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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Patentoffenbarung betrifft allgemein hydrostatische,
drehmomentsteuernde Getriebe und insbesondere ein System zur Kompensierung
von Ungenauigkeiten in einem Variatordrehmomentsteuerkennfeld.
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Hintergrund
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Viele
hoch entwickelte Getriebesysteme wie kontinuierlich variable Getriebe
(CVTs) verwenden ein Drehmoment steuerndes Element, das eine kontinuierlich
veränderbare
Drehmoment- oder Drehzahlübertragung
ermöglicht.
Ein Beispiel für
ein solches Getriebe ist ein drehmomentverzweigtes Getriebe, bei
dem ein Antriebsstrang von zwei Eingänge angetrieben wird, von denen
einer ein Drehmomentsteuerungseingang, wie z. B. von einem hydraulischen
Variator, sein kann. In solchen Systemen ist es allgemein wünschenswert,
den Variator derart genau steuern zu können, dass der auf den Steuersignalen basierende,
resultierende Ist-Betrieb des Systems dem Soll-Betrieb entspricht.
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Beim
Versuch, dieses Ziel zu erreichen, benutzen einige Systeme ein Kalibrier-
oder Drehmomentsteuerkennfeld, das einen Eingangsdruck oder eine
Druckdifferenz mit einem Abtriebsdrehmoment des Variators in Beziehung
setzt. Trotzdem können unter
Ist-Betriebsbedingungen einige Einträge in dem Drehmomentsteuerkennfeld
wegen Bauteilverschleiß,
Spiel und Schlupf [englisch: slop] im Steuerungssystem und dergleichen,
die zu einer unerwünschten
Differenz zwischen Soll- und Ist-Betrieb des Systems führen, fehlerhaft
sein.
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Die
obige Erörterung
des Hintergrunds soll dem Leser nur helfen. Sie soll die Erfindung
nicht einschränken
und soll deshalb weder dahingehend verstanden werden, dass ein bestimmtes
Bauteil eines früheren
Systems zur Benutzung innerhalb der Erfindung ungeeignet ist, noch,
dass irgendein Faktor einschließlich
des Lösens
des zugrunde liegenden Problems für die Realisierung der hierin
beschriebenen Neuerungen wesentlich ist. Die Realisierungen und Anwendung
der hierin beschriebenen Neuerungen sind durch die anhängenden
Ansprüche
definiert.
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Kurze Zusammenfassung der
Offenbarung
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Gemäß einem
Aspekt ist ein Verfahren zum Steuern eines Abtriebsdrehmoments eines
Variators mit einem auf ein Aktuatordrucksignal reagierenden, hydraulischen
Aktuator geschaffen. Das Verfahren gemäß diesem Aspekt beinhaltet
das Empfangen einer Angabe eines ersten Soll-Drehmoments von einer
Bedienerschnittstelle. Mehrere, auf den Betrieb des Variators bezogene
Parameter werden evaluiert und mit einem ersten Kennfeldwert für das Aktuatordrucksignal
in Beziehung gesetzt. Der erste Kennfeldwert wird bei dem hydraulischen
Aktuator als Aktuatordrucksignal angewandt und es wird ein erstes Ist-Abtriebsdrehmoment
des Variators gemessen und mit dem ersten Ist-Abtriebsdrehmoment verglichen, um einen
Druckergänzungswert
abzuleiten. Wenn eine Angabe eines zweiten Soll-Drehmoments empfangen
wird, werden die mehreren, auf den Betrieb des Variators bezogenen
Parameter erneut evaluiert, um zu einem zweiten Kennfeldwert für das Aktuatordrucksignal
zu gelangen, der dann mittels dem Druckergänzungswert modifiziert wird,
um ein angepasstes Aktuatordrucksignals zu erzeugen.
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Zusätzliche
und alternative Merkmale und Aspekte des offenbarten Systems und
Verfahrens ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine detaillierte schematische Zeichnung eines Variators, der auf
der Grundlage einer angewandten Steuerdruckdifferenz ein variables Abtriebsdrehmoment
ausgibt,
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2 ist
eine detaillierte schematische Zeichnung eines hydraulischen Aktuators,
der die Position einer winkelveränderlichen
Taumelscheibe in einem Variator steuert, wie er z. B. in 1 gezeigt ist,
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3 ist
ein dreidimensionaler Bereich eines vierdimensionalen Kennfeldes,
das Aktuatordruckdifferenzen, Variatoreingangsdrehzahlen und Variatorausgangsdrehzahlen
bei einer Variatoreingangsdrehzahl von 1800 U/min mit Soll-Abtriebsdrehmomenten
in Bezug setzt,
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4 ist
ein vereinfachtes logisches Schema von Steuerungsbauteilen und Datenfluss,
die einem Aktuator für
eine effektive Steuerung eines Variators zugeordnet sind,
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5 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, bei dem Werte
eines Drehmomentsteuerkennfeldes gemäß einem Beispiel zum Verbessern
der Übereinstimmung
zwischen Ist- und Soll-Drehmomenten ergänzt werden, und
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6 ist
ein Flussdiagramm, das einen weiteren Prozess veranschaulicht, bei
dem Werte eines Drehmomentsteuerkennfeldes zum Verbessern der Übereinstimmung
zwischen Ist- und Soll-Drehmomenten ergänzt werden.
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Detaillierte Beschreibung
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Diese
Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren für ein verbessertes
Variatordrehmomentsteuerungssystem. Bei der Benutzung des beschriebenen
Systems ist der Variatorausgang derart drehmomentgesteuert, dass
das Ist-Abtriebsdrehmoment des Variators genauer mit dem Soll-Abtriebsdrehmoment übereinstimmt.
Drehmomentsteuerkennfelder können
zu Ungenauigkeiten wegen Änderungen
in der Betriebsumgebung, Maschinenvariationen, Toleranzänderungen
usw. neigen. Gemäß einem
Beispiel addiert das beschriebene Drehmomentsteuerungssystem zu
Kennfeldwerten vor deren jeweiligen Benutzung einen berechneten
Druckergänzungswert,
um die Korrelation zwischen dem Soll- und Ist-Drehmoment des Variators
zu verbessern. Zusätzliche
und alternative Aspekte werden unter Berücksichtigung des Folgenden
ersichtlich.
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1 ist
eine detaillierte schematische Zeichnung eines Variators 100,
der ein veränderbares
Abtriebsdrehmoment auf der Grundlage einer angewandten Steuerdruckdifferenz
in dem Taumelscheibenaktuator 104 bereitstellt. Der Variator 100 weist
eine Pumpe 101 und einen Motor 102 auf. Die Pumpe 101 weist
eine durch einen Taumelscheibenaktuator 104 eingestellte,
winkelveränderliche
Taumelscheibe 103 auf. Eine Anzahl von Kolben 105 in zugehörigen Kammern
reitet auf der Taumelscheibe 103 über Schleifkontakte derart,
dass der Bereich der Bewegung der Kolben 105 durch den
Winkel der Taumelscheibe 103 eingestellt wird. Die Kammern
der Kolben 105 sind in einem Pumpenträger 108, der mittels
des Pumpeneingangsschafts 109 gedreht wird, ausgebildet.
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Der
Motor 102 beinhaltet eine entsprechende Anordnung mit einer
Anzahl von Kolben 106 in zugehörigen Kammern. Die Kolben 106 des
Motors 102 sind mit einer fixierten Taumelscheibe 107 schleifverbunden.
Auch der Winkel der Taumelscheibe 107 kann variabel sein,
um eine variable Verschiebung zu ermöglichen. Die Kammern der Kolben 105 der
Pumpe 101 sind über
eine hydraulische Flüssigkeit,
die die Kammern und dazwischen liegende Leitungen (nicht gezeigt)
füllt,
in einer Fluidverbindung mit den Kammern der Kolben 106 des
Motors 102. Die Kammern der Kolben 106 sind in
einem Motorträger 110, der
den Motorausgangsschaft 111 dreht, ausgebildet. Wird der
Winkel der Taumelscheibe 103 verändert, ändert sich die Menge der durch
die Kolben 105 der Pumpe 101 verschobenen Flüssigkeit
(und somit das von den Kammern der Kolben 106 aufgenommene oder
genommene Flüssigkeitsvolumen).
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Aufgrund
dieser Zusammenhänge
variieren das Drehmoment mit der Nettokraft, die auf die Taumelscheibe 103 einwirkt,
und die Ausgangsdrehzahl des Motors 102 mit dem Winkel
der Taumelscheibe 103. Im Überblick wird der Taumelscheibenaktuator 104,
der gemäß diesem
Beispiel mittels differenziellem, hydraulischem Druck betrieben
wird, über
Solenoidventile (nicht gezeigt) angetrieben, z. B. eines für jeden
der zwei Druckwerte, die durch entsprechende Eingangssignale von
einer Getriebesteuerung oder dergleichen elektronisch gesteuert
werden. Auf diese Weise kann die Steuerung das Drehmoment des Variators 100 durch
Ausgabe von elektrischen Signalen an Solenoidventile, die der Taumelscheibenaktuator 104 zugeordnet
sind, steuern.
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2 ist
eine detaillierte schematische Zeichnung eines hydraulischen Aktuators 104 zur Steuerung
der Aktuatorkraft auf die winkelveränderliche Taumelscheibe (nicht
gezeigt) in einem Variator 100, wie er z. B. in 1 gezeigt
ist. Der Aktuator 104 weist eine Anzahl von zusammengehörenden Bauteilen
auf, die in erster Linie zwei gegenüberliegende Kolben 200, 201 innerhalb
zugehöriger
Zylinder 202, 203 beinhalten. Die Kolben 200, 201 wirken
mit den Bohrungen der zugehörigen
Zylinder 202, 203 zusammen, die entsprechende
Druckkammern 204, 205 zum Aufnehmen einer unter
Druck gesetzter hydraulischer Flüssigkeit
ausbilden.
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Die
Kolben 200, 201 sind durch einen Balken 206,
auf dem ein zentraler Gelenkzapfen 207 befestigt ist, verbunden.
Der zentrale Gelenkzapfen 207 greift innerhalb eines Schlitzes 208 in
einem Taumelscheibenarm 209 derart ein, dass die seitliche
Position des Balkens 206 die Position des Taumelscheibenarms 209 und
somit den Winkel der Taumelscheibe selbst (nicht gezeigt) festlegt.
Der Balken 206 ist mittels gegenüberliegender Federn 212 in
einer zentrale Position vorgespannt. Wird der Balken 206 aus seiner
zentralen Position verschoben, kommt es zu einer von den Federn 212 ausgeübten Rückstellkraft, die
zur Verschiebung proportional ist.
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Die
seitliche Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des
Balkens 206 wird durch die Summe der auf die Kolben 200, 201 wirkenden Kräfte bestimmt.
Die auf die Kolben 200, 201 wirkenden Kräfte werden
von den folgenden Quellen abgeleitet: (1) Drücke in den Kammern 204 und 205,
(2) Kräfte
der Federn 212, die eine Funktion der Verschiebung der
Kolben 200, 201 sind, und (3) Drehkräfte, die
durch die Taumelscheibe einwirken und die eine Funktion des Drehmoments,
der Pumpendrehzahl, der Motordrehzahl, etc. sind. Zugehörige Druckventile 210, 211 steuern
unabhängig
den Druck innerhalb der Kammern 204, 205. Gemäß einem
Beispiel sind die Druckventile 210, 211 Solenoidventile, die
hydraulische Flüssigkeit
bei einem Druck bereitstellen, der durch einen anliegenden Strom
innerhalb von einem Versorgungsdruck bestimmten Grenzen eingestellt
wird. Somit hat gemäß dem dargestellten Beispiel
jedes Ventil 210, 211 zumindest einen Stromeingang
(dargestellt als Eingang A und C) und einen Flüssigkeitseingang (dargestellt
als Eingang B und D). Typischerweise kann ein Solenoidventil Flüssigkeit
bei jedem Druck zwischen Null und dem Flüssigkeitsdruck am Flüssigkeitseingang
B, D bereitstellen.
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Unter
Berücksichtigung
von 2 und 1 kann das am Ausgang 111 anliegende
Drehmoment auch direkt mit der an den Ventilen 210, 211 anliegenden
Druckdifferenz in Bezug stehen. Insbesondere steht der Flüssigkeitsdruck
innerhalb des Hydraulikkreises zu der durch die Ventile 210, 211 angelegten
Druckdifferenz in Bezug. Daher ist es in drehmomentsteuernden Anwendungen
wünschenswert, Kombinationen
von Solenoidströmen
für die
Ventile 210 und 211 (oder anliegende Druckdifferenzen
in dem Aktuator 104) genau mit entsprechenden Ist-Abtriebsdrehmomenten
an dem Ausgang 111 zu korrelieren.
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In
einem ersten Schritt wird ein vorbestimmtes Kennfeld zum Korrelieren
von spezifischen Druckdifferenzen mit spezifischen Soll-Abtriebsdrehmomenten
benutzt. Praktisch hängt
die Beziehung zwischen diesen Werten auch von Folgendem ab: (1) Pumpenverschiebung
des Kolben 104 (mittels eines Verschiebungssensors direkt
gemessen oder durch Motordrehzahl/Pumpendrehzahl, z. B. mittels
einer normierten Motordrehzahl berechnet) und (2) Eingangs(pumpen)drehzahl.
Deswegen wird ein vierdimensionales Kennfeld zur Korrelation der
verschiedenen Werte benutzt.
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3 stellt
ein solches Kennfeld mit der nicht gezeigten Dimension der auf 1800
U/min gesetzten Variatoreingangsdrehzahl dar. Entsprechend setzt
die dargestellte Fläche 300 das
Soll-Abtriebsdrehmoment (linke horizontale Achse) mit einer Kombination
der angewandten Druckdifferenz in dem Aktuator 104 (vertikale
Achse) und der bekannten variatornormierten Motordrehzahl oder Verschiebung (rechte
horizontale Achse, normiert) in Beziehung. Unterschiedliche absolute
Variatoreingangsdrehzahlen würden
in unterschiedlichen dreidimensionalen Flächen, die die verbleibenden
Variablen in Bezug setzen, resultieren.
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In
einer Ausführungsform
sieht eine spezialisierte Rückkoppelungsschleife
eine Echtzeitanpassung an die von dem Kennfeld vorgesehenen Werte vor,
so dass die Ist-Drehmomentausgabe des Variators 100 ziemlich
mit dem Soll-Drehmoment übereinstimmt.
Bevor der Variatorsteuerprozess im Detail diskutiert wird, wird
die Steuerungsinfrastruktur und der Informationsfluss innerhalb
des Systems diskutiert. 4 ist ein vereinfachtes logisches
Schema 400 der Steuerungskomponenten und des Datenflusses,
die zum effizienten Steuern des Variators 100 den mechanischen
Bauteilen der 2 zugeordnet sind. Insbesondere
ist eine Variatorsteuerung 401 zum Steuern des Betriebs
des Variators 100 mittels der Solenoidventile 210 und 211 vorgesehen.
Die Variatorsteuerung 401 kann eine zweckbestimmte Variatorsteuerung
sein, wird aber üblicherweise
auch ein größeres mit
dem Variator 100 assoziiertes System, wie z. B. eine Getriebe,
steuern. Die Steuerung 401 kann jede geeignete Konstruktion
sein, jedoch weist sie gemäß einem
Beispiel ein digitales Prozessorsystem mit einem Mikroprozessorkreis
mit Dateneingängen
und Steuerungsausgängen
auf, das gemäß computerlesbaren
auf einem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen betrieben
wird. Üblicherweise
wird der Prozessor mit Langzeit-(nicht volatilem)Speicher zum Speichern
der Programmanweisungen als auch mit Kurzzeit-(volatilem)Speicher, der
Operatoren und Ergebnissen während
(oder sich ergebend aus) der Verarbeitung speichert, verbunden sein.
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Im
Betrieb empfangt die Steuerung 401 eine Anzahl von Dateneingaben
von dem Variatorsystem 100 und gibt eine Anzahl von Steuerungsausgaben an
das System 100 aus. Insbesondere hat die Steuerung 401 einen
ersten Dateneingang, der mit Kreisdrucksensoren 402 oder
anderen drehmomentabtastenden Vorrichtung oder Sensoren verbunden
ist. Obwohl es möglich
ist, einen einzelnen Drucksensor zu benutzen, ist es wünschenswert,
mehrere Sensoren zu benutzen, um genauere Druckauslesungen zu erhalten.
Die Kreisdrucksensoren 402 sind derart angeordnet und angepasst,
dass sie den hydraulischen Druck innerhalb des internen Hydraulikkreises
des Variators 100 (d. h., zwischen den Kolben 105 und 106)
abtasten und den abgetasteten Drücken
zugeordnete Signale ausgeben. Ein zweiter Dateneingang zu der Steuerung 401 ist
mit einem Pumpendrehzahlsensor 403 verbunden. Der Pumpendrehzahlsensor 403 ist
derart positioniert und angeordnet, dass er die Rotationsdrehzahl
des Variatoreingangsschafts 108 detektiert und ein der
abgetasteten Rotationseingangsdrehzahl zugeordnetes Signal ausgibt. Ein
Motordrehzahlsensor 404 ist mit einem dritten Dateneingang
der Steuerung 401 verbunden. Der Motordrehzahlsensor 404 ist
derart angeordnet und angepasst, dass er die Rotationsdrehzahl des
Variatorausgangsschafts 110 detektiert und ein der abgetasteten
Rotationsausgangsdrehzahl zugeordnetes Signal ausgibt. Die Pumpenverschiebung
(z. B. abgeleitet vom Hub des Aktuators 104) oder der Winkel der
Taumelscheibe 103 (z. B. abgeleitet von einem Winkelsensor)
kann auch anstelle der normierten Motordrehzahl als Eingang benutzt
werden.
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Um
ein Soll-Drehmoment zu detektieren, empfängt die Steuerung 401 von
der Bedienerschnittstelle 407 auch eine Dateneingabe, z.
B. eine Beschleunigereinstellung. Der Bediener kann ein Mensch oder
automatisiert sein, und die Bedienerschnittstelle kann entsprechend
variieren. Die Variatorsteuerung 401 ruft auch ein 4D Ausgabekennfeld 300 ab,
wie es z. B. in 3 gezeigt ist.
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Auf
Grundlage der verschiedenen, verfügbaren und wie z. B. oben diskutierten
Eingaben berechnet und liefert die Steuerung 401 angemessene
Steuersignale, so dass der Variator 100 ein Abtriebsdrehmoment
liefert, das genauer mit dem gewünschten Abtriebsdrehmoment übereinstimmt.
Insbesondere gibt die Steuerung 401 zwei angepasste Solenoidsteuersignale 405, 406 zum
Steuern des Betriebs des Aktuators 104 und somit des Betriebs
des Variators 100 aus. Die angepassten Solenoidsteuersignale 405, 406 beinhalten
ein erstes angepasstes Solenoidsteuersignal 405, das ein
erstes 210 der Aktuatordruckventile steuert, und ein zweites
angepasstes Solenoidsteuersignal 406, das ein zweites 211 der Aktuatordruckventile
steuert.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess darstellt, der Werte des Kennfeldes 300 gemäß einem
Beispiel ergänzt,
um die Übereinstimmung zwischen
Ist- und Soll-Drehmomenten zu verbessern. In einer ersten Phase 501 berechnet
die Steuerung 401 ein Soll-Drehmoment von den an der Bedienerschnittstelle 407 empfangenen
Informationen. Das Soll-Drehmoment kann ein Wert sein, der direkt von
der Bedienereingabe, z. B. die Beschleunigerposition, oder indirekt,
z. B. vom Getriebebetrieb, berechnet wird, wobei der Zustand des
Getriebes auf aktuellen und vergangenen Bedienereingaben basiert.
In der Phase 502 ruft die Steuerung 401 die Variatorstellung
einschließlich
des Kreisdrucks von den Kreisdrucksensoren 402, die Pumpendrehzahl
von den Pumpendrehzahlsensoren 403 und die Motordrehzahl
von den Motordrehzahlsensoren 404 ab.
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In
der Phase 503 ruft die Steuerung 401 das Kennfeld 300 ab
und identifiziert eine benötigte
Aktuatordruckdifferenz, die das Soll-Drehmoment erzielt. In der
Phase 504 addiert die Steuerung 401 einen Druckergänzungswert
P+ zu der identifizierten Aktuatordruckdifferenz,
um eine angepasste Aktuatordruckdifferenz zu erzeugen. Wenn der
Prozess 500 in einem ersten Durchlauf ausgeführt wird,
kann der Druckdifferenzwert P+ auf Null
oder einen Anfangsstandardoffset eingestellt werden. Wenn der Prozess in
einem zweiten oder nachfolgenden Durchlauf ausgeführt wird,
wird der Druckergänzungswert
P+ in dem vorhergehenden Durchlauf in der
oben diskutierten Weise eingestellt worden sein.
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In
der Phase 505 gibt die Steuerung 401 das angepasste
Solenoidstromsignal 1 (405) und das angepasste Solenoidstromsignal
2 (406) auf Grundlage der angepassten Aktuatordruckdifferenz
der Phase 504 aus. In der Phase 506 ruft die Steuerung 401 wieder
den Kreisdruck von dem Kreisdrucksensor 402 ab und berechnet
das Ist-Abtriebsdrehmoment des Variators 100. Das Abtriebsdrehmoment
eines Variators kann auch mit dem internen hydraulischen Druck des
Variators in Bezug stehen und von diesem ausgehend direkt berechnet
werden.
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In
der Phase 507 vergleicht die Steuerung 401 das
Soll-Drehmoment
von der Phase 501 mit dem Ist-Drehmoment von der Phase 506 und
erzeugt ein Fehlerdruckdifferenzsignal Pe,
das die Differenz zwischen dem Soll-Druck (basierend auf dem Soll-Drehmoment)
und dem Ist-Druck (basierend auf dem Ist-Drehmoment) darstellt.
In der Phase 508 wendet die Steuerung 401 eine
Verstärkung
G auf das Fehlerdruckdifferenzsignal Pe zum
Erzeugen eines Drucksergänzungswertes
P+ an. Gemäß einem Beispiel ist die Verstärkung eine
multiplikative Verstärkung,
so dass G × Pe = P+. Jedoch ist
die Art und Anwendung der Verstärkung
im Rahmen dieser Offenbarung nicht auf das vorstehende Beispiel
beschränkt.
So kann beispielsweise die Verstärkung proportional,
integral und/oder derivativ (PID) sein. Überdies kann die Verstärkung variabel
oder statisch sein und gemäß einem
Beispiel ist die Verstärkung
G ein einheitenloser Bruch, z. B. 0,5. Von der Phase 508 kehrt
der Prozess zum erneuten Lesen des Soll-Drehmoments zu der Phase 501 zurück.
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Durch
Ausführen
des Prozesses 500 wird der Einfluss von jeglichen Ungenauigkeiten
in dem Kennfeld 300 minimiert, so dass das Ist-Abtriebsdrehmoment
des Variators 100 ziemlich mit dem an der Bedienerschnittstelle
vorgegebenen Soll-Drehmoment übereinstimmt.
Sofern die Verstärkung
G auf 1 eingestellt ist und die Bedingungen des Variators im Wesentlichen
zwischen den Durchläufen
des Prozesses 500 unverändert
bleiben, stimmt das Ist-Drehmoment typischerweise nicht genau mit
dem Soll-Drehmoment überein,
aber die Differenz zwischen Ist- und Soll-Drehmomenten wird im Allgemeinen
erheblich gegenüber
der bei Benutzung des Kennfeldes 300 ohne Korrektur erzeugten
Differenz reduziert sein. Die Fähigkeit,
Soll- und Ist-Drehmoment
in enge Übereinstimmung
zu bringen, ist in vielen Zusammenhängen wertvoll. Z. B. wird bei
vielen Getrieben das Eingangsdrehmoment während des Schaltens zum Gewährleisten
eines glatten Schaltens geregelt. In solchen Zusammenhängen wird
die Fähigkeit,
ein Ist-Abtriebsdrehmoment
zu erzeugen, das genauer mit einem Soll-Abtriebsdrehmoment übereinstimmt, die Qualität des Schaltens
erhöhen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
wird der Drehmomentsteuerprozess über eine Drehmomentbefehlkorrektur
anstelle einer Druckkorrektur betrieben. Diese Ausführungsform
ist besonders gut für
Systeme geeignet, in denen die Korrelation zwischen Drehmomentsteuerkennfeldern
in einer oder mehreren Variablen nicht-linear ist. Phasen 601–606 des
Drehmomentsteuerprozesses 100 sind ähnlich zu den Phasen 501–506 des
Prozesses 500. In der Phase 607 vergleicht die
Steuerung 401 das Soll-Drehmoment
der Phase 601 mit dem Ist-Drehmoment der Phase 606 und
erzeugt ein Drehmomentfehlersignal Te. In
der Phase 608 addiert die Steuerung 401 Te zu einem aktuellen Soll-Drehmoment, um
ein korrigiertes Soll-Drehmoment zu erzeugen. Entsprechend wird,
wenn sich das Soll-Drehmoment von der Bedienerschnittstelle 407 zwischen
der Ausführung
der Phase 601 und der Ausführung der Phase 608 ändert, das
neue Soll-Drehmoment in der Phase 608 benutzt. Von der
Phase 608 kehrt der Prozess zu der Phase 602 zurück, um die
Aktuatordruckdifferenz zu berechnen, die notwendig ist, das korrigierte
Soll-Drehmoment
zu erreichen. Entsprechend wird das korrigierte Soll-Drehmoment
bei einem zweiten und nachfolgenden Durchlaufen durch den Prozess 600 anstelle
des Soll-Drehmoments verwendet.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die
industrielle Anwendbarkeit des hierin beschriebenen Variatordrehmomentsteuerungssystems
geht aus der vorhergehenden Diskussion hervor. Es wird eine Technik
beschrieben, in der ein Variatorausgang derart drehmomentgesteuert
wird, dass das Ist-Abtriebsdrehmoment des Variators genauer mit
dem Soll-Ausgangsdrehmoment übereinstimmt.
Drehmomentsteuerkennfelder sind vorbestimmt und werden wegen Änderungen
im Betriebsumfeld, Änderungen
an der Maschine, Toleranzänderungen
und so weiter ungenau. Das beschriebene Drehmomentsteuerungssystem
addiert einen berechneten Druckergänzungswert zu jedem Kennfeldwert
vor jeder Anwendung des entsprechenden Kennfeldwertes, um die Übereinstimmung
zwischen dem Soll- oder erwarteten und dem Ist-Abtriebsdrehmoment
des Variators zu verbessern. Gemäß einem Beispiel
wird der Druckergänzungswert
auf Grundlage der unmittelbar vorhergehenden Anwendung des gleichen
oder eines anderen Kennfeldwertes abgeleitet.
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Beispiele
der vorliegenden Offenbarung sind auf jedes System anwendbar, das
einen hydraulischen Variator verwendet, wobei es gewünscht ist, dass
das Abtriebsdrehmoment des Variators genauer mit dem Soll-Abtriebsdrehmomentwert übereinstimmt.
Z. B. benutzen viele Getriebesysteme, besonders in Schwerindustriemaschinen,
Bauteile, wie z. B. Konstantdrehzahlgetriebe, die einen Variator verwenden
und die somit von der Anwendung der vorliegenden Lehre Nutzen ziehen
können.
In solchen Maschinen kann die Anwendung der vorliegenden Lehren
eine bessere Schaltungsleistung und eine verbesserte Benutzererfahrung
aufgrund der genaueren Drehmomentsteuerung am Getriebeeingang (d.
h., am Variatorausgang) schaffen. Somit kann z. B. eine ein solches
Getriebe verwendende Schwerindustriemaschine über lange Zeiträume und in
sehr verschiedenen Betriebsumgebungen betrieben werden, ohne dass
mit dem Variatordrehmoment in Bezug stehende Fehler im Schaltungsverhalten zustande
kommen. Somit kann, obwohl ein Variatordrehmomentsteuerkennfeld
mit der Zeit und/oder über
unterschiedliche Umgebungen hinweg ungenau werden kann, die Schaltungsqualität des zugehörigen Getriebes
trotzdem durch Benutzung des vorliegenden Systems gewährleistet
werden.
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Die
vorhergehende Beschreibung gibt Beispiele für das offenbarte System und
die offenbarte Technik an. Jedoch wird angemerkt, dass sich andere
Umsetzungen der Offenbarung im Detail von den vorhergehenden Beispielen
unterscheiden können. Alle
Bezugnahmen auf die Erfindung oder Beispiele der Erfindung sind
beabsichtigt, um Bezug auf das zu dem Zeitpunkt diskutierte Beispiel
zu nehmen, und sind nicht dazu beabsichtigt, irgendeine Begrenzung wie
z. B. zum Ausmaß der
Erfindung in allgemeinerer Weise zu implizieren. Alle Formulierungen
eines Unterschiedes und einer Herabsetzung bestimmter Merkmale sind
dazu beabsichtigt, einen Mangel einer Präferenz für diese Merkmale anzuzeigen,
aber nicht, um diese vom Ausmaß der
Erfindung als ganzes auszuschließen, falls nicht anders angezeigt.
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Hierin
ist das Ausführen
von Bereichen von Werten nur dazu gedacht, als eine Abkürzungsmethode
für das
einzelne Bezugnehmen auf jeden einzelnen, in den Bereich fallenden
Wert zu dienen, falls nicht anders hierin angezeigt wird, und jeder
einzelne Wert wird in die Beschreibung aufgenommen, als ob er einzeln
darin aufgeführt
wäre. Alle
hierin beschriebenen Methoden können
in jeder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hierin nicht anders angezeigt
oder sofern nicht anders durch den Kontext deutlich widersprochen
wird.
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Entsprechend
beinhaltet die Erfindung alle Modifikationen und Äquivalente
des Inhalts, der in den hieran angefügten Ansprüchen aufgeführt wird, soweit dies vom anwendbaren
Gesetz erlaubt wird. Überdies
wird jede Kombination der vorhergehend beschriebenen Elemente in
allen möglichen
Variationen von der Erfindung umfasst, sofern hierin nicht anders
angezeigt oder sofern nicht anders durch den Kontext deutlich widersprochen
wird.
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Zusammenfassung
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DREHMOMENTSTEUERUNG MIT RÜCKKOPPLUNGSREGELUNG
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Ein
Variatordrehmomentsteuerungssystem passt einen Variatorausgang derart
an, dass das Ist-Abtriebsdrehmoment des Variators (100)
ziemlich mit dem Soll-Abtriebsdrehmoment übereinstimmt. Gemäß einem
Beispiel werden Druckwerte eines existierenden Drehmomentsteuerkennfeldes
basierend auf dem aktuellen Betrieb des Variators (100)
in Echtzeit mit berechneten Druckergänzungswerten ergänzt. Der
Druckergänzungswert
für jeden
Kennfelddruckwert kann auf Grundlage einer früheren Anwendung des gleichen
oder eines anderen Kennfeldwertes abgeleitet werden.