WO2016193263A1 - Vorrichtung und verfahren zum ansteuern eines hydraulischen systems für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ansteuern eines hydraulischen systems für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2016193263A1 PCT/EP2016/062264 EP2016062264W WO2016193263A1 WO 2016193263 A1 WO2016193263 A1 WO 2016193263A1 EP 2016062264 W EP2016062264 W EP 2016062264W WO 2016193263 A1 WO2016193263 A1 WO 2016193263A1
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Gerald BEHRENDT
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F02D2200/0604—Estimation of fuel pressure

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic control system for a motor vehicle.
  • the present invention relates to an apparatus and a method for driving a hydraulic system for a motor vehicle.
  • a fluid, a fluid energy machine in a hydraulic system in motor vehicles is in the automotive use of advantage in the operation of the pump / motor combination.
  • a first aspect of the present invention relates to a device for driving a hydraulic system for a Motor vehicle, the apparatus comprising: a be ⁇ woman on top device which is adapted to provide Minim ⁇ least a characteristic of an operating parameter of the hydrau ⁇ intermetallic system; a calculating device configured to calculate a system pressure based on the detected characteristic field by means of an effect chain analysis; and a controller configured to control the hydraulic system based on the calculated system pressure.
  • a high-pressure system for a motor vehicle comprising a hydraulic system and a device according to the first aspect of the present invention or according to any embodiment of the first aspect of the present invention.
  • a method for driving a hydraulic system for a motor vehicle, said Ver ⁇ drive comprising the steps of: providing Minim ⁇ least one of characteristics of an operating parameter of the hyd ⁇ raulischen system using a data providing apparatus; Calculating a system pressure based on the provided characteristic field by means of a calculation device; and driving the hydraulic system by means of a controller based on the system pressure.
  • the present invention advantageously allows to achieve a calculation of the electrical active power and the active factor by evaluating at least one characteristic of a Be ⁇ operating parameters.
  • mechanical operating parameters such as torque or speed
  • electrical operating parameters such as operating voltage or operating current
  • engine equations or even an active power surface can be used to determine a torque, for example at be ⁇ known speed, or other operating parameters and thus to calculate the mechanical power of the electric motor.
  • the present invention advantageously makes it possible to make characteristic curve fields that have been recorded using different measurement principles and methods via standardizations and data operations, such as summing or multiplying, portable. This allows an improvement of Motoradapti ⁇ ones.
  • the present invention advantageously allows the control current used for porting a software control is comparable and the measuring principles are subordinated, so that regardless of the measuring principle or other factors influencing the actual values of the effective motor current and the effective motor voltage and the effective factor or of the power factor and thus also effective, apparent and reactive power can be calculated or calculated.
  • control principles may include the Power ⁇ life or operating interval, and duty cycle, or tempera ⁇ turbutkeiten by the control.
  • the calculation device is designed to calculate the system pressure based on a characteristic field via a hydraulic power of a fluid energy machine of the hydraulic system. This allows light ⁇ advantageously an improved control of the fluid power machine of the hydraulic system.
  • the calculation means is adapted to calculate the system pressure based on a characteristic diagram of a flow of the hydraulic Sys tems ⁇ .
  • the data providing Stel ⁇ averaging means is adapted to provide as the at least one characteristic field characteristics of an operating parameter of the hy draulic ⁇ system.
  • the data provision device is designed to be used as the at least one characteristic field of the operating parameter Kennli ⁇ nien - i) an engine speed; or
  • Provision is made for the data providing apparatus is adapted to deploy the at least one of characteristics of the Radioparame ⁇ ters based on an active power surface of a Elek ⁇ tromotors a fluid energy machine of the hydraulic Sys ⁇ tems. This advantageously makes it possible to provide an improved calculation of the system pressure.
  • the data providing Stel ⁇ averaging means is adapted to provide at least two characteristic curves, and wherein said calculating means is adapted to sum at least two characteristic curves.
  • the calculation device is designed to calculate the system pressure based on an ambient temperature of the electric motor or a duration of use of the electric motor or on external operating data.
  • External operating data may include data about a fuel temperature, a fuel type or a Kraft ⁇ material Eigenart.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for actuating a hydraulic system for a motor vehicle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a flow chart of a method for driving a hydraulic system for a motor vehicle according to another embodiment of the present invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of a Kennlinienfel ⁇ according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a Kennlinienfel ⁇ according to another embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a schematic representation of a Kennlinienfel ⁇ according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a schematic illustration of a functional block diagram of a method for calculating the Sys ⁇ temdrucks according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a schematic illustration of a functional block diagram of a method for calculating the Sys ⁇ temdrucks according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a schematic illustration of a functional block diagram of a method for calculating the Sys ⁇ temdrucks according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a schematic illustration of a functional block diagram of a method for calculating the elec tric ⁇ performance based on sizes available according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a schematic illustration of a functional block diagram of a method for calculating the Sys ⁇ temdrucks for a motor vehicle according to a wide ⁇ ren embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic representation of a power surface, electric-hydraulic, shown here by way of example in the form of a characteristic diagram for a motor vehicle according to a further embodiment of the present invention
  • Fig. 12 is a schematic illustration of a functional block diagram of a method for calculating the Sys ⁇ tem réelles for a motor vehicle according to a wide ⁇ ren embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for controlling a hydraulic system for a motor vehicle according to an embodiment of the present invention
  • the device 100 includes, for example, a characteristic preparation device 10, a calculation device 20, and a control device 30.
  • the characteristic provision device 10 can be designed to detect at least one characteristic field KF1, KFn of an operating parameter of the hydraulic system 120.
  • the characteristic providing means 10 can be, for example, be formed as a network interface, and as to ⁇ adapted to receive the at least one characteristic field KFl, KFn.
  • the characteristic detection device 10 may be formed as a memory module having a plurality of memory cells and be configured to store the at least one characteristic field KFl, KFn and read.
  • the characteristic curve detection device 10 may be configured to retrieve and provide a multiplicity of characteristic curve fields KF1, KFn for different hydraulic systems 120, for example by data transmission or by data storage.
  • the calculation device 20 is, for example, to be ⁇ sets to calculate a system pressure SYSD based on the detected characteristic field KFl, KFn.
  • the controller 30 may be configured to control the hydraulic system 120 based on the calculated system pressure SysD.
  • the control device 30 can be designed to store characteristic map KFl, KFn.
  • FIG. 1 shows a high-pressure system 200 for a motor vehicle, wherein the high-pressure system 200 comprises a hydraulic system 120.
  • the hydraulic system 120 may include an electric motor 120-2 with a fluid energy machine 120-1.
  • Fig. 2 shows a schematic illustration of a flow diagram ⁇ a method of driving an electric motor for a motor vehicle according to another embodiment of the present invention. The method for driving an electric motor for a
  • a Ratio- len Sl of at least one of characteristics KFl, KFn occurs an operating parameter of the hydraulic system 120 via ei ⁇ ner data providing apparatus 10th
  • a calculation is performed
  • a third step of the method is a driving
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a Kennli ⁇ nienfeldes according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a characteristic field KF1 of the effective motor current I_RMS via a current measured in the base point hunt as a function of a supply voltage or an engine speed. For example, the supply voltage for in the
  • the motor current I_RMS may be a motor current of an electric motor of the fluid energy machine of the hydraulic system 120.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a Kennli ⁇ nienfeldes according to another embodiment of the PRESENT invention.
  • the motor voltage U_RMS may be a motor voltage of an electric motor of the fluid energy of the hydraulic machine Sys tems ⁇ 120th
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an active ⁇ chain according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a chain of action which, starting from an electric power, is coupled into the electric motor which drives the fluid energy machine.
  • the active chain merges into that of mechanical power, which applies the electric engine, up to the hy- raulischen power, which brings the fluid energy machine ⁇ . With the aid of hydraulic power, it is then possible to determine the system pressure of the hydraulic system.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of a functional onsblockdiagramms a method of calculating the system ⁇ pressure according to a further embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a method of calculating the system pressure via physical sizes: Schat ⁇ advantage is shown the electrical system EL which provides electrical parameters of the electric motor as an output variable for further calculation.
  • FIG. 6 shows a representation for the calculation of the active electrical power on the basis of characteristic diagrams or alternatively also by electrical ratios. This makes possible now about z.
  • motor equations or even an active power surface WLO the engine torque, (thus, at known speed) so therefore to calculate the mechanical power.
  • the mechanical power can now be used to calculate the hydraulic power, ie pressure and flow.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of a functional onsblockdiagramms a method of calculating the system ⁇ pressure according to a further embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows an exemplary representation for calculating the system pressure versus physical quantities. Shown schematically is the power surface LO, which determines the hydraulic power directly from the electrical values, the step over the shaft power and the torque was skipped as the values metrologically are not available.
  • FIG. 7 further shows that even if the data are not present, the combination of both services can be performed in one step, and thus an efficiency surface from electrical power to hydraulic power can be used.
  • Fig. 8 shows a schematic representation of a function ⁇ onsblockdiagramms a method of calculating the system ⁇ pressure according to a further embodiment of the present invention.
  • Figs. 8 shows an exemplary diagram for calcu ⁇ voltage of the system pressure on physical variables: a module is shaded MO, which consists of speed and pressure the volume behavior of the pump stage is calculated, the volume is needed with the hydraulic power, and then to calculate the pressure in the shaded module.
  • Fig. 8 shows the return of the system pressure to the
  • FIG. 8 shows that the calculated quantity can be used again to adapt the calculations.
  • the hydraulic power of the pump depends on the input pressure, the pump speed, and the electrical power consumed by the pump.
  • FIGS. 6-8 show the step-by-step procedure for processing the chain of effects and the sequential calculation of the system pressure.
  • the Fig. 9 shows a schematic representation of a functional onsblockdiagramms a method for calculating the electrical power ⁇ rule based on the available sizes, according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 shows that for different control concepts, such. As block commutation, or sinusoidal commutation, the content of each conversion can change, even a formula-based solution for the calculation of rms values is possible.
  • Fig. 10 shows a schematic representation of a function ⁇ onsblockdiagramms a method of calculating the system ⁇ pressure for a motor vehicle according to another embodiment of the present invention. 10 shows a schematic representation of an active ⁇ chain, said pump of recognized data and stored characteristic diagrams, the effective power of the pump or Fluid energy machine can be calculated and based on it basis ⁇ the output hydraulic power of the pump or the fluid energy machine can be determined.
  • FIG. 11 shows a power surface , electrically hydraulic, shown here by way of example in the form of a characteristic diagram.
  • FIG. 11 shows a schematic representation of a diagram with the axis ranges x-axis: speed from 2000 -
  • Fig. 12 shows a schematic representation of a functional onsblockdiagramms a method of calculating the system ⁇ pressure for a motor vehicle according to another embodiment of the present invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zum Ansteuern eines hydraulischen Systems (120) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Datenbereitstellungseinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, mindestens ein Kennlinienfeld (KF1, …, KFn) eines Betriebsparameters des hydraulischen Systems (120) bereitzustellen; eine Berechnungseinrichtung (20), welche dazu ausgelegt ist, einen Systemdruck (SysD) basierend auf dem erfassten Kennlinienfeld (KF1, …, KFn) anhand einer Wirkkettenanalyse zu berechnen; und eine Steuerungseinrichtung (30), welche dazu ausgelegt ist, basierend auf dem berechneten Systemdruck (SysD) das hydraulische System (120) anzusteuern.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern eines hydraulischen Systems für ein Kraftfahrzeug
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydrauliksteuerung für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern eines hydraulischen Systems für ein Kraftfahrzeug.
Technischer Hintergrund
Die Berechnung des Systemdrucks oder des Betriebsmitteldrucks eines Betriebsmittels, d. h. eines Fluides, einer Fluid- energiemaschine in einem hydraulischen System in Kraftfahrzeugen ist beim automotiven Einsatz von Vorteil beim Betrieb der Pumpe/Motor Kombination.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes¬ serte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Ansteu¬ ern eines hydraulischen Systems für ein Kraftfahrzeug bereit¬ zustellen .
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ansteuern eines hydraulischen Systems für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Datenbe¬ reitstellungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, mindes¬ tens ein Kennlinienfeld eines Betriebsparameters des hydrau¬ lischen Systems bereitzustellen; eine Berechnungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, einen Systemdruck basierend auf dem erfassten Kennlinienfeld anhand einer Wirkkettenanalyse zu berechnen; und eine Steuerungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, basierend auf dem berechneten Systemdruck das hydraulische System anzusteuern.
Nach einem weiteren, zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hochdrucksystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei das Hochdrucksystem ein hydraulische System und eine Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Er- findung oder nach einer beliebigen Ausführungsform des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung umfasst.
Nach einem weiteren, dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern eines hydraulischen Systems für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei das Ver¬ fahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen von mindes¬ tens einem Kennlinienfeld eines Betriebsparameters des hyd¬ raulischen Systems mittels einer Datenbereitstellungseinrichtung; Berechnen eines Systemdrucks basierend auf dem bereit- gestellten Kennlinienfeld mittels einer Berechnungseinrichtung; und Ansteuern des hydraulischen Systems mittels einer Steuerungseinrichtung basierend auf dem Systemdruck.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, eine Be- rechnung der elektrischen Wirkleistung und des Wirkfaktors durch Auswerten von mindestens einem Kennlinienfeld eines Be¬ triebsparameters zu erreichen.
Dabei können mechanische Betriebsparameter, wie etwa Drehmo- ment oder Drehzahl, oder elektrische Betriebsparameter, wie etwa Betriebsspannung oder Betriebsstrom, eines Elektromotors verwendet werden. Ferner können Motorgleichungen oder auch eine Wirkleistungsoberfläche verwendet werden, um ein Drehmoment, etwa bei be¬ kannter Drehzahl, oder sonstige Betriebsparameter zu bestimmen und somit die mechanische Leistung des Elektromotors zu errechnen .
Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung vorteilhaft, Kennlinienfelder, welche mit unterschiedlichen Messprinzipien und Methoden erfasst worden sind über Normierungen und Datenoperationen, wie Summieren oder Multiplizieren, portierbar zu gestalten. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Motoradapti¬ onen .
Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung vorteilhaft, dass der verwendete Steuerstrom für die Portierung einer Software- Steuerung vergleichbar wird und die Messprinzipien untergeordnet werden, so dass unabhängig vom Messprinzip oder sonstigen Einflussfaktoren die tatsächlichen Werte des Effektiv- Motorstroms und der Effektiv-Motorspannung sowie des Wirkfaktors bzw. des Powerfaktors und damit auch Wirk-, Schein- und Blindleistung errechnet werden oder errechenbar sind.
Für abweichende Ansteuerungsprinzipien werden auch weitere Faktoren berücksichtigt . Zum Beispiel denkbar sind Einschalt¬ dauer oder Betriebsintervall, auch Dutycycle, oder Tempera¬ turabhängigkeiten seitens der Ansteuerung.
Vorteilhaft ist die Übertragbarkeit auf reale RMS - Abkürzung für: Root Mean Sguare - Größen, welche eine Verwendung von Softwaremodulen in unterschiedlichen Geräten möglich macht, selbst wenn diese Größen nur durch unzureichende Verfahren gemessen werden. Für die Portierbarkeit sind dabei die kom¬ plexen Abhängigkeiten und Rückwirkungen durch den angeschlossenen Motor oder die angeschlossene Last in Form einer Blackbox, d. h. ein geschlossenes System unter Vernachlässigung des inneren Aufbaus, betrachtet worden, auf das wesentliche reduziert und durch simple Kennfelder betrachtet worden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen gekennzeichnet .
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Berechnungseinrichtung dazu ausgelegt ist, den Systemdruck basierend auf einem Kennli- nienfeld über eine hydraulische Leistung einer Fluidenergie- maschine des hydraulischen Systems zu berechnen. Dies ermög¬ licht vorteilhaft eine verbesserte Ansteuerung der Fluid- energiemaschine des hydraulischen Systems. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Berechnungseinrichtung dazu ausgelegt ist, den Systemdruck basierend auf einem Kennlinienfeld über einen Durchfluss des hydraulischen Sys¬ tems zu berechnen.
Dies ermöglicht vorteilhaft eine verbesserte Ansteuerung der Fluidenergiemaschine des hydraulischen Systems.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenbereitstel¬ lungseinrichtung dazu ausgelegt ist, als das mindestens eine Kennlinienfeld Kennlinien eines Betriebsparameters des hy¬ draulischen Systems bereitzustellen. In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Datenbereitstellungseinrichtung dazu ausgelegt ist, als das mindestens eine Kennlinienfeld des Betriebsparameters Kennli¬ nien - i) einer Motordrehzahl; oder
- ii) einer Wirkleistung; oder
- iii) eines Wirkfaktors; oder - iv) eines Drehmoments eines Elektromotors der Fluidenergiemaschine des hydrauli¬ schen Systems bereitzustellen.
Dies ermöglicht vorteilhaft, eine verbesserte Berechnung ba¬ sierend auf den angepassten Kennlinienfeldern zu ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgese- hen, dass die Datenbereitstellungseinrichtung dazu ausgelegt ist, das mindestens eine Kennlinienfeld des Betriebsparame¬ ters basierend auf einer Wirkleistungsoberfläche eines Elek¬ tromotors einer Fluidenergiemaschine des hydraulischen Sys¬ tems bereitzustellen. Dies ermöglicht vorteilhaft, eine ver- besserte Berechnung des Systemdrucks bereitzustellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenbereitstel¬ lungseinrichtung dazu ausgelegt ist, mindestens zwei Kennli- nienfelder bereitzustellen und wobei die Berechnungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die mindestens zwei Kennlinienfelder zu summieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung ist vorgesehen, dass die Berechnungseinrichtung dazu ausgelegt ist, den Systemdruck basierend auf einer Umgebungstemperatur des Elektromotors oder einer Einsatzdauer des Elektromotors oder auf externen Betriebsdaten zu berechnen. Externe Betriebsdaten können dabei Daten über eine Kraftstofftemperatur, eine Kraftstoffart oder eine Kraft¬ stoffeigenart umfassen.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung .
Kurze Beschreibung der Figuren
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der vorliegenden Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maß- stabsgetreu zueinander gezeigt
Es zeigen: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ansteuern eines hydraulischen Systems für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vor- liegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Ansteuern eines hydraulischen Systems für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Kennlinienfel¬ des gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Kennlinienfel¬ des gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Kennlinienfel¬ des gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Funktionsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des Sys¬ temdrucks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Funktionsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des Sys¬ temdrucks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Funktionsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des Sys¬ temdrucks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Funktionsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen der elek¬ trischen Leistung anhand von verfügbaren Größen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Funktionsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des Sys¬ temdrucks für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weite¬ ren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Leistungsoberfläche, elektrisch-hydraulisch, hier beispielhafte dargestellt in Form eines Kennfelds für ein Kraft¬ fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Funktionsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des Sys¬ temdrucks für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weite¬ ren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Aus führungsbeispielen
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszei- chen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Kompo¬ nenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist .
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrich- tung zum Ansteuern eines hydraulischen Systems für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Die Vorrichtung 100 umfasst beispielsweise eine Kennlinienbe- reitstellungseinrichtung 10, eine Berechnungseinrichtung 20, und eine Steuerungseinrichtung 30.
Die Kennlinienbereitstellungseinrichtung 10 kann dazu ausgelegt sein, mindestens ein Kennlinienfeld KFl, KFn eines Betriebsparameters des hydraulischen Systems 120 zu erfassen.
Die Kennlinienbereitstellungseinrichtung 10 kann beispielsweise als eine Netzwerkschnittstelle ausgebildet sein und da¬ zu ausgelegt sein, das mindestens eine Kennlinienfeld KFl, KFn zu empfangen.
Ferner kann die Kennlinienerfassungseinrichtung 10 als ein Speicherbaustein mit einer Vielzahl von Speicherzellen ausgebildet sein und dazu ausgebildet sein, das mindestens eine Kennlinienfeld KFl, KFn abzuspeichern und auszulesen. Dabei kann die Kennlinienerfassungseinrichtung 10 dazu ausgebildet sein, eine Vielzahl von Kennlinienfeldern KFl, KFn für unterschiedliche hydraulische Systeme 120 abzurufen und bereitzustellen, etwa per Datenübertragung oder durch Daten- speicherung.
Die Berechnungseinrichtung 20 ist beispielsweise dazu ausge¬ legt, einen Systemdruck SysD basierend auf dem erfassten Kennlinienfeld KFl, KFn zu berechnen.
Die Steuerungseinrichtung 30 kann dazu ausgelegt sein, basierend auf dem berechneten Systemdruck SysD das hydraulische System 120 anzusteuern. Die Steuerungseinrichtung 30 kann dazu ausgelegt sein, Kennlinienfelder KFl, KFn abzuspeichern.
Die Fig. 1 zeigt ein Hochdrucksystem 200 für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hochdrucksystem 200 ein hydraulisches System 120 umfasst.
Das hydraulische System 120 kann einen Elektromotor 120-2 mit einer Fluidenergiemaschine 120-1 umfassen. Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fluss¬ diagramms eines Verfahrens zum Ansteuern eines Elektromotors für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zum Ansteuern eines Elektromotors für ein
Kraftfahrzeug kann dabei folgende Verfahrensschritte umfas¬ sen :
Als ein erster Schritt des Verfahrens erfolgt ein Bereitstel- len Sl von mindestens einem Kennlinienfeld KFl, KFn eines Betriebsparameters des hydraulischen Systems 120 mittels ei¬ ner Datenbereitstellungseinrichtung 10. Als ein zweiter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Berechnen
52 eines Systemdrucks SysD basierend auf dem erfassten Kenn¬ linienfeld KFl, KFn mittels einer Berechnungseinrichtung 20.
Als ein dritter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Ansteuern
53 des hydraulischen Systems 120 mittels einer Steuerungseinrichtung 30.
Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kennli¬ nienfeldes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 3 zeigt ein Kennlinienfeld KFl des Effektiv-Motor- stroms I_RMS über einen im Fußpunktshunt gemessen Strom in Abhängigkeit einer Versorgungsspannung oder einer Motordrehzahl . Beispielsweise kann die Versorgungsspannung für das in der
Fig. 3 dargestellte Kennlinienfeld KFl Werte von 9 V oder von 16 V aufweisen.
Dabei kann der Motorstrom I_RMS ein Motorstrom eines Elektro- motors der Fluidenergiemaschine des hydraulischen Systems 120 sein .
Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Kennli¬ nienfeldes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung.
Die Fig. 4 zeigt ein Kennlinienfeld KF2 einer Effektiv-Motor- spannung U_RMS über eine Versorgungsspannung U_BATT in Abhängigkeit einer Motordrehzahl.
Beispielsweise kann die Motordrehzahl für das in der Fig. 4 dargestellte Kennlinienfeld KF2 Werte von 2000 rpm oder von 3000 rpm oder von 4000 rpm oder von 5000 rpm oder von 6000 rpm aufweisen, wobei eine höhere Motordrehzahl eine höhere Motorspannung U_RMS bei gleicher Versorgungsspannung U_BATT bedingen kann .
Dabei kann die Motorspannung U_RMS eine Motorspannung eines Elektromotors der Fluidenergiemaschine des hydraulischen Sys¬ tems 120 sein. Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Wirk¬ kette gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung .
Die Fig. 5 zeigt eine Wirkkette, welche ausgehend von einer elektrischen Leistung, welche in die Elektrokraftmaschine, welche die Fluidenergiemaschine antreibt, eingekoppelt wird.
Die Wirkkette geht über in diejenige mechanische Leistung, welche die Elektrokraftmaschine aufbringt, bis hin zur hyd- raulischen Leistung, welche die Fluidenergiemaschine auf¬ bringt. Mit Hilfe der hydraulischen Leistung lässt sich dann auch der Systemdruck des hydraulischen Systems bestimmen.
Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Funkti- onsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des System¬ drucks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung .
Die Fig. 6 zeigt eine Darstellung eines Verfahrens zur Be- rechnung des Systemdrucks über physikalische Größen: Schat¬ tiert dargestellt ist das elektrische System EL, welches elektrische Größen des Elektromotors als Ausgangsgröße für die weitere Berechnung zur Verfügung stellt . Die Fig. 6 zeigt eine Darstellung zur Berechnung der elektrischen Wirkleistung anhand von Kennfeldern oder alternativ auch durch elektrische Verhältnismäßigkeiten. Dies ermöglicht nun über z. B. Motorgleichungen oder auch eine Wirkleistungsoberfläche WLO das Motor Drehmoment, (bei bekannter Drehzahl) somit also die mechanische Leistung zu errechnen. Mit Hilfe der Pumpengleichungen kann dann aus der mechanischen Leistung nun auch die hydraulische Leistung, also Druck und Durchfluss errechnet werden.
Die Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Funkti- onsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des System¬ drucks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung .
Die Fig. 7 zeigt eine beispielhafte Darstellung zur Errech- nung des Systemdrucks über physikalischen Größen: Schattiert dargestellt ist die Leistungsoberfläche LO, welche direkt aus den elektrischen Werten die hydraulische Leistung ermittelt, der Schritt über die Wellenleistung und das Drehmoment wurde übersprungen, da die Werte messtechnisch nicht verfügbar sind.
Die Fig. 7 zeigt weiterhin, dass auch bei nicht vorliegenden Daten die Kombination beider Leistungen in einem Schritt vorgenommen werden kann und somit eine Wirkungsgradoberfläche von elektrischer Leistung zu hydraulischer Leistung verwendet werden kann. Insbesondere wenn die einzelnen Motordaten nicht genau bekannt sind oder sich nicht ermitteln lassen, ist die Verwendung dieser Kombination sinnvoll. Die Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Funkti¬ onsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des System¬ drucks gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung . Die Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Darstellung zur Errech¬ nung des Systemdrucks über physikalische Größen: Schattiert dargestellt ist ein Modul MO, welches aus Drehzahl und Druck das Volumenverhalten der Pumpenstufe errechnet, das Volumen wird mit der hydraulischen Leistung benötigt, um dann in dem ebenfalls schattierten Modul den Druck zu errechnen. Die Fig. 8 zeigt die Rückführung des Systemdrucks auf das
System bzw. die zugrundeliegende Wirkkette, welche Abhängig¬ keiten der gemessenen Größen vom Systemdruck darstellt. Die Fig. 8 zeigt, dass die errechnete Größe wieder zur Anpassung der Berechnungen genutzt werden kann. Beispielsweise gilt für die Leistungsoberfläche LO der Pumpe, dass die hydraulische Leistung der Pumpe von dem Eingangsdruck, der Pumpendrehzahl und der von der Pumpe verbrauchten elektrischen Leistung abhängt . Die Fig. 6 - 8 zeigen die schrittweise Vorgehensweise beim Abarbeiten der Wirkkette und das seguentielle Berechnen des Systemdrucks .
Die Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Funkti- onsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen der elektri¬ schen Leistung anhand von verfügbaren Größen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 9 zeigt, dass für unterschiedliche Ansteuerkonzepte, wie z. B. Blockkommutierung, oder Sinuskommutierung der Inhalt der einzelnen Umrechnungen sich verändern kann, auch eine formelbasierte Lösung für die Berechnung von rms Werten ist möglich. Die Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Funkti¬ onsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des System¬ drucks für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Figur 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Wirk¬ kette, wobei über erfasste Pumpendaten und über abgespeicherte Kennlinienfelder die Wirkleistung der Pumpe bzw. der Fluidenergiemaschine berechnet werden kann und darauf basie¬ rend die abgegebene hydraulische Leistung der Pumpe bzw. der Fluidenergiemaschine bestimmt werden kann. Die Fig. 11 zeigt eine Leistungsoberfläche, elektrisch¬ hydraulisch, hier beispielhafte dargestellt in Form eines Kennfelds .
Die Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Dia- gramms mit den Achsenbereichen x-Achse : Drehzahl von 2000 -
6500 rpm (Pumpendrehzahl), y-Achse: Wirkungsgrad 0,1 - 0,3 in 1/100 %, und z-Achse: Druck 1,0 - 4,0 in Bar.
Die Darstellung zeigt, dass die verwendete Pumpe einen Wir- kungsgrad elektrisch zu hydraulisch von ca. 10 % - 30 % hat, wobei der Wirkungsgrad hier von den hydraulischen Bedingungen abhängig ist. Diese Abhängigkeit bedarf einer weiteren Rückführung vom errechneten Systemdruck. Als Ergebnis folgt die hydraulische Leistung als numerischer Wert, welcher mit Hilfe einer Umrechnungsformel in den Druck umgerechnet wird.
Die Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Funkti- onsblockdiagramms eines Verfahrens zum Berechnen des System¬ drucks für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise mo¬ difizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend" und „auf¬ weisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele be¬ schrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können.
Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Vorrichtung (100) zum Ansteuern eines hydraulischen Systems (120) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfas st :
- eine Datenbereitstellungseinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, mindestens ein Kennlinienfeld (KFl,
KFn) eines Betriebsparameters des hydraulischen Systems (120) bereitzustellen;
- eine Berechnungseinrichtung (20), welche dazu ausge¬ legt ist, einen Systemdruck (SysD) basierend auf dem erfassten Kennlinienfeld (KFl, KFn) anhand einer Wirkkettenanalyse zu berechnen; und
- eine Steuerungseinrichtung (30), welche dazu ausge¬ legt ist, basierend auf dem berechneten Systemdruck (SysD) das hydraulische System (120) anzusteuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, den Systemdruck (SysD) basierend auf einem Kennlinienfeld (KFl, KFn) über eine hydraulische Leistung einer Fluidenergiemaschine (120-1) des hydraulischen Systems (120) zu berechnen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Berechnungseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, den Systemdruck (SysD) basierend auf einem Kennlinienfeld (KFl, KFn) über einen Durchfluss des hydraulischen Systems (120) zu berechnen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Datenbereitstellungseinrichtung (10) dazu ausgelegt ist, als das mindestens eine Kennlinien¬ feld (KFl, KFn) Kennlinien eines Betriebsparameters des hydraulischen Systems (120) bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Datenbereitstellungseinrichtung (10) dazu ausgelegt ist, als das min- destens eine Kennlinienfeld (KFl, KFn) des Betriebs¬ parameters Kennlinien
- i) einer Motordrehzahl; oder
- ii) einer Wirkleistung; oder
- iii) eines Wirkfaktors (cos_phi) ; oder
- iv) eines Drehmoments
eines Elektromotors (120-2) der Fluidenergiemaschine (120-1) des hydraulischen Systems (120) bereitzustellen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Datenbereitstellungseinrichtung (10) dazu ausgelegt ist, das mindestens eine Kennlinienfeld (KFl, KFn) des Betriebsparameters basierend auf einer Wirkleistungsoberfläche (WLO) eines Elektromotors (120- 2) einer Fluidenergiemaschine (120-1) des hydraulischen Systems (120) bereitzustellen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei die Datenbereitstellungseinrichtung (10) dazu ausgelegt ist, mindestens zwei Kennlinienfelder (KFl, KFn) bereitzustellen und wobei die Berechnungseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, die mindestens zwei Kennlinienfelder (KFl, KFn) zu summieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Berechnungseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, den Systemdruck (SysD) basierend auf einer Umgebungstemperatur des hydraulischen Systems (120) oder einer Einsatzdauer des hydraulischen Systems (120) oder auf externen Betriebsdaten zu berechnen.
Hochdrucksystem (200) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hochdrucksystem (200) ein hydraulisches System (120) und eine Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 umfasst. Verfahren zum Ansteuern eines hydraulischen Systems (120) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren folgen¬ de Schritte umfasst:
- Bereitstellen (Sl) von mindestens einem Kennlinienfeld (KFl, KFn) eines Betriebsparameters des hy¬ draulischen Systems (120) mittels einer Datenbereit¬ stellungseinrichtung (10);
- Berechnen (S2) eines Systemdrucks (SysD) basierend auf dem bereitgestelltem Kennlinienfeld (KFl, KFn) mittels einer Berechnungseinrichtung (20); und
- Ansteuern (S3) des hydraulischen Systems (120) mit¬ tels einer Steuerungseinrichtung (30) basierend auf dem Systemdruck (SysD) .
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