DE102004048121A1

DE102004048121A1 - Verfahren zur Anpassung einer die Betriebsweise einer hydrodynamischen Komponente charakterisierenden Ist-Kennlinie oder Ist-Kennfeldes an eine vordefinierte oder vorgebbare Soll-Kennlinie oder Kennfeld bei der Endabnahme der hydrodynamischen Komponente

Info

Publication number: DE102004048121A1
Application number: DE102004048121A
Authority: DE
Inventors: Dieter Laukemann; Markus Dr. Kley; Martin Becke
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2004-10-02
Filing date: 2004-10-02
Publication date: 2006-04-13
Also published as: JP2008514493A; JP4827849B2; CN100551747C; EP1809521B1; RU2377149C2; DE502005011049D1; EP1809521A1; RU2007111939A; US7684947B2; WO2006037562A1; US20080159880A1; CN101035701A; KR20070057696A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abstimmung einer die Betriebsweise einer hydrodynamischen Komponente charakterisierenden Ist-Kennlinie oder eines Kennfeldes an eine die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente charakterisierende Soll-Kennlinie oder eines Kennfeldes bei der Endabnahme dieser. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abstimmung einer die Betriebsweise einer hydrodynamischen Komponente charakterisierenden Ist-Kennlinie oder eines Kennfeldes an eine die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente charakterisierende Soll-Kennlinie oder eines Kennfeldes bei der Endabnahme dieser ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: DOLLAR A - bei welchem in einer der hydrodynamischen Komponente zugeordneten beschreib- und lesbaren Speichereinheit eine die gewünschte Betriebsweise beschreibende Soll-Kennlinie oder ein Soll-Kennfeld der hydrodynamischen Komponente hinterlegt wird, wobei jedem Betriebspunkt eine Soll-Stellgröße zugeordnet ist; DOLLAR A - bei welchem aus den die einzelnen Betriebszustände charakterisierenden Betriebsparametern die aktuelle Ist-Kennlinie ermittelt wird und für jeden Betriebspunkt mit der vorgegebenen Soll-Kennlinie oder dem Soll-Kennfeld verglichen wird, wobei bei Abweichung außerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereiches eine Korrektur der Soll-Stellgröße für den jeweiligen Betriebspunkt vorgenommen wird; DOLLAR A - bei welchem bei Nichtvorliegen einer Abweichung der aktuelle Sollwert als neuer Sollwert gesetzt wird und in die Speichereinheit ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer die Betriebsweise einer hydrodynamischen Komponente charakterisierenden Ist-Kennlinie oder Ist-Kennfeldes an eine vordefinierte oder vorgebbare Soll-Kennlinie oder Soll-Kennfeld bei Endabnahme der hydrodynamischen Komponente.
Hydrodynamische Komponenten werden bei der Fertigung in der Regel einer Endabnahme unterzogen, bei welcher auf dem Prüfstand das mit diesem einstellbare Kennfeld vermessen wird und als starre Kennlinie hinterlegt wird. Dabei wird in der Regel eine Sollwert-Vorgabe durch Kundenanforderung festgelegt, wobei alle hydrodynamischen Komponenten gleichen Bautyps in einem gewissen Toleranzband innerhalb dieser Sollwert-Anforderungen liegen sollten. Die dabei tatsächlich mit der hydrodynamischen Komponente erzielten Ist-Werte werden vermessen und als Kennlinie hinterlegt. Bei sehr starken Abweichungen der erzielten Ist-Werte von den gewünschten Soll-Werten werden konstruktive Nachbearbeitungsmaßnahmen vorgenommen, beispielsweise bei einem hydrodynamischen Retarder durch eine Vergrößerung der Auslassbohrung. Durch die Vorgabe des Toleranzbandes ist es jedoch häufig so, dass die volle zur Verfügung stehende theoretische Bremsleistung gar nicht ausgeschöpft wird. Bei hydrodynamischen Retardern gleichen Typs ergeben sich somit bei gleicher Ansteuerung unterschiedliche realisierbare Bremsmomente.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anpassung einer die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente charakterisierenden Ist-Kennlinie oder des Ist-Kennfeldes an ein Soll-Kennfeld derart zu entwickeln, dass die Streuungen gegenüber einer gewünschten Soll-Kennlinie oder einem gewünschten Soll-Kennfeld minimiert werden, ohne dass konstruktive Veränderungen erforderlich sind.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß werden die durch Toleranzen bedingten Streuungen in den mittels der hydrodynamischen Komponenten erzielbaren Kennlinien oder auch Kennfeldern die Ist-Kennlinie oder auch Ist-Kennfeld, welche die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente wenigstens mittelbar charakterisieren und die die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen enthalten derart an eine Soll-Kennlinie oder ein Soll-Kennfeld bei der Endabnahme angepasst, dass diese wenigstens im Toleranzbereich der Soll-Kennlinie oder dem Soll-Kennfeld der die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente wenigstens mittelbar beschreibenden Größen der hydrodynamischen Komponente liegen, vorzugsweise diesen direkt entsprechen. Dies wird dadurch gelöst, dass bei einer Endabnahme die aktuell mit der hydrodynamischen Komponente sich ergebende Ist-Kennlinie oder das Ist-Kennfeld bei Durchlaufen des vorzugsweise gesamten Betriebsbereiches mit unterschiedlichen Betriebsanforderungen ermittelt und mit den entsprechenden Betriebspunkten der Soll-Kennlinie oder des Soll-Kennfeldes verglichen wird und bei Abweichung die Stellgröße zur Einstellung der die Betriebsweise charakterisierenden Parameter geändert wird, wobei die Änderung dahingehend erfolgt, dass bei der nächsten Einstellung des entsprechenden Betriebspunktes eine Anpassung bzw. Annäherung an den vorgegebenen oder vordefinierten Sollwert entsprechend der Soll-Kennlinie oder des Soll-Kennfeldes unter Berücksichtigung eines Toleranzbereiches erfolgt. Wird dieser Zustand erreicht, d. h. der aktuell bei einem weiteren Durchlauf erreichte Ist-Wert liegt zumindest im Toleranzbereich des gewünschten Sollwertes oder aber entspricht diesem, wird die Stellgröße als Vorgabewert, d.h. Soll-Stellgröße, für die Einstellung dieses bestimmten Betriebspunktes gesetzt.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, auch bei größeren Bauteiltoleranzen zwischen hydrodynamischen Komponenten gleichen Typs im wesentlichen gleiche Kennlinien, die die Betriebsweise charakterisieren, einzustellen und damit gleiche Momente zu übertragen oder zu erzeugen. Dies wird auf einfache Art und Weise durch die entsprechende Kalibrierung des Kennfeldes, insbesondere des Stellgrößen-Kennfeldes, realisiert. Damit wird eine Verbesserung der Abstimmung zwischen der Steuergröße und der Ausgangsgröße erzielt. Die neuen Soll-Stellgrößen werden dann für die einzelnen Betriebspunkte in Form eines entsprechenden Kennfeldes in einem beschreib- und lesbaren Speicher hinterlegt. Im einfachsten Fall erfolgt die Hinterlegung in einem der hydrodynamischen Komponente zugeordneten Eigenschaftsspeicher, wobei der Eigenschaftsspeicher entweder

– am Gehäuse der hydrodynamischen Komponente oder
– in der hydrodynamischen Komponente

angeordnet sein kann.

Der Eigenschaftsspeicher selbst kann dabei neben der Speicherung der Kennfelder, insbesondere des Stellgrößen-Kennfeldes, auch noch weitere Eigenschaften, die während der Endabnahme oder aber später auch beim Betrieb der hydrodynamischen Komponente erfasst werden, beinhalten. Dieser Eigenschaftsspeicher beinhaltet ferner eine Kommunikationsschnittstelle, über die dieser mit einem Datenkommunikationsnetzwerk oder einer Steuereinrichtung verbindbar ist. Beim Einsatz in Fahrzeugen werden dann die entsprechenden kennfeldbestimmenden Betriebsparameter bei erster Inbetriebnahme ausgelesen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dem hydrodynamischen Retarder selbst eine Steuereinrichtung zuzuordnen. Diese kann dabei entweder

– am Gehäuse oder
– im Gehäuse

des hydrodynamischen Retarders angeordnet werden. Diese Steuereinrichtung dient während des Betriebes dabei der Verarbeitung noch weiterer Soll- und Ist-Werte. Insbesondere bei der Endabnahme bietet diese Möglichkeit den Vorteil, auf eine separate Steuereinrichtung zu verzichten und die eigentliche Anpassung der Kennlinie bereits in der der hydrodynamischen Komponente zugeordneten Steuereinrichtung vorzunehmen. Wird lediglich ein Eigenschaftsspeicher verwendet, ist eine separate Steuereinrichtung zur entsprechenden Kennfeldbearbeitung erforderlich.

Bei der hydrodynamischen Komponente handelt es sich dabei vorzugsweise um einen hydrodynamischen Retarder, umfassend ein Primärrad in Form eines Rotorschaufelrades und ein Sekundärschaufelrad in Form eines feststehenden Statorschaufelrades oder aber eines mit Relativdrehzahl zum Primärschaufelrad rotierenden Schaufelrades. Ferner denkbar ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bei der Endprüfung hydrodynamischer Kupplungen und hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler. Beim Einsatz zur Endabnahme von hydrodynamischen Retardern werden dabei die die Betriebsweise charakterisierenden Kennlinien von Drehzahl-/Drehmomentkennlinien übernommen. Die Drehzahl bestimmt sich dabei aus einer die Drehzahl des Rotorschaufelrades wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe. Bei dem Drehmoment handelt es sich um das erzeugbare Bremsmoment M_Brems. Dabei kann je nach gewünschter Bremsleistung entweder das Bremsmoment in Stufen oder aber stufenlos eingestellt werden. Im erstgenannten Fall setzt sich das Kennfeld aus wenigstens einer Kennlinie, vorzugsweise einer Vielzahl von einzelnen, den einzelnen Bremsstufen zugeordneten Kennlinien, zusammen, während im anderen Fall jeder Betriebspunkt zwischen einem vorgegebenen Maximal- und Minimal-Bremsmoment über die Drehzahl angefahren werden kann, wobei jedem einzelnen Betriebspunkt im Kennfeld auch eine entsprechende Stellgröße zugeordnet ist, die zur Einstellung dieses Betriebspunktes führen soll.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung wird immer ein bestimmter Toleranzbereich für ein bestimmtes Kennfeld bzw. eine Kennlinie vorgegeben, wobei diese Grenzwerte vordefinierbar sind. Das Toleranzband, d.h. die Abweichung nach oben und unten von einer Kennlinie beträgt dabei vorzugsweise 20 % von M_max.

Die Anpassung der Stellgröße erfolgt dabei bei Ermittlung einer Abweichung der die Betriebsweise charakterisierenden Größen, vorzugsweise einer derartigen Größe in einem Betriebspunkt durch Änderung der Stellgröße um einen Korrekturwert k, wobei die Änderung beim nächsten Durchlaufen dieses Betriebspunktes oder aber bei jedem n-ten Durchlauf durch den gleichen gewünschten Betriebspunkt vorgenommen wird. Bei dem Korrekturwert k kann es sich dabei um einen fest vorgegebenen Korrekturwert handeln, der auf die Stellgröße aufgesetzt wird oder aber um einen berechen- oder ermittelbaren Korrekturwert, wobei dabei funktionale Zusammenhänge berücksichtigt werden können. Im einfachsten Fall ist der Korrekturwert eine feste Größe, welche bei Abweichung zum aktuell verwendeten Soll-Wert zur Einstellung der aktuellen Ist-Größen summiert oder subtrahiert wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist eine feinstufigere Abtastung möglich, um den Korrekturwert variabel zu halten, dem diesen in Abhängigkeit der zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichen Betriebszuständen bei mehrmaligem Durchlaufen des gleichen Betriebszustandes ermittelten Werte berechnet wird. Dabei bestimmt sich die Stellgröße Y_Soll beispielsweise aus dem Produkt der bei letzter Einstellung des Betriebspunktes festgelegten Stellgröße und dem Quotienten aus dem aktuell ermittelten Ist-Moment und dem Ist-Moment der letzten Einstellung des Betriebspunktes ermittelten Betriebsparameter. Liegen dann die mit dem neuen Sollgrößenwert erzielbaren Betriebsparameter, insbesondere entsprechenden Kennwerte immer noch im Toleranzbereich der Soll-Kennwerte, wird die ermittelte Soll-Stellgröße als neue Soll-Stellgröße für diesen Betriebspunkt gesetzt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Abspeicherung der Sollstellgröße jeweils auch noch die sich mit dieser in Abweichung vom Optimalzustand ergebende Toleranz bestimmt, d.h. ermittelt und ebenfalls abgespeichert. Es ergibt sich somit ein mehrdimensionales Kennfeld für die Einstellung der Betriebspunkte, wobei neben der Stellgröße auch die sich mit dieser vom Optimalzustand einstellende Abweichung in den einzelnen Betriebspunkten miterfasst wird und somit die Toleranzgröße als Beurteilungskriterium für weitere Vorgänge zur Verfügung steht.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Signalflussbildes eine besonders vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau eines Prüfstandes zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3a verdeutlicht anhand eines Drehzahl-/Drehmomentdiagrammes das vorgegebene Soll-Kennfeld für einen hydrodynamischen Retarder;
3b verdeutlicht das während des Betriebsbereichsdurchlaufs ermittelte Ist-Kennfeld eines hydrodynamischen Retarders;
3c verdeutlicht das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorliegende korrigierte Kennfeld für den hydrodynamischen Retarder mit zusätzlich optionaler Erfassung der Größe der Toleranzabweichung.
Die 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Begrenzung der Abweichung einer mit einer hydrodynamischen Komponente realisierten die Betriebsweise charakterisierenden Ist-Kennlinie oder eines Ist-Kennfeldes von einer vordefinierten oder vorgegebenen, die Betriebsweise charakterisierenden Soll-Kennlinie oder Soll-Kennfeld bei Endabnahme der hydrodynamischen Komponente 1 in einer Prüfanordnung 2. Die Prüfanordnung 2 ist dabei in 2 in schematisch stark vereinfachter Darstellung hinsichtlich ihrer funktionalen Zusammenstellung wiedergegeben. Der hydrodynamischen Komponente 1 ist ein Betriebsmittelversorgungssystem 3, hier nur mittels unterbrochener Linie dargestellt, zugeordnet. Dieses kann verschiedenartig ausgeführt sein und für die Ausführung am Prüfstand auch nur in Minimalfunktionen erfüllender Version vorliegen. Da die einzelnen Funktionsweisen der hydrodynamischen Komponente 1 in der Regel durch den im Arbeitsraum 4 vorhandenen Füllungsgrad FG und/oder die Druckverhältnisse in den einzelnen Leitungen des Betriebsmittelversorgungssystems 3, insbesondere an mindestens einem Einlass 5 und/oder mindestens einem Auslass 6 aus dem Arbeitsraum 4 ist dieser eine Stelleinrichtung 7 zugeordnet, die ebenfalls je nach Ausführung und Art der Beeinflussung des Übertragungsverhaltens der hydrodynamischen Komponente 1 verschiedenartig ausgeführt sein kann, vorzugsweise in Form einer Ventileinrichtung. Zur Einstellung eines gewünschten, die Betriebsweise beschreibenden Übertragungsverhaltens in Form einer vordefinierten oder vorgegebenen Soll-Kennlinie ist die Stelleinrichtung 7 für jeden einzelnen Betriebspunkt der die Betriebsweise beschreibenden Soll-Kennlinie eine entsprechende Stellgröße Y zugeordnet. Diese ist entweder in einer Soll-Kennlinie für die Stellgröße Y, vorzugsweise in einem Soll-Kennfeld für die Stellgröße Y_Soll mit Zuordnung zu einer entsprechenden Betriebspunkten der vordefinierten oder vorgegebenen Soll-Kennlinie für die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente 1 wiedergegeben. Die in 2 dargestellte hydrodynamische Komponente 1 ist als hydrodynamischer Retarder ausgeführt. Diese umfasst ein als Rotorschaufelrad R fungierendes Primärrad P und ein als Statorschaufelrad S fungierendes Sekundärrad T. Das Sekundärrad T steht dabei still. Für jede einzelne hydrodynamische Komponente 1, insbesondere für bau- und leistungsgleiche Typen, existieren vordefinierte oder vorgegebene Soll-Kennlinien für die Betriebsweise, in der Regel in Form von sogenannten Drehzahl- /Drehmomentkennlinien (n-M-Kennlinie). Zur Erzielung dieser Soll-Kennlinien ist dabei jedem Betriebspunkt, d.h. jeder beliebigen Drehzahl, eine entsprechende Stellgröße Y_Soll1 bis Y_Solln zugeordnet. Die Stellgröße Y_Soll wird dabei in Abhängigkeit der aktuell vorliegenden Betriebsbedingungen über eine Steuereinrichtung 8, vorzugsweise in Form eines Steuergerätes 9, bereitgestellt. Die Soll-Kennlinie bzw. das Soll-Kennfeld für die Stellgröße Y_Soll kann dabei von der Steuereinrichtung 8 je nach Zuordnung zur hydrodynamischen Komponente 1 auch aus einen der hydrodynamischen Komponente 1 zugeordneten beschreib- und lesbaren Speicher 10 ausgelesen und der Steuereinrichtung 8 zugeführt werden. Dann kann die Funktion der Steuereinrichtung, insbesondere die Steuereinrichtung 8, von einer beliebigen einer Komponente im Antriebsstrang beim Einsatz in Fahrzeugen zugeordneten Steuereinrichtung oder der zentralen Fahrsteuerung übernommen werden. Für die Prüfanordnung 2 sind dabei eine Einrichtung 15 zur Vorgabe eines gewünschten Bremsmomentes und Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer die Ist-Drehzahl n_Ist des Primärrades P der hydrodynamischen Komponente 1 wenigstens mittelbar beschreibende Größe in Form einer Erfassungseinrichtung 11 vorgesehen. Diese kann dabei im einfachsten Fall der mit dem Primärrad P verbundenen Welle zugeordnet sein. Diese Erfassungseinrichtung 11 ist beispielsweise in Form eines Sensors 12 ausgeführt, wobei dieser ein Signal für die Steuereinrichtung 8 generiert. Entsprechend dieses Signals wird aus dem in der Steuereinrichtung 8 hinterlegten Soll-Kennlinie für einen bestimmten Betriebszustand des hydrodynamischen Retarders die Stellgröße Y_Soll bestimmt und zur Ansteuerung der Stelleinrichtung 7 verwendet. Dabei stellt sich für diese bestimmte Drehzahl n ein bestimmter Momentenwert an der hydrodynamischen Komponente 1 ein, der mit M_Ist bezeichnet ist. Dieser oder eine diesen wenigstens unmittelbar, d.h. direkt oder über funktionierende Zusammenhänge oder Proportionalität charakterisierende Größe wird ebenfalls erfasst, beispielsweise mit einer Erfassungseinrichtung 16 und mit dem in der Steuereinrichtung 8 hinterlegten Soll-Kennfeld für die die Betriebsweise wenigstens mittelbar beschreibenden Größen verglichen. Besteht nunmehr eine Abweichung ist erfindungsgemäß vorgesehen, eine Anpassung der Stellgröße Y_Soll für diesen Betriebspunkt vorzunehmen und über diese dann das vordefinierte bzw. vorgegebene Soll-Kennfeld oder die einzelne Kennlinie für das einzustellende Moment zu erzielen. Dabei wird die Stellgröße Y_Soll für diesen Betriebspunkt geändert. Diese Änderung kann unterschiedlich erfolgen. Im einfachsten Fall kann hier eine Anpassung jeweils um einen Korrekturwert vorgenommen werden, der bei erneute Einstellung des Betriebspunktes jedes Mal neu abgeglichen wird. Vorzugsweise wird diese Vorgehensweise für eine Mehrzahl von Betriebspunkten, vorzugsweise in bestimmten Abständen, beispielsweise Drehzahlabständen oder aber für alle Betriebspunkte gewählt. Im letzten Fall wird dabei jeweils der gesamte Betriebsbereich durchlaufen, der beispielsweise durch einen Drehzahlbereich bestimmt ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Stellgröße in Form eines funktionalen Zusammenhanges neu zu ermitteln. Diesbezüglich bestehen ebenfalls mehrere Möglichkeiten. Im einfachsten Fall werden dabei die bereits ohnehin ermittelten Größen vorhergehender Betriebsbereichsdurchläufe für gleiche Betriebspunkte, d.h. die ermittelten Ist-Werte verwendet. Auf eine Möglichkeit diesbezüglich wird in 1 noch genauer eingegangen. Diese Anpassung wird dabei im einfachsten Fall ebenfalls in der Steuereinrichtung 8 vorgenommen. Diese umfasst dazu mindestens noch eine Vergleichseinrichtung 13 sowie eine Sollwert-Korrektureinrichtung 14. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis eine erforderliche Genauigkeit erzielt ist. Dies kann beispielsweise durch Vorgabe eines Toleranzbandes für eine bestimmte die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente 1 beschreibbaren Soll-Kennlinie erfolgen. Denkbar ist dabei, das Toleranzband gleichmäßig über die gesamte Kennlinie zu legen oder aber auch in einzelnen Bereichen stärkere Abweichungen zuzulassen. Wird die erforderliche Genauigkeit erzielt, kann dann der jeweils für die einzelnen Betriebspunkte angepasste Sollwert Y_Sol-neu für die einzelne Stellgröße Y abgespeichert werden, wobei dieses Sollgrößen-Kennfeld für die Stellgröße dann der hydrodynamischen Komponente 1 mit beigegeben wird und für jede x-beliebige Steuerung verwendet werden kann.
Die 1 verdeutlicht dabei noch einmal anhand eines Signalflussbildes das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anpassung einer die Betriebsweise einer hydrodynamischen Komponente 1 charakterisierenden Ist-Kennlinie an eine vorgegebene oder vordefinierte Soll-Kennlinie bei der Endabnahme der hydrodynamischen Komponente 1 zum Zwecke der Einstellung im späteren Verwendungsbereich einer Betriebsweise im Bereich der gewünschten Soll-Kennlinie. Zu diesem Zweck wird für einen bestimmten Typ einer hydrodynamischen Komponente 1, beispielsweise eines hydrodynamischen Retarders bestimmter Bauart und Baugröße, ein Soll-Kennfeld, welches die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente 1 beschreibt, in der Steuerung 8 hinterlegt, ferner ein entsprechendes Soll-Stellgrößenkennfeld. Bei dem die Betriebsweise beschreibenden Soll-Kennfeld handelt es sich dabei beispielsweise um ein Soll-Momentenfeld, wobei das Moment beim Retarder durch das Bremsmoment charakterisiert ist. Die einzelnen Momente über den gesamten Betriebsbereich sind dabei mit M_Soll1 bis M_Solln bezeichnet. Jedem Betriebspunkt, insbesondere Soll-Moment im Momentenkennfeld, ist eine entsprechende Stellgröße Y, bei hydrodynamischen Komponenten vorzugsweise in Form eines Stelldruckes p_Y zugeordnet. Das sich daraus ergebende Soll-Stellgrößenkennfeld für p_YSoll besteht dabei aus einer Vielzahl einzelner Stellgrößen p_YSoll1 bis p_YSolln. Vorzugsweise erfolgt die Korrelation zueinander über eine Drehzahl n. Das Soll-Momentenkennfeld für M_Soll1 bis M_Solln ist dabei in einem Drehzahl-/Drehmomentdiagramm abgelegt. Dabei kann das einzelne Kennfeld durch eine Mehrzahl einzelner Kennlinien vorgegeben werden. Vorzugsweise erfolgt die Korrelation über die Drehzahl n am Primärrad P der hydrodynamischen Komponente 1, die je nach Ausführung der hydrodynamischen Komponente als hydrodynamische Kupplung Drehzahl-/Drehmomentwandler oder hydrodynamischer Retarder als Pumpenrad oder Rotorschaufelrad ausgeführt ist. Diese beiden Kennfelder – das Soll-Momentenkennfeld M_Soll und das Soll-Stellgrößenkennfeld p_YSoll- bilden dabei die Ausgangsbasis. Auf dem Prüfstand bei der Endabnahme wird dann das aktuelle Ist-Momentenkennfeld M_Ist ermittelt, wobei dabei eine Vielzahl einzelner Momentenkennwerte M_Ist1 bis M_Istn, ermittelt werden, die beispielsweise im Bezug auf die Drehzahl am Primärrad die einzelnen Betriebspunkte im Momentenkennfeld abbilden. Anhand eines Vergleiches des ermittelten Ist-Wertes, im dargestellten Fall des Momentes M_Ist mit dem Sollwert M_Soll im jeweiligen Betriebspunkt, wird ermittelt, ob dieser dem gewünschten Sollwerte entsprechend dem Soll-Momentenkennfeld entspricht. Ergibt der Vergleich eine Über- oder Unterschreitung des Soll-Wertes M_Soll für einen bestimmten Betriebspunkt durch M_Ist-i, wird die Stellgröße entsprechend angepasst, im dargestellten Fall beispielsweise verringert, während bei Unterschreitung eine Änderung der Stellgröße Y_Solln in Richtung einer Vergrößerung erfolgt. Diesbezüglich kann die Stellgröße Y, im dargestellten Fall py_Soll, lediglich durch Addition oder Subtraktion um einen Korrekturwert, welcher fest vorgegeben, frei definiert oder ermittelt werden kann, geändert werden. Eine andere Möglichkeit entsprechend der Ausführung gemäß 1 besteht darin, hier einen funktionalen Zusammenhang herzustellen, insbesondere zwischen einzelnen für gleiche theoretisch im Soll-Kennfeld anzusteuernden Betriebspunkte (n_istn, M_Istn) sowie Änderungen der Stellgrößen p_YSoll Dabei erfolgt beispielsweise für einen bestimmten Betriebspunkt, der durch ein bestimmtes Moment M_Ist-n charakterisiert ist und sich über die Stellgröße p_YSolln einstellen lässt, beim wiederholten Durchlaufen über den gesamten Betriebsbereich für zwei gleiche einzustellende Betriebspunkte (n_Istn, M_Istn) die aufeinanderfolgend ermittelten Werte berücksichtigt. Dabei ergibt sich die neu zu verwendende Stellgröße p_YSollneu aus dem Produkt des aktuellen angelegten Stelldruckes p_YSoll-(i-1), der dessen vorgegebene Sollwert p_YSoll aus der letzten Einstellung des gleichen Betriebspunktes (n_Istn, M_Istn) entspricht, und dem Quotienten aus dem aktuellen Moment M_Istn(i-1)aus der letzten Ermittlung im gleichen Betriebspunkt. Wird dann immer noch nicht die erforderliche Genauigkeit erreicht, wird die Korrektur weiterhin vorgenommen, d.h. wiederholt während der nächsten Durchläufe des Betriebspunktes n. n charakterisiert dabei einen konkreten Betriebspunkt. i verdeutlicht die Anzahl der wiederholten Einstellung des Betriebspunktes n. Liegt jedoch das dann vorliegende Ist-Moment M_Istn-i im Toleranzbereich, kann der dafür verwendete Stellgrößenwert p_YSolln-1 für diesen Betriebspunkt n eingelesen werden. Dieser wird dann zu p_YSollneu. Vorzugsweise finden immer eine Mehrzahl derartiger Iterationsschritte statt. Dabei wird für jeden Betriebspunkt n diese Iteration immer betriebspunktbezogen vorgenommen. Dies bedeutet, dass beispielsweise unter der Voraussetzung eines bestimmten Füllungsgrades bei einer bestimmten Drehzahl n₂ als Sollwert für Stellgröße p_YSoll bei Drehzahl n₂ und einzustellenden Drehmoment M_Soll bei n2 angesetzt wird und das aktuelle Moment M_Ist2 bei n₂ ermittelt. Weicht M_Ist2 von dem theoretisch eigentlich einzustellenden Sollwert M_Soll2 bei Drehzahl n₂ ab, erfolgt die Korrektur der Stellgröße p_YSoll2 bei Drehzahl n2 und M_Soll2 für Drehzahl n₂. Dabei wird der Sollwert für die Stellgröße p_YSoll2 neu bestimmt, indem dieser aus dem Produkt aus py_Ist2 bei Drehzahl n₂ und dem Quotienten aus dem aus dem aktuellen Ist-Moment M_Ist2 bei Drehzahl n₂ und der letzten Messung M_Ist2-(1) bei Drehzahl n₂ ermittelt. Wird dann die erforderliche Genauigkeit erreicht, kann dieser neue Sollwert als fest vorgegebener Sollwert für den bestimmten Betriebspunkt n eingelesen werden.
Die 3a bis 3c verdeutlichen beispielhaft die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem hydrodynamischen Retarder, umfassend ein Primärrad in Form eines Rotorschaufelrades und ein Sekundärschaufelrad. In der 3a ist dabei das bei der Endprüfung zugrundegelegte Soll-Kennfeld für den hydrodynamischen Retarder wiedergegeben. Daraus ersichtlich ist, dass hier im wesentlichen zwei Retarderkennlinien unterschieden werden, die die Erzeugung eines maximalen Bremsmomentes M_Ret-max und M_Ret-min beschreiben. Dies ist auch immer abhängig vom Füllungsgrad FG des hydrodynamischen Retarders bzw. auch der eingelegten gewünschten Bremsstufe, so dass neben den hier dargestellten zwei unterschiedlichen Kennlinien auch eine Vielzahl derartiger Kennlinien vorgegeben werden kann. Jeder dieser Kennlinien, die hier mit M_Ret-max und M_Ret-min bezeichnet sind, ist eine entsprechende Stellgrößenkennlinie zugeordnet, die dementsprechend mit p_Ymax und p_Ymin bezeichnet ist. Die Kennlinien sind im sogenannten Drehzahl-/Drehmomentkennfeld (n/M-Diagramm) wiedergegeben. Die Drehzahl n wird beispielsweise von der Drehzahl des Retarders, insbesondere des Rotorschaufelrades R, beschrieben.
Demgegenüber offenbart 3b das tatsächliche Ist-Kennfeld, wie es sich bei Anlegen der Stellgröße p_YSoll für die einzelnen Betriebspunkte ergibt. Daraus zu erkennen ist, dass es doch erhebliche Abweichungen in bestimmten Bereichen jeder einzelnen Ist-Kennlinie von den sogenannten Soll-Kennlinien gibt. Die Korrektur erfolgt über die Anpassung der Stellgröße p_YSoll, hier im konkreten Fall sowohl der Stellgrößen p_Ymax und p_Ymin, wobei die Korrektur für jeden einzelnen Betriebspunkt vorgenommen wird. Dies gilt in Analogie auch für das minimale vom Retarder erzeugbare Bremsmoment M_Ret-min.
Das Einlesen der korrigierten Stellgrößen p_YSoll neu für die einzelnen Betriebspunkte n erfolgt dabei zumindest in einen beschreibbaren und lesbaren Speicher. Dieser kann der hydrodynamischen Komponente 1, insbesondere dem hydrodynamischen Retarder, beigefügt sein, beispielsweise am Gehäuse angebracht. Denkbar ist es auch, das korrigierte sich aus einer Vielzahl dieser einzelnen Soll-Stellgrößenwerte ergebende Soll-Kennfeld p_YSoll in die der hydrodynamischen Komponente 1, insbesondere dem hydrodynamischen Retarder zugeordnete Steuereinrichtung 8, einzulesen.
Zusätzlich aufgetragen sind beispielhaft die tatsächlichen Abweichungen der eingestellten Ist-Betriebspunkte bei Verwendung der abgespeicherten Soll-Stellgröße. Diese Abweichung kann als zusätzliches Bewertungskriterium für nachfolgende Steuervorgänge im Betrieb der hydrodynamischen Komponente herangezogen werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die hier beschriebene Möglichkeit der Änderung der Stellgröße p_YSoll beschränkt. Denkbar kann, wie bereits ausgeführt, eine Änderung stufenweise um einen bestimmten vordefinierten oder vorgegebenen Korrekturwert sein. Dieser Korrekturwert kann berechnet werden oder aber frei festgelegt. Dies hängt insbesondere auch damit zusammen, in welchem Abstand derartige Korrekturen erfolgen sollen. Die Korrektur kann bei aufeinanderfolgenden Durchläufen des bestimmten Betriebspunktes oder aber nur bei jeder i-ten Einstellung des Betriebspunktes n erfolgen.

1: hydrodynamische Komponente
2: Prüfanordnung
3: Betriebsmittelversorgungssystem
4: Arbeitsraum
5: Einlass
6: Auslass
7: Stelleinrichtung
8: Steuereinrichtung
9: Steuergerät
10: Speicher
11: Erfassungseinrichtung
12: Sensor
13: Vergleichseinrichtung
14: Sollwert-Korrektureinrichtung
15: Einrichtung zur Vorgabe eines gewünschten Bremsmomentes
16: Einrichtung zur Erfassung einer das Ist-Moment wenigstens mittelbar
: beschreibenden Größe

Claims

Verfahren zur Anpassung einer die Betriebsweise einer hydrodynamischen Komponente (1) charakterisierenden Ist-Kennlinie oder Ist-Kennfeld an eine die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente charakterisierende Soll-Kennlinie oder Soll-Kennfeld bei der Endabnahme der hydrodynamischen Komponente; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.1 bei welchem in einer der hydrodynamischen Komponente (1) zugeordneten beschreib- und lesbaren Speichereinheit mindestens eine die gewünschte Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente (1) beschreibende Soll-Kennlinie oder ein Soll-Kennfeld hinterlegt wird, wobei jedem in diesem enthaltenen Betriebspunkt (n) eine Soll-Stellgröße (Y_Solln) zugeordnet ist; 1.2 a) bei welchem aus den die einzelnen Betriebszustände charakterisierenden Betriebsparametern die aktuelle, die Betriebsweise der hydrodynamischen Komponente (1) beschreibbare Ist-Kennlinie ermittelt wird und für die einzelnen Betriebspunkte (n) mit denen der vorgegebenen Soll-Kennlinie oder dem Soll-Kennfeld vergleichen werden, wobei Absatz 1.2 a) bei Abweichung außerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereiches bei wiederholter Ansteuerung des Betriebspunktes n eine Korrektur der Soll-Stellgröße (Y_Soll) für den jeweiligen Betriebspunkt (n) solange vorgenommen wird, bis dieser im Toleranzbereich liegt und b) bei Abweichung innerhalb des Toleranzbereiches oder Übereinstimmung der aktuelle Wert der Soll-Stellgröße als neuer Sollwert gesetzt wird und in die Speichereinheit als Endwert der Soll-Stellgröße Y_Sollneu für jeden Betriebspunkt (n) eingelesen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Soll-Stellgröße Y_Solln für einen bestimmten Betriebspunkt um einen Korrekturwert k erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert k vordefinierbar oder berechenbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der einem Betriebspunkt zugeordneten Soll-Stellgröße Y_Solln durch Berechnung aus vorangegangenen ermittelten Ist-Größen für den gleichen Betriebspunkt (n) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Soll-Stellgröße (Y_Soll) bei jedem Durchlaufen des Betriebspunktes (n) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Soll-Stellgröße Y_Soll bei jedem n-ten Durchlaufen des Betriebspunktes (n) erfolgt, wobei n größer 1 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist- und Soll-Kennlinien der hydrodynamischen Komponente (1) von Drehzahl-/Drehmomentkennlinien (n, M) gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Einstellung der Betriebspunkte (n) erforderlichen Stellgrößen Y_Soll von einem Steuerdruck p_YSoll gebildet werden, der der Beaufschlagung der Stelleinrichtung (7) dient.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die geänderte Soll-Stellgröße sich aus folgender Beziehung ergibt:
mit p_YSoll
n-i neue Soll-Stellgröße, der sich bei Abweichung bei aktueller Einstellung des Istwertes M_Istn-i vom vorgegebenen Sollwert M_Solln als zu setzender Sollwert für die Stellgröße bei der nächsten Ansteuerung des Betriebspunktes n ergibt. p_{YSoll
n-(i-1)} Soll-Stellgröße zur Einstellung von M_Istn-i verwendet, wie für Betriebspunkt n bei letzter Einstellung ermittelt. M_Istn-i Aktueller Istwert, der mit p_{YSoll n (i-1)} eingestellt wurde. M_Istn-(i-1) Istwert der bei der letzten Einstellung des Betriebspunktes n ermittelt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Toleranzbereich bezogen auf eine Kennlinie gleichmäßig über die gesamte Kennlinie gewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden mit der abgespeicherten Soll-Stellgröße ermittelten Betriebspunkt die Größe der Abweichung des jeweiligen, den Betriebspunkt beschreibenden Ist-Parameters vom theoretisch einstellbaren Sollwert, d.h. die Größe der Toleranz erfasst und abgespeichert wird.
Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der Endprüfung hydrodynamischer Retarder.