WO2016141935A1 - Verfahren zur einstellung und adaption eines betriebspunktes einer hydraulischen aktoranordnung - Google Patents

Verfahren zur einstellung und adaption eines betriebspunktes einer hydraulischen aktoranordnung Download PDF

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Marco Grethel
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Andre SCHAUER
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    • F16D2500/70626—PID control

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting and adapting an operating point of a hydraulic actuator arrangement in which a volume flow source is connected via a, filled with a hydraulic fluid pressure line with a hydraulic cylinder, wherein a volume of the hydraulic fluid is controlled by the volume flow source and the operating point of a position of the actuator assembly at a given parameter corresponds to a device to be actuated by the actuator arrangement. Furthermore, a method for actuating a clutch of a motor vehicle drive train according to claim 8 and a hydraulic
  • Hydraulic actuator arrangements are used in various ways, especially in motor vehicles. They can be used to operate a friction clutch or to automatically engage gears in automated transmissions. Such hydraulic actuator assemblies have certain operating points in the form of a position at which a gear is engaged or a clutch begins to transmit a first torque. However, due to wear and tear of these hydraulic actuator arrangements, the operating points are subject to changes that must be compensated during operation.
  • This hydraulic actuator assembly comprises a pump and a hydraulic cylinder, wherein a pressure port of the pump is connected to a port of the hydraulic cylinder.
  • the adjustment parameter represents a function of the volume of the fluid to be conveyed by the pump for setting a predetermined operating point of the actuator arrangement.
  • the operating point is defined by a pair of values of an operating point speed value of the pump and an operating point control value of the pump. This is done by 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.
  • the invention has for its object to provide a method for adjusting the operating point, in which the operating point can be determined quickly and still accurately.
  • this object is achieved in that the volume of hydraulic fluid necessary for setting the operating point is derived from a rotary position of a volume flow source motor and / or the volume flow source.
  • This has the advantage that the proportionality between the volume, which is conveyed by the volumetric flow source, for example a pump or a hydrostatic master piston, and the angular position of the volumetric flow source is utilized, since a predetermined volume stroke takes place per revolution of the volumetric flow source.
  • a current rotation angle of the volume flow source motor and / or the volume flow source is measured to determine the rotational position, which is controlled to a desired rotation angle of a previous rotation angle control cycle of the rotation angle control.
  • a specific volume is calculated according to the operating point to be set, which represents the output of the rotation angle control cycle and is guided to a feedforward control for setting the target rotation angle. This means that with the changing target rotation angle always a desired operating point can be adjusted.
  • the volume of the hydraulic fluid is determined by multiplying the measured rotational angle by a volume of the volumetric flow source per angle. Since the volume of the volume flow source per angle has a fixed represents operating variable of the volume flow source, it is easy to determine a proportional relationship between the rotation angle of the volume flow source or the volume flow source motor and the volume delivered.
  • the new volume for adjusting the operating point is adapted from a measured actual pressure or the measured actual rotational angle. Vortei legally enough, the actual rotation angle is previously converted into an actual volume.
  • the operating point is defined by a predetermined pressure, wherein upon reaching this predetermined pressure derived from the measured actual rotation angle actual volume is determined as a new volume of the operating point, which is supplied to a controller for determining the target rotational angle and / or the target pressure.
  • the volume of the hydraulic fluid required for setting the operating point is set below a predetermined operating point via the rotational angle control and above the predetermined operating point via a pressure control. This ensures 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 insufficiently measurable, the pressure control is replaced by the rotation angle control.
  • the rotation angle control and the pressure control in the range of the predetermined operating point are superimposed. By comparing the results determined via the pressure control or the rotation angle control, the operating point can be verified particularly easily.
  • a touch point of a clutch is used as a predetermined operating point. Under the touch point while the position of the hydraulic actuator assembly is understood in which at a force ⁇ 10 N, the clutch starts to grip and transmits a moment.
  • a calculated leakage is taken into account in the determination of the volume of the hydraulic fluid. It makes sense to adapt the leakage only above a certain pressure.
  • the leakage parameters are determined from a volumetric flow source angle and the actual pressure.
  • the leakage rate is This parameter is determined from the pressure.
  • the leakage volume is calculated.
  • a further development of the invention relates to a method for actuating a clutch of a motor vehicle drive train which comprises a hydraulic actuator arrangement in which a volume flow source is connected to a hydraulic cylinder via a pressure line filled with a hydraulic fluid, wherein a volume of the hydraulic fluid is regulated via the volume flow source ,
  • the volume of the hydraulic fluid is determined according to at least one feature explained in this patent application.
  • the volume of the hydraulic fluid is used as a precontrol value in a control loop which regulates a position and / or a pressure of the clutch by means of the hydraulic actuator arrangement. Due to the precise adjustment of the operating point of the actuator arrangement, the operating point of the coupling can be reproduced with high precision.
  • a further development of the invention relates to a hydraulic actuator arrangement, preferably for a motor vehicle drive train, comprising a volume flow source driven by a motor, which is connected to a hydraulic cylinder via a pressure line.
  • a hydraulic actuator arrangement preferably for a motor vehicle drive train, comprising a volume flow source driven by a motor, which is connected to a hydraulic cylinder via a pressure line.
  • Computing capacities are reduced in such a hydraulic actuator arrangement, since an angle sensor for measuring a rotation angle of the motor or the volume flow source for providing an input variable for an operating point determination of the actuator arrangement is arranged on the motor and / or the volumetric flow source.
  • the use of such an angle sensor allows a simple determination of the volume to be delivered due to a proportional relationship between the measured angle of rotation and the delivered volume of hydraulic fluid.
  • a pressure sensor is positioned in the hydraulic cylinder, which is designed in particular as a multi-turn sensor, in which the rotation angle can be counted over several revolutions of the motor or the volume flow source.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a hydraulic according to the invention
  • Fig. 3 shows an embodiment of the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a hydraulic according to the invention
  • Clutch actuator assembly 1 as used for example in a drive train of a motor vehicle, wherein the hydraulic clutch actuator assembly 1 is used to actuate a clutch 2.
  • An example designed as a pump 3 volumetric flow source is connected via a high-pressure hydraulic line 4 with a hydraulic raulikzylinder 5 which acts on the clutch 2 via an engagement bearing 6.
  • Via the pump 3 hydraulic fluid is sucked in through the pump 3 from a hydraulic reservoir 7 via a low-pressure hydraulic line 8 and supplied to the hydraulic cylinder 5 via the high-pressure hydraulic line 4.
  • a piston of the hydraulic cylinder 5 is displaced, whereby the engagement bearing 6 is moved and the clutch 2 is also displaced.
  • the pump 3 is driven by an electric motor 9, on which an angle sensor 10 is positioned, which determines the rotational position of the electric motor 9 in the form of a rotation angle ⁇ .
  • an angle sensor 10 In the hydraulic cylinder 5, a pressure sensor 1 1 for measuring the adjusting in the high-pressure hydraulic line 4 pressure p of the hydraulic liquid see is positioned.
  • the angle sensor 10 may preferably be formed as a multi-turn sensor, which detects the rotation angle over 360 °.
  • a clutch characteristic can be created, which represents a clutch torque M on the rotation angle ⁇ .
  • a clutch characteristic is shown in Fig. 2a.
  • a clutch characteristic can be determined via a volume V instead of the rotation angle ⁇ , wherein the volume V can be determined by multiplying the rotation angle ⁇ by the pump volume per angle without any integration step.
  • Fig. 2b shows an actuator characteristic, in which, in the hydrostatic
  • Actuator 1 acting pressure p of the hydraulic fluid over the rotation angle ⁇ of the electric motor 9 or the pump is shown.
  • Fig. 2c the funded volume V over the time t is shown.
  • the ideal volume V conveyed without consideration of a leak rate results in a linear relationship, while the occurrence of a leak rate, the volume curve V LeC k decreases over time, the decrease begins even before the touch point.
  • the key point TP important for the characteristic curves is identified in all the diagrams of FIG. 2, the point of contact TP being understood to mean the position of the clutch actuator arrangement 1, in which the clutch 2 begins to transmit a moment.
  • the drive strategy of the clutch actuator arrangement 1 can be changed, as can be seen from FIG. 2d. It is switched from the rotation angle control to a pressure control.
  • the control model is plotted on the y-axis of FIG. 2d.
  • the pressure control is performed, for example, in a PID or state controller.
  • the switching from the rotation angle control to the pressure control P is preferably carried out in the vicinity of or directly at the touch point TP. This preferred range is indicated by a dashed line.
  • FIG. 3 an embodiment of the method according to the invention is shown, which is designed as a control loop. Shown is an implementation with a combined pressure / displacement control 12, in which the type of control between pressure p and rotation angle ⁇ of the pump can be switched.
  • the pressure control is used in work areas with a large pressure gradient.
  • the pump angle control takes place in work areas with a small pressure gradient. This is done in dependence on which pressure p is exerted by the hydraulic fluid in the clutch assembly 1.
  • the changeover can be done by pressing pushed couplings over a pressure limit.
  • the selection of the respective regulatory procedure via a controller.
  • the controller specifies a desired pressure p So ii and / or a desired volume V SO II.
  • the pressure control P is done traditionally taking into account the control difference between the pressure setpoint p so n and the actual pressure value p ist .
  • the corresponding output signal of the pressure control or the rotational angle control is forwarded to the pump 3.
  • the nominal volume V so n is converted via the pump characteristic value: volume per angle into a nominal angle c soii.
  • the difference between this actual rotational angle ci St measured by the angle sensor 10 and the newly calculated desired angle (soii) forms the input of the rotational angle control.
  • a volume V B p n eu adapted to set a new operating point.
  • the actual rotation angle ci St is previously converted into an actual volume V ist (block 220).
  • This new volume V B p n eu of the hydraulic fluid is supplied to the controller in block 200, which determines from this new volume V B p n eu, which corresponds to the new operating point, the desired value V so n of the volume V.
  • the operating point to be adapted is defined by a pressure p B p (block 240). If this pressure p BP is reached, then the actual volume V ist , which was derived from the actual rotation angle ci St , defined at this time as a new volume V B p ne u of the operating point and output to the controller (block 200).
  • the rotation angle control can optionally consider a calculated leakage V LeCk to improve the results of the rotation angle control.
  • V leak are also the Istcardwinkel ci St and the actual pressure p is used.
  • the actual pressure p ist is used to adapt the leakage (block 250) only if the actual pressure p ist is greater than / equal to a predetermined threshold value -p min (block 260).
  • the value obtained from the actual rotation angle ci St and the actual pressure p is calculated in block 270.
  • the leakage rate Qi eC k (t) is integrated in block 280.
  • the result of this integration over time represents the leakage volume V LeC k, which is (block 290) both in the determination of Volumenistives V as well as in determining the volume target value Vsoii (block 300) is considered.
  • Leakage precontrol is shown in dashed lines in Fig. 3.
  • n or psoii can be made via the pressure or if the approached operating point is above the touch point, via the clutch torque.
  • the angle of rotation can also be monitored in the software and the associated parameter adjusted.
  • V is actual volume

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes einer hydraulischen Aktoranordnung, bei welcher eine Volumenstromquelle (3) über eine, mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckleitung (4) mit einem Hydraulikzylinder (5) verbunden ist, wobei ein Volumen (V) der Hydraulikflüssigkeit über die Volumenstromquelle (3) geregelt wird und der Betriebspunkt einer Position der Aktoranordnung (1) bei einem vorgegebenen Parameter einer durch die Aktoranordnung (1) zu betätigenden Einrichtung (2) entspricht. Bei einem Verfahren, bei welchem Rechnerkapazität reduziert wird, wird das zur Einstellung des Betriebspunktes erforderliche Volumen (Vist neu) der Hydraulikflüssigkeit aus einer rotatorischen Lage (φ) eines Volumenstromquellenmotors (9) und/oder der Volumenstromquelle (3) abgeleitet.

Description

Verfahren zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes einer hydraulischen Aktoranordnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes einer hydraulischen Aktoranordnung, bei welcher eine Volumenstromquelle über eine, mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckleitung mit einem Hydraulikzylinder verbunden ist, wobei ein Volumen der Hydraulikflüssigkeit über die Volumenstromquelle geregelt wird und der Betriebspunkt einer Position der Aktoranordnung bei ei- nem vorgegebenen Parameter einer durch die Aktoranordnung zu betätigenden Einrichtung entspricht. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges nach Anspruch 8 und eine hydraulische
Aktoranordnung nach Anspruch 10 vorgesehen.
Hydraulische Aktoranordnungen werden insbesondere in Kraftfahrzeugen vielfältig eingesetzt. So können sie zum Betätigen einer Reibungskupplung oder zum automatischen Einlegen von Gängen in automatisierten Getrieben eingesetzt werden. Solche Hydraulikaktoranordnungen weisen dabei bestimmte Betriebspunkte in Form einer Position auf, an denen ein Gang eingelegt wird oder eine Kupplung beginnt, ein erstes Drehmoment zu übertragen. Aufgrund von Verschleiß und Abnützung dieser hydrauli- sehen Aktoranordnungen unterliegen die Betriebspunkte jedoch Änderungen, die während des Betriebes ausgeglichen werden müssen.
Aus der DE 10 2012 021 21 1 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Einstellparameters für eine hydraulische Aktoranordnung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang bekannt. Diese hydraulische Aktoranordnung umfasst eine Pumpe und einen Hydrau- likzylinder, wobei ein Druckanschluss der Pumpe mit einem Anschluss des Hydraulikzylinders verbunden ist. Der Einstellparameter stellt dabei eine Funktion des Volumens des Fluids dar, das von der Pumpe zur Einstellung eines vorbestimmten Betriebspunktes der Aktoranordnung zu fördern ist. Der Betriebspunkt wird dabei durch ein Wertepaar eines Betriebspunktdrehzahlwertes der Pumpe und eines Betriebs- punktansteuerwertes der Pumpe definiert. Dies erfolgt durch Einregeln der Pumpe auf den Betriebspunktdrehzahlwert, so dass die Pumpe einen, dem Betriebspunktdrehzahlwert entsprechenden Fluidvolumenstrom fördert. Anschließend wird das Fluidvo- lumen über der Zeit bis zu einem Abschlussbetriebszustand der Aktoranordnung integriert, bei dem der Ansteuerwert der Pumpe kleiner gleich dem Betriebspunktansteuerwert ist. Nachteilig bei dieser Anordnung ist die große Rechenkapazität, die zur Einstellung des Betriebspunktes notwendig ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einstellung des Betriebspunktes anzugeben, bei welchem der Betriebspunkt schnell und trotzdem genau bestimmt werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass das zur Einstellung des Betriebspunktes notwendige Volumen der Hydraulikflüssigkeit aus einer rotatorischen Lage eines Volumenstromquellenmotors und/oder der Volumenstromquelle abgeleitet wird. 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 wird, kann auf die Integration des Volumenstromes der Hydraulikflüssigkeit verzichtet werden.
Vorteilhafterweise wird zur Bestimmung der rotatorischen Lage ein aktueller Drehwinkel des Volumenstromquellenmotors und/oder der Volumenstromquelle gemessen, welcher auf einen Solldrehwinkel eines vorhergehenden Drehwinkelregelzyklus der Drehwinkelregelung geregelt wird. In jedem Drehwinkelregelzyklus wird entsprechend dem einzustellenden Betriebspunkt ein bestimmtes Volumen berechnet, welches den Ausgang des Drehwinkelregelzyklus darstellt und auf eine Vorsteuerung zur Einstellung des Solldrehwinkels geführt wird. Dies führt dazu, dass mit dem sich verändernden Solldrehwinkel immer zuverlässig ein gewünschter Betriebspunkt eingestellt werden kann. In einer Ausgestaltung wird das Volumen der Hydraulikflüssigkeit durch Multiplikation des gemessenen Drehwinkels mit einem Volumen der Volumenstromquelle pro Winkel ermittelt. Da das Volumen der Volumenstromquelle pro Winkel eine feste Be- triebsgröße der Volumenstromquelle darstellt, lässt sich einfach ein proportionaler Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel der Volumenstromquelle bzw. des Volumenstromquellenmotors und des geförderten Volumens ermitteln.
In einer Ausführungsform wird aus einem gemessenen Istdruck oder dem gemesse- nen Istdrehwinkel das neue Volumen zur Einstellung des Betriebspunktes adaptiert. Vortei hafterweise wird der Istdrehwinkel zuvor in ein Istvolumen umgerechnet.
In einer Ausgestaltung wird der Betriebspunkt über einen vorgegebenen Druck definiert, wobei bei Erreichen dieses vorgegebenen Druckes aus dem gemessenen Istdrehwinkel abgeleiteten Istvolumen als neues Volumen des Betriebspunktes be- stimmt wird, welches einer Steuerung zur Bestimmung des Solldrehwinkels und/oder des Solldruckes zugeführt wird.
In einer Variante wird das zur Einstellung des Betriebspunktes erforderliche Volumen der Hydraulikflüssigkeit unterhalb eines vorgegebenen Betriebspunktes über die Drehwinkelregelung und oberhalb des vorgegebenen Betriebspunktes über eine Druckregelung eingestellt. Dadurch wird sichergestellt, 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.
In einer Ausführungsform werden die Drehwinkelregelung und die Druckregelung im Bereich des vorgegebenen Betriebspunktes überlagert. Durch einen Vergleich der über die Druckregelung oder über die Drehwinkelregelung ermittelten Ergebnisse lässt sich der Betriebspunkt besonders einfach verifizieren.
In einer Ausgestaltung wird als vorgegebener Betriebspunkt ein Tastpunkt einer Kupplung verwendet. Unter dem Tastpunkt wird dabei die Position der hydraulischen Aktoranordnung verstanden, bei welcher bei einer Kraft <10 N die Kupplung zu greifen beginnt und ein Moment überträgt.
Da bei der hydraulischen Kupplungsaktoranordnung nur mit einer geringen Leckage gerechnet wird, wird bei der Bestimmung des Volumens der Hydraulikflüssigkeit eine kalkulierte Leckage berücksichtigt. Dabei ist es sinnvoll, die Leckage nur oberhalb ei- nes gewissen Druckes zu adaptieren. Die Leckageparameter werden aus einem Volumenstromquellenwinkel und dem Istdruck ermittelt. Die Leckagerate wird unter Ver- wendung dieser Parameter aus dem Druck bestimmt. Durch Integration der
Leckagerate über der Zeit wird das Leckagevolumen berechnet.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, welcher eine hydraulische Aktoranordnung um- fasst, bei der eine Volumenstromquelle über eine, mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckleitung mit einem Hydraulikzylinder verbunden ist, wobei ein Volumen der Hydraulikflüssigkeit über die Volumenstromquelle geregelt wird. Bei einem solchen Verfahren wird das Volumen der Hydraulikflüssigkeit nach mindestens einem in dieser Schutzrechtsanmeldung erläuterten Merkmal ermittelt. Damit wird eine hochgenaue Einstellung der Aktorkennlinie erreicht, wodurch eine präzise Betriebspunktbestimmung möglich ist.
In einer Ausgestaltung wird das Volumen der Hydraulikflüssigkeit als Vorsteuerwert in einem Regelkreis verwendet, der eine Position und/oder einen Druck der Kupplung mittels der hydraulischen Aktoranordnung regelt. Aufgrund der genauen Einstellung des Betriebspunktes der Aktoranordnung lässt sich auch der Betriebspunkt der Kupplung hochgenau reproduzieren.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft eine hydraulische Aktoranordnung, vorzugsweise für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend eine, von einem Motor angetriebene Volumenstromquelle, welche über eine Druckleitung mit einem Hyd- raulikzylinder verbunden ist. Bei einer solchen hydraulischen Aktoranordnung werden Rechenkapazitäten reduziert, da an dem Motor und/oder der Volumenstromquelle ein Winkelsensor zur Messung eines Drehwinkels des Motors oder der Volumenstromquelle zur Bereitstellung einer Eingangsgröße für eine Betriebspunktbestimmung der Aktoranordnung angeordnet ist. Die Verwendung eines solchen Winkelsensors erlaubt eine einfache Bestimmung des zu fördernden Volumens aufgrund eines proportionalen Zusammenhanges zwischen dem gemessenen Drehwinkel und dem geförderten Volumen der Hydraulikflüssigkeit.
Vorteilhafterweise ist in dem Hydraulikzylinder ein Drucksensor positioniert, welcher insbesondere als Multiturnsensor ausgebildet ist, bei welchem der Drehwinkel über mehrere Umdrehungen des Motors oder der Volumenstromquelle gezählt werden kann. Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen
Aktoranordnung,
Fig. 2 einen Verlauf von Betriebsparametern der hydraulischen
Aktoranordnung beim Schließen einer direkt betätigten Kupplung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen
Kupplungsaktoranordnung 1 , wie diese beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird, wobei die hydraulische Kupplungsaktoranordnung 1 zur Betätigung einer Kupplung 2 genutzt wird. Eine beispielhaft als Pumpe 3 ausgebildete Volumenstromquelle ist über eine Hochdruckhydraulikleitung 4 mit einem Hyd- raulikzylinder 5 verbunden, welcher über ein Einrücklager 6 auf die Kupplung 2 einwirkt. Über die Pumpe 3 wird aus einem Hydraulikreservoir 7 über eine Niederdruckhydraulikleitung 8 Hydraulikflüssigkeit durch die Pumpe 3 angesaugt und über die Hochdruckhydraulikleitung 4 dem Hydraulikzylinder 5 zugeführt. Durch die Hydraulikflüssigkeit wird ein Kolben des Hydraulikzylinders 5 verschoben, wodurch das Einrück- lager 6 bewegt und die Kupplung 2 ebenfalls verschoben wird.
Die Pumpe 3 wird von einem Elektromotor 9 angetrieben, an welchem ein Winkelsensor 10 positioniert ist, der die rotatorische Lage des Elektromotors 9 in Form eines Drehwinkels φ bestimmt. In dem Hydraulikzylinder 5 ist ein Drucksensor 1 1 zur Messung des in der Hochdruckhydraulikleitung 4 einstellenden Druckes p der hydrauli- sehen Flüssigkeit positioniert. Der Winkelsensor 10 kann dabei bevorzugt als Multi turn-Sensor ausgebildet sein, welcher den Drehwinkel auch über 360° detektiert.
Bei hinreichend schnellem Drehen der Pumpe 3 kann eine Leckage vernachlässigt bzw. reproduzierbar dargestellt werden, so dass eine Kupplungskennlinie erstellt werden kann, die ein Kupplungsmoment M über dem Drehwinkel φ darstellt. Eine solche Kupplungskennlinie ist in Fig. 2a dargestellt. Ebenso kann eine Kupplungskennlinie über ein Volumen V anstelle des Drehwinkels φ ermittelt werden, wobei das Volumen V durch Multiplikation des Drehwinkels φ mit dem Pumpenvolumen pro Winkel ohne jeglichen Integrationsschritt ermittelt werden kann.
Fig. 2b zeigt eine Aktorkennlinie, bei welcher der, in der hydrostatischen
Aktoranordnung 1 wirkende Druck p der Hydraulikflüssigkeit über dem Drehwinkel φ des Elektromotors 9 oder der Pumpe dargestellt ist. In Fig. 2c ist das geförderte Volumen V über der Zeit t dargestellt. Das ideale geförderte Volumen V ohne Berücksichtigung einer Leckrate ergibt dabei einen linearen Zusammenhang, während beim Auftreten einer Leckrate die Volumenkurve VLeCk über der Zeit abnimmt, wobei die Abnahme schon vor dem Tastpunkt beginnt. Der für die Kennlinien wichtige Tastpunkt TP ist in allen Diagrammen der Fig. 2 gekennzeichnet, wobei unter dem Tastpunkt TP die Position der Kupplungsaktoranordnung 1 verstanden wird, bei welcher die Kupplung 2 beginnt ein Moment zu übertragen.
Da die Pumpe 3 eine gewisse Leckage hat, ist der Drehwinkel φ über längere Zeiträume t, insbesondere bei höheren Drücken p bzw. beim Halten von Druck p nicht bzw. nicht ausschließbar nutzbar. Daher kann bei Erreichen eines über den Drehwinkel φ angefahrenen Betriebspunktes, beispielsweise in Form des Tastpunkt TP, die Ansteuerstrategie der Kupplungsaktoranordnung 1 gewechselt werden, wie aus Fig. 2d hervorgeht. Dabei wird von der Drehwinkelregelung auf eine Druckregelung umgeschaltet. Auf der y-Achse von Fig. 2d ist das Regelmodell aufgetragen. Die Druckregelung wird beispielsweise in einem PID- oder Zustandsregler ausgeführt. Die Umschaltung von der Drehwinkelregelung auf die Druckregelung P erfolgt vorzugsweise in der Nähe des oder direkt am Tastpunkt TP. Dieser bevorzugte Bereich ist mit einer gestrichelten Linie gekennzeichnet.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, welches als Regelkreis ausgebildet ist. Dargestellt ist eine Umsetzung mit einem kombinierten Druck/Weg-Regelung 12, bei der der Regeltyp zwischen Druck p und Drehwinkel φ der Pumpe umgeschaltet werden kann. Dabei wird die Druckregelung in Arbeitsbereichen mit großem Druckgradienten eingesetzt. Die Pumpenwinkelregelung erfolgt in Arbeitsbereichen mit kleinem Druckgradienten. Dies erfolgt in Abhängigkeit davon, welcher Druck p durch die Hydraulikflüssigkeit in der Kupplungsanordnung 1 ausgeübt wird. Die Umschaltung kann bei einer Betätigung von zugedrückten Kupplungen über eine Druck-Grenze erfolgen. Die Auswahl des jeweiligen Regelverfahrens erfolgt über eine Steuerung. Die Steuerung gibt einen Solldruck pSoii und/oder eine Sollvolumen VSOII vor.
Die Druckregelung P erfolgt dabei traditionell unter Berücksichtigung der Regeldifferenz zwischen dem Drucksollwert pson und dem Druckistwert pist. Je nach der von der Steuerung im Block 200 ausgegebenen Auswahl wird das entsprechende Ausgangssignal der Druckregelung oder der Drehwinkelregelung an die Pumpe 3 weitergegeben. Das Sollvolumen Vson wird über den Pumpenkennwert: Volumen pro Winkel in einen Sollwinkel c soii umgerechnet. Die Differenz aus diesem tatsächlichen, durch den Winkelsensor 10 gemessenen Drehwinkel c iSt mit dem neu errechneten Sollwinkel ( soii bildet den Eingang der Drehwinkelregelung.
Mit Hilfe von dem, an der Pumpe 3 ermittelten Drehwinkels c iSt und des Istdruckes PiSt des Druckes p, welcher mittels des Drucksensors 1 1 im Hydraulikzylinder 5 bestimmt wird, wird ein Volumen VBpneu, zur Einstellung eines neuen Betriebspunktes adaptiert. (Block 210). Zu diesem Zweck wird vorher der Istdrehwinkel c iSt in ein Istvolumen Vist umgerechnet (Block 220). Dieses neue Volumen VBpneu der Hydraulikflüssigkeit wird der Steuerung im Block 200 zugeführt, welche aus diesem neuen Volumen VBpneu, das dem neuen Betriebspunkt entspricht, den Sollwert Vson des Volumens V ermittelt. Über den linearen Zusammenhang zwischen Volumen V und Drehwinkel φ wird auch hier aus dem Sollvolumen Vson ein Solldrehwinkel (pson berechnet (Block 230). Aus die- sem Solldrehwinkel ( soii und dem Istdrehwinkel c iSt wird die Differenz bestimmt, die der Drehwinkelregelung zugeführt wird, die den Istdrehwinkel c iSt auf den Sollwert (pSoii regelt.
Der zu adaptierende Betriebspunkt wird dabei über einen Druck pBp definiert (Block 240). Ist dieser Druck pBP erreicht, so wird das Istvolumen Vist, welches aus dem Istdrehwinkel c iSt abgeleitet wurde, zu diesem Zeitpunkt als neues Volumen VBpneu des Betriebspunktes definiert und an die Steuerung (Block 200) ausgegeben.
Die Drehwinkelregelung kann dabei optional eine kalkulierte Leckage VLeCk berücksichtigen, um die Ergebnisse der Drehwinkelregelung zu verbessern. Zur Adaption der Leckage VLeCk werden ebenfalls der Istdrehwinkel c iSt und der Istdruck pist verwendet. Dabei wird der Istdruck pist zur Adaption der Leckage (Block 250) nur dann genutzt, wenn der Istdruck pist größer/gleich einem vorgegebenen Schwellwert -pmin (Block 260) ist. Die aus dem Istdrehwinkel c iSt und dem Istdruck pist im Block 270 berechne- ten Leckagerate QieCk(t) wird im Block 280 integriert. Das Ergebnis dieser Integration über der Zeit stellt das Leckagevolumen VLeCk dar, welches sowohl bei der Bestimmung des Volumenistwertes Vist (Block 290) als auch bei der Bestimmung des Volumensollwertes Vsoii (Block 300) berücksichtigt wird. Der Pfad der
Leckagevorsteuerung ist dabei in Fig. 3 gestrichelt dargestellt.
Ein Abgleich des angefahrenen Betriebspunktes mit dem hinterlegten Sollwert Vson oder psoii kann über den Druck oder falls der angefahrene Betriebspunkt oberhalb des Tastpunktes liegt, über das Kupplungsmoment gemacht werden. Auch kann trotz Re- gelungsumschaltung der Drehwinkel weiter in der Software verfolgt und der zugehöri- ge Parameter abgeglichen werden.
Bezugszeichenliste
1 hydraulischer Kupplungsaktor
2 Kupplung
3 Pumpe
4 Hochdruckhydraulikleitung
5 Hydraulikzylinder
6 Einrücklager
7 Hydraulikreservoir
8 Niederdruckhydraulikleitung
9 Elektromotor
10 Winkelsensor
1 1 Drucksensor
12 P-/cp-Regelung
( ist Istdrehwinkel
cpsoii Solldrehwinkel
Vsoii Sollvolumen
Vist Istvolumen
Vist neu neues Istvolumen
Pist Istdruck
Psoii Solldruck

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes einer hydraulischen Aktoranordnung, bei welcher eine Volumenstronnquelle (3) über eine, mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckleitung (4) mit einem Hydraulikzylinder (5) verbunden ist, wobei ein Volumen (V) der Hydraulikflüssigkeit über die Volumenstromquelle (3) geregelt wird und der Betriebspunkt einer Position der Aktoranordnung (1 ) bei einem vorgegebenen Parameter einer durch die
Aktoranordnung (1 ) zu betätigenden Einrichtung (2) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Einstellung des Betriebspunktes erforderliche Volumen (Vist neu) der Hydraulikflüssigkeit aus einer rotatorischen Lage (φ) eines Volumenstromquellenmotors (9) und/oder der Volumenstromquelle (3) abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der rotatorischen Lage ein aktueller Drehwinkel (cpiSt) des Volumenstromquellenmotors (9) und/oder der Volumenstromquelle (3) gemessen wird, welcher auf einen Solldrehwinkel (cpsoii) eines vorhergehenden Drehwinkelregelzyklus einer Drehwinkelregelung, die in einem Druck-/Winkel-Regler (12) enthalten ist geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen (V) der Hydraulikflüssigkeit durch Multiplikation des gemessenen Drehwinkels (c ist) mit einem Volumen der Volumenstromquelle pro Drehwinkel ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zur
Einstellung des Betriebspunktes erforderliche Volumen (Vist neu) der Hydraulikflüssigkeit unterhalb eines vorgegebenen Betriebspunktes über die Drehwinkelregelung und oberhalb des vorgegebenen Betriebspunktes über eine, von dem Druck-/ Winkelregler 12 ausgeführten Druckregelung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelregelung und die Druckregelung im Bereich des vorgegebenen Betriebspunktes überlagert werden.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebener Betriebspunkt ein Tastpunkt (TP) einer Kupplung (2) verwendet wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Volumens (V) der Hydraulikflüssigkeit eine kalkulierte Leckage (VLeCk) berücksichtigt wird.
8. Verfahren zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, welcher eine hydraulische Aktoranordnung (1 ) umfasst, bei der eine Volumenstromquelle (3) über eine, mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckleitung (4) mit einem Hydraulikzylinder (5) verbunden ist, wobei ein Volumen (V) der Hydraulikflüssigkeit über die Volumenstromquelle (3) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen ((Vist neu) der Hydraulikflüssigkeit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen (Vist neu) der Hydraulikflüssigkeit als Vorsteuerwert in einem Regelkreis verwendet wird, der eine Position und/oder einen Druck der Kupplung (2) mittels der hydraulischen Aktoranordnung (1 ) regelt.
10. Hydraulische Aktoranordnung, vorzugsweise für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend eine, von einem Motor (9) angetriebene Volumenstromquelle (3), welche über eine Druckleitung (4) mit einem Hydraulikzylinder (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Motor (9) und/oder der Volumenstromquelle (3) ein Winkelsensor (10) zur Messung eines Drehwinkels (cpist) des Motors (9) oder der Volumenstromquelle (3) zur Bereitstellung einer Eingangsgröße für eine Betriebspunktadaption der Aktoranordnung (1 ) angeordnet ist, welcher mit einer Betriebspunktadaptionseinheit (210) verbunden ist.
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