WO2018192621A1 - Verfahren zur einstellung eines betriebspunktes einer hydraulischen aktoranordnung - Google Patents

Verfahren zur einstellung eines betriebspunktes einer hydraulischen aktoranordnung Download PDF

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WO2018192621A1
WO2018192621A1 PCT/DE2018/100348 DE2018100348W WO2018192621A1 WO 2018192621 A1 WO2018192621 A1 WO 2018192621A1 DE 2018100348 W DE2018100348 W DE 2018100348W WO 2018192621 A1 WO2018192621 A1 WO 2018192621A1
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load
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determined
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Andre SCHAUER
Marco Grethel
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2500/302—Signal inputs from the actuator
    • F16D2500/3024—Pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for setting an operating point of a hydraulic actuator arrangement comprising an electric motor, in which a volume flow source is connected to a load to be controlled via a pressure line filled with a hydraulic fluid, the operating point of the load being dependent on the load a volume of the hydraulic fluid is adjusted and the required for setting the operating point volume of the hydraulic fluid by means of a rotation angle of the volumetric flow source and / or the volume flow source driving electric motor is piloted.
  • Hydraulic actuator arrangements are used in various ways, especially in motor vehicles. Thus, 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 the hydraulic actuator assembly, the operating points are subject to changes that must be compensated during operation. All functions that have to perform such a hydraulic actuator arrangement, characterized by the fact that they usually have at least one so-called low load range with a "flat part characteristic" to be traversed as quickly as possible and at least one so-called high load range with a "steep part characteristic” , which should be approached as precisely as possible.
  • the invention has for its object to provide a method for setting an operating point, in which the disadvantages described are suppressed.
  • this object is achieved in that all operating points occurring over the entire operating range of the load to be controlled are precontrolled by means of the volume control which is dependent on the angle of rotation of the volumetric flow source and / or the electric motor driving the volumetric flow source and the determined volume is determined by an actuation pressure which is in the Pressure line is determined, is plausibility.
  • This has the advantage that the control of an operating point of the load in the flat and in the steep branch of the operating characteristic of the load as a function of the angle of rotation of the volume flow source or the electric motor driving the volume flow source can be set very accurately.
  • the additional pressure measurement in the load makes it possible to determine an exact relationship between the angle of rotation and the actuating pressure for the entire system. With the exact knowledge of the relationship between the angle of rotation and pressure of the actuator system can be reliably adjusted as the resulting manipulated variable an actuating force of the actuator assembly.
  • control of the operating point of the load is carried out as a function of the angle of rotation via a load point control.
  • the volume control thus adapts the operating point specified by the load point control to the current conditions in the actuator arrangement.
  • the exact volume displaced by the volume flow source is determined from a volume that is geometrically displaced by the volume flow source over the rotation angle and the time.
  • the volume is determined by a toothing of an external gear pump used as a volume flow source.
  • a rotation angle can be set particularly precisely, whereby angle steps ⁇ 1% can be specified.
  • an operating point-dependent desired volume determined by the load point control is supplied together with a volume correction value to the volume control operating as operating point precontrol.
  • a pre-control of the operating point can be set, which is a highly accurate determination of the manipulated variable of the electromobility gate, which is output from the volume control, so that the operating point for the load can be set with high precision.
  • the volume correction value is determined in a volume adaptation, by means of which the volume correction value from a leakage and / or a volume intake through the pressure line and the load is determined from the volume that is geometrically displaced by the volume flow source over the rotation angle and the time.
  • the volume correction value is determined from a constant leakage and / or a pressure-dependent leakage.
  • the consideration of the pressure-dependent leakage allows a particularly differentiated volume correction, since only leaks that occur at given pressures are taken into account.
  • the constant and the pressure-dependent leakage are possible with the exact knowledge of the physical properties of the volume flow source as well as the load to be operated.
  • the leakage is determined as a function of a pressure and / or a temperature and / or wear of the actuator arrangement.
  • this leakage can be determined periodically via a leakage adaptation method, whereby the operating point precontrol can be regulated even more precisely.
  • the pressure value determined in the pressure line is corrected in a load point adaptation, and the corrected pressure value of the volume control is supplied for checking the plausibility of the rotational angle-dependent volume determined by the volume control.
  • the load point adaptation is performed periodically. This ensures that the plausibility of the rotation angle-dependent determined volume is carried out continuously.
  • the volume displaced by the volumetric flow source is considered to be a pulsating or an average volume stroke.
  • This volume stroke results spe from the use of the external gear pump, which according to its design has a defined displaced volume over the angle of rotation.
  • FIG. 3 shows a pressure or volume behavior of a clutch actuation system to be triggered over time.
  • the actuation system includes transmission actuators for vehicles. Under gear actuators hereby electromotive driven actuators are to be understood that perform at least one of the following functions in the transmission: non-positive or positive torque flows connect or disconnect, translations between a drive (internal combustion engine) and output (wheel) change and prevent unintentional rolling away of the vehicle.
  • a hydraulic clutch actuation system 1 is to be considered, which is actuated via a hydraulic external gear pump 2.
  • the external gear pump 2 is driven by an electric motor 3.
  • a hydraulic fluid is sucked from a reservoir 4 via a supply line 5 and conveyed via a pressure line 6 into the clutch actuation system 1.
  • a rotational angle of the external gear pump 2 and the actuation pressure in the pressure line 6 to the clutch actuation system 1 are detected by way of a sensor system.
  • the rotational angle q> Act of the electric motor 3 is thereby detected by an angle sensor 7, preferably a rotor position sensor, while the applied actuating pressure pAct in the pressure line 6 is determined by a pressure sensor 8.
  • each toothing of the external gear pump 2 has according to the design of the toothing a defined displaced volume 13 above the rotation angle cp. This is shown in Fig. 2 in more detail. Will that be Depending on the accuracy requirements for the operating point determination, either the information of the exact pulsating volume stroke 14 over the angle of rotation or an average volume 15 be used above the rotation angle for the determination of the operating point.
  • the output from the load point control 10 target volume V so n and the currently measured by the sensor 7 rotation angle c Act is the volume control 9, respectively.
  • the actual angle of rotation c Act is supplied to a volume adaptation 11, which at the same time transmits the temperature T of the clutch actuation system 1.
  • the volume adaptation 11 determines a constant and a pressure-dependent leakage on the basis of the current rotation angle (p ac t), since the geometrically displaced volume VAct is subject to such a leakage over the rotation angle ⁇ and the time t of the external gear pump 2. Simultaneously, in the clutch actuation system 1 and the pressure line 6, a volume of the hydraulic fluid is taken up, which is not available to the volume control 9.
  • volume control 9 This constant leakage determined by the physical geometry of the clutch actuation system 1 and the pressure-dependent leakage caused by different pressures and the volume intake of the clutch actuation system 1 become a volume correction factor VKorr summarized and transmitted to the volume control 9.
  • the volume control 9 generates as a resultant manipulated variable a voltage U, with which the electric motor 3 drives the external gear pump 2, whereby the corresponding clutch actuation force for the Kupp actuation system 1 is set.
  • volume adaptation 11 it is additionally possible to periodically determine via a leakage adaptation method how the leakage changes as a function of pressure, temperature and / or wear of the clutch actuation system 1. By integrating into the Bestim tion of the volume correction value thus the accuracy of the resulting manipulated variable is increased.
  • a precise relationship between rotation angle ⁇ and actuation pressure p can be determined for the entire system.
  • the loadpoint controller 10 knows an initial measurement of the system and uses stored characteristic values to determine the setpoint pressure psoii for the corresponding load point.
  • the actuation pressure p is periodically adapted via a load point adaptation 12, which is supplied to the actuation pressure psoii predetermined by the load point control, the corrected actuation pressure ⁇ ⁇ also being supplied to the volume control 9 for determining the manipulated variable.
  • the load point adaptation 12 adapts over lifetime changes of the hydraulic path and determines a new volume to pressure ratio. Within the volume control 9, the corrected actuation pressure pK 0rr is used to check the plausibility of the volume VAGI determined by the angle of rotation.
  • FIG. 3 shows a diagram representing the actuating pressure pAct and the volume VA G I of the hydraulic fluid over time t.
  • the curve pAct shows the behavior of the actuating pressure p over the time t
  • the curve VA G I illustrates the change in volume over the rotation angle ⁇ by the volume control 9.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Betriebspunktes einer einen Elektromotor umfassenden hydraulischen Aktoranordnung, bei welcher eine Volumenstromquelle (2) über eine mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckleitung (6) mit einer zu steuernden Last (1) verbunden ist, wobei der Betriebspunkt der Last (1) in Abhängigkeit eines Volumens (VAct) der Hydraulikflüssigkeit eingestellt wird und das zur Einstellung des Betriebspunktes erforderliche Volumen (VAct) der Hydraulikflüssigkeit mit Hilfe eines Drehwinkels (φ>Act) der Volumenstromquelle (2) und/oder des die Volumenstromquelle antreibenden Elektromotors (3) vorgesteuert wird. Bei einem Verfahren, bei welchem über den gesamten Betriebsbereich der Last eine zuverlässige Vorsteuerung des Betriebspunktes ermöglicht wird, werden alle sich über den gesamten Betätigungsbereich der zu steuernden Last (1) auftretenden Betriebspunkte mittels der vom Drehwinkel (φ>Act) der Volumenstromquelle (2) und/oder des die Volumenstromquelle (2) antreibenden Elektromotors (3) abhängigen Volumenregelung (9) vorgesteuert und das ermittelte Volumen (VAct) durch einen Betätigungsdruck (pAct), der in der Druckleitung (6) bestimmt wird, plausibilisiert.

Description

Verfahren zur Einstellung eines Betriebspunktes einer hydraulischen Aktoranordnung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Betriebspunktes einer einen Elektromotor umfassenden hydraulischen Aktoranordnung, bei welcher eine Volumenstromquelle über eine mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckleitung mit einer zu steuernden Last verbunden ist, wobei der Betriebspunkt der Last in Abhängigkeit eines Volumens der Hydraulikflüssigkeit eingestellt wird und das zur Einstellung des Betriebspunktes erforderliche Volumen der Hydraulikflüssigkeit mit Hilfe eines Drehwinkels der Volumenstromquelle und/oder des die Volumenstromquelle antreibenden Elektromotors vorgesteuert wird.
Hydraulische Aktoranordnungen werden insbesondere in Kraftfahrzeugen vielfältig eingesetzt. So können sie zum Betätigen einer Reibungskupplung oder zum automatischen Einlegen von Gängen in automatisierten Getrieben angewendet 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 der hydraulischen Aktoranordnung unterliegen die Betriebspunkte jedoch Änderungen, die während des Betriebes ausgeglichen werden müssen. Alle Funktionen, die eine solche hydraulische Aktoranordnung ausführen muss, zeichnen sich dadurch aus, dass sie in der Regel mindestens einen sogenannten Niederlastbereich mit einer „flachen Teilkennlinie" aufweisen, der möglichst schnell durchfahren werden soll und mindestens einen sogenannten Hochlastbereich mit einer„steilen Teilkennlinie", der möglichst präzise angefahren werden soll.
Aus der DE 10 2015 204 383 A1 ist ein Verfahren zur Einstellung und Adaption eines Betriebspunktes einer hydraulischen Aktoranordnung bekannt, bei welchem durch das Fördern eines Volumens eine Last betätigt wird. Im flachen Ast einer Betätigungskennlinie wird ein Betriebspunkt über eine Drehwinkel-/Volumen-Regelung eingesetzt. Zu Beginn des steilen Astes wird die Drehwinkel-/Volumen-Regelung durch eine Druckregelung ersetzt, wobei über eine Drucksensorik der Druck im Betriebspunkt eingestellt wird. Nachteilig dabei ist, dass die Regelung von einer genauen Umschaltung zwischen der Drehwinkel-/Volumen-Regelung und der Druckregelung abhängt, um eine präzise Ansteuerung des Betriebspunktes in dem steilen Ast der Betätigungskennlinie zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einstellung eines Betriebspunktes anzugeben, bei welchem die beschriebenen Nachteile unterbunden werden. Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass alle sich über den gesamten Betätigungsbereich der anzusteuernden Last auftretenden Betriebspunkte mittels der vom Drehwinkel der Volumenstromquelle und/oder des die Volumenstromquelle antreibenden Elektromo- tors abhängigen Volumenregelung vorgesteuert werden und das ermittelte Volumen durch einen Betätigungsdruck, der in der Druckleitung bestimmt wird, plausibilisiert wird. Dies hat den Vorteil, dass die Ansteuerung eines Betriebspunktes der Last im flachen sowie im steilen Ast der Betätigungskennlinie der Last in Abhängigkeit des Drehwinkels der Volumenstromquelle bzw. des die Volumenstromquelle antreibenden Elektromotors sehr genau einstellbar ist. Die zusätzliche Druckmessung in der Last ermöglicht die Ermittlung eines für das Gesamtsystem genauen Zusammenhangs zwischen Drehwinkel und Betätigungsdruck. Mit der genauen Kenntnis des Zusammenhangs von Drehwinkel und Druck des Aktorsystems kann so als resultierende Stellgröße eine Betätigungskraft der Aktoranordnung zuverlässig eingestellt werden.
Vorteilhafterweise wird die Ansteuerung des Betriebspunktes der Last in Abhängigkeit des Drehwinkels über eine Lastpunktregelung vorgenommen. Durch die Volumenregelung wird somit der durch die Lastpunktregelung vorgegebene Betriebspunkt an die aktuellen Verhältnisse in der Aktoranordnung angepasst.
In einer Ausgestaltung wird das genaue durch die Volumenstromquelle verdrängte Volumen aus einem geometrisch durch die Volumenstromquelle verdrängten Volumen über dem Drehwinkel und der Zeit bestimmt wird. Dadurch ist eine hochgenaue Volumeneinstellung möglich. In einer Ausführungsform wird das Volumen durch eine Verzahnung einer als Volumenstromquelle verwendeten Außenzahnradpumpe bestimmt. Mittels einer solchen Außenzahnrad- pumpe lässt sich ein Drehwinkel besonders exakt einstellen, wobei Winkelschritte <1 % vorgegeben werden können. Somit lässt sich auch in den Hochlastbetriebspunkten bei vorhandener Systemkenntnis das Übertragungsverhältnis auf die Last exakt vorsteuern. Die Lastpunktän- derungen sind somit exakter vorzusteuern als es gemäß dem Stand der Technik durch das Drucksignal möglich ist.
In einer Variante ein von der Lastpunktregelung bestimmtes betriebspunktabhängiges Sollvolumen zusammen mit einem Volumenkorrekturwert der als Betriebspunktvorsteuerung arbei- tenden Volumenregelung zugeführt. Mit diesen Vorgaben lässt sich eine Vorsteuerung des Betriebspunktes einstellen, die eine hochgenaue Bestimmung der Stellgröße des Elektromo tors, die von der Volumenregelung ausgegeben wird, ermöglicht, so dass der Betriebspunkt für die Last hochgenau eingestellt werden kann. In einer Ausführungsform wird der Volumenkorrekturwert in einer Volumenadaption ermittelt, durch welche der Volumenkorrekturwert aus einer Leckage und/oder einer Volumenaufnahme durch die Druckleitung und die Last aus dem geometrisch durch die Volumenstromquelle verdrängten Volumen über dem Drehwinkel und der Zeit bestimmt wird. Durch die Berücksichtigung von Volumenverlusten aus Leckage und Volumenaufnahme durch die Druckleitung und durch die Last wird das zur Einstellung des Betriebspunktes zur Verfügung stehende Volumen der Hydraulikflüssigkeit ausreichend korrigiert, um eine genaue Betriebspunkteinstellung zu ermöglichen.
In einer Ausgestaltung wird der Volumenkorrekturwert aus einer konstanten Leckage und/oder eine druckabhängigen Leckage ermittelt. Die Berücksichtigung der druckabhängigen Leckage erlaubt dabei eine besonders differenzierte Volumenkorrektur, da hierbei nur Leckagen berücksichtigt werden, die bei vorgegebenen Drücken auftreten. Die konstante und die druckabhängige Leckage sind mithilfe der genauen Kenntnis der physikalischen Eigenschaften der Volumenstromquelle sowie der zu betätigten Last möglich.
In einer Weiterbildung wird die Leckage in Abhängigkeit eines Druckes und/oder einer Temperatur und/oder eines Verschleißes der Aktoranordnung bestimmt. Diese Leckage lässt sich zusätzlich über ein Leckageadaptionsverfahren periodisch ermitteln, wodurch die Betriebspunktvorsteuerung noch genauer geregelt werden kann.
In einer Ausgestaltung wird der in der Druckleitung bestimmte Druckwert in einer Lastpunktadaption korrigiert und der korrigierte Druckwert der Volumenregelung zur Plausibilisierung des von der Volumenregelung ermittelten drehwinkelabhängigen Volumens zugeführt. Mittels dieser drucküberwachten Betätigungskraftvorsteuerung auf Basis der exakt einstellbaren Drehwinkel ist eine zuverlässige Einstellung aller Betriebspunkte der Aktoranordnung möglich.
Vorteilhafterweise wird die Lastpunktadaption periodisch durchgeführt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Plausibilisierung des drehwinkelabhängig ermittelten Volumens kontinuierlich durchgeführt wird.
In einer Ausführungsform wird das durch die Volumenstromquelle verdrängte Volumen als pulsierender oder ein gemittelter Volumenhub betrachtet. Dieser Volumenhub ergibt sich spe ziell aus der Verwendung der Außenzahnradpumpe, welche entsprechend ihrer Auslegung ein definiertes verdrängtes Volumen über den Drehwinkel aufweist. 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 des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 Darstellung der Volumenförderung durch eine Außenzahnradpumpe,
Fig.3 Darstellung eines Druck- bzw. Volumenverhaltens eines anzusteuernden Kupp- lungsbetätigungssystems über der Zeit.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Betätigungssystem umfasst Getriebeaktoren für Fahrzeuge. Unter Getriebeaktoren sind hiermit elektromotorisch angetriebene Aktoren zu verstehen, die mindestens eine der folgenden Funktionen im Getriebe erfüllen: kraft- oder formschlüssige Momentenflüsse verbinden oder trennen, Übersetzungen zwischen einem Antrieb (Verbrennungsmotor) und Abtrieb (Rad) wechseln sowie ungewolltes Wegrollen des Fahrzeuges verhindern. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel soll ein hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem 1 betrachtet werden, welches über eine hydraulische Außenzahnradpumpe 2 betätigt wird. Die Außenzahnradpum- pe 2 wird über einen Elektromotor 3 angetrieben. Zur Betätigung der Außenzahnradpumpe 2 wird eine Hydraulikflüssigkeit aus einem Reservoir 4 über eine Zuleitung 5 angesaugt und über eine Druckleitung 6 in das Kupplungsbetätigungssystem 1 gefördert. Für die Ansteue- rung des Kupplungsbetätigungssystems 1 wird über eine Sensorik ein Drehwinkel der Außenzahnradpumpe 2 sowie der Betätigungsdruck in der Druckleitung 6 zum Kupplungsbetäti- gungssystem 1 erfasst. Der Drehwinkel q>Act des Elektromotors 3 wird dabei durch einen Winkelsensor 7, vorzugsweise einen Rotorlagesensor, detektiert, während der anliegende Betätigungsdruck pAct in der Druckleitung 6 durch einen Drucksensor 8 bestimmt wird.
Durch die Verwendung der Außenzahnradpumpe 2 lässt sich sehr genau das durch die Au- ßenradpumpe 2 verdrängte Volumen der Hydraulikflüssigkeit bestimmen. Jede Verzahnung der Außenzahnradpumpe 2 hat entsprechend der Auslegung der Verzahnung ein definiertes verdrängtes Volumen 13 über dem Drehwinkel cp. Dies ist in Fig. 2 näher dargestellt. Wird das Volumen 15, welches in den durch die Verzahnung gebildeten Kammern über die Drehwinkel φ gefördert wird, addiert, entsteht ein leicht pulsierender Volumenhub 14. Je nach Genauigkeitsanforderungen an die Betriebspunktbestimmung kann entweder die Information des genauen pulsierenden Volumenhubs 14 über dem Drehwinkel oder ein gemittelter Volumenhub 15 über dem Drehwinkel für die Bestimmung des Betriebspunktes genutzt werden.
Im Weiteren soll anhand von Fig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren im Einzelnen erläutert werden. Mittels einer als Betriebspunkvorsteuerung wirkenden Volumenregelung 9 wird aufgrund der Kenntnis des genauen verdrängten Volumens über den Drehwinkel q>Act eine hoch- genaue Ansteuerung eines Betriebspunktes über den gesamten Lastbereich des Kupplungs- betätigungssystems 1 ermöglicht. Diese Betriebspunktvorsteuerung erfolgt in Abhängigkeit des durch den Winkelsensor 7 erfassten Drehwinkels q>Act des Elektromotors 3 über eine Lastpunktregelung 10, die beispielsweise eine aktuelle Kupplungsposition Loadsp als Eingangssignal verarbeitet. Aus dem Eingangssignal werden in der Lastpunktregelung 10 ein Sollvolumen Vson und ein Betätigungsdruck psoii bestimmt, welche notwendig sind, um die Kupplung in eine gewünschte Position zu verschieben. Das von der Lastpunktsteuerung 10 ausgegebene Sollvolumen Vson sowie der aktuell durch den Sensor 7 gemessene Drehwinkel c Act wird der Volumenregelung 9 zugeführt. Darüber hinaus wird der aktuelle Drehwinkel c Act einer Volumenadaption 11 zugeführt, der gleichzeitig die Temperatur T des Kupplungsbetäti- gungssystems 1 übermittelt wird. Die Volumenadaption 11 bestimmt anhand des aktuellen Drehwinkels (pact eine konstante und eine druckabhängige Leckage, da das geometrisch verdrängte Volumen VAct über dem Drehwinkel φ und der Zeit t der Außenzahnradpumpe 2 einer solchen Leckage unterliegt. Gleichzeitig wird in dem Kupplungsbetätigungssystem 1 und der Druckleitung 6 ein Volumen der Hydraulikflüssigkeit aufgenommen, was der Volumenregelung 9 nicht zur Verfügung steht. Diese aus der physikalischen Geometrie des Kupplungsbetäti- gungssystems 1 bestimmte konstante Leckage sowie die durch unterschiedliche Drücke bedingte druckabhängige Leckage und die Volumenaufnahme des Kupplungsbetätigungssys- tems 1 werden zu einem Volumenkorrekturfaktor VKorr zusammengefasst und der Volumenregelung 9 übermittelt. Die Volumenregelung 9 erzeugt als resultierende Stellgröße eine Span- nung U, mit welcher der Elektromotor 3 die Außenzahnradpumpe 2 ansteuert, wodurch die entsprechende Kupplungsbetätigungskraft für das Kupplungsbetätigungssystem 1 eingestellt wird.
In der Volumenadaption 1 1 kann zusätzlich über ein Leckageadaptionsverfahren periodisch ermittelt werden, wie sich die Leckage in Abhängigkeit von Druck, Temperatur und/oder Verschleiß des Kupplungsbetätigungssystems 1 verändert. Durch die Integration in die Bestim mung des Volumenkorrekturwertes wird somit die Genauigkeit der daraus resultierenden Stellgröße erhöht.
Über eine zusätzliche Druckmessung, welche mit dem Drucksensor 8 in der Zuleitung 6 des Kupplungsbetätigungssystems 1 vorgenommen wird, kann für das Gesamtsystem ein genauer Zusammenhang zwischen Drehwinkel φ und Betätigungsdruck p ermittelt werden. Die Lastpunksteuerung 10 kennt eine initiale Vermessung des Systems und ermittelt über hinterlegte Kennwerte den Solldruck psoii für den entsprechenden Lastpunkt. Der Betätigungsdruck p wird dabei über eine Lastpunktadaption 12, der der von der Lastpunktregelung vorgegebene Betä- tigungsdruck psoii zugeführt wird, periodisch adaptiert, wobei der korrigierte Betätigungsdruck ΡΚΟΓΓ ebenfalls der Volumenregelung 9 zur Bestimmung der Stellgröße zugeführt wird. Die Lastpunktadaption 12 adaptiert über Lebensdaueränderungen der hydraulischen Strecke und bestimmt ein neues Verhältnis von Volumen zu Druck. Innerhalb der Volumenregelung 9 wird der korrigierte Betätigungsdruck pK0rr zur Plausibilisierung des durch den Drehwinkel bestimm- ten Volumens VAGI eingesetzt.
Durch diese drucküberwachte Betätigungskraft- Vorsteuerung auf der Basis von exakt stellbarem Drehwinkeln φ des Elektromotors 3 und adaptierten Winkel-/Weg- bzw. Winkel- /Volumenfunktionen und/oder Kennfeldern ist es möglich, mit hoher Genauigkeit Drehwinkel- schritte <1 ° für die Ansteuerung der Außenzahnradpumpe 2 vorzugeben.
In Fig. 3 ist ein Diagramm dargestellt, welches den Betätigungsdruck pAct und das Volumen VAGI der Hydraulikflüssigkeit über der Zeit t darstellt. Die Kurve pAct zeigt dabei das Verhalten des Betätigungsdruckes p über der Zeit t, während die Kurve VAGI die Volumenänderung über den Drehwinkel φ durch die Volumenregelung 9 verdeutlicht. Mit der Systemkenntnis des Übertragungsverhaltens, insbesondere der genauen Berechnung des geförderten Volumens durch die Außenzahnradpumpe 2 in Abhängigkeit von dem Drehwinkel φ ist es somit möglich, auch Hochlastbetriebspunkte, wie sie in Fig. 3 durch die Kurve PAct dargestellt sind, exakt vorzusteuern. Bezugszeichenliste
1 Kupplungsbetätigungssystem
2 Außenzahnradpumpe
3 Elektromotor
4 Reservoir
5 Zuleitung
6 Hydraulische Strecke
7 Winkelsensor
8 Drucksensor
9 Volumenregelung
10 Lastpunktregelung
11 Volumenadaption
12 Lastpunktadaption
13 Volumen
14 Pulsierender Volumenhub
15 Gemitteiter Volumenhub

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Einstellung eines Betriebspunktes einer einen Elektromotor umfassenden hydraulischen Aktoranordnung, bei welcher eine Volumenstromquelle (2) über eine mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckleitung (6) mit einer zu steuernden Last (1 ) verbunden ist, wobei der Betriebspunkt der Last (1 ) in Abhängigkeit eines Volumens (VAGI) der Hydraulikflüssigkeit eingestellt wird und das zur Einstellung des Betriebspunktes erforderliche Volumen (VAGI) der Hydraulikflüssigkeit mit Hilfe eines Drehwinkels (q>Act) der Volumenstromquelle (2) und/oder des die Volumenstromquelle antreibenden Elektromotors (3) vorgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass alle sich über den gesamten Betätigungsbereich der zu steuernden Last (1) auftretenden Betriebspunkte mittels der vom Drehwinkel (q>Act) der Volumenstromquelle (2) und/oder des die Volumenstromquelle (2) antreibenden Elektromotors (3) abhängigen Volumenregelung (9) vorgesteuert werden und das ermittelte Volumen (VAGI) durch einen Betätigungsdruck (pAct), der in der Druckleitung (6) bestimmt wird, plausibilisiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Betriebspunktes der Last (1) in Abhängigkeit des Drehwinkels (φ) über eine Lastpunktregelung (10) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genaue durch die Volumenstromquelle (2) verdrängte Volumen (VAGI) aus einem geometrisch durch die Volumenstromquelle (2) verdrängten Volumen über dem Drehwinkel (q>Act) und der Zeit (t) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen (VAC durch eine Verzahnung einer als Volumenstromquelle verwendeten Außenzahnradpumpe (2) bestimmt wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Lastpunktregelung (10) bestimmtes betriebspunktabhängiges Sollvolumen (VSOII) zusammen mit einem Volumenkorrekturwert (Vk0rr) der als Betriebspunktvorsteuerung arbeitenden Volumenregelung (9) zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenkorrekturwert (Vkorr) in einer Volumenadaption (1 1) ermittelt wird, durch welche der Volumenkorrekturwert (Vkorr) aus einer Leckage und/oder einer Volumenaufnahme durch die Druckleitung (6) und durch die Last (1) aus dem geometrisch durch die Volumenstromquelle (2) verdrängten Volumen (VAGI) über dem Drehwinkel (φ) und der Zeit (t) bestimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenkorrekturwert (Vkorr) aus einer konstanten Leckage und/oder einer druckabhängigen Leckage ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckage in Abhängigkeit eines Druckes und/oder einer Temperatur (T) und/oder eines Verschleißes der Aktoranordnung (1 ) bestimmt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Druckleitung (6) bestimmte Betätigungsdruck (pAct) in einer Lastpunktadaption (12) korrigiert wird und der korrigierte Betätigungsdruck (pkorr) der Volumenregelung (9) zur Plausibilisierung der von der Volumenregelung (9) ermittelten drehwinkelabhängigen Volumens (VAGI) zugeführt wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Volumenstromquelle (2) verdrängte Volumen (VAGI) als ein pulsierender oder ein gemittelter Volumenhub betrachtet wird.
PCT/DE2018/100348 2017-04-18 2018-04-13 Verfahren zur einstellung eines betriebspunktes einer hydraulischen aktoranordnung WO2018192621A1 (de)

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