DE102016122379A1 - Hydraulic valve Umschaltpunkterfassungsverfahren and control unit for a motor vehicle powertrain - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Erfassen eines Umschaltpunktes (UP) eines passiven Hydraulikventils (30), das aufgrund eines Staudruckes in einer zu dem Hydraulikventil (30) führenden Hydraulikleitung zwischen einer ersten Schaltstellung (S1) und einer zweiten Schaltstellung (S2) umschaltbar ist, wobei in die Hydraulikleitung ein Hydraulikfluid-Volumenstrom (Q) aus einer Fluidversorgungseinrichtung (12) einspeisbar ist und wobei der Hydraulikfluid-Volumenstrom (Q) mittels der Fluidversorgungseinrichtung (12) in Abhängigkeit von wenigstens zwei Zustandsgrößen (Z1, Z2; U, l, n) bereitstellbar ist, mit den Schritten: Verändern einer ersten Zustandsgröße (Z1; U) der wenigstens zwei Zustandsgrößen, und zwar ausgehend von einem ersten Zustandsgrößenwert (0), bei dem das Hydraulikventil (30) die erste Schaltstellung (S1) einnimmt, hin zu einem zweiten Zustandsgrößenwert (U), bei dem das Hydraulikventil (30) die zweite Schaltstellung (S2) einnimmt; Erfassen einer zweiten Zustandsgröße (Z2; I; n) der wenigstens zwei Zustandsgrößen; wobei der Umschaltpunkt (UP) aufgrund einer Änderung eines Gradienten (G) der zweiten Zustandsgröße (Z2; I; n) während des Veränderns der ersten Zustandsgröße (Z1; U) erfasst wird.Method for detecting a switching point (UP) of a passive hydraulic valve (30) which can be switched between a first switching position (S1) and a second switching position (S2) due to a back pressure in a hydraulic line leading to the hydraulic valve (30), wherein the hydraulic line a hydraulic fluid volume flow (Q) can be fed from a fluid supply device (12) and wherein the hydraulic fluid volume flow (Q) can be provided by the fluid supply device (12) as a function of at least two state variables (Z1, Z2; U, l, n), comprising the steps of: changing a first state variable (Z1; U) of the at least two state variables starting from a first state variable value (0) at which the hydraulic valve (30) assumes the first switching position (S1) towards a second state variable value (Z1; U), in which the hydraulic valve (30) assumes the second switching position (S2); Detecting a second state variable (Z2; I; n) of the at least two state variables; wherein the switching point (UP) due to a change of a gradient (G) of the second state quantity (Z2; I; n) during the changing of the first state quantity (Z1; U) is detected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Umschaltpunktes eines passiven Hydraulikventils, das aufgrund eines Staudruckes in einer zu dem Hydraulikventil führenden Hydraulikleitung zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung umschaltbar ist, wobei in die Hydraulikleitung ein Hydraulikfluid-Volumenstrom aus einer Fluidversorgungseinrichtung einspeisbar ist.The present invention relates to a method for detecting a switching point of a passive hydraulic valve, which is switchable due to a back pressure in a hydraulic line leading to the hydraulic valve between a first switching position and a second switching position, wherein in the hydraulic line, a hydraulic fluid volume flow from a fluid supply device can be fed.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikanordnung eines Kraftfahrzeugantriebstranges, wobei die Hydraulikanordnung eine Fluidversorgungseinrichtung sowie ein passives Hydraulikventil aufweist, das aufgrund eines Staudruckes in einer zu dem Hydraulikventil führenden Hydraulikleitung zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung umschaltbar ist, wobei in die Hydraulikleitung ein Hydraulikfluid-Volumenstrom aus der Fluidversorgungseinrichtung einspeisbar ist.Furthermore, the present invention relates to a method for operating a hydraulic arrangement of a motor vehicle drive train, wherein the hydraulic arrangement comprises a fluid supply device and a passive hydraulic valve which is switchable due to a back pressure in a hydraulic line leading to the hydraulic valve between a first switching position and a second switching position, wherein in the Hydraulic line, a hydraulic fluid volume flow from the fluid supply device can be fed.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät für einen Kraftfahrzeugantriebstrang.Furthermore, the present invention relates to a control device for a motor vehicle drive train.
In Hydraulikanordnungen von Kraftfahrzeugantriebsträngen besteht häufig ein Bedarf, einen von einer Fluidversorgungseinrichtung bereitgestellten Gesamtvolumenstrom bedarfsweise in mehrere Teilvolumenströme aufzuteilen. Dies erfolgt in der Regel durch elektrisch ansteuerbare Ventile, insbesondere in der Form von Wegeventilen, die elektromagnetisch betätigt sind.In hydraulic arrangements of motor vehicle drive trains, there is often a need to divide a total volume flow provided by a fluid supply device, if necessary, into a plurality of partial volume flows. This is usually done by electrically controllable valves, in particular in the form of directional valves, which are actuated electromagnetically.
Aus der älteren, nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung
In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das Fluidvolumenstrombegrenzungsventil einen Haupt- und einen Nebenfluidpfad, der vorzugsweise parallel zu dem Hauptfluidpfad eingerichtet ist. Hierbei kann eine Feder das Ventil bei niedrigen Volumenströmen vorzugsweise in einem geöffneten Zustand halten, so dass der Hauptfluidpfad und der Nebenfluidpfad durchströmt werden. Mit steigendem Volumenstrom bzw. Druck nehmen Strömungskräfte und Staudruck zu, wodurch der Hauptfluidpfad versperrt wird. Hierdurch kann der Volumenstrom hin zu jenem Verbraucher, innerhalb dessen Pfades ein solches Fluidvolumenstrombegrenzungsventil angeordnet ist, reduziert werden, wohingegen sich der Volumenstrom zu dem anderen Verbraucher erhöht.In a preferred embodiment, the fluid flow restriction valve includes a main and a sub-fluid path, which is preferably configured in parallel to the main fluid path. In this case, a spring may preferably hold the valve in an open state at low volume flows, so that the main fluid path and the secondary fluid path are flowed through. With increasing volume flow or pressure, flow forces and dynamic pressure increase, blocking the main fluid path. In this way, the volume flow can be reduced to that consumer, within the path of which such a fluid volume flow limiting valve is arranged, while the flow increases to the other consumer.
Beispielsweise kann dann, wenn eine nasslaufende Lamellenkupplung in Form eines zweiten hydraulischen Verbrauchers nicht betätigt wird, nur ein geringer Teil eines Gesamt-Volumenstromes zu der nasslaufenden Lamellenkupplung geführt werden, ein höherer Anteil jedoch zum Kühlen eines elektrischen Motors verwendet werden. Wenn hingegen die nasslaufende Lamellenkupplung betätigt wird, ist es erforderlich, einen hohen Volumenstrom bereitzustellen. Hierzu wird der Gesamt-Volumenstrom erhöht und der Staudruck vor dem Fluidvolumenstrombegrenzungsventil erhöht sich, wodurch dieses umschaltet, derart, dass der dann weiter ansteigende große Volumenstrom weit überwiegend zu der nasslaufenden Lamellenkupplung geführt wird. Diese wird mittels des Volumenstromes in diesem Fall nicht nur geschmiert, sondern auch gekühlt, um die bei Schlupfzuständen auftretende Reibungswärme abführen zu können.For example, if a wet-running multi-plate clutch is not operated in the form of a second hydraulic consumer, only a small part of a total volume flow to the wet-running multi-plate clutch can be performed, a higher proportion can be used for cooling an electric motor. If, however, the wet-running multi-plate clutch is actuated, it is necessary to provide a high volume flow. For this purpose, the total volume flow is increased and the dynamic pressure upstream of the fluid flow rate limiting valve increases, causing it to switch over in such a way that the then further increasing large volume flow is largely led to the wet-running multi-disc clutch. This is not only lubricated by means of the volume flow in this case, but also cooled in order to dissipate the frictional heat occurring during slip conditions can.
Um sicherzustellen, dass die nasslaufende Lamellenkupplung im Falle ihrer Betätigung auch einen hinreichend großen Volumenstrom erhält, können geeignete Sensoren vorgesehen werden, die bspw. einen Leitungsdruck messen.To ensure that the wet-running multi-plate clutch also receives a sufficiently large volume flow in the event of its actuation, suitable sensors can be provided which, for example, measure a line pressure.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Erfassen eines Umschaltzeitpunktes eines passiven Hydraulikventils, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikanordnung eines Kraftfahrzeugantriebstranges sowie ein verbessertes Steuergerät für einen Kraftfahrzeugantriebstrang anzugeben. Against this background, it is an object of the invention to provide an improved method for detecting a switching time of a passive hydraulic valve, an improved method for operating a hydraulic arrangement of a motor vehicle drive train and an improved control unit for a motor vehicle drive train.
Die obige Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Erfassen eines Umschaltpunktes eines passiven Hydraulikventils, das aufgrund eines Staudruckes in einer zu dem Hydraulikventil führenden Hydraulikleitung zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung umschaltbar ist, wobei in die Hydraulikleitung ein Hydraulikfluid-Volumenstrom aus einer Fluidversorgungseinrichtung einspeisbar ist und wobei der Hydraulikfluid-Volumenstrom mittels der Fluidversorgungseinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens zwei Zustandsgrößen bereitstellbar ist, mit den Schritten:
- - Verändern einer ersten Zustandsgröße der wenigstens zwei Zustandsgrößen, und zwar ausgehend von einem ersten Zustandsgrößenwert, bei dem das Hydraulikventil die erste Schaltstellung einnimmt, hin zu einem zweiten Zustandsgrößenwert, bei dem das Hydraulikventil die zweite Schaltstellung einnimmt;
- - Erfassen einer zweiten Zustandsgröße der wenigstens zwei Zustandsgrößen;
- Changing a first state variable of the at least two state variables, starting from a first state variable value at which the hydraulic valve assumes the first switching position to a second state variable value at which the hydraulic valve assumes the second switching position;
- - detecting a second state variable of the at least two state variables;
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen eines Umschaltpunktes kann der Umschaltpunkt ohne zusätzliche Sensorik oder Messtechnik erfasst werden. Insbesondere kann der Umschaltpunkt auf der Grundlage von Zustandsgrößen erfasst werden, die in einer Hydraulikanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebstrang ohnehin erfasst und bearbeitet werden.In the method according to the invention for detecting a switching point, the switching point can be detected without additional sensors or measuring technology. In particular, the switching point can be detected on the basis of state variables which are detected and processed anyway in a hydraulic system for a motor vehicle drive train.
Das passive Hydraulikventil wird weder elektromagnetisch noch mechanisch betätigt. Alleine der sich ergebende Staudruck vor dem Ventil bewirkt eine Betätigung bzw. ein Schalten des Ventils. Die Hydraulikanordnung kann dabei, ähnlich wie bei der oben genannten älteren Anmeldung, auf deren Offenbarungsgehalt vorliegend Bezug genommen wird, bspw. zwei hydraulische Verbraucher aufweisen, wobei das passive Hydraulikventil in einem Zweig zu einem der Verbraucher angeordnet ist. Hierdurch kann die Verteilung eines Gesamt-Fluidvolumenstromes, der von der Fluidversorgungseinrichtung bereitgestellt wird, durch Umschalten des passiven Hydraulikventils verändert werden.The passive hydraulic valve is not actuated either electromagnetically or mechanically. Only the resulting back pressure before the valve causes an actuation or a switching of the valve. The hydraulic system can, as in the above-mentioned earlier application, reference is made to the disclosure content herein, for example, have two hydraulic consumers, wherein the passive hydraulic valve is arranged in a branch to one of the consumers. Thereby, the distribution of a total fluid volume flow provided by the fluid supply device can be changed by switching the passive hydraulic valve.
Das Verändern der ersten Zustandsgröße erfolgt vorzugsweise mittels einer vorgegebenen Kennlinie. Vorzugsweise erfolgt die Veränderung als lineare Veränderung, ausgehend von dem ersten Zustandsgrößenwert hin zu dem zweiten Zustandsgrößenwert. Die Zustandsgrößenwerte sind vorzugsweise Extremwerte, die insbesondere einer unteren Grenze und einer oberen Grenze der betreffenden Zustandsgröße entsprechen. Der erste und der zweite Zustandsgrößenwert können jedoch auch einen Ausschnitt aus der Gesamtzahl der möglichen Werte der ersten Zustandsgröße definieren.The change of the first state variable is preferably carried out by means of a predetermined characteristic curve. The change preferably takes place as a linear change, starting from the first state variable value to the second state variable value. The state variable values are preferably extreme values which in particular correspond to a lower limit and to an upper limit of the respective state variable. However, the first and second state quantity values may also define a section of the total number of possible values of the first state variable.
Bei dem Erfassen der zweiten Zustandsgröße wird diese entweder aufgezeichnet und anschließend analysiert. Alternativ ist es möglich, die zweite Zustandsgröße unmittelbar mit ihrer Erfassung zu analysieren.Upon detection of the second state variable, this is either recorded and then analyzed. Alternatively, it is possible to analyze the second state variable immediately with its detection.
Generell folgt die zweite Zustandsgröße der vorgegebenen Änderung der ersten Zustandsgröße. Mit anderen Worten ist die zweite Zustandsgröße eine von der ersten Zustandsgröße abhängige Zustandsgröße.In general, the second state variable follows the predetermined change of the first state variable. In other words, the second state variable is a state variable dependent on the first state variable.
Die Zustandsgrößen sind vorzugsweise Zustandsgrößen der Fluidversorgungseinrichtung. Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste und die zweite Zustandsgröße durch Zustandsgrößen eines Elektromotors gebildet sind, der eine Pumpe der Fluidversorgungseinrichtung antreibt.The state variables are preferably state variables of the fluid supply device. It is particularly preferred if the first and the second state variable are formed by state variables of an electric motor which drives a pump of the fluid supply device.
Das Verändern der ersten Zustandsgröße führt dazu, dass der Umschaltpunkt des passiven Hydraulikventils „überfahren“ wird. Da sich durch Umschalten des passiven Hydraulikventils zumindest kurzzeitig die zweite Zustandsgröße an das Umschalten anpassen muss, erfährt die zweite Zustandsgröße aufgrund der Änderung der ersten Zustandsgröße eine Gradientenänderung. Mit anderen Worten folgt die zweite Zustandsgröße der ersten Zustandsgröße auf einer bspw. im Wesentlichen linearen Kennlinie, wobei in dem Umschaltpunkt der Gradient (d.h. die Steigung dieser Kennlinie) sich kurzzeitig und/oder für den gesamten anschließenden Kennlinienabschnitt ändert. Diese Gradientenänderung kann von einer geeigneten Auswerteeinrichtung erfasst werden, bspw. durch Vergleichen des Gradienten mit einem oder mehreren vorab gespeicherten Gradientenwerten. Alternativ kann eine signifikante Änderung des Gradienten der zweiten Zustandsgröße während eines im Wesentlichen linearen Hochfahrens der ersten Zustandsgröße erfasst werden, also quasi eine erste Ableitung des Gradienten oder eine zweite zeitliche Abteilung bzw. Differenzierung der zeitlichen Verlaufskurve der zweiten Zustandsgröße.Changing the first state variable causes the switching point of the passive hydraulic valve to be "overrun". Since, by switching over the passive hydraulic valve, the second state variable must at least temporarily adapt to the switching, the second state variable undergoes a gradient change due to the change of the first state variable. In other words, the second state variable of the first state variable follows an essentially linear characteristic curve, for example, wherein in the switching point the gradient (i.e., the slope of this characteristic curve) changes briefly and / or for the entire subsequent characteristic curve section. This gradient change can be detected by a suitable evaluation device, for example by comparing the gradient with one or more previously stored gradient values. Alternatively, a significant change in the gradient of the second state variable during a substantially linear startup of the first state variable can be detected, that is quasi a first derivative of the gradient or a second temporal division or differentiation of the temporal profile curve of the second state variable.
Die Veränderung der ersten Zustandsgröße erfolgt vorzugsweise über eine Zeitspanne in einem Bereich von 1 s bis 10 s, insbesondere in einem Bereich von 3 s bis 10 s, insbesondere in einem Bereich von 5 s bis 8 s. The change in the first state variable is preferably carried out over a period of time in a range of 1 s to 10 s, in particular in a range of 3 s to 10 s, in particular in a range of 5 s to 8 s.
Die Erfassung des Umschaltpunktes erfolgt vorzugsweise ausschließlich bei einer Veränderung der ersten Zustandsgröße aus der Richtung des ersten Zustandsgrößenwertes in Richtung hin zu dem zweiten Zustandsgrößenwert, vorzugsweise jedoch nicht umgekehrt. Dies gilt insbesondere, wenn die zweite Schaltstellung des Hydraulikventils dazu führt, dass eine nasslaufende Lamellenkupplung mit einem relativ großen Volumenstrom versorgt wird. In diesem Fall ist es von Bedeutung, dass gewährleistet wird, dass ein Umschalten in die zweite Schaltstellung sicher erkannt werden kann, da nur dann eine Steuerung die Lamellenkupplung im Schlupf ansteuern kann. Denn nur dann kann die dabei entstehende Reibungswärme abgeführt werden. Umgekehrt ist es von geringerer Bedeutung, wenn beim Zurückschalten aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung der Umschaltpunkt nicht genau bekannt ist.The detection of the switching point preferably takes place exclusively when the first state variable changes from the direction of the first state variable value in the direction of the second state variable value, but preferably not vice versa. This is especially true when the second switching position of the hydraulic valve causes a wet-running multi-plate clutch is supplied with a relatively large volume flow. In this case, it is important that it is ensured that switching to the second switching position can be reliably detected, since only then a controller can control the multi-plate clutch in the slip. Only then can the resulting frictional heat be dissipated. Conversely, it is of lesser importance if, when switching back from the second switching position to the first switching position, the switching point is not exactly known.
Generell ist das Erfassungsverfahren im Wesentlichen temperaturunabhängig. Sofern doch eine Temperaturabhängigkeit vorliegen sollte, ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren für verschiedene Temperaturen zur Ermittlung unterschiedlicher Umschaltpunkte bei unterschiedlichen Temperaturen durchzuführen.In general, the detection method is essentially independent of temperature. If, nevertheless, a temperature dependence should be present, it is possible to carry out the method according to the invention for different temperatures for determining different switching points at different temperatures.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.The task is thus completely solved.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn der Wert der ersten Zustandsgröße bei Erfassung der Gradientenänderung der zweiten Zustandsgröße als aktueller Umschaltpunkt erfasst wird.It is particularly advantageous if the value of the first state variable is detected as the current switching point upon detection of the gradient change of the second state variable.
Hierdurch kann bei allen künftigen Betätigungen exakt festgestellt werden, wann bei Änderungen der ersten Zustandsgröße in Richtung des zweiten Zustandsgrößenwertes ein sicheres Umschalten in die zweite Schaltstellung erfolgt ist.As a result, it can be determined exactly in all future operations when a changeover of the first state variable in the direction of the second state variable value is a safe switching to the second switching position.
Bei dieser Ausführungsform ist die erste Zustandsgröße vorzugsweise jene Zustandsgröße, die auch zur Ansteuerung der Fluidversorgungseinrichtung verwendet wird, um diese zur Bereitstellung unterschiedlicher Gesamt-Fluidvolumenströme anzusteuern.In this embodiment, the first state variable is preferably that state variable that is also used to drive the fluid supply device to drive it to provide different total fluid volume flows.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Wert der ersten Zustandsgröße als aktueller Umschaltpunkt aus dem Wert der zweiten Zustandsgröße bei Erreichen des zweiten Zustandsgrößenwertes durch die erste Zustandsgröße berechnet.According to a further preferred embodiment, the value of the first state variable is calculated as the current switching point from the value of the second state variable when the second state variable value is reached by the first state variable.
Mit anderen Worten wird davon ausgegangen, dass sich der Gradient der zweiten Zustandsgröße nach Erreichen des Umschaltpunktes generell geändert hat. Demzufolge hat die zweite Zustandsgröße dann, wenn tatsächlich eine Umschaltung erfolgt ist, bei Erreichen des zweiten Zustandsgrößenwertes durch die erste Zustandsgröße einen anderen Wert, als dann, wenn die Umschaltung nicht erfolgt ist.In other words, it is assumed that the gradient of the second state variable has generally changed after reaching the switching point. Accordingly, the second state variable, if a switch has actually taken place, has a different value when the second state variable value is reached by the first state variable than when the switchover has not taken place.
Demzufolge kann darauf rückgeschlossen werden, bei welchem Wert der Zustandsgröße der Umschaltpunkt erreicht wird.Consequently, it can be deduced at which value of the state variable the switching point is reached.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die Fluidversorgungseinrichtung eine Pumpe und einen die Pumpe antreibenden Elektromotor, wobei ein Druckanschluss der Pumpe direkt mit der zu dem Hydraulikventil führenden Hydraulikleitung verbunden ist.According to a further preferred embodiment, the fluid supply device includes a pump and an electric motor driving the pump, wherein a pressure port of the pump is connected directly to the hydraulic line leading to the hydraulic valve.
Hierbei kann der von der Pumpe bereitgestellte Volumenstrom durch Verändern der Drehzahl des Elektromotors eingestellt werden.In this case, the volume flow provided by the pump can be adjusted by changing the rotational speed of the electric motor.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind hierbei die erste Zustandsgröße und die zweite Zustandsgröße aus folgender Gruppe von Zustandsgrößen ausgewählt: elektrische Spannung des Elektromotors, elektrischer Strom des Elektromotors und Drehzahl des Elektromotors.According to a preferred embodiment, in this case the first state variable and the second state variable are selected from the following group of state variables: electric voltage of the electric motor, electric current of the electric motor and rotational speed of the electric motor.
Alternativ kann auch die Drehzahl der Pumpe herangezogen werden. Die elektrische Spannung des Motors ist in der Regel durch eine Impulsbreiten-modulierte Spannung (PWM) bereitgestellt, um auf diese Weise die Spannung des Elektromotors im Wesentlichen von 0 % bis auf 100 % (maximaler Spannungswert) feinstufig einstellen zu können.Alternatively, the speed of the pump can be used. The electrical voltage of the motor is usually provided by a pulse width modulated voltage (PWM), in order to be able to fine tune the voltage of the electric motor essentially from 0% to 100% (maximum voltage value) in this way.
Ferner ist es hierbei bevorzugt, wenn die erste Zustandsgröße die elektrische Spannung des Elektromotors ist und wenn die zweite Zustandsgröße der elektrische Strom des Elektromotors oder die Drehzahl des Elektromotors ist.Furthermore, it is preferred in this case if the first state variable is the electric voltage of the electric motor and if the second state variable is the electric current of the electric motor or the rotational speed of the electric motor.
Die elektrische Spannung wird in diesem Fall generell als jene Zustandsgröße verwendet, die den Zustand des Elektromotors vorgibt. Die zweite Zustandsgröße ist eine Zustandsgröße des Elektromotors, die sich infolge der Veränderung der ersten Zustandsgröße ergibt.The electrical voltage in this case is generally used as the state quantity that predefines the state of the electric motor. The second state variable is a state variable of the electric motor resulting from the change of the first state variable.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikanordnung eines Kraftfahrzeugantriebstranges, wobei die Hydraulikanordnung eine Fluidversorgungseinrichtung sowie ein passives Hydraulikventil aufweist, das aufgrund eines Staudruckes in einer zu dem Hydraulikventil führenden Hydraulikleitung zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung umschaltbar ist, wobei in die Hydraulikleitung ein Hydraulikfluid-Volumenstrom aus der Fluidversorgungseinrichtung einspeisbar ist und wobei der Hydraulikfluid-Volumenstrom mittels der Fluidversorgungseinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens zwei Zustandsgrößen bereitstellbar ist, mit den Schritten:
- - Verändern einer ersten Zustandsgröße, um das Hydraulikventil umzuschalten,
- - Überprüfen, ob die erste Zustandsgröße einen Umschaltpunkt überschritten hat, und
- - Feststellen, dass das Hydraulikventil umgeschaltet hat, wenn der Umschaltpunkt überschritten ist,
- Changing a first state variable to switch the hydraulic valve,
- - Check whether the first state variable has exceeded a switching point, and
- - determining that the hydraulic valve has switched when the switching point is exceeded,
Zwar ist es generell denkbar, die Erfassung des Umschaltpunktes „online“, also während des normalen Betriebes durchzuführen.Although it is generally conceivable to perform the detection of the switching point "online", ie during normal operation.
Vorzugsweise erfolgt die Erfassung jedoch „offline“, wobei der verwendete Umschaltpunkt in Abhängigkeit von dem eingangs genannten erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung des Umschaltpunktes eingestellt worden ist.Preferably, however, the detection takes place "offline", wherein the switching point used has been set in dependence on the above-mentioned inventive method for detecting the switching point.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren zur Ermittlung des Umschaltpunktes bei Inbetriebnahme eines Kraftfahrzeuges durchgeführt, in das der Kraftfahrzeugantriebstrang eingebaut ist, also nach der Art einer Kalibrierung.According to a preferred embodiment, the method for determining the switching point when commissioning a motor vehicle is carried out, in which the motor vehicle drive train is installed, that is, according to the type of calibration.
Mit anderen Worten erfolgt diese Einstellung im Rahmen von Einstellungsarbeiten am Ende der Produktionslinie (EOL).In other words, this setting is done during setup at the end of the production line (EOL).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren zur Ermittlung des Umschaltpunktes bei einer Wartung eines Kraftfahrzeuges durchgeführt, in das der Kraftfahrzeugantriebstrang eingebaut ist, und/oder in Ruhephasen der Hydraulikanordnung.According to a further preferred embodiment, the method for determining the switching point in a maintenance of a motor vehicle is performed, in which the motor vehicle drive train is installed, and / or at rest of the hydraulic system.
Bei einer Wartung kann der Umschaltpunkt auf einfache Weise neu eingestellt bzw. „kalibriert“ werden.During maintenance, the switching point can easily be readjusted or "calibrated".
In gleicher Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen des Umschaltpunktes zum Betrieb der Hydraulikanordnung immer dann durchgeführt werden, wenn die Hydraulikanordnung sich in einer Ruhephase befindet, also insbesondere keine Betätigung einer nasslaufenden Lamellenkupplung erforderlich ist.In the same way, the inventive method for detecting the switching point for operating the hydraulic system can always be performed when the hydraulic system is in a rest phase, so in particular no operation of a wet-running multi-plate clutch is required.
Generell wird davon ausgegangen, dass bei der Hydraulikanordnung des Kraftfahrzeugantriebstranges die Drehzahl des Elektromotors durch Einstellen der Spannung des Elektromotors geregelt wird. Es ist jedoch in gleicher Weise denkbar, dass die Spannung durch Einstellen der Drehzahl geregelt wird. In diesem Fall könnte die Drehzahl des Elektromotors die erste Zustandsgröße darstellen, und die zweite Zustandsgröße könnte entweder die elektrische Spannung oder auch der elektrische Strom des Elektromotors sein. Die Erfindung betrifft insbesondere Kraftfahrzeugantriebstränge, bei denen ein Volumenstrombegrenzungsventil in einem Schmier- und/oder Kühlfluidpfad angeordnet ist, wobei das Volumenstrombegrenzungsventil dazu dient, das Fluid volumenstromabhängig zu verteilen.In general, it is assumed that in the hydraulic arrangement of the motor vehicle drive train, the speed of the electric motor is controlled by adjusting the voltage of the electric motor. However, it is equally conceivable that the voltage is regulated by adjusting the speed. In this case, the rotational speed of the electric motor could represent the first state variable, and the second state variable could be either the electrical voltage or the electric current of the electric motor. The invention relates in particular to motor vehicle drive trains in which a volume flow limiting valve is arranged in a lubricating and / or cooling fluid path, the volume flow limiting valve serving to distribute the fluid as a function of the volume flow.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein Schaltzustand des Volumenstrombegrenzungsventils indirekt detektiert werden.By the method according to the invention, a switching state of the volume flow limiting valve can be indirectly detected.
Die Auswertung des Schaltzustandes erfolgt vorzugsweise anhand von bekannten Daten im Steuergerät, bei denen es sich insbesondere handelt um die Spannung bzw. den Pulsweitenmodulationswert zur Ansteuerung des Motors, der Strom des Motors und die Drehzahl des Motors.The evaluation of the switching state is preferably based on known data in the control unit, which is in particular the voltage or the pulse width modulation value for controlling the motor, the current of the motor and the speed of the motor.
Durch Vergleich des Gradienten (Strom und/oder Drehzahl des Motors) im Schaltpunkt mit einem in einem Steuergerät hinterlegten Wert kann der Umschaltpunkt ermittelt werden. Dies kann am Ende einer Fertigungslinie erfolgen, wobei der Umschaltpunkt anschließend für die erste Zustandsgröße gespeichert wird.By comparing the gradient (current and / or speed of the motor) in the switching point with a value stored in a control unit, the switching point can be determined. This can be done at the end of a production line, where the switching point is then stored for the first state variable.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Hydraulikanordnung; -
2 eine schematische Darstellung eines Diagrammes von Volumenstrom (bspw. in l/min) über eine Drehzahl bzw. einer Spannung eines elektrisches Antriebsmotors einer Pumpe einer Fluidversorgungseinrichtung; -
3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Antriebstranges; -
4 eine schematische Darstellung eines Flussdiagrammes eines Verfahrens zum Erfassen eines Umschaltzeitpunktes eines passiven Hydraulikventils; -
5 ein Zeitablaufdiagramm von Zustandsgrößen eines elektrischen Motors einer Fluidversorgungseinrichtung einer Hydraulikanordnung mit einer Darstellung von Gradienten des elektrischen Stromes; und -
6 das Zeitablaufdiagramm der5 mit einer Darstellung von Gradienten einer Drehzahl eines Elektromotors.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a hydraulic system; -
2 a schematic representation of a diagram of volume flow (eg. In l / min) via a speed or a voltage of an electric drive motor of a pump of a fluid supply device; -
3 a schematic representation of an embodiment of a drive train; -
4 a schematic representation of a flowchart of a method for Detecting a changeover timing of a passive hydraulic valve; -
5 a timing diagram of state variables of an electric motor of a fluid supply device of a hydraulic system with a representation of gradients of the electric current; and -
6 the timing diagram of5 with a representation of gradients of a rotational speed of an electric motor.
In
Die Hydraulikanordnung
Der erste hydraulische Verbraucher
Die Verbraucher
Das Verhältnis der Fluidvolumenströme Q1, Q2 hängt maßgeblich von den hydraulischen Widerständen R1, R2 ab, die in einem ersten Fluidpfad bzw. einem zweiten Fluidpfad eingerichtet sind, in denen die Fluidvolumenströme Q1, Q2 geführt werden.The ratio of the fluid volume flows Q 1 , Q 2 is significantly dependent on the hydraulic resistors R 1 , R 2 , which are arranged in a first fluid path or a second fluid path, in which the fluid volume flows Q 1 , Q 2 are performed.
Die Fluidversorgungseinrichtung
In
Durch Verändern der Spannung U im Wege der Pulsweitenmodulation PWM kann die Drehzahl n des elektrischen Motors
Folglich kann hierdurch der Gesamt-Volumenstrom QG variabel einstellbar sein.Consequently, as a result, the total volume flow Q G can be variably adjusted.
In dem Pfad, der von dem Druckanschluss der Pumpe
In der Umschalt-Ventilstellung ist der Durchfluss durch das Fluidvolumenstrombegrenzungsventil
Folglich kann das Verhältnis Q1/Q2 von erstem zu zweitem Fluidvolumenstrom allein durch Erreichen eines Begrenzungs-Fluidvolumenstromes verändert werden, insbesondere umgekehrt werden.Consequently, the ratio Q 1 / Q 2 of the first to second fluid volume flow can be changed solely by reaching a limiting fluid volume flow, in particular reversed.
In der Grund-Ventilstellung des Fluidvolumenstrombegrenzungsventils
Der Gesamt-Volumenstrom QG nimmt linear mit Anstieg der Drehzahl n der Pumpe
Bis zu einer Drehzahl nUP wird der Gesamt-Fluidvolumenstrom QG mittels der Verteilungseinrichtung
In dem Drehzahlbereich von n = 0 bis n = nUP ist das Fluidvolumenstrombegrenzungsventil
Wenn die Drehzahl nUP überschritten wird, übersteigt der erste Fluidvolumenstrom Q1 einen Begrenzungs-Fluidstrom QS, was bewirkt, dass das Fluidstrombegrenzungsventil
Bei Erreichen der Drehzahl nUP kann folglich der Fluidvolumenstrom, der der nasslaufenden Lamellenkupplung der Kupplungsanordnung
In
Der Antriebsstrang
Der Antriebsstrang
In
In
In einem ersten Schritt V1 erfolgt eine Abfrage, ob das Hydraulikventil
Wenn dies nicht der Fall ist, geht das Verfahren zurück zum Start. Falls umgeschaltet werden soll, wird in einem Schritt V2 eine erste Zustandsgröße erhöht, und zwar insbesondere die elektrische Spannung U in Form einer Vergrößerung des Tastverhältnisses der Pulsweitenmodulation.If not, the procedure goes back to the start. If it is intended to switch over, a first state variable is increased in a step V2, in particular the electrical voltage U in the form of an increase in the duty cycle of the pulse width modulation.
In dem nächsten Schritt V3 wird abgefragt, ob der Umschaltpunkt erreicht ist, bei dem die Spannung U den Wert UUP (siehe
Wenn die Spannung UUP erreicht ist, erfolgt eine Feststellung V4, dass das Hydraulikventil
In einem letzten Schritt V5 wird dann optional noch abgefragt, ob ein Zielpunkt erreicht ist, also ein gewünschter Gesamt-Volumenstrom, der zu einem Ziel-Volumenstrom für den zweiten elektrischen Verbraucher
Die Abfrage in Schritt V3 basiert auf einem Vergleich der aktuellen Spannung U mit einem vorab gespeicherten Umschaltpunktwert UUP dieser Spannung. Dieser Umschaltpunkt-Spannungswert UUP ist vorab durch ein Verfahren ermittelt worden, bei dem eine erste Zustandsgröße in Form der elektrischen Spannung ausgehend von einem ersten Zustandsgrößenwert, bei dem das Hydraulikventil
Während der Erfassung der zweiten Zustandsgröße ist der Gradient G der zweiten Zustandsgröße überwacht worden. Sobald sich dieser geändert hat, während die erste Zustandsgröße verändert worden ist, kann auf den Umschaltpunkt-Spannungswert UUP geschlossen werden.During the detection of the second state variable, the gradient G of the second state variable has been monitored. As soon as it has changed while the first state variable has been changed, it is possible to conclude the switching point voltage value U UP .
Dies wird nachfolgend anhand der
Das Verfahren geht davon aus, dass eine erste Zustandsgröße Z1, insbesondere in Form der elektrischen Spannung U des elektrischen Motors
Hierdurch wird in der Hydraulikanordnung
Wenn der Staudruck vor dem passiven Fluidvolumenstrombegrenzungsventil
Da hierdurch der Fluidvolumenstrom Q1 durch das Ventil
Die Gradienten G1 und G3 können gleich groß sein, sind jedoch vorzugsweise unterschiedlich, da der hydraulische Gesamtwiderstand sich aufgrund des umgeschalteten Ventils
Die Gradientenänderung von G1 nach G2 kann durch ein Steuergerät
In
Auch im Falle der
Hierbei werden die Gradienten G1' und G3' verglichen.
Die Größe von ΔZ2' ergibt sich indirekt durch den Zeitpunkt t2, zu dem das Ventil umgeschaltet hat. Denn je früher das Ventil umschaltet, desto größer wird ΔZ2'. Anders herum, je später das Ventil
Generell ist es auch denkbar, dass als erste Zustandsgröße nicht die elektrische Spannung U herangezogen wird, sondern bspw. die Drehzahl n des elektrischen Motors. In diesem Fall könnte man die Drehzahl n durch geeignete Ansteuerung des elektrischen Motors über die Spannung U auf einer vorgegebenen Kurve ansteigen lassen, vorzugsweise ebenfalls mit einem streng linearen Anstieg. Zu diesem Zweck müsste die Drehzahl n auf die entsprechenden Werte geregelt werden, und zwar durch Einflussnahme mittels der Spannung U.In general, it is also conceivable that not the electrical voltage U is used as the first state variable, but, for example, the rotational speed n of the electric motor. In this case, one could let the rotational speed n increase by suitable control of the electric motor via the voltage U on a given curve, preferably also with a strictly linear increase. For this purpose, the rotational speed n would have to be regulated to the corresponding values, by influencing by means of the voltage U.
Auch in diesem Fall würde sich eine Änderung einer zweiten Zustandsgröße zum Zeitpunkt des Umschaltens des Ventils
Die Gradientenänderung zum Zeitpunkt t3 in den
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