DE112017003620B4 - Method for maintaining a pressure level of a hydraulic fluid in a hydraulic actuator arrangement - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus einer Hydraulikflüssigkeit in einer hydraulischen Aktoranordnung (100), insbesondere zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus oberhalb eines einem Betriebspunkt zugeordneten Solldruckwertes, wobei bei der hydraulischen Aktoranordnung (100) eine Volumenstromquelle (104) über eine mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckleitung (106) mit einem Hydraulikzylinder (108) verbunden ist, und der Betriebspunkt einer Position der Aktoranordnung (100) entspricht, wobei das Verfahren eine Regelungshysterese (166, 168) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Einstellung des Druckniveaus erforderliches Volumen der Hydraulikflüssigkeit in einem niedrigen Lastbereich (128) über eine Drehwinkelregelung und in einem höheren Lastbereich (130) über eine Druckregelung eingestellt wird.Method for maintaining a pressure level of a hydraulic fluid in a hydraulic actuator arrangement (100), in particular for maintaining a pressure level above a target pressure value assigned to an operating point, wherein in the hydraulic actuator arrangement (100) a volume flow source (104) via a pressure line (106) filled with the hydraulic fluid is connected to a hydraulic cylinder (108), and the operating point corresponds to a position of the actuator arrangement (100), the method comprising a control hysteresis (166, 168), characterized in that a volume of hydraulic fluid required to adjust the pressure level is in a low load range (128) is adjusted via a rotation angle control and in a higher load range (130) via a pressure control.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus einer Hydraulikflüssigkeit in einer hydraulischen Aktoranordnung, insbesondere zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus oberhalb eines einem Betriebspunkt zugeordneten Solldruckwertes, wobei bei der hydraulischen Aktoranordnung eine Volumenstromquelle über eine mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckleitung mit einem Hydraulikzylinder verbunden ist, und der Betriebspunkt einer Position der Aktoranordnung entspricht.The invention relates to a method for maintaining a pressure level of a hydraulic fluid in a hydraulic actuator arrangement, in particular for maintaining a pressure level above a target pressure value assigned to an operating point, wherein in the hydraulic actuator arrangement a volume flow source is connected to a hydraulic cylinder via a pressure line filled with the hydraulic fluid, and the Operating point corresponds to a position of the actuator arrangement.
Aus der
- - Einregeln der Pumpe auf den Betriebspunkt-Drehzahlwert, so dass die Pumpe einen dem Betriebspunkt-Drehzahlwert entsprechenden Fluidvolumenstrom fördert; und
- - Integrieren des Fluidvolumenstromes über die Zeit, bis zu einem Abschluss-Betriebszustand der Aktuatoranordnung, bei dem der Ansteuerwert der Pumpe kleiner gleich dem Betriebspunkt-Ansteuerwert ist. Der Betriebspunkt ist vorzugsweise der Einrückpunkt einer Reibkupplung, die mittels der hydraulischen Aktuatoranordnung betätigt wird.
- - Adjusting the pump to the operating point speed value, so that the pump delivers a fluid volume flow corresponding to the operating point speed value; and
- - Integrating the fluid volume flow over time until a final operating state of the actuator arrangement is reached, in which the control value of the pump is less than or equal to the operating point control value. The operating point is preferably the engagement point of a friction clutch that is actuated by means of the hydraulic actuator arrangement.
Aus der
Aus der
Die
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern.The invention is based on the object of improving a method mentioned at the outset.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus einer Hydraulikflüssigkeit in einer hydraulischen Aktoranordnung, insbesondere zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus oberhalb eines einem Betriebspunkt zugeordneten Solldruckwertes, wobei bei der hydraulischen Aktoranordnung eine Volumenstromquelle über eine mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckleitung mit einem Hydraulikzylinder verbunden ist, und der Betriebspunkt einer Position der Aktoranordnung entspricht, wobei das Verfahren eine Regelungshysterese umfasst.The object is achieved with a method for maintaining a pressure level of a hydraulic fluid in a hydraulic actuator arrangement, in particular for maintaining a pressure level above a target pressure value assigned to an operating point, wherein in the hydraulic actuator arrangement a volume flow source is connected to a hydraulic cylinder via a pressure line filled with the hydraulic fluid, and the operating point corresponds to a position of the actuator arrangement, the method comprising control hysteresis.
Dadurch, dass das Verfahren eine Regelungshysterese umfasst, ist eine Leistungsaufnahme der Aktoranordnung in höheren Lastbereichen, das heißt höheren Druckbereichen, vermindert.Because the method includes control hysteresis, power consumption of the actuator arrangement is reduced in higher load ranges, that is to say higher pressure ranges.
Die Regelungshysterese kann eine Druckregelungshysterese sein. Die Regelungshysterese ist vorzugsweise asymmetrisch, so dass beispielsweise eine von der Aktoranordnung betätigbare Kupplung schlupffrei gehalten werden kann. Die Regelungshysterese kann parametrisierbar sein. Das Verfahren kann ein Hysteresekennfeld umfassen. Dadurch lässt sich das Verfahren beispielsweise an ein von der Kupplung zu übertragendes Moment anpassen.The control hysteresis can be a pressure control hysteresis. The control hysteresis is preferably asymmetrical, so that, for example, a clutch that can be actuated by the actuator arrangement can be kept slip-free. The control hysteresis can be parameterized. The method can include a hysteresis map. This allows the method to be adapted, for example, to a torque to be transmitted by the clutch.
Die Volumenstromquelle kann eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe aufweisen. Vorzugsweise wird die Volumenstromquelle eingeschaltet, sobald ein Druck in einem Hydraulikzylinder einen unteren Schaltpunkt erreicht oder unterschreitet, und die Volumenstromquelle ausgeschaltet, sobald ein Druck in dem Hydraulikzylinder einen oberen Schaltpunkt erreicht oder überschreitet.The volume flow source can have a pump driven by an electric motor. Preferably, the volume flow source is switched on as soon as a pressure in a hydraulic cylinder reaches or falls below a lower switching point, and the volume flow source is switched off as soon as a pressure in the hydraulic cylinder reaches or exceeds an upper switching point.
Erfindungsgemäß wird das zur Einstellung des Druckniveaus erforderliche Volumen der Hydraulikflüssigkeit in niedrigen Lastbereichen über eine Drehwinkelregelung und in höheren Lastbereichen über eine Druckregelung eingestellt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass in den verschiedensten Positionen der hydraulischen Aktoranordnung eine genaue Kennlinie ermittelbar ist, da in den Bereichen, wo die Druckwerte nur unzureichend messbar sind, die Druckregelung durch die Drehwinkelregelung ersetzt wird.According to the invention, the volume of hydraulic fluid required to adjust the pressure level is adjusted in low load ranges via a rotation angle control and in higher load ranges via a pressure control. This can ensure that an exact characteristic curve can be determined in the most diverse positions of the hydraulic actuator arrangement, since in the areas where the pressure values are only insufficiently measurable, the pressure control is replaced by the rotation angle control.
Ein zur Einstellung eines Betriebspunktes notwendiges Volumen der Hydraulikflüssigkeit kann aus einer rotatorischen Lage eines Volumenstromquellenmotors und/oder der Volumenstromquelle abgeleitet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Proportionalität zwischen dem Volumen, was von der Volumenstromquelle, beispielsweise einer Pumpe oder einem Hydrostat-Geberkolben gefördert wird, und der Winkelposition der Volumenstromquelle ausgenutzt wird, da ein vorgegebener Volumenhub pro Umdrehung der Volumenstromquelle erfolgt. Durch die Verwendung des Drehwinkels der Volumenstromquelle oder des Motors und der festen Abhängigkeit zwischen Drehwinkel und Volumen, welches gefördert wird, lässt sich zuverlässig eine Kennlinie der hydraulischen Aktoranordnung, vorzugsweise in niedrigen Druckbereichen, erstellen. Da der Drehwinkel der Volumenstromquelle direkt gemessen werden kann, kann auf die Integration des Volumenstromes der Hydraulikflüssigkeit verzichtet werden.A volume of hydraulic fluid required to set an operating point can be derived from a rotational position of a volume flow source motor and/or the volume flow source. This has the advantage that the proportionality between the volume delivered by the volume flow source, for example a pump or a hydrostatic master piston, and the angular position of the volume flow source is utilized, since a predetermined volume stroke occurs per revolution of the volume flow source. By using the angle of rotation of the volume flow source or the motor and the fixed relationship between the angle of rotation and the volume that is conveyed, a characteristic curve of the hydraulic actuator arrangement can be reliably created, preferably in low pressure ranges. Since the angle of rotation of the volume flow source can be measured directly, there is no need to integrate the volume flow of the hydraulic fluid.
Die Aktoranordnung kann eine Kupplungsaktoranordnung sein. Die Kupplungsaktoranordnung kann mittels der Regelungshysterese schlupffrei gehalten sein. Die Kupplungsaktoranordnung kann wenigstens eine Kupplung mit wenigstens einer Kupplungsscheibe aufweisen. Die Kupplungsscheibe kann für eine Reibungskupplungseinrichtung sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs sein. Der Antriebsstrang kann eine Brennkraftmaschine aufweisen. Der Antriebsstrang kann einen Drehschwingungsdämpfer aufweisen. Der Antriebsstrang kann ein Getriebe aufweisen. Der Antriebsstrang kann wenigsten ein antreibbares Rad aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann in dem Antriebsstrang anordenbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann zwischen der Brennkraftmaschine und einem Getriebe anordenbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann zwischen einem Drehschwingungsdämpfer und einem Getriebe anordenbar sein.The actuator arrangement can be a clutch actuator arrangement. The clutch actuator arrangement can be kept slip-free by means of the control hysteresis. The clutch actuator arrangement can have at least one clutch with at least one clutch disk. The clutch disc can be for a friction clutch device. The friction clutch device can be for a drive train of an internal combustion engine-driven motor vehicle. The drive train can have an internal combustion engine. The drive train can have a torsional vibration damper. The drive train can have a transmission. The drive train can have at least one drivable wheel. The friction clutch device can be arranged in the drive train. The friction clutch device can be arranged between the internal combustion engine and a transmission. The friction clutch device can be arranged between a torsional vibration damper and a transmission.
Der Antriebsstrang kann ein Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug sein. Der Antriebsstrang kann ein Parallelhybrid-Antriebsstrang sein. Der Antriebsstrang kann ein Vollhybrid-Antriebsstrang sein. Der Antriebsstrang kann einen ersten Energiewandler und einen zweiten Energiewandler aufweisen. Der erste Energiewandler kann zur Wandlung chemischer Energie in kinetische Energie dienen. Eine Brennkraftmaschine kann der erste Energiewandler sein. Die Brennkraftmaschine kann mit einem Kohlenwasserstoff, wie Benzin, Diesel, Flüssiggas (Liquefied Petroleum Gas, LPG, GPL), verdichtetem Erdgas (Compressed Natural Gas, CNG) oder flüssigem Erdgas (Liquefied Natural Gas, LNG) betreibbar sein. Die Brennkraftmaschine kann mit Wasserstoff betreibbar sein. Zur Energieversorgung des ersten Energiewandlers kann ein erster Energiespeicher vorgesehen sein. Der erste Energiespeicher kann ein Fluidtank sein. Der zweite Energiewandler kann zur Wandlung elektrischer Energie in kinetische Energie dienen. Die elektrische Maschine kann der zweite Energieumwandler sein. Die elektrische Maschine kann als Motor betreibbar sein. Die elektrische Maschine kann als Generator betreibbar sein. Die elektrische Maschine kann einen Motor und einen Generator baulich vereinigen. Zur Energieversorgung des zweiten Energiewandlers kann ein zweiter Energiespeicher vorgesehen sein. Der zweite Energiespeicher kann ein elektrischer Energiespeicher sein. Der zweite Energiespeicher kann ein Akkumulator sein. Der erste Energiewandler und/oder der zweite Energiewandler können zum wahlweisen oder parallelen Antrieb des Kraftfahrzeugs dienen.The powertrain may be a hybrid powertrain for a motor vehicle. The powertrain may be a parallel hybrid powertrain. The powertrain may be a full hybrid powertrain be. The drive train may have a first energy converter and a second energy converter. The first energy converter can be used to convert chemical energy into kinetic energy. An internal combustion engine can be the first energy converter. The internal combustion engine can be operated with a hydrocarbon, such as gasoline, diesel, liquefied petroleum gas (LPG, GPL), compressed natural gas (CNG) or liquid natural gas (Liquefied Natural Gas, LNG). The internal combustion engine can be operated with hydrogen. A first energy storage device can be provided to supply energy to the first energy converter. The first energy storage can be a fluid tank. The second energy converter can be used to convert electrical energy into kinetic energy. The electric machine can be the second energy converter. The electric machine can be operated as a motor. The electrical machine can be operated as a generator. The electric machine can structurally combine a motor and a generator. A second energy storage device can be provided to supply energy to the second energy converter. The second energy storage can be an electrical energy storage. The second energy storage can be an accumulator. The first energy converter and/or the second energy converter can be used to drive the motor vehicle selectively or in parallel.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Eingangsteil aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Ausgangsteil aufweisen. Das Eingangsteil kann mithilfe der Brennkraftmaschine antreibbar sein. Mithilfe des Ausgangsteils kann das Getriebe antreibbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Anfahren sowie einen Wechsel einer Getriebeübersetzung ermöglichen.The friction clutch device can have an input part. The friction clutch device may have an output part. The input part can be driven using the internal combustion engine. The gearbox can be driven using the output part. The friction clutch device can enable starting and changing a gear ratio.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Einfachkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Doppelkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine trockene Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine nasse Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Einscheibenkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Mehrscheibenkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine selbsttätig öffnende Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine selbsttätig schließende Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine gedrückte Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine gezogene Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann mithilfe eines Kupplungspedals betätigbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann automatisiert betätigbar sein.The friction clutch device can have a single clutch. The friction clutch device can have a double clutch. The friction clutch device can have a dry clutch. The friction clutch device may have a wet clutch. The friction clutch device can have a single-disc clutch. The friction clutch device can have a multi-disc clutch. The friction clutch device can have an automatically opening clutch. The friction clutch device can have an automatically closing clutch. The friction clutch device may have a pressed clutch. The friction clutch device can have a pulled clutch. The friction clutch device can be actuated using a clutch pedal. The friction clutch device can be operated automatically.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann ausgehend von einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine zunehmende mechanische Leistungsübertragung ermöglichen, wobei eine Leistungsübertragung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil reibschlüssig erfolgt. Umgekehrt kann ausgehend von einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine abnehmende mechanische Leistungsübertragung ermöglicht sein. Eine vollständig eingerückte Betätigungsstellung kann eine geschlossene Betätigungsstellung sein. Eine vollständig ausgerückte Betätigungsstellung kann eine offene Betätigungsstellung sein.The friction clutch device can start from a completely disengaged operating position, in which essentially no power transmission takes place between an input part and an output part, up to a completely engaged operating position, in which essentially complete power transmission takes place between the input part and the output part, depending on the actuation enable mechanical power transmission, with power transmission between the input part and the output part taking place frictionally. Conversely, starting from a fully engaged actuation position, in which essentially complete power transmission takes place between the input part and the output part, up to a completely disengaged actuation position, in which essentially no power transfer takes place between the input part and the output part, a decreasing mechanical depending on the actuation Power transmission may be possible. A fully engaged operating position may be a closed operating position. A fully disengaged operating position may be an open operating position.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Lösung für das Problem, dass Pumpen aller Art einer insbesondere druckabhängigen Leckage unterliegen, wodurch ein technisch vollständig dichter Systemaufbau nicht möglich ist. Dies hat zur Folge, dass aus dem Stand der Technik bekannte Systeme leckagebedingt ein Druckabfall obliegt, welcher stets von einer Regelung kompensiert werden muss. Ein fortlaufendes Nachregeln des Systems kann unter Umständen eine hohe Leistungsaufnahme des Aktors bedeuten, da es sich dabei um nur sehr geringe Leckage-Volumenströme handelt. Dadurch stellt sich bei der Pumpe eine geringe Drehzahl ein und sorgt für einen schlechten PumpenMotor-Wirkungsgrad, da hier ein hohes Lastmoment (Druck + Reibung) einen permanent hohen Motorstrom erfordert, der zu hohen Ohmschen-Verlusten führt. Aufgrund der Stribeck-Reibung erhöhen sich die Verluste bei kleinen Drehzahlen zusätzlich und sorgen damit für einen erhöhten Leistungsbedarf.In summary and in other words, the invention results in, among other things, a solution to the problem that pumps of all types are subject to leakage, in particular pressure-dependent leakage, which means that a technically completely tight system structure is not possible. The result of this is that systems known from the prior art experience a pressure drop due to leaks, which always has to be compensated for by a control system. Continuous readjustment of the system can, under certain circumstances, mean a high power consumption of the actuator, as the leakage volume flows are only very small. This results in a low speed for the pump and results in poor pump motor efficiency, as a high load torque (pressure + friction) requires a permanently high motor current, which leads to high ohmic losses. Due to the Stribeck friction, the losses increase at low speeds and thus ensure an increased power requirement.
Die aus der
Das Verfahren ist vorzugsweise so ausgelegt, dass in Bereichen niedriger Lastbereiche, die Volumenregelung aktiv ist, da die Steigung der Kupplungskennlinie in diesem Bereich sehr flach ist. In Bereichen höherer Lastbereiche, also im Bereich der gewünschten Momentenübertragung, ist die Druck-Regelung aktiv. Diese kann um eine Hysterese ergänzt werden, um die Kupplung in Überanpressung zu bringen Die Hysterese-Breite ist vorzugsweise asymmetrisch ausgelegt, so dass immer mindestens das Soll-Moment erfüllt wird. Somit würde die Pumpen-Druck-Regelung in einem Beispielfall, bei einem Soll-Druck von 35bar auf 40bar regeln, abschalten und warten, bis der Druck leckagebedingt auf 35bar abfällt. Die Regelung aktiviert sich wieder und erhöht den Druck wieder auf 40bar. In realen Anwendungen hängt dieses Druckdelta insbesondere vom Nennmoment der Kupplung ab. Die Hysterese kann bei Bedarf deaktiviert werden, wenn beispielsweise im Falle einer Momentenüberschneidung zweier Kupplungen oder während einer Anfahrt eine hohe Momentengenauigkeit erfordert wird und somit eine Überanpressung vermieden werden muss.The method is preferably designed so that the volume control is active in areas of low load ranges, since the slope of the clutch characteristic curve is very flat in this area. In areas of higher load ranges, i.e. in the area of the desired torque transfer, the pressure control is active. This can be supplemented by a hysteresis in order to bring the clutch into excess pressure. The hysteresis width is preferably designed asymmetrically so that at least the target torque is always met. In an example case, the pump pressure control would regulate the target pressure from 35bar to 40bar, switch off and wait until the pressure drops to 35bar due to a leak. The control activates again and increases the pressure again to 40bar. In real applications, this pressure delta depends in particular on the nominal torque of the clutch. The hysteresis can be deactivated if necessary, for example if a high torque accuracy is required in the event of a torque overlap between two clutches or during a start-up and therefore over-pressure must be avoided.
Die Implementierung der Hysterese ist vorzugsweise so ausgelegt, dass deren Breite der Systemanforderung entsprechend angepasst, bzw. kalibriert, werden kann. Somit ist es möglich auf die Anforderungen einer übergeordneten Steuerstruktur die optimale Hysterese-Breite anzunähern. Ist beispielsweise eine hohe Dynamik und / oder eine hohe Verfügbarkeit gefordert, so wird über die Hysterese-Breite ein Kompromiss zwischen der Anforderung und der Leistungsaufnahme eingestellt. Ist hingegen eine verringerte Dynamik gefordert und die Verfügbarkeit nicht im Fokus, so kann über die Hysterese-Breite das Optimum für eine geringe Leistungsaufnahme eingestellt werden. Im zeitlichen Mittel ergibt sich so eine deutlich kleinere Leistungsaufnahme des Kupplungsaktorsystems.The implementation of the hysteresis is preferably designed so that its width can be adjusted or calibrated according to the system requirements. This makes it possible to approximate the optimal hysteresis width to the requirements of a higher-level control structure. For example, if high dynamics and/or high availability are required, the hysteresis width is used to set a compromise between the requirement and the power consumption. However, if reduced dynamics are required and availability is not the focus, the optimum for low power consumption can be set using the hysteresis width. On average over time, this results in a significantly lower power consumption of the clutch actuator system.
Des Weiteren kann die Hysterese in Form einer Ein- und Abschalthysterese definiert werden, so dass ein Unterschreiten eines Soll-Druckes nicht eintreten kann. Berücksichtigt man eine reibungsbedingte Druckhysterese einer Kupplungskennlinie, so ist die Abschalthysterese entsprechend oberhalb abfallende Druck-Hysterese zu wählen. Die Einschalthysterse wird durch ein kleineres Band als das Abschaltband um den Soll-Wert (aufsteigende Druck-Hysterese) gewählt. Ist beispielsweise die Abschalthysterese auf +5 % des Soll-Druckes kalibriert und die Einschalthysterese auf +1 % des Soll-Druckes, so stellt sich eine Soll-Druck Abweichung zwischen +1 %und +5% des Soll-Druckes ein.Furthermore, the hysteresis can be defined in the form of a switch-on and switch-off hysteresis, so that the pressure cannot fall below a target pressure. If friction-related pressure hysteresis of a clutch characteristic curve is taken into account, the switch-off hysteresis must be selected accordingly above the pressure hysteresis that drops. The switch-on hysteresis is selected by a smaller band than the switch-off band around the setpoint (increasing pressure hysteresis). For example, if the switch-off hysteresis is calibrated to +5% of the target pressure and the switch-on hysteresis to +1% of the target pressure, a target pressure deviation of between +1% and +5% of the target pressure is achieved.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Druck-Regelung umfassen. Die erfinderische Lehre kann jedoch ebenfalls bei weiteren Regelverfahren angewendet werden. Ergänzt man das Zielsystem (Pumpenaktor+ Zentralausrücker) um einen Zentralausrücker mit Wegmessung, so würde sich eine Weg-Regelung des Zentralausrückers anbieten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist demnach ebenso auf eine Weg-Regelung anwendbar.The method according to the invention can include pressure control. However, the inventive teaching can also be applied to other control procedures. If the target system (pump actuator + central releaser) is supplemented with a central releaser with position measurement, a position control of the central releaser would be possible. The method according to the invention can therefore also be used for path control.
Mit der Erfindung ist eine Druck-Regelungshysterese zur Verfügung gestellt, die eine Verminderung der Leistungsaufnahme in einer hydraulischen Aktoranordnung in höheren Lastbereichen gewährleistet. Insbesondere kann eine Nutzung dieser Hysterese nur in schlupffreien Betriebszuständen erfolgen. Insbesondere kann mittels einer asymmetrischen Hysterese eine Kupplung schlupffrei gehalten werden. Insbesondere kann ein gezielter Betrieb eines Pumpenaktors in höheren Wirkungsgradbereichen erfolgen. Insbesondere kann eine Parametrierung der Hysterese, je nach Betriebspunkt der Kupplung, über ein Hysteresekennfeld erfolgen. Insbesondere kann eine Adaption einer Hystereseparametrierung in Abhängigkeit eines Bedarfs an Momentengenauigkeit erfolgen.The invention provides a pressure control hysteresis which ensures a reduction in power consumption in a hydraulic actuator arrangement in higher load ranges. In particular, this hysteresis can only be used in slip-free operating states. In particular, a clutch can be kept slip-free by means of asymmetrical hysteresis. In particular, a pump actuator can be operated in a targeted manner in higher efficiency ranges. In particular, the hysteresis can be parameterized using a hysteresis map, depending on the operating point of the clutch. In particular, a hysteresis parameterization can be adapted depending on the need for torque accuracy.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to figures. Further features and advantages arise from this description. Specific features of this exemplary embodiment may represent general features of the invention. Features of this exemplary embodiment associated with other features can also represent individual features of the invention.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:
-
1 eine hydraulische Kupplungsaktoranordnung, -
2 eine Kupplungskennlinie der hydraulischen Kupplungsaktoranordnung aus1 , -
3 ein Zustandsübergangsdiagramm eines Verfahrens zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes der Kupplungsaktoranordnung aus1 , mit einer Regelung zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus, und -
4 ausschnittsweise die Kupplungskennlinie der hydraulischen Kupplungsaktoranordnung, ergänzt um eine Darstellung einer Druckregelungshysterese.
-
1 a hydraulic clutch actuator arrangement, -
2 a clutch characteristic curve of the hydraulic clutch actuator arrangement1 , -
3 a state transition diagram of a method for setting and adapting an operating point of the clutch actuator arrangement1 , with a control for maintaining a pressure level, and -
4 a section of the clutch characteristic curve of the hydraulic clutch actuator arrangement, supplemented by a representation of a pressure control hysteresis.
Die Pumpe 104 wird von einem Elektromotor 116 angetrieben, an welchem ein Winkelsensor 118 positioniert ist, der die rotatorische Lage des Elektromotors 116 in Form eines Drehwinkels bestimmt. In dem Hydraulikzylinder 108 ist ein Drucksensor 120 zur Messung des sich in der Hochdruckhydraulikleitung 106 einstellenden Druckes p der hydraulischen Flüssigkeit positioniert. Der Winkelsensor 118 kann dabei bevorzugt als Multiturn-Sensor ausgebildet sein, welcher den Drehwinkel auch über 360° detektiert.The
Bei hinreichend schnellem Drehen der Pumpe 104 kann eine Leckage vernachlässigt bzw. reproduzierbar dargestellt werden, so dass eine Kupplungskennlinie122 erstellt werden kann, die einen Druck p in der Hochdruckhydraulikleitung 106 oder in dem Hydraulikzylinder 108 über einem Weg s des Kolbens des Hydraulikzylinders 108 darstellt. Eine solche Kupplungskennlinie 122 ist in einem Diagramm in
Ein Verfahren zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes der Kupplungsaktoranordnung 100 ist so ausgelegt, dass in einem niedrigen Lastbereiche 128, eine Volumen-Regelung 138 aktiv ist, da die Steigung der Kupplungskennlinie 122 in diesem Bereich sehr flach ist. In einem höheren Lastbereich 130, insbesondere in Bereichen einer Momentenübertragung über die Kupplung 102, ist eine Druckregelung aktiv. Dadurch wird in den Bereichen, in denen die Druckwerte nur unzureichend messbar sind, die Druckregelung durch eine Volumen-Regelung 138, insbesondere eine Drehwinkelregelung eines Drehwinkels des Elektromotors 116 oder der Pumpe 104 ersetzt. Ein solches Verfahren ist in der
Zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus der Hydraulikflüssigkeit in dem Hydraulikzylinder 108 oberhalb eines einem Betriebspunkt zugeordneten Solldruckwertes, ist das Verfahren zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes der Kupplungsaktoranordnung 100 um eine Druckregelungshysterese ergänzt. Aufgrund der Druckregelungshysterese ist die Kupplung 102 in eine Überanpressung bringbar. Dazu umfasst das Verfahren in dem höheren Lastbereich 130 eine Einschaltgrenze 132 und eine Abschaltgrenze 134.In order to maintain a pressure level of the hydraulic fluid in the
Die Einschaltgrenze 132 ist vorliegend eine Druck-Weg-Linie, die annähernd parallel zu dem absteigenden Ast 126 der Kupplungskennlinie 122 verläuft. Die Einschaltgrenze 132 ordnet einem vorgegebenen Weg s einen Druck p zu, der geringfügig höher ist, beispielsweise um 1 % höher ist, als ein diesem Weg s zugeordneter Druck p des absteigenden Astes 126 der Kupplungskennlinie 122.In the present case, the switch-on
Die Abschaltgrenze 134 ist vorliegend eine Druck-Weg-Linie, die annähernd parallel zu dem aufsteigenden Ast 124 der Kupplungskennlinie 122 verläuft. Die Abschaltgrenze 134 ordnet einem vorgegebenen Weg s einen Druck p zu, der geringfügig höher ist, beispielsweise um 1 % höher, als ein diesem Weg s zugeordneter Druck p des aufsteigenden Astes 124 der Kupplungskennlinie 122. Alternativ ordnet die Abschaltgrenze 134 einem vorgegebenen Weg s einen Druck p zu, der höher ist, beispielsweise um 5 % höher, als ein diesem Weg s zugeordneter Druck p des absteigenden Astes 126 der Kupplungskennlinie 122.In the present case, the switch-
Die Einschaltgrenze 132 und die Abschaltgrenze 134 sind wesentliche Bestandteile für eine Druckregelungshysterese, die nachfolgend näher beschrieben wird.The switch-on
Im Zustand der Druckregelung 140 können die Unterzustände „Druckregelungshysterese an“ 146 und „Druckregelungshysterese aus“ 148 vorliegen. Dabei kann ein Zustandsübergang 150 von „Druckregelungshysterese an“ 146 zu „Druckregelungshysterese aus“ 148 erfolgen, insbesondere wenn ein Solldruck, beispielsweise ein durch den absteigenden Ast 126 der Kupplungskennlinie 122 definierter Solldruck, unterschritten wird. Die Druckregelungshysterese soll ebenfalls nach Bedarf deaktiviert werden können, wenn z.B. im Falle einer Momentenüberschneidung zweier Kupplungen oder während einer Anfahrt eine hohe Momentengenauigkeit der Kupplung 102 erforderlich ist und somit eine Überanpressung vermieden werden muss.In the state of
Zudem kann ein Zustandsübergang 152 von „Druckregelungshysterese aus“ 148 zu „Druckregelungshysterese an“ 146 erfolgen, der die Druckregelungshysterese aktiviert, wodurch eine Überanpressung der Kupplung 102 erfolgt.In addition, a
Ein Zielmoment 156 ist einem Betriebspunkt der Kupplungsaktoranordnung 100 zugeordnet. Ein dem Zielmoment 156 und damit dem Betriebspunkt zugeordneter Weg s kann im Diagramm der
Ein Schnittpunkt der dem Weg s des Betriebspunktes entsprechenden vertikalen Linie von
Ein dem unteren Schaltpunkt 158 im Betriebspunkt zugeordneter Druckwert ist geringfügig höher, beispielsweise 1 % höher, als ein dem Betriebspunkt zugeordneter Wert des absteigenden Astes 126 der Kupplungskennlinie 122. Daraus ergibt sich, dass die Pumpe 104 bereits bei einem Druck p einschaltet, der geringfügig größer ist, als der dem Betriebspunkt zugeordnete Solldruck. Ein diesem geringfügig größeren Druck p zugeordneter Weg s ergibt sich im Diagramm von
Ein dem oberen Schaltpunkt 160 im Betriebspunkt zugeordneter Druckwert ist höher als ein dem Betriebspunkt zugeordneter Wert der Einschaltgrenze 132 und geringfügig höher, beispielsweise 5 % höher, als ein dem Betriebspunkt zugeordneter Wert der Abschaltgrenze 134. Daraus ergibt sich, dass die Pumpe 104 erst bei einem Druck p abschaltet, der geringfügig größer ist, als der dem Betriebspunkt zugeordnete Druck des aufsteigenden Astes 124 der Kupplungskennlinie 122. Ein diesem geringfügig größeren Druck p zugeordneter Weg s ergibt sich im Diagramm von
Durch die Hysterese der Kupplungskennlinie 122, wodurch der aufsteigenden Ast 124 der Kupplungskennlinie 122 nicht deckungsgleich mit dem absteigenden Ast 126 der Kupplungskennlinie 122 ist, ergibt sich aufgrund des zuvor beschriebenen Verfahrensablaufs die Druckregelungshysterese. Die Druckregelungshysterese weist einen aufsteigenden Ast 166 und einen absteigenden Ast 168 auf.The hysteresis of the clutch
Erreicht der Druck p im Hydraulikzylinder 108 den unteren Schaltpunkt 158, wird die Pumpe 104 eingeschaltet und der Druck p steigt entsprechend des aufsteigenden Astes 166 der Druckregelungshysterese an. Aufgrund eines zunehmenden Weges s führt der aufsteigende Ast 166 der Druckregelungshysterese von dem absteigenden Ast 126 der Kupplungskennlinie 122 auf den aufsteigender Ast 124 der Kupplungskennlinie 122. Erreicht der Druck p im Hydraulikzylinder 108 den oberen Schaltpunkt 160, wird die die Pumpe 104 abgeschaltet und der Druck p fällt aufgrund von Leckagen langsam und entsprechend des absteigenden Astes 168 der Druckregelungshysterese ab. Aufgrund eines daraus resultierenden abnehmenden Weges s führt der absteigende Ast 168 der Druckregelungshysterese von dem aufsteigender Ast 124 der Kupplungskennlinie 122 auf den absteigenden Ast 126 der Kupplungskennlinie 122. If the pressure p in the
Der aufsteigende Ast 166 und der absteigende Ast 168 der Druckregelungshysterese entsprechen Drücken, die oberhalb des dem Zielmoment 156 zugeordneten Betriebspunkts liegen. Dadurch ist die Druckregelungshysterese asymmetrisch ausgelegt und es wird immer das Zielmoment 156 überschritten. Somit ist ein schlupffreier Betrieb der Kupplung 102 gewährleistet.The ascending
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 100100
- Aktoranordnung, KupplungsaktoranordnungActuator arrangement, clutch actuator arrangement
- 102102
- Kupplungcoupling
- 104104
- Pumpepump
- 106106
- HochdruckhydraulikleitungHigh pressure hydraulic line
- 108108
- HydraulikzylinderHydraulic cylinder
- 110110
- EinrücklagerEngaging bearing
- 112112
- HydraulikreservoirHydraulic reservoir
- 114114
- NiederdruckhydraulikleitungLow pressure hydraulic line
- 116116
- ElektromotorElectric motor
- 118118
- WinkelsensorAngle sensor
- 120120
- DrucksensorPressure sensor
- 122122
- KupplungskennlinieClutch characteristic curve
- 124124
- aufsteigender Astascending branch
- 126126
- absteigender Astdescending branch
- 128128
- niedriger Lastbereichelow load ranges
- 130130
- höherer Lastbereichhigher load range
- 132132
- EinschaltgrenzeSwitch-on limit
- 134134
- AbschaltgrenzeSwitch-off limit
- 136136
- ZustandCondition
- 138138
- Volumen-RegelungVolume control
- 140140
- DruckregelungPressure control
- 142142
- ZustandsübergangState transition
- 144144
- ZustandsübergangState transition
- 146146
- Druckregelungshysterese anPressure control hysteresis
- 148148
- Druckregelungshysterese ausPressure control hysteresis off
- 150150
- ZustandsübergangState transition
- 152152
- ZustandsübergangState transition
- 154154
- MomentenkennlinieTorque characteristic
- 156156
- ZielmomentTarget moment
- 158158
- unterer Schaltpunktlower switching point
- 160160
- oberer Schaltpunktupper switching point
- 162162
- EinschaltlinieSwitch-on line
- 164164
- AbschaltlinieShutdown line
- 166166
- aufsteigender Astascending branch
- 168168
- absteigender Astdescending branch
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