahren des Hydraulikzylinder 20 (Lastfälle LF1 bis LF3) steuert das dritte Steuerventil SV3 den Zulauf von Hydraulikfluid auf die Kolbenseite 24 des Hydraulikzylinders 20 von der Pumpe aus. Das zweite Steuerventil SV2 ist in den Lastfällen LF1 bis LF3 vollständig offen, um die Stangenseite 22 in Richtung Tank zu entlasten. Das erste Steuerventil SV1 und das vierte Steuerventil SV4 sind hingegen beim Ausfahren (Lastfälle LF1 bis LF3) vollständig geschlossen. Beim Einfahren des Zylinders (Lastfälle LF4 und LF5) besteht die Gefahr, dass die drückende Last gemäß Lastfall LF4 den Hydraulikzylinder 20 zusätzlich in der Abwärtsbewegung beschleunigt. Um dies zu verhindern, wird das Einfahren des Hydraulikzylinders 20 gemäß den Lastfällen LF4 und LF5 über das vierte Steuerventil SV4 gesteuert. Beim Einfahren des Hydraulikzylinders 20 ist das erste Steuerventil SV1, das den Zulauf von der Pumpe zur Stangenseite 22 des Hydraulikzylinders steuert, vollständig offen. Die Geschwindigkeit des Hydraulikzylinders 20 wird alleine über den Öffnungsgrad des vierten Steuerventils SV4 gesteuert. Das zweite Steuerventil SV2 und das dritte Steuerventil SV3 sind beim Einfahren des Hydraulikzylinders 20 vollständig geschlossen.
In Schritt S3 wird eine automatisierte Regler-Synthese für das Quadranten-Steuerventilsystem V2 auf Basis des synthetisierten Schaltplans und der Rollenzuweisung aus Schritt S2 durchgeführt.
In Schritt S4 wird der synthetisierte Schaltplan des Quadranten-Steuerventilsystems V2 gemäß 4 in Hardware umgesetzt.
In Schritt S5 wiederum wird der in Schritt S3 synthetisierte Regler in der elektronischen Ventilsteuerung C2 des Quadranten-Steuerventilsystems V2 implementiert.
Während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems V2 im Hydrauliksystem 200 speichert die Speichereinheit M2 alle von der Steuerventil-Sensorik des Quadranten-Steuerventilsystems V2 erfassten Sensordaten. Insbesondere sind dies die Sensordaten der in den Steuerventilen SV1 bis SV4 integrierten Drucksensoren PS.
In Schritt S6 werden die während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems V2 aufgezeichneten und in der Speichereinheit M2 gespeicherten Sensordaten ausgelesen.
In Schritt S7 werden auf Basis der aufgezeichneten und gespeicherten Sensordaten die Rollenzuweisung der einzelnen Steuerventile SV1 bis SV4 sowie der synthetisierte Regler in der elektronischen Ventilsteuerung C2 optimiert.
BEZUGSZEICHEN

10: Hydraulikpumpe
12: Hydromotor (Hydraulikverbraucher)
14: Tank
16: elektromagnetischer Aktuator
18: Rückstellfeder
20: Hydraulikzylinder (Hydraulikverbraucher)
22: Stangenseite
24: Kolbenseite
26: einseitig wirkender Hydraulikzylinder
28: Rückstellfeder
30: Kippzylinder
32: Hubzylinder
34: Teleskopzylinder
36: Ausgleichszylinder
100 bis 400: Hydrauliksystem
C1 bis C4: elektronische Ventilsteuerung
F: Kraft
LF1 bis LF5: Lastfälle
M1 bis M4: Speichereinheit
p: Last
PH1 bis PH5: Phasen
PS: Drucksensor
s: Bewegungsrichtung
S1 bis S7: Verfahrensschritte
SV: Steuerventil
SV1: erstes Steuerventil
SV2: zweites Steuerventil
SV3: drittes Steuerventil
SV4: viertes Steuerventil
SVA1 bis SVA6: Steuerventilanordnung
V1 bis V4: Quadranten-Steuerventilsystem

Claims

Verfahren zum Ausbilden eines Quadranten-Steuerventilsystems (V1, V2, V3, V4) für ein Hydrauliksystem (100, 200, 300, 400), wobei das Hydrauliksystem (100, 200, 300, 400) wenigstens einen Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) umfasst, der über das Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) gesteuert wird, wobei das Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) eine Steuerventilanordnung (SVA1 bis SVA6) für jeden zu steuernden Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) des Hydrauliksystems (100, 200, 300, 400), eine Steuerventil-Sensorik und eine elektronische Ventilsteuerung (C1, C2, C3, C4) umfasst, wobei jede Steuerventilanordnung (SVA1 bis SVA6) wenigstens ein Steuerventil (SV, SV1, SV2, SV3, SV4) umfasst, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Durchführen einer automatisierten quadrantenbasierten Lastfallanalyse des gesamten zu steuernden Hydrauliksystems (100, 200, 300, 400) auf Basis von Anforderungsdaten des Hydrauliksystems (100, 200, 300, 400); - Durchführen einer Schaltplan-Synthese für das Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) auf Basis der quadrantenbasierten Lastfallanalyse, wobei die Schaltplan-Synthese eine Rollenzuweisung für jedes Steuerventil (SV, SV1, SV2, SV3, SV4) jeder Steuerventilanordnung (SVA1 bis SVA6) auf Basis der quadrantenbasierten Lastfallanalyse umfasst; - Durchführen einer Regler-Synthese für das Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) auf Basis des synthetisierten Schaltplans und der Rollenzuweisung; - Umsetzen des synthetisierten Schaltplans des Quadranten-Steuerventilsystems (V1, V2, V3, V4); und - Implementieren des synthetisierten Reglers in der elektronischen Ventilsteuerung (C1, C2, C3, C4) des Quadranten-Steuerventilsystems (V1, V2, V3, V4).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis der automatisierten quadrantenbasierten Lastfallanalyse alle im Hydrauliksystem (100, 200, 300, 400) auftretenden Lastfälle (LF1 bis LF5) und alle Übergänge zwischen den Lastfällen (LF1 bis LF5) jeweils in einem Vier-Quadranten-Feld pro Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) abbildet, wobei die vier Quadranten jeweils eine eindeutige Kombination von positiver oder negativer Last (p) sowie positiver oder negativer Bewegung (s) des entsprechenden Hydraulikverbrauchers (12, 20, 30, 32, 34) abbilden.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem (100, 200, 300, 400) wenigstens zwei Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) umfasst, die ausschließlich sequenziell betrieben werden, wobei eine automatisierte Lastfallanalyse für jeden Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) separat durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem (100, 200, 300, 400) wenigstens zwei Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) umfasst, die auch parallel betrieben werden, wobei eine automatisierte Lastfallanalyse für jeden Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) separat durchgeführt wird und zusätzlich eine automatisierte Lastfallanalyse für jeden Fall durchgeführt wird, in dem wenigstens zwei Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) parallel betrieben werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplan-Synthese automatisiert durchgeführt wird und ein automatisiertes Auswählen einer Anzahl an benötigten Steuerventilen (SV, SV1, SV2, SV3, SV4) für jede Steuerventilanordnung (SVA1 bis SVA6) umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Steuerventil (SV, SV1, SV2, SV3, SV4) ein elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wege-Steuerventil ist und jede Steuerventilanordnung (SVA1 bis SVA6) vorzugsweise wenigstens zwei Steuerventile (SV, SV1, SV2, SV3, SV4) und besonders bevorzugt vier Steuerventile (SV, SV1, SV2, SV3, SV4) umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anforderungsdaten des Hydrauliksystems (100, 200, 300, 400) Mess- und/ oder Simulationsdaten umfassen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende nachgelagerte Schritte umfasst: - Auslesen von während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems (V1, V2, V3, V4) aufgezeichneten und gespeicherten Sensordaten und - Optimieren der Rollenzuweisung der einzelnen Steuerventile (SV, SV1, SV2, SV3, SV4) sowie des synthetisierten Reglers auf Basis der aufgezeichneten und gespeicherten Sensordaten.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgelagerten Schritte des Auslesens und Optimierens auch automatisiert während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems (V1, V2, V3, V4) durchgeführt werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisierten Schritte des Verfahrens computerbasiert unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens durchgeführt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Methoden des maschinellen Lernens vorzugsweise Convolutional Neural Networks (CNNs), Transformer-Modelle, Rekurrente Neuronale Netze (RNNs) und/ oder wissensbasierte Methoden umfassen.
Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) für ein Hydrauliksystem (100, 200, 300, 400), wobei das Hydrauliksystem (100, 200, 300, 400) wenigstens einen Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) umfasst, der über das Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) gesteuert wird, wobei das Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) eine Steuerventilanordnung (SVA1 bis SVA6) für jeden zu steuernden Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) des Hydrauliksystems (100, 200, 300, 400), eine Steuerventil-Sensorik und eine elektronische Ventilsteuerung (C1, C2, C3, C4) umfasst, wobei das Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet wurde.
Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) ferner eine Speichereinheit (M1, M2, M3, M4) umfasst, in der die von der Steuerventil-Sensorik während des Betriebs des Quadranten-Steuerventilsystems (V1, V2, V3, V4) aufgezeichneten Sensordaten gespeichert werden.
Hydrauliksystem (100, 200, 300, 400) mit wenigstens einem Hydraulikverbraucher (12, 20, 30, 32, 34) und einem Quadranten-Steuerventilsystem (V1, V2, V3, V4) gemäß Anspruch 12 oder 13.