CN106895045A - 用于控制和/或调节变速器的液压系统的方法 - Google Patents

用于控制和/或调节变速器的液压系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制和/或调节变速器的液压系统(1)的方法，其中，由泵(3)输送液压油，其中，使用液压网路模型(2)来控制和/或调节泵(3)。液压系统(1)可由此高效能地控制或调节，即网路模型(2)具有至少一个液压电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)，其中，计算通过电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)的各个体积流，其中，根据所计算的体积流控制和/或调节泵(3)。

Description

用于控制和/或调节变速器的液压系统的方法
技术领域
本发明涉及一种带有专利权利要求1的前序部分所述的特征的用于控制和/或调节变速器的液压系统的方法。变速器尤其地构造成液压控制的机动车变速器。
背景技术
在现有技术中已知的是，借助于泵利用液压介质供给液压系统，其中，使用联结到内燃机的转速的泵和电的附加泵。根据需求调节或控制电的附加泵的转速。
由文件DE 11 2011 103 673 T5已知，一方面由机械地联结到内燃机的转速的泵并且另一方面由电驱动的附加泵以液压介质供给带有储存器的液压系统。在此，基于内燃机的转速和用于加载储存器所需的压力计算欠缺流量。根据计算出的欠缺流量操控电驱动的附加泵。
由文件DE 10 2011 079 825 A1已知一种用于使机动车的液压系统运行的方法。该液压系统具有从机动车的发动机开始可经由变速器轴机械地驱动的主泵和可电驱动的附加泵。如果在液压系统的至少一个液压消耗器的液压需求的情况中驱动主泵的变速器轴的转速达到或低于极限值，则操控附加泵以提供液压需求。经由系统压力模型测定液压系统的所构成的系统压力。如果基于系统压力模型确定了所构成的系统压力大于极限值，则引入减小液压系统的系统压力的对应措施。系统压力模型考虑液压油泄漏、主泵的供油量和附加泵的输送量以及液压消耗器的液压需求。控制装置根据液压系统的至少一个温度并且根据液压系统的系统压力测定液压系统的液压油泄漏。此外，可考虑电驱动的附加泵的功率点或运行点以测定液压系统的液压油泄漏。
已知的是，借助于特征曲线簇说明液压系统的相关性。
由文件EP 2 427 674 P1已知一种用于机动车的液压系统，其带有工作压力系统和第一以及第二工作介质压力源。工作介质压力源在运行状态中分别直接与工作压力系统相连接。此外，存在润滑和冷却压力系统，对于与在工作压力系统中的工作介质压力不同的工作介质压力而言，运行该润滑和冷却压力系统。液压切换单元具有切换阀，其用于根据在工作压力系统中的工作介质压力使第二工作介质压力源直接与润滑或冷却压力系统相连接。此外，存在控制和/或调节单元，其用于根据需求特征曲线簇调整第二工作介质压力源的工作介质压力。此外，控制和调节单元用于，使需求特征曲线簇与润滑和/或冷却压力系统的状态变化相匹配。存在带有压力传感器的传感器单元，以便于提供用于匹配需求特征曲线簇的参数。由此，应实现与磨损相关的变化的匹配。
可经由特征曲线簇至少部分地描绘液压系统的相关性。利用这种特征曲线簇不可示出多维的相关性。对于非线性的液压系统，误差越大，系统越非线性，并且越发远离在其中测定特征曲线簇的系统的工作点。为了补偿该误差，必须考虑在液压泵的控制和调节的情况中附加的安全偏差。这种安全偏差与尽可能有效的操控对立。包含不总是在物理上可简单地实现的相关性的大量的特征曲线簇难以表达，由此出现无法表述(Fehlbedatung)的风险。此外难以使大量的特征曲线簇与其它变速器相匹配。
由这种类型的文件EP 2 055 997 B1已知一种用于控制用于变速器的两个液压泵的方法和装置。主液压泵与机动车的内燃机相联结。可选择性地接通电的附加液压泵。变速器使用液压控制系统。控制系统操作多个消耗液压油的功能。现在，对于这些功能中的每一个监控最小液压压力需求。此外，基于对最小液压压力需求的监控和液压系统的物理限制测定需求的液压压力。物理限制包括最大压力。在使用以液压模型的流量模型形式的网络模型的情况下测定理论流量。流量模型仅仅基于需求的液压压力、在液压系统中的背压和两个泵的转速以及功能的液压需求。理论流量用于控制电的附加泵。
由文件DE 10 2010 008 033 A1已知一种用于机动车的制动系统。该制动系统具有带有活塞缸系统的制动力增强器。活塞缸系统的工作腔经由液压管路与至少两个车轮制动器相连接。分别一车轮制动器关联有2/2通切换阀(也称为2/2通截止阀)。在车轮制动器中，可先后以多路复用法的意义和/或同时地调节压力。活塞缸系统机械地或液压地被电动机驱动。电动机和切换阀通过调节装置操控。调节装置借助于压力模型计算出在车轮制动器中的相应压力。计算出的压力值至少被传输给ABS/ESP调节器和压力调节装置。在此考虑的是，在压力减小的情况中最大可能的流动速度朝向低压力方向下降，并且各个车轮的压力体积特性曲线由此呈现出非线性函数，其中，考虑可变化的活塞速度或不同的活塞速度。备用流动阻力、备用管路感应系数和压力体积特性曲线用作模型参数，其中，这些模型参数在温度、例如环境温度上适配于在电磁阀处的独立的温度传感器。在此，可在系统开发期间在温度试验中测定和储存适配标准。也可根据温度适配滞后模拟的参数。在压力模型中存在尤其根据密封一起模拟在实际中存在的滞后的可能性。这提高了压力模型的估算精度。
发明内容
本发明的目的在于，开头所述的方法设计和改进成，使得可高效能地控制或调节液压系统。
现在，基于本发明的目的通过带有具有权利要求1所述的特征的方法实现。通过液压的网络模型描绘液压系统，其中，液压的网络模型具有至少一个、尤其地多个液压电阻和优选地至少一个阀。网络模型尤其地说明了在泵与至少一个、优选地两个冷却油阀之间的在液压系统的管路和部件组中的液压电阻。冷却油阀尤其地可电磁操纵。在液压的网络模型中该阀通过可变的电阻来说明，其中，相应的电阻与阀的位置相关。阀尤其地用于控制和/或调节到至少一个离合器的冷却油流。借助于至少一个阀尤其地可调节和/或控制到至少一个离合器的润滑油供给。计算通过电阻的各个体积流，其中，根据计算出的体积流控制和/或调节泵。由此改善了能量效率。
液压的网络模型充分准确地描绘了带有尽可能少的液压电阻的液压控制部。网络模型尤其地具有多个节点，液压介质的流在这些节点处分支或者多个部分流在这些节点处汇聚。优选地，在两个邻近的节点之间分别存在仅仅一个或两个液压电阻，以保持计算量小。可行的是，实时地在控制器中、尤其地在变速器控制器中计算体积流，而由此不需要过多的计算时间。计算通过液压电阻的体积流。借助于在液压网络模型中计算出的体积流，可实现液压阀和电泵的操控。在此，电泵操控成，使得为不同的消耗器提供所需的体积流。通过计算通过电阻的体积流，可使电泵尽可能高效地运行，而不必考虑另外需要的高的安全偏差。计算在液压网络中的油体积流分布。
在网络模型中的电阻尤其地可说明非线性的相关性，例如电阻与油的温度和/或流过电阻的体积流的相关性。电阻中的一个优选地关联于通过带有相应的轮组的变速器的油体积流。另一电阻优选地关联于通过离合器的油体积流、优选地通过双离合器的油体积流。可通过试验台测量测定电阻。可从经由电阻下降的压力和流过电阻的体积流的比例中确定电阻。在此，尤其地根据体积流的温度测定在压力与体积流之间的比例。
尤其地，可通过使用相应的节点调节和网目调节与电网络的基尔霍夫调节相似地实现通过电阻的体积流的计算。待流动的体积流的和与在每个节点处流走的体积流的和相同。在网络模型的每个闭环中，符号估算的液压压力的和等于零。在此，电压相应于压力并且体积流相应于电流强度。在变速器控制器中，在每个计算节拍中借助于液压网络模型计算油体积流分布。
油体积流分布用于有效地操控电泵。在优选的设计方案中，液压系统具有刚好一个泵，即电泵。这具有的优点是，可尤其准确地使输送功率与需求相匹配。在备选的设计方案中，存在两个泵，尤其地机械地被内燃机驱动的泵和此外电的附加泵。
此外，计算出的油体积流分布用于，控制或调节至少一个阀。那么，通过计算油体积流分布，可实现对阀的更好地调节或控制。此外，优选地根据液压油的温度实现对优选地用作冷却油阀的阀的调节。优选地，根据温度模型计算液压油的温度。
尤其地，液压系统具有离合器，其借助于液压油、即冷却油冷却。利用该温度模型，可计算离合器温度。为此，温度模型使用为了冷却而流过离合器的实际的体积流。尽可能准确地计算该体积流，因为流过(多个)离合器的体积流是温度模型的重要输入参数。摩擦功率用作温度模型的另一输入参数。通过充分准确地确定体积流和转换的摩擦功率，可利用温度模型充分准确地确定离合器，由此可省去温度传感器。这具有的优点是，可省去用于测量从离合器中离开的冷却油的温度的温度传感器。由此，可节省成本。
优选地，使用数值解法来计算体积流分布。优选地，使用多步式方法来计算。优选地使用预测/修正方法来计算。预测/修正方法是用于迭代地优化非线性等式的解的方法。在预测计算中，测定预前体积流(Vorab-Volumenstroem)，借助于预前体积流修正与体积流相关的液压电阻。在修正计算中，利用修正的液压电阻测定体积流。之后，在下一步骤的预测计算中使用该经修正的液压电阻。已经试验过，每次工作(Task)中迭代次数的增加是否带来精度增加。已证实，唯一预测/修正迭代已经足够并且如此在控制器中可用的工作时间是足够的。
可行的是，这种解法用于直接地解出前向模型和后向模型的节点和网目等式，而不会显著提高变速器控制器的计算负荷。通过将网络模型分割成两个部分任务(即前向模型和后向模型)，可将等式系统分解到彼此相关的可以分级的顺序解出的各个等式的系统中。在前向模型中，从泵开始计算各个等式。如果已知泵的当前体积流和液压电阻在网络模型中的相互连接，可利用前向模型测定在液压网络模型中的体积流分布。在后向模型中，从构件、尤其地余压阀开始建立并计算各个等式。仅仅当已知泵的体积流和在网络模型中所有液压电阻的相互连接时，才能实现在液压网络模型中的体积流分布的确定。利用后向模型测定构件的当前液压电阻。在此，对于冷却阀的当前温度和当前阀位置测定泵的最大体积流，对于该最大体积流，余压阀恰当地刚好仍保持关闭。
因此避免开头所述的缺点且获得相应的优点。
附图说明
现在存在多种设计和改进根据本发明的方法的可能性。为此，允许首先参考专利权利要求1的从属专利权利要求。接下来根据附图和相关说明详细阐述本发明的一优选的设计方案。其中：
图1以示意图示出了液压系统的液压网络模型。
附图标记清单
1液压系统
2网络模型
3泵
4节点
5节点
6阀
7节点
8节点
9节点
10阀
11阀
12控制管路
13节点
14控制管路
15节点
RH1电阻
RH2电阻
RH3电阻
RH4电阻
RH5电阻
RH6电阻
RHS1电阻
RHS2电阻
RHS3电阻
PP压力
QP体积流。
具体实施方式
在图1非常示意性地以网络模型2的形式示出了机动车变速器的液压系统1。机动车变速器尤其地设计成双离合变速器。双离合变速器具有带有两个离合器K1,K2(未示出)的双离合器。优选地，双离合变速器此外具有用于将电动机联结到变速器处的离合器K0。
液压系统1具有至少一个泵3。尤其地存在刚好一个泵3。该泵3优选地设计成电驱动的泵3。在备选的设计方案中，在液压系统1中可存在多个泵(未示出)，例如由机动车的内燃机驱动的主泵和电驱动的附加泵。
泵3从未详细绘出的油底壳输送体积流QP。泵3输送液压油，尤其地冷却油。在泵的未详细绘出的输出部和输入部之间存在液压压力PP。
为了控制和/或调节泵3，现在将液压系统1描绘到网络模型2上，其中，网络模型2具有多个电阻RH1,RH2,RH3,RH4,RH5和RH6。电阻RH1,RH2,RH3,RH4,RH5和RH6说明了液压系统1的与结构相关的出现的液压电阻。液压系统1具有未示出的机电一体机构。
现在，电阻RH1说明在液压系统1中直至第一节点4的流动阻力，其中，液压系统1和网络模型2在节点4处分支。在此，节点4可位于机电一体机构之内。电阻RH1描述从泵3到机电一体机构之内的节点4的流动阻力。
在节点4下游，网络模型2并且同样其基于的液压系统1在另一节点5处分支成一方面带有两个电阻RH3和RH4而另一方面带有阀6和电阻RH5的并联管路。电阻RH3说明通过机电一体机构的液压电阻。电阻RH4说明变速器齿轮组和/或在变速器壳体中的油通道的液压电阻。
阀6用于控制或调节到带有两个湿运行的摩擦离合器K1,K2的未示出的双离合器的冷却油流。阀6可电磁操纵。在网络模型2中，阀6关联有电阻RHS1，其中，电阻RHS1与阀6的位置相关。
电阻RH5说明了用于冷却油流的两个摩擦离合器K1,K2示出的液压电阻。阀6设计成冷却油阀。在电阻RH4,RH5之后，冷却油体积流经由两个节点7,8通入油底壳中。
现在，从节点4出发的另一分支首先具有电阻RH2。电阻RH2说明在机电一体机构中直至分支部、即节点9的液压电阻。分支部在节点9下游一方面具有阀10和电阻RH6，而另一方面具有阀11。阀10调节通过另一离合器K0冷却油流。在网络模型2中，阀10关联有电阻RHS3，其中，电阻RHS3与阀10的位置相关。电阻RH6说明在冷却油穿流离合器K0的情况中的液压电阻。借助于离合器K0，可将电机联结到变速器处。
阀11构造成余压阀并且保证不超过在液压系统中的最小压力。在网络模型2中，阀11关联有电阻RHS2，其中，电阻RHS2与阀11的位置相关。阀11在基础位置中阻断流通并且为此借助于弹簧预紧。控制管路12在节点13处用于预控制阀11，并且即使当冷却油在较低的温度的情况中具有较高的粘度且由此在穿流变速器的情况中电阻RH5相应大时，也使阀保持在基础位置中或锁止位置中。另一控制管路14用于促使阀11进入打开的位置中。在控制管路14处，压力出现在阀11之前。借助于控制管路14限制最大压力。经由节点15将冷却油引导回油底壳中。
这里，液压系统1具有三个离合器，其中，通过电阻RH5说明带有两个离合器K1,K0的双离合器。离合器K0通过电阻RH6说明。离合器K1,K2和K0借助于液压油、即冷却油冷却。
利用温度模型根据摩擦功率和通过离合器的体积流计算离合器温度和/或在离合器下游的冷却油温度。由此，可节省温度传感器。
电阻RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3是非线性的并且尤其地与液压油的温度相关和/或与通过相应的电阻RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3的体积流相关，其中，电阻RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3可通过液压系统1的试验台测量来测定。
根据液压油的温度和/或根据离合器温度调节和/或控制两个冷却油阀6,10，其中，计算出液压油的温度和/或离合器温度。
由此，网络模型2具有多个节点4,5,7,8,9,15，液压油的流在这些节点处分支或者多个部分流在这些节点处汇聚。如此简化地通过网络模型2描绘液压系统1，使得在两个邻近的节点4,5,7,8,9,15之间分别仅仅存在一个或两个液压的电阻RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3。这降低了计算消耗。借助于节点调节和网目调节计算通过电阻RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3的体积流。优选地，使用数值的多步式方法来计算通过电阻的体积流。多步式方法用于解出前向和后向模型的节点和网目等式。可从泵开始建立前向模型，并且可从压力限制阀开始、即从阀11开始建立后向模型。
可利用控制器实施该方法。控制器在储存器中包含说明网路模型和实现体积流计算的软件。

Claims (11)

1.一种用于控制和/或调节变速器的液压系统(1)的方法，其中，由泵(3)输送液压油，其中，使用液压网路模型(2)来控制和/或调节所述泵(3)，其特征在于，所述网路模型(2)具有至少一个液压电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)，其中，计算通过所述至少一个电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)的各个体积流，其中，根据所计算的体积流控制和/或调节所述泵(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液压系统(1)具有至少一个离合器，所述至少一个离合器借助于液压油、即冷却油冷却，其中，在所述网络模型(2)中通过至少一个电阻(RH5,RH6)说明所述至少一个离合器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用温度模型根据摩擦功率和通过所述离合器的体积流计算所述离合器温度和/或所述冷却油温度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述液压油温度和/或根据所述离合器温度调节和/或控制至少一个阀(6,10,11)，其中，计算所述液压油温度和/或所述离合器温度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)是非线性的并且尤其地与所述液压油温度和/或通过相应的所述电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)的体积流相关，其中，通过所述液压系统(1)的测量测定所述电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述网络模型具有多个节点(4,5,7,8,9,15)，所述液压油的流在所述节点处分支或者多个部分流在所述节点处汇聚。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在两个邻近的节点(4,5,7,8,9,15)之间分别存在最多一个或两个液压电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，借助于节点调节和网目调节计算通过所述电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)的所述体积流。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用数值的多步式方法计算通过所述电阻(RH1,RH2,RH3,RH4,RH5,RH6,RHS1,RHS3)的所述体积流。
10.根据前述权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多步式方法用于解出前向和后向模型的节点和网目等式。
11.一种用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的控制器。
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