DE112006002305T5 - Ventil mit hysteresegefiltertem Betätigungsbefehl - Google Patents

Ventil mit hysteresegefiltertem Betätigungsbefehl Download PDF

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DE112006002305T
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Jeffrey L. Metamora Kuehn
Michael T. Metamora Verkuilen
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Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
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Abstract

Ventilsystem, welches Folgendes aufweist:
eine Steuervorrichtung (30); und
ein Ventil (22), welches ein Ventilelement und eine Ventilbohrung aufweist, wobei das Ventilelement selektiv relativ zu der Ventilbohrung zumindest teilweise ansprechend auf ein Signal bewegbar ist, welches von der Steuervorrichtung übermittelt wird,
wobei das übermittelte Signal zumindest teilweise auf einer Last auf einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung (12) und einem bestimmten Druckabfall für das Ventil basiert, wobei der bestimmte Druckabfall zumindest teilweise auf einem Hysteresefilter (300) basiert.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung ist auf ein Ventil gerichtet und insbesondere auf ein Ventil mit einem hysteresegefilterten Betätigungsbefehl.
  • Hintergrund
  • Hydrauliksysteme werden oft verwendet, um den Betrieb von hydraulischen Betätigungsvorrichtungen von Arbeitsmaschinen zu steuern. Diese Hydraulikschaltungen weisen typischerweise Ventile auf, die strömungsmittelmäßig zwischen der Betätigungsvorrichtung und einer Pumpe angeschlossen sind, und Ventile, die strömungsmittelmäßig zwischen der Betätigungsvorrichtung und einem Reservoir angeschlossen sind. Die Ventile steuern eine Flussrate und Flussrichtung von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu und von Kammern der Betätigungsvorrichtung, um Druckdifferenzen innerhalb der Betätigungsvorrichtung zu erzeugen, um deren Bewegung zu beeinflussen. Oft werden ein oder mehrere dieser Ventile ansprechend auf den Druck des unter Druck gesetzten Strömungsmittels innerhalb eines Teils des Hydrauliksystems und/oder einer assoziierten Kammer der hydraulischen Betätigungsvorrichtung gesteuert, um eine Zeitverzögerung zwischen wechselnden Betriebsanforderungen und der Ventilbetätigung zu verringern. Drücke innerhalb der Hydrauliksysteme und insbesondere innerhalb von Kammern der hydraulischen Betätigungsvorrichtungen können jedoch schnell oszillieren, was bewirkt, dass die Ventile überaktive Verschiebungen bzw. Betätigungen haben, die zu Instabilität und/oder vorzeitiger Abnutzung führen können.
  • Ein Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung wird im US-Patent Nr. 6 467 264 B1 („dem '264-Patent") beschrieben, das an Stephenson u. a. erteilt wurde. Das '264-Patent offenbart ein Paar von Versorgungsventilen, um Strömungsmittel von einer Pumpe zu jeweiligen Kopfenden- und Stangenenden-Kammern einer Kolben-Zylinder-Anordnung zu leiten. Das '264-Patent offenbart auch ein Paar von Ablaufventilen, um Strömungsmittel von jeweiligen Kopfenden- und Stangenenden-Kammern der Kolben-Zylinder-Anordnung zu einem Reservoir zu leiten.
  • Jedes der Kopfenden- und Stangenenden-Ventile ist ein Proportionalventil, welches durch Elektromagneten betätigt wird, um selektiv Strömungsmittel zu und/oder von der Kolben-Zylinder-Anordnung laufen zu lassen. Das '264-Patent offenbart weiter ein Zumessventil zur Steuerung des Druckabfalls an den Ablaufventilen, um die Genauigkeit des Flusses von Strömungsmittel zum Reservoir zu verbessern.
  • Obwohl das Zumessventil des '264-Patentes den Druckabfall an einem Ablaufventil steuern kann, welches Strömungsmittel von der Kolben-Zylinder-Anordnung zum Reservoir leitet, kann es nicht die Stabilität des Ablaufventils durch eine Verringerung von überaktiven Verschiebungen bzw. Schaltvorgängen steigern.
  • Die vorliegende Offenbarung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Ventilsystem gerichtet, welches eine Steuervorrichtung und ein Ventil aufweist, welches ein Ventilelement und eine Ventilbohrung aufweist. Das Ventilelement ist selektiv relativ zur Ventilbohrung, zumindest teilweise ansprechend auf ein Signal, bewegbar, welches von einer Steuervorrichtung übermittelt wurde. Das übermittelte Signal basiert zumindest teilweise auf einer Last auf der Betätigungsvorrichtung und einem bestimmten Druckabfall. Der bestimmte Druckabfall basiert zumindest teilweise auf einem Hysterefilter.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Betätigung eines Ventils mit einem Ventilelement gerichtet, welches relativ zu einer Ventilbohrung bewegbar ist. Das Verfahren weist auf, einen erwünschten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das Ventil zumindest teilweise basierend auf einer Bedienereingabe zu bestimmten. Das Verfahren weist auch auf, eine Last auf einer Betätigungsvorrichtung zu bestimmen, die strömungsmittelmäßig stromaufwärts des Ventils angeschlossen ist. Das Verfahren weist weiter auf, einen erwünschten Druckabfall, zumindest teilweise basierend auf dem bestimmten Lastdruck und einem Hysterefilter zu bestimmen. Das Verfahren weist noch weiterhin auf, einen erwünschten Strömungsquerschnitt des Ventils zumindest teilweise basierend auf dem bestimmten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel und dem bestimmten Druckabfall zu bestimmen. Das Verfahren weist noch weiterhin auf, das Ventilelement zu bewegen, um den bestimmten Strömungsquerschnitt einzurichten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften offenbarten Hydrauliksystems;
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile der 1; und
  • 3 ist eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften Hysterefilter-Logik zur Bestimmung des Druckabfalls an den Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventilen der 1.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 veranschaulicht ein Hydrauliksystem 10, welches verschiedene Komponenten aufweisen kann, die zusammenarbeiten, um den Hydraulikzylinder 12 zu betätigen. Der Hydraulikzylinder 12 kann mit verschiedenen Arbeitsmaschinenkomponenten verbunden sein, wie beispielsweise (nicht gezeigten) Verbindungen, (nicht gezeigten) Arbeitswerkzeugen und/oder (nicht gezeigten) Rahmen. Das Hydrauliksystem 10 kann eine Quelle 14 für unter Druck gesetztes Strömungsmittel, einen Tank 16, ein Kopfenden-Versorgungsventil 18, ein Kopfenden-Ablaufventil 22, ein Stangenenden-Versorgungsventil 20 und ein Stangenenden-Ablaufventil 24 aufweisen. Es wird in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 10 zusätzliche und/oder andere Komponenten aufweisen kann, wie beispielsweise einen Druck sensor, einen Temperatursensor, einen Positionssensor, eine Steuervorrichtung, einen Akkumulator und/oder andere in der Technik bekannte Komponenten.
  • Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 kann eine Kolben-Zylinder-Anordnung, einen Hydraulikmotor und/oder irgendeine andere bekannte hydraulische Betätigungsvorrichtung aufweisen, die eine oder mehrere Strömungsmittelkammern darin hat. Beispielsweise kann die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 ein (Zylinder-)Rohr 50 und eine Kolbenanordnung 52 aufweisen, die in dem Zylinderrohr 50 angeordnet ist. Das Zylinderrohr 50 oder die Kolbenanordnung 52 können schwenkbar mit einem Rahmen verbunden sein, während das andere Teil, d. h. das Zylinderrohr 50 oder die Kolbenanordnung 52, schwenkbar mit einem Arbeitswerkzeug verbunden sein kann. Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 kann eine erste Kammer 54 und eine zweite Kammer 56 aufweisen, die durch die Kolbenanordnung 52 getrennt sind. Die ersten und zweiten Kammern 54, 56 können selektiv mit unter Druck gesetztem Strömungsmittel beliefert werden, um zu bewirken, dass die Kolbenanordnung 52 sich innerhalb des Zylinderrohrs 50 verschiebt, wodurch die effektive Länge der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 verändert wird. Das Ausfahren und das Zurückziehen der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 kann dahingehend wirken, dass es bei der Bewegung des Rahmens und/oder des Arbeitswerkzeuges hilft. Es wird in Betracht gezogen, dass die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 mit irgendwelchen Komponenten einer Arbeitsmaschine verbunden sein kann und/oder zwischen diesen angeschlossen sein kann, um eine Relativbewegung dazwischen zu bewirken.
  • Die Verschiebung der Kolbenanordnung 52 kann durch ein Ungleichgewicht von Kräften verursacht werden, die auf gegenüberliegende Seiten der Kolbenanordnung 52 wirken, wie in der Technik üblich. Ein Ungleichgewicht von Kräften kann dadurch verursacht werden, dass der Strömungsmitteldruck innerhalb einer der ersten und zweiten Kammern 54, 56 anders ist als der Strömungsmitteldruck innerhalb der anderen der ersten und zweiten Kammern 54, 56. Es sei bemerkt, dass eine relativ große Druckdifferenz einen Überholbetrieb der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 einrichten kann, und dass eine relativ kleine Druckdifferenz einen Widerstandsbetrieb der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 ein richten kann. Beispielsweise kann ein Überholbetrieb für eine schnelle Bewegung der Kolbenanordnung 52 wünschenswert sein, beispielsweise wenn eine Last gegen die Bewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 wirkt. Als ein weiteres Beispiel kann ein Widerstandsbetrieb für eine langsame Bewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 erwünscht sein, beispielsweise wenn eine Last mit der Bewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 wirkt.
  • Die Quelle 14 kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu erzeugen, und kann eine Pumpe aufweisen, wie beispielsweise einen Pumpe mit variabler Verdrängung, eine Pumpe mit fester Verdrängung oder irgendeine andere Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel, die in der Technik bekannt ist. Die Quelle 14 kann treibend mit einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle einer Arbeitsmaschine verbunden sein, beispielsweise durch eine Gegenwelle, einen Riemen, eine elektrische Schaltung und/oder in irgendeiner anderen geeigneten Art und Weise. Die Quelle 14 kann extra dafür vorgesehen sein, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel nur zum Hydrauliksystem 10 zu liefern, oder sie kann alternativ unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu zusätzlichen (nicht gezeigten) Hydrauliksystemen innerhalb einer Arbeitsmaschine liefern.
  • Der Tank 16 kann eine Niederdruckquelle aufweisen, wie beispielsweise ein Reservoir, welches konfiguriert ist, um eine Strömungsmittelversorgung zu enthalten. Das Strömungsmittel kann beispielsweise ein extra dafür vorgesehenes Hydrauliköl, ein Motorschmieröl, ein Getriebeschmieröl oder irgendein anderes in der Technik bekanntes Arbeitsströmungsmittel aufweisen. Ein oder mehrere Hydrauliksysteme können Strömungsmittel vom Tank 16 abziehen und dorthin zurückleiten. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 10 mit mehreren getrennten Strömungsmitteltanks verbunden sein kann. Es wird in Betracht gezogen, dass der Tank 16 irgendeine in der Technik bekannte Niederdruckströmungsmittelquelle aufweisen kann, wie beispielsweise einen Sumpf.
  • Die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 18, 20 können zwischen der Quelle 14 und der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 angeordnet sein und konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu den ersten und zweiten Kammern 54, 56 zu regeln. Insbesondere können die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 18, 20 jeweils einen federvorgespannten Zwei-Positionen-Ventilmechanismus aufweisen, der elektromagnetbetätigt sein kann und konfiguriert sein kann, um sich zwischen einer ersten Position, in der Strömungsmittel in die ersten und zweiten Kammern 54, 56 fließen kann, und einer zweiten Position zu bewegen, in der ein Strömungsmittelfluss dagegen abgeblockt wird, zu den ersten und zweiten Kammern 54, 56 zu fließen. Es wird in Betracht gezogen, dass die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 18, 20 zusätzliche und/oder andere Ventilmechanismen aufweisen können, wie beispielsweise ein Proportionalventilelement und/oder irgendwelche anderen in der Technik bekannten Ventilmechanismen. Die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 können zwischen der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 und dem Tank 16 angeordnet sein und können konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel von den ersten und zweiten Kammern 54, 56 zum Tank 16 zu regeln. Insbesondere können die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 jeweils einen federvorgespannten Proportionalventilmechanismus aufweisen, der elektromagnetbetätigt sein kann und konfiguriert ist, um sich zwischen einer Vielzahl von Flussdurchlasspositionen, in denen Strömungsmittel aus den ersten und zweiten Kammern 54, 56 fließen kann, und einer Flussblockierungsposition zu bewegen, in der Strömungsmittel dagegen abgeblockt wird, aus den ersten und zweiten Kammern 54, 56 zu fließen. Es wird in Betracht gezogen, dass, dass die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 zusätzliche und/oder andere Ventilmechanismen aufweisen könnten, wie beispielsweise ein Zwei-Positionen-Ventilelement und/oder andere in der Technik bekannte Ventilmechanismen.
  • Die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungs- und -Ablaufventile 18, 20, 22, 24 können strömungsmittelmäßig verbunden sein. Insbesondere können die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 18, 20 parallel mit einem gemeinsamen Versorgungsdurchlassweg 25 verbunden sein, der konfiguriert sein kann, um strömungsmittelmäßig unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Quelle 14 zu den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 18, 20 zu leiten. Die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 können parallel mit ei nem gemeinsamen Ablaufdurchlassweg 27 verbunden sein, der konfiguriert sein kann, um strömungsmittelmäßig unter Druck gesetztes Strömungsmittel von den Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventilen 22, 24 zum Tank 16 zu übermitteln. Die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungs- und -Ablaufventile 18, 22 können parallel zu einem Durchlassweg 26 für die erste Kammer angeschlossen sein, der konfiguriert sein kann, um strömungsmittelmäßig unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu und von der ersten Kammer 54 zu leiten. Die Stangenenden-Versorgungs- und Ablaufventile 20, 24 können parallel zu einem Durchlassweg 28 für die zweite Kammer angeschlossen sein, der konfiguriert sein kann, um strömungsmittelmäßig unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu und von der zweiten Kammer 56 zu leiten.
  • Eine Steuervorrichtung 30 kann die Betätigung der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 steuern. Die Steuervorrichtung 30 kann einen oder mehrere Mikroprozessoren, einen Speicher, eine Datenspeichervorrichtung, einen Kommunikationsverteiler bzw. Kommunikations-Hub und/oder andere in der Technik bekannte Komponenten aufweisen. Es wird in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 30 in einem allgemeinen Arbeitsmaschinensteuersystem integriert sein kann, welches zusätzliche unterschiedliche Funktionen einer Arbeitsmaschine steuern kann. Die Steuervorrichtung 30 kann konfiguriert sein, um Eingangssignale von ersten und zweiten Drucksensoren 32, 34 über erste und zweite Kommunikationsleitungen 36, 38 zu empfangen. Die Steuervorrichtung 30 kann einen oder mehrere Algorithmen ausführen, um geeignete Ausgangssignale zur Steuerung der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 zu bestimmen, und sie kann die Ausgangssignale über dritte und vierte Kommunikationsleitungen 40, 42 liefern. Es wird in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 30 weiter konfiguriert sein kann, um zusätzliche Eingangsgrößen 44 zu empfangen, die verschiedene Betriebsparameter des Hydrauliksystems 10 und/oder zusätzlicher Komponenten einer assoziierten Arbeitsmaschine 10 anzeigen, wie beispielsweise Temperatur, und/oder andere in der Technik bekannte Parameter. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 30 konfiguriert sein kann, um den Betrieb der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 18, 20 und/oder zusätzlicher Komponenten 46 des Hydrauliksystems 10 und/oder einer assoziier ten Arbeitsmaschine zu steuern, wie beispielsweise von Sichtanzeigen und/oder irgendeiner anderen in der Technik bekannten Komponente.
  • Die ersten und zweiten Drucksensoren 32, 34 können irgendeinen bekannten Drucksensor aufweisen und können konfiguriert sein, um den Druck abzufühlen, der das unter Druck gesetzte Strömungsmittel innerhalb der ersten und zweiten Kammern 54, 56 anzeigt. Die ersten und zweiten Drucksensoren 32, 34 können an irgendeiner Stelle relativ zum Hydrauliksystem 10 angeordnet sein, wie beispielsweise relativ zu den Versorgungsdurchlasswegen 26, 28 für die erste und die zweite Kammer, relativ zu den ersten und zweiten Kammern 54, 56 und/oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle.
  • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 200, welches die Steuervorrichtung 30 ausführen kann, um einen erwünschten Strömungsquerschnitt der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 zu bestimmen, um eine erwünschte Betätigung davon einzurichten. Das Verfahren 200 wird mit Bezug auf die Betätigung des Kopfenden-Ablaufventils 22 zu Verdeutlichungszwecken beschrieben. Es sei bemerkt, dass das Verfahren 200 auf die Betätigung des Stangenenden-Ablaufventils 24 anwendbar sein kann. Das Verfahren 200 kann aufweisen, einen erwünschten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu bestimmen (Schritt 202), eine Schaltungslast bzw. Kreislauflast zu bestimmen (Schritt 204), einen erwünschten Druckabfall zu bestimmen (Schritt 206), einen erwünschten Strömungsquerschnitt zu bestimmen (Schritt 208), und sich kontinuierlich zu wiederholen (Schritt 210), falls erwünscht.
  • Der Schritt 202 kann aufweisen, einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu bestimmen, der durch das Kopfenden-Ablaufventil 22 fließen soll, und kann zumindest teilweise auf einer Bedienereingabe basieren. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 30 konfiguriert sein, um einen erwünschten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das Kopfenden-Ablaufventil 22 für einen speziellen Betrieb der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 zu bestimmen, beispielsweise durch Nachschautabellen, Gleichungen und/oder Karten bzw. Kennfelder. Es wird in Betracht gezogen, dass der erwünschte Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel auch beispielsweise auf der Steuerung des Stangenenden-Versorgungsventils 20 oder der Ventildynamik des Stangenenden-Versorgungsventils 20 basieren kann und/oder durch andere bekannte Verfahren bestimmt werden kann.
  • Der Schritt 204 kann aufweisen, eine Schaltungs- bzw. Kreislaufbelastung zu bestimmen, welche die Last auf der hydraulischen Betätigungsvorrichtung annähtert. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 30 die Last auf der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 20 basierend auf den Kräften annähern, die auf die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 wirken, und zwar durch Abfühlen von Drücken des unter Druck gesetzten Strömungsmittels innerhalb der ersten und zweiten Kammern 54, 56. Beispielsweise kann die Schaltungs- bzw. Kreislaufbelastung dadurch bestimmt werden, dass die abgefühlten Drücke mit Schaltungsbelastungen beispielsweise über Nachschautabellen, Gleichungen und/oder Karten bzw. Kennfelder bestimmt werden können. Es wird in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 30 die Schaltungsbelastung durch Bestimmung der Unausgeglichenheit der Kraft an der Kolbenanordnung 52 bestimmen kann, indem sie proportional dem Druck des unter Druck gesetzten Strömungsmittels innerhalb der ersten Kammer 54 und die Fläche der Kolbenanordnung 52 auf der Seite der ersten Kammer mit dem Druck des unter Druck gesetzten Strömungsmittels in der zweiten Kammer und der Fläche der Kolbenanordnung 52 auf der Seite der zweiten Kammer in Beziehung setzt. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 30 die Schaltungsbelastung als eine Annäherung basierend nur auf dem Druck des Strömungsmittels in einer der ersten und zweiten Kammern 54, 56 bestimmen kann, die strömungsmittelmäßig mit dem Tank 16 verbunden ist. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass die Schaltungsbelastung durch irgendein anderes geeignetes Verfahren bestimmt werden kann, das in der Technik bekannt ist, wie beispielsweise durch Anwendung einer Lastzelle bzw. Kraftmessdose, die in geeigneter Weise mit der Betätigungsvorrichtung 12 verbunden ist, wie in der Technik bekannt. Es sei bemerkt, dass die Schaltungs- bzw. Kreislaufbelastung, wie dies hier verwendet wird, sich an eine Last auf einer Betätigungsvorrichtung annähert, wie durch innere Systemkräfte beeinflusst, beispielsweise durch Hydraulikdrücke, die auf einen Kolben innerhalb eines Zylinders wirken und/oder durch äußere Kräfte, beispielsweise Belastungen, die so wirken, dass sie die Betätigungsvorrichtung ausfahren und/oder einfahren, Reibungskräfte und/oder Trägheitskräfte. Es sei weiter bemerkt, dass, weil das Hydrauliksystem 10 eine Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen haben kann, das Hydrauliksystem 10 eine Vielzahl von Schaltungslasten bzw. Kreislauflasten haben kann, die jeweils die Last auf einer assoziierten Betätigungsvorrichtung darstellen.
  • Der Schritt 206 kann aufweisen, einen Druckabfall an dem Kopfenden-Ablaufventil 22 basierend zumindest teilweise auf einer funktionellen Beziehung mit der bestimmten Schaltungsbelastung zu bestimmen. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 30 konfiguriert sein, um einen erwünschten Druckabfall an dem Kopfenden-Ablaufventil 22 über eine Hysteresefilterlogik 300 und die bestimmte Schaltungsbelastung zu bestimmen. Die Hysteresfilterlogik 300 wird genauer unten mit Bezug auf 3 beschrieben.
  • Der Schritt 208 kann aufweisen, einen Strömungsquerschnitt des Kopfenden-Ablaufventils 22 basierend auf einer funktionellen Beziehung mit dem erwünschten Fluss und dem erwünschten Druckabfall zu bestimmen. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 30 konfiguriert sein, um einen erwünschten Strömungsquerschnitt des Ventilelementes des Kopfenden-Ablaufventils 22 zu bestimmen, der notwendig ist, um den erwünschten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das Kopfenden-Ablaufventil 22 zu leiten und den erwünschten Druckabfall an dem Kopfenden-Ablaufventil 22 vorzusehen. Der erwünschte Strömungsquerschnitt kann beispielsweise durch Nachschautabellen, Gleichungen und/oder Karten bzw. Kennfelder bestimmt werden. Es sei bemerkt, dass für einen gegebenen erwünschten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel ein im Wesentlichen konstanter Druckabfall einen im Wesentlichen konstanten Strömungsquerschnitt zur Folge haben kann, beispielsweise kann ein Strömungsmittelfluss eine Funktion des Druckabfalls an einem konstanten Strömungsquerschnitt sein, wie in der Technik bekannt. Es wird in Betracht gezogen, dass eine Veränderung des erwünschten Flusses des unter Druck gesetzten Strömungsmittels eine entsprechende Veränderung des Strömungsquerschnittes zur Folge haben kann, und zwar ungeachtet einer Veränderung des Druckabfalls. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 30 die Verschiebung des Ventilelementes des Kopfenden-Ablaufventils 22 steuern kann, um den erwünschten Strömungsquerschnitt dort hindurch einzurichten.
  • 3 veranschaulicht eine beispielhafte Hysteresefilterlogik 300, welche die Steuervorrichtung 30 ausführen kann, um den erwünschten Druckabfall für das Kopfenden-Ablaufventil 22 zu bestimmen (Schritt 206). Die Hysteresefilterlogik 300 kann konfiguriert sein, um einen erwünschten Druckabfall zu bestimmen, der anders als ein vorheriger Druckabfall sein kann, und zwar nur wenn eine bestimmte Schaltungs- bzw. Kreislaufbelastung maximale oder minimale Schwellen überschreitet. Die Hysteresefilterlogik 300 kann weiter konfiguriert sein, um zunehmende Schaltungsbelastungen mit erwünschten Druckabfällen in Beziehung zu setzen, und zwar basierend auf einer ersten funktionellen Beziehung yk = f1(xk), wobei yk den erwünschten Druckabfall darstellt, und wobei xk die bestimmte Schaltungsbelastung darstellt. Die Hysteresefilterlogik 300 kann weiter konfiguriert sein, um abnehmende Schaltungsbelastungen mit erwünschten Druckabfällen basierend auf einer zweiten funktionellen Beziehung yk = f2(xk) in Beziehung zu setzen. Es wird in Betracht gezogen, dass die funktionellen Beziehungen für zunehmende und abnehmende Schaltungsbelastungen irgendeine mathematische Beziehung darstellen können, wie beispielsweise eine lineare Beziehung, eine parabolische Beziehung und/oder Beziehungen mit anderer Potenz, die sich auf eine bestimmte Schaltungsbelastung und einen erwünschten Druckabfall beziehen. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die funktionelle Beziehung für abnehmende Schaltungsbelastungen einen größeren erwünschten Druckabfall einrichten würde als die funktionelle Beziehung für zunehmende Schaltungsbelastungen. Als solches kann die Hysteresefilterlogik 300 eine Vorspannung bzw. Voreinstellung zum Einrichten eines restriktiven Betriebs bzw. Widerstandsbetriebs der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 eher als eines Überholbetriebs der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 aufweisen.
  • Die Hysteresefilterlogik 300 kann beginnen (Schritt 302), wenn einen Betätigung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 ausgeführt wird, und sie kann insbesondere beginnen (Schritt 302) wenn eine Betätigung des Kopfenden- Ablaufventils 22 erwünscht ist. Die Hysteresefilterlogik 300 kann eine Eingangsgröße yk-1 empfangen, die den letzten bestimmten erwünschten Druckabfall anzeigt (Schritt 304) und kann die maximalen xkmax und minimalen xkmin Lastdruckschwellenwerte berechnen (Schritt 306), und zwar basierend auf dem letzten bestimmten Druckabfall. Die Hysteresefilterlogik 300 kann auch eine Eingangsgröße xk empfangen, die die gegenwärtige Schaltungsbelastung anzeigt (Schritt 308). Die Hysteresefilterlogik 300 kann die gegenwärtige Schaltungsbelastung xk mit den maximalen und minimalen Lastdruckschwellenwerten xkmax und xkmin vergleichen (Schritte 310, 314), um eine geeignete funktionelle Beziehung yk = yk-1, yk = f1(xk), yk = f2(xk) auszuwählen und auszuführen, um den erwünschten Druckabfall yk basierend auf der gegenwärtigen Schaltungsbelastung xk zu bestimmen (Schritte 312, 316, 318). Die Hysteresefilterlogik 300 kann den bestimmten erwünschten Druckabfall yk ausgeben (Schritt 320) und kann sich wiederholen (Schritt 322), um kontinuierlich erwünschte Druckabfälle zu bestimmen, wenn die Steuervorrichtung 300 das Kopfenden-Ablaufventil 22 betätigt, wie erwünscht. Die Hysteresefilterlogik 300 kann enden (Schritt 324), wenn die Betätigung des Kopfenden-Ablaufventils 22 nicht länger erwünscht ist.
  • Der Schritt 304 kann aufweisen, den letzten bestimmten erwünschten Druckabfall einzurichten. Es wird in Betracht gezogen, dass für die erste Sequenz, die von der Hysteresefilterlogik 300 ausgeführt wurde, der letzte bestimmte Druckabfall anfänglich auf irgendeine Konstante eingestellt sein kann, wie beispielsweise auf Null.
  • Der Schritt 306 kann aufweisen, die maximalen und minimalen Lastdruckschwellenwerte xkmax und xkmin basierend auf dem algebraischen Inversen der funktionellen Beziehungen für zunehmende und abnehmende Schaltungsbelastungen zu bestimmen. Insbesondere kann der maximale Schwellenwert durch algebraisches Invertieren der funktionellen Beziehungen für zunehmende Schaltungsbelastungen bestimmt werden. Wenn beispielsweise die funktionelle Beziehung für zunehmende Schaltungsbelastungen eine lineare Beziehung ist, wie beispielsweise y = f1(x) = x + C, wobei y einen erwünschten Druckabfall darstellt, wobei f1(x) die zunehmende funktionelle Beziehung darstellt, wobei x die Schaltungsbelastung darstellt und wobei C eine Konstante darstellt, kann der maximale Schwellenwert bestimmt werden als x = f1 –1(y) = y – C. Der minimale Schwellenwert kann in ähnlicher Weise bestimmt werden.
  • Der Schritt 310 kann aufweisen, zu bestimmen, ob die bestimmte Schaltungsbelastung größer oder gleich dem minimalen Schwellenwert und kleiner oder gleich dem maximalen Schwellenwert ist oder nicht. Falls dies so ist, kann die Hysteresefilterlogik 300 zum Schritt 312 vorangehen, der aufweisen kann, den erwünschten Druckabfall zu bestimmen, sodass dieser im Wesentlichen gleich dem vorherigen bestimmten Druckabfall ist. Als solches kann die Hysteresefilterlogik 300 nicht einen neuen Druckabfall einrichten, weil die bestimmte Kreislauf- bzw. Schaltungslast nicht ausreichend anders als die vorherige Schaltungslast ist. Falls dies nicht so ist, kann die Hysteresefilterlogik 300 zum Schritt 314 voranschreiten.
  • Der Schritt 314 kann aufweisen, zu bestimmen, ob die bestimmte Schaltungslast größer als der maximale Schwellenwert ist oder nicht. Falls dies so ist, kann die Hysteresefilterlogik 300 zum Schritt 316 vorangehen, der aufweisen kann, einen erwünschten Druckabfall basierend auf der zunehmenden funktionellen Beziehung zu bestimmen. Als solches kann die Hysteresefilterlogik 300 einen neuen Druckabfall einrichten, weil die bestimmte Schaltungsbelastung ausreichend gegenüber jener der vorherigen Schaltungsbelastung zugenommen haben kann, beispielsweise kann die Schaltungsbelastung sich ausreichend verändert haben, um anzuzeigen, dass zunehmende Belastungen auf die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 wirken. Falls dies nicht so ist, kann die Hysteresefilterlogik 300 zum Schritt 318 voranschreiten.
  • Der Schritt 318 kann aufweisen, den erwünschten Druckabfall basierend auf der zunehmenden funktionellen Beziehung zu bestimmen. Wenn die Hysteresefilterlogik 300 zum Schritt 318 vorangeht, kann erkannt werden, dass die bestimmte Schaltungsbelastung geringer als der minimale Schwellenwert ist, weil die bestimmte Schaltungsbelastung nicht größer oder gleich dem minimalen Schwellenwert ist (Schritt 310), und die bestimmte Schaltungsbelastung nicht größer als der maximale Schwellenwert ist (Schritt 314). Als solches kann die Hysteresefilterlogik 300 einen neuen Druckabfall einrichten, weil die bestimmte Schaltungsbelastung ausreichend gegenüber jener der vorherigen Schaltungsbelastung abgenommen haben kann, beispielsweise kann die Schaltungsbelastung sich ausreichend verändert haben, um zu zeigen, dass abnehmende Belastungen auf die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 wirken.
  • Der Schritt 320 kann aufweisen, den geeigneten bestimmten erwünschten Druckabfall auszugeben, der dann funktionell mit dem erwünschten Fluss von unter Druck gesetzten Strömungsmittel in Beziehung gesetzt werden kann, um den erwünschten Strömungsquerschnitt des Kopfenden-Ablaufventils 22 im Schritt 208 des Verfahrens 200 zu bestimmen (2). Wie oben erwähnt, kann für einen gegebenen Strömungsquerschnitt des Kopfenden-Ablaufventils 22 die Menge des erwünschten Flusses dort hindurch eine Funktion des Druckabfalls an dem Kopfenden-Ablaufventil 22 sein.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das offenbarte Ventil kann auf irgendein Hydrauliksystem anwendbar sein, welches eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung aufweist, wo Strömungsmittel von der Betätigungsvorrichtung zu einem Tank geleitet wird. Das offenbarte Ventil kann eine überaktive Ventilbetätigung aufgrund von Druckoszillationen verringern, kann die notwendige Energie zum Betrieb der hydraulischen Betätigungsvorrichtung verringern, indem es Überholbetriebsvorgänge einrichtet, falls geeignet, es kann das Ventil ansprechend auf sich verändernde Ventildrücke verbessern und/oder den Betrieb des Hydrauliksystems verbessern. Der Betrieb des Hydrauliksystems 10 und insbesondere des Kopfenden-Ablaufventils 22 wird unten erklärt.
  • Mit Bezug auf 1 kann der Hydraulikzylinder 12 durch einen Strömungsmitteldruck ansprechend auf eine Bedienereingabe bewegbar sein. Strömungsmittel kann von der Quelle 14 unter Druck gesetzt werden und zu den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 18 und 20 geleitet werden. Ansprechend auf eine Bedienereingabe, um die Kolbenanordnung 52 relativ zum Zylinderrohr 50 entweder auszufahren oder einzufahren, kann sich eins der Ventilelemente von einem der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 18, 20 in die offene Position bewegen, um das unter Druck gesetzte Strömungsmittel zu der geeigneten Kammer der ersten und zweiten Kammern 54, 56 zu leiten. Die Steuervorrichtung 30 kann ansprechend auf die Bedienereingabe einen erwünschten Strömungsquerschnitt für das geeignete Ventil der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 bestimmen, welches in eine Flussdurchlassposition bewegt werden soll, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel zum Tank 16 zu leiten.
  • Mit Bezug auf 2 kann die Steuervorrichtung 30 einen erwünschten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das den Fluss durchlassende Ablaufventil bestimmen, beispielsweise das eine Ventil der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24, welches in eine Flussdurchlassposition bewegt werden soll, und zwar teilweise basierend auf der Bedienereingabe. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 30 für eine gegebene Bedienereingabe einen entsprechenden Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel bestimmen (Schritt 202), der durch eines der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 22, 24 laufen soll, um eine geeignete Druckdifferenz an der Kolbenanordnung 52 einzurichten (1), um eine erwünschte Bewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 zu bewirken.
  • Für eine Ausfahrbewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 und einem gegebenen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das Kopfenden-Versorgungsventil 18 kann beispielsweise ein vergleichsweise großer Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das Stangenenden-Ablaufventil 22 (Überholbetrieb) eine größere Druckdifferenz an der Kolbenanordnung 52 vorsehen als ein relativ kleiner Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das Stangenenden-Ablaufventil 22 (Widerstandsbetrieb). Eine ähnliche Beziehung kann für das Zurückfahren der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 geeignet sein. Es wird in Betracht gezogen, dass eine Überholbewegung und Widerstandsbewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 bezüglich irgendeiner Anzahl von verschiedenen Bedienereingaben eingestellt und/oder gesteuert werden kann, um die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 auszufahren und/oder zurückzuziehen, wie erwünscht.
  • Die folgende Erklärung einer restriktiven Rückzugsbewegung bzw. Rückzugsbewegung im Widerstandsbetrieb der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 ist nur zu Verdeutlichungszwecken vorgesehen. Es sei bemerkt, dass der Betrieb des Hydrauliksystems 10 und insbesondere der Betrieb der Hysteresefilterlogik 300, der unten erklärt wird, auf die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 in irgendeiner Anzahl von unterschiedlichen Betriebsvorgängen anwendbar ist.
  • Mit Bezug auf 1 kann sich das Stangenenden-Versorgungsventil 20, um die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 zurückzuziehen, zu einer Flussdurchlassposition bewegen, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zur zweiten Kammer 56 ansprechend auf eine Bedienereingabe zu leiten. Die Steuervorrichtung 30 kann Drucksignale von den ersten und zweiten Drucksensoren 32, 34 empfangen.
  • Mit Bezug auf 2 kann die Steuervorrichtung 30 einen erwünschten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das Kopfenden-Ablaufventil 22 bestimmen, der erforderlich ist, um die geeignete Rückzugsbewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 für die Soll-Bedienereingabe bzw. vom Bediener erwünschte Eingabe zu beeinflussen (Schritt 202). Die Steuervorrichtung 30 kann auch die empfangenen Drucksignale auflösen, die eine niedrige Schaltungsbelastung anzeigen können (Schritt 204). Beispielsweise kann eine niedrige Schaltungsbelastung das Ergebnis einer assoziierten Last sein, die bei der Rückzugsbewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 hilft, beispielsweise kann die assoziierte Last auf die Kolbenanordnung 52 drücken. Als solches kann es erwünscht sein, die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 langsam zurück zu bewegen, um die Stabilität der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 12 zu vergrößern und entsprechend die Stabilität der sich bewegenden assoziierten Last zu vergrößern.
  • Mit Bezug auf 3 kann die Steuervorrichtung 30 die Hysteresefilterlogik 300 ausführen, um den erwünschten Druckabfall am Kopfenden-Ablaufventil 22 zu bestimmen. Beispielsweise kann die funktionelle Beziehung für zunehmende Schaltungsbelastungen f1(xk) eine lineare Beziehung sein, wie beispielsweise f1(xk) = x, und die funktionelle Beziehung für abnehmende Lastdrücke bzw. Schaltungsbelastungen f2(xk) kann eine lineare Beziehung sein, wie beispielsweise f2(xk) = x + 1. Ebenfalls kann beispielsweise die Eingangsgröße des zuvor bestimmten Druckabfalls Yk-1 für die erste Sequenz der Hysteresefilterlogik 300 auf Null gesetzt werden (Schritt 304). Als solches kann der maximale Schwellenwert folgender sein: Xkmax = f1 –1(yk-1) = y = 0
  • Und der minimale Schwellenwert kann folgender sein: Xkmin = f2 –1(yk-1) = y – 1 = –1
  • Entsprechend kann, falls die bestimmte Schaltungsbelastung xk funktionell eine derartige Beziehung hat, dass sie kleiner oder gleich 0 und größer oder gleich –1 ist, der erwünschte Druckabfall auf dem zuvor bestimmten Druckabfall yk = yk-1 = 0 bleiben. Weil jedoch die bestimmte Schaltungsbelastung größer sein kann als der maximale Schwellenwert, kann ein erwünschter Druckabfall basierend auf der bestimmten Schaltungsbelastung xk und der funktionellen Beziehung für zunehmende Schaltungsbelastungen f1(xk) eingerichtet werden. Die Hysteresefilterlogik 300 kann wiederholt werden, falls erwünscht, um erwünschte Druckabfälle ansprechend auf sich verändernde Schaltungsbelastungen zu bestimmen. Es sei bemerkt, dass nur zu Verdeutlichungszwecken die funktionellen Beziehungen mit einfachen Zahlen dargestellt werden, und dass tatsächliche Beziehungen, Größenordnungen, Einheiten und/oder andere notwendige und/oder erwünschte Faktor berücksichtigen, um die Schaltungsbelastungen und die erwünschten Druckabfälle in Beziehung zu setzen.
  • Wiederum mit Bezug auf 2 kann die Steuervorrichtung 30 den erwünschten Strömungsquerschnitt des Kopfenden-Ablaufventils 22 bestimmen (Schritt 208), und zwar basierend auf dem erwünschten Fluss des unter Druck gesetzten Strömungsmittels und dem bestimmten Druckabfall. Die Steuervorrichtung 30 kann ein Steuersignal über eine Verbindungsleitung 40 übermitteln, um das Ventilelement des Kopfenden-Ablaufventils 22 zu verschieben, um den erwünschten Strömungsquerschnitt einzurichten (siehe 1). Wenn beispielsweise die Hysteresefilterlogik 300 den erwünschten Druckabfall so einrichtet, dass dieser im Wesentlichen gleich dem vorherigen Druckabfall ist, yk = yk-1, beispielsweise hat die bestimmte Schaltungsbelastung nicht die Schwellenwerte überschritten, wird der bestimmte Strömungsquerschnitt im Wesentlichen gleich dem vorherigen bestimmten Strömungsquerschnitt sein, und die Steuervorrichtung 30 kann das Ventilelement des Kopfenden-Ablaufventils 22 nicht verschieben. Wenn in ähnlicher Weise die Hysteresefilterlogik 300 den erwünschten Druckabfall basierend auf der funktionellen Beziehung für zunehmende Schaltungsbelastungen yk = f1(xk) einrichtet, beispielsweise hat die bestimmte Schaltungsbelastung den maximalen Schwellenwert überschritten, kann der bestimmte Strömungsquerschnitt anders als der zuvor bestimmte Strömungsquerschnitt sein und die Steuervorrichtung 30 kann das Ventilelement des Kopfenden-Ablaufventils 22 verschieben. Eine ähnliche Beziehung ist anwendbar, wenn die Hysteresefilterlogik 300 den erwünschten Druckabfall basierend auf der funktionellen Beziehung für abnehmende Schaltungsbelastungen yk = f2(xk) einrichtet, beispielsweise hat die bestimmte Schaltungsbelastung den minimalen Schwellenwert überschritten.
  • Das Verfahren 200 und insbesondere die Hysteresefilterlogik 300 können im Wesentlichen kontinuierlich für einen gegebenen Bedienerbefehl wiederholt werden, um die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 zurückzuziehen. Entsprechend können nachfolgende Drucksignale von der Steuervorrichtung 30 von den ersten und zweiten Drucksensoren 32, 34 empfangen werden, nachfolgende Schaltungsbelastungen können bestimmt werden und mit nachfolgenden Schwellenwerten verglichen werden, nachfolgende Druckabfälle können bestimmt werden, und nachfolgende Steuersignale können an das Kopfenden-Ablaufventil 22 übermittelt werden. Als solches kann die Verschiebung des Ventilelementes des Kopfenden-Ablaufventils 22 nur ansprechend auf Druckveränderungen eingerichtet werden, die eine Schaltungsbelastung einrichten, welche die Schwellenwerte überschreitet.
  • Die Hysteresefilterlogik 300 kann ein Schaltungsbelastungstotband bzw. einen Leergang einrichten, das bzw. der überwunden werden muss, bevor die Ventilelementverschiebung auftreten kann. Ein solches Totband kann effektiv verhindern, dass kleine Druckoszillationen die Ventilverschiebung beeinflussen, während es gestattet, dass große Druckfluktuationen die Ventilverschiebung ohne unerwünschte Verzögerung beeinflussen.
  • Weil die Hysteresefilterlogik 300 Schwellenwerte einrichtet, können kleinere Oszillationen des Druckes, der auf die hydraulische Betätigungsvorrichtung 12 wirkt, keine entsprechende Bewegung des Ventilelementes des Kopfenden-Ablaufventils 22 zur Folge haben. Als solches kann die Stabilität des Kopfenden-Ablaufventils 22 vergrößert werden, indem überaktive Verschiebungen verringert werden. Weil Überhol- bzw. Übersteuerbetriebsvorgänge eingerichtet werden können, können auch unnötigerweise einschränkende Druckabfälle an den Ablaufventilen verringert werden, um die Effizienz des Hydrauliksystems zu steigern. Weil die Schwellenwerte in jeder Sequenz der Hystereselogik 300 bestimmt werden, stellt sich der Schwellenbereich der Schaltungsbelastungen, die nicht neue Druckabfälle einrichten bzw. bewirken können, sich ein, wenn die Schaltungsbelastung zunimmt und abnimmt. Als solches kann der Schwellenbereich mit der Schaltungsbelastung mitlaufen und kann eine gesteigerte Flexibilität bei der Steuerung des Kopfenden-Ablaufventils 22 vorsehen. Weil das Kopfenden-Ablaufventil teilweise auf den Schaltungsbelastungen basiert, kann weiterhin eine Verzögerungszeit zwischen Veränderungen der Schaltungsbelastungen und der Ventilelementbetätigung verringert werden.
  • Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten Ventil mit einem hysteregefilterten Betätigungsbefehl vorgenommen werden können. Andere Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und aus einer praktischen Ausführung des offenbarten Ventils offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen gezeigt wird.
  • Zusammenfassung
  • Ventil mit hysteresegefiltertem Betätigungsbefehl
  • Die vorliegende Offenbarung ist auf ein Ventilsystem mit einer Steuervorrichtung und einem Ventil gerichtet, das ein Ventilelement und eine Ventilbohrung hat. Das Ventilelement ist dabei selektiv relativ zu der Ventilbohrung, zumindest teilweise ansprechend auf ein Signal, bewegbar, welches von der Steuervorrichtung übermittelt wird. Das übermittelte Signal basiert zumindest teilweise auf einer Belastung auf einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung und einem bestimmten Druckabfall für das Ventil. Der bestimmte Druckabfall basiert zumindest teilweise auf einem Hysterefilter.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6467264 B1 [0003]

Claims (10)

  1. Ventilsystem, welches Folgendes aufweist: eine Steuervorrichtung (30); und ein Ventil (22), welches ein Ventilelement und eine Ventilbohrung aufweist, wobei das Ventilelement selektiv relativ zu der Ventilbohrung zumindest teilweise ansprechend auf ein Signal bewegbar ist, welches von der Steuervorrichtung übermittelt wird, wobei das übermittelte Signal zumindest teilweise auf einer Last auf einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung (12) und einem bestimmten Druckabfall für das Ventil basiert, wobei der bestimmte Druckabfall zumindest teilweise auf einem Hysteresefilter (300) basiert.
  2. Ventil nach Anspruch 1, wobei das Ventil konfiguriert ist, um selektiv unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der hydraulischen Betätigungsvorrichtung zu einer Niederdruckquelle (16) zu leiten.
  3. Ventil nach Anspruch 1, wobei der Hysteresefilter minimale und maximale Schwellenwerte (xmin, xmax) aufweist, und wobei das Signal nicht die Bewegung des Ventilelementes beeinflusst, wenn die bestimmte Last auf der Betätigungsvorrichtung größer als der minimale Schwellenwert und geringer als der maximale Schwellenwert ist.
  4. Ventil nach Anspruch 3, wobei der maximale Schwellenwert das algebraische Inverse einer ersten funktionellen Beziehung (f1(xk)) ist, und zwar basierend auf einem zuvor bestimmten Druckabfall; wobei der minimale Schwellenwert das algebraische Inverse einer zweiten funktionellen Beziehung (f2(xk)) ist, und zwar basierend auf dem zuvor bestimmten Druckabfall.
  5. Ventil nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um Folgendes zu bestimmen: einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel, der durch das Ventil ansprechend auf die Betätigung eines weiteren Ventils fleißen soll, das konfiguriert ist, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu der hydraulischen Betätigungsvorrichtung zu leiten; die Last auf der hydraulischen Betätigungsvorrichtung basierend auf einer Funktion von Drucksignalen, die Drücke von unter Druck gesetztem Strömungsmittel anzeigen, welches zu der hydraulischen Betätigungsvorrichtung hin und weg von dieser geleitet wird; den bestimmten Druckabfall als eine Hysteresefunktion des Lastdruckes; und einen Strömungsquerschnitt des Ventils basierend auf einer Funktion des bestimmten Flusses von unter Druck gesetztem Strömungsmittel und dem bestimmten Druckabfall.
  6. Verfahren zur Betätigung eines Ventils (22) mit einem Ventilelement, welches relativ zu einer Ventilbohrung bewegbar ist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bestimmen eines erwünschten Flusses von unter Druck gesetztem Strömungsmittel durch das Ventil, zumindest teilweise basierend auf einer Bedienereingabe; Bestimmen einer Last auf einer Betätigungsvorrichtung (12), die strömungsmittelmäßig stromaufwärts des Ventils angeschlossen ist; Bestimmen eines erwünschten Druckabfalls zumindest teilweise basierend auf dem bestimmten Lastdruck und einem Hysteresefilter (300); Bestimmen eines erwünschten Strömungsquerschnitts des Ventils, zumindest teilweise basierend auf dem bestimmten erwünschten Fluss des unter Druck gesetzten Strömungsmittels und dem bestimmten erwünschten Druckabfall; und Bewegen des Ventilelementes, um den bestimmten Strömungsquerschnitt einzurichten.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen der Last auf der Betätigungsvorrichtung Folgendes aufweist: Abfühlen eines ersten Druckes von unter Druck gesetztem Strömungsmittel, welches zu einer ersten Kammer (54) der hydraulischen Betätigungsvorrichtung geleitet wird; Abfühlen eines zweiten Druckes von unter Druck gesetztem Strömungsmittel, welches aus einer zweiten Kammer (56) der hydraulischen Betätigungsvorrichtung geleitet wird; und Einrichten bzw. Bestimmen der Last auf der Betätigungsvorrichtung als eine Funktion der ersten und zweiten abgefühlten Drücke.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Druckabfall als eine Funktion von Folgendem bestimmt wird: einer ersten funktionellen Beziehung (f1(xk)), wenn der Lastdruck zunimmt; und einer zweiten funktionellen Beziehung (f2(xk)), wenn der Lastdruck abnimmt; wobei die zweite funktionelle Beziehung einen größeren Druckabfall für einen gegebenen Lastdruck einrichtet als die erste funktionelle Beziehung.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Hysteresefilter Folgendes aufweist: Eingeben eines ersten Druckabfalls, der einen zuvor bestimmten Druckabfall anzeigt; Bestimmen von maximalen und minimalen Schwellenwerten (xmax, xmin); Eingeben der bestimmten Last in die Betätigungsvorrichtung; Vergleichen der bestimmten Last auf der Betätigungsvorrichtung mit den maximalen und minimalen Schwellenwerten; und Bestimmen, dass ein zweiter Druckabfall im Wesentlichen gleich dem ersten Druckabfall ist, wenn die bestimmte Last auf der Betätigungsvorrichtung geringer als der maximale Schwellenwert und größer als der minimale Schwellenwert ist.
  10. Hydrauliksystem (10), welches Folgendes aufweist: eine Steuervorrichtung (30), die konfiguriert ist, um ein Befehlssignal zu übermitteln; eine Niederdruckquelle (16); und das Ventil (22) nach einem der Ansprüche 1–5.
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