DE3331897A1

DE3331897A1 - Redundant pressure-modulating system

Info

Publication number: DE3331897A1
Application number: DE3331897A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing.(FH) 8781 Neuendorf Bartholomäus; Michael Dipl.-Ing. 8771 Neustadt-Erlach Emmerich
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1983-09-03
Filing date: 1983-09-03
Publication date: 1985-03-21

Abstract

Redundant pressure-modulating system in which a control pressure pA is modulated independently of the system pressure according to a reference value, the switching over being performed by a control valve.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein redundantes Druckmoduliersystem, und zwar vorzugsweise auf ein solches System mit abgestufter Redundanz.The invention relates to a redundant pressure modulating system, and preferably to such a system with graduated redundancy.

Redundante Systeme ganz allgemeiner Art sind bereits seit langem bekannt und man unterscheidet grundsätzlich zwischen der sogenannten passiven und sogenannten aktiven Redundanz. Insbeondere auf dem Gebiet des Flugzeugbaus werden redundante Systeme eingesetzt, und zwar beispielsweise in der Form redundanter elektrohydraulischer Stellantriebe mit oder ohne mechanische Nothandsteuerung.Redundant systems of a very general kind have been known for a long time and a fundamental distinction is made between the so-called passive and so-called active redundancy. Particularly in the field of aircraft construction, redundancy will be used Systems used, for example in the form of redundant electro-hydraulic actuators with or without mechanical Emergency manual control.

Bei redundanten Systemen handelt es sich im allgemeinen um Systeme mit gleicher Genauigkeit bzw. Regelgüte. Dies bedeutet, daß die Zuverlässigkeit des schwächsten Glieds im System (Gerät mit höchster Ausfallrate) durch Parallelanordnug einnes gleichwertigen zweiten Gliedes (Redundanz) erhöht werden muß, um die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu verbessern. Hat eine Systemkette den höchstmöglichen Grad ihrer Zuverlässigkeit erreicht, d.h. alle Einzelelemente haben die gleichen Zuverlässigkeitswerte, so ist eine weitere Steigerung nur durch weitere Redundanz, d.h. durch ein gleiches, parallel angeordnetes System möglich. Dieser Sicherheitsaufwand wird wegen der sehr hohen Kosten freilich nur auf solchen Gebieten Anwendung finden, wo höchste Sicherheit unerläßlich wird, wie dies beispielsweise auf dem Gebiet des Flugzeugbaus der Fall ist.Redundant systems are generally systems with the same accuracy or control quality. This means, that the reliability of the weakest link in the system (device with the highest failure rate) by parallel arrangement equivalent second member (redundancy) must be increased in order to improve the reliability of the overall system. Has a system chain reached the highest possible level of reliability, i.e. all individual elements have the same Reliability values, a further increase is only possible through additional redundancy, i.e. through an identical, parallel arrangement System possible. This security effort is due to The very high costs can only be used in areas where the highest level of security is essential, such as this is the case, for example, in the field of aircraft construction.

Eine preiswerte Redunandanz kann mit abgestuften Systemen aufgebaut werden.Inexpensive redundancy can be built up with tiered systems will.

-7- 3331837-7- 3331837

Wie bereits einleitend erwähnt, bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf ein redundantes Druckmoduliersystem, bei dem ein Steuerdruck unabhängig von einem Systemdruck entsprechend einem Sollwert moduliert werden soll. Der Erfindung liegt dabei die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter Druckmoduliersysteme zu vermeiden, und insbesondere bezweckt die Erfindung das Vorsehen einer preisgünstigen Redundanz unter Verwendung abgestufter Systeme, wobei der Übergang von System zu System automatisch erfolgt, beispielsweise von einem elektronisch geregelten System (hoher Regelgüte) auf ein elektronisch gesteuertes System (geringer Regelgüte) und schließlich auf eine mechanisch oder hydraulisch betätigte Handsteuerung. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sieht die Erfindung vor, daß die Umschaltung vom elektronisch geregelten System hoher Regelgüte (Hauptsystem) auf ein elektronisch gesteuertes System geringer Regelgüte (Hilfssystem) durch ein Schaltventil, und zwar vorzugsweise durch ein hydraulisches Wechselventil erfolgt.As already mentioned in the introduction, the present invention relates in particular to a redundant pressure modulating system, in which a control pressure is to be modulated independently of a system pressure according to a target value. Of the The invention is based on the object of avoiding the disadvantages of known pressure modulating systems, and in particular The invention aims to provide inexpensive redundancy using tiered systems, the transition takes place automatically from system to system, for example by an electronically controlled system (high control quality) to an electronically controlled system (poor control quality) and finally to a mechanically or hydraulically operated one Hand control. According to a preferred embodiment, the invention provides that the switch from electronic controlled system of high control quality (main system) to an electronically controlled system of low control quality (auxiliary system) by a switching valve, preferably by a hydraulic shuttle valve.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen.Preferred embodiments of the invention emerge in particular from the claims.

Erfindungsgemäß werden zur Druckmodulation vorzugsweise Proportionalventile verwendet; diese können auch durch impulsbreitenmodulierte Schaltventile (pulsmodulierte Schaltventile) ersetzt sein.According to the invention, proportional valves are preferably used for pressure modulation used; these can also be achieved by means of pulse-width-modulated switching valves (pulse-modulated switching valves) be replaced.

Weitere Vorteile, Zi'ele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, der Zeichnung selbst und den Ansprüchen; in der Zeichnung zeigt:Further advantages, objectives and details of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing, the drawing itself and the claims; in the drawing shows:

Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines redundanten Druckmoduliersystems, wobei in Fig. 1 das Druckmoduliersystem in seiner einen Betriebsart und in Fig. 2in seiner zweiten Betriebsart, dargestellt ist;1 and 2 show a first exemplary embodiment of a redundant pressure modulating system, with the FIG Pressure modulating system in its one operating mode and in FIG. 2 in its second operating mode, is shown;

"⁸" 3331837" ⁸ " 3331837

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines redundanten Druckmoduliersystems;3 shows a further exemplary embodiment of a redundant pressure modulating system;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Druckmoduliersystems mit abgestufter Redundanz:4 shows a third embodiment of a pressure modulating system with graduated redundancy:

Fig. 5 und 6 ein viertes bevorzugtes AusführungsbeispielFIGS. 5 and 6 show a fourth preferred embodiment

eines gemäß der Erfindung ausgebildeten redundanten Druckmoduliersystems, wobei Fig. 5 eine erste und Fig. 6 eine zweite Betriebsart darstellt; of a redundant pressure modulating system designed according to the invention, FIG. 5 showing a first and Fig. 6 illustrates a second mode of operation;

Fig. 7 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines redundanten Druckmoduliersystems.7 shows a fifth embodiment of a redundant pressure modulating system.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen redundanten Druckmoduliersystems 1 ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Wie im folgenden noch erläutert werden wird, handelt es sich bei diesem Druckmoduliersystem 1 um ein solches mit abgestufter Redundanz. Das Druckmoduliersystem 1 hat eine erste in Fig. 1 und eine zweite in Fig. 2 dargestellte Betriebsstellung. Für beide Figuren gelten die gleichen Bezugszeichen.A first embodiment of a redundant according to the invention Pressure modulating system 1 is shown in FIGS. As will be explained in the following, it is This pressure modulating system 1 is one with graded redundancy. The pressure modulating system 1 has a first in 1 and a second operating position shown in FIG. The same reference symbols apply to both figures.

Das Druckmoduliersystem 1 weist ein Hydraulikmodul 11 auf, das über Leitung 13 und einen entsprechenden Anschluß P mit einer durch einen Motor 4 angetriebenen Pumpe 2 verbindbar ist. Eine weitere Leitung 17 des Hydraulikmoduls steht über einen entsprechenden Anschluß T mit dem Tank 3 in Verbindung.The pressure modulating system 1 has a hydraulic module 11, which via line 13 and a corresponding connection P with a pump 2 driven by a motor 4 can be connected. Another line 17 of the hydraulic module is via a corresponding connection T with the tank 3 in connection.

Das von der Pumpe 2 mit dem Systemdruck an das Hydraulikmodul 11 gelieferte Hydrauliköl tritt nach gewünschter Modulierung über Druckausgangsleitung 18 am Anschluß A aus und hat dort den Steuerdruck p. (Istwert).The hydraulic oil supplied by the pump 2 with the system pressure to the hydraulic module 11 occurs according to the desired modulation via pressure output line 18 at connection A and has the control pressure p there. (Actual value).

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333183?333183?

Mit dem Hydraulikmodul 11 steht ferner ein Elektronik/Druckgeber-Abschnitt 111 an den durch Punkte dargestellten Anschlüssen in Verbindung. Der Elektronik/Druckgeber-Abschnitt 111 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Elektronikvorrichtung 5 mit Sollwertgeber 7 sowie einen Druckgeber 6 gebildet. Die Elektronikvorrichtung 5 kann, wie in Fig. 1 und 2 schematisch gezeigt, aus zwei im wesentlichen unabhängigen Abschnitten bestehen, und zwar einem Regelabschnitt 15 sowie einem Steuerabschnitt 16.With the hydraulic module 11 there is also an electronics / pressure transducer section 111 connected to the connections shown by dots. The electronics / pressure transducer section 111 is in the illustrated embodiment by an electronic device 5 with setpoint generator 7 and a pressure transmitter 6 formed. As shown schematically in FIGS. 1 and 2, the electronic device 5 can consist of two essentially independent ones There are sections, namely a regulating section 15 and a control section 16.

Die Elektronikvorrichtung 5 empfängt vom Druckgeber 6 über Signalleitung 12 ein elektrisches Signal, welches für den tatsächlichen Steuerdruck p_A repräsentativ ist. Zu diesem Zweck steht der Druckgeber 6 über Leitung 16 mit einer Leitung 19 in Verbindung, die jedenfalls bei der ersten Betriebsart (Betriebsstellung) gemäß Fig. lmit der Druckausgangsleitung 18 verbunden ist.The electronic device 5 receives from the pressure transmitter 6 via signal line 12 an electrical signal which is representative of the actual control pressure p _A. For this purpose, the pressure transducer 6 is connected via line 16 to a line 19 which is connected to the pressure output line 18 at least in the first operating mode (operating position) according to FIG.

Die Elektronikvorrichtung 5 liefert Ausgangssignale über Steuerleitungen 21, 22 und 23 an das Hydraulikmodul 11, d.h. an noch zu beschreibende Ventile 10, 8 und 9.The electronic device 5 supplies output signals via control lines 21, 22 and 23 to the hydraulic module 11, i.e. to valves 10, 8 and 9 to be described below.

Das Hydraulikmodul 11 weist in erster Linie die eben erwähnten Ventile 8, 9 und 10 auf, die dazu dienen, am Anschluß A Hydrauliköl mit einem gewünschten Druck bereitzustellen, um auf diese Weise einen dort anzuschließenden Verbraucher zu beliefern. The hydraulic module 11 primarily has those just mentioned Valves 8, 9 and 10, which are used to provide hydraulic oil at the port A at a desired pressure to in this way to supply a consumer to be connected there.

Beim Ausführungsbeispile gemäß den Fig. 1 und 2 ist vorgesehen, daß das von der Pumpe 2 kommende Hydrauliköl entweder über Haupt-Druckmodulierventil 8 oder aber über Hilfs-Druckmodulierventil 9 dem Anschluß (Ausgang) A über ein weiteres Ventil 10 zugeführt wird. Es liegt hier also der Fall einer passiven Redundanz vor.In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, it is provided that the hydraulic oil coming from the pump 2 either via the main pressure modulating valve 8 or via the auxiliary pressure modulating valve 9 is fed to the connection (output) A via a further valve 10. So here is the case of one passive redundancy.

Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das im wesentlichen durch Druckgeber 6 und Ventil 8 gebildete Hauptsystem ein geregeltes System ist, wohingegen das im wesentlichen durch Ventil 9 gebildete Hilfssystem lediglich ein gesteuertes System ist. Bei bestimmten noch zu beschreibenden Ausfällen erfolgt ein Übergang vom geregelten Hauptsystem auf das gesteuerte Hilfssystem. Bei dieser Ausbildung ist vorteilhaft, daß mit verhältnismäßig geringen Kosten Redundanz und damit höhere Zuverlässigkeit erreicht wird, d.h. ohne daß die Kosten so hoch sind, wie etwa bei einer Parallelanordnung eines dem Hauptsystem gleichwertigen Hilfssystems.Furthermore, it is provided according to the invention that the substantially The main system formed by the pressure transducer 6 and valve 8 is a regulated system, whereas this is essentially Auxiliary system formed by valve 9 is merely a controlled one System is. In the event of certain failures that are yet to be described, there is a transition from the regulated main system to the controlled auxiliary system. In this training it is advantageous that redundancy and thus relatively low costs higher reliability is achieved, i.e. without the cost being as high as, for example, a parallel arrangement of a auxiliary system equivalent to the main system.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Haupt-Druckmodulierventil 8 ebenso wie das Hilfs-Druckmodulierventil 9 ein Wegeventil mit proportionalem Verhalten. Die Ansteuerung dieser Proportionalmagnetventile 8, 9 erfolgt jeweils durch zugehörige Wicklungen 8a, 9a, die durch von der Elektronikvorrichtung 5 kommende Ströme i2 bzw. i3 beaufschlagt werden können. Durch die in der Zeichnung angedeuteten Federn werden die Ventile 8, 9 aus ihrer Arbeitsstellung in die Ruhestellung zurückgeführt. Bei der ersten Betriebsart gemäß Fig. 1 befindet sich Ventil 8 in seiner Arbeitsstellung, d.h. seine Wicklung 8a ist durch den Strom i2 erregt. Das Ventil 9 hingegen befindet sich in seiner Ruhestellung. Bei der zweiten Betriebsart gemäß Fig. 2 befindet sich das Ventil 8 in seiner Ruhestellung und das Ventil 9 befindet sich in seiner Arbeitstellung, da dessen Wiclung 9a durch den Strom i3 erregt ist.In the illustrated embodiment, the main pressure modulating valve is 8 as well as the auxiliary pressure modulating valve 9 Directional valve with proportional behavior. The control of these proportional solenoid valves 8, 9 takes place in each case by associated Windings 8a, 9a, which can be acted upon by currents i2 and i3 coming from the electronic device 5. The valves 8, 9 are returned from their working position to the rest position by the springs indicated in the drawing. In the first mode of operation according to Fig. 1, valve 8 is in its working position, i.e. its winding 8a is excited by the current i2. The valve 9, however, is in its rest position. In the second operating mode according to FIG. 2, the valve 8 is in its rest position and the valve 9 is in its working position, since its winding 9a is excited by the current i3.

Das Haupt-Druckmodulierventil 8 liegt mit seinem einen Anschluß an der zur Pumpe führenden Leitung 13 und mit seinem anderen Anschluß an der zum Tank führenden Leitung 17. Der dritte Anschluß liegt an der bereits erwähnten Leitung 19. Mittels der Leitungen 25, 26 ist der Kolben des Ventils 8 druckausgeglichen. Das Ventil 8 arbeitet dabei als Druckregelventil mit Druckrückführung.The main pressure modulating valve 8 is located with its one connection on the line 13 leading to the pump and with its Another connection to the line 17 leading to the tank. The third connection is to the line 19 already mentioned. The piston of the valve 8 is pressure-balanced by means of the lines 25, 26. The valve 8 works as a pressure control valve with pressure return.

Das Hilfs-Druckmodulierventil 9 steht ähnlich wie Ventil 8 mit einem Anschluß über Leitung 14 mit Leitung 13 und mit einem weiteren Anschluß mit Leitung 17 in Verbindung. Der dritte Anschluß oder Abfluß liegt an einer Leitung 20, die zu dem Schaltventil 10 führt. Der Kolben des Ventils 9 ist nicht druckausgeglichen. Dieses Ventil 9 arbeitet, wenn es in Betrieb ist, als gesteuertes Druckregelventil (ohne Rückführung). Man erkennt, daß Leitung 27 die Leitung 20 mit der einen Seite des Kolbens verbindet, während Leitung 30 die andere Seite des Kolbens mit der Tankleitung 17 verbindet.The auxiliary pressure modulating valve 9 is similar to valve 8 with one connection via line 14 with line 13 and with a further connection with line 17 in connection. The third The connection or drain is on a line 20 which leads to the switching valve 10. The piston of valve 9 is not pressure balanced. This valve 9 works when it is in operation as a controlled pressure regulating valve (without feedback). It can be seen that line 27 connects line 20 to one side of the piston, while line 30 connects the other Side of the piston with the tank line 17 connects.

Das Schaltventil 10 steht mit seinen beiden Eingangsanschlüssen mit den Leitungen 19 bzw. 20 in Verbindung und der Ausgangsanschluß liegt an der bereits erwähnten Druckausgangsleitung 18. Die Leitungen 28, 29 sehen einen druckausgeglichenen Betrieb für das Ventil 10 vor. Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Betriebsart des Druckmoduliersystems 1 befindet sich das Schaltventil 10 in seiner mit "1" gekennzeichneten Schaltstellung, während sich das Ventil 10 bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Betriebsart in seiner mit "0" gekennzeichneten Schaltstellung befindet. Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Betriebsart wird die Wicklung 10a des Ventils 10 durch den über Steuerleitung 21 zugeführten Steuerstrom (Steuersignal) il erregt.The switching valve 10 is connected with its two input connections to the lines 19 and 20, respectively, and the output connection is on the already mentioned pressure output line 18. The lines 28, 29 see a pressure-balanced Operation for valve 10 before. In the first operating mode of the pressure modulating system 1 shown in FIG. 1 is located the switching valve 10 is in its switching position marked "1", while the valve 10 is in the second operating mode shown in FIG. 2 is in its switching position marked "0". In the case of the in Fig. 1 The first operating mode shown is the winding 10a of the valve 10 by the control current supplied via the control line 21 (Control signal) il excited.

Das Druckmoduliersystem 1 arbeitet in der in Fig. 1 gezeigten ersten Betriebsart praktisch als ein hysteresefreies lineares Druckregelventil, d.h. als ein geregeltes Druckmoduliersystem. Während des Betriebs wird dabei fortlaufend der tatsächliche Druck ρ_Δ (Istwert) vom Druckgeber 6 erfaßt und · über Leitung 12 ein entsprechendes Istwert-Signal in die Elektronikvorrichtung 5 eingegeben. Dieses Istwert-Signal wird mit einem im Sollwertgeber 7 voreingestellten Sollwert verglichen, woraus dann durch die Elektronikvorrichtung 5 eine RegelgrößeIn the first operating mode shown in FIG. 1, the pressure modulating system 1 works practically as a hysteresis-free linear pressure regulating valve, that is to say as a regulated pressure modulating system. During operation, the actual pressure ρ _Δ (actual value) is continuously recorded by the pressure transducer 6 and a corresponding actual value signal is input into the electronic device 5 via line 12. This actual value signal is compared with a target value preset in the target value generator 7, from which a controlled variable is then generated by the electronic device 5

i2 in der Form eines Stroms gebildet wird, die das Haupt-Druckmodulierventil 8 betätigt. Durch dieses Regelkonzept haben Störgrößen keinen Einfluß mehr auf die Ventilkennlinie. Allerdings wird dieser Vorteil einer hohen Regelgenauigkeit durch eine größere Anzahl von Bauteilen (wie beispielsweise dem zustätzlichen Druckgeber 6) erkauft. Dies erhöht natürlich auch die Gefahr eines Ausfalls des gesamten Druckmoduliersystems 1.i2 is formed in the form of a stream passing through the main pressure modulating valve 8 actuated. With this control concept, disturbance variables no longer have any influence on the valve characteristic. However, this advantage of high control accuracy is achieved through a larger number of components (such as, for example the additional pressure transducer 6) bought. Of course, this also increases the risk of the entire system failing Pressure modulating system 1.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 sieht eine preiswerte Redundanz, aufgebaut aus abgestuften Systemen, vor, d.h. es kann der Übergang erfolgen z.B. von dem elektronisch geregelten Hauptsystem (hohe Regelgüte) auf das elektronisch gesteuerte Hilfssystem (geringe Regelgüte) und schließlich auf eine Handsteuerung, die mechanisch oder hydraulisch erfolgen kann. Der Übergang erfolgt dabei automatisch beim Ausfall bestimmter Bauteile.The embodiment according to FIGS. 1 and 2 sees one Inexpensive redundancy, built up from tiered systems, i.e. the transition can take place e.g. from the electronic one controlled main system (high control quality) to the electronically controlled auxiliary system (low control quality) and finally to a manual control, which can be done mechanically or hydraulically. The transition takes place automatically if certain components fail.

Die in Fig. 2 gezeigte zweite Betriebsart schaltet sich automatisch beispielsweise dann ein, wenn der Druckgeber 6 ausfällt. Obwohl es an sich auch möglich wäre, das Ventil 8 so zu schalten, daß es beim Ausfall des Druckgebers 6 als gesteuertes Ventil weiterarbeitet, so ist doch im dargestellten Ausführungsbeispiel das zweite gesteuerte Ventil 9 zuschaltbar, das bei Ausfall des Druckgebers 6 und auch beim Ausfall anderer Bauelemente die Druckregelung übernimmt.The second operating mode shown in FIG. 2 switches automatically for example, if the pressure transducer 6 fails. Although it would also be possible per se, the valve 8 to switch so that it continues to work as a controlled valve if the pressure transducer 6 fails, it is shown in the illustration Embodiment, the second controlled valve 9 can be switched on in the event of failure of the pressure transmitter 6 and also in the event of failure other components take over the pressure control.

Sobald die Elektronikvorrichtung 5 feststellt, daß der Druckgeber 6 (oder beispielsweise die Wicklung 8a) ausgefallen ist, so wird augenblicklich der Steuer- oder Signalstrom i2 unterbrochen und das Haupt-Druckmodulierventil 8 gelangt in die in Fig. 2 gezeigte Ruhestellung. Gleichzeitig liefert die Elektronikvorrichtung 5 ein Steuersignal in der Form eines Steuerstroms i3 an die Wicklung 9a des Hilfs-Druckmodulierventils 9, so daß sich dieses in die Stellung gemäß Fig.As soon as the electronic device 5 detects that the pressure transducer 6 (or, for example, the winding 8a) has failed is, the control or signal current i2 is immediately interrupted and the main pressure modulating valve 8 enters the rest position shown in FIG. At the same time, the electronic device 5 supplies a control signal in the form of a Control current i3 to the winding 9a of the auxiliary pressure modulating valve 9, so that this is in the position shown in FIG.

COP^]COP ^]

2 verschiebt. Der Steuerstrom i3 ist nunmehr repräsentativ für den Sollwert, ohne daß aber jetzt eine Nachregelung aufgrund des Sollwert/Istwert-Vergleichs erfolgt. Allerdings ist das Hilfs-Druckmodulierventil 9 durch Leitungen 27 und 30 so geschaltet, daß eine hydraulische Regelung erfolgt.2 moves. The control current i3 is now representative of the setpoint value, but without any readjustment due to it now the setpoint / actual value comparison takes place. However, the auxiliary pressure modulating valve 9 is through lines 27 and 30 switched so that a hydraulic control takes place.

Ebenfalls gleichzeitig mit der Abschlatung des Steuerstromes 12 und der Einschaltung des Steuerstromes i3 wird auch der zuvor das Ventil 10 erregende Steuerstrom il abgeschaltet, so daß nunmehr das Hydrauliköl von Leitung 13 über Ventil 9 zu Leitung 20 und von dort über Ventil 10 zur Druckausgangsleitung 18 gelangt.Also at the same time as the control current 12 is switched off and the control current i3 is switched on, the previously the valve 10 exciting control current il switched off, so that now the hydraulic oil from line 13 via valve 9 to Line 20 and from there via valve 10 to the pressure outlet line 18.

Beim Ausfall auch der Regelung durch das Hilfs-Druckmodulierventil 9 kann durch eine nicht dargestellte Handsteuerung die Funktion des Druckmoduliersystems 1 aufrechterhalten werden. Auf die Darstellung dieser Hand- bzw. Notverstellung wird der Einfachheit halber auch bei den folgenden Ausführungsbeispielen verzichtet.In the event of a failure, also the control by the auxiliary pressure modulating valve 9, the function of the pressure modulating system 1 can be maintained by a manual control (not shown). For the sake of simplicity, this manual or emergency adjustment is also shown in the following exemplary embodiments waived.

In der folgenden Tabelle ist für die verschiedenen Fehler erläutert, wie die Elektronikvorrichtung 5 reagiert und welches Verhalten des Druckmoduliersystems 1 sich ergibt.The following table explains how the electronic device 5 reacts and which one for the various errors Behavior of the pressure modulating system 1 results.

FehlerartType of error Reaktion der Elektronik 5Response of the electronics 5 SystemverhaltenSystem behavior Elektronik/ElektrikElectronics / electrics - defektes Bordnetz
- defekte Regelektronik
- defekte Steuerelektronik
- defekter Druckgeber 6
- defekte Wicklung 10a
- defekte Wicklung 8a
- defekte Wicklung 9a
-■ Kabelbruch oder Stecker
defekt bei Ventil 10
- Kabelbruch oder Stecker
defekt bei Ventil 8
- Kabelbruch oder Stecker
defekt bei Ventil 9- defective on-board network
- defective control electronics
- defective control electronics
- defective pressure transducer 6
- defective winding 10a
- defective winding 8a
- defective winding 9a
- ■ Cable break or plug
valve 10 is defective
- Cable break or plug
valve 8 defective
- Cable break or plug
defective at valve 9 Kontrollanzeige; 10,8a und 9a stromlos
Kontrollanzeige; 10, 8a stromlos
Kontrollanzeige; 10,8a und 9a stromlos
Kontrollanzeige; 10, 8a stromlos
Kontrollanzeige: 10, 8a stromlos
Kontrollanzeige; 10, 8a stromlos
Kontrollanzeige; 10, 8a, 9a stromlos
Kontrollanzeige; 10, 8a stromlos
Kontrollanzeige; 10, 8a stromlos
Kontrollanzeige; 10,8a und 9a stromlosControl display; 10,8a and 9a de-energized
Control display; 10, 8a de-energized
Control display; 10,8a and 9a de-energized
Control display; 10, 8a de-energized
Control display: 10, 8a de-energized
Control display; 10, 8a de-energized
Control display; 10, 8a, 9a de-energized
Control display; 10, 8a de-energized
Control display; 10, 8a de-energized
Control display; 10,8a and 9a de-energized Handsteuerung
steuern
Handsteuerung
steuern
steuern
steuern
Handsteuerung
steuern
steuern
HandsteuerungHand control
steer
Hand control
steer
steer
steer
Hand control
steer
steer
Hand control hydr. Fehlerhydr. failure - Ventil 10 klemmt
- Ventil 10 klemmt
- Ventil 8 klemmt
- Ventil 9 klemmt- Valve 10 is stuck
- Valve 10 is stuck
- Valve 8 is stuck
- Valve 9 is stuck Ventil 10 in Pos.O; 10a,8a stromlos
Ventil 10 in Pos.l: 10a,8a,9a stromlos
10a,8a stromlos
10a,8a und 9a stromlosValve 10 in position O; 10a, 8a de-energized
Valve 10 in item 1: 10a, 8a, 9a de-energized
10a, 8a de-energized
10a, 8a and 9a de-energized steuern
Handsteuerung
steuern
Handsteuerungsteer
Hand control
steer
Hand control

-is- 3331837-is- 3331837

Hinsichtlich der Elektronikvorrichtung 5 sei noch darauf hingewiesen, daß diese in gewissem Umfang redundant durch das Vorhandensein von Regelabschnitt 15 und Steuerabschnitt 16 ausgebildet ist.With regard to the electronic device 5, it should be pointed out that it is redundant to a certain extent the presence of regulating section 15 and control section 16 is formed.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Druckmoduliersystems 100 verwendet gemäß der Erfindung zur automatischen Umschaltung auf die Druckausgangsleitung 18 ein bzw. mehrere Wechselventile 40, 41, 42 und 43.The embodiment of a pressure modulating system shown in FIG. 3 100 used according to the invention for automatic switching to the pressure output line 18 on or off. several shuttle valves 40, 41, 42 and 43.

Das Druckmoduliersystem 100 soll ähnlich wie das Druckmoduliersystem 1 an Druckausgangsleitung 18 einen bestimmten Druck p. liefern. Insgesamt sind hier insbesondere vier Systeme 51,52,53 und 54 dargestellt, wobei allerdings auch insgesamt η-Systeme (wie durch das System η in der Fig. 3 angedeutet) vorgesehen sein könnten. Hydrauliköl. dessen Druck moduliert werden soll, wird jeweils an die Systeme 51-54 angelegt und ist mit 1, 2, 3 und 4 (allgemein n) bezeichnet. Jedes der Systeme 51-54 steht über Ansteuerleitungen 55, 56, 57 und 58 mit einer Elektronikvorrichtung 44 in Verbindung, die ihrerseits ganz oder teilweise redundante Elektronikabschnitte El, E2, E3, E4, .... En aufweisen kann. Vier (allgemein n) Druckgeber 45-48 liegen mit ihrem Eingang an Druckausgangsleitung 18 und liefern dem Druck p. (Istwert) entsprechende Signale an die jeweiligen Elektronikabschnitte j El-En, und zwar über Leitungen 120 bis 123. Jedes der Systeme j 51-54 steht über eine der Leitungen 61-64 in der gezeigten \ stufenförmigen Weise mit jeweils einem der Wechselventile 40, 41 und 42 in Verbindung, wobei das Wechselventil 40 über Leitung 65 mit Wechselventil 41 und Wechselventil 41 über Leitung 66 mit Wechselventil 42 verbunden sind. Das System η steht mit Wechselventil 43, und über Abschnitt En mit einem gestrichelt dargestellten Druckgeber in Verbindung.Similar to the pressure modulating system 1, the pressure modulating system 100 is intended to have a specific pressure p on the pressure output line 18. deliver. Overall, four systems 51, 52, 53 and 54 are shown here, although a total of η systems (as indicated by the system η in FIG. 3) could also be provided. Hydraulic oil. the pressure of which is to be modulated is applied to systems 51-54 and is labeled 1, 2, 3 and 4 (generally n). Each of the systems 51-54 is connected via control lines 55, 56, 57 and 58 to an electronic device 44, which in turn can have fully or partially redundant electronic sections E1, E2, E3, E4,... En. Four (generally n) pressure transducers 45-48 have their input on pressure output line 18 and supply the pressure p. (Actual value) corresponding signals to the respective electronic portions j El-En, and via lines 120 to 123. Each of the systems 51-54 j is over one of the lines 61-64 stepped in the illustrated \ manner with one of the shuttle valves 40, 41 and 42 in connection, the changeover valve 40 being connected via line 65 to changeover valve 41 and changeover valve 41 via line 66 to changeover valve 42. The system η is connected to shuttle valve 43 and, via section En, to a pressure transducer shown in dashed lines.

COPfCOPf

- ¹⁶ - 33318S7- ¹⁶ - 33318S7

Der Betrieb beginnt zunächst allein unter Verwendung des ersten Systems 51, wobei durch System 51 der Druck Pl in gewünschter Weise unter Einwirkung des Elektronikabschnitts El, basierend auf den Messungen des Druckgebers 48, einen gewünschten Druck p. erzeugt. Kommt es zu einem Ausfall bei den Komponenten des ersten Systems 51, so wird dies von der Elektronikvorrichtung 44 erkannt und es erfolgt die Umschaltung auf Druck P2, so daß nunmehr das zweite System 52 in seinen Betriebszustand gelangt und über Leitung 62 Hydrauliköl an Wechselventil 40 liefert, von wo aus das Hydrauliköl über Leitung 65 und über Wechselventil 41 sowie Leitung 66 und Wechselventil 42 zur Druckausgangsleitung 18 gelangt. In gleicher Weise wie die Umschaltung vom ersten System 51 auf das zweite System 52 erfolgt, kann auch die Umschaltung vom zweiten auf das dritte System usw. dann erfolgen, wenn Ausfälle im jeweils vorhergehenden System oder im zugehörigen Druckgeber oder im zugeöhrigen Elektronikabschnitt auftreten. Typischerweise ist P₁=Pp=P₃=P₄=...-P-Operation begins initially solely using the first system 51, with the system 51 setting the pressure P1 in the desired manner under the action of the electronics section E1, based on the measurements of the pressure transducer 48, to achieve a desired pressure p. generated. If the components of the first system 51 fail, this is recognized by the electronic device 44 and the switchover to pressure P2 takes place, so that the second system 52 now comes into its operating state and supplies hydraulic oil to the shuttle valve 40 via line 62 , from where the hydraulic oil reaches the pressure outlet line 18 via line 65 and via shuttle valve 41 as well as line 66 and shuttle valve 42. In the same way as the switchover from the first system 51 to the second system 52 takes place, the switchover from the second to the third system etc. can also take place if failures occur in the preceding system or in the associated pressure transducer or in the associated electronics section. Typically P ₁ = Pp = P ₃ = P ₄ = ...- P-

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist schematisch ein Druckmoduliersystem 101 dargestellt, welches die sogenannte abgestufte Redundanz zusammen mit einem Wechselventil 40 verwendet. Von der Pumpe 2 kommendes Druckmittel wird sowohl einem.Hauptsystem 80 (System 1) mit hoher Regelgüte wie auch einem Hilfssystem'90 (System 2) mit geringer Regelgüte zugeführt. Beide Systeme 80, 90 stehen über Leitungen mit einem Tank 3 in Verbindung. Die Elektronikvorrichtung 5, die vorzugsweise aus zwei Abschnitten besteht El, E2, liefert Steuersignale über Leitung 22 bzw. 23 an Hauptsystem 80 bzw. Hilfssystem 90. Entweder liefert das Hauptsystem 80 über Leitung 19 und das Wechselventil 40 Hydrauliköl mit dem Druck p. an Ausgangsleitung 18 oder aber beim Ausfall des Hauptsystems 80 oder zugehöriger Bauteile liefert das Hilfssystem 90 über Leitung 20 und Wechselventil 40 Hydrauliköl an Druckausgangsleitung 18, und zwar mit dem Druck p.. Lediglich das Hauptsy-In the embodiment according to FIG. 4, a pressure modulating system 101 is shown schematically, which is the so-called graduated redundancy is used in conjunction with a shuttle valve 40. Pressure medium coming from the pump 2 is both A main system 80 (system 1) with high control quality as well as an auxiliary system 90 (system 2) with low control quality. Both systems 80, 90 are connected to a tank 3 via lines. The electronic device 5, which is preferably El, E2 consists of two sections, supplies control signals via line 22 or 23 to main system 80 or Auxiliary system 90. Either the main system 80 supplies hydraulic oil at the pressure p via line 19 and the shuttle valve 40. on output line 18 or if the main system fails 80 or associated components, the auxiliary system 90 supplies hydraulic oil to the pressure output line via line 20 and shuttle valve 40 18, with the pressure p .. Only the main system

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stem 80 arbeitet aufgrund der vom Druckgeber 6 über Leitung 81 an Elektronikvorrichtung 5 gelieferten Druck-Istwert-Information. Insbesondere beim Ausfall des Druckgebers 6 ist in kostengünstiger Weise dennoch eine weitere Druckregelung möglich, wenn auch mit verringerter Qualität, was aber aus Kostengründen noch als ausreichend anzusehen ist. Das erfindungsgemäße Wechselventil 40 ermöglicht das automatische Umschalten von Leitung 19 auf Leitung 20 dann, wenn die Elektronikvorrichtung 5 das Hilfssystem 90 eingeschaltet hat.The stem 80 works on the basis of the actual pressure value information supplied by the pressure transducer 6 via line 81 to the electronic device 5. In particular if the pressure transducer 6 fails, further pressure regulation is still possible in a cost-effective manner possible, albeit with reduced quality, which is still to be regarded as sufficient for reasons of cost. The inventive Shuttle valve 40 enables automatic switching from line 19 to line 20 when the Electronic device 5 has switched on the auxiliary system 90.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei - wenn.immer möglich - die gleichen Bezugszeichen wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 oder beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 verwendet wurden oder aber zu denken sind.5 and 6 show a fourth preferred embodiment of the invention, where - if.Always possible - the the same reference numerals as in the exemplary embodiment according to FIG Fig. 1 or in the embodiment according to FIG. 4 were used or are to be thought of.

Wie auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 zeigt bei diesem Ausführungsbeispiel Fig. 5 eine erste und Fig. 6 eine zweite Betriebsart. Im übrigen gelten die Ausführungen zu Fig. 1 und 2 analog auch hier. Der wesentliche Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 besteht darin, daß das Schaltventil 10 mit seiner zugehörigen Ansteuerleitung 21 sowie der zugehörigen Elektronik vermieden wird. Dadurch, daß man einfach ein Wechselventil 40 in der dargestellten Schaltungsweise verwendet, erreicht man eine automatische Umschaltung von der ersten Betirebsart gemäß Fig. 5 auf die zweite Betriebsart gemäß Fig. 6 beim Auftreten eines Ausfalls im Haupt-Druckmodulierventil 8 oder dem Druckgeber 6 oder dem zugehörigen Elektronikabschnitt 15 einfach dadruch, daß der Steuerstrom i2 abgeschaltet und der Steuerstrom i3 eingeschaltet wird.As in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, FIG. 5 shows a first and FIG. 6 in this exemplary embodiment a second mode of operation. Otherwise, the explanations relating to FIGS. 1 and 2 also apply here analogously. The main difference between the embodiment of FIGS. 5 and 6 compared to the embodiment of FIGS. 1 and 2 is that the switching valve 10 with its associated control line 21 and the associated electronics is avoided. Through this, simply using a shuttle valve 40 in the circuit shown produces an automatic one Switching from the first operating mode according to FIG. 5 to the second operating mode according to FIG. 6 when a failure occurs in the main pressure modulating valve 8 or the pressure transmitter 6 or the associated electronics section 15 simply dadruch that the Control current i2 is switched off and the control current i3 is switched on.

Die folgende Übersicht zeigt das Verhalten des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5, 6 bei verschiedenen Fehlerarten.The following overview shows the behavior of the exemplary embodiment 5, 6 for different types of errors.

FehlerartType of error Reaktion der Elektronik 5Response of the electronics 5 SystemverhaltenSystem behavior Elektronik/ElektrikElectronics / electrics -defektes Bordnetz
- defekte Regelelektronik
- defekte Steuerelektronik
- defekter Druckgeber 6
- defekte Wicklung 8a
- defekte Wicklung 9a
- Kabelbruch 8a/Stecker
defekt 8a
- Kabelbruch 9a/Stecker
defekt 9a-defective electrical system
- defective control electronics
- defective control electronics
- defective pressure transducer 6
- defective winding 8a
- defective winding 9a
- Cable break 8a / plug
defective 8a
- Cable break 9a / plug
defective 9a Kontrollanzeige; 8a und 9a stromlos
Kontrollanzeige; 8a stromlos
Kontrollanzeige; 8a und 9a stromlos
Kontrollanzeige; 8a stromlos
Kontrollanzeige; 8a stromlos
Kontrollanzeige; 8a und 9a stromlos
Kontrollanzeige; 8a stromlos
Kontrollanzeige; 8a und 9a stromlosControl display; 8a and 9a de-energized
Control display; 8a de-energized
Control display; 8a and 9a de-energized
Control display; 8a de-energized
Control display; 8a de-energized
Control display; 8a and 9a de-energized
Control display; 8a de-energized
Control display; 8a and 9a de-energized Handsteuerung
steuern
Handsteue rung
steuern
steuern
Handsteuerung
steuern
HandsteuerungHand control
steer
Hand control
steer
steer
Hand control
steer
Hand control hydr. Fehlerhydr. failure - Ventil 8 klemmt
- Ventil 9 klemmt- Valve 8 is stuck
- Valve 9 is stuck 8a stromlos
8a, 9a stromlos8a de-energized
8a, 9a de-energized steuern
Handsteuerungsteer
Hand control

CO CO COCO CO CO

- 1 Q -- 1 Q -

Das Auführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist eine Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 5 und 6 insofern , als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 zu einer Pumpe Pl mit Motor Ml. noch eine Pumpe P2 mit Motor M2 parallelgeschaltet ist. Ferner ist noch eine in sich redundante Handbetätigung 125 vorgesehen, die ein hydraulisches Vorsteuergerät 140 über Leitungen 134 und 135 mit einem Wechselventil 128 verbindet, welch letzteres seinerseits über Leitung 127 mit einem Wechselventil 126 in Verbindung steht, das wie.derum seinerseits an einer Druckausgangsleitung 180 liegt. Das Wechselventil 126 steht ferner über Leitung 129 mit der vom Wechselventil 40 kommenden Druckausgangs leitung 18 in Verbindung. Eingangsseitig ist das hydraulische Vorsteuergerät 140 zum einen über Leitung 132 mit Leitung und zum anderen über Leitung 133 mit Leitung 17 verbunden. Pumpe Pl liegt über Rückschlagventil 130 und Pumpe P2 liegt über Rückschlagventil 131 an Leitung 13. Im übrigen sei auf die Ausführungen zu den Fig. 5 und 6 verwiesen, die sinngemäß gelten.The embodiment according to FIG. 7 is a further development of the embodiment according to FIGS. 5 and 6 to the extent that in the embodiment according to FIG Pump Pl with motor Ml. another pump P2 is connected in parallel with motor M2. In addition, there is one that is inherently redundant Manual actuation 125 is provided, which a hydraulic pilot control device 140 via lines 134 and 135 with a Shuttle valve 128 connects, the latter in turn via line 127 with a shuttle valve 126 in connection stands, which in turn is connected to a pressure outlet line 180. The shuttle valve 126 is also via line 129 with the pressure output line 18 coming from the shuttle valve 40 in connection. The input side is the hydraulic one Pilot control device 140 is connected on the one hand to line via line 132 and on the other hand to line 17 via line 133. Pump P1 is connected to line 13 via check valve 130 and pump P2 is connected to line 13 via check valve 131 the statements referring to FIGS. 5 and 6, which apply mutatis mutandis.

Claims

Redundant pressure modulating system in which a control pressure p. is modulated independently of the system pressure according to a setpoint, characterized in that that the switchover takes place via a switching valve (10).

2. System according to claim 1, characterized in that the Switching valve is an electrically operated switching valve (10).

3. System according to claim 1, characterized in that the switching valve is a shuttle valve (40).

4. Redundant pressure modulating system, in particular according to one or more of the preceding claims, with several pressure control systems connected in parallel, characterized in that the pressure control systems have different control quality own.

5. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that a hydraulic module (11) is provided, which is connected to an electronics / pressure transducer module (111).

6. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that an electronic device (5, 44) is provided, which from several of the number of pressure control systems (8.9; 51,52,53,54: 80.90) corresponding Number of sections (15, 16; El, E2, E3, E4 .... En).

7. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that a pressure modulation A main system acting as a regulated system and an auxiliary system acting as a controlled system are provided, wherein if any component of the main system fails, there is an automatic transition to the auxiliary system.

8. System according to claim 7, characterized in that the main system comprises a main pressure modulating valve (8), that the auxiliary system comprises an auxiliary pressure modulating valve (9) and that an electronic device (5) according to a comparison of the 'setpoint with the one The actual value determined by the pressure transducer (6) causes the main pressure modulating valve (8) to be regulated.

9. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the main pressure modulating valve (8) and auxiliary pressure modulating valve (9) are each proportional valves.

10. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the main and auxiliary pressure modulating valves (8,9) are pulse-modulated switching valves.

11. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electronic device (5) the switchover from the main system to the auxiliary system is effected when a Failure of one of the components, for example the pressure transducer (6), of the main system is detected.

12. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electronic device (5) acts to switch over to a switching valve (10).

13. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the main pressure modulating valve (8) just like the auxiliary pressure modulating valve (9) Directional control valve with proportional behavior, their control by associated windings (8a, 9a) from the electronic device (5) is carried out by control currents (i2 and i3).

14. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching valve is a Changeover valve (40), which automatically effects the switchover without electrical control.

15. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the auxiliary pressure modulating valve (9) is not pressure-compensated as a controlled pressure regulating valve is operated.

16. System, in particular according to one or more of the preceding Claims, with an electronically controlled main system (5,6,8) of high control quality and one electronically controlled auxiliary system (5,9), in which an electronic device (5) the main system according to a pressure setpoint / actual value comparison regulates in a first operating mode, while after detection of a failure in the control loop of the main control system (5,6,8) by the electronic device (5) no control of the main control system by the electronic device (5) more takes place, but rather a control of the auxiliary control system (9) by the electronic device (5) is made, with a shuttle valve (40) automatically switching from the main control system (5,6,8) to the Auxiliary control system (9) causes (Fig. 5,6).

17. System according to the preceding claim, characterized in that that in the first mode (Fig. 1) the main control system (5,6,7,8) switched on, the auxiliary control system but is switched off, and that the solenoid valve (8) of the main control system in the first operating mode by excitation its winding (8a) is shifted, while the solenoid valve (9) of the auxiliary control system is not energized in its Position, whereas in the second operating mode (Fig. 2) solenoid valve (8) is not energized, while solenoid valve (9) is in his state of arousal.

18. System according to claim 17, characterized in that the solenoid valve is a proportional valve.

19. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that several, for example η systems, are connected in parallel and are connected in a cascade-like manner via shuttle valve (40, 41, 42) in such a way that always only one of the η systems has the pressure p, at the outlet line (18) supplies.

20. System according to the preceding claim, characterized in that, that n-pressure transducers (45,46,47,48) are parallel to the output line (18) and corresponding signals to a Electronic device (44) deliver, which preferably has n-sections (El, E2, E3, E4 ... En), which in turn with the n systems (51,52,53,54).

21. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that two or more pumps (Pl, P2) are arranged parallel to one another (Fig. 7).

22. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that a manual emergency actuation,

preferably a redundant manual override (125) connected in parallel to the pressure control systems, preferably the main control system (5,6,7,8), and the auxiliary control system (9)
is.

23. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the two manual emergency actuation systems the manual override (125) are switched on via a shuttle valve (128).

24. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the manual override (125) via a shuttle valve (126) as well as shuttle valve (40) is connected to the pressure output line (180)
(Fig. 7).

25. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the proportional solenoid valves (8,9) are each 3/2 proportional valves.