用于运行传动装置的气动调节系统的方法以及用于执行该方法的控制器与流程

本发明涉及用于运行传动装置的气动的调节系统的方法。此外，本发明涉及被构造成用于执行该方法的控制器以及相应的计算机程序产品。

背景技术：

从实践中已知的是，借助于气动的调节系统来驱控传动装置的切换元件，例如传动装置的切换缸。此类气动的调节系统具有空气存储器，其经由至少一个第一切换阀与调节系统的调节器腔联接。从调节系统的调节器腔起，能分别经由至少一个第二切换阀给每个切换缸供给空气。调节系统内或传动装置内的故障泄漏可能导致切换缸无法再正常地被操作，以此可能无法再可靠地在传动装置内执行切换。这可能已导致包括传动装置的车辆的完全停止运转。因此，重要的是，可靠地获知在传动装置的气动的系统内可能出现的故障泄漏，且依赖于此地必要时引入补偿响应，即例如引入改变的切换流程，以维持车辆的可用性。

从DE 10 2011 075 168 A1中公知有用于识别以压力介质操作的离合器的调节设备内的泄漏的方法，其中，根据该现有技术获知在离合器断开且阀关闭时调节缸的活塞的随时间的调节行程，且由此确定调节缸的随时间的泄漏程度。

技术实现要素：

基于此，本发明的任务是：提供一种新颖的用于运行传动装置的气动的调节系统的方法。尤其地，应提出了一种新颖的用于识别传动装置的气动的调节系统内的故障泄漏的方法和一种用于对传动装置的气动的调节系统内的识别到的故障泄漏做出响应的方法。此外，应给出一种相应的控制器和一种用于执行方法的计算机程序产品。

从方法技术方面，此任务的解决方案从权利要求1的前序部分出发或从权利要求6的前序部分出发地与所述权利要求的具有区分性的特征相组合地实现。此外，控制器以及计算机程序产品是另外的独立权利要求的主题。有利的改进方案是从属权利要求以及随后的描述的主题。

根据本发明的第一实施形式，提出了用于运行传动装置的气动的调节系统的方法，其中，气动的调节系统具有空气存储器，在其内存在第一压力。空气存储器与调节系统的调节器腔联接，在调节器腔内存在第二压力。气动的调节系统的调节器腔经由切换阀与传动装置的切换缸联接。

设置的是，在传动装置内实施切换时，获知经由相应的切换阀输送给有效的切换缸的空气质量以及由在有效的切换缸内对于执行切换所需的额定空气质量和激活的切换缸的当前的基础泄漏构成的空气质量总和，其中，在输送给有效的切换缸的空气质量大于空气质量总和时，则推断出气动的调节系统内存在故障泄漏。

利用这里的本发明的第一实施方式，提出了对在切换实施期间在有效的切换缸内所消耗的空气质量进行总结。在指明有功能故障的故障泄漏的情况下，经由相应的切换阀输送给有效的切换缸的空气质量明显高于如下空气质量总和，该空气质量总和与在有效的切换缸内的空气质量和有效的切换缸的即使在调节系统的正常工作时也出现的当前的基础泄漏的空气质量有关。经由该总结，可以简单且可靠地获知调节系统的故障泄漏。

根据有利的改进方案，在传动装置内实施切换期间在限定的时间段内输送给切换缸的空气质量大于空气质量总和时，推断出气动的调节系统内存在故障泄漏。以此，可以特别有利地推断出气动的调节系统内存在故障泄漏。

优选地，经由切换阀输送给有效的切换缸的空气质量依赖于流经有效的切换阀的质量流来获知，其中，流经有效的切换阀的质量流依赖于在调节器腔内存在的压力且依赖于流经各自的切换阀的最大的质量流来获知。对经由切换阀输送给切换缸的空气质量的该获知是简单且可靠的。

优选地，针对空气质量总和的在有效的切换缸内的额定空气质量依赖于各自的有效的切换缸的活塞面积且依赖于各自的有效的切换缸的切换行程地获知。这就能够实现简单且可靠地确定针对空气质量总和的切换缸内的额定空气质量。

针对空气质量总和的各自的有效的切换缸的当前的基础泄漏优选依赖于各自的有效的切换缸的先前的基础泄漏来获知。以此，可以简单且可靠地获知有效的切换缸的即使在气动的调节系统的非故障性泄漏时也出现的必然的基础泄漏。

根据本发明的第二实施方式，提出了用于运行传动装置的气动的调节系统的方法，其中，气动的调节系统具有空气存储器，在空气存储器内存在第一压力。空气存储器与调节系统的调节器腔联接，在调节器腔内存在第二压力。气动的调节系统的调节器腔经由切换阀与传动装置的切换缸联接。

设置的是，在识别到气动的调节系统中的故障泄漏的情况下，将气动的调节系统的与气动的调节系统的调节器腔和传动装置的切换缸处于连接中的切换阀关断一段能参数化的时长。由此，可以防止在识别到故障泄漏时空气从气动的调节系统的调节器腔不受控地逸出。

在气动的调节系统的切换阀关断的情况下，通过泵或空气压缩机将空气引入到气动的调节系统内。通过该空气质量，使得在气动的调节系统的调节器腔内又构建了压力，这是因为通过对切换阀的关断中断了调节器腔与传动装置的切换缸之间的连接。

在经过一段能参数化的关断时长之后，最后驱控对于在传动装置内实施切换所需的切换阀，以此给传动装置的配属于切换阀的切换缸加载以压力。

因此，通过根据本发明的方法提出了在气动的调节系统内识别到故障泄漏时做出补偿响应，借助补偿响应，使得即使在识别到故障泄漏时也可以可靠地切换在传动装置内的挡位。在识别到故障泄漏时的切换阀的关断时长例如可以处在400至600毫秒。

此外，在权利要求9中说明了用于运行机动车的气动的调节系统的控制器，其被匹配成用于执行根据本发明的方法。该控制器可以例如构造为传动装置控制器。

根据本发明的解决方案也可以体现为计算机程序产品，该计算机程序产品当其在控制装置的处理器上运行时则以软件方式指导处理器执行配属的作为本发明主题的方法步骤。在此方面，计算机可读取的介质也属于本发明的主题，在该介质上可调出地存储了前述的计算机程序产品。

本发明不局限于独立权利要求或从属权利要求的特征的所说明的组合。此外，也可以得到如下可能性，即，将来自权利要求、如下的实施方式的描述或直接来自附图得知的各个特征相互组合。权利要求通过使用附图标号参引附图不应局限于权利要求的保护范围。

附图说明

为了解释本发明，如下描述附有具有实施例的附图。其中：

图1示出传动装置的气动的调节系统的接线框图；以及

图2示出用于解释用于运行气动的调节系统的方法的细节的图表。

具体实施方式

本发明涉及用于识别传动装置的气动的调节系统内的过高的或有故障的泄漏的方法，泄漏会导致在传动装置中无法再正常地实施切换。这种泄漏被称为故障泄漏。此外，本发明涉及用于识别到在气动的调节系统内存在故障泄漏时实施补偿响应的方法，借助补偿响应，使得即使在识别到故障泄漏时也可以可靠地在传动装置内进行换挡。此外，本发明涉及用于执行方法的控制器。

图1示范性地示出了针对传动装置的、即在图1中所示的针对分组传动装置的气动的调节系统1的基本结构，其中，在分组传动装置的每个传动装置部分内安装有至少一个待操作的气动的切换缸2、3。在图1中所示的切换缸2是分组传动装置的前置挡组的待操作的气动的切换缸，其可经由两个切换阀7、8进行操作。切换缸3是分组传动装置的主传动装置的待操作的气动的切换缸，其可经由切换阀9、10、11、12进行操作。将定位传感器14配属给用于驱控前置挡组的切换缸2，借助于该定位传感器可以通过测量技术检测到切换缸2的调节活塞16的定位。将定位传感器13配属给用于驱控主传动装置的切换缸3，借助于该定位传感器可以经由测量技术检测到切换缸3的调节活塞15的定位。

图1的气动的调节系统1包括空气存储器5。在空气存储器5内存在第一压力，即压力p1。此外，气动的调节系统1包括所谓的调节器腔6，在其内存在第二压力，即压力p2。调节器腔6与空气存储器5经由降压阀4联接。通过降压阀4将空气存储器5的压力p1降低到可调节的恒定的压力p2。

从调节器腔6起能给切换缸2、3供给以压缩空气，其中，每个切换缸2、3经由切换阀7、8、9、10与调节器腔6联接。在图1的实施例中，切换缸2、3中的每个经由两个切换阀7、8以及9、10与调节器腔6联接。

现在，为了在例如在图1中所示的示例性的传动装置的气动的调节系统1内能够可靠地识别故障泄漏，在传动装置内实施切换时(此时传动装置的一个或两个切换缸2、3被供给以压缩空气且此时一个或多个切换阀7、8、9、10是有效的)获知经由相应的切换阀7、8、9、10输送给有效的切换缸2、3的空气质量。此外，获知由在有效的切换缸2、3内对于执行切换所需的额定空气质量和有效的切换缸2、3的当前的基础泄漏构成的空气质量总和。基础泄漏也称为必然的泄漏，并且在气动的调节系统1运行中总是出现。当输送给有效的切换缸2、3的空气质量大于空气质量总和时，即当在传动装置内实施切换期间在限定的时间段中输送给切换缸2、3的空气质量大于空气质量总和时，则推断出气动的调节系统1内存在故障泄漏。

根据本发明，因此进行对在气动的调节系统1内实施切换期间所消耗的空气质量的总结。在发生故障泄漏的情况中，经由相应的切换阀7、8、9、10输送给有效的切换缸2、3的空气质量明显高于空气质量总和，该空气质量总和与有效的切换缸2、3内的空气质量以及有效的切换缸2、3的当前的基础泄漏有关。因此，当通过相应的切换阀7、8、9、10流到有效的切换缸2、3内的空气质量与由在有效的切换期间在有效的切换缸2、3内的额定空气质量和由于有效的切换缸2、3的必然的泄漏所引起的空气质量构成的空气质量总和之间的差大于限定的边界值时，则识别到有效的切换缸2、3的故障泄漏。泄漏识别对于切换缸2、3中的每个分开地执行。

假定传动装置的所有切换都在超临界压力情况下实施，则经由有效的切换阀7、8、9、10输送给有效的切换缸的空气质量根据如下等式计算：

其中m实际是经由各自的有效的切换阀7、8、9、10输送给有效的切换缸的空气质量，其中，是经由各自的有效的切换阀7、8、9、10的质量流，其中p2是调节器腔6内存在的压力，其中，ψ最大是经由各自的有效的切换阀7、8、9、10的最大的质量流，其中，C是各自的有效的切换阀7、8、9、10的气动流导，其中，ρ是空气密度，其中，T0是正常状态中的绝对的空气温度，其中，T是当前的空气参数，其中，k是各自的有效的切换阀7、8、9、10的适配因数，其中，αD是各自的有效的切换阀7、8、9、10的气动的修正因数，其中，Rs是空气的比气体常数，其中，p0是正常状态中的空气的空气压力，并且其中，Q是各自的有效的切换阀7、8、9、10的阀横截面积。

根据以上公式，据此由经由各自的有效的切换阀7、8、9、10的质量流的积分得到了经由各自的有效的切换阀7、8、9、10从调节器腔6出发地流到切换缸2、3内的空气质量。

在获知了经由各自的有效的切换阀7、8、9、10输送给有效的调节缸2、3的空气质量的情况下，可以根据图2区分成在具有恒定的质量流的超临界区域18内的对切换阀7、8、9、10的驱控和在具有非恒定的质量流的亚临界区域19内的对切换阀7、8、9、10的驱控。如从图2的变化曲线17可得知，在亚临界区域19内的通过切换阀7、8、9、10的质量流通过椭圆来近似。假定传动装置的所有切换都在超临界压力情况下实施，则得到了通过切换阀7、8、9、10的恒定的质量流。该恒定的质量流同时也是通过切换阀7、8、9、10的最大的质量流15。

对于在传动装置内成功执行切换所需的在各自的有效的切换缸2、3内的额定空气质量依赖于各自的有效的切换缸2、3的活塞面积且依赖于各自的有效的切换缸2、3的切换行程来获知。

针对空气质量总和的各自的有效的切换缸2、3的额定空气质量优选地根据如下等式计算：

m额定＝ρ*V额定

V额定＝V1+V2

V1＝A1*(x-l最小)

V2＝A2*(l最大-x)

其中m额定是有效的切换缸的当前的额定空气质量，其中，V额定是有效的切换缸的当前的额定体积，其中，ρ是空气密度，其中，V1是沿调节活塞的第一操作方向的有效体积，其中，V2是沿调节活塞的第二操作方向的有效体积，其中，A1是沿调节活塞的第一操作方向的有效活塞面积，其中，A2是沿调节活塞的第二操作方向的有效活塞面积，其中，x是当前的活塞定位，其中，l最大是最大的切换行程，并且其中，l最小是最小的切换行程。

例如，调节活塞的第一操作方向可以被理解为调节活塞沿朝定位值变大的方向的操作。调节活塞的第二操作方向与第一操作方向相反，并且因此相应于调节活塞沿定位值变小的方向的操作。

因此，可以从沿第一操作方向的有效体积V1和沿第二操作方向的有效体积V2计算出在有效切换期间在切换缸内的额定空气质量m额定。在此，在主传动装置内区分出空挡前后的切换，这是因为有效活塞面积在此是不同的。

上述体积V1、V2也可以相加地叠加成切换缸的死区体积。

针对空气质量总和的各自的有效的切换缸2、3的当前的基础泄漏优选地根据如下等式计算：

其中，mL(k)是各自的有效的切换缸的当前的基础泄漏，其中，mL(k-1)是各自的有效的切换缸的先前的基础泄漏，其中，V额定是有效的切换缸的当前的额定体积，其中，RS是空气的比气体常数，其中，T是当前的空气温度，其中是空气压力改变率，并且其中，ts是采样率。上述等式适用于如下假定，即，体积V额定和空气压力改变率是恒定的。

对于每个在实施切换时是有效的切换缸来说，根据以上公式分开地获知空气质量m实际和基础泄漏。

如已论述，当传动装置内实施切换期间在限定的时间内经由相应的切换阀7、8、9、10输送给有效的切换缸2、3的空气质量m实际大于由在有效的切换缸2、3内对于实施切换所需的额定空气质量m额定和激活的切换缸2、3内的当前的基础泄漏m泄漏构成的空气质量总和时，识别到气动的调节系统1的故障泄漏。

m实际＞m额定+m泄漏

当推断出调节系统1内存在故障泄漏时，可以引入应对措施，以便仍能够实现传动装置的限定的运行。根据本发明设置的是，在识别到动的系统1内的故障泄漏的情况下，将气动的调节系统的与调节器腔和切换缸处于连接中的切换阀7、8、9、10关断能参数化的时长。由此可以防止在识别到故障泄漏时空气从气动的调节系统1的调节器腔6不受控地逸出。

在切换阀7、8、9、10关断的情况下，可以借助空气压缩机将空气引入到气动的系统1内，以此在调节器腔6内又构建起压力p2，这是因为通过关断的切换阀7、8、9、10中断了调节器腔6与切换缸2、3之间的连接。

在经历了能参数化的关断时长之后，驱控对于实施切换所需的切换阀7、8、9、10，以此能以在调节器腔6内构建起的压力p2在传动装置内进行挡位切换。

在实施切换时，经由切换阀7、8、9、10输送给各自的切换缸2、3的空气质量依赖于经由各自的切换阀7、8、9、10的质量流来获知。

本发明此外还涉及用于执行根据本发明的方法的控制器。其包括用于执行根据本发明的方法的器件。该器件是硬件侧的器件和软件侧的器件。硬件侧的器件是数据接口，以便与参与根据本发明的方法的执行的结构组件进行数据交换。因此，控制器例如与安装到切换缸3、2上的且感测调节活塞15、16的定位的定位传感器13、14交换数据。控制器的硬件侧的器件此外还是用于数据处理的处理器和用于数据存储的存储器。软件测的器件是用于执行根据本发明的方法的参数模块。

附图标记列表

1 调节系统

2 调节缸

3 调节缸

4 降压阀

5 空气存储器

6 调节器腔

7 切换阀

8 切换阀

9 切换阀

10 切换阀

11 切换阀

12 切换阀

13 定位传感器

14 定位传感器

15 调节活塞

16 调节活塞

17 变化曲线

18 超临界区域

19 亚临界区域