DE10243284B4

DE10243284B4 - Control device for actuating a hydraulic actuator

Info

Publication number: DE10243284B4
Application number: DE2002143284
Authority: DE
Inventors: Dr. Adomeit Carsten; Rainer Hofmann; Dirk Nicke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: DE10243284A1

Abstract

Bei einer Steuerungsvorrichtung zur Betätigung eines hydraulischen Stellantriebes, die mit einem Magnetsteuerventil versehen ist, das mehr als zwei Schaltstellungen aufweist, von denen eine mittlere Schaltstellung als Ruhestellung vorgesehen ist, in der ein in einem Ventilgehäuse axialbeweglicher Steuerkolben mittels Federkraft haltbar ist, ist vorgesehen, dass an dem Magnetsteuerventil einseitig ein einziger Elektromagnet angeordnet ist, und dass ein mit dem Steuerkolben verbundener Ankerkern des Elektromagneten als Permanentmagnet ausgebildet ist.In a control device for actuating a hydraulic actuator, which is provided with a solenoid control valve having more than two switching positions, of which a middle switching position is provided as a rest position in which a valve housing in an axially movable control piston by means of spring force is durable, it is provided that on the solenoid control valve, a single solenoid is arranged on one side, and that a connected to the control piston armature core of the electromagnet is designed as a permanent magnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zur Betätigung eines hydraulischen Stellantriebes, mit einem Magnetsteuerventil, das einen in einem Ventilgehäuse axialbeweglichen Steuerkolben aufweist, der mittels eines einzigen, einseitig an dem Magnetsteuerventil angeordneten Elektromagneten, dessen mit dem Steuerkolben verbundener Ankerkern als Permanentmagnet ausgebildet ist, in mehr als zwei Schaltstellungen, nämlich eine erste axiale Endstellung, eine zweite axiale Endstellung und wenigstens eine axial zwischen der ersten axialen Endstellung und der zweiten axialen Endstellung gelegene mittlere Schaltstellung überführbar ist, wobei der Steuerkolben im stromlosen Zustand des Magnetsteuerventils mittels Federkraft in einer Ruhestellung haltbar ist.The invention relates to a control device for actuating a hydraulic actuator, comprising a magnetic control valve having a axially movable in a valve housing control piston, which is formed by a single, one-sidedly arranged on the solenoid control valve electromagnet, which is connected to the control piston armature core as a permanent magnet in more than two switching positions, namely a first axial end position, a second axial end position and at least one axially between the first axial end position and the second axial end position located intermediate switching position can be transferred, wherein the control piston in the de-energized state of the solenoid control valve by spring force in a rest position is preserved.

Derartige Steuerungsvorrichtungen sind bekannt aus der US 4 071 042 A .Such control devices are known from the US 4 071 042 A ,

Zur Steuerung hydraulischer Stellantriebe werden häufig Magnetsteuerventile verwendet, die jeweils einseitig mit einem einzigen Elektromagneten versehen sind, der aus einer gehäusefesten Magnetspule und einem beweglichen Ankerkern besteht, wobei der Ankerkern als Weicheisenkern ausgebildet und mit dem betreffenden Steuerkolben verbunden ist. Durch das Anlegen einer Spannung an die Magnetspule und eine Steuerung des durch die Spule fließenden elektrischen Stroms wird der Ankerkern und damit der Steuerkolben mehr oder weniger weit gegen die Rückstellkraft einer Feder aus einer Ruhestellung in Richtung der Magnetspule in eine andere Schaltstellung bewegt. Damit werden bei einer Ausbildung des Magnetsteuerventils als Schaltventil verschiedene singuläre Schaltstellungen eingestellt, in denen vorhandene Ein- und Ausgänge in vorgegebener Weise miteinander verbunden oder abgesperrt sind, und bei einer Ausbildung des Magnetsteuerventils als Proportionalventil zusätzlich Ein- und Ausgänge verbindende Strömungsquerschnitte zur Regelung eines Durchflussvolumenstromes und/oder eines ausgangsseitigen Arbeitsdruckes stetig geöffnet bzw. geschlossen. Derartige Magnetsteuerventile haben jedoch den Nachteil, dass sich der jeweilige Steuerkolben bei stromloser Magnetspule, d. h. im Ruhezustand bzw. im Störungsfall, in der entsprechenden, durch einen Anschlag vorgegebenen Endstellung befindet bzw. durch die Feder in diese bewegt wird. Dies ist jedoch für eine Anwendung mit einer Bewegungsumkehr des zugeordneten Stellantriebes von Nachteil, da bei einer Umschaltung von einer Druckbeaufschlagung eines Druckraumes des Stellantriebes auf Drucklosschaltung aus steuerungstechnischer Sicht und zur Vermeidung von Leckagen eine mittlere Schaltstellung, in der die Ein- und Ausgänge abgesperrt sind, als Ruhestellung wesentlich vorteilhafter ist. So kehrt ein Magnetsteuerventil bzw. der betreffende Steuerkolben dann bei einer gesteuerten oder störungsbedingten Abschaltung der elektrischen Spannung und des Steuerstromes der Magnetspule mit Federkraft, d. h. durch beidseitig des Steuerkolbens angeordnete und gegensinnig auf diesen einwirkende Federn, selbsttätig in die Ruhestellung zurück, und die zuletzt eingestellte Position des Stellantriebes wird zumindest für eine gewisse Zeitspanne beibehalten.For controlling hydraulic actuators often solenoid control valves are used, which are each provided on one side with a single electromagnet, which consists of a housing-fixed magnetic coil and a movable armature core, wherein the armature core is formed as a soft iron core and connected to the respective control piston. By applying a voltage to the solenoid and a control of the current flowing through the coil electric current of the armature core and thus the control piston is moved more or less far against the restoring force of a spring from a rest position in the direction of the solenoid in another switching position. Thus, in a design of the solenoid control valve as a switching valve different singular switch positions are set in which existing inputs and outputs are connected or shut off in a predetermined manner, and in a design of the solenoid control valve as a proportional valve additional inputs and outputs connecting flow cross sections for controlling a flow volume flow and / or an output-side working pressure constantly open or closed. However, such magnetic control valves have the disadvantage that the respective control piston when the solenoid is de-energized, d. H. at rest or in case of failure, in the corresponding, predetermined by a stop end position or is moved by the spring in this. However, this is for an application with a reversal of movement of the associated actuator of disadvantage, since when switching from pressurizing a pressure chamber of the actuator on pressure switch from a control point of view and to avoid leaks a middle switching position in which the inputs and outputs are shut off, As a rest position is much more advantageous. Thus, a solenoid control valve or the relevant control piston then returns at a controlled or fault-related shutdown of the electrical voltage and the control current of the solenoid coil with spring force, d. H. arranged on both sides of the control piston and in opposite directions acting on these springs, automatically return to the rest position, and the last set position of the actuator is maintained at least for a certain period of time.

Magnetsteuerventile, bei denen als Ruhestellung eine mittlere Schaltstellung vorgesehen ist, sind beispielsweise aus der DE 32 27 423 C2 und der DE 197 28 850 A1 bekannt. In der DE 32 27 423 C2 wird das betreffende Magnetsteuerventil in einer Vorrichtung zur Steuerung eines doppeltwirksamen Stellzylinders einer hydrostatischen Antriebsvorrichtung verwendet, in der DE 197 28 850 A1 bezieht sich die Anwendung des Magnetsteuerventils auf eine Steuerungsvorrichtung einer hydraulisch betriebenen Stellvorrichtung, die ebenfalls als doppeltwirksamer Stellzylinder ausgebildet ist. Das Magnetsteuerventil ist jeweils als 4/3-Wege-Ventil mit zwei Eingängen, zwei Ausgängen und drei Schaltstellungen ausgebildet ist, bei dem in einer ersten Endstellung der erste Eingang mit dem ersten Ausgang und der zweite Eingang mit dem zweiten Ausgang verbunden ist, in der mittleren, als Ruhestellung wirksamen Schaltstellung alle Ein- und Ausgänge abgesperrt oder die beiden Eingänge miteinander verbunden sind, und zur Umkehrung der Bewegungsrichtung des Stellantriebes in einer zweiten Endstellung der erste Eingang mit dem zweiten Ausgang und der zweite Eingang mit dem ersten Ausgang verbunden ist, und bei dem jeweils mittelbar oder unmittelbar der erste Eingang über eine Druckleitung mit einer Druckversorgung (Ölpumpe), der zweite Eingang über eine Drucklosleitung mit einem Ölsumpf, der erste Ausgang mit einem ersten Druckraum des Stellantriebes, und der zweite Ausgang mit einem zweiten Druckraum des Stellantriebes in Verbindung steht. Nachteilig an der jeweiligen Steuerungsvorrichtung bzw. dem betreffenden Magnetsteuerventil ist der Umstand, dass auf beiden Seiten des Steuerkolbens jeweils ein Elektromagnet mit Weicheisenkern und zugeordneten Steuerleitungen angeordnet ist, wobei jeweils jeder der beiden Elektromagnete für eine Bewegungsrichtung des Steuerkolbens zuständig ist. Hieraus ergeben sich relativ hohe Herstellungs- und Materialkosten und ggf. bei beengten Einbauverhältnissen auch Montageschwierigkeiten.Magnetic control valves, in which a mean switching position is provided as the rest position, are for example from the DE 32 27 423 C2 and the DE 197 28 850 A1 known. In the DE 32 27 423 C2 the solenoid control valve in question is used in a device for controlling a double-acting actuator cylinder of a hydrostatic drive device, in which DE 197 28 850 A1 the application of the solenoid control valve refers to a control device of a hydraulically operated actuator, which is also designed as a double-acting actuator cylinder. The solenoid control valve is designed as a 4/3-way valve with two inputs, two outputs and three switch positions, in which in a first end position of the first input to the first output and the second input is connected to the second output, in the mean, effective as a rest position switch all inputs and outputs shut off or the two inputs are connected to each other, and to reverse the direction of movement of the actuator in a second end position of the first input to the second output and the second input is connected to the first output, and in each case indirectly or directly the first input via a pressure line with a pressure supply (oil pump), the second input via a pressure line with an oil sump, the first output with a first pressure chamber of the actuator, and the second output with a second pressure chamber of the actuator in Connection stands. A disadvantage of the respective control device or the respective solenoid control valve is the fact that in each case an electromagnet with soft iron core and associated control lines is arranged on both sides of the control piston, each of the two electromagnets is responsible for a direction of movement of the control piston. This results in relatively high manufacturing and material costs and possibly also in confined installation conditions mounting difficulties.

Es ist daher das Problem der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der ohne eine Einschränkung der Funktionalität die vorher genannten Nachteile vermieden werden.It is therefore the problem of the present invention to propose a control device of the type mentioned, in which without a restriction of the functionality, the aforementioned disadvantages are avoided.

Das Problem wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Ruhestellung der wenigstens einen mittleren Schaltstellung entspricht und im bestromten Zustand, ausgehend von der Ruhestellung, durch entsprechende Polung der Stromflussrichtung durch eine Magnetspule des Elektromagneten beide axiale Bewegungsrichtungen des Steuerkolbens realisierbar sind.The problem is solved according to the invention in connection with the preamble of claim 1 achieved in that the rest position corresponds to the at least one middle switching position and in the energized state, starting from the rest position, by corresponding polarity of the current flow direction through a magnetic coil of the electromagnet both axial directions of movement of the control piston can be realized.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 aufgeführt.Advantageous embodiments of the control device according to the invention are listed in the subclaims 2 to 10.

Durch die Verwendung eines Elektromagneten mit einem Permanentmagneten als Ankerkern können an dem Magnetsteuerventil durch Umpolen bzw. Umschalten der Spannungs- und Stromflussrichtung an der Magnetspule des Elektromagneten vorteilhaft beide Bewegungsrichtungen des Steuerkolbens mit einem einzigen Elektromagneten realisiert werden. Somit werden ein Elektromagnet und die zugeordneten Steuerleitungen eingespart. Auch wird dadurch die Baulänge des Magnetsteuerventils verkürzt, was günstig bei einer Anwendung unter beengten Platzverhältnissen ist. Auch im vorliegenden Fall kehrt das Magnetsteuerventil im stromlosen Zustand selbsttätig in die als Ruhestellung vorgesehene mittlere Schaltstellung zurück, so dass keine Einschränkung der Funktionalität des Magnetsteuerventils und der betreffenden Steuerungsvorrichtung zu verzeichnen ist.By using an electromagnet with a permanent magnet as the armature core, both directions of movement of the control piston can advantageously be realized with a single electromagnet on the magnetic control valve by reversing or switching the voltage and current flow direction of the solenoid of the electromagnet. Thus, an electromagnet and the associated control lines are saved. Also, the length of the solenoid control valve is thereby shortened, which is favorable for use in confined spaces. Also in the present case, the solenoid control valve automatically returns in the de-energized state in the intended as rest position mean switching position, so that no limitation of the functionality of the solenoid control valve and the relevant control device is recorded.

Das Magnetsteuerventil kann je nach Verwendungszweck und Ausbildung der Steuerungsvorrichtung als Schalt- bzw. Sitzventil mit singulären Schaltstellungen oder als Proportional- bzw. Schieberventil ausgebildet sein.Depending on the intended use and design of the control device, the magnetic control valve can be designed as a switching or seat valve with singular switching positions or as a proportional or slide valve.

Bei einer Anwendung in einer Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes mit doppeltwirksamen Stellzylindern als Gangsteller, d. h. als Wählsteller zum Einstellen einer von drei Schaltgassen oder als Schaltsteller zum Ein- und Auslegen von einem oder zwei einer Schaltgasse zugeordneten Gängen, ist das Magnetsteuerventil zweckmäßig als 4/3-Wege-Ventil mit zwei Eingängen, zwei Ausgängen und drei Schaltstellungen ausgebildet, bei dem in einer ersten Endstellung der mit der Druckversorgung verbundene erste Eingang mit dem ersten Ausgang und der mit dem Ölsumpf verbundene zweite Eingang mit dem zweiten Ausgang verbunden ist, in der mittleren, als Ruhestellung wirksamen Schaltstellung alle Ein- und Ausgänge abgesperrt sind, und in einer zweiten Endstellung der erste Eingang mit dem zweiten Ausgang und der zweite Eingang mit dem ersten Ausgang verbunden ist, wobei der erste Ausgang mit einem ersten Druckraum des Stellzylinders, und der zweite Ausgang mit einem zweiten Druckraum des Stellzylinders in Verbindung steht. Der Stellzylinder kann dabei wahlweise als Gleichlaufzylinder mit gleich großen mit den Druckräumen in Kontakt stehenden Wirkflächen oder als Differenzflächenzylinder mit unterschiedlich großen Wirkflächen ausgebildet sein.When used in a shift control of an automated manual transmission with double-acting cylinders as gear shifter, d. H. as a selector for setting one of three shift gates or as a shift actuator for engaging and disengaging one or two of a shift gate associated gears, the solenoid valve is suitably designed as a 4/3-way valve with two inputs, two outputs and three switch positions in which in a first end position of the first input connected to the pressure supply to the first output and the second input connected to the oil sump is connected to the second output, in the middle, effective as a rest position switching position all inputs and outputs are shut off, and in a second Endstellung the first input to the second output and the second input is connected to the first output, wherein the first output is in communication with a first pressure chamber of the actuating cylinder, and the second output with a second pressure chamber of the actuating cylinder. The actuating cylinder can be designed either as a synchronous cylinder with the same size standing in contact with the pressure chambers active surfaces or as a differential surface cylinder with different sized effective surfaces.

Wird einer der beiden Druckräume eines doppeltwirksamen Stellzylinders von einem Konstantdruck beaufschlagt oder der betreffende Wirkdruck bzw. Volumenstrom in anderer Weise separat gesteuert, so kann das zugeordnete Magnetsteuerventil, mit dem der andere der beiden Druckräume gesteuert werden soll, vorteilhaft als 3/3-Wege-Ventil mit zwei Eingängen, einem Ausgang und drei Schaltstellungen ausgebildet sein, bei dem in einer ersten Endstellung der mit der Druckversorgung verbundene erste Eingang mit dem Ausgang verbunden und der mit dem Ölsumpf verbundene zweite Eingang abgesperrt ist, in der als Ruhestellung wirksamen mittleren Schaltstellung die beiden Eingänge und der Ausgang abgesperrt sind, und in einer zweiten Endstellung der erste Eingang abgesperrt und der zweite Eingang mit dem Ausgang verbunden ist, wobei der Ausgang mit dem betreffenden Druckraum des Stellzylinders in Verbindung steht. Ein derartig ausgebildetes Magnetsteuerventil kann auch zweckmäßig zur Steuerung eines einfachwirkenden Stellzylinders mit einem einzigen Druckraum verwendet werden, der zum Beispiel als Kupplungssteller einer automatisierten passiv schließbaren Motorkupplung vorgesehen sein kann. In diesem Fall erfolgt eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Kupplungsstellers durch eine Drucklosschaltung des Druckraumes unter der Wirkung der Rückstellkraft der Anpressfeder der Motorkupplung.If one of the two pressure chambers of a double-acting actuating cylinder is acted on by a constant pressure or the respective effective pressure or volume flow controlled separately in another way, the associated magnetic control valve, with which the other of the two pressure chambers is to be controlled, advantageously as 3/3-way Valve with two inputs, one output and three switch positions be formed, in which in a first end position connected to the pressure supply first input connected to the output and the second input connected to the oil sump is shut off, in the effective as rest position mean switching position, the two Inputs and the output are shut off, and shut off in a second end position of the first input and the second input is connected to the output, wherein the output is in communication with the respective pressure chamber of the actuating cylinder. Such a trained solenoid control valve can also be conveniently used to control a single-acting actuator cylinder with a single pressure chamber, which can be provided, for example, as a clutch actuator of an automated passively closable engine clutch. In this case, a reversal of the direction of movement of the clutch actuator by a depressurization of the pressure chamber under the action of the restoring force of the pressure spring of the engine clutch.

Das erfindungsgemäße Magnetsteuerventil kann auch mehr als drei Schaltstellungen aufweisen, wobei bei ungerader Anzahl der Schaltstellungen, z. B. fünf, vorteilhaft die mittlere Schaltstellung als Ruhestellung vorgesehen ist. Bei gerader Anzahl der Schaltstellungen, z. B. vier, sollte eine der beiden mittleren Schaltstellungen als Ruhestellung verwendet werden, wobei diese im stromlosen Zustand durch zwei Federn unterschiedlicher Federsteifigkeit eingestellt werden kann, die beidseitig auf den Steuerkolben wirksam angeordnet sind.The solenoid control valve according to the invention may also have more than three switching positions, with an odd number of switching positions, eg. B. five, advantageously the middle switching position is provided as a rest position. With an even number of switching positions, eg. B. four, one of the two central switch positions should be used as a rest position, which can be adjusted in the de-energized state by two springs of different spring stiffness, which are arranged on both sides of the control piston effectively.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung dienen. Hierzu zeigen:Further details of the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, which serve by way of example to illustrate the control device according to the invention. Show:

1 den Aufbau einer typischen Steuerungsvorrichtung eines hydraulischen Stellantriebes mit einem Magnetsteuerventil in vereinfachter Darstellung und 1 the structure of a typical control device of a hydraulic actuator with a solenoid control valve in a simplified representation and

2a/b einen Steuerkolben mit einem Elektromagneten eines Magnetsteuerventils sowie einem zugeordneten Durchflussdiagramm. 2a / b a control piston with a solenoid of a solenoid control valve and an associated flow diagram.

Die Steuerungsvorrichtung 1 nach 1 umfasst im wesentlichen einen hydraulischen Stellantrieb 2 und ein zugeordnetes Magnetsteuerventil 3. Der Stellantrieb 2 ist vorliegend ein doppeltwirkender Stellzylinder 4, der als Gleichlaufzylinder mit zwei gleich großen Wirkflächen 5, 6 eines Stellkolbens 7 ausgebildet ist, die jeweils mit einem zugeordneten Druckraum 8, 9 in Kontakt stehen. Durch eine entsprechende Beeinflussung des in den Druckräumen 8, 9 wirksamen Druckes und der in die Druckräume 8, 9 ein- bzw. aus diesen ausfließenden Volumenströme eines Druckmittels (Hydrauliköl) wird der Stellkolben 7 zusammen mit einer zugeordneten Kolbenstange 10 in seiner Position gehalten oder nach rechts 11 oder links 12 axial 13 verschoben. Bei einer Verwendung des Stellantriebes 2 als Gangsteller eines automatisierten Schaltgetriebes kann die Kolbenstange 10 beispielsweise über eine Schaltschiene oder unmittelbar mit einer mit einer Schaltmuffe in Eingriff befindlichen Schaltgabel verbunden sein, so dass dann durch eine Axialverschiebung 13 des Stellkolbens 7 jeweils einer von zwei zugeordneten Gängen ein- und auslegbar ist. The control device 1 to 1 essentially comprises a hydraulic actuator 2 and an associated solenoid control valve 3 , The actuator 2 is present a double-acting actuator cylinder 4 , the synchronous cylinder with two equal effective surfaces 5 . 6 a servo piston 7 is formed, each with an associated pressure chamber 8th . 9 stay in contact. By a corresponding influence of the in the pressure chambers 8th . 9 effective pressure and into the pressure chambers 8th . 9 On or from these outflowing volume flows of a pressure medium (hydraulic oil) is the actuating piston 7 together with an associated piston rod 10 held in his position or to the right 11 or left 12 axial 13 postponed. When using the actuator 2 As a gear actuator of an automated manual transmission, the piston rod 10 For example, be connected via a shift rail or directly with an engaging with a shift sleeve shift fork, so that then by an axial displacement 13 of the adjusting piston 7 in each case one of two associated gears and can be interpreted.

Zur Steuerung des Stellantriebes 2 ist dem Stellzylinder 4 das Magnetsteuerventil 3 vorgeschaltet, das vorliegend beispielhaft als ein 4/3-Wege-Proportionalventil 14 mit zwei Eingängen 15, 16, zwei Ausgängen 17, 18 und drei Schaltstellungen 19, 20, 21 ausgebildet ist. In einer ersten Endstellung 19 ist der erste Eingang 15 mit dem ersten Ausgang 17 und der zweite Eingang 16 mit dem zweiten Ausgang 18 verbunden. In der mittleren Schaltstellung 20, die als Ruhestellung wirksam ist, sind alle Ein- und Ausgänge 15–18 abgesperrt. In einer zweiten Endstellung 21 ist der erste Eingang 15 mit dem zweiten Ausgang 18 und der zweite Eingang 16 mit dem ersten Ausgang 17 verbunden. Der erste Eingang 15 steht über eine Druckleitung 22 mittelbar oder unmittelbar mit einer Ölpumpe 23 in Verbindung, durch die das Druckmittel aus einem Ölsumpf 24a in die Druckleitung 22 förderbar ist. Der zweite Eingang 16 ist über eine Drucklosleitung 25 mittelbar oder unmittelbar mit dem Ölsumpf 24b verbunden. Der erste Ausgang 17 steht über eine erste Verbindungsleitung 26 mit dem ersten Druckraum 8 des Stellzylinders 4 und der zweite Ausgang 18 über eine zweite Verbindungsleitung 27 mit dem zweiten Druckraum 9 des Stellzylinders 4 in Verbindung. Somit wird der Stellkolben 7 des Stellzylinders 4 zusammen mit der Kolbenstange 10 in der ersten Endstellung 19 des Magnetsteuerventils 3 nach rechts 11 bewegt, in der mittleren Schaltstellung 20 in der aktuellen Position gehalten, und in der zweiten Endstellung 21 nach links 12 bewegt, wobei sich in den jeweiligen Zwischenpositionen des Magnetsteuerventils 3 durch die Drosselung der Durchflussmengen entsprechend geringere Stellkräfte und kleinere Stellgeschwindigkeiten an dem Stellkolben 7 einstellen.For controlling the actuator 2 is the actuating cylinder 4 the solenoid control valve 3 upstream, the present example as a 4/3-way proportional valve 14 with two entrances 15 . 16 , two outputs 17 . 18 and three switch positions 19 . 20 . 21 is trained. In a first end position 19 is the first entrance 15 with the first exit 17 and the second entrance 16 with the second exit 18 connected. In the middle switch position 20 , which is effective as a rest position, are all inputs and outputs 15 - 18 shut off. In a second end position 21 is the first entrance 15 with the second exit 18 and the second entrance 16 with the first exit 17 connected. The first entrance 15 is above a pressure line 22 directly or indirectly with an oil pump 23 in conjunction, through which the pressure medium from an oil sump 24a in the pressure line 22 is eligible. The second entrance 16 is via a pressure line 25 directly or indirectly with the oil sump 24b connected. The first exit 17 stands over a first connecting line 26 with the first pressure chamber 8th of the adjusting cylinder 4 and the second exit 18 via a second connecting line 27 with the second pressure chamber 9 of the adjusting cylinder 4 in connection. Thus, the actuator piston 7 of the adjusting cylinder 4 together with the piston rod 10 in the first end position 19 of the solenoid control valve 3 to the right 11 moved, in the middle switching position 20 held in the current position, and in the second end position 21 to the left 12 moves, wherein in the respective intermediate positions of the solenoid control valve 3 by throttling the flow rates correspondingly lower actuating forces and lower actuating speeds on the actuating piston 7 to adjust.

Zur Steuerung des Magnetsteuerventils 3 in die Schaltstellungen 19, 20, 21 und in die jeweiligen Zwischenpositionen sind zwei Federn 28, 29 und ein Elektromagnet 30 vorgesehen. Die Federn 28, 29 sind weitgehend identisch ausgebildet und beiderseits auf einen Steuerkolben 31 des Magnetsteuerventils 3 wirksam angeordnet, so dass das Magnetsteuerventil 3 im stromlosen Zustand des Elektromagneten 30 selbsttätig in die mittlere Schaltstellung 20 (Ruhestellung) zurückkehrt bzw. in dieser verbleibt. Der Elektromagnet 30 weist eine gehäusefeste Magnetspule 32 und einen mit dem Steuerkolben 31 verbundenen Ankerkern 33 auf, der als Permanentmagnet 34 mit einem magnetischen Nordpol N und einem magnetischen Südpol S ausgebildet ist. Hierdurch können im Gegensatz zu bekannten Magnetsteuerventilen, bei denen jeweils beidseitig ein Elektromagnet mit Weicheisenkern vorgesehen ist, beide Bewegungsrichtungen 35, 36 des Steuerkolbens 31 mit einem einzigen Elektromagneten 30 realisiert werden. Somit sind vorteilhaft ein zweiter Elektromagnet und zugeordnete Steuerleitungen eingespart. Auch kann sich dadurch eine kürzere Baulänge des Magnetsteuerventils 3 ergeben, was bei einer Anwendung unter beengten Platzverhältnissen von Vorteil ist.To control the solenoid control valve 3 in the switch positions 19 . 20 . 21 and in the respective intermediate positions are two springs 28 . 29 and an electromagnet 30 intended. The feathers 28 . 29 are largely identical and formed on both sides on a control piston 31 of the solenoid control valve 3 effectively arranged so that the solenoid control valve 3 in the de-energized state of the electromagnet 30 automatically in the middle switching position 20 (Rest position) returns or remains in this. The electromagnet 30 has a housing-fixed solenoid 32 and one with the control piston 31 connected anchor core 33 on, as a permanent magnet 34 is formed with a magnetic north pole N and a magnetic south pole S. In this way, in contrast to known magnetic control valves, in which both sides an electromagnet with soft iron core is provided, both directions of movement 35 . 36 of the control piston 31 with a single electromagnet 30 will be realized. Thus, a second solenoid and associated control lines are advantageously saved. Also, this can be a shorter length of the solenoid control valve 3 result, which is an advantage in an application in confined spaces.

Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Magnetsteuerventils 3 ist in 2a der Steuerkolben 31 mit dem Elektromagneten 30 (Magnetspule 32 und Ankerkern 33) vereinfacht dargestellt. In 2b ist das zugeordnete Durchflussdiagramm abgebildet, wobei die durchgezogene Kurve 37 für den ersten Ausgang 17 bzw. den ersten Druckraum 8 des Stellzylinders 4 und die unterbrochene Kurve 38 für den zweiten Ausgang 18 bzw. den zweiten Druckraum 9 des Stellzylinders 4 gilt. Ausgehend von der als Ruhestellung wirksamen mittleren Schaltstellung 20 (Kolbenposition X = 0) ergibt sich bei einer Bewegung 35 des Steuerkolbens 31 in Richtung der ersten Endstellung 19 (Kolbenposition X = –1) für der ersten Ausgang 17 eine Öffnung und Vergrößerung des, Drosselquerschnitts, über den Druckmittel aus der Druckleitung 22 zufließt, und somit ein ansteigender positiver Volumenstrom Q. Bei einer Bewegung 36 des Steuerkolbens 31 in die entgegengesetzte Richtung, d. h. in Richtung der zweiten Endstellung 21 (Kolbenposition X = +1), ergibt sich für den ersten Ausgang 17 entsprechend eine Öffnung und Vergrößerung des Drosselquerschnitts, über den Druckmittel in die Drucklosleitung 25 abfließt, und damit ein ansteigender negativer Volumenstrom Q. Bezogen auf den zweiten Ausgang 18 bzw. den zweiten Druckraum 9 gilt entsprechend der unterbrochenen Kurve 38 sinngemäß der umgekehrte Zusammenhang zwischen der Kolbenposition X und dem Volumenstrom Q.To illustrate the operation of the solenoid control valve 3 is in 2a the control piston 31 with the electromagnet 30 (Solenoid 32 and anchor core 33 ) shown in simplified form. In 2 B the associated flow chart is shown, with the solid curve 37 for the first exit 17 or the first pressure chamber 8th of the adjusting cylinder 4 and the broken curve 38 for the second exit 18 or the second pressure chamber 9 of the adjusting cylinder 4 applies. Based on the effective as rest middle shift position 20 (Piston position X = 0) results in a movement 35 of the control piston 31 in the direction of the first end position 19 (Piston position X = -1) for the first output 17 an opening and enlargement of the throttle cross-section, via the pressure medium from the pressure line 22 flows, and thus an increasing positive volume flow Q. During a movement 36 of the control piston 31 in the opposite direction, ie in the direction of the second end position 21 (Piston position X = +1), results for the first output 17 according to an opening and enlargement of the throttle cross-section, via the pressure medium in the pressure-free line 25 flows off, and thus an increasing negative flow Q. Relative to the second output 18 or the second pressure chamber 9 applies according to the broken curve 38 mutatis mutandis, the inverse relationship between the piston position X and the volume flow Q.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Steuerungsvorrichtungcontrol device
22: (hydraulischer) Stellantrieb(hydraulic) actuator
33: MagnetsteuerventilSolenoid control valve
44: (doppeltwirkender) Stellzylinder(double-acting) actuating cylinder
55: Wirkflächeeffective area
66: Wirkflächeeffective area
77: Stellkolbenactuating piston
88th: (erster) Druckraum(first) pressure chamber
99: (zweiter) Druckraum(second) pressure chamber
1010: Kolbenstangepiston rod
1111: rechtsright
1212: linksLeft
1313: Axialverschiebungaxial displacement
1414: 4/3-Wege-Proportionalventil4/3-way proportional valve
1515: (erster) Eingang(first) entrance
1616: (zweiter) Eingang(second) entrance
1717: (erster) Ausgang(first) output
1818: (zweiter) Ausgang(second) output
1919: Schaltstellung, erste EndstellungSwitch position, first end position
2020: (mittlere) Schaltstellung, Ruhestellung(middle) switch position, rest position
2121: Schaltstellung, zweite EndstellungSwitch position, second end position
2222: Druckleitungpressure line
2323: Ölpumpeoil pump
24a24a: Ölsumpfoil sump
24b24b: Ölsumpfoil sump
2525: Drucklosleitungunpressurized
2626: erste Verbindungsleitungfirst connection line
2727: zweite Verbindungsleitungsecond connection line
2828: Federfeather
2929: Federfeather
3030: Elektromagnetelectromagnet
3131: Steuerkolbenspool
3232: Magnetspulesolenoid
3333: Ankerkernarmature core
3434: Permanentmagnetpermanent magnet
3535: Bewegungsrichtungmovement direction
3636: Bewegungsrichtungmovement direction
3737: (durchgezogene) Kurve(solid) curve
3838: (unterbrochene) Kurve(broken) curve
NN: magnetischer Nordpolmagnetic north pole
QQ: Volumenstromflow
SS: magnetischer Südpolmagnetic south pole
XX: Kolbenpositionpiston position

Claims

Control device for actuating a hydraulic actuator ( 2 ), with a solenoid control valve ( 3 ), which has an axially movable in a valve housing control piston ( 31 ), which by means of a single, one-sided on the solenoid control valve ( 3 ) arranged electromagnets ( 30 ), whose with the control piston ( 31 ) connected armature core ( 33 ) as a permanent magnet ( 34 ) is formed in more than two switch positions ( 19 . 20 . 21 ), namely a first axial end position ( 19 ), a second axial end position ( 21 ) and at least one axially between the first axial end position ( 19 ) and the second axial end position ( 21 ) middle switch position ( 20 ) is transferable, wherein the control piston ( 31 ) in the de-energized state of the solenoid control valve ( 3 ) is durable by spring force in a rest position, characterized in that the rest position of the at least one middle switching position ( 20 ) and in the energized state, starting from the rest position, by corresponding polarity of the current flow direction by a magnetic coil ( 32 ) of the electromagnet ( 30 ) Both axial directions of movement of the control piston ( 7 ) are feasible.

Control device according to claim 1, characterized in that the magnetic control valve ( 3 ) is designed as a switching valve.

Control device according to claim 1, characterized in that the magnetic control valve ( 3 ) as a proportional valve ( 14 ) is trained.

Control device according to claim 2 or 3, characterized in that the magnetic control valve ( 3 ) as a 4/3-way valve ( 14 ) with two inputs ( 15 . 16 ), two outputs ( 17 . 18 ) and three switch positions ( 19 . 20 . 21 ) is formed, in which in a first end position ( 19 ) the first entrance ( 15 ) with the first output ( 17 ) and the second input ( 16 ) with the second output ( 18 ), in the middle switching position ( 20 ) (Rest position) all inputs and outputs ( 15 - 18 ) are shut off, and in a second end position ( 21 ) the first entrance ( 15 ) with the second output ( 18 ) and the second input ( 16 ) with the first output ( 17 ), the first input ( 15 ) with a pressure line ( 22 ), the second input ( 16 ) with a pressure-free line ( 25 ), the first output ( 17 ) with a first pressure chamber ( 8th ) of the actuator ( 2 ), and the second output ( 18 ) with a second pressure chamber ( 9 ) of the actuator ( 2 ).

Control device according to claim 4, characterized in that the actuator ( 2 ) as a double-acting actuating cylinder ( 4 ) with a control piston ( 7 ) and two pressure chambers ( 8th . 9 ) is formed, which on opposing active surfaces ( 5 . 6 ) of the adjusting piston ( 7 ) are arranged effectively.

Control device according to claim 2 or 3, characterized in that the magnetic control valve ( 3 ) as a 3/3-way valve with two inputs ( 15 . 16 ), an output ( 17 . 18 ) and three switch positions is formed, in which in a first end position ( 19 ) the first entrance ( 15 ) with the output ( 17 . 18 ) and the second input ( 16 ) is locked in the middle switching position ( 20 , Rest position) the two inputs ( 15 . 16 ) and the output ( 17 . 18 ) are shut off, and in a second end position ( 21 ) the first entrance ( 15 ) and the second input ( 16 ) with the output ( 17 . 18 ), the first input ( 15 ) with a pressure line ( 22 ), the second input ( 16 ) with a pressure-free line ( 25 ), and the output ( 17 . 18 ) with a pressure chamber ( 8th . 9 ) of the actuator ( 2 ).

Control device according to claim 6, characterized in that the actuator is designed as a single-acting actuating cylinder with an actuating piston and a single pressure chamber, which is arranged on one side effective on an active surface of the actuating piston.

Control device according to claim 6, characterized in that the actuator ( 2 ) as a double-acting actuating cylinder ( 4 ) with a control piston ( 7 ) and two pressure chambers ( 8th . 9 ) is formed, which on opposing active surfaces of the actuating piston ( 7 ) are arranged effectively, wherein one of the two pressure chambers ( 8th . 9 ) with the output ( 17 . 18 ) of the solenoid control valve ( 3 ).

Control device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the actuator ( 2 ) is used as a gear actuator of an automated manual transmission.

Control device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the actuator ( 2 ) is used as a clutch actuator of an automated engine clutch use.