DE102013200139A1

DE102013200139A1 - Verfahren und System zum Ermitteln eines Druckspeichervorfülldrucks in einem Fluidkreis

Info

Publication number: DE102013200139A1
Application number: DE102013200139A
Authority: DE
Inventors: Crystal Nassouri; Mark A. Schang; Stephen Lewis Pudvay
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2013-07-11
Also published as: CN103206416B; US20130179046A1; CN103206416A; US8532892B2

Abstract

Ein System umfasst eine Pumpe, einen Druckspeicher, einen Sensor, der Leitungsdruck in einem Fluidkreis misst, und einen Controller. Der Controller zeichnet entsprechende Steigungen eines ersten und zweiten Satzes von gemessenen Druckwerten von dem Sensor auf und berechnet diese, berechnet ein Steigungsverhältnis und vergleicht das Steigungsverhältnis mit einem Schwellenwert. Der Controller zeichnet auch den Vorfülldruck als den Schnittpunkt von Linien, die die Steigungen darstellen, wenn das Verhältnis den Schwellenwert übersteigt, auf. Es wird eine Steueraktion ausgeführt, wen der Vorfülldruck unter einem kalibrierten Mindestschwellenwert abfällt. Das Verfahren umfasst das Messen der Druckwerte, das Berechnen der jeweiligen Steigungen und des Steigungsverhältnisses, das Vergleichen des Steigungsverhältnisses mit einem Verhältnisschwellenwert, das Aufzeichnen des Schnittpunktes der Linien, die die Steigungen darstellen, als einen interpolierten Vorfülldruckwert, wenn das Verhältnis den Schwellenwert übersteigt, und das Ausführen der Steueraktion.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft die Steuerung eines Hydraulikfluidkreises und insbesondere die Ermittlung eines Druckspeichervorfülldrucks in einem derartigen Kreis.
HINTERGRUND
Hydraulikfluidkreise verwenden eine Menge an fluidbeaufschlagten Komponenten, um Arbeit in einem System zu verrichten. Druck in dem Fluidkreis wird über eine Fluidpumpe bereitgestellt. Zusätzlicher Fluiddruck kann durch einen hydraulischen Druckspeicher oder Hydrospeicher bereitgestellt werden. Der Druckspeicher wirkt als Reserveenergiespeichervorrichtung, in der Regel in der Form eines Druckspeicherreservoirs. Hydropneumatische Druckspeicher werden insbesondere gefüllt, wenn der Fluiddruck in dem Kreis einen Kolben in einem Zylinder bewegt. Eine Bewegung des Kolbens komprimiert ein Volumen eines inerten Gases innerhalb des Zylinders, wodurch zugelassen wird, dass Öl in den Druckspeicher strömt.
Wenn eine Fluidpumpe eingeschaltet ist, wird Fluid unter Druck an alle offene Zweige des Fluidkreises abgegeben. Der Druckspeicherkolben beginnt, das Füllgas zu komprimieren, sobald die verschiedenen Fluiddurchgänge des Kreises vollständig mit Öl gefüllt worden sind. Wenn der Fluiddruck in dem Kreis den Widerstand der Kolbendichtung an der Zylinderwand überwindet, wird der Kolben beginnen, sich in seinen Verdichtungshub zu bewegen. Kurz bevor eine solche Bewegung beginnt, befindet sich der Gasdruck in dem Druckspeicher mit dem Fluiddruck in dem Kreis im Gleichgewicht. Dieser Druckpunkt ist als der Druckspeichervorfülldruck bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG
Hierin ist ein System offenbart, dass einen Fluidkreis und einen Controller aufweist. Der Kreis umfasst eine Pumpe, einen Drucksensor und einen Druckspeicher. Der Controller steht mit dem Sensor in Verbindung und ist programmiert oder auf andere Weise ausgestaltet, um den Vorfülldruck des Druckspeichers genau zu identifizieren. Das Volumen an Fluid, das in dem Druckspeicher gehalten wird, kann als eine Funktion des Vorfülldrucks ermittelt werden, wobei das Volumen danach als ein Steuereingang in die Gesamtsteuerung des Fluidkreises verwendet wird. In einer Beispielausführungsform kann das System ein Fahrzeug sein, das ein Getriebe aufweist, wobei der Fluidkreis Leitungsdruck für eine fluidbeaufschlagte Komponente des Getriebes bereitstellt.
Der Vorfülldruck eines Druckspeichers kann sich über die Zeit ändern, wenn der Druckspeicher altert und sich seine Kolbendichtung verschlechtert. Infolgedessen kann der Druckspeicher unterschiedliche Volumina an Öl zu unterschiedlichen Zeiten halten, selbst wenn der Leitungsdruck im Wesentlichen unverändert bleibt. Der vorliegende Ansatz ist deshalb darauf gerichtet, den Vorfülldruck genau zu identifizieren, so dass die Steuerung des Betriebes des Fluidkreises über die Zeit unter Verwendung genauer, aktueller volumetrischer Daten effektiv aufrecht erhalten werden kann.
Innerhalb des Fluidkreises ist ein Drucksensor mit Bezug auf den Druckspeicher angeordnet, um einen solchen Leitungsdruck zu messen. Der Controller umfasst einen greifbaren, nichtflüchtigen Speicher, auf welchem Anweisungen zum Ermitteln des Vorfülldrucks aufgezeichnet sind, und einen Prozessor, der die Anweisungen, z. B. in Ansprechen auf ein detektiertes Ereignis, wie etwa ein Kraftmaschinenzündungs- oder Zündschlüsseleinschaltereignis, selektiv ausführt. Die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor bewirkt, dass der Prozessor die jeweiligen Steigungen von unterschiedlichen, von dem Sensor gemessenen Sätzen Leitungsdruckmesswerten berechnet.
Bei der Ausführung der Anweisungen berechnet der Controller ein Verhältnis der Steigungen und vergleicht dann das berechnete Steigungsverhältnis mit einem kalibrierten Verhältnisschwellenwert. Oberhalb des kalibrierten Verhältnisschwellenwerts, z. B. oberhalb etwa 4:1 in einer möglichen Ausführungsform, führt der Controller eine Funktion für ein lokales Maximum aus, um den Zeitpunkt, der mit dem Steigungsverhältnis zusammenfällt, zu identifizieren. Der Controller ermittelt dann den Schnittpunkt eines Paares Linien, welche die Steigungen bei diesem maximalen Steigungsverhältnis darstellen. Die entsprechende Leitungsdruckauslesung an dem Schnittpunkt wird als ein interpolierter Vorfülldruckwert aufgezeichnet. Dieser Wert kann in manchen Ausführungsformen als ein Rohwert angesehen und wie notwendig gefiltert werden, bevor der gefilterte Wert im Speicher als der interpolierte Vorfülldruck aufgezeichnet wird.
Der Controller ist auch ausgestaltet, um eine geeignete Steueraktion mit Bezug auf die Pumpe und/oder den Druckspeicher unter Verwendung des aufgezeichneten tatsächlichen Vorfülldrucks auszuführen. Jedes Mal dann, wenn der interpolierte Vorfülldruck unter einen kalibrierten Druckschwellenwert fällt, kann zum Beispiel der Controller einfach einen Diagnosecode aufzeichnen, der ein Signal für eine Reparatur oder einen Austausch der Druckspeicherkolbendichtung ausgibt, und/oder der Controller kann automatisch einen Steuerparameter der Pumpe modifizieren, um den Fluidausgang oder eine Ein/Aus-Taktfrequenz der Pumpe zu ändern.
Ein Verfahren umfasst ein Messen eines ersten und eines zweiten Satzes Druckwerte, z. B. ältester und jüngster aufgezeichneter Wert, in einem Fluidkreis, der eine Pumpe und einen Hydraulikdruckspeicher aufweist, über einen Drucksensor. Das Verfahren umfasst auch das Berechnen der jeweiligen Steigungen des ersten und zweiten Satzes unter Verwendung eines Controllers, der mit dem Sensor in Verbindung steht, und das Berechnen eines Verhältnisses der Steigungen. Das berechnete Steigungsverhältnis wird dann mit einem Verhältnisschwellenwert verglichen. Ein interpolierter Vorfülldruck wird als der Druck aufgezeichnet, der einem Schnittpunkt eines Paares Linien entspricht, welche die jeweiligen Steigungen darstellen, wenn das Verhältnis den Schwellenwert übersteigt. Das Verfahren umfasst darüber hinaus das Ausführen einer Steueraktion über den Controller mit Bezug auf zumindest eines von der Pumpe und dem Druckspeicher, wenn der Vorfülldruck unter einen kalibrierten Druckschwellenwert fällt.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Beispielsystems in der Form eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug einen Hydraulikfluidkreis und einen Controller aufweist, welcher ausgestaltet ist, um einen Vorfülldruck eines Druckspeichers, der innerhalb des Fluidkreises verwendet wird, zu ermitteln.
2 ist ein Beispielzeitausdruck von gemessenen Fluiddruckwerten, die verwendet werden können, um einen Druckspeichervorfülldruck innerhalb des in 1 gezeigten Fluidkreises zu interpolieren.
3 ist ein anderer Beispielzeitausdruck von aufgezeichneten Druckwerten, die durch schneidende Steigungslinien abgegrenzt sind, um Werte anzuzeigen, die in einem Ringpuffer/Array verwendet werden, wie es hierin dargelegt wird.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren zum Ermitteln des Vorfülldrucks in einem Hydraulikdruckspeicher in einem strömungstechnischen System, wie etwa dem Fahrzeug von 1, beschreibt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder entsprechende Komponenten überall in den unterschiedlichen Figuren beziehen, ist in 1 ein System 10 gezeigt. Das System 10 umfasst einen Fluidkreis 18, der eine Pumpe 26 und einen hydraulischen Druckspeicher 40 aufweist. Obgleich ein Fahrzeug wie nachstehend zu Veranschaulichungszwecken verwendet wird, kann jedes System 10, das eine ähnliche Pumpe und einen ähnlichen Druckspeicher aufweist, verwendet werden, ohne vom beabsichtigten erfinderischen Umfang abzugehen. Zum Beispiel kann das System 10 ein Fertigungssystem sein, das Fluid unter Druck umwälzt, um solche Vorrichtungen, wie hydraulische Pressen und Aufzüge, zu beaufschlagen.
Das System 10 umfasst einen Controller 20. Der Controller 20 steht mit verschiedenen Komponenten des Systems 10 in elektrischer Verbindung, wie es durch zweispitzige Pfeile 11 (zu und von Kreis 18) und 111 (zu und von einem Getriebe 14) angegeben ist. In der nicht einschränkenden Fahrzeugausführungsform von 1 steht der Fluidkreis 18 mit einem Getriebe 14 in Fluidverbindung. Das Getriebe 14 kann durch eine Brennkraftmaschine 12 oder irgendein anderes Antriebsaggregat, wie etwa einen Elektromotor, angetrieben sein. Die Kraftmaschine 12 gibt Eingangsdrehmoment (Pfeil T₁) an das Getriebe 14 über ein Eingangselement 13 ab. Ein Ausgangselement 16 des Getriebes 14 gibt Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O) an einen Satz Antriebsräder (nicht gezeigt) ab, um das Fahrzeug anzutreiben. Das Getriebe 14 kann Fluidleistungskomponenten 21, wie etwa Ventile, Kolben, Kupplungspakete und dergleichen, umfassen. Der Fluidkreis 18 ist ausgestaltet, um Fluid unter Druck zu den verschiedenen Komponenten 21 wie nötig umzuwälzen.
Ein Rückschlagventil 51 kann in Verbindung mit einem Bypassventil 48 zur Bypasssteuerung des Druckspeichers 40 verwendet werden, während ein weiteres Rückschlagventil 151 als ein Entlastungsventil verwendet werden kann. Andere Ventile können verwendet werden, um das erforderliche Niveau an Fluidsteuerung in dem Fluidkreis 18 vorzusehen. Die Pumpe 26 zieht Öl 31 oder ein anderes geeignetes Fluid aus einem Sumpf 28 ab und wälzt das Öl 31 zu dem Druckspeicher 40 um. Die Pumpe 26 kann auch Öl 31 zu dem Getriebe 14 zur Verwendung durch die Komponenten 21 umwälzen, wenn das System 10 wie gezeigt als Fahrzeug ausgestaltet ist. Öl 31 wird somit durch verschiedene Fluiddurchgänge 30 des Fluidkreises 18 zu dem Druckspeicher 40, dem Getriebe 14 und möglicherweise zusätzlichen Fluidkomponenten 25 und 125, wie etwa Durchfluss- und/oder Drucksteuerventilen, umgewälzt.
Der Druckspeicher 40 von 1 kann ein im Allgemeinen zylindrischer hydropneumatischer Druckspeicher von dem in der Technik bekannten Typ oder irgendeine andere Druckspeicherkonstruktion sein, die einen Kolben 44 mit einer Kolbendichtung 46 aufweist. Die Kolbendichtung 46 kann aus einem geeigneten elastomeren Material aufgebaut sein, das entlang einer Innenwand 42 des Druckspeichers gleitet, wenn sich der Kolben 44 darin bewegt. Wenn sich die Fluiddurchgänge 30 mit Öl 31 füllen, bleibt der Kolben 44 fest aufsitzend und der Druckspeicher 40 bleibt leer. Genauer bleibt der Druckspeicher 40 durch ein Volumen an inertem Gas, wie etwa Stickstoff, gefüllt.
Bei Gleichgewicht ist der Gasdruck in dem Druckspeicher 40 gleich dem Fluiddruck in dem Rest des Fluidkreises 18. Wenn Druck in dem Fluidkreis 18 über diesen Gleichgewichtspunkt steigt, wird der Dichtungswiderstand der Kolbendichtung 46 gegen die Innenwand 42 überwunden. Der Kolben 44 beginnt, sich innerhalb des Druckspeichers 40 zu bewegen. Öl 31 beginnt, eine untere Kammer 141, die durch die innere Wand 42 zwischen dem Kolben 44 und dem Fluideinlass 45 zu dem Druckspeicher 40 definiert ist, zu füllen. Das Volumen an Öl 31, das in der unteren Kammer 142 gehalten wird, kann als eine Funktion des Vorfülldrucks, z. B. des Drucks an einem Wendepunkt des Kolbens 44 ermittelt werden, wenn Dichtungswiderstand zuerst überwunden wird, mit einem Fluidvolumen von Null in dem Druckspeicher 40 an dem Vorfülldruckpunkt.
Wie es oben angemerkt wurde, wenn der Druckspeicher 40 und die Kolbendichtung 46 altern, kann sich dieser Wert ändern und somit kann das genaue Volumen des Druckspeichers 40 beginnen, von seinem kalibrierten/neuen Anfangswert abzuweichen. Das heißt ein neuer Druckspeicher weist im Allgemeinen einen bekannten Vorfülldruck auf. Über die Zeit verschlechtert sich jedoch die Kolbendichtung 46 und infolgedessen kann das Füllgas in den Druckspeicher 40 herauslecken. Dies ändert den Vorfülldruck. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, diesen Druck genau zu ermitteln, selbst wenn er sich über die Zeit ändert.
Weiter unter Bezugnahme auf 1 ist ein Drucksensor 41, z. B. ein Transduktor, in dem Fluidkreis 18, zum Beispiel benachbart zu dem Fluideinlass 45, angeordnet. Der Sensor 41 misst den Leitungsdruck in dem Fluidkreis 18. Druckauslesungen (Pfeil 17) von dem Sensor 41 werden zu dem Controller 20 übertragen und danach durch den Controller 20 aufgezeichnet. Der Controller 20 verwendet die Druckauslesungen (Pfeil 17), um den Vorfülldruck des Druckspeichers 40 unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens 100 zu interpolieren sowie den Fluidkreis 18 wie notwendig in Ansprechen auf den sich ändernden Vorfülldruck zu steuern. Sobald der genaue Vorfülldruck ermittelt worden ist, kann zum Beispiel der Controller 20 das Volumen an Öl 31, das in dem Druckspeicher 40 zu irgendeinem nachfolgenden Zeitpunkt enthalten ist, berechnen. Wenn es notwendig ist, kann der Controller 20 auch bestimmte Betriebsparameter der Pumpe 26, zum Beispiel die Pumpendrehzahl, ändern, und/oder einen Diagnosecode aufzeichnen, der eine Reparatur oder einen Austausch des Druckspeichers 40 und/oder der Kolbendichtung 46 usw. angibt.
Der Controller 20 ist ausgestaltet, um Prozessanweisungen, die das vorliegende Verfahren 100 verkörpern, zu speichern und darauf zuzugreifen, wobei eine Beispielausführungsform davon nachstehend anhand von 4 beschrieben wird. Der Controller 20 kann einen Prozessor/eine CPU 22 und einen Speicher 24 umfassen, wobei zumindest mancher davon greifbar/nichtflüchtig ist. Der Speicher 24 kann ausreichend Nur-Lese-Speicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch programmierbare Nur-Lese-Speicher (EPROM), Flash-Speicher usw. und jede erforderliche Schaltung umfassen, die einschließt, aber nicht darauf beschränkt ist, einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber (nicht gezeigt), eine Analog/Digital-(A/D-)Schaltung, eine Digital/Analog-(D/A-)Schaltung, einen digitalen Signalprozessor (DSP) und die notwendigen Eingabe/Ausgabe-(I/O-)Vorrichtungen und andere Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung. Der Controller 20 führt Prozessanweisungen, die das vorliegende Verfahren 100 verkörpern, von einem greifbaren, nichtflüchtigen, computerlesbaren Speicher oder einem Medium eines Speichers 24 aus.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst ein Beispielzeitausdruck 50 einen Linienzug 52. Der Linienzug 52 beschreibt den sich ändernden Druck (P), der auf einer vertikalen Achse über die Zeit (t) auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, eines Satzes von Druckauslesungen. Diese Auslesungen sind als die Druckauslesungen (Pfeil 17), die von dem in 1 gezeigten Sensor 41 empfangen werden, dargestellt. Ein Ringpuffer oder ein Gleitarray mit einer zugewiesenen Größe können verwendet werden, um Abtastwerte von den empfangenen Leitungsdruckauslesungen, z. B. alle 10 ms oder unter Verwendung irgendeiner geeigneten Abtastfrequenz, aufzuzeichnen.
In einer nicht einschränkenden Beispielausführungsform kann der Ringpuffer/das Array in drei unterschiedliche Unterteilungszonen unterteilt sein, die den ältesten, neuesten und dazwischenliegenden Druckauslesungen entsprechen. Der Klarheit wegen ist die Unterteilungszone, die die neuesten Auslesungen hält, in 2 mit Z_N markiert, wobei die Zone Z_N bei Punkt 56 beginnt und bei Punkt 58 endet. Die Unterteilungszone, die die ältesten Auslesungen hält, ist mit Z_O markiert, startet an dem Ursprung (O) und endet an dem Punkt 54. Die verbleibende Zone von Zwischenauslesungen ist mit Z_D markiert, d. h. ”tote Zone” und liegt zwischen den Punkten 54 und 56 von Linienzug 52. Die Werte in der toten Zone (Z_D) sind in dem Sinne ”tot”, dass sie nicht beim Interpolieren des Vorfülldrucks des Druckspeichers 40 von 1 verwendet werden. An irgendeinem Punkt werden diese Totzonenwerte die ältesten Werte und werden an diesem Punkt bei der Interpolation verwendet.
Wie es in der Technik gut verstanden wird, indiziert, empfängt und verzeichnet ein Ringpuffer oder Gleitarray mit einer zugewiesenen Größe (n) z. B. 10, neue Werte in jedem Index von 1 bis n in einer Kette von Datenabtastungen. Wenn der letzte Index des Ringpuffers/Arrays voll ist, wird die nächste Auslesung in dem ersten Index des Arrays aufgezeichnet, wodurch Daten überschrieben werden, die zuvor in diesem besonderen Index aufgezeichnet wurden. Für ein nicht einschränkendes Beispiel von 10 Druckauslesungen (d. h. n = 10) kann man die 10 Indizes in drei unterschiedlichen Unterteilungszonen oder Fenster von zum Beispiel Größen 3, 4 bzw. 3 indizieren. Die Größen der Arrays können sich abhängig von dem System, in dem der Controller 20 angewandt wird, ändern, ohne vom beabsichtigten erfinderischen Konzept abzugehen.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst ein Beispielzeitausdruck 150 einen weiteren Linienzug 152, wobei der Linienzug 152 in drei unterschiedliche Unterteilungszonen Z_O, Z_D und Z_N unterteilt ist, wie es oben erläutert wurde. Der Controller 20 von 1 berechnet die Steigung der Unterteilungszone (Z_N), d. h. die neuesten aufgezeichneten Druckauslesungen, und die Steigung der Unterteilungszone (Z_O), d. h. die ältesten aufgezeichneten Druckauslesungen in dem Array. Diese Steigungen sind in 3 durch Linien 60 und 62 dargestellt. Die Linien 60 und 62 schneiden sich an einem Punkt 61, der sich zusammen mit der Steigung der Linien 60 und 62 ändern wird, wenn weiterhin neue Druckauslesungen empfangen und aufgezeichnet werden.
Sobald bestimmte Steigungskriterien erfüllt sind, die anzeigen, dass der Wendepunkt in dem Druckspeicher 40 erreicht worden ist, d. h. der Dichtungswiderstand überwunden ist und der Kolben 44 von 1 begonnen hat, sich zu bewegen, findet der Controller 20 der gleichen Figur den Druck entsprechend dem Schnittpunkt, der bei einem Maximum oder Spitzenwert auftritt, und zeichnet diesen auf. Dieser Druck wird als der anfängliche/rohe Vorfülldruck behandelt. Bei Vorhandensein einer neuen Kolbendichtung 46 (siehe 1) kann der Dichtungswiderstand hoch sein, wodurch eine scharfe Spitze in dem Linienzug 152 erzeugt wird. Über die Zeit verschleißt die Dichtung 46 und es kann sein, dass der Wendepunkt, wenn er in dem Linienzug 152 erscheint, nicht leicht identifizierbar ist. Der vorliegende Ansatz kann helfen, den Wendepunkt und schließlich den Vorfülldruck selbst dann genau zu ermitteln, wenn sich die Kolbendichtung 46 verschlechtert.
Unter Bezugnahme auf 4 in Verbindung mit der Struktur von 1 ist ein Beispielverfahren 100 zum Ermitteln des Vorfülldrucks des Druckspeichers 40 gezeigt. Es werden Schritte 102 und 104 ausgeführt, um zu verifizieren, dass bestimmte Bedingungen erfüllt sind, bevor mit den verbleibenden Schritten fortgefahren wird. Bei Verwendung an Bord eines Fahrzeugs kann Schritt 102 das Verifizieren umfassen, dass ein Vorfüllzustand nicht bereits in dem vorliegenden Zündungszyklus erreicht worden ist. Der Controller 20 führt Schritt 104 nur aus, wenn bislang kein Vorfüllzustand erreicht worden ist, wobei das Verfahren 100 ansonsten verlassen wird, wie es mit ”**” angegeben ist. In anderen Systemen können ähnliche Kriterien verwendet werden, um zu ermitteln, wann und ob mit dem vorliegenden Verfahren 100 fortzufahren ist.
Bei Schritt 104 kann der Controller 20 zusätzliche Kriterien verifizieren, z. B. ob ein Zeitglied durch eine kalibrierte Dauer gezählt hat und somit abgelaufen ist und/oder ob ein minimaler Druck in dem Fluidkreis 18 vorhanden ist. Diese oder andere geeignete Bedingungen können verwendet werden, um sicherzustellen, dass nicht irrtümlich niedrig liegende Rausch- oder Druckpulsationen detektiert werden. Wenn das Zeitglied abläuft und kein Vorfülldruck detektiert wird, kann der Controller 20 temporär aufhören, nach dem Vorfülldruck für jeden besonderen Zündzyklus zu suchen. Das Verfahren 100 kann zum Start (*) zurückkehren und wieder beginnen, wenn solche Kriterien nicht erfüllt worden sind, oder es kann zu Schritt 106 fortfahren, wenn die Kriterien erfüllt worden sind.
Bei Schritt 106 misst der Drucksensor 41 den Leitungsdruck in dem Fluidkreis 18 und gibt diese Werte als Druckauslesungen (Pfeil 17) an den Controller 20 weiter. Der Controller 20 wiederum zeichnet die Werte in einem Ringpuffer oder Gleitarray von Speicher 24 auf, wie es oben erläutert wurde. Schritt 106 kann das Inkrementieren eines Arrayindexes in dem Ringpuffer/Array umfassen, wenn jedes Element oder jeder Index des Arrays mit einer entsprechenden Druckauslesung von Sensor 41 belegt ist. Das Verfahren 100 schreitet dann gleichzeitig zu Schritten 108 und 112 fort.
Bei Schritt 108 ermittelt der Controller 20, ob das letzte Array in dem Ringpuffer mit Daten belegt worden ist. Wenn das Array belegt worden ist, schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 110 fort. Das Verfahren schreitet ansonsten zu Schritt 112 fort.
Bei Schritt 110 belegt dann der Controller 20, nachdem bei Schritt 108 ermittelt worden ist, dass der Puffer/das Array voll ist, das erste Element des Ringpuffers/Arrays mit der nächsten empfangenen Druckauslesung. Die Schritte 106, 108 und 110 werden weiterhin in einer Schleife über die Dauer des Verfahrens 100 ausgeführt, wobei die verbleibenden Schritte die Daten verwenden, die in dem Ringarray enthalten sind. Mit anderen Worten ändert sich das Profil des Linienzugs 52 von 2 und des Linienzugs 152 von 3, wenn jede neue Auslesung den Puffer/das Array aktualisiert.
Bei Schritt 112 berechnet der Controller 20 die Steigungen der neusten und ältesten Daten in jeweiligen Unterteilungszonen Z_N und Z_O, die in 2 und 3 gezeigt sind. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 114 fort, sobald die Steigungen aufgezeichnet worden sind.
Bei Schritt 114 berechnet der Controller 20 von 1 das Verhältnis der Steigungen aus Schritt 106. Dieser Wert wird gleichermaßen in Speicher 24 aufgezeichnet. Das Verfahren 100 schreitet dann zu Schritt 116 fort.
Bei Schritt 116 vergleicht der Controller 20 das berechnete Steigungsverhältnis von Schritt 114 mit dem kalibrierten Verhältnisschwellenwert, z. B. 4:1 in einer möglichen Ausführungsform. Das Verhältnis, das als der Kalibrierungswert verwendet wird, sollte Steigungen entsprechen, die sich einer senkrechten Orientierung annähern. Das Verfahren 100 wiederholt Schritt 106, wenn das berechnete Verhältnis kleiner als der kalibrierte Verhältnisschwellenwert ist. Wenn jedoch das berechnete Verhältnis den kalibrierten Verhältnisschwellenwert übersteigt, schreitet das Verfahren 100 stattdessen zu Schritt 118 fort.
Der Controller 20 maximiert das berechnete Verhältnis bei Schritt 118. Mit anderen Worten, sobald Schritt 116 ermittelt hat, dass das berechnete Verhältnis den kalibrierten Verhältnisschwellenwert übersteigt, beginnt der Controller 20 nach einer Spitze oder einem Maximalwert zu suchen, der angibt, dass die Druckauslesungen eine Spitze erreicht haben, z. B. unter Verwendung einer Maximierungsfunktion. Zum Beispiel zeigt der Beispiellinienzug 152 von 3 eine klare Spitze eine gewisse Zeit nach Punkt 61, gefolgt von einer klaren Abnahme des Drucks. Wenn zu Darstellungszwecken angenommen wird, dass Punkt 61 den Steigungen der Linien 60 und 62 entspricht, die den kalibrierten Verhältnisschwellenwert zuerst übersteigen, könnte der Controller 20 eine Maximierungsfunktion an den Werten durchführen, die aufgezeichnet wurden, nachdem der kalibrierte Verhältnisschwellenwert überschritten wurde. Dies isoliert und identifiziert das maximale Verhältnis in dem Zeitraum, nachdem der Schwellenwert erreicht wird, weiter. Unter Verwendung eines anderen Beispiels, wenn das berechnete Verhältnis ein Schwellenverhältnis von 4:1 übersteigt, ein Maximum von 5:1 erreicht, dann sich wieder in Richtung unterhalb von 4:1 zurückzieht, dann wird das 5:1-Verhältnis als das maximale Verhältnis behandelt. Sobald es identifiziert worden ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 120 fort.
Bei Schritt 120 berechnet der Controller den Schnittpunkt der Linie, die die Datenpunkte in der neuesten Unterteilungszone (Z_N) und der ältesten Unterteilungszone (Z_O), die beide in 2 und 3 gezeigt sind, halbiert. Die entsprechende Druckauslesung wird temporär als ein vorläufiger Vorfülldruckwert in Speicher 24 aufgezeichnet, bevor das Verfahren 100 zu Schritt 122 fortschreitet.
Bei Schritt 122 kann der Controller 20 optional den aufgezeichneten vorläufigen Vorfülldruckwert filtern, um Signalrauschen zu berücksichtigen, statt den aufgezeichneten Wert derart zu behandeln, als ob er eine wahre Darstellung des tatsächlichen Vorfüllwerts wäre. Zum Beispiel sei angenommen, dass ein erster vorläufiger Vorfülldruckwert (P₁) das erste Mal durch das Verfahren 100 aufgezeichnet wird. Bei dem nächsten Durchgang wird ein zweiter vorläufiger Vorfülldruckwert (P₂) ermittelt. Dieser Wert kann auf irgendeine Weise gefiltert werden, wie etwa unter Verwendung eines Kalman-Filters, unter Verwendung eines rollenden Mittelwerts, unter Verwendung einer Wichtungsfunktion, die den n früheren aufgezeichneten Werten als dem jüngst aufgezeichneten Wert von n + 1 usw. ein größeren Gewicht zuweist. Auf diese Weise können Ausreißer oder fehlerhafte Datenpunkte die Steuerung des Fluidkreises 18 nicht übermäßig beeinträchtigen. Stattdessen müssen sich Trends entwickeln, so dass sie eine merkliche Auswirkung auf den tatsächlichen Vorfülldruck haben.
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

System, umfassend: eine Fluidpumpe, die Fluid mit Leitungsdruck an eine fluidbeaufschlagte Komponente liefert; einen hydraulischen Druckspeicher in Fluidverbindung mit der Pumpe; einen Drucksensor, der mit Bezug auf den Druckspeicher angeordnet ist, welcher den Leitungsdruck misst; und einen Controller in elektrischer Verbindung mit dem Sensor, wobei der Controller ausgestaltet ist, um: jeweilige Steigungen eines ersten Satzes und eines zweiten Satzes von gemessenen Druckwerten, wie sie durch den Sensor an den Controller übermittelt werden, zu berechnen; ein Verhältnis der jeweiligen Steigungen zu berechnen; das berechnete Steigungsverhältnis mit einem Verhältnisschwellenwert zu vergleichen; einen Vorfülldruck als einen Druckwert, der einem Schnittpunkt eines Paares Linien entspricht, die die jeweiligen Steigungen darstellen, wenn das Verhältnis den Schwellenwert übersteigt, aufzuzeichnen; und eine Steueraktion mit Bezug auf zumindest eines von der Pumpe und dem Druckspeicher auszuführen, wenn der aufgezeichnete Vorfülldruck niedriger als ein kalibrierter minimaler Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 1, das ferner ein Getriebe in Fluidverbindung mit der Pumpe umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei der Controller die empfangenen Druckauslesungen in einem Ringpuffer oder einem Gleitarray aufzeichnet.
System nach Anspruch 3, wobei der Controller ausgestaltet ist, um das Verhältnis zum Teil unter Verwendung der aufgezeichneten Druckwerte von dem Ringpuffer oder Gleitarray entsprechend einen Satz von ältesten und einem Satz von jüngsten aufgezeichneten Druckwerten zu berechnen.
System nach Anspruch 4, wobei der Ringpuffer oder das Gleitarray eine kalibrierte Zahl von Indizes aufweist und in eine erste, eine zweite und eine dritte Unterteilung unterteilt ist, und wobei der Controller die ältesten und die jüngsten aufgezeichneten Druckauslesungen entsprechenden Indizes in der jeweiligen ersten und dritten Unterteilung zuweist.
System nach Anspruch 1, wobei der Controller den Wert des interpolierten Vorfülldrucks unter Verwendung eines Kalman-Filters filtert.
System nach Anspruch 1, wobei der Controller den Wert des interpolierten Vorfülldrucks unter Verwendung von einem von einem rollenden Mittelwert und einem gewichteten Mittelwert einer kalibrierten Zahl von zuvor aufgezeichneten Vorfülldrücken filtert.
System nach Anspruch 1, wobei die Steueraktion das Modifizieren von einer von der Taktfrequenz und der Drehzahl der Pumpe umfasst.
Fahrzeug, umfassend: ein Getriebe, das eine fluidbeaufschlagte Komponente aufweist; eine Fluidpumpe in Fluidverbindung mit der fluidbeaufschlagten Komponente; einen Hydraulikdruckspeicher in Fluidverbindung mit der Fluidpumpe; einen Drucksensor, der angeordnet ausgestaltet ist, um Leitungsdruck in dem Fluidkreis zu messen; und einen Controller in elektrischer Verbindung mit dem Sensor, wobei der Controller: gemessene Druckwerte von dem Sensor empfangt; die gemessenen Druckwerte in einem Ringpuffer aufzeichnet, der bestimmte Unterteilungen aufweist, die den jüngsten aufgezeichneten und ältesten aufgezeichneten Druckwerten entsprechen; die jeweiligen Steigungen der jüngsten aufgezeichneten und ältesten aufgezeichneten Druckwerten berechnet; ein Verhältnis der jeweiligen Steigungen berechnet; das berechnete Verhältnis mit einem Verhältnisschwellenwert von größer als etwa 4:1 vergleicht; einen berechneten Vorfülldruckwert als den Schnittpunkt eines Paares Linien, die die Steigungen darstellen, nur dann aufzeichnet, wenn das Verhältnis den Verhältnisschwellenwert übersteigt; den Wert des berechneten Vorfülldrucks als eine Funktion zumindest eines zuvor berechneten Vorfülldrucks filtert; und einen Betriebsparameter der Pumpe modifiziert, wenn der berechnete Vorfülldruck unter einen kalibrierten minimalen Schwellenwert fällt.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei der Controller den Wert unter Verwendung zumindest eines von einem Kalman-Filter, einem rollenden Mittelwert und einem gewichteten Mittelwert filtert.