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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Motors in einem hydraulischen Steuersystem sowie ein Hydrauliksteuersystem. Ein Motorsteuersystem und - verfahren zum Verbessern der Kaltansprechzeit in einem Motor-Pumpen-Hydrauliksystem wird offenbart. Eine Vorrichtung, wie z. B. ein elektronisches begrenztes Schlupfdifferenzial (englisch: „eLSD“), kann einen verbesserten Betrieb aufgrund eines Niedertemperaturdithers und eines Systems dafür aufweisen.
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HINTERGRUND
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Solenoidsysteme können moduliert werden, um kleine Fluidmengen anzuheben und abzusenken. Bei größeren Anwendungen ist es nicht praktisch, ein Solenoid zu skalieren. Die Spulenwicklungen werden schwer und das Paket wird zu groß und das zu pumpende Fluidvolumen ist zu klein. Ein Solenoidsystem profitiert jedoch von einem guten Kaltstartverhalten. Es gibt Techniken zum Modulieren von Solenoiden bei kalten Temperaturen. Beispiele können in
JP H02-300 581 A oder
JP H03-213 763 A gefunden werden.
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Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren und ein System zum Modulieren des Fluidpumpens zu implementieren, das ein kleines Paket, ein höheres Fluidvolumen und eine gute Kaltstartansprechzeit aufweist.
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In einer Achsbaugruppe kann ein Differentialgetriebemechanismus vorgesehen sein und verwendet werden, um ein Drehmoment von einer Antriebswelle auf ein Paar von Ausgangswellen zu übertragen. Die Antriebswelle kann das Differential über ein Kegelrad antreiben, das mit einem Hohlrad kämmt, das an einem Gehäuse des Differentials angebracht ist. In Kraftfahrzeuganwendungen ermöglicht ein Differential, dass sich die an beiden Enden der Achsbaugruppe montierten Reifen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Dies ist wichtig, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, da der Außenreifen einen weiteren Bogen zurücklegt als der Innenreifen. Daher muss sich der Außenreifen mit einer schnelleren Geschwindigkeit als der Innenreifen drehen, um die größere Fahrstrecke auszugleichen. Das Differential umfasst ein Differentialgehäuse und eine Getriebeanordnung, die es ermöglicht, ein Drehmoment von der Antriebswelle auf die Ausgangswellen zu übertragen, während gleichzeitig die Ausgangswellen bei Bedarf mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren können. Die Getriebeanordnung kann allgemein ein Paar Seitenzahnräder umfassen, die zur Drehung mit den jeweiligen Ausgangswellen montiert sind. Eine Reihe von Querstiften oder Ritzelwellen ist fest an dem Differentialgehäuse montiert, um sich mit diesem zu drehen. Eine entsprechende Vielzahl von Ritzeln ist drehbar mit den Ritzelwellen gelagert und steht mit beiden Seitenrädern in Eingriff.
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Einige Differentialgetriebemechanismen umfassen Differentiale, die die Traktion modifizieren. Typischerweise kann ein Kupplungspaket zwischen einem der Seitenräder und einer benachbarten Oberfläche des Differentialgehäuses angeordnet sein. Das Kupplungspaket oder der Sperrmechanismus ist betätigbar, um die relative Drehung zwischen dem Getriebegehäuse und dem einseitigen Zahnrad zu begrenzen. Bei solchen Differentialen wird das Einrücken des Kupplungspakets oder des Sperrmechanismus (Verzögerung der Differenzierung) durch einen von mehreren unterschiedlichen Ansätzen erreicht. Einige Konfigurationen umfassen einen Kolben, der betätigt wird, um zu bewirken, dass sich das Kupplungspaket zwischen offenen, verriegelten und teilweise verriegelten Zuständen bewegt. In einigen Beispielen ist es schwierig, das Differentialgehäuse so zu konfigurieren, dass es die erforderlichen Komponenten aufnimmt und gleichzeitig den Bauraum im Fahrzeug optimiert. Deshalb ist es vorteilhaft, die Kupplung des Differentials in einer kleinen Baugruppe zu betätigen.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Verfahren zum Betreiben eines Motors in einem Hydrauliksteuersystem kann das Bestimmen eines Key-On-Ereignisses umfassen. Ein Motor einer Pumpeneinheit kann dann in eine erste Richtung um einen ersten vorbestimmten Betrag gedreht werden, um ein hydraulisches Fluid in einer ersten Strömungsrichtung zu pumpen. Das Drehen des Motors in der ersten Richtung kann begrenzt werden, um eine hydraulische Betätigung einer nachgeschalteten Vorrichtung über das gepumpte hydraulische Fluid zu verhindern. Der Motor kann dann in eine zweite Richtung um einen zweiten vorbestimmten Betrag gedreht werden, um das hydraulische Fluid in eine entgegengesetzte zweite Strömungsrichtung zu pumpen. Eine ähnliche Einschränkung der nachgeschalteten Vorrichtung kann realisiert werden. Nach dem Drehen des Motors in die erste und zweite Richtung wird hydraulisches Fluid an einen Aktuator der nachgeschalteten Vorrichtung geliefert.
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Zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens kann ein hydraulisches Steuersystem aufgebaut sein. Das Hydrauliksystem kann eine nachgeschaltete Vorrichtung umfassen, die einen hydraulischen Aktuator umfasst. Eine hydraulische Steuereinheit kann einen bidirektionalen Motor, eine mit dem bidirektionalen Motor verbundene Pumpe, wobei die Pumpe zum Pumpen eines Fluids in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung konfiguriert ist, und eine elektronische Steuereinheit („ECU“) umfassen. Die ECU kann einen Prozessor, einen Speicher und einen in dem Speicher gespeicherten Steueralgorithmus umfassen, wobei der Algorithmus, wenn er von dem Prozessor ausgeführt wird, Schritte zum Ausführen des obigen Verfahrens umfasst.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften hydraulischen Steuereinheit eLSD, die gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist.
- 2 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften hydraulischen Steuereinheit eLSD, die gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist.
- 3 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften hydraulischen Steuereinheit eLSD, die gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß der Offenbarung erläutert.
- 5 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Verfahren gemäß der Offenbarung erläutert.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Wie hierin beschrieben wird, stellt die vorliegende Offenbarung ein System und ein Motorsteuerverfahren bereit, die es ermöglichen, dass die sich bewegenden mechanischen Elemente einer Hydraulikpumpe schnell getaktet werden, um die viskosen Bindungen von kaltem Fluid zu brechen, um sie in Bewegung zu versetzen. Dies würde es den Elementen ermöglichen, sich mit weniger Widerstand zu bewegen und somit die Kaltansprechzeit zu verbessern.
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Es gibt mehrere alternative Motoren 22, 122, 122, die mit der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können, und es gibt mehrere alternative Pumpen 28, 128, 228. Die alternativen Motoren können Aspekte umfassen, die eine bidirektionale Fluidströmung und feldorientierte Steuerung („FOC“) ermöglichen, um die Bewegung elektronisch zu steuern. Solche Motoren können beispielsweise einen bürstenlosen Gleichstrommotor („BLDC“), einen Bürstenmotor, einen Induktionsmotor oder einen geschalteten Reluktanzmotor umfassen. Die in Betracht gezogenen Motoren ermöglichen einen Drehzahlregelungsaspekt und einen Drehmomentregelungsaspekt über ihre Struktur und Beschaffenheit als Feldeffektmotor. Auf diese Weise kann der Motor 22, 122, 222 mit einer Pumpe 28, 128, 228 zusammenwirken, um Fluid bidirektional zu pumpen. Verschiebungsbewegungen können gesteuert und längere Betriebszeiten ermöglicht werden. In dem hier beschriebenen Arbeitsbeispiel umfasst der Motor einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der eine Rotor- und Statoranordnung umfasst, und der Motor wird in eine erste Richtung wie eine Vorwärtsrichtung und in eine zweite Richtung wie eine Rückwärtsrichtung gedreht, indem Elektrizität zu einer Rotor- und Statoranordnung moduliert wird. Die Pumpe wird durch den Motor angetrieben, damit das hydraulische Fluid in einer ersten Richtung fließt, wenn der Motor in die erste Richtung gedreht wird, und damit das hydraulische Fluid in einer entgegengesetzten zweiten Richtung fließt, wenn der Motor in die zweite Richtung gedreht wird. Wenn der Motor „blockiert“ oder in einer neutralen Position gehalten wird, fließt das Fluid gemäß einem oder beiden internen Leckpfaden durch die Pumpe oder gemäß einem externen Leckpfad durch die geregelte Öffnung oder das Leckventil.
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Ein bidirektionaler Hydraulikpumpenmotor kann als Pumpeneinheit 29, 129, 229 ausgebildet sein. Die Pumpeneinheit kann eine Pumpe umfassen, die integral mit dem Motor als einzelne Einheit ausgebildet ist, oder der Motor 22, 122, 222 kann, wie dargestellt, über eine Direktantriebsanordnung oder einen oder mehrere Koppler 23 mit der Pumpe 28, 128, 228 verbunden sein. Ein Koppler kann zum Beispiel Wellen und Gestänge, wie Zahnräder, oder andere Antriebsmechanismen umfassen. Wie durch den Doppelpfeil angedeutet, bewegt sich der Koppler 23 bidirektional, hier rotatorisch, wenngleich alternativ eine lineare Bewegung ausgestaltet sein kann. Die Pumpe kann alternativ beispielsweise eine Innenzahnradpumpe oder eine Gerotorpumpe, eine Außenzahnradpumpe wie ein oder mehrere Stirnräder, eine Axialkolbenpumpe, eine Radialkolbenpumpe, eine Drehschieberpumpe oder eine Flügelzellenpumpe umfassen. Eine leichte Bewegung des Gerotors oder des Stirnrads kann wegen der schnellen Vibrationen beim Schneiden der viskosen Bindungen als „Rattern“ bezeichnet werden. Das Rattern ist hier beabsichtigt und in die ECU 20, 120, 220 einprogrammiert, und durch diese Programmierung unterscheidet es sich von elektromagnetischen Störungen oder Rauschen im System. Ein Rasseln kann auf ein schwaches Geräusch zurückgeführt werden, das auftritt, wenn beim Dithering der Pumpe physischer Kontakt zwischen Teilen auftritt, z. B. wenn die Zahnräder benachbarte Oberflächen berühren.
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Die Fähigkeiten des bidirektionalen bürstenlosen Motors, den Motor in einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung sehr schnell zyklisch zu betreiben (hierin nachstehend als „Dither“ bezeichnet), werden verwendet, um den viskosen Widerstand des Ölfilms auf die Pumpelemente zu unterbrechen, wodurch die Pumpe und das Fluid vor ihrer ersten erforderlichen Verwendung am Fahrzeug vorkonditioniert werden. Dieses Verfahren kann bei einer hierarchischen „Key-On“-Bedingung implementiert werden, bevor das System aktiviert wird. Auf diese Weise wird der Motor nicht belastet und der Feldeffektmotor kann sich sehr schnell in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung bewegen. Es ist möglich, die Auswirkungen auf das nachgeschaltete System zu minimieren. Während ein System nach dem Stand der Technik eine unidirektionale Pumpe haben könnte, die Fluid nur in einer einzigen Richtung pumpt, um Druck aufzubauen, wie beispielsweise
DE 101 28 856 B4 oder
US 7 007 782 B2 und während ein System nach dem Stand der Technik alternativ nur eine Geschwindigkeit zum Betreiben einer unidirektionalen Pumpe haben könnte, arbeitet die Sofortpumpeneinheit
29,
129,
229 bidirektional, um die Pumpe zu rattern oder zu klappern, um viskose Bindungen der Fluide, ohne einen Nettoeffekt auf den stromabwärtigen Druck, zu brechen. Beispielsweise kann bei Verwendung einer Zahnradpumpe das Zahnrad in der Größenordnung von 5 Grad in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gedreht werden. Oder das Zahnrad kann in der Größenordnung von 10 Grad in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung oder in einer Größenordnung von 1 bis 10 Grad gedreht werden. Bei Verwendung einer Linearpumpe, wie einer Kolbenpumpe, kann der Kolben in der Größenordnung von einem Millimeter oder wenigen Millimetern bewegt werden. Andere Größen der Zahnraddrehung oder der Kolbenbewegung der linearen Pumpe können basierend auf dem volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe und dem Ansprechverhalten des nachgeschalteten Systems ausgewählt werden. Anstatt den Druck über ein Solenoid oder eine Ventilsteuerung zu speichern, wird durch die Rückwärtsbewegung des Pumpenaggregats der Druck entlastet und ein fehlerhaftes Verhalten des nachgeschalteten Systems vermieden. Das Ausmaß der Motorbewegung kann gesteuert werden, um eine merkliche Bewegung oder ein merkliches Rattern des nachgeschalteten Systems zu vermeiden. Es ist möglich, die Pumpe zu dithern, ohne die Trägheit des nachgeschalteten Systems zu überwinden.
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Durch Brechen der viskosen Bindungen in dem Fluid, wird das Fluid vorkonditioniert und die Ansprechzeit nachgeschalteter Systeme bei nachfolgenden Ereignissen ist schneller. Post-Key-On-Ereignisse, wie z. B. Ereignisse zum Vorfüllen der Kupplung oder Leistungsübertragungsbefehle, können mit größerer Genauigkeit und schnelleren Zeiten implementiert werden. Das Fluid wird konditioniert, ohne andere Systemoperationen negativ zu stören. Wenn andere Arten von „Dithering“-Vorgängen in Betracht gezogen werden, um eine Kupplung oder eine andere hydraulische Vorrichtung auf einen gewünschten Druck oder eine gewünschte Klemmkraft zu bringen, wie etwa
US 9,803,706 , die dem vorliegenden Anmelder gehört, erhöht die Verwendung eines vorkonditionierten Fluids die Fähigkeit, schnell auf einen gewünschten Druck zu kommen. Unter Kaltstartbedingungen von -40 Grad Celsius ermöglicht der Motor-Dither zum Vorwärts- und Rückwärtsfahren der Pumpe, dass sich das Fluid anschließend so verhält, wie sich ein „warmes“ System trotz der scheinbaren -40-Grad-Temperatur des Fluids verhalten würde.
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Eine beabsichtigte Verwendung wäre in der eLSD. Der bidirektionale Motor wird „gedithert“, ohne die Kupplung zu betätigen, bereitet jedoch die Pumpenelemente für den Betrieb bei extrem kalter Temperatur vor. Dies könnte in einer fahrzeugneutralen Position oder in einem anderen Szenario außerhalb des Fahrbetriebs implementiert werden. Andere alternative nachgeschaltete Vorrichtungen können Nebenabtriebseinheiten („PTO“), Servolenkeinheiten, andere Drehmomentübertragungskupplungen, wie z. B. solche, die an das Motorschwungrad oder an einen Luftkompressor oder eine Klimaanlage gekoppelt sind, umfassen. Die Anwendbarkeit der Offenbarung ist nicht auf Kupplungen beschränkt, sondern kann auch auf andere druckgesteuerte Zylinder angewendet werden, beispielsweise solche mit einem Kolben zum Steuern der Fluidabgabe.
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Wenden wir uns nun 1 zu, in der ein hydraulisches Steuersystem gemäß einem ersten Beispiel gezeigt ist und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Wie erkannt werden wird, wird hier das hydraulische Steuersystem 10 beschrieben, das mit einem eLSD als nachgeschalteter Vorrichtung arbeitet, dasselbe hydraulische Steuersystem kann jedoch mit einer Vielzahl nachgeschalteter Vorrichtungen verwendet werden. Das hydraulische Steuersystem 10 umfasst im Allgemeinen eine hydraulische Steuereinheit 39 mit einer ECU 20, einem Motor 22, einer Pumpe 28, einem Akkumulator 30, einem proportionalen Steuerventil 34, einem ersten Drucksensor 40, einem zweiten Drucksensor 42 und einem Reservoir 48.
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Das Hydrauliksteuersystem 10 kommuniziert Hydraulikfluid mit der nachgeschalteten Vorrichtung, die schematisch gezeigt ist, um einen Zylinder 54 und einen Kolben 55 als den Aktuator 50 zu umfassen, der seinerseits ein Kupplungspaket 52 betätigt. Der Kolben kann in Reaktion auf das in die Hydrauliksteuereinheit 39 eintretende und austretende Fluid bewegt werden. Beispielsweise kann sich der Kolben bewegen, wenn Fluid von der Pumpe 28 zu dem Zylinder gepumpt wird, um das Kupplungspaket 52 zu komprimieren. Wenn zum Beispiel eine Trockenkupplung die nachgeschaltete Vorrichtung ist, kann der Kolben direkt auf das Kupplungspaket 52 drücken. Wenn die nachgeschaltete Vorrichtung eine Nasskupplung ist, kann der Kolben das Fluid in dem Nasskupplungspaket auf bekannte Weise komprimieren. Wenn die Nasskupplung mit einem Differential mit begrenztem Schlupf verbunden ist, kann der Schlupf in geeigneter Weise gesteuert werden.
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In einem System, wie es in 1 gezeigt ist, kann der Fluiddruck auf beiden Seite des Proportionalsteuerventils 34 durch die Drucksensoren 40, 42 überwacht werden. Ein Rückkopplungsalgorithmus in der elektronischen Steuereinheit („ECU“) 20 ermöglicht eine ansprechende Steuerung des Proportionalsteuerventils 34 und des Motors 22. Größere Pumpenbewegungsgrade können aufgenommen werden, um viskose Bindungen in dem Fluid zu lösen, indem das Proportionalsteuerventil 34 geschlossen und Fluid in einen Akkumulator 30 und aus diesem heraus geleitet wird. Das bidirektionale Betreiben des Motors 22 und der Pumpe 28 konditioniert das Fluid für schnellere Kaltstartansprechzeiten, wenn das Proportionalsteuerventil 34 zum Füllen des Zylinders 54 und Betätigen des Kolbens 55 geöffnet wird.
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Das erste hydraulische Steuersystem 10 weist eine kompliziertere Anzahl von Teilen auf als die nachfolgenden hydraulischen Steuersysteme 110, 210. In einer zweiten Konfiguration, wie sie in 2 gezeigt ist, umfasst ein hydraulisches Steuersystem 110 eine hydraulische Steuereinheit 139, die eine ECU 120, einen Motor 122, eine Pumpe 128, einen Drucksensor 140 und ein Reservoir 148 umfasst. Während die Pumpe 128 einen konfigurierbaren internen Leckpfad zurück zum Reservoir 148 aufweisen kann, kann auch ein externer Leckpfad mit einer gesteuerten Öffnung 130 oder einem gesteuerten Ventil enthalten sein, um eine schnelle Deaktivierung des Aktuators 150 zu ermöglichen oder das Hochpumpen des Aktuators 150 zu steuern. Die gesteuerte Öffnung 150 kann auch so ausgelegt sein, dass sie während des Key-On-Ditherings einen Fluidfluss zulässt, um ein Ansammeln von Betätigungsdruck in dem Zylinder 154 zu vermeiden. Oder das Dithering kann so gesteuert werden, dass Fluid nicht nennenswert aus der Pumpe 128 bewegt wird. Es ist möglich, die Pumpe in einer ersten Richtung zu bewegen, um Fluid in der ersten Strömungsrichtung zu spülen und viskose Bindungen entlang des konfigurierbaren Leckpfades zu brechen. Zudem ist es möglich, die Pumpe in eine zweite Richtung zu bewegen, Fluid in die zweite Richtung zu spülen und viskose Bindungen entlang des konfigurierbaren Leckpfades zu brechen. Aufgrund des Rückwärtsleckens entlang des Leckpfades kann die Vorwärtsbewegung in einigen Ausführungsformen größer sein als die Rückwärtsbewegung.
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Die hydraulische Steuereinheit 139 kommuniziert Hydraulikfluid zu einem Zylinder 154 und Kolben 155 eines Aktuators 150, der wiederum ein Kupplungspaket 152 betätigt. Der Druck in dem Zylinder 154 kann über den Drucksensor 140 und einen Rückkopplungspfad zu der ECU 120 überwacht werden. Basierend auf der empfangenen Rückmeldung können Steuersignale für die Pumpeneinheit 129 in der ECU 120 erzeugt werden, um eine Ansammlung von Betätigungsdruck in dem Zylinder 154 während dem Kaltstart-Dithering zu vermeiden. In 2 sind drei Pfade dargestellt, einer für Vorwärts-, Rückwärts- und „blockierte“ oder neutrale Befehle. Der blockierte oder neutrale Befehl kann verwendet werden, um die Pumpe in einem neutralen Zustand zwischen Vorwärts- und Rückwärtsbedingungen zu halten, z. B. wenn das Key-On-Dithering abgeschlossen ist. 3 stellt einen Pfad zwischen dem Motor 222 und der ECU 220 bereit, aber der Motor 222 ist ebenfalls in der Lage eine Vorwärts-, Rückwärts-, „Blockiert“- oder Neutrale-Aktion über den einzelnen Pfad auszuführen. Die Motoren 122, 222 sind so ausgelegt, dass sie einen oder drei Pfade als eine konfigurierbare Bedingung erfordern.
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In einer dritten Konfiguration, wie in 3 dargestellt, umfasst ein Hydrauliksteuersystem 210 eine nachgeschaltete Vorrichtung und eine Hydrauliksteuereinheit 239, die eine ECU 220, einen Motor 222, eine Pumpe 228, einen Hochdrucksensor 240, einen Wellendrehzahlsensor 241 und ein Reservoir 248 umfasst. Die hydraulische Steuereinheit 239 kommuniziert Hydraulikfluid zu einer nachgeschalteten Vorrichtung, die einen Zylinder 254 und einen Kolben 250 aufweist, der wiederum ein Kupplungspaket 252 betätigt.
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In dieser dritten Konfiguration kann der Drucksensor 240 einen oder mehrere Sensoren wie Hoch- und Niederdrucksensoren zum Erfassen des Drucks im Zylinder 254 umfassen. Der erfasste Druck wird in Form von Druckdaten an die ECU 220 übertragen. Der Wellendrehzahlsensor 241 kann einen Wellenverbindungsmotor 222 zur Pumpe 228 überwachen, um der ECU 220 zusätzliche Pumpeneinheitsdaten bereitzustellen. Beispielsweise können die Drehrichtung der Welle und das Volumen des Fluidstroms in der ECU 220 basierend auf Wellendrehzahldaten abgeleitet werden, die von dem Wellendrehzahlsensor 241 erfasst werden. Ein Algorithmus in der ECU 220 kann den Betrieb des Motors 222 in Reaktion auf die gesammelten Druckdaten und Pumpeneinheitsdaten steuern. Auf diese Weise kann das Key-On-Dithering gesteuert werden, um den Aufbau von Betätigungsdruck in dem Zylinder 254 zu vermeiden. Wie oben beschrieben, kann eine gesteuerte Öffnung 230 oder ein Steuerventil enthalten sein. Zudem kann ein externer Leckpfad zwischen dem Pumpenauslass und dem Reservoir 248 bereitgestellt werden. Die Pumpe 228 kann ebenfalls einen bekannten Leckpfad zurück zum Reservoir aufweisen.
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In einem Beispiel, wie beispielsweise beim Starten eines Fahrzeugs in einer kalten Umgebung, kann ein bidirektionaler bürstenloser Gleichstrommotor („BLDC“) verwendet werden, um den Motor bidirektional zu dithern, um den Zahnradsatz zu aktivieren, bevor eine Betätigung des Kupplungspakets erforderlich ist. Durch Vorwärts- und Rückwärtsfahren des Motors (wiederholt in einer Hin-und-her-Bewegung) kann das viskose Fluid bewegt werden (die viskose Bindung kann gebrochen werden), um den Widerstand der Pumpenlemente zu verringern, sodass, wenn das System hydraulisches Fluid an den Zylinder und den Kolben liefern muss, die Ansprechzeit kürzer ist. Die mechanischen Teile können mikroskopisch klein gehalten werden, sodass sie bereit sind, auf das erste gewünschte Betriebsereignis zu reagieren (in diesem Beispiel die Zufuhr von hydraulischem Fluid zum Zylinder und zum Kolben in einem eLSD). Es wird ferner in Betracht gezogen, dass das gleiche System verwendet werden kann, um die Temperatur des hydraulischen Fluids zu erwärmen, wie durch Ausführen des Ditherings nach dem Key-On-Ereignis und bis ein Betriebsereignis ausgelöst wird. Beispielsweise kann das Key-On-Dithering-Ereignis fortgesetzt werden, bis ein Kupplungsvorfüllalgorithmus implementiert ist. Oder das Key-On-Dithering-Ereignis kann verwendet werden, bevor ein Kupplungsvorfüllalgorithmus implementiert wird, und kann dann fortgesetzt werden, nachdem der Vorfüllalgorithmus abgeschlossen ist, um das Fluid bis zu einem Betriebsereignisbefehl für die Kupplung aufzuwärmen. Beispiele für Betriebsereignisse für einen Befehl umfassen Einrück- oder Ausrückbefehle für die Kupplung und solche Befehle können darauf basierend ausgegeben werden, ob die Kupplung offen oder geschlossen vorgespannt ist.
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Als eine andere Alternative kann das Key-On-Dithering verschachtelt sein, um während nominaler Betriebsereignisse aufzutreten, um das hydraulische Fluid zu erwärmen. Beispielsweise kann ein Kaltstart das Key-On-Dithering umfassen, um viskose Bindungen zu brechen und die Ansprechzeit zu verbessern. Da die viskosen Bindungen gebrochen sind, muss das hydraulische Fluid nicht über die Kaltstarttemperatur ansteigen, um die Ansprechzeiten zu verbessern. Zudem können Vorfüll- oder Kupplungsbetätigungsereignisse auftreten. Befindet sich das hydraulische Fluid unterhalb einer gewünschten Temperatur, ein Zeichen für Kaltzustände, können die Key-On-Dithering-Techniken als Kaltstart-Dithering-Techniken verwendet werden, um den Motor zwischen Vorfüll- und Betätigungsbefehlen zu dithern, sodass der Motor vorwärts und rückwärts bewegt wird, um das Fluid reibschlüssig zu erwärmen. Als noch eine andere Alternative ist es möglich, die Vorfüll- oder Betätigungsereignisse zu verzögern, bis das hydraulische Fluid erwärmt ist, wobei in diesem Fall das Key-On-Dithering aufrechterhalten wird, bis das hydraulische Fluid eine gewünschte Temperatur erreicht. Um zu ermöglichen, dass die Temperaturdaten zur Verarbeitung durch die ECU 20, 120, 220 gesammelt werden, können die Drucksensoren 40, 42, 140, 240 einen Temperatursensor umfassen.
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In 4 kann ein Verfahren mit dem positiven Erfassen eines Key-On-Ereignisses in Schritt 400 beginnen. In einer Automobilanwendung könnte dies eine Zündsequenz umfassen. Bei anderen Vorrichtungen kann eine Einschaltsequenz erkannt werden. Beim Fortschreiten zu Schritt 401 wird der Motor in eine erste Richtung gedreht. Es ist möglich, den Betrag der Drehbewegung vorzuprogrammieren. Alternativ kann der optionale Schritt 403 eingeschlossen sein, um Daten zu erfassen und zu sammeln, und der optionale Schritt 405 kann folgen, um die gesammelten Daten zu verarbeiten. Die Schritte 403 und 405 können die Verwendung eines oder mehrerer von einem Drucksensor zum Sammeln von Druckdaten, einem Temperatursensor zum Sammeln von Temperaturdaten und einem Motorwellendrehzahlsensor zum Sammeln von Motordrehzahldaten umfassen, wie oben aufgeführt. Das Weiterleiten der gesammelten Daten ermöglicht die Verarbeitung durch die ECU 20, 120 oder 220. Der in der ECU gespeicherte Algorithmus kann Anweisungen zum Implementieren von Schritten zum Verarbeiten von einem oder mehreren der gesammelten Druckdaten, Temperaturdaten oder Motordrehzahldaten zum Erzeugen von Befehlen zum Begrenzen des Drehens des Motors in der ersten Richtung, um eine hydraulische Betätigung der nachgeschalteten Vorrichtung über das gepumpte hydraulische Fluid zu verhindern, umfassen. Beispielsweise kann eine obere oder untere Druckgrenze festgelegt werden, und die Datenerfassung und -verarbeitung kann zu Motorbefehlen führen, um zu verhindern, dass der Motor unter Verletzung dieser Grenzen Fluid pumpt. Wie oben beschrieben, kann der Drucksensor 140, 240 einen Hochdrucksensor und einen Niederdrucksensor umfassen. Wenn die erste Richtung eine Vorwärtsrichtung oder eine Druckerhöhungsrichtung vom Reservoir zur nachgeschalteten Vorrichtung ist, wird der Motor so begrenzt, dass er kein Fluid über die eingestellte obere Druckgrenze hinaus pumpt und der Hochdrucksensor Daten in Bezug auf Hochdruckbedingungen sammelt. Schritt 407 begrenzt also das Drehen des Motors in die erste Richtung, um ein Überschreiten einer hohen Druckgrenze zu vermeiden.
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Zudem kann die Motorrichtung umgekehrt werden, um in eine zweite Richtung zu drehen, wie in Schritt 413. Diese Richtungsänderung kann vorprogrammiert werden und der Betrag der Drehung kann vorprogrammiert werden. Oder im optionalen Schritt 409 können mehr Daten gesammelt werden und im optionalen Schritt 411 können die gesammelten Daten verarbeitet werden. Die optionalen Schritte sind den vorgenannten optionalen Schritten 403 und 405 ähnlich, obwohl die Drehrichtung der Welle 23, 123, 223 umgekehrt ist und ebenso wie die Richtung des Fluidflusses. Wenn die zweite Richtung eine umgekehrte oder Druckverringerungsrichtung ist, wird Fluid in einer Richtung von dem Aktuator 50, 150, 250 in Richtung des Reservoirs 48, 148, 248 angesaugt. Ein Niederdrucksensor kann zur Bereitstellung von Druckdaten verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Pumpe den Druck am Aktuator nicht über den eingestellten Grenzwert hinaus reduziert.
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Andere Daten können wie oben die Wellendrehzahldaten von dem Wellendrehzahlsensor 241 einschließen, wobei die ECU den tatsächlichen oder vorhergesagten Fluidfluss durch Überwachen der Geschwindigkeit und Richtung der Welle 223 berechnen kann.
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Die für die Schritte 401, 403, 405, 407, 409, 411 und 413 festgelegte Key-On-Dithering-Sequenz kann einige Male wiederholt werden, bevor in Schritt 414 bestimmt wird, ob ein Betätigungsereignis befohlen wurde. Wenn die viskosen Bindungen aufgebrochen und das Fluid vorkonditioniert ist, kann in Schritt 415 eine schnelle Ansprechzeit mit der Abgabe von hydraulischem Fluid an die nachgeschaltete Vorrichtung erreicht werden. Wie oben kann dies das Zuführen von Hydraulikfluid zu einem Zylinder eines Aktuators 50, 150, 250 umfassen.
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Wenn ein Key-On-Ereignis nicht erfasst wird, können nominelle Operationen implementiert werden, indem beispielsweise in Schritt 417 auf ein Vorfüllereignis geprüft wird und in Schritt 419 der Aktuator 50, 150, 250 vorgefüllt wird. Wenn Vorfüllereignisse abgeschlossen sind, kann das Hydrauliksteuersystem 10, 110, 210 nach zusätzlichen Betätigungsereignissen wie in Schritt 417 oder nach Bedarf im Leerlauf suchen.
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In 5 ist ein alternatives Verfahren mit einer darin eingebetteten Kalttemperaturminderungsstrategie gezeigt. Das Verfahren beginnt mit der Bestimmung, ob in Schritt 501 ein Key-On-Ereignis aufgetreten ist. Wenn ja, kann in Schritt 503 von 4 Key-On-Dithering implementiert werden. Nachdem das Key-On-Dithering das hydraulische Fluid vorkonditioniert, um viskose Bindungen aufzubrechen, kann sich das Fluid vermeintlich in einem Kaltstartzustand wie -40 Grad Celsius oder einem anderen Niedrigtemperaturzustand befinden. Viele Anwendungen sind für den Start bei niedrigen Temperaturen ausgelegt, aber das Fluid arbeitet am besten bei einer anderen Temperatur, die viel wärmer ist. Wenn in Schritt 505 eine kalte Temperatur bestimmt wird, die niedriger als eine Idealtemperatur ist, können die Key-On-Dithering-Techniken angepasst werden, um in Schritt 507 ein reibungserwärmendes Kaltstart-Dithering des hydraulischen Fluids bereitzustellen. Die Anpassung des Key-On-Dithering kann das Umschalten zwischen der ersten und der zweiten Motorrichtung für zusätzliche Wiederholungen und das Implementieren des Ditherings nach dem Key-On-Ereignisses und wenn keine Vorfüll- und Betätigungsereignisse aktiviert werden, umfassen. Sobald das hydraulische Fluid auf die ideale Temperatur erwärmt ist, ist es möglich, in Schritt 509 weitere Befehle abzuwarten, wie z. B. Key-Off- oder Betätigungsereignisse.
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Wenn in Schritt 501 kein Key-On-Ereignis bestimmt wird, prüft das Verfahren in Schritt 511 auf ein Vorfüllereignis, und wenn die Bestimmung positiv ausfällt, wird die nachgeschalteten Vorrichtung in Schritt 513 vorgefüllt. Wenn das Vorfüllereignis nicht bestimmt wird, wird in Schritt 515 ein Betätigungsereignis geprüft. Wenn ein Betätigungsereignis positiv bestimmt wird, wird die nachgeschaltete Vorrichtung in Schritt 517 betätigt. Wenn kein Vorfüll- oder Betätigungsereignis festgestellt wird, kann die Bestimmung der Kalttemperatur in Schritt 505 abgeschlossen werden.
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Die vorstehende Beschreibung der Beispiele wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie soll nicht erschöpfend sein. Einzelne Elemente oder Merkmale eines bestimmten Beispiels sind im Allgemeinen nicht auf dieses spezielle Beispiel beschränkt, sondern sind, wo anwendbar, austauschbar und können in einem ausgewählten Beispiel verwendet werden, selbst wenn dies nicht speziell gezeigt oder beschrieben ist. Die Offenbarung kann auf viele Arten variiert werden. Solche Variationen sollen im Schutzumfang der Offenbarung enthalten sein.
