WO2023025833A1 - Verfahren zum gedämpften ansteuern eines aktors mittels einer eingabeeinheit - Google Patents

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WO2023025833A1
WO2023025833A1 PCT/EP2022/073543 EP2022073543W WO2023025833A1 WO 2023025833 A1 WO2023025833 A1 WO 2023025833A1 EP 2022073543 W EP2022073543 W EP 2022073543W WO 2023025833 A1 WO2023025833 A1 WO 2023025833A1
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setpoint signal
hydraulic
actuator
filter function
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Edwinus HEEMSKERK
Sebastian Oschmann
Florian Muehlbauer
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an actuator using an input unit, a computing unit and a computer program for executing it, and a machine.
  • hydraulic systems are typically provided in which one or more hydraulic actuators such as cylinders are operated. This can be used, for example, to move excavator arms or booms or a shovel.
  • An input unit such as a joystick, is then usually provided in the work machine, the movements of which are converted into a control signal, which in turn is used to move a hydraulic actuator.
  • a master valve that can control the flow of hydraulic fluid, provided by a pump, into and out of the cylinder.
  • a smaller control valve is used, via which the control piston of the main valve is moved (hydraulically). With the smaller control valve, its control piston can be moved with less effort.
  • the invention provides an effective way of dampening an operator's desire to control the actuator or of reducing the system dynamics in general.
  • a setpoint signal output by an input unit is detected and filtered with a filter function in order to obtain a filtered setpoint signal that is damped, and the actuator is controlled with the filtered setpoint signal.
  • the invention presents a method for (adjustable) filtering of an electrical command value signal for an actuator that is output by an input unit (e.g. joystick, pedal, lever, etc.), with the filtering containing damping, as is the case, for example, with hydraulic throttles or glare is caused.
  • the filter function can contain a root function, in particular a PT1 function modified with a root function. This allows, for example, a particularly simple simulation of a hydraulic orifice or throttle or their damping.
  • the actuator is then controlled with the filtered setpoint signal.
  • a PWM signal based on the setpoint signal can be generated.
  • the PWM signal can be generated with an effective value that corresponds to the value of the filtered (analogue) setpoint signal.
  • the filter function with which the control signal is filtered is preferably determined as a function of a current state.
  • the current state can be determined via the setpoint signal, the filtered setpoint signal and also their relationship to one another and/or to threshold values.
  • the filter function includes in particular one or more parameters that influence the strength of the damping.
  • the parameters are determined depending on the current state. Adjustable parameters of a PT1 element are, for example, amplification factor K and time constant T. Alternatively or additionally, an operator can manually select how strong the damping should be, for example by actuating an input device (eg button, lever, etc.); a corresponding filter function or a corresponding parameter can be selected here.
  • the following criteria come into consideration to determine the current state: a sign of a current value of the setpoint signal (e.g. positive or negative voltage signal), a sign of a current value of the filtered setpoint signal (also e.g. positive or negative voltage signal), a ratio between a current value of the setpoint signal and a current value of the filtered setpoint signal (e.g. whether the setpoint signal is currently smaller, larger than or equal to the filtered signal, or vice versa), a ratio between a current value of the setpoint signal and one or more or one of several setpoint signals -Threshold values, and a ratio between a current value of the filtered setpoint signal and one or more or one of a plurality of filter signal threshold values.
  • a sign of a current value of the setpoint signal e.g. positive or negative voltage signal
  • a sign of a current value of the filtered setpoint signal also e.g. positive or negative voltage signal
  • the relevant signal is currently less than, greater than, or equal to the threshold value.
  • various states can be defined which occur, for example, during normal use of the system. Different filter functions, for example, can then be used for these different states. For example, stronger damping can be selected at the beginning and/or at the end of a movement than in between. It goes without saying that the same filter function can also be used for different states.
  • the filter function can preferably also be deactivated.
  • it can be specified whether the actuator is controlled with or without damping.
  • an operator can select manually, e.g. by actuating a switching means (e.g. button), whether the movements of the actuator generated by the input unit should be subject to damping or not.
  • the actuator is always controlled with damping even in one or more predefined situations, i.e. for this purpose, for example, a manually deselected damping can still be used, i.e. a deactivation of the filter function is canceled in at least one predefined situation. This serves to protect the components.
  • Such situations include, in particular, situations where there is a high load, e.g., pressure spikes in the hydraulic fluid.
  • the filter function is deactivated or it is determined whether the actuator is controlled with or without damping.
  • the current state cannot only be used to to decide how strong or what type of damping is (via the filter function), but also whether damping is used at all. For example, there may be no damping in the case of very slow movements.
  • the invention can be used particularly advantageously when the system is an electro-hydraulic system.
  • damping can be achieved, for example, by using hydraulic throttles or orifices, particularly in combination with non-return valves, which are arranged between the input unit and the main valve or its control piston.
  • a disadvantage here is that these hydraulic throttle check valves always work in the same way when the control piston of the main valve moves in the same direction. It is not possible to distinguish between activation (moving the control piston in one direction) and deactivation (moving the control piston in the other direction) because in both cases the displacement volume flow is slowed down by the same orifice.
  • a (small, electrically controllable) control valve (as an actuator) can be used, in particular for hydraulic pilot control of a (large, hydraulically controllable) main valve, via which hydraulic units are supplied with hydraulic fluid.
  • the control valve is controlled electrically, ie one or more electromagnets are provided, for example, via which the control piston of the control valve can be moved by applying a corresponding voltage to the electromagnet or its coil, so that a current flows therein.
  • PWM pulse width modulated
  • a control signal or signal for the control valve and thus for controlling or operating the electro-hydraulic system is derived from the setpoint signal that is generated and output by the input unit, eg the mentioned joystick.
  • a hydraulic system can be used in particular in a work machine, in particular a mobile work machine such as an excavator, a forklift or a telehandler. This applies correspondingly to the electrohydraulic system within the scope of the invention.
  • a hydraulic cylinder for example, can be considered as a hydraulic unit, by means of which, for example, an excavator arm can be moved.
  • a hydraulic motor as a hydraulic unit is also conceivable.
  • a joystick in particular can be considered as an input unit, via which the excavator arm, for example, can then be moved.
  • the associated, typically analog, setpoint signal can then be converted into a PWM signal with a duty cycle between 0% and 100% (full deflection) as a control signal for the valve. This can apply to both forwards and backwards, eg for extending or retracting the cylinder.
  • a PWM signal can also be output directly, but also a bus signal such as a CAN signal.
  • the invention can be used in particular when the system or electro-hydraulic system is used to operate a work machine, in particular a mobile work machine.
  • a work machine in particular a mobile work machine.
  • hydraulic units in the case of work machines, not just one, but rather several hydraulic units are typically used, which may also be supplied with hydraulic fluid from a common pump.
  • Each hydraulic unit can be assigned its own main valve with associated control valve as an actuator; however, all valves can be provided in a common valve block.
  • a joystick for example, can also be used as an input unit to control two or more control valves (with correspondingly two or more setpoint signals or filtered setpoint signals).
  • movement in the positive and negative y-direction can cause movement of a hydraulic cylinder for an excavator arm
  • movement in positive and negative x-direction can cause movement of a hydraulic cylinder for a shovel.
  • damping or damping can be carried out in just one case.
  • Further input units can be provided in the same way, e.g. a foot pedal for a hydraulic motor for propulsion.
  • the invention is described here and below in particular in relation to electro-hydraulic systems with an electrically controllable control valve as an actuator, the Invention affect any actuators, such as a motor as an actuator with accelerator pedal as an input unit.
  • a computing unit according to the invention e.g. a control unit of a working machine, is set up, in particular in terms of programming, to carry out a method according to the invention.
  • the invention also relates to a working machine, in particular a mobile working machine, with in particular an electro-hydraulic system in which a hydraulic unit can be supplied with hydraulic fluid via a pump and a main valve, in which the main valve can be hydraulically pilot-controlled via an electro-hydraulic control valve as an actuator , and in which the control valve can be controlled electrically using an input unit, with an input unit and with a computing unit according to the invention.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard drives, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • FIG. 1 shows a working machine with an electro-hydraulic system in which the method according to the invention can be used.
  • FIG. 2 schematically shows part of the electro-hydraulic system from FIG. 1 in a more detailed view.
  • FIG. 3 shows a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 4 shows a sequence of a method according to the invention in a further preferred embodiment.
  • FIG. 5 shows a diagram to illustrate states in a method according to the invention in a further preferred embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a circuit diagram of a work machine 100 with an electro-hydraulic system 110 in which the method according to the invention can be used.
  • a work machine according to the invention such as an excavator.
  • the electro-hydraulic system 110 has a hydraulic unit 120, configured here for example as a hydraulic cylinder 122 with a piston 124 movable therein.
  • the electro-hydraulic system 110 also has a main valve 130, a control valve 140 as an actuator (shown in FIG. 1 in the form of two partial valves 142, 144, shown in more detail in FIG. 2), a pump 150 and a tank 152.
  • the pump 150--this can be a variable-speed pump, for example--can take hydraulic fluid from the tank 152 and feed it to the main valve at a pressure connection P.
  • Hydraulic actuator 120 is connected to main valve 130 via working connections A and B.
  • the tank 152 is also connected to a tank connection T of the main valve 130, via which hydraulic fluid can flow back into the tank 152.
  • the main valve 130 has a control piston 132 (only shown schematically in FIG. 1, shown in more detail in FIG. 2), which can be displaced in order, for example, to allow hydraulic fluid to flow from the pressure port P via the working port A into the hydraulic cylinder 120, from the hydraulic cylinder 120 return hydraulic fluid can flow into the working port B and then in the main valve to the tank port T. Accordingly, a reverse flow direction of the hydraulic fluid is possible.
  • the control piston 132 of the main valve 130 can be moved by the control valve 140 or 142, 144 against springs 134.1, 134.2.
  • the control valve also has a pressure port P and a tank port T. As can be seen in particular in FIG. 2, the pressure port P and the tank port T of the main valve 130 and the control valve 140 can be connected.
  • the control valve has two parts 142 and 144, which each form or contain an electromagnet with magnetic coils 142.1 or 144.1. Magnet armatures 142.1 or 144.2 are formed at both ends of a control piston 146 of the control valve 140, so that when the electromagnets 142.1 or 144.1 are energized accordingly, the control piston 146 can be displaced in one direction or the other against springs 142.3 or 144.3.
  • a pressure can thus be built up at port a, which moves the control piston 132 of the main valve 130 to the right; Accordingly, a pressure can be built up at port b, which moves the control piston 132 of the main valve 130 to the left.
  • Both the control valve 140 and the main valve 130 are designed as proportional valves.
  • an input unit 160 which may be a joystick, for example.
  • This input unit 160 generates a target value signal, which can be recorded by the computing unit 170, e.g. a control unit of the work machine 100.
  • the setpoint signal is processed and filtered in the arithmetic unit 160; the filtered setpoint signal is then used, for example, to generate a pulse width modulated voltage for the control valve 140 or there the electromagnets 142.1 or 144.1, i.e. the control valve 140 is controlled with it.
  • the hydraulic actuator 120 can then be actuated.
  • FIG. 3 shows a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • the input unit 160 is shown, which outputs a target value signal 162 which is then recorded in the arithmetic unit 170 .
  • a current state is determined (refer to FIG. 4 for an explanation of states) and, depending on this, one or more parameters 176 are then selected, for example, which are used in a filter function 174, in particular a time function.
  • the setpoint signal 162 is filtered by means of this filter function 174, so that the filtered setpoint signal 164 is obtained.
  • This filtered setpoint signal 164 is output, ie, as mentioned, the control valve 140 is controlled on the basis thereof, but it is also used—in addition to setpoint signal 162—to determine the current state in block or step 172 .
  • the filter function 174 can, in particular, be a time function that simulates damping of a hydraulic diaphragm.
  • a gradient limitation or, in particular, a (possibly also modified) PT1 or PT2 element is suitable for this.
  • a function based on a PT1 function can be used as the filter function 174 .
  • the difference equation of a PT1 element is: u food input signal, y n output signal,
  • T filter constant and k gain factor typically having a value of 1).
  • Q indicates the volume flow of the hydraulic fluid, a 0 the flow coefficient, A o the flow cross section, p the density of the hydraulic fluid, and p ⁇ - p 2 the pressure difference across the orifice.
  • p ⁇ represents the pressure in front of the orifice which, with the desired filter function for the damping, results from the actual or setpoint signal (i.e. input). speaks.
  • the pressure after the orifice is represented by p 2 , which corresponds to the current pressure at the control piston of the main valve (i.e. the outlet) with the desired filter function for the damping.
  • the setpoint signal can be filtered in such a way that the resulting pressure at the control piston of the main valve corresponds to a pressure as if an orifice that follows the above equation were present.
  • the filter function 174 maps the characteristic behavior of an aperture
  • the PT1 function is modified with a root function to:
  • the flow cross section of an orifice can also be simulated by the filter function in this way, for example, and in particular different flow cross sections can be used as parameters.
  • the amplification factor k should be set equal to 1, so that the input value is statically equal to the output value.
  • the filter constant T determines how strong the filtering is. This means that different hydraulic throttle cross sections can be simulated by varying the filter constant T.
  • FIG. 4 shows a sequence of a method according to the invention in a further preferred embodiment.
  • setpoint signal 162 and filtered setpoint signal 164 are shown over time t. Both signals can vary between +100% and -100% (for the setpoint signal this means e.g. full deflection of the input unit in one direction or the other).
  • a total of 17 different states 201 to 217 are shown as examples, each of which is present at a specific point in time and is determined using the current values of the setpoint signal and the filtered setpoint signal and, for example, their signs, relationships to one another or to threshold values. Depending on the status, for example, filtering can then be carried out from this point in time or not (if not, this corresponds to filtered setpoint signal here the setpoint signal). Thresholds are labeled 301-310. Additional designations are given in brackets for the threshold values.
  • Filtered command value signal is positive, smaller/equal to the command value signal and smaller than the threshold 301 (agPosSelMin)
  • Filtered command value signal is positive, less than/equal to the command value signal and less than the threshold 302 (agPosSelMax)
  • Filtered command value signal is positive, less than/equal to the command value signal and greater than threshold 302 (agPosSelMax)
  • Filtered command value signal is positive, greater than/equal to the command value signal and greater than threshold 303 (agPosDeSelMax)
  • Filtered setpoint signal is positive, greater than/equal to the setpoint signal and lower than the threshold 303' (agPosDeSelMin)
  • Filtered reference signal is positive, greater than/equal to reference signal and greater than threshold 304 (agNegSelMin)
  • Filtered setpoint signal is negative, greater than/equal to setpoint signal and lower than threshold 304 (agNegSelMin)
  • Filtered setpoint signal is negative, greater than/equal to setpoint signal and lower than threshold 305 (agNegSelMax)
  • Filtered reference signal is negative, less than/equal to reference signal and less than threshold 306 (agNegDeSelMax)
  • Filtered command value signal is negative, less than/equal to the command value signal and greater than the threshold 306 (agNegDeSelMax)
  • Filtered command value signal is negative, less than/equal to the command value signal and greater than the threshold 307 (agNegDeSelMin)
  • Setpoint signal is negative, lower than threshold 308 (agCntrDbnd), filtered setpoint signal is higher than threshold 309 (agCntrDeSelMin)
  • Setpoint signal is negative, lower than threshold 308 (agCntrDbnd), filtered setpoint signal is lower than threshold 309 (agCntrDeSelMin)
  • Setpoint signal is negative, lower than threshold 308 (agCntrDbnd), filtered setpoint signal is lower than threshold 310 (agCntrMax)
  • Setpoint signal is positive, greater than threshold 308 (agCntrDbnd), filtered setpoint signal is lower than threshold 304 (agNegSelMin)
  • Setpoint signal is positive, greater than threshold 308 (agCntrDbnd), filtered setpoint signal is lower than threshold 301 (agPosSelMin)
  • Command value signal is positive, greater than threshold 308 (agCntrDbnd), filtered command value signal is greater than threshold 301 (agPosSelMin)
  • ag stands for "angle” and is derived from the input signal with the joystick angle
  • Pos/Neg indicates the sign of the threshold value
  • Sel/DeSel stands for Select / DeSelect and indicates the distinction between: activation, then rising branch, or deactivation, then falling branch. The following applies to the threshold values for countering:
  • Cntr stands for “Countering” and means a quick change of direction of the joystick
  • Dbnd stands for "Deadband” and is a threshold so that an incorrect recognition of "Countering” is avoided as far as possible.
  • agCntr + Sel/DeSel+Min are thresholds for counter detection
  • lower limit agCntrMax are thresholds for counter detection, lower limit or upper limit.
  • FIG. 5 the relationships between setpoint signal 162 and filtered setpoint signal 164 are shown as a two-dimensional diagram, in which corresponding areas can be distinguished.
  • Area 501 corresponds to a positive deflection
  • area 502 to a negative deflection area 503 to a positive deflection with countermeasures
  • area 504 to a negative deflection with countermeasures area 505 to a positive control, possibly with countermeasures, and area 506 to a negative one Control with counters if necessary.
  • Activation corresponds to the acceleration of a consumer
  • deactivation corresponds to the deceleration of a consumer. It is important here, for example, that acceleration and deceleration can be provided with different parameters and thus different dynamics.
  • the lines are the threshold values (eg agPosSelMin, agPosSelMax, etc.) and thus show for the two axes (nominal/actual value) which factor is selected for filtering. This is shown once in the normal case and additionally (separated by the 45° line) for the countering case.
  • the labels for the lines or threshold values correspond to those from Figure 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Aktors (140) mittels einer Eingabeeinheit (160), wobei ein von der Eingabeeinheit (160) ausgegebenes elektrisches Sollwertsignal (162) erfasst und mit einer Filterfunktion (174) gefiltert wird, sodass ein gefiltertes Sollwertsignal (164) erhalten wird, wobei die Filterfunktion (174) eine Dämpfung beinhaltet, und wobei der Aktor (140) mit dem gefilterten Sollwertsignal (164) angesteuert wird, sowie eine Arbeitsmaschine (100) mit Aktor und Eingabeeinheit.

Description

R. 396036
Robert Bosch GmbH
R.396036 - Tagliabue
Verfahren zum gedämpften Ansteuern eines Aktors mittels einer Eingabeeinheit
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Aktors mittels einer Eingabeeinheit, eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung sowie eine Arbeitsmaschine.
Hintergrund der Erfindung
Bei Arbeitsmaschinen wie z.B. Bagger sind typischerweise hydraulische Systeme vorgesehen, bei denen einer oder mehrere hydraulische Aktoren wie z.B. Zylinder betrieben werden. Damit lassen sich z.B. Baggerarme bzw. Ausleger oder eine Schaufel bewegen. In der Arbeitsmaschine ist dann in der Regel eine Eingabeeinheit wie z.B. ein Joystick vorgesehen, dessen Bewegungen in ein Ansteuersignal umgesetzt werden, das wiederum dazu dient, einen hydraulischen Aktor zu bewegen.
Typischerweise wird ein Hauptventil verwendet, das den Fluss von Hydraulikfluid, das von einer Pumpe bereitgestellt wird, in bzw. aus dem Zylinder steuern kann. Bei einer sog. (hydraulischen) Vorsteuerung des Hauptventils wird ein kleineres Steuerventil verwendet, über das der Steuerkolben des Hauptventils (hydraulisch) bewegt wird. Bei dem kleineren Steuerventil kann dessen Steuerkolben mit weniger Kraftaufwand bewegt werden.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ansteuern eines Aktors mittels einer Eingabeeinheit, eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung sowie eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Bei der Bedienung eines solchen Aktors ist oftmals eine gewisse Dämpfung des eigentlichen Bedienwunsches gewünscht. Es soll also z.B. trotz schneller und vollständiger Auslenkung der Bedieneinheit der Aktor nicht schnellstmöglich bewegt werden, sondern langsamer, um z.B. Beschädigungen zu verhindern. Die Erfindung schafft eine wirksame Möglichkeit, einen Bedienwunsch zum Ansteuern des Aktors zu dämpfen bzw. die Systemdynamik allgemein zu reduzieren. Dazu wird ein von einer Eingabeeinheit ausgegebenes Sollwertsignal erfasst und mit einer Filterfunktion gefiltert, um ein gefiltertes Sollwertsignal zu erhalten, das gedämpft ist, und der Aktor wird mit dem gefilterten Sollwertsignal angesteuert. Mit anderen Worten stellt die Erfindung ein Verfahren zum (einstellbaren) Filtern eines von einer Eingabeeinheit (z.B. Joystick, Pedal, Hebel usw.) ausgegebenen elektrischen Sollwertsignals für einen Aktor vor, wobei die Filterung eine Dämpfung enthält, wie sie beispielsweise durch hydraulische Drosseln bzw. Blenden verursacht wird.
Die Filterfunktion kann eine Wurzelfunktion beinhalten, insbesondere eine mit einer Wurzelfunktion modifizierte PT1-Funktion. Dies erlaubt z.B. das besonders einfache Nachbilden einer hydraulischen Blende oder Drossel bzw. deren Dämpfung. Der Aktor wird dann mit dem gefilterten Sollwertsignal angesteuert. Ja nach Aktortyp (insbesondere bei elektromagnetischen Aktoren) kann ein auf dem Sollwertsignal basierendes PWM-Signal erzeugt werden. Das PWM-Signal kann dabei mit einem Effektivwert erzeugt werden, der dem Wert des gefilterten (analogen) Sollwertsignals entspricht.
Vorzugsweise wird die Filterfunktion, mit der das Steuersignal gefiltert wird, in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand bestimmt. Der aktuelle Zustand wiederum kann über das Sollwertsignal, das gefilterte Sollwertsignal und auch deren Verhältnis zueinander und/oder zu Schwellwerten bestimmt werden. Die Filterunktion umfasst hierzu insbesondere einen oder mehrere Parameter, die eine Stärke der Dämpfung beeinflussen. Die Parameter werden in Abhängigkeit vom aktuellen Zustand bestimmt. Einstellbare Parameter eines PT1-Glieds sind z.B. Verstärkungsfaktor K und Zeitkonstante T. Alternativ oder zusätzlich kann z.B. durch einen Bediener manuell, z.B. durch Betätigen eines Eingabemittels (z.B. Taste, Hebel usw.) gewählt werden, wie stark die Dämpfung sein soll; hier kann dann eine entsprechende Filterfunktion bzw. dort ein entsprechender Parameter gewählt werden. Insbesondere kommen die folgenden Kriterien in Betracht, den aktuellen Zustand zu bestimmen: ein Vorzeichen eines aktuellen Werts des Sollwertsignals (also z.B. positives oder negatives Spannungssignal), ein Vorzeichen eines aktuellen Werts des gefilterten Sollwertsignals (auch z.B. positives oder negatives Spannungssignal), ein Verhältnis zwischen einem aktuellen Wert des Sollwertsignals und einem aktuellen Wert des gefilterten Sollwertsignals (also z.B. ob das Sollwertsignal aktuell kleiner oder größer oder gleich dem gefilterten Signal ist, oder umgekehrt), ein Verhältnis zwischen einem aktuellen Wert des Sollwertsignals und einem oder mehreren oder einem von mehreren Sollwertsignal-Schwellwerten, und ein Verhältnis zwischen einem aktuellen Wert des gefilterten Sollwertsignals und einem oder mehreren oder einem von mehreren Filtersignal-Schwellwerten. Auch in Bezug auf die Schwellwerte kommt in Betracht ob z.B. das betreffende Signal aktuell kleiner oder größer oder gleich dem Schwellwert ist. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Zustände definieren, die z.B. während üblicher Verwendungen des Systems auftreten. Für diese verschiedenen Zustände lassen sich dann z.B. verschiedene Filterfunktionen verwenden. Beispielsweise kann am Anfang und/oder am Ende einer Bewegung eine stärkere Dämpfung gewählt werden, als dazwischen. Es versteht sich, dass für verschiedene Zustände auch dieselbe Filterfunktion verwendet werden kann.
Bevorzugt ist die Filterfunktion auch deaktivierbar. Mit anderen Worten ist vorgebbar, ob der Aktor mit oder ohne Dämpfung angesteuert wird. So kann z.B. durch einen Bediener manuell, z.B. durch Betätigen eines Schaltmittels (z.B. Taste) gewählt werden, ob seine durch die Eingabeeinheit erzeugten Bewegungen des Aktors einer Dämpfung unterliegen sollen oder nicht. Vorteilhafterweise wird der Aktor aber auch bei einer oder mehreren vorgegebenen Situationen immer mit Dämpfung angesteuert, d.h. hierfür kann z.B. eine manuell abgewählte Dämpfung trotzdem verwendet werden, d.h. eine Deaktivierung der Filterfunktion wird in wenigstens einer vorgegebenen Situation aufgehoben. Dies dient dem Bauteileschutz. Solche Situationen umfassen insbesondere Situationen, in denen eine hohe Last anliegt, z.B. Druckspitzen im Hydraulikfluid auftreten.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand die Filterfunktion deaktiviert wird bzw. bestimmt wird, ob der Aktor ohne oder mit Dämpfung angesteuert wird. Mit anderen Worten kann der aktuelle Zustand nicht nur dazu verwendet wer- den zu entscheiden, wie stark bzw. von welcher Art die Dämpfung ist (über die Filterfunktion), sondern auch, ob überhaupt eine Dämpfung verwendet wird. So kann z.B. bei sehr langsamen Bewegungen eine Dämpfung ausbleiben.
Hierzu sei angemerkt, dass dann, wenn keine Dämpfung verwendet werden soll, das (eigentliche) Sollwertsignal anstelle des gefilterten Sollwertsignals zum Ansteuern des Aktors verwendet wird, d.h. die Filterfunktion umgangen wird. Denkbar wäre auch, die Filterfunktion in diesem Fall derart zu gestalten, dass gar keine Filterung vorgenommen wird, z.B. ein PT1- Glied mit Verstärkungsfaktor K=1 und Zeitkonstante T=0.
Die Erfindung kann insbesondere dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn das System ein elektro-hydraulisches System ist. Bei rein hydraulischen Systemen (dort gibt es keine elektrischen Sollwertsignale) kann eine Dämpfung z.B. durch die Verwendung von hydraulischen Drosseln bzw. Blenden, insbesondere in Kombination mit Rückschlagventilen erfolgen, die zwischen der Eingabeeinheit und dem Hauptventil bzw. dessen Steuerkolben angeordnet sind. Ein Nachteil hierbei ist aber, dass diese hydraulischen Drosselrückschlagventile immer gleich wirken, wenn sich der Steuerkolben des Hauptventils in die gleiche Richtung bewegt. Eine Unterscheidung zwischen dem Ansteuern (Steuerkolben in die eine Richtung bewegen) und Absteuern (Steuerkolben in die andere Richtung bewegen) ist nicht möglich, weil in beiden Fällen der Verschiebevolumenstrom durch die gleiche Blende gebremst wird. Bei elektro-hydraulischen Systemen kann ein (kleines, elektrisch ansteuerbares) Steuerventil (als Aktor) insbesondere zum hydraulischen Vorsteuern eines (großen, hydraulisch ansteuerbaren) Hauptventils, über welches Hydraulikaggregate mit Hydraulikfluid versorgt werden), eingesetzt werden. Das Steuerventil wird elektrisch angesteuert, d.h. es sind z.B. ein oder mehrere Elektromagneten vorgesehen, über die der Steuerkolben des Steuerventils bewegt werden kann, indem eine entsprechende Spannung an den Elektromagneten bzw. dessen Spule angelegt wird, sodass darin ein Strom fließt. Denkbar ist hier z.B. eine pulsbreitenmodulierte (PWM) Ansteuerung. Da das Steuerventil elektrisch angesteuert wird, aber selbst dann z.B. hydraulisch das Hauptventil steuert, wird von einem elektro-hydraulischen Steuerventil bzw. einer elektro-hydraulischen Ansteuerung gesprochen. Ein Steuersignal oder Signal für das Steuerventil und damit zum Ansteuern bzw. Betreiben des elektro-hydraulischen Systems wird aus dem Sollwertsignal abgeleitet, das von der Eingabeeinheit erzeugt und ausgegeben wird, z.B. dem erwähnten Joystick. Wie eingangs erwähnt, kann ein hydraulisches System insbesondere in einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer mobilen Arbeitsmaschine wie z.B. einem Bagger, einem Gabelstapler oder einem Telehandler eingesetzt werden. Dies gilt entsprechend für das elektrohydraulische System im Rahmen der Erfindung. Als Hydraulikaggregat kommt z.B. ein hydraulischer Zylinder in Betracht, mittels dessen z.B. ein Baggerarm bewegt werden kann. Denkbar ist aber auch ein hydraulischer Motor als Hydraulikaggregat. Als Eingabeeinheit kommt insbesondere ein Joystick in Betracht, über den dann z.B. der Baggerarm bewegt werden kann. Je nachdem, wie stark der Joystick ausgelenkt wird, kann das zugehörige, typischerweise analoge, Sollwertsignal dann in ein PWM-Signal mit z.B. einen Tastgrad zwischen 0% und 100% (volle Auslenkung) als Steuersignal für das Ventil umgewandelt werden. Dies kann sowohl für Vorwärts als auch Rückwärts gelten, also z.B. zum Aus- bzw. Einfahren des Zylinders. Je nach Art der Eingabeeinheit kann davon aber auch direkt ein PWM- Signal ausgegeben werden, ebenso aber auch ein Bus-Signal wie z.B. ein CAN-Signal.
Wie erwähnt, kann die Erfindung insbesondere dann eingesetzt werden, wenn das System bzw. elektro-hydraulische System zum Betreiben einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer mobilen Arbeitsmaschine, verwendet wird. Hierzu sei auch erwähnt, dass bei Arbeitsmaschinen typischerweise nicht nur ein, sondern mehrere Hydraulikaggregate verwendet werden, die ggf. auch von einer gemeinsamen Pumpe mit Hydraulikfluid versorgt werden. Jedem Hydraulikaggregat kann ein eigenes Hauptventil mit zugehörigem Steuerventil als Aktor zugeordnet sein; alle Ventile können aber in einem gemeinsamen Ventilblock vorgesehen sein. Bei mehreren Hydraulikaggregaten kann dann z.B. ein Joystick als Eingabeeinheit auch zur Ansteuerung von zwei oder mehr Steuerventilen (mit entsprechend zwei oder mehr Sollwertsignalen bzw. gefilterten Sollwertsignalen) verwendet werden. So kann z.B. eine Bewegung in positive und negative y-Richtung die Bewegung eines hydraulischen Zylinders für einen Baggerarm und eine Bewegung in positive und negative x-Richtung die Bewegung eines hydraulischen Zylinders für eine Schaufel bewirken. Es versteht sich, dass hier dann verschiedene Arten der Dämpfung oder auch nur in einem Fall eine Dämpfung vorgenommen werden kann. Auf gleiche Weise können weitere Eingabeeinheiten vorgesehen sein, so z.B. auch ein Fußpedal für einen hydraulischen Motor zum Vortrieb.
Wenngleich die Erfindung hier und nachfolgend insbesondere in Bezug auf elektro-hydraulische Systeme mit elektrisch ansteuerbarem Steuerventil als Aktor beschrieben wird, soll die Erfindung beliebige Aktoren betreffen, so z.B. einen Motor als Aktor mit Gaspedal als Eingabeeinheit.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät einer Arbeitsmaschine, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Arbeitsmaschine, insbesondere eine mobile Arbeitsmaschine, mit insbesondere einem elektro-hydraulischen System, bei dem ein Hydraulikaggregat über eine Pumpe und ein Hauptventil mit Hydraulikfluid versorgbar ist, bei dem das Hauptventil über ein elektro-hydraulisches Steuerventil als Aktor hydraulisch vorsteuerbar ist, und bei dem das Steuerventil unter Verwendung einer Eingabeeinheit elektrisch ansteuerbar ist, mit einer Eingabeeinheit und mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit.
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt schematisch eine Arbeitsmaschine mit einem elektro-hydraulischen System, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann.
Figur 2 zeigt schematisch einen Teil des elektro-hydraulischen Systems aus Figur 1 in detaillierterer Ansicht.
Figur 3 zeigt einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
Figur 4 zeigt einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Figur 5 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zuständen bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt schematisch einen Schaltplan einer Arbeitsmaschine 100 mit einem elektro-hydraulischen System 110, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann. Insbesondere kann es sich dabei auch um eine erfindungsgemäße Arbeitsmaschine wie z.B. einen Bagger handeln.
Das elektro-hydraulische System 110 weist einen Hydraulikaggregat 120 auf, hier beispielsweise als hydraulischer Zylinder 122 mit darin beweglichem Kolben 124 ausgebildet. Das elektro-hydraulische System 110 weist zudem ein Hauptventil 130, ein Steuerventil 140 als Aktor (in Figur 1 in Form zweier Teilventile 142, 144 gezeigt, in Figur 2 detaillierter dargestellt), eine Pumpe 150 sowie einen Tank 152 auf. Die Pumpe 150 - dabei kann es sich z.B. um eine drehzahlvariable Pumpe handeln - kann aus dem Tank 152 Hydraulikfluid entnehmen und an einem Druckanschluss P dem Hauptventil zuführen. Über Arbeitsanschlüsse A und B ist der hydraulische Aktor 120 an das Hauptventil 130 angeschlossen. Zudem ist der Tank 152 auch an einen Tankanschluss T des Hauptventils 130 angeschlossen, worüber Hydraulikfluid wieder in den Tank 152 fließen kann. Das Hauptventil 130 weist einen Steuerkolben 132 (in Figur 1 nur schematisch gezeigt, in Figur 2 detaillierter dargestellt), auf, der verschoben werden kann, um z.B. Hydraulikfluid vom Druckanschluss P über den Arbeitsanschluss A in den Hydraulikzylinder 120 fließen zu lassen, aus dem Hydraulikzylinder 120 zurückfließendes Hydraulikfluid kann in den Arbeitsanschluss B und dann im Hauptventil zum Tankanschluss T fließen. Entsprechend ist eine umgekehrte Flussrichtung des Hydraulikfluids möglich.
Der Steuerkolben 132 des Hauptventils 130 kann durch das Steuerventil 140 bzw. 142, 144 gegen Federn 134.1 , 134.2 bewegt werden. Das Steuerventil weist ebenfalls einen Druckanschluss P und einen Tankanschluss T auf. Wie insbesondere in Figur 2 zu sehen, können der Druckanschluss P und der Tankanschluss T von Hauptventil 130 und Steuerventil 140 verbunden sein. Das Steuerventil weist zwei Teile 142 und 144 auf, die jeweils einen Elektromagneten mit Magnetspulen 142.1 bzw. 144.1 bilden bzw. beinhalten. An einem Steuerkolben 146 des Steuerventils 140 sind an beiden Enden jeweils Magnetanker 142.1 bzw. 144.2 gebildet, sodass bei entsprechender Bestromung der Elektromagneten 142.1 bzw. 144.1 der Steuerkolben 146 gegen Federn 142.3 bzw. 144.3 in die eine oder die andere Richtung verschoben werden kann. Damit kann ein Druck an dem Anschluss a aufgebaut werden, was den Steuerkolben 132 des Hauptventils 130 nach rechts bewegt; entsprechend kann ein Druck an dem Anschluss b aufgebaut werden, was den Steuerkolben 132 des Hauptventils 130 nach links bewegt. Sowohl das Steuerventil 140 als auch das Hauptventil 130 sind dabei als Proportionalventile ausgebildet.
Weiterhin ist in Figur 1 eine Eingabeeinheit 160 gezeigt, bei der es sich z.B. um einen Joystick handeln kann. Diese Eingabeeinheit 160 erzeugt ein Sollwertsignal, das über die Recheneinheit 170, z.B. ein Steuergerät der Arbeitsmaschine 100, erfasst werden kann. In der Recheneinheit 160 wird das Sollwertsignal verarbeitet und gefiltert; das gefilterte Sollwertsignal wird dann z.B. zur Erzeugung einer pulsbreitenmodulierten Spannung für das Steuerventil 140 bzw. dort die Elektromagneten 142.1 bzw. 144.1 verwendet, d.h. das Steuerventil 140 wird damit angesteuert. Je nach angelegter Spannung kann dann der hydraulische Aktor 120 betätigt werden.
In Figur 3 ist ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Hierzu ist die Eingabeeinheit 160 gezeigt, die ein Sollwertsignal 162 ausgibt, das dann in der Recheneinheit 170 erfasst wird. In Block oder Schritt 172 werden dann ein aktueller Zustand (für die Erläuterung von Zuständen sei auf Figur 4 verwiesen) bestimmt und in Abhängigkeit davon dann z.B. einer oder mehrere Parameter 176 gewählt, die in einer Filterfunktion 174, insbesondere einer Zeitfunktion, verwendet werden. Mittels dieser Filterfunktion 174 wird das Sollwertsignal 162 gefiltert, sodass das gefilterte Sollwertsignal 164 erhalten wird. Dieses gefilterte Sollwertsignal 164 wird zum einen ausgegeben, d.h. auf Grundlage davon wird, wie erwähnt, das Steuerventil 140 angesteuert, zum anderen wird es aber auch - neben dem Sollwertsignal 162 - verwendet, um im Block oder Schritt 172 den aktuellen Zustand zu bestimmen.
Die Filterfunktion 174 kann, wie schon erwähnt, insbesondere eine Zeitfunktion sein, die eine Dämpfung einer hydraulischen Blende nachbildet. Hierfür eignet sich z.B. eine Gradientenlimitierung oder insbesondere ein (ggf. auch modifiziertes) PT1- oder auch PT2-Glied.
Als Filterfunktion 174 kann eine Funktion auf Grundlage einer PT1 -Funktion verwendet werden. Die Differenzengleichung eines PT1-Glieds lautet:
Figure imgf000011_0001
u„ Eingangssignal, yn Ausgangssignal,
At Abtastzeit,
T Filterkonstante und k Verstärkungsfaktor (typischerweise mit einem Wert von 1).
Aus der Hydraulik ergibt sich eine typische Gleichung für eine hydraulische Blende zu:
2
Q = a0 ■ , ■ I- ■ (Pi - P2)
Dabei gibt Q den Volumenstrom des Hydraulikfluids an, a0 den Durchflusskoeffizienten, Ao den Durchflussquerschnitt, p die Dichte des Hydraulikfluids, und p} - p2 die Druckdifferenz über die Blende. Dabei stellt p} den Druck vor der Blende dar, der bei der gewünschten Filterfunktion für die Dämpfung dem eigentlichen bzw. Soll-Sollwertsignal (also Eingang) ent- spricht. Mit p2 ist der Druck nach der Blende dargestellt, der bei der gewünschten Filterfunktion für die Dämpfung dem aktuellen Druck am Steuerkolben des Hauptventils (also Ausgang) entspricht.
Durch entsprechende Wahl der Filterfunktion 174 kann das Sollwertsignal so gefiltert werden, dass der damit resultierende Druck am Steuerkolben des Hauptventils einem Druck entspricht, als wäre eine Blende vorhanden, die obiger Gleichung folgt.
Damit die Filterfunktion 174 das charakteristische Verhalten einer Blende abbildet, wird die PT1 -Funktion mit einer Wurzelfunktion modifiziert zu:
Figure imgf000012_0001
Wie anhand der Gleichung zu sehen ist, kann auf diese Weise z.B. auch der Durchflussquerschnitt einer Blende durch die Filterfunktion simuliert werden, insbesondere können so verschiedene Durchflussquerschnitte als Parameter verwendet werden. Der Verstärkungsfaktor k ist praktischerweise gleich 1 zu setzen, damit statisch der Eingangswert gleich dem Ausgangswert ist. Die Filterkonstante T bestimmt, wie stark die Filterung ist. Damit können durch Variation der Filterkonstante T verschiedene hydraulische Drosselquerschnitte nachgebildet werden.
In Figur 4 ist ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Hierzu sind das Sollwertsignal 162 und das gefilterter Sollwertsignal 164 über der Zeit t dargestellt. Beide Signale können zwischen +100% und -100% variieren (für das Sollwertsignal bedeutet dies z.B. Vollausschlag der Eingabeeinheit in die eine oder die andere Richtung).
Zudem sind insgesamt und beispielhaft 17 verschiedenen Zustände 201 bis 217 gezeigt, die jeweils zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegen und anhand der aktuellen Werte des Sollwertsignals und des gefilterten Sollwertsignals und z.B. deren Vorzeichen, Verhältnissen zueinander oder auch zu Schwellwerten bestimmt sind. Je nach Zustand kann dann z.B. ab diesem Zeitpunkt eine Filterung vorgenommen werden oder nicht (falls nicht, entspricht das gefilterte Sollwertsignal hier dem Sollwertsignal). Schwellwerte sind mit 301 bis 310 bezeichnet. Für die Schwellwerte sind in Klammern zusätzlich noch weitere Bezeichnungen angegeben.
Nachfolgend sollen diese verschiedenen Zustände mit den Bedingungen beispielhaft aufgezählt werden, wie sie auch in der Figur 4 dargestellt sind.
201 : Gefiltertes Sollwertsignal ist positiv, kleiner/gleich dem Sollwertsignal und kleiner als die Schwelle 301 (agPosSelMin)
202: Gefiltertes Sollwertsignal ist positiv, kleiner/gleich dem Sollwertsignal und kleiner als die Schwelle 302 (agPosSelMax)
203: Gefiltertes Sollwertsignal ist positiv, kleiner/gleich dem Sollwertsignal und größer als die Schwelle 302 (agPosSelMax)
204: Gefiltertes Sollwertsignal ist positiv, größer/gleich dem Sollwertsignal und größer als die Schwelle 303 (agPosDeSelMax)
205: Gefiltertes Sollwertsignal ist positiv, größer/gleich dem Sollwertsignal und kleiner als die Schwelle 303‘ (agPosDeSelMin)
206: Gefiltertes Sollwertsignal ist positiv, größer/gleich dem Sollwertsignal und größer als die Schwelle 304 (agNegSelMin)
207: Gefiltertes Sollwertsignal ist negativ, größer/gleich dem Sollwertsignal und kleiner als die Schwelle 304 (agNegSelMin)
208: Gefiltertes Sollwertsignal ist negativ, größer/gleich dem Sollwertsignal und kleiner als die Schwelle 305 (agNegSelMax)
209: Gefiltertes Sollwertsignal ist negativ, kleiner/gleich dem Sollwertsignal und kleiner als die Schwelle 306 (agNegDeSelMax) 210: Gefiltertes Sollwertsignal ist negativ, kleiner/gleich dem Sollwertsignal und größer als die Schwelle 306 (agNegDeSelMax)
211 : Gefiltertes Sollwertsignal ist negativ, kleiner/gleich dem Sollwertsignal und größer als die Schwelle 307 (agNegDeSelMin)
Zusätzlich kann bei diesen oder vergleichbaren Zuständen noch der Sonderfall „Kontern“, also der besonders schnelle Wechsel der Richtungen, die mit der Eingabeeinheit vorgegeben wird (z.B. wenn die Schaufel zuerst geöffnet, dann aber sofort wieder voll geschlossen werden soll) berücksichtigt werden:
212: Sollwertsignal ist negativ, kleiner als die Schwelle 308 (agCntrDbnd), gefiltertes Sollwertsignal ist größer als die Schwelle 309 (agCntrDeSelMin)
213: Sollwertsignal ist negativ, kleiner als die Schwelle 308 (agCntrDbnd), gefiltertes Sollwertsignal ist kleiner als die Schwelle 309 (agCntrDeSelMin)
214: Sollwertsignal ist negativ, kleiner als die Schwelle 308 (agCntrDbnd), gefiltertes Sollwertsignal ist kleiner als die Schwelle 310 (agCntrMax)
215: Sollwertsignal ist positiv, größer als die Schwelle 308 (agCntrDbnd), gefiltertes Sollwertsignal ist kleiner als die Schwelle 304 (agNegSelMin)
216: Sollwertsignal ist positiv, größer als die Schwelle 308 (agCntrDbnd), gefiltertes Sollwertsignal ist kleiner als die Schwelle 301 (agPosSelMin)
217: Sollwertsignal ist positiv, größer als die Schwelle 308 (agCntrDbnd), gefiltertes Sollwertsignal ist größer als die Schwelle 301 (agPosSelMin)
Das Namensschema für die genannten normalen Schwellwerte ist dabei wie folgt: ag steht für „angle“ und ist abgeleitet vom Eingangssignal mit dem Joystickwinkel, Pos/Neg gibt das Vorzeichen des Schwellwertes an,
Sel/DeSel steht für Select / DeSelect und gibt die Unterscheidung an ob: Ansteuern, dann steigender Ast, oder Absteuern, dann fallender Ast. Für die Schwellwerte des Konterns gilt:
Cntr steht für „Countering“ und bedeutetet einen schnellen Richtungswechsel des Joysticks, Dbnd steht für „Deadband“ und ist eine Schwelle, damit eine Fehlerkennung von „Countering“ möglichst vermieden wird. agCntr + Sel/DeSel+Min sind Schwellen für Countererkennung, untere Grenze, agCntrMax sind Schwellen für Countererkennung, untere Grenze bzw. obere Grenze.
Die genaue Bezeichnung der unterschiedlichen Schwellwerte ist nicht von besonderer Bedeutung. Es kommt vielmehr darauf an, dass es verschiedene, unabhängig einstellbare Parameter sind. Diese Parameter sind positiv und negativ (Pos/Neg) vorhanden, damit die beiden Bewegungsrichtungen unterschiedlich bedatet werden können. Beispielsweise benötigt Ausleger-Heben andere Parameter als Ausleger-Senken.
Anhand dieser Verläufe von Sollwertsignal und gefiltertem Sollwertsignal in Abhängigkeit von den Zuständen ist zu sehen, dass je nach Situation bzw. Zustand eine Dämpfung erfolgt oder nicht. Dies erlaubt eine besonders genaue Abstimmung auf praktische Bedürfnisse.
Hierzu sein angemerkt, dass die in Figur 4 gezeigten Verläufe nur beispielhaft viele verschiedene Zustände abdecken sollen, aber nicht notwendigerweise einer in der Praxis auftretenden Situation entsprechen.
In Figur 5 sind die Verhältnisse von Sollwertsignal 162 und gefiltertem Sollwertsignal 164 als zweidimensionales Diagramm gezeigt, in dem entsprechende Bereiche unterschieden werden können. Der Bereich 501 entspricht einem positiven Absteuern, der Bereich 502 einem negativen Absteuern, der Bereich 503 einem positiven Absteuern mit Kontern, der Bereich 504 einem negativen Absteuern mit Kontern, der Bereich 505 einem positiven Ansteuern ggf. mit Kontern, und der Bereich 506 einem negativen Ansteuern ggf. mit Kontern.
Ansteuern entspricht dabei dem Beschleunigen eines Verbrauchers, Absteuern entspricht dem Abbremsen eines Verbrauchers. Hier ist es z.B. bedeutsam, dass das Beschleunigen und das Abbremsen mit unterschiedlichen Parametern und damit unterschiedlichen Dynamiken versehen werden können. Die Linien sind die Schwellwerte (z.B. agPosSelMin, agPosSelMax, etc.) und zeigen so für die beiden Achsen (Soll/Istwert), welcher Faktor für die Filterung ausgewählt wird. Dies ist einmal im normalen Fall und zusätzlich (durch die 45°-Linie getrennt) für den Countering-Fall gezeigt. Die Beschriftungen für die Linien bzw. Schwellwerte entsprechen dabei denjenigen aus Figur 4.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Ansteuern eines Aktors (140) mittels einer Eingabeeinheit (160), wobei ein von der Eingabeeinheit (160) ausgegebenes elektrisches Sollwertsignal (162) erfasst und mit einer Filterfunktion (174) gefiltert wird, sodass ein gefiltertes Sollwertsignal (164) erhalten wird, wobei die Filterfunktion (174) eine Dämpfung beinhaltet, und wobei der Aktor (140) mit dem gefilterten Sollwertsignal (164) angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Filterfunktion (174) eine Dämpfung einer hydraulischen Blende nachbildet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Filterfunktion eine Wurzelfunktion und/oder eine PT1-Funktion enthält.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Filterfunktion (174) in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand vorgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Filterfunktion (174) einen oder mehrere Parameter (176) umfasst, die eine Stärke der Dämpfung beeinflussen und die in Abhängigkeit vom aktuellen Zustand bestimmt werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Filterfunktion (174) deaktivierbar ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Deaktivierung der Filterfunktion (174) in wenigstens einer vorgegebenen Situation aufgehoben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Filterfunktion (174) in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand deaktiviert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 8, wobei der aktuelle Zustand basierend auf wenigstens einem der folgenden Kriterien bestimmt wird: einem Vorzeichen eines aktuellen Werts des Sollwertsignals (162), einem Vorzeichen eines aktuellen Werts des gefil- terten Sollwertsignals (164), einem Verhältnis zwischen einem aktuellen Wert des Sollwertsignals (162) und einem aktuellen Wert des gefilterten Sollwertsignals (164), einem Verhältnis zwischen einem aktuellen Wert des Sollwertsignals (162) und einem oder mehreren oder einem von mehreren Sollwertsignal-Schwellwerten, und einem Verhältnis zwischen einem aktuellen Wert des gefilterten Sollwertsignals (164) und einem oder mehreren oder einem von mehreren Filtersignal-Schwellwerten.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Betreiben eines elektrohydraulischen Systems als System (110), bei dem ein Hydraulikaggregat (120) über eine Pumpe (150) und ein Hauptventil (130) mit Hydraulikfluid versorgt wird, bei dem das Hauptventil (130) über ein Steuerventil, insbesondere ein elektro-hydraulisches Steuerventil (140), als Aktor hydraulisch vorgesteuert wird, und bei dem das Steuerventil (140) unter Verwendung der Eingabeeinheit (160) elektrisch angesteuert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das elektro-hydraulische System (110) zum Betreiben einer Arbeitsmaschine (100), insbesondere einer mobilen Arbeitsmaschine, verwendet wird.
12. Recheneinheit (170), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
13. Arbeitsmaschine (100), insbesondere mobile Arbeitsmaschine, mit einem Aktor (140), einer Eingabeeinheit (160) und einer Recheneinheit (170) nach Anspruch 12.
14. Arbeitsmaschine (100) nach Anspruch 13, mit einem elektro-hydraulischen System (110), bei dem ein Hydraulikaggregat (120) über eine Pumpe (150) und ein Hauptventil (130) mit Hydraulikfluid versorgbar ist, bei dem das Hauptventil (130) über ein Steuerventil (140) als Aktor hydraulisch vorsteuerbar ist, und bei dem das Steuerventil (140) unter Verwendung der Eingabeeinheit (160) elektrisch ansteuerbar ist.
15. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (170) veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (170) ausgeführt wird.
16. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 15.
17
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