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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und Verfahren zum Ermitteln eines Druckspeicherfüllzustandes, und genauer ein System und Verfahren zum Ermitteln eines Druckspeicherfüllzustandes unter Verwendung eines in einem Magnetventil gemessenen Stromes.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesen Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
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Ein typisches Automatikgetriebe umfasst ein hydraulisches Steuersystem, das, neben anderen Funktionen, angewandt wird, um mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen zu betätigen. Diese Drehmomentübertragungseinrichtungen können zum Beispiel Reibkupplungen und Bremsen sein. Das herkömmliche hydraulische Steuersystem umfasst in der Regel eine Hauptpumpe, die ein Druckfluid, wie etwa Öl, an mehrere Ventile und Magnetventile in einem Ventilkörper liefert. Die Hauptpumpe wird durch die Kraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben. Die Ventile und Magnetventile sind betreibbar, um das Hydraulikdruckfluid durch einen Hydraulikfluidkreis zu den mehreren Drehmomentübertragungseinrichtungen in dem Getriebe zu lenken. Das Hydraulikdruckfluid, das an die Drehmomentübertragungseinrichtungen abgegeben wird, wird dazu verwendet, die Einrichtungen einzurücken oder auszurücken, um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zu erhalten.
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Bei bestimmten hydraulischen Steuersystemen wird ein Druckspeicher verwendet, um die Pumpe zu verstärken oder in manchen Fällen als die Quelle für Hydraulikdruckfluid zu ersetzen. Dementsprechend ist der Ladezustand des Druckspeichers entscheidend, um das Getriebe richtig zu steuern. Obgleich Drucksensoren angewandt werden können, um den Druck des Hydraulikfluids in dem Druckspeicher, und daher dessen Ladezustand, zu ermitteln, gibt es in der Technik Raum für ein Verfahren zum Ermitteln des Ladezustandes eines Druckspeichers, das die Verwendung zusätzlicher Komponenten und Sensoren minimiert.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist ein Verfahren zum Ermitteln, ob ein Druckspeicher mit einem Hydraulikfluid auf einen vorbestimmten Füllstand gefüllt ist, vorgesehen. Der Druckspeicher steht mit zumindest einem Magnetventil in Fluidverbindung. Das Verfahren umfasst die Schritte, dass ein Strom zu dem Magnetventil angewiesen wird, Hydraulikdruckfluid an den Druckspeicher geliefert wird, ein Zeitglied auf einen Anfangswert gesetzt wird, das Zeitglied inkrementiert wird, ermittelt wird, ob das Zeitglied einen Zeitglied-Schwellenwert übersteigt, ein Strom zu dem Magnetventil gemessen wird, wenn das Zeitglied den Zeitglied-Schwellenwert übersteigt, ein modifizierter Strom als Funktion des gemessenen Stromes, des Zeitgliedwerts und des angewiesenen Stromes berechnet wird, der modifizierte Strom mit einem Schwellenwert verglichen wird, und ermittelt wird, dass der Druckspeicher auf den vorbestimmten Füllstand gefüllt ist, wenn der modifizierte Strom größer als der Schwellenwert ist.
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Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren ferner den Schritt, der umfasst, dass der gemessene Strom gefiltert wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt umfasst das Berechnen des modifizierten Stromes, dass eine Änderungsrate des gemessenen Stromes über die Zeit berechnet wird.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt umfasst das Berechnen des modifizierten Stromes, dass ein Änderungsbetrag des gemessenen Stromes über die Zeit berechnet wird.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt umfasst das Berechnen des modifizierten Stromes, dass ein gleitender Mittelwert des gemessenen Stromes über die Zeit berechnet wird.
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Weitere Anwendbarkeitsbereiche werden aus der hierin angegebenen Beschreibung deutlich werden. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und besonderen Beispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
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ZEICHNUNGEN
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Teils eines beispielhaften hydraulischen Steuersystems;
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2 ist ein schematisches Diagramm eines Teils eines anderen beispielhaften hydraulischen Steuersystems; und
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3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben der hydraulischen Steuersysteme der 1 und 2 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht beschränken.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Teil eines hydraulischen Steuersystems allgemein mit Bezugszeichen 10 angegeben. Zu Beginn ist festzustellen, dass der in 1 gezeigte Teil des hydraulischen Steuersystems 10 beispielhaft ist und dass andere Konfigurationen angewandt werden können. Das hydraulische Steuersystem 10 ist betreibbar, um Drehmomentübertragungseinrichtungen (nicht gezeigt) selektiv einzurücken und Kühlung und Schmierung für ein Getriebe (nicht gezeigt) vorzusehen, indem ein Hydraulikfluid 12 aus einem Sumpf 14 selektiv an einen Hydraulikkreis 16 übermittelt wird. Das Hydraulikfluid 12 wird an den Hydraulikkreis 16 unter Druck von entweder einer durch die Kraftmaschine angetriebenen Pumpe 18 oder einem Druckspeicher 20 übermittelt.
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Der Sumpf 14 ist ein Tank oder Reservoir, zu dem das Hydraulikfluid 12 von verschiedenen Komponenten und Bereichen des Getriebes zurückkehrt und sich dort sammelt. Das Hydraulikfluid 12 wird über die Pumpe 18 aus dem Sumpf 14 gedrückt und durch das gesamte hydraulische Steuersystem 10 übermittelt. Die Pumpe 18 kann zum Beispiel eine Zahnradpumpe, eine Flügelpumpe, eine Innenzahnradpumpe oder irgendeine andere Verdrängerpumpe sein. Die Pumpe 18 umfasst einen Einlassanschluss 22 und einen Auslassanschluss 24. Der Einlassanschluss 22 kommuniziert mit dem Sumpf 14 über eine Saugleitung 26. Der Auslassanschluss 24 übermittelt Hydraulikdruckfluid 12 an eine Versorgungsleitung 30. Die Versorgungsleitung 30 steht mit einem federvorgespannten Abblas-Sicherheitsventil 32, einem optionalen druckseitigen Filter 34 und einem optionalen federvorgespannten Rückschlagventil 36 in Verbindung. Das federvorgespannte Abblas-Sicherheitsventil 32 kommuniziert mit dem Sumpf 14. Das federvorgespannte Abblas-Sicherheitsventil 32 ist auf einen relativ hohen vorbestimmten Druck eingestellt, und wenn der Druck des Hydraulikfluids 12 in der Versorgungsleitung 30 diesen Druck übersteigt, dann öffnet das Sicherheitsventil 32 sofort, um den Druck des Hydraulikfluids 12 abzulassen und zu verringern. Der druckseitige Filter 34 ist parallel zu dem federvorgespannten Rückschlagventil 36 angeordnet. Wenn der druckseitige Filter 34 verstopft oder teilweise verstopft wird, nimmt der Druck in der Versorgungsleitung 30 zu und öffnet das federvorgespannte Rückschlagventil 36, um zuzulassen, dass das Hydraulikfluid 12 den druckseitigen Filter 34 umgehen kann.
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Der druckseitige Filter 34 und das federvorgespannte Rückschlagventil 36 kommunizieren jeweils mit einer Auslassleitung 38. Die Auslassleitung 38 steht mit einem zweiten Rückschlagventil 40 in Verbindung. Das zweite Rückschlagventil 40 steht mit einer Hauptversorgungsleitung 42 in Verbindung und ist ausgestaltet, um Hydraulikdruck in der Hauptversorgungsleitung 42 aufrechtzuerhalten. Die Hauptversorgungsleitung 42 führt dem Hydraulikkreis 16 und einer Steuereinrichtung 46 Hydraulikdruckfluid zu. Die Steuereinrichtung 46 ist betreibbar, um ”aktiv” zu steuern, ob der Druckspeicher 20 geladen oder entladen wird. Wenn zum Beispiel die Steuereinrichtung 46 offen ist, kann der Druckspeicher 20 auf der Basis des durch die Pumpe 18 zugeführten Druckniveaus geladen oder entladen werden. Wenn die Steuereinrichtung 46 geschlossen ist, bleibt der Druckspeicher 20 entweder in einem geladenen oder in einem entladenen Zustand. Die Steuereinrichtung 46 kann ein Ein/Aus-Magnetventil oder ein Druck- oder Durchfluss-Steuermagnetventil sein.
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Die Steuereinrichtung 46 wird durch ein Steuermodul 48 elektrisch gesteuert. Das Steuermodul 48 kann ein Getriebesteuermodul, ein Kraftmaschinen-Steuermodul oder beides oder irgendein anderer Typ von Controller oder Computer sein. Das Steuermodul 48 ist bevorzugt eine elektronische Steuereinrichtung, die einen vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor, Steuerlogik, Speicher, der verwendet wird, um Daten zu speichern, und zumindest ein E/A-Peripheriegerät zum Zuführen eines Signalstromes zu der Steuereinrichtung 46 aufweist.
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Die Steuereinrichtung 46 steht mit dem Druckspeicher 20 in Fluidverbindung. Der Druckspeicher 20 ist eine Energiespeichereinrichtung, in der das nicht komprimierbare Hydraulikfluid 12 durch eine äußere Quelle unter Druck gehalten wird. In dem angeführten Beispiel ist der Druckspeicher 20 ein Druckspeicher vom Federtyp oder gasgefüllten Typ, der eine Feder oder ein komprimierbares Gas aufweist, die bzw. das eine komprimierende Kraft auf das Hydraulikfluid 12 in dem Druckspeicher 20 ausübt. Es ist jedoch festzustellen, dass der Druckspeicher 20 von anderen Typen, wie etwa vom gasgefüllten Typ, sein kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist der Druckspeicher 20 betreibbar, um Hydraulikdruckfluid 12 der Hauptversorgungsleitung 42 zurück zuzuführen. Jedoch verhindert das zweite Rückschlagventil 40 nach Entladen des Druckspeichers 20, dass das Hydraulikdruckfluid 12 zu der Pumpe 18 zurückkehrt. Der Druckspeicher 20 ersetzt, wenn er geladen ist, effektiv die Pumpe 18 als die Quelle für Hydraulikdruckfluid 12, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, dass die Pumpe 18 ständig laufen muss.
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Kurz 2 zugewandt, ist ein Teil eines alternativen hydraulischen Steuersystems allgemein mit Bezugszeichen 10' angegeben. Das hydraulische Steuersystem 10' ist ähnlich wie das in 1 gezeigte hydraulische Steuersystem 10, und gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen angegeben. Jedoch ist das hydraulische Steuersystem 10' ausgelegt, den Druckspeicher 20 vielmehr ”passiv” zu laden als den Druckspeicher 20 ”aktiv” zu laden. Zum Beispiel stellt eine Versorgungsleitung 50 eine Verbindung von der Hauptversorgungsleitung 42 zu einem dritten Rückschlagventil 52, das parallel zu der Steuereinrichtung 46 angeordnet ist, her. Das dritte Rückschlagventil 52 steht mit dem Druckspeicher 20 in Verbindung und ist ausgelegt, um Hydraulikdruck zwischen der Hauptversorgungsleitung 42 und dem Druckspeicher 20 aufrechtzuerhalten. Der Druckspeicher 20 ist geladen, wenn der Druck von der Pumpe 18 die Vorspannung des dritten Rückschlagventils 52 überschreitet. Das Entladen des Druckspeichers 20 erfolgt, wenn die Steuereinrichtung 46 geöffnet wird.
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Unter Bezugnahme auf 3 und unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird nun ein Verfahren 100 zum Ermitteln des Lade- oder Füllzustandes des Druckspeichers 20 beschrieben. Das Verfahren 100 beginnt bei Schritt 102, bei dem dem Magnetventil 46 ein Strom zugeführt wird. In der Konfiguration einer ”aktiven” Druckspeicherfüllung ist der dem Magnetventil 46 zugeführte Strom ausreichend, um das Magnetventil 46 zu öffnen. In der Konfiguration einer ”passiven” Druckspeicherfüllung ist der dem Magnetventil 46 zugeführte Strom nicht ausreichend, um das Magnetventil 46 zu öffnen. Bei Schritt 104 wird Hydraulikdruckfluid 12 durch die Pumpe 18 dem Druckspeicher 20 zugeführt. Das Hydraulikfluid 12 wird ausreichend unter Druck gesetzt, um das Laden des Druckspeichers 20 zu beginnen.
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Sobald Hydraulikfluid 12 an den Druckspeicher 20 geliefert worden ist, wird ein Zeitgliedwert mit einem Referenzwert, wie etwa Null, wie bei Schritt 106 angegeben ist, initialisiert. Bei Schritt 108 wird der Zeitgliedwert inkrementiert. Bei Schritt 110 wird der Zeitgliedwert mit einem Zeitglied-Schwellenwert verglichen. Der Zeitglied-Schwellenwert ist ein vordefinierter Wert, der eine Mindestzeitdauer darstellt, die verstreichen sollte, während das Laden des Druckspeichers 20 erfolgt. Der Zeitglied-Schwellenwert kann eine Funktion einer Temperatur des Hydraulikfluids oder proportional zu der Größe des Druckspeichers 20 sein. Wenn der Zeitgliedwert kleiner als der Zeitglied-Schwellenwert ist, kehrt das Verfahren 100 zu Schritt 108 zurück, bei dem der Zeitgliedwert inkrementiert wird. Wenn der Zeitgliedwert größer als der Zeitglied-Schwellenwert ist, dann schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 112 fort.
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Bei Schritt 112 wird der dem Magnetventil 46 zugeführte Strom von dem Controller 48 gemessen. Da der Strom, der von dem Controller 48 angewiesen wird, sich nicht geändert hat, stellt jede Änderung des gemessenen Stromes eine Änderung der Kräfte, die an dem Magnetventil 46 wirken, dar. Wenn zum Beispiel der Fluiddruck zwischen dem Magnetventil 46 und dem Druckspeicher 20 zunimmt, induziert die Änderung des Drucks 20 eine Änderung des Stromes in dem Magnetventil 46 aufgrund der Druckkräfte, die auf den Anker oder das Ventil des Magnetventils 46 wirken.
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Bei Schritt 114 kann der Controller 48 optional einen Filter auf den gemessenen Strom anwenden. Dieser Filter kann ein Tiefpass, Bandpass, Hochpass oder anderer Filter sein, der auf den gemessenen Strom angewendet wird, um eine Detektion zu unterstützen, indem jegliche unerwünschten oder Störfrequenzsignale in dem gemessenen Strom beseitigt werden.
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Bei Schritt 116 werden die Charakteristiken des gemessenen Stromes über Zeit und mit Bezug auf den angewiesenen Strom unter Verwendung von einem oder mehreren Verfahren modifiziert. In einem Beispiel berechnet der Controller 48 einen Ableitungswert des gemessenen Stromes (d. h. die Änderungsrate des Stromes) In einem anderen Beispiel berechnet der Controller 48 einen Betrag der Änderung des gemessenen Stromes über die Zeit. In einem nochmals anderen Beispiel berechnet der Controller 48 einen gleitenden Mittelwert des gemessenen Stromes über die Zeit.
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Sobald der gemessene Strom modifiziert worden ist, schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 118 fort, bei dem der modifizierte Strom mit einem Schwellenwert verglichen wird. Der Wert des Schwellenwerts hängt von dem ausgewählten Verfahren zum Quantifizieren des gemessenen Stromes ab. Im Allgemeinen wird jedoch der Schwellenwert auf der Basis eines erlernten Verhaltens des Drucks des Hydraulikfluids, das an dem Magnetventil 46 wirkt, und der Änderung des gemessenen Stromes, die durch das Hydraulikfluid induziert wird, ermittelt. Wenn der modifizierte Strom kleiner als der Schwellenwert ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 112 zurück und wird wiederholt. Wenn jedoch der modifizierte Strom größer als der Schwellenwert ist, dann schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 120 fort, bei dem der Controller 48 ermittelt, dass der Druckspeicher 20 geladen ist, und das Verfahren 100 endet.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abwandlungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen im Umfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung vom Gedanken und Umfang der Erfindung anzusehen.
