CN107143548A - 评估液压致动系统、特别是车辆变速器液压致动系统中的油位可能降低的方法 - Google Patents

评估液压致动系统、特别是车辆变速器液压致动系统中的油位可能降低的方法 Download PDF

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Abstract

为了验证在液压致动系统、特别是车辆变速器的液压致动系统中的油位可能降低到给定警报水平之下，其中液压致动系统包括至少一个液压致动器(HA)和用于控制所述至少一个液压致动器(HA)的液压控制回路，其中液压控制回路包括泵(P)、用于驱动泵(P)的马达(M)、布置成由泵(P)充能的蓄能器(A)，及用于测量回路中的油压力的压力传感器(PS)，提出一种方法，该方法包括以下步骤：a)通过由马达(M)驱动泵(P)对蓄能器(A)进行充能；b)在蓄能器(A)充能时，由压力传感器(PS)测量回路中的压力；以及c)如果在步骤b)所测得的压力值在从步骤a)开始的给定时间段内没有达到给定阈值压力值(Tp)，则产生错误信号。

Description

评估液压致动系统、特别是车辆变速器液压致动系统中的油 位可能降低的方法
技术领域
本发明涉及一种评估液压致动系统中的油位可能降低到给定警报水平之下的方法，该液压致动系统包括至少一个液压致动器和用于控制一个或多个液压致动器的液压控制回路，其中液压控制回路包括泵、用于驱动泵的马达、布置成由泵充能的蓄能器(accumulator)，以及用于测量回路中压力的压力传感器。虽然本文中特别参考在车辆变速器液压致动系统中的应用描述了本发明，但是本发明可应用于包括泵、蓄能器和压力传感器的任何其它液压致动系统。
背景技术
目前还没有这样的系统，该系统用于检测液压致动系统(特别是车辆变速器的液压致动系统)的回路中的油位可能降低(例如由于泄漏)到给定警报水平之下，并且在此降低对系统造成损坏之前向操作者(驾驶员)提供错误消息。
发明内容
因此，本发明的一个目的是使得能够以容易且低成本的方式检查液压致动系统(特别是车辆变速器的液压致动系统)中的油位是否已经降低到给定警报水平之下。更具体地，本发明旨在提供一种使用已经存在于液压致动系统中的部件来评估液压致动系统中的油位可能降低到给定警报水平之下的方法，因此无需将附加部件引入到系统内。
根据本发明，通过包括在所附独立权利要求1中限定的步骤的方法完全实现该目的和其它目的。
用于执行根据本发明的方法的优选方式是从属权利要求的主题，其内容应被理解为形成本说明书的一体和整体的部分。
总而言之，本发明基于这样的构思，即通过对蓄能器进行充能并通过压力传感器测量回路中的压力来评估液压致动系统中的油位可能降低到给定警报水平之下。如果压力在长于或等于正常油位(也就是说当油位高于警报水平时)情况下所需时间的给定时间段(通常为几秒、例如从3秒至10秒的时间段)内未达到给定阈值，这意味着回路中的油位已经降低到警报水平之下，例如由于漏油而降低到警报水平之下。然后对于操作者(即，在将该方法应用于车辆变速器的液压致动系统的情况下，对于驾驶员)产生错误信号。这种方法允许使用系统中通常已经存在的部件来检测系统中的油位降低到给定警报水平之下的任何情况，因此无需安装附加部件。
根据用于执行本发明方法的模式，在液压致动系统配备有电动泵(即，由电动马达驱动的泵)的情况下，在蓄能器充能阶段期间，除了回路中的压力之外还测量由电动马达吸收的电流。如果回路中的油位高于警报水平，则由电动马达吸收的电流将在给定时间段内达到给定的阈值。如果油位降低到警报水平之下，例如由于漏油而降低到警报水平之下，则电流将在预定时间内不会达到上述阈值，因此将产生错误信号。因此，通过在蓄能器充能循环期间除了测量回路中的压力之外还测量由电动马达机吸收的电流，获得了冗余控制，因此产生假错误信号的风险被最小化。对于电动马达吸收的电流的测量可便利地由驱动电动马达的同一电子控制单元执行，因此无需添加电流传感器。
优选地，在下述时间测量压力(以及可能地测量由电动马达吸收的电流)：即当电池充电循环在某些条件下进行时，例如当回路中的油温在给定温度范围内时，当系统空闲并且因此没有油耗时，当车辆的横向加速度和纵向加速度的值在给定范围内时，当泵和马达都正常操作时和/或当给电动马达供电的电池中的电压水平高于给定的最小电压值时，测量压力(以及可能地测量由电动马达吸收的电流)。
优选地，在检测到系统中的油位低于警报水平的情况之后产生的错误信号被传达给操作者(驾驶员)，例如通过打开特殊警告灯或通过发出声音信号来传达给操作者(驾驶员)。
附图说明
通过仅仅以非限制性示例的方式参考附图来给出下面的详细描述，本发明的进一步的特征和优点将变得更加明显，其中：
图1示意性地示出可应用本发明方法的液压致动系统；
图2是示出分别在正常操作条件下和在系统中的油位低于警报水平的情况下，在诸如图1所示液压致动系统中的压力随时间变化趋势的示例的图表；以及
图3是示出分别在正常操作条件下和在系统中的油位低于警报水平的情况下，在诸如图1所示液压致动系统中的由驱动泵的电动马达吸收的电流随时间变化趋势的示例的图表。
具体实施方式
图1示意性地示出可应用本发明方法的液压致动系统。更具体地，其中所示的液压致动系统是车辆变速器的液压致动系统。然而，如前所述，该应用应被理解为是纯粹示例性的，因此不限制本申请的保护范围。
液压致动系统包括至少一个液压致动器HA(在图1所示的示例中为三个液压致动器)和用于控制一个或多个液压致动器HA的液压控制回路。液压控制回路包括油箱T、泵P、用于驱动泵P的马达M、蓄能器A、用于测量回路中的油压力(对应于蓄能器A中的油压力)的压力传感器PS，以及用于控制流入和流出所述至少一个液压致动器HA的油流的至少一个阀V。优选地，马达M是电动马达。液压致动系统还包括电子控制单元ECU(Electronic ControlUnit)，其被配置成通过驱动马达M、对一个或多个阀V进行控制并且接收由压力传感器PS和由在系统中提供的任何附加传感器所产生的输入信号来管理系统的操作。电子控制单元ECU还能够测量由电动马达M吸收的电流，这允许避免使用专门的传感器来测量由电动马达M吸收的电流。
液压控制回路的所有上述部件都是本身已知类型的，因此将不进一步进行描述。
以下述方式确定回路中的油位可能降低到警报水平之下，例如由于漏油而降低到警报水平之下。
凭借于通过电动马达M操作泵P，蓄能器A被充能，并且在充能阶段期间，压力由压力传感器PS测量。在系统的正常操作条件下，压力在从充能阶段开始的给定时间段内达到给定的阈值压力值TP。在这种情况下，压力随时间变化的趋势类似于图2所示图表中的实线曲线的趋势，其中压力值被理解为纯粹示例性的。该趋势通过实验检测到和/或可借助于液压致动系统的适当数学模型来模拟。在回路中的油位降低到警报值之下的情况下，在蓄能器充能阶段期间，压力更缓慢地增加，直至低于上述阈值压力值Tp的最大值，其趋势具有图2所示图表中的虚线曲线所示类型。因此，如果一旦蓄能器A的充能已经开始，而压力在给定时间段内(通常为几秒的数量级，例如从3秒到10秒)没有达到上述阈值压力值TP，则电子控制单元ECU检测到回路中油位不足的状况，并因此产生可以产生错误信号以传达给操作者(也就是说，在将方法应用于车辆变速器的液压致动系统的情况下，传达给车辆驾驶员)，该错误信号可以为警告灯或声音信号的形式。
在电动马达(诸如马达M)用于驱动泵P的情况下，通过电子控制单元ECU不仅测量压力，而且还测量在蓄能器充能阶段期间由电动马达M吸收的电流。所吸收的电流与压力成比例，因此在蓄能器充能阶段期间电流随时间变化的趋势具有与压力随时间变化的趋势相类似的趋势，如图3的图表所示，其中所示的电流值旨在是纯粹示例性的。图3所示图表中的实线曲线示出在正常操作条件下(即当回路中的油位高于警报水平时)的电流随时间变化的趋势，其中电流在由于电动马达在启动时吸收增加的电流而产生的初始峰值之后增加，直至达到给定的阈值电流值Tc。虚线曲线相反地示出在回路中油位不足的情况下电流的趋势。在第二种情况下，在初始峰值之后，电流增加，直到小于上述阈值电流值Tc的最大值，并且在任何情况下，在给定时间段内没有达到该阈值电流值。优选地，为了避免在液压回路中油位不足的情况下，至少等于阈值电流值Tc的可能初始峰值电流不会导致产生错误信号，对达到至少等于阈值电流值Tc的电流值执行评估，排除从蓄能器充能阶段开始的第一时间段，例如，第一秒或第一个0.5秒。通过在蓄能器充能阶段期间测量压力和由电动马达吸收的电流两者，获得冗余控制，并且因此降低了对于回路中油位不足的情况错误地产生错误信号的风险。
优选地，如果发生以下条件中的至少一个，则执行上述评估方法：
-回路中的油温(其值已经由电子控制单元正常地估计，因此不需要专门的传感器)在给定的温度范围内；
-系统空闲(即没有液压致动器工作)并且因此没有油耗；
-车辆的横向加速度值和纵向加速度值(或者更通常而言，液压致动系统经受的横向加速度值和纵向加速度值)在给定的加速度范围内；
-泵和马达都正常工作，也就是说，系统的这两个部件中没有故障或失常；以及
-电池(其给驱动泵的马达供电，自然地在该马达是电动马达的情况下)的电压水平高于给定的最小电压值。
如从上面给出的描述表明的那样，根据本发明的评估在液压致动系统中的油位降低到警报水平之下的任何降低的方法优点包括使用已经存在于系统中的部件，因此不需要引入附加部件。因此，它是一种简单且低成本的方法。此外，该方法可快速且可靠地执行。
自然地，本发明的原理保持不变的情况下，实施例和结构细节可相对于纯粹通过非限制性示例描述和所示的那些实施例和结构进行很大变化，而由此并不脱离如在所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (9)

1.一种评估在液压致动系统中、特别是车辆变速器的液压致动系统中的油位可能降低到给定警报水平之下的方法，其中所述液压致动系统包括至少一个液压致动器(HA)和用于控制所述至少一个液压致动器(HA)的液压控制回路，并且其中液压控制回路包括泵(P)、用于驱动泵(P)的马达(M)、布置成由泵(P)充能的蓄能器(A)，以及用于测量回路中的压力的压力传感器(PS)；
所述方法包括以下步骤：
a)通过由所述马达(M)驱动所述泵(P)对所述蓄能器(A)进行充能；
b)在所述蓄能器(A)充能时，由所述压力传感器(PS)测量所述回路中的压力；以及
c)如果在步骤b)所测得的压力值在从步骤a)开始的给定第一时间段内没有达到给定阈值压力值(Tp)，则产生错误信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述马达(M)是电动马达，其中在步骤b)还测量在所述蓄能器(A)充能时由所述马达(M)吸收的电流，并且其中在步骤c)中，如果在步骤b)所测得的电流在从步骤a)开始的给定第二时间段内没有达到给定阈值电流值(Tc)，则产生错误信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对达到至少等于所述阈值电流值(Tc)的电流值进行评估时，排除不长于1秒、优选不长于0.5秒的所述第二时间段的初始子时间段。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第一时间段和第二时间段彼此相等。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，如果所述液压控制回路中的油温在给定温度范围内，则执行步骤a)至c)。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，如果所述液压致动系统不工作，也就是说，如果没有液压致动器(HA)在工作，并且因此无油耗，则执行步骤a)至c)。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，如果所述液压致动系统所经受的横向加速度和纵向加速度的值在给定加速度范围内，则执行步骤a)至c)。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，如果给所述马达(M)供电的电池的电压水平高于给定的最小电压值，则执行步骤a)至c)。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，通过警告灯或声音信号将在步骤c)中可能产生的错误信号传达给操作者。
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