BE1025480B9

BE1025480B9 - Elektrisch aanstuurbaar hydraulisch systeem voor een voertuigoverbrenging en een werkwijze voor het aansturen daarvan

Info

Publication number: BE1025480B9
Application number: BE20175570A
Authority: BE
Inventors: Rekha Raveendran; Elst Timotheus Franciscus Adrianus Van
Original assignee: Punch Powertrain Nv
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2019-04-08
Also published as: RU2020108553A3; BE1025480A1; WO2019034790A1; EP3669103A1; EP3669103B1; BR112020003422A2; BE1025480B1; CN111226060A; CN111226060B; US20200248727A1; US11047402B2; RU2766929C2; RU2020108553A; BE1025480A9

Abstract

Een elektrisch aanstuurbaar hydraulisch systeem (1) voor een voertuisoverbrenging omvat een drukpompsysteem (4a, 4b) en een subsysteem (1A) met een transmissie-element (2) en met een elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule (1B) omvattende een hydraulisch klep element (15) voor het regelen van een hydraulische druk voor het bedienen van het transmissie-element (2) en een elektromagnetisch bestuurbaar bedieningselement (21) voor het bedienen van het dysraulische kelpelement (15). Het subsysteem (1A) en de drukregelinmodule (1B) hebben een eerste en een tweede afsnijfrequentie (f1, f2) met f2>f1. Het hydraulische systeem omvat een aandrijfschakeling (32) met een volledige brugschakeling voor het aandrijven van de drukregelmodule (1B) omvat en omvat een stuurschakeling (42) voor het gelijktijdig aansturen van beide schakelelementen van de aandrijfschakelin met een werkcyclus volgens een invoer waarde van het ingangssignaal (Iset) ditheren met een fequentie (fdith) in het bereik (f1, f2).

Description

Elektrisch aanstuurbaar hydraulish systeem voor een voertuigoverbrenging en een werkwijze voor het aansturen daarvan

ACHTERGROND

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een elektrisch aanstuurbaar hydraulisch systeem voor een voertuigoverbrenging.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het elektrisch aansturen van een hydraulisch systeem voor een voertuigoverbrenging.

Een voertuigoverbrenging voor het koppelen en overbrengen van motorvermogen aan wielen van het voertuig kan een aantal transmissieelementen omvatten, bijvoorbeeld koppelingselementen en koppelbesturingselementen die binnen een bedieningsbereik op een continue wijze aanstuurbaar moeten zijn. Een ander voorbeeld van een transmissieelement is een wrijvingselement dat dient om een flexibel element zoals een ketting of een riem in een variabel transmissiesysteem te klemmen. In een elektrisch gestuurd hydraulisch systeem voor een voertuigoverbrenging worden de transmissieelementen bediend door een hydraulische druk die wordt geregeld door elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodules omvattende een hydraulisch klepelement en een elektromagnetisch bestuurbaar bedieningselement, zoals een solenoïde, voor het bedienen van het hydraulische klepelement. In de praktijk kan een gecontroleerde continue werking worden belemmerd door wrijving die zich in de elementen voordoet. In het bijzonder kunnen kleine veranderingen in instellingen moeilijk zijn om te bereiken doordat een verandering in hydraulische kracht die nodig is om een kleine verandering te verkrijgen mogelijk niet voldoende is om een statische wrijving in een drukregelmodule te compenseren. Wanneer de elektromagnetische kracht sterk genoeg is om de statische wrijving te overwinnen bestaat het risico van doorschieten.

BE2017/5570

Een bekende manier om de gevolgen van deze complicatie tegen te gaan is het toevoegen van een laagfrequente component, ook aangeduid als dither, die de drukregelmodule doet oscilleren met de frequentie van deze dither component, waardoor het effect van statische wrijving binnen de drukregelmodule wordt verminderd.

Een voorbeeld van een elektronische controller met een hysterische aandrijfmodus die voorziet in een dither-signaal levert, is de door NXP leverbare MC33816: SD6 Programmable Driver for Solenoid Control.

De controller is ingericht om een paar schakelelementen, opgemomen in een brugcircuit voor voeden van de belasting, onafhankelijk van elkaar aan te sturen. In een eerste bedrijfsmodus zijn beide schakelelementen geleidend om de belasting aan de voedingsklemmen Vboost en Ground te voeden. In een tweede bedrijfsmodus is alleen een eerste van de schakelelementen geleidend, zodat een vrijloopstroom optreedt door het eerste geleidende schakelelement en de vrijloopdiode die aan dezelfde voedingsklem is aangesloten als het eerste geleidende schakelelement. In een derde bedrijfsmodus is alleen een tweede van de schakelelementen geleidend, zodat een vrijloopstroom door het tweede geleidende schakelelement en de vrijloopdiode aan de zelfde voedingsklem als het tweede geleidende schakelelement optreedt. Een sensorweerstand is in serie met de massaklem geschakeld.

SAMENVATTING

Het is een doel om een elektrisch aanstuurbaar hydraulisch systeem te verschaffen voor een voertuigoverbrenging, waardoor een nauwkeuriger controle van een aandrijving van een transmissie-element in een voertuigoverbrenging mogelijk is.

Het is een verder doel om een nauwkeuriger manier te verschaffen voor het elektrisch besturen van een aandrijving van een transmissieelement in een voertuigoverbrenging.

BE2017/5570

In overeenstemming met het bovengenoemde doel is een verbeterd elektrisch bestuurbaar hydraulisch systeem voor een voertuigoverbrenging voorzien volgens conclusie 1.

Het verbeterde elektrisch bestuurbare hydraulische systeem omvat een drukpompsysteem en een subsysteem dat het transmissieelement omvat en een elektrisch gestuurde hydraulische drukregelmodule omvattende een hydraulisch klepelement voor het regelen van een hydraulische druk die wordt geleverd aan het ten minste ene transmissieelement om het transmissieelement binnen een bewegingsbereik in te stellen en een elektromagnetisch bestuurbaar bedieningselement voor het bedienen van het hydraulische klepelement:

Daarin heeft het subsysteem een eerste afsnijfrequentie en de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule heeft een tweede afsnijfrequentie (f2) hoger dan de eerste afsnijfrequentie (fl).

Het verbeterde elektrisch bestuurbare hydraulische systeem omvat verder een aandrijfschakeling om een aandrijfsignaal te verschaffen voor het aanstuurbaar aandrijven van de elektromagnetisch bestuurbare klep. Daarin omvat de aandrijfschakeling een brugschakeling met een eerste toevoertak en een tweede toevoertak die zijn voorzien tussen een eerste voedingsklem en een tweede voedingsklem. De eerste voedingsklem en de tweede voedingsklem definiëren een voedingspolariteit. De eerste toevoertak omvat een eerste aanstuurbaar geleidend kanaal van een eerste schakelelement tussen de eerste voedingsklem en een eerste verbindingsknooppunt en een eerste in één richting geleidend element dat is aangebracht tussen het eerste verbindingsknooppunt en de tweede voedingsklem. De tweede toevoertak omvat een tweede aanstuurbaar geleidend kanaal van een tweede in één richting geleidend element tussen de eerste voedingsklem en een tweede verbindingsknooppunt en een tweede schakelelement tussen het tweede verbindingsknooppunt en de tweede voedingsklem. Het eerste en het tweede in één richting geleidende element

BE2017/5570 zijn elk ingericht met hun niet geleidende richting ten opzichte van de voedingspolariteit en het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement is voorzien als een belasting tussen de eerste en de tweede verbindingsknooppunt om het aandrijfsignaal te ontvangen.

De aandrijfschakeling wordt aangestuurd door een stuurschakeling met een ingang voor het ontvangen van een ingangssignaal dat indicatief is voor een gewenste waarde van de aan de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule te leveren stroom en voor het dienovereenkomstig verschaffen van een stuursignaal, b.v. een pulsbreedte gemoduleerd stuursignaal, voor het gelijktijdig aansturen van het eerste en het tweede schakelelement in een eerste modus waarbij de schakelelementen beide geleidend en een tweede modus waarbij de schakelelementen beide niet-geleidend zijn.

Op deze wijze wordt een snelle daling van de stroom door het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule afgedwongen. Hierdoor is een aanzienlijk ruimere marge beschikbaar voor de instelling van de ditherfrequentie en de amplitude beschikbaar om statische wrijving te verminderen, wat resulteert in een stabielere en nauwkeuriger drukrespons van de door een solenoïde gestuurde klep. Daarin heeft het stuursignaal een frequentie en een werkcyclus die overeenkomen met een geditherde invoerwaarde, d.w.z. een invoerwaarde van het ingevoerde signaal die is gemodificeerd door een dither-waarde, waarbij de dither-waarde varieert volgens een periodieke functie met een ditherfrequentie in een bereik bepaald door de eerste frequentie (fl) en de tweede frequentie (f2). Bij voorkeur is de ditherfrequentie in een bereik bepaald door de eerste frequentie (fl) en de tweede frequentie (f2) doordat de ditherfrequentie ruim lager is dan de tweede frequentie. De onderhavige uitvinding is echter ook van toepassing indien de ditherfrequentie de tweede frequentie niet significant overschrijdt, bijvoorbeeld als de ditherfrequentie een waarde

BE2017/5570 heeft die ongeveer gelijk is aan de tweede frequentie of als de ditherfrequentie een iets hogere waarde heeft, zodat de respons is niet lager dan 5 dB van de nominale respons.

In overeenstemming met het bovengenoemde verdere doel wordt een overeenkomstige verbeterde werkwijze voor het besturen van een hydraulisch systeem voor een voertuigoverbrenging verschaft volgens conclusie 7.

In een uitvoeringsvorm omvat het elektrisch bestuurbare hydraulische systeem voorts een sensorelement voor het verschaffen van een sensorsignaal dat indicatief is voor een werkelijke waarde van een instelling van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregel module, waarbij de stuurschakeling verder is geconfigureerd om het stuursignaal te verschaffen overeenkomstig een afwijking tussen een werkelijke waarde van de genoemde instelling zoals aangegeven door het sensorsignaal en een gewenste waarde van de instelling zoals aangegeven door de genoemde geditherde invoerwaarde. In een uitvoeringsvorm van deze uitvoeringsvorm is het sensorelement een stroomsensorelement dat is aangebracht tussen het eerste en het tweede verbindingsknooppunt in serie met het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule. Hierdoor wordt een zeer nauwkeurig terugkoppelsignaal verkregen om de drukrespons van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule verder te verbeteren.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Deze en andere aspecten worden nader beschreven aan de hand van de tekening. Daarin:

Fig. 1 illustreert een uitvoeringsvorm van een elektrisch bestuurbaar hydraulisch systeem volgens de onderhavige uitvinding,

BE2017/5570

Fig. 2 illustreert een deel van het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem in meer detail,

Fig. 3 illustreert in meer detail een aandrijfschakeling in deze uitvoerin gsvorm,

Fig. 4A-4D illustreren een werking van een elektrisch bestuurbaar hydraulisch systeem volgens de stand der techniek,

Fig. 5A-5C illustreren een werking van een elektrisch bestuurbaar hydraulisch systeem volgens de uitvoeringsvorm van fig. 1.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN UITVOERINGEN Overeenkomstige referentiesymbolen in de verschillende tekeningen geven dezelfde elementen aan, tenzij anders is aangegeven.

Fig. 1 toont schematisch een elektrisch aanstuurbaar hydraulisch systeem 1 voor een voertuigoverbrenging 60 voor het koppelen en overbrengen van motorvermogen aan wielen van het voertuig door aanwending van ten minste één overbrengingselement 2 van de overbrenging van het voertuig via het hydraulische systeem. Over het algemeen biedt een transmissie gecontroleerde toepassing van motorvermogen door omzetting van snelheid en koppel van een krachtbron, zoals bijvoorbeeld een verbrandingsmotor of een elektromotor. Het hydraulische systeem kan voorzien in de activering van wrijvingselementen in de voertuigoverbrenging voor het koppelen van de transmissie-ingang naar een tandwielpakket om motorvermogen naar de wielen van het voertuig over te brengen. Een dergelijke transmissie, bijvoorbeeld een CVToverbrenging kan wrijvingselementen omvatten. De wrijvingselementen kunnen als katrollen worden voorzien, waardoor in een continue variabele transmissie een flexibel element zoals een ketting of een riem door middel van wrijvingskracht kan worden vastgeklemd. Als alternatief kan de voertuigoverbrenging 60 voorzien in een trapsgewijs instelbare transmissieverhouding. Zoals getoond in FIG. 1 omvat de

BE2017/5570 voertuigoverbrenging 60 tenminste één transmissie-element 2, bijvoorbeeld een wrijvingselement, en kan deze één of meer verdere transmissieelementen omvatten, b.v. een koppeling 3.

In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld omvat het aanstuurbare hydraulische systeem 1 een drukpompsysteem 4a, 4b, een elektrisch aanstuurbare hydraulische drukregelmodule IB met een hydraulisch bedieningselement 15 en een elektromagnetisch bestuurbaar bedieningselement 21 voor het bedienen van het hydraulische bedieningselement 15. Het aanstuurbare hydraulische systeem 1 omvat verder een aandrijfschakeling 32 en een stuurschakeling 42.

In deze uitvoeringsvorm omvat het hydraulische systeem 1 een drukpompsysteem 4 met twee uitlaatleidingen 5, 6. Het drukpompsysteem 4 kan worden uitgevoerd als een pomp met twee pompkamers of als twee pompen met elk een pompkamer, enz. Veel varianten zijn mogelijk. Hier wordt het drukpompsysteem 4 schematisch weergegeven door twee pompen 4a, 4b, respectievelijk met uitlaatleiding 5 en 6.

Het pompsysteem 4 kan aangedreven worden door de motor die ook dient om vermogen aan de wielen van het voertuig te leveren en zorgt voor een druk op de hydraulische vloeistof van het hydraulische systeem 1. De onder druk gezette vloeistof wordt aan het hydraulische systeem 1 toegevoerd. Het hydraulische systeem 1 is normaliter een dubbel systeem dat een lijndrukcircuit 7 omvat, waarin de vloeistof een relatief hoge druk heeft (ongeveer 5 - 80 bar, bij voorkeur 7 - 70 bar) en een smeercircuit 8 met een lagere druk (ongeveer 5 - 10 bar, bij voorkeur 6 - 9 bar). Het smeercircuit 8 is voornamelijk bestemd voor het koelen en smeren van componenten van de transmissie en wordt hier niet nader toegelicht. Opgemerkt wordt dat het hoge drukbereik en het lage drukbereik overlappen, maar ook opgemerkt wordt dat de hoge druk op elk gewenst moment hoger is dan de lage druk, zodat er tijdens gebruik geen overlap is in de druk.

BE2017/5570

In het lijndrukcircuit 7 bedienen bedieningselementen of solenoïden kleppen in de lijndrukcircuit voor het regelen van de druk op componenten van de transmissie, zoals de transmissieelementen 2, 3 of een koppeling of voor het regelen van de druk in het lijndrukcircuit zelf, enz.

In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld heeft het drukpompsysteem 4 twee uitlaatleidingen 5, 6 die zijn gekoppeld aan het lijndrukcircuit 7. Het drukpompsysteem 4 is verder voorzien van een bypass-schakeling 9 die wordt geregeld door een bypass-klep 10. Wanneer het bypass-circuit 9 open is, waarbij omloopventiel 10 open is, is er een stroom door het bypass-circuit en wordt de uitgangsstroom van het druksysteem 4 gereduceerd. Hierdoor wordt de druk in één van de uitlaatleidingen, hier uitlaatleiding 5, gereduceerd. Wanneer het bypass-circuit 9 gesloten is, is de bypass-klep 10 gesloten en wordt de uitgangsstroom van één van de uitlaatleidingen, hier uitlaatleiding 5, aan de lijndrukcircuit 7 toegevoerd. Dit wordt ook aangeduid als de boost functie, aangezien de uitgangsstroom van het pompsysteem 4 dan snel, bijna onmiddellijk, toeneemt. De bypass-klep 10 wordt bediend door een bypass-bedieningselement 11. Door het bypasscircuit 9 te verschaffen is de druk- en uitgangsstroom van de tweede pomp of pompkamer 4a altijd beschikbaar, maar wordt deze niet altijd aan het lijndrukcircuit 7 geleverd. Daarmee wordt minder energie uit de motor verbruikt wanneer de extra pompstroom niet nodig is (geen boosting),.

In het lijndrukcircuit 7 zijn verschillende kleppen voorzien voor het regelen van druk op componenten van het transmissie- en / of hydraulische systeem. Er is een solenoïde voedingsklep, hier niet getoond, die de druk op de bedieningselementen of de solenoïden regelt. Een lijndrukklep 13 is voorzien die de druk in het lijndrukcircuit 7 regelt. Een uitgang van de lijndrukklep 13 wordt met een smeerventiel aan het smeercircuit 8 geleverd. Een uitgang van het smeerventiel wordt normaliter teruggevoerd naar het pompsysteem 4.

BE2017/5570

Verder is een hydraulisch klepelement 15 verschaft voor het regelen van de druk op het transmissie-element 2. Bijvoorbeeld kan het hydraulische klepelement 15 voorzien in een verdere vloeistofstroom naar een selectieklep, hier niet getoond, voor regeling van een voorwaartse koppeling en een omgekeerde koppeling. Voorts is een hydraulisch klepelement 19 voorzien in het lijndrukcircuit 7 die een verder transmissieelement 3 regelt. In een uitvoeringsvorm, niet getoond in FIG. 1 omvat het lijndrukcircuit 7 ook een koppelingsventiel en koppelregelventiel, die hier niet worden getoond.

Door het regelen van de druk op het transmissie-element 2 activeert het hydraulische klepelement 15 het transmissie-element 2 binnen een bewegingsbereik.

Een elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B wordt gedefinieerd door het hydraulische klepelement 15 en een elektromagnetisch aanstuurbaar bedieningselement 21, zoals een solenoide die het hydraulische klepelement 15 bedient. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn op overeenkomstige wijze verdere elektromagnetisch bestuurbare bedieningselementen 11 en 20 voorzien om verdere klepelementen 10, 19 en 13 te bedienen.

De elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B en het transmissie-element 2 vormen een subsysteem IA met een eerste afsnijfrequentie (fl) en de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B heeft een tweede afsnijfrequentie (f2) hoger dan de eerste afsnijfrequentie (fl). Een afsnijfrequentie, ook aangeduid als hoekfrequentie, wordt hierin gedefinieerd als een frequentie waar de respons van het element of subsysteem wordt verminderd tot -3dB van de nominale respons.

Zoals getoond in FIG. 1 wordt het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement 21 van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B aangedreven door een aandrijfschakeling 32, die wordt

BE2017/5570 aangestuurd door een PWM-signaal van de stuurschakeling 42. Op dezelfde wijze zijn een respectieve stuurschakeling 41, 43 en aandrijfschakeling 31, 33 voorzien voor elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselementen 11 en 20 van andere elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodules. De stuurschakelingen 41, 42, 43 worden aangestuurd door respectieve ingangssignalen II, 12,13 van een hoofdbesturingseenheid 50 die indicatief zijn voor een gewenste instelling van het corresponderende transmissieelement van de voertuigoverbrenging 60 en / of een element van het hydraulische systeem. Het signaal 12, dat de gewenste aandrijving van het transmissie-element 2 aangeeft, wordt hierna ook aangeduid als Iset.

In FIG. 2, wordt een onderdeel van het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem van FIG. 1, met het besturingsschakeling 42 in meer detail getoond. Soortgelijke schakelingen zoals getoond in FIG. 2 kunnen zijn voorzien voor andere elektromagnetisch bestuurbare bedieningselementen, b.v. elektromagnetisch bestuurbare bedieningselementen 11 en 20.

Zoals getoond in FIG. 2 heeft de stuurschakeling 42 een ingang voor het ontvangen van een ingangssignaal Iset, dat indicatief is voor een gewenste waarde van de instelling van het transmissie-element 2. De stuurschakeling 42 omvat een modulatie-element 424, b.v. een optelelement die een invoerwaarde van het ingangssignaal Iset wijzigt met een ditherwaarde (aangegeven door Idith) om een gedithered-ingangssignaal Idithset te genereren. De dither waarde varieert volgens een periodieke functie met een dither frequentie (fdith) in een bereik bepaald door de eerste afsnijfrequentie fl en de tweede afsnijfrequentie f2. Bij voorkeur wordt het bereik voor de ditherfrequentie (fdith) bepaald doordat de ditherfrequentie (fdith) hoger is dan de eerste afsnijfrequentie fl en lager dan de tweede afsnijfrequentie f2. Uitvoeringsvormen kunnen echter overwogen worden waarbij de ditherfrequentie (fdith) gelijk is aan de tweede afsnijfrequentie f2 of zelfs iets hoger dan aan de tweede afsnijdfrequentie f2, op voorwaarde dat de bijdrage

BE2017/5570 van de dithercomponent in het aandrijfsignaal nog steeds in staat is om een oscillatie van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule IB tot stand te brengen.

De stuurschakeling 42 is geconfigureerd voor het verschaffen van een stuursignaal PWM2, b.v. een pulsbreedte gemoduleerd stuursignaal voor het aansturen van de aandrijfschakeling 32 in overeenstemming met het geditherde ingangssignaal Iduhset om te bereiken dat de aandrijfschakeling 32 het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement 21 het hydraulische klepelement 15 de door het geditherde ingangssignaal gespecificeerde instelling doet aannemen. D.w.z. de stuurschakeling geeft het stuursignaal PWM2 af als een periodiek signaal met een frequentie fpwM en met een werkcyclus die overeenkomt met de momentane waarde van het geditherde ingangssignaal.

Het aan het ingangssignaal I_set toegevoegde dithersignaal Iduh, introduceert een periodieke variatie ten opzichte van de gewenste instelwaarde van het transmissie-element 2, zoals aangegeven door het ingangssignaal Iset. Normaliter is de PWM frequentie fpwM hoger dan zowel de eerste als de tweede afsnijfrequentie. De dither frequentie introduceert een periodieke variatie in de instelling van het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement 21 en het bijbehorende hydraulische klepelement 15, waardoor de effecten van statische wrijving worden tegengegaan. Aangezien de dither frequentie (evenals de PWM frequentie) hoger is dan de eerste afsnijfrequentie, leiden deze periodieke variaties niet tot trillingen van het transmissie-element. De PWM-frequentie (Îpwm) kan bijvoorbeeld 10 tot 1000 keer hoger zijn dan de dither frequentie. De PWMfrequentie kan bijvoorbeeld in het bereik van 500 tot 10000 Hz liggen en de ditherfrequentie kan in het bereik van 10 tot 500 Hz liggen. Desalniettemin, kan ook een hogere ditherfrequentie b.v. tot 10 kHz geschikt zijn, mits deze niet significant hoger is dan de afsnijfrequentie van de elektrisch

BE2017/5570 aangestuurde hydraulische drukregelmodule, omvattende een hydraulisch klepelement en het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement.

In de uitvoeringsvorm getoond in FIG. 2 is een sensor ingericht om een sensorsignaal Isense te verschaffen dat indicatief is voor een werkelijke waarde van de instelling van het transmissie-element. De stuurschakeling 42 omvat een PWM-generatie-schakelmodule 423 om het stuursignaal PWM2 te verschaffen overeenkomstig een afwijking tussen een werkelijke waarde van de instelling zoals aangegeven door het sensor-signaal Isense en een gewenste waarde van de instelling van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B zoals aangegeven door het geditherde ingangssignaal Iduhset. Het sensorelement kan direct een instelling van het hydraulische klepelement 15 van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B vaststellen, bijvoorbeeld door een positiesensor. In een uitvoeringsvorm, bijvoorbeeld zoals getoond in FIG. 3 is het sensorelement 25 een stroomsensor die is aangebracht tussen het eerste en het tweede verbindingknooppunt 3231, 3241 in serie met het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement van het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement 1B.

De stuurschakeling 42 kan verder geconfigureerd worden om het stuursignaal PWM2 te verschaffen overeenkomstig de afwijking tussen de aangegeven werkelijke waarde en de gewenste waarde zoals aangegeven door het geditherde ingangssignaal Iduhset, bijvoorbeeld doordat het niet alleen de gewenste waarde neigt te bereiken, maar ook neigt om het verschil op een manier te verminderen, die afhankelijk is van een grootte van het verschil. In de getoonde uitvoeringsvorm omvat de stuurschakeling 42 een aftrekelement 421 om een verschilsignaal te bepalen dat indicatief is voor de afwijking en een versterkingsschakeling 422 om de PWM-generatieschakelmodule 423 aan te sturen. Het versterkingscircuit 422 is bijvoorbeeld een PID-stuurschakeling. Deze laatste wordt bijvoorbeeld geïmplementeerd als software in een generieke processor of in een speciale

BE2017/5570 signaalprocessor of als een speciaal daarvoor ontworpen hardware module. Een uitvoeringsvorm van de aandrijfschakeling 32 van FIG. 2 wordt nu nader beschreven aan de hand van FIG. 3. Zoals daarin is getoond bevat de aandrijfschakeling een brugschakeling met een eerste toevoertak 323 en een tweede toevoertak 324 tussen een eerste voedingsklem 321 en een tweede voedingsklem 322. De eerste voedingsklem 321 en de tweede voedingsklem 322 definiëren een voedingspolariteit. In dit geval levert voedingsklem 322 een spanning V+ met een positieve polariteit ten opzichte van een massaspanning.

De eerste toevoertak 323 omvat een eerste aanstuurbaar geleidend kanaal van een eerste schakelelement 3232 tussen de eerste voedingsklem 321 en een eerste verbindingsknooppunt 3231. De eerste toevoertak 323 omvat verder een eerste in één richting geleidend element 3233 dat is aangebracht tussen het eerste verbindingsknooppunt 3231 en de tweede voedingsklem 322. De tweede toevoertak 324 omvat een tweede aanstuurbaar geleidend kanaal van een tweede schakelelement 3242 tussen de tweede voedingsklem 322 en een tweede verbindingsknooppunt 3241. De tweede toevoertak 324 omvat verder een tweede in één richting geleidend element 3243 tussen het tweede verbindingsknooppunt 3241 en de eerste voedingsklem 321. Het eerste en het tweede in één richting geleidende element 3233, 3243 zijn elk in hun niet geleidende richting ten opzichte van de voedingspolariteit V+/massa aangebracht en het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement 21 is voorzien als een last tussen genoemd eerste en tweede verbindingsknooppunt 3231, 3241 om het aandrijfsignaal te ontvangen.

Zoals getoond in FIG. 3 worden het eerste en het tweede schakelelement 3232, 3242 gelijktijdig aangestuurd door het stuursignaal PWM2.

In de uitvoeringsvorm zoals getoond in FIG. 3 is het sensorelement 25 een stroomsensor die in serie met het elektromagnetisch aanstuurbare

BE2017/5570 bedieningselement 21 tussen het eerste en het tweede verbindingsknooppunt 3231, 3241 is opgesteld. Alternatief kan worden voorzien in een stroomsensor die inductief een stroom door het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement 21 detecteert. In plaats daarvan of aanvullend kan worden voorzien in sensorelementen die een instelling van het hydraulische klepelement 15 van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B en / of van het transmissieelement 2

Fig. 4A-D illustreren de werking van een aandrijfschakeling volgens de stand der techniek waarbij slechts één van de schakelelementen tegelijkertijd is uitgeschakeld. In het getoonde voorbeeld wordt dither toegevoegd met een amplitude van 150 mA en een frequentie van 75 Hz. De gewenste gemiddelde stroom is 200 mA.

Daarin toont FIG. 4A een eerste fase van een aandrijfcyclus, waarbij beide schakelelementen geleidend zijn. FIG. 4B toont een tweede fase van de aandrijfcyclus, waarbij de bovenste van de schakelelementen geleidend is en de onderste niet geleidend is. FIG. 4C toont een derde fase van de aandrijfcyclus, waarbij de onderste van de schakelelementen geleidend is en de bovenste niet.

Corresponderende signalen zijn geïllustreerd in FIG. 4D. Daarin geeft Idithref de gewenste waarde voor de stroom aan, met de gewenste gemiddelde waarde van 200 mA en inclusief een dithercomponent om statische wrijving te beperken. Io duidt de actuele stroom door het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement 21 aan. Dit signaal bevat een hoogfrequente component die door de PWM modulatie wordt geïntroduceerd bij een frequentie van ongeveer 2 kHz. De gemiddelde stroom, zonder de hoogfrequente component, maar met de laagfrequente dither component, wordt aangeduid als I_oa. Zoals blijkt uit FIG. 4D, is er een grote afwijking tussen de gewenste stroom aangegeven door Idithref en de gemiddelde stroom I_oa. Dit impliceert dat in deze bekende opstelling de

BE2017/5570 dithering een systematische afwijking veroorzaakt. Deze systematische afwijking is het gevolg van een relatief langzame afname van de stroom door het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement gedurende de tweede en derde fase van de aandrijfyclus, zoals hieronder wordt aangetoond. Gewoonlijk is het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule is een solenoïde met inductieve eigenschappen.

Voor de eenvoud is verondersteld dat de schakelelementen en de dioden ideale schakelkarakteristieken hebben. Hieronder is de tijdconstante van de magneetklep aangegeven als τ. Als de stroom door de solenoïde op het moment dat PWM de Mosfet ON schakelt gelijk is aan Ion, dan wordt de stroom door de solenoïde tijdens de ON-tijd gegeven „ I (t) = I e+ ^{Vpower SUP p} door: ^on (1)

Als de stroom door de magneet op het moment dat PWM de mosfet

OFF uitschakelt gelijk is aan Ioff, dan wordt de stroom door de magneet tijdens de OFF-tijd gegeven door:

_ R

I (t ) = I_offe^ (2)

De stroomregelaar regelt de werkcyclus van het PWM signaal om de gewenste stroom Idithrefte volgen. Echter, de elektrische tijdconstante en traagheid van de spoel is hoger voor directe werkende solenoïde kleppen aangezien het te leveren uitgangsvermogen hoog is. Aan de ingang van de bekende schakeling stuurt PWM de spanning over de solenoïde tussen de voedingsspanning en de voorwaartse spanningsval over de diode (~0). De energie die in de solenoïdwikkeling wordt opgeslagen moet in de weerstand van de wikkeling en in de diode afgevoerd worden. Dit geeft een langzamer ontladingspad voor opgeslagen energie, zoals in vergelijking (2) wordt

BE2017/5570 gegeven, daar uit vergelijking (1) en (2) volgt dat de negatieve helling van de solenoïdestroom beperkt is. Als de helling van de toegevoegde dither deze limiet overschrijdt, wordt de solenoïdestroom onbeheersbaar, waardoor een gemiddelde stroom Ioa hoger is dan de gespecificeerde stroom Idithref. Dit stelt strikte grenzen aan de toepasbare dither amplitude en frequentie voor direct werkende solenoïde kleppen.

Fig. 5A-C illustreren een werking van een aansturing in het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem volgens de uitvinding. In dit voorbeeld wordt dither toegepast met een amplitude van 200mA en een frequentie van 200Hz. De gemiddelde stroom is 300mA.

In het inventieve systeem worden de schakelelementen tegelijkertijd in een geleidende toestand geschakeld, zoals getoond in FIG. 5A en een niet-geleidende toestand zoals getoond in FIG. 5B.

Corresponderende signalen worden geïllustreerd in FIG. 5C. Daarin geeft Idithref de gewenste waarde voor de stroom aan, met de nagestreefde gemiddelde waarde van 300 mA en inclusief een dither om statische wrijving te verminderen. I_o geeft de actuele stroom aan door het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement 21 van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B. Dit signaal omvat de hoogfrequente component die door de PWM modulatie wordt geïntroduceerd met een frequentie van ongeveer 2 kHz. De gemiddelde stroom, zonder de hoogfrequente component, wordt aangeduid als I_oa. Zoals blijkt uit fig. 5C volgt de gemiddelde huidige I_oa de gewenste waarde Idithref. Dit wordt bereikt doordat in de tweede fase van de aanstuurcyclus, zoals getoond in FIG. 5B beide schakelelementen tegelijkertijd in hun niet-geleidende toestand zijn. Als gevolg hiervan kan het enige beschikbare stroompad waardoor de solenoïde kan ontladen zijn gevormd door de ketting die het unidirectionele geleidende element 3233, de solenoïde 21, een optioneel stroomsensorelement 25 en het in een richting geleidende element 3243 omvat. Daarbij veroorzaakt de op de voedingsklemmen 321, 322 aanwezige

BE2017/5570 voedingsspanning een actieve reductie van de stroom volgens de volgende vergelijking

1)) = I,e~τ ' ^{sup ply} (3). ' (3)

In vergelijking met de door vergelijking (2) gespecificeerde situatie wordt daardoor een wezenlijk snellere reductie van de stroom bereikt in een dither-cyclus.

Bijgevolg voorziet het nieuwe elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem in een aanzienlijk hoger afstembereik van ditherfrequentie en amplitude om statische wrijving te compenseren. Daardoor kunnen meer stabiele en nauwkeurige drukresponsies van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B worden bereikt.

In het bijzonder wordt een zeer nauwkeurige drukrespons bereikt doordat het sensorlement 25 in het elektrisch bestuurbare hydraulische systeem een stroom sensorelement is dat in serie is geschakeld met het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement 21 van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B tussen het eerste en het tweede verbindingsknooppunt 3231, 3241. Het sensorelement 25 kan de stroom Io door het elektromagnetische aanstuurbare bedieningselement gedurende de volledige aandrijfcyclus, dwz niet alleen in de geleidende toestand van de schakelelementen 3232, 3242, maar ook in hun nietgeleidende toestand meten. Hiermee kan de gemiddelde stroom I_oanauwkeuriger bepaald worden, waardoor het transmissie-element nog nauwkeuriger kan worden ingesteld door de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule 1B.

Claims

CONCLUSIES

1. Een elektrisch aanstuurbaar hydraulisch systeem voor een voertuigoverbrenging voor koppelen en overbrengen van motorvermogen aan wielen van het voertuig door aansturing van ten minste één transmissie-element van de voertuigoverbrenging via het hydraulische systeem, waarbij het hydraulische systeem omvat;

- een drukpomp systeem;

- een subsysteem (IA) omvattende:

- het ten minste ene transmissie-element;

- een elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule omvattende een hydraulisch klepelement voor regelen van een hydraulische druk die aan het ten minste ene transmissie-element wordt geleverd om het transmissie-element binnen een bewegingsbereik in te stellen en een elektromagnetisch aanstuurbaar bedieningselement voor het bedienen van het hydraulische klepelement;

- waarbij het subsysteem een eerste afsnijfrequentie heeft en waarbij de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule een tweede afsnijfrequentie heeft die hoger is dan de eerste afsnijfrequentie,

- een aandrijfschakeling om een aandrijfsignaal te verschaffen voor het aanstuurbaar aandrijven van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule, waarbij de aandrijfschakeling een brugcircuit omvat met een eerste toevoertak en een tweede toevoertak die zijn voorzien tussen een eerste voedingsklem en een tweede voedingsklem, waarbij de eerste voedingsklem en de tweede voedingsklem een voedingspolariteit definiëren, de eerste toevoertak omvattende een eerste aanstuurbaar geleidend kanaal van een eerste schakelelement tussen de eerste voedingsklem en een eerste verbindingsknooppunt en een eerste in één richting geleidend element dat is opgenomen tussen het eerste verbindingsknooppunt en de tweede

BE2017/5570 voedingsklem, de tweede toevoertak omvattende een tweede aanstuurbaar geleidend kanaal van een tweede schakelelement tussen de tweede voedingsklem en een tweede verbindingsknooppunt en een tweede in één richting geleidend element opgenomen tussen het tweede verbindingsknooppunt en de eerste voedingsklem, en waarbij het eerste en het tweede in één richting geleidende element elk in hun niet geleidende richting ten opzichte van de voedingspolariteit zijn opgenomen en waarbij het elektromagnetisch aanstuurbare bedieningselement is voorzien als een last tussen het eerste en het tweede verbindingsknooppunt om het aandrijfsignaal te ontvangen;

- een stuurschakeling met een ingang voor ontvangen van een ingangssignaal (Let) dat indicatief is voor een gewenste waarde van de genoemde instelling van het transmissie-element en voor dienovereenkomstig aansturen met een stuursignaal voor het gelijktijdig aansturen van het eerste en het tweede schakelelement in een eerste modus waarin de schakelelementen beide geleidend zijn en een tweede modus waarin de schakelelementen beide niet-geleidend zijn, waarbij het stuursignaal een werkcyclus heeft die overeenkomt met een geditherde invoerwaarde (Idithset), welke een invoerwaarde is van het ingangssignaal die is gemodificeerd door een dither-waarde (aangegeven door Idith), waarbij de dither-waarde varieert volgens een periodieke functie met een ditherfrequentie (fduh) in een bereik bepaald door de eerste frequentie en de tweede frequentie.
2. Het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem volgens conclusie 1, waarbij het stuursignaal wordt geleverd als een pulsbreedte gemoduleerd signaal met een PWM-frequentie (îpwm) hoger dan die tweede frequentie.
3. Het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem volgens conclusie 1 of 2, verder omvattend een sensorelement voor het verschaffen van een sensor signaal (Isense) indicatief voor een werkelijke waarde van een

BE2017/5570 instelling van het hydraulische klepelement van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule, waarbij de stuurschakeling verder is geconfigureerd om het stuursignaal te verschaffen in overeenstemming met een afwijking tussen een werkelijke waarde van de genoemde instelling zoals aangegeven door het sensr signaal (Isense) en een gewenste waarde van de instelling zoals aangegeven door de geditherde invoerwaarde (Iduhset).
4. Het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem volgens conclusie 3, waarbij het sensorelement een stroomsensorelement is dat is aangebracht tussen het eerste en het tweede verbindingsknooppunt in serie met het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule.
5. Het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het stuursignaal wordt geleverd als een pulsbreedte gemoduleerd signaal met een PWM-frequentie (/pwm) in een bereik van 500 tot 10000 Hz.
6. Het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de ditherfrequentie (fdith) in een bereik van 10 tot 10000 Hz ligt.
7. Het elektrisch aanstuurbare hydraulische systeem volgens conclusie 6, waarbij de ditherfrequentie (fdith) in een bereik van 10 tot 500 Hz ligt.
8. Werkwijze voor elektrisch aansturen van een voertuigoverbrenging voor koppelen en overbrengen van motorvermogen aan wielen van het voertuig, waarbij het systeem tenminste één transmissie-element heeft, waarbij de werkwijze is voorzien voor het aansturen door het instellen van het ten minste ene transmissie-element binnen een bewegingsbereik met behulp van een elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule voor het aansturen van het ten minste ene transmissie-element via een hydraulisch systeem, waarbij de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule een hydraulisch klepelement omvat voor het regelen van

BE2017/5570 een hydraulische druk die wordt geleverd aan het ten minste ene transmissie-element en een elektromagnetisch bestuurbaar bedieningselement voor het bedienen van het hydraulische klepelement; de werkwijze omvattende:

- ontvangen van een ingangssignaal (Iset) dat indicatief is voor een gewenste waarde van de genoemde instelling binnen het bewegingsbereik;

- modificeren van het ingangssignaal met een dither-waarde (aangeduid door Idith), waarbij de dither-waarde varieert volgens een periodieke functie met een ditherfrequentie (fdith)',

- genereren van een stuursignaal met een werkcyclus die overeenkomt met een geditherde invoerwaarde (Idithset),

- waarbij het stuursignaal een paar gevormd door een eerste en een tweede elektrisch schakelelement aanstuurt, waarbij het eerste schakelelement is aangebracht in een eerste elektrische toevoertak tussen een eerste voedingsklem en een eerste verbindingsknooppunt, waarbij de eerste elektrische toevoertak verder een eerste in één richting geleidend element omvat tussen het eerste verbindingsknooppunt en een tweede voedingsklem, waarbij het tweede schakelelement is aangebracht in een tweede elektrische toevoertak tussen de tweede voedingsklem en een tweede verbindingsknooppunt, waarbij de tweede elektrische toevoertak verder een tweede in één richting geleidend element omvat tussen het tweede verbindingsknooppunt en de eerste voedingsklem, waarbij het eerste en het tweede in één richting geleidende element elk met hun niet geleidende richting ten opzichte van de door de genoemde eerste en tweede voedingsterminal gedefinieerde voedingspolariteit zijn opgenomen,

- waarbij het stuursignaal een aandrijfstroom bepaalt voor het aandrijven van het elektromagnetisch bestuurbare bedieningselement van de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule en waarbij het stuursignaal afwisselend het eerste en het tweede schakelelement tegelijkertijd hun geleidende modus en hun niet-geleidende modus doet

BE2017/5570 aannemen, waarin het transmissie-element en de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule een subsysteem met een eerste afsnijfrequentie vormen, waarbij de elektrisch aangestuurde hydraulische drukregelmodule een tweede afsnijfrequentie heeft die hoger is dan de

5 eerste afsnijfrequentie en waarbij de ditherfrequentie (fdith) gelegen is in een bereik dat is bepaald door de eerste afsnijfrequentie en de tweede afsnijfrequentie.