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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckregelung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Ein Verfahren zur Druckregelung ist beispielsweise aus
DE 10 2015 204 383 A1 bekannt. Darin wird ein Verfahren zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes einer hydraulischen Aktoranordnung beschrieben, bei welcher eine Volumenstromquelle über eine, mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckleitung mit einem Hydraulikzylinder verbunden ist, wobei ein Volumen der Hydraulikflüssigkeit über die Volumenstromquelle geregelt wird. Da bei der hydraulischen Kupplungsaktoranordnung nur mit einer geringen Leckage gerechnet wird, wird bei der Bestimmung des Volumens der Hydraulikflüssigkeit eine kalkulierte Leckage berücksichtigt, die oberhalb eines gewissen Drucks adaptiert wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Druckregelung zu verbessern. Der Fluiddruck soll genauer und zuverlässiger geregelt werden.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zur Druckregelung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird ein Verfahren zur Druckregelung in einem Steuerelement das durch einen Fluiddruck beaufschlagbar ist, der abhängig von einer Stellgröße verändert werden kann und eine Druckänderung aufweist, die durch eine von dem Fluiddruck abhängige Druckänderungsrate beschreibbar ist vorgeschlagen, bei dem im Rahmen einer Fuzzylogik wenigstens eine erste Fuzzymenge gebildet wird und eine erste Zugehörigkeitsfunktion, die einen ersten Zugehörigkeitsgrad der Druckänderungsrate zu der ersten Fuzzymenge angibt, festgelegt wird und der Fluiddruck in dem Steuerelement geregelt wird, indem der Fluiddruck als Istdruck gemessen wird, die Druckänderungsrate über den Istdruck ermittelt wird, der erste Zugehörigkeitsgrad der Druckänderungsrate über die erste Zugehörigkeitsfunktion ermittelt wird und die Stellgröße abhängig von dem ersten Zugehörigkeitsgrad der Druckänderungsrate ausgegeben wird.
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Dadurch kann der Fluiddruck genauer und zuverlässiger geregelt werden. Der Fluiddruck kann auch bei hochfrequenten oder kleinen Druckänderungen genau und zuverlässig geregelt werden. Auch kann der Fluiddruck bei einem sehr grossen, aber auch bei einem sehr kleinen Fluiddruck zuverlässig geregelt werden.
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Die Druckänderungsrate kann ein zeitlicher Druckgradient des Fluiddrucks sein. Die Druckänderungsrate kann eine vorbekannte Funktion des Fluiddrucks, insbesondere des Istdrucks sein und beispielsweise durch eine Messung ermittelt werden. Die Druckänderungsrate kann proportional zu dem Fluiddruck sein. Die Druckänderungsrate kann über eine Druckänderungskennlinie vorgegeben und bekannt sein. Die Druckänderungsrate kann den zeitlichen Druckverlust angeben. Die Druckänderungsrate kann eine Druckverlustrate sein.
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Die Stellgröße kann eine elektrische Spannung sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird zusätzlich eine zweite Zugehörigkeitsfunktion, die einen zweiten Zugehörigkeitsgrad der Druckänderungsrate zu einer zweiten Fuzzymenge angibt, festgelegt und der Fluiddruck in dem Steuerelement wird geregelt, indem die Stellgröße abhängig von dem ersten Zugehörigkeitsgrad und dem zweiten Zugehörigkeitsgrad der Druckänderungsrate ausgegeben wird.
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Der erste und/oder zweite Zugehörigkeitsgrad kann jeweils einen Wert von 0 bis 1 aufweisen. Die erste und/oder zweite Zugehörigkeitsfunktion kann eine lineare Funktion der Druckänderungsrate sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die erste Fuzzymenge Druckänderungsraten eines ersten Wertebereichs und die zweite Fuzzymenge Druckänderungsraten eines zweiten Wertebereichs, wobei der erste Wertebereich zumindest teilweise unterhalb des zweiten Wertebereichs liegt. Der erste Wertebereich kann einen Bereich geringer Druckänderungsraten und der zweite Wertebereich kann einen Bereich hoher Druckänderungsraten wiedergeben. Der erste und zweite Wertebereich können sich überlappen. Ein oberer Grenzwert des ersten Wertebereichs kann unterhalb eines oberen Grenzwerts des zweiten Wertebereichs liegen. Ein oberer Grenzwert des ersten Wertebereichs kann oberhalb eines unteren Grenzwerts des zweiten Wertebereichs liegen. Der erste Wertebereich kann von 0 bis 2,5 bar/s aufgespannt werden. Der zweite Wertebereich kann von 1 bis 4,3 bar/s aufgespannt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der erste Zugehörigkeitsgrad und/oder der zweite Zugehörigkeitsgrad einem Übersetzungsmodul übergeben, das zumindest einen von dem ersten Zugehörigkeitsgrad und/oder dem zweiten Zugehörigkeitsgrad abhängigen ersten Übertragungsfaktor unter Einbeziehung zumindest eines ersten nominellen Übertragungsfaktors festlegt. Der erste Übertragungsfaktor
K1 kann wie folgt festgelegt sein:
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung legt das Übersetzungsmodul zusätzlich einen von dem ersten Zugehörigkeitsgrad und/oder dem zweiten Zugehörigkeitsgrad abhängigen zweiten Übertragungsfaktor unter Einbeziehung eines zweiten nominellen Übertragungsfaktors fest. Der zweite Übertragungsfaktor
K2 kann wie folgt festgelegt sein:
In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird der erste Übertragungsfaktor einem Regler übergeben, der die Stellgröße abhängig von einem Druckunterschied zwischen dem Istdruck und einem Solldruck sowie von dem ersten Übertragungsfaktor ändert. Der Regler kann ein PID-Regler sein. Auch kann der Regler ein PI-Regler sein.
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In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung ändert der Regler die Stellgröße über eine proportionale Regelung abhängig von einem Druckunterschied zwischen dem Istdruck und einem Solldruck sowie von dem ersten Übertragungsfaktor.
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In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ändert der Regler die Stellgröße über eine integrierende Regelung abhängig von einem Druckunterschied zwischen dem Istdruck und dem Solldruck sowie von dem zweiten Übertragungsfaktor.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden der erste und zweite Übertragungsfaktor einem Regler übergeben, der die Stellgröße über eine proportionale Regelung abhängig von einem Druckunterschied Δp zwischen dem Istdruck und einem Solldruck sowie von dem ersten Übertragungsfaktor K1 und über eine integrierende Regelung abhängig von dem Druckunterschied Δp sowie von dem zweiten Übertragungsfaktor K2 ändert.
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Die Stellgröße
U kann über folgenden Zusammenhang von dem Regler geändert werden
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Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor genannten Aufgaben ein elektrischer Pumpenaktor in einem Fahrzeug zur Steuerung eines Betätigungsdrucks einer Kupplung zur Drehmomentübertragung vorgeschlagen, bei dem der Betätigungsdruck durch ein Verfahren mit einem der vorstehenden Merkmale gesteuert wird.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Ein Verfahren zur Druckregelung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Eine Druckänderungskennlinie zur Berücksichtigung in einem Verfahren in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 3: Ein Zugehörigkeitsdiagramm einer Fuzzylogik eines Verfahrens in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt ein Verfahren 10 zur Druckregelung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 10 regelt einen Fluiddruck p in einem Steuerelement 12, das durch den Fluiddruck p beaufschlagbar ist. Das Steuerelement kann ein elektrischer Pumpenaktor in einem Fahrzeug sein, der abhängig von dem Fluiddruck p eine Betätigungskraft auf eine Kupplung zur Drehmomentübertragung in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs ausübt.
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Der Fluiddruck p kann abhängig von einer Stellgröße U verändert werden. Beispielsweise kann der Fluiddruck p von einer elektrisch betriebenen Druckpumpe 16 bereitgestellt werden, die den Fluiddruck p abhängig von der Stellgröße U, beispielsweise einer elektrischen Spannung, erzeugt.
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Der Fluiddruck p ist einer Druckänderung ausgesetzt, die durch eine von dem Fluiddruck p abhängige Druckänderungsrate dp/dt beschreibbar ist. Die Druckänderungsrate dp/dt kann ein zeitlicher Druckgradient des Fluiddrucks p sein und über eine Druckänderungskennlinie vorgegeben und bekannt sein. Der Zusammenhang zwischen der Druckänderungsrate dp/dt und dem Fluiddruck p kann vorab durch eine Messung ermittelt werden und bei Anwendung des Verfahrens bekannt sein. Die Druckänderung kann beispielsweise in dem Steuerelement 12 und den an diesem angeschlossenen Leitungen 18 auftreten und soll kompensiert werden, um eine zuverlässige Funktion des Steuerelements 12 zu ermöglichen. Dabei kann die Druckänderung ein Druckverlust sein und die Druckänderungsrate dp/dt kann eine zu dem Fluiddruck p proportionale Druckverlustrate sein.
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Die bekannte Abhängigkeit zwischen der Druckänderungsrate dp/dt und dem Fluiddruck ist in einem Zuordnungsmodul 20 hinterlegt, dem ein gemessener Istdruck 22 des Fluiddrucks p übergeben wird, welches davon abhängig eine Druckänderungsrate dp/dt an ein Fuzzy-Berechnungsmodul 24 ausgibt. Das Fuzzy-Berechnungsmodul 24 nimmt die Druckänderungsrate dp/dt entgegen und berechnet in einem Zuordnungsmodul 26 über eine hinterlegte erste Zugehörigkeitsfunktion einen ersten zwischen 0 und 1 liegenden Zugehörigkeitsgrad µ1 der Druckänderungsrate dp/dt zu einer erste Fuzzymenge und über eine zweite Zugehörigkeitsfunktion einen zweiten zwischen 0 und 1 liegenden Zugehörigkeitsgrad µ2 der Druckänderungsrate dp/dt zu einer zweiten Fuzzymenge.
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Die erste und zweite Fuzzymenge sind vorab gebildet worden und in dem Fuzzy-Berechnungsmodul 24 hinterlegt. Die erste Fuzzymenge kann Druckänderungsraten eines ersten Wertebereichs und die zweite Fuzzymenge Druckänderungsraten eines zweiten Wertebereichs umfassen. Der erste Wertebereich kann einen Bereich geringer Druckänderungsraten und der zweite Wertebereich kann einen Bereich hoher Druckänderungsraten wiedergeben. Der erste Wertebereich kann beispielsweise von 0 bis 2,5 bar/s und der zweite Wertebereich kann von 1 bis 4,3 bar/s aufgespannt werden.
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Der erste Zugehörigkeitsgrad
µ1 und der zweite Zugehörigkeitsgrad
µ2 werden in ein Übersetzungsmodul
28 eingegeben, das einen von dem ersten Zugehörigkeitsgrad und dem zweiten Zugehörigkeitsgrad abhängigen ersten Übertragungsfaktor
K1 unter Einbeziehung zumindest eines ersten nominellen Übertragungsfaktors
K1,n wie folgt festgelegt
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Weiterhin legt das Übersetzungsmodul
28 einen dem ersten Zugehörigkeitsgrad und dem zweiten Zugehörigkeitsgrad abhängigen zweiten Übertragungsfaktor
K2 unter Einbeziehung eines zweiten nominellen Übertragungsfaktors
K2,n wie folgt fest
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Der erste und zweite Übertragungsfaktor
K1 ,
K2 werden einem Regler
30 übergeben, der die Stellgröße
U abhängig von einem Druckunterschied
Δp zwischen dem Istdruck
22 und einem Solldruck
32 sowie von dem ersten und zweiten Übertragungsfaktor
K1 ,
K2 über folgenden Zusammenhang
regelt. Hierfür nimmt der Regler
30 auch den Istdruck
22 und den Solldruck
32 entgegen. Der Solldruck
32 kann beispielsweise durch eine Steuerung vorgegeben werden.
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Der Regler kann ein PI-Regler sein, der die Stellgröße U über eine proportionale Regelung abhängig von einem Druckunterschied Δp zwischen Istdruck 22 und Solldruck 32 sowie von dem ersten Übertragungsfaktor K1 sowie über eine integrierende Regelung abhängig von einem Druckunterschied Δp zwischen Istdruck 22 und Solldruck 32 sowie von dem zweiten Übertragungsfaktor K2 ändert. Dadurch kann eine zuverlässige und genaue Regelung des Fluiddrucks p in dem Steuerelement 12 ermöglicht werden.
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In 2 ist eine Druckänderungskennlinie 34 zur Berücksichtigung in einem Verfahren in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Druckänderungskennlinie 34 gibt den Zusammenhang zwischen der Druckänderungsrate dp/dt, hier beispielsweise einer Druckverlustrate, abhängig von dem Fluiddruck p wieder.
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Die Druckänderungskennlinie 34 kann in einem Zuordnungsmodul hinterlegt sein, das als Eingabewert einen Istdruck entgegennimmt und über die Druckänderungskennlinie 34 die dem Istdruck entsprechende Druckänderungsrate dp/dt ausgibt. Die Druckänderungsrate dp/dt kann durch ein nachgeordnetes weiteres Zuordnungsmodul einer Fuzzylogik weiterverarbeitet werden.
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3 zeigt ein Zugehörigkeitsdiagramm 36 einer Fuzzylogik eines Verfahrens in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Zugehörigkeitsdiagramm 36 weist eine erste Zugehörigkeitsfunktion g1 und eine zweite Zugehörigkeitsfunktion g2 auf. Die erste Zugehörigkeitsfunktion g1 ist eine lineare Funktion und ordnet einer jeweiligen Druckänderungsrate dp/dt, beispielsweise einer Druckverlustrate, einen ersten Zugehörigkeitsgrad µ1 zu einer ersten Fuzzymenge M1 zu. Die zweite Zugehörigkeitsfunktion g2 ist ebenfalls eine lineare Funktion und ordnet der gleichen Druckänderungsrate dp/dt einen zweiten Zugehörigkeitsgrad µ2 zu einer ersten Fuzzymenge M2 zu.
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Die erste Fuzzymenge M1 umfasst Druckänderungsraten dp/dt eines ersten Wertebereichs W1 und die zweite Fuzzymenge M2 umfasst Druckänderungsraten dp/dt eines zweiten Wertebereichs W2 . Der erste Wertebereich W1 wird hier beispielsweise von 0 bis 2,5 bar/s und der zweite Wertebereich W2 von 1 bis 4,3 bar/s aufgespannt. Der erste Wertebereich W1 gibt daher einen Bereich geringer Druckänderungsraten dp/dt und der zweite Wertebereich W2 einen Bereich hoher Druckänderungsraten dp/dt wieder. Der erste und zweite Wertebereich W1 , W2 überlappen sich und ein oberer Grenzwert, hier 2,5 bar/s, des ersten Wertebereichs W1 liegt unterhalb eines oberen Grenzwerts, hier 4,3 bar/s, des zweiten Wertebereichs W2 und oberhalb eines unteren Grenzwerts, hier 1,0 bar/s, des zweiten Wertebereichs W2 .
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verfahren
- 12
- Steuerelement
- 16
- Druckpumpe
- 18
- Leitung
- 20
- Zuordnungsmodul
- 22
- Istdruck
- 24
- Fuzzy-Berechnungsmodul
- 26
- Zuordnungsmodul
- 28
- Übersetzungsmodul
- 30
- Regler
- 32
- Solldruck
- 34
- Druckänderungskennlinie
- 36
- Zugehörigkeitsdiagramm
- g1
- erste Zugehörigkeitsfunktion
- g2
- zweite Zugehörigkeitsfunktion
- K1
- erster Übertragungsfaktor
- K1,n
- erster nomineller Übertragungsfaktor
- K2
- zweiter Übertragungsfaktor
- K2,n
- zweiter nomineller Übertragungsfaktor
- µ1
- erster Zugehörigkeitsgrad
- µ2
- zweiter Zugehörigkeitsgrad
- M1
- erste Fuzzymenge
- M2
- zweite Fuzzymenge
- p
- Fluiddruck
- Δp
- Druckunterschied
- dp/dt
- Druckänderungsrate
- U
- Stellgröße
- W1
- erster Wertebereich
- W2
- zweiter Wertebereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015204383 A1 [0002]