DE102019214880A1 - Verfahren zum Überprüfen und/oder Korrigieren einer Temperatur eines Steuerventils - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Überprüfen und/oder Korrigieren einer Temperatur(Tv, Tv*)eines Steuerventils zum Ansteuern eines Schaltkolbens eines Schaltzylinders vorgeschlagen, wobei bei einer Bewegung des Schaltkolbens eine tatsächlich verwendete Luftmasse (m12) mit einer nach einem Ventilkennfeld(dmdt)erforderlichen Luftmasse(m12*)verglichen werden und wobei bei einer Differenz (Δm) zwischen den Luftmassen(m12, m12*)eine korrigierte Temperatur (Tν) des Steuerventils ermittelt wird. Ferner wird ein Steuergerät eines Fahrzeuges zum Durchführen eines Verfahrens zum Überprüfen und/oder Korrigieren einer Temperatur eines Steuerventils(Tv*)vorgeschlagen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen und/oder Korrigieren einer Temperatur eines Steuerventils zum Ansteuern eines Schaltkolbens eines Schaltzylinders eines Fahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät eines Fahrzeuges zum Durchführen des Verfahrens.
• Derartige Steuerventile zum Ansteuern von Schaltzylindern werden beispielsweise zum Betätigen von Schaltelementen bei Fahrzeugen eingesetzt. Die Schaltzylinder werden zum Aufbringen einer entsprechenden Ausrückkraft zum Betätigen der Schaltelemente mit Öl beaufschlagt.
• Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2014 219 536 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer Betätigungskraft eines Stellaktuators bekannt, dessen Stellbewegungen durch entsprechende Versorgung mit einem Arbeitsmedium mittels Betätigung von mindestens einem, dem Stellaktuator zugeordneten Steuerventil erzeugt werden. Die Betätigungskraft des Stellaktuators wird rechnerisch ermittelt. Um die rechnerische Ermittlung der Betätigungskraft mit niedrigem Aufwand durchführen zu können, wird über das mindestens eine Ventil je ein im Wesentlichen konstanter, dem Stellaktuator zu- und/oder aus dem Stellaktuator abgeführter Massenstrom an Arbeitsmedium eingestellt. Auf diese Weise erfolgt eine Abschätzung der Ausrückkraft an dem Schaltelement. Dabei wird über konstante Ansteuerfrequenz der Ventile ein konstanter Massenstrom über die gesamte Bewegung zum Öffnen und Schließen des Schaltelementes eingestellt. Wenn der Massenstrom konstant ist, lässt sich der Druck im Betätigungszylinder aus der linearen Gasgleichung berechnen, wobei der errechnete Druck proportional zur Ausrückkraft ist.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überprüfen und/oder Korrigieren einer Temperatur eines Steuerventils und ein Steuergerät eines Fahrzeuges zum Durchführen des Verfahrens bereitzustellen, um einen möglichen Temperatureinfluss zu eliminieren und damit die Ansteuerung des Steuerventils zu optimieren.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 7 gelöst. Vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie der Zeichnung.
• Somit wird ein Verfahren zum Überprüfen und/oder Korrigieren einer Temperatur eines Steuerventils zum Ansteuern eines Schaltkolbens eines Schaltzylinders vorgeschlagen. Um einen möglichen Temperatureinfluss zu eliminieren und die Ansteuerung des Steuerventils zu verbessern, ist vorgesehen, dass bei einer Bewegung des Schaltkolbens eine tatsächlich verwendete Luftmasse und eine nach einem Ventilkennfeld erforderliche beziehungsweise ermittelte Luftmasse verglichen werden und dass bei einer Differenz der Luftmassen eine korrigierte Temperatur des Steuerventils ermittelt wird.
• Auf diese Weise kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren die Ventiltemperatur als einschränkender Faktor in Betrieb des Steuerventils eliminiert werden. Demzufolge können aufgrund von zu hohen Temperaturen Schädigungen an dem Steuerventil verhindert werden. Des Weiteren kann die Ansteuerung des Steuerventils entsprechend angepasst werden, um bei höheren Temperaturen eine korrekte Ansteuerung sicherzustellen.
• Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens werden Ventilkennfelder ausgenutzt, die den Massenstrom über die Ansteuerungsfrequenz und dem Druckverhältnis am Steuerventil angeben. Diese bekannten Ventilkennfelder wurden bei einer gemessenen Temperatur des Steuerventils aufgenommen. Aus diesen Ventilkennfeldern lässt sich bei einer Bewegung des Schaltkolbens eine erforderliche Luftmasse ermitteln. Ferner kann bei einer Bewegung des Schaltkolbens eine tatsächlich verwendete Luftmasse ermittelt werden. Sobald eine Differenz zwischen den ermittelten Luftmassen vorliegt, kann eine entsprechende Temperaturabweichung von der in dem Ventilkennfeld verwendeten Temperatur ermittelt werden. Da es sich bei der veränderten Ventiltemperatur um einen proportionalen Zusammenhang handelt, kann eine entsprechend korrigierte Temperatur ermittelt werden.
• Demzufolge kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren das Ventilkennfeld über einen Proportionalfaktor zwischen Temperaturzunahme und Massenzunahme korrigiert werden. In vorteilhafterweise kann dadurch auch die Ansteuerfrequenz des Ventils entsprechend korrigiert werden, sodass die gesamte Qualität der Ansteuerung verbessert wird.
• Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Steuergerät eines Fahrzeuges zum Durchführen des vorbeschriebenen Verfahrens zur Überprüfung und/oder Korrektur einer Temperatur eines Steuerventils. Hieraus ergeben sich die bereits beschriebenen und weitere Vorteile.
• Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des vorgeschlagenen Verfahrens und des vorgeschlagenen Steuergerätes liegt bei der Ansteuerung von Schaltelementen, insbesondere von Kupplungen und Bremsen bei einem Fahrzeuggetriebe, um diese entsprechend öffnen und schließen zu können.
• Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt ein mögliches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen
  Verfahrens zum Überprüfen und gegebenenfalls Korrigieren einer Temperatur eines Steuerventils zum Ansteuern eines Schaltkolbens eines Schaltzylinders.
• Das vorgeschlagene Verfahren beginnt mit dem Verfahrensschritt A, in dem der Start erfolgt und ein Schaltkolben eines Schaltzylinders von einer Position 1 zu einer Position 2 bewegt wird.
• Im Rahmen eines nächsten Verfahrensschrittes B wird die benötigte Luftmasse m₁₂ nach folgender Gleichung berechnet: $$m_{12}=\left(p_2\cdot V_2-p_1\cdot V_1\right)\text{/}\left(R\cdot T_l\right)$$

  

  mit

p2 =

Druck an Position 2

V2 =

Arbeitsvolumen im Schaltzylinder an Pos2

p1 =

Druck an Position 1

V1 =

Arbeitsvolumen im Schaltzylinder an Pos1

R =

Gaskonstante

Tl =

Lufttemperatur

• In einem weiteren Verfahrensschritt C wird während der Bewegung des Schaltkolbens die Luftmasse $m_{12}^{*}$

  

  der gebrauchten beziehungsweise erforderlichen Luft nach dem hinterlegten Ventilkennfeld $\left(\frac{dm}{dt}\right)$

  

  nach folgender Gleichung berechnet: $$m_{12}^{*}={\displaystyle \int \left(\frac{dm}{dt}\right)\cdot dt}$$

  
• In einem Verfahrensschritt D wird eine Differenz Δm der vorher ermittelten Luftmassen m₁₂ , $m_{12}^{*}$

  

  nach folgender Gleichung berechnet: $$\Delta m=\left(m_{12}^{*}-m_{12}\right)\ne 0$$

  
• Wenn die Differenz Δm der Luftmassen m₁₂ , $m_{12}^{*}$

  

  0 ist, also kein Unterschied zwischen den berechneten Luftmassen m₁₂ , $m_{12}^{*}$

  

  vorliegt, wird in einem nächsten Verfahrensschritt E festgestellt, dass die Temperatur $T_v^{*}$

  

  des Steuerventils, der Temperatur entspricht, bei der die Ventilkennfelder $\left(\frac{dm}{dt}\right)$

  

  aufgenommen wurden, und demzufolge der Verfahrensschritt H beendet wird.
• Wenn die vorgenannte Gleichung ungleich 0 ist, also eine Differenz Δm zwischen den ermittelten Luftmassen m₁₂ , $m_{12}^{*}$

  

  auftritt, wird in einem nächsten Verfahrensschritt F die Temperatur $T_v^{*}$

  

  der Ventile beziehungsweise des Steuerventils nach folgender Gleichung bestimmt: $$T_v=T_v^{*}+k\cdot \Delta m$$

  

  mit
  T_ν = korrigierte Temperatur des Steuerventils
  

  

  = Temperatur des Steuerventils
  k = Proportionalfaktor zwischen Temperaturzunahme und der Massendifferenz
  Δm = Differenz der Luftmassen
• In einem folgenden Verfahrensschritt G wird eine eventuelle Korrektur des Ventilkennfeldes $\left(\frac{dm}{dt}\right)$

  

  nach folgenden Termen durchgeführt: $$\left(\frac{dm}{dt}\right)\cdot k$$

  
• Hierbei handelt es sich bei k um einen Proportionalfaktor zwischen der Temperaturzunahme und der Massendifferenz. Nach der Korrektur des Ventilkennfeldes $\left(\frac{dm}{dt}\right)$

  

  des Steuerventils wird das vorgeschlagene Verfahren im Verfahrensschritt H beendet.
• Bezugszeichenliste

A,B,C

Verfahrensschritt

D,E,F

Verfahrensschritt

G, H

Verfahrensschritt

k

Proportionalfaktor zwischen Temperaturzunahme und der Massendifferenz

m12

tatsächlich verwendete beziehungsweise berechnete Luftmasse

nach einem Ventilkennfeld erforderlichen Luftmasse

p1

Druck an Position 1

p2

Druck an Position 2

R

Gaskonstante

Tl

Lufttemperatur

Tν

Korrigierte Temperatur des Steuerventils

Temperatur des Steuerventils

V1

Arbeitsvolumen im Schaltzylinder an Pos1

V2

Arbeitsvolumen im Schaltzylinder an Pos2

Δm

Differenz der Luftmassen

Ventilkennfeld

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102014219536 A1 [0003]

Claims (7)

1. Verfahren zum Überprüfen und/oder Korrigieren einer Temperatur $$\left(T_{\nu },T_{\nu }^{*}\right)$$

   

   eines Steuerventils zum Ansteuern eines Schaltkolbens eines Schaltzylinders, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegung des Schaltkolbens eine tatsächlich verwendete Luftmasse (m₁₂) mit einer nach einem Ventilkennfeld $\left(\frac{dm}{dt}\right)$

   

   erforderlichen Luftmasse $\left(m_{12}^{*}\right)$

   

   verglichen wird und dass bei einer Differenz (Δm) zwischen den Luftmassen $\left(m_{12},m_{12}^{*}\right)$

   

   eine korrigierte Temperatur (T_ν) des Steuerventils ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächlich verwendete Luftmasse (m₁₂) nach folgender Gleichung ermittelt wird: $$m_{12}=\left(p_2\cdot V_2-p_1\cdot V_1\right)\text{/}\left(R\cdot T_l\right)$$

   

   mit p₂ = Druck an Position 2 V₂ = Arbeitsvolumen im Schaltzylinder an Pos2 p₁ = Druck an Position 1 V₁ = Arbeitsvolumen im Schaltzylinder an Pos1 R = Gaskonstante T_l = Lufttemperatur
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Ventilkennfeld $\left(\frac{dm}{dt}\right)$

   

   erforderliche Luftmasse $\left(m_{12}^{*}\right)$

   

   nach folgender Gleichung ermittelt wird: $$m_{12}^{*}={\displaystyle \int \left(\frac{dm}{dt}\right)}\cdot dt$$

   
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz (Δm) zwischen den Luftmassen $\left(m_{12},m_{12}^{*}\right)$

   

   aus folgender Gleichung berechnet wird: $$\Delta m=\left(m_{12}^{*}-m_{12}\right)\ne 0$$

   
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermittlung einer Differenz (Δm) zwischen den Luftmassen $\left(m_{12},m_{12}^{*}\right)$

   

   eine korrigierte Temperatur (T_ν) des Steuerventils nach folgender Gleichung ermittelt wird: $$T_v=T_v^{*}+k\cdot \Delta m$$

   

   mit T_ν = korrigierte Temperatur des Steuerventils

   

   = Temperatur des Steuerventils k = Proportionalfaktor zwischen Temperaturzunahme und der Massendifferenz Δm = Differenz der Luftmassen
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilkennfeld $\left(\frac{dm}{dt}\right)$

   

   über einen Proportionalfaktor (k) zwischen Temperaturzunahme und Massendifferenz durch folgenden Term korrigiert wird: $$\left(\frac{dm}{dt}\right)\cdot k$$

   
7. Steuergerät eines Fahrzeuges zum Durchführen eines Verfahrens zum Überprüfen und/oder Korrigieren einer Temperatur eines Steuerventils $\left(T_v^{*}\right)$

   

   nach einem der vorangehenden Ansprüche.

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