DE102013209091B4 - Elektrohydraulisches kupplungssystem - Google Patents
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Abstract
Elektrohydraulisches Kupplungssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend:
einen Kupplungsmechanismus (12), der selektiv einen Motor (14) des Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe (16) koppelt;
einen Aktor (18), der Hydraulikfluid (24) zu dem Kupplungsmechanismus (12) pumpt und von diesem zurückholt, um den Kupplungsmechanismus (12) zu aktivieren; und
ein Solenoid (28) mit einem Ventil, wobei das Solenoid in dem Pfad (26) des Hydraulikfluids (24) zwischen dem Aktor (18) und dem Kupplungsmechanismus (12) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet , dass
das Solenoid (28) im unbetätigten Zustand geschlossen ist, um im Fall eines Fehlers in dem elektrohydraulischen Kupplungssystem (10) ein Strömen des Hydraulikfluids (24) zurück zu dem Aktor (18) zu verhindern;
wobei weiterhin ein Steuergerät (30) vorhanden ist, das dem Solenoid (28) Befehle liefert, wobei in einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Speicher des Steuergeräts (30) ein Software-Algorithmus gespeichert ist, wobei die Befehle an das Solenoid (28) dem Algorithmus zugeordnet sind, wobei der Algorithmus ausgeführt wird, um zu ermitteln, ob ein Fehler vorliegt, wenn ein Kupplungspedal betätigt wird und wenn der Kupplungsmechanismus (12) vollständig geöffnet ist;
wobei bei Vorliegen eines Fehlers das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um die aktuelle Kupplungsstellung zu halten;
wobei, wenn das Kupplungspedal nicht betätigt ist, das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um das Einrücken des Kupplungsmechanismus (12) aufrechtzuerhalten; und
wobei, wenn der Kupplungsmechanismus (12) vollständig geöffnet ist, das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um ein Ausrücken des Kupplungsmechanismus (12) aufrechtzuerhalten.
einen Kupplungsmechanismus (12), der selektiv einen Motor (14) des Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe (16) koppelt;
einen Aktor (18), der Hydraulikfluid (24) zu dem Kupplungsmechanismus (12) pumpt und von diesem zurückholt, um den Kupplungsmechanismus (12) zu aktivieren; und
ein Solenoid (28) mit einem Ventil, wobei das Solenoid in dem Pfad (26) des Hydraulikfluids (24) zwischen dem Aktor (18) und dem Kupplungsmechanismus (12) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet , dass
das Solenoid (28) im unbetätigten Zustand geschlossen ist, um im Fall eines Fehlers in dem elektrohydraulischen Kupplungssystem (10) ein Strömen des Hydraulikfluids (24) zurück zu dem Aktor (18) zu verhindern;
wobei weiterhin ein Steuergerät (30) vorhanden ist, das dem Solenoid (28) Befehle liefert, wobei in einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Speicher des Steuergeräts (30) ein Software-Algorithmus gespeichert ist, wobei die Befehle an das Solenoid (28) dem Algorithmus zugeordnet sind, wobei der Algorithmus ausgeführt wird, um zu ermitteln, ob ein Fehler vorliegt, wenn ein Kupplungspedal betätigt wird und wenn der Kupplungsmechanismus (12) vollständig geöffnet ist;
wobei bei Vorliegen eines Fehlers das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um die aktuelle Kupplungsstellung zu halten;
wobei, wenn das Kupplungspedal nicht betätigt ist, das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um das Einrücken des Kupplungsmechanismus (12) aufrechtzuerhalten; und
wobei, wenn der Kupplungsmechanismus (12) vollständig geöffnet ist, das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um ein Ausrücken des Kupplungsmechanismus (12) aufrechtzuerhalten.
Description
- GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe, wie beispielsweise ein Kraftfahrzeuggetriebe mit elektrisch gesteuerter elektrohydraulischer Kupplung (so genannte „Clutch by wire“). Insbesondere betrifft die Erfindung ein Elektrohydraulisches Kupplungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie aus der
DE 11 2009 000 925 T5 bekannt. - Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften
DE 196 48 739 C1 undUS 2006 / 0 169 338 A1 - HINTERGRUND
- Ein typisches Kraftfahrzeuggetriebe umfasst ein hydraulisches Steuersystem, das genutzt wird, um Drehmomentübertragungsvorrichtungen zu betätigen. Diese Drehmomentübertragungsvorrichtungen können zum Beispiel Reibungskupplungen sein, die eingerückt einen Motor mit einem Getriebe koppeln. Das herkömmliche hydraulische Steuersystem umfasst typischerweise eine Hauptpumpe oder einen Aktor, der/die ein druckbeaufschlagtes Fluid, wie etwa Öl, bereitstellt, das die Kupplung aktiviert, um die Drehmomentübertragungsvorrichtungen ein- oder auszurücken, um unterschiedliche Übersetzungen zu erhalten.
- Während bisherige hydraulische Steuersysteme für ihren gedachten Zweck brauchbar sind, ist die Notwendigkeit neuer und verbesserter hydrraulischer Steuersystemkonfigurationen in Getrieben, die verbesserte Leistung aufweisen, insbesondere aus Sicht der Effizienz, des Ansprechvermögens und der Leichtgängigkeit im Wesentlichen konstant. Demgemäß bestehend Bedarf an einem verbesserten, kostengünstigen hydraulischen Steuersystem zur Verwendung in einem hydraulisch betätigen Automatikgetriebe.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Ein elektrohydraulisches Kupplungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Anspruches 1.
- Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsgebiete gehen aus der hierin vorgesehenen Beschreibung hervor. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifischen Beispiele lediglich den Zwecken der Veranschaulichung dienen.
- Figurenliste
- Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich den Zwecken der Veranschaulichung und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise beschränken. Die Komponenten in den Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, stattdessen wird der Schwerpunkt auf das Veranschaulichen der Grundsätze der Erfindung gelegt. Zudem bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen in den gesamten Ansichten entsprechende Teile. In den Zeichnungen ist:
-
1 eine schematische Zeichnung einer elektrohydraulischen Kupplung für ein Kraftfahrzeuggetriebe nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung; und -
2 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Betreiben der in1 gezeigten elektrohydraulischen Kupplung. - EINGEHENDE BESCHREIBUNG
- Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur. Unter Bezugnahme nun auf
1 ist mit 10 ein elektrohydraulisches Kupplungssystem, das die Grundsätze der vorliegenden Erfindung verkörpert, bezeichnet. Das elektrohydraulische Kupplungssystem10 umfasst einen Kupplungsmechanismus12 , der einen Motor14 durch eine Antriebswelle17 selektiv mit einem Getriebe16 gekoppelt. Das elektrohydraulische Kupplungssystem10 umfasst auch einen Aktor18 , der ein Hydraulikfluid24 , wie etwa zum Beispiel Öl, durch eine Leitung26 zu und von dem Kupplungsmechanismus12 pumpt. Das Strömen des Hydraulikfluids führt zu dem Öffnen und Schließen des Kupplungsmechanismus12 . Zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Art von normalerweise offenem oder geschlossenem System beschränkt ist. Zum Beispiel lässt in einem normalerweise offenen Kupplungssystem das Strömen von Hydraulikfluid zu dem Kupplungsmechanismus12 einen Satz von Betätigungsvorrichtungen34 mit einer Kupplung36 greifen, wodurch der Motor14 mit dem Getriebe16 und dem Rest des Antriebsstrangs durch die Antriebswelle17 gekoppelt wird. Wenn das Hydraulikfluid weg von dem Kupplungsmechanismus12 strömt, geben die Betätigungsvorrichtungen34 die Kupplung frei, wodurch der Motor von dem Getriebe16 und dem Rest des Antriebsstrangs abgekoppelt wird. - Alternativ lässt in einem normalerweise geschlossenen Kupplungssystem das Strömen von Hydraulikfluid weg von dem Kupplungsmechanismus
12 den Satz von Betätigungsvorrichtungen34 mit der Kupplung36 greifen, wodurch der Motor14 mit dem Getriebe16 und dem Rest des Antriebsstrangs durch die Antriebswelle17 gekoppelt wird. Ferner geben in dem normalerweise geschlossenen Kupplungssystem bei Strömen des Hydraulikfluids zu dem Kupplungsmechanismus12 die Betätigungsvorrichtungen34 die Kupplung frei, wodurch der Motor von dem Getriebe16 und dem Rest des Antriebsstrangs abgekoppelt wird. - Der Aktor
18 umfasst einen Kolben20 , der sich in einer Bohrung21 hin- und herbewegt. Der Kolben20 kann durch einen beliebigen geeigneten elektronischen, mechanischen oder elektromechanischem Mechanismus22 angetrieben werden. Wenn sich der Kolben20 in der Bohrung21 hin- und herbewegt, wird das Hydraulikfluid24 herausgepumpt und zurück in den Aktor18 geholt. Der Aktor18 kann unter der Führung eines beliebigen geeigneten Steuergeräts, das mit dem Kraftfahrzeug in Verbindung steht, betrieben werden. Der Aktor18 kann Hydraulikfluid zu verschiedenen anderen Vorrichtungen oder Teilen pumpen, die einen Fluidstrom für hydraulische Steuerfunktionen, Schmierungen oder Kühlung benötigen, wie etwa zum Beispiel drehbare Wellen, Zahnradanordnungen und/oder oder andere Drehmomentübertragungsvorrichtungen. - Das elektrohydraulische Kupplungssystem
10 weist weiterhin ein Solenoid28 auf, das in dem Pfad des Stroms des Hydraulikfluids24 angeordnet ist. Das Solenoid28 umfasst ein Ventil, das normalerweise geschlossen ist, um während eines Ausfalls des elektrohydraulischen Steuersystems10 , einschließlich aber nicht ausschließlich eines Stromausfalls oder eines Ausfalls einer dem elektrohydraulischen Steuersystem10 zugeordneten Steuereinheit, ein Strömen von Öl in der Rückwärtsrichtung zu verhindern. Dieses Merkmal verhindern die ungewollte Verwendung der Kupplung36 . Wie in1 gezeigt wird das Solenoid28 durch ein elektronisches Steuergerät30 betrieben. Das elektronische Steuergerät30 kann einen Softwarealgorithmus umfassen, wie er zum Beispiel nachstehend beschrieben wird, der in einem nicht flüchtigen maschinell lesbaren Mechanismus gespeichert ist. Zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf ein normalerweise geschlossenes Solenoid beschränkt ist. Zum Beispiel kann das Solenoid28 eine Rückschlagkugel32 umfassen, die durch das Solenoid28 betätigt wird. Im Einzelnen öffnet und schließt das Solenoid28 unter der Führung des Steuergeräts30 die Rückschlagkugel32 , um den Strom des Hydraulikfluids zwischen dem Aktor18 und dem Kupplungsmechanismus12 zu öffnen und abzusperren. Die Rückschlagkugel32 selbst ist normalerweise geschlossen. D.h. wenn die Leistung von dem Solenoid28 unterbrochen ist, schließt das Rückschlagventil, um den Strom von Hydraulikfluid in der Rückwärtsrichtung zurück zu dem Aktor zu verhindern. - Unter Bezugnahme auf
2 ist ein Prozess100 zum Betreiben des elektrohydraulischen Kupplungssystems10 gezeigt. Der Prozess100 kann zum Beispiel als Softwarealgorithmus in dem Steuergerät30 implementiert werden. - In einer bestimmten Anordnung beginnt der Prozess
100 bei einem Schritt102 . Als Nächstes rückt der Prozess100 zu einem Entscheidungsschritt104 vor, der ein Sicherheitsalgorithmus sein kann, bei dem der Prozess ermittelt, ob ein Fehler in dem Steuergerät30 oder ein Fehler wie etwa zum Beispiel ein Systemausfall des elektrohydraulischen Kupplungssystems10 , ein Ausfall einer mit dem elektrohydraulischen Kupplungssystem10 verbundenen Steuereinheit oder ein Ausfall eines Diagnosevorgangs vorliegt. Wenn der Entscheidungsschritt104 ermittelt, dass ein Fehler vorliegt, rückt der Prozess zu einem Schritt105 vor, der das Solenoid28 abschaltet. Dies führt zu einem Schließen des Ventils in dem Solenoid28 oder der Rückschlagkugel32 , wenn das Solenoid28 eine Rückschlagkugel umfasst. In jedem Fall wird das Strömen des Hydraulikfluids24 gestoppt, so dass der Kupplungsmechanismus12 offen (d.h. ausgerückt) bleibt, zum Beispiel wenn das Kraftfahrzeug sich an einer Kreuzung befindet, oder geschlossen (d.h. eingerückt) bleibt, wenn sich das Kraftfahrzeug zum Beispiel entlang einer Fernverkehrsstraße bewegt. - Wenn der Entscheidungsschritt
104 aber ermittelt, dass kein Systemfehler vorliegt, dann rückt der Prozess zu einem Entscheidungsschritt106 vor. Hier ermittelt der Prozess unter Verwendung eines Kupplungssteuerungsalgorithmus, ob das Kupplungspedal betätigt ist. Wird das Kupplungspedal nicht betätigt, d.h. die Antwort auf den Entscheidungsschritt106 lautet Nein, dann rückt der Prozess wieder zu Schritt105 vor, wo das Solenoid28 abgeschaltet wird, um den Strom des Hydraulikfluids24 durch Schließen des Solenoids28 zu schließen, so dass der Kupplungsmechanismus12 eingerückt bleibt, um die Kopplung zwischen dem Motor14 und dem Getriebe16 beizubehalten. - Im Fall, dass das Kupplungspedal betätigt ist, d.h. die Antwort auf den Entscheidungsschritt
106 Ja lautet, rückt der Prozess100 dann zu einem Entscheidungsschritt108 vor. Bei diesem Schritt108 ermittelt der Prozess100 unter der Verwendung eines Energiesparalgorithmus, ob der Kupplungsmechanismus12 vollständig geöffnet ist. Wenn die Antwort Ja lautet, dann rückt der Prozess100 erneut zu Schritt105 vor, um das Solenoid28 abzuschalten, was den Strom des Fluids24 absperrt. Somit bleibt der Kupplungsmechanismus vollständig offen, d.h. nicht eingerückt. Zu beachten ist, dass dies unter diesen Umständen die Situation ist, bei der herkömmliche Kupplungssysteme einen erheblichen Energiebetrag verbrauchen. Bei dem elektrohydraulischen Kupplungssystem10 wird der Energieverbrauch10 aber minimiert, da sowohl das Solenoid28 als auch der Aktor18 abgeschaltet werden können, während die Kupplung vollständig geöffnet gehalten wird. Wenn das Kraftfahrzeug angehalten wird, zum Beispiel an einer roten Ampel, benötigt das elektrohydraulische Kupplungssystem10 demgemäß dann keine Energie, um den Kupplungsmechanismus12 geöffnet zu halten. - Wenn schließlich der Entscheidungsschritt
108 ermittelt, dass der Kupplungsmechanismus12 nicht vollständig geöffnet ist, d.h. die Antwort auf den Entscheidungsschritt108 Nein lautet, dann rückt der Prozess100 zu einem Schritt110 vor, wo der Prozess100 das Solenoid28 einschaltet, um eine Steuerung des Kupplungsmechanismus12 zu ermöglichen, um den Kupplungsmechanismus12 zu öffnen oder zu schließen, wenn es der Fahrer wünscht. Schließlich rückt der Prozess100 zu einem Schritt112 vor, wo der Prozess100 endet.
Claims (4)
- Elektrohydraulisches Kupplungssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Kupplungsmechanismus (12), der selektiv einen Motor (14) des Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe (16) koppelt; einen Aktor (18), der Hydraulikfluid (24) zu dem Kupplungsmechanismus (12) pumpt und von diesem zurückholt, um den Kupplungsmechanismus (12) zu aktivieren; und ein Solenoid (28) mit einem Ventil, wobei das Solenoid in dem Pfad (26) des Hydraulikfluids (24) zwischen dem Aktor (18) und dem Kupplungsmechanismus (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Solenoid (28) im unbetätigten Zustand geschlossen ist, um im Fall eines Fehlers in dem elektrohydraulischen Kupplungssystem (10) ein Strömen des Hydraulikfluids (24) zurück zu dem Aktor (18) zu verhindern; wobei weiterhin ein Steuergerät (30) vorhanden ist, das dem Solenoid (28) Befehle liefert, wobei in einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Speicher des Steuergeräts (30) ein Software-Algorithmus gespeichert ist, wobei die Befehle an das Solenoid (28) dem Algorithmus zugeordnet sind, wobei der Algorithmus ausgeführt wird, um zu ermitteln, ob ein Fehler vorliegt, wenn ein Kupplungspedal betätigt wird und wenn der Kupplungsmechanismus (12) vollständig geöffnet ist; wobei bei Vorliegen eines Fehlers das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um die aktuelle Kupplungsstellung zu halten; wobei, wenn das Kupplungspedal nicht betätigt ist, das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um das Einrücken des Kupplungsmechanismus (12) aufrechtzuerhalten; und wobei, wenn der Kupplungsmechanismus (12) vollständig geöffnet ist, das Steuergerät (30) das Solenoid (28) abschaltet, um ein Ausrücken des Kupplungsmechanismus (12) aufrechtzuerhalten.
- Elektrohydraulisches Kupplungssystem nach
Anspruch 1 , wobei das Ventil des Solenoids (28) eine Rückschlagkugel (32) umfasst. - Elektrohydraulisches Kupplungssystem nach
Anspruch 1 , wobei das Strömen des Hydraulikfluids (24) zu einem Ein- und Ausrücken des Kupplungsmechanismus (12) führt. - Elektrohydraulisches Kupplungssystem nach
Anspruch 1 , wobei, wenn kein Fehler vorliegt, wenn das Kupplungspedal betätigt ist und wenn der Kupplungsmechanismus (12) nicht vollständig geöffnet ist, das Steuergerät (30) das Solenoid (28) einschaltet, um es dem Kupplungsmechanismus (12) zu ermöglichen, auf Wunsch eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zu öffnen oder zu schließen.
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