DE4240076A1

DE4240076A1 - Hydraulic control device for double work cylinder, esp steering appts. - controls both chambers of steering appts with proportional valve supplied by pressure source, and includes digital control circuit

Info

Publication number: DE4240076A1
Application number: DE19924240076
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Wilhelm Dipl Hoefer; Frank Leibeling; Uwe Dipl Ing Knappenberger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-11-28
Filing date: 1992-11-28
Publication date: 1994-06-01

Abstract

The hydraulic control device has a proportional valve (12,61) connected to the work chambers (14,15) of the work cylinder (11) with no intermediate valve switch. The proportional valve is a 4-way 3-position valve which controls a regulator (42) for an electronic control circuit (22). The proportional valve (12) has a stored characteristic line which is used to linearise an off switch (12). The proportional valve (61) may alternatively be a 4-way 4-position valve driven by a proportional magnet (62). The electronic control circuit (22) is a digital circuit. ADVANTAGE - Safe operation, simple, compact.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.The invention is based on a hydraulic control device according to the genus specified in the preamble of claim 1.

Es ist schon eine solche hydraulische Steuereinrichtung für einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder in einer Lenkeinrichtung aus der DE-GM 90 05 983 bekannt, bei der die beiden Arbeitsräume des Ar beitszylinders von einem proportional arbeitenden 4/3-Wegeventil an steuerbar sind, wobei beide Arbeitsräume durch hydraulisch entsperr bare Sperrventile abgesperrt sind und eine hydraulisch entlüftbare Bremseinrichtung dessen Kolbenstange arretiert. Ferner ist in eine zum Proportionalventil führende Zulaufleitung ein zusätzliches Wege ventil geschaltet, mit dem ein Stellzylinder der Bremseinrichtung steuerbar ist. Mit solchen Steuereinrichtungen soll eine funktions sichere Arbeitsweise des Arbeitszylinders sowie eine sichere Arre tierung der Kolbenstange erreicht werden. Um hier hohe Sicherheits anforderungen zu erfüllen, sind in dem hydraulischen Kreis zwei re dundante Abschaltpfade vorgesehen, wobei als erstes Abschaltmittel das dem Proportionalventil vorgeschaltete Wegeventil verwendet wird, während als zweites Abschaltmittel die zwischen Proportionalventil und Arbeitszylinder geschalteten, hydraulisch entsperrbaren Sperr ventile dienen. Das Proportionalventil selbst muß in solchen Lenkkreisen für Regelzwecke eine schnelle Arbeitsweise aufweisen und hat deswegen einen Steuerschieber, der mit Nullüberdeckung bzw. so gar negativer Überdeckung ausgerüstet ist; das Proportionalventil kann deshalb keine sichernde Abschaltfunktion übernehmen. Gerade bei mobilen Anwendungsfällen kann es nun von Nachteil sein, daß der Bau aufwand durch die Sperrventile relativ groß ist und die Steuerein richtung zu teuer und groß baut. Ferner kann bei dieser Bauweise mit den Sperrventilen durch deren leckfreie Sitzventilbauart bei un günstigen Betriebsbedingungen der Fall eintreten, daß das einge schlossene Druckmittelvolumen sich bei Wärme zu stark ausdehnt und dabei unerwünschte Druckerhöhungen auftreten können, welche die Funktion störend beeinflussen. Es müssen deshalb zusätzliche Mittel zum Abbau solcher temperaturabhängigen Druckerhöhungen vorgesehen werden.It is such a hydraulic control device for one double-acting cylinder in a steering device from the DE-GM 90 05 983 known in which the two work rooms of the Ar working cylinder from a proportional 4/3-way valve are controllable, with both working spaces unlocked hydraulically Bare check valves are shut off and a hydraulically vented Braking device whose piston rod is locked. Furthermore, in one an additional route leading to the proportional valve valve switched with which an actuating cylinder of the braking device is controllable. With such control devices, a functional safe working of the working cylinder as well as a safe arrangement tion of the piston rod can be achieved. To high security here to meet requirements are two re in the hydraulic circuit redundant shutdown paths are provided, with the first shutdown means the directional valve upstream of the proportional valve is used, while as a second shutdown means between the proportional valve and working cylinder switched, hydraulically unlockable lock serve valves. The proportional valve itself must be in such Steering circles for control purposes have a fast working method and therefore has a spool with zero overlap or something is even equipped with negative coverage; the proportional valve can therefore not take over a safe shutdown function. Especially with mobile use cases, it can now be disadvantageous that the construction effort by the check valves is relatively large and the Steuerein direction too expensive and big builds. Furthermore, with this type of construction the check valves by their leak-free seat valve design at un favorable operating conditions occur that the turned closed pressure medium volume expands too much under heat and unwanted pressure increases can occur, which the Interfering with function. Additional funds are therefore required intended to reduce such temperature-dependent pressure increases become.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor teil, daß sie die gleichen Sicherheitsfunktionen mit verringertem Aufwand erfüllt. Das Proportionalventil kann nun selbst für einen Sicherheits-Abschaltpfad verwendet werden, so daß zwei hydraulisch angesteuerte, im Arbeitskreis liegende Sperrventile eingespart wer den. Der Mehraufwand im Proportionalventil durch die positive Über deckung ist dabei verhältnismäßig gering. Die Steuereinrichtung läßt sich dadurch einfacher, kompakter und billiger bauen. Mit einem der art ausgerüsteten Proportionalventil läßt sich nicht nur die Ge schwindigkeit der Kolbenstange des Arbeitszylinders in Sicherheits stellung auf unkritische Werte begrenzen, sondern es kann darüber hinaus durch die verbleibende, sehr geringe Leckage im Proportional ventil erreicht werden, daß die bei ungünstiger Wärmeeinwirkung auf tretende Volumenausdehnung so weit abgebaut wird, daß keine Funk tionsstörungen auftreten können. The hydraulic control device according to the invention with the kenn The drawing features of the main claim have the opposite part that they have the same security features with reduced Effort met. The proportional valve can now even for one Safety shutdown path can be used, making two hydraulic Controlled check valves located in the working group who saved the. The additional effort in the proportional valve due to the positive over coverage is relatively low. The control device leaves build yourself simpler, more compact and cheaper. With one of the equipped proportional valve, not only the Ge speed of the piston rod of the working cylinder in safety limit position to uncritical values, but it can be above furthermore due to the remaining, very low leakage in the proportional Valve can be reached that with unfavorable heat occurring volume expansion is reduced so far that no radio tion disorders can occur.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung nach Anspruch 2, wenn die positive Überdeckung bei einem 4/3-Proportionalventil in dessen Mittelstellung ausgeführt wird und mit Hilfe eines elektronischen Reglers mit gespeicherter Ventilkennlinie erreicht wird, daß insgesamt ein proportionales Re gelverhalten erzielt wird. Dies begünstigt eine kostengünstige und kompakte Losung. Ferner ist es vorteilhaft, die Steuereinrichtung gemäß Anspruch 3 auszubilden, da hierbei ein handelsübliches Propor tionalventil mit relativ einfachem, zugehörigen elektronischen Reg ler verwendet werden kann. Dabei begünstigt der Nullschnitt des Steuerschiebers ein gutes Regelverhalten, während der einfach wir kende Magnetantrieb eine relativ kostengünstige Bauweise erlaubt. Eine verhältnismäßig große positive Überdeckung läßt sich leicht in der äußeren, vierten Sicherheitsstellung unterbringen. Zweckmäßig ist ferner eine Ausbildung nach Anspruch 4, wodurch sich günstige Eigenschaften in Betrieb erzielen lassen. Die positive Überdeckung ist dabei so groß gewählt, daß alle im Betrieb auftretenden Toleran zen und Faktoren ausreichend berücksichtigt werden; insbesondere können hierbei durch Wärme auftretende Toleranzänderungen, durch Fehleinstellungen in der Steuerschieber-Zentrierung oder durch Setz erscheinungen von Federn auftretende Einflußfaktoren berücksichtigt werden. Günstig ist es ferner, wenn gemäß Anspruch 5 das elektro nische Steuergerät bzw. der Regler für das Proportionalventil in Digitaltechnik ausgeführt wird, womit sich eine Linearisierung einer Kennlinie leicht durchführen läßt. Weitere vorteilhafte Ausgestal tungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. The measures listed in the subclaims provide for partial further training and improvements in the main claim specified control device possible. It is particularly advantageous an education according to claim 2, if the positive coverage at a 4/3 proportional valve in its middle position is saved with the help of an electronic controller Valve characteristic is achieved that overall a proportional Re gel behavior is achieved. This favors an inexpensive and compact solution. It is also advantageous to use the control device train according to claim 3, since this is a commercial proportion tional valve with a relatively simple, associated electronic reg can be used. The zero cut of the Spool a good control behavior, during which we simply kende magnetic drive allows a relatively inexpensive design. A relatively large positive coverage can easily be found in the outer, fourth security position. Appropriately is also an education according to claim 4, which is favorable Have properties achieved in operation. The positive coverage is chosen so large that all tolerans occurring during operation factors and factors are sufficiently taken into account; in particular can be caused by changes in tolerance caused by heat Incorrect settings in the spool centering or by setting appearances of springs are taken into account influencing factors become. It is also advantageous if, according to claim 5, the electro African control unit or the regulator for the proportional valve in Digital technology is carried out, which is a linearization of a Characteristic curve can be easily carried out. Another advantageous embodiment tions result from the remaining claims, the description and the drawing.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenThree embodiments of the invention are shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. It demonstrate

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der hydraulischen Steuer einrichtung in vereinfachter Darstellung und die Fig. 2 und 3 je weils einen Teil einer zweiten bzw. dritten Ausführungsform der Steuereinrichtung ebenfalls in vereinfachter Darstellung. Fig. 1 shows a first embodiment of the hydraulic control device in a simplified representation and FIGS . 2 and 3 each because part of a second or third embodiment of the control device also in a simplified representation.

Description of the embodiments

Die Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung eine hydraulische Steuereinrichtung 10, deren doppelt wirkender Arbeitszylinder 11 von einem Proportionalventil 12 ansteuerbar ist, das als 4-Wege-3-Stel lungsventil ausgebildet ist. Fig. 1 shows a simplified representation of a hydraulic control device 10 , the double-acting cylinder 11 can be controlled by a proportional valve 12 , which is designed as a 4-way 3-position valve.

Im Arbeitszylinder 11 trennt ein Kolben 13 einen ersten Arbeitsraum 14 von einem zweiten Arbeitsraum 15, die jeweils über eine erste bzw. zweite Arbeitsleitung 16 bzw. 17 an das Proportionalventil 12 angeschlossen sind. In die Arbeitsleitungen 16, 17 sind dabei kei nerlei zusätzliche Ventile mit Sicherheitsfunktionen geschaltet. Der Hub des Kolbens 13 und damit seiner zugeordneten Kolbenstange 18 wird mit Hilfe eines Wegaufnehmers 19 erfaßt, der seine elektrischen Signale über eine erste elektrische Leitung 21 an ein elektronisches Steuergerät 22 meldet.In the working cylinder 11 , a piston 13 separates a first working space 14 from a second working space 15 , each of which is connected to the proportional valve 12 via a first or second working line 16 or 17 . In the working lines 16 , 17 kei nerlei additional valves with safety functions are connected. The stroke of the piston 13 and thus its associated piston rod 18 is detected with the aid of a displacement transducer 19 , which reports its electrical signals to an electronic control unit 22 via a first electrical line 21 .

Dem Arbeitszylinder 11, der vorzugsweise bei hydraulischen Hinter achslenkungen in Kraftfahrzeugen Verwendung findet, ist eine Brems einrichtung 23 zugeordnet, deren Bremskörper 24 von der Kraft einer Feder 25 an die Kolbenstange 18 gedrückt wird und diese in der je weiligen Lage arretiert. Die Bremseinrichtung 23 ist durch einen hy draulisch betätigbaren Stellzylinder 26 lüftbar, wozu der Stellzy linder 26 mit einer ersten Steuerleitung 27 in Verbindung steht. Vom Stellzylinder 26 führt eine Leckölleitung 28 zu einem Tank 29. The working cylinder 11 , which is preferably used in hydraulic rear axle steering in motor vehicles, a braking device 23 is assigned, the brake body 24 is pressed by the force of a spring 25 to the piston rod 18 and this locks in the respective position. The braking device 23 can be released by a hydraulic actuating actuating cylinder 26 , for which purpose the Stellzy cylinder 26 is connected to a first control line 27 . A leakage oil line 28 leads from the actuating cylinder 26 to a tank 29 .

Das Proportionalventil 12 weist einen Regelschieber 31 auf, der von einer doppeltwirkenden Rückholeinrichtung 33 in einer Mittelstellung 32 zentriert wird, in welcher er sämtliche vier Arbeitsanschlüsse hydraulisch blockiert. Der Regelschieber 31 wird von einem Doppel hub-Proportionalmagnet 34 betätigt, wozu er über zwei elektrische Leitungen 35 mit dem elektronischen Steuergerät 22 in Verbindung steht. Der Regelschieber 31 ist vom Proportionalmagnet 34 aus der Mittelstellung 32 heraus nach beiden Seiten in eine erste Arbeits stellung 36 bzw. eine zweite Arbeitsstellung 37 auslenkbar. Ein ab laufseitiger Arbeitsanschluß des Proportionalventils 12 steht über eine Rücklaufleitung 38 mit dem Tank 29 in Verbindung, während von seinem zulaufseitigen Arbeitsanschluß eine Zulaufleitung 39 zu einer Druckmittelquelle 41 führt, die hier als Speicher ausgebildet ist und von einer nicht näher gezeichneten Pumpe aufgeladen wird.The proportional valve 12 has a control slide 31 , which is centered by a double-acting return device 33 in a central position 32 , in which it hydraulically blocks all four work connections. The control slide 31 is actuated by a double stroke proportional magnet 34 , for which purpose it is connected to the electronic control unit 22 via two electrical lines 35 . The control slide 31 is of the proportional solenoid 34 to both sides in a first working position from the center position 32 out 36 and a second working position 37 deflectable. A from the working side connection of the proportional valve 12 is connected via a return line 38 to the tank 29 , while from its inlet side working connection an inlet line 39 leads to a pressure medium source 41 , which is designed here as a memory and is charged by a pump, not shown.

Beim Proportionalventil 12 ist der Regelschieber 31 so ausgebildet, daß er in der Mittelstellung 32 eine positive Überdeckung aufweist. Anstelle der bei solchen Regelventilen sonst üblichen negativen Überdeckung bzw. eines Nullschnitts ist hier die positive Über deckung relativ groß ausgebildet und hat beispielsweise eine Größe von 0,6 mm. Diese Überdeckung muß einerseits so groß gewählt werden, daß sämtliche im Betrieb auftretenden Störfaktoren berücksichtigt werden und das Proportionalventil 12 in der federzentrierten Mittel stellung 32 den Arbeitszylinder 11 ausreichend absperrt, so daß eine Begrenzung von dessen Stellgeschwindigkeit auf unkritische Werte in der Sicherheitsstellung 32 erreicht wird. Das Proportionalventil 12 kann somit als ein Abschaltmittel verwendet werden, um auf diese Weise in der Steuereinrichtung 10 ein redundantes Abschaltsystem aufzubauen. Andererseits wird durch die positive Überdeckung die eigentliche Ventilkennlinie des Proportionalventils 12 in einer für die Regelung ungünstigen Weise verändert. Um diesen Einfluß zu kom pensieren, wird der Doppelhub-Proportionalmagnet 34 über ein dem Steuergerät 22 zugeordneten elektronischen Regler 42 angesteuert, in dem die Ventilkennlinie des Proportionalventils 12 abgelegt ist und die bei der Ansteuerung des Proportionalventils 12 in an sich be kannter Weise so verarbeitet wird, daß das proportionale Regelver halten insgesamt linearisiert wird. Günstig läßt sich dies er reichen, wenn der Regler 42 und insbesondere das Steuergerät 22 in Digitaltechnik ausgebildet werden. In die Zulaufleitung 39 ist stromaufwärts vom Proportionalventil 12 ein Wegeventil 43 geschal tet, das als 3/2-Ventil ausgebildet ist. Ein Steuerschieber 44 dieses Wegeventils 43 wird von einer Feder 45 in einer Grundstellung 46 zentriert, in welcher er einen zum Speicher 41 führenden Ab schnitt 47 der Zulaufleitung 39 hydraulisch absperrt und einen stromabwärts liegenden Abschnitt 48 der Zulaufleitung 42 über einen Rücklaufkanal 49 zum Tank 29 entlastet. Der Steuerschieber 44 ist von einem Schaltmagnet 51 in eine Schaltstellung 51 auslenkbar, in welcher er die Zulaufleitung 39 aufsteuert und den Rücklaufkanal 49 blockiert. Der Schaltmagnet 51 steht zu diesem Zweck über eine dritte elektrische Leitung 53 mit dem elektronischen Steuergerät 22 in Wirkverbindung. Das Wegeventil 43 bildet auf diese Weise erste Abschaltmittel in der Steuereinrichtung 10.In the case of the proportional valve 12 , the control slide 31 is designed such that it has a positive overlap in the central position 32 . Instead of the negative overlap or zero cut otherwise customary in such control valves, the positive overlap here is relatively large and has, for example, a size of 0.6 mm. This overlap must on the one hand be chosen so large that all disturbing factors occurring during operation are taken into account and the proportional valve 12 in the spring-centered central position 32 shuts off the working cylinder 11 sufficiently so that its actuating speed is limited to non-critical values in the safety position 32 . The proportional valve 12 can thus be used as a switch-off means in order in this way to set up a redundant switch-off system in the control device 10 . On the other hand, due to the positive overlap, the actual valve characteristic of the proportional valve 12 is changed in an unfavorable manner for the control. To compensate this influence to kom, the double-stroke proportional solenoid 34 is controlled via a controller 22 associated electronic controller 42, in which the valve characteristic of the proportional valve 12 is deposited and in per se be known manner is processed so in the control of the proportional valve 12 that the proportional Regelver behavior is linearized overall. Conveniently, this can be achieved if the controller 42 and in particular the control unit 22 are designed in digital technology. In the feed line 39 upstream of the proportional valve 12, a directional valve 43 is switched, which is designed as a 3/2 valve. A spool 44 of this directional control valve 43 is centered by a spring 45 in a basic position 46 , in which it hydraulically shuts off a section 47 of the inlet line 39 leading to the memory 41 and relieves a downstream section 48 of the inlet line 42 via a return channel 49 to the tank 29 . The control slide 44 can be deflected by a switching magnet 51 into a switching position 51 , in which it opens the inlet line 39 and blocks the return channel 49 . For this purpose, the switching magnet 51 is operatively connected to the electronic control unit 22 via a third electrical line 53 . In this way, the directional control valve 43 forms first switch-off means in the control device 10 .

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion des 4/3-Proportionalventils 12 als an sich bekannt vorausgesetzt wird.The mode of operation of the control device 10 is explained as follows, the basic function of the 4/3 proportional valve 12 being assumed to be known per se.

Bei dem im Fig. 1 dargestellten Zustand der Steuereinrichtung 10 sind die magnetischen Antriebe 34 und 51 von Proportionalventil 12 und Wegeventil 43 nicht erregt, so daß der Regelschieber 31 seine federzentrierte Mittelstellung 32 einnimmt und der Steuerschieber 44 seine federzentrierte Grundstellung 46 aufweist. In der Bremsein richtung 23 wird über die Steuerleitung 27 und das Wegeventil 43 der Stellzylinder 26 zum Tank 29 entlastet, so daß die aktivierte Brems einrichtung 23 die Kolbenstange 18 in der jeweiligen Lage hält. Zu dem wird die Druckmittelquelle 41 vom Wegeventil 43 hydraulisch blockiert. Es sind in der Steuereinrichtung 10 somit zwei redundante Abschaltmittel wirksam, die ein ungewolltes Betätigen des Arbeitszy linders 11 durch Druckmittel verhindern. Neben dem Wegeventil 43 kann dabei das Proportionalventil 12 selbst diese Sicherheitsfunk tion des zweiten Abschaltmittels übernehmen, da es mit einer aus reichend großen positiven Überdeckung ausgerüstet ist, die eine Be grenzung der Stellgeschwindigkeit des Arbeitszylinders 11 auf un kritische Werte in der Mittelstellung 32 ermöglicht. Diese positive Überdeckung ist dabei so groß gewählt, daß störende Faktoren wie durch Wärme auftretende Toleranzänderungen oder durch ungenaue oder Fehleinstellungen am Proportionalventil 12 sowie durch Setzungser scheinungen durch Federn usw. auftretende Einflüsse in ausreichen dem Maße ausgeschaltet werden. Darüberhinaus hat die unmittelbare hydraulische Absicherung des Arbeitszylinders 11 durch das Propor tionalventil 12 den Vorteil, daß die bei ungünstigen Betriebsbe dingungen durch hohe Temperaturen auftretenden Volumenänderungen in den eingeschlossenen Druckmittelmengen im Arbeitszylinder 11 nicht zu unerwünschten Druckspitzen führen, sondern über die positive Überdeckung gezielt abgebaut werden.In the state of the control device 10 shown in FIG. 1, the magnetic drives 34 and 51 of the proportional valve 12 and directional valve 43 are not energized, so that the control slide 31 assumes its spring-centered central position 32 and the control slide 44 has its spring-centered basic position 46 . In the Bremsein direction 23 is relieved and the directional valve via the control line 27 43 of the actuating cylinder 26 to the tank 29 so that the activated brake device 23 holds the piston rod in the respective position of the eighteenth In addition, the pressure medium source 41 is hydraulically blocked by the directional valve 43 . There are thus two redundant switch-off means effective in the control device 10 , which prevent unintentional actuation of the cylinder 11 by pressure medium. In addition to the directional control valve 43 , the proportional valve 12 itself can take over this safety function of the second switch-off means, since it is equipped with a sufficiently large positive overlap that enables the actuating speed of the working cylinder 11 to be limited to uncritical values in the central position 32 . This positive overlap is chosen so large that disruptive factors such as changes in tolerance due to heat or inaccurate or incorrect settings on the proportional valve 12 as well as phenomena caused by settlement etc. are eliminated to a sufficient extent. In addition, the direct hydraulic protection of the working cylinder 11 by the proportional valve 12 has the advantage that the volume changes in the enclosed pressure medium quantities in the working cylinder 11 , which occur under unfavorable operating conditions due to high temperatures, do not lead to undesirable pressure peaks, but are specifically reduced via the positive overlap.

Wird im Betrieb vom elektronischen Steuergerät 22 lediglich das We geventil 43 in seine Schaltstellung 52 gesteuert, so wird zwar die Bremseinrichtung 23 hydraulisch gelüftet, jedoch bleibt der Arbeits zylinder 11 durch das Proportionalventil 12 mit seiner positiven Überdeckung in Mittelstellung 32 hydraulisch blockiert und kann nicht betätigt werden. Erst wenn zusätzlich zum ersten Wegeventil 43 das elektronische Steuergerät 22 über den Regler 42 das Proportio nalventil 12 in seine Arbeitsstellung 36, 37 auslenkt, läßt sich der Kolben 13 im Arbeitszylinder 11 nach Richtung und Geschwindigkeit proportional zu den elektrischen Eingangssignalen steuern. Dabei sorgt der Regler 42 mit der abgelegten Ventilkennlinie des Propor tionalventils 12 dafür, daß insgesamt ein lineares proportionales Regelverhalten erreicht wird und die positive Überdeckung im Propor tionalventil 12 nicht störend in Erscheinung tritt.If the electronic control unit 22 only controls the valve 43 in its switching position 52 during operation, the brake device 23 is hydraulically released, but the working cylinder 11 remains hydraulically blocked by the proportional valve 12 with its positive overlap in the central position 32 and cannot be actuated will. Only when, in addition to the first directional valve 43, the electronic control device 22 deflects the proportional valve 12 into its working position 36 , 37 via the controller 42 , can the piston 13 in the working cylinder 11 be controlled in proportion to the electrical input signals in terms of direction and speed. The controller 42 with the stored valve characteristic of the proportional valve 12 ensures that overall a linear proportional control behavior is achieved and the positive overlap in the proportional valve 12 does not interfere with appearance.

Bei der Steuereinrichtung 10 lassen sich somit hohe Sicherheitsan forderungen erfüllen, wobei der Aufwand wesentlich verringert wird. Durch die Verwendung des Proportionalventils 12 als zweites Ab schaltmittel im redundant arbeitenden Abschaltsystem, können zusätz liche hydraulisch entsperrbare Sperrventile zwischen Proportional ventil 12 und Arbeitszylinder 11 eingespart werden. Diese ein fachere, kompaktere und kostengünstigere Bauweise ist gerade bei mo bilen Einsatzfällen besonders vorteilhaft.The control device 10 can thus meet high safety requirements, the effort being significantly reduced. Through the use of the proportional valve 12 as a second switching means in the redundant shutdown system, additional hydraulically unlockable check valves between the proportional valve 12 and the working cylinder 11 can be saved. This simpler, more compact and more cost-effective design is particularly advantageous especially for mobile applications.

Die Fig. 2 zeigt einen Teil einer zweiten Steuereinrichtung 60, die sich von der ersten Steuereinrichtung 10 nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden. FIG. 2 shows part of a second control device 60 which differs from the first control device 10 according to FIG. 1 as follows, the same reference numerals being used for the same components.

Die zweite Steuereinrichtung 60 verwendet anstelle des 4/3-Propor tionalventils 12 nach Fig. 1 ein 4/4-Proportionalventil 61, das von einem Einfachhubmagnet 62 angetrieben wird und dessen Regelschieber 63 von einer Feder 64 in eine vierte Schaltstellung, eine Sicher heitsstellung 65, auslenkbar ist. In dieser Sicherheitsstellung 65 weist nun der Regelschieber 63 seine notwendige positive Überdeckung auf, während der Regelschieber 63 in seiner Mittelstellung 66 einen Nullschnitt oder eine negative Überdeckung haben kann, so daß ein günstiges Regelverhalten erzielbar ist. Ein derartiges Proportional ventil 61 ist an sich bekannt und läßt sich über das elektronische Steuergerät 22 ansteuern. The second control device 60 is used in place of the 4/3-propor tionalventils 12 of FIG. 1 is a 4/4-proportional valve 61, which is driven by a Single stroke 62 and the control slide valve 63 by a spring 64 in a fourth switching position, integrated position, a safe 65 is deflectable. In this safety position 65 , the control slide 63 now has its necessary positive overlap, while the control slide 63 can have a zero cut or a negative overlap in its central position 66 , so that favorable control behavior can be achieved. Such a proportional valve 61 is known per se and can be controlled via the electronic control unit 22 .

Auch bei der zweiten Steuereinrichtung 60 kann das Proportionalven til 61 die Funktion der zweiten Abschaltmittel übernehmen, da beim Ausfall der Elektronik der Regelschieber 63 von der Feder 64 in seine Sicherheitsstellung 65 verstellt wird, wobei nun die positive Überdeckung des Regelschiebers 63 für eine sichere hydraulische Ab sperrung des Arbeitszylinders 12 sorgt. Das Proportionalventil 61 baut durch den einfachwirkenden Magnetantrieb 62 einfacher, auch die Linearisierung der Funktion des Reglers 42 kann entfallen; jedoch wird beim Abschalten eine erste Arbeitsstellung 36 stets durchfahren.Also in the second control device 60 , the Proportionalven valve 61 can take over the function of the second switch-off means, because if the electronics fail, the control slide 63 is adjusted by the spring 64 into its safety position 65 , with the positive overlap of the control slide 63 now for a safe hydraulic down locking of the working cylinder 12 ensures. The proportional valve 61 has a simpler construction due to the single-acting magnetic drive 62 , and the linearization of the function of the controller 42 can also be omitted; however, a first working position 36 is always passed through when switching off.

Die Fig. 3 zeigt einen Teil einer dritten Steuereinrichtung 70, die sich von der ersten Steuereinrichtung 10 nach Fig. 1 wie folgt un terscheidet, wobei gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen werden. FIG. 3 shows a part of a third controller 70, the un differs from the first controller 10 of FIG. 1 as follows, wherein the same components are provided with the same reference numerals.

Die dritte Steuereinrichtung 70 weist ein anderes Wegeventil 71 auf, das als 4-Wege-3-Stellungsventil ausgebildet ist. Bei diesem Wege ventil 71 sind der Abschnitt 48 der Zulaufleitung 39 sowie die erste Steuerleitung 27 getrennt voneinander an Arbeitsanschlüsse des Wege ventils 71 herangeführt. Das Wegeventil 71 weist neben der feder zentrierten Grundstellung 46 und der Schaltstellung 52 eine Test stellung 72 auf, in die es von einem einfachwirkenden Schaltmagnet 73 gegen die Kraft einer zweiten Feder 74 verstellbar ist. In dieser Teststellung 72 kann über das Proportionalventil der Arbeitszylinder 11 angesteuert werden, wobei die Wirksamkeit der Bremseinrichtung 23 überprüfbar ist. Das Wegeventil 71 übernimmt in der dritten Steuer einrichtung 70 die Funktion der ersten Abschaltmittel.The third control device 70 has another directional control valve 71 , which is designed as a 4-way, 3-position valve. In this directional valve 71 , the section 48 of the inlet line 39 and the first control line 27 are separately brought to work connections of the directional valve 71 . The directional control valve 71 has, in addition to the spring-centered basic position 46 and the switching position 52, a test position 72 in which it can be adjusted by a single-acting switching magnet 73 against the force of a second spring 74 . In this test position 72 , the working cylinder 11 can be controlled via the proportional valve, wherein the effectiveness of the braking device 23 can be checked. The directional control valve 71 takes over the function of the first switch-off means in the third control device 70 .

Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.Of course, there are changes to the embodiments shown possible without departing from the spirit of the invention.

Claims

1.Hydraulic control device for a double-acting cylinder, in particular in a steering device, the two working spaces of which can be controlled by a proportional valve, which can be supplied via a supply line with pressure medium from a pressure medium source and with a braking device for the working cylinder, which is activated by a spring and can be ventilated by an actuating cylinder, with a directional control valve connected to the supply line, with which the actuating cylinder can be connected to the pressure medium source or the tank, for which purpose the directional control valve has a spring-centered basic position in which it blocks the supply line and relieves the actuating cylinder to the tank, while it connects the pressure medium source with the proportional valve and the actuating cylinder in one working position and with an electronic control unit which is in active connection with the magnetic drives of the proportional valve and directional control valve and with two independent, de r Securing the working cylinder, in the hydraulic circuit from switching means, one of which is formed by the directional control valve, characterized in that the proportional valve ( 12 , 61 ) without the interposition of valves directly with the working spaces ( 14 , 15 ) of the working cylinder ( 11 ) is connected and that the proportional valve is designed as a second switch-off means ( 12 , 61 ), for which purpose the control slide ( 31 , 63 ) has a switching position ( 32 , 65 ) with a positive overlap.

2. Hydraulic control device according to claim 1, characterized in that the proportional valve ( 12 ) is a 4-way 3-position valve in which the positive overlap is formed in a spring-centered central position ( 32 ) and that the electronic control unit ( 22) comprises a proportional valve relevant controller (42) by means of a stored characteristic curve of the proportional valve (12) switching means, the proportional behavior of the second Ab (12) linearized.

3. Hydraulic control device according to claim 1, characterized in that the proportional valve ( 61 ) is a 4-way 4-position valve in which the positive overlap is formed in a spring-centered, external safety position ( 65 ), while one between the working positions ( 36 , 37 ) lying middle position ( 66 ) is formed with zero cut or negative overlap and whose control slide ( 63 ) is assigned a single-acting proportional magnet ( 62 ) as the drive.

4. Hydraulic control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the positive coverage within a Range is 0.05-1.0 mm, in particular 0.6 mm.

5. Hydraulic control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electronic control device ( 22 ) and / or the controller ( 42 ) is designed in digital technology.

6. Hydraulic control device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the directional valve ( 43 ) is formed as a 3/2 valve.

7. Hydraulic control device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the directional control valve is formed as a 4/3 valve ( 71 ), on the four connections of which the two sections ( 47 , 48 ) of the feed line ( 39 ) Return line ( 49 ) and the control line ( 27 ) to the actuating cylinder ( 26 ) are connected, and that the directional valve ( 71 ) has a test position ( 72 ) as the third switching position in which the proportional valve ( 12 ) is connected to the pressure medium source ( 41 ) and the actuating cylinder ( 26 ) is relieved.

8. Hydraulic control device according to one of claims 1 to 7, characterized by using the working cylinder ( 11 ) as a hy draulic actuator in a hydraulic rear axle steering.