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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines elektrisch steuerbaren Ventils in einem Fahrzeuggetriebe mit einem Hydraulikkreis, wobei das Ventil in Abhängigkeit von einem Steuerstrom einen definierten Druck in dem Hydraulikkreis einstellt, um eine Kupplung wahlweise zu betätigen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeuggetriebe mit einem Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, ein Ventil in einem Hydraulikkreis in entsprechender Weise zu steuern.
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Moderne Fahrzeuggetriebe besitzen eine Vielzahl an Kupplungen, die wahlweise geöffnet oder geschlossen werden können, um eine für den jeweils aktuellen Fahrbetrieb gewünschte Getriebeübersetzung zu realisieren. In einem hydraulischen Steuergerät des Fahrzeuggetriebes werden dazu Ventile über eine sogenannte Stromvorgabe, d.h. einen jeweiligen elektrischen Steuerstrom, angesteuert. Die Ventile stellen je nach Stromstärke einen definierten Solldruck der jeweils zugeordneten Kupplungen ein. Der Steuerstrom für jedes Ventil wird bei bekannten Fahrzeuggetrieben in einem elektronischen Steuergerät über eine Druck-Strom-Konvertierung anhand eines definierten Solldrucks, der sogenannten Solldruckvorgabe, bestimmt. Zu der Solldruckvorgabe können vor der Druck-Strom-Konvertierung verschiedene Druckoffsets addiert werden, um Dynamikeffekte des Ventils und Hystereseeffekte der Kupplung zu berücksichtigen. Des Weiteren kann bei der Bestimmung des Steuerstroms die magnetische Hysterese des Ventils berücksichtigt werden. Der einzustellende Druck errechnet sich daher bei bekannten Fahrzeuggetrieben aus einem bestimmten Solldruck und verschiedenen Druckoffsets, die bestimmte Druckverluste ausgleichen sollen. Klassischerweise basieren die Druckoffsets auf empirischen Daten und es handelt sich dabei um eine reine Vorsteuerung. Der jeweilige Istdruck wird geschätzt und über eine zeitliche Filterung abgebildet.
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Moderne Kraftfahrzeuge werden in zunehmendem Umfang mit Hybridantrieben betrieben, um die lokalen Emissionen von Verbrennungskraftmaschinen zu reduzieren und zugleich gewohnte Reichweiten zu ermöglichen. Dazu muss neben der Verbrennungskraftmaschine zumindest ein elektrischer Antrieb in den Antriebsstrang des Fahrzeugs integriert werden. Daraus ergibt sich der Wunsch und die Anforderung, den Bauraum bekannter Fahrzeuggetriebe zu reduzieren. Als Folge davon gibt es Bestrebungen, den Hydraulikkreis zu verkleinern und infolgedessen Ventile mit kleineren Öffnungsquerschnitten zu verwenden. Es hat sich nun gezeigt, dass derartige Maßnahmen eine Anpassung bei der Ansteuerung der Ventile erfordern. Komfortable und zuverlässige Gangwechsel sind mit den bekannten Verfahren zum Steuern von Kupplungsventilen in einem Fahrzeuggetriebe nicht mehr gewährleistet.
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Angesichts dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Steuern von Kupplungsventilen in einem Fahrzeuggetriebe sowie ein entsprechendes Fahrzeuggetriebe anzugeben. Es ist insbesondere eine Aufgabe, ein Verfahren und ein Fahrzeuggetriebe anzugeben, die komfortable und zuverlässige Gangwechsel bei verkleinertem Hydraulikkreis und verkleinerten Ventilquerschnitten ermöglichen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern eines elektrisch steuerbaren Ventils in einem Fahrzeuggetriebe mit einem Hydraulikkreis gelöst, wobei das Ventil in Abhängigkeit von einem Steuerstrom einen definierten Druck in dem Hydraulikkreis einstellt, um eine Kupplung wahlweise zu betätigen, und wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:
- - Erhalten einer Solldruckvorgabe (p_Soll), die einen gewünschten Solldruck in dem Hydraulikkreis repräsentiert,
- - Umrechnen der Solldruckvorgabe (p_Soll) in einen Sollvolumenstrom (Q_soll),
- - Bestimmen eines Ventilvolumenstroms (Q_Ventil) in Abhängigkeit von dem Sollvolumenstrom (Q_soll) und in Abhängigkeit von Parametern, die Systemeigenschaften (P_SysLim) des Hydraulikkreises repräsentieren, wobei der Ventilvolumenstroms (Q_Ventil) einen Volumenstrom durch das Ventil repräsentiert,
- - Bestimmen eines Druckabfalls an dem Ventil infolge von Strömungskräften in Abhängigkeit von dem Ventilvolumenstrom (Q_Ventil),
- - Bestimmen eines kompensierten Ventilausgabedrucks (p_VentilSoll) in Abhängigkeit von dem Ventilvolumenstrom (Q_Ventil) und dem Druckabfall,
- - Bestimmen eines elektrischen Steuerstroms (i_Endstufe) in Abhängigkeit von dem kompensierten Ventilausgabedruck (p_VentSoll), und
- - Ansteuern des Ventils mit dem elektrischen Steuerstrom (i_Endstufe).
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeuggetriebe mit einer Kupplung, mit einem Hydraulikkreis und mit einem Ventil, das dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem Steuerstrom (i_Endstufe) einen definierten Druck in dem Hydraulikkreis einzustellen, um die Kupplung wahlweise zu betätigen, und mit einem Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, den Steuerstrom (i_Endstufe) zu bestimmen, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die folgenden Schritte auszuführen:
- - Erhalten einer Solldruckvorgabe (p_Soll), die einen gewünschten Solldruck in dem Hydraulikkreis repräsentiert,
- - Umrechnen der Solldruckvorgabe (p_Soll) in einen Sollvolumenstrom (Q_soll),
- - Bestimmen eines Ventilvolumenstroms (Q_Ventil) in Abhängigkeit von dem Sollvolumenstrom (Q_soll) und in Abhängigkeit von Parametern, die Systemeigenschaften (P_SysLim) des Hydraulikkreises repräsentieren, wobei der Ventilvolumenstroms (Q_Ventil) einen Volumenstrom durch das Ventil repräsentiert,
- - Bestimmen eines Druckabfalls an dem Ventil infolge von Strömungskräften in Abhängigkeit von dem Ventilvolumenstrom (Q_Ventil),
- - Bestimmen eines kompensierten Ventilausgabedrucks (p_VentilSoll) in Abhängigkeit von dem Ventilvolumenstrom (Q_Ventil) und dem Druckabfall,
- - Bestimmen des elektrischen Steuerstroms (i_Endstufe) in Abhängigkeit von dem kompensierten Ventilausgabedruck (p_VentSoll), und
- - Ansteuern des Ventils mit dem elektrischen Steuerstrom (i_Endstufe).
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Das neue Verfahren und Fahrzeuggetriebe basieren physikalisch betrachtet auf der Berechnung und nachfolgenden Berücksichtigung eines Volumenstroms des Hydraulikfluids durch das zu steuernde Ventil. Mit anderen Worten arbeiten das neue Verfahren und Fahrzeuggetriebe nicht mehr rein druckbasiert. Vielmehr wird - vorzugsweise ergänzend zu einer Berücksichtigung von Druckwerten - der Volumenstrom durch das Ventil für die Bestimmung des Steuerstroms berücksichtigt.
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Die Betrachtung des Volumenstroms macht es einfacher, Strömungseffekte und insbesondere Strömungskräfte in dem Hydraulikkreis und vor allem an dem Ventil bei der Bestimmung des Steuerstroms zu berücksichtigen. Da Strömungseffekte und insbesondere Strömungskräfte um so stärkeren Einfluss auf die Druckverhältnisse in einem Hydraulikkreis haben, je kleiner die Querschnitte in dem Hydraulikkreis sind, wirken sich die Strömungseffekte bei der gewünschten Reduzierung des Bauraums zunehmend stärker aus. Das neue Verfahren und Fahrzeuggetriebe profitieren von der einfachen Berücksichtigung der Strömungseffekte, da der Kupplungsdruck auf diese Weise effizienter und genauer eingestellt werden kann. Das Schaltverhalten des Fahrzeuggetriebes kann auch bei kompakter Bauform sehr komfortabel und zuverlässig realisiert werden. Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Solldruckvorgabe (p_Soll) aus einer Drehmomentvorgabe (m_Soll) bestimmt.
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Vorteilhaft kann die Solldruckvorgabe (p_Soll) in dieser Ausgestaltung über eine Umrechnung mit Übertragungsfaktoren aus einem zu übertragenden Drehmoment (m_Soll) an der Kupplung errechnet werden. Dies hat den Vorteil, dass das am Getriebeeingang eingestellte Drehmoment direkt über einen physikalischen Zusammenhang auf die Kupplungsansteuerung gerechnet werden kann. Die Ausgestaltung lässt sich einfach und effizient implementieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Istdruck (p_lst) in dem Hydraulikkreis bestimmt, und der Sollvolumenstrom (Q_soll) wird in Abhängigkeit von dem Istdruck (p_lst) bestimmt.
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Diese Ausgestaltung implementiert eine Rückkoppelschleife in dem neuen Verfahren und Fahrzeuggetriebe, wodurch eine Regelung anstelle der bisher implementierten reinen Vorsteuerung auf sehr einfache und effiziente Weise erreicht wird. Die Ausgestaltung trägt dazu bei, dass der Steuerstrom unter Berücksichtigung der jeweils aktuellen Druckverhältnisse in dem Hydraulikkreis eingestellt wird. Wechselnde Umgebungsbedingungen, wie etwa eine aktuelle Betriebstemperatur, haben somit einen geringeren Einfluss auf den Schaltkomfort und die Zuverlässigkeit. Außerdem kann die Bestimmung des Sollvolumenstroms (Q_soll) mit einer solchen rückgekoppelten Schleife unter Verwendung von bereits im Fahrzeuggetriebe vorhandenen Daten auf einfache Weise erfolgen.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird der Istdruck (p_Ist) in Abhängigkeit von dem Ventilvolumenstrom (Q_Ventil) geschätzt.
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Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass auf einen speziellen Drucksensor im Hydraulikkreis verzichtet werden kann, auch wenn diese Ausgestaltung prinzipiell in Ergänzung zu einem über einen Drucksensor gemessenen Istdruck implementiert werden kann. Die Ausgestaltung erleichtert eine kostengünstige und kompakte Realisierung auf engem Bauraum.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird eine Druckdifferenz (p_Diff) in Abhängigkeit von der Solldruckvorgabe (p_Soll) und dem Istdruck (p_Ist) bestimmt, und der Sollvolumenstrom (Q_soll) wird unter Verwendung der Druckdifferenz (p_Diff) bestimmt.
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In dieser Ausgestaltung wird die Differenz des - vorzugsweise geschätzten oder gemessenen - Istdrucks zum Solldruck als Basis für die Bestimmung des Sollvolumenstroms (Q_Soll) verwendet. Die Ausgestaltung ermöglicht eine recht einfache und schnelle Bestimmung des Sollvolumenstroms (Q_Soll) auf Basis von Daten und Werten, die schon bei bekannten Fahrzeuggetrieben zur Verfügung stehen. Daher erleichtert diese Ausgestaltung eine kostengünstige Realisierung.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird die Druckdifferenz (p_Diff) mit einem Parameter multipliziert, der eine Kupplungskapazität der Kupplung repräsentiert.
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Die Kupplungskapazität ist das Moment, das die Kupplung im geschlossenen Zustand betragsmäßig maximal übertragen kann. Die Ausgestaltung ermöglicht eine sehr einfache und schnelle Bestimmung des jeweiligen Sollvolumenstroms (Q_Soll). Vorzugsweise wird Differenz des Ist- zum Solldruck über eine Kapazitätskennlinie in den Sollvolumenstrom (Q_Soll) umgerechnet und die Kapazitätskennlinie wird über eine aus Versuchen ermittelte Druck-Volumen-Kennlinie bestimmt.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird der Sollvolumenstrom (Q_soll) in Abhängigkeit von einer verfügbaren Fluidmenge (Q_VersLim) begrenzt, um einen begrenzten Sollvolumenstrom (Q_PistReqLim) zu erhalten, und der Ventilvolumenstrom (Q_Ventil) wird in Abhängigkeit von dem begrenzten Sollvolumenstrom (Q_ PistReqLim) bestimmt.
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Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass die Bestimmung des Steuerstroms unter Berücksichtigung der aktuell zur Verfügung stehenden Fluidmenge erfolgt und somit eine Übersteuerung des Kupplungssystems und ein potentielles Versagen des Schaltvorgangs aufgrund einer aktuell zu geringen Fluidmenge vermieden werden kann. Die Ausgestaltung trägt folglich dazu bei, die Zuverlässigkeit und den Komfort des Fahrzeuggetriebes weiter zu erhöhen. Insbesondere erfolgt der Schaltvorgang in dieser Ausgestaltung also in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit einer Ölversorgung und die Druck-/Volumenvorgabe wird vorteilhaft entsprechend begrenzt, um eine Übersteuerung des Systems zu vermeiden.
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In einer weiteren Ausgestaltung stellt eine Versorgungspumpe ein Fluid für den Hydraulikkreis bereit und die Versorgungspumpe wird in Abhängigkeit von dem Sollvolumenstrom (Q_soll) angesteuert.
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Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass einerseits ein direkter Bedarf an die Fluidversorgung (Ölversorgung) gesendet wird, so dass beispielsweise eine Flutenumschaltung von einem Zweikreissystem auf ein Einkreissystem möglich wird und/oder die Versorgungspumpe auf eine höhere Drehzahl gesteuert werden kann, falls der Fluidbedarf andernfalls nicht gedeckt werden kann. Auch diese Ausgestaltung trägt sehr vorteilhaft zu einem zuverlässigen und effizienten Betrieb des neuen Fahrzeuggetriebes bei.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird der Ventilvolumenstrom (Q_Ventil) in Abhängigkeit von Leckagen (volg_Leckage) bestimmt.
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Auch diese Ausgestaltung trägt sehr vorteilhaft zu einem zuverlässigen und effizienten Betrieb des neuen Fahrzeuggetriebes bei, da individuelle Druckverluste aufgrund von Verschleiß, Montagetoleranzen und anderen Effekten bei der Bestimmung des Steuerstroms vorteilhaft berücksichtigt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird der kompensierte Ventilausgabedruck (p_Ventil-Soll) in Abhängigkeit von ventilspezifischen Eigenschaften, insbesondere ventilspezifischen Dynamikeigenschaften (p_VentLim) begrenzt, um eine finale Druckvorgabe (p_VentZiel) zu erhalten, und der elektrische Steuerstrom (i_Endstufe) wird in Abhängigkeit von der finalen Druckvorgabe (p_VentZiel) bestimmt.
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Der ermittelte Ausgabedruck (p_VentSoll) unterliegt Systemgrenzen, wie etwa dem maximal elektrisch erreichbaren Druck (MaxDruck) und/oder den jeweils maximal erreichbaren Druckgradienten. Die Ausgestaltung beinhaltet, dass diese individuellen Systemgrenzen bei der Bestimmung des Steuerstroms auf einfache Weise berücksichtigt werden, und trägt daher ebenfalls zu einem zuverlässigen und komfortablen Betrieb auf effiziente Weise bei. Vorteilhaft kann die so begrenzte finale Druckvorgabe (p_VentZiel) über eine Rückrechnung 1/(R1 +R2) in den geschätzten Volumenstrom (Q_Ist) umgerechnet werden. Dieser geht vorteilhaft in einen Druckbeobachter ein und über eine dort abgelegte Druck-Volumen-Kennlinie kann dann der Istdruck (p_Ist) auf einfache Weise ermittelt werden. Dabei bezeichnet R1 den hydraulischen Widerstand der Leitung und R2 die Strömungskraftkomponente im Ventil. Durch die Invertierung können die druckspezifischen Begrenzungen auf effiziente Weise in den Volumenbereich zurückgerechnet werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird der elektrische Steuerstrom (i_Endstufe) ferner in Abhängigkeit von einer Strom- bzw. Magnethysterese des Ventils bestimmt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
- 1a einen ersten Teil eines Funktionsblockschaltbildes zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen des neuen Verfahrens und Fahrzeuggetriebes, und
- 1b einen zweiten Teil des Funktionsblockschaltbildes zur Erläuterung verschiedener Ausführungsbeispiele.
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Die 1a und 1b zeigen gemeinsam einen funktionalen Ablauf eines Ausführungsbeispiels 10 des neuen Verfahrens, mit dem ein Steuerstrom 12 (i_Endstufe) bestimmt wird. Das Ausführungsbeispiel 10 beinhaltet mehrere optionale Funktionsblöcke und ist hier daher stellvertretend für weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, die ohne und mit einer Auswahl der optionalen Funktionsblöcke implementiert werden können.
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Der Steuerstrom 12 wird in einem entsprechenden Ausführungsbeispiel des neuen Fahrzeuggetriebes (hier nicht dargestellt) verwendet, um ein Ventil (nicht dargestellt) anzusteuern. Mit Hilfe des Ventils kann eine Kupplung (nicht dargestellt) in dem Fahrzeuggetriebe in an sich bekannter Weise geöffnet oder geschlossen werden. Dementsprechend zeigen die einzelnen Blöcke in den 1a und 1b auch Funktionseinheiten eines neuen elektronischen Steuergeräts für ein Fahrzeuggetriebe.
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Das neue Verfahren lässt sich in zwei Funktionsabschnitte unterteilen. Ein erster Funktionsabschnitt ist in 1a dargestellt und mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet. Der Funktionsabschnitt 14 beinhaltet eine leistungsspezifische Berechnung, die weitgehend oder gänzlich unabhängig von ventilspezifischen Eigenschaften erfolgen kann. Ein zweiter Funktionsabschnitt 16 ist in 1b dargestellt und mit der Bezugsziffer 16 bezeichnet. Der Funktionsabschnitt 16 beinhaltet eine ventilspezifische Berechnung, mit der anhand von Ergebnissen aus dem ersten Funktionsabschnitt 14 der Steuerstrom 12 (i_Endstufe) bestimmt wird.
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Mit der Bezugsziffer 18 ist ein Eingang bezeichnet, an dem hier ein zu übertragendes Drehmoment (m_Soll) als Eingangsdatum bereitgestellt wird. Im Funktionsblock 20 wird das Drehmoment (m_Soll) mit Hilfe von definierten Übertragungsfaktoren in eine Solldruckvorgabe (p_Soll) umgewandelt. Alternativ hierzu kann die Solldruckvorgabe (p_Soll) in anderen Ausführungsbeispielen direkt als Eingangsdatum bereitgestellt werden, so dass der Funktionsblock 20 als ein optionaler Funktionsblock zu betrachten ist. Die Übertragungsfaktoren können auf Basis von empirisch und/oder theoretisch ermittelten Daten bereitgestellt werden. Die optionale Verwendung des zu übertragenden Drehmoments (m_Soll) als Eingangsdatum hat den Vorteil, dass das am Getriebeeingang eingestellte Drehmoment direkt über einen physikalischen Zusammenhang auf die Kupplungsansteuerung gerechnet werden kann.
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Mit der Bezugsziffer 22 ist ein optionaler Druckbeobachter bezeichnet, der hier an seinem Ausgang einen geschätzten Istdruck (p_Ist) in dem Hydraulikkreis bereitstellt. Alternativ oder ergänzend könnte der Istdruck (p_Ist) in dem Hydraulikkreis mit Hilfe eines Drucksensors bestimmt werden.
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In dem Funktionsblock 24 wird eine Druckdifferenz (p_Diff) aus der Solldruckvorgabe (p_Soll) und dem geschätzten Istdruck (p_lst) bestimmt. Die Druckdifferenz (p_Diff) ist einem Funktionsblock 26 zugeführt, in dem unter Verwendung einer Kapazitätskennlinie ein Sollvolumenstrom (Q_Soll) bestimmt wird. Die Kapazitätskennlinie kann über eine aus Versuchen ermittelte Druck-Volumen-Kennlinie bestimmt werden und in Form einer Tabelle bereitgestellt werden. Dieser Sollvolumenstrom kann optional und vorteilhaft in einem Funktionsblock 28 mit einem aktuellen Ölvolumenstrom vom Pumpensystem des Hydraulikkreises, hier dargestellt anhand eines Funktionsblocks 30 (Volumenstrommanager) abgeglichen und begrenzt werden. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen stellt der Volumenstrommanager 30 dem Funktionsblock 28 Daten zur Verfügung, die eine Volumenstrombegrenzung (Q_VersLim) aus der Ölversorgung repräsentieren. Umgekehrt stellt der Funktionsblock 28 dem Volumenstrommanager 30 optional in den bevorzugten Ausführungsbeispielen Daten zur Verfügung, die einen Volumenstrombedarf (Q_Bedarf) repräsentieren. Vorteil ist, dass einerseits ein direkter Bedarf an die Ölversorgung gesendet wird, so dass beispielsweise eine Flutenumschaltung von einem Zweikreissystem auf ein Einkreissystem über den Volumenstrommanager 30 provoziert werden kann oder beispielsweise eine leistungsverzweigte Pumpe (hier nicht dargestellt), wie sie an sich aus gattungsgemäßen Fahrzeuggetrieben bekannt ist, auf eine höhere Drehzahl gesteuert werden kann, falls der Fluidbedarf nicht anderweitig gedeckt werden kann. Umgekehrt ist ein Vorteil, dass die Ölversorgung die aktuelle Verfügbarkeit an das Kupplungssteuergerät meldet und Letzteres im Funktionsblock 28 eine Druck-/Volumenvorgabe entsprechend begrenzt, um eine Übersteuerung des Systems zu vermeiden.
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Der Funktionsblock 28 stellt an seinem Ausgang dementsprechend Daten bereit, die einen limitierten Volumenstrom (Q_PistReqLim) repräsentieren. Diese Daten sind hier einem Funktionsblock 32 zugeführt, in dem mit Hilfe des hydraulischen Widerstands R1 optional ein Druckabfall über die Zuleitungen berechnet und kompensiert werden kann. Am Ausgang des Funktionsblocks 32 wird hier eine limitierte Kompensation des hydraulischen Widerstands (p_HydROff) bereitgestellt. Wie in 1a dargestellt, ist dem Funktionsblock 32 hier vorteilhaft der Istdruck (p_Ist) als weiteres Eingangsdatum zugeführt, um die limitierte Kompensation des hydraulischen Widerstands (p_HydROff) druckbasiert zu bestimmen. Die limitierte Kompensation des hydraulischen Widerstands (p_HydROff) vom Ausgang des Funktionsblocks 32 wird hier optional in einem Funktionsblock 34 anhand von weiteren Daten 36 begrenzt, die Systemgrenzen (P_SysLim) repräsentieren, wie von z.B. einen maximalen Systemdruck. Die begrenzten und kompensierten Druckdaten (p_HydRLimOff) am Ausgang des Funktionsblocks 34 werden hier einerseits in einem Funktionsblock 38 mit dem Istdruck (p_Ist) addiert und einem druckbasierten Pfad für die ventilspezifische Berechnung im Funktionsabschnitt 16 bereitgestellt. Andererseits erfolgt im Funktionsblock 40 mit Hilfe der Invertierung des hydraulischen Widerstands 1/R1 eine Rückrechnung des auszugebenden Volumenstroms (Q-Leitung) durch die Zuleitung und dieser ist einem Funktionsblock 42 im Funktionsabschnitt 16 (1b) zugeführt.
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Bei der Bezugsziffer 44 werden optional Daten bereitgestellt, die Leckagen, beispielsweise an Dichtungsringen, repräsentieren. Die entsprechenden Volumenstromverluste werden im Funktionsblock 42 mit dem Volumenstrom (Q-Leitung) addiert bzw. von dem Volumenstrom (Q-Leitung) subtrahiert. Am Ausgang stellt der Funktionsblock 42 dementsprechend einen Volumenstrom (Q_Ventil) über das Ventil unter Berücksichtigung von Leckagen und Leitungsverlusten zur Verfügung.
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Im Funktionsblock 46 werden die Strömungseffekte unter Verwendung des hydraulischen Widerstand R2 und mit Hilfe des kompensierten Ventilausgabedrucks (p_ventilOut) vom Ausgang des Funktionsblocks 38 kompensiert. Die Strömungskräfte äußern sich über einen Druckabfall an dem Ventil und können im Funktionsblock 46 aufgrund des bekannten Volumenstroms kompensiert werden. Der Funktionsblock 46 stellt die Kompensation (p_StrömKraftOff) bereit. Diese ist dem Funktionsblock 48 zugeführt und wird dort von dem Ventilausgabedruck (p_ventilOut) subtrahiert. Der Funktionsblock 48 stellt damit an seinem Ausgang eine kompensierte Druckvorgabe (p_VentilSoll) für das Ventil bereit. Über die Invertierung des hydraulischen Widerstands 1/R1 im Funktionsblock 40 können also die druckspezifischen Begrenzungen in den Volumenbereich (Q_Leitung) rückgerechnet werden. Der Volumenstrom (Q_Leitung) fließt durch das Ventil und kann zur Berechnung der Strömungskräfte an dem Ventil verwendet werden.
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Die so bestimmte kompensierte Druckvorgabe (p_VentilSoll) unterliegt weiteren Systemgrenzen, wie etwa einem erreichbaren Maximaldruck und/oder maximalen Druckgradienten. Die Eingangsdaten (p_VentSollLim), die diese weiteren Systemgrenzen repräsentieren, werden optional bei der Bezugsziffer 50 bereitgestellt und im Funktionsblock 52 zur weiteren Begrenzung verwendet.
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Der Funktionsblock 52 stellt an seinem Ausgang eine finale Druckvorgabe (p_Vent-Ziel) aus dem Volumenstrom bereit. Diese finale Druckvorgabe (p_VentZiel) wird über eine Rückrechnung (1/(R1 +R2)) in dem Funktionsblock 54 in den endgültigen Volumenstrom (Q_Ist) umgerechnet. Dieser geht in den Druckbeobachter 22 ein und über die abgelegte Druck-Volumen-Kennlinie kann dann der Istdruck (p_Ist) ermittelt werden, der dann als Eingangsdatum dem Funktionsblock 24 zugeführt ist.
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Des Weiteren ist die finale Druckvorgabe (p_VentZiel) hier einem Funktionsblock 56 zugeführt. Im Funktionsblock 56 werden optional auf die finale Druckvorgabe (p_VentZiel) weitere druckbasierte Kompensationen 57 aufgeschaltet, die insbesondere eine Kupplungshysterese und/oder eine Zulaufdruckabhängigkeit repräsentieren. Daraus resultiert am Ausgang des Funktionsblocks 56 der aktuierte Kupplungsdruck (p_VentAkt). Dieser wird über eine Druck-Strom-Konvertierung im Funktionsblock 58 in den Steuerstrom (i_Endstufe) umgewandelt. Der Steuerstrom (i_Endstufe) beinhaltet vorzugsweise noch eine Hysteresekompensation gemäß Funktionsblock 60, 62, um Magnetisierungseffekte an den Ventilankern zu kompensieren.
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Bezugszeichen
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- 10
- Ausführungsbeispiel, Steuergerät
- 12
- Steuerstrom
- 14
- Funktionsabschnitt „leistungsspezifische Berechnung“
- 16
- Funktionsabschnitt „ventilspezifische Berechnung“
- 18
- Eingang „Drehmoment (m_Soll)“
- 20
- Funktionsblock „Umrechnung ÜTF“
- 22
- Funktionsblock „Druckbeobachter“
- 24
- Funktionsblock „Bestimmung Druckdifferenz (p_Diff)“
- 26
- Funktionsblock „Kapazitätskennlinie Dynamikvorgaben“
- 28
- Funktionsblock „Systemlimitierungen Ölversorgung, Blenden“
- 30
- Funktionsblock „Volumenstrommanager“
- 32
- Funktionsblock „Druckabfall über Leitung“
- 34
- Funktionsblock „Limitierungen“
- 36
- Systemgrenzen (P_SysLim)
- 38
- Funktionsblock
- 40
- Funktionsblock „Rückrechnung ausgegebener Volumenstrom 1/R1“
- 42
- Funktionsblock
- 44
- Daten „Leckagen Dichtungsringe“
- 46
- Funktionsblock „Strömungskraftkompensation (R2)“
- 48
- Funktionsblock
- 50
- Eingangsdaten (p_VentSollLim)
- 52
- Funktionsblock „Ventillimitierung“
- 54
- Funktionsblock „Rückrechnung ausgegebener Volumenstrom 1/(R1+R2)“
- 56
- Funktionsblock
- 57
- Funktionsblock „Kompensation Druckbasiert (Kupplungshysterese, Zulaufdruckabhängigkeit, Trägheitskräfte Ventilkörper“
- 58
- Funktionsblock „Druck zu Strom Konvertierung“
- 60
- Funktionsblock „Stromhysterese“
- 62
- Funktionsblock
