DE102021124216B3 - Hydraulic device and method for operating a hydraulic device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (42) zum Betrieb einer Hydraulikvorrichtung (10), die einerseits eine Betätigungsvorrichtung (12) zur Betätigung mit einem Fluiddruck und andererseits eine Versorgungsvorrichtung (14) zur Kühlung und/oder Schmierung mit einem Fluidstrom versorgt, wobei die Hydraulikvorrichtung (10) eine Pumpe (18) aufweist, die abwechselnd zwischen einem Versorgungsbetrieb zum Betrieb der Versorgungsvorrichtung (14) und einem Betätigungsbetrieb zum Betrieb der Betätigungsvorrichtung (12) betrieben wird, wobei ein Zieldrehzahlwert (n) der Pumpe (18) für einen anstehenden Betätigungsbetrieb abhängig von einer unmittelbar zuvor in dem Kühlungsbetrieb anliegenden Pumpenversorgungsdrehzahl (nc) der Pumpe (18) eingestellt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Hydraulikvorrichtung (10).The invention relates to a method (42) for operating a hydraulic device (10) which, on the one hand, supplies an actuating device (12) for actuation with a fluid pressure and, on the other hand, a supply device (14) for cooling and/or lubrication with a fluid flow, the hydraulic device ( 10) has a pump (18) which is operated alternately between a supply operation for operating the supply device (14) and an actuation operation for operating the actuation device (12), a target speed value (n) of the pump (18) for an upcoming actuation operation being dependent is set by a pump supply speed (nc) of the pump (18) present in the cooling operation immediately before. The invention also relates to a hydraulic device (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Hydraulikvorrichtung.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a hydraulic device.
Eine Hydraulikvorrichtung ist beispielsweise in
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Hydraulikvorrichtung energiesparender, effizienter und kostengünstiger zu betreiben. Die Drehzahl der Pumpe soll möglichst beibehalten werden.The object of the present invention is to operate the hydraulic device in a more energy-saving, efficient and cost-effective manner. The speed of the pump should be maintained as much as possible.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann die Hydraulikvorrichtung effizienter, energiesparender und kostengünstiger betrieben werden. Die Drehzahländerungen der Pumpe bei einem Wechsel zwischen dem Betätigungsbetrieb und dem Kühlungsbetrieb können verringert werden.At least one of these objects is solved by a method having the features of claim 1. As a result, the hydraulic device can be operated more efficiently, more energy-efficiently and more cost-effectively. The speed changes of the pump when switching between the actuating operation and the cooling operation can be reduced.
Die Hydraulikvorrichtung kann in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet sein.The hydraulic device can be arranged in a drive train of a vehicle, in particular a motor vehicle.
Die Betätigungsvorrichtung kann zur Betätigung einer Kupplung oder einer Bremse vorgesehen sein. Die Kupplung oder Bremse kann in einer lastschaltfähigen E-Achse wirksam sein. Die E-Achse kann wenigstens zwei schaltbare Übersetzungsstufen aufweisen. Die Kupplung kann ein Drehmoment abhängig von einem Fluiddruck an der Betätigungsvorrichtung übertragen. Die Bremse kann ein Drehmoment abhängig von einem Fluiddruck an der Betätigungsvorrichtung gehäusefest abstützen.The actuating device can be provided for actuating a clutch or a brake. The clutch or brake can be effective in an e-axle with power shift capability. The E-axis can have at least two switchable gear ratios. The clutch may transmit torque dependent on fluid pressure at the actuator. The brake can support a torque dependent on a fluid pressure at the actuating device in a fixed manner in the housing.
Die Versorgungsvorrichtung kann eine Kühlung und/oder Schmierung der Kupplung und/oder weiteren Bauteilen bewirken.The supply device can bring about cooling and/or lubrication of the clutch and/or other components.
Die Pumpe kann elektrisch angetrieben werden. Der Pumpe kann ein Elektromotor zugeordnet sein. Die Pumpe kann durch den Elektromotor angetrieben werden, bevorzugt sowohl in dem Versorgungsbetrieb als auch in dem Betätigungsbetrieb. Dadurch kann die Pumpendrehzahl unabhängig von mechanischen Drehzahlen, beispielsweise in einem Getriebe, sein.The pump can be driven electrically. An electric motor can be assigned to the pump. The pump can be driven by the electric motor, preferably in both the supply mode and the actuation mode. As a result, the pump speed can be independent of mechanical speeds, for example in a gearbox.
Die Hydraulikvorrichtung kann wenigstens ein Rückschlagventil aufweisen. Das Rückschlagventil kann der Kupplung oder der Bremse zugeordnet sein. Das Rückschlagventil kann zwischen der Pumpe und der Kupplung oder der Bremse angeordnet sein.The hydraulic device can have at least one check valve. The check valve can be associated with the clutch or the brake. The check valve can be arranged between the pump and the clutch or the brake.
Die wechselseitige Umschaltung zwischen dem Kühlungsbetrieb und dem Betätigungsbetrieb kann auch bei aufgebautem Fluiddruck zur Betätigung der Betätigungsvorrichtung erforderlich sein, beispielsweise wegen einer erforderlichen Druckerhöhung, die den durch Fluidleckagen in der Hydraulikvorrichtung abnehmenden Fluiddruck wieder aufbaut.Alternating switching between the cooling mode and the actuating mode can also be necessary when the fluid pressure has built up to actuate the actuating device, for example because of a required pressure increase that builds up the fluid pressure that is decreasing due to fluid leaks in the hydraulic device.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Zieldrehzahlwert mindestens auf einen der Pumpenversorgungsdrehzahl entsprechenden Drehzahlwert eingestellt wird. Dadurch kann die Pumpe mindestens mit der Pumpenversorgungsdrehzahl betrieben werden und damit die Drehzahländerungen der Pumpe weiter verringert werden.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the target speed value is set at least to a speed value that corresponds to the pump supply speed. This allows the pump to be operated at least at the pump supply speed, further reducing the speed changes of the pump.
Der Zieldrehzahlwert kann auch auf einen Drehzahlwert eingestellt werden, der höher als die Pumpenversorgungsdrehzahl ist. Dies kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn der durch die mit der Pumpenversorgungsdrehzahl betriebene Pumpe erreichbare Fluiddruck für den Betätigungsbetrieb unzureichend ist.The target speed value can also be set to a speed value that is higher than the pump supply speed. This can be necessary, for example, when the fluid pressure that can be achieved by the pump operated at the pump supply speed is insufficient for the actuation operation.
Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Zieldrehzahlwert abhängig von einer die Pumpenversorgungsdrehzahl einbeziehenden ersten Bedingung berechnet wird. Die erste Bedingung kann noch während der Versorgungsbetrieb erfolgt und bevorzugt vor dem Betätigungsbetrieb abgefragt werden.In a special embodiment of the invention, it is advantageous if the target speed value is calculated as a function of a first condition including the pump supply speed. The first condition can still occur during the supply operation and can preferably be queried before the actuation operation.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der ersten Bedingung eine Umrechnung vorgelagert ist, bei der ein für den Betätigungsbetrieb erforderlicher Betätigungsdrehzahlwert der Pumpe abhängig von einem bei dem Betätigungsbetrieb erforderlichen Betätigungssolldruck berechnet wird und mit der ersten Bedingung geprüft wird, ob der Betätigungsdrehzahlwert kleiner als die Pumpenversorgungsdrehzahl ist. Der Betätigungsdrehzahlwert kann einer den Betätigungssolldruck aufbauenden Pumpendrehzahl der Pumpe entsprechen. Die Umrechnung zwischen dem vorgegebenen Betätigungssolldruck und dem Betätigungsdrehzahlwert kann analytisch, numerisch und/oder durch eine Lookup-Tabelle durchgeführt werden.In a specific embodiment of the invention, it is advantageous if the first condition is preceded by a conversion in which an actuating speed value of the pump required for the actuating operation is calculated as a function of an actuating target pressure required during the actuating operation and the first condition is used to check whether the Actuate speed value is less than pump supply speed. The actuation speed value can correspond to a pump speed of the pump that builds up the actuation setpoint pressure. The conversion between the specified target actuation pressure and the actu The speed value can be performed analytically, numerically, and/or through a lookup table.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der ersten Bedingung eine Umrechnung vorgelagert ist, bei der ein durch die vorliegende Pumpenversorgungsdrehzahl erreichbarer Betätigungsdruck bei dem anstehenden Betätigungsbetrieb berechnet wird und mit der ersten Bedingung geprüft wird, ob der erreichbare Betätigungsdruck größer als ein bei dem Betätigungsbetrieb erforderlicher Betätigungssolldruck bei dem anstehenden Betätigungsbetrieb ist. Die Umrechnung zwischen der Pumpenversorgungsdrehzahl und dem erreichbaren Betätigungsdruck kann analytisch, numerisch und/oder durch eine Lookup-Tabelle durchgeführt werden.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first condition is preceded by a conversion in which an actuating pressure that can be achieved by the current pump supply speed is calculated for the pending actuating operation and the first condition is used to check whether the actuating pressure that can be achieved is greater than one in the Actuating operation is the required actuating target pressure for the upcoming actuating operation. The conversion between the pump supply speed and the actuation pressure that can be achieved can be carried out analytically, numerically and/or by means of a look-up table.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der bei der ersten Bedingung ein Druckhysteresewert einbezogen wird und mit der ersten Bedingung geprüft wird, ob der erreichbare Betätigungsdruck größer als die Summe aus dem Betätigungssolldruck und dem Druckhysteresewert ist. Dadurch kann die Umschalthäufigkeit zwischen dem Betätigungsbetrieb und dem Versorgungsbetrieb verringert werden. Der Druckhysteresewert kann konstant oder veränderlich sein.A preferred embodiment of the invention is advantageous in which a pressure hysteresis value is included in the first condition and the first condition is used to check whether the achievable actuating pressure is greater than the sum of the actuating setpoint pressure and the pressure hysteresis value. As a result, the switching frequency between the operating mode and the supply mode can be reduced. The pressure hysteresis value can be constant or variable.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Druckhysteresewert für die nächste Abfrage der ersten Bedingung im Rahmen der laufenden Abfrage als Differenz zwischen dem erreichbaren Betätigungsdruck und dem Betätigungssolldruck berechnet und festgelegt wird. Der Druckhysteresewert kann für die nächste Abfrage der ersten Bedingung gespeichert werden. Je größer der Druckhysteresewert ist, umso stärker kann die Anzahl an Umschaltvorgängen zwischen dem Versorgungsbetrieb und dem Betätigungsbetrieb verringert werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the pressure hysteresis value for the next query of the first condition within the scope of the current query is calculated and defined as the difference between the actuation pressure that can be achieved and the actuation setpoint pressure. The pressure hysteresis value can be saved for the next query of the first condition. The larger the pressure hysteresis value is, the more the number of switching operations between the supply mode and the actuation mode can be reduced.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass sobald die erste Bedingung erfüllt ist, der Zieldrehzahlwert auf einen der Pumpenversorgungsdrehzahl entsprechenden Drehzahlwert eingestellt wird. Dadurch kann die Pumpenversorgungsdrehzahl zur Bereitstellung des Betätigungssolldrucks während des Betätigungsbetriebs eingestellt bleiben.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that as soon as the first condition is met, the target speed value is set to a speed value that corresponds to the pump supply speed. This allows the pump supply speed to provide the desired actuation pressure to remain adjusted during actuation operation.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass sobald die erste Bedingung nicht erfüllt ist, der Zieldrehzahlwert auf einen gegenüber der Pumpenversorgungsdrehzahl höheren Betätigungsdrehzahlwert eingestellt wird. Dadurch kann der erforderliche Betätigungsdruck während des Betätigungsbetriebs aufgebaut werden.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous that as soon as the first condition is not met, the target speed value is set to an actuation speed value that is higher than the pump supply speed. As a result, the required actuation pressure can be built up during the actuation operation.
Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Zielpumpendrehzahl abhängig von wenigstens einem weiteren Parameter berechnet wird. Der weitere Parameter kann eine Temperatur der Betätigungsvorrichtung und/oder eines Hydraulikfluids sein.In a special embodiment of the invention, it is advantageous if the target pump speed is calculated as a function of at least one additional parameter. The additional parameter can be a temperature of the actuating device and/or of a hydraulic fluid.
Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch eine Hydraulikvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst. Dadurch kann die Hydraulikvorrichtung kostengünstiger ausgeführt sein und effizienter und energiesparender betreibbar sein.Furthermore, at least one of the objects specified above is achieved by a hydraulic device having the features according to
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.Further advantages and advantageous configurations of the invention result from the description of the figures and the illustrations.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
-
1 : Eine Hydraulikvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. -
2 : Ein Verfahren zum Betrieb der Hydraulikvorrichtung aus1 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. -
3 : Ein Verfahren zum Betrieb der Hydraulikvorrichtung aus1 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
-
1 : A hydraulic device in a specific embodiment of the invention. -
2 : A method of operating the hydraulic device1 in a specific embodiment of the invention. -
3 : A method of operating the hydraulic device1 in another specific embodiment of the invention.
Die Hydraulikvorrichtung 10 umfasst eine Pumpe 18, die über Fluidleitungen 20 mit der Betätigungsvorrichtung 12 und der Versorgungsvorrichtung 14 verbunden ist. Die Betätigungsvorrichtung 12 ist über ein Kupplungsbetätigungsventil 22 und ein Rückschlagventil 24 mit einer gemeinsamen Fluidleitung 26 verbunden, die mit weiteren Abnehmern, beispielsweise einer weiteren Betätigungsvorrichtung einer weiteren Kupplung, bevorzugt über ein weiteres Rückschlagventil 28 verbunden ist. Zwischen dem Kupplungsbetätigungsventil 22 und dem Rückschlagventil 24 ist ein Federdruckspeicher 30 angeordnet, über den mögliche Fluidleckagen, die zu einem Druckabbau des Fluiddrucks an der Betätigungsvorrichtung 12 führen können, ausgeglichen werden.The
Die gemeinsame Fluidleitung 26 ist an einem ersten Anschluss 32 der Pumpe 18 angebunden. Die Kühlungsvorrichtung ist an einem zweiten Anschluss 34 der Pumpe 18 angebunden. Zwischen dem ersten und zweiten Anschluss 32, 34 ist ein Systemdruckventil 36 angeordnet, über das der Fluiddruck in der gemeinsamen Fluidleitung 26 gesteuert wird.The common fluid line 26 is connected to a
Die Pumpe 18 ist mit einem Fluidspeicher 38 verbunden. Ein Elektromotor 40 treibt die Pumpe 18 an und abhängig von der durch den Elektromotor 40 bereitgestellten Drehzahl weist die Pumpe 18 eine Pumpendrehzahl auf, um den Fluidstrom und/oder den Fluiddruck aufzubringen. Die Pumpe 18 ist abwechselnd zwischen einem Versorgungsbetrieb zum Betrieb der Versorgungsvorrichtung 14 und einem Betätigungsbetrieb zum Betrieb der Betätigungsvorrichtung 12 betreibbar.The
Bei angenommenem Versorgungsbetrieb, bei dem die Pumpe mit einer Pumpenversorgungsdrehzahl nc betrieben wird, wird ein Zieldrehzahlwert n der Pumpe für den nachfolgend anstehenden Betätigungsbetrieb abhängig von der anliegenden Pumpenversorgungsdrehzahl nc eingestellt. Dabei erfolgt zunächst eine Umrechnung 44, bei der ein für den Betätigungsbetrieb erforderlicher Betätigungsdrehzahlwert nb der Pumpe abhängig von einem bei dem Betätigungsbetrieb erforderlichen Betätigungssolldruck pb berechnet wird. Der Betätigungssolldruck pb ist dabei bevorzugt vorgegeben. Die Umrechnung 44 erfolgt beispielsweise analytisch, numerisch und/oder durch eine Lookup-Tabelle und kann weitere Parameter a, beispielsweise eine Temperatur der Betätigungsvorrichtung und/oder eines Hydraulikfluids einbeziehen.Assuming supply operation, in which the pump is operated at a pump supply speed n c , a target speed value n of the pump for the subsequent actuation operation is set as a function of the applied pump supply speed n c . First, a
In einer anschließenden Abfrage 46 einer ersten Bedingung 48 erfolgt ein Vergleich zwischen dem Betätigungsdrehzahlwert nb und der vorliegenden Pumpenversorgungsdrehzahl nc wie folgt
Ist die erste Bedingung 48 erfüllt, also ist der Betätigungsdrehzahlwert nb kleiner als die Pumpenversorgungsdrehzahl nc, dann wird in einem nachfolgenden Schritt 50 der Zieldrehzahlwert n gleich der Pumpenversorgungsdrehzahl nc eingestellt. Dadurch kann auch bei einem Umschalten zwischen dem Versorgungsbetrieb und dem Betätigungsbetrieb eine Drehzahländerung an der Pumpe möglichst vermieden werden. Dadurch kann die Pumpe und die Hydraulikvorrichtung effizienter und energiesparender betrieben werden.If the
Ist die erste Bedingung 48 nicht erfüllt, also ist der Betätigungsdrehzahlwert nb gleich oder größer wie die Pumpenversorgungsdrehzahl nc, dann wird in einem nachfolgenden Schritt 52 der Zieldrehzahlwert n auf den gegenüber der Pumpenversorgungsdrehzahl nc höheren Betätigungsdrehzahlwert nb, der bei dem nachfolgenden Betätigungsbetrieb den für die Betätigung oder Aufrechterhaltung der Betätigung erforderlichen Betätigungsdruck aufbringt, eingestellt.If the
In einer anschließenden Abfrage 46 einer ersten Bedingung 48 erfolgt ein Vergleich zwischen dem erreichbaren Betätigungsdruck p'b und dem für die Betätigung erforderlichen Betätigungsdruck wie folgt
Dabei ist ein Druckhysteresewert ph bei Abfrage 46 der ersten Bedingung 48 vorgegeben.In this case, a pressure hysteresis value ph is specified for
Ist die erste Bedingung 48 erfüllt, also ist der erreichbare Betätigungsdruck p'b größer als die Summe aus dem Betätigungssolldruck pb und dem Druckhysteresewert ph, dann wird in einem nachfolgenden Schritt 50 der Zieldrehzahlwert n gleich der Pumpenversorgungsdrehzahl nc eingestellt. Dadurch kann die Pumpe und die Hydraulikvorrichtung effizienter und energiesparender betrieben werden und die Anzahl an Umschaltvorgängen zwischen dem Versorgungsbetrieb und dem Betätigungsbetrieb verringert werden.If the
Mit dem Schritt 50 wird der für die nächste Abfrage 46 der ersten Bedingung 48 anzuwendende Druckhysteresewert ph als Differenz zwischen dem erreichbaren Betätigungsdruck p'b und dem Betätigungssolldruck pb berechnet und gespeichert.In
Ist die erste Bedingung 48 nicht erfüllt, also ist der erreichbare Betätigungsdruck p'b kleiner oder gleich wie die Summe aus dem Betätigungssolldruck pb und dem Druckhysteresewert ph, dann wird in einem nachfolgenden Schritt 52 der Zieldrehzahlwert n auf den gegenüber der Pumpenversorgungsdrehzahl nc höheren Betätigungsdrehzahlwert nb, der bei dem nachfolgenden Betätigungsbetrieb den für die Betätigung oder Aufrechterhaltung der Betätigung erforderlichen Betätigungsdruck aufbringt, eingestellt. Der vorgegebene Druckhysteresewert ph bleibt unverändert.If the
Der Betätigungsdrehzahlwert nb wird dabei durch eine vorgelagerte weitere Umrechnung 54 aus dem Betätigungssolldruck pb berechnet. Dabei kann die weitere Umrechnung 54 weitere Parameter a einbeziehen, die beispielsweise bereits bei der Umrechnung 44 angewendet wurden.The actuation speed value n b is calculated from the actuation setpoint pressure p b by means of an upstream
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Hydraulikvorrichtunghydraulic device
- 1212
- Betätigungsvorrichtungoperating device
- 1414
- Versorgungsvorrichtungsupply device
- 1616
- Kupplungcoupling
- 1818
- Pumpepump
- 2020
- Fluidleitungfluid line
- 2222
- Kupplungsbetätigungsventilclutch actuation valve
- 2424
- Rückschlagventilcheck valve
- 2626
- Fluidleitungfluid line
- 2828
- weiteres Rückschlagventilanother check valve
- 3030
- Federdruckspeicherspring accumulator
- 3232
- erster Anschlussfirst connection
- 3434
- zweiter Anschlusssecond connection
- 3636
- Systemdruckventilsystem pressure valve
- 3838
- Fluidspeicherfluid storage
- 4040
- Elektromotorelectric motor
- 4242
- Verfahrenprocedure
- 4444
- Umrechnungconversion
- 4646
- Abfragequery
- 4848
- erste Bedingungfirst condition
- 5050
- SchrittStep
- 5252
- SchrittStep
- 5454
- weitere Umrechnung further conversion
- nn
- Zieldrehzahlwerttarget speed value
- nbnb
- Betätigungsdrehzahlwertactuation speed value
- ncnc
- Pumpenversorgungsdrehzahlpump supply speed
- p'bp'b
- erreichbarer Betätigungsdruckachievable operating pressure
- pbp.b
- Betätigungssolldruckactuation target pressure
- phPh
- Druckhysteresewertpressure hysteresis value
- aa
- Parameterparameter
Claims (10)
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